專利名稱：一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類裂解制取低碳烯烴的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種烴類裂解制取低碳烯烴的方法，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種結(jié) 合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類催化裂解制取低碳烯烴的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，由石油烴裂解生產(chǎn)低碳烯烴是一個(gè)高溫強(qiáng)吸熱過(guò)程。目前最常見(jiàn)的石 油飽和烴生產(chǎn)低碳烯烴如乙烯、丙烯和丁二烯等的方法為蒸汽裂解法。世界上大約99%的 乙烯和50%以上的丙烯通過(guò)該方法生產(chǎn)。由于蒸汽裂解方法生產(chǎn)目前已經(jīng)在非?？量痰臈l 件下進(jìn)行操作，例如裂解爐輻射段爐管的末期溫度達(dá)到或者超過(guò)1125°C，物料在輻射段爐 管中的停留時(shí)間縮短到0. 甚至更短。因此在現(xiàn)有的技術(shù)水平下，石油飽和烴蒸汽裂解方 法生產(chǎn)乙烯、丙烯和丁二烯等低碳烯烴的改進(jìn)的可能性已經(jīng)很小。鑒于這種情況，目前正在研究適用于石腦油的固定床催化裂解技術(shù)，如 CN1480255A、CN1380898A、CN1915920A、CN1565732A。相對(duì)于蒸汽熱裂解，由于催化劑的存 在，不僅可以降低裂解溫度，而且可以提高低碳烯烴的選擇性，因而受到廣泛的重視。但是， 固體催化劑加入反應(yīng)管后所造成的外部能量供應(yīng)效率的降低以及由此帶來(lái)的反應(yīng)溫度分 布不均勻的缺點(diǎn)，導(dǎo)致固定床催化裂解工業(yè)應(yīng)用中放大過(guò)程的能量供應(yīng)難以解決，成為固 定床催化裂解技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)難題?？梢?jiàn)，由于石油烴裂解過(guò)程的高溫強(qiáng)吸熱特性，現(xiàn)有工業(yè)上采用的蒸汽熱裂解工 藝和正在研究中的催化裂解工藝過(guò)程，分別面臨著由于外部間接加熱方式造成超高溫的巨 大能量需求和傳熱效率低下的問(wèn)題。為了繼續(xù)推動(dòng)石油烴轉(zhuǎn)化制備低碳烯烴技術(shù)的發(fā)展， 仍需要提供一種以石油飽和烴為原料生產(chǎn)低碳烯烴，同時(shí)能夠解決催化裂解工藝放大過(guò)程 中能量供應(yīng)問(wèn)題的方法。從能量供應(yīng)的方式角度看，以US4812597、US4914249等專利形成的SMART苯乙烯 工藝提供了有益的借鑒。該工藝采用氫燃燒催化劑使乙苯部分脫氫后反應(yīng)物流中的氫氣在 乙苯/苯乙烯等碳?xì)湮锓N存在的情況下選擇性燃燒，利用氫燃燒產(chǎn)生的能量以直接加熱的 方式把物流的溫度提高到能夠發(fā)生脫氫反應(yīng)的溫度(大約600°C)再次脫氫，從而取代了傳 統(tǒng)的段間間接外加熱方式。SMART苯乙烯工藝成功實(shí)施的關(guān)鍵是開(kāi)發(fā)出了高性能的氫燃燒 催化劑，可以在芳烴存在的情況下選擇性的燃燒氫氣，以直接加熱的方式提供能量從而改 善物流高溫供熱過(guò)程的傳熱效果，提高傳熱效率，節(jié)約能量?；谝陨鲜聦?shí)，利用選擇性氫燃燒直接加熱技術(shù)供應(yīng)烴類裂解制低碳烯烴過(guò)程的 能量所需，在選擇性氫燃燒催化劑作用下通過(guò)選擇燃燒氫氣的方式釋放其化學(xué)能，以直接 加熱的方式來(lái)提高石油烴原料的溫度到可以進(jìn)行后續(xù)烴類轉(zhuǎn)化反應(yīng)的程度，將是改善傳熱 效果，提高傳熱效率，節(jié)約能量，改進(jìn)石油烴轉(zhuǎn)化制備低碳烯烴技術(shù)的有效途徑之一。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的能量供應(yīng)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù) 的烴類催化裂解制取低碳烯烴的方法，即利用氫燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的熱量直接加熱烴類裂解原 料并提供裂解反應(yīng)所需能量的制備低碳烯烴的方法。本發(fā)明提供的一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類催化裂解制取低碳烯烴的方法 是這樣實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明的方法包含以下步驟a)烴類裂解原料和氫氣組成的物流通過(guò)常規(guī)換熱達(dá)到200°C后進(jìn)入氫燃燒加熱 器；b)在氫燃燒加熱器中裝有選擇性氫燃燒催化劑，在該催化劑的作用下，氫氣與外 部供給的氧氣或空氣發(fā)生燃燒反應(yīng)將物流加熱至550°c ；其中，氧氣或空氣入口處氫氣與氧 氣的摩爾比范圍為2 10 1 ；在離開(kāi)氫燃燒加熱器的物流中，氧氣的摩爾濃度小于；C)來(lái)自b步驟的物流進(jìn)入絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器；在所述絕熱式氫燃燒催 化裂解反應(yīng)器中裝有混合均勻的選擇性氫燃燒催化劑和催化裂解催化劑；在所述絕熱式氫 燃燒催化裂解反應(yīng)器中，氧氣或空氣入口處氫氣與氧氣的摩爾比范圍為2 10 1，在離開(kāi) 絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器的物流中，氧氣的摩爾濃度小于；d)從所述絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器中流出的物流，經(jīng)分離和提純得到低碳烯 烴。在步驟b)、C)中，外部供給的氧氣或者空氣必須和含有氫氣的裂解烴類原料分開(kāi) 進(jìn)入氫燃燒加熱器和絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器。在具體實(shí)施中，在步驟b)中氫燃燒加熱器中外部供給的氧氣或空氣的進(jìn)料口為沿物流方向平行分布；氧氣或空氣入口處氫氣與氧氣的摩爾比范圍為2 6 1 ；每個(gè)進(jìn)料口加入的氧氣或空氣的量使本段物流的溫度升高不超過(guò)50°C，物流不斷 吸收氫燃燒反應(yīng)放出的熱量逐步升高至550°C左右；在離開(kāi)氫燃燒加熱器的物流中，氧氣的摩爾濃度小于0. 5% ；在氫燃燒加熱器中，在催化劑床層位置沿物流方向設(shè)置N ^ 2個(gè)氧氣或者空氣進(jìn) 料口 ；每個(gè)進(jìn)料口控制氧氣的進(jìn)料量為裂解原料的1 #t%。在于在步驟C)中絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器中外部供給的氧氣或空氣的進(jìn)料口為沿物流方向 平行分布；氧氣或空氣入口處氫氣與氧氣的摩爾比范圍為2 6 1 ；每個(gè)進(jìn)料口加入的氧氣或空氣的量使本段物流的溫度升高并保持裂解反應(yīng)所需 的溫度，氫燃燒反應(yīng)放出的熱量持續(xù)供應(yīng)裂解反應(yīng)所需吸收的熱量；在離開(kāi)氫燃燒加熱器的物流中，氧氣的摩爾濃度小于0. 5% ；在絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器中，在催化劑床層位置沿物流方向設(shè)置N > 2個(gè) 氧氣或空氣進(jìn)料口，每個(gè)進(jìn)料口控制氧氣的進(jìn)料量為裂解原料的2 5wt% ；所述絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器的溫度范圍為550°C 700°C ；
裝填的選擇性氫燃燒催化劑和催化裂解催化劑的體積比為(0.1-1) 1 ；氫氣的量與裂解原料的量的重量比為2-20% ；氧氣的量與裂解原料的量的重量比例為10-40%。本發(fā)明裝填的選擇性氫燃燒催化劑和催化裂解催化劑的體積比為 (0. 1-0. 5) 1 ；氫氣的量與裂解原料的量的重量比為2-15% ；氧氣的量與裂解原料的量的重量比例為10-35% ；所述的烴類裂解原料選自包含氫氣或不含氫氣的烷烴、烯烴或它們的混合物。所述的選擇性氫燃燒催化劑為由規(guī)整或不規(guī)整孔道結(jié)構(gòu)的載體和活性組分組成； 所述的載體的選自氧化鋁、氧化硅、高嶺土、粘土、或者不同孔道結(jié)構(gòu)的分子篩；擔(dān)載在載體 上的活性組分選自貴金屬鉬或鈀。所述的催化裂解催化劑由分子篩載體和改性元素組成；所述的分子篩為ZSM-5、 ZSM-Il、MCM-22、SAP0-34、SAP0-11中的任何一種或幾種的組合；擔(dān)載在載體上的改性元素 選自La、Mg、Ca、Pjr中的任何一種或者幾種的組合。所述的絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器為不需外部供熱的，固定床或者流化床或者 移動(dòng)床的反應(yīng)器。本發(fā)明的方法相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果第一相對(duì)于現(xiàn)有催化裂解過(guò)程中爐管外升溫供熱(如燃燒燃料)以輻射傳熱的 方式加熱管內(nèi)裂解物料和催化劑，提供物流溫升和裂解反應(yīng)能量需求的方式，使用本發(fā)明 的方法，利用氫燃燒內(nèi)加熱技術(shù)直接加熱物料并且以內(nèi)供熱方式直接提供裂解反應(yīng)所需能 量，改變間接外加熱方式為直接內(nèi)加熱方式，減少了能量傳遞的層次，有效解決固定床催化 裂解過(guò)程中的放大問(wèn)題，從而有效提高傳熱效率，節(jié)約能量。第二 為了提高利用氫燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的熱量直接加熱烴類裂解原料，并提供裂解 反應(yīng)所需能量制備低碳烯烴過(guò)程的石油烴利用效率，使用本發(fā)明優(yōu)化的工藝條件和氧氣的 引入方式，可以提高氫燃燒反應(yīng)的選擇性，防止床層局部溫度過(guò)高，降低石油烴類的氧化損 失，降低產(chǎn)物中CO2和CO的含量，提高本過(guò)程的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，所述實(shí)施例只是幫助理解本發(fā)明，而并不限 制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明所指的氧氣轉(zhuǎn)化率和氫燃燒選擇性通過(guò)如下計(jì)算方式得到氧氣轉(zhuǎn)化率=(反應(yīng)前加入的氧氣量-反應(yīng)后的氧氣量)/反應(yīng)前加入的氧氣 量 X 100%氫燃燒選擇性=與氫氣反應(yīng)的氧氣量/反應(yīng)消耗的氧氣量X 100%實(shí)施例1裂解原料石腦油、與石腦油重量比例為50wt%的水，與石腦油重量比例為 氫氣定量混合后與反應(yīng)后物流進(jìn)行熱交換，溫度達(dá)到200°C，然后進(jìn)入裝有選擇性氫燃燒 催化劑的氫燃燒加熱器(其選擇性氫燃燒催化劑的組成為0. 2wt% Pt，1. Owt% Li,2wt% Sn, 68wt% 4A分子篩，28. 8wt%氧化硅)，將與石腦油重量比例為12wt%的氧氣等分均勻由氫燃燒加熱器上的氧氣進(jìn)料口通入氫燃燒催化劑床層，控制氧氣入口處氫氣與氧氣的摩爾 比例為2 1，將物流溫度升高到550°C，其中氫燃燒加熱器出口氧氣的摩爾含量為0.5%， 然后進(jìn)入氫燃燒催化裂解反應(yīng)器。該反應(yīng)器為一個(gè)絕熱式固定床反應(yīng)器，反應(yīng)器直徑為2 厘米，催化劑床層總高度為20厘米，選擇性氫燃燒催化劑和催化裂解催化劑按照0. 5的體 積比例均勻混裝。其中選擇性氫燃燒催化劑的組成為0. 2wt% Pt，1. Owt% Li,2wt% Sn, 68wt% 4A分子篩，28. 8wt%氧化硅；其中催化裂解催化劑的組成為5wt % P，2wt % La， 2wt% Ca,62wt% ZSM-5分子篩，29wt %氧化硅。將與石腦油重量比例為氧氣均 勻由反應(yīng)器上的氧氣進(jìn)料口進(jìn)入催化劑床層，控制氧氣入口處氫氣與氧氣的摩爾比例為 2 1，在選擇性氫燃燒催化劑的作用下氫氣與氧氣發(fā)生氫燃燒反應(yīng)釋放氫燃燒熱量，控制 催化劑床層的溫度為650°C以保證石腦油在催化裂解催化劑作用下發(fā)生穩(wěn)定的裂解反應(yīng)， 得到包含碳二、碳三等低碳烯烴的物流，其中氧氣的摩爾含量為0. 01%，該物流流出絕熱催 化反應(yīng)區(qū)后進(jìn)入分離區(qū)，經(jīng)過(guò)分離和提純得到低碳烯烴，裂解產(chǎn)物分布見(jiàn)表一所示。實(shí)施例2裂解原料石腦油、與石腦油重量比例為50wt%的水，與石腦油重量比例為 氫氣定量混合后與反應(yīng)后物流進(jìn)行熱交換，溫度達(dá)到200°C，然后進(jìn)入裝有選擇性氫燃燒 催化劑的氫燃燒加熱器(其選擇性氫燃燒催化劑的組成為0. 2wt% Pt，1. Owt% Li,2wt% Sn, 68wt% 4A分子篩，28. 8wt%氧化硅)，將與石腦油重量比例為12wt%的氧氣等分均勻由 氫燃燒加熱器上的氧氣進(jìn)料口通入氫燃燒催化劑床層，控制氧氣入口處氫氣與氧氣的摩爾 比例為6 1，將物流溫度升高到550°C，其中氫燃燒加熱器出口氧氣的摩爾含量為0.5%， 然后進(jìn)入氫燃燒催化裂解反應(yīng)器。該反應(yīng)器為一個(gè)絕熱式固定床反應(yīng)器，反應(yīng)器直徑為2 厘米，催化劑床層總高度為20厘米，選擇性氫燃燒催化劑和催化裂解催化劑按照0. 5的體 積比例均勻混裝。其中選擇性氫燃燒催化劑的組成為0. 2wt% Pt，1. Owt% Li,2wt% Sn, 68wt% 4A分子篩，28. 8wt%氧化硅；其中催化裂解催化劑的組成為5wt% P，2wt% La， 2wt% Ca,62wt% ZSM-5分子篩，29wt %氧化硅。將與石腦油重量比例為氧氣均 勻由反應(yīng)器上的氧氣進(jìn)料口進(jìn)入催化劑床層，控制氧氣入口處氫氣與氧氣的摩爾比例為 6 1，在選擇性氫燃燒催化劑的作用下氫氣與氧氣發(fā)生氫燃燒反應(yīng)釋放氫燃燒熱量，控制 催化劑床層的溫度為650°C以保證石腦油在催化裂解催化劑作用下發(fā)生穩(wěn)定的裂解反應(yīng)， 得到包含碳二、碳三等低碳烯烴的物流，其中氧氣的摩爾含量為0. 01%，該物流流出絕熱催 化反應(yīng)區(qū)后進(jìn)入分離區(qū)，經(jīng)過(guò)分離和提純得到低碳烯烴，裂解產(chǎn)物分布見(jiàn)表一所示。對(duì)比例1裂解原料石腦油、與石腦油重量比例為50wt%的水，與石腦油重量比例為 氫氣定量混合后與反應(yīng)后物流進(jìn)行熱交換，溫度達(dá)到200°C，然后進(jìn)入裝有選擇性氫燃燒 催化劑的氫燃燒加熱器(其選擇性氫燃燒催化劑的組成為0. 2wt% Pt，1. Owt% Li,2wt% Sn, 68wt % 4A分子篩，28. 8wt %氧化硅)，將與石腦油重量比例為12wt %的氧氣等分均勻通 入氫燃燒催化劑床層，控制氧氣入口處氫氣與氧氣的摩爾比例為6 1，將物流溫度升高到 550°C，其中氫燃燒加熱器出口氧氣的摩爾含量為0. 5% (物流參數(shù)與實(shí)施例1相同)。然后 進(jìn)入氫燃燒催化裂解反應(yīng)器，該反應(yīng)器為一個(gè)絕熱式固定床反應(yīng)器，反應(yīng)器直徑為2厘米， 催化劑床層總高度為20厘米，選擇性氫燃燒催化劑和催化裂解催化劑按照0. 5的體積比例 均勻混裝。其中選擇性氫燃燒催化劑的組成為0. 2wt% Pt，1. Owt% Li,2wt% Sn,68wt%4A分子篩，28. 8wt%氧化硅；其中催化裂解催化劑的組成為5wt% P,2wt% La,2wt% Ca, 62wt% ZSM-5分子篩，29wt%氧化硅。將與石腦油重量比例為20wt%的氧氣與石腦油物流 混合進(jìn)入氫燃燒催化裂解反應(yīng)器，在選擇性氫燃燒催化劑的作用下，氫氣與氧氣發(fā)生氫燃 燒反應(yīng)釋放氫燃燒熱，催化劑床層入口位置溫度迅速升高為700°C，之后床層溫度沿物流流 動(dòng)的方向逐漸降低到580°C。石腦油在催化裂解催化劑的作用下發(fā)生裂解反應(yīng)，得到包含碳 二、碳三等低碳烯烴的物流，該物流流出催化裂解反應(yīng)區(qū)后進(jìn)入分離區(qū)，經(jīng)過(guò)分離和提純得 到低碳烯烴，裂解產(chǎn)物分布見(jiàn)表一所示。對(duì)比例2裂解原料石腦油、與石腦油重量比例為50wt%的水，與石腦油重量比例為 4. 6wt%氫氣和與石腦油重量比例為16. 8wt%氧氣氣定量混合后與反應(yīng)后物流進(jìn)行熱交 換，溫度達(dá)到200°C，進(jìn)入裝有選擇性氫燃燒催化劑的氫燃燒加熱器(其氫燃燒催化劑的組 成為0. 2wt% Pt，l. Owt % Li,2wt% Sn,68wt% 4A 分子篩，28. 8wt%氧化硅)，選擇性氫燃 燒催化劑床層入口處迅速升高到620°C，物流流出氫燃燒加熱器的溫度為550°C，然后進(jìn)入 氫燃燒催化裂解反應(yīng)器。該反應(yīng)器為一個(gè)絕熱固定床式反應(yīng)器，反應(yīng)器直徑為2厘米，催化 劑床層總高度為20厘米，選擇性氫燃燒催化劑和催化裂解催化劑按照0. 5的體積比例均勻 混裝。其中選擇性氫燃燒催化劑的組成為0. 2wt% Pt,l.wt% Li,2wt% Sn,68wt% 4A分 子篩，28. 8wt %氧化硅；其中催化裂解催化劑的組成為5wt % P，2wt % La，2wt %Ca,62wt% ZSM-5分子蹄氧化硅。將與石腦油重量比例為20wt%的氧氣均勻分散進(jìn)入催化劑 床層，控制氧氣入口處氫氣與氧氣的摩爾比例為6 1(物流參數(shù)與實(shí)施例1相同)，在選擇 性氫燃燒催化劑的作用下氫氣與氧氣發(fā)生氫燃燒反應(yīng)釋放氫燃燒熱量，控制催化劑床層的 溫度為650°C以保證石腦油在催化裂解催化劑作用下發(fā)生穩(wěn)定的裂解反應(yīng)，得到包含碳二、 碳三等低碳烯烴的物流，其中氧氣的摩爾含量為0.01%，該物流流出絕熱催化反應(yīng)區(qū)后進(jìn) 入分離區(qū)，經(jīng)過(guò)分離和提純得到低碳烯烴，裂解產(chǎn)物分布見(jiàn)表一所示。表一本發(fā)明過(guò)程與對(duì)比過(guò)程反應(yīng)結(jié)果對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類裂解制取低碳烯烴的方法，包含以下步驟a)烴類裂解原料和氫氣組成的物流通過(guò)常規(guī)換熱達(dá)到200°C后進(jìn)入氫燃燒加熱器；b)在氫燃燒加熱器中裝有選擇性氫燃燒催化劑，在該催化劑的作用下，氫氣與外部供 給的氧氣或空氣發(fā)生燃燒反應(yīng)將物流加熱至550°C ；其中，氧氣或空氣入口處氫氣與氧氣的 摩爾比范圍為2 10 1 ；在離開(kāi)氫燃燒加熱器的物流中，氧氣的摩爾濃度小于；c)來(lái)自b步驟的物流進(jìn)入絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器；在所述絕熱式氫燃燒催化裂 解反應(yīng)器中裝有混合均勻的選擇性氫燃燒催化劑和催化裂解催化劑；在所述絕熱式氫燃燒 催化裂解反應(yīng)器中，氧氣或空氣入口處氫氣與氧氣的摩爾比范圍為2 10 1，在離開(kāi)絕熱 式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器的物流中，氧氣的摩爾濃度小于；d)從所述絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器中流出的物流，經(jīng)分離和提純得到低碳烯烴。
2.如權(quán)利要求1所述的一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類裂解制取低碳烯烴的方法， 其特征在于在步驟b)、c)中，外部供給的氧氣或者空氣必須和含有氫氣的裂解烴類原料分開(kāi)進(jìn)入 氫燃燒加熱器和絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器。
3.如權(quán)利要求2所述的一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類裂解制取低碳烯烴的方法， 其特征在于，在步驟b)中氫燃燒加熱器中外部供給的氧氣或空氣的進(jìn)料口為沿物流方向平行分布；氧氣或空氣入口處氫氣與氧氣的摩爾比范圍為2 6 1 ；每個(gè)進(jìn)料口加入的氧氣或空氣的量使本段物流的溫度升高不超過(guò)50°C，物流不斷吸收 氫燃燒反應(yīng)放出的熱量逐步升高至550°C左右；在離開(kāi)氫燃燒加熱器的物流中，氧氣的摩爾濃度小于0. 5%。
4.如權(quán)利要求3所述的一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類裂解制取低碳烯烴的方法， 其特征在于在氫燃燒加熱器中，在催化劑床層位置沿物流方向設(shè)置N ^ 2個(gè)氧氣或者空氣進(jìn)料口 ； 每個(gè)進(jìn)料口控制氧氣的進(jìn)料量為裂解原料的1 #t%。
5.如權(quán)利要求2所述的一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類裂解制取低碳烯烴的方法， 其特征在于，在步驟c)中絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器中外部供給的氧氣或空氣的進(jìn)料口為沿物流方向平行 分布；氧氣或空氣入口處氫氣與氧氣的摩爾比范圍為2 6 1 ；每個(gè)進(jìn)料口加入的氧氣或空氣的量使本段物流的溫度升高并保持裂解反應(yīng)所需的溫 度，氫燃燒反應(yīng)放出的熱量持續(xù)供應(yīng)裂解反應(yīng)所需吸收的熱量；在離開(kāi)氫燃燒加熱器的物流中，氧氣的摩爾濃度小于0.5%。
6.如權(quán)利要求5所述的一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類裂解制取低碳烯烴的方法， 其特征在于在絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器中，在催化劑床層位置沿物流方向設(shè)置N ^ 2個(gè)氧氣 或空氣進(jìn)料口，每個(gè)進(jìn)料口控制氧氣的進(jìn)料量為裂解原料的2 5wt%。
7.如權(quán)利要求6所述的一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類裂解制取低碳烯烴的方法， 其特征在于所述絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器的溫度范圍為550°C 700°C ； 裝填的選擇性氫燃燒催化劑和催化裂解催化劑的體積比為(0.1-1) 1 ； 氫氣的量與裂解原料的量的重量比為2-20% ； 氧氣的量與裂解原料的量的重量比例為10-40%。
8.如權(quán)利要求7所述的一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類裂解制取低碳烯烴的方法， 其特征在于，在步驟b)中氫燃燒加熱器中外部供給的氧氣或空氣的進(jìn)料口為沿物流方向平行分布； 氧氣或空氣入口處氫氣與氧氣的摩爾比范圍為2 6 1 ；每個(gè)進(jìn)料口加入的氧氣或空氣的量使本段物流的溫度升高不超過(guò)50°C，物流不斷吸收 氫燃燒反應(yīng)放出的熱量逐步升高至550°C左右；在離開(kāi)氫燃燒加熱器的物流中，氧氣的摩爾濃度小于0. 5% ；在氫燃燒加熱器中，在催化劑床層位置沿物流方向設(shè)置N ^ 2個(gè)氧氣或者空氣進(jìn)料口 ； 每個(gè)進(jìn)料口控制氧氣的進(jìn)料量為裂解原料的1 #t%。
9.如權(quán)利要求8所述的一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類裂解制取低碳烯烴的方法， 其特征在于裝填的選擇性氫燃燒催化劑和催化裂解催化劑的體積比為(0.1-0.5) 1 ； 氫氣的量與裂解原料的量的重量比為2-15% ； 氧氣的量與裂解原料的量的重量比例為10-35%。
10.如權(quán)利要求9所述的一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類裂解制取低碳烯烴的方 法，其特征在于所述的烴類裂解原料選自包含氫氣或不含氫氣的烷烴、烯烴或它們的混合物。
11.如權(quán)利要求1所述的一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類裂解制取低碳烯烴的方 法，其特征在于所述的選擇性氫燃燒催化劑為由規(guī)整或不規(guī)整孔道結(jié)構(gòu)的載體和活性組分組成；所述 的載體的選自氧化鋁、氧化硅、高嶺土、粘土、或者不同孔道結(jié)構(gòu)的分子篩；擔(dān)載在載體上的 活性組分選自貴金屬鉬或鈀。
12.如權(quán)利要求11所述的一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類裂解制取低碳烯烴的方 法，其特征在于所述的催化裂解催化劑由分子篩載體和改性元素組成；所述的分子篩為ZSM-5、 ZSM-Il、MCM-22、SAP0-34、SAP0-11中的任何一種或幾種的組合；擔(dān)載在載體上的改性元素 選自La、Mg、Ca、P、Zr中的任何一種或者幾種的組合。
13.如權(quán)利要求12所述的一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類裂解制取低碳烯烴的方 法，其特征在于所述的絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器為不需外部供熱的，固定床或者流化床或者移動(dòng) 床的反應(yīng)器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種結(jié)合選擇性氫燃燒技術(shù)的烴類催化裂解制取低碳烯烴的方法，即利用氫燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的熱量直接加熱烴類裂解原料并提供裂解反應(yīng)所需能量來(lái)制備低碳烯烴。在氫燃燒加熱器和絕熱式氫燃燒催化裂解反應(yīng)器的氧氣入口處，氫氣和氧氣的摩爾比為2～10∶1，優(yōu)選2～6∶1。采用本發(fā)明所述的方法，通過(guò)優(yōu)化工藝條件，控制氧氣引入方式，可以提高氫燃燒反應(yīng)的選擇性，降低石油烴類的氧化損失，防止床層局部溫度過(guò)高，降低產(chǎn)物中CO和CO2的含量，提高本過(guò)程的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
文檔編號(hào)C10G11/20GK102041033SQ200910236110
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者張利軍, 張勇, 楊沙沙, 王國(guó)清, 白杰, 郝雪松, 陳碩 申請(qǐng)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