[发明专利]一种制取异丁烷和富含异构烷烃汽油的催化转化方法

说明书

本发明属于在不存在氢的情况下石油烃类的催化转化方法，更具体地说，是属于制取异丁烷和富含异构烷烃汽油的催化转化方法。

随着环境对汽油产品的质量要求日益严格，汽油已从无铅汽油发展到新配方汽油，新配方汽油的标准要求限制汽油的蒸气压和苯含量，还将逐步限制烯烃含量，世界各国各地区制定的新配方汽油标准不尽相同，但一个总的原则是汽油组分中烯烃在20重％以下。

常规的催化裂化工艺主要用于生产汽油，汽油产率高达50重％以上。八十年代初，汽油无铅化迫使催化裂化技术向生产高辛烷值汽油的方向发展，为此，催化裂化的工艺条件和催化剂类型发生了很大变化。在工艺方面，主要是提高反应温度，缩短反应时间，提高反应苛刻度，抑制过裂化反应，提高提升管底部油气和催化剂的接触效率；在催化剂方面，开发了USY型沸石结合惰性基质或活性基质的催化剂以及不同类型的沸石复合的催化剂。

催化裂化技术虽已取得上述进展，满足了汽油无铅化的要求，提高了汽油的辛烷值，但无论是通过改变工艺条件，还是使用新型的沸石催化剂来提高汽油辛烷值，都是以提高汽油组分中的烯烃含量来增加汽油的辛烷值，目前汽油组分中烯烃含量为35～65重％，这与新配方汽油对烯烃含量的要求相差甚远。

本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种制取异丁烷和富含异构烷烃汽油的催化转化方法，以满足新配方汽油的要求。

本发明的特点是使用的反应器包括两个反应区，其中下部的第一反应区为一次裂解反应区，反应温度较高，物料停留时间较短，而上部的第二反应区为二次反应区，该区的反应温度较低，物料停留时间较长，物料进行烷基化反应和氢转移反应，提高汽油组成中异构烷烃的含量。

本发明提供的方法是：预热的原料油进入一个包括两个反应区的反应器内，在水蒸汽存在下与热的裂化催化剂接触进行一次反应和二次反应，分离反应产物得到富含异丁烷的液化气和富含异构烷烃的汽油及其它产品，待生催化剂经汽提进入再生器，经烧焦后循环使用。

该方法适用的原料油可以是不同沸程的石油馏份、渣油或原油。具体地说，它们是一次加工馏份油，包括汽油、柴油、减压蜡油、渣油；两种或两种以上的上述一次加工馏份油的任意比例的混合物；掺有30重％以下的焦化蜡油和/或脱沥青油的一次加工馏份油；原油。

该方法适用所有类型的常规催化剂，其活性组分选自含或不含稀土的Y或HY型沸石、含或不含稀土的超稳Y型沸石、ZSM-5系列沸石或用其它方法制得的具有五元环结构的高硅沸石中的一种、两种或三种的催化剂，以及无定型硅铝催化剂。

该方法的反应条件如下：第一反应区温度为530～620℃，最好为550～600℃；第一反应区的反应时间为0.5～2.0秒，最好为0.8～1.5秒；第二反应区温度为460～550℃，最好为480～510℃；第二反应区的反应时间为2～30秒，最好为3～15秒；催化剂与原料油的重量比(以下简称剂油比)为3～15∶1，最好为3～8∶1；水蒸汽与原料油的重量比(以下简称水油比)为0.03～0.3∶1，最好为0.05～0.15∶1；压力为130～450千帕。

该方法适用的反应器可以是选自等直径提升管、等线速提升管、流化床或变径提升管中之一，也可以是由等直径提升管-流化床构成的复合反应器。

本发明提供的方法可以在是在等直径提升管、等线速提升管或流化床反应器中进行的，其中等直径提升管与炼厂常规的催化裂化反应器相同，等线速提升管中流体的线速基本相同。等直径提升管、等线速提升管或流化床反应器从下至上依次为预提升段、第一反应区、第二反应区，第一反应区、第二反应区的高度之比为10～40∶90～60，当使用等直径提升管、等线速提升管或流化床反应器时，在第二反应区底部注入冷激剂，和/或在第二反应区内设置取热器，取热器的高度占第二反应区高度的50～90％。分别控制每个反应区的温度和反应时间。冷激剂是选自粗汽油、汽油、柴油、分馏塔第一中段循环油或水中的一种或一种以上的任意比例的混合物。

本发明提供的方法也可以在由等直径提升管-流化床构成的复合反应器中进行，下部的等直径提升管为第一反应区，上部的流化床为第二反应区，分别控制每个反应区的温度和反应时间。在流化床的底部可以设冷激剂入口，和/或在流化床内设置取热器，取热器的高度占流化床高度的50～90％。冷激剂是选自粗汽油、汽油、柴油、分馏塔第一中段循环油或水中的一种或一种以上的任意比例的混合物。