[发明专利]一种含碳烯烃催化裂解生产丙烯和汽油的方法及装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种石油炼制技术，特别是一种含碳烯烃催化裂解生产丙烯和汽油的方法及装置。

背景技术

目前，世界范围内，有数量相当可观的C4及C4以上含烯烃的原料。受化工产品市场的变化以及运输成本等因素的影响，对这些原料进行就地深加工是一种较好的利用途径。其中C4及其以上烯烃转化为丙烯是一种有前景的工艺。

C4及其以上烯烃转化为丙烯主要采用的设备是固定床反应器。固定床反应器的主要优点是床层内流体的流动接近活塞流，化学反应速度较快，可用较少量的催化剂和较小的反应器容积获得较大的生产能力；流体的停留时间可以严格控制，温度分布可以适当调节，有利于提高化学反应的转化率和选择性。此外，特别是轴向固定床反应器结构简单、操作方便，投资费用低，床层中催化剂机械磨损小，可在高温高压下操作，因此在石油化工中获得广泛的应用。

申请号为200510028807.7的中国发明涉及一种 碳四及以上烯烃裂解制备丙烯的方法，主要解决目前技术中存在目的产物丙烯选择性低，收率低，催化剂再生周期短的技术问题。该发明通过采用以含有一种或多种碳四及以上烯烃的富烯烃为原料，使烯烃原料通过至少包括两段催化剂床层的固定床反应器与硅铝摩尔比SiO₂/Al₂O₃至少为10的结晶硅铝酸盐催化剂接触生成含有丙烯的流出物，反应器包括进料管、气体分布器、第一段催化剂床层、中间换热器、第二段催化剂床层、出口管组成的技术方案。该专利反应器的第一段采用了低温及高空速操作，认为可以缓和烯烃的聚合放热量，避免烯烃聚合过程中的局部温升过高而导致催化剂快速失活，目的在于第一段不进行裂解反应，但是催化剂的作用也未得到发挥；第二段采用较高操作温度及相对较低空速，保障烯烃的裂解过程的足够吸热量及停留时间，从而达到最大化的丙烯收率及延长催化剂稳定周期的目的。 而实际上在反应器第一段主要发生的是烯烃的裂解，反应为吸热反应，表现为催化剂层温度为降低的；而在催化剂床层的第二段表现为放热的芳构化反应生成芳烃。

公开号CN1490287A的中国发明中公开了一种采用以含碳四或碳五烯烃混合物为原料、在固定床反应器中、采用350℃～500℃的温度、0.6～1.0MPa的压力和1～10小时^-1重量空速的条件下进行反应制备乙烯和丙烯的方法。该专利采用的是单一反应器结构，无法保障催化剂的较好的稳定性及理想的目的产物收率。

   专利EP0109059A1中提出了一种从C4～C12烯烃转化为丙烯的工艺。该文献中催化剂使用SiO₂／A1₂O₃比小于等于300的ZSM-5分子筛，反应温度为400～600℃，烯烃空速大于50小时^-1。该专利中较详细地考察了各种人工配置的原料、反应温度、空速对催化裂解反应的影响。然而该专利中未谈及多段反应器的结构，因此催化剂无法发挥最佳催化转化优势，目的产物的选择性和稳定性不令人满意。

发明内容

    本发明所要解决的技术问题是提供一种含碳烯烃催化裂解生产丙烯和汽油的方法及装置，从而解决目前技术中存在的反应器没有设置多段反应段，或反应器上段催化剂发挥作用不大，目的产物丙烯选择性低，高辛烷值汽油组分收率低的技术问题。本专利进一步解决的技术问题是可根据反应特性的不同，选择和控制每段催化剂床层反应温度和空速等工艺条件，使目的产物丙烯的选择性提高，同时可副产高辛烷值汽油组分。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：