[发明专利]一种石油烃催化转化制丙烯和乙烯的方法及其装置

说明书

本发明涉及一种石油烃催化转化制丙烯和乙烯的方法，属于石油烃类催化转化技术领域。本发明提出了逐渐升温、两级温度梯度、重时空速独立控制的催化转化制丙烯和乙烯的方法，将反应器(R10)分成上下串联的两段或两区，包括下部的提升管反应区(R17)和上部的快速流化床反应区(R18)，反应原料(R12)按分子结构依次进行大分子催化裂化反应和小分子催化裂解反应，实现反应过程从大分子到丙烯和乙烯的分级转化。本发明在能耗更低的前提下，降低了低价值目的产品，如焦炭和干气的收率；提高了高价值目的产品丙烯和乙烯的收率。

技术领域

本发明属于石油烃类催化转化技术领域，特别涉及一种石油烃催化转化制丙烯和乙烯的方法，本发明同时提供了实现上述方法的装置。

背景技术

丙烯是最重要的石油化工原料之一。70％的丙烯是石油烃经管式炉裂解法生产的，另外30％的丙烯由催化裂化工艺过程提供。借鉴常规重油催化裂化反应-再生系统的操作、设计经验，国内外研究人员开发了一系列重油催化裂化生产丙烯的工艺技术。

中国石油大学(华东)在两段提升管催化裂化技术基础上开发了TMP技术。该技术以重质油为原料，利用两段提升管催化裂化工艺分段反应、催化剂接力和大剂油比的工艺特点，针对不同性质的反应物料进行进料方式的优化组合，控制不同物料适宜的反应条件，以达到提高丙烯产率的目的；

上世纪90年代中国石化石油化工科学研究院开发了以重油为原料、丙烯为目的产品的DCC技术。该技术采用提升管加湍流流化床床层串联式反应器，在重时空速4(1/H)-6(1/H)气固流态化条件下进行重油制催化制丙烯和乙烯。石科院在DCC工艺基础上又开发了采用新型组合式反应器体系的增强型催化裂解技术(DCC-PLUS)，该技术与DCC工艺相同之处为都采用提升管反应器加流化床床层反应器的形式，不同之处在于DCC-PLUS工艺另外设置轻汽油和C4回炼提升管，轻汽油和C4反应后的物流引入流化床床层反应器。无论DCC还是DCC-PLUS都将原料油反应分为提升管和流化床床层反应；但DCC和DCC-PLUS都是通过进入原料油提升管反应区的再生催化剂量控制流化床区的反应温度，即全部反应过程都是按流化床催化裂解反应区的条件控制，必然使提升管反应区即重油反应区的催化裂化条件偏离理想的原料油催化裂化反应条件，尤其是热反应增加；另外对固定的原料量流化床床层反应区的空速只能靠流化床床层内的催化剂料位变化控制；由于催化剂携带和气固分离的要求，流化床床层反应区与气固分离器之间全部是稀相空间，并且油气离开流化床床层时仍然携带大量催化剂，而油气离开流化床床层到气固分离器的停留时间20秒以上，采用流化床床层反应时催化剂料位上方催化剂的携带以及油气停留时间都必然造成进一步的副反应止，丙烯进一步热裂解，影响产品分布及丙烯选择性，反应难以及时终止，必然导致催化裂化反应受到限制，热反应增加，大幅度降低丙烯的选择性，导致干气和焦炭产率偏高。

已有技术的侧重点均为生产丙烯，分为两类，第一类为提升管加流化床串联式反应，第二类为双提升管并联式反应。研究者认为，重油催化裂化反应过程中的丙烯是由重质烃类一次裂化生成的汽油馏分经二次裂解间接生成的，汽油馏分中的C5-C8烯烃是丙烯主要的前身物。现有技术具有许多共同的特点，在操作上都采用比常规FCC工艺更高的反应温度、剂油比和蒸汽注入量，以提高裂化反应深度和丙烯的选择性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石油烃催化转化制丙烯和乙烯的方法，本发明同时提供了一种石油烃催化转化制丙烯和乙烯的装置。