一种生产低碳烯烃的方法技术

一种生产低碳烯烃的方法，催化裂化催化剂经预提升介质提升后与原料在反应器中反应，反应后得到的产物和待生催化剂引出反应器进行分离，分离出的待生催化剂经烧焦再生后返回反应器内循环使用，分离出的反应产物经分馏后得到低碳烯烃、汽油、柴油、重油及其它低分子饱和烃类，其特征在于反应器内催化剂密度变化范围为±１～２０％，非催化剂物流空塔气速变化范围为±１～１８％。本发明专利技术提供的方法，反应器内油气速度和催化剂密度变化小、反应器内的流化状态相对稳定、传质速度和温度分布均匀；因而本发明专利技术提供的方法重质原料转化率高，提高了低碳烯烃产率和选择性；降低了干气产率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在不存在氢的情况下烃油的催化转化方法，更具体地说，是一种将重质原料催化裂化转化为富含丙烯、乙烯等低碳烯烃的方法。
技术介绍
在流化催化裂化或流化催化裂解过程中，高温再生催化剂与原料油接触反应，主要产品为汽油和柴油，另外生产一部分液化气、干气、油浆和焦炭。焦炭沉积在待生催化剂上并随待生催化剂一起进入再生器烧焦恢复活性，恢复活性的再生催化剂进入反应器循环使用。最近几年，以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃化工原料的需求快速增长，越来越多的催化裂化或催化裂解装置不仅用于生产汽油，而且还用来生产低碳烯烃。对于炼油和石化高度结合的企业来说，利用的催化裂化或催化裂解工艺生产低碳烯烃化工原料具有明显的经济效益。另外，为了充分利用石油资源同时提高炼油厂经济效益，催化裂化装置掺炼常压渣油、减压渣油的比重越来越大。由于渣油比较难裂化，为提高渣油的转化率和提高汽、柴油收率，通常都提高反应温度。催化裂化产品和原料的摩尔比一般为2～8，在催化裂化工艺的提升管反应器内，自原料油喷嘴到提升管出口，产品的平均分子量逐渐减小，产品和原料的摩尔比逐渐提高，油气空塔线速增加，催化剂密度降低。典型的催化裂化提升管反应器的油气线速和催化剂密度变化范围很大，一般提升管出口油气线速是提升管入口线速的2～4倍，变化范围为100～400％；随着油气线速增加，传统提升管内的滑落系数减小，密度降低，提升管出口密度是提升管入口密度的15％～20％，变化范围为100～600％。传统提升管反应器由于油气速度和催化剂密度变化大，反应器内的流化状态相应变化很大，无法保证相对稳定的流化状态、传质速度和均匀的温度分布。为了改进催化裂化工艺以提高催化裂化活性，优化产品分布，从而提高轻质油收率、低碳烯烃收率或降低汽油中的烯烃，在反应器结构和催化-->裂化工艺方面，人们进行了很多研究工作。CN2214222Y提出了用两根上下行的U型反应管反应器串联技术和CN2380297Y提出了两根直提升管串联技术以改进催化裂化反应，由于都采用了两个管式反应器，而且反应温度较高，可以分别控制两个反应器的反应条件，以改进催化裂化反应，提高轻质油收率，降低气体、焦炭产率。为提高提升管后半部分催化剂的裂化活性，CN1415701A公开了一种石油烃接力催化裂化方法，该方法是使再生剂经催化剂入口管进入套管式反应器的底部，并在预提升介质的作用下向上流动，20～80重％的再生催化剂流入内管；而其余部分的催化剂进入进入内管与外管之间的环形反应空间中，并在预提升介质的作用下继续向上流动。烃油原料注入该反应器的内管，与其中的催化剂接触、反应，反应物流沿器壁向上流动，在汇合管的入口处，内管中的反应物流与来自环行反应空间的再生剂汇合、反应，并经汇合管进入气固快速分离设备中，使反应油气与反应后积碳的催化剂相分离。反应油气送入后续分离系统，而反应后的催化剂经汽提、再生后，返回反应器循环使用。该方法可增强催化裂化过程的反应活性和选择性，但是仍存在干气产率较高的问题。US6045690公开了一种重质油催化裂化生产低碳烯烃的方法，该方法的目的是减少重质馏分油裂化生产低碳烯烃时由于氢转移和过裂化反应而生成的干气。该方法包括以下步骤：将重质原料注入反应区入口部位，将再生催化剂分为两股以上进入下流式反应器，一股再生催化剂进入反应器入口部位，其余部分再生催化剂注入反应区入口和出口之间至少一个部位，反应区的裂化条件为：接触时间为0.1～3.0秒，反应区出口温度为530～700℃，剂油比为10～50。该方法无法很好解决反应器温度和密度分布不均匀的问题。US4578183公开了一种烃油催化裂化方法，该方法在原料发生催化裂化反应之前进行原料油汽化。位于提升管反应器下部的混合器将再生催化剂分为两股，一股进入第一反应器，第二股进入第二反应器，从而改进催化剂和原料油的混合。但该方法同样存在干气产率较高的问题。上述现有技术在提升管反应器的反应过程中补充部分再生催化剂力求-->改进传统提升管反应器由于油气速度和催化剂密度变化大、反应器内的流化状态相应变化很大的缺点，但是，仍然无法保证相对稳定的流化状态、传质速度和均匀的温度分布的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种提高重质原料的转化率，降低干气产率同时提高低碳烯烃产率和选择性的催化裂化方法。一种石油烃裂化方法，催化裂化催化剂经预提升介质提升后与原料在反应器中反应，反应后得到的产物和待生催化剂引出反应器进行分离，分离出的待生催化剂经烧焦再生后返回反应器内循环使用，分离出的反应产物经分馏后得到低碳烯烃、汽油、柴油、重油及其它低分子饱和烃类，其特征在于反应器内催化剂密度变化范围为±1～20％，优选±1～10％，非催化剂物流空塔气速变化范围为±1～18％，优选±5～12％。本专利技术提供的方法中，所述的反应器的横截面积沿随物流流动方向不断扩大，反应器外壁形状为轴对称，横截面积的扩大根据具体反应原料、催化剂以及操作参数确定。总体而言，在反应器入口，原料气化后立即进行裂化反应，反应速度很快，油气体积迅速膨胀，随后反应速度逐渐降低，油气体积膨胀速度也逐渐变缓。反应器横截面积在入口处增加幅度最大，在出口处增加幅度很小甚至不用增加。总之通过反应器横截面积的增加使得所述的反应器内的催化剂密度、非催化剂物流空塔气速保持相对稳定。本专利技术提供的方法中，所述的反应器中的操作条件为：反应器中催化剂密度为50～500kg/m3，优选80～350kg/m3，更优选120～300kg/m3；反应温度为450～720℃，优选500～660℃，更优选520～640℃；重时空速(WHSV)为1h-1～500h-1，优选2h-1～150h-1，更优选2.5h-1～50h-1；绝对压力为0.1～0.6MPa，优选0.15～0.50MPa，0.17～0.35MPa；非催化剂物流空塔气速为0.6～20m/sec，优选0.9～10m/sec，更优选0.9～10m/sec；剂油比为2～40，优选4～30，更优选5～25。-->本专利技术提供的方法的优点为：反应器内油气速度和催化剂密度变化小、反应器内的流化状态相对稳定、传质速度和温度分布均匀；因而本专利技术提供的方法重质原料转化率高，提高了低碳烯烃产率和选择性；降低了干气产率。由实施例和对比例可见，采用本专利技术提供的方法，重质油转化率提高了1.9个百分点；干气产率下降1.3个百分点；液化气产率增加7.7个百分点，其中：丙烯增加7.0个百分点，丁烯增加1.0个百分点；焦炭产率降低0.3个百分点。附图说明附图为本专利技术提供的方法的流程示意图。具体实施方式本专利技术的方法是这样具体实施的：一种石油烃裂化方法，催化裂化催化剂经预提升介质提升后与原料在反应器中反应，反应后得到的产物和待生催化剂引出反应器进行分离，分离出的待生催化剂经烧焦再生后返回反应器内循环使用，分离出的反应产物经分馏后得到低碳烯烃、汽油、柴油、重油及其它低分子饱和烃类，反应器内催化剂密度变化范围为±1～20％，优选±1～10％，非催化剂物流空塔气速变化范围为±1～18％，优选±5～12％。本专利技术提供的方法中，所述预提升介质可以是水蒸气、干气、氮气、C3组分、C4组分、C5组分、或其它用于预提升介质的一种或任何几种的混合物。所述原料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石油烃裂化方法，催化裂化催化剂经预提升介质提升后与原料在反应器中反应，反应后得到的产物和待生催化剂引出反应器进行分离，分离出的待生催化剂经烧焦再生后返回反应器内循环使用，分离出的反应产物经分馏后得到低碳烯烃、汽油、柴油、重油及其它低分子饱和烃类，其特征在于反应器内催化剂密度变化范围为±１～２０％，非催化剂物流空塔气速变化范围为±１～１８％。

【技术特征摘要】
1.一种石油烃裂化方法，催化裂化催化剂经预提升介质提升后与原料在反应器中反应，反应后得到的产物和待生催化剂引出反应器进行分离，分离出的待生催化剂经烧焦再生后返回反应器内循环使用，分离出的反应产物经分馏后得到低碳烯烃、汽油、柴油、重油及其它低分子饱和烃类，其特征在于反应器内催化剂密度变化范围为±1～20％，非催化剂物流空塔气速变化范围为±1～18％。2.按照权利要求2的方法，其特征在于所述的反应器内催化剂密度变化范围为±1～10％，非催化剂物流空塔气速变化范围为±5～12％。3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于所述反应器的操作条件为：反应器中催化剂密度为50～500kg/m3，反应温度为450～720℃、重时空速为1h-1～500h-1，绝对压力为0.1～0.6MPa，非催化剂物流空塔气速为0.6～30m/...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢朝钢，张久顺，龙军，张执刚，
申请(专利权)人：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]