[发明专利]使用多级径向流移动床反应器系统催化裂化石脑油的方法

说明书

公开了用于生产烯烃的系统和方法。所述方法包括使用径向流移动床反应器系统在具有连续催化剂再生的多级中催化裂化链烷烃以形成烯烃。所述系统包括级间加热器以利于增加烯烃的产率。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年9月6日提交的美国临时专利申请号62/727,978的优先权的权益，通过整体引用将其并入本文。

技术领域

本发明一般涉及烯烃的生产。更具体地，本发明涉及通过使用多级径向流移动床反应器系统裂化烃进料来生产烯烃。

背景技术

烯烃(烯属烃)是在碳原子之间具有至少一个双键的不饱和烃化合物，被广泛用作生产各种化学品的原料。生产烯烃的工业方法包括链烷烃(烷烃)(开链饱和烃)的裂化和链烷烃的催化脱氢。石脑油和天然气是可用作生产烯烃的原料的链烷烃的来源。从工艺配置的观点和催化剂设计的观点出发，通过以高选择性和收率催化裂化将具有小于350℃的终馏点(end point)的链烷烃转化为轻质烯烃(C₂至C₄烯烃)是具有挑战性的。这些烃的转化需要高温(高于600℃)和相对短的停留时间，以克服催化裂化反应的吸热性并防止轻质烯烃的低聚。另外，高压可促进不希望的副反应，所述高压也是催化裂化转化过程的通常条件。

一些方法使用固定床反应器来进行链烷烃的催化裂化以形成烯烃。然而，必须关闭反应器以再活化(再生)催化剂以恢复其初始活性。

其他方法使用流化床反应器来进行链烷烃的催化裂化以形成烯烃。已知由KBR和SK合作共同开发的将石脑油原料转化为轻质烯烃的商业方法。该方法称为高级催化烯烃(Advanced Catalytic Olefins，K-COT)。它基于流化催化裂化工艺，其中催化剂在反应器和再生器之间循环。当催化剂迅速失去活性(失活)时，这是理想的方法。该方法需要额外补充燃料以维持能量平衡，因为焦炭的量不足以将转化率维持在所需水平。此外，该方法需要高催化剂/油比以便获得可接受的产率。

发明内容

已经发现一种通过使用多级移动床反应器系统催化裂化链烷烃原料例如石脑油来生产烯烃的方法。使用移动床反应器系统，所述方法可以在低压力和短停留时间下操作，因此，可以使不希望的副反应最小化。链烷烃原料可以通过移动床径向向内或径向向外引入反应器中，而催化剂在反应器顶部处引入，并使其连续向下移动向反应器底部，从反应器底部移除催化剂并送入再生器进行再生。催化裂化可以使用串联的反应器以多级完成，其中具有对来自反应器的流出物进行级间加热(以使流出物在期望的温度下进料到下一个反应器中)和催化剂的级间再生。

发现的方法有助于连续运行模式，这与固定床反应器不同，固定床反应器需要停机以再活化(再生)催化剂以恢复其初始活性并提供高生产能力，而不增加压降或增加容器尺寸。

本发明的实施方案包括一种生产烯烃的方法，所述方法包括：提供第一反应器，所述第一反应器包含第一壳体和在第一反应器的第一壳体内的第一移动催化剂床，其中第一移动催化剂床通过使催化剂颗粒流到在第一反应器的第一壳体内的第一穿孔容器的上部，使得催化剂颗粒通过重力从第一穿孔容器的上部向下流动至第一穿孔容器的下部，然后从第一反应器流出到催化剂再生器而形成。所述方法进一步包括：使液体烃进料流入第一反应器内的第一区域，液体烃进料从第一区域径向流过第一穿孔容器的第一穿孔壁，然后流过第一移动催化剂床，从而提供液体烃进料与第一移动催化剂床的催化剂颗粒的接触。所述方法进一步包括：作为接触的结果，在足以形成烯烃的第一反应条件下催化裂化液体烃进料。所述方法还包括：使包含所形成烯烃的料流从第一移动催化剂床流过第一穿孔容器的第二穿孔壁，并流入第一壳体内的第二区域。然后所述方法包括：使流出物从壳体内的第二区域流到位于第一反应器外部的第一加热器。所述方法进一步包括：在第一加热器中加热第一流出物，使加热后的第一流出物流到第二反应器，以及在足以形成额外烯烃的第二反应条件下在第二反应器中催化裂化加热后的流出物。