KR-20260061245-A - 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법

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Abstract

본 발명은 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 제1 촉매 전환 반응기의 촉매 밀도가 100-700kg/m 3 인 밀상 유동층 베드에서, 탄화수소 원료와 제1 촉매를 접촉시켜 촉매 전환 반응을 발생시키고, 반응 온도는 550-800℃로 하여, 저탄소 올레핀 함유 제1 반응 유가스 및 제1 재생대상 촉매를 포함하는 제1 반응물류를 얻고, 이후 제1 반응물류를 냉각 구역에서 450-530℃로 강온시키고, 동시에, 슬라이드 밸브를 통해 밀상 유동층 베드로부터 촉매를 취출하여, 밀상 유동층 베드의 촉매 밀도가 설정값으로 유지되도록 하고, 상기 저탄소 올레핀 함유 제1 반응 유가스를 분리하여 저탄소 올레핀을 얻는 단계를 포함한다. 본 발명에서는, 냉각 구역에서 반응물류를 냉각하고, 슬라이드 밸브를 통해 촉매를 취출함으로써, 한편으로는 냉각 구역의 에너지 소비를 낮출 수 있고, 다른 한편으로는, 열분해 반응을 현저히 억제하여 저탄소 올레핀의 증산과 동시에 부산물 수율을 낮출 수 있다.

Inventors

수 유하오
왕 루이린
바이 쉬후이
왕 치페이
양 원제
리 하오톈

Assignees

차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션
시노펙 리서치 인스티튜트 오브 페트롤리움 프로세싱 컴퍼니, 리미티드

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20240830
Priority Date: 20230831

Claims (19)

저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법에 있어서, 상기 방법은 하기 단계를 포함하며, 제1 촉매 전환 반응기의 촉매 밀도가 설정값인 밀상 유동층 베드에서, 탄화수소 원료와 제1 촉매를 접촉시켜 촉매 전환 반응을 발생시키고, 반응 온도는 550-800℃로 하여, 저탄소 올레핀 함유 제1 반응 유가스 및 제1 재생대상 촉매를 포함하는 제1 반응물류를 얻고, 이후 제1 반응물류를 냉각 구역에서 450-530℃로 강온시키고, 상기 촉매 밀도의 설정값은 100-700kg/m 3 사이에서 선택되고; 슬라이드 밸브를 통해 밀상 유동층 베드로부터 촉매를 취출하여, 밀상 유동층 베드의 촉매 밀도가 설정값으로 유지되도록 하고, 상기 저탄소 올레핀 함유 제1 반응 유가스를 분리하여 저탄소 올레핀을 얻고, 여기서, 촉매 밀도가 밀상 유동층 베드 내 촉매 밀도의 80%~20%로 감소하는 위치에 냉각 구역을 설치하고, 바람직하게는 촉매 밀도가 밀상 유동층 베드 내 촉매 밀도의 70%~30%로 감소하는 위치에 냉각 구역을 설치하여, 제1 반응물류를 강온시키는, 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법.
제1항에 있어서, 상기 슬라이드 밸브를 통해 취출된 촉매는 선택적인 스트리핑을 거친 후 재생되는, 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법.
제1항에 있어서, 상기 슬라이드 밸브를 통해 취출된 촉매는 제1 촉매 전환 반응기의 촉매 입구로 되돌아가, 제1 촉매와 혼합된 후, 다시 제1 촉매 전환 반응기의 반응 구역으로 진입하는, 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법.
제1항에 있어서, 상기 슬라이드 밸브를 통해 취출된 촉매는 제2 촉매 전환 반응에 사용되는, 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 구역에서, 냉각 매체 분배기를 사용하여 강온을 진행하거나; 또는 취열기를 사용하여 강온을 진행하고, 상기 냉각 매체 분배기 또는 상기 취열기 내의 냉각 매체는 액화 가스, 조제 가솔린, 안정화 가솔린, 디젤, 중질 디젤 및 물 중에서 선택되는 적어도 하나인, 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각 구역에서, 상기 반응 후의 물류를 0.5-2초, 바람직하게는 0.5-1초 이내에, 450-530℃, 바람직하게는 480-500℃로 강온시키는, 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 촉매 전환 반응기의 밀상 유동층 베드에서, 촉매 밀도의 설정값은 300-650kg/m 3 에서 선택되고, 바람직하게는 500-650kg/m 3 에서 선택되는, 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 전환 반응의 조건은, 반응 온도가 580-750℃, 바람직하게는 600-700℃이고; 반응 시간이 0.05-10초, 바람직하게는 0.1-5초, 더 바람직하게는 0.2-2초이고; 반응 압력이 0.01-1MPa, 바람직하게는 0.1-0.8MPa, 더 바람직하게는 0.2-0.5MPa이고; 상기 촉매와 상기 탄화수소 원료의 중량비가 (1-200):1, 바람직하게는 (10-100):1, 더 바람직하게는 (20-100):1인 것을 포함하는, 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 촉매 전환 반응기는 아래에서 위로 제1 리프팅 섹션, 확경 섹션, 밀상 유동층 섹션, 냉각 구역, 축경 섹션 및 제2 리프팅 섹션을 순차적으로 포함하고; 상기 확경 섹션의 측벽과 축선의 협각은 5-60도이고; 상기 밀상 유동층 섹션의 직경 대 높이의 비는 (1-20):1이고; 상기 축경 섹션의 측벽과 축선의 협각은 5-60도이고; 상기 제1 리프팅 섹션의 헤드부에는 제1 촉매 입구 및 리프팅 매체 입구가 설치되어 있고; 상기 제1 리프팅 섹션의 중간부에는 원료 입구가 설치되어 있고; 상기 제1 리프팅 섹션의 말단부에는 기체-고체 혼합 유체 분배기가 더 설치되어 있고; 상기 냉각 구역은 상기 밀상 유동층 섹션 하류에 설치되고, 촉매 밀도가 밀상 유동층 베드 내 촉매 밀도의 80%~20%로 감소하는 구역 내의 임의의 위치에 설치되고, 바람직하게는 촉매 밀도가 밀상 유동층 베드 내 촉매 밀도의 70%~30%로 감소하는 구역 내의 임의의 위치에 설치되고, 상기 슬라이드 밸브는 확경 섹션에 설치되는, 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 촉매의 총 중량을 기준으로, 상기 제1 촉매는 1-50중량%의 분자체, 5-99중량%의 무기 산화물 및 0-70중량%의 점토를 포함하고; 및/또는 상기 분자체는 ZSM-5계열 분자체 및sAPO계열 분자체에서 선택되는 적어도 1종이고; 바람직하게는 ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-38, ZSM-48,sAPO-34,sAPO-11 및sAPO-47에서 선택되는 적어도 1종이고; 및/또는 상기 분자체의 Si/Al 비는 10-1000이고; 및/또는 상기 무기 산화물은 이산화규소 및 산화알루미늄에서 선택되는 1종 이상이고; 및/또는 상기 점토는 카올린, 할로이사이트, 몬모릴로나이트, 규조토, 사포나이트, 렉토라이트, 세피올라이트, 아타풀자이트, 하이드로탈사이트 및 벤토나이트에서 선택되는 1종 이상인, 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄화수소 원료는 기상으로 투입되고; 및/또는 상기 탄화수소 원료 내 C 5 -C 8 의 올레핀 함량은 50-100wt%, 바람직하게는 80-100wt%, 더 바람직하게는 90-100wt%이고; 및/또는 상기 탄화수소 원료는 알칸 탈수소 장치에서 생산된 C 5 이상의 유분, 정유소 촉매 분해 장치에서 생산된 C 5 이상의 유분, 에틸렌 공장 증기 분해 장치에서 생산된 C 5 이상의 유분, MTO 부산물인 C 5 이상의 올레핀 풍부 유분 및 MTP 부산물인 C 5 이상의 올레핀 풍부 유분에서 선택되는 적어도 1종 이상인, 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 강온된 저탄소 올레핀 함유 제1 반응 유가스 및 제1 재생대상 촉매를 포함하는 제1 반응물류에 대하여 기체-고체 분리를 진행하여 저탄소 올레핀 함유 제1 반응 유가스 및 제1 재생대상 촉매를 얻은 후, 상기 제1 재생대상 촉매에 대하여 코크스 연소 재생 처리를 진행한 후 재생 촉매로서 상기 제1 촉매 전환 반응기로 되돌리는 단계; 상기 저탄소 올레핀 함유 제1 반응 유가스에 대하여 분류를 진행하여 저탄소 올레핀 및 탄화수소 성분을 얻는 단계; 상기 탄화수소 성분을 환류시켜 탄화수소 원료로서 사용하는 단계;를 더 포함하는 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은, 중질 탄화수소유를 제2 촉매 전환 반응기에서 제2 촉매와 접촉시켜 제2 촉매 전환 반응을 진행함으로써, 경질유 함유 제2 반응 유가스 및 제2 재생대상 촉매를 포함하는 제2 반응물류를 얻는 단계; 상기 제2 반응물류를 제1 반응물류와 혼합하고, 혼합된 혼합 물류에 대해 제1 분리를 진행하여, 저탄소 올레핀 함유 혼합 반응물류 및 혼합 재생대상 촉매를 얻는 단계; 상기 저탄소 올레핀 함유 혼합 반응물류를 분류하여, 건성 가스, 저탄소 올레핀 및 C 5 이상의 유분유를 분리하고, 상기 C 5 이상의 유분유에 대해 제2 분리를 진행하고 분리되어 얻어진 탄화수소 성분을 탄화수소 원료로서 상기 제1 촉매 전환 반응기로 되돌리는 단계; 및 상기 혼합 재생대상 촉매에 대해 코크스 연소 재생을 진행하고, 재생 후의 촉매를 제1 재생 촉매로서 상기 제1 촉매 전환 반응기로 되돌리고 제2 재생 촉매로서 상기 제2 촉매 전환 반응기로 되돌리는 단계;를 더 포함하고, 바람직하게는, 상기 제2 촉매는 제1 촉매 전환 반응기의 슬라이드 밸브로부터 취출된 반응 후의 촉매를 포함하고, 더 바람직하게는 상기 제2 촉매의 일부 또는 전부가 제1 촉매 전환 반응기의 슬라이드 밸브로부터 취출된 반응 후의 촉매인, 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법.
제13항에 있어서, 상기 중질 탄화수소유는 감압 가스오일(VGO), 상압 가스오일(AGO), 코킹 가스오일(CGO), 탈아스팔트유(DAO), 감압 잔사유(VR), 상압 잔사유(AR), 중질 방향족 라피네이트유, 석탄 액화유, 오일샌드유 및 셰일 오일에서 선택되는 적어도 1종이고; 및/또는 상기 제2 촉매 전환 반응의 조건은 반응 온도가 500-600℃, 바람직하게는 530-580℃이고; 반응 압력이 0.01-1MPa, 바람직하게는 0.05-1MPa이고; 반응 시간이 0.01-100s, 바람직하게는 0.1-80s이고; 및/또는 상기 제2 촉매와 상기 중질 탄화수소유의 중량비가 (1-100):1, 바람직하게는 (3-70):1인 것;을 포함하는, 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법.
제11항에 있어서, 상기 제2 촉매 전환 반응기의 반응 구역의 하류에 제2 냉각 구역을 설치하고, 상기 경질유 함유 제2 반응 유가스 및 상기 제2 재생대상 촉매를 포함하는 제2 반응물류의 상기 제2 촉매 전환 반응기 내 온도가 530℃를 초과하면, 상기 제2 반응물류를 530℃ 이하로 강온시키는, 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법.
탄화수소 원료로부터 저탄소 올레핀을 생산하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은 제1 촉매 전환 반응기를 포함하고, 상기 제1 촉매 전환 반응기는 아래에서 위로 제1 리프팅 섹션, 확경 섹션, 밀상 유동층 섹션, 냉각 구역, 축경 섹션, 제2 리프팅 섹션 및 상단부 출구를 순차적으로 포함하고; 상기 확경 섹션의 측벽과 축선의 협각은 5-60도이고; 상기 밀상 유동층 섹션의 직경 대 높이의 비는 (1-20):1이고; 상기 축경 섹션의 측벽과 축선의 협각은 5-60도이고; 상기 제1 리프팅 섹션의 헤드부에는 촉매 입구 및 리프팅 매체 입구가 설치되어 있고; 상기 제1 리프팅 섹션의 중간부에는 원료 입구가 설치되어 있고; 상기 제1 리프팅 섹션의 말단부에는 기체-고체 혼합 유체 분배기가 더 설치되어 있고; 상기 냉각 구역은 상기 밀상 유동층 섹션 하류에 설치되고, 촉매 밀도가 밀상 유동층 섹션 내 촉매 밀도의 80%~20%로 감소하는 위치에 설치되고, 바람직하게는 촉매 밀도가 밀상 유동층 섹션의 촉매 밀도의 70%~30%로 감소하는 위치에 설치되고, 슬라이드 밸브는 확경 섹션에 설치되는, 탄화수소 원료로부터 저탄소 올레핀을 생산하는 시스템.
제16항에 있어서, 상기 냉각 구역에는 냉각 매체를 도입하기 위한 냉각 매체 분배기가 설치되어 있고, 상기 냉각 매체 분배기는 상기 촉매 전환 반응기의 원주 방향을 따라 환형으로 설치되거나, 또는 상기 냉각 구역에는 상기 촉매 전환 반응기의 원주 방향을 따라 설치된 취열기가 설치되어 있는, 탄화수소 원료로부터 저탄소 올레핀을 생산하는 시스템.
제16항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 재생기, 침강기, 분류탑 및 알칸-올레핀 분리 장치를 더 포함하고, 상기 제1 촉매 전환 반응기의 상단부 출구는 상기 침강기의 입구와 연통되고, 상기 침강기의 촉매 출구는 상기 재생기와 연통되고, 상기 침강기의 반응 유가스 출구는 상기 분류탑의 입구와 연통되고, 상기 분류탑 출구는 상기 알칸-올레핀 분리 장치의 입구와 연통되고, 상기 알칸-올레핀 분리 장치의 올레핀 함유 유분 출구는 상기 제1 촉매 전환 반응기의 원료 입구와 연통되고, 상기 재생기의 재생 촉매 출구는 상기 제1 촉매 전환 반응기의 촉매 입구와 연통되는, 탄화수소 원료로부터 저탄소 올레핀을 생산하는 시스템.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 촉매 전환 반응기를 더 포함하고, 상기 제2 촉매 전환 반응기는 리프트관 반응기이고, 상기 제2 촉매 전환 반응기의 리프트관 반응기에는 하부의 중질 탄화수소유 원료 입구, 저부의 촉매 입구, 프리 리프팅 매체 입구 및 상단부 출구가 설치되어 있고, 상기 제2 촉매 전환 반응기의 상단부 출구는 상기 침강기의 입구와 연통되고, 상기 재생기의 재생 촉매 출구는 상기 제1 촉매 전환 반응기의 촉매 입구 및 상기 제2 촉매 전환 반응기의 촉매 입구와 연통되고, 바람직하게는 상기 제1 촉매 전환 반응기의 슬라이드 밸브는 파이프라인을 통해 제2 촉매 전환 반응기의 촉매 입구에 연결되는, 탄화수소 원료로부터 저탄소 올레핀을 생산하는 시스템.

Description

저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법 본 발명은 석유 가공 분야에 속하고, 구체적으로, 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법 및 상기 방법을 실시하기 위한 시스템에 관한 것이다. 저탄소 올레핀은 중요한 기초 유기 화학 원료로서 각 분야에서 널리 응용되고 있고, 예를 들어, 에틸렌은 주로 폴리에틸렌, 에틸렌옥사이드, 폴리염화비닐 등의 재료를 생산하는 데 사용되고, 프로필렌은 아크릴로니트릴, 프로필렌옥사이드, 아세톤 등의 화학 제품을 생산하는 데 사용될 수 있으며, 부틸렌은 부타디엔, 부틸렌 중합체 등의 유기 재료를 생산하는 데 사용될 수 있다. 현재 저탄소 올레핀을 생산하는 전형적인 공정은 나프타 증기 분해공정이나, 이 공정은 에틸렌과 프로필렌의 수율이 낮아 날로 증가하는 시장 수요를 충족시키기 어렵다. 이에 대해, 중국 특허 제CN1490287A호에서는 탄소수 4 또는 탄소수 5의 단일 올레핀을 포함하는 탄화수소 혼합물을 원료로 하여 저탄소 올레핀을 제조하는 방법을 공개하였고, 탄화수소 혼합 원료와 촉매를 고정층 반응기에서 접촉시켜 반응을 진행하나, 얻어진 생성물 중 에틸렌과 프로필렌의 수율이 낮다. 중국 특허 제CN114763483A호에서는 탄화수소 원료를 이용한 저탄소 올레핀 제조 방법을 공개하였고, 상기 방법은 올레핀을 함유한 탄화수소유 원료를 먼저 고온 분해한 후, 분리된 생성물 중의 올레핀을 촉매 전환 반응기에 도입하여 반응을 지속함으로써, 부틸렌 및 C5 이상의 올레핀을 충분히 활용하여 에틸렌과 프로필렌을 생산하고 메탄 수율을 낮추었다. 기존의 올레핀 원료를 이용한 저탄소 올레핀 제조 방법에서 저탄소 올레핀의 수율이 대폭 향상되기는 하였으나, 열분해 및 생성물의 이차 반응 현상이 여전히 보편적으로 존재하고, 이로 인해 생성물 내 에틸렌 및 프로필렌의 함량이 낮고, 에틸렌/프로필렌 비율이 낮으며, 에너지 소비가 과도하게 높다는 문제점이 있다. 도면은 본 발명에 대한 추가적인 이해를 돕기 위해 제공되고, 본 명세서의 일부를 구성하고, 하기 구체적인 실시방식과 함께 본 발명을 해석하기 위한 것이지만, 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 도 1은 본 발명에서 제공하는 제1 반응기의 일 실시방식의 개략도이다. 도 2는 본 발명에서 제공하는 제1 반응기의 또 다른 실시방식의 개략도이다. 도 3은 본 발명에서 제공하는 제1 반응기의 또 다른 실시방식의 개략도이다. 도 4는 본 발명에서 제공하는 방법의 일 실시방식의 개략도이다. 도 5는 본 발명에서 제공하는 방법의 또 다른 실시방식의 개략도이다. 도 6은 본 발명에서 제공하는 촉매 전환 방법의 일 실시방식의 개략도이다. 도 7은 본 발명에서 제공하는 촉매 전환 방법의 또 다른 실시방식의 개략도이다. 이하, 본 발명의 구체적인 실시방식에 대해 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 보호범위는 이러한 구체적인 실시방식에 의해 제한되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 결정된다는 점을 명시하는 바이다. 본 발명의 문맥 내에서, 명확하게 설명된 내용 외에, 언급되지 않은 내용이나 사항은 모두 해당 분야에서 공지된 사항을 수정 없이 직접 적용한다. 또한, 본 명세서에 설명된 임의의 실시방식은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 다른 실시방식과 자유롭게 결합될 수 있으며, 이에 의해 형성된 기술방안이나 기술 사상은 본 발명의 최초 개시 또는 최초 기재의 일부로 간주되며, 당업자가 조합이 명백히 불합리하다고 판단하지 않는 한, 본 명세서에서 개시되지 않았거나 예상되지 않은 새로운 내용으로 간주되어서는 안 된다. 명시되지 않는 한, 본 명세서 내에서 언급된 모든 백분율, 부수, 비율 등은 중량을 기준으로 하고, 중량을 기준으로 하는 것이 당업자의 통상적인 인식에 부합하지 않는 경우는 예외로 한다. 이하, 본 발명의 구체적인 실시방식에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 보호 범위는 이러한 구체적인 실시 방식에 의해 제한되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 결정된다는 점을 명시하는 바이다. 본 발명의 문맥 내에서, 특별한 설명이 없는 한, 물질의 물성치(예를 들면 비점)는 모두 상온(25℃) 및 상압(101325 Pa)에서의 측정값이다. 본 발명의 발명자들은 심도 있는 연구를 통해, 고밀도의 밀상 유동층 내에서 탄화수소 원료와 촉매를 접촉시키고, 적절한 위치에서 반응 후의 물류를 신속하게 강온시킴으로써 생성물 내 건성 가스(주로 메탄)의 생성을 효과적으로 억제하고, 생성물 내에서 저탄소 올레핀이 차지하는 비율을 높일 수 있고; 다른 한편으로, 밀상 유동층을 특정 온도로 유지함으로써, 이분자 분해 반응의 발생을 효과적으로 억제하고, 고탄소수 올레핀의 생성을 억제할 수 있어, 생성물 내에서 저탄소 올레핀이 차지하는 비율을 높일 수 있음을 발견하였다 따라서, 본 발명의 발명자들은 슬라이드 밸브를 통해 밀상 유동층 내 촉매를 취출하고, 상기 촉매를 재생에 사용하거나 제1 촉매 전환 반응으로 다시 되돌림으로써, 촉매의 이용률을 향상시키고, 반응 에너지 소비를 낮추었다. 따라서, 상기 취출된 촉매를 중질 탄화수소유의 촉매 분해에 사용할 수도 있고, 반응 에너지 소비를 더욱 낮추어, 반응 효율을 향상시킬 수 있다. 본 발명은 저탄소 올레핀 제조를 위한 촉매 전환 방법을 제공하고, 상기 방법은 하기 단계를 포함하며, 제1 촉매 전환 반응기(이하, 때로는 제1 반응기라고도 칭함)의 촉매 밀도가 설정값인 밀상 유동층 베드에서, 탄화수소 원료를 제1 촉매(본 발명에서, 때로는 촉매라고도 칭함)와 접촉시켜 촉매 전환 반응을 발생시키고, 반응 온도는 550-800℃로 하여, 저탄소 올레핀 함유 제1 반응 유가스 및 제1 재생대상 촉매를 포함하는 제1 반응물류를 얻고, 이후 제1 반응물류를 냉각 구역에서 450-530℃로 강온시키고, 상기 촉매 밀도의 설정값은 100-700kg/m3 사이에서 선택되고; 슬라이드 밸브를 통해 밀상 유동층 베드로부터 촉매를 취출하여, 밀상 유동층 베드의 촉매 밀도가 설정값으로 유지되도록 하고, 상기 저탄소 올레핀 함유 제1 반응 유가스를 분리하여 저탄소 올레핀을 얻고, 여기서, 촉매 밀도가 밀상 유동층 베드 내 촉매 밀도의 80%~20%로 감소하는 위치에 냉각 구역을 설치하고, 바람직하게는 촉매 밀도가 밀상 유동층 베드 내 촉매 밀도의 70%~30%로 감소하는 위치에 냉각 구역을 설치하여, 제1 반응물류(본 발명에서는, 반응 후의 반응물류 또는 반응물류라고도 칭함)를 강온시킨다. 본 발명에서, 촉매 전환 반응 후의 반응물류를 특정 위치의 냉각 구역에서 강온시킴으로써, 촉매 분해 반응 및 열분해 반응에 대한 제어를 최적화하였고, 반응 과정 중의 열분해 반응을 효과적으로 억제하여, 저탄소 올레핀의 수율 및 선택성을 향상시킬 수 있다. 본 발명자들은 특정 위치에 냉각 구역을 설치하고, 촉매 전환 반응이 막 완료된 후의 반응물류에 대하여 냉각을 진행함으로써, 반응 과정 중의 열분해 반응을 효과적으로 억제하여, 저탄소 올레핀의 수율 및 선택성을 향상시킬 수 있음을 발견하였다. 구체적으로, 본 발명의 발명자들은 심도 있는 연구를 진행한 결과, 냉각 구역이 촉매 전환 반응 구역의 지나치게 상류 측에 위치할 경우, 냉각 구역이 촉매 전환 반응 구역을 침범하여, 전환 반응 온도에 영향을 미칠 수 있고, 이로 인해 고분자 올레핀 생성물이 생성되어 에틸렌 제품의 선택성 및 수율에 영향을 줄 수 있고; 다른 한편으로, 냉각 구역이 촉매 전환 반응 구역의 지나치게 하류 측에 위치할 경우, 촉매 희상 구역 내의 반응물류가 고온 상태에 있으나 촉매와의 접촉이 불충분하여 열분해 반응이 충분히 억제되지 못함으로써 저탄소 올레핀의 수율 및 선택성에 영향을 줄 수 있음을 발견하였다. 본 발명의 발명자들은 이에 대해 심도 있는 연구 및 탐색을 진행한 결과, 제1 촉매 전환 반응기에서, 촉매 밀도가 100-700kg/m3인 밀상 유동층 베드의 하류에서, 촉매 밀도가 밀상 유동층 내 촉매 밀도의 80%~20%로 감소하는 위치, 바람직하게는 밀상 유동층 베드 내 촉매 밀도의 70%~30%로 감소하는 위치에 냉각 구역을 설치하면, 반응 후의 물류를 강온(본 발명에서, 때로는 상기 강온을 냉각 단계라고도 칭함)시키는 것을 발견하였다. 이로써, 촉매 전환 반응 후의 반응물류 내의 열분해 반응을 효과적으로 억제하여, 저탄소 올레핀의 수율 및 선택성을 향상시킬 수 있다. 다시 말해, 본 발명에서, 제1 촉매 전환 반응기는 촉매 밀도가 100-700kg/m3인 밀상 유동층 베드를 포함하고, 반응물류 방향을 따른 밀상 유동층의 하류 위치에서, 촉매 밀도가 밀상 유동층 베드 내 촉매 밀도의 80%-20%로 감소하는 위치, 바람직하게는 밀상 유동층 베드 내 촉매 밀도의 70%~30%로 감소하는 위치에 냉각 구역을 설치하여, 밀상 유동층으로부터의, 촉매 전환 반응 후의 물류를 450-530℃로 강온시키고, 바람직하게는 480-500℃로 강온시킨다. 본 발명에서, 촉매 밀도가 특정 범위로 감소하는 위치에 냉각 구역을 설치하고, 반응 후의 반응물류는 상기 냉각 구역에 진입하면 즉시 냉각 강온되고, 450-530℃로 강온되면 반응물류는 기본적으로 촉매 전환 반응이 더 이상 발생하지 않는다. 따라서, 본 발명에서, “촉매 밀도가 특정 범위로 감소하는 위치에 냉각 구역을 설치”하는 것은, 촉매 밀도가 특정 범위로 감소하는 구역 내 임의의 위치에 냉각 구역을 설치하는 것을 의미하는 것이지, 해당 구역을 냉각 구역으로 하는 것은 아니다. 실제로, 본 발명에서, 반응물류 방향에 따른 냉각 구역의 길이에 대해, 특별히 한정하지 않으며, 신속한 강온(예를 들면 0.5-2초 이내, 또는 0.5-1초 이내)을 통해, 반응 후의 물류를 450-530℃(바람직하게는 480-500℃)로 강온시킬 수 있으면 된다. 본 발명에서, “밀상 유동층 베드”란, 촉매 분해 반응기 내의 촉매 인벤토리 구역을 의미하고, 리프팅 매체를 통해 촉매를 해당 구역에 집중시키며, 리프팅 매체의 유량, 반응물류의 유량, 촉매의 양 등을 변경함으로써 상기 베드의 위치를 변화시킬 수 있다. 해당 분야의 공지된 상식에 근거하여, 당업자는 밀상 유동층 베드를 의심의 여지없이 확인할 수 있다. 본 발명에서, “밀상 유동층 베드