一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化转化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化转化方法，更具体地说，涉及一种 由轻质烃油原料催化转化生产低碳烯烃和轻芳烃的方法。
【背景技术】
[0002] 以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃是化学工业的最基本原料，国内外多以天然气或 轻质石油馏分为原料，采用乙烯联合装置中蒸汽裂解工艺生产低碳烯烃。由生产乙烯的同 时副产大量其他烯烃和芳烃等基础原料，相应乙烯生产必然与多种中间产品和最终产品的 生产连在一起。除生产乙烯外，约70 %的丙烯、90 %的丁二烯、30 %的芳烃均来自蒸汽裂解 副产。虽然蒸汽裂解技术经过几十年的发展，技术不断完善，但仍具有能耗高、生产成本高、 C02排放量大和产品结构不易调节等技术局限，传统的蒸汽裂解生产乙烯和丙烯的技术正 面临严峻的考验。
[0003] 轻芳烃（苯、甲苯和二甲苯，简称BTX)也是一种重要的有机化工原料，产量和规 模仅次于乙烯和丙烯，其衍生物广泛用于生产化纤、塑料和橡胶等化工产品和精细化学 品。轻芳烃生产主要来自于重整汽油和乙烯裂解汽油。据预测，要满足未来的需求增长， 2006-2015年间，全球需要新增加大约1600万吨/年对二甲苯以及1400万吨/年的纯苯产 能，预计未来仅依靠这些来源无法满足纯苯和对二甲苯的市场增长需求。采用石油烃催化 裂解技术，通过工艺参数与催化剂性质的优化，可以有效提高低碳烯烃选择性，同时多产轻 芳烃，该技术是当前乃至未来低碳烯烃和芳烃生产技术的研究热点。
[0004]CN98101765. 7公开了一种同时制取低碳烯烃和高芳烃汽油的方法，重质石油烃和 水蒸汽在提升管和密相流化床组成的复合反应器的下部与催化剂接触；轻质石油烃进入复 合反应器的上部即密相流化床底部与催化剂接触。本方法的优点是使用相同的催化剂并 在同一装置内进行反应，提高低碳烯烃特别是丙烯的产率，汽油中的芳烃含量增加到80重 量％左右。CN200410006189. 1公开了一种生产低碳烯烃和芳烃的化工型炼油方法，将原料 油或部分加氢循环油与再生的催化裂解催化剂、水蒸汽在催化裂解反应器内接触反应，得 到目的产物低碳烯烃和芳烃。该方法从重质原料最大限度地生产丙烯、乙烯等低碳烯烃，其 中丙烯的产率超过30重量％，同时联产BTX等轻芳烃。CN200710120105. 0公开了一种制 取乙烯、丙烯和芳烃的催化转化方法，在不同裂化性能的烃类与原料与催化裂解催化剂接 触，在流化床反应器内进行裂化反应得到目的产物低碳烯烃、芳烃和再裂化的原料，再将轻 芳烃经加氢、抽提后，将可裂化原料返回提升管，该方法中乙烷、丙烷、丁烷进入蒸汽裂解进 一步生产乙烯、丙烯。乙烯和丙烯产率在20重量％以上，同时联产甲苯与二甲苯等芳烃。 CN200710120111. 6提出将馏程为160°C_260°C的原料与催化裂解催化剂接触，在流化床反 应器内进行裂化反应得到目的产物低碳烯烃和芳烃。该方法乙烯和丙烯产率和选择性大幅 度增加，汽油收率和汽油中芳烃的产率均很高，副产物少。CN201010233651.7公开了一种生 产丙烯和轻芳烃的催化转化方法，烃类原料与催化裂化催化剂在复合反应器中接触在催化 裂化条件下反应，得到低碳烯烃、富含轻芳烃汽油等产品，进一步分离得到轻芳烃，复合反 应器包括提升管反应器与流化床反应器。本发明提供的方法丙烯和轻芳烃产率高。
[0005] 从上述专利申请所公开的技术可以看出，现有的烃类催化转化生产低碳烯烃和芳 烃技术的开发主要集中于重质油催化裂解技术方面，由于重油烃油馏程范围较宽，烃类分 子较大，产物结构纷繁复杂，非目的产物产率较高，为了满足日益增长的低碳烯烃和芳烃等 化工原料的需求以及原料多样性和灵活性的需求，有必要开发一种以轻质石油烃为原料最 大限度地转化为乙烯、丙烯和轻芳烃的催化转化方法。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为了克服现有的低碳烯烃和轻芳烃的生产方法主要集中于重质 油催化裂化技术，并且低碳烯烃和轻芳烃的总产率相对较低的缺陷，提供一种由轻质烃油 原料催化转化生产低碳烯烃和轻芳烃的方法。
[0007] 为了克服上述缺陷，本发明的发明人通过研究后发现，在催化转化反应过程中引 入二氧化碳，二氧化碳会与催化转化催化剂中沸石分子筛的骨架氧发生化学反应，在催化 剂表面形成碳酸盐和质子，这些质子可以为催化转化反应提供活性中心，降低裂解反应活 化能，从而能够提高轻质烃油原料的裂解反应速度，进而提高低碳烯烃（如乙烯和丙烯）收 率，特别是丙烯收率；而且，通过将提升管反应器和流化床反应器组合使用，在流化床反应 器中注入二氧化碳可以促进质子生成，提高了流化床反应器内催化剂酸中心的数量，有利 于反应油气中烯烃二次反应生成丙烯和轻芳烃，从而完成了本发明。
[0008] 本发明提供了一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化转化方法，该方法包括：在催化 转化催化剂的存在下，将预热后的轻质烃油原料和二氧化碳在提升管反应器中进行第一催 化转化反应，然后将所述提升管反应器的反应物料和二氧化碳分别注入所述流化床反应器 中进行第二催化转化反应。
[0009] 根据本发明提供的所述生产低碳烯烃和轻芳烃的催化转化方法可以有效提高低 碳烯烃（如乙烯和丙烯）和轻芳烃（苯-甲苯-二甲苯，BTX)的收率。
[0010] 而且，本发明提供的方法，使得石化企业可以采用催化加工方法替代热加工方法 从石油馏分油最大限度生产化工原料，使石化企业成功地实现低碳转型，缓解了碳排放的 巨大压力，既解决了石化原料短缺的问题，又提高了石化行业的经济效益和社会效益。
[0011] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0012] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0013] 图1为根据本发明的一种优选实施方式的生产低碳烯烃和轻芳烃的催化转化方 法的流程示意图。
[0014] 附图标记说明
[0015] 1-提升管反应器；2-再生器；3-沉降器；
[0016] 4-汽提段；5-脱气罐；
[0017] 6-(提升管反应器1出口端）旋风分离器；
[0018] 7-(连通旋风分离器6的气体出口与大油气管线20)集气室；
[0019] 8-待生催化剂斜管管线；9-待生滑阀；
[0020] 10_(连通再生器2的催化剂出口与脱气罐5)管线；
[0021] 11-(连通脱气罐5气体出口与再生器2)管线；
[0022] 12-(连通再生器2与提升管反应器1)管线（再生催化剂斜管）；
[0023] 13-再生滑阀；
[0024] 14-为提升管反应器1输送预提升介质的管线；
[0025] 15-为提升管反应器1输送原料的管线；
[0026] 16-为提升管反应器1输送雾化蒸汽并输送原料的管线；
[0027] 17-为提升管反应器1输送混合C4组分的管线；
[0028] 18-为提升管反应器1输送雾化蒸汽并输送混合C4组分的管线；
[0029] 19-为汽提段4输送雾化蒸汽的管线；
[0030] 20-大油气管线；
[0031] 21_(再生器2)主风入口的管线；
[0032] 22-空气分配器；
[0033] 23-为脱气罐5输送雾化蒸汽的管线；
[0034] 24-再生器旋风分离器；
[0035] 25_(与旋风分离器24气体出口连通）烟气管道；
[0036] 26-流化床反应器；
[0037] 27-为流化床层反应器输送二氧化碳的管线
【具体实施方式】
[0038] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0039] 本文中披露的所有范围都包含端点并且是可独立结合的。本文中所披露的范围的 端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包