灵活多效烃类催化裂化方法技术

本发明专利技术提供一种灵活多效的烃类催化裂化方法，有两根独立的提升管和两个相应的沉降器，使用同一种催化剂，在两种不同的反应条件下，进行串联操作，加工轻质烃类和重质烃类。在第一根提升管反应器中轻质烃类与再生器来的热催化剂在６００－７００℃，剂／油比为１０－４０，油气在提升管中停留时间为２－２０秒，控制催化剂碳含量为０．１－０．４％（重量）进行催化裂化反应，达到增加烯烃产率，提高汽油辛烷值，脱除硫、氮等杂质，改善汽油安定性，提供还原气氛，对催化剂上的重金属污染物进行钝化，为催化剂循环到第二根提升管中进行重质烃类催裂化反应提供有利条件，重质烃在常规催化裂化条件下进行反应，本发明专利技术既可增产Ｃ↓［２］－Ｃ↓［４］烯烃，又可以使沉积在催化剂上的金属杂质的毒害作用得到钝化。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油炼制工艺方法领域，尤其涉及到对流化催化裂化工艺过程的改进，国际专利分类号为C10G11/00。在炼油厂中，流化催化裂化装置（FCCU）是重要的二次加工过程之一。它的原料是原油或常压塔底重油、减压馏份油、减压渣油以及它们的混合物，产品以高辛烷值汽油及柴油组分为主。同时，还可以生产少量的低碳烯烃如乙烯、丙烯、丁烯，由于产率较低，尚不能满足石油化工发展的需要。另外，在炼油厂中，不可避免还生产一部分品质较差的轻质油品，如直馏汽油，重整抽余油、拔头油及焦化汽油等，前三种汽油因其辛烷值较低，不能直接做为产品出厂必须用其它高辛烷值组分调合，而高辛烷值组分又需C1-C3烯烃做原料，这就进一步减少了供给石油化工原料的低碳烯烃数量。而焦化汽油因其中含有较多的硫、氮化合物及不饱和烃类，需要加氢精制才能改善其产品的质量，以致增加了产品的成本和炼油厂建设的投资。近年来，随着流化催化裂化工艺技术的发展及其原料油组成的重质化，常压塔底油和减压渣油在原料组成中所占比例日趋上升。但是，常压塔底油及减压渣油中，一般都含有相当数量的金属杂质如铁、镍、钒、铜等，在催化裂化反应过程中，绝大多数金属杂质都不断地沉积在催化剂上，造成催化剂活性、选择性及稳定性的下降，使反应产物中氢气产率及焦碳产率上升，汽油、柴油组分产率下降。金属杂质的脱氢作用还会使汽油、柴油组分中不饱和烃类及其缩合物含量增加，在不同程度上造成汽油、柴油组分贮存安定性下降。为了减轻金属杂质对催化剂的毒害作用，一些公开的专利技术如USP.2900326介绍了一种在流化催化裂化（FCC）装置中加工粗柴油的方法，其中将产生的含有氢气的轻质烃类气体与送入的新鲜原料混合后加以循环，从而抑制C1-C4烃类的生成。USP.3894932介绍的方法是将轻质烃类送到提升管反应器的底部，在提升管上部引入粗柴油，然后在其上部再注入烃类。USP.4268a416公开的是在将催化剂送入提升管反应器的裂化区之前，将催化剂与被水饱和的氢气接触，可以降低催化剂被镍、-->钒污染的毒害作用。USP.4280895及4280896是将被金属杂质污染的催化剂，经再生后送入提升管反应器，在进入裂化区之前用氢气、一氧化碳或是二者的混合物进行还原处理。USP.4361469公开了一种由三个碳原子或者少于三个碳原子的烃类气体处理被金属污染的再生催化剂，使金属杂质还原的同时，这些金属在位于再生器和提升管裂化区之间的料封管里被碳化，这一料封管用于将催化剂从再生器送入提升管的裂化区。上述专利技术所使用的起钝化，还原作用的气体需循环使用，不能做为有价值的产品物流来增加炼油厂的经济效益。由于这种气体用量较大，从而加大了装置内部各主要设备生产负荷及生产过程中的能量消耗，生产成本亦随之提高。同时，该气体中水蒸汽的介入，还存在有高温下催化剂受水蒸汽作用而发生活性衰减的缺点。在应用催化转化工艺以生产C1-C4烯烃为目的的专利技术中，有代表性的是CN.87105428，该专利提供一种在移动床或流化床反应器内，使用固体酸催化剂，以石油烃类为原料进行催化反应，制取C1、C4烯烃为主兼产汽油和柴油组分的方法。该专利技术指出它与常规的催化裂化相比，主要是采用了增加二次反应及减少氢转移反应的催化剂，提高了反应温度，增加了原料与催化剂的接触时间，从而增加了低碳烯烃的产率，特别是增加了丙烯和丁烯的产率。但是，在这种较苛刻的反应条件下，该专利技术没有涉及到对汽油、柴油产品质量的影响。USP.3894933介绍了一种共用一个沉降器的双提升管反应器技术，其目的是增产柴油组分，具体作法是将来自装置内分馏系统的轻循环油，在第一提升管内与再生后的热催化剂接触，控制其转化率不超过30%。用过的催化剂经汽提后进入第二提升管与新鲜原料油及重循环油接触。这样，新鲜原料油和已经积炭的催化剂接触可以控制转化深度。这种安排的出发点是为了降低总的转化率，特别是新鲜原料的转化率。为此采用了低反应温度、低转化率、高回炼比等措施。该专利并未提供采用这种方法后可以增产多少轻柴油。而增产柴油的核心问题是防止柴油的二次裂化，它与反应产物中柴油的分压有关。将循环油与新鲜原料油混合物进行催化裂化反应的一个重要优点就在于可以降低反应产物中柴油的分压，从而减少柴油的二次裂化。因此，该专利并未显示出由申请人的专利技术构思而得到的显著的改进效果。还应该指出的是由-->于降低了总的转化率，必然使有价值的C1、C4烯烃产率大幅度减少。另一方面，该专利没有涉及到对催化剂上的金属杂质钝化，增产C1、C4烯烃等项重要的
从设备结构上看，两根提升管共用一个沉降器也不能避免催化剂间的返混。见附图3。附图及其说明：附图1是本专利技术的装置流程示意图，附图2是本专利技术流程示意图，附图3是USP3894933流程示意图，附图4是表示催化裂化进程中催化剂循环方式图，其中：附图4（A）表示在一根提升管反应器的反应一再生系统中催化剂的循环方式，附图4（B）表示本专利技术中催化剂的循环方式，附图4（C）表示USP3894933中催化剂的循环方式;附图1-4中1-第一提升管反应器2-第二提升管反应器3-第一沉降器4-第二沉降器5-催化剂再生器6-分馏塔7-沉降器8-提升管反应器A-轻质烃类B-重质烃类C-反应产物D-裂化气E-汽油F-柴油G-重循环油-->H-轻循环油I-循环油J-烟气K-原料油从现有的各种气体钝化技术及催化裂解技术中可以看出：它们仅限于应用在拥有一根提升管反应器的反应一再生系统中，催化剂的循环方式如附图4（A）所示。而本专利技术由于具有两根串联操作的提升管反应器，其催化剂的循环方式如附图4（B）所示。由此可知，催化裂解技术的催化剂在循环过程中只参与一次催化反应过程，而本专利技术中的催化剂在循环过程中，要对两种不同性质的原料油分别进行加工，就需先后参加两次催化反应过程。所以，两者在专利技术目的、操作功能、技术方法、工艺路线的各方面均存在有明显的不同。在USP3894933中，虽然也应用了两根提升管反应器，但该专利的专利技术目的是为了增产柴油组份。附图4（C）表示的是该专利的催化剂循环方式;由附图3可以更清楚的显示该专利与本专利技术在其技术实施的工艺路线方面不同。另外，该专利只限于加工一种原料，而本专利技术则同时加工两种不同的原料。因此，该专利技术功能单一，即增产轻质油品的同时，不具有本专利技术的多项功能。本专利技术流程图为附图1和附图2。通过以上对比可知，本专利技术的这种由两根串联操作的提升管反应器、各自独立的沉降器及再生器组成的反应一再生系统，由第一提升管反应器完成对催化剂所含金属杂质的钝化，增产低碳烯烃、改进低品位汽油质量的多项功能。由第二提升管反应器进行常规重油催化裂化反应。就成为区别于其他专利技术的最显著的特点。本专利技术的目的是针对现有专利技术存在的缺点与不足，提出一种既可使用常规FCCU催化剂，又可使用经改进的固体酸催化剂;在钝化沉积于催化剂上金属杂质毒害作用的同时，增产C1、C4烯烃;改进作为原料之一的汽油品质;对各种含有金属杂质的重质原料油进行常规催化裂化加工过程的多功能灵活催化裂化方法。本专利技术的工艺流程图示于图1，其改进在于采用两根串联操作的提升-->管反应器，分别控制其反应条件。从再生器来的热催化剂首先进入第一提升管反应器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多效烃类催化裂化方法，其特征是在两根独立的提升管中，使用同一种催化剂进行串联操作，在两种不同的操作条件下，加工两种不同的烃油，其流程见附图１：从再生器来的热催化剂首先进入第一提升管反应器，以轻质烃类为原料与热催化剂接触发生催化裂化反应，在其反应产物为氢气，Ｃ↓［１］－Ｃ↓［４］烃类，改质汽油及微量焦碳，反应产物和催化剂在第一沉降器中分离后，催化剂进入第二提升管反应器再与重质烃类进行常规催化裂化反应，重质烃类中所含有的金属杂质及反应过程中生成的焦碳也就随之沉积在催化剂上，反应产物与待生之催化剂在第二沉降器经分离与汽提，含碳待生催化剂被送到再生器内与含氧气体在高温下接触，烧掉催化剂上携带的焦碳而得到再生，热再生催化剂又循环回到第一提升管反应器进行反应，分别来自两个沉降器的反应产物汇合后进入分馏装置即可得到Ｃ↓［２］－Ｃ↓［４］烯烃、汽油、柴油、重油等。

【技术特征摘要】
1、一种多效烃类催化裂化方法，其特征是在两根独立的提升管中，使用同一种催化剂进行串联操作，在两种不同的操作条件下，加工两种不同的烃油，其流程见附图1：从再生器来的热催化剂首先进入第一提升管反应器，以轻质烃类为原料与热催化剂接触发生催化裂化反应，在其反应产物为氢气，C1-C4烃类，改质汽油及微量焦碳，反应产物和催化剂在第一沉降器中分离后，催化剂进入第二提升管反应器再与重质烃类进行常规催化裂化反应，重质烃类中所含有的金属杂质及反应过程中生成的焦碳也就随之沉积在催化剂上，反应产物与待生之催化剂在第二沉降器经分离与汽提，含碳待生催化剂被送到再生器内与含氧气体在高温下接触，烧掉催化剂上携带的焦碳而得到再生，热再生催化剂又循环回到第一提升管反应器进行反应，分别来自两个沉降器的反应产物汇合后进入分馏装置即可得到C2-C4烯烃、汽油、柴油、重油等。2、根据权利要求1所述的多效烃类催化裂化方法，其特征在第一根提升管反应器的反应温度为600-700℃;剂/油比为10-40;油气在提升管中停留时间为2-20秒...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿凌云，居荣富，吴之仁，彭世浩，邓先梁，沙颖逊，
申请(专利权)人：中国石油化工总公司，中国石油化工总公司洛阳石油化工工程公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]