[发明专利]流化床催化裂化过程中选择性生产轻质烯烃的方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种将来源于催化裂化或热裂化的石脑油料流选择性生产C₂-C₄烯烃的方法。石脑油料流与含约从10到50％(重)平均孔径低于约0.7nm结晶沸石的催化剂进行接触，反应条件包括温度从约500到650℃，烃分压从10到40psia。

发明背景

对低排放燃料的需要导致对用于烷基化、低聚、MTBE和ETBE合成过程的轻质烯烃的需求增加。另外，对用作聚烯烃特别是聚丙烯生产原料的低成本轻质烯烃特别是丙烯的需求也不断扩大。

可用来提高烯烃产量的轻质链烷烃固定床脱氢工艺方法近来重新受到注意。但此类方法所需的投资成本及操作费用较高，因而，最好使用投资成本较低的工艺方法来提高烯烃产率。在催化裂化过程中提高烯烃产率的方法会特别有利。

美国专利4,830,728披露了一种能按烯烃产量最大化操作的流化床催化裂化(FCC)装置。FCC装置有两个分别引入不同料流的分开的立管。立管操作设计成其中一个立管中一种适宜的催化剂用来转化重质瓦斯油，而另一个立管中一种适宜的催化剂用来裂解轻质烯烃/链烷烃进料。重质瓦斯油立管内的反应条件可改进成使汽油或烯烃产量最大化。使所期望产物最大化的主要手段是使用了一种特殊催化剂。

另外授权Arco的美国专利5,026,936提出一种通过裂化和复分解反应组合从C₄或更高碳进料生产丙烯的工艺方法，其中高碳烃裂化成乙烯和丙烯，且至少一部分乙烯复分解成丙烯。另外参见美国专利5,026,935、5,171,921和5,043,522。

美国专利5,069,776提出通过将进料与包括孔径0.3到0.7nm沸石的移动床沸石催化剂在高于约500℃温度和少于约10秒的停留时间条件下进行接触而将烃进料转化的方法。生产烯烃的同时形成少量饱和气态烃。另外，授权Mobil的美国专利3,928,172提出一种将烃进料转化的方法，是通过烃进料在ZSM-5催化剂存在下进行反应来生产烯烃。

采用FCC装置生产烯烃产品的方法本身所固有的问题是生产过程依赖于特殊催化剂对最大化生产轻质烯烃同时也达到343℃的最高转化率加上进料组成的平衡。此外，即使特殊催化剂平衡可维持总烯烃产量的最大化，由于不期望的副反应，如彻底裂解、异构化、芳化和氢转移反应，使烯烃的选择性一般很低。由不期望的副反应产生的轻质饱和气体导致要增加回收所期望烯烃的费用。因此，希望在能够对C₂-C₄烯烃选择性高度控制的生产过程中使烯烃产量最大化。

发明概述

按照本发明，提供一种选择性生产C₂-C₄烯烃的方法，包括将含链烷烃和烯烃的催化裂化或热裂化石脑油料流与含约从10到50％(重)平均孔径低于约0.7nm结晶沸石的催化剂进行接触，反应条件包括温度从约500到650℃，烃分压从10到40psia，烃停留时间为1到10秒，且催化剂与进料的重量比约为2-10，其中约不大于20％(重)链烷烃转化为烯烃。

在优选的具体方案中，提供一种在包括反应区、汽提区和催化剂再生区的生产装置中选择性生产C₂-C₄烯烃的方法。石脑油料流与反应区所包含的催化剂床，优选为流化态催化剂床接触。催化剂由平均孔径低于约0.7nm的沸石构成，且反应区的操作条件为温度从约500到650℃，烃分压从约10到40psia，烃停留时间为1到10秒，且催化剂与进料的重量比约为2-10，其中约不大于20％(重)链烷烃转化为烯烃。

在本发明另一具体方案中，催化剂为ZSM-5型催化剂。

在本发明另一优选具体方案中，原料含约10到30％(重)链烷烃和从约20到70％(重)烯烃。

在本发明另一具体方案中，反应区的操作温度从约525到600℃。发明详细说明