[发明专利]一种利用石油裂解干气与C4组分生产清洁燃料油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油裂解干气和石油裂解C4组分的有效利用，可提升干气和 C4组分的经济价值。具体地说是一种将干气中乙烯、C4组分中的丁烯转化为 清洁燃料油(汽油和柴油)的方法。

背景技术

全球石油资源日益短缺，油价高位运行，如何用好有限资源成为炼油企业 需要解决的问题之一。催化裂化是炼厂的主要操作单元，世界范围内催化裂化 加工约占原油一次加工量的35％左右，目前，我国催化裂化加工能力已超过1亿 吨。催化裂化产物包括干气、液化气、汽油、柴油、油浆、焦炭等，这些产品 中，干气价值较低，是不希望的产品。干气质量产率大约为进料的4％～8％，其 典型体积组成为：氢气20～40％、甲烷15～30％、乙烷10～15％、乙烯10～20％、 丙烷、丙烯及重组分0.5～3％，氮气5～15％，此外还含有少量一氧化碳、二氧 化碳。对一套加工能力为100万吨/年的催化裂化装置来说，干气中氢气大约0.1 万吨/年、乙烯大约1.0万吨/年。催化裂化液化气中C4组分含量很高，加上蒸 气裂解的C4组分，大量C4急需寻找新的用途。C4组分中，丁烷是很好的液化 气组分，但含量更多的丁烯则不是理想的液化气组分。

目前大部分炼厂将干气和C4组分作为燃料气体使用，显然造成了很大浪费。 如何利用干气中的乙烯和C4组分中的丁烯是提高炼厂经济效益的途径。

从干气中分离乙烯或利用干气中乙烯与苯反应的特性，生产苯乙烯，都是 利用干气的较好办法。

利用C4组分催化转化生产液体烃的专利和文章较多，有些专利用芳构化的 方法，如CN1176187C公开了“低碳烃芳构化方法”，提出了一种生产芳烃、氢 气和高质量液化气的低碳烃芳构化工艺技术、催化剂及其制备方法，所述催化 剂以HZSM-5沸石为载体，以锌和镍为活性组分。CN1660724公开了“液 化气芳构化生产三苯工艺”，采用流化床反应器，在催化剂的作用下，液化气 直接转化为气态混合芳烃。CN1586721A公开了“一种碳四液化石油气芳构化的 催化剂及其制备方法”。

有些专利采用叠合的方法将丁烯转化成液体烃，如EP0439865A1公开了一 种以含低碳烯烃的烃原料合成液体烃的方法，使用含Ni的ZSM-5或丝光沸石， 在215℃、3.0Mpa、重时空速1.0h^-1的条件下，50％丁烯和50％丁烷的混合料进 行反应，有76％的丁烯转化为汽油、柴油和润滑油等液体烃。CN1155546C公开 了低碳烯烃齐聚或叠合生产碳六以上烯烃的方法，使用固体酸催化剂，以低碳 烯烃为原料，在反应温度160～220℃、压力3～6MPa、空速1.0～4.0h^-1条件下 反应生产碳六以上烯烃。CN1827564A公开了“一种由含丁烯的C4组分叠合生产 柴油的方法”，采用含Ni的ZSM-5催化剂，将C4组分中丁烯在第一反应器中叠 合成汽油和柴油，含烯烃的汽油在第二反应器中叠合成柴油。该法C 4组分经 过两段叠合反应，不仅可降低每步反应的压力，还可增加叠合产物中柴油的收 率。CN1307133C公开了“一种低碳烯烃的叠合反应方法”，CN1013347B公开了 “用于烯烃低压叠合生产汽油组分的沸石催化剂制备方法”。

干气中含有大量氢气和乙烯，C4馏分中含有大量丁烯，本发明人发现，干 气和C4组分同时进行催化反应，乙烯和丁烯发生齐聚、叠合、聚合、异构化、 环化、脱氢、芳构化等复杂的化学反应，生成液体烃。

发明内容

本发明的目的是将干气中的乙烯及C4组分中的丁烯转化为清洁燃料油，更 具体地是转化为汽油和柴油，反应后的丁烷则是优质的车用液化气，大大提升 干气和C4组分的价值，提高炼油企业经济效益。

本发明包括以下步骤：

(1)干气和C4组分换热和/或加热到150～420℃；

(2)干气和C4组分混合或分开进入催化剂床层，所述催化剂包括0.1～10 ％的金属氧化物，40～90％分子筛，10～50％氧化铝，各组分含量之和 等于100％，在催化剂的作用下，干气中的乙烯和C4组分中的丁烯发 生反应生成烃化合物，反应条件：反应压力为0.1～1.0MPa，反应温度 为250～500℃，重时空速为0.20～10h^-2，反应油气混合物从反应器流 出；

(3)油气混合物经换热、冷凝降温后进入分离设备，回收反应生成的汽油和 柴油。