一种生产丙烯和轻芳烃的催化转化方法技术

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，分离反应产物和待生催化剂，分离出的待生催化剂经汽提、烧焦再生后循环使用，分离出的反应产物经分馏得到低碳烯烃、富含轻芳烃汽油等产品，并进一步分离得到轻芳烃；所述的复合反应器包括提升管反应器与流化床反应器，提升管反应器的出口连通流化床反应器的下部，汽提器位于流化床反应器的下方，汽提器上部与流化床反应器的底部连通，而且流化床反应器的出口与沉降器内的气固分离设备的入口通过输送通路连通，沉降器的催化剂出口连通流化床反应器下部。本发明专利技术提供的方法丙烯和轻芳烃产率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烃类的催化转化方法，更具体地说，涉及一种使烃类原料油在复合式反应器中催化裂化从而以高的产率获得丙烯和轻芳烃的方法。
技术介绍
以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃是最基本的化工原料，国内外多以天然气、轻质石油烃类，采用乙烯联合装置中蒸汽裂解工艺生产低碳烯烃。低碳烯烃的第二大来源是炼油厂的催化裂化(FCC)装置。常规的催化裂化工艺在生产汽油和轻柴油的同时也副产低碳烯烃，但其产率仅占原料油的15 %以下。据预测，在2010-2015年间，丙烯需求将以年率4. 7 % 速度增长，至2010年需求将近翻番。轻芳烃(苯、甲苯和二甲苯)广泛用于合成纤维、合成树脂、合成橡胶以及各种精细化学品。据预测，在2010-2015年间，全球苯、甲苯和二甲苯的平均需求增长率将分别达到4. 4%、3-4%和5. 4%，而同期中国对苯、甲苯和二甲苯的需求增长率将高达16%、8. 2% 和19. 1%。目前，BTX主要来源于贵金属钼重整工艺和蒸汽裂解制乙烯工艺。目前低碳烯烃、轻芳烃生产主要以轻烃作为原料，但原料的短缺日益严重，所以开发以重油为原料而直接生产低碳烯烃和轻芳烃的技术路线已成为潮流。USP5, 009，769中公开的烃类裂化方法采用双提升管反应器裂化不同性质的烃类原料。蜡油和渣油注入第一根提升管，在剂油比5 10、停留时间1 4秒的条件下裂化；直馏汽油、直馏中间馏分油和催化重汽油注入第二根提升管，在剂油比3 12、停留时间1 5秒的条件下裂化。两根提升管末端进入同一个沉降器中，且共用后续分馏系统。该方法可用于生产高芳烃高辛烷值汽油及低碳烃类。CN1299403A中公开了一种由重质烃原料选择性生产C2 C4烯烃的两段催化裂化方法。该方法包括在常规大孔沸石催化裂化催化剂存在下，在由催化裂化装置组成的第一反应段中将重质原料转化成较低沸点产物。将所生成的较低沸点产物中的石脑油馏分进入由反应区、气提区、催化剂再生区和分馏区组成的第二反应段中，在500 600°C温度下与含约10 50重％平均孔径小于约0. 7纳米的沸石催化剂接触形成裂化产物，其中丙烯产率最高达16. 8重％。以上技术虽然在增加催化裂化丙烯产率方面取得了比较明显的进步，但都主要是依靠提高催化裂化的液化气产率来提高丙烯收率，由于受催化裂化反应条件下深度裂化、 异构化、芳构化和氢转移反应的限制，其增加催化裂化装置丙烯选择性和产率的局限性依然很大。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种将烃类原料更高选择性地催化转化为丙烯同时联产轻芳烃的方法。本专利技术提供的生产丙烯和轻芳烃的催化转化方法，包括在催化转化装置的反应器中，烃类原料与含改性β沸石的催化剂接触在催化裂化条件下反应，分离反应产物和待生催化剂，分离出的待生催化剂经汽提、烧焦再生后循环使用，分离出的反应产物经分馏得到低碳烯烃、富含轻芳烃汽油、柴油、重油及其它低分子饱和烃类，富含轻芳烃汽油经进一步加氢精制和溶剂抽提后得到轻芳烃；所述的催化转化装置包括复合反应器、沉降器、汽提器和催化剂再生器，其中所述的复合反应器由提升管反应器与流化床反应器构成，提升管反应器的出口和流化床反应器的下部连通，汽提器位于流化床反应器的下方，并且汽提器上部与流化床反应器的底部直接连通，而且流化床反应器的出口与沉降器内的沉降器的入口通过输送通路连通，沉降器的催化剂出口与流化床反应器下部的通过催化剂输送通路连通。在本专利技术上下文中，除非有特殊的说明，术语“低碳烯烃”均指C2 C4烯烃、“轻芳烃”均指苯、甲苯、二甲苯。本专利技术提供的生产丙烯和轻芳烃的催化转化方法的有益效果为与现有的烃类催化转化相比，本专利技术提供的方法使用的催化转化装置中，由于含有提升管反应器和流化床反应器的复合反应器的分段裂化反应，在不存在氢的情况下对原料油进行催化裂化时，可以以低的干气产率获得高的低碳烯烃产率，尤其是高的丙烯产率， 同时联产轻芳烃。同时，本专利技术催化转化装置的工艺灵活度，催化剂利用效率高，而且能耗降低，环境负荷也降低。本专利技术可以同时使用多种原料油，催化裂化的工艺灵活度高，原料油适用范围广，而且还可以提高原料油向低碳烯烃特别是丙烯的综合转化率，同时联产富含轻芳烃的汽油。附图说明图1为本专利技术提供的生产丙烯和轻芳烃的催化转化方法流程示意图；图2为对比例1中采用的催化转化装置流程示意图；其中1-重油裂化提升管反应器；2-辅助提升管反应器；3-流化床反应器；4-沉降器；5-汽提器；6-催化剂再生器；11、21_再生催化剂输送管；12、22_再生催化剂流量控制阀；13、23_原料油进料喷嘴；14、24_提升管反应器出口的分布器；31-流化床反应器出口缩径段；32-流化床反应器出口稀相管；41- 一级旋风分离器；42- 二级旋风分离器； 43-沉降器至流化床反应器的催化剂输送通路；44-催化剂流量控制阀；51-汽提器内的挡板；52-待生催化剂输送管；53-待生催化剂流量控制阀。具体实施例方式本专利技术提供的方法是这样实施的催化转化装置包括复合反应器、沉降器、汽提器和催化剂再生器，其中所述的复合反应器由提升管反应器与流化床反应器构成，提升管反应器的出口和流化床反应器的下部连通，汽提器位于流化床反应器的下方，并且汽提器上部与流化床反应器的底部直接连通， 而且流化床反应器的出口通过稀相管与沉降器内的分离设备的入口连通，沉降器的催化剂出口与流化床反应器下部的通过催化剂输送通路连通。在催化转化装置中，重质烃类原料经过预热至200-400°C后，与水蒸气一起喷入复合反应器的提升管反应器中，与来自再生器的热的再生催化剂接触反应，所述的催化剂为含改性β沸石的催化剂，反应温度为480-620°C、优选500-600°C，压力为0. 15-0. 3MPa、 优选0. 18-0. ^MPa(绝压)，催化剂与烃类原料的重量比为4-30，反应时间为0. 5_6s、优选 1 如。反应油气和催化剂由重油裂化提升管反应器出口进入流化床反应器底部，在流化床反应器中继续反应，反应条件为温度为480-630°C、优选500-610°C，催化剂与原料的重量比为4-30，重时空速为0. 2-3011^优选0. 5-20^10本专利技术提供的催化转化方法中，所述的复合反应器包括流化床反应器和至少两个提升管反应器，并使提升管反应器的出口和该流化床反应器的下部连通。为了有效控制流化床反应器内反应温度，提高催化剂活性，本专利技术提供的催化转化方法优选的方案是所述的复合反应器包括至少两个提升管反应器，其中重油裂化提升管反应器穿过汽提器的内部而与流化床反应器底部相通，至少一个辅助提升管反应器位于所述汽提器的外部。再生催化剂通过再生催化剂输送管线和辅助提升管反应器输送至流化床反应器。辅助提升管反应器中，可以不引入反应原料，也可以引入轻油反应原料。更优选的方案是将后续分离得到的富含烯烃的C4烃类、轻汽油组分等轻烃原料通过辅助提升管反应器下部的原料喷嘴喷入辅助提升管反应器，与由来自再生催化剂输送管线的热再生催化剂接触、反应，反应油气和催化剂由辅助提升管反应器的出口进入流化床反应器底部。辅助提升管反应器的操作条件为温度为520-680°C、优选M0-650°C，压力为0. 15-0. 3MPa、优选0. 18-0. ^MPa(绝压)，催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种生产丙烯和轻芳烃的催化转化方法，包括：在催化转化装置的反应器中，烃类原料与含改性β沸石的催化剂接触在催化裂化条件下反应，分离反应产物和待生催化剂，分离出的待生催化剂经汽提、烧焦再生后循环使用，分离出的反应产物经分馏得到低碳烯烃、富含轻芳烃的汽油、柴油、重油及其它低分子饱和烃类，富含轻芳烃的汽油经进一步加氢精制和溶剂抽提后得到轻芳烃；其特征在于所述的催化转化装置包括复合反应器、沉降器、汽提器和催化剂再生器，所述的复合反应器由提升管反应器与流化床反应器构成，其中，提升管反应器的出口和流化床反应器的下部连通，汽提器位于流化床反应器的下方，并且汽提器上部与流化床反应器的底部直接连通，流化床反应器的出口与沉降器内的气固分离设备的入口通过输送通路连通，沉降器的催化剂出口与流化床反应器下部的通过催化剂输送通路连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢朝钢，鲁维民，朱根权，陈昀，常学良，张执刚，李正，
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