一种石脑油制备低碳烯烃的方法技术

本发明专利技术涉及石油化工领域，尤其涉及一种石脑油制备低碳烯烃的方法，所述方法包括以下步骤：S1：催化剂经再生斜管进入预提升管，向上流动进入反应器密相段，油气经位于反应器密相段底部的喷嘴通过切线向上的方式喷入反应器；所述喷嘴沿横截面圆环切向并与垂直方向呈10‑90°角喷射；S2：催化剂流出落入反应器的汽提段；S3：催化剂经水蒸汽汽提后进入再生器，燃料燃烧将再生剂加热；S4：催化剂进入再生器沉降段后进入到脱气罐，催化剂经再生斜管返回反应器。本发明专利技术中的喷嘴沿横截面圆环切向，并与垂直方向呈10～90°角喷射，由此推动催化剂旋转，大大强化了油气与催化剂间的传质、传热和反应，极大的减少或避免了反应器内结焦。

【技术实现步骤摘要】
一种石脑油制备低碳烯烃的方法
本专利技术涉及石油化工领域，尤其涉及一种石脑油制备低碳烯烃的方法。
技术介绍
烃类蒸汽裂解，一直是乙烯、丙烯等低碳烯烃的主流生产技术。蒸汽裂解的原料主要有乙烷、丙烷、丁烷和直馏石脑油等轻质烃类，理论上来讲重质烃类，除了芳烃以外，也可以用作蒸汽裂解的原料，但重质烃类进行蒸汽裂解，裂解炉结焦会比较严重。此外，烯烃在蒸汽裂解原料中的含量也必须严格限制，烯烃含量高，也会加速裂解炉管的结焦。蒸汽裂解水蒸汽的用量都比较大，一般水蒸汽/烃的质量比在0.5左右。此外，蒸汽裂解的反应温度都比较高，一般在800摄氏度以上。温度高、水蒸汽用量大，导致反应部分的能耗非常高。蒸汽裂解是热反应，多年来，研究人员一直希望借助催化反应来降低反应温度和水蒸汽的用量。从文献的公开报道来看，无论是催化剂还是反应器，研究人员都提出了多种解决方案。CN201510296090.8提出蒸汽裂解与催化裂解相结合的方法，将石脑油转化成烯烃、芳烃和高辛烷值汽油。石脑油和大分子烯烃进催化裂解反应器，该过程生成的小分子烷烃分离出来后进蒸汽裂解。CN201310521886.X提出采用固定床反应器、以MWW结构的分子筛(MCM-22)为催化剂活性组分的石脑油催化裂解方案，石脑油先脱碱氮，然后在水蒸汽的参与下进行催化裂解。CN201110375191.6提出的方案是采用提升管循环流化床反应再生系统进行石脑油催化裂解，其中积炭的催化剂烧焦再生后，一部分直接回提升管反应器，另一部分去孔道修饰区与孔道修饰剂接触进行孔道修饰后再进提升管参与催化反应。该方法不仅对C4-C8烯烃具有催化裂解作用，还可以用于重油的催化裂解。CN201310389813提出将直馏柴油等含链烷烃高的原料，采用与催化裂化相似的反再系统进行催化裂解。CN201410408704.2同样采用类似催化裂化的反再系统，不过，原料除了轻质油外，还需要分区注入二氧化碳。CN201110317870.8同样采用提升管循环流化床反再系统，进行轻烃的催化裂解，为了降低能耗，将提升管置于再生器的内部。CN201410411692.9提出石脑油在第一反应区与催化剂接触反应区，富含烯烃的C4在第二个反应区与催化剂接触反应，这两股油气和催化剂的混合物汇合到一起进入温度更高的第三反应区继续进行反应。CN201010208217.3提出的石脑油催化裂解反应器，提升管中上部带有扩径段，石脑油在提升管底部与高温再生剂接触并反应，向上流动到提升管中上部扩径段，再与从沉降器过来的催化剂混合继续向上流动，进入沉降器。CN201310485219.0提出采用改性的分子筛催化剂、三个反应器的循环流化床进行重油和轻烃的催化裂解生成低碳烯烃和轻芳烃。CN201480024324.7提出催化剂的分子筛活性组分需要含有钡、锶、钛和钨中的一种或几种。姚晖等(工业催化，2006,14(3):11-13)研究了石脑油在金属氧化物催化剂上在700摄氏度、水油比3/1的条件下催化裂解，乙烯收率近33％。CN200610027910.4提出采用ZSM-5/丝光沸石复合分子筛来提高石脑油催化裂解催化剂的活性。现有技术中利用石脑油制备低碳烯烃的方法均至少存在以下一种问题：成本高、反应复杂或者乙烯和丙烯收率低等，因此急需专利技术一种新的方法以解决这些问题。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种石脑油制备低碳烯烃的方法，解决了现有技术中能耗高且乙烯和丙烯收率低等问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种石脑油制备低碳烯烃的方法，包括以下步骤：S1：催化剂经再生斜管进入预提升管，在预提升介质的作用下向上流动进入反应器密相段，油气经位于反应器密相段底部的喷嘴通过切线向上的方式喷入反应器；所述喷嘴沿横截面圆环切向并与垂直方向呈10-90°角喷射；S2：离开提升管的油气和催化剂进入反应器沉降段，油气离开沉降器去分离系统，催化剂经旋风分离器的料腿流出后落入反应器的汽提段；S3：催化剂汽提后经待生斜管进入再生器，在再生器内对催化剂进行加热；S4：催化剂进入再生器沉降段，落入再生器汽提段后进入到脱气罐，在脱气罐内进一步汽提后，催化剂经再生斜管返回反应器。优选的，所述催化剂包括硅铝酸盐、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、TiO2、Fe的氧化物、V的氧化物和Ni的氧化物。优选的，所述硅铝酸盐包括SiO2和Al2O3，其中以下均为质量百分比含量：SiO2的含量：30～80％；Al2O3含量在10～70％。更优选的，SiO2的质量百分比含量：40～60％；Al2O3的质量百分比含量在25～60％。优选的，所述碱金属氧化物包括Na2O、K2O中的一种或其任意组合，其质量百分比含量不大于5％，更优选的，其质量百分比含量不大于3％。优选的，所述碱土金属氧化物包括CaO、MgO中的一种或其任意组合，其质量百分比含量不大于5％，更优选的，其质量百分比含量不大于3％。优选的，所述TiO2、Fe的氧化物、V的氧化物和Ni的氧化物的质量百分比含量不大于2％，更优选的，其质量百分比含量不大于1％。优选的，所述硅铝酸盐部分来源于分子筛、高岭土、莫来石中的一种或者其任意组合，另一部分是来源于由SiO2或其前身物硅溶胶和/或硅酸钠与Al2O3的前身物。上述催化剂具有良好的热和水热稳定性，适宜的酸性，表面积不大(比表面积不大于150m2/g，有些不大于80m2/g)，具有较高的机械强度。优选的，在S1中，预提升介质包括水蒸汽和乙烷，所述水蒸汽与乙烷的质量比为(1：20)-(1:1)。更优选的，所述水蒸汽与乙烷的质量比为(1：10)-(1:2)。优选的，在S1中，所述油气包括水蒸汽与石脑油，所述水蒸汽与石脑油的质量比为(1：20)-(1:1)。更优选的，所述水蒸汽与石脑油的质量比为(1：10)-(1:2)。优选的，在S1中，所述喷嘴与垂直方向呈30～60°角喷射，出口线速度大于10m/s。优选的，所述喷嘴在同一截面等距布置，喷嘴个数为1-8个。更优选的，所述喷嘴个数为2-6个。优选的，在S1中，密相段内的平均气速大于0.25m/s，更优选的，密相段内的平均气速大于1m/s。优选的，在S1中，油气在密相段内的平均停留时间不大于4s，更优选的，油气在密相段内的平均停留时间不大于2s。优选的，在S2中，提升管内的平均气速大于3m/s，更优选的，提升管内的平均气速大于7m/s。本专利技术第二个方面公开了一种实现上述石脑油制备低碳烯烃的方法的装置，所述装置至少包括：预提升管；反应器密相段，一端与所述预提升管相连通；再生斜管，与所述预提升管的内部相连通；喷嘴，位于所述反应器密相段的底部；提升管，与所述反应器密相段的另一端相连通；反应器沉降段，与所述提升管相连通；反应器汽提段，与所述反应器沉降段相连通；待生斜管，与所述反应器汽提段相连通；脱气罐，与所述待生斜管和再生器相连通。本专利技术第三个方面公开了上述的方法在石油化工领域的应用。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点或者有益效果：1)传统的喷嘴往往是轴向设置，朝中心点对喷，而本专利技术中的喷嘴沿横截面圆环切向，并与垂直方向呈10～90°角喷射，由此推动催化剂旋转，大大强化了油气与催化剂间的传质、传热和反应，并由此减少密相段内的滞流区，极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石脑油制备低碳烯烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：催化剂经再生斜管进入预提升管，在预提升介质的作用下向上流动进入反应器密相段，油气经位于反应器密相段底部的喷嘴通过切线向上的方式喷入反应器；所述喷嘴沿横截面圆环切向并与垂直方向呈10‑90°角喷射；S2：离开提升管的油气和催化剂进入反应器沉降段，油气离开沉降器去分离系统，催化剂经旋风分离器的料腿流出后落入反应器的汽提段；S3：催化剂汽提后经待生斜管进入再生器，在再生器内对催化剂进行加热；S4：催化剂进入再生器沉降段，落入再生器汽提段后进入到脱气罐，在脱气罐内进一步汽提后，催化剂经再生斜管返回反应器。

【技术特征摘要】
1.一种石脑油制备低碳烯烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：催化剂经再生斜管进入预提升管，在预提升介质的作用下向上流动进入反应器密相段，油气经位于反应器密相段底部的喷嘴通过切线向上的方式喷入反应器；所述喷嘴沿横截面圆环切向并与垂直方向呈10-90°角喷射；S2：离开提升管的油气和催化剂进入反应器沉降段，油气离开沉降器去分离系统，催化剂经旋风分离器的料腿流出后落入反应器的汽提段；S3：催化剂汽提后经待生斜管进入再生器，在再生器内对催化剂进行加热；S4：催化剂进入再生器沉降段，落入再生器汽提段后进入到脱气罐，在脱气罐内进一步汽提后，催化剂经再生斜管返回反应器。2.根据权利要求1所述的石脑油制备低碳烯烃的方法，其特征在于，所述催化剂包括硅铝酸盐、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、TiO2、Fe的氧化物、V的氧化物和Ni的氧化物。3.根据权利要求1所述的石脑油制备低碳烯烃的方法，其特征在于，在S1中，预提升介质包括水蒸汽和乙烷，所述水蒸汽与乙烷的质量比为(1：20)-(1:1)。4.根据权利要求1所述的石脑油制备低碳烯烃的方法，其特征在于，在S1中，所述油气包括水蒸汽与石脑油，所述水蒸汽与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春义，张凌云，张笑毓，张颖，毛凯田，李慧，
申请(专利权)人：江苏博颂化工科技有限公司，翰逸神飞新材料有限公司，中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：江苏,32