[发明专利]通过催化裂解生产轻质烯烃和芳族化合物的装置和方法

说明书

本发明涉及通过催化裂解生产轻质烯烃和芳族化合物的装置和方法。本发明涉及用于生产轻质烯烃和芳族化合物的NCC方法和装置，其中将裂解流出物的C5+级分(16)分离成C5级分(25)和C6+级分(26)，将所述C5级分(25)再循环到NCC反应器(4)，并且其中将C6+级分(26)送入芳族化合物提取单元(30)以产生富芳族化合物级分(31)和低芳族化合物级分(32)。

技术领域

本发明涉及由烃类原料，主要是石脑油和石油通过催化转化生产轻质(C2-C4)烯烃，且更特别是乙烯、丙烯和芳族化合物的常被称为NCC（石脑油催化裂解）的装置和方法。对低排放燃料的需求已产生对用于在烷基化、低聚以及甲基叔丁基醚（MTBE）和乙基叔丁基醚（ETBE）合成的方法中的轻质烯烃需求的增加。此外，继续研究对低成本轻质烯烃，尤其是乙烯和丙烯的需求，以使其充当用于生产聚烯烃，尤其是聚乙烯和聚丙烯的原材料。也存在以低成本生产芳族化合物，且特别是BTX（苯、甲苯和二甲苯）的巨大需求。

背景技术

蒸汽裂解、丙烷脱氢、复分解、MTO（甲醇制烯烃）或FCC（流化催化裂解）技术是生产满足全球需求所需的几乎全部乙烯和丙烯的方法。用作轻质烯烃的生产原材料的烃包括丁烷、丙烷、来自天然气的凝析油、来自石油蒸馏的液态烃馏分和碳质材料，包括煤、再生塑料或任何有机材料。

因此最近对实施用于通过石脑油原料的催化裂解生产轻质烯烃的装置和方法的兴趣来自于石油化学对拥有传统的石脑油蒸汽裂解来源以外的轻质烯烃的需求，因为：

- 丙烯生产和乙烯生产之间存在增长的失衡，尤其是随着以乙烷为原料的蒸汽裂解器的成功，其产生较少的丙烯，

- 由于汽油消耗的减少、替代燃料的引入和（例如获自页岩的）凝析油大规模进入市场而预计的石脑油可用性，和

- 希望降低生产烯烃（且尤其是丙烯）的能量成本，和由比石脑油蒸汽裂解更低温度的操作带来的CO₂排放减少，催化活性降低了对高温的需求。

已经为轻质烯烃的生产开发了NCC方法。其通常在催化剂（在大多数情况下是沸石催化剂）存在下在大约600℃的温度下操作，以使轻质烯烃，且尤其是丙烯的收率最大化。根据配置，NCC方法能够有潜力增加每吨石脑油产生的丙烯量，并在某些情况下比蒸汽裂解器的丙烯产量更高；从而以需求不断增长的高附加值产品（且尤其是丙烯、乙烯和BTX）的形式改进石脑油的开发；并且在比用于热蒸汽裂解（通常在800至900℃之间操作）的温度低150至200℃的温度下裂解石脑油，以降低生产丙烯和乙烯的能量成本，同时减少CO₂排放。

蒸汽裂解器是目前用于由石脑油和天然气生产轻质烯烃的主要方法之一。这种方法是在高温下操作的热工艺，其生产更多的乙烯，并且根据操作条件，乙烯/丙烯质量比通常为大约2。当待处理的原料是具有大体积烯烃的液体原料时，可能存在操作困难，形成大量的焦炭。这种方法也必须用蒸汽大量稀释。

随着对轻质烯烃生产的关注增加，已经以使这些化合物的产量最大化的方式操作FCC单元（参见例如US4830728、US6489530A、US2006108261A、CN102746888A）。通过FCC方法生产轻质烯烃的困难在于很难在保持高转化率的同时使轻质烯烃的收率最大化。

已经以增强转化率和轻质烯烃收率为目的开发了能将汽油或石脑油型液体原料转化成轻质烯烃，且尤其转化成丙烯的其它方法（参见例如US2009288985A、US2009143629A和US3776838A）。

发明内容

本说明书的第一个目的在于提供增强由石脑油至轻质(C2-C4)烯烃和BTX的产量的方法。

本发明能够通过再循环C5+级分使轻质烯烃的收率最大化，所述C5+级分在将C5+级分预先分级成C5和C6+的情况下经受芳族化合物提取。

根据第一个方面，本发明涉及一种通过催化裂解生产碳原子数在2和4之间的烯烃和芳族化合物的方法，所述方法包括下列步骤：