一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化转化方法技术

本发明专利技术提供了一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化转化方法，其中，该方法包括：在催化裂解条件下，将链烷烃含量为30-90质量%的原料油、甲烷与催化裂解催化剂接触，从接触后的混合物中分离出裂解汽油；将所述裂解汽油进行加氢处理，将加氢处理产物进行分离，得到加氢后的裂解汽油。本发明专利技术提供的方法，能够采用链烷烃含量较高的原料油（例如直馏柴油）作为原料，高选择性的生产低碳烯烃特别是丙烯和轻芳烃，既解决了石化原料短缺的问题，又提高了炼厂的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化转化方法
本专利技术涉及一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化转化方法。
技术介绍
乙烯和丙烯是重要的有机化工原料，据分析，2012年全球乙烯需求量增长3.9%，约132Mt；丙烯需求增长量4.0%，约83Mt，丙烯和乙烯需求比约为1.0。近10年来，世界丙烯需求的增长率一直高于乙烯，预计在今后20年，世界丙烯需求的增长率仍将超过乙烯需求的增长率。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2020年需化工轻油70万吨/年，而国内原油普遍偏重，化工轻油难以满足乙烯、丙烯原料的需求，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为29%-34%，丙烯收率为13%-16%，丙烯/乙烯比约为0.5，较低的丙烯/乙烯产出比难以满足当前丙烯需求的现状。轻芳烃（苯、甲苯和二甲苯，简称BTX）也是一种重要的有机化工原料，产量和规模仅次于乙烯和丙烯，其衍生物广泛用于生产化纤、塑料和橡胶等化工产品和精细化学品。轻芳烃生产主要来自于重整汽油和乙烯裂解汽油。据预测，要满足未来的需求增长，2006-2015年间，全球需要新增加大约1600万吨/年的对二甲苯和1400万吨/年的纯苯产能，预计未来，仅依靠目前的来源无法满足纯苯和对二甲苯的市场增长需求。采用石油烃催化裂解技术，通过工艺参数与催化剂性质的优化，可以有效提高低碳烯烃选择性，同时多产轻芳烃，该技术是当前乃至未来低碳烯烃和芳烃生产技术的研究热点。为提高低碳烯烃特别是丙烯的产率，以及轻芳烃的产率，现有技术主要由如下研究：CN1234426A将重质石油烃和水蒸气在提升管和密相流化床组成的复合反应器的下部与催化剂接触；轻质石油烃进入复合反应器的上部即密相流化床底部与催化剂接触。CN1667089A将原料油或部分加氢循环油与再生的催化裂解催化剂、水蒸气在催化裂解反应器内接触反应。CN101362669A是在不同裂化性能的烃类与原料与催化裂解催化剂接触，在流化床反应器内进行裂化反应得到目的产物低碳烯烃、芳烃和再裂化的原料，再将轻芳烃经加氢、抽提后，将可裂化原料返回提升管，其中C2-C4烷烃进入蒸汽裂解进一步反应，乙烯和丙烯产率在20重量%以上，同时联产甲苯与二甲苯等芳烃。CN101362961A提出将馏程为160-260℃原料与催化裂解催化剂接触，在流化床反应器内进行裂化反应得到目的产物低碳烯烃和芳烃，以使乙烯和丙烯产率和选择性增加。CN102337154A提出在催化裂化条件下，将烃类原料与催化裂化催化剂在复合反应器中接触，得到低碳烯烃、富含轻芳烃汽油等产品，进一步分离得到轻芳烃。从现有技术来看，烃类催化转化生产低碳烯烃和芳烃技术的开发主要集中于重质油催化裂解技术方面，由于重油的馏程范围较宽，烃类分子较大，产物结构纷繁复杂，非目标产物产率较高，为了提高低碳烯烃收率，通常采用较高的反应温度，造成在增加烯烃产率情况下，干气产率尤其是甲烷产率大幅度增加。而以轻质原料油如石脑油为原料的催化裂解技术正处于研发阶段，就世界范围而言，乙烯生产一直以轻烃和石脑油为主要裂解原料，而直馏柴油在裂解原料中所占比例甚少，但我国轻烃原料油资源有限，且大部分原油属重质油，直馏石脑油产量很少，迫使乙烯生产中柴油原料所占比例较高。目前，直馏柴油催化裂解技术一直进展缓慢，原因在于，一是丙烯和乙烯产率比偏低，而副产物产率过高，影响其经济性；二是直馏柴油催化裂解反应过程中生焦不足，待生催化剂再生过程产生热量难以满足反应热需求。针对直馏柴油催化裂化装置的热平衡问题，现有技术主要是采用在汽提段、待生剂输送管线和再生器内喷入或混入燃料油或煤粉的技术，采用这些方法一般会造成局部温度过高，从而导致装置受损，也会导致催化剂失活、催化剂骨架结构崩塌等不良结果。为了满足日益增长的低碳烯烃特别是丙烯需求以及轻芳烃的需求，并提高柴油如直馏柴油资源利用率，有必要开发一种将柴油馏分最大限度地转化为乙烯和丙烯，以及轻芳烃收率高，同时，解决反应过程中热平衡的催化转化方法，进而实现石油资源的高效利用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于在现有技术的基础上，提供一种干气产率低、低碳烯烃、轻芳烃产率高的生产低碳烯烃和轻芳烃的催化转化方法。为实现前述目的，本专利技术提供了一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化转化方法，其中，该方法包括：在催化裂解条件下，将链烷烃含量为30-90质量%的原料油、甲烷与催化裂解催化剂接触，从接触后的混合物中分离出裂解汽油；将所述裂解汽油进行加氢处理，将加氢处理产物进行分离，得到加氢后的裂解汽油。本专利技术提供的方法针对链烷烃含量较高的原料油（例如直馏柴油）的化学组成特性，采用催化转化方法降低烃类裂解反应活化能，同时在催化转化过程中加入甲烷原料，且使原料中更多链烷烃和环烷烃等烃类发生裂解反应和开环裂解反应生成小分子烃类，提高了低碳烯烃特别是丙烯的选择性；并且在本专利技术的优选的实施方式中，将待生催化剂气提后预热再进行再生，使得待生催化剂为再生器带去了更多的热量，减少了再生器内炭堆积发生的可能性，提高了操作稳定性。并且本专利技术采用再生产生的高温烟气预热待生催化剂，有效的节约了能耗。本专利技术的方法可以有效提高低碳烯烃特别是丙烯的产率，并且，本专利技术可以通过合理的控制工艺参数和催化剂性质，灵活的调整产品结构。本专利技术提供的方法，能够采用链烷烃含量较高的原料油（例如直馏柴油）作为原料，高选择性的生产低碳烯烃特别是丙烯和轻芳烃，克服了传统的链烷烃含量较高的原料油（例如直馏柴油）用于作为催化裂解原料导致的干气产率高，低碳烯烃产率低的缺陷，并且使得石化企业可以采用催化加工方法替代热加工方法从石油馏分油最大限度生产低碳烯烃特别是丙烯和轻芳烃，从而实现炼厂概念的技术突破，从传统的燃料型和燃料-润滑油型炼厂生产模式向化工型转变，使炼厂从单一的炼油向化工原料及高附加值下游产品生产发展和延伸，既解决了石化原料短缺的问题，又提高了炼厂的经济效益。且与蒸汽裂解技术相比，降低了反应过程能耗，节省了生产成本，并减少了反应过程中CO2排放量。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为按照现有技术的催化转化方法的流程示意图。图2为根据本专利技术的一种优选的实施方式的生产低碳烯烃和轻芳烃的催化转化方法的流程示意图。附图标记说明1-提升管反应器；2-再生器；3-沉降器；4-汽提段；5-脱气罐；6-（提升管反应器1出口端）旋风分离器；7-（连通旋风分离器6的气体出口与大油气管线20）集气室；8-催化剂斜管管线；9-待生滑阀；10-（连通所述再生器2的催化剂出口与脱气罐5）管线；11-（连通脱气罐5气体出口与再生器2）管线；12-（连通脱气罐5与提升管反应器1）再生催化剂斜管管线；13-再生滑阀；14-为提升管反应器1输送预提升介质的管线；15-为提升管反应器1输送原料的管线；16-为提升管反应器1输送雾化蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化转化方法，其特征在于，该方法包括：在催化裂解条件下，将链烷烃含量为30‑90质量%的原料油、甲烷与催化裂解催化剂接触，从接触后的混合物中分离出裂解汽油；将所述裂解汽油进行加氢处理，将加氢处理产物进行分离，得到加氢后的裂解汽油。

【技术特征摘要】
1.一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化转化方法，其特征在于，该方法包括：在催化裂解条件下，将链烷烃含量为30-90质量％的原料油、甲烷与催化裂解催化剂接触，甲烷与原料油的质量比为1-20:100，从接触后的混合物中分离出裂解汽油；将所述裂解汽油进行加氢处理，将加氢处理产物进行分离，得到加氢后的裂解汽油；该方法还包括：在将甲烷引入与原料油和催化裂解催化剂接触之前，将所述原料油预先与催化裂解催化剂接触，接触的时间为0.8-1.2s。2.根据权利要求1所述的催化转化方法，其中，所述原料油中链烷烃含量为35-80质量％。3.根据权利要求1所述的催化转化方法，其中，甲烷与所述原料油的质量比为5-10:100。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的催化转化方法，其中，所述原料油为馏程为180-350℃的烃馏分。5.根据权利要求4所述的催化转化方法，其中，所述原料油为直馏柴油、催化柴油、焦化柴油、加氢柴油和煤液化柴油中的一种或多种。6.根据权利要求1-3中任意一项所述的催化转化方法，其中，该方法还包括：将所述加氢后的裂解汽油进行芳烃抽提，得到抽出油和抽余油；将所述抽出油作为富含轻芳烃的目标产物BTX；将所述抽余油返回与催化裂解催化剂接触。7.根据权利要求1所述的催化转化方法，其中，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛安国，魏晓丽，张久顺，
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：北京;11