[发明专利]一种生产丙烯和轻芳烃的催化裂解方法和系统

说明书

本发明涉及一种生产丙烯和轻芳烃的催化裂解方法和系统，该方法包括：将轻质原料油从稀相输送床的下部引入稀相输送床中与第一催化裂解催化剂接触并由下至上进行第一催化裂解反应，得到第一反应产物和半待生催化剂；将所得第一反应产物和半待生催化剂送入密相流化床中继续进行第二催化裂解反应，得到第二反应产物和第一待生催化剂；将预热的劣质重油从快速流化床的下部引入快速流化床中与第二催化裂解催化剂接触并由下至上进行第三催化裂解反应，得到第三反应产物和第二待生催化剂。本发明方法和系统进行催化裂解的丙烯和轻芳烃产率高，焦炭和干气产率低。

技术领域

本发明涉及一种生产丙烯和轻芳烃的催化裂解方法和系统。

背景技术

丙烯是重要的有机化工原料，2016年我国丙烯的当量消费量为3380万吨，当量自给率为75.2％。预计到2020年，我国丙烯的当量消费量将达到3900万吨，其产能缺口还存在一定的空间。苯、甲苯、二甲苯(BTX)是重要的基础化工原料，其中对二甲苯(PX)占BTX消费总量的45％左右。随着我国聚酯等工业的发展，预计BTX的需求将继续高速增长。约90％的乙烯、约70％的丙烯、90％的丁二烯、30％的芳烃均来自蒸汽裂解副产。虽然蒸汽裂解技术经过几十年的发展，技术不断完善，但仍具有能耗高、生产成本高、CO₂排放量大和产品结构不易调节等技术局限，石油化工如果采用传统的蒸汽裂解制乙烯、丙烯路线，将面临轻质原料油短缺、生产能力不足以及成本过高等几大制约因素，另外，随着蒸汽裂解原料的轻质化，丙烯和轻芳烃产率下降更是加剧的供需矛盾。催化裂解技术可以作为生产低碳烯烃和轻芳烃的生产工艺的有益补充，对炼油和化工一体化的企业来说，采用催化技术路线生产化工原料具有明显的社会与经济效益。

中国专利CN98101765.7公开了一种从重质油同时制取低碳烯烃和高芳烃汽油的方法，是使重质石油烃和水蒸汽在由提升管和密相流化床组成的复合反应器中进行催化裂解反应，达到提高低碳烯烃特别是丙烯的产率，同时使汽油中的芳烃含量增加到80重％左右。CN01119807.9公开了一种重质石油烃催化转化增产乙烯和丙烯的方法，是使烃油原料，也是在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、反应，该方法不仅可以提高乙烯和丙烯产率，还可以在一定程度上缓解催化剂的水热失活。中国专利CN200410068934.5公开了一种采用双反应区催化裂解生产低碳烯烃和芳烃的方法，两个反应区采用不同的重时空速达到从重质原料最大限度地生产丙烯、乙烯等低碳烯烃，其中丙烯的产率超过20重％，同时联产甲苯与二甲苯等芳烃的目的。

美国专利US2002003103和US2002189973采用双提升管增产丙烯的FCC装置。其中裂化反应生成的汽油(60～300℉/15～150℃)进料到第二根提升管进一步,催化剂是USY分子筛和ZSM-5分子筛催化剂的混合物。

美国专利US2002195373采用下行式反应器，在高温(1020～1200℉/550～650℃)、短接触时间(0.5秒)和大剂油比(15～25)条件下操作。主催化剂(Y型八面沸石)具有低氢转移活性，其配方结合操作条件来制定，以使轻烯烃产率最大化。高效分离器在0.1秒之内将产物和催化剂分离，使得二次反应和焦炭的形成最小化。另外，使用LCO来骤冷分离出来的气体产物至约930℉/500℃，并防止进一步裂化。

美国专利US6153089使用循环流化床反应器/再生器将富含烯烃的烃类转化成氢气和C2～C4烯烃的工艺。它使用一种含有脱氢金属、择形分子筛和大孔酸性组元的催化剂。反应器/再生器在840～1380℉/450～750℃和WHSV 0.1～60h-1条件下操作。

美国专利US6538169和US2003121825也是采用两个反应区和一个共用的再生器的反应－再生系统构成。在第一反应区，使用高温和高剂油比将重质原料裂化为轻烯烃或能转化为轻烯烃的中间产物。第二反应区由第二根提升管构成，在那儿操作条件更苛刻，从汽油产品中生产更多的轻组分。使用择形分子筛如ZSM-5辅助汽油向轻烯烃的转化，适用的原料包括VGO、HVGO和加氢的瓦斯油。