用于提升重油品质的低温热力学裂化和转化制造技术

本发明专利技术提供了热力学裂化方法，其中所述裂化在旋风反应器中和在旋转和湍流流动的能量载体的流动下具有变化面积的提升管（ｒｉｓｅｒ），其中所述能量载体是通过注入燃烧气体或者空气而在流化产生器中运动。还记载了裂化单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于提升重油品质的低温热力学裂化和转化本专利技术涉及用于通过提高其API值而提升重油品质的低温热力学裂化和转化方法。本专利技术是对在US专利6660158中记载专利技术的改进。下面对催化裂化的概括介绍对现有状态进行加亮突出，和被突出的词语和句子集中于在各种情况下必须满足的难点/预防措施。催化裂化器单元(FCCU)工艺在石油工业中在提升油的品质广泛利用。这些工艺的“核心”由彼此连接的反应器容器和再生器导管构成，以使得用过的催化剂从反应器转移到再生器和将经再生的催化剂返回到反应器。所述油在反应器部分通过将其暴露于高温和与催化剂接触进行裂化。用于油裂化的热量由在催化剂再生期间产生的反应放热而提供。这种热量通过经再生的流体催化剂料流本身进行传输。油料流(进料和循环)以到反应器中的路径被引入这种热的催化剂料流。大部分裂化沿着这种传输管或者提升管在分散的催化阶段进行。最后在反应器中与催化剂床接触完成了裂化机理。来自反应器的蒸气裂化油通过旋风分离器与夹带的催化剂颗粒分离，并被引导到单元的回收部分。在此其通过常规方式分级以满足产物料流要求。在与输送油分离后，将用过的催化剂从反应器中引导到再生器中。将空气引入再生器和催化剂流化床中。空气与催化剂上的碳涂层反应以形成CO/CO2。所得的热的和基本上不含碳的催化剂通过将其返回到反应器中完成循环。离开再生器的废气富含CO。该料流经常被引导到特殊设计的料流发生器中，在此将CO转化为CO2和反应的放出热用于产生料流(CO锅炉)。本专利技术和现有技术的主要区别在于CO/CO2没有被引导到任何外部锅炉，而是在本专利技术中起到重要部分。进料到FCCU的原料主要为重真空瓦斯油范围。其型的沸程为340℃(10％)-525℃(90％)。这允许原料具有不超过900℃的最终沸点。尽管新型的沸石催化剂已经显示出高于更早的硅石-氧化铝催化剂的金属容忍度，这种瓦斯油在端点受限于最高可容忍金属。本专利技术和这种选项的主要区别在于本专利技术不受金属含量的限制，因为该方法以-->90％的量级降低了金属含量。此外，该方法不要求使用先进的催化剂，而是可以以细粒矿物(例如特别是氧化硅和橄榄石)形式使用能量载体。所述流体催化裂化器通常是获得许可的设施。因此，尽管在许可合同下对客户公开了某些数据，相关性和方法论是授权方的专有权利。这些数据是客户对于正确操作该单元需要的，并且未经授权方的明确许可不得对第三方公开。这些和其它方式(包括操作指令)对于单元的正确操作是必需的。然而，大多数专有权数据关系到方法的反应器/再生器方面。循环侧(也就是说，从反应器排出物产生产物料流所要求的设备)在其设计和操作评价方面基本上利用了常规工艺。直到19世纪80年代后期，进料到FCCU的原料还受限于例如高康拉孙残炭和金属的特征。这包括处理“桶底”残留物。实际上，甚至真空瓦斯油进料的处理受限于：-康拉孙残炭＜10wt％-氢含量＞11.2wt％-金属NI+V＜50ppm在19世纪80年代期间在研发中取得了显著突破，产生了能够处理这些重质进料和实际上一些残留物的催化方法。将比真空瓦斯油更重的原料被进料到常规FCCU中往往导致焦炭产量增加和进而使催化剂失活。这主要是下面原因造成的：-高份额的不能汽化的进料。所述不能汽化的部分在催化剂上快速焦化，堵塞其活性区域。-高浓度极性分子(例如多环芳香化合物和含氮化合物)的存在。它们被吸收到催化剂活性区域上导致立即(但是暂时)失活。-使催化剂中毒和影响裂化工艺的选择性的重金属污染物。-缓慢脱烷基化的高浓度聚环烷烃。本专利技术没有出现任何这些缺点。在FCCU方法中，常规的原料裂化温度通过热再生(regen)催化剂的循环控制。在较重质的进料物料情况下，随着康拉孙残炭的增加将出现更加显著的焦炭形成。这进而产生了高的催化剂再生温度和热负荷。为了保持热平衡，降低了催化剂循环，导致差的或者不令人满-->意的性能。采用催化剂冷却或者进料冷却来克服这种高催化剂热复合和保持合适的循环。在本专利技术中，能量载体的温度通过再生器中的内部冷却控制。进料的扩大的沸程，正如在残留物情况下，往往导致不均匀的裂化苛刻度。在进料中的较轻分子在与热催化剂接触时马上汽化并发生裂化。在较重分子的情况下，同样难于实现汽化。这导致更高的焦化沉积，并伴随着更高速率的催化剂失活。实际上，整个进料应当立即蒸发，使得可以进入均匀的催化机理。混和温度(其定义为未经裂化的蒸气进料和经再生的催化剂之间的热平衡温度)应当接近进料露点温度。在常规单元中，混和温度为比提升管出口温度高约20-30℃。这可以用下面表达式估算：Tm＝TR+0.1ΔAHcTm＝混合温度TR＝提升管出口温度(℃)ΔAhc＝裂化热(BTU/lb或kJ/kg)混合温度还略取决于催化剂温度。催化苛刻度受到多环芳族化合物和氮气的影响。其原因在于这些化合物往往被吸收到催化剂中。通过增加提升管温度增加混合温度逆转了吸收过程。不幸的是，更高的提升管温度导致不理想的热裂化和产生干燥气体。因此，对重质原料的处理需要特殊技术，以克服：-进料汽化。-高浓度的极性分子。-金属的存在。一些已经开发出来用于满足重油裂化工艺的技术有如下：-两阶段再生。-提升管混合器设计和混合温度调节(对于快速汽化)。-新的提升管提升技术使蒸气的用量最小化。-再生催化剂温度控制(催化剂冷却)。-针对下面因素选择催化剂：良好的转化率和产率模式。耐金属性。-->耐热性和耐水热性。高汽油RON。本专利技术将会显示如何解决这些问题和表明不需要使用两阶段再生。在重油流体催化裂化中的重要问题是处理高焦炭沉积和保护催化剂。一项限制用过的催化剂的再生的苛刻条件的技术是两阶段再生器。这与本专利技术不同。来自反应器的用过的催化剂被输送到第一再生器中。在此，催化剂用受限量的空气进行温和氧化。在该再生器中的温度保持相当低，约700-750℃。催化剂从该第一再生器中气动地传输到第二再生器。在此过量空气用于完成碳的烧去并经历了高达900℃的温度。经再生的催化剂离开该第二再生器而通过提升管回到反应器。该应用于两阶段再生方法的技术是有创新性的，其创新性在于其实现了高的碳烧去而不损害催化剂活性。在第一阶段，所述条件鼓励大部分氢与焦炭一起燃烧。显著量的碳在温度条件下也被烧掉。这些条件抑制了催化剂失活。本专利技术在再生器中在450-600℃温度下操作，而这远远低于上面提及的温度。已经发现，催咱对于给定进料和催化剂体系理想的能力载体的特定温度范围。一种独特的致密相能量载体冷却体系提供了这样的技术，通过该项技术可以保持最佳温度和热平衡关系。这些特征是本专利技术的重要部分。经报导，在输入到反应器中的热量中所含的69％的焓被要求仅用来加热和使进料汽化。其它基本上用于转化。为了改善转化率，非常理想的是让更多可利用的热用于转化。在常规FCCU单元中唯一可以改变来实现这一要求的变量进料口焓，也就是说，通过预热进料。然而，这样做直接降低了催化剂循环以保持热平衡。这对于转化有着负面影响。但是，进料的预热可以通过冷却能量载体得以补偿。这样，能量载体的循环率可以得以保持和在许多情况下得以增加。实际上，通过小心地操作热平衡，在能量载体循环率中的净增加可以高达1单位催化剂/油比率。在较低再生温度下，对于能量载体的较高平衡活性可能性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热力学裂化方法，其特征在于，所述裂化在细颗粒矿物形式的旋转和湍流流化能量载体影响下在旋风反应器中和在具有变化直径的提升管中进行，由此所述颗粒从在４５０℃－６００℃温度下操作的再生器开始运动经两个在流化床出口以下具有开口的排出管线并通过流化反应器中的燃烧气体被传输到提升管。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】NO 2004-2-11 200406151.一种热力学裂化方法，其特征在于，所述裂化在细颗粒矿物形式的旋转和湍流流化能量载体影响下在旋风反应器中和在具有变化直径的提升管中进行，由此所述颗粒从在450℃-600℃温度下操作的再生器开始运动经两个在流化床出口以下具有开口的排出管线并通过流化反应器中的燃烧气体被传输到提升管。2.权利要求1的热力学方法，其特征在于，所述能量载体选自细颗粒矿物，例如氧化硅、氧化镁、氧化铝、氧化铜、钙长石、橄榄石或者类似材料。3.权利要求1的热力学方法，其特征在于，所述反应器旋风分离器具有使催化剂和气体流转向的入口，由此它们将经受强烈的机械剪切力和在此催化剂将被从反应器旋风分离器中排空和经旋转阀体系和/或其它封闭装置被排放到再生器中。4.权利要求1和/或3的热力学方法，其特征在于，所述失活能量载体在流化再生室中再生，该流化再生室具有接收燃烧气体或者空气的正压室之上的流化穿孔板，和在此能量载体通过氧化其中所含的共同积累的焦炭而再生。5.权利要求4的热力学方法，其特征在于，所述再生器包括热交换器以通过热交换器中的蒸气产生控制反应器内能量载体的温度。6.权利要求1、3、4和5中任一项的方法，其特征在于，经再生的能量载体通过全部或者部分燃烧气体的蒸气被气动地，即没有重力下落地，转移经过提升管。7.前述权利要求中任一项的...

【专利技术属性】
技术研发人员：O埃林森，
申请(专利权)人：伊利克拉克公司，
类型：发明
国别省市：NO[挪威]