热裂化烃流的直接降烯烃制造技术

一种在热裂化流中催化转化烯烃(链烯烃，通常在标准温度和压力下为液体)材料以满足原油输送管道的烯烃含量规格的方法。在有催化剂和没有补充氢的特定受控条件下操作的反应器内，使热裂化流或热裂化流的一部分选择性地反应以降低烯烃含量。该方法的催化剂由负载在氧化铝、二氧化硅或形状选择性沸石基体上的选择性催化金属和合适孔酸性组分的混合物组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热裂化烃流的直接降烯烃
一种在热裂化流中催化转化烯烃(链烯烃，通常在标准温度和压力下为液体)材料以满足原油输送管道的烯烃含量规格的方法。在有催化剂存和没有补充氢的特定受控条件下操作的反应器内，使热裂化流或热裂化流的一部分选择性地反应以降低烯烃含量。该方法的催化剂由负载在氧化铝、二氧化硅或形状选择性沸石基体上的选择性催化金属和合适孔酸性组分的混合物组成。
技术介绍
加拿大专利2,916,767和美国专利申请61/843,002描述了一种在热裂化流中转化烯烃以满足原油管道规格的方法。使用强酸性固体催化剂的烷基化化学是选出的反应途径。烷基化使用强酸(硫酸(H2SO4)和氢氟酸(HF))来催化烯烃和芳族分子的反应。烷基化已在炼油厂的一些商业应用中得到充分证明，但催化酸的严重腐蚀性限制了其应用。控制和使用这些酸的成本以及进行预处理以去除使催化剂失活的污染物的成本已经使炼油厂寻求不同的途径。加拿大专利2,916,767和美国专利申请61/843,002描述的实施例利用相同的化学途径，但试图通过使用固体形式的酸来避免或降低高酸管理成本。所提出的化学工艺不需要补充烯烃或芳烃来产生烷基化反应，声称所有必需的分子都存在于热裂化的沥青流中。然而，该提出的流还含有具有固氮和其它非烃组分的分子，已知这些分子可快速使强酸催化剂失活。在目前的精炼应用中，这些污染物在通常需要补充氢气的预处理中被严格管理。虽然固体形式的酸催化剂可能潜在地提供降低催化剂管理成本的所需反应化学物质，但催化剂失活的风险以及包括氢气在内的预处理以去除固氮污染物的成本可能会限制该方法的使用。美国专利6,153,089公开了通过在循环流化床反应器-再生器系统中使用多功能固体催化剂的同时重整和裂化反应，将不希望的烯烃液体烃流“升级”成高价值的石化原料，例如，乙烯、丙烯、丁烯、甲苯和二甲苯。烯烃的转化是该方法的基础，然而产物是简单的不同的烯烃，可用于石化原料但不允许在原油管道中使用，并且通常不作为炼油厂原料流的一部分。该方法既不追求也不实现预期的结果；为炼油客户准备原油管道运输。美国专利3,325,552描述了通过在催化转化区中制备芳烃的方法使烯烃物质脱氢和环化，所述催化转化区包括具有长度仅为4-6个碳原子、总共6-20个碳原子的单烯烃开链的烃，和具有三种不同金属氧化物的催化剂。催化剂混合物使用氧化锌、氧化镁和氧化铝的混合物以通过脱氢和环化转化单烯烃烃链。该专利中使用的催化剂不会引起烷烃的脱氢。然而，为了使反应“接种”(“seed”)，芳烃优选苯是必需的，这增加了该方法的复杂性，并且该方法的目的是建立一套比作为示例的通过环化进行烯烃转化更强烈的反应途径。WO专利申请1989010190A1描述了一种由氧化锌、氧化镁和氧化铝制成的催化剂，用于将链烷烃、烯烃或二者的混合物转化为富含芳烃和高能量气体的烃产物。所述催化剂包括沸石(ZSM-5)族的结晶镓硅酸盐。该专利的局限性在于其对进料中的烯烃如乙烯和丙烯的特异性，制备特定的芳族所需产物如苯和甲苯以及不必要的链烷烃转化。此外，该催化剂的适用性有限，不适用于由热裂化的重烃产生的环境条件下的液相烯烃流。美国专利3,856,660公开了一种重整方法，包括使石脑油和氢与催化剂接触，该催化剂包括用铂、铱和镓促进的耐火载体，创造了富含芳香族化合物的精炼厂重整油流。该流和催化剂类型是令人感兴趣的，但该′660专利需要添加氢来完成所需的反应，并且反应途径比直接烯烃转化环化更复杂。美国专利6,284,128描述了一种改进石脑油原料以获得富含芳烃的低烯烃产物的方法，该方法包括两个步骤；在重整条件下，在有氢气存在下，在重整区域中用含有负载的铂族金属组分的催化剂重整原料，以得到含烯烃的重整产物。该专利的一个关键缺点是使用补充的富氢气体产生必要的氢分压以促进烯烃转化。美国专利8,318,003描述了一种芳族制备方法，用于将费托(Fisher-Tropsch)衍生的烯烃催化转化成馏出物。该方法包括使费托衍生的烯烃与沸石(Zeolyte)型催化剂在大于50bar的压力下接触的步骤。转化包括费托衍生的烯烃的低聚和异构化，以产生中间烯烃流，然后进行需要氢的加氢处理步骤。初始步骤不将烯烃转化为另一种分子类型，而是将烯烃转化为不同的烯烃分子，如美国专利6,153,089(上文讨论的)中所述。然后考虑加氢处理的第二步骤以使这些新烯烃饱和，这是一个额外的困难。
技术实现思路
应当理解，本领域技术人员从以下详细描述中将很容易明白本专利技术的其它方面，其中，通过图示的方式示出和描述了本专利技术的各种实施例。如将认识到的，本专利技术能够用于其他和不同的实施例，并且其若干细节能够在各种其他方面进行修改，所有这些都不脱离本专利技术的精神和范围。因此，附图和详细描述本质上被认为是说明性的而不是限制性的。采用直接降烯烃(DirectOlefinReduction，DOR)方法以选择性地转化部分热裂化液态烃流中的烯烃组分，降低了烃流的烯烃含量至符合原油运输和炼油厂原料的管道规格的水平。DOR方法采用化学和本领域目前未考虑的反应途径，也不是为达到此目的的现行商业惯例。环化、异构化和芳构化提供了简单重排的分子内键以消除烯键的反应途径，而不需要添加补充氢。补充氢处理裂化分子的必要性代表了本申请当前承受的或在现有技术中考虑的设施成本和复杂性的最大部分。(例如加拿大专利2,916,767和美国专利申请61/843,002)。通过不同的化学工艺消除这种需求极大地提高了热处理重烃的成本效率和可靠性。本专利技术使用固定床反应器，其具有特别配制的催化剂，以主要通过环化和芳构化反应途径选择性地转化烯烃。含烯烃的流在适当的压力和温度操作条件下流过固定床反应器，与催化剂接触，这有利于所需的反应。优选的催化剂由贵金属(noblemetal)和贵重金属(preciousmetal)的组合配制而成，所述贵金属和贵重金属与固定床反应器中的合适载体结合。除了反应器进料流中的烃所含的氢之外，没有补充氢注入反应区。在一个实施例中，降烯烃是经由通过环化反应途径的烯烃的转化实现的，在反应中没有补充氢或引入的供体分子。在另一个实施例中，降烯烃是经由通过芳构化反应途径的烯烃的转化实现的，在反应中没有添加氢或引入的供体分子。在另一个实施例中，降烯烃是经由通过异构化反应途径的烯烃的转化实现的，在反应中没有添加氢或引入的供体分子。在另一个实施例中，降烯烃是经由通过环化、异构化和芳构化反应途径的组合，或这些途径中的至少两种的转化实现的，在反应中没有添加氢或引入的供体分子。在一个实施例中，该方法涉及以下各项的选择和控制a、催化剂组分和基体，b、压力和温度的工艺条件，c、输入到反应中和从反应中除去的能量，以控制液态烃进料流中烯烃的反应途径。这种选择和控制还使非烯烃分子的转化最小化，并限制不太理想的反应，包括a、脱硫，b、脱氮，c、脱金属，以及d、加氢裂化。在一个实施例中，本专利技术提供了通过在固定床反应器中使含烯烃的流与催化剂载体上的贵金属和贵重金属的组合物接触，降低含烯烃的烃流中的烯烃含量，以满足原油管道烯烃含量规格限制的一步工艺，其中在反应的进料流中除了烃之外没有氢源。在另一个实施例中，脱除烯烃是经由通过环化、芳构化和异构化反应途径中的一个或多个的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过反应降低含烯烃的烃流中的烯烃含量的方法，包括在反应器中，使所述含烯烃流与催化剂组合物接触，不添加补充氢，以基本上转化所有烯烃，所述催化剂组合物具有铂族金属(钌、铑、钯、锇、铟和铂)、贵金属(银、金)、过渡金属(钴、镍、铜、锌)和贫金属(镓、铅、锡、铝)中的一种或多种。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.16 US 62/337,0841.一种通过反应降低含烯烃的烃流中的烯烃含量的方法，包括在反应器中，使所述含烯烃流与催化剂组合物接触，不添加补充氢，以基本上转化所有烯烃，所述催化剂组合物具有铂族金属(钌、铑、钯、锇、铟和铂)、贵金属(银、金)、过渡金属(钴、镍、铜、锌)和贫金属(镓、铅、锡、铝)中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述烯烃转化反应是通过环化、芳构化和异构化反应途径中的一种或多种进行，不补充氢或供体分子，其中由所述富烯烃流生成例如环烷烃和芳烃产品。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述反应通过选择使用的催化剂和工艺条件(温度和压力)中的至少一种对烯烃具有选择性。4.根据权利要求2所述的方法，其中烯烃转化率超过50wt％，非烯烃分子的转化率最小。5.根据权利要求3所述的方法，其中，控制和限制不需要的反应，例如脱硫、脱氮、脱金属和裂化，所述方法的主要作用是转化所述富烯烃流中的烯烃。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述催化剂组合物金属是铝的氧化物。7.根据权利要求2所述的方法，其中，除铝之外，所述组合物的贵重金属、贵金属、过渡金属和贫金属的浓度小于10wt％。8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述烯烃转化反应在容器中进行，所述容器的大小适合于液时空速为0.1和2h-1之间的流动。9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述烯烃转化反应在大气压和140bar(2000psig)之间进行。10.根据权利要求2所述的方法，其中，所述烯烃转化反应在300°F至662°F(150℃至350℃)温度之间进行。11.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述反应器中的主催化床的上游使用催化或吸收保护床，以去除可能对待处理的所述烃流的所述降烯烃催化剂有不利影响的污染物。12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反应器中提供的催化剂载体由氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤姆·科斯卡登，达留斯·雷梅萨特，弗兰克·大卫·古菲，刘顺兰，格雷格·迪杜奇，
申请(专利权)人：MEG能源公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA