專利名稱：催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)了一種降低催化裂化汽油烯烴含量并提高其辛烷值的催化轉(zhuǎn)化改質(zhì)方法和系統(tǒng)，屬于石油烴的催化轉(zhuǎn)化工藝方法，涉及石油化工領(lǐng)域。
常規(guī)的催化裂化反應(yīng)過(guò)程主要包括以下步驟(1)新鮮原料油經(jīng)換熱后與回?zé)捰突旌希商嵘芊磻?yīng)器下部的噴嘴注入，在提升管反應(yīng)器中與來(lái)自再生器的高溫再生催化劑接觸，隨即汽化并進(jìn)行反應(yīng)。油氣在提升管內(nèi)的停留時(shí)間很短，一般經(jīng)幾秒鐘后即進(jìn)入沉降器，由旋風(fēng)分離器分離出夾帶的催化劑后離開(kāi)反應(yīng)器去后續(xù)分餾系統(tǒng)。(2)積有焦炭的催化劑，即待生催化劑，由沉降器落入下面的汽提段；汽提段內(nèi)裝有多層人字形擋板并在底部通入過(guò)熱蒸汽，待生催化劑孔隙內(nèi)和催化劑顆粒之間的油氣被水蒸汽置換出而返回沉降器；經(jīng)汽提后的待生催化劑通過(guò)待生斜管進(jìn)入再生器。(3)再生器的主要作用是燒去催化劑上因反應(yīng)而生成的積炭，使催化劑的活性得以恢復(fù)；再生用的空氣由主風(fēng)機(jī)供給，空氣通過(guò)再生器下面的分布板進(jìn)入催化劑密相床層；再生后的催化劑，即再生催化劑，落入溢流管，經(jīng)再生斜管送回反應(yīng)器循環(huán)使用；再生煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離器分離出夾帶的催化劑后，經(jīng)煙機(jī)系統(tǒng)回收部分能量后排入大氣。
目前，我國(guó)車用汽油仍以催化裂化汽油為主，資料表明我國(guó)催化裂化汽油占成品汽油的量高達(dá)90％。催化裂化汽油中烯烴的體積分?jǐn)?shù)為45％～60％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了新配方的汽油標(biāo)準(zhǔn)。這種汽油雖然具有較高的辛烷值，但其熱穩(wěn)定性差，易形成膠質(zhì)；燃燒后還會(huì)增加排放物中活性烴類物和多烯等毒性物的數(shù)量。此外，隨著催化裂化原料油的不斷重質(zhì)化和劣質(zhì)化，其汽油產(chǎn)品中的硫含量、氮含量也在增加；燃燒后會(huì)增加SOx和NOx的排放，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。
加氫精制是解決上述問(wèn)題的一種有效措施，通過(guò)加氫精制在氫壓下實(shí)現(xiàn)油品的催化改質(zhì)，達(dá)到脫硫、脫氮、烯烴飽和以及芳烴飽和的目的，以提高油品質(zhì)量、滿足環(huán)保要求。但是，目前國(guó)內(nèi)多數(shù)煉油企業(yè)不是缺乏加氫精制的手段，就是加氫精制的處理能力不足或缺乏氫源。所以，占商品汽油90％的催化裂化汽油全部通過(guò)加氫精制來(lái)提高其品質(zhì)是不現(xiàn)實(shí)的，而且加氫精制會(huì)帶來(lái)汽油辛烷值的損失。其它研究報(bào)道也主要是以降低催化裂化汽油的烯烴含量為主，如輕汽油醚化、催化裂化汽油脫硫降烯烴、催化裂化汽油加氫異構(gòu)芳構(gòu)化以及催化裂化汽油加氫脫硫—重整等，這些方法和技術(shù)要么工藝復(fù)雜、投資大，許多煉油廠采用尚有很大困難，要么工藝技術(shù)還不成熟，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)的一種催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)方法，它至少包括以下步驟步驟1粗汽油全餾分或者重餾分與水蒸氣一起從底部進(jìn)入輔助改質(zhì)提升管反應(yīng)器，與來(lái)自原催化裂化裝置再生器的高溫再生劑進(jìn)行接觸、氣化、混合并反應(yīng)；步驟2油氣、水蒸氣與催化劑一起通過(guò)輔助改質(zhì)提升管反應(yīng)器，到改質(zhì)提升管反應(yīng)器出口，由高效氣固快速分離裝置將改質(zhì)油氣和催化劑分離；步驟3分離后的改質(zhì)油氣進(jìn)入簡(jiǎn)易分離系統(tǒng)，分離出富氣和改質(zhì)汽油。
所述的催化改質(zhì)反應(yīng)的具體條件如下
反應(yīng)溫度為350～550℃；汽油原料預(yù)熱溫度為40～200℃；催化劑油料重量比為2～20；催化劑活性為55～65；反應(yīng)時(shí)間為2.0～10.0s；反應(yīng)壓力為0.1～0.4Mpa。
所述的粗汽油的重餾分由二級(jí)冷凝系統(tǒng)獲取。在獲取催化裂化粗汽油重餾分的同時(shí)，得到的粗汽油輕餾分也可以進(jìn)一步改質(zhì)。
催化裂化汽油改質(zhì)過(guò)程中，與改質(zhì)油氣分離的催化劑進(jìn)入新設(shè)的簡(jiǎn)易沉降器和汽提段后進(jìn)入原再生器。
對(duì)粗汽油全餾分改質(zhì)，則分離出富氣的改質(zhì)汽油直接進(jìn)入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；對(duì)粗汽油重餾分改質(zhì)，則分離出富氣的改質(zhì)汽油與粗汽油輕餾分混合后進(jìn)入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。
所述的改質(zhì)反應(yīng)所使用的催化劑為原重油催化裂化裝置的催化劑，至少包括無(wú)定型硅鋁催化劑或分子篩催化劑。
一種催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)系統(tǒng)，它至少包括，在重油催化裂化裝置的反應(yīng)—再生系統(tǒng)中增設(shè)帶有獨(dú)立沉降汽提系統(tǒng)輔助提升管反應(yīng)系統(tǒng)，以及與其相連的改質(zhì)油氣分離系統(tǒng)；其中，輔助提升管反應(yīng)系統(tǒng)用于對(duì)催化裂化汽油進(jìn)行催化改質(zhì)，改質(zhì)油氣分離系統(tǒng)用于分離改質(zhì)汽油和富氣。
所述的重油催化裂化裝置中還包括在原有分餾塔塔頂?shù)某Ｒ?guī)冷凝冷卻系統(tǒng)上建立的二級(jí)冷凝系統(tǒng)，用于獲取粗汽油重餾分，也可以獲取粗汽油全餾分。
所述的輔助提升管反應(yīng)系統(tǒng)是從原有重油催化裂化裝置的再生器上引出的一高溫再生催化劑物流斜管和一個(gè)提升管反應(yīng)器構(gòu)成的；該提升管反應(yīng)器出口部分進(jìn)入沉降汽提系統(tǒng)，出口設(shè)有高效氣固快速分離裝置。
改質(zhì)油氣分離系統(tǒng)為簡(jiǎn)易洗滌分離塔塔頂連接冷凝冷卻器，塔底與脫過(guò)熱洗滌介質(zhì)換熱器相連。
所述的簡(jiǎn)易洗滌分離塔中脫過(guò)熱洗滌介質(zhì)為回?zé)捰突蛑夭裼汀?br> 本發(fā)明的工藝技術(shù)優(yōu)點(diǎn)為由于改質(zhì)汽油進(jìn)入單獨(dú)的分離系統(tǒng)后出裝置，而不與主提升管的催化裂化汽油混合，所以返回改質(zhì)提升管的粗汽油全餾分或重餾分的烯烴含量就是主提升管出來(lái)的粗汽油全餾分或重餾分的烯烴含量，也就是改質(zhì)提升管內(nèi)汽油烯烴初始反應(yīng)濃度較高，這樣，所需要的工藝條件就會(huì)較為緩和，而且不會(huì)使改質(zhì)過(guò)的組分多次在改質(zhì)提升管反應(yīng)器中循環(huán)，改質(zhì)過(guò)程的損失就會(huì)減少，需要改質(zhì)的汽油量也會(huì)降低。
粗汽油由分餾塔塔頂二級(jí)冷凝系統(tǒng)分離出重餾分(切割點(diǎn)為60～80℃)的流程簡(jiǎn)述如下粗汽油和富氣27由分餾塔28的頂部出來(lái)，經(jīng)過(guò)冷凝器29冷凝冷卻到50～60℃后進(jìn)入分離罐30進(jìn)行油、水、氣的分離，凝結(jié)水31由凝結(jié)水泵32抽離分離罐30。冷凝下來(lái)的液體產(chǎn)物是粗汽油重餾分33，經(jīng)過(guò)粗汽油重餾分泵34從分離罐30中抽出，一部分作為分餾塔28的頂部回流35，另一部分36經(jīng)過(guò)冷卻器37進(jìn)一步冷卻至40℃。若對(duì)粗汽油全餾分改質(zhì)，這時(shí)閥門(mén)50打開(kāi)，閥門(mén)51關(guān)閉，粗汽油重餾分36和粗汽油輕餾分47混合成粗汽油全餾分49后(即11)進(jìn)入本發(fā)明中新增設(shè)的改質(zhì)用輔助提升管反應(yīng)器12進(jìn)行改質(zhì)；若對(duì)粗汽油重餾分改質(zhì)，這時(shí)閥門(mén)51打開(kāi)，閥門(mén)50關(guān)閉，粗汽油重餾分48(即11)可以直接進(jìn)入本發(fā)明新增設(shè)的改質(zhì)用輔助提升管反應(yīng)器12進(jìn)行改質(zhì)，這時(shí)輕汽油47可以直接與從本發(fā)明新增設(shè)的改質(zhì)油氣分離系統(tǒng)出來(lái)的改質(zhì)汽油25混合后進(jìn)入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，也可以先進(jìn)行如輕汽油醚化、異構(gòu)芳構(gòu)化等改質(zhì)后，再與從本發(fā)明新增設(shè)的改質(zhì)油氣分離系統(tǒng)出來(lái)的改質(zhì)汽油25混合后進(jìn)入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。從分離罐30中出來(lái)的未冷凝油氣38經(jīng)過(guò)冷凝器39冷凝冷卻到40℃后進(jìn)入分離罐40進(jìn)行油、水、氣的分離，凝結(jié)水41由凝結(jié)水泵42抽離分離罐40。從分離罐40中出來(lái)的未冷凝油氣為富氣43，進(jìn)入富氣壓縮機(jī)。由氣壓機(jī)機(jī)間分離罐分離出來(lái)的凝析油44返回到分離罐40。分離罐40中冷凝下來(lái)的液體產(chǎn)物是輕汽油45，由輕汽油泵46抽出后，要么與粗汽油重餾分36混合成全餾分粗汽油49后進(jìn)行改質(zhì)，要么進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)與改質(zhì)汽油25混合。
參見(jiàn)

圖1、圖2，粗汽油11或粗汽油由分餾塔塔頂二級(jí)冷凝系統(tǒng)分離出的重餾分11(切割點(diǎn)為60～80℃)，與水蒸氣一起從底部進(jìn)入輔助改質(zhì)提升管反應(yīng)器12，與來(lái)自原催化裂化裝置再生器3的由水蒸氣13提升的高溫再生劑14在反應(yīng)溫度為350～550℃、汽油原料預(yù)熱溫度為40～200℃、催化劑油料重量比為2～20、催化劑活性為55～65、反應(yīng)時(shí)間為2.0～10.0s、反應(yīng)壓力為0.1～0.4Mpa的情況下進(jìn)行接觸、氣化、混合并反應(yīng)，油氣、水蒸氣與催化劑一起通過(guò)輔助改質(zhì)提升管反應(yīng)器12，到改質(zhì)提升管反應(yīng)器出口由高效氣固快速分離裝置15將改質(zhì)油氣和催化劑分開(kāi)。催化劑進(jìn)入新設(shè)沉降器16和汽提段17，經(jīng)過(guò)汽提后進(jìn)入原再生器3。改質(zhì)油氣18離開(kāi)沉降器16進(jìn)入由洗滌分離塔19、冷凝冷卻器20、油氣分離罐21、脫過(guò)熱洗滌介質(zhì)換熱器22和循環(huán)泵23構(gòu)成的改質(zhì)油氣分離系統(tǒng)，分離出富氣24和改質(zhì)汽油25。如果是對(duì)催化裂化粗汽油全餾分改質(zhì)，改質(zhì)汽油25可以直接進(jìn)入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；如果是對(duì)催化裂化粗汽油重餾分進(jìn)行改質(zhì)，那么改質(zhì)汽油25在這里要與粗汽油的輕餾分47(此部分也可以進(jìn)行改質(zhì)，如醚化、異構(gòu)芳構(gòu)化等)進(jìn)行混合后再進(jìn)入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。洗滌分離塔19底部由脫過(guò)熱洗滌介質(zhì)換熱器22和循環(huán)泵23對(duì)過(guò)熱的改質(zhì)油氣進(jìn)行脫過(guò)熱并洗滌催化劑粉，26為攜帶有少量改質(zhì)重組分的脫過(guò)熱洗滌介質(zhì)，可以是回?zé)捰突蛑夭裼汀?br> 本發(fā)明所用的催化劑可以是適用于催化裂化過(guò)程的任何催化劑，即催化裂化汽油改質(zhì)反應(yīng)由原重油催化裂化裝置催化劑實(shí)現(xiàn)。例如，無(wú)定型硅鋁催化劑或分子篩催化劑；其中，分子篩催化劑的活性組分選自含或不含稀土和/或磷的Y型或HY型沸石、含或不含稀土和/或磷的超穩(wěn)Y型沸石、ZSM-5系列沸石或具有五元環(huán)結(jié)構(gòu)的高硅沸石、β沸石、鎂堿沸石中的一種或多種。
最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)方法，其特征在于它至少包括以下步驟步驟1粗汽油全餾分或者重餾分與水蒸氣一起從底部進(jìn)入輔助改質(zhì)提升管反應(yīng)器，與來(lái)自原催化裂化裝置再生器的高溫再生劑進(jìn)行接觸、氣化、混合并反應(yīng)；步驟2油氣、水蒸氣與催化劑一起通過(guò)輔助改質(zhì)提升管反應(yīng)器，到改質(zhì)提升管反應(yīng)器出口，由高效氣固快速分離裝置將改質(zhì)油氣和催化劑分離；步驟3分離后的改質(zhì)油氣進(jìn)入簡(jiǎn)易分離系統(tǒng)，分離出富氣和改質(zhì)汽油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)方法，其特征在于所述的催化改質(zhì)反應(yīng)的具體條件如下反應(yīng)溫度為350～550℃；汽油原料預(yù)熱溫度為40～200℃；催化劑油料重量比為2～20；催化劑活性為55～65；反應(yīng)時(shí)間為2.0～10.0s；反應(yīng)壓力為0.1～0.4Mpa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)方法，其特征在于所述的粗汽油的重餾分由二級(jí)冷凝系統(tǒng)獲取。在獲取催化裂化粗汽油重餾分的同時(shí)，得到的粗汽油輕餾分也可以進(jìn)一步改質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)方法，其特征在于催化裂化汽油改質(zhì)過(guò)程中，與改質(zhì)油氣分離的催化劑進(jìn)入新設(shè)的簡(jiǎn)易沉降器和汽提段后進(jìn)入原再生器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)方法，其特征在于對(duì)粗汽油全餾分改質(zhì)，則分離出富氣的改質(zhì)汽油直接進(jìn)入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；對(duì)粗汽油重餾分改質(zhì)，則分離出富氣的改質(zhì)汽油與粗汽油輕餾分混合后進(jìn)入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)方法，其特征在于所述的改質(zhì)反應(yīng)所使用的催化劑為原重油催化裂化裝置的催化劑，至少包括無(wú)定型硅鋁催化劑或分子篩催化劑。
7.一種催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)系統(tǒng)，其特征在于它至少包括，在重油催化裂化裝置的反應(yīng)—再生系統(tǒng)中增設(shè)帶有獨(dú)立沉降汽提系統(tǒng)輔助提升管反應(yīng)系統(tǒng)，以及與其相連的改質(zhì)油氣分離系統(tǒng)；其中，輔助提升管反應(yīng)系統(tǒng)用于對(duì)催化裂化汽油進(jìn)行催化改質(zhì)，改質(zhì)油氣分離系統(tǒng)用于分離改質(zhì)汽油和富氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)系統(tǒng)，其特征在于所述的催化改質(zhì)反應(yīng)的具體條件如下反應(yīng)溫度為350～550℃；汽油原料預(yù)熱溫度為40～200℃；催化劑油料重量比為2～20；催化劑活性為55～65；反應(yīng)時(shí)間為2.0～10.0s；反應(yīng)壓力為0.1～0.4Mpa。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)系統(tǒng)，其特征在于所述的重油催化裂化裝置中還包括在原有分餾塔塔頂?shù)某Ｒ?guī)冷凝冷卻系統(tǒng)上建立的二級(jí)冷凝系統(tǒng)，用于獲取粗汽油重餾分，也可以獲取粗汽油全餾分。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)系統(tǒng)，其特征在于所述的輔助提升管反應(yīng)系統(tǒng)是從原有重油催化裂化裝置的再生器上引出的一高溫再生催化劑物流斜管和一個(gè)提升管反應(yīng)器構(gòu)成的；該提升管反應(yīng)器出口部分進(jìn)入沉降汽提系統(tǒng)，出口設(shè)有高效氣固快速分離裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)系統(tǒng)，其特征在于改質(zhì)油氣分離系統(tǒng)為簡(jiǎn)易洗滌分離塔塔頂連接冷凝冷卻器，塔底與脫過(guò)熱洗滌介質(zhì)換熱器相連。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)系統(tǒng)，其特征在于所述的簡(jiǎn)易洗滌分離塔中脫過(guò)熱洗滌介質(zhì)為回?zé)捰突蛑夭裼汀?br> 全文摘要
一種催化汽油降低烯烴含量并提高辛烷值的改質(zhì)方法和系統(tǒng)，是在重油催化裂化裝置的反應(yīng)－再生系統(tǒng)中增設(shè)一個(gè)帶有獨(dú)立沉降汽提系統(tǒng)的輔助提升管反應(yīng)器，并在分餾塔塔頂建立二級(jí)冷凝系統(tǒng)來(lái)對(duì)催化裂化汽油全餾分或重餾分進(jìn)行催化改質(zhì)反應(yīng)，改質(zhì)油氣進(jìn)入單獨(dú)的油氣系統(tǒng)進(jìn)行改質(zhì)產(chǎn)物的分離，以達(dá)到降低烯烴含量提高辛烷值的目的，通過(guò)該工藝可以將催化裂化汽油烯烴含量降低到35(V)％以下，研究法辛烷值提高3個(gè)單位，滿足環(huán)保要求。
文檔編號(hào)C10G35/00GK1465663SQ0212365
公開(kāi)日2004年1月7日 申請(qǐng)日期2002年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月5日
發(fā)明者高金森, 徐春明, 白躍華, 盧春喜, 劉耀芳 申請(qǐng)人:石油大學(xué)(北京)