重质原料流化催化裂化的方法技术

描述了一种在热平衡范围下重质进料流化催化裂化的方法，其中在再生器外的一个或多个催化剂冷却器使再生剂流冷却。一部分所述的物流返回再生器，而一部分经冷却的再生剂在大大低于再生器温度的温度下与未冷却的再生剂混合，所述的混合物与要裂化的烃类进料接触。结果，使催化剂的循环量的控制与装置的热平衡无关，从而使焦炭和燃料气的产量下降。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】重质原料流化催化裂化的方法本专利技术涉及一种介入热平衡而改进的流化催化裂化的方法。更具体地说，本专利技术涉及这样一种流化催化裂化方法，其中裂化装置热平衡基本原理的改变使得通过产物产率平衡的改进，主要在重质原料催化裂化情况下产物产率平衡的改进，有可能提高该方法的生产能力。这一介入是将两种再生剂物流送入提升管，其中一种物流是处于再生器温度的再生剂物流，而另一物流是经冷却的再生剂物流。流化催化裂化或FCC通过烃类在转化段中与细颗粒材料组成的催化剂接触来进行。与加氢裂化不同，催化裂化在完全没有外加氢气或氢耗的条件下进行。通常，送入FCC工艺的最常见进料是由减压塔侧线馏分得到的那些炼厂物流，称为重质减压瓦斯油；或者由常压塔底得到的比减压瓦斯油更重的炼厂物流，称为常压渣油；或者两者的混合物。其典型的密度范围为8-28°API度的这些物流送入化学过程如催化裂化过程中，使其组成发生显著变化，以便转化成有更高经济价值的更轻的烃类物流。在裂化反应过程中，大量焦炭作为反应的副产物沉积在催化剂上。焦炭是由通常在其组成中含有4-8％(重量)氢的烃类构成的高分子量材料。将通常被专家们称为待生剂的催化剂连续从转化段中除去，同时用从再生段得到的基本上不含焦炭的催化剂补充。在再生段中、在保持在高温下的再生器中烧掉沉积在催化剂表面上和孔中的焦炭。通过燃烧除去焦炭使催化剂的活性得以恢复并释放出一定数量的热量，其数量足以达到催化裂化反应的热量需求。借助气体物流得到的催化剂的流化使催化剂在转化段和再生段之间的输送(反之亦然)成为可能。催化剂除了它促进化学反应的催化作用这一主要功能外，还是将热从再生器输送到转化段的手段。现有技术有关烃类在流化的催化剂物流中裂化、催化剂在转化段和再生段之间的输送以及焦炭在再生器中燃烧方法的描述是大量-->的。尽管FCC方法已有较长的历史，但仍在不断寻找改进这一方法的各种技术，以便提高有较高价值的产物如汽油和LPG的产量。通常可以说，FCC方法的主要目的是使这些更有价值的产物的产量最大。基本上，可用两种方法使更有价值的产物的产量最大。一种方法是提高所谓的转化率，它对应于减少重质产物如澄清油和轻循环油的产量。另一方法是降低焦炭和燃料气的产率，即降低该方法对生成这些产物的选择性。降低焦炭和燃料气的产量的结果是使汽油和LPG的产量增加，这就意味着该方法对生成这些有价值的产物的选择性增加。另外一些好处是可使用较小的空气鼓风机和富气压缩机，它们是大型的高能耗的机械，通常由它们决定FCC装置的生产能力范围。大家都知道，FCC方法的一个重要特性是催化剂与进料的最初接触，它对生成高价值的产物的转化率和选择性有最重要的影响。在FCC方法中，将经预热的烃类进料注入靠近转化段或提升管底部的位置，提升管是一根延长的竖直管。通常，该管的高度为20-40米，而直径为0．5-1．5米。在提升管中，进料与带有一定数量热量的再生剂流接触，其热量足以使进料雾化并提供在该方法中主要的吸热反应的热负荷。在发生化学反应的提升管后，从反应产物中分离出在其表面和孔中沉积有焦炭的待生剂，并送入用于烧焦的再生器，以便恢复催化剂的活性和产生热量；当催化剂输送到提升管时，产生的热量用于该方法中。在进料送入提升管位置处的条件决定在反应中生成的产物。在这里，得到再生剂和进料的最初的混合物，进料中的大多数组分被加热到沸点并汽化。烃类在提升管中的总停留时间仅2秒。为了进行催化裂化反应，必需在数毫秒内使进料在与催化剂的混合段中汽化，以便经汽化的烃类分子可与催化剂颗粒接触。催化剂的粒度约60微米，烃类分子穿过颗粒的孔，以便受催化剂的酸性中心作用，最终引起催化裂化。在不能达到迅速汽化的情况下，进料的液体馏分进-->行热裂化。大家都知道，热裂化产生副产物如焦炭和燃料气，尤其是当渣油进料裂化时。焦炭除了固有的低价值外，它还堵塞催化剂的孔道。因此，不希望在提升管底部热裂化与催化裂化竞争，这一点是该方法的现实目标。另一方面，如果进料被适当地雾化，以便在催化剂相上形成细小的喷雾，那么进料就更容易迅速汽化。为了得到这样的喷雾，已开发了各种型式用于将进料注入提升管的喷射器。有证据表明，进料在雾化器中的温度越高，进料喷雾滴的表面积就越大，从而进料与催化剂之间的接触面积就越大，显著影响汽化的难易。可以证明，对于在FCC方法中使用的渣油进料以及实施的温度范围来说，由于使用较高的进料温度，接触面积的增加可达30％。为了使进料的转化率最大，通常试图在再生器中从催化剂上最大限度除去焦炭。可在部分燃烧或完全燃烧的条件下使焦炭燃烧。在部分燃烧下，焦炭燃烧产生的气体主要由CO2、CO和H2O组成，在再生剂中的焦炭含量为约0．1至0．2％(重量)。在完全燃烧下，在大量过量氧存在下进行，实际上在反应中生成的所有CO都转化成CO2。CO生成CO2的氧化反应是强放热的，以致完全燃烧有更大的热量释放，从而产生很高的再生温度。但是，完全燃烧得到的催化剂含有0．07％(重量)以下、优选0．05％(重量)以下的焦炭；与部分燃烧相比，除了不用高费用的CO燃烧锅炉外，还有更多的好处。在待生剂中焦炭的增加使在再生器中燃烧条件下单位质量循环催化剂的焦炭增加。在传统的FCC装置中，在燃烧气体中和主要在热再生剂流中的热从再生器中除去。待生剂上焦炭含量的增加使再生剂的温度以及再生器和反应器之间的温差增加。所以，为了提供反应器的热负荷以及保持反应温度，必需降低再生剂送入反应器的流速，即降低所谓的催化剂循环量。但是，再生器和反应器之间温差加大所需的较低的催化剂循环速率使剂／油比下降，从而使转化率下降。-->因此，催化剂由再生器到反应器的循环量是提升管热负荷以及再生器中达到的温度的函数，后者是焦炭生成量的函数。由于在提升管中生成的焦炭受催化剂循环量本身的影响，可以得出，催化裂化过程在热平衡范围下进行；基于以上所述的理由，在很高的再生温度下，得到不希望的操作。在对催化剂的活性没有不良影响的条件下，对FCC催化剂允许的温度还有另一些限制。通常，对于现代的FCC催化剂，再生器的温度，从而再生剂的温度保持在760℃以下、优选732℃以下，因为超过这一温度，催化剂活性的损失严重。希望的操作范围为685-710℃。下限主要由确保适当的焦炭燃烧的需要来控制。对于加工常压渣油的装置来说，没有除热系统的再生器大多数情况在870-980℃的温度范围下操作。所以，从催化剂的角度看以及从涉及的装置角度看，再生器的冷却旨在使再生器的温度达到可接受的数值，以致达到工业上可接受的催化剂循环量范围。这一方法被用于裂化各种重质原料如常压渣油或它与重质减压瓦斯油的混合物的FCC装置。当可得到的进料是高焦炭产量的渣油进料以及当再生在完全燃烧下进行时，再生器的冷却是不可避免的。在这一领域中，完全燃烧在实践中日益增多，因为除了其他一些优点外，它可在催化剂上得到相当低的焦炭含量，低于0．05％(重量)，从而使转化率提高。应当理解，重质原料的加工日益增加，这样的进料倾向于使焦炭生成量增加，以及在完全燃烧下操作要求安装催化剂冷却器，以便使再生器的温度保持在可接受的限度下。通常，催化剂冷却器从来自再生器的催化剂流中除热，以致返回到再生器的催化剂基本上被冷却。催化剂的冷却已成为许多专利的目本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在流化催化裂化条件下、在没有任何外加氢气的条件下，重质进料流化催化裂化的方法，该法包括以下步骤： ａ）在转化段或提升管中，使含重质烃类的进料与催化剂流接触，其中催化剂流为两种再生剂流的混合物，两种催化剂物流有不同的温度，这样的混合物含有热的再生剂的主催化剂流和冷的再生剂次催化剂流，催化剂混合物已达到平衡温度，所述的接触是这样的，以致由这样的进料的催化裂化得到汽相烃类以及沉积在催化剂上使其活性下降的固相焦炭； ｂ）通过安装在转化段或提升管外的适当设备，从所述的催化剂流混合物中分离出经裂化的物流； ｃ）将所述的经分离的催化剂流送到汽提段，然后送到再生段，将沉积在催化剂颗粒上的焦炭燃烧掉，以便得到比待生剂有更高活性的再生剂颗粒；再生剂处于比所述催化剂混合物的温度高得多的温度。 ｄ）将由步骤ｃ）得到的一部分热的再生剂流送到在再生器外的催化剂冷却器，以便得到经冷却的再生剂流； ｅ）将由步骤ｄ）得到的一部分经冷却的再生剂送到在转化段或提升管前面的混合段，而将另一部分经冷却的再生剂流返回再生器； （ｆ）将一部分步骤（ｃ）的热再生剂送到在转化段前面的混合段； （ｇ）将步骤（ｃ）的热再生剂和步骤（ｄ）的冷再生剂在反应段前面的混合段中混合，从而得到处于平衡温度的催化剂混合物； ｈ）将步骤ｃ）得到的热再生剂流和步骤ｄ）得到的冷再生剂流和要裂化的重质进料在转化段或提升管中、在热平衡范围内混合。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】BR 1997-7-17 9703632-31．一种在流化催化裂化条件下、在没有任何外加氢气的条件下，重质进料流化催化裂化的方法，该法包括以下步骤：a)在转化段或提升管中，使含重质烃类的进料与催化剂流接触，其中催化剂流为两种再生剂流的混合物，两种催化剂物流有不同的温度，这样的混合物含有热的再生剂的主催化剂流和冷的再生剂次催化剂流，催化剂混合物已达到平衡温度，所述的接触是这样的，以致由这样的进料的催化裂化得到汽相烃类以及沉积在催化剂上使其活性下降的固相焦炭；b)通过安装在转化段或提升管外的适当设备，从所述的催化剂流混合物中分离出经裂化的物流；c)将所述的经分离的催化剂流送到汽提段，然后送到再生段，将沉积在催化剂颗粒上的焦炭燃烧掉，以便得到比待生剂有更高活性的再生剂颗粒；再生剂处于比所述催化剂混合物的温度高得多的温度。d)将由步骤c)得到的一部分热的再生剂流送到在再生器外的催化剂冷却器，以便得到经冷却的再生剂流；e)将由步骤d)得到的一部分经冷却的再生剂送到在转化段或提升管前面的混合段，而将另一部分经冷却的再生剂流返回再生器；(f)将一部分步骤(c)的热再生剂送到在转化段前面的混合段；(g)将步骤(c)的热再生剂和步骤(d)的冷再生剂在反应段前面的混合段中混合，从而得到处于平衡温度的催化剂混合物；h)将步骤c)得到的热再生剂流和步骤d)得到的冷再生剂流和要裂化的重质进料在转化段或提升管中、在热平衡范围内混合。2．根据权利要求1的重质进料流化催化裂化的方法，其中重质烃类原料是一种沸程为380-560℃、API度为8-28的原料。3．根据权利要求1的重质进料流化催化裂化的方法，其中剂／油比通过冷催化剂流的流速来独立控制。4．根据权利要求1的重质进料流化催化裂化的方法，其中再生器温度通过冷催化剂到再生器的循环量来独立控制。5．根据权利要求1的重质进料流化催化裂化的方法，其中步骤c)的热再生剂流处于650-760℃。6．根据权利要求5的重质进料流化催化裂化的方法，其中步骤c)的热再生剂流优选处于680-732℃。7．根据权利要求1的重质进料流化催化裂化的方法，其中步骤d)的冷再生剂处于450-670℃。8．根据权利要求7的重质进料流化催化裂化的方法，其中步骤d)的冷再生剂优选处于480-520℃。9．根据权利要求1的重质进料流化催化裂化的方法，其中步骤c)和d)的催化剂在转化段或提升管中的混合物得到630-670℃范围的温度。10．根据权利要求9的重质进料流化催化裂化的方法，其中步骤c)和d)的催化剂流在转化段或提升管中的混合优选得到640-660℃范围的温度。11．根据权利要求1的重质进料流化催化裂化的方法，其中催化剂颗粒在转化段或提升管中的停...

【专利技术属性】
技术研发人员：JGF拉莫斯，JM福斯克，MJ班皮，EF桑德斯，FCDC巴洛斯，J米德罗斯，CFMD桑托斯，AM杜博斯，IA泽切，M艾斯非尔德，MCDS罗查，
申请(专利权)人：巴西石油公司，
类型：发明
国别省市：BR[巴西]