一种制取低碳烯烃的催化转化方法技术

本公开涉及一种制取低碳烯烃的催化转化方法。本公开的方法包括将富含烯烃的原料、重质原料和有机含氧化合物原料在催化转化反应器不同反应区进行催化转化反应，并将分离得到的多种产物选择性地返回所述反应器中继续反应。本公开将石油路线与非石油路线制取低碳烯烃工艺集成于同一催化转化方法中，充分发挥了不同路线工艺的优势，提高了低碳烯烃的产量和选择性，尤其是乙烯和丙烯的产量和选择性；本公开还将重质原料引入生产工艺中，实现了对重油的回收利用、降低成本。降低成本。降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种制取低碳烯烃的催化转化方法


[0001]本申请涉及石油炼制及石油化工加工过程，具体涉及一种制取低碳烯烃的催化转化方法。

技术介绍

[0002]低碳烯烃，如碳原子数为4或以下的烯烃，是现代化工行业重要的化工原料，其中以乙烯、丙烯和丁烯为代表，在现代生活中发挥着日益重要的作用。一方面，随着经济不断加速发展，各行各业对轻质油品、清洁燃料油的需求量也迅速增长。另一方面，随着油田开采量的不断增加，常规原油可供产量日趋减少，原油品质越来越差，趋于劣质化、重质化，虽然我国轻质烯烃的生产能力增长较快，但目前仍不能满足国内市场对轻质烯烃的需求。基于低碳烯烃获得的常用工业产品包括：采用乙烯生产的聚乙烯、环氧乙烷、乙二醇、聚氯乙烯、苯乙烯、醋酸乙烯等；采用丙烯生产的丙烯腈、环氧丙烷、丙酮等；采用丁烯生产的丁二烯、甲基乙基酮、仲丁醇、环氧丁烷及丁烯聚合物和共聚物；采用异丁烯生产的丁基橡胶、聚异丁烯橡胶及各种塑料。可以看出多种重要有机化工原料的生产工艺中均涉及乙烯、丙烯和丁烯的使用。
[0003]世界范围内制取低碳烯烃分为石油和非石油路线。采用传统的蒸汽裂解制乙烯、丙烯路线，对轻烃、石脑油等化工轻烃需求量较大，预计2025年需化工轻油70万吨/年，而国内原油普遍偏重，化工轻油难以满足生成乙烯、丙烯和丁烯原料的需求，在石油资源不足的情况下，蒸汽裂解原料的多样化已成为乙烯、丙烯工业发展趋势。蒸汽裂解原料主要有轻烃(如乙烷、丙烷和丁烷)、石脑油、柴油、凝析油和加氢尾油，其中，石脑油的质量分数约占50％以上，典型石脑油蒸汽裂解的乙烯收率约29％
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34％，丙烯收率为13％
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16％，较低的乙丙烯产出比难以满足当前低碳烯烃需求的现状。
[0004]CN101092323A中公开了一种采用C4
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C8烯烃混合物为原料，在反应温度400
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600℃，绝对压力为0.3
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1.1KPa的条件下进行反应，经分离装置将C4馏分30
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90重量％循环进反应器再次裂解制备乙烯和丙烯的方法。该方法重点通过C4馏分循环，提高了烯烃转化率，得到的乙烯和丙烯不少于原料烯烃总量的62％，但其乙烯/丙烯比较小，无法根据市场需求灵活调节，而且反应选择性低。
[0005]CN101239878A中公开了一种采用碳四及以上烯烃的富烯烃混合物为原料，在反应温度400
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680℃，反应压力为
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0.09
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1.0MPa，重量空速为0.1～50小时
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1的条件下进行反应，产物乙烯/丙烯较低，低于0.41，随着温度升高乙烯/丙烯增加，同时氢气、甲烷和乙烷增多。
[0006]非石油路线制取低碳烯烃主要是以甲醇或二甲醚为代表的有机含氧化合物为原料生产以乙烯和丙烯为主的低碳烯烃工艺简称MTO。甲醇或二甲醚是典型的有机含氧化合物，用以生产低碳烯烃的反应特点是快速反应、强放热、剂醇比较低且反应诱导期较长，但MTO工艺具有催化剂易失活的弊端。
[0007]因此，本领域尚缺乏能够整合多种催化转化反应形式并提高高价值低碳烯烃乙烯和丙烯的产量，改善乙烯和丙烯的选择性的催化转化模式。

技术实现思路

[0008]本公开的目的在于提供一种制取低碳烯烃的催化转化方法，本公开提供的催化转化方法能够显著提高乙烯、丙烯和丁烯的产率和选择性。
[0009]为了实现上述目的，本公开提供了一种制取低碳烯烃的催化转化方法，该方法包括如下步骤：(1)在第一催化转化反应条件下，将富含烯烃的原料与温度在650℃以上的催化转化催化剂在催化转化反应器的第一反应区中接触并进行第一催化转化反应，得到第一混合料流；所述富含烯烃的原料中含有50重量％以上的烯烃；(2)在第二催化转化反应条件下，使重质原料、有机含氧化合物原料在所述催化转化反应器的第二反应区中与来自所述第一反应区的所述第一混合料流接触并进行第二催化转化反应，得到反应油气和待生催化剂；(3)使所述反应油气进行第一分离处理，分离出乙烯、丙烯、丁烯、有机含氧化合物、第一催化裂化馏分油和第二催化裂化馏分油；所述第一催化裂化馏分油的初馏点为大于20℃且小于140℃的任意温度，所述第二催化裂化馏分油的终馏点为小于550℃且大于250℃的任意温度，所述第一催化裂化馏分油和所述第二催化裂化馏分油之间的切割点为140
‑
250℃之间的任意温度；使所述第一催化裂化馏分油进行第二分离处理，分离出富含烯烃的物流；(4)使所述富含烯烃的物流返回所述催化转化反应器中继续反应。
[0010]可选地，该方法包括：使所述反应油气进入产物分馏装置进行第一分离处理，分离出乙烯、丙烯、丁烯、所述有机含氧化合物、所述第一催化裂化馏分油和所述第二催化裂化馏分油；使所述第一催化裂化馏分油进入烯烃分离装置进行第二分离处理，分离出所述富含烯烃的物流；使所述富含烯烃的物流返回所述催化转化反应器的第一反应区继续反应。
[0011]可选地，该方法包括：使所述反应油气进入产物分馏装置进行第一分离处理，分离出乙烯、丙烯、丁烯、所述有机含氧化合物、所述第一催化裂化馏分油和所述第二催化裂化馏分油；使所述第一催化裂化馏分油进入烯烃分离装置进行第三分离处理，分离出大分子烯烃物流和小分子烯烃物流；使所述小分子烯烃物流作为所述富含烯烃的物流返回所述催化转化反应器的第一反应区继续反应；使所述大分子烯烃物流返回所述催化转化反应器的第二反应区继续反应。
[0012]可选地，该方法还包括：使分离出的丁烯返回所述催化转化反应器的第一反应区继续反应；优选地，返回所述催化转化反应器中继续反应的所述丁烯先于所述富含烯烃的物流与所述催化转化催化剂接触。
[0013]可选地，所述丁烯返回所述催化反应器中继续反应的反应条件包括：反应温度为650
‑
800℃，反应压力为0.05
‑
1MPa，反应时间为0.01
‑
10秒，所述催化转化催化剂与返回的所述丁烯的重量比为(20
‑
200)：1；优选地，反应温度为680
‑
780℃，反应压力为0.1
‑
0.8MPa，反应时间为0.05
‑
8秒，所述催化转化催化剂与返回的所述丁烯的重量比为(30
‑
180)：1。
[0014]可选地，所述第一催化转化反应条件包括：反应温度为600
‑
800℃，优选为630
‑
780℃；反应压力为0.05
‑
1MPa，优选为0.1
‑
0.8MPa；反应时间为0.01
‑
100秒，优选为0.1
‑
80秒；所述催化转化催化剂与所述富含烯烃的原料的重量比为(1
‑
200)：1，优选为(3
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180)：1。
[0015]可选地，所述第二催化转化反应条件包括：反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制取低碳烯烃的催化转化方法，该方法包括如下步骤：(1)在第一催化转化反应条件下，将富含烯烃的原料与温度在650℃以上的催化转化催化剂在催化转化反应器的第一反应区中接触并进行第一催化转化反应，得到第一混合料流；所述富含烯烃的原料中含有50重量％以上的烯烃；(2)在第二催化转化反应条件下，使重质原料、有机含氧化合物原料在所述催化转化反应器的第二反应区中与来自所述第一反应区的所述第一混合料流接触并进行第二催化转化反应，得到反应油气和待生催化剂；(3)使所述反应油气进行第一分离处理，分离出乙烯、丙烯、丁烯、有机含氧化合物、第一催化裂化馏分油和第二催化裂化馏分油；所述第一催化裂化馏分油的初馏点为大于20℃且小于140℃的任意温度，所述第二催化裂化馏分油的终馏点为小于550℃且大于250℃的任意温度，所述第一催化裂化馏分油和所述第二催化裂化馏分油之间的切割点为140
‑
250℃之间的任意温度；使所述第一催化裂化馏分油进行第二分离处理，分离出富含烯烃的物流；(4)使所述富含烯烃的物流返回所述催化转化反应器中继续反应。2.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法包括：使所述反应油气进入产物分馏装置进行第一分离处理，分离出乙烯、丙烯、丁烯、所述有机含氧化合物、所述第一催化裂化馏分油和所述第二催化裂化馏分油；使所述第一催化裂化馏分油进入烯烃分离装置进行第二分离处理，分离出所述富含烯烃的物流；使所述富含烯烃的物流返回所述催化转化反应器的第一反应区继续反应。3.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法包括：使所述反应油气进入产物分馏装置进行第一分离处理，分离出乙烯、丙烯、丁烯、所述有机含氧化合物、所述第一催化裂化馏分油和所述第二催化裂化馏分油；使所述第一催化裂化馏分油进入烯烃分离装置进行第三分离处理，分离出大分子烯烃物流和小分子烯烃物流；使所述小分子烯烃物流作为所述富含烯烃的物流返回所述催化转化反应器的第一反应区继续反应；使所述大分子烯烃物流返回所述催化转化反应器的第二反应区继续反应。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括：使分离出的丁烯返回所述催化转化反应器的第一反应区继续反应；优选地，返回所述催化转化反应器中继续反应的所述丁烯先于所述富含烯烃的物流与所述催化转化催化剂接触。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述丁烯返回所述催化反应器中继续反应的反应条件包括：反应温度为650
‑
800℃，反应压力为0.05
‑
1MPa，反应时间为0.01
‑
10秒，所述催化转化催化剂与返回的所述丁烯的重量比为(20
‑
200)：1；优选地，反应温度为680
‑
780℃，反应压力为0.1
‑
0.8MPa，反应时间为0.05
‑
8秒，所述催化转化催化剂与返回的所述丁烯的重量比为(30
‑
180)：1。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一催化转化反应条件包括：反应温度为600
‑
800℃，优选为630
‑
780℃；反应压力为0.05
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1MPa，优选为0.1
‑
0.8MPa；反应时间为0.01
‑
100秒，优选为0.1
‑
80秒；
所述催化转化催化剂与所述富含烯烃的原料的重量比为(1
‑
200)：1，优选为(3
‑
180)：1。7.根据权利要求1或6所述的方法，其中，所述第二催化转化反应条件包括：反应温度为300
‑
650℃，优选为400
‑
600℃；反应压力为0.01
‑
1MPa，优选为0.05
‑
1MPa；反应时间为0.01
‑
100秒，优选为0.1
‑
80秒；所述催化转化催化剂与所述重质原料的重量比为(1
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100)：1，优选为(3
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70)：1；所述催化转化催化剂与所述有机含氧化合物原料的重量比为(1
‑
100)：1，优选为(3
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50)：1；所述第一催化转化反应的反应温度比所述第二催化转化反应的反应温度高30
‑
380℃。8.根据权利要求1或6所述的方法，其中，以所述有机含氧化合物原料的进料位置为界，根据反应物的流向将所述第二反应区分为第二反应区上游和第二反应区下游，所述第二反应区下游位于所述有机含氧化合物原料的进料位置之后；该方法还包括：使来自所述第一反应区的所述第一混合料流在所述第二反应区上游...

【专利技术属性】
技术研发人员：许友好，左严芬，舒兴田，罗一斌，张云鹏，
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：