催化裂解的工艺和系统技术方案

本发明专利技术涉及催化裂化领域，公开了一种催化裂解的工艺和系统。所述工艺包括：在下行管反应器中，重质原料与催化裂化催化剂接触反应，得到第一反应产物和待生催化剂；将第一反应产物和待生催化剂送入流化床反应器上部的沉降段进行气固分离，分离得到的待生催化剂进入流化床反应器中；在提升管反应器中，轻质原料与催化裂化催化剂接触反应，得到第二反应产物和待生催化剂；将第二反应产物和待生催化剂送入流化床反应器中，与催化裂化催化剂接触反应，得到第三反应产物和待生催化剂；对来自流化床反应器的待生催化剂进行再生。本发明专利技术提供的工艺和系统能够在提高低碳烯烃和柴油产率的同时改善柴油质量，增加低碳烯烃与干气产率的比值，优化产物分布。

【技术实现步骤摘要】
催化裂解的工艺和系统
本专利技术涉及一种催化裂解的工艺和系统。
技术介绍
乙烯、丙烯和丁烯等小分子烯烃是最基本的有机合成原料。目前世界范围内小分子烯烃主要的生产工艺为蒸汽裂解工艺，但是高温裂解炉易结焦，所以该工艺基本上以轻质油为原料，例如天然气、石脑油、轻质柴油，也可以加氢裂化尾油为原料。目前我国原油重质化、劣质化的趋势越专利技术显，石脑油等轻质油收率变低，蒸汽裂解工艺与催化重整工艺的原料供需矛盾日益严重。自二十世纪八十年代中期以来，中国石化股份有限公司石油化工科学研究院就开始从事以重油为原料制取低碳烯烃的催化裂解家族技术的研究，并成功地开发出了最大量生产丙烯的催化裂解(DCC，USP4980053和USP5670037)技术和最大量生产乙烯的催化热裂解(CPP，USP6210562)技术。迄今为止，此两种技术主要是用单个提升管反应器或单个提升管反应器组合密相流化床的反应器结构，提高低碳烯烃产率的同时干气和焦炭产率也偏高。近年来，采用多个反应器进行重油裂解多产低碳烯烃的技术受到较大的关注，这些技术都是为不同的原料选择不同的反应器，包括上行式反应器、下行式反应器和流化床反应器，甚至选择不同的催化剂，保证各种原料在更适合自身特性的反应环境下进行反应。例如，CN101074392A公开了一种利用两段催化裂解生产丙烯和高品质汽柴油的方法，该方法主要是利用两段提升管催化裂化技术，采用富含择形沸石的催化剂，以重质石油烃类或富含碳氢化合物的各种动植物油类为原料，针对不同性质的反应物料进行进料方式的优化组合，控制不同物料适宜的反应条件，以达到提高丙烯收率、兼顾轻油收率和质量、抑制干气和焦炭生成的目的。其具体提出第一段提升管进料为新鲜重质原料油，其下部或底部可以进轻质烃类原料；第二段提升管进料为高烯烃含量的汽油和循环油，可以分层进料或混合进料，其下部或底部可以进其他轻质烃类原料。又如，CN101045667A提出了一种提高低碳烯烃产率的催化转化方法，该方法将烃油原料经原料喷嘴注入下行式反应器内，与再生催化剂和任选的积炭催化剂接触，将裂化产物和待生催化剂分离，裂化产物分离后得到低碳烯烃，其余产物至少一部分引入提升管反应器内与再生剂接触反应，将油气与待生催化剂分离。该方法通过生成的低碳烯烃与待生剂及时分离，力图有效地抑制低碳烯烃的二次反应，提高低碳烯烃的产率。但是，仅凭下行式反应器和提升管反应器难以满足重油和轻质烃类的转化率，也无法实现低碳烯烃产率的最大化，而且从该其公开的实施例中可以看出，低碳烯烃与干气产率比值在3以下，原料无法得到充分利用，低价值产物高。再如，CN101210191A提出了一种下行式反应器和提升管反应器串联的催化裂化方法。该方法包括将预热后的原料油进入下行式反应器与来自再生器的高温再生催化剂接触，汽化并进行裂解反应，从下行式反应器出口出来的油气进入提升管反应器继续反应，从提升管反应器入口引入另一股再生催化剂，从提升管反应器出口出来的油气与催化剂进入沉降分离器分离。根据目标产品的不同，在提升管反应器可以采用与下行式反应器不同的催化剂，可以提高汽油收率，改善产品质量。但是，采用下行式反应器和提升管反应器串联的催化裂化方法不可避免的会使得重油干扰轻油的反应，使得轻烃没有进一步转化，而轻烯烃可能会发生进一步反应，因此导致低碳烯烃产率降低。再如，CN102690682A提出一种生产丙烯的催化裂化方法，该方法包括：使重质原料与以Y型沸石为主要活性组分的第一催化裂化催化剂在第一提升管中接触反应，将反应后的油气与催化剂分离，油气引入产品分离系统，催化剂于第一汽提器汽提后引入第一在生气再生，再生催化剂引入第一提升管反应器循环使用。轻质烃与以平均孔径小于0.7nm的择形沸石为主要活性组分的第二催化裂化催化剂在第二提升管反应器内接触反应，将所得的油气引入与第二提升管反应器串联的流化床反应器进行反应，流化床反应后的油气引入产品分离系统，催化剂引入第二汽提器汽提后引入第二再生器再生，再生催化剂引入第二提升管反应器循环使用。所述催化裂化装置的汽提器用隔板分隔为两个独立汽提区，两个汽提区分别与两个提升管形成两个独立的反应、汽提和再生路线。基于上述现有技术，还丞待开发一种新的能够提高低碳烯烃产率，优化产物分布的催化裂解的工艺和系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的催化裂解的工艺和系统，该工艺和系统能够在提高低碳烯烃和柴油产率的同时改善柴油质量，增加低碳烯烃与干气产率的比值，优化产物分布。本专利技术的专利技术人基于下行管反应器、流化床反应器以及提升管反应器构成的组合反应器，通过工艺方案的优化，在下行管反应器、流化床反应器以及提升管反应器中采用相同的催化裂解催化剂，重质原料在下行管反应器中催化裂解为含有低碳烯烃的反应产物，轻质原料在提升管反应器中反应后继续在流化床反应器中反应，实现不同进料在合适的反应器进行催化裂解，有效提高重油转化率，促进轻质原料再次裂解，显著增加低碳烯烃与干气产率的比值。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种催化裂解的工艺，其中，该工艺包括：(1)在下行管反应器中，重质原料与催化裂化催化剂接触进行催化裂解反应，得到第一反应产物和待生催化剂；(2)将步骤(1)的第一反应产物和待生催化剂送入流化床反应器上部的沉降段进行气固分离，分离得到的第一反应产物送出流化床反应器，分离得到的待生催化剂进入流化床反应器中；(3)在提升管反应器中，轻质原料与催化裂化催化剂接触进行催化裂解反应，得到第二反应产物和待生催化剂；(4)将步骤(3)的第二反应产物和待生催化剂送入流化床反应器中，与催化裂化催化剂接触进行催化裂解反应，得到第三反应产物和待生催化剂；(5)在再生器中，对来自流化床反应器的待生催化剂进行再生，得到再生催化剂。优选地，所述工艺还包括：将所述第一反应产物和所述第三反应产物进行产物分离，得到干气、液化气、汽油、柴油和油浆；将分离得到的至少部分液化气和/或汽油和/或柴油作为所述轻质原料送入所述提升管反应器中与催化裂化催化剂接触进行催化裂解反应；以及，所述工艺还包括：将分离得到的至少部分油浆送入所述提升管反应器中与催化裂化催化剂接触进行催化裂解反应；优选地，送入提升管反应器的汽油与送入下行管反应器的重质原料的重量比为(0.05-0.3):1，更优选为(0.10-0.2):1；优选地，送入提升管反应器的柴油与送入下行管反应器的重质原料的重量比为(0.02-0.3):1，更优选为(0.05-0.2):1；优选地，送入提升管反应器的油浆与送入下行管反应器的重质原料的重量比为(0.01-0.2):1，更优选为(0.05-0.15):1。本专利技术第二方面提供一种催化裂解的系统，其中，该系统包括下行管反应器、流化床反应器、再生器和提升管反应器；所述流化床反应器由上至下依次包括沉降段、流化床层反应段和汽提器；所述下行管反应器与流化床反应器的沉降段相连通；所述提升管反应器与所述流化床反应器的流化床层反应段相连通；所述再生器分别与所述下行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化裂解的工艺，其特征在于，该工艺包括：/n(1)在下行管反应器中，重质原料与催化裂化催化剂接触进行催化裂解反应，得到第一反应产物和待生催化剂；/n(2)将步骤(1)的第一反应产物和待生催化剂送入流化床反应器上部的沉降段进行气固分离，分离得到的第一反应产物送出流化床反应器，分离得到的待生催化剂进入流化床反应器中；/n(3)在提升管反应器中，轻质原料与催化裂化催化剂接触进行催化裂解反应，得到第二反应产物和待生催化剂；/n(4)将步骤(3)的第二反应产物和待生催化剂送入流化床反应器中，与催化裂化催化剂接触进行催化裂解反应，得到第三反应产物和待生催化剂；/n(5)在再生器中，对来自流化床反应器的待生催化剂进行再生，得到再生催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种催化裂解的工艺，其特征在于，该工艺包括：
(1)在下行管反应器中，重质原料与催化裂化催化剂接触进行催化裂解反应，得到第一反应产物和待生催化剂；
(2)将步骤(1)的第一反应产物和待生催化剂送入流化床反应器上部的沉降段进行气固分离，分离得到的第一反应产物送出流化床反应器，分离得到的待生催化剂进入流化床反应器中；
(3)在提升管反应器中，轻质原料与催化裂化催化剂接触进行催化裂解反应，得到第二反应产物和待生催化剂；
(4)将步骤(3)的第二反应产物和待生催化剂送入流化床反应器中，与催化裂化催化剂接触进行催化裂解反应，得到第三反应产物和待生催化剂；
(5)在再生器中，对来自流化床反应器的待生催化剂进行再生，得到再生催化剂。


2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述工艺还包括：将第三反应产物和待生催化剂通过流化床反应器上部的沉降段进行气固分离，分离得到的第三反应产物送出流化床反应器，分离得到的待生催化剂进入流化床反应器中。


3.根据权利要求1或2所述的工艺，其中，所述工艺还包括：在对来自流化床反应器的待生催化剂进行再生之前进行汽提的步骤，优选地，所述汽提在流化床反应器下部的汽提器中进行。


4.根据权利要求1或2所述的工艺，其中，所述工艺还包括：将所述第一反应产物和所述第三反应产物进行产物分离，得到干气、液化气、汽油、柴油和油浆；将分离得到的至少部分液化气和/或汽油和/或柴油作为所述轻质原料送入所述提升管反应器中与催化裂化催化剂接触进行催化裂解反应；以及，
所述工艺还包括：将分离得到的至少部分油浆送入所述提升管反应器中与催化裂化催化剂接触进行催化裂解反应；
优选地，送入提升管反应器的汽油与送入下行管反应器的重质原料的重量比为(0.05-0.3):1，更优选为(0.1-0.2):1；
优选地，送入提升管反应器的柴油与送入下行管反应器的重质原料的重量比为(0.02-0.3):1，更优选为(0.05-0.2):1；
优选地，送入提升管反应器的油浆与送入下行管反应器的重质原料的重量比为(0.01-0.2):1，更优选为(0.05-0.15):1。


5.根据权利要求1所述的工艺，其中，
步骤(1)中，所述催化裂解反应的条件包括：温度为510-690℃，优选为520-650℃；剂油比为5-20，优选为7-18；反应时间为0.5-8秒，优选为1.5-4秒；
步骤(3)中，所述催化裂解反应的条件包括：温度为520-720℃，优选为530-700℃；剂油比为8-26，优选为10-24；反应时间为1-10秒，优选为2-7秒；
步骤(4)中，所述催化裂解反应的条件包括：温度为480-650℃，优选为500-640℃；重时空速为1-35小时-1，优选为2-33小时-1；剂油比为6-20，优选为7-18；反应压力为0.15-0.35兆帕，优选为0.2-0.35MPa。


6.根据权利要求1或5所述的工艺，其中，所述工艺还包括：将步骤(5)得到的再生催化剂用作步骤(1)和/或步骤(3)和/或步骤(4)的催化裂化催化剂。


7.根据权利要求6所述的工艺，其中，以单位时间内离开再生器的再生催化剂的总重量为基准，将10-70重量％的再生催化剂送入步骤(1)的下行管反应器中，将20-60重量％的再生催化剂送入步骤(4)的流化床反应器中，将10-40重量％的再生催化剂送入步骤(3)的提升管反应器中。


8.根据权利要求1、5、6或7所述的工艺，其中，所述催化裂化催化剂含有沸石、无机氧化物和可选的粘土；以催化裂解催化剂的总重量为基准，所述沸石的含量为1-50重量％，所述无机氧化物的含量为5-99重量％，所述粘土的含量为0-70重量％；
所述沸石包括平均孔径小于0.7纳米的择形沸石和Y型沸石；以干基计并以沸石总重量为基准，所述平均孔径小于0.7纳米的择形沸石的含量为25-90重量％，所述Y型沸石的含量为10-75重量％；所述平均孔径...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙有鑫，朱根权，杨超，成晓洁，马文明，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11