[发明专利]一种增产乙烯和丙烯的重质石油烃催化转化方法

说明书

本发明属于在不存在氢的情况下石油烃的催化转化方法，更具体地说，是重质石油烃在高温蒸汽和催化剂的作用下催化转化制取乙烯、丙烯等低碳烯烃的方法。

目前低碳烯烃的生产主要依靠管式炉蒸汽热裂解，适用的原料为乙烷、丙烷、丁烷、石脑油、轻柴油和凝析油等轻质石油烃。在蒸汽裂解原料中，石脑油占主导地位、所占份额为50～55％，乙烷的份额达到25～30％，而丙烷、丁烷、轻柴油和凝析油的比例都不超过10％。

随着原油日趋变重，作为蒸汽裂解原料的轻质石油烃的供应量已不能满足需要，因此，人们不得不将注意力转移到重质石油烃制取气体烯烃的工艺上来，例如，采用石英砂、焦炭等惰性固体作为热载体的重质石油烃热裂解法，采用碱金属或碱土金属氧化物催化剂作为热载体的重质石油烃热裂解法等。

ZL87105428.0中介绍了一种制取丙烯和丁烯的催化裂解方法。该方法采用流化床或移动床反应器和固体酸性催化剂，在反应温度为500～650℃，进料重量空速为0.2～20时^-1，剂油比为2～12的条件下进行反应。当使用ZSM-5为活性组分、高岭土为载体的催化剂，以减压瓦斯油为原料，并在580℃下进行反应时，其乙烯产率为5.9重％，丙烯产率为21.9重％，丁烯产率为15.6重％。

CN1069016A中披露了一种将重质烃类在流化床或活塞流反应器内转化，制取乙烯兼产丙烯和丁烯的方法，其主要反应条件为：温度650～900℃、压力1.3～2.8×10⁵帕、剂油比15～35、反应时间为0.1～3秒。

CN1218786A中披露了一种制取乙烯和丙烯的催化热裂解方法。在提升管或下行式反应器中，重质石油烃与含层柱粘土分子筛和/或经磷和铝或镁或钙改性的五元环高硅沸石的催化剂接触，在反应温度为650～750℃、反应压力为1.5～4×10⁵帕、剂油比15～40、反应时间为0.2～5秒的条件下进行反应。

USP 5846403中披露了一种催化汽油返回反应器再裂化制取低碳烯烃的方法，该方法将催化汽油注入提升管反应器的上游反应区，而重质原料油注入提升管下游反应区，通过汽油的二次裂化提高低碳烯烃的产率。

USP 6033555中披露了一种轻质石油烃先在催化裂化反应区反应，产物物流不经分离直接进入一个热裂化反应区进行二次裂化，从而增产乙烯的方法。该方法的原料为乙烷、丙烷、丁烷、丁烯、裂解石脑油、焦化石脑油、催化汽油以及直馏汽油、煤油和柴油；催化裂化反应区的条件为：反应温度500～750℃、进料重时空速0.1～100时^-1；热裂化反应区的条件为：反应温度650～900℃、停留时间0.1～20秒。

在上述现有技术中，为了增产低碳烯烃均采用了较高的蒸汽注入量，例如，ZL87105428.0要求水蒸汽与原料油的重量比为0.01～2∶1，在CN1218786A中，水蒸汽与原料油的重量比为0.3～1∶1。但蒸汽的注入方式并没有得到相应的改进，仍然沿用着常规催化裂化的蒸汽注入方法。大量的蒸汽注入提升管反应器的底部，不仅会降低原料油与再生催化剂的初始接触温度、影响原料的雾化效果和对重油大分子的裂化能力，而且还会对催化剂的活性造成不良影响。

本发明的目的就是在上述现有技术的基础上，提供一种新的增产乙烯和丙烯的重质石油烃催化转化方法，使得反应过程中所注入的大量的水蒸汽对催化裂化反应过程和催化剂活性所造成的不良影响在一定程度上得到缓解。

本发明提供的增产乙烯和丙烯的重质石油烃催化转化方法如下：20～100重％的烃油原料经预热后由下进料喷嘴注入提升管或流化床反应器中，与含有五元环高硅沸石的催化剂接触并反应，而其余的0～80重％的烃油原料经预热后由上进料喷嘴注入该反应器，与来自上游的油剂混合物接触、反应，烃油原料的反应温度为500～700℃，反应压力为1.5～4×10⁵帕，反应时间为0.5～10秒，剂油比为6～40，水蒸汽与烃油原料的重量比为0.1～1∶1，油剂混合物上行至反应器出口处，使反应油气和积炭的催化剂相分离，油气送入后续分离系统，而反应后积炭的催化剂经汽提、再生后循环使用，其特征在于：在上述反应过程中，2～20重％的水蒸汽注入预提升段，10～80重％的水蒸汽由下进料喷嘴注入，0～60重％的水蒸汽由上进料喷嘴注入，0～60重％的水蒸汽由反应器中部注入，0～60重％的水蒸汽由反应器上部注入。

下面详细说明本发明提供的方法。