[发明专利]石脑油和甲醇混合催化裂化反应工艺

说明书

技术领域

本发明涉及通过石脑油和甲醇混合催化裂化反应工艺制备轻烯烃(例如乙烯和丙烯)的方法，该工艺使用循环流化床反应器进行石脑油和甲醇的同时裂化反应。

背景技术

轻烯烃(例如乙烯和丙烯)是石油化工领域中的基础原料，主要通过在超过800℃下进行的高温热解工艺从石脑油产生。此时，该工艺是吸热反应，这表明能量损耗巨大。近来，随着选择性生产乙烯的天然气裂化器(cracker)的增多，石脑油裂化器的竞争力下降。因此，需要开发能够选择性地生产丙烯的烯烃生产新方法。

最近，韩国化学技术研究所、SK Innovation和KBR开发出了ACO^TM(Advanced Catalytic Olefins，高级催化烯烃)工艺(一种催化石脑油裂化工艺)，与常规热解工艺相比，该工艺可使丙烯的产率提高至少100％(韩国专利号10-0651329以及韩国专利号10-0632563)。

同时，引入了制备烯烃的新技术MTO(Methanol to Olefin，甲醇制烯烃)技术，其中，通过气化或重整从煤或天然气生产甲醇，并从上述所获得的甲醇生产轻烯烃。生产轻烯烃的石脑油热解工艺是吸热反应，而从甲醇生产轻烯烃的MTO反应是放热反应。因此，在反应期间，生成大量的热，必须将该热消除。美国UOP和中国DICP等已经开发出了MTO工艺，并且该工艺目前正在全面运行，用于烯烃的工业生产。

如上所述，烃裂化工艺是吸热反应，甲醇裂化工艺是放热反应。因此，提出了上述两种工艺的偶联反应，以用于热中和。根据Nowak等，如果在甲醇转化工艺的过程中加入C4烃，热中和是可能的(Appl.Catal.A，50，(1989)149-155)。当将甲醇和正丁烷以1:3的比加入该工艺时，可在没有额外的能量供应或消除的情况下，诱发产生轻烯烃的裂化反应。

然而，甲醇裂化工艺比石脑油(烃)裂化工艺更快地进行。因此，二者的简单偶联反应由于许多副产品的生成而不利于轻烯烃产率的提高。

因此，本发明人对涉及石脑油和甲醇的同时裂化反应的石脑油和甲醇混合催化裂化反应工艺进行了研究。在该研究过程中，本发明人发现，通过使用循环流化床反应器并通过调节反应器中石脑油和甲醇的引入位置，来使石脑油和甲醇裂化反应同时进行，可提高轻烯烃的产率，从而完成了本发明。

发明内容

本发明的目的是提供如下的方法：使轻烯烃的产率提高，同时使石脑油和甲醇混合催化裂化反应工艺中由于甲醇的快速裂化反应而伴随生成的轻饱和烃(例如甲烷、乙烷和丙烷)最小化的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了石脑油和甲醇混合催化裂化反应工艺，该工艺使用包含反应器、汽提器(stripper)和再生器的循环流化床反应器进行石脑油和甲醇的同时裂化反应，其中，在从反应器的下部开始的反应器总长度的0％-5％的位置处供应石脑油，并在从反应器的下部开始的反应器总长度的10％-80％的位置处供应甲醇。

本发明还提供了通过石脑油和甲醇混合催化裂化反应工艺生产的轻烯烃，该工艺使用包含反应器、汽提器和再生器的循环流化床反应器进行石脑油和甲醇的同时裂化反应，其中，在从反应器的下部开始的反应器总长度的0％-5％的位置处供应石脑油，并在从反应器的下部开始的反应器总长度的10％-80％的位置处供应甲醇。

此外，本发明提供了经由石脑油和甲醇混合催化裂化反应工艺提高轻烯烃的产率的方法，该工艺使用包含反应器、汽提器和再生器的循环流化床反应器进行石脑油和甲醇的同时裂化反应，其中，在从反应器的下部开始的反应器总长度的0％-5％的位置处供应石脑油，并在从反应器的下部开始的反应器总长度的10％-80％的位置处供应甲醇。

有益效果

本发明提供的催化裂化反应工艺使用循环流化床反应器，并通过在反应器中对于石脑油和甲醇具有不同的引入位置，可使石脑油和甲醇同时裂化，这有利于热中和，从而可使能量损耗最小化，并且还可通过抑制轻饱和烃(例如甲烷、乙烷和丙烷)的产生使轻烯烃的产率得以改善。

附图说明

参考附图，可最好地理解本发明的优选实施方式的应用，其中：

图1是说明本发明的催化裂化反应工艺中所使用的循环流化床反应器的实例的示意图。

图2是说明在如比较实施例1所述的相同条件下，在催化裂化反应工艺的过程中，当甲醇与轻石脑油的重量比从0％变化至100％时反应器的入口温度和出口温度的差异的图表。

图3是说明本发明的实施例1至实施例4、以及比较实施例1和比较实施例2的工艺中的甲烷产率的图表。