專利名稱：：一種低能耗的烴油催化轉(zhuǎn)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及在不存在氫的情況下烴油的催^:轉(zhuǎn)4匕方法，更具體地i兌，是一種將烴油轉(zhuǎn)化為汽油、柴油、液化氣以及丙烯和乙烯等低碳烯烴的催化轉(zhuǎn)化方法。
背景技術(shù)：
：在流化催化裂化或流化催化裂解過程中，高溫再生催化劑與原料油接觸反應(yīng)，主要產(chǎn)品為汽油和柴油等輕質(zhì)油品以及液化氣、丙烯、乙烯等低碳烯烴等輕烴，另外生產(chǎn)一部分干氣、油漿和焦炭。在該工藝過程中600~750C高溫再生催化劑在提升管下部與原料油接觸反應(yīng)，或在非提升管的流化床與原料油接觸反應(yīng)，反應(yīng)后焦炭沉積在催化劑上，焦炭主要沉積在催化劑的活性中心或堵塞催化劑孔道，催化劑的活性降低，該催化劑經(jīng)水蒸汽汽提出其攜帶的大部分輕質(zhì)烴后稱待生催化劑，待生催化劑進(jìn)入再生器燒掉其上攜帶的焦炭，催化劑的活性得以恢復(fù)，恢復(fù)活性的再生催化劑進(jìn)入反應(yīng)器循環(huán)使用。在該工藝過程中原料油與催化劑接觸前均用水蒸汽將原料油霧化。該霧化過程是水蒸汽先與原料油混合，然后經(jīng)噴嘴噴射到反應(yīng)器中，形成原料油小液滴，這些小液滴再與催化劑接觸汽化、反應(yīng)。用水蒸汽將原料霧化的目的有兩個(gè)，其一是利用水蒸汽的黏度產(chǎn)生剪切力使得小液滴直徑與催化劑相當(dāng)而且分布相對(duì)均勻，從而有利于原料油的汽化和良好的裂化選擇性；其二是利用水蒸汽降低油氣分壓，對(duì)產(chǎn)品分布和提高轉(zhuǎn)化率有利，值得一提的是在催化裂化生產(chǎn)低碳烯烴時(shí)，降低油氣分壓顯得尤為重要。CN1317467A公開了一種由低碳烷烴催化轉(zhuǎn)化制取輕烯烴的工藝方法，該方法將低碳烷烴先進(jìn)行脫氫預(yù)處理，然后將脫氫產(chǎn)物與催化裂化原料油一起送入催化裂化提升管下部的噴嘴，用蒸汽霧化后噴入提升管內(nèi)在催化裂化催化劑存在下按常規(guī)條件進(jìn)行催化裂化。該方法使用蒸汽作為霧化介質(zhì)。CN1651363A中公開了一種用于烯烴的綜合催化裂化和蒸汽熱解方法，其所用的介質(zhì)也是水蒸汽。US5108583^^開了一種優(yōu)化的原料油霧化方法，該方法也是利用水蒸汽作為霧化介質(zhì)。以上這些方法均使用水蒸汽霧化原料油，霧化效果很好，由于其所用的水蒸汽一般壓力為l.OMpa左右的過熱蒸汽，其溫度在20(TC以上，需要高品質(zhì)的熱源發(fā)生蒸汽。這些水蒸汽離開反應(yīng)器后在分離部分一般要冷卻為水，然后與烴類分離，需要相對(duì)品質(zhì)較高的冷卻介質(zhì)，能耗較大。在常規(guī)催化裂化過程中，霧化蒸汽一般占原料油3~10wt%,這些影響相對(duì)小些。而在催化裂化制取低碳烯烴的過程中，霧化蒸汽占原料油的比例為8~60%，在高霧化蒸汽比例的過程中，其所消耗的能量是十分可觀的。另外使用水蒸汽作為霧化介質(zhì)還增加催化劑老化失活，增加催化劑耗費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種降低能耗的催化轉(zhuǎn)化方法。一種低能耗的烴油催化轉(zhuǎn)化方法，將原料油與霧化介質(zhì)混合，經(jīng)噴嘴噴射到反應(yīng)器中，與高溫再生催化劑接觸反應(yīng)，反應(yīng)后的油氣和催化劑分離，分離出的油氣進(jìn)入產(chǎn)品分餾系統(tǒng)，分離出的失活催化劑經(jīng)或不經(jīng)汽提進(jìn)入再生器中燒焦再生，恢復(fù)活性后返回反應(yīng)器中循環(huán)使用，所述的霧化介質(zhì)中含有C3C5烷烴。本發(fā)明提供的方法中，所述的霧化介質(zhì)占原料油重量的3~60%。霧化介質(zhì)中含有C3C5烷烴，其中C3C5烷烴占霧化介質(zhì)總重量的10~100%,優(yōu)選40~85%,余量為水蒸汽。C3C5烷烴單獨(dú)作為霧化介質(zhì)的溫度為30~500°C。所述的C3C5烷烴選自丙烷、異丁烷、正丁烷和戊烷中一種或幾種的混合物，其中優(yōu)選丙烷。所述的霧化介質(zhì)優(yōu)選丙烷和水蒸汽的混合物。本發(fā)明提供的方法中，所述的反應(yīng)器為提升管反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器，當(dāng)采用提升管反應(yīng)器時(shí)，反應(yīng)器的操作條件為反應(yīng)絕對(duì)壓力為0.14~0.5Mpa、反應(yīng)器停留時(shí)間為0.5~20秒、反應(yīng)溫度為450~70(TC、劑油比為2~100。當(dāng)采用流化床反應(yīng)器時(shí)，反應(yīng)器的操作條件為反應(yīng)絕對(duì)壓力為0.14~0.5Mpa、重時(shí)空速為0.5~100h人反應(yīng)溫度為450~70(TC、劑油比為2~100。本發(fā)明提供的方法，在反應(yīng)操作條件不變的情況下，降低了霧化蒸汽的能耗并且優(yōu)化了產(chǎn)品分布。由實(shí)施例和對(duì)比例可見，使用含有C3C5烷烴的霧化介質(zhì)使汽油產(chǎn)率增加0.3個(gè)百分點(diǎn)，柴油產(chǎn)率增加0.4個(gè)百分點(diǎn)，丙烯產(chǎn)率增加0.2個(gè)百分點(diǎn)，乙烯產(chǎn)率增加0.4百分點(diǎn)，整個(gè)霧化介質(zhì)的能耗由1692kcal/h降低到852kcal/h,為原來的50.35%。附圖為本發(fā)明提供的低能耗的烴油催化轉(zhuǎn)化方法的流程示意圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的方法是這樣具體實(shí)施的原料油與霧化介質(zhì)混合，經(jīng)噴嘴噴射到反應(yīng)器中，來自再生器的再生催化劑經(jīng)預(yù)提升介質(zhì)提升后與原料在提升管反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器內(nèi)接觸反應(yīng)，反應(yīng)器的操作條件為反應(yīng)絕對(duì)壓力為0.140.5Mpa、反應(yīng)溫度為450~700°C、劑油比為2~100,提升管反應(yīng)器停留時(shí)間為0.5~20秒；流化床反應(yīng)器中原料油重時(shí)空速為0.5~100h人反應(yīng)后油氣和催化劑在沉降器或其它進(jìn)行油氣和催化劑分離的設(shè)備中進(jìn)行分離，分離出的油氣進(jìn)入產(chǎn)品分餾系統(tǒng)，部分產(chǎn)品可以回?zé)挘环蛛x出的待生催化劑經(jīng)或不經(jīng)汽提后進(jìn)待生催化劑輸送管線進(jìn)入再生器，在再生器內(nèi)，利用含氧介質(zhì)燒掉待生催化劑上攜帶的焦炭和其它烴類，得到活性得以恢復(fù)的再生催化劑，該再生催化劑再經(jīng)輸送管進(jìn)入反應(yīng)器再進(jìn)行反應(yīng)。催化劑的再生可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的再生工藝方法和設(shè)備。如單段流化床富氧再生、單段流化床貧氧再生、快速床+流化床貧氧再生或富氧再生、兩段流化床再生等。所述再生器的催化劑再生條件為溫度為600~800°C,壓力為0.10.6MPa(絕對(duì)壓力)，停留時(shí)間為60~720秒。在再生器內(nèi)待生催化劑與含氧介質(zhì)接觸反應(yīng)，燒掉待生催化劑上全部或絕大部分焦炭，使得該催化劑的活性得以恢復(fù)得到所述再生催化劑。該催化劑上也可存在部分未完全燒掉的焦炭，本專利沒有限定。所述預(yù)提升介質(zhì)可以是水蒸汽、干氣、氮?dú)饣蚱渌糜陬A(yù)提升介質(zhì)的一種或任何幾種的混合物。所述原料是石油烴和/或其它礦物油，其中石油烴選自減壓蠟油(VGO)、常壓蠟油(AGO)、焦化蠟油(CGO)、脫瀝青油(DAO)、減壓渣油(VR)、常壓渣油(AR)、柴油、汽油、碳原子數(shù)為4~8的烴中的一種或其中一種以上的混合物，其它礦物油為煤液化油、油砂油、頁(yè)巖油。本發(fā)明不限定催化劑和油氣分離方式，也不限定催化劑汽提的方式和介質(zhì)。反應(yīng)器出來的油氣和催化劑可以先進(jìn)入沉降器，然后經(jīng)旋風(fēng)器分離油氣和催化劑，分離出的催化劑進(jìn)入汽提器，將催化劑顆粒以及催化劑孔內(nèi)攜帶一小部分烴類用蒸汽或其它介質(zhì)置換出去，經(jīng)汽提后的催化劑稱為待生催化劑；也可以經(jīng)過快速分離設(shè)備如粗旋或密閉旋風(fēng)器，分離出大部分的催化劑和油氣，再進(jìn)入沉積器，然后經(jīng)旋風(fēng)器分離油氣和催化劑?？偠灾?，催化劑和油氣的分離可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的工藝方法和設(shè)備。分離出的油氣在產(chǎn)品分離系統(tǒng)中分離為低碳烯烴、液化氣、汽油餾份、柴油餾分、油漿、干氣等產(chǎn)品。各產(chǎn)品可經(jīng)或不經(jīng)其它工藝處理返回反應(yīng)器。本發(fā)明提供的方法適應(yīng)于所有用于催化裂化和流化催化裂解的催化劑。催化劑可以是含有沸石的催化劑，也可以是無定型硅鋁催化劑。沸石超穩(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、P沸石中的一種或幾種的混合物。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所提供的方法進(jìn)行進(jìn)一步的說明，但并不因此限制本發(fā)明。原料油與回?zé)捴赜突旌辖?jīng)管線12引入，丙烷經(jīng)管線6與管線12來的原料油和回?zé)捴赜偷幕旌衔镆约芭c管線13來的水蒸汽混合，混合物經(jīng)管線20進(jìn)入噴嘴，經(jīng)噴嘴噴出后進(jìn)入提升管反應(yīng)器14的下部。來自再生器8的再生催化劑經(jīng)再生斜管11進(jìn)入提升管14的底部，由管線5來的預(yù)提升介質(zhì)對(duì)催化劑進(jìn)行加速并在提升管14的下部與管線20來的原料油接觸反應(yīng)，提升管14出口的油氣經(jīng)旋風(fēng)分離器16和旋風(fēng)分離器17后，催化劑和油氣分離，分離出的油氣經(jīng)管線18進(jìn)入后續(xù)分餾系統(tǒng)，分離出汽油、柴油、重油、乙烯、丙烯、液化氣、干氣、丙烷等產(chǎn)品；分離出的催化劑經(jīng)管線15來的水蒸汽汽提后經(jīng)待生斜管7進(jìn)入再生器8。在再生器8內(nèi)，經(jīng)管線9和分布器10來的含氧介質(zhì)如空氣等與待生催化劑接觸并燒掉待生催化劑上攜帶的焦炭的全部或絕大部分，催化劑的活性得以恢復(fù)，得到再生催化劑并釋放熱量供反應(yīng)-再生系統(tǒng)使用。再生催化劑經(jīng)再生斜管11，進(jìn)入提升管反應(yīng)器14循環(huán)使用。下面的實(shí)施例將對(duì)本方法予以進(jìn)一步的說明，但并不因此限制本方法。對(duì)比例對(duì)比例采用提升管反應(yīng)器，反應(yīng)器直徑為21mm,高度為10.5m。來自再生器的高溫再生催化劑在提升管底部與原料油接觸并沿提升管反應(yīng)器上行反應(yīng)，原料油采用水蒸汽霧化，霧化蒸汽量為3000g/h,反應(yīng)后的油氣和催化劑在沉降器分離，分離出的催化劑經(jīng)蒸汽汽提后進(jìn)入再生器，燒掉其上攜帶的焦炭并恢復(fù)催化劑活性，再生后的催化劑再進(jìn)入提升管底部參與反應(yīng)。在沉降器分離出的油氣經(jīng)分餾塔分離出重油和其它產(chǎn)品，重油返回反應(yīng)器回?zé)?，油品?jīng)稱重和模擬蒸餾分析計(jì)算汽油和柴油收率，氣體由氣表計(jì)量體積，氣相色語分析組成后計(jì)算產(chǎn)率。所用的原料性質(zhì)見表1,催化劑性質(zhì)見表2，操作條件和產(chǎn)品分布見表3。實(shí)施例采用和對(duì)比例同樣的反應(yīng)器，反應(yīng)過程和產(chǎn)品分析方法。原料油的霧化蒸汽量為1000g/h,增加4000g/h丙烷作為霧化介質(zhì)。所用的原料性質(zhì)見表l,所用的催化劑性質(zhì)見表2。主要操作條件、產(chǎn)品分布見表3。由表3可見實(shí)施例和對(duì)比例相比，霧化蒸汽量由3000g/h降低到1000g/h，增加4000g/h丙烷作為霧化介質(zhì)，從產(chǎn)品分布看，干氣產(chǎn)率增加0.4個(gè)百分點(diǎn)，液化氣產(chǎn)率降低1.4個(gè)百分點(diǎn)，汽油產(chǎn)率增加0.3個(gè)百分點(diǎn)，柴油產(chǎn)率增加0.4個(gè)百分點(diǎn)，焦炭產(chǎn)率相差不大，丙烯產(chǎn)率增加0.2個(gè)百分點(diǎn)，乙烯產(chǎn)率增加0.4百分點(diǎn)，丁烯產(chǎn)率降低O.l個(gè)百分點(diǎn)，整個(gè)霧化介質(zhì)的能耗由1692kcal/h降低到852kcal/h,為原來的50.35%。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.一種低能耗的烴油催化轉(zhuǎn)化方法，將原料油與霧化介質(zhì)混合，經(jīng)噴嘴噴射到反應(yīng)器中，與高溫再生催化劑接觸反應(yīng)，反應(yīng)后的油氣和催化劑分離，分離出的油氣進(jìn)入產(chǎn)品分餾系統(tǒng)，分離出的失活催化劑經(jīng)或不經(jīng)汽提進(jìn)入再生器中燒焦再生，恢復(fù)活性后返回反應(yīng)器中循環(huán)使用，其特征在于所述的霧化介質(zhì)中含有C3～C5烷烴。2、按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的霧化介質(zhì)占原料油重量的3~60%。3、按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于所述的C3C5烷烴占霧化介質(zhì)總重量的10-100%。4、按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述的C3C5烷烴占霧化介質(zhì)總重量的40~85%。5、按照權(quán)利要求1、2、3或4的方法，其特征在于所述的C3~C5烷烴為丙烷。6、按照權(quán)利要求5的方法，其特征在于所述的霧化介質(zhì)為丙烷和水蒸汽。7、按照權(quán)利要求l的方法，其特征在于所述的反應(yīng)器為提升管反應(yīng)器，反應(yīng)絕對(duì)壓力為0.140.5Mpa、反應(yīng)器停留時(shí)間為0.5-20秒、反應(yīng)溫度為450~700。C、劑油比為2~100。8、按照權(quán)利要求l的方法，其特征在于所述的反應(yīng)器為流化床反應(yīng)器，反應(yīng)絕對(duì)壓力為0.14~0.5Mpa、重時(shí)空速為0.5~100h"、反應(yīng)溫度為450700。C、劑油比為2~100。全文摘要一種低能耗的烴油催化轉(zhuǎn)化方法，將原料油與霧化介質(zhì)混合，經(jīng)噴嘴噴射到反應(yīng)器中，與高溫再生催化劑接觸反應(yīng)，反應(yīng)后的油氣和催化劑分離，分離出的油氣進(jìn)入產(chǎn)品分餾系統(tǒng)，分離出的失活催化劑經(jīng)或不經(jīng)汽提進(jìn)入再生器中燒焦再生，恢復(fù)活性后返回反應(yīng)器中循環(huán)使用，所述的霧化介質(zhì)中含有C3～C5烷烴。采用本發(fā)明提供的方法，在反應(yīng)操作條件不變的情況下，優(yōu)化了產(chǎn)品分布，降低霧化蒸汽的能耗。文檔編號(hào)C10G11/18GK101205477SQ200610169518公開日2008年6月25日申請(qǐng)日期2006年12月22日優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日發(fā)明者張久順,張執(zhí)剛,謝朝鋼申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院