一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化裂解方法技术

一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化裂解方法，重质原料在第一反应器与第一部分催化裂解催化剂接触进行反应，富含饱和烃的轻质原料和富含烯烃的轻质原料在第二反应器和第三反应器与第二部分催化裂解催化剂接触进行反应，所有反应油气和待生催化剂均进行气固分离，其中反应油气经进一步分离得到包含低碳烯烃和轻芳烃的产物；待生催化剂经汽提后进入催化剂再生器中烧焦再生，再生催化剂返回反应器中循环使用；所述催化裂解催化剂以重量百分比计包含15％～65％的天然矿物质，10％～60％的氧化物和25％～75％的Y型分子筛和含磷和含负载金属IMF结构分子筛。本发明专利技术的方法具有较高的低碳烯烃和轻芳烃产率。

A catalytic cracking method for the production of light olefins and light aromatics

A catalytic cracking process for producing low carbon olefin and light aromatics. Heavy raw materials are in contact with the first catalytic cracking catalyst in the first reactor. Light material rich in saturated hydrocarbons and light rich materials rich in olefin are in contact with second partial catalytic cracking catalysts in the second reactor and third reactor. All the reaction oil gas and the raw catalyst are separated by gas solid separation, in which the reaction oil and gas are further separated to obtain the products containing low carbon olefin and light aromatics, and the catalyst is regenerated in the catalyst regenerator after stripping, and the regenerated catalyst is recycled in the reactor; the catalytic cracking catalyst is heavy. The percentage contains 15% to 65% natural minerals, 10% ~ 60% oxides and 25% - 75% Y - type molecular sieves and phosphorous and loaded metal IMF structural molecular sieves. The method of the invention has higher yield of light olefins and light aromatics.

【技术实现步骤摘要】
一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化裂解方法
本专利技术涉及一种不存在氢的情况下烃油的催化转化方法，更具体地说，涉及一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化裂解方法。
技术介绍
以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃是化学工业的最基本原料，国内外多以天然气或轻质石油馏分为原料，采用乙烯联合装置中蒸汽裂解工艺生产低碳烯烃。除生产乙烯外，约70％的丙烯、90％的丁二烯、30％的芳烃均来自蒸汽裂解副产。虽然蒸汽裂解技术经过几十年的发展，技术不断完善，但仍具有能耗高、生产成本高、CO2排放量大和产品结构不易调节等技术局限，传统的蒸汽裂解生产乙烯和丙烯的技术正面临严峻的考验。轻芳烃(苯、甲苯和二甲苯，简称BTX)也是一种重要的有机化工原料，产量和规模仅次于乙烯和丙烯。轻芳烃生产主要来自于重整汽油和乙烯裂解汽油。预计未来仅依靠这些来源无法满足纯苯和对二甲苯的市场增长需求。采用石油烃催化裂解技术，通过工艺参数与催化剂性质的优化，可以有效提高低碳烯烃选择性，同时多产轻芳烃，该技术是当前乃至未来低碳烯烃和芳烃生产技术的研究热点。CN98101765.7公开一种同时制取低碳烯烃和高芳烃汽油的方法，重质石油烃和水蒸气在提升管和密相流化床组成的复合反应器的下部与催化剂接触；轻质石油烃进入复合反应器的上部即密相流化床底部与催化剂接触。本方法的优点是使用相同的催化剂并在同一装置内进行反应，提高低碳烯烃特别是丙烯的产率，汽油中的芳烃含量增加到80重％左右。CN200410006189.1公开了一种生产低碳烯烃和芳烃的化工型炼油方法，将原料油或部分加氢循环油与再生的催化裂解催化剂、水蒸气在催化裂解反应器内接触反应，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BTX等轻芳烃。CN201010233651.7公开一种生产丙烯和轻芳烃的催化转化方法，烃类原料与催化裂化催化剂在复合反应器中接触在催化裂化条件下反应，得到低碳烯烃、富含轻芳烃汽油等产品，进一步分离得到轻芳烃，复合反应器包括提升管反应器与流化床反应器。CN103785460A提出了一种生产低碳烯烃的催化剂及其制备方法，采用MFI结构分子筛和磷改性的β分子筛复配的催化剂体系，用于石脑油催化裂解制丙烯具有更高的低碳烯烃产率。综上所述，现有技术均以低碳烯烃为主要目标产率，联产轻芳烃，因此轻芳烃的产率增加得有限，有必要在现在工艺技术与催化材料基础上，开发一种具有较高低碳烯烃和轻芳烃产率的催化裂解方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是在现有技术的基础上，提供一种提高低碳烯烃和轻芳烃收率的催化裂解方法。本专利技术的方法包括：(1)、重质原料在第一反应器与第一部分催化裂解催化剂接触进行反应，得到第一部分反应油气和待生催化剂；(2)、富含饱和烃的轻质原料和富含烯烃的轻质原料在第二反应器和第三反应器与第二部分催化裂解催化剂接触进行反应，得到第二部分反应油气和待生催化剂；(3)、步骤(1)所述第一部分反应油气和待生催化剂、步骤(2)所述第二部分反应油气和待生催化剂均进行气固分离，其中反应油气经进一步分离得到包含低碳烯烃和轻芳烃的产物；待生催化剂经汽提后进入催化剂再生器中烧焦再生，恢复活性的再生催化剂返回反应器中循环使用；所述催化裂解催化剂以重量百分比计包含以下组分：A)15％～65％的天然矿物质，B)10％～60％的氧化物，C)25％～75％的Y型分子筛和含磷和含负载金属IMF结构分子筛。本专利技术的方法采用磷和金属改性的IMF结构分子筛，使催化剂的孔道结构具有更大的比表面积和更高的中孔体积，提高了催化剂的稳定性，较现有催化裂解催化剂具有更高的烃油裂化活性，具有更高的乙烯和丙烯产率和BTX产率，具有更高的低碳烯烃选择性。本专利技术的方法可以通过合理地调节催化剂性质，灵活地调整产品结构，有效地提高了低碳烯烃和轻芳烃产率。本专利技术方法通过采用复合式反应器为不同组成烃类原料提供了不同的催化裂解反应环境，提高了产品选择性，实现了原料的高效转化。本专利技术的方法通过部分待生催化剂与再生催化剂的混合，降低了第一反应器油剂接触温度，从而降低了重质原料催化裂解生成干气和焦炭的选择性。本专利技术提供的方法，使得石化企业可以采用催化加工方法替代热加工方法从石油馏分油最大限度生产化工原料，使石化企业成功地实现低碳转型，缓解了碳排放的巨大压力，既解决了石化原料短缺的问题，又提高了石化行业的经济效益和社会效益。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为根据本专利技术的一种优选的实施方式的生产低碳烯烃和轻芳烃的催化裂解方法的流程示意图。附图标记说明：1-第一反应器；2-第二反应器；3-第三反应器；4-沉降器；5-再生器；6-汽提段；7-反应器旋风分离器；8-集气室；9、11-待生催化剂斜管管线；10、12-待生滑阀；13、15-再生催化剂斜管管线；14、16-再生滑阀；17-为第二反应器2(提升管反应器)输送原料的管线；18-为第三反应器3(流化床反应器)输送原料的管线；19-为汽提段6输送蒸汽的管线；20-大油气管线；21-为第一反应器1(提升管反应器)输送原料的管线；22-主风入口的管线；23-再生器旋风分离器；24-烟气管道。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供的方法是这样具体实施的：该方法包括：(1)、重质原料在第一反应器与第一部分催化裂解催化剂接触进行反应，得到第一部分反应油气和待生催化剂；(2)、富含饱和烃的轻质原料和富含烯烃的轻质原料在第二反应器和第三反应器与第二部分催化裂解催化剂接触进行反应，得到第二部分反应油气和待生催化剂；(3)、步骤(1)所述第一部分反应油气和待生催化剂、步骤(2)所述第二部分反应油气和待生催化剂均进行气固分离，分离出的反应油气引出装置，进一步分离得到乙烯、丙烯、C4烃馏分和富含轻芳烃的裂解汽油；分离出的待生催化剂经汽提后，其中一部分待生催化剂进入第一反应器与部分再生催化剂混合后使用，另一部分待生催化剂进入再生器，经再生恢复活性后分为两部分返回到第一反应器和第二反应器中循环使用。所述催化裂解催化剂以重量百分比计包含以下组分：A)15％～65％的天然矿物质，B)10％～60％的氧化物，C)25％～75％的Y型分子筛和含磷和含负载金属IMF结构分子筛。所述的重质原料为选自石油烃类、矿物油、合成油、动物油脂和植物油脂中的一种或一种以上的混合物，石油烃类为本领域技术人员所公知，例如，可以是减压蜡油、常压渣油、减压蜡油掺混部分减压渣油或其它二次加工获得的烃油。所述其它二次加工获得的烃油如焦化蜡油、脱沥青油、糠醛精制抽余油中的一种或几种。矿物油选自煤液化油、油砂油和页岩油中的一种或一种以上的混合物。合成油为煤、天然气或沥青经过F-T合成得到的馏分油。重质原料中饱和烃含量为80-95重量％。所述的富含饱和烃的轻质原料选自直馏石脑油、加氢汽油和芳烃抽余油中的一种或多种，其中饱和烃含量为60-95重量％。所述富本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化裂解方法，其特征在于该方法包括：(1)、重质原料在第一反应器与第一部分催化裂解催化剂接触进行反应，得到第一部分反应油气和待生催化剂；(2)、富含饱和烃的轻质原料和富含烯烃的轻质原料在第二反应器和第三反应器与第二部分催化裂解催化剂接触进行反应，得到第二部分反应油气和待生催化剂；(3)、步骤(1)所述第一部分反应油气和待生催化剂、步骤(2)所述第二部分反应油气和待生催化剂均进行气固分离，其中反应油气经进一步分离得到包含低碳烯烃和轻芳烃的产物；待生催化剂经汽提后进入催化剂再生器中烧焦再生，恢复活性的再生催化剂返回反应器中循环使用；所述催化裂解催化剂以重量百分比计包含以下组分：A)15％～65％的天然矿物质，B)10％～60％的氧化物，C)25％～75％的Y型分子筛和含磷和含负载金属IMF结构分子筛。

【技术特征摘要】
1.一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化裂解方法，其特征在于该方法包括：(1)、重质原料在第一反应器与第一部分催化裂解催化剂接触进行反应，得到第一部分反应油气和待生催化剂；(2)、富含饱和烃的轻质原料和富含烯烃的轻质原料在第二反应器和第三反应器与第二部分催化裂解催化剂接触进行反应，得到第二部分反应油气和待生催化剂；(3)、步骤(1)所述第一部分反应油气和待生催化剂、步骤(2)所述第二部分反应油气和待生催化剂均进行气固分离，其中反应油气经进一步分离得到包含低碳烯烃和轻芳烃的产物；待生催化剂经汽提后进入催化剂再生器中烧焦再生，恢复活性的再生催化剂返回反应器中循环使用；所述催化裂解催化剂以重量百分比计包含以下组分：A)15％～65％的天然矿物质，B)10％～60％的氧化物，C)25％～75％的Y型分子筛和含磷和含负载金属IMF结构分子筛。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的重质原料为选自石油烃类、矿物油、合成油、动物油脂和植物油脂中的一种或一种以上的混合物。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述重质原料的饱和烃含量为80-95重量％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的富含饱和烃的轻质原料选自直馏石脑油、加氢汽油和芳烃抽余油中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述富含饱和烃的轻质原料的饱和烃含量为60-95重量％。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述富含烯烃的轻质原料选自C4馏分、FCC轻汽油、加氢裂化轻石脑油和裂解轻汽油中的一种或多种。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述富含烯烃的轻质原料的烯烃含量为60-95重量％。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一反应器为提升管，第二反应器为提升管，第三反应器为流化床。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的第一反应器的反应温度580-650℃，剂油比为4-30，反应时间为0.1-5秒。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的第二反应器的反应温度600-750℃，剂油比为15-50，反应时间为0.1-4秒。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的第三反应器的反应温度600-750℃，重时空速0.2-30h-1。12.根据权利要求1的方法，其特征在于所述的第一部分催化裂解催化剂是待生催化剂和再生催化剂的混合物。13.根据权利要求12的方法，其特征在于所述的第一部分催化裂解催化剂中待生催化剂占第一部分催化裂解催化剂总量的5-50重量％。14.根据权利要求1的方法，其特征在于所述的天然矿物质包括高岭土、多水高岭土、蒙脱土、硅藻土、凸凹棒石、海泡石、埃洛石、水滑石、膨润土以及累托土中的一种或多种。15.根据权利要求1的方法，其特征在于所述的氧化物为氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、无定形硅铝中的一种或多种。16.根据权利要求1的方法，其特征在于所述的Y型分子筛为选自DASY分子筛、含稀土的DASY分子筛、USY分子筛、...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢朝钢，魏晓丽，陈学峰，张久顺，罗一斌，田辉平，张执刚，刘银亮，李福超，
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：北京,11