[发明专利]一种制取低碳烯烃和芳烃的催化转化方法

说明书

技术领域

本发明属于在不存在氢的情况下烃类的催化转化方法，更具体地说， 是一种将重质原料转化为富含丙烯和乙烯等低碳烯烃和富含甲苯和二甲苯 等芳烃的方法。

背景技术

低碳烯烃如乙烯、丙烯等是重要的有机化工原料，其中丙烯是聚丙烯、 丙烯腈等产品的合成单体。随着聚丙烯等衍生物需求的迅速增长，对丙烯 的需求也在逐年俱增。世界丙烯市场的需求已经从20年前的1520万吨增 加到2000年的5120万吨，年均增长率达6.3％。预计到2010年丙烯的需 求量将达到8600万吨，其间年均增长率约为5.6％。

生产丙烯的方法主要是蒸汽裂解和催化裂化(FCC)，其中蒸汽裂解以 石脑油等轻质油为原料通过热裂解生产乙烯、丙烯，但丙烯的产率仅为15 重％左右，而FCC则以减压蜡油(VGO)等重质油为原料。目前，世界 上66％的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品，32％来自炼油厂FCC生 产汽、柴油的副产品，少量(约2％)由丙烷脱氢和乙烯-丁烯易位反应得 到。

石油化工如果走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。

FCC由于其原料适应性广、操作灵活等优势日益受到重视。在美国， 几乎丙烯市场需求量的50％都来源于FCC装置。增产丙烯的催化裂化改 进技术发展很快。

US4,980,053公开了一种制取低碳烯烃的烃类转化方法，原料为不同沸 程的石油馏分、渣油或原油，在流化床或移动床反应器内使用固体酸催化 剂，在温度500-650℃、压力1.5-3×10⁵pa、重时空速0.2-2.0h^-1、剂油比 2-12的条件下进行催化转化反应，反应后的催化剂经烧焦再生后返回反应 器内循环使用。该方法丙烯和丁烯的总产率可以达到40％左右，其中丙烯 产率高达26.34％。

WO00/31215A1公开了一种生产烯烃的催化裂化方法，该方法采用 ZSM-5和/或ZSM-11沸石做活性组分，以大量惰性物质为基质的催化剂， 以VGO为原料，丙烯的产率也不超过20重％。

US4,422,925公开了多种具有不同裂化性能的烃类与热再生催化剂接 触并转化的方法，该方法所述的烃类至少含有一种气体烷烃原料和一种液 体烃类原料，该方法依据不同的烃类分子具有不同裂化性能，将反应区分 成多个反应区进行裂化反应，以多产低分子烯烃。

芳烃也是一种重要的化工原料，尤其是轻芳烃BTX(苯、甲苯、二甲 苯)主要用于生产化纤、塑料等合成材料。目前生产芳烃的主要方法是催 化重整，由于重整催化剂的活性组分为贵金属，因此必须对原料进行严格 的预处理。此外，重整催化剂的移动、再生流程也比较复杂。

CN1667089A公开了一种生产低碳烯烃和芳烃的化工型炼油方法，原 料油与经再生的催化裂解催化剂、水蒸汽在催化裂解反应器内接触，在温 度500～700℃、压力0.15～0.4MPa、催化裂解催化剂与原料油的重量比5～ 50、水蒸汽与原料油的重量比0.05～0.6的条件下反应，分离待生催化剂和 反应油气，待生催化剂经再生后返回反应器；分离反应油气得到目的产物 低碳烯烃和芳烃。该方法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30重％，同时联产甲苯与二甲苯等芳烃。

CN1208431C公开了一种简易的催化裂化汽油改质降低烯烃的方法和 装置，该装置是在常规催化裂化装置设立辅助的流态化反应器来对催化裂 化汽油进行改质，该工艺在牺牲部分轻油收率的同时达到了降低汽油烯烃 的目的，丙烯产率有所增加。

上述现有技术对烷烃分子裂化反应设计仍存在不足，同时，现有技术 的产品分布是按常规的FCC分馏系统来切割的，汽油或柴油中的芳烃潜 含量和低碳烯烃潜含量未充分利用，造成丙烯和芳烃的产率偏低。为了满 足日益增长的丙烯、乙烯和芳烃等化工原料的需求，有必要开发一种将重 质原料转化为大量的丙烯、乙烯和芳烃的催化转化方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种催化转化方法将重质原料转 化为低碳烯烃和芳烃。

本发明的技术方案为一种制取低碳烯烃和芳烃的催化转化方法，该方 法包括下列步骤：