[发明专利]在流化床催化裂化工艺中选择性生产C3烯烃的方法

说明书

交叉参照的相关申请

本申请是1998.5.5申请的美国专利申请系列号09/073,085的部分继续申请。

发明领域

本发明涉及一种由催化裂化或热裂化石脑油物流生产C₃烯烃的方法。

发明背景

对低排放燃料的需求增加了对烷基化、低聚合、MTBE和ETBE合成工艺中所用的轻烯烃的需求。另外，一直需要低成本供应的轻烯烃特别是丙烯作为聚烯烃生产特别是聚丙烯生产的原料。

为了提高烯烃产量，用于轻烷烃脱氢的固定床工艺最近又引起了人们的兴趣。但是，这些类型的工艺一般需要较大的投资资本和高的运行费用。因此，用需要较小投资资本的工艺来提高烯烃产率是有利的。在催化裂化工艺中提高烯烃产率是特别有利的。

用FCC装置生产烯烃产品的内在问题是该工艺依赖具体催化剂平衡以使轻烯烃产量最大化的同时还能达到650°F+(～340℃+)原料组分的高转化率。另外，即使能够保持具体催化剂平衡以使烯烃的总生产量最大化，但是，由于有不希望的负反应如广度裂化、异构化、芳构化和氢转移反应，所以烯烃的选择性一般很低。不希望的负反应所产生的轻饱和气体会使回收所需的轻烯烃的成本增加。因此，需要在一个能高度控制对C₂-C₄烯烃的选择性的工艺中使烯烃产量最大化，该C₂-C₄烯烃被加工和聚合成诸如聚丙烯和聚乙烯的产品。

发明概述

本发明的一个实施方案包括一种生产丙烯的方法，其包括(a)使含有约10-30wt％烷烃和约15-70wt％烯烃和芳香族化合物的石脑油原料和催化剂接触形成裂化产品，该催化剂包括约10-50wt％的平均孔径小于0.7nm的结晶沸石。反应条件包括：温度为约500-650℃，烃分压为10-40psia(70-280kPa)，烃停留时间为1-10秒，催化剂与原料的重量比为约4-10，其中不超过约20wt％的烷烃转化为烯烃，且其中丙烯构成至少90mol％的总C₃产品。

在本发明另一个优选实施方案中，催化剂是ZSM-5型催化剂。

在本发明又一个优选实施方案中，原料含有约10-30wt％的烷烃和约20-70wt％的烯烃。

在本发明再一个优选实施方案中，反应区在温度为约525-600℃下进行操作。

发明详述

用于生产较高产率的C₂、C₃和C₄烯烃的合适烃类原料是在石脑油沸点范围内且含有约5-35wt％、优选约10-30wt％、更优选约10-25wt％的烷烃和从约15wt％、优选从约20wt％至约70wt％的烯烃的那些物流。该原料还可以含有环烷烃和芳香族化合物。石脑油沸点范围的物流一般是沸点范围为约65-430°F(18-225℃)、优选约65-300°F(18-150℃)的那些物流。

石脑油原料可以是来自任何合适来源的热裂化或催化裂化的石脑油，包括流化催化裂化(FCC)的瓦斯油和残油或者延迟焦化或流化焦化的残油。本发明中使用的石脑油物流优选来自于流化催化裂化的瓦斯油和残油，因为产品石脑油一般富含烯烃和/或二烯烃，而含有的烷烃较少。

将有效量的单环芳香族化合物加料到反应区也能提高丙烯对乙烯的选择性，这也在本发明的保护范围内。芳香族化合物可以来自外源如重整工艺装置，或者它们可由本工艺产生的重石脑油循环产品组成。申请人发现通过降低烯烃分压可以提高丙烯对丙烷和丙烯对乙烯的选择性。在低烯烃分压下，产生芳香族化合物的副反应和产生其它烯烃的歧化反应被最小化。加入独立的芳香族物流也能使将丙烯转化成丙烷的氢转移反应最小化。为了改进对丙烯的选择性，在原料中加入芳香族化合物的附加物流以降低烯烃分压并阻滞烯烃转化为芳香族化合物的芳构化反应，由此改进对丙烯的选择性。芳香族化合物的附加物流优选包括其量大于约50wt％、更优选大于约75wt％的单环芳香族化合物。在此使用的单环芳香族化合物包括可以有或可以没有一个或多个取代基或官能团的单环芳香族化合物。