[發(fā)明專(zhuān)利]甲醇和石腦油催化轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010199843.0
• 申請(qǐng)日: 2010-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102276391A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊國(guó)禎;俞志楠;陳偉;王華文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C07C1/20
• 分類(lèi)號(hào): C07C1/20;C07C4/06;C07C11/06;C07C11/04;C10G11/05
• 代理公司: 上海東方易知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 31121
• 代理人: 沈原

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種甲醇和石腦油催化轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的方法。

技術(shù)背景

低碳烯烴，即乙烯和丙烯，是兩種重要的基礎(chǔ)化工原料，其需求量在不斷增加。一般地，乙烯、丙烯是通過(guò)石油路線(xiàn)來(lái)生產(chǎn)，但由于石油資源有限的供應(yīng)量及較高的價(jià)格，由石油資源生產(chǎn)乙烯、丙烯的成本不斷增加。近年來(lái)，人們開(kāi)始大力發(fā)展替代原料轉(zhuǎn)化制乙烯、丙烯的技術(shù)。其中，一類(lèi)重要的用于輕質(zhì)烯烴生產(chǎn)的替代原料是含氧化合物，例如醇類(lèi)(甲醇、乙醇)、醚類(lèi)(二甲醚、甲乙醚)、酯類(lèi)(碳酸二甲酯、甲酸甲酯)等，這些含氧化合物可以通過(guò)煤、天然氣、生物質(zhì)等能源轉(zhuǎn)化而來(lái)。某些含氧化合物已經(jīng)可以達(dá)到較大規(guī)模的生產(chǎn)，如甲醇，可以由煤或天然氣制得，工藝十分成熟，可以實(shí)現(xiàn)上百萬(wàn)噸級(jí)的生產(chǎn)規(guī)模。由于含氧化合物來(lái)源的廣泛性，再加上轉(zhuǎn)化生成輕質(zhì)烯烴工藝的經(jīng)濟(jì)性，所以由含氧化合物轉(zhuǎn)化制烯烴(OTO)的工藝，特別是由甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴(MTO)的工藝受到越來(lái)越多的重視。

石腦油是一種輕質(zhì)油品，由原油蒸餾或石油二次加工切取相應(yīng)餾分而得。其沸點(diǎn)范圍依需要而定，通常為較寬的餾程，如20-220℃。石腦油是管式爐裂解制取乙烯，丙烯及催化重整制取苯、甲苯、二甲苯的重要原料。作為裂解原料，要求石腦油組成中烷烴和環(huán)烷烴的含量不低于70％(體積)。石腦油催化裂解制低碳烯烴則是在催化劑存在的條件下，對(duì)石油烴類(lèi)進(jìn)行裂解來(lái)獲得低碳烯烴的生產(chǎn)過(guò)程。同傳統(tǒng)的管式爐蒸汽熱裂解相比，該過(guò)程反應(yīng)溫度比蒸汽裂解反應(yīng)約低50～200℃，能耗顯著降低；裂解爐管內(nèi)壁結(jié)焦速率也會(huì)降低，從而可延長(zhǎng)操作周期，增加爐管壽命；同時(shí)二氧化碳排放也會(huì)降低，減輕了污染，并可靈活調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

US6166282中公布了一種氧化物轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的技術(shù)和反應(yīng)器，采用快速流化床反應(yīng)器，氣相在氣速較低的密相反應(yīng)區(qū)反應(yīng)完成后，上升到內(nèi)徑急速變小的快分區(qū)后，采用特殊的氣固分離設(shè)備初步分離出大部分的夾帶催化劑。由于反應(yīng)后產(chǎn)物氣與催化劑快速分離，有效的防止了二次反應(yīng)的發(fā)生。經(jīng)模擬計(jì)算，與傳統(tǒng)的鼓泡流化床反應(yīng)器相比，該快速流化床反應(yīng)器內(nèi)徑及催化劑所需藏量均大大減少。

CN1723262中公布了帶有中央催化劑回路的多級(jí)提升管反應(yīng)裝置用于氧化物轉(zhuǎn)化為低碳烯烴工藝，該套裝置包括多個(gè)提升管反應(yīng)器、氣固分離區(qū)、多個(gè)偏移元件等，每個(gè)提升管反應(yīng)器各自具有注入催化劑的端口，匯集到設(shè)置的分離區(qū)，將催化劑與產(chǎn)品氣分開(kāi)。但該方法存在低碳烯烴收率較低的缺點(diǎn)。

EP0448000和EP0882692中公布了一種甲醇生產(chǎn)丙烯的方法，甲醇首先轉(zhuǎn)化為DME和水，然后將混合物輸送到第一臺(tái)反應(yīng)器，并向該反應(yīng)器中加入蒸汽。在第一反應(yīng)器中甲醇和(或)二甲醚或其混合物與催化劑接觸進(jìn)行反應(yīng)，催化劑采用含ZnO和CdO的專(zhuān)用ZSM-5催化劑，反應(yīng)溫度280～570℃，壓力0.01～0.1MPa，制備得到以丙烯為主要烴類(lèi)的產(chǎn)品。較重產(chǎn)物如C₅⁺烴繼續(xù)在第二臺(tái)反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)轉(zhuǎn)化為以丙烯為主的烴類(lèi)，經(jīng)冷卻后送回分離器。產(chǎn)品經(jīng)壓縮、進(jìn)一步精制后可得到純度為97％的化學(xué)級(jí)丙烯。但是該工藝中采用多個(gè)固定床反應(yīng)器，由于催化劑的活性限制，因此需要頻繁切換操作，而且取熱問(wèn)題也很復(fù)雜。

US?20070083071公布了一種烴催化裂解生產(chǎn)乙烯、丙烯的工藝方法，烴原料在催化裂解爐中轉(zhuǎn)化為包括低碳烯烴的產(chǎn)品，然后將產(chǎn)品物流通過(guò)一系列工藝分離成C2～C3烷烴、C2～C3烯烴、C4+烴三種物流，將C2～C3烷烴返回管式裂解爐進(jìn)行熱裂解，C4+烴返回催化裂解爐進(jìn)行催化裂解，最終得到較高收率的乙烯、丙烯產(chǎn)品。該方法采用提升管反應(yīng)器，反應(yīng)物停留時(shí)間較短，低碳烯烴產(chǎn)品單程收率較低。

雖然現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)分別存在甲醇制烯烴、石腦油制烯烴的技術(shù)，但已有技術(shù)中兩種工藝尚無(wú)耦合操作的先例，且相應(yīng)的技術(shù)均存在低碳烯烴收率較低的問(wèn)題。本發(fā)明有針對(duì)性的解決了該問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中存在的烯烴收率不高的問(wèn)題，提供一種新的甲醇和石腦油催化轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的方法。該方法用于低碳烯烴的生產(chǎn)中，具有低碳烯烴收率較高的優(yōu)點(diǎn)。