專利名稱：用附加反應(yīng)器通過(guò)催化劑再循環(huán)提高fcc產(chǎn)品質(zhì)量的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及用于重?zé)N物流的流化催化裂化(FCC)的方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于在不同的反應(yīng)器容器中提高催化裂化烴原料質(zhì)量的方法。
背景技術(shù)：
FCC工藝的實(shí)施方法是使原料與由細(xì)分的或顆粒狀的固體材料制成的催化劑接觸，原料可以是減壓瓦斯油、常壓重油或其它來(lái)源的沸點(diǎn)較高的烴。使氣體或蒸氣以足夠高的速度穿過(guò)催化劑，形成流體輸送所需的狀態(tài)，以此流化方式輸送催化劑。油與流化材料接觸催化裂化反應(yīng)。裂化反應(yīng)使焦炭沉積在催化劑上。離開反應(yīng)區(qū)的催化劑被稱為“廢料”，即沉積在催化劑上的焦炭使其部分失活。焦炭包括氫和碳，還可以包括隨原料進(jìn)入工藝的其它痕量物質(zhì)如硫和金屬。焦炭通過(guò)堵塞催化劑表面上發(fā)生裂化反應(yīng)的酸位影響廢催化劑的催化活性。傳統(tǒng)上將廢催化劑輸送到汽提塔中，除去吸附在催化劑上的烴和氣體，然后輸送到再生器中，通過(guò)用含氧氣體氧化除去焦炭。與汽提塔中的廢催化劑相比，焦炭含量降低的催化劑在后面稱為再生催化劑，將其收集后返送到反應(yīng)區(qū)中。催化劑表面上焦炭的氧化釋放大量熱，其中的一部分隨焦炭氧化的氣相產(chǎn)品一起逸出再生器，這些氣相產(chǎn)品通常稱為廢氣。余熱隨再生催化劑一起離開再生器。流化催化劑在反應(yīng)區(qū)和再生區(qū)之間連續(xù)循環(huán)。流化催化劑除提供催化功能外，還作為載體將熱量從一個(gè)區(qū)域傳遞到另一個(gè)區(qū)域。FCC工藝及其使用的分離設(shè)備詳細(xì)描述在US-A-5584985B1和US-A-4792437B1中，此處引入這兩篇專利作為參考。各接觸區(qū)、再生區(qū)和汽提區(qū)及用于在各個(gè)區(qū)之間輸送催化劑的配置的具體細(xì)節(jié)對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)都是公知的。
FCC反應(yīng)器將瓦斯油或更重的原料裂化成多種產(chǎn)品。FCC單元產(chǎn)生的裂化蒸氣進(jìn)入其形式一般為主分餾塔的分離區(qū)，產(chǎn)生氣體物流、汽油餾分、輕循環(huán)油(LCO)和包括重循環(huán)油(HCO)組分的澄清油(CO)。氣體物流可以包括干氣(即氫氣和C1和C2烴)和液化石油氣(“LPG”)，即C3和C4烴。在很多地區(qū)，LPG和干氣不如石腦油有價(jià)值。但在某些地區(qū)，LPG比石腦油更有價(jià)值。汽油餾分可以包括輕、中和重汽油組分。重汽油餾分的主要組分包括稠合的單環(huán)芳烴。LCO的主要組分是稠合的雙環(huán)芳烴。
為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，將產(chǎn)品餾分進(jìn)行附加反應(yīng)很有用。來(lái)自初始裂化的FCC產(chǎn)品的重產(chǎn)品餾分的再裂化就是一個(gè)例子。一般來(lái)說(shuō)，在再裂化時(shí)，F(xiàn)CC反應(yīng)器的第一個(gè)提升管的未裂化流出物在第二個(gè)位置處與催化劑再接觸，將大分子裂化成更小的分子。例如，US-A-4051013B1公開了在同一個(gè)提升管的不同高度處同時(shí)對(duì)汽油范圍的原料和瓦斯油原料的裂化。WO01/00750A1公開了在提升管反應(yīng)器的不同高度處引入汽油原料和FCC原料，分離裂化產(chǎn)品，將其一部分再循環(huán)返回同一提升管反應(yīng)器。
US-A-2921014B1、US-A-3161582B1、US-A-5176815B1和US-A-5310477B1中都公開了在FCC單元的提升管中裂化一次烴原料，在提升管出口進(jìn)入的反應(yīng)器中裂化二次烴原料。結(jié)果兩種裂化產(chǎn)品在反應(yīng)器中混合，這在一定程度上抵消了裂化二次烴原料導(dǎo)致的逐步質(zhì)量提高的效果，特別是當(dāng)二次烴原料是裂化的一次烴原料的餾分時(shí)。US-A-2956003通過(guò)下述方法在一定程度上避免了這一缺點(diǎn)將蒸氣產(chǎn)品和提升管流出物的催化劑分離，使其在接收了分離的催化劑的反應(yīng)器中與二次烴原料接觸。
使用兩個(gè)提升管的FCC單元是已知的。US-A-5198590B1、US-A-4402913B1、US-A-4310489B1、US-A-4297203B1、US-A-3799864B1、US-A-3748251B1、US-A-3714024B1和US2002/0003103A1中都公開了原料主要在兩個(gè)提升管中裂化的兩個(gè)提升管的FCC單元。在這些專利中，這兩個(gè)提升管都與允許氣相產(chǎn)品混合的同一回收管道和/或反應(yīng)器連通。在US-A-5730859B1中，一個(gè)提升管的所有流出物首先不進(jìn)行產(chǎn)品分離就加入另一個(gè)提升管。US-A-4172812B1有如下教導(dǎo)在與提升管中的催化劑組成不同的催化劑上，對(duì)來(lái)自FCC單元的提升管的裂化產(chǎn)品的全部或部分進(jìn)行再裂化。US-A-5401387中公開了如下技術(shù)在擇形催化劑的固定床、流化床或移動(dòng)床中將原料裂化，將全部或部分和更重的原料混合的裂化流出物加入FCC單元。在US-A-5944982B1中，盡管兩個(gè)提升管都終止在同一反應(yīng)器容器中，但來(lái)自每個(gè)提升管的氣相產(chǎn)品還是相互分離的。
在第二反應(yīng)器中使用了兩種流動(dòng)狀態(tài)。在FCC提升管反應(yīng)器中通常使用輸送流動(dòng)狀態(tài)。在輸送流動(dòng)中，氣體和催化劑的速度差稱為滑動(dòng)速度，該速度相對(duì)較低，通常低于0.3m/s(1.0ft/s)，很少有催化劑返混或夾帶。用下面的公式計(jì)算滑動(dòng)速度vs＝ug-us(1)其中，vs是滑動(dòng)速度，ug是空塔氣體速度，us是催化劑速度，也是催化劑的空隙度。另一種表征流動(dòng)狀態(tài)的方法是滑移比，就是流動(dòng)區(qū)中的實(shí)際密度與流動(dòng)區(qū)中的非滑動(dòng)密度的比。非滑動(dòng)密度是用催化劑通量除以空塔氣體速度計(jì)算得出的ns＝c/ug(2)其中，ns是流動(dòng)區(qū)中的非滑動(dòng)密度，c是催化劑通量，ug是空塔氣體速度。催化劑通量是反應(yīng)器的單位橫截面積上催化劑的質(zhì)量流速?；票扰c流動(dòng)區(qū)中催化劑的含率成正比。一般來(lái)說(shuō)，輸送流動(dòng)狀態(tài)下的滑移比不會(huì)達(dá)到2.5。因此，反應(yīng)區(qū)中的催化劑在低密度和很稀相條件下保持流動(dòng)。輸送流動(dòng)中的空塔氣體速度一般大于3.7m/s(12.0ft/s)，催化劑的密度一般不大于48kg/m3(3lb/ft3)，這取決于催化劑和蒸氣的性能和流速。在輸送模式中，催化劑-蒸氣混合物是均質(zhì)的，在催化劑相中沒有形成蒸氣空隙或氣泡。
鼓泡床第二反應(yīng)器也是已知的。在鼓泡床中，流化蒸氣形成氣泡，氣泡通過(guò)密相催化劑床的可分辨上表面上升。只有夾帶在蒸氣中的催化劑才隨蒸氣離開反應(yīng)器。蒸氣的空塔速度一般低于0.5m/s(1.5ft/s)，密相床的密度一般大于640kg/m3(40lb/ft3)，這取決于催化劑的性能。催化劑和蒸氣的混合物是非均質(zhì)的，滲透的蒸氣流經(jīng)催化劑。
鼓泡床和輸送流動(dòng)狀態(tài)的中間形式是湍動(dòng)床和快速流化狀態(tài)。US-A-4547616B1公開了氧化物轉(zhuǎn)化用的湍動(dòng)流動(dòng)狀態(tài)。在湍動(dòng)床中，催化劑和蒸氣的混合物不是均質(zhì)的。湍動(dòng)床的密相催化劑床中有在催化劑相中形成的伸長(zhǎng)的蒸氣空隙，表面不易分辨。只有夾帶的催化劑隨蒸氣離開，催化劑密度與其在反應(yīng)器內(nèi)的高度不太成正比。US-A-6166282B1公開了用于氧化物轉(zhuǎn)化的快速流化流動(dòng)狀態(tài)。在快速流化狀態(tài)中，不存在密相催化劑床。代之以均質(zhì)的催化劑和蒸氣相。催化劑離開反應(yīng)區(qū)的速度略慢于蒸氣離開反應(yīng)區(qū)的速度。因此，對(duì)于快速流化流動(dòng)狀態(tài)來(lái)說(shuō)，大多數(shù)FCC催化劑的滑動(dòng)速度一般都大于或等于0.3m/s(1.0ft/s)，滑移比大于或等于2.5?？焖倭骰惨恢庇迷谟糜诖呋瘎┰偕腇CC燃燒器中和煤氣化中。
US-A-3928172B1公開了一種帶有第二反應(yīng)器的FCC單元。瓦斯油在FCC單元的提升管中裂化，沒有再生的廢催化劑處于輸送流動(dòng)狀態(tài)下。提升管中生產(chǎn)的沸點(diǎn)為127-232℃(260-450°F)的裂化瓦斯油的重石腦油餾分在第二反應(yīng)器中在鼓泡床中的再生催化劑上再裂化。提升管中使用的廢催化劑來(lái)自于第二反應(yīng)器中的密相鼓泡床。
US-A-5346613B1、US-A-5451313B1、US-A-5455010B1、US-A-5597537B1、US-A-5858207B1、US-A-6010618B1和US-A-6113776B1都公開了如下內(nèi)容將已經(jīng)與原料接觸的未再生的廢催化劑再循環(huán)到反應(yīng)器部分，與再生催化劑混合后與新原料再次接觸，從而降低將要與原料接觸的催化劑的溫度。US-A-5965012B1公開了如下內(nèi)容在出口導(dǎo)入混合容器的管道中使第一原料與混合的未再生的廢催化劑和再生催化劑接觸。從混合容器中除去蒸氣產(chǎn)品，與第一原料接觸過(guò)的混合催化劑再與其它未再生的廢催化劑混合，然后使混合后的催化劑在FCC提升管中與第二原料接觸。
生產(chǎn)汽油時(shí)，許多政府組織都限制汽油池中允許的烯烴濃度。在降低烯烴濃度的同時(shí)還不降低其價(jià)值很困難，因?yàn)檩^高的烯烴濃度一般能提高研究法辛烷值(RON)和馬達(dá)法辛烷值(MON)，但后者的提高程度較低。辛烷值或行車辛烷值是RON和MON的平均值。一般來(lái)說(shuō)，僅僅將烯烴飽和就能產(chǎn)生正鏈烷烴，正鏈烷烴的辛烷值一般較低。另外，進(jìn)行飽和時(shí)需要加氫，氫很昂貴，并且在一些地方難以得到。
美國(guó)申請(qǐng)09/944511公開了如下內(nèi)容在不需要加氫就能促進(jìn)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的條件下，在FCC單元的一個(gè)單獨(dú)反應(yīng)器中在FCC催化劑上使石腦油反應(yīng)。氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)能促進(jìn)烯烴向異鏈烷烴和芳烴的重整。重整為異鏈烷烴降低辛烷值，因?yàn)榈玫降耐闊N是異鏈烷烴，其辛烷值大于正鏈烷烴，所以降低的程度不大。另外，更大的烯烴向芳烴的重整能提高辛烷值，從而抵消由于烯烴向異鏈烷烴的飽和化而導(dǎo)致的所有損失。
EP1046696A2和EP1046695A2中公開了如下內(nèi)容原料和催化劑在提升管的第一反應(yīng)區(qū)中接觸，用可以包括再生和冷卻后的催化劑或石腦油的介質(zhì)冷卻第一反應(yīng)區(qū)的流出物。在能促進(jìn)異構(gòu)化和氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的條件下，使冷卻后的來(lái)自第一反應(yīng)區(qū)的流出物通向同一提升管的第二反應(yīng)區(qū)，第二反應(yīng)區(qū)的直徑大于第一反應(yīng)區(qū)的直徑。第一反應(yīng)區(qū)的原料可以包括石腦油。X.Youhao，Z.Jiushun和L.Jun的論文“AModified FCC Process MIP for Maximizing Iso-Paraffins inCracked Naphtha”，Petroleum Processing & Petrochemicals(2000年8月)公開了在FCC廢催化劑上使汽油反應(yīng)。這些公開文獻(xiàn)報(bào)道了如下內(nèi)容烯烴濃度大大降低，異鏈烷烴和芳烴濃度提高。
FCC單元的原料一般包括有機(jī)硫和氮。在FCC操作過(guò)程中，一些有機(jī)硫和氮轉(zhuǎn)化為易于除去的硫化氫和氨。但有一些卻轉(zhuǎn)化為焦炭、更輕的硫氮化合物和硫醇。這種焦炭隨后在催化劑再生器中氧化，形成硫氧化物和氮氧化物。對(duì)硫和氮化合物排放量的更嚴(yán)格的環(huán)境限制對(duì)燃料產(chǎn)品給出了更低的硫規(guī)格，從而使人們更關(guān)注從FCC汽油中除去氮和硫化合物。隨著人們對(duì)更清潔燃料的需求和使用高硫和高氮原料需求的增加，從FCC汽油中除去硫和氮的需求進(jìn)一步增加。
US-A-5482617公開了一種通過(guò)使烴物流如含硫的FCC石腦油與床內(nèi)的酸性催化劑接觸進(jìn)行脫硫的方法。多達(dá)50wt％的硫轉(zhuǎn)化為硫化氫。
WO01/00751A1公開了用于降低汽油中烯烴、硫和氮濃度的轉(zhuǎn)化方法。預(yù)熱汽油和炭沉積量不大于2.0wt％、溫度低于600℃的催化劑接觸。汽油產(chǎn)品中的烯烴含量降至20wt％以下，硫和氮含量也下降了。該專利申請(qǐng)示出在催化劑冷卻器中將再生催化劑冷卻，使其與汽油原料接觸之前的溫度低于600℃。
用冷卻器不能充分冷卻催化劑。FCC反應(yīng)器中的裂化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。另外，蒸發(fā)第二反應(yīng)器的原料需要熱量。因此，冷卻催化劑會(huì)從工藝中帶走為蒸發(fā)該單獨(dú)反應(yīng)器必需補(bǔ)充的熱量。給再生器提供燃料，通過(guò)在催化劑上生成更多的焦炭來(lái)補(bǔ)充熱量，這樣將損失有價(jià)值的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種通過(guò)使FCC反應(yīng)器的產(chǎn)品在更低溫度下與催化劑進(jìn)一步接觸而提高其質(zhì)量的方法。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)FCC反應(yīng)器的產(chǎn)品餾分在第二反應(yīng)器內(nèi)與催化劑接觸時(shí)，較高的催化劑溫度會(huì)增大不希望的向干氣和LPG的裂化反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明，在并入FCC反應(yīng)器的第二反應(yīng)器中，未再生的廢催化劑和再生催化劑的混合能降低催化劑溫度，伴生出干氣和LPG。另外，未再生的廢催化劑的再循環(huán)能緩和FCC催化劑的裂化活性，據(jù)信其進(jìn)一步抑制了裂化反應(yīng)，同時(shí)還能保持重整活性。因此，通過(guò)下述措施可以在第二反應(yīng)器中促進(jìn)重整反應(yīng)，使其超過(guò)裂化反應(yīng)增加冷的廢催化劑和熱再生催化劑的比，以確保有足夠多的熱量傳遞到第二反應(yīng)器以蒸發(fā)原料。
因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及一種用于裂化和進(jìn)一步處理烴的裝置。該裝置包括流化催化裂化反應(yīng)器，其包括用于使第一烴物流與催化劑接觸產(chǎn)生裂化烴和廢催化劑的第一反應(yīng)器容器和用于將廢催化劑和裂化烴分離的第一分離器容器。第二反應(yīng)器包括用于使第二烴物流與再生催化劑和再循環(huán)廢催化劑或再循環(huán)廢混合催化劑的混合物接觸產(chǎn)生質(zhì)量提高的烴和廢混合催化劑的第二反應(yīng)器容器和用于將質(zhì)量提高的烴和廢混合催化劑分離的第二分離器容器。再循環(huán)催化劑管與第二反應(yīng)器容器連通，用于將廢催化劑或廢混合催化劑分別從第一分離器容器或第二分離器容器輸送到第二反應(yīng)器容器。第一再生催化劑管與第一反應(yīng)器容器連通，用于將再生催化劑輸送到第一反應(yīng)器容器，第二再生催化劑管與第二反應(yīng)器容器連通，用于將再生催化劑輸送到第二反應(yīng)器。包括氧化氣體分布器的再生器與再生催化劑管連通。再生器接收廢催化劑，使其與來(lái)自氧化氣體分布器的氧化氣體接觸，產(chǎn)生再生催化劑和廢氣。再生器包括用于將再生催化劑與廢氣分離的分離器。最后，廢催化劑管將第一分離器容器與再生器連通，用于將廢催化劑從第一分離器輸送到再生器。
在另一種實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及一種用于裂化和進(jìn)一步處理烴的裝置。該裝置包括流化催化裂化反應(yīng)器，其包括用于使第一烴物流與催化劑接觸產(chǎn)生裂化烴和廢催化劑的第一反應(yīng)器容器和用于將第一廢催化劑和裂化烴分離的第一分離器容器。第二反應(yīng)器包括用于使第二烴物流與再循環(huán)廢混合催化劑和再生催化劑的混合物接觸產(chǎn)生質(zhì)量提高的烴和廢混合催化劑的第二反應(yīng)器容器和用于將質(zhì)量提高的烴和廢混合催化劑分離的第二分離器容器。再循環(huán)催化劑管與第二反應(yīng)器容器連通，用于將廢混合催化劑從第二分離器容器輸送到第二反應(yīng)器容器。第一再生催化劑管與第一反應(yīng)器容器連通，用于將再生催化劑輸送到第一反應(yīng)器，第二再生催化劑管與第二反應(yīng)器容器連通，用于將再生催化劑輸送到第二反應(yīng)器。包括氧化氣體分布器的再生器與再生催化劑管連通。再生器接收廢催化劑，使其與來(lái)自氧化氣體分布器的氧化氣體接觸，產(chǎn)生再生催化劑和廢氣。再生器包括用于將再生催化劑與廢氣分離的分離器。最后，廢催化劑管將第一分離器容器與再生器連通，用于將廢催化劑輸送到再生器。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及一種用于裂化和進(jìn)一步處理烴的方法。該方法包括使第一烴原料物流與再生催化劑接觸，產(chǎn)生裂化烴和廢催化劑。在第一分離器容器中將廢催化劑和裂化烴分離。至少將一部分廢催化劑再生，以提供再生催化劑。再生催化劑和廢催化劑或廢混合催化劑混合，以提供混合催化劑。使第二烴原料物流與混合催化劑接觸，產(chǎn)生質(zhì)量提高的烴和廢混合催化劑。然后在第二分離器容器中將質(zhì)量提高的烴和廢混合催化劑分離。
由下面的詳述描述可以得到本發(fā)明的其它目的、實(shí)施方案和細(xì)節(jié)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明并入了第二反應(yīng)器的FCC反應(yīng)器的剖視示意性正視圖。
圖2是圖1中沿線2-2剖開的平面圖。
具體實(shí)施例方式
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)FCC工藝產(chǎn)生的烴在第二反應(yīng)器中反應(yīng)時(shí)，它們很可能裂化成干氣和LPG，這些產(chǎn)物在許多地方?jīng)]有石腦油價(jià)值高。降低的催化劑溫度將抑制烯烴熱裂化成干氣和LPG，這樣就可以提高石腦油的總產(chǎn)率。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明將廢催化劑再循環(huán)到第二反應(yīng)器中，使其與原料再次接觸。再循環(huán)廢催化劑與來(lái)自再生器的再生催化劑混合，以降低整個(gè)混合催化劑的溫度。
與使用間接熱交換的催化劑冷卻器相比，再循環(huán)廢催化劑與再生催化劑的混合是一種優(yōu)選的冷卻催化劑的方法，催化劑冷卻器會(huì)從系統(tǒng)中帶走必須通過(guò)生產(chǎn)和燃燒更多焦炭補(bǔ)充的熱量。即使通過(guò)與催化劑冷卻器中的熱廢催化劑間接熱交換而加熱反應(yīng)器的原料來(lái)儲(chǔ)存熱量，這種加熱方法仍然效率很低，很可能導(dǎo)致結(jié)焦。
使用再循環(huán)的帶有焦炭的廢催化劑的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能調(diào)節(jié)催化劑活性。FCC催化劑的強(qiáng)酸位因?yàn)榻固康男纬啥艿揭种?。結(jié)果使汽油重整活性相對(duì)于裂化活性提高了。催化劑活性的緩和可以達(dá)到更高的石腦油產(chǎn)率，其代價(jià)是產(chǎn)生干氣和LPG。
我們還發(fā)現(xiàn)原料和催化劑更好地混合時(shí)，能促進(jìn)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)和催化裂化反應(yīng)，同時(shí)減少不希望的焦炭和干氣的產(chǎn)生。雖然不希望為任何特定理論所束縛，但據(jù)信更好地混合時(shí)，能使烴更快速地到達(dá)催化劑表面，從而提高氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)和催化裂化反應(yīng)。這樣就可以降低總接觸時(shí)間和/或催化劑與原料的比，從而在一定的轉(zhuǎn)化率下使干氣和焦炭產(chǎn)率最低。因此，比鼓泡床更劇烈的反應(yīng)器條件如快速流化流動(dòng)狀態(tài)可以得到更好的產(chǎn)品產(chǎn)率。
可以參照三個(gè)組件描述本發(fā)明FCC反應(yīng)器10、再生器50和第二反應(yīng)器70。盡管本發(fā)明可以有多種結(jié)構(gòu)，但這里只用一個(gè)具體實(shí)施方案為例子說(shuō)明本發(fā)明。其它所有可能用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方案都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
在圖1所示的本發(fā)明的實(shí)施方案中，F(xiàn)CC反應(yīng)器10包括反應(yīng)器容器12，其形式是優(yōu)選豎直的管道，即已知的提升管。與典型的FCC裝置一樣，反應(yīng)器容器12穿過(guò)分離器容器14的下部向上延伸。反應(yīng)器容器12在分離器容器14內(nèi)優(yōu)選垂直取向，并且可以穿過(guò)分離器容器14的底部向上延伸，也可以從分離器容器14的頂部向下延伸。反應(yīng)器容器12在分離器容器14的分離段16終止于渦流管18處。烴原料物流在噴嘴20處加入提升管，被從噴嘴22加入的氣體如蒸汽流化的熱再生催化劑與其接觸，使其蒸發(fā)。催化劑使烴原料物流裂化，廢催化劑顆粒和氣相裂化烴的混合物離開渦流管18的排放口，進(jìn)入分離段16。從渦流管18切向排放的氣體和廢催化劑繞分離段16的內(nèi)部產(chǎn)生渦流螺旋運(yùn)動(dòng)，使較重的催化劑顆粒落入密相催化劑床24，氣相裂化烴和夾帶的廢催化劑顆粒的混合物經(jīng)過(guò)氣體回收導(dǎo)管26進(jìn)入旋風(fēng)分離器28。在旋風(fēng)分離器28中，在混合物上施加向心力，使較重的夾帶的催化劑顆粒通過(guò)旋風(fēng)分離器28的料腿30落入位于分離器容器14底部的密相催化劑床32。旋風(fēng)分離器28中的氣體更容易改變方向，開始向上旋轉(zhuǎn)，氣體最終通過(guò)出口管34離開旋風(fēng)分離器28。裂化的氣體通過(guò)出口管道36離開分離器容器14。任選地用管線46輸送裂化氣體，使其進(jìn)一步分離(圖中未示出)，除去所有負(fù)載的輕催化劑顆粒，然后進(jìn)行分餾。密相催化劑床32中的廢催化劑顆粒通過(guò)窗口38進(jìn)入分離段16，與分離段16的汽提段40的密相催化劑床24中的廢催化劑顆粒結(jié)合。用從至少一個(gè)噴嘴44進(jìn)入的汽提介質(zhì)如蒸汽在檔板42上從廢催化劑顆粒中汽提出夾帶的裂化蒸氣。汽提后的裂化蒸氣上升通過(guò)氣體回收導(dǎo)管26，在其中用其它裂化產(chǎn)品蒸氣進(jìn)行加工處理。
FCC反應(yīng)器10的分離器容器14的汽提段40汽提的廢催化劑通過(guò)用控制閥49調(diào)節(jié)的廢催化劑管48移動(dòng)，優(yōu)選進(jìn)入再生器50。在一個(gè)實(shí)施方案中，一些汽提后加催化劑可以輸送到第二反應(yīng)器70中。在再生器50中，用來(lái)自分布器53的熱的含氧氣體如空氣處理汽提后的廢催化劑。在加熱催化劑時(shí)，廢催化劑上的焦炭燃燒。再生催化劑集中在密相催化劑床58中，在旋風(fēng)分離器60和62中脫除再生器流出氣中夾帶的催化劑。廢氣通過(guò)出口管64離開旋風(fēng)分離器62，然后通過(guò)出口66離開再生器50。離開密相催化劑床58的再生催化劑通過(guò)用控制閥69調(diào)節(jié)的第一再生催化劑管68進(jìn)入反應(yīng)器容器12，在反應(yīng)器容器12中被流化，并與新鮮原料接觸。再生催化劑還通過(guò)用控制閥54調(diào)節(jié)的第二再生催化劑管52離開再生器50，進(jìn)入第二反應(yīng)器70底部的混合罐72。
在第二反應(yīng)器70的反應(yīng)器容器74中，原料和催化劑接觸?？刂崎y54，80控制循環(huán)到反應(yīng)器容器74的催化劑流量。如果反應(yīng)器容器74包括催化劑床，則催化劑循環(huán)流量影響反應(yīng)器容器74中的催化劑床的高度。第二反應(yīng)器70的反應(yīng)器容器74中的催化劑床高度影響通過(guò)反應(yīng)器容器74的反應(yīng)試劑的重時(shí)空速(WHSV)。例如，如果需要更大的WHSV，則控制閥54，80相對(duì)關(guān)閉得更緊一些，以降低密相催化劑床中的催化劑高度和催化劑與油的比。相反，如果需要更小的WHSV，則控制閥54，80相對(duì)開得更大一些，以提高密相催化劑床82中的催化劑高度和催化劑與原料的比。還要獨(dú)立調(diào)節(jié)控制閥54，80的相對(duì)開關(guān)度，以得到所需的溫度和將在反應(yīng)器84中與原料接觸的密相催化劑床82中的催化劑混合物。
在離開FCC反應(yīng)器10的管線46中的裂化產(chǎn)品物流中，催化劑顆粒較少，其中包括汽提流體，該產(chǎn)品物流輸送到圖中未示出的分餾器主分餾塔中。優(yōu)選將主分餾塔的一個(gè)或多個(gè)餾分送往第二反應(yīng)器70與其中的催化劑接觸。在一個(gè)實(shí)施方案中，在送往第二反應(yīng)器70中進(jìn)行裂化之前，主分餾塔的餾分如輕循環(huán)油餾分(LCO)可以在加氫處理反應(yīng)器中進(jìn)行加氫處理。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，第二反應(yīng)器70包括反應(yīng)器容器74和分離器容器76。廢混合催化劑通過(guò)用控制閥80調(diào)節(jié)的再循環(huán)廢混合催化劑管78輸送，再生催化劑被用控制閥54調(diào)節(jié)的第二再生催化劑管52輸送到混合罐72。流化介質(zhì)如蒸汽由管線77輸送到稀釋噴嘴79，將混合罐72中的混合催化劑流化，并產(chǎn)生具有上部高度83的密相催化劑床82?；旌瞎?2能使廢催化劑和再生催化劑在引入原料之前達(dá)到充分混合和溫度平衡。上部高度83的高度與控制閥54，80相對(duì)于完全打開時(shí)的打開度成正比。盡管可以用一個(gè)反應(yīng)器84實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，但提供多個(gè)具有專用于控制每個(gè)反應(yīng)器84的原料流量的噴嘴88和控制閥89的反應(yīng)器84通過(guò)擴(kuò)大空速的操作范圍而具有比使用一個(gè)反應(yīng)器84更好的靈活性。
圖2是沿反應(yīng)器容器74的線2-2向上看時(shí)的剖面圖。圖2示出在反應(yīng)器容器74中包括四個(gè)反應(yīng)器84的優(yōu)選實(shí)施方案。
可以是離開FCC反應(yīng)器10的管線46中的部分或全部流出物的烴原料由管線86通過(guò)噴嘴88分配到反應(yīng)器容器74中的各個(gè)反應(yīng)器84中。反應(yīng)器84可以是管狀，其開放的底端與反應(yīng)器容器74中的密相催化劑床82連通。進(jìn)入反應(yīng)器84的原料優(yōu)選將密相催化劑床82中的混合催化劑拖入反應(yīng)器，并與之接觸。針對(duì)給定的原料流量拖入反應(yīng)器84的混合催化劑量正比于用控制閥54，80控制的密相催化劑床82的上部高度83的高度。因此，反應(yīng)器中催化劑與原料的比、空速和密度都可以用下述方法控制控制密相催化劑床82的上部高度83的高度和/或控制或切斷通過(guò)一個(gè)或多個(gè)噴嘴88的原料流量。
反應(yīng)器84的頂端85具有縮小的橫截面積，可以是截頭圓錐部分的形狀。橫截面積縮小的頂端85用于在蒸氣產(chǎn)品和廢混合催化劑的混合物離開反應(yīng)器容器74和進(jìn)入出口管道90時(shí)將其加速。出口管道90將反應(yīng)器容器74和提升管形式的輸送管道92連通。可以不用出口管道90，直接使反應(yīng)器84與輸送管道92連接。每個(gè)出口管道90的橫截面積都應(yīng)當(dāng)小于各個(gè)反應(yīng)器84的橫截面積，輸送管道92的橫截面積優(yōu)選小于為輸送管道92加料的所有反應(yīng)器84的橫截面積的總和。結(jié)果當(dāng)產(chǎn)品蒸氣和廢混合催化劑離開反應(yīng)器84時(shí)，加速進(jìn)入輸送模式，從而使廢混合催化劑和產(chǎn)品蒸氣沒有時(shí)間反應(yīng)或裂化成不需要的產(chǎn)品。進(jìn)入輸送模式還能防止夾帶催化劑從產(chǎn)品蒸氣中掉落。
廢混合催化劑和產(chǎn)品從反應(yīng)器容器74開始上升，通過(guò)輸送管道92進(jìn)入分離器容器76。廢混合催化劑和蒸氣產(chǎn)品通過(guò)渦流管96中的排放開口9 4排出，使廢混合催化劑與蒸氣產(chǎn)品分離進(jìn)行初次向心分離。分離的廢混合催化劑在分離器容器76中沉降落入密相床98。然后優(yōu)選在分離器容器76的汽提段103中用通過(guò)汽提噴嘴102加入的汽提介質(zhì)如蒸汽在系列擋板100上對(duì)分離器容器76中的廢混合催化劑進(jìn)行汽提。汽提后的廢混合催化劑的第一部分通過(guò)廢混合催化劑管104離開分離器容器76，其流量由控制閥106控制。汽提后的廢混合催化劑進(jìn)入提升管108，提升管108將其分配給再生器50中的床58。廢混合催化劑管104也可以將廢混合催化劑輸送給FCC反應(yīng)器10。汽提后的廢混合催化劑的第二部分通過(guò)再循環(huán)廢混合催化劑管78排出，其流量由控制閥80控制，將其輸送到混合罐72中，與由第二再生催化劑管52輸送的再生催化劑混合。產(chǎn)品蒸氣及其夾帶的催化劑通過(guò)出口管110排出分離器容器76，并被輸送到外面的旋風(fēng)分離器112中。旋風(fēng)分離器112也可以安裝在分離器容器76的內(nèi)部。在旋風(fēng)分離器112中，夾帶的催化劑與產(chǎn)品蒸氣向心分離。分離的催化劑通過(guò)料腿116排出，返回到反應(yīng)器容器74，其流量由控制閥118控制。管線120中的產(chǎn)品蒸氣通過(guò)出口114排出旋風(fēng)分離器112，送去進(jìn)行產(chǎn)品深加工。
重要的一點(diǎn)是，不要將來(lái)自第二分離器容器14的蒸氣產(chǎn)品與來(lái)自第一分離器容器76的蒸氣產(chǎn)品混合。這種混合會(huì)將第二反應(yīng)器70中對(duì)產(chǎn)品的提高質(zhì)量性能抵消。當(dāng)?shù)诙磻?yīng)器70處理來(lái)自FCC反應(yīng)器10的原料時(shí)，這一點(diǎn)特別明顯。因此，優(yōu)選將管線120中的產(chǎn)品與管線46中的產(chǎn)品隔離。另外還優(yōu)選使管線48、52、68、104彼此分離。
本發(fā)明可以使用多種常用的FCC催化劑。這些催化劑組合物包括含高活性晶體硅酸鋁或沸石的催化劑。在FCC操作中，優(yōu)選沸石催化劑，因?yàn)樗鼈兙哂休^高的內(nèi)在活性，暴露于蒸汽和包含在大多數(shù)原料中的金屬時(shí)，具有較高的抗高溫失活性能。沸石通常分散在多孔無(wú)機(jī)載體材料如氧化硅、鋁或鋯中。這些催化劑組合物中的沸石含量可以是30％或更高。當(dāng)想從FCC或第二反應(yīng)器得到較輕產(chǎn)品時(shí)，包括高級(jí)氧化硅-氧化鋁組合物的沸石如LZ-210、ST-5和ZSM-5型材料是優(yōu)選的。另一種特別有用的FCC催化劑包括硅取代的氧化鋁。如US-A-5080778B1所公開的，沸石或硅增強(qiáng)的氧化鋁催化劑組合物可以包括插層粘土，也就是公知的柱狀粘土。本發(fā)明優(yōu)選的催化劑包括USY沸石。
一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)FCC反應(yīng)器10的反應(yīng)器容器12的催化劑循環(huán)流量和進(jìn)入反應(yīng)器容器12的輸入原料和所有提升氣體在運(yùn)行時(shí)應(yīng)當(dāng)能形成輸送條件，流動(dòng)密度小于48kg/m3(3lbs/ft3)，空塔速度大于3.7小于31m/s(12-93ft/s)。在FCC反應(yīng)器10中，催化劑通常與烴接觸，催化劑與油的比是3-8，更優(yōu)選4-6。在設(shè)計(jì)反應(yīng)器容器12的長(zhǎng)度時(shí)，通常使在這些平均流動(dòng)速度條件下的停留時(shí)間為0.5-10秒。反應(yīng)器容器12中的其它反應(yīng)條件通常包括溫度為468-566℃(875-1050°F)。
適用于在FCC反應(yīng)器10中加工的原料包括傳統(tǒng)的FCC原料或沸點(diǎn)更高的烴原料。最常用的傳統(tǒng)原料是減壓瓦斯油，這通常是沸點(diǎn)為343-552℃(650-1025°F)的烴物料，是將常壓渣油減壓分餾制備的。在這些餾分中，能使催化劑失活的焦炭前體和重金屬含量一般很低。
可以在主分餾塔(圖中未示出)中將管線46中的FCC反應(yīng)器10的流出物加工成多種餾分，這些餾分包括輕廢氣物流、輕汽油液體物流、重汽油物流、輕循環(huán)油(“LCO”)物流、重循環(huán)油(“HCO”)物流和澄清油(“CO”)物流。輕汽油或輕石腦油餾分優(yōu)選具有在C4沸程內(nèi)的-5℃(23°F)或更高的初始沸點(diǎn)(IBP)，其終餾點(diǎn)(EP)溫度高于或等于127℃(260°F)。用已知的ASTM D86-82程序測(cè)定這些餾分的沸點(diǎn)。重汽油或重石腦油餾分的IBP為127℃(260°F)或更高，其EP優(yōu)選為204-232℃(400-450°F)，特別是216℃(420°F)。LCO物流的IBP大約是重汽油的EP，LCO物流的EP為260-371℃(500-700°F)，優(yōu)選288℃(550°F)。HCO物流的IBP是LCO物流的EP，HCO物流的EP為371-427℃(700-800°F)，優(yōu)選399℃(750°F)。CO物流的IBP是HCO物流的EP，CO物流包括沸點(diǎn)為更高溫度的所有餾分。這些餾分中的任何一種或者全部都可以在第二反應(yīng)器70中處理。烴原料優(yōu)選包括至少50wt％的石腦油。
第二反應(yīng)器70的原料也可以是非FCC反應(yīng)器10的流出物的其它來(lái)源?？梢元?dú)立得到和供給第二反應(yīng)器70的原料的一個(gè)例子是焦化石腦油。
在第二反應(yīng)器70中，主反應(yīng)可以是裂化反應(yīng)，其中烴分子斷裂成兩個(gè)更小的烴分子，從而使每個(gè)分子中的碳原子數(shù)減少。第二反應(yīng)器70中的主反應(yīng)也可以是氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)如重整或異構(gòu)化，其中分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，而每個(gè)分子中的碳原子數(shù)不變。
如反應(yīng)式(3)、(4)、(5)和(6)所示，烯烴、環(huán)烷烴和環(huán)烯烴可以重整為鏈烷烴、芳烴和一些環(huán)烷烴。
(3)
(4)
(5)
(6)
烯烴比其鏈烷烴對(duì)應(yīng)物具有更高的辛烷值。因此，烯烴轉(zhuǎn)化為鏈烷烴一般都降低辛烷值。當(dāng)如反應(yīng)式(3)和(4)所示烯烴環(huán)化為芳烴和如反應(yīng)式(5)所示環(huán)烯烴芳化為芳烴時(shí)，它們給出很多氫。如反應(yīng)式(6)所示，其它烯烴吸收氫，變成鏈烷烴。在使用第二反應(yīng)器70的本發(fā)明中，正烯烴和異烯烴主要重整為異鏈烷烴，異鏈烷烴的辛烷值高于正鏈烷烴的辛烷值。另外，芳烴也能提高產(chǎn)品的辛烷值。因?yàn)楫愭溚闊N和芳烴具有很高的辛烷值，所以，盡管典型的辛烷值隨著烯烴轉(zhuǎn)化為鏈烷烴而下降，但在第二反應(yīng)器70中的氫轉(zhuǎn)移重整仍然能保持高辛烷值。因此，在第二反應(yīng)器70中進(jìn)行的產(chǎn)生更多異鏈烷烴和芳烴的氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)優(yōu)于將烯烴飽和成正鏈烷烴的工藝。進(jìn)行氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是不用加入昂貴且難以得到的氫氣。
在第二反應(yīng)器70中的反應(yīng)優(yōu)選使用與通過(guò)再生器50和FCC反應(yīng)器10循環(huán)的相同催化劑進(jìn)行。當(dāng)然，如果第二反應(yīng)器70未并入FCC反應(yīng)器而單獨(dú)設(shè)置，則第二反應(yīng)器70中的催化劑不需要通過(guò)FCC反應(yīng)器循環(huán)。
當(dāng)在第二反應(yīng)器70中需要使氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)超過(guò)裂化反應(yīng)時(shí)，優(yōu)選使用高稀土含量的Y沸石。術(shù)語(yǔ)“高稀土含量”表示在催化劑的沸石部分上稀土氧化物含量高于2.0wt％。高稀土含量的Y沸石如USY沸石可以含有高至4wt％的稀土。高稀土含量能通過(guò)增加催化劑上的相鄰酸位密度而促進(jìn)氫的轉(zhuǎn)移。催化劑上的強(qiáng)酸性催化劑位能促進(jìn)裂化反應(yīng)。低稀土含量的Y沸石也能有效促進(jìn)氫的轉(zhuǎn)移，但在反應(yīng)器中的停留時(shí)間更長(zhǎng)。當(dāng)在第二反應(yīng)器70中需要使裂化反應(yīng)超過(guò)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)時(shí)，優(yōu)選使用稀土氧化物含量為2.0wt％或更低的低稀土的Y沸石催化劑。可以在催化劑中加入添加劑如脫硫劑?？梢灶A(yù)見這些添加劑在較長(zhǎng)停留時(shí)間的第二反應(yīng)器70中具有提高效率的作用。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，第二反應(yīng)器70可以在鼓泡床條件下操作。在該實(shí)施方案中，可能不再需要多個(gè)分離的反應(yīng)器84。在另一個(gè)實(shí)施方案中，第二反應(yīng)器70可以在輸送條件下操作。在該實(shí)施方案中，反應(yīng)器容器74或反應(yīng)器84可以包括諸如提升管的導(dǎo)管。但在第二反應(yīng)器70中，優(yōu)選在快速流化流動(dòng)條件下使催化劑和原料接觸。即使在快速流化條件下，混合催化劑優(yōu)選集聚在在鼓泡床條件下操作的密相催化劑床82中，直到被拖入其反應(yīng)器84之一中。因此，噴嘴79輸送的流化介質(zhì)優(yōu)選在反應(yīng)器容器74中產(chǎn)生低于0.5m/s(1.5ft/s)的空塔速度和大于480kg/m3(30lb/ft3)的密度。烴原料和催化劑一旦進(jìn)入反應(yīng)器84，它們優(yōu)選以快速流化流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)。因此，催化劑和蒸發(fā)原料的混合物是均質(zhì)的，在反應(yīng)器84中沒有可以分辨的床表面。催化劑和蒸氣相的完全混合可以減少焦炭的產(chǎn)生。為了達(dá)到快速流化條件，對(duì)于一般的FCC催化劑來(lái)說(shuō)，來(lái)自噴嘴88的蒸發(fā)原料的空塔速度優(yōu)選應(yīng)當(dāng)是1.3-3.7m/s(4-12ft/s)，反應(yīng)器84中的密度優(yōu)選應(yīng)當(dāng)是48-320kg/m3(3-20lb/ft3)。即使在湍動(dòng)床中也能進(jìn)行充分但不完全的混合。但對(duì)于一般的FCC催化劑來(lái)說(shuō)，為了避免在反應(yīng)器84中達(dá)到不太需要的鼓泡床條件，空塔蒸氣速度應(yīng)當(dāng)一直至少為0.6m/s(1.8ft/s)，反應(yīng)器中的密度應(yīng)當(dāng)不超過(guò)480kg/m3(30lb/ft3)。在快速流化流動(dòng)狀態(tài)下，滑移比是2.5-10，優(yōu)選為3.0或大于3.0。對(duì)于一般的FCC催化劑來(lái)說(shuō)，為了進(jìn)行返混和為氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)提高充足的時(shí)間，滑動(dòng)速度很高，但不能延伸到低于0.3m/s(1.0ft/s)的輸送模式中，優(yōu)選保持為0.5m/s(1.5ft/s)或更高。對(duì)于在高空塔氣體速度如進(jìn)入一般的輸送范圍內(nèi)的空塔氣體速度下的快速流化流動(dòng)狀態(tài)來(lái)說(shuō)，大于或等于0.3m/s(1.0ft/s)的滑動(dòng)速度是一個(gè)沒有意義的參數(shù)。為了確保反應(yīng)器84的流出物進(jìn)入輸送模式以終止反應(yīng)，出口管道90和/或輸送管道92的尺寸應(yīng)當(dāng)能達(dá)到下述條件空塔速度大于3.7m/s(12ft/s)，流動(dòng)密度小于48kg/m3(3lb/ft3)，滑移比小于2.5。
上述用于床和流動(dòng)狀態(tài)的變量范圍是基于一般的FCC催化劑性能和石腦油范圍的蒸發(fā)原料。如果在本發(fā)明中使用不同的催化劑和不同分子量的原料，則這些范圍可以改變。
如果在第二反應(yīng)器70中需要使氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)超過(guò)裂化反應(yīng)，WHSV一般應(yīng)當(dāng)是1-25hr-1，溫度應(yīng)當(dāng)是399-510℃(750-950°F)。如果空塔速度和溫度均處在這些范圍的上限端值，則更可能發(fā)生裂化反應(yīng)。但當(dāng)在這些范圍內(nèi)的較高空塔速度被較低溫度抵消時(shí)，氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)仍然可以占主導(dǎo)地位，反之亦然。如果在第二反應(yīng)器70中使裂化反應(yīng)超過(guò)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，WHSV一般應(yīng)當(dāng)是15-50hr-1，溫度應(yīng)當(dāng)是482-649℃(900-1200°F)。如果空塔速度和溫度均處在這些范圍的下限端值，則更可能發(fā)生氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)。但當(dāng)在這些范圍內(nèi)的較低溫度被較高空塔速度抵消時(shí)，裂化反應(yīng)仍然可以占主導(dǎo)地位，反之亦然。為了確保發(fā)生的是可控催化裂化反應(yīng)，而不是熱裂化反應(yīng)，優(yōu)選使第二反應(yīng)器70的溫度保持在566℃(1050°F)以下。因此，溫度的控制對(duì)于這兩種反應(yīng)都很重要。
將再生催化劑和廢催化劑混合可以將與第二反應(yīng)器70的原料接觸的混合催化劑的溫度降低27-166℃(50-300°F)，具體降低值取決于再生器溫度和在第二反應(yīng)器70中混合的再循環(huán)廢混合催化劑與再生催化劑的比。如果需要使氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)占主導(dǎo)地位，則優(yōu)選使再循環(huán)廢催化劑與再生催化劑的比為1∶1。
除來(lái)自分離器容器76的廢混合催化劑外或?qū)⑵浯?，可以將?lái)自FCC反應(yīng)器10的分離器容器14的廢催化劑再循環(huán)到第二反應(yīng)器70，與再生催化劑混合。但至少要有一些再生催化劑與廢催化劑或廢混合催化劑混合，以賦予混合催化劑足夠的熱量以蒸發(fā)原料。即使使用外部原料加熱器蒸發(fā)原料，也會(huì)效率很低，并且可能導(dǎo)致結(jié)焦。在一個(gè)替代性的實(shí)施方案中，來(lái)自分離器容器76的廢混合催化劑可以輸送到FCC反應(yīng)器10，而不是輸送到再生器50。
如果在第二反應(yīng)器70中需要使裂化反應(yīng)超過(guò)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，則應(yīng)當(dāng)使更少的廢催化劑再循環(huán)到第二反應(yīng)器70。因此，在第二反應(yīng)器70中，再生催化劑與廢催化劑的比將更高。得到的更高的反應(yīng)器溫度和再生催化劑上更多未結(jié)焦的酸位可以促進(jìn)裂化反應(yīng)。
我們還發(fā)現(xiàn)較高的壓力既有利于氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)又有利于產(chǎn)生焦炭。因此，適用于操作反應(yīng)器的壓力是69-207kPa(10-30psig)，優(yōu)選83-138kPa(12-20psig)。另外，為了促進(jìn)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，催化劑與原料的比應(yīng)當(dāng)設(shè)置為2-8，優(yōu)選4-7。更高的壓力還有利于催化裂化反應(yīng)，但不會(huì)產(chǎn)生大量焦炭。因此，當(dāng)在第二反應(yīng)器70中需要使催化裂化反應(yīng)占主導(dǎo)地位時(shí)，合適的反應(yīng)器壓力是138-276kPa(20-40psig)。另外，因?yàn)榇龠M(jìn)催化裂化反應(yīng)需要較高的溫度，所以要有更多的催化劑再循環(huán)到第二反應(yīng)器70中，以進(jìn)行充分加熱。因此，為了適當(dāng)?shù)卮龠M(jìn)催化裂化反應(yīng)，催化劑與原料的比為5-11，優(yōu)選7-10。
在第二反應(yīng)器70中通過(guò)氫轉(zhuǎn)移對(duì)來(lái)自主分餾塔的餾分進(jìn)行重整可以降低產(chǎn)品中的有機(jī)硫和氮化合物的濃度。汽油餾分在第二反應(yīng)器70中的反應(yīng)可以將反應(yīng)器產(chǎn)品中的硫濃度降低多達(dá)80wt％，可以將產(chǎn)品中的氮濃度降低多達(dá)98wt％。因此，來(lái)自第二反應(yīng)器70的產(chǎn)品中含有低濃度的硫和氮化合物。如果需要，可以在精制精餾塔的塔頂餾出物中通過(guò)加氫處理將剩余的硫和氮化合物從產(chǎn)品中除去，或采用其它合適的方法，以達(dá)到要求的規(guī)格。
實(shí)施例對(duì)廢催化劑與再生催化劑的混合對(duì)反應(yīng)器溫度的影響進(jìn)行了研究。在廢催化劑與再生催化劑的比為1∶1時(shí)，F(xiàn)CC反應(yīng)器容器在527℃(980°F)下操作，再生器在704℃(1300°F)下操作，加入第二反應(yīng)器的催化劑是616℃(1140°F)，從而反應(yīng)器的溫度約為482℃(900°F)。因此，第二反應(yīng)器的溫度在能促進(jìn)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)使其超過(guò)催化裂化反應(yīng)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于裂化和進(jìn)一步處理烴的方法，該方法包括使第一烴原料物流與再生催化劑接觸，產(chǎn)生裂化烴和廢催化劑；在第一分離器容器中將所述廢催化劑和所述裂化烴分離；將至少一部分所述廢催化劑再生，以提供再生催化劑；將再生催化劑與廢催化劑或廢混合催化劑中的至少一種混合，以提供混合催化劑；使第二烴原料物流與所述混合催化劑接觸，產(chǎn)生質(zhì)量提高的烴和廢混合催化劑；和在第二分離器容器中將所述質(zhì)量提高的烴和所述廢混合催化劑分離。
2.權(quán)利要求1的方法，還包括從所述裂化烴得到所述第二烴原料。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述混合步驟將廢混合催化劑和再生催化劑混合。
4.一種用于權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的裂化和進(jìn)一步處理烴的裝置，該裝置包括流化催化裂化反應(yīng)器，其包括用于使第一烴物流與催化劑接觸產(chǎn)生裂化烴和廢催化劑的第一反應(yīng)器容器和用于將所述廢催化劑和所述裂化烴分離的第一分離器容器；第二反應(yīng)器，其包括用于使第二烴物流與再生催化劑和再循環(huán)廢催化劑及再循環(huán)廢混合催化劑之一的混合物接觸產(chǎn)生質(zhì)量提高的烴和廢混合催化劑的第二反應(yīng)器容器，所述第二反應(yīng)器還包括用于將所述質(zhì)量提高的烴和所述廢混合催化劑分離的第二分離器容器；與所述第二反應(yīng)器容器連通的再循環(huán)催化劑管，所述再循環(huán)催化劑管用于將所述廢催化劑和所述廢混合催化劑之一分別從所述第一分離器容器和所述第二分離器容器之一輸送到所述第二反應(yīng)器容器；與所述第一反應(yīng)器容器連通的第一再生催化劑管，用于將再生催化劑輸送到所述第一反應(yīng)器容器；與所述第二反應(yīng)器容器連通的第二再生催化劑管，用于將再生催化劑輸送到所述第二反應(yīng)器；包括氧化氣體分布器的再生器，所述再生器與所述再生催化劑管連通，所述再生器用于接收所述廢催化劑，使其與來(lái)自所述氧化氣體分布器的所述氧化氣體接觸，產(chǎn)生再生催化劑和廢氣，所述再生器包括用于將所述再生催化劑與所述廢氣分離的分離器；和將所述第一分離器容器與所述再生器連通的廢催化劑管，用于將廢催化劑從所述第一分離器輸送到所述再生器。
5.權(quán)利要求4的裝置，其中所述再循環(huán)催化劑管與所述第二分離器容器連通。
6.權(quán)利要求4的裝置，其中廢混合催化劑管將所述第二分離器容器與所述再生器連通，用于將廢混合催化劑輸送到所述再生器。
7.權(quán)利要求4的裝置，其中輸送管道將所述第二反應(yīng)器容器與所述第二分離器容器連通。
8.權(quán)利要求4的裝置，其中所述第二分離器容器與外部旋風(fēng)分離器連通。
9.權(quán)利要求4的裝置，其中所述第二反應(yīng)器容器包括與所述再循環(huán)催化劑管和所述再生催化劑管道連通的混合罐。
全文摘要
公開了一種在并入FCC反應(yīng)器中的第二反應(yīng)器中使原料與混合催化劑接觸的方法和裝置。所述第二反應(yīng)器中使用的混合催化劑是與來(lái)自FCC反應(yīng)器或第二反應(yīng)器的廢催化劑混合的來(lái)自再生器的再生催化劑，所述再生器將來(lái)自FCC反應(yīng)器的廢催化劑再生。廢催化劑和再生催化劑的混合能降低反應(yīng)溫度，調(diào)節(jié)催化劑活性，從而同時(shí)抑制熱裂化反應(yīng)和催化裂化反應(yīng)。
文檔編號(hào)B01J8/24GK1653160SQ03811397
公開日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2003年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月18日
發(fā)明者D·A·洛馬斯, R·A·皮特曼 申請(qǐng)人:環(huán)球油品公司