一種生產(chǎn)丙烯和燃料油的催化轉(zhuǎn)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)丙烯和燃料油的催化轉(zhuǎn)化方法，更具體地說，涉及一種由輕 質(zhì)烴油原料催化轉(zhuǎn)化生產(chǎn)丙烯和燃料油的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 丙烯是重要的有機(jī)化工原料，據(jù)分析，2012年全球丙烯需求增長(zhǎng)量約4.0%，約 83Mt，丙烯供需比約為1.0。近10年來，世界丙烯需求的增長(zhǎng)率一直高于乙烯，預(yù)計(jì)在今 后20年，世界丙烯需求的增長(zhǎng)率仍將超過乙烯需求的增長(zhǎng)率。目前，世界上61 %的丙烯來 自蒸汽裂解生產(chǎn)乙烯的副產(chǎn)品，34%來自煉油廠催化裂化裝置生產(chǎn)汽油、柴油的副產(chǎn)品，其 中，蒸汽裂解以石腦油等輕質(zhì)油為原料通過熱裂解生產(chǎn)乙烯和丙烯，但丙烯的產(chǎn)率僅為15 重量％左右，常規(guī)催化裂化技術(shù)中丙烯產(chǎn)率約為3-5%，重質(zhì)油催化轉(zhuǎn)化技術(shù)中丙烯產(chǎn)率約 為15-20 %。隨著原油的重質(zhì)化和劣質(zhì)化加劇，從重質(zhì)油中生產(chǎn)丙烯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)性將 會(huì)受得極大的挑戰(zhàn)。
[0003] 受環(huán)保法規(guī)要求和汽車行業(yè)對(duì)燃料質(zhì)量要求的日趨嚴(yán)格的推動(dòng)，近年來全球車用 汽油質(zhì)量提升十分迅速，油品質(zhì)量升級(jí)步伐也明顯加快。目前，F(xiàn)CC汽油約占車用汽油總量 的70%以上，重整汽油和其它優(yōu)質(zhì)高辛烷值汽油組分含量過低，不到9%，而低辛烷值的直 餾汽油所占比例較高，達(dá)到約13%。因此，F(xiàn)CC汽油質(zhì)量對(duì)汽油總體水平起著舉足輕重的作 用。FCC汽油辛烷值R0N最高為90-92,最低為87-88,平均為89-90 ;Μ0Ν最高為80. 6,最低 為78,平均為79,與其他一些發(fā)達(dá)國(guó)家的汽油質(zhì)量相比存在較大的差距，因此，提高汽油辛 烷值，實(shí)現(xiàn)汽油升級(jí)換代是大勢(shì)所趨。另外，在汽油清潔化過程中，一些措施如控制汽油烯 烴含量、脫硫，都導(dǎo)致辛烷值不同程度地?fù)p失，辛烷值短缺的矛盾將更加突出。綜上所述，開 發(fā)生產(chǎn)丙烯同時(shí)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)燃料油如高辛烷值汽油的催化裂化技術(shù)，以滿足質(zhì)量要求不斷提 高的化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料油生產(chǎn)需求，無疑具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
[0004] CN101362960A提出將餾程為160-260°c的餾分原料與常規(guī)催化裂化催化劑接觸， 在流化床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行裂化反應(yīng)，反應(yīng)油氣經(jīng)分離得到目的產(chǎn)物高辛烷值汽油。該方法提 高了汽油的辛烷值和產(chǎn)率，同時(shí)副產(chǎn)部分小分子烯烴如乙烯和丙烯。
[0005]CN101362959A提出將難裂化的原料先與熱再生催化劑接觸，再與易裂化的原料油 混合后進(jìn)行裂化反應(yīng)，得到目的產(chǎn)物丙烯和高辛烷值汽油及再裂化的原料，再裂化的原料 包含餾程為180-260°C的餾分、重芳烴抽余油。該方法丙烯的產(chǎn)率和選擇性大幅增加，汽油 產(chǎn)率和辛烷值明顯地提高，干氣產(chǎn)率降低幅度高達(dá)80重％以上。
[0006]CN101531923A提出將難裂化的原料先與熱再生催化轉(zhuǎn)化催化劑接觸，反應(yīng)物流再 與易裂化的原料油混合反應(yīng)，得到丙烯和汽油，將>260°C的餾分經(jīng)加氫處理所得的加氫重 油作為原料油。該方法提高了丙烯產(chǎn)率和選擇性，且高辛烷值汽油產(chǎn)率增加，干氣產(chǎn)率降 低，液體收率大幅度增加。
[0007]CN101724430A提出將劣質(zhì)原料油依次注入催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的第一反應(yīng)區(qū)和第二 反應(yīng)區(qū)與催化轉(zhuǎn)化催化劑接觸反應(yīng)，得到丙烯、汽油、催化蠟油及其它產(chǎn)品，其中，催化蠟油 進(jìn)入芳烴抽提裝置，分離得到抽出油和抽余油；抽余油循環(huán)至反應(yīng)器的第一反應(yīng)區(qū)或/和 其它催化轉(zhuǎn)化裝置進(jìn)一步反應(yīng)得到目的產(chǎn)物丙烯和汽油。
[0008]CN101760227A提出不同裂化性能的原料油進(jìn)入第一提升管反應(yīng)器的不同反應(yīng)區(qū) 與催化轉(zhuǎn)化催化劑接觸進(jìn)行裂化反應(yīng)，得到包含丙烯、汽油、再裂化原料的產(chǎn)物，其中，再裂 化原料送入第二提升管反應(yīng)器內(nèi)，兩個(gè)提升管反應(yīng)器的待生催化劑在同一個(gè)再生器中燒焦 再生后分別返回兩個(gè)提升管反應(yīng)器。該方法丙烯和汽油產(chǎn)率明顯地增加，汽油辛烷值明顯 地改善，在丙烯產(chǎn)率大幅度增加的情況下，干氣產(chǎn)率明顯地降低，可降低達(dá)80重量％以上。
[0009]CN102453540A提出優(yōu)質(zhì)原料油與平均活性較低且活性分布相對(duì)均勻的熱再生催 化劑在反應(yīng)器的下部接觸發(fā)生裂化反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物中的柴油餾分切割為輕柴油餾分和重 柴油餾分，重柴油餾分單獨(dú)或/和回?zé)捰宛s分、油漿餾分進(jìn)行加氫處理得到加氫重柴油餾 分，加氫重柴油餾分單獨(dú)或/和輕柴油餾分返回本反應(yīng)器或/和其他反應(yīng)器進(jìn)行進(jìn)一步反 應(yīng)。該方法不僅提高汽油產(chǎn)率，而且提高汽油辛烷值，同時(shí)降低干氣和焦炭產(chǎn)率。
[0010] 從上述專利申請(qǐng)所公開的技術(shù)可以看出，現(xiàn)有的烴類催化轉(zhuǎn)化生產(chǎn)低碳烯烴和燃 料油技術(shù)的開發(fā)主要集中于重質(zhì)油催化裂化技術(shù)方面，由于重質(zhì)油餾程范圍較寬，烴類分 子較大，產(chǎn)物結(jié)構(gòu)紛繁復(fù)雜，為了提高丙烯收率，采用較高的反應(yīng)溫度，造成在增加丙烯產(chǎn) 率情況下，干氣產(chǎn)率尤其是甲烷產(chǎn)率大幅度增加。為了滿足日益增長(zhǎng)的丙烯和優(yōu)質(zhì)燃料油 以及原料多樣性和靈活性的需求，有必要開發(fā)一種以輕質(zhì)石油烴為原料最大限度地轉(zhuǎn)化為 丙烯和優(yōu)質(zhì)燃料油的催化轉(zhuǎn)化方法，以提高過程選擇性、高效地利用石油資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的丙烯和燃料油的生產(chǎn)方法主要集中于重質(zhì)油催 化裂化技術(shù)，并且干氣產(chǎn)率較高，丙烯產(chǎn)率和燃料油（主要是汽油）的辛烷值相對(duì)較低的缺 陷，提供一種由輕質(zhì)烴油原料催化轉(zhuǎn)化生產(chǎn)丙烯和燃料油的方法。
[0012] 為了克服上述缺陷，本發(fā)明的發(fā)明人通過研究后發(fā)現(xiàn)，在催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中引 入二氧化碳，二氧化碳會(huì)與催化轉(zhuǎn)化催化劑中沸石分子篩的骨架氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在催化 劑表面形成碳酸鹽和質(zhì)子，這些質(zhì)子可以為催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)提供活性中心，降低裂解反應(yīng)活 化能，從而能夠提高輕質(zhì)烴油原料的裂解反應(yīng)速度，進(jìn)而提高乙烯和丙烯收率，特別是丙烯 收率，同時(shí)也可以提高燃料油（特別是汽油）的產(chǎn)率以及燃料油的品質(zhì)如汽油辛烷值，從而 完成了本發(fā)明。
[0013] 本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)丙烯和燃料油的催化轉(zhuǎn)化方法，該方法包括：在催化轉(zhuǎn)化 催化劑的存在下，將預(yù)熱后的輕質(zhì)烴油原料和二氧化碳在反應(yīng)器的第一反應(yīng)區(qū)進(jìn)行催化轉(zhuǎn) 化反應(yīng)，然后將所述反應(yīng)器的第一反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)物料注入所述反應(yīng)器的第二反應(yīng)區(qū)，并與 注入的二氧化碳進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明提供的所述生產(chǎn)丙烯和燃料油的催化轉(zhuǎn)化方法可以有效提高丙烯和 燃料油的產(chǎn)率，降低干氣產(chǎn)率，并且提高燃料油的品質(zhì)如汽油辛烷值。
[0015] 而且，本發(fā)明提供的方法，使得石化企業(yè)可以采用催化加工方法替代熱加工方法 從石油餾分油最大限度生產(chǎn)化工原料和車用燃料油，使石化企業(yè)成功地實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型，緩 解了碳排放的巨大壓力，既解決了石化原料短缺的問題，又提高了石化行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和 社會(huì)效益。
[0016] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0017] 附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0018] 圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的生產(chǎn)丙烯和燃料油的催化轉(zhuǎn)化方法的 流程示意圖。
[0019] 附圖標(biāo)記說明
[0020] 1-提升管反應(yīng)器第一反應(yīng)區(qū)；2-再生器；3-沉降器；
[0021] 4-汽提段；5-脫氣罐；
[0022] 6-(提升管反應(yīng)器1出口端）旋風(fēng)分離器；
[0023] 7-(連通旋風(fēng)分離器6的氣體出口與大油氣管線20)集氣室；
[0024] 8-待生催化劑斜管管線；9-待生滑閥；
[0025] 10_(連通再生器2的催化劑出口與脫氣罐5)管線；
[0026] 11-(連通脫氣罐5氣體出口與再生器2)管線；
[0027] 12-(連通再生器2與提升管反應(yīng)器1)管線（再生催化劑斜管）；
[0028] 13-再生滑閥；
[0029] 14-為提升管反應(yīng)器1輸送預(yù)提升介質(zhì)的管線；
[0030] 15-為提升管反應(yīng)器1輸送原料的管線；
[0031] 16-為提升管反應(yīng)器1輸送霧化蒸汽并輸送原料的管線；
[0032] 17-為提升管反應(yīng)器1輸送混合C4組分的管線；
[0033] 18-為提升管反應(yīng)器1輸送霧化蒸汽并輸送混合C4組分的管線；
[0034] 19-為汽提段4輸送霧化蒸汽的管線；
[0035] 20-大油氣管線；
[0036] 21-(再生器2)主風(fēng)入口的管線；
[0037] 22-空氣分配器；
[0038] 23-為脫氣罐5輸送霧化蒸汽的管線；
[0039] 24-再生器旋風(fēng)分離器；
[0040] 25_(與旋風(fēng)分離器24氣體出口連通）煙氣管道；
[0041] 26-提升管反應(yīng)器第二反應(yīng)區(qū)；
[0042] 27-為提升管反應(yīng)器第二反應(yīng)區(qū)輸送C02的管線。
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