一种制取丙烯和芳烃的催化转化方法技术

一种制取丙烯和芳烃的催化转化方法，不同裂化性能的烃类原料与催化裂解催化剂接触，在温度４５０－７５０℃、重时空速０．１－８００ｈ↑［－１］、反应压力０．１０－１．０ＭＰａ、催化裂解催化剂与原料的重量比１－１５０，水蒸汽与原料的重量比为０．０５－１．０条件下，在流化床反应器内进行裂化反应，分离待生催化剂和反应油气，待生催化剂经再生后返回反应器，分离反应油气经分离得到目的产物低碳烯烃、芳烃和再裂化的原料，其中再裂化的原料经加氢处理后再裂化。该方法从重质原料最大限度地生产丙烯等低碳烯烃，其中丙烯的产率为４０重％以上，同时联产甲苯与二甲苯等芳烃，预料不到的是干气产率降低幅度高达８０重％以上。

Catalytic conversion method for preparing propylene and aromatic hydrocarbon

Catalyst for preparing propylene and aromatics conversion method, with different cracking performance of catalyst and catalytic cracking of hydrocarbons at a temperature of 450 to 750 DEG C, weight space velocity 0.1 800H = 1 -, 0.10 - 1.0MPa, reaction pressure, catalytic cracking catalyst and raw material weight ratio of 1 - 150, steam and raw materials the weight ratio of 0.05 to 1 under the condition of cracking reaction in a fluidized bed reactor, separation of spent catalyst and reaction of oil and gas, spent catalyst after regeneration after returning to the reactor, the separation of oil and gas is separated to obtain the final product of low carbon olefin and aromatic hydrocarbon and cracking of raw materials, including raw materials and cracking after hydrotreating after cracking. The method from the heavy raw material to maximize the production of propylene, the propylene yield was above 40 wt%, simultaneously producing toluene and dimethylbenzene aromatic, unexpected dry gas yield decreased up to 80 weight%.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于烃油的催化转化方法，更具体地说，是由烃油催化裂化和 加氢处理工艺过程的组合将重质原料转化为富含丙烯的低碳烯烃和芳烃 的方法。
技术介绍
低碳烯烃如乙烯、丙烯等是重要的有机化工原料，其中丙烯是聚丙烯、 丙烯腈等产品的合成单体。随着聚丙烯等衍生物需求的迅速增长，对丙烯的需求也在逐年倶增。世界丙烯市场的需求已经从20年前的1520万吨增 加到2000年的5120万吨，年均增长率达6.3%。预计到2010年丙烯的需 求量将达到8600万吨，其间年均增长率约为5.6% 。生产丙烯的方法主要是蒸汽裂解和催化裂化(FCC),其中蒸汽裂解 以石脑油等轻质油为原料通过热裂解生产乙烯、丙烯，但丙烯的产率仅为 15重％左右，而FCC则以减压瓦斯油(VGO)等重质油为原料。目前， 世界上66%的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品，32%来自炼油厂 FCC生产汽、柴油的副产品，少量(约2%)由丙烷脱氢和乙烯-丁烯易 位反应得到。石油化工如果走传统的蒸汽裂解制乙烯、丙烯路线，将面临轻质原料 油短缺、生产能力不足以及成本过高等几大制约因素。FCC由于其原料适应性广、操作灵活等优势日益受到重视。在美国， 几乎丙烯市场需求量的50。/。都来源于FCC装置。增产丙烯的催化裂化改 进技术发展很快。US4，980，053公开了一种制取低碳烯烃的烃类转化方法，原料为不同 沸程的石油馏分、渣油或原油，在流化床或移动床反应器内使用固体酸催 化剂，在温度500丽650。C、压力1.5-3 xl05Pa、重时空速0.2-2.0h1、剂油 比2-12的条件下进行催化转化反应，反应后的催化剂经烧焦再生后返回 反应器内循环使用。该方法丙烯和丁烯的总产率可以达到40%左右，其 中丙烯产率高达26.34%。WO00/31215A1公开了一种生产烯烃的催化裂化方法，该方法采用 ZSM-5和/或ZSM-ll沸石做活性组分，以大量惰性物质为基质的催化剂，以VGO为原料，丙烯的严竿也不超过20重％。US4，422，925公开了多种具有不同裂化性能的烃类与热再生催化剂接 触并转化的方法，该方法所述的烃类至少含有一种气体烷烂原料和一种液 体烃类原料，该方法依据不同的烃类分子具有不同裂化性能，将反应区分 成多个反应区进行裂化反应，以多产低分子烯烃。CN1667089A^Hf 了一种生产低碳烯烂和芳烃的化工型炼油方法，原 料油与经再生的催化裂解催化剂、水蒸汽在催化裂解反应器内接触，在温 度500-700。C、压力0.15-0.4MPa、催化裂解催化剂与原料油的重量比 5-50、水蒸汽与原料油的重量比0.05-0.6的条件下反应，分离待生催化 剂和反应油气，待生催化剂经再生后返回反应器；分离反应油气得到目的 产物低碳烯烃和芳烃。该方法从重质原料最大P艮度地生产丙烯、乙烯等低 碳烯烃，其中丙烯的产率超过30重％，同时联产曱苯与二曱苯等芳烃。尽管上述这些方法能够多产丙烯，但随着液化气产率或丙烯产率的增 加，汽油产率减少，汽油中的芳烃和苯含量也大幅度增加，高苯含量的汽 油如果不经抽提或饱和，通常不适合去调合汽油，除汽油中芳烃和苯含量 高的问题之外，干气产率增长近5倍，从而造成重质油资源的浪费，石油 资源未实现高效利用。目前世界正面临着原油变重变劣的趋势，而对重质燃料油的需求却逐 步减少，对轻质燃料油的需求则大幅度增加，因此，渣油加氢处理作为重 油催化裂化原料油的工艺得到广泛地应用。CN1382776A公开了渣油加氬 处理与重油催化裂化联合的方法，是渣油和油浆蒸出物、催化裂化重循化 油、任选的馏分油一起进入加氢处理装置，在氢气和加氢催化剂存在下进 行加氢反应；反应所得的生成油蒸出汽柴油后，加氢渣油与任选的减压瓦 斯油一起进入催化裂化装置，在裂化催化剂存在下进行裂化反应，反应所 得重循环油进入渣油加氢装置，蒸馏油浆得到蒸出物返回至加氢装置。该 方法能将油浆和重循环油转化为轻质油品，提高了汽油和柴油的收率。尽 管重油通过加氢处理工艺后，催化裂化工艺可以生产更多的液体产品，且 产品的杂质含量低，性质有所改善，但当重油的密度大，粘度高，重金属、 胶质和沥青质含量高时，加氢处理装置的操作条件十分苛刻，操作压力高， 反应温度高，空速低，开工周期短，操作费用高，且装置的一次性投资也 高。此外，该方法处理重油时，还生产小分子烃类，尤其是干气，造成重 油资源的利用效率的降^f氐，同时，加氢渣油进入催化裂化装置处理时，仍 然生产出8~10重％的重油，又造成重油资源的利用效率的降低。该重油可以返到滏油加氢装置，但该重油与渣油性质相差较大，且氢含量低，即 使经加氢处理，该重油的性质改善有限。原料中的其它烃类分;裂化反应过度，造成干气二焦炭产率大;度增加:同时，现有技术的产品分布是按常规的FCC分馏系统来切割的，汽油或柴油中的芳烃潜含量和低碳烯烃潜含量未充分利用，造成丙烯和芳烃的产 率偏低。为了满足日益增长的丙烯、乙烯和芳烃等化工原料的需求，有必 要开发一种将重质原料转化为大量的丙烯和芳烃的催化转化方法。
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由催化裂化工艺和加 氢处理工艺有机组合，将重质原料转化为富含丙烯的低碳烯烃和高产率的 轻质油的方法，组合方法是催化裂化工艺只处理重质原料中烷烃基团，而 剩下的芳烃基团由加氢处理工艺来加工，从而实现石油资源高效利用。本专利技术提供的方法包括三种不同裂化性能烃类原料与催化裂解催化剂接触，步骤如下(1) 、类型三的原料先与热的再生催化裂解催化剂接触，在反应温度 650。C-800°C、重时空速100 h-1-800 h、反应压力0.10MPa-1.0MPa (绝 压)、催化裂解催化剂与原料的重量比30-150,水蒸汽与原料的重量比为 0.05-1.0的条件下进行裂化反应；(2) 、步骤(1)的反应流出物不经油剂分离，与类型二的原料混合， 类型二的原料在反应温度550。C-720C、重时空速IO h1-300 h、反应压 力O.lOMPa-l.OMPa (绝压)、催化裂解催化剂与原料的重量比10-100, 水蒸汽与原料的重量比为0.05-1.0的条件下进行裂化反应；(3) 、步骤(2)的反应流出物再与类型一的原料混合，类型一的原 料油在反应温度450。C-620°C、重时空速0.1 h-lOO h、反应压力 O.lOMPa-l.OMPa (绝压)、催化裂解催化剂与原料的重量比1.0-30,水蒸 汽与原料的重量比为0.05-1.0的条件下进行裂化反应；(4) 、分离步骤(3)的待生催化剂和反应油气，待生催化剂经再生 后返回反应器，分离反应油气经分离得到目的产物丙烯、芳烃、再裂化原 料和重油原料。(5) 、步骤(4)重油原料在氢气存在情况下，与加氢处理催化剂接 触，在氢分压3.0 20.0MPa、反应温度300 450。C 、氬油体积比300~2000v/v、体积空速0.1 3.01T1的反应条件下进行加氩处理，所得到的加氩重油可作 为步骤(3)的原料油，也可以作为常规催化裂化装置的原料油。所述三种不同裂化性能烃类原料分类原料类型一为易裂化原料，原 料类型二为较难裂化原料，原料类型三为难裂化原料。所述类型一的原料为石油烃和/或其它矿物油，其中石油烃选自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制取丙烯和芳烃的催化转化方法，其特征在于该方法包括下列步骤：　（１）、类型三的原料先与热的再生催化裂解催化剂接触，在反应温度６５０℃－８００℃、重时空速１００ｈ↑［－１］－８００ｈ↑［－１］、反应压力０．１０ＭＰａ－１．０ＭＰａ（ 绝压）、催化裂解催化剂与原料的重量比３０－１５０，水蒸汽与原料的重量比为０．０５－１．０的条件下进行裂化反应；　（２）、步骤（１）的反应流出物不经油剂分离，与类型二的原料混合，类型二的原料在反应温度５５０℃－７２０℃、重时空速１０ｈ↑ ［－１］－３００ｈ↑［－１］、反应压力０．１０ＭＰａ－１．０ＭＰａ（绝压）、催化裂解催化剂与原料的重量比１０－１００，水蒸汽与原料的重量比为０．０５－１．０的条件下进行裂化反应；　（３）、步骤（２）的反应流出物再与类型一的原料混合，类 型一的原料油在反应温度４５０℃－６２０℃、重时空速０．１ｈ↑［－１］－１００ｈ↑［－１］、反应压力０．１０ＭＰａ－１．０ＭＰａ（绝压）、催化裂解催化剂与原料的重量比１．０－３０，水蒸汽与原料的重量比为０．０５－１．０的条件下进行裂化反应；　　（４）、分离步骤（３）的待生催化剂和反应油气，待生催化剂经再生后返回反应器，分离反应油气经分离得到目的产物丙烯、芳烃、再裂化原料和重油原料。　（５）、步骤（４）重油原料在氢气存在情况下，与加氢处理催化剂接触，在氢分压３．０～２０ ．０ＭＰａ、反应温度３００～４５０℃、氢油体积比３００～２０００ｖ／ｖ、体积空速０．１～３．０ｈ↑［－１］的反应条件下进行加氢处理，所得到的加氢重油可作为步骤（３）的原料油或常规催化裂化装置的原料油。...

【技术特征摘要】
1、一种制取丙烯和芳烃的催化转化方法，其特征在于该方法包括下列步骤(1)、类型三的原料先与热的再生催化裂解催化剂接触，在反应温度650℃-800℃、重时空速100h-1-800h-1、反应压力0.10MPa-1.0MPa(绝压)、催化裂解催化剂与原料的重量比30-150，水蒸汽与原料的重量比为0.05-1.0的条件下进行裂化反应；(2)、步骤(1)的反应流出物不经油剂分离，与类型二的原料混合，类型二的原料在反应温度550℃-720℃、重时空速10h-1-300h-1、反应压力0.10MPa-1.0MPa(绝压)、催化裂解催化剂与原料的重量比10-100，水蒸汽与原料的重量比为0.05-1.0的条件下进行裂化反应；(3)、步骤(2)的反应流出物再与类型一的原料混合，类型一的原料油在反应温度450℃-620℃、重时空速0.1h-1-100h-1、反应压力0.10MPa-1.0MPa(绝压)、催化裂解催化剂与原料的重量比1.0-30，水蒸汽与原料的重量比为0.05-1.0的条件下进行裂化反应；(4)、分离步骤(3)的待生催化剂和反应油气，待生催化剂经再生后返回反应器，分离反应油气经分离得到目的产物丙烯、芳烃、再裂化原料和重油原料。(5)、步骤(4)重油原料在氢气存在情况下，与加氢处理催化剂接触，在氢分压3.0～20.0MPa、反应温度300～450℃、氢油体积比300～2000v/v、体积空速0.1～3.0h-1的反应条件下进行加氢处理，所得到的加氢重油可作为步骤(3)的原料油或常规催化裂化装置的原料油。2、 按照权利要求1的方法，其特征在于步骤(3)所述类型一的原料 为易裂化原料，为石油烃和/或其它矿物油，其中石油烃选自减压瓦斯油、 常压瓦斯油、焦化瓦斯油、脱沥青油、减压渣油、常压渣油、重芳烃抽余 油中的一种或其中一种以上的混合物；其它矿物油为煤液化油、油砂、油、 页岩油。3、 按照权利要求l的方法，其特征在于步骤(2)所述类型二的原料 为较难裂化原料，选自油浆、柴油、汽油、碳原子数为4-8的烯烃、馏程 为160 260。C的馏分中的一种或其中一种以上的混合物。4、 按照权利要求3的方法，其特征在于所述汽油选自本方法所得催 化裂解汽油、催化裂化汽油、直馏汽油、焦化汽油、热裂解汽油、热裂化 汽油、加氬汽油中的一种或其中一种以上的混合物，其中催化裂化汽油、 直馏汽油、焦化汽油、热裂解汽油、热裂化汽油、加氢汽油是来自本装置 外的汽油。5、 按照权利要求3的方法，其特征在于所述柴油是选自本方法所得 催化裂解柴油、催化裂化柴油、直馏柴油、焦化柴油、热裂化柴油、加氢 柴油中的一种或其中一种以上的混合物，其中催化裂化柴油、直馏柴油...

【专利技术属性】
技术研发人员：许友好，谢朝钢，戴立顺，崔守业，鲁维民，张久顺，龙军，达志坚，聂红，郭锦标，田松柏，田辉平，汪燮卿，舒兴田，何鸣元，李大东，
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：11[中国|北京]