催化裂解烃物料的选择性汽化方法与设备技术

本发明专利技术涉及在包括注入区域的管式反应器（１）中在流化相催化剂存在下烃的催化裂解方法。根据本发明专利技术，主要部分的待裂解物料使用至少一种与催化剂颗粒流的流动方向逆流的所述物料的注入部件（３）注入区域，一部分的待裂解物料使用至少一种与催化剂颗粒流的流动方向并流的所述物料的注入部件（２）同时注入区域。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
催化裂解烃物料的选择性汽化方法与设备本专利技术涉及在流化相催化剂存在下烃催化裂解的方法与设备。更具体地，本专利技术涉及能够使经过处理的烃物料在裂解反应器中得到充分汽化与良好转化的方法与设备。本身已知地，石油工业使用重烃物料的转化方法，即具有高分子量与高沸点的烃的分子分裂成较小分子的方法，这种较小分子可能在较低的温度范围内沸腾，适于所需要的应用。在这方面，目前推广最多的方法是所述的流化态催化裂解法(FCC法)。在这类方法中，呈细滴状的雾化烃物料在高温下与在反应器中以稀释流化床形式(即在气态流体中呈悬浮状，保证它们的转移)循环的裂解催化剂颗粒接触。这时出现物料汽化，接着烃分子在催化剂活性位点裂解。在如此达到所需要的分子量范围之后，沸点也相应降低，将得到的产物与催化剂颗粒分离；这些催化剂颗粒经汽提以回收所得到的烃，然后通过燃烧已生成的焦炭进行再生，最后再与待裂解物料进行接触。使用的反应器一般是垂直管式反应器，其中催化剂是以基本向上流动的方式移动(该反应器因此而被称作“立管”)或以基本向下流动方式移动(这时该反应器称之“滴管”或“下流管”)。已证明催化裂解法的一个关键因素涉及在待裂解烃物料注入区，与已再生的热催化剂颗粒接触时所述物料的汽化质量。该催化裂解反应是以气态进行的，因此，该物料与催化剂颗粒混合物的温度应该是这样，该温度能够全部即刻的汽化这种物料。因此，该混合物温度应该高于或等于物料中最重烃的汽化温度。对于催化裂解反应最佳温度，该温度是与物料化学组成、使用的催化剂类型及所希望转化产品的性质(汽油或柴油)相关。该温度一般是450-550℃。为了在良好条件下进行转化，因此该物料在这个温度范围-->内是完全可汽化的。这种限制作用限制了用于转化较轻物料的FCC法。事实上，人们希望转化较重物料时遇到严重问题：这些重物料往往含有沸点高于最佳反应温度的烃。对于如残余产物之类的物料尤其是这种情况：这种残余产物的特性是富含高分子量与高金属含量的化合物，具体如沥青质。它们在特别高的温度下沸腾，因此在最佳裂解反应条件下是很难汽化的。这时有两种可能：-或者，将反应器温度调整到最佳反应温度；混合物的温度处在最重烃汽化温度以下，这时物料只是部分被汽化，这样由于催化剂颗粒与未被汽化的物料液滴的碰撞作用而造成在催化剂颗粒表面沉积炭。由此可见该物料转化成轻产物的转化度较低，液体烃未转化。以及过量沉积炭的催化剂部分失活。-或者，将反应器温度调整到较高温度，这样能够保证物料完全汽化；这时反应温度比最佳值高得多，由此可见热裂解现象的增加不利于催化裂解反应：注入的烃出现过裂解，这表现在生成的炭增加和生成不增值的太轻的烃，与此同时所要求的中间产物生成减少。为了克服与重石油物料催化裂解相关的技术缺陷，从现在起考虑过许多解决方案：-在US4332674专利(Mauleon,Dean和Pfeiffer)中提出了一种方法，其中借助催化剂双再生系统提供的热量提高混合物的温度；在这类方法中，物料得到有效合理地汽化，但是反应温度太高，出现过裂解和得到在所研究产物产率与选择性方面有害的结果。-在EP0208609专利中，申请人提出一种在裂解反应器中合理调节温度的方法：在注入物料与在高的混合物温度下即刻汽化物料之后，催化反应温度因以合适的流量与温度加入辅助冷却流体而降低到最佳值。于是，该催化裂解反应可以在与混合物温度无关的温和条件继续进行。如果所使用的汽化方法不考虑到待裂解物料中烃的不均质性，该方法的缺陷是绝对没有选择性。事实上，如果该混合物温度是能够汽化物料中最重化合物的最佳温度，那么这个温度对同时存在于这种物料中的-->最轻化合物来说就太高了；这样，在注入辅助冷却流体与注入物料的时间间隔内，最轻化合物就有过裂解的危险。-最后，在EP0209442专利中，申请人建议以与催化剂颗粒流逆流方式注入的细小液滴流形式加入物料。这种注入方法能够较好地汽化物料液滴，因为逆流加入物料液滴只能够使它们与已再生的热催化剂流在不变的温度下相遇，该温度处于接近于其加入反应器中的温度。但是，这里的汽化条件也缺乏选择性，因为这些条件没有考虑物料中烃的不均质性，此外，与催化剂逆流注入物料导致尤其与催化裂解设备启动相关的困难：在启动逆流注入的特别关键的期间，事实上观察到催化剂有停止循环的危险，或全部或部分催化剂颗粒流循环方向反转(即这些催化剂转向再生器的方向)，在所有附图所示方案中，这可能引起设备运行严重失常。因此，现有技术不能够完全令人满意地解决重物料催化裂解的问题。因此本申请人进行了这方面的工作，申请人研制了一种能够克服上述缺陷的方法与设备。因此本专利技术提出了一种催化裂解的设备，其中待裂解物料的注入区包括由多个注入器组成的混合注入系统，相对于催化剂颗粒流的流动方向，一些注入器能够逆流加入物料，另一些注入器能够并流加入物料。本专利技术还涉及这样一种设备的特别有利的应用。因而，本专利技术涉及在一种基本向上或向下流动的管式反应器中，在流化相催化剂存在下催化裂解烃的方法，该反应器包括待裂解物料的注入区，该方法的特征在于大量待裂解物料通过至少一个相对于催化剂颗粒流流动方向逆流注入所述物料的部件加入裂解反应器的注入区，其特征还在于大量待裂解物料通过至少一个相对于催化剂颗粒流流动方向并流注入所述物料的部件同时加入同一个注入区。在这种定义中，正如本说明书后面部分与权利要求中所述，并流与逆流的概念是以催化剂颗粒和所裂解产物沿着催化裂解反应器总的流动方向确定的。另外，本申请人提出了一种特别有利的本专利技术方法运行模式，其中-->逆流注入的物料含有重烃，而并流注入的物料本质上是比较轻的。在这样一种方法中，最重的烃与催化剂流动的方向逆流注入，这样能够使烃受益于由这种注入方式所提供的改善的汽化条件。而易于汽化的较轻的烃，可在不太严格的条件下注入，这样这些烃出现过度裂解的危险性减小。于是，这两部分待裂解进料以完全适合于其各自性质的方式在能够选择性地保证它们完全汽化的最佳条件下被注入。由此可见，由于过裂解现象或未汽化重物料液滴存在而产生的焦化作用降低。此外，这种方法显现出是一种调节裂解反应器温度的独创性方法。事实上，在注入区上游，催化剂的温度应该升得特别高，以保证逆流注入的最重物料汽化，接着该裂解反应应该在比较温和的条件下继续进行，以避免过裂解和有害的结果。实际上可能的是，通过适当地调节并流注入的物料温度可将这种反应温度降低到最佳值，因为要比逆流注入的物料轻的这种物料不需要如此高的汽化温度。由于这种调节，于是降低了使用如US4332674专利中所述设备观察到的过量生成焦和过量生成非常轻的烃的危险，还改善了转化为所研究中间产物(汽油与柴油)的选择性。一般地，本专利技术的方法能够达到较好的物料转化选择性。事实上，最重的烃在严格的条件下进行汽化和第一个热裂解步骤，而最轻的烃遇到比较适合其性质的较温和的汽化与催化裂解条件。于是克服了催化裂解领域的其中一个主要难点，即保证了最重分子的有效裂解，同时避免了最轻分子的过裂解。因此，这种方法显得特别适合这些运行状态，其中首先寻求控制形成给定中间馏分时催化裂解反应的选择性，例如像形成“marche maxi-gazole”便是这种情况。同时，这种方法能够避免催化剂过焦化作用，这表现在待裂解物料本文档来自技高网...

【技术保护点】
在基本向上流动（１）或向下流动（４１）的管式反应器中在流化相催化剂存在下催化裂解烃的方法，该反应器包括待裂解物料的注入区域，该方法的特征在于采用至少一个与催化剂颗粒流的流动方向逆流的待裂解物料注入部件（３，４４），将大部分所述物料注入到注入区域，其特征还在于采用至少一个与催化剂颗粒流的流动方向并流的待裂解物料注入部件（２，４５），将大部分所述物料同时注入到同样的区域。

【技术特征摘要】
FR 1997-10-24 97133631、在基本向上流动(1)或向下流动(41)的管式反应器中在流化相催化剂存在下催化裂解烃的方法，该反应器包括待裂解物料的注入区域，该方法的特征在于采用至少一个与催化剂颗粒流的流动方向逆流的待裂解物料注入部件(3,44)，将大部分所述物料注入到注入区域，其特征还在于采用至少一个与催化剂颗粒流的流动方向并流的待裂解物料注入部件(2,45)，将大部分所述物料同时注入到同样的区域。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于逆流注入的物料含有重烃，其特征还在于并流注入的物料是性质上较轻的烃。3、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于逆流注入的物料含有不可忽略不计比例的其沸点高于或等于混合温度的化合物。4、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于逆流注入的物料含有一般是直到700℃或700℃以上沸腾，还可以含有高比例的沥青，其康拉德逊残碳含量直到4％和4％以上的馏分如重馏出物，常压蒸馏残渣和真空蒸馏残渣，这些物料如必要的话可以进行预处理，例如像在钴/钼类催化剂存在下加氢处理，还可以用较轻的馏分稀释或不稀释。5、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于并流注入的物料含有不可忽略不计比例，其沸点低于或等于混合温度的化合物。6、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于并流注入的物料含有石油馏分，如通常的催化裂解物料，来自蒸馏的蒸馏物类和/或柴油类的物料，粘度降低的蒸馏物类和/或柴油类的物料，和来自常压蒸馏的脱沥青残渣或柴油类物料。7、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于待裂解物料进行预处理，其分馏点优选地相应于裂解反应器(1,41)中混合温度，最重的馏分逆流注入，而最轻的馏分并流注入。8、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于逆流注入的物料仅含有浆液类循环残渣，或含有与新物料混合的浆液类循环残渣。9、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于并流注入的物料仅含有HCO或LCO类循环馏分，或含有与新物料混合的HCO或LCO类循环馏分。10、在基本向上流动或向下流动的管式反应器(1,41)中在流化相催化剂存在下催化裂解烃的设备，该反应器配置待裂解物料注入部件，该设备的特征在于待裂解物料注入部件包括：-至少一个与催化剂颗粒流...

【专利技术属性】
技术研发人员：M弗兴，M德尔波佐，
申请(专利权)人：多塔乐精制销售有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]