專(zhuān)利名稱(chēng)：重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油烴的催化轉(zhuǎn)化工藝，特別是指優(yōu)化控制重油催化裂化反應(yīng)與改質(zhì)催化汽油降低烯烴含量的催化轉(zhuǎn)化工藝耦合技術(shù)，屬于石油化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前世界上開(kāi)采的原油越來(lái)越重，質(zhì)量越來(lái)越差。石油的重質(zhì)部分雖可直接作為燃料油，但對(duì)重質(zhì)燃料油的需求卻越來(lái)越少，而且把寶貴的石油資源像煤一樣燒掉也非常可惜。有些原油的減壓渣油可直接或經(jīng)適當(dāng)處理用做石油瀝青，但其需要量也是有限的。因此，煉油工業(yè)的突出任務(wù)是如何提高石油重質(zhì)部分的轉(zhuǎn)化深度，以充分利用有限的石油資源，生產(chǎn)更多的汽油、柴油等輕質(zhì)燃料以及石油化工原料。重油加工過(guò)程大體可分為如下四類(lèi)①溶劑脫瀝青；②熱轉(zhuǎn)化(包括減粘裂化和焦化)；③重油催化裂化；④重油加氫。其中溶劑脫瀝青是一種使用溶劑來(lái)進(jìn)行分離的物理加工過(guò)程，其余三類(lèi)均屬化學(xué)加工過(guò)程。從碳?xì)淦胶獾慕嵌葋?lái)看，要想將氫碳比較低的重質(zhì)油加工成氫碳比較高的輕質(zhì)油不外乎兩個(gè)途徑，一為脫碳，一為加氫。上述四類(lèi)過(guò)程中，溶劑脫瀝青以分出脫油瀝青的方式脫碳，而焦化及重油催化裂化則以生成焦炭的方式脫碳，減粘裂化過(guò)程既不脫碳又不加氫，氫碳比基本不變。
重質(zhì)油通過(guò)熱加工雖可使其相對(duì)分子質(zhì)量減小，但所得的主要不是輕質(zhì)餾分，而是中間餾分。而重油催化裂化的產(chǎn)物主要是汽油餾分、柴油餾分和液化氣，其汽油餾分的辛烷值較高也比較穩(wěn)定，液化氣是生產(chǎn)高辛烷值汽油組分及其它化工產(chǎn)品的重要原料，柴油餾分的質(zhì)量雖然較差但也是很有用的產(chǎn)物，因此目前重油催化裂化已成為重質(zhì)油輕質(zhì)化的主要手段。重油催化裂化也是一種深度脫碳的過(guò)程，但所生成的焦炭并不是單獨(dú)的產(chǎn)物，而是附在催化劑上進(jìn)入再生器中被燒掉。除殘?zhí)恐岛徒饘俸枯^低的石蠟基原油(如大慶原油)的常壓渣油甚至減壓渣油可以直接作為重油催化裂化原料外，一般情況下只是將常壓或減壓渣油以一定比例摻人減壓餾分中混合進(jìn)料，以避免生焦過(guò)多和催化劑受金屬的污染過(guò)于嚴(yán)重。重質(zhì)油的沸點(diǎn)高、粘度大并含有較多的硫、氮、重金屬等雜質(zhì)，所以其所用的催化劑、反應(yīng)和再生的條件以及設(shè)備等均與餾分油催化裂化有所不同。重質(zhì)油催化裂化的反應(yīng)溫度和再生溫度都較高，所用的催化劑中均需加入適當(dāng)?shù)闹鷦Ｓ捎谥赜痛呋鸦纳沽颗c餾分油相比顯著提高，有時(shí)為了使催化劑上較多的焦炭燒得比較徹底，便采用兩段再生的方法。為了要取走燒焦時(shí)產(chǎn)生的過(guò)多熱量，有時(shí)還需要設(shè)置內(nèi)取熱器或外取熱器。
催化裂化裝置的關(guān)鍵部分是提升管反應(yīng)器，其產(chǎn)品分布與質(zhì)量乃至經(jīng)濟(jì)效益都與其操作狀況密不可分，所以，近些年來(lái)，重油催化裂化技術(shù)取得了飛速發(fā)展。隨著催化裂化原料的重質(zhì)化，越來(lái)越多的提升管采用高溫、短停留時(shí)間、大劑比的反應(yīng)條件，以提高反應(yīng)苛刻度，對(duì)渣油中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)形成熱沖擊，保持足夠的轉(zhuǎn)化率。同時(shí)，為降低再生催化劑含炭并有助于提高進(jìn)料的汽化率，也需要高溫再生。這些措施都使提升管出口溫度進(jìn)一步提高。但是，反應(yīng)溫度的提高，一方面使反應(yīng)沉降段及油氣管線結(jié)焦嚴(yán)重，影響裝置長(zhǎng)期運(yùn)行，另一方面，在提升管的中下部，絕大部分(90％左右)的催化裂化反應(yīng)已經(jīng)基本完成，提升管上部發(fā)生著較多的二次裂化反應(yīng)，它們不利于產(chǎn)品分布的優(yōu)化，所以在研制抗高殘?zhí)扛咧亟饘俅呋瘎?、使用各種新型噴嘴和出口快分的同時(shí)，煉油企業(yè)紛紛采用提升管反應(yīng)終止劑技術(shù)，即在提升管反應(yīng)器的出口或者中上部某個(gè)位置注入一股冷的介質(zhì)，如水、直餾汽油、粗汽油、輕污油等，來(lái)降低注入點(diǎn)下游的反應(yīng)溫度。提升管反應(yīng)終止劑技術(shù)的目的是使提升管內(nèi)部的溫度分布變得更為理想，即油劑混合區(qū)，需要高溫度使進(jìn)料快速汽化，使難進(jìn)入分子篩的大分子初步裂化，在提升管中下部的主要反應(yīng)區(qū)，根據(jù)動(dòng)力學(xué)影響因素，需要高溫、大劑油比和高反應(yīng)活性，在提升管上部，由于大部分裂化反應(yīng)已經(jīng)完成，反應(yīng)溫度應(yīng)適當(dāng)以減少二次裂化和汽化。實(shí)踐及理論分析都證明，在目前提升管設(shè)計(jì)中，尚有一些不合理的情況下，使用反應(yīng)終止劑是一個(gè)切實(shí)可行的方法，它可以改善提升管溫度分布，優(yōu)化反應(yīng)條件，增加目的產(chǎn)物的產(chǎn)率。采用提升管反應(yīng)終止劑技術(shù)可以降低提升管出口溫度，減少干氣和生焦；可以提高提升管中下部油劑混合溫度，增大催化劑循環(huán)量，提高劑油比，這都是重油催化裂化所急需的；還可以提高催化裂化操作的靈活性，如采用不同的終止劑，可以滿(mǎn)足不同的要求。但是，這種液相介質(zhì)作為催化裂化反應(yīng)的終止介質(zhì)也存在著較大的問(wèn)題，例如，由于注入量的限制，反應(yīng)溫度較低，幅度不夠，反應(yīng)終止效果不理想；液相終止劑的注入會(huì)給分餾系統(tǒng)帶來(lái)額外的負(fù)荷。
近年來(lái)，為了達(dá)到環(huán)保法規(guī)的要求，生產(chǎn)清潔汽油，在發(fā)明專(zhuān)利《簡(jiǎn)易的催化裂化汽油改質(zhì)降烯烴的方法及裝置》(申請(qǐng)?zhí)?2116786.9)、《降低催化裂化汽油烯烴含量的方法及系統(tǒng)》(申請(qǐng)?zhí)?2123817.0)、《催化裂化汽油深度降烯烴增辛烷值的改質(zhì)方法和裝置》(申請(qǐng)?zhí)?2123655.0)、《降低催化裂化汽油烯烴含量并保持辛烷值的方法及系統(tǒng)》(申請(qǐng)?zhí)?2123494.9)、《催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)方法和裝置》(申請(qǐng)?zhí)?2123658.9)、《降低催化裂化汽油烯烴含量的方法及裝置》(申請(qǐng)?zhí)?2116787.7)和《輕油收率高的催化汽油改質(zhì)降烯烴的方法和裝置》(申請(qǐng)?zhí)?2146136.8)中，提出了在常規(guī)催化裂化裝置上設(shè)立輔助流態(tài)化反應(yīng)器，用以對(duì)催化汽油進(jìn)行改質(zhì)的工藝技術(shù)，這些降低催化裂化汽油烯烴含量的工藝技術(shù)由于采用了輔助的流態(tài)化反應(yīng)器，從工藝過(guò)程上看是高溫催化裂化的再生催化劑與常溫液相的催化汽油進(jìn)行混合接觸，進(jìn)行氫轉(zhuǎn)移、芳構(gòu)化、異構(gòu)化和裂化的改質(zhì)反應(yīng)，該反應(yīng)只是借用了常規(guī)催化裂化裝置、催化劑、熱量、再生器甚至沉降器、汽提段以及分餾塔等，對(duì)常規(guī)催化裂化裝置的操作、主提升管反應(yīng)器的裂化反應(yīng)以及原催化裂化裝置的產(chǎn)品分布等并沒(méi)有影響，也就是說(shuō)，對(duì)常規(guī)催化裂化裝置提升管反應(yīng)器設(shè)計(jì)與操作優(yōu)化的必要性仍然存在。另一方面，在催化汽油輔助的流態(tài)化反應(yīng)器改質(zhì)過(guò)程中，由于催化劑僅僅與汽油餾分接觸反應(yīng)，所以該過(guò)程的焦炭收率很低，一般在1.5wt％以下，因此，催化劑的失活程度非常低，根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，微反活性只降低了3-4個(gè)單位。所以，催化汽油輔助的流態(tài)化反應(yīng)器改質(zhì)過(guò)程后的催化劑溫度較低，但微反活性較高，特別是在發(fā)明專(zhuān)利《催化裂化汽油深度降烯烴增辛烷值的改質(zhì)方法和裝置》(申請(qǐng)?zhí)?2123655.0)、《催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)方法和裝置》(申請(qǐng)?zhí)?2123658.9)、《降低催化裂化汽油烯烴含量的方法及裝置》(申請(qǐng)?zhí)?2116787.7)、《降低催化裂化汽油烯烴含量并保持辛烷值的方法及系統(tǒng)》(申請(qǐng)?zhí)?2123494.9)《輕油收率高的催化汽油改質(zhì)降烯烴的方法和裝置》(申請(qǐng)?zhí)?2146136.8)和《催化汽油改質(zhì)降烯烴的方法和裝置》中的催化汽油改質(zhì)反應(yīng)器都設(shè)有自己?jiǎn)为?dú)的沉降器和汽提段，催化劑汽提后就返回了原催化裂化裝置的再生器，這一低溫高活性的催化劑完全可以直接使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，提供一種重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法和裝置，對(duì)催化裂化汽油餾分進(jìn)行催化改質(zhì)反應(yīng)，可深度降低烯烴含量并保持辛烷值。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法，至少包括如下步驟步驟一將重油原料送入重油催化裂化裝置的主提升管反應(yīng)器，進(jìn)行催化裂化反應(yīng)，反應(yīng)油氣在該反應(yīng)器中上部與從輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器注入的催化劑混合，主反應(yīng)油氣和催化劑在該提升管反應(yīng)器出口分離，催化劑進(jìn)入再生系統(tǒng)，主反應(yīng)油氣進(jìn)行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰秃陀蜐{的分離；步驟二將催化裂化汽油餾分送入輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器，進(jìn)行汽油改質(zhì)反應(yīng)，改質(zhì)后催化劑一部分返回原再生器，另一部分回注到重油催化裂化裝置的主提升管反應(yīng)器，改質(zhì)油氣進(jìn)入分餾系統(tǒng)進(jìn)行各餾分的分離。
重油催化裂化反應(yīng)條件為混合與反應(yīng)溫度520-600℃；重油原料預(yù)熱溫度160-250℃；催化劑油料重量比7-12；催化劑活性50-65；反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa。
催化裂化汽油餾分至少包括粗汽油全餾分或粗汽油輕餾分(＜80-110℃)或粗汽油重餾分(＞60-80℃)。
催化劑為常規(guī)催化裂化催化劑，至少包括無(wú)定型硅鋁催化劑或分子篩催化劑。
粗汽油輕餾分先進(jìn)行改質(zhì)，然后再與相應(yīng)的汽油餾分混合。
改質(zhì)油氣與主提升管反應(yīng)器的油氣混合后進(jìn)入原催化裂化裝置的主分餾塔而分離成富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰?、油漿；或者進(jìn)入單獨(dú)的分餾系統(tǒng)進(jìn)行分離。
一種重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，至少包括一重油催化裂化裝置，該裝置連接一分餾裝置，其中，重油催化裂化裝置的主提升管中上部設(shè)有催化劑注入點(diǎn)，該注入點(diǎn)通過(guò)斜管連接輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器，用于改質(zhì)催化裂化汽油餾分，該改質(zhì)反應(yīng)器與催化裂化裝置催化劑的再生器連接。
輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器至少包括提升管反應(yīng)器，或者提升管加湍動(dòng)床反應(yīng)器，或者快速床反應(yīng)器，或者湍動(dòng)床反應(yīng)器。
使用提升管反應(yīng)器時(shí)，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-550℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-200℃，催化劑油料重量比2-20，催化劑活性55-65，反應(yīng)時(shí)間2.0-10.0s，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa；使用提升管加湍動(dòng)床反應(yīng)器時(shí)，改質(zhì)反應(yīng)條件為
反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-200℃，催化劑油料重量比2-20，催化劑活性55-65，提升管段的反應(yīng)時(shí)間1.0-10.0s，流化床重量空速1-1000/小時(shí)，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa；使用湍動(dòng)床反應(yīng)器時(shí)，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-300℃，催化劑活性50-65，湍動(dòng)床重量空速1-1000/小時(shí)，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa；使用快速床反應(yīng)器時(shí)，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度為350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度為40-300℃，催化劑活性為50-65，床層線速為0.6-2.5m/s，反應(yīng)時(shí)間為0.1-10.0分鐘，反應(yīng)壓力為0.1-0.4Mpa。
輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器設(shè)有獨(dú)立的沉降系統(tǒng)和汽提系統(tǒng)，分別用于催化劑的沉降和汽提。
主提升管反應(yīng)器催化劑注入點(diǎn)的位置設(shè)在其底部至反應(yīng)器有效高度的1/3-3/4處，優(yōu)選值為其底部至反應(yīng)器有效高度的1/2-2/3處。
主提升管反應(yīng)器催化劑的注入點(diǎn)以上的垂直段的直徑為現(xiàn)有提升管反應(yīng)器直徑的1.0-2.0倍。
分餾裝置為催化裂化裝置的主分餾塔或者單獨(dú)分餾系統(tǒng)。
分餾裝置至少包括常規(guī)冷凝系統(tǒng)和二級(jí)冷凝系統(tǒng)，該二級(jí)冷凝系統(tǒng)用來(lái)獲取粗汽油全餾分或粗汽油輕餾分或粗汽油重餾分。
通過(guò)以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下技術(shù)效果本發(fā)明的工藝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為利用有催化裂化活性的固體低溫介質(zhì)對(duì)重油催化裂化裝置提升管裂化反應(yīng)實(shí)施控制和優(yōu)化，裂化反應(yīng)終止效果改善，輕質(zhì)油收率提高，同時(shí)又有催化汽油降低烯烴含量的作用，裝置改動(dòng)最小，流程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，且易于控制，操作穩(wěn)定?？梢詫⒋呋鸦拖N含量降低到25(v)％以下，滿(mǎn)足環(huán)保要求的同時(shí)，提高輕質(zhì)油的收率。


圖1為現(xiàn)有重油催化裂化的經(jīng)過(guò)改進(jìn)的分餾系統(tǒng)工藝流程圖；圖2為本發(fā)明的工藝流程第一實(shí)施例示意圖；圖3為本發(fā)明的工藝流程第二實(shí)施例示意圖；圖4為本發(fā)明的工藝流程第三實(shí)施例示意圖；圖5為本發(fā)明的工藝流程第四實(shí)施例示意圖；圖6為本發(fā)明的工藝流程第五實(shí)施例示意圖；圖7為本發(fā)明的工藝流程第六實(shí)施例示意圖；圖8為本發(fā)明的工藝流程第七實(shí)施例示意圖；圖9為本發(fā)明的工藝流程第八實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明分餾塔塔頂二級(jí)冷凝系統(tǒng)是在現(xiàn)有分餾塔頂常規(guī)冷凝冷卻系統(tǒng)上經(jīng)過(guò)改變?cè)O(shè)計(jì)建立起來(lái)的。在對(duì)粗汽油輕餾分或粗汽油重餾分進(jìn)行改質(zhì)時(shí)，可以按二級(jí)冷凝操作，在對(duì)粗汽油全餾分進(jìn)行改質(zhì)時(shí)，可以按常規(guī)冷凝冷卻操作。如果是對(duì)催化裂化粗汽油重餾分進(jìn)行改質(zhì)，那么相應(yīng)的粗汽油輕餾分可以直接與汽油餾分混合，也可以進(jìn)行改質(zhì)后(如醚化、異構(gòu)芳構(gòu)化等)再與汽油餾分混合。此部分流程參見(jiàn)圖1，簡(jiǎn)述如下由分餾塔1的頂部出來(lái)的油氣2(包括粗汽油和富氣)，經(jīng)過(guò)冷凝器3冷凝冷卻到合適溫度(如果是對(duì)催化裂化粗汽油重餾分進(jìn)行改質(zhì)，此溫度為50-60℃；如果是對(duì)催化裂化粗汽油輕餾分進(jìn)行改質(zhì)，此溫度為62-80℃)后進(jìn)入分離罐4進(jìn)行油水氣的分離，凝結(jié)水5由凝結(jié)水泵6抽離分離罐4。冷凝下來(lái)的液體產(chǎn)物是粗汽油重餾分7，經(jīng)過(guò)重餾分汽油泵8從分離罐4中抽出，一部分作為分餾塔1的頂部回流9，另一部分10經(jīng)過(guò)冷卻器11進(jìn)一步冷卻至40℃。
若對(duì)粗汽油全餾分改質(zhì)，閥門(mén)23、30和31打開(kāi)，閥門(mén)24關(guān)閉，粗汽油重餾分10和粗汽油輕餾分21混合成粗汽油全餾分22后取一定的合適量25進(jìn)入催化改質(zhì)反應(yīng)器進(jìn)行改質(zhì)，其余部分26進(jìn)入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；若對(duì)粗汽油重餾分改質(zhì)，閥門(mén)23、24和30都打開(kāi)，閥門(mén)31關(guān)閉，通過(guò)流量控制取一定合適量的粗汽油重餾分27直接進(jìn)入催化改質(zhì)反應(yīng)器進(jìn)行改質(zhì)，其余部分28與粗汽油輕餾分21混合成粗汽油全餾分22后進(jìn)入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，這時(shí)輕汽油21可以直接與粗汽油重餾分28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)化等方面的改質(zhì)后，再與粗汽油重餾分28混合后進(jìn)入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。若對(duì)粗汽油輕餾分進(jìn)行改質(zhì)，這時(shí)閥門(mén)23、29和30都打開(kāi)，閥門(mén)24和31關(guān)閉，通過(guò)流量控制取一定合適量的粗汽油輕餾分32直接進(jìn)入催化改質(zhì)反應(yīng)器進(jìn)行改質(zhì)，其余部分與粗汽油重餾分28混合成粗汽油全餾分22后進(jìn)入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。
從分離罐4中出來(lái)的未冷凝油氣12經(jīng)過(guò)冷凝器13冷凝冷卻到40℃后進(jìn)入分離罐14進(jìn)行油水氣的分離，凝結(jié)水15由凝結(jié)水泵16抽離分離罐14。從分離罐14中出來(lái)的未冷凝油氣為富氣17，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18返回到分離罐14。分離罐14中冷凝下來(lái)的液體產(chǎn)物是粗汽油輕餾分19由輕餾分汽油泵20抽出成為粗汽油輕餾分21。
實(shí)施例1本發(fā)明流程參見(jiàn)圖2，簡(jiǎn)述如下含有霧化蒸汽的重油原料33進(jìn)入主提升管34的底部，與來(lái)自再生器35由水蒸氣36提升的溫度為650-750℃的高溫再生催化劑37進(jìn)行接觸、氣化、混合和反應(yīng)，并沿著提升管反應(yīng)器向上流動(dòng)，此處的混合與反應(yīng)溫度為520-600℃，重油原料預(yù)熱溫度為160-250℃，催化劑油料重量比為7-12，催化劑活性為50-65，反應(yīng)壓力為0.1-0.4Mpa，當(dāng)催化劑與反應(yīng)油氣上升到1/3-3/4(優(yōu)選值為1/2-2/3)的提升管反應(yīng)器有效長(zhǎng)度的高度時(shí)(從重油原料進(jìn)料噴嘴處算起)，也就是相當(dāng)于經(jīng)歷了1.0-3.0s的反應(yīng)時(shí)間后，在提升管反應(yīng)器中上部與來(lái)自斜管的催化汽油改質(zhì)過(guò)程后的溫度為350-480℃微反活性為50-62的低溫高活性催化劑38進(jìn)行混合，混合后的催化劑與反應(yīng)油氣的溫度下降，根據(jù)改質(zhì)后催化劑注入量的不同，到提升管反應(yīng)器出口，反應(yīng)溫度降低到450-520℃，油氣、水蒸氣與催化劑一起通過(guò)主提升管反應(yīng)器34，到主提升管反應(yīng)器出口由高效氣固快速分離裝置39和沉降器頂旋40將主反應(yīng)油氣41和催化劑分開(kāi)，催化劑經(jīng)過(guò)沉降器42進(jìn)入汽提段43，經(jīng)過(guò)汽提后進(jìn)入再生器35。在催化汽油改質(zhì)油氣單獨(dú)分離方案中，主反應(yīng)油氣44離開(kāi)沉降器42進(jìn)入主分餾塔1底部進(jìn)行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰?、油漿的分離。在催化汽油改質(zhì)油氣不單獨(dú)分離的方案中，主反應(yīng)油氣41與新型催化改質(zhì)反應(yīng)器出口油氣混合成油氣44離開(kāi)沉降器42進(jìn)入主分餾塔1底部進(jìn)行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰?、油漿的分離。
含有霧化蒸汽的催化裂化汽油餾分45(即圖1中的催化裂化粗汽油全餾分25或粗汽油重餾分(＞60-80℃)27或粗汽油輕餾分(＜80-110℃)32從底部進(jìn)入輔助提升管催化改質(zhì)反應(yīng)器46，與由現(xiàn)有催化裂化裝置再生器35上設(shè)立的一斜管47引出的由水蒸氣48提升的高溫再生催化劑在反應(yīng)溫度為350-500℃，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1.0-10.0s，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進(jìn)行接觸、氣化、混合和反應(yīng)，油氣、水蒸氣與催化劑一起通過(guò)輔助提升管催化改質(zhì)反應(yīng)器46，改質(zhì)油氣與催化劑在輔助提升管催化改質(zhì)反應(yīng)器46所帶的沉降器49中分開(kāi)，催化劑進(jìn)入汽提段50，經(jīng)過(guò)水蒸氣51汽提后一部分催化劑52進(jìn)入原再生器35，另一部分催化劑38回注到現(xiàn)有的重油催化裂化裝置的提升管反應(yīng)器1/3-3/4的提升管反應(yīng)器有效長(zhǎng)度的高度處(從重油原料進(jìn)料噴嘴處算起)，催化劑38的量為輔助提升管催化改質(zhì)反應(yīng)器催化劑循環(huán)量的40-100％。改質(zhì)油氣53離開(kāi)沉降器49后，并入原催化裂化裝置的大油氣管線，與主提升管反應(yīng)器的反應(yīng)油氣混合后進(jìn)入主分餾塔下部進(jìn)行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰秃陀蜐{的分離。
實(shí)施例2
本發(fā)明對(duì)于由輔助提升管催化改質(zhì)反應(yīng)器出來(lái)的低溫高活性的催化劑回注到原催化裂化裝置提升管反應(yīng)器的方式還包括圖3所示的流程，簡(jiǎn)述如下含有霧化蒸汽的重油原料33進(jìn)入主提升管34的底部，與來(lái)自再生器35由水蒸氣36提升的溫度為650-750℃的高溫再生催化劑37進(jìn)行接觸、氣化、混合和反應(yīng)，并沿著提升管反應(yīng)器向上流動(dòng)，此處的混合與反應(yīng)溫度為520-600℃，重油原料預(yù)熱溫度為160-250℃，催化劑油料重量比為7-12，催化劑活性為50-65，反應(yīng)壓力為0.1-0.4Mpa，當(dāng)催化劑與反應(yīng)油氣上升到1/3-3/4(優(yōu)選值為1/2-2/3)的提升管反應(yīng)器有效長(zhǎng)度的高度時(shí)(從重油原料進(jìn)料噴嘴處算起)，也就是相當(dāng)于經(jīng)歷了1.0-3.0s的反應(yīng)時(shí)間后，在提升管反應(yīng)器中上部與來(lái)自斜管的催化汽油改質(zhì)過(guò)程后的溫度為350-480℃微反活性為50-62的低溫高活性催化劑38進(jìn)行混合，混合后的催化劑與反應(yīng)油氣的溫度下降，根據(jù)改質(zhì)后催化劑注入量的不同，溫度下降程度不同。在該注入口以上的提升管垂直段341，提升管反應(yīng)器的直徑可以加大為原直徑的1.0-2.0倍，從而增加催化劑在該段提升管反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間和返混程度，這有利于提高重油催化裂化的轉(zhuǎn)化深度和降低催化汽油的烯烴含量。在提升管反應(yīng)器出口，反應(yīng)溫度可以控制在460-510℃之間，到主提升管反應(yīng)器出口由高效氣固快速分離裝置39和沉降器頂旋40將主反應(yīng)油氣41和催化劑分開(kāi)，催化劑經(jīng)過(guò)沉降器42進(jìn)入汽提段43，經(jīng)過(guò)汽提后進(jìn)入再生器35。在催化汽油改質(zhì)油氣單獨(dú)分離方案中，主反應(yīng)油氣44離開(kāi)沉降器42進(jìn)入主分餾塔1底部進(jìn)行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰?、油漿的分離。在催化汽油改質(zhì)油氣不單獨(dú)分離的方案中，主反應(yīng)油氣41與新型催化改質(zhì)反應(yīng)器出口油氣混合成油氣44離開(kāi)沉降器42進(jìn)入主分餾塔1底部進(jìn)行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰汀⒂蜐{的分離。
本發(fā)明對(duì)于輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器的還包括實(shí)施例3圖2中輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器為提升管加湍動(dòng)床反應(yīng)器，由此可以得到圖4的發(fā)明流程，其中，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-200℃，催化劑油料重量比2-20，催化劑活性55-65，提升管段的反應(yīng)時(shí)間1.0-10.0s，流化床重量空速1-1000/小時(shí)，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa。
實(shí)施例4圖3中輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器為提升管加湍動(dòng)床反應(yīng)器，由此可以得到圖5的發(fā)明流程，其中，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-200℃，催化劑油料重量比2-20，催化劑活性55-65，提升管段的反應(yīng)時(shí)間1.0-10.0s，流化床重量空速1-1000/小時(shí)，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa。
實(shí)施例5圖2中輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器為湍動(dòng)床反應(yīng)器，由此可以得到圖6的發(fā)明流程，其中，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-300℃，催化劑活性50-65，湍動(dòng)床重量空速1-1000/小時(shí)，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa。
實(shí)施例6；圖3中輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器為湍動(dòng)床反應(yīng)器，由此可以得到圖7的發(fā)明流程，其中，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-300℃，催化劑活性50-65，湍動(dòng)床重量空速1-1000/小時(shí)，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa。
實(shí)施例7圖2中輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器為快速床反應(yīng)器，由此可以得到圖8的發(fā)明流程，其中，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度為350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度為40-300℃，催化劑活性為50-65，床層線速為0.6-2.5m/s，反應(yīng)時(shí)間為0.1-10.0分鐘，反應(yīng)壓力為0.1-0.4Mpa。
實(shí)施例8
圖3中輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器為快速床反應(yīng)器，由此可以得到圖9的發(fā)明流程，其中，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度為350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度為40-300℃，催化劑活性為50-65，床層線速為0.6-2.5m/s，反應(yīng)時(shí)間為0.1-10.0分鐘，反應(yīng)壓力為0.1-0.4Mpa。
新增設(shè)的輔助流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器可以是提升管反應(yīng)器，也可以是提升管加湍動(dòng)床、快速床或者湍動(dòng)床的反應(yīng)器，并且任何一種形式的流態(tài)化反應(yīng)器都帶有單獨(dú)的汽提系統(tǒng)和沉降系統(tǒng)，從而可以得到溫度低，但微反活性高的可以直接再使用的催化劑。催化汽油改質(zhì)反應(yīng)后的待生催化劑經(jīng)過(guò)單獨(dú)的汽提系統(tǒng)和沉降系統(tǒng)沉降和汽提后，一部分回到原催化裂化裝置再生器，另一部分注入到重油催化裂化主提升管反應(yīng)器的中上部，降低注入點(diǎn)下游的反應(yīng)溫度，也增大了注入點(diǎn)下游的劑油比，對(duì)重油催化裂化反應(yīng)進(jìn)行有效的控制。重油催化裂化主提升管反應(yīng)器的操作條件就要根據(jù)冷催化劑的注入而做相應(yīng)的調(diào)節(jié)。高活性低溫催化劑的注入位置可以?xún)?yōu)化，注入點(diǎn)以上的流態(tài)化形式還可以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)其內(nèi)徑進(jìn)行適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)大，降低流動(dòng)線速，變提升管輸送為快速床流態(tài)化，這既有利于催化裂化反應(yīng)的有效調(diào)控，也有利于催化汽油烯烴含量的降低。
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；盡管參照上述實(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，依然可以對(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
1.一種重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法，其特征在于至少包括如下步驟步驟一將重油原料送入重油催化裂化裝置的主提升管反應(yīng)器，進(jìn)行催化裂化反應(yīng)，反應(yīng)油氣在該反應(yīng)器中上部與從輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器注入的催化劑混合，主反應(yīng)油氣和催化劑在該提升管反應(yīng)器出口分離，催化劑進(jìn)入再生系統(tǒng)，主反應(yīng)油氣進(jìn)行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰秃陀蜐{的分離；步驟二將催化裂化汽油餾分送入輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器，進(jìn)行汽油改質(zhì)反應(yīng)，改質(zhì)后催化劑一部分返回原再生器，另一部分回注到重油催化裂化裝置的主提升管反應(yīng)器，改質(zhì)油氣進(jìn)入分餾系統(tǒng)進(jìn)行各餾分的分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法，其特征在于所述的重油催化裂化反應(yīng)條件為混合與反應(yīng)溫度520-600℃；重油原料預(yù)熱溫度160-250℃；催化劑油料重量比7-12；催化劑活性50-65；反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法，其特征在于所述的催化裂化汽油餾分至少包括粗汽油全餾分或粗汽油輕餾分(＜80-110℃)或粗汽油重餾分(＞60-80℃)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法，其特征在于所述的催化劑為常規(guī)催化裂化催化劑，至少包括無(wú)定型硅鋁催化劑或分子篩催化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法，其特征在于所述的粗汽油輕餾分先進(jìn)行改質(zhì)，然后再與相應(yīng)的汽油餾分混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法，其特征在于改質(zhì)油氣與主提升管反應(yīng)器的油氣混合后進(jìn)入原催化裂化裝置的主分餾塔而分離成富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰?、油漿；或者進(jìn)入單獨(dú)的分餾系統(tǒng)進(jìn)行分離。
7.一種重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，至少包括一重油催化裂化裝置，該裝置連接一分餾裝置，其特征在于重油催化裂化裝置的主提升管中上部設(shè)有催化劑注入點(diǎn)，該注入點(diǎn)通過(guò)斜管連接輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器，用于改質(zhì)催化裂化汽油餾分，該改質(zhì)反應(yīng)器與催化裂化裝置催化劑的再生器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，其特征在于所述的輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器至少包括提升管反應(yīng)器，或者提升管加湍動(dòng)床反應(yīng)器，或者快速床反應(yīng)器，或者湍動(dòng)床反應(yīng)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，其特征在于使用提升管反應(yīng)器時(shí)，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-550℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-200℃，催化劑油料重量比2-20，催化劑活性55-65，反應(yīng)時(shí)間2.0-10.0s，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa；使用提升管加湍動(dòng)床反應(yīng)器時(shí)，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-200℃，催化劑油料重量比2-20，催化劑活性55-65，提升管段的反應(yīng)時(shí)間1.0-10.0s，流化床重量空速1-1000/小時(shí)，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa；使用湍動(dòng)床反應(yīng)器時(shí)，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-300℃，催化劑活性50-65，湍動(dòng)床重量空速1-1000/小時(shí)，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa；使用快速床反應(yīng)器時(shí)，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度為350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度為40-300℃，催化劑活性為50-65，床層線速為0.6-2.5m/s，反應(yīng)時(shí)間為0.1-10.0分鐘，反應(yīng)壓力為0.1-0.4Mpa。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，其特征在于所述的輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器設(shè)有獨(dú)立的沉降系統(tǒng)和汽提系統(tǒng)，分別用于催化劑的沉降和汽提。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，其特征在于主提升管反應(yīng)器催化劑注入點(diǎn)的位置設(shè)在其原料噴嘴至反應(yīng)器有效高度的1/3-3/4處，優(yōu)選值為其原料噴嘴至反應(yīng)器有效高度的1/2-2/3處。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，其特征在于主提升管反應(yīng)器催化劑的注入點(diǎn)以上的垂直段的直徑為現(xiàn)有提升管反應(yīng)器直徑的1.0-2.0倍。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，其特征在于所述的分餾裝置為催化裂化裝置的主分餾塔或者單獨(dú)分餾系統(tǒng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，其特征在于所述的分餾裝置至少包括常規(guī)冷凝系統(tǒng)和二級(jí)冷凝系統(tǒng)，該二級(jí)冷凝系統(tǒng)用來(lái)獲取粗汽油全餾分或粗汽油輕餾分或粗汽油重餾分。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法和裝置，現(xiàn)有工業(yè)催化裂化裝置的再生器連設(shè)一帶有單獨(dú)的汽提系統(tǒng)和沉降系統(tǒng)的輔助的流態(tài)化反應(yīng)器，利用從再生器引來(lái)的高溫再生催化劑對(duì)催化裂化汽油餾分進(jìn)行催化改質(zhì)反應(yīng)，然后將從輔助的流態(tài)化改質(zhì)反應(yīng)器來(lái)的溫度低但微反活性高的催化劑注入到重油催化裂化主提升管反應(yīng)器的中上部，降低注入點(diǎn)下游的反應(yīng)溫度，也增大了注入點(diǎn)下游的劑油比，對(duì)重油催化裂化主反應(yīng)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)重油催化裂化反應(yīng)與其汽油改質(zhì)過(guò)程有效的耦合與調(diào)控。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)為裂化反應(yīng)終止效果改善，輕質(zhì)油收率提高，同時(shí)又有催化汽油降低烯烴含量的作用，裝置改動(dòng)最小，流程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，且易于控制，操作穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C10G55/00GK1498948SQ0214931
公開(kāi)日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2002年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月7日
發(fā)明者高金森, 徐春明, 劉耀芳, 白躍華 申請(qǐng)人:石油大學(xué)(北京)