一种制取乙烯、丙烯和芳烃的催化转化方法技术

一种制取乙烯、丙烯和芳烃的催化转化方法，不同裂化性能的烃类原料与催化裂解催化剂接触，在温度５５０－８００℃、重时空速０．１－８００ｈ↑［－１］、反应压力０．１０－１．０ＭＰａ、催化裂解催化剂与原料的重量比１０－１５０，水蒸汽与原料的重量比为０．１５－１．０条件下，在流化床反应器内进行裂化反应，分离待生催化剂和反应油气，待生催化剂经再生后返回反应器，分离反应油气经分离得到目的产物低碳烯烃和芳烃，其中１６０～２６０℃馏分作为循环物料返回催化裂解，乙烷、丙烷、丁烷与进入蒸汽裂解进一步生产乙烯、丙烯。该方法从重质原料最大限度地生产乙烯、丙烯等低碳烯烃，乙烯和丙烯的产率都在２０重％以上，同时联产甲苯与二甲苯等芳烃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于在不存在氢的情况下烃油的催化转化方法，更具体地说， 是一种将重质原料转化为富含乙烯和丙烯的低碳烯烃和富含曱苯、二甲苯 的芳烃的方法。
技术介绍
低碳烯烃如乙烯、丙烯等是重要的有机化工原料，其中丙烯是聚丙烯、 丙烯腈等产品的合成单体。随着聚丙烯等衍生物需求的迅速增长，对丙烯的需求也在逐年俱增。世界丙烯市场的需求已经从20年前的1520万吨增 加到2000年的5120万吨，年均增长率达6.3%。预计到2010年丙烯的需 求量将达到8600万吨，其间年均增长率约为5.6% 。生产丙烯的方法主要是蒸汽裂解和催化裂化(FCC)，其中蒸汽裂解 以石脑油等轻质油为原料通过热裂解生产乙烯、丙烯，但丙烯的产率仅为 15重％左右，而FCC则以减压瓦斯油(VGO)等重质油为原料。目前， 世界上66%的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品，32%来自炼油厂 FCC生产汽、柴油的副产品，少量(约2%)由丙烷脱氢和乙烯-丁烯易 位反应得到。石油化工如果走传统的蒸汽裂解制乙烯、丙烯路线，将面临轻质原料 油短缺、生产能力不足以及成本过高等几大制约因素。FCC由于其原料适应性广、操作灵活等优势日益受到重视。在美国， 几乎丙烯市场需求量的50%都来源于FCC装置。增产丙烯的催化裂化改 进技术发展很快。US4，980，053公开了一种制取低碳烯烃的烃类转化方法，原料为不同 沸程的石油馏分、渣油或原油，在流化床或移动床反应器内使用固体酸催 化剂，在温度500-650°C、压力1.5-3 xl05Pa、重时空速0.2-2.0h1、剂油 比2-12的条件下进行催化转化反应，反应后的催化剂经烧焦再生后返回 反应器内循环使用。该方法丙烯和丁烯的总产率可以达到400/。左右，其 中丙烯产率高达26.34%。WO00/31215A1公开了一种生产烯烃的催化裂化方法，该方法采用 ZSM-5和/或ZSM-ll沸石^:活性组分，以大量惰性物质为基质的催化剂，以VGO为原料，丙烯的产率也不超过20重％。US4,422，925公开了多种具有不同裂化性能的烃类与热再生催化剂接 触并转化的方法，该方法所述的烃类至少含有一种气体烷烃原料和一种液 体烃类原料，该方法依据不同的烃类分子具有不同裂化性能，将反应区分 成多个反应区进行裂化反应，以多产低分子烯烃。芳烃也是一种重要的化工原料，尤其是轻芳烃BTX(苯、曱苯、二曱 苯)主要用于生产化纤、塑料等合成材料。目前生产芳烃的主要方法是催 化重整，由于重整催化剂的活性组分为贵金属，因此必须对原料进行严格 的预处理。此外，重整催化剂的移动、再生流程也比较复杂。CN1667089A^Hf 了一种生产低碳烯烃和芳烃的化工型炼油方法，原 料油与经再生的催化裂解催化剂、水蒸汽在催化裂解反应器内接触，在温 度500-700。C、压力0.15~0.4MPa、催化裂解催化剂与原料油的重量比 5~50、水蒸汽与原料油的重量比0.05~0.6的条件下反应，分离待生催化 剂和反应油气，待生催化剂经再生后返回反应器；分离反应油气得到目的 产物低碳烯烃和芳烃。该方法从重质原料最大限度地生产丙烯、乙烯等低 碳烯烃，其中丙烯的产率超过30重％,同时联产曱苯与二曱苯等芳烃。上述现有技术对烷烃分子裂化反应设计仍存在不足，同时，现有技术 的产品分布是按常规的FCC分馏系统来切割的，汽油或柴油中的芳烃潜 含量和低碳烯烃潜含量未充分利用，造成丙烯和芳烃的产率偏低。为了满 足曰益增长的丙烯、乙烯和芳烃等化工原料的需求，有必要开发一种将重 质原料转化为大量的丙烯和芳烃的催化转化方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是在现有技术的基础上提供一种将重质原料转化为低 碳烯烃和芳烃的催化转化方法。本专利技术的技术方案包括下列步骤(1) 类型三的原料首先与热再生催化剂接触，在反应温度680。C-800 。C、重时空速IOO h—、800 h"、反应压力O.lOMPa-l.OMPa (绝压)、催化 裂解催化剂与原料的重量比30-150，水蒸汽与原料的重量比为0.15-1.0的 条件下进行裂化反应；(2) 反应流出物不经油剂分离，与类型二的原料混合，类型二的原 料在反应温度650。C-750。C、重时空速10 h1-300 h"、反应压力0.10MPa-1.0MPa (绝压)、催化裂解催化剂与原料的重量比20-100，水 蒸汽与原料的重量比为0.15-1.0的条件下进行裂化反应；(3)反应流出物再与类型一的原料混合，类型一的原料油在反应温 度550°C-650。C、重时空速O.l h"-lOO h"、反应压力0.10MPa-1.0MPa (绝压)、催化裂解催化剂与原料的重量比10-50，水蒸汽与原料的重量 比为0.15-1.0的条件下进4亍裂化反应；(4 )待生催化剂和反应油气通过旋风分离器分离，待生催化剂进入 汽提器，经汽提烧焦再生后返回反应器，而反应油气ii^后续的分离系 统；(5) 反应油气在分离系统中分出目的产物乙烯和丙烯、以及H2、CH4、 乙烷、丙烷、丁烯、丁烷、Cs烃、C6-160。C馏分、16O-260。C馏分、大于 260。C馏分，其中160 260。C馏分作为循环物料返回步骤(2);(6) 催化裂解乙烷、丙烷、丁烷与水蒸汽进入蒸汽裂解反应器，在 反应温度700XM000。C下进行裂化反应，分离反应油气得到目的产物乙烯 和丙烯，及112、 CH4、蒸汽裂解乙烷、丙烷、蒸汽裂解CVCs、蒸汽裂解 石脑油、燃料油，其中蒸汽裂解乙烷、丙烷循环回蒸汽裂解反应器，蒸汽裂解C4-Cs循环回催化裂解反应器。优选的技术方案还包括步骤(7)，即(7) 蒸汽裂解石脑油先经选择性加氢后，再经溶剂抽提得到芳烃和 轻芳烃抽余油，其中芳烃为目的产物之一，轻芳烃抽余油返回步骤(6) 或/和步骤(1)作为蒸汽裂解或/和催化裂解的原料之一。所述三种不同裂化性能烃类原料分类原料类型一为易裂化原料，原 料类型二为较难裂化原料，原料类型三为难裂化原料。所述的原料类型一为石油烃和/或其它矿物油，其中石油烃选自减压瓦 斯油(VGO )、常压瓦斯油(AGO )、焦化瓦斯油(CGO )、脱沥青油(DAO )、 减压渣油(VR)、常压渣油(AR)、重芳烃抽余油中的一种或其中一种以 上的混合物。其它矿物油为煤液化油、油砂油、页岩油。优选的原料选自 减压瓦斯油、常压瓦斯油、焦化瓦斯油、脱沥青油、减压渣油、常压渣油、 重芳烃抽余油中的一种或其中一种以上的混合物。其中VGO、 AGO、 CGO、 DAO、 VR、 AR为未加氢的全馏分或部分馏分，或为加氢后的全 馏分或部分馏分。所述重芳烃抽余油是本装置或外来装置如常规催化裂化、焦化、热裂 化、加氢等装置的馏程为a60'C的馏分经溶剂抽提所得，重芳烃抽提溶剂选自二甲亚砜、糠醛、二甲基曱酰胺、单乙醇胺、乙二醇、1，2-丙二醇中 的一种或一种以上的混合物，抽提温度为40~120°C，溶剂与原料之间的体 积比为0.5-5.0。所述的原料类型二选自油浆、柴油、汽油、碳原子数为4-8的烯烃、 馏程为160 260。C的馏分中的一种或其中一种以上的混合物，优选馏程为 160 260'C的镏分，更优选170 250'C的馏分。所述汽油选自本方法所得催化裂解汽油、催化裂化汽油、直馏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制取乙烯、丙烯和芳烃的催化转化方法，其特征在于该方法包括下列步骤：　（１）类型三的原料首先与热再生催化剂接触，在反应温度６８０℃－８００℃、重时空速１００ｈ↑［－１］－８００ｈ↑［－１］、反应压力０．１０ＭＰａ－１．０ＭＰａ、催化裂解催化剂与原料的重量比３０－１５０，水蒸汽与原料的重量比为０．１５－１．０的条件下进行裂化反应；　（２）反应流出物不经油剂分离，与类型二的原料混合，类型二的原料在反应温度６５０℃－７５０℃、重时空速１０ｈ↑［－１］－３００ｈ↑［－１］、反应压力０．１０ＭＰａ－１．０ＭＰａ、催化裂解催化剂与原料的重量比２０－１００，水蒸汽与原料的重量比为０．１５－１．０的条件下进行裂化反应；　（３）反应流出物再与类型一的原料混合，类型一的原料油在反应温度５５０℃－６５０℃、重时空速０．１ｈ↑［－１］－１００ｈ↑［－１］、反应压力０．１０ＭＰａ－１．０ＭＰａ、催化裂解催化剂与原料的重量比１０－５０，水蒸汽与原料的重量比为０．１５－１．０的条件下进行裂化反应；　（４）待生催化剂和反应油气通过旋风分离器分离，待生催化剂进入汽提器，经汽提烧焦再生后返回反应器，而反应油气进入后续的分离系统；　（５）反应油气在分离系统中分出目的产物乙烯和丙烯、以及Ｈ↓［２］、ＣＨ↓［４］、乙烷、丙烷、丁烯、丁烷、Ｃ↓［５］烃、Ｃ６－１６０℃馏分、１６０－２６０℃馏分、大于２６０℃馏分，其中１６０－２６０℃馏分作为循环物料返回步骤（２）；　（６）催化裂解乙烷、丙烷、丁烷与水蒸汽进入蒸汽裂解反应器，在反应温度７００℃－１０００℃下进行裂化反应，分离反应油气得到目的产物乙烯和丙烯，及Ｈ↓［２］、ＣＨ↓［４］、蒸汽裂解乙烷、丙烷、蒸汽裂解Ｃ↓［４］－Ｃ↓［５］、蒸汽裂解石脑油、燃料油，其中蒸汽裂解乙烷、丙烷循环回蒸汽裂解反应器，蒸汽裂解Ｃ↓［４］－Ｃ↓［５］循环回催化裂解反应器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许友好，田龙胜，谢朝钢，鲁维民，张久顺，龙军，达志坚，汪燮卿，舒兴田，田辉平，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]