[发明专利]一种制取异丁烷和富含异构烷烃汽油的催化转化方法

说明书

技术领域

本发明属于在不存在氢的情况下石油烃的催化转化方法，更具体地说，是一种制取异丁烷和富含异构烷烃汽油的催化转化方法。

背景技术

异构烷烃混合物具有高辛烷值、低敏感性，而且具有理想的挥发性和清洁燃烧性，因此可以作为航空汽油和车用汽油的理想调合组分。异构烷烃混合物可以通过丙烯叠合生成的烷基化油得到，也可以通过异丁烷与烯烃反应生成的烷基化油得到。

常规的催化裂化工艺主要用于生产汽油，汽油产率高达50重％以上。八十年代初，汽油无铅化迫使催化裂化技术向生产高辛烷值汽油的方向发展，为此，催化裂化的工艺条件和催化剂类型发生了很大变化。在工艺方面，主要是提高反应温度、缩短反应时间、提高反应苛刻度、抑制氢转移反应和过裂化反应以及改善提升管底部油气和催化剂的接触效率；在催化剂方面，开发了USY型沸石结合惰性基质或活性基质的催化剂以及不同类型的沸石复合的催化剂。

催化裂化技术虽已取得上述进展，满足了汽油无铅化的要求，提高了汽油的辛烷值，但无论是通过改变工艺条件，还是使用新型的沸石催化剂来提高汽油辛烷值，都是通过提高汽油烯烃含量来增加汽油辛烷值的。目前汽油组分中烯烃含量为35～65重％，这与新配方汽油对烯烃含量的要求相差甚远。液化气组成中烯烃含量更高，大约在70重％左右，其中丁烯是异丁烷的数倍，难以作为烷基化原料。

CN1232069A公开了一种制取异丁烷和富含异构烷烃汽油的催化转化方法。该方法是将预热后的原料油注入一个包括两个反应区的反应器内，与热的催化剂接触，第一反应区的温度为530～620℃、反应时间为0.5～2.0秒；第二反应区的温度为460～530℃、反应时间为2～30秒下反应，所得到的液化气含异丁烷20～40重％，所得到的汽油含异构烷烃30～45重％，含烯烃低于30重％，其研究法辛烷值为90～93，马达法辛烷值为80～84。在该方法中，第一反应区和第二反应区串联，油气和催化剂顺序地通过上述两个反应区。

在提升管反应器中，油气和催化剂的流速存在差异。一般情况下，油气线速是催化剂线速的2～4倍。正是由于油气和催化剂的流速存在差异，从而影响了产品的选择性，使干气和焦炭的产率增加。为此，USP4797262、USP4832825、USP5582712等公开了一种下流式反应器，使油气和催化剂在同一横截面上的线速基本相等，且沿轴向的线速差异也不大。这样可改善产品选择性，使干气、焦炭产率降低。但由于在下流式反应器中，催化剂在重力的作用下快速向下流动，使得油剂初始接触区的催化剂密度较低，油剂初始接触效果较差，因而这种反应器对烃油原料的裂化能力不够理想。USP5468369公开了一种对油剂初始接触区进行了改进的下流式反应器。该反应器使烃油原料和催化剂在类似于上流式反应器的一段反应管中进行接触，使原料油充分汽化，然后油剂混合物向上流动进入下流式反应器中进行反应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的制取异丁烷和富含异构烷烃汽油的催化转化方法，同时得到较好的产物分布。

本发明提供的制取异丁烷和富含异构烷烃汽油的催化转化方法如下：预热后的烃油原料注入第一反应区中，与热的催化剂接触并在下列条件下进行反应：反应温度530～620℃、反应压力0.2～1.2Mpa、反应时间0.1～2.0秒、剂油比5～18、水蒸汽与原料油重量比0.05～0.3∶1；反应油气和催化剂的混合物经第一反应区进入第二反应区中，与注入该反应区的冷激介质混合、下行，并在下列条件下进行反应：反应温度420～550℃、反应压力0.2～1.2Mpa、反应时间1.0～20.0秒、剂油比5～30、水蒸汽与原料油重量比为0.05～0.3∶1；分离反应油气和待生催化剂，油气送入后续分离系统，待生催化剂经汽提、再生后返回反应器循环使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在以下几个方面：1、相对现有的下流式反应器，本发明提供的方法生产的液化气中异丁烷含量较高，汽油族组成中的异构烷烃含量较高，而烯烃含量较低。2、相对现有的制取异丁烷和富含异构烷烃汽油的方法，本发明提供的方法所得到的产物分布较好，干气和焦炭产率下降，而液化气+汽油+柴油产率增加。

附图说明

图1～图4是本发明提供方法的四种实施方式。下面结合附图对本发明所提供的方法予以进一步说明。设备和管线的形状、尺寸不受附图的限制，而应根据具体情况确定。