[發(fā)明專利]一種催化裂解制備乙烯和丙烯的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010591015.1
• 申請(qǐng)日: 2010-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102533313A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王定博;吉媛媛;郭敬杭;馬志元
• 申請(qǐng)（專利權(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北京化工研究院
• 主分類號(hào): C10G11/02
• 分類號(hào): C10G11/02;C10G11/05;C07C4/06;C07C11/04;C07C11/06
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 趙宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)化工領(lǐng)域，進(jìn)一步地說(shuō)，是涉及一種催化裂解制備乙烯和丙烯的方法。

背景技術(shù)

石油化工生產(chǎn)中使用的催化劑，主要有多相催化劑和均相催化劑兩大類型。均相催化劑由于與產(chǎn)物難以分離，人們?cè)噲D將均相催化劑負(fù)載在載體上即均相催化多相化的方法，經(jīng)過(guò)多年研究探索，至今未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，主要是活性組分流失的問(wèn)題難以解決。由于均相催化劑存在上述缺點(diǎn)，因此大多數(shù)工業(yè)催化劑是多相催化劑。使用多相催化劑普遍存在以下幾個(gè)問(wèn)題：1、催化劑用量大，利用率低，使用周期短；2、易結(jié)炭，需要頻繁再生；3、失活的催化劑中仍有很多活性組分沒(méi)有發(fā)揮作用，造成資源浪費(fèi)等。

工業(yè)上催化裂解反應(yīng)主要有固定床反應(yīng)工藝和流化床反應(yīng)工藝。固定床反應(yīng)工藝如CN1274342A、CN1313268A、WO?00/26163等所公開(kāi)的方法；流化床反應(yīng)工藝如CN1069016、CN1383448所公開(kāi)的方法。

CN1274342A公開(kāi)了通過(guò)催化轉(zhuǎn)化以含有20％(重量)或更高(以烴原料的重量計(jì))至少一種C₄-C₁₂烯烴的直鏈烴為原料制取乙烯和丙烯的方法。該方法使用的沸石催化劑中的沸石是基本不含質(zhì)子、SiO₂/Al₂O₃摩爾比為200-5000、含有至少一種IB族金屬、中等孔徑的沸石，優(yōu)選ZSM-5家族的沸石。反應(yīng)在400-700℃的溫度下、0.1-10個(gè)大氣壓及1-1000h^-1的重量時(shí)空速度下進(jìn)行，使用的稀釋氣體包括氫氣、甲烷、蒸汽和惰性氣體，可獲得最高達(dá)6.5％的乙烯產(chǎn)率和22.7％的丙烯產(chǎn)率。

CN1313268A公開(kāi)了以C₂-C₅的氣態(tài)烴，如天然氣、液化石油氣或催化裂化氣為原料制取乙烯的方法。WO?00/26163公開(kāi)了以含C₄和C₅烯烴的混合物為原料，在沸石催化劑存在下制備乙烯和丙烯的方法。

CN1069016公開(kāi)了一種重質(zhì)烴類直接轉(zhuǎn)化制取乙烯的方法，該方法在流化床或活塞流反應(yīng)器內(nèi)，采用固體顆粒接觸劑與原料油進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，反應(yīng)區(qū)內(nèi)可以加入水蒸氣或包括含有氫氣、甲烷等在內(nèi)的其它氣體。CN1383448公開(kāi)了一種在流化床催化裂化工藝中選擇性生產(chǎn)C₃烯烴的方法，該方法使用石腦油原料物流在反應(yīng)區(qū)與催化劑接觸，該催化劑含有約10-50％重量平均孔直徑小于約0.7nm的結(jié)晶沸石，反應(yīng)條件包括反應(yīng)溫度為約500-650℃，烴的分壓為約10-40psia。

由于固定床反應(yīng)工藝使用多相催化劑，主要缺點(diǎn)就是催化劑易結(jié)炭，使用周期短，需要頻繁再生；流化床反應(yīng)工藝的主要缺點(diǎn)是不僅投資大，而且產(chǎn)物中含有氮?dú)夂脱鯕猓斐膳c氫氣、甲烷、乙烯等輕組份分離的困難。因此，為了降低多相催化劑的生產(chǎn)成本，充分發(fā)揮活性組分的作用，需用一種新的催化裂解方法來(lái)解決現(xiàn)有固定床和流化床工藝存在的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種催化裂解制備乙烯和丙烯的方法，可提高催化劑的選擇性，減少催化劑用量，降低成本，充分發(fā)揮活性組分的作用。

本發(fā)明的目的是提供一種催化裂解制備乙烯和丙烯的方法。

其中催化劑顆粒的平均粒徑范圍為1～500nm，優(yōu)選10～100nm；

所述方法包括以下步驟：

將催化劑顆粒均勻分散在反應(yīng)物中，在反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，生成低碳數(shù)烯烴，在進(jìn)行分離，制得乙烯和丙烯。

其中反應(yīng)物優(yōu)選為石腦油、柴油和含C₄-C₈烯烴的烴類混合物中的至少一種；

本發(fā)明所述方法中采用的催化劑可以是現(xiàn)有技術(shù)中用于催化裂解反應(yīng)的所有催化劑，其粒徑范圍滿足本發(fā)明所述的粒徑范圍即可。催化劑優(yōu)選沸石，更優(yōu)選ZSM-5系列沸石、絲光沸石、β沸石和Y沸石中的至少一種或其用堿金屬氧化物或稀土金屬氧化物改性的產(chǎn)物；特別優(yōu)選硅鋁摩爾比為10～500的ZSM-5系列沸石，硅鋁摩爾比為5～60的絲光沸石、β沸石和Y沸石。

所述的反應(yīng)器可以是懸浮床、流化床或管式反應(yīng)器。

所述的催化劑分散在反應(yīng)物中，催化劑的含量為1～1000ppm，使催化劑與反應(yīng)物在均勻混合狀態(tài)下進(jìn)行催化裂解反應(yīng)，生成低碳數(shù)烯烴；優(yōu)選所述的沸石催化劑分散在反應(yīng)物中，催化劑的含量為10～500ppm。