[發明專利]一種輕質石油烴催化轉化方法

有效

• 申請號: 201410504302.2
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN105503496B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 陳騫;毛安國;魏曉麗;袁起民
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C07C4/06
• 分類號: C07C4/06;C07C11/06;C07C11/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 劉國平,顧映芬

技術領域

本發明涉及一種輕質石油烴催化轉化方法，具體地，涉及在不存在氫的情況下使用輕質石油烴作為原料生產低碳烯烴的催化轉化方法。

背景技術

乙烯是現代石油化工最基本的原料之一。通過乙烯的聚合、氧化、鹵化(包括氧氯化)、烷基化、水合、羰基化、齊聚等反應，可以獲得大量多種極其重要的化工原材料，其下游衍生物或制品對整個國民經濟的發展起著重要作用。目前，世界乙烯原料主要有乙烷、丙烷、丁烷、LPG、凝析油、石腦油、加氫裂化尾油及粗柴油等。其中，約50％以上的乙烯原料來自石油，例如石腦油、柴油和凝析油等；35％以上來自乙烷、丙烷、丁烷。

丙烯是僅次于乙烯的重要石化基礎原料，其下游衍生物主要包括聚丙烯和環氧丙烷、丙烯腈、丙烯酸、異丙苯、苯酚、丙酮、羰基合成醇、異丙醇等有機原料。其中聚丙烯的生產是丙烯需求的主要推動力，到2007年已增至世界丙烯消費量的62％。世界大約57％的丙烯是來自乙烯生產的副產品，35％來自煉油副產品，目前6％的丙烯是用“專門目的”生產丙烯的方法生產的包括由乙烯和丁烯進行烯烴轉位反應、丙烷脫氫、從煤轉油工藝氣體生產和減壓柴油的深度催化裂化。

烴類蒸汽裂解制乙烯、丙烯技術經過幾十年的發展，盡管開發了各種革新技術，且不斷完善，但由于管式爐裂解通常采用較高的反應溫度(800～900℃)，使得乙烯裝置仍是石化工業的第一能耗裝置，其能耗在整個石化工業占到40％；而與之相比的催化裂解技術代替蒸汽裂解制乙烯可將反應溫度降低100℃以上，從而大幅度降低乙烯裝置能耗，另外近年來，丙烯市場需求繼續以高于乙烯的速度增長，而與蒸汽裂解相比，催化裂解的特點是丙烯收率高，彌補了蒸汽裂解制烯烴以乙烯產品為主的技術上的不足。目前，催化裂解技術開發主要集中在工藝、催化材料與催化劑技術兩個方面。

CN101759513A公布了一種石腦油的利用方法。該方法通過吸附分離將石腦油分離成正構烷烴組分和非正構烷烴組分，其中正構烷烴中≥C7的餾分用于催化裂解生產乙烯、丙烯，雙烯收率為20.8％。

CN102039107A針對現有輕烴、輕油催化裂解過程中，提升管反應器難以實現高溫反應的問題，采用了并列式內嵌提升管循環反應-再生裝置，較好的解決了該問題，并提高了乙烯、丙烯收率。

CN101491772A采用在ZSM-5/絲光沸石共生分子篩、ZSM-5/β沸石共生分子篩或ZSM-5/Y沸石共生分子篩上負載元素周期表VA族元素中至少一種元素或其氧化物組成催化劑的技術方案，降低了石腦油催化裂解制丙烯乙烯反應溫度，提高了乙烯、丙烯收率。

CN102746889A為提高催化裂解反應產物中丙烯/乙烯比率以及雙烯收率，采用雙流化床多段提升管反應器，其中第一流化床兩端提升管負責將新鮮石腦油和產物中不含芳烴的C5-C12組分高效轉化為乙烯與丙烯，第二流化床則將產物中分離出的C4組分選擇性轉化為丙烯，得到的乙烯與丙烯的收率可達54％，丙烯/乙烯比率可達1.32。

CN10274608A在輕烴進行催化裂解反應之前，首先對輕質烴原料進行選擇性脫氫，以提高輕烴催化裂解制乙烯、丙烯過程中雙烯收率。

綜上所述，現有輕質石油烴類催化裂解技術的開發主要集中在工藝、催化材料與催化劑兩方面。已有技術存在諸多問題，較苛刻條件高溫時，副產物產率高，目標產物選擇性差，且能耗大，提升管反應器取熱難；而采用相對較低反應溫度時，催化劑活性低，乙烯和丙烯收率較低。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有的輕質石油烴類催化裂解技術所存在的上述缺陷，提供一種新的輕質石油烴催化轉化方法。

本發明提供了一種輕質石油烴催化轉化方法，該方法包括：在催化轉化催化劑的存在下，將預熱后的輕質烴油原料和異丁烷原料在反應器中進行催化裂解反應。

本發明提供的方法中異丁烷作為裂解原料之一，與輕質烴油原料混合進行催化裂解反應，由于異丁烷在酸性催化劑上易形成穩定的叔基正碳離子，而其形成的三配位正碳離子與輕質烴油中的長鏈烷烴或者環烷烴進行氫轉移等反應，有利于形成長鏈三配位正碳離子，降低了裂解反應活化能，提高了輕質烴原料(特別是烷烴和環烷烴)裂解反應速度，從而提高了低碳烯烴的收率，特別是丙烯的收率。

本發明的方法可以通過合理地在輕質烴油原料中引入異丁烷，改善了輕質烴原料的裂解性能，靈活地調整產品結構。尤其是有效地降低了輕質烴油原料裂解反應條件的苛刻度，提高了低碳烯烴的產率，同時提高了丙烯與乙烯的比例。