專利名稱：輕烯烴生產(chǎn)方法和制備的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及輕烯烴生產(chǎn)。詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的一種方法，它用來由烴類原料包括例如輕瓦斯油、重瓦斯油和真空瓦斯油、石腦油、丙烷、丁烷或輕冷凝物來生產(chǎn)輕烯烴如丙烯、丁烯和戊烯。本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求17的前序部分的一種設(shè)備，它適于由所說的烴原料生產(chǎn)輕烯烴。相關(guān)技術(shù)介紹目前已經(jīng)知道幾種商業(yè)上用來由各種石油基烴原料生產(chǎn)丙烯、丁烯或戊烯的方法。這些方法包括蒸汽裂化、流化床催化裂化和脫氫。這些先有技術(shù)有下面指出的一些缺點(diǎn)蒸汽裂化蒸汽裂化方法的主要產(chǎn)品是乙烯。丙烯和更重的烯烴是最重要的副產(chǎn)品，并且它們的產(chǎn)率不能靠改變操作條件而大幅度增加。其它副產(chǎn)品包括燃料氣、芳香焦油和焦炭，它們對(duì)該方法有害而且價(jià)值很低或根本沒價(jià)值。
慣用的流化床催化裂化(FCC)輕烯烴產(chǎn)率低而且主要產(chǎn)品成分，F(xiàn)CC汽油，質(zhì)量低劣，不能滿足后面的需要，這是由于其辛烷值低，苯和重烯烴含量高。為了增加輕烯烴的生成，需要更高的溫度和短停留時(shí)間，在現(xiàn)有反應(yīng)器中這是不現(xiàn)實(shí)的，這一點(diǎn)下面將要說明。提高溫度時(shí)，反應(yīng)器吸熱更多，反應(yīng)器與再生器之間的溫度差減小，這是由于再生器溫度不能再提高，否則會(huì)毀壞催化劑。為了供給所需要的全部能量，或者增大催化劑對(duì)油的比例，或者以某種其它方式傳遞一部分能量。
催化脫氫烴類脫氫在相當(dāng)高的溫度下才能進(jìn)行。脫氫反應(yīng)是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，要求向反應(yīng)區(qū)輸入大量、仔細(xì)控制的熱量。這樣會(huì)使反應(yīng)器/再生器的設(shè)計(jì)復(fù)雜和昂貴。
已用于烴類轉(zhuǎn)化方法中的反應(yīng)器類型如下1.固定床反應(yīng)器，和2.流化床反應(yīng)器。
在很高的流化速度下，床層表面不再明顯，，而被一個(gè)固體含量隨高度慢慢減少的區(qū)域所代替。如果顆粒很細(xì)，會(huì)導(dǎo)致高速流化，其中固體的夾帶進(jìn)行得如此之快，以致高速流化床一般只能靠通過旋風(fēng)分離器將夾帶的固體進(jìn)行再循環(huán)來維持。這種體系叫做循環(huán)流化床，CFB。
應(yīng)用最廣泛的反應(yīng)器體系之一是FCC體系，其主要組成部分是操作在高速流化流動(dòng)區(qū)的提升管，操作在稀懸浮相的大容量反應(yīng)器和操作在流化床區(qū)的再生器。這種反應(yīng)器體系通常有一個(gè)比再生器高的高提升管(30-40m)，可使再生器與提升管-反應(yīng)器組合在位于反應(yīng)器上部和提升管下部之間的某一部位相連接。提升管必須明顯地高于再生器以保證體系的流體動(dòng)力活動(dòng)性。這就為該方法設(shè)定了由停留時(shí)間和設(shè)備設(shè)計(jì)造成的限制條件。當(dāng)反應(yīng)器中需要短接觸時(shí)間和高固體濃度時(shí)，這些限制條件特別不利。這就限制了停留時(shí)間和固體濃度-很短的接觸時(shí)間或高的固體濃度用一種FCC體系是不可能達(dá)到的。
US專利說明書No.4980053描述了用重?zé)N餾份如真空瓦斯油作原料，在比FCC苛刻，比蒸汽裂化溫和的條件下進(jìn)行的試驗(yàn)，得到的丙烯和丁烯產(chǎn)率比乙烯高。被稱做深度催化裂化方法(DCC)的這一方法，在中間試驗(yàn)裝置和一商業(yè)的、改進(jìn)的FCC裝置上進(jìn)行了研究。該裝置實(shí)際上是一個(gè)FCC裝置，只是用了不同的操作參數(shù)和一種改進(jìn)的催化劑。
歐洲專利申請(qǐng)No.395345中公布了一種將飽和烴轉(zhuǎn)化為輕烯烴，特別是丙烯的方法，它使用一種沸石催化劑，反應(yīng)溫度在500至700℃之間，烴分壓很低。在所說參考文獻(xiàn)的實(shí)施例中，用固定床反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，可保持短停留時(shí)間。但該方法也可在流化床體系中進(jìn)行。據(jù)稱，這一現(xiàn)有技術(shù)比慣用的蒸汽裂化投資省，對(duì)丙烯和丁烯選擇性高。
但是，上面提到的反應(yīng)器體系有嚴(yán)重的局限性，限制了它們的應(yīng)用，特別是反應(yīng)器中需要短停留時(shí)間和高固體濃度的方法中。在這種方法中，提升管應(yīng)該比再生器低。如果在再生器和提升管之間同時(shí)還有很大的壓差，問題甚至更嚴(yán)重。在那種情況下，再生器與提升管的旋風(fēng)分離器無法連接。需代之以復(fù)雜的體系以循環(huán)催化劑。實(shí)際上，反應(yīng)器提升管必須設(shè)計(jì)成不切實(shí)際地高，在這種情況下，氣體流速會(huì)變得太高，提升管中催化劑的體積分?jǐn)?shù)太低，難以達(dá)到最佳工藝條件。FCC體系的局限性在于，在不影響其它工藝參數(shù)的條件下，催化劑的體積分?jǐn)?shù)不能隨意控制。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，并提供一種由烴原料制備輕烯烴的新奇方法和反應(yīng)器體系。
本發(fā)明的構(gòu)思是基于在一循環(huán)流化床(CFB)反應(yīng)器中以短停留時(shí)間進(jìn)行烴原料的催化轉(zhuǎn)化。優(yōu)選地，失效催化劑也在一循環(huán)流化床(CFB)再生器中進(jìn)行再生，并且吸熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)所需全部熱能由循環(huán)再生的催化劑粒子提供。
更具體地說，本發(fā)明方法的特點(diǎn)如權(quán)利要求1的特征部分所說。
根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器體系包括至少一個(gè)用于進(jìn)行烴類催化轉(zhuǎn)化的循環(huán)流化床單元(反應(yīng)器)，它裝有烴原料和循環(huán)催化劑粒子的加料咀。CFB反應(yīng)器還裝有一個(gè)旋風(fēng)分離器或類似的分離器，用以將失效催化劑與產(chǎn)品流分離，所說旋風(fēng)分離器有一個(gè)輕烯烴的產(chǎn)品出口和一個(gè)分離出的催化劑粒子的固體出口。此外，反應(yīng)器體系還包括至少一個(gè)用燃燒方法進(jìn)行催化劑再生的循環(huán)流化床單元，它裝有去再生的失效催化劑料咀和一個(gè)旋風(fēng)分離器或類似的分離器，用以將再生的催化劑與燃燒過程的煙道氣分離。再生器單元的料咀與反應(yīng)器單元旋風(fēng)分離器的固體出口相連接。
更具體地說，該反應(yīng)器體系的主要特征如權(quán)利要求17的特征部分所說。
附圖
簡要說明附圖以示意方式表示本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方案的簡化的過程設(shè)計(jì)。
發(fā)明詳述定義在本發(fā)明范圍內(nèi)，術(shù)語“失效催化劑”和“失活催化劑”可相互替換用以表示沉積了焦炭或其它雜質(zhì)的催化劑顆粒，焦炭或雜質(zhì)降低了催化劑的催化活性。
略語“CFB”用以表示一種“循環(huán)流化床”，其中固體在一垂直管道中被高速氣流沿垂直方向輸送。該CFB最好裝有一個(gè)旋風(fēng)分離器以便將固體與氣流分離。通常還有一回管與旋風(fēng)分離器相連以便使固體進(jìn)行再循環(huán)。這一回管代表了根據(jù)本發(fā)明的CFB的一種優(yōu)選實(shí)施方案，但下述的CFB裝置沒有回管也可以操作。CFB中典型的表現(xiàn)氣體速度在約2至約10m/s之間。在這樣的氣速下，固體(催化劑粒子)的物流通量非常大，使所需反應(yīng)器直徑減到最小。CFB再生器中的表觀氣體速度并不很重要，因?yàn)榇呋瘎┛稍傺h(huán)以達(dá)到催化劑再生所要求的停留時(shí)間。
“輕烯烴”是指含1至6個(gè)碳原子的烯烴，優(yōu)選乙烯、丙烯、丁烯和戊烯。
用于述及原料-催化劑接觸時(shí)，術(shù)語“短接觸”表示停留時(shí)間在0.1至3秒之間。停留時(shí)間短于2秒或短于1秒，特別是甚至短于0.5秒是有可能的。方法介紹將烴類催化轉(zhuǎn)化為輕烯烴的方法包括慣用的將一種烴原料加料至含一種固體催化劑的一個(gè)反應(yīng)區(qū)中的步驟。在該反應(yīng)區(qū)，烴類在有利于其催化轉(zhuǎn)化為輕烯烴的條件下與催化劑接觸。反應(yīng)后，生產(chǎn)的輕烯烴和未反應(yīng)的原料與催化劑粒子分離。對(duì)失效、失活的催化劑進(jìn)行回收并在一再生器中用燒去催化劑粒子上積炭的方法使之再生。
根據(jù)本發(fā)明，烴原料在一循環(huán)流化床(CFB反應(yīng)器)中與催化劑接觸，停留時(shí)間在0.1至3秒之間。根據(jù)本發(fā)明的CFB體系與慣用的FCC體系的區(qū)別在于1)大容量反應(yīng)器被裝有一個(gè)外部小旋風(fēng)分離器的一個(gè)提升管所代替，和反應(yīng)僅在該提升管中進(jìn)行；2)沸騰床再生器被一個(gè)CFB再生器所代替。這兩點(diǎn)改進(jìn)可以增進(jìn)對(duì)停留時(shí)間的控制并改善反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)。
至今，循環(huán)流化床反應(yīng)器(CFBR)主要用于非催化方法。但是，本技術(shù)領(lǐng)域也知道一種循環(huán)流化床反應(yīng)器(CFB)，也曾打算基于丁烷的催化氧化來生產(chǎn)馬來酸酐[Pugsley，T.et al.，工業(yè)工程化學(xué)研究(Ind.Eng，Chem.Res.)31(1992)，2652-2660]。作為該已知CFB結(jié)構(gòu)的一個(gè)缺點(diǎn)，應(yīng)該提到，該反應(yīng)器的催化劑體積分?jǐn)?shù)無法在不影響其它過程參數(shù)的條件下進(jìn)行自由調(diào)節(jié)。而且，現(xiàn)有技術(shù)中沒有可用同一設(shè)備進(jìn)行裂化反應(yīng)或制備輕烯烴的建議。
根據(jù)本發(fā)明，失效催化劑在一與CFB反應(yīng)器連接的外部旋風(fēng)分離器中與產(chǎn)品和烴原料分離。再生器最好包括一個(gè)類似于反應(yīng)器的設(shè)備，以使失效催化劑的再生可在一第二循環(huán)流化床中進(jìn)行。但是，其它類型的再生器也可使用。
根據(jù)本發(fā)明，可以安排兩個(gè)(或更多的)反應(yīng)器單元進(jìn)行串連，用前面反應(yīng)器的產(chǎn)物流作后面反應(yīng)器的原料。這種實(shí)施方案的反應(yīng)器可在不同的溫度和壓力下操作，這樣可以使該方法適應(yīng)各種不同的烴原料。
根據(jù)一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案，其中反應(yīng)器體系包括一個(gè)CFB反應(yīng)器和一個(gè)CFB再生器，至少一部分分離的失活催化劑通過連接于再生器底端的第一管(“失效催化劑管”)被導(dǎo)入再生器。最好用一連接于管道料咀的閥門控制進(jìn)入再生器的失活催化劑供料，其方式要能使管道中至少有一最小量的催化劑以保證管道基本上是氣密性的。催化劑在管道中形成的“塞子”可避免反應(yīng)區(qū)的任何氣體進(jìn)入再生器。這就避免了爆炸的危險(xiǎn)。
在本發(fā)明范圍內(nèi)，可將全部分離的失活催化劑導(dǎo)入再生器而不進(jìn)行任何內(nèi)部反應(yīng)器循環(huán)。
失活催化劑最好是在第二循環(huán)流化床中，在650至800℃溫度范圍燃燒積存在其表面的焦炭來進(jìn)行再生，優(yōu)選方法是將熱空氣，任選方法是將由傳統(tǒng)燃料得到的煙道氣引入再生器。如上所述，也可用其它類型的再生器，如慣用的沸騰床類型的再生器。
本反應(yīng)器系統(tǒng)(下面要更詳細(xì)地說明)的一個(gè)重大優(yōu)點(diǎn)在于，反應(yīng)器中催化劑的濃度可維持在高水平，這就保證它可用大催化表面與烴反應(yīng)物接觸。因此，根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器體系最好裝有第二管(“催化劑循環(huán)管”)，用以將旋風(fēng)分離器分離出的催化劑循環(huán)回至反應(yīng)器。
失效催化劑中去再生的和循環(huán)的兩部分的流量比取決于烴原料、進(jìn)料速度，所用催化劑和工藝條件。
和CFB反應(yīng)器情況一樣，最好通過一循環(huán)管將一部分催化劑循環(huán)回到CFB再生器，而其余的催化劑則通過與CFB反應(yīng)器底部相連的催化劑循環(huán)管流到CFB反應(yīng)器中。
本發(fā)明既可在脫氫條件下，也可在裂化條件下用以將烴類轉(zhuǎn)化為輕烯烴。本發(fā)明中用于催化裂化的烴原料可包括輕瓦斯油(LGO)、重瓦斯油(HGO)、真空瓦斯油(VGO)或石腦油。蒸汽或其它氣體可用作稀釋劑。生產(chǎn)的輕烯烴包括乙烯、丙烯、丁烯、戊烯，和一種高辛烷值，低苯汽油餾份。慣用的(FCC)裂化催化劑和改進(jìn)的裂化催化劑被用作固體催化劑。催化劑種類可以下例說明天然和合成硅酸鋁、沸石、粘土等。慣用的沸石可包括X和Y型沸石，它們可用稀土金屬加以穩(wěn)定。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)反應(yīng)器體系中催化裂化工藝條件如下反應(yīng)溫度520至700℃；壓力105至500kPa；停留時(shí)間0.1至3秒，特別是0.2至1秒。停留時(shí)間也可能小于0.5秒(例如0.2-0.49秒)。
本發(fā)明也可用于烴原料如丙烷、異丁烷和輕冷凝物的脫氫以將該原料分別轉(zhuǎn)化為丙烯、異丁烯和混合丁烯。典型的反應(yīng)溫度在580～750℃之間?？捎门c前述相同的停留時(shí)間?？捎帽绢I(lǐng)域技術(shù)已知的脫氫催化劑如鉻/氧化鋁。
根據(jù)本發(fā)明，可將空氣加入反應(yīng)器以加速反應(yīng)，空氣給料量是0至50％，如果向反應(yīng)器供給附加空氣，其優(yōu)選用量是烴重量的約0.1至約50％，特別是10-40％。
與已知方法比較，本發(fā)明最重要的好處是不使用復(fù)雜的機(jī)械或氣動(dòng)傳輸系統(tǒng)將催化劑由一個(gè)單元輸送至另一單元，便可保持短停留時(shí)間和高催化劑體積分?jǐn)?shù)。
烴原料催化轉(zhuǎn)化所需全部熱量由在循環(huán)流化床再生器中再生的循環(huán)催化劑來提供，除非也向反應(yīng)器中注入空氣并且由此導(dǎo)致的原料和反應(yīng)產(chǎn)物的氧化向反應(yīng)器提供一些熱量。
催化劑在反應(yīng)器中的體積分?jǐn)?shù)可藉助內(nèi)部催化劑循環(huán)設(shè)定在需要值，與過程中其它流量無關(guān)。
反應(yīng)器和再生器的壓力高低可彼此獨(dú)立控制。這還可提供聯(lián)合使用多臺(tái)反應(yīng)器的可能性，它們各自用最佳工藝參數(shù)和原料進(jìn)行操作，共用一個(gè)再生器。
與慣用的裂化方法相比，本發(fā)明方法提供了高輕烯烴產(chǎn)率，優(yōu)質(zhì)汽油餾份，高轉(zhuǎn)化率和簡單、便宜的反應(yīng)器設(shè)計(jì)。
與現(xiàn)有的脫氫方法相比，本發(fā)明提供了一種非常簡單的、便宜的反應(yīng)器/再生器設(shè)計(jì)。
與FCC型裝置相比，再生器小且催化劑裝填量少。這就有可能通過適當(dāng)設(shè)計(jì)，避免現(xiàn)有笨重的耐火裝配體而使用易保養(yǎng)、輕型、簡單、便宜的外部絕熱結(jié)構(gòu)。
使用空氣作預(yù)流化氣，不用提高反應(yīng)器入口溫度便可以提高沿CFB反應(yīng)器的平均裂化溫度，結(jié)果輕烯烴產(chǎn)率也提高，這是由于在反應(yīng)區(qū)與吸熱裂化同時(shí)，發(fā)生了放熱燃燒。
附圖表示本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案。用一個(gè)短接觸反應(yīng)/再生體系得到需要的工藝條件。
Finnish Patent Application 924438(Einco Oy，F(xiàn)inland)中更詳細(xì)地?cái)⑹隽丝刂苾蓚€(gè)CFB單元間相互作用的基本原理。
根據(jù)本發(fā)明，一種與加熱的催化劑混合的烴原料在一短接觸CFB反應(yīng)器1中在520至700℃的溫度范圍進(jìn)行裂化。烴類通過一料咀(24)加料。反應(yīng)器的操作壓力是105至500kPa(a)，停留時(shí)間由0.1至3秒，最好是0.2至2秒。催化劑對(duì)油的比例可在1至120之間變化。最好是10至50，烴原料分壓可通過加入蒸汽或其它稀釋氣體如來自本單元的循環(huán)氣來降低，但使用稀釋氣體不是本方法操作的前提。原料由管道17進(jìn)入而預(yù)流化氣體通過管道18注入。
裂化反應(yīng)后，失效催化劑與產(chǎn)品在位于流化床反應(yīng)器之外的一臺(tái)旋風(fēng)分離器2中進(jìn)行分離。用過的催化劑中吸附的烴類或者留在其中而在再生器3中燒掉，或者如果進(jìn)行洗提在經(jīng)濟(jì)上合理，則在旋風(fēng)分離器下部的洗提區(qū)用物流21將其洗提出來。產(chǎn)品通過管道19流出。一部分失效催化劑由旋風(fēng)分離器2通過失效催化劑管道16輸送至再生器3，催化劑粒子的流量由閥門8調(diào)節(jié)，該閥門位于與再生器3底部連接的料咀8′附近的管道上。一部分失效催化劑可作為內(nèi)部循環(huán)通過催化劑循環(huán)管12上的控制閥6回到反應(yīng)器。用閥門6控制催化劑循環(huán)速度即可調(diào)節(jié)反應(yīng)器中催化劑的體積分?jǐn)?shù)和溫度截面。為避免反應(yīng)器和再生器氣體混合，用閥門8控制催化劑粒子的流量使管道16總是裝填有催化劑。用L指示表面高度控制。
再生器3實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)循環(huán)流化床反應(yīng)器。再生器用作兩個(gè)目的用再生器中加熱的催化劑向反應(yīng)器供給吸熱裂化反應(yīng)需要的熱量和燒掉沉積在失效催化劑粒子上的焦炭。催化劑的再生在650至800℃溫度范圍進(jìn)行，方法是向再生器下端通過空氣入口管22鼓入預(yù)熱空氣并通過管道23注入附加燃料?；蛘咭部梢詫⒏郊尤剂显谝粏为?dú)的燃燒室燃燒，從中將熱煙道氣通過管道22引入再生器底部。再生的熱催化劑與燃燒氣分離并通過再生催化劑管道15回到反應(yīng)器1，其流量由控制閥9控制，燃燒氣通過再生器旋風(fēng)分離器4中的出口管20流出，其余的再生催化劑作為內(nèi)循環(huán)通過催化劑循環(huán)管14回到再生器。
在穩(wěn)定條件下，催化劑通過管道15和16的流速是相等的。催化劑通過閥5加進(jìn)體系，由再生器頂部和底部的壓力差來控制。
可將多臺(tái)反應(yīng)器以烴物料的串連形式進(jìn)行配置，也可將它們并聯(lián)，每臺(tái)反應(yīng)器有自己的原料。
可用一標(biāo)準(zhǔn)的或改進(jìn)的FCC產(chǎn)品回收系統(tǒng)將在反應(yīng)器旋風(fēng)分離器中與催化劑分離的產(chǎn)品進(jìn)一步加工成中間產(chǎn)品餾份。
作為本發(fā)明實(shí)施方案的例子，下面給出了瓦斯油轉(zhuǎn)化為烯烴的中間工廠試驗(yàn)結(jié)果。實(shí)施例1體系由一臺(tái)CFB反應(yīng)器和一臺(tái)CFB再生器組成。進(jìn)入反應(yīng)器的再生催化劑用氮?dú)膺M(jìn)行預(yù)流化。輕瓦斯油(LGO)用小流量分配空氣經(jīng)過一料咀加料給反應(yīng)器。試驗(yàn)中不用內(nèi)催化劑循環(huán)，主要參數(shù)如下反應(yīng)器高度1.85m直徑0.030m油質(zhì)量流速 1.13g/s外部催化劑/油比 27g/g內(nèi)部催化劑/油比 0％催化劑體積分?jǐn)?shù) 2至7％預(yù)流化管高度0.25m預(yù)流化管直徑0.018m再生器高度3.1m直徑0.08m出口氣O2濃度 4至5％催化劑體積分?jǐn)?shù) 4％實(shí)施例2反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和原料與實(shí)施例1中相同，例外的是內(nèi)和外催化劑/油比例都大約為15。反應(yīng)器上內(nèi)催化劑循環(huán)入口剛好在注油點(diǎn)上部。實(shí)施例3反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和原料與實(shí)施例2中相同，例外的是沒用空氣分配原料而且內(nèi)催化劑/油比約為8。實(shí)施例4反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和原料與實(shí)施例1相同，例外的是用空氣進(jìn)行預(yù)流化，但沒有原料分配氣。在該試驗(yàn)中提升管直徑為0.042m。
表1.實(shí)施例1至4試驗(yàn)結(jié)果實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4質(zhì)量平衡原料，g油 4,073 3,802 4,248 8,780氮 3,323 2,620 2,618 0空氣593 428 0 2,962總計(jì) 7,989 6,850 6,866 11,742產(chǎn)品，g氣 5,593 4,563 4,406 7,164冷凝物 2,132 1,594 2,234 3,555焦炭407 380 4251,300總計(jì) 8,132 6,537 7,065 10,719差 -143313 -199 -277原料差 -2％5％ -3％ -2％工藝產(chǎn)率，wt-％C1至C4烷烴 5.8 6.4 5.913.8C2＝至C4＝26.224.2 21.2 26.0汽油 28.330.8 37.1 30.4瓦斯油23.923.1 20.3 12.5塔底物 4.3 4.03.7 0.4焦炭 10.79.911.514.3CO2，H2，H2O 0.80.8 0.2 2.5總計(jì) 100.0 99.899.799.9轉(zhuǎn)化率，wt-％反應(yīng)器溫度℃ 588587 585 591再生器溫度℃ 760755 786 762內(nèi)催化劑/油比0 15 8 0外催化劑/油比 27 15 15 22停留時(shí)間，秒 0.25 0.310.320.8權(quán)利要求
1.一種將烴類催化轉(zhuǎn)化為輕烯烴的方法，它包括以下步驟-將一種烴原料供料至含一種固體催化劑的反應(yīng)區(qū)(1)中，-在有利于烴類催化轉(zhuǎn)化為輕烯烴的條件下，讓烴原料在反應(yīng)區(qū)(1)中與催化劑接觸，-催化轉(zhuǎn)化后由反應(yīng)區(qū)(1)中分離出得到的反應(yīng)產(chǎn)物，-回收催化劑，和-在再生器(3)中再生失活的催化劑，其特征是-讓烴原料與催化劑在一循環(huán)流化床反應(yīng)器(1)中以0.1至3秒的停留時(shí)間進(jìn)行接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中再生器包括一個(gè)循環(huán)流化床(3)，該方法還包括以下步驟-至少從循環(huán)流化床反應(yīng)器(1)中取出一部分失效催化劑并將其供料至循環(huán)流化床再生器(3)以便用燃燒法再生，和-將再生的催化劑循環(huán)至循環(huán)流化床反應(yīng)器(1)中，藉此實(shí)際上烴原料催化轉(zhuǎn)化需要的全部熱量由在循環(huán)流化床再生器(3)中再生的循環(huán)催化劑來提供。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中將循環(huán)流化床反應(yīng)器(1)中所有失效催化劑取出并供料至再生器(3)以便用燃燒法進(jìn)行再生。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一方法，其中失效催化劑在一個(gè)與反應(yīng)器相連的外旋風(fēng)分離器(2)中由循環(huán)流化床反應(yīng)器(1)中分離出來，至少一部分催化劑通過連接于循環(huán)流化床再生器(3)底端的失效催化劑管道(16)被引入再生器(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所有分離的催化劑被引入再生器(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的方法，其中經(jīng)用過的催化劑管道(16)流入再生器(3)的用過的催化劑流量，用裝在失效催化劑管道(16)上的閥門(8)加以控制，以使失效催化劑管道(16)中總是裝填有催化劑從而保證反應(yīng)器和再生器氣體不相互混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6的方法，其中反應(yīng)器中的濃度和沿反應(yīng)器(1)的溫度截面是通過調(diào)節(jié)經(jīng)催化劑循環(huán)管(12)至反應(yīng)器的催化劑循環(huán)速度來加以控制。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一方法，其中再生催化劑在再生器(3)外的一臺(tái)旋風(fēng)分離器(4)中由循環(huán)流化床再生器(3)中分離出來，一部分催化劑經(jīng)催化劑循環(huán)管(14)循環(huán)回至循環(huán)流化床再生器(3)，而其余的催化劑經(jīng)再生催化劑管(15)被引至反應(yīng)器(1)底端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將一種烴原料如輕瓦斯油、重瓦斯油、真空瓦斯油或石腦油，在催化裂化條件下，不使用稀釋氣體或用蒸汽或其它氣體作稀釋劑進(jìn)行處理，以將該烴原料轉(zhuǎn)化為輕稀烴如丙烯、丁烯、戊烯和高辛烷值，低苯汽油。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所用固體催化劑或者是慣用的裂化催化劑，或者是改進(jìn)的裂化催化劑。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一方法，其中原料和催化劑在循環(huán)流化床反應(yīng)器(1)中，在520至700℃溫度范圍，105至500kPa壓力，以0.1至3秒停留時(shí)間進(jìn)行接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將一種烴原料如丙烷、異丁烷或輕冷凝物在一種脫氫催化劑存在下，于脫氫條件下進(jìn)行處理，以便將烴原料轉(zhuǎn)化為丙烯、丁烯或戊烯。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中原料與催化劑在循環(huán)流化床反應(yīng)器(1)中，在580至750℃溫度范圍，以0.1至3.0秒停留時(shí)間進(jìn)行接觸。
14.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一方法，其中將以烴原料重量計(jì)算的0.1至50％的空氣供料至反應(yīng)器(1)。
15.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一方法，其中失活催化劑用在循環(huán)流化床再生器(3)中燒掉表面沉積焦炭的方法進(jìn)行再生，溫度范圍為650至800℃，用熱空氣和也可附加燃料。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中停留時(shí)間是0.2至2秒，最好0.2至1秒。
17.一種用將烴類催化轉(zhuǎn)化為輕烯烴的設(shè)備，它包括以下單元的組合-至少一個(gè)循環(huán)流化床反應(yīng)器(1)，-將烴原料和循環(huán)催化劑加料至循環(huán)流化床反應(yīng)器(1)底端的料咀(24)和(6′)，-一臺(tái)分離催化劑的旋風(fēng)分離器(2)，它裝在流化床反應(yīng)器(1)外部，用以將失效催化劑與反應(yīng)器產(chǎn)物物流分離，所說旋風(fēng)分離器有一個(gè)產(chǎn)物出口(19)和催化劑固化出口(12，16)，-一個(gè)循環(huán)流化床單元再生器(3)，用以再生催化劑，-去再生的失效催化劑料咀(6′)，在第二循環(huán)流化床再生器(3)下部，和-一臺(tái)分離催化劑的旋風(fēng)分離器(4)，用以將再生催化劑與再生器煙道氣分離。
全文摘要
用一種短接觸循環(huán)流化床反應(yīng)器體系將烴類催化轉(zhuǎn)化為輕烯烴的一種方法和設(shè)備。該方法包括以下步驟將一種烴原料供料給含一種固體催化劑的反應(yīng)區(qū)(1)；讓該烴原料在反應(yīng)區(qū)(1)，在有利于烴類催化轉(zhuǎn)化為輕烯烴條件下，與催化劑接觸；由反應(yīng)區(qū)(1)分離催化轉(zhuǎn)化后得到的反應(yīng)產(chǎn)物；回收催化劑并在再生器(3)中再生失活的催化劑。根據(jù)本發(fā)明，烴原料在循環(huán)流化床反應(yīng)器(1)中以0.1至3秒的停留時(shí)間與催化劑接觸。本方法使用慣用的或改進(jìn)的FCC催化劑，通過LGO、HGO、VGO或石腦油的催化轉(zhuǎn)化來制備丙烯、丁烯和戊烯以及高辛烷值，低苯汽油餾分。本方法還可使用慣用的或改進(jìn)的流化床用脫氫催化劑，通過丙烷、異丁烷、或石腦油催化脫氫分別制備富含丙烯、異丁烯或異戊烯的產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C10G35/04GK1148865SQ95193178
公開日1997年4月30日 申請(qǐng)日期1995年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月31日
發(fā)明者J·希圖倫, K·發(fā)格斯托特, O·克勞斯, K·卡里艾倫, S·羅圖, A·哈爾米 申請(qǐng)人:液體公司