一种原油催化裂解制低碳烯烃和芳烃的方法技术

本发明专利技术提供一种原油催化裂解制低碳烯烃和芳烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)原油经脱盐、脱水后，进加热炉加热，然后进蒸馏塔，将原油分成轻重组分，切割点在150～300℃之间；2)塔顶出来的轻组分和塔底出来的重组分在同一个反应器的不同反应区进行反应，所述轻组分即轻质进料先与高温再生催化剂接触反应，尔后所述重组分即重质进料再与催化剂接触反应。与现有技术相比，本发明专利技术提供的原油催化裂解制低碳烯烃和芳烃的方法具有以下优点：1)原料适应性强；2)催化剂抗金属污染能力强，不会发生水热失活，剂耗低；3)与蒸汽裂解相比，能耗低；4)单程转化率高、烯烃的选择性高。

A method for catalytic cracking of crude oil to produce low-carbon olefins and Aromatics

The invention provides a method for catalytic cracking of crude oil to produce low-carbon olefins and aromatics, which is characterized by the following steps: 1) after desalination and dehydration, crude oil is heated in a heating furnace and then into a distillation tower, which divides crude oil into light components with cutting points ranging from 150 to 300 degrees Celsius; 2) light components from the top of the tower and the recombination from the bottom of the tower are carried out in different reaction zones of the same reactor. In the reaction, the light component, i.e. the light feed, first reacts with the high temperature regenerated catalyst, and then the recombinant component, i.e., the heavy feed, reacts with the catalyst. Compared with the existing technology, the method of crude oil catalytic cracking to produce low-carbon olefins and aromatics has the following advantages: 1) strong adaptability of raw materials; 2) strong resistance to metal pollution, no hydrothermal deactivation, low agent consumption; 3) low energy consumption compared with steam cracking; 4) high one-way conversion rate and high olefin selectivity.

【技术实现步骤摘要】
一种原油催化裂解制低碳烯烃和芳烃的方法
本专利技术涉及石油化工领域，尤其涉及一种原油催化裂解制低碳烯烃和芳烃的方法。
技术介绍
新能源汽车的迅猛发展，不断挤压传统燃油汽车的市场空间，这直接影响成品油市场。为顺应形势的发展，炼油向化工转型势在必然。催化裂解技术，可以将C4以上的烯烃、重油转化成乙烯和丙烯，是较为理想的炼化一体化技术。然而该技术也存在着局限性。一是目前的催化裂解技术不能加工金属含量高的渣油，尤其是含钒(V)量高的渣油，当其含量超过1μg/g，催化剂的分子筛活性组分就会受到明显的破坏；另一个局限是C8以下的烷烃裂解转化率和烯烃选择性不高。为了解决催化裂解技术不能加工金属含量高、尤其是不能加工含V的渣油的问题，中国石油大学(华东)开发出焦化蜡油、焦化汽油催化裂解技术，可以将焦化蜡油和焦化汽油低成本地转化成丙烯、异丁烯、高辛烷值汽油和柴油等高附加值产品(李春义等,200910229606.1；高传成、李春义等,石化技术与应用,2015,33(1):59-63)。焦化蜡油催化裂解，解决了环烷芳香烃裂解的难题，这意味着除焦化蜡油以外的其它芳香分含量高的高密度蜡油，也都可以采用该技术进行加工。但是该技术不能解决稠环芳烃的裂解问题。为此，中国石油大学(华东)在CN200910229606.1、CN201210313281.7、CN201010166878.4和CN201310072027.7等专利的基础上，进一步提出将催化裂解与加氢组成组合工艺，将催化裂解反应生成的高密度柴油和回炼油加氢，将其中的稠环芳烃转化成环烷烃或环烷芳香烃再回催化裂解回炼，这样将不能裂解的稠环芳烃转化成烯烃和汽油馏分的芳烃。这些专利的核心技术思想是密相输送床反应器，可显著提高油气和催化剂的接触效率，促进催化裂解反应。直馏石脑油的催化裂解，从催化剂到反应器，有多项专利提出了不同的解决方案。专利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。专利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。专利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。专利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。专利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。专利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。专利CN201310485219.0提出采用改性的β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。专利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℃、水油比3/1的条件下催化裂解，乙烯收率近33％。专利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。专利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。专利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。本专利技术是在原来提出的用于重油催化裂解生成低碳烯烃的密相输送床反应器的基础上，针对原油催化裂解生成低碳烯烃提出的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于将原油一次性高效转化成乙烯、丙烯和芳烃，具体的提供一种原油催化裂解制低碳烯烃和芳烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)原油经脱盐、脱水后，进加热炉加热，然后进蒸馏塔，将原油分成轻重组分，切割点在150～300℃之间；2)塔顶出来的轻组分和塔底出来的重组分在同一个反应器的不同反应区进行反应，所述轻组分即轻质进料先与高温再生催化剂接触反应，尔后所述重组分即重质进料再与催化剂接触反应。在上述技术方案的基础上，所述轻质进料与高温再生催化剂在水蒸汽气氛下进行反应，其反应温度为600～800℃，优选的为670～760℃；所述反应水蒸汽与轻质进料的质量之比为0.05:1～1:1，优选的为0.15:1～0.5:1。在上述技术方案的基础上，所述重质进料与催化剂在水蒸汽气氛下进行反应，其反应温度为500～780℃，优选的为580～700℃；所述水蒸汽与重质进料的质量之比为0.05:1～1:1，优选的为0.15:1～0.5:1。所述轻质进料和重质进料在同一个反应器的不同反应区进行反应，轻质进料先与高温再生催化剂接触反应，尔后重质进料再与温度已经大幅度下降的催化剂接触反应。这样，不必太高的再生温度就可以满足轻质进料对高反应温度的要求；重质进料与温度已经大幅度降低的催化剂接触反应，有利于减少热反应产物甲烷的生成。轻质进料与重质进料这样分区反应，可以有效降低反应器内反应后重油的分压，降低反应系统结焦的风险。在上述技术方案的基础上，所述反应器为直管反应器。在上述技术方案的基础上，所述反应器为带有扩径密相段的直管反应器，通过扩径降速实现密相流化。进料喷入密相段，有利于进料与催化剂进行充分的接触、换热和反应，有利于催化剂吸附高沸难裂解易生焦组分，降低系统的结焦倾向。在上述技术方案的基础上，所述轻质进料在密相段内的停留时间控制在>0.5s，优选的控制在1～4s之间；所述重质进料在密相段内的平均停留时间控制在>0.05s，优选的控制在0.2～2s之间。在上述技术方案的基础上，油气在密相段以上的提升管内的平均停留时间控制在>0.5s，优选的控制在1～5s之间。在上述技术方案的基础上，所述密相段内的线速度>0.1m/s，优选的控制在0.5～3m/s之间。在上述技术方案的基础上，预提升管部分的插入所述密相段内，所述预提升管在密相段内的高度不超过密相段高度的3/4，优选的，不超过密相段高度的2/3。在上述技术方案的基础上，预提升管管壁上环绕的开设有多个催化剂出口，此为一组催化剂出口，沿管壁轴向方向上开设有多组催化剂出口。为保证密相段与预提升管之间环隙内轴向温度尽可能均匀，其中相邻的催化剂出口上下间隔0.2～2m，优选为0.5～1m；为保证径向温度分布的均匀性，同一组催化剂出口的数量为2～6个，优选3～4个。每个催化剂出口的直径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原油催化裂解制低碳烯烃和芳烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)原油经脱盐、脱水后，进加热炉加热，然后进蒸馏塔，将原油分成轻重组分，切割点在150～300℃之间；2)塔顶出来的轻组分和塔底出来的重组分在同一个反应器的不同反应区进行反应，所述轻组分即轻质进料先与高温再生催化剂接触反应，尔后所述重组分即重质进料再与催化剂接触反应。

【技术特征摘要】
1.一种原油催化裂解制低碳烯烃和芳烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)原油经脱盐、脱水后，进加热炉加热，然后进蒸馏塔，将原油分成轻重组分，切割点在150～300℃之间；2)塔顶出来的轻组分和塔底出来的重组分在同一个反应器的不同反应区进行反应，所述轻组分即轻质进料先与高温再生催化剂接触反应，尔后所述重组分即重质进料再与催化剂接触反应。2.根据权利要求1所述的一种原油催化裂解制低碳烯烃和芳烃的方法，其特征在于，所述轻质进料与高温再生催化剂在水蒸汽气氛下进行反应，其反应温度为600～800℃；所述反应水蒸汽与轻质进料的质量之比为0.05:1～1:1。3.根据权利要求2所述的一种原油催化裂解制低碳烯烃和芳烃的方法，其特征在于，所述重质进料与催化剂在水蒸汽气氛下进行反应，其反应温度为500～780℃；所述水蒸汽与重质进料的质量之比为0.05:1～1:1。4.根据权利要求1-3任一所述的一种原油催化裂解制低碳烯烃和芳烃的方法，其特征在于，所述反应器为直管反应器。5.根据权利要求4所述的一种原油催化裂解制低碳烯烃和芳烃的方法，其特征在于，所述反应器为带有扩径密相段的直管反应器。6.根据权利要求5所述的一种原油催化裂解制低碳烯烃和芳烃的方法，其特征在于，所述轻质进料在密相段内的停留时间控制在>0.5s；所述重质进料在密相段内的平均停留时间控制在>0.05s。7.根据权利要求6所述的一种原油催化裂解制低碳烯烃和芳烃的方法，其特征在于，油气在密相段以上的提升管内的平均停留时间控制在>0.5s。8.根据权利要求7所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春义，喀山·巴沙尔，王国玮，李康，苗陪陪，杨春潮，许乃文，张强，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，翰逸神飞新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37