[其他]用烴類選擇生產石油化工產品如烯烴和芳烴的方法

在審

• 申請號: 101985000003115
• 申請日: 1985-04-24
• 公開（公告）號: CN85103115B
• 公開（公告）日: 1988-01-27
• 發明（設計）人: 岡本年郎;大島道雄
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 吳大建;羅宏

通過熱裂化反應選擇生產石油化工產品的方法，該方法的步驟包括，（ａ）將甲醇送入烴的熱裂化反應環境，并使甲醇和至少一種原料烴中的碳原子之比不低于０．０５，（ｂ）在６５０～１３００℃的裂化溫度下熱裂化至少一種原料烴，（ｃ）急冷所得到的反應產物。

本發明是關于烴類的熱裂化方法，更具體地說，是關于通過烴類的熱裂化選擇生產石油化工產品，如烯烴和芳香烴（以下簡稱為BTX）的方法。

稱為蒸汽裂化的管式熱裂化方法已為人們所熟知，并且至今已用于將輕質氣體烴，如乙烷和丙烷，以及如象石腦油和煤油液體烴，轉化為烯烴。在這種方法中，是從外部通過管壁進行加熱的，因而限制了傳熱的速度和反應的溫度。這種方法所采用的一般條件是低于850℃的溫度和0.1～0.5秒的停留時間。

已經提出的另一種方法是采用直徑比較小的管道，以增加裂化的深度并在比較短的停留時間內完成裂化反應。但這種方法不利的因素在于，由于管道內徑小，在短時間內，因其內壁上發生焦化，所以有效的內徑就減小了。因此，烴類的分壓就隨著這種反應管道里的壓力損失的增加而增加，從而使得對乙烯的選擇性更差。為了避免這種不利因素，就必須縮短除焦的間隔時間，這又會帶來更大的不利因素，即由于降低了裂化爐的工作效率，同時增加了伴隨除焦操作的熱循環量，裂化設備就容易損壞。由于對設備和反應條件有限制，因此要裂化的原料至多只能限于粗柴油（gas oils）。換句話說，這種方法不能用于裂化重質烴類，如渣油。這是因為高溫和長時間的反應不可避免地要帶來縮聚作用的副反應，這樣就會劇烈發生焦化反應，達不到所期望的氣化速率，從而降低了有用成分的產率。要注意的是，這里所說的“氣化速率”一詞，意思是從送入反應區的烴類中減去5個碳原子的烴（C₅hgdrocarbon）和除了BTX而外的較重質的烴所得到的量與原料烴的量之間的重量比值。

一旦選定了原料，就需要特殊的裂化條件和特種裂化設備來達到這種單一的原料和所期望的最終產品的要求。這樣，困難在于，對于原料和產品的選擇性差，因此其應用要受到極大的限制。例如，目前所用的典型的管式裂化器主要用于生產乙烯，因此，難于根據供求平衡人為地改變同時生產的其他基礎化工產品，如四個碳原子（C₄）的組分和BTX的產率。從這里可以看出，乙烯可通過高深度裂化其他代用原料，如重質烴，來高產率地進行生產，對乙烯的選擇性由石腦油得到了保證，但是，喪失掉了石腦油轉化為丙烯，四個碳原子（C₄）組分，如丁二烯和BTX產品的巨大可能性。如果要增加乙烯的產量，那么丙烯和四個碳原子（C₄）組分就不可逆轉地要減少。這在熱裂化反應中是不可避免的。

為了緩和上述對原料和最終產品兩者的限制，已提出了幾種方法。

其中的一種方法是用液體烴，如原油作為燃料來產生熱氣，再利用這種熱氣使烴類在壓力為5～70巴，反應溫度為1315～1375℃，停留時間為3～10毫秒的條件下熱裂化。在這種方法中，將穩定性氣體，如CO₂或者N₂以成膜的形式從燃燒器的方向通入，以使熱氣進入反應區，由此，焦化被抑制了，從而使得裂化重質油，如渣油成為可能。

另一種方法的步驟包括部分燃燒氫氣以得到熱氫氣，和在這種熱氫氣的環境里并在反應溫度為800～1800℃，停留時間為1～10毫秒，壓力為7～70巴的條件下熱裂化包括重質油料的各種烴，從而得到烯烴。在氫氣高度過量的環境里的熱裂化保證了快速加熱和在超短時間內進行裂化，并且抑制了焦化反應。此外，即使是重質油料，也能發生裂化反應。但是，這種方法的不足之處在于，氫氣的再循環和分離功率以及氫的補充和預熱能耗給這種方法帶來了沉重的經濟負擔。

這些先有技術的方法需要非常苛刻的反應條件才能從重質烴高產率地生產烯烴。因此，作為最終產品而得到的烯烴主要由兩個碳原子（C₂）組分，如乙烯和乙炔所組成，這樣帶來的問題是，難于運用這種方法來同時高產率地生產丙烯，四個碳原子（C₄）組分和BTX。