專利名稱：用于制造丙烯的包含兩個平行提升管和共用氣固分離區(qū)的反應區(qū)的制作方法
技術領域：
催化裂化工藝(FCC)可以通過在酸催化劑存在下裂化重質進料 的分子來將沸點通常高于340°C的重質烴進料轉化成更輕的烴級分 (fraction )。
該FCC工藝基本產生汽油和LPG(液化石油氣)以及被標作LCO 和HCO的更重餾分(cut)。
FCC的副產物之一是丙烯，其大量存在于LPG中。丙烯可以與 生產來供給石油化工總廠的其它氣體分離。多年來，丙蹄需求量的巨 大增加促使精煉者越來越多地通過催化裂化制造丙烯。 一種已知解決 方案包括裂化比主進料輕并優(yōu)選含有顯著量的通常具有5個或更多i 原子(標作C5=+)的長鏈烯烴的烴餾分，所述餾分衍生自通過FCC 裂化重質進料而制成的汽油、或來自〇4=+烯烴低聚裝置、或來自生 產長鏈烯烴的任何其它工藝。
可以在與加工重質烴進料相同的反應器中或在專用反應器中在 更有利于產生顯著量丙烯的操作條件下進行該裂化。
本發(fā)明的目標是描迷可以將來自重餾分轉化反應器的流出物的 分離與來自 一 個或多個專用于輕餾分轉化的反應器的流出物的分離 整合的反應區(qū)。
結果是改進重餾分轉化反應器的功能，因為該反應器中的稀相中 的氣體循環(huán)保持受控并且不再必需用蒸汽吹掃這 一 低循環(huán)區(qū)來消除 死區(qū)。
本發(fā)明還有利地允許使用輕餾分轉化反應器的驟冷劑(quench)' 來驟冷重餾分轉化反應器的流出物。
在下文中，為使用技術人員的術語，長管形式并使用輸送床運行 的流化床催化裂化反應器被稱作提升管(riser)。這一術語通常描述 其中的氣體和催化劑流是上行并流的反應器。也可以在以輸送床模式 運行但其中氣體和催化劑作為下行流流動的相同長管式反應器中進 行反應。在下文中，為簡化起見，使用術語"提升管"，該術語包括以下降管(dropper)形式操作的可能性。
來自重餾分FCC裝置的主進料通常是基本(即至少80%)含有沸 點高于340。C的分子的烴或烴混合物。這種進料含有有限量的金屬 (Ni+V),通常少于50ppm,優(yōu)選少于20ppm,和通常大于11重量 %的氫含量。還優(yōu)選將氮含量限制為低于0.5重量％。
該進料中的康拉遜殘?zhí)苛?通過美國標準ASTMD 482確定)在 很大程度上決定FCC裝置的尺寸以滿足熱平衡。
根據(jù)進料中的康拉遜殘?zhí)浚固慨a率意味著裝置尺寸必須特定以 滿足熱平衡。因此，如果進料的康拉遜殘?zhí)啃∮?重量％,可以通過 在總燃燒流化床中燃燒焦炭來運行FCC裝置，從而滿足熱平衡。
對康拉遜殘?zhí)看笥?重量％的更重進料而言，可以采用能滿足熱 平衡的其它解決方案，如部分燃燒再生、不存在空氣時的部分再生與 使用過量空氣的再生的聯(lián)合、或R2R工藝的雙重再生。
將氣化時吸收過量熱的再循環(huán)的裂化餾分注入提升管也是用于 滿足熱平衡的可行解決方案。最后，將交換器(在本領域中常被稱, cat冷卻器)置入再生區(qū)可例如通過產生蒸氣和冷卻該催化劑來吸收 部分余熱。
通過使用 一項或多項上述技術，可以通過催化裂化法轉化康拉遜 殘?zhí)啃∮?5重量％，優(yōu)選小于10重量％的重餾分。
重餾分的催化裂化產生從干氣到轉化殘渣范圍的流出物。下列餾 分被歸類為流出物，且常規(guī)上根據(jù)它們的組成或它們的沸點進行定 義
.干和酸氣體(基本是H2、 H2S、 Cl、 C2);
.含C3-C4分子的液化石油氣；
含沸點小于220。C (標準分餾點)的更重烴的汽油；
具有標準220-360。C沸程的瓦斯油，其高度芳族并因此被稱作 LCO (輕循環(huán)油)；
沸點高于360。C的轉化殘渣。
可以再循環(huán)某些餾分以將它們催化地再裂化。
也可以再循環(huán)直接由FCC制成的餾分或由FCC制成但已經(jīng)經(jīng)過 后繼轉換的餾分。例如，可以裂化來自FCC的沸點范圍為C5-150°C 并富含烯烴的輕汽油以利于制造丙烯。也可以/人該流出物中分離富含C4-C5分子的餾分，4吏該餾分中的 烯經(jīng)低聚，然后裂化該低聚產物(oligomerate)。
也可以考慮回收LCO，將其氫化，然后將該餾分裂化，其屆時表 現(xiàn)出更有利于催化裂化的改進的性質。
許多組合是可行的。也可以考慮向FCC中注入來自其它工藝的輕 餾分以將它們催化轉化。因此，例如，可以考慮催化裂化石化石腦油。
進料由i本含^甘油三酯和脂肪酸或;旨的全植^勿油和動物脂肪構成^ 其中烴脂肪鏈含有6至25個碳原子。這些油可以是African油、棕櫚 仁油、椰子油(coprahoil)、蓖麻油或棉籽油、花生油、亞麻一予油和 海甘藍油(crambeoil)、芫荽油、和衍生自例如葵花或油菜籽或通過 基因變異或雜交制成的任何油。
也可以〗吏用油炸油、各種動物油，如魚油、牛脂油或4反油。
有利地:這種i型的進料、、植:油或動物油在i用在本發(fā)明的方
法中之前可以初始經(jīng)過預處理或預精制步驟以使用合適的處理;肖除 各種污染物。
被定義為含有至少80重量％沸點小于340。C的分子并包括上一段 的植物油和動物脂肪的輕餾分的催化裂化可以顯著改進重餾分FCC 的產率結構
.首先，改變選擇性。例如，通過使隨后裂化的C4-C5餾分低聚， 進行C4-C5餾分的間接轉化以產生富含烯烴的C3餾分；
.其次，輕質注入餾分的反應熱通過吸熱改變裝置的熱平衡，這 促進催化劑的循環(huán)，因為所形成的焦炭量小于重餾分的情況。C/0比 率得到改進并促進重餾分的催化轉化。
現(xiàn)有技術的考察
技術人員認識到，通過通常比重餾分更劇烈的條件促進輕餾分的 催化裂化。
術語"更劇烈的條件"是指更高裂化溫度、更高催化劑循環(huán)和更長 停留時間。
例如，為了有效裂化汽油(其被視為輕餾分)，溫度(通常530-700°C) 、 C/O (通常10-30)和停留時間(1秒-30秒)方面的條 件明顯比用于重餾分裂化的條件更劇烈。
能夠在不同的劇烈條件下裂化不同油餾分的兩個獨立反應區(qū)的 組合是技術人員已知的。因此可以在主反應器中裂化重質烴餾分，從 而產生大量汽油和LPG，并在專用次級反應器中再裂化所制成的含長 鏈C5+烯烴(它們在丙烯制造中特別具反應性)的部分汽油。
也可以在專用次級反應器中再裂化 一部分C4-C5烯烴，它們之前 已低聚形成長鏈烯烴。
如果再循環(huán)到該次級反應器中的餾分由來自C4-C5餾分的特別具 反應性的低聚物構成，所述再裂化可以在不降低總汽油產量的同時顯 著提高丙烯產量。
技術人員也認識到，用具有形式選擇性的特定沸石，如ZSM-5 補充FCC催化劑(基本由促進催化裂化朝產生汽油進行的USY沸石 構成)可以促進丙烯生成。
在提升管出口 ，將氣態(tài)流出物與催化劑顆粒分離以停止催化反應 和從反應器中迅速排出氣態(tài)流出物。
還可以盡可能地限制由于它們長期暴露在與在提升管出口遇到 的溫度接近的溫度水平而造成的流出物熱降解。為此，已經(jīng)開發(fā)出氣 固分離技術以促進氣體流出物和催化劑在提升管出口處的迅速分離。
因此，歐洲專利EP-A-1 017 762描述了包含以交替方式圍繞提升 管排列的 一組分離室和汽提室的氣固分離系統(tǒng)。該系統(tǒng)可同時進行下 列操作-.
在分離室中分離氣體和顆粒；
經(jīng)由盡量降低烴夾帶的線路向汽提器中引入在分離室中分離出 的大部分催化劑；
氣體從分離室通入汽提室，其可以完成氣體和催化劑顆粒之間 的分離并將所述氣體與來自汽提器的流出物混合；
■將來自汽提器和汽提室的所有氣態(tài)流出物迅速排空至反應器旋 風分離器以在離開反應器之前最終分離。
還可以驟冷反應流出物以限制FCC反應區(qū)流出物的熱降解。因 此，專利US-A-5 089 235、 US-A-5 087 427、 US-A-5 043 058和 WO-91/14752描述了可降低反應區(qū)下游的溫度和因此限制熱裂化反應與反應區(qū) 流出物接觸時氣化并因此冷卻該介質。這可以注入分離器的氣體出口 或注入反應器的稀相。
附圖簡述


圖1,根據(jù)本發(fā)明，描述了包含兩個提升管——用于裂化重餾分 的主提升管和用于裂化輕餾分的附加提升管——的反應區(qū)。將來自lft 加提升管的氣體-固體流出物分兩個級分排放到主反應器中，所述級分 之一是基本氣態(tài)的，進入所述主反應器的稀相中，在此其與主提升管 的流出物混合，另一級分是基本固態(tài)的，進入主反應器的密相中。
圖2,根據(jù)本發(fā)明，描述了包含兩個提升管——用于裂化重餾分 的主提升管和用于裂化輕餾分的附加提升管——的反應區(qū)。來自附加 提升管的氣體和固體流出物在不分離的情況下 一起排放到主反應器 的稀相中。
發(fā)明概述
本發(fā)明可以被描述為反應區(qū)，其包含
.進行重質進料的催化裂化的主反應器(100),包括稀相區(qū)(110)， 其含有a)端接著快速分離系統(tǒng)(20， 30)和隨后次級分離系統(tǒng)(7CT) 的主提升管(10)的上部；b)位于快速分離系統(tǒng)和次級分離系統(tǒng)之間 的用于注射驟冷流體的裝置(105) ; c)位于稀相(110)上部的用于 注射吹掃流體的裝置(104),所述主反應器(100)的下部進一步包 含能夠汽提催化劑的密相區(qū)(121);
. 一個或多個在比主提升管(10)更高的劇烈性下運行并進行輕 餾分的催化裂化的附加提升管(210),所述附加提升管(210)與主 提升管(10)并聯(lián)運行；
將來自附加提升管(210)的氣體和固體流出物送往主反應器 (100)的稀區(qū)(110)。
術語來自附加提升管的"氣體和固體流出物，，是指由來自 一 個或多 個附加提升管的氣態(tài)反應流出物和在一個或多個附加提升管中循環(huán) 的催化劑形成的組合。 -
在本發(fā)明的一種優(yōu)選變體中， 一個或多個附加提升管(210)的出物的主要氣相(221)和含裂化催化劑的 主要固相(222),將該氣相送往主反應器(100)的稀相區(qū)(110), 并將固相送往主反應器(100)的密相區(qū)(121)。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選變體中，大部分，即多于70%，優(yōu)選多于80% 的用于控制反應區(qū)流出物溫度的驟冷流體由與來自 一個或多個附加 提升管的流出物(221) —起注入的驟冷流體(230 )構成。
在本發(fā)明的進一步優(yōu)選變體中，大部分，即多于70%，優(yōu)選多于 80%的保持主反應器(100)的稀相區(qū)(110)中的特定流量(current) 的吹掃流體由來自一個或多個附加提升管的流出物(221)構成。
這意味著，在本發(fā)明的反應區(qū)中，特征在于，主反應器(IOO) 的稀相區(qū)(110)的溫度(T5)通常為490。C至520°C,且從重質進料 引入主提升管(IO)底部到主反應器(100)的反應流出物出口測得 的試劑停留時間通常小于10秒。
本發(fā)明也可以;坡描述為4吏用根據(jù)本發(fā)明的反應區(qū)制造丙烯的方 法，其中主提升管的進料是重餾分，至少一個附加提升管的進料是含 有至少30重量％烯烴的輕餾分，其中至少80%的分子具有小于340°C 的沸點。
在本發(fā)明的 一種變體中，至少 一個附加提升管的進料是在主提升 管中制成的并含有至少30%烯烴的輕汽油(C5-150。C)。
在本發(fā)明的另一變體中，至少一個附加提升管的進料是由來自主 提升管的C4或C5輕烯烴制成的低聚汽油。
最后，在本發(fā)明的另一變體中，至少一個附加提升管的進料也可 以是植物油或動物脂肪或植物油和動物脂肪的任何混合物。
本發(fā)明的反應區(qū)兼容于主反應器和一個或多個附加提升管中的 垂直下行流。在這種情況下，術語"提升管"通常被"下降管"替代。但 是，為使術語保持簡單，術語"提升管"也用于下行流的具體情況。
類似地，術語"稀相區(qū)(IIO)"和"密相區(qū)(121 )"分別被"密區(qū)(110)" 和"稀區(qū)(121 )"替代。
本發(fā)明的反應區(qū)的流體力學意義之一在于，可以使用來自 一個或 多個附加提升管的流出物作為主反應器流出物的驟冷流體。因此，大 部分，即多于70%,優(yōu)選多于80%的主反應器驟冷流體與來自一個或 多個附加提升管的流出物(221) —起注入。在特定情況下也可以與
9來自一個或多個附加提升管的流出物一起注入所有驟冷流體(230 )。
本發(fā)明的反應區(qū)的另 一 流體力學意義在于，可以省去進入主反應
器的稀相中的吹掃流體(104)。
本發(fā)明的一個目標是通過使用共用快速分離系統(tǒng)實現(xiàn)所有流出 物的短停留時間，從而能夠同時控制來自主提升管(10)和來自一個 或多個附加提升管(210)的流出物的停留時間。
本發(fā)明還旨在通過所述主反應器(100)的稀相(110)在受控溫 度條件下的強吹掃來改進主反應器(100)的功能。
最后，本發(fā)明的另一優(yōu)點在于下述事實主提升管(10)的氣態(tài) 流出物更有效地局限在快速分離器中且不可能從位于所述快速分離 器周圍的稀區(qū)(110)逸出，這確保更好地控制這些流出物在快速分 離系統(tǒng)中的停留時間。
發(fā)明詳述
在下列描述中，為清楚起見，術語"反應區(qū)"用于由用來催化裂化 重質烴餾分的主提升管、用來在比裂化重餾分的條件更劇烈的條件下 裂化輕質烴餾分的一個或多個附加提升管、和位于主提升管末端并為 該提升管組裝件所共用的快速分離系統(tǒng)構成的組裝件。
術語"反應器，，或有時為避免含混，"主反應器"，是指由主提升管 上部、安裝在主提升管出口處的快速分離系統(tǒng)、連接到該快速分離系 統(tǒng)上的旋風分離器和位于該反應器下部的密汽提床(也稱作汽提器) 形成的組裝件。
由此方式指定的反應器包含在室(100)中，該室因此包括標作 (110)的稀區(qū)和標作(121)的密區(qū)或汽提器。為簡化起見，用限定 該反應器的室(100)標識該反應器。
本發(fā)明的反應區(qū)因此可以被定義為主反應器(100)和一個或多 個附加提升管(210)的組合。
本發(fā)明因此描述了由可進，亍重質烴餾分(下文稱作重質進料)的 催化裂化的主提升管(10)和一個或多個可裂化輕餾分(這些餾分可 能是任何來源的石腦油、之前可能已低聚的部分不飽和烴，如C4或 C5烯爛，或最后，植物油或動物脂肪)的附加提升管(210)構成的 反應區(qū)。本發(fā)明的反應區(qū)的特征在于下述事實使用共用快速分離系統(tǒng)進 行來自主提升管和附加提升管的氣體-固體流出物的分離。
這種共用快速分離系統(tǒng)安裝在用于裂化重質進料的主提升管 (10)的出口處。
圖1顯示了本發(fā)明的反應區(qū)的一個實施方案。主提升管(10)端 接著包含吹掃裝置(104)和驟冷流出物的裝置(105)的快速分離系 統(tǒng)。
為優(yōu)化這種快速分離器的功能，從汽提器(120)經(jīng)由開口 (26) (其將汽提室(30)與主反應器(100)的稀區(qū)(110)連通)的氣體 流速必須充足。
經(jīng)由這些開口 (26)上行的氣流能使來自提升管(10)的烴容納 于汽提室(30)中。更確切地，其可以防止提升管(10)的流出物滲 入稀區(qū)(110)——具有低循環(huán)速度的區(qū)域，它們可能在此長期停留 并由于所述稀區(qū)(110)中占主導的相對高溫而熱降解。
此外，由于透過反應器稀區(qū)(110)的壁的熱流失，這可能造成 所迷區(qū)域(110)的壁與高速流區(qū)域(20, 30, 40, 50, 60， 73, 70)相比 顯著冷卻。
這種冷卻可能多達一百度，并可能在所述冷壁上(更確切在氣體 循環(huán)速率低的區(qū)域中)造成焦炭形成。為避免這種現(xiàn)象——其可能造 成裝置停機，可以將氣態(tài)流體注入反應器頂部(104),該氣態(tài)流體 不斷更新區(qū)域(110)中的氣體體積并因此避免可能熱降解的烴的積 聚。
注入反應器(104)頂部的氣體，稱作吹掃氣，通常是蒸汽，但 其也可以是在稀區(qū)(110)中遇到的條件，即通常400-550。C下不會熱 降解的另一輕質氣體。
本發(fā)明提供了可用來自一個或多個附加提升管(210)(在此發(fā) 生輕餾分的高劇烈度裂化)的氣態(tài)流出物替代大部分或甚至全部吹掃 氣(104)的解決方案。
下文描述主提升管(10)和包含在主反應器(100)的稀區(qū)(110) 中的快速分離系統(tǒng)。
在提升管(10)底端引入來自再生區(qū)(圖1中未顯示)的再生催 化劑(1)。用在提升管(10)底部的溫度和壓力條件下不能冷凝的充入氣體使該催化劑保持流化態(tài)。可通過注入基本氣態(tài)流體(蒸汽、輕質烴)(11 )來將其加速以優(yōu)化與重質進料的接觸。
使用可以將液態(tài)的所述進料霧化成細滴的裝置(12)將重質進料引入與催化劑接觸的反應區(qū)。
可以使用位于重質進料(12)注射點下游(在反應流體的流動方
向上)的裝置(13， 14)引入基本液態(tài)流體。在氣化時，這種液體(13)，(14)會降低反應介質的溫度，從而優(yōu)化沿提升管(10)的溫度分布。
在裂化反應的作用下，建立軸向速度分布，其可將催化劑輸送至提升管(10)的整個長度。
在提升管(10)的出口處，在快速分離裝置(20, 30)中分離氣態(tài)烴和催化劑，該快速分離裝置由圍繞提升管(10)上端布置的與一個或多個汽提室(30)交替的一個或多個分離室(20)排列構成。
來自提升管(10)的氣體-固體混合物經(jīng)由入口段(21 )滲入分離室(20)，并在離心力作用下，固體顆粒朝分離室(20)的外壁遷移，由此分離氣體。固體顆粒經(jīng)由催化劑專用的朝下的出口 (22)離開分離室(20)并通入密汽提床(121 )。
該氣體圍繞偏轉器(23)旋轉并經(jīng)由與相鄰汽提室(30)連通的開口 (25)側向離開分離室(20)。
該氣體-固體混合物在分離室(20)的入口段(21 )中的速度通常為10米/秒至40米/秒，優(yōu)選15米/秒至25米/秒。
催化劑在分離室(20)的出口段(22)中的表面流速通常為10千克/秒.平方米至300千克/秒.平方米，優(yōu)選50千克/秒.平方米至200千克/秒.平方米，以限制不合意地隨該催化劑夾帶的烴蒸氣。
通過開口 (25)的氣體速度通常為10米/秒至40米/秒，優(yōu)選15米/秒至30米/秒。
使該通入汽提室(30)的氣體與經(jīng)由位于汽提室(30)下部的開口 (26)滲入汽提室(30)的來自汽提器(121)的氣體混合。應該指出，來自汽提器(121)的氣體只能經(jīng)開口 (26)排出。與催化劑對流經(jīng)過出口 (22)的來自汽提器的任何少量氣體隨后都會進入汽提室(30)。
經(jīng)由位于汽提室(30)上部的共用出口 (29)排出來自汽提室(30)的氣體，該共用出口 (29)經(jīng)由垂直線路(40， 60)然后水平線路(73)
12與通常由旋風分離器(70)構成的次級分離系統(tǒng)連通。
可以在垂直線路(40, 60)中設置可吸收提升管(10)上部與提升管(10)下部之間的膨脹差的機械裝置(50)。
進入旋風分離器(70)的氣體中的固體濃度通常是提升管(10)上部的大約1/4小。
經(jīng)過旋風分離器(70)后的已汽提的流出物隨后經(jīng)由線路(71,80)從反應器中排出并經(jīng)由通常位于所述反應器(100)頂部的線路(101 )離開主反應器(100)。
使用這種裝置，通常可以在少于5秒內排空烴流出物，這一時間相當于在提升管(10)的出口 (21 )和反應器(100)的出口 ( 101 )之間花費的時間?？傮w而言，反應流體從引入主提升管(IO)底部到離開反應器(100)的停留時間通常少于10秒。
為了限制流出物的熱降解，當在提升管(10)出口處的溫度高時，可以在出口 (29)的下游，例如在垂直線路(40)處使用用于引入基本液態(tài)流體(105)的裝置注入所述流體(105),所述裝置能使該流體迅速蒸發(fā)以造成流體溫度顯著下降。
明確地，這種冷卻流體(105 )也可以注入線^各(60)或線路(73 )中。
這種冷卻流體，也稱作驟冷流體，通常是在其注入的區(qū)域中主導的條件下可蒸發(fā)的烴。這種流體可以是例如來自主裂化的LCO(輕循環(huán)油)。經(jīng)由出口 (22)從分離室(20)中排出的催化劑流入構成反應器(100)的下部的充當密流化床(121)的汽提區(qū)，在此，在各種料位(120, 130)引入的蒸汽可流化該催化劑并促進吸附在所述催化劑上的烴解吸。
可以在汽提區(qū)(121)中的各種位置并入促進下行催化劑和上行蒸氣之間的對流接觸的結構化或內填充元件(140)。汽提蒸氣和解吸的烴離開汽提區(qū)(121)，通向反應器(100)的稀區(qū)(110)。
汽提過的催化劑經(jīng)由線路(103)從汽提區(qū)(121)中排出并進入再生區(qū)(圖1中未顯示)。
所有氣體(汽提蒸氣(102)和(120)以及解吸的烴)隨后經(jīng)由開口 (26)通入汽提室(30),在此維持通常1米/秒至5米/秒，優(yōu)選1.5至4米/秒的優(yōu)化上行速度。應該指出，這種速度影響汽提室(30 )的效率，因為所述汽提室(30)的內部可能含有經(jīng)由開口 (25)來自分離室(20)的氣體。
與主提升管(10)基本平行地設置具有長管狀的附加提升管(210)以進行輕餾分的催化轉化。圖l顯示了單個附加提升管，但本發(fā)明包括與主提升管(10)基本平行地設置多個附加提升管的情況，這些附加提升管各自能夠裂化不同的輕質進料。
向附加提升管(210)中加入來自與用于再生在主提升管(10)中循環(huán)的催化劑的再生區(qū)相同的再生區(qū)(圖2中未顯示)的催化劑物流(201 )。
可以在提升管(210)入口處引入基本氣態(tài)的流體(211)以調節(jié)該催化劑的流化流。經(jīng)由促進輕質進料(212)與催化劑之間的均勻接觸的裝置將要裂化的輕餾分(212)引入提升管(210)。用于引入要裂化的輕餾分(212)的這些裝置可以具有與用于將重質進料(12)引入主提升管(10)的那些裝置相同的類型。
任選可以沿附加提升管(210)的長度在輕餾分引入點(212)下游引入其它輕餾分(圖1中未顯示)，從而也與該催化劑反應。
使用輕餾分時，主要由于較少的焦炭沉積，催化劑的鈍化較低，,.可以例如在輕質進料第一注射點(212)下游注入反應性更高的進料。
在圖1所示的本發(fā)明的一種優(yōu)選變體中，在提升管(210)的出口處，在附加提升管(210)的出口處安裝初期氣固分離器(220 )。
在圖1中，這種氣固分離系統(tǒng)以旋風分離器(220 )為代表，但可以使用任何其它氣固分離系統(tǒng)，例如可以考慮如置于提升管(210)上端的T形管之類的分離器并落在本發(fā)明的反應區(qū)的范圍內。
這種分離器(220)通?；厥罩辽?0%的固體顆粒，它們經(jīng)由分離器出口 ( 222)再引入主反應器，該出口 ( 222 )靠近主反應器(100)的汽提區(qū)(121)的流化床位面。
術語"靠近，，是指在主反應器(100)的汽提區(qū)(121)的密床位面上方或下方的大約5米，優(yōu)選大約3米的距離。
將清潔過的流出物(221)在所述稀相(110)的任何料位再引入主反應器(100)的稀相(110)中，但優(yōu)選引入所述區(qū)域的上部。
由于附加提升管(210)中的溫度通常明顯高于主提升管(10)中的溫度，驟冷流體(230)的注入可以限制流出物(221)的溫度。這種驟冷流體通常引入分離裝置(220)的出口線路。
因此可以充分冷卻該流出物(221)以防止它們在附加提升管(210)的下游熱降解。來自附加提升管(210)的冷卻的流出物吹掃主反應器(10)的稀區(qū)(110)并通過汽提室(30)的開口 (26)，在此它們與來自主反應器(100)的氣態(tài)流出物合并。
驟冷流體(230 )的注入不僅可以降低附加提升管(210)的流出物的溫度，還可以將主提升管(10)的流出物的溫度降至令人滿意的水平，這可以減少要注入主反應器(100)的稀區(qū)(110)中的驟冷流體(105)的量。任選地，在一些情況下，可以省去驟冷流體(105 )。
與附加提升管(210)的流出物混合的驟冷流體(230)的注入可以像使用流體(105)的情況那樣將主提升管中的流出物溫度降至汽提室(30)的溫度而非位于所述室下游的線路中的溫度。這提高了這兩種氣態(tài)流出物——一種"熱"，來自主提升管，而另一種已冷卻，來自附加提升管——之間的混合效率。這一優(yōu)點非常重要，因為隨之可以比現(xiàn)有技術中更有效地(即不必氣化驟冷液蒸發(fā)(105))在汽提室(30)上游降低反應流出物的溫度，因為已冷卻的附加提升管流出物(即補充了驟冷流(230)的流(221))完全處于蒸氣態(tài)。
本發(fā)明的進一步優(yōu)點在于，借助該設備，恰當?shù)卮祾咧鞣磻?100)的稀區(qū)(110),并通過注入驟冷流體(230 )來使其溫度保持受控。實際上，不建議主反應器的稀區(qū)(110)中的溫度低于400°C,因為在此溫度，烴氣態(tài)流出物的冷凝危險顯著提高。使用一個或多個附加提升管(210)流出物來吹掃主反應器的稀相(110)的優(yōu)點在于，由于注入了來自一個或多個附加提升管的出口的驟冷流體(230 )，這種流出物的溫度低到足以限制熱降解，但又足夠高到限制烴的冷凝危險。實際上，在注入驟冷流體(230 )后，來自一個或多個附加提升管的流出物的溫度為500。C至550。C。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的反應區(qū)得到改進，因為在現(xiàn)有技術構造中，必須注入吹掃流體，如蒸汽(104)以吹掃稀區(qū)(110)。但是，低吹掃蒸汽(104)流速通常造成反應器(100)的稀區(qū)(110)的差吹掃，蒸汽(104)的高流速導致良好吹掃，但冒著過度冷卻稀區(qū)(110)的危險。因此在現(xiàn)有技術中難以調節(jié)吹掃(104)流速。 .
15本發(fā)明的設備可以克服這一缺點，因為來自附加提升管(210)
的反應流出物(221)可以替代大部分，即至少70%,優(yōu)選至少80%
的吹掃流體(104 )。在一些情況下，甚至可以完全替代吹掃流體(104 )。此外，通過驟冷流體(230 )的量調節(jié)吹掃氣體的溫度。首先，本發(fā)明的設備可以分離出確保主反應器(IOO)的稀區(qū)(110)
的充分吹掃所需的吹掃流體量。
其次，在稀區(qū)(110 )中循環(huán)的流出物的溫度基本由驟冷流體(230 )控制。
其造成的一般結果是主反應器(100)中驟冷流體(105)的流速降低，該驟冷流體(105)可以在^[艮大程度上，例如在多于70%,優(yōu)選多于80%的程度上被與來自一個或多個附加提升管的流出物(221 )一起注入的驟冷流體(230)替代。
在圖2中，我們顯示了本發(fā)明的另一實施方案，它與圖l中描述的實施方案之間的區(qū)別在于，來自附加提升管(210)的反應流出物(250)不經(jīng)過初期分離并直接送往主反應器(100)的稀區(qū)(110)。
現(xiàn)在在來自附加提升管(210)的整個流出物(250)上進行附加提升管(210)出口處的驟冷(230 )。
隨后通過在主反應器(100)的稀區(qū)(110)中沉降而自然發(fā)生氣固分離。因此必須注入更大量的驟冷流體(230)以達到稀區(qū)(110)中的相同溫度，該冷卻隨之不僅涉及蒸氣，還涉及在附加反應器(210)的反應區(qū)中循環(huán)的整個催化劑。
發(fā)明實施例
為了例證實施本發(fā)明的優(yōu)點，使用由中試裝置實驗按比例擴大的工藝模型，我們模擬了通過進行重餾分的催化裂化獲得的性能，該重餾分的特征描述在表1中。
該進料是未加氫處理的常壓渣油，其至少90%在超過36(TC餾出。
該渣油的密度為935千克/立方米，氫含量為12.1重量％。該重質進料的康拉遜殘?zhí)繛?.7重量％。
在再生器中需要熱交換器(cat冷卻器)以彌補該裝置的熱平衡。在15"C的密度935 kg/m3
平均沸點503 。C
氫含量12.1重量％
硫含量1.67重量％
氮含量0.15重量％
康拉遜殘?zhí)?.7重量％
表l:進料特征
所有實施例中所用的催化劑是以150平方米/克的活性表面積 (75%在沸石中，25%在基質中)為特征的含有超穩(wěn)定USY沸石的平 衡催化劑。該平衡催化劑中的重金屬含量為4000 ppm V和2000 ppm Ni。
模擬許多構造以最好地闡明本申請中所述發(fā)明的優(yōu)點。
實施例1B根據(jù)現(xiàn)有技術，因為其僅包括一個用于加工表1的重 質進料的主提升管。
實施例2B、 3B和4B也才艮據(jù)現(xiàn)有才支術，因為它們相當于在不與 主提升管相偶合的附加提升管中加工來自主提升管的再循環(huán)餾分。
實施例2C、 3C和4C根據(jù)本發(fā)明，因為它們相當于在附加提升 管——這次根據(jù)本發(fā)明與主提升管相偶合——中加工來自主提升管的 再循環(huán)餾分。
實施例1B (現(xiàn)有技術)
在實施例1B中，我們使用單反應器模擬表1中所述的重質進料 的催化裂化，該反應器在其頂端帶有如參照圖1所述的快速分離系統(tǒng)。
本實施例的價值是充當參照以確定本發(fā)明的作用 主提升管進料流速 294 t/h
主提升管出口處的溫度 545°C 驟冷后的主提升管出口處的溫度 525°C
稀相平均溫度 485 °CC/O比
汽油產量(C5-220。C ) 焦炭產量 丙烯產量 總轉化率
驟冷流體流速，LCO ( 105) 吹掃流體，蒸汽，流速(104) 從再生器中提取的熱(cat冷卻器)
5.0
43.9重量％ 8.6重量％ 4.3重量％ 70.4重量％ 16.4 t/h 2.5 t/h
42500x106 cal/h
實施例2 (對比)
在實施例2中，我們在主提升管中模擬重質進料的催化裂化并在 獨立于所述主提升管(現(xiàn)有技術的情況2B)或與主提升管相偶合(情 況2C,根據(jù)本發(fā)明)的附加提升管中模擬輕餾分的催化裂化。
再循環(huán)到附加提升管中的餾分由下列流出物構成
-來自主重質進料轉化提升管的C6+ 220。C汽油餾分，在由兩個反 應器構成的聯(lián)合裝置中制成的汽油的50%再循環(huán)；
.基本由含至少8個碳原子的長烯烴構成的低聚汽油餾分，由主重 質進料轉化反應器中制成的所有C4和C5餾分的低聚產生。
2B (現(xiàn)有技術)2C (本發(fā)明)
主提升管新鮮進料流速294 t/h294 t/h
再循環(huán)到次級提升管的輕質進料，流速135 t/h135 t/h
主提升管出口處的溫度(Tl)545 。C545 。C
附加提升管出口溫度(T2)590 。C590 。C
驟冷后的溫度，主提升管(T3)525 。C525 。C
驟冷后的溫度，附加提升管(T4)525 。C510°C
來自主反應器的稀相的平均溫度(T5)485 。C510。C
附加反應器的稀相的平均溫度520 。C無關
C/0比，主提升管5.15.2
c/o比，次級提升管7.58.0
汽油產量(C5-220°C )40.1%40.3%
焦炭產量9.6%9.5%
丙烯產量7.4%7.9%
18總轉化率
主反應器中驟冷流體(105)的流速
芬
驟冷流體的流速，附加提升T
69.4% 16.5 T/h 27.4 T/h
主提升管周圍的稀相中吹掃流體(104 )的流速2.5 T/h 附加提升管周圍的稀相中吹掃流體(104 )的流2.0 T/h 速
在再生器處提取的熱(cat冷卻器) OMcal/h
70.2% 8.0 T/h 36.9 T/h OT/h (0)無關
0 Mcal/h
在實施例2中，我們看出，兩個提升管的偶合提高了汽油產量和 丙烯產量兩者。由于所涉及的噸數(shù)，0.5點的丙烯提高是非常顯著的。
還可以看出，驟冷流體在主提升管和附加提升管之間的流量分布 得以改變，82%的驟冷流體注入附加提升管，這意味著在2C的情況
中，可以省略吹掃流體，并可以更有效地控制附加提升管出口處的反 應終止。
驟冷后的溫度(T4)為51CTC而非525°C,而一般出口溫度(T3 ) 仍為525°C。
主反應器的稀相的溫度(T5)如今為510。C而非485°C,這意味 著可以在保持比情況2B (其中該稀相僅用2.5 t/h蒸氣吹掃)中高得 多的吹掃流速的同時保持稀相中的合理溫度。
吹掃流速相當于次級提升管的進料流速和附加提升管的驟冷流 速，即大約180t/h。
附加提升管周圍的稀相的吹掃不再必要。
情況2B和2C的比較還表明，本發(fā)明的快速分離和驟冷系統(tǒng)的整 合可以提高催化劑的循環(huán)(C/0)，其在主提升管中從5.1變成5.2, 在輔4是升管中從7.5變成8.0。
還可以看出，不再需要像1B那樣使用cat冷卻器從再生器中提取 熱，第二提升管中的輕質進料裂化使得可以從總反應區(qū)中提取足夠的 熱。
實施例3 (對比)
在實施例3中，我們在主提升管中模擬重質進料的催化裂化并在 獨立于主提升管(現(xiàn)有技術的情況3B)或與主提升管相偶合(情況3C，根據(jù)本發(fā)明)的附加提升管中模擬幾種輕餾分的催化裂化。
再循環(huán)到附加提升管中的餾分由下列流出物構成
a)來自主重質進料轉化提升管的〔6+-220汽油餾分，在由兩個 提升管構成的聯(lián)合裝置中制成的汽油的75%再循環(huán)；
b)基本由含至少8個碳原子的長鏈烯烴構成的低聚汽油餾分， 由主重質進料轉化反應器中制成的所有C4和C5餾分的低聚產生；
c)由兩個提升管構成的反應區(qū)制成的蒸餾范圍的22(TC至360°C 的LCO餾分的50%。
3B (現(xiàn)有技術)3C (本發(fā)明)
主提升管新鮮進料流速294 t/h294 t/h
再循環(huán)到次級提升管的輕質進料，流速230 t/h230 t/h
主提升管出口處的溫度(Tl )545 °C545 °C
附加提升管出口溫度(T2)590°C590 。C
驟冷后的溫度，主提升管(T3)525 。C525 。C
驟冷后的溫度，附加提升管(T4)525 °C510。C
來自主反應器的稀相的平均溫度(T5)485 °C510°C
附加反應器的稀相的平均溫度520 °C無關
C/0比，主提升管8.89.3
c/o比，次級提升管13.714.6
汽油產量(C5-220。C )31%30.9%
焦炭產量12.4%12.1%
丙烯產量16.1%17.2%
總轉化率82.6%82.8%
主反應器中驟冷流體(105)的流速18.6 T/h3.6 T/h
驟冷流體(230)的流速，附加提升管50.4 T/h64.2 T/h
主提升管周圍的稀相中吹掃流體(104 )的流速2.5 T/hOT/h
附加提升管周圍的稀相中吹掃流體(104 )的流2.0 T/h(0)無關
速
在實施例3中，我們看出，兩個提升管的偶合提高了汽油產量和 丙烯產量兩者。由于所涉及的噸數(shù)，1.1點的丙烯提高是非常顯著的。 還可以看出，驟冷流體在主提升管和附加提升管之間的流量分布得以改變。
主反應器的稀相的溫度(T5)如今為51(TC而非485°C，這意味 著可以在具有比情況3B (其中該稀相僅用2.5 t/h蒸氣吹掃)中高得 多的吹掃流速的同時使稀相中的溫度保持在合理水平。
吹掃流速相當于次級提升管的進料流速和附加提升管的驟冷流 速，即大約295 t/h。
附加提升管周圍的稀相的吹掃不再必要。
情況3B和3C的比較表明，本發(fā)明的快速分離和驟冷系統(tǒng)的整合 可以由于LCO再循環(huán)而提高主提升管中的催化劑循環(huán)(C/O從8.8變 成9.3)并可以提高主提升管和次級提升管(C/0從13.7變成14.6) 中的催化裂化量。
還看出，不再必需像1B那樣使用cat冷卻器從再生器中提取熱， 因為第二提升管中的輕質進料裂化使得可以從總反應區(qū)中提取足夠 的熱。
實施例4 (對比)
在實施例4中，我們在主提升管中模擬重質進料的催化裂化并在 獨立于主提升管(現(xiàn)有技術的情況4B)或與主提升管相偶合(情況 4C,根據(jù)本發(fā)明)的附加提升管中模擬幾種輕餾分的催化裂化。再循 環(huán)到附加提升管中的餾分由下列流出物構成
-來自主重質進料轉化提升管的C6+220。C汽油餾分，在由兩個反 應器構成的聯(lián)合裝置中制成的汽油的25%再循環(huán)(不同于實施例2中 的50% );
-基本由含至少8個碳原子的長鏈烯烴構成的低聚汽油餾分，由主 重質進料轉化反應器中制成的所有C4和C5餾分的低聚產生；
.以62 t/h的流速供應至第二提升管的由大豆油(C18甘油三酯 結構，鏈的烯烴含量為53%)構成的烴餾分。
在這些條件下，第二提升管中的輕質烴流速恒定并由73 t/h的來 自FCC和由C4-C5烯烴低聚成聚石腦油產生的汽油以及62 t/h的大豆
油構成o 、，
4B (現(xiàn)有技術)4C (本發(fā)明) 主提升管新鮮進料流速 294 t/h 294 t/h再循環(huán)到次級提升管的輕質進料，流速73t/h73 t/h
進入次級提升管的新鮮進料流速62t/h62 t/h
主提升管出口處的溫度(Tl )545 °C545 °C
附加提升管出口溫度(T2 )590°C5卯。C
驟冷后的溫度，主提升管(T3)525 °C525 °C
驟冷后的溫度，附加提升管(T4)525 °C510°C
來自主反應器的稀相的平均溫度(T5)485 °C510°C
附加反應器的稀相的平均溫度520 °C無關
C/O比，主提升管4.95.1
c/o比，次級提升管7.27.7
汽油產量(C5-220。C )42.1%42.4%
焦炭產量9.7%9.6%
丙烯產量6.9%7.4%
主反應器中驟冷流體(105)的流速16.3 T/h7.8 T/h
驟冷流體的流速，附加提升管27.1 T/h36.6 T/h
主提升管周圍的稀相中吹掃流體(104 )的流速2.5 T/hOT/h
附加提升管周圍的稀相中吹掃流體(104 )的流2.0 T/h(0)無關
速
在再生器處提取的熱(cat冷卻器) OMcal/h 0 Mcal/h
在實施例4中，我們看出，兩個提升管的偶合提高了汽油產量和 丙烯產量兩者。由于所涉及的噸數(shù)，0.5點的丙烯提高是非常顯著的。
還可以看出，驟冷流體在主提升管和附加提升管之間的流量分布 得以改變，82%的驟冷流體注入附加提升管，這意味著在4C的情況 中，可以省略吹掃流體，并可以更有效地控制附加提升管出口處的反 應終止。
驟冷后的溫度(T4)為510。C而非525°C,而一般出口溫度(T3 ) 仍為525°C。
主反應器的稀相的溫度(T5)如今為510。C而非485°C,這意味 著可以在保持比情況4B (其中該稀相僅用2.5 t/h蒸氣吹掃)中高得 多的吹掃流速的同時保持稀相中的合理溫度。
吹掃流速相當于次級提升管的進料流速和附加提升管的驟冷流
22速，即大約180t/h。
附加提升管周圍的稀相的吹掃不再必要。
情況4B和4C的比較進一步表明，本發(fā)明的快速分離和驟冷系統(tǒng) 的整合可以提高催化劑的循環(huán)，該C/0在主提升管中從4.9變成5.1, 在次級提升管中從7.2變成7.7。
還可以看出，不再需要像1B那樣使用cat冷卻器從再生器中提取 熱，因為第二提升管中的輕質進料裂化使得可以從總反應區(qū)中提取足 夠的熱。
權利要求
1.使用反應區(qū)由重質催化裂化進料和至少一種由輕汽油(C5-150℃)構成的輕質進料制造丙烯的方法，所述反應區(qū)包含·進行所述重質進料的催化裂化的主反應器(100)；·一個或多個在比主提升管(10)更高的劇烈性下運行并進行輕質進料的催化裂化的附加提升管(210)，一個或多個所述附加提升管(210)與主提升管(10)并行運行，且來自一個或多個所述附加提升管(210)的氣體和固體流出物被送往主反應器(100)的稀區(qū)(110)，在該方法中a)至少70％，優(yōu)選至少80％的驟冷流體(105)由與一個或多個所述附加提升管(210)的流出物(221)一起注入的驟冷流體(230)構成；且b)至少70％，優(yōu)選至少80％的位于所述稀區(qū)(110)上部的吹掃流體(104)由來自一個或多個所述附加提升管(210)的反應流出物(221)構成。
2. 根據(jù)權利要求1的由重質催化裂化進料和由輕汽油 (C5-150°C)構成的輕質進料制造丙烯的方法，其中一個或多個所述附加提升管(210)的流出物初始分離成含反應流出物的主要氣相 (221)和含裂化催化劑的主要固相(222 )，將該氣相送往主反應器 (100)的稀區(qū)(110),并將該固相送往主反應器(100)的密區(qū)(121 )。
3. 根據(jù)權利要求1的由重質催化裂化進料和由輕汽油 (C5-150。C)構成的輕質進料制造丙烯的方法，其中所述主提升管，一個或多個所述附加提升管中的流是垂直下行流。
4. 根據(jù)權利要求1的由重質催化裂化進料和由輕汽油 (C5-150°C )構成的輕質進料制造丙烯的方法，其中由汽提蒸氣(102)和(120 )以及解吸的烴構成的所有氣體通過汽提室(30 )的開口 ( 26 ), 并具有1米/秒至5米/秒，優(yōu)選1.5至4米/秒的經(jīng)過所述開口 (26) 的上行流速。
5. 根據(jù)權利要求1的由重質催化裂化進料和由輕汽油 (C5-150°C)構成的輕質進料制造丙烯的方法，其中所述主反應器 (100)的稀相(110)的溫度(T5)為490。C至520°C。
6. 根據(jù)權利要求1的由重質催化裂化進料和由輕汽油(C5-15(TC)構成的輕質進料制造丙烯的方法，其中從重質進料引入 所述主提升管(10)底部到所述主反應器(100)的反應流出物出口 測得的試劑停留時間小于10秒。
7. 根據(jù)權利要求1的由重質催化裂化進料和由輕汽油 (C5-150°C)構成的輕質進料制造丙烯的方法，其中至少一個所述附加提升管的進料是含有至少30重量％烯烴的輕餾分，其中至少80% 的分子具有小于34(TC的沸點。
8. 根據(jù)權利要求1的由重質催化裂化進料和由輕汽油 (C5-15(TC)構成的輕質進料制造丙烯的方法，其中至少一個所述附加提升管的進料是在所述主提升管中制成的并含有至少30%烯烴的 輕汽油(C5-150。C )。
9. 根據(jù)權利要求1的由重質催化裂化進料和由輕汽油 (C5-150°C)構成的輕質進料制造丙烯的方法，其中至少一個所述附加提升管的進料是由來自所述主提升管的輕質C4或C5烯烴制成的低 聚汽油。
10. 根據(jù)權利要求1的由重質催化裂化進料和由輕汽油 (C5-150。C)構成的輕質進料制造丙烯的方法，其中至少一個所述附加提升管的進料是植物油或動物脂肪或植物油和動物脂肪的任何混 合物。
全文摘要
本發(fā)明設計包含至少兩個流化反應器——用于裂化重烴餾分的主反應器和用于裂化一種或多種輕餾分的另一附加反應器——的反應區(qū)，這兩個反應器的流出物在共用氣固分離和驟冷區(qū)中處理。因為以最佳方式控制反應區(qū)中的熱降解反應，性能提高。
文檔編號B01D50/00GK101687130SQ200880021724
公開日2010年3月31日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權日2007年6月27日
發(fā)明者J·弗斯特拉特, R·勞克斯, T·高蒂爾, V·考帕德 申請人:Ifp公司