一種汽油改質方法及裝置的製作方法

2023-09-24 12:58:35 1

專利名稱：：一種汽油改質方法及裝置的製作方法
技術領域：
：本發明屬於石油煉製領域，特別涉及一種汽油改質方法及裝置。
背景技術：
：隨著經濟的快速發展，成品油消耗量日益增加，汽車尾氣排放所帶來的環境汙染問題也越來越受到世人的重視。提高成品油產品質量、減輕環境汙染是當務之急。國家環保總局頒布的《車用汽油有害物質控制標準》已於2003年4月1日起在全國範圍內實施，該標準要求車用汽油硫含量低於0.08w%，烯烴含量不大於35v。/。，芳烴和苯含量分別低於40vQ/。和2.5v0/。。而且2005年7月1日後車用汽油已開始實施汽油硫含量不大於0.05w。/。的新指標。催化裂化工藝是我國煉油企業最主要的重油加工手段，目前，我國催化裂化汽油佔成品汽油總量的75%以上。一般情況下催化裂化裝置若未採取降低汽油烯烴含量和硫含量的措施，催化裂化汽油烯烴含量通常在40v60vM之間，硫含量也相對較高。因此，要實現成品汽油質量達標，解決好催化裂化汽油的質量問題尤為關鍵。另據國外文獻預測，今後全世界對丙烯的需求將以每年5%的速度遞增，而石油燃料產品的平均增長速度只有1.9%左右。根據國家經濟貿易委員會預測，我國丙烯的當量需求將分別以9.6%的速度增長，預計到2010年，丙烯的當量需求將達到1448萬噸。以上數據表明，目前及未來國內外市場對丙烯等化工原料的需求相當迫切。根據上述需求，ZL02139064.9和ZL02139065.7提出了利用雙提升管催化裂化工藝(FDFCC工藝)對劣質汽油改質並增產丙烯，該工藝在常規催化裂化裝置上增設一根與重油提升管並聯的汽油提升管，但在實際工業實施過程中，雖然達到了汽油改質和增產丙烯的目的，但汽油改質所帶來的幹氣和焦炭較多，液收相對較低，而且裝置能耗增加幅度較大，汽油脫硫率較低。
發明內容本發明是針對現有雙提升管催化裂化裝置中的汽油改質反應，特別是高溫改質反應所帶來幹氣和焦炭產率較高、液收較少、裝置能耗高、汽油脫硫率較低的問題，而提供了一種新的汽油改質方法，另外，本發明還提供了實施該汽油改質方法所用的裝置。本發明的技術方案是一種汽油改質方法，其特徵在於包括下述步驟1)重油進料與來自再生器的再生催化劑在重油提升管反應器中接觸反應，反應物流進入第一沉降器進行待生催化劑與油氣分離，分離出的生成油氣進入分餾系統進行分餾，分離出的待生催化劑進入再生器內進行燒焦再生，再生後的催化劑一部分返回重油提升管反應器，一部分進入步驟2);2)來自步驟1)的部分再生催化劑與從快速床反應器循環回的催化劑在催化劑混合器中混合，然後與劣質汽油接觸依次進入汽油提升管反應器I段、快速床反應器和汽油提升管反應器II段，反應物流進入第二沉降器進行分離，改質反應油氣進入分餾系統進行分餾，待生催化劑進入再生器內進行燒焦再生。所述快速床反應器的平均反應溫度為35055(TC，最好為400520。C;反應時間為360秒，最好為3.510.0秒；重時空速為550h—、最好為1035h—N反應絕對壓力為0.150.40Mpa，最好為0.200.30MPa;從快速床反應器循環回催化劑混合器中的催化劑溫度為350530°C。本發明汽油改質方法所用的裝置包括重油提升管反應器、第一沉降器、再生器、汽油提升管反應器、第二沉降器、催化劑混合器，重油提升管反應器的頂部出口與第一沉降器相連通，底部通過第一再生斜管、第一再生立管與再生器相連通，催化劑混合器與第二再生斜管相連通，汽油提升管反應器頂部出口與第二沉降器相連通，底部通過催化劑混合器、第二再生斜管、第二再生立管與再生器相連通，第二沉降器底部通過第二待生立管、第二待生斜管與再生器相連通，其特徵在於汽油提升管中上部設置快速床反應器，快速床反應器將汽油提升管反應器分為汽油提升管i段和汽油提升管n段，快速床反應器底汽油提升管反應器I段頂部相連通，頂部與汽油提升管反應器II段底部相連通，汽油提升管I段旁邊設有催化劑輸送管，其一端與快速床反應器的中下部相連，另一端與催化劑混合器相連。本發明對現有的雙提升管催化裂化裝置中的汽油提升管進行了改進，汽油改質反應器是將提升管反應器改為在提升管反應器中上部設置快速床反應器，採用催化劑內循環方式增大其劑油比，劣質汽油採用汽相進料。與採用常規提升管催化裂化裝置生產出的汽油相比(與常規雙提升管催化裂化裝置相比)，本發明在汽油改質反應器，主要在快速床反應器通過汽油烯烴的裂化、氫轉移、異構化和芳構化等反應，可使汽油烯烴含量降低2050個體積百分點，汽油辛烷值(R0N)提高0.32.5個單位，硫含量降低50%80%。與雙提升管催化裂化裝置的汽油提升管反應器相比，在達到同樣改質效果或同樣丙烯收率時，採用本發明的反應器，汽油改質生成的幹氣和焦炭產率降低，總液收提高，同時全裝置能耗下降。下面用附圖和具體實施方式對本發明進行進一步的說明，但並不限制本發明的範圍。圖是本發明雙提升管反應器催化裂化裝置的示意圖。具體實施例方式本發明汽油改質方法所用的裝置包括重油提升管反應器14、第一沉降器13、再生器16、汽油提升管反應器、第二沉降器IO、催化劑混合器l，重油提升管反應器14的頂部出口與第一沉降器13相連通，底部通過第一再生斜管20、第一再生立管18與再生器16相連通，汽油提升管反應器頂部出口與第二沉降器10相連通，底部通過催化劑混合器l、第二再生斜管22、第二再生立管21與再生器16相連通，第二沉降器10的下方設有第二沉降器汽提段9，第二沉降器汽提段9通過第二待生立管7、第二待生斜管6與再生器16相連通，其中所述汽油提升管中上部設置快速床反應器5，快速床反應器5將汽油提升管反應器分為汽油提升管反應器I段3和汽油提升管II段8，快速床反應器5底部與汽油提升管反應器I段3的頂部相連通，頂部與汽油提升管反應器反應器II段8的底部相連通，汽油提升管反應器I段3旁邊設有催化劑輸送管4，其一端與快速床反應器5的中下部相連，另一端與催化劑混合器1相連。第一沉降器13的下方設有第一沉降器汽提段15，第一沉降器汽提段15的下方設有第一待生立管17，第一待生立管17與再生器16相連通。在汽油提升管反應器I段3的底部與再生器16之間設有催化劑混合器1，催化劑混合器1通過汽油提升管反應器I段3與快速床反應器5的底部相連通，並通過第二再生斜管22、第二再生立管21與再生器16相連通。在快速床反應器5與催化劑混合器1之間設有催化劑輸送管4將二者連通，催化劑輸送管4上設有流量控制閥。如圖所示的雙提升管反應器催化裂化裝置，催化劑混合器l包括一個圓柱形筒體，圓柱形筒體的頂部設有圓錐段，底部設有半球形封頭，半球形封頭內設有蒸汽分布器23。所述的催化劑輸送管4與催化劑混合器1相連的一端連接於催化劑混合器1的圓柱形筒體上，催化劑輸送管4的另一端連接於快速床反應器5的筒體上，連接位置在快速床反應器5的中下部(密相段)，從而可將快速床反應器5內密相段的催化劑引入催化劑混合器1。催化劑輸送管4、第二再生斜管22與催化劑混合器1圓柱形筒體相連的兩個接口的中心位於一個水平面上，兩個接口的中心與催化劑混合器1底端的距離佔催化劑混合器1圓柱形筒體高度的1/31/2，催化劑輸送管4一般採用橫截面為圓形的金屬管，通常內襯隔熱耐磨襯裡，內徑一般為①102000mm。催化劑輸送管4上所設的流量控制闊可以採用各種常用的流量控制閥(如採用滑閥)，以調節催化劑輸送管4內的催化劑流量。催化劑混合器1的圓柱形筒體是催化劑混合器1的主體部分，為金屬構件，一般內襯隔熱耐磨襯裡，其內徑D一般為O404000mm，長度L一般為5008000咖。催化劑混合器1通過汽油提升管反應器I段3與快速床反應器5的底部相連通，連接處圓錐段的錐角角度a—般為50°90°，以有利於催化劑的流動，消除流動死區。催化劑混合器1半球形封頭內所設的蒸汽分布器23為蒸汽分布環，其結構與作用與現有催化裂化裝置所使用的蒸汽分布環相同。蒸汽分布環在催化劑混合器1內與催化劑混合器l同軸布置，其水平高度位於半球形封頭內。蒸汽分布器23還可以採用現有催化裂化裝置所使用的其它結構的蒸汽分布器，布置於半球形封頭內。上述催化劑混合器1的圓錐段和半球形封頭一般情況下也內襯隔熱耐磨襯裡。快速床反應器5的內徑一般為①1005000mm，長度一般為50010000mm。由蒸汽分布器23通入的水蒸汽的溫度一般為150250°C，重量流量一般為混合催化劑重量循環量的0.12%，上述的混合催化劑溫度，是指經蒸汽分布器23通入的水蒸汽攪拌、混合均勻後的混合催化劑的溫度；由於水蒸汽的用量很小，其對混合催化劑溫度的影響不大。本發明，重油提升管反應器進料19在重油提升管反應器14內進行反應的條件均為常規催化裂化條件。重油提升管反應器14的主要操作條件通常如下反應溫度一般為450550°C，反應時間一般為0.55秒，劑油比一般為310，反應絕對壓力一般為0.150.40MPa。重油提升管反應器進料19包括常壓渣油、減壓渣油、直餾蠟油、焦化蠟油、脫瀝青油、加氫尾油、回煉油、油槳、原油、頁巖油、合成油、煤焦油。本領域的技術人員對重油提升管反應器14的操作和控制過程是清楚的，可以根據具體操作情況選用操作條件。汽油改質反應器中汽油提升管反應器I段3出口反應溫度一般為350570。C，最好為400520°C;反應時間一般為0.42秒，最好為0.61.5秒；劑油比一般為650，最好為1030;反應絕對壓力一般為O.150.40MPa，最好為0.200.30MPa。快速床反應器5平均反應溫度一般為350550°C，最好為40052(TC;反應時間一般為360秒，最好為3.510.0秒；重時空速一般為550h—'，最好為1035h—、反應絕對壓力一般為0.150.權Pa，最好為0.200.30MPa。汽油提升管反應器II段8內油氣停留時間小於0.5秒。第一沉降器汽提段13汽提介質為水蒸汽，汽提溫度為4S052(TC;第二沉降器汽提段7汽提介質為水蒸汽，汽提溫度為400520°C。來自快速床反應器5的催化劑溫度一般為35053(TC，含碳量為0.050.40重量％，微反活性一般為5365。再生器16的再生溫度在650750°C，再生催化劑的含碳量為0.020.2重量％，微反活性一般為5570。重油裂化和汽油改質採用相同的催化劑，在同以再生器中進行再生。本發明的汽油改質反應器主要對本發明雙反應器催化裂化裝置重油提升管反應器14本身生產的汽油進行改質，但也可處理外來或者其它裝置所生產的高硫、高烯烴含量的劣質汽油。所說的汽油進料2包括催化裂化汽油、催化裂化重汽油、熱裂解和熱裂化汽油及其重汽油、焦化汽油和焦化重汽油、裂解制乙烯汽油等劣質汽油；劣質汽油的硫含量一般為5002000pg/g，烯烴含量一般為3570體積o/。。實施例實施例1(對比例)在普通的雙提升管催化裂化試驗裝置上進行試驗，雙提升管催化裂化試驗裝置的汽油提升管反應器為常規結構，未設置催化劑混合器及催化劑輸送管。重油提升管反應器加工管輸混合重油，處理量為30kg/d(千克/天)；汽油提升管反應器的劣質汽油進料為重油提升管反應器所產的汽油(自產汽油)，處理量為15kg/d。試驗所用催化劑為CC-FD工業平衡劑，平衡催化劑微反活性為62，含碳量為0.05w%。重油提升管反應器進料與汽油提升管反應器的劣質汽油進料的主要性質列於表1，重油提升管反應器及汽油提升管反應器的主要操作條件列於表2，汽油提升管反應器的產品分布及改質汽油的主要性質列於表3。汽油提升管反應器反應溫度是指汽油提升管反應器的頂部出口溫度，汽油提升管反應器劑油比為汽油提升管反應器內催化劑的重量循環量與汽油提升管反應器的劣質汽油進料的重量流量之比。表3中，脫硫率、辛垸值增加數值和烯烴含量降低百分點都是相對於劣質汽油進料計算的。實施例2(對比例)按實施例1，所不同的是汽油提升管反應器反應溫度為4S(TC。操作條件列於表2，產品分布和改質汽油主要性質列於表3。實施例3(對比例)按實施例1，所不同的是汽油提升管反應器反應溫度為500°C。操作條件列於表2，產品分布和改質汽油主要性質列於表3。實施例4(對比例)按實施例1，所不同的是汽油提升管反應器反應溫度為520°C。操作條件列於表2，產品分布和改質汽油主要性質列於表3。實施例5(對比例)按實施例1，所不同的是汽油提升管反應器反應溫度為550°C。操作條件列於表2，產品分布和改質汽油主要性質列於表3。實施例6在如圖所示的雙反應器催化裂化試驗裝置上進行試驗，重油提升管反應器加工管輸混合重油，處理量為30kg/d;汽油改質反應器的劣質汽油進料為重油提升管反應器所產的汽油(自產汽油)，處理量為15kg/d。試驗所用催化劑為CC-FD工業平衡劑，平衡催化劑微反活性為62，含碳量為0.05w0/。。重油提升管反應器進料與汽油改質反應器的劣質汽油進料的主要性質列於表4，重油提升管反應器及汽油改質反應器的主要操作條件列於表5，汽油改質反應器的產品分布及改質汽油的主要性質列於表6。表6中，脫硫率、辛垸值增加數值和烯烴含量降低百分點都是相對於劣質汽油進料計算的。實施例7按實施例6，所不同的是快速床反應器床層平均反應溫度為450°C。操作條件列於表5，產品分布和改質汽油主要性質列於表6。實施例8按實施例6，所不同的是快速床反應器床層平均反應溫度為48CTC。操作條件列於表5，產品分布和改質汽油主要性質列於表6。實施例9按實施例6，所不同的是快速床反應器床層平均反應溫度為50CTC。操作條件列於表5，產品分布和改質汽油主要性質列於表6。實施例10按實施例6，所不同的是快速床反應器床層平均反應溫度為52(TC。操作條件列於表5，產品分布和改質汽油主要性質列於表6。表1重油提升管反應器進料與汽油提升管反應器的劣質汽油進料的主要'Mtableseeoriginaldocumentpage9表2雙提升管反應器的主要操作條件(實施例15)tableseeoriginaldocumentpage10表3汽油提升管反應器的產品分布及改質汽油的主要性質tableseeoriginaldocumentpage10tableseeoriginaldocumentpage11表5雙反應器的主要操作條件(實施例610)tableseeoriginaldocumentpage12表6汽油改質反應器的產品分布及改質汽油的主要性質tableseeoriginaldocumentpage13權利要求1.一種汽油改質方法，其特徵在於包括下述步驟1)重油進料與來自再生器的再生催化劑在重油提升管反應器中接觸反應，反應物流進入第一沉降器進行待生催化劑與油氣分離，分離出的生成油氣進入分餾系統進行分餾，分離出的待生催化劑進入再生器內進行燒焦再生，再生後的催化劑一部分返回重油提升管反應器，一部分進入步驟2)；2)來自步驟1)的部分再生催化劑與從快速床反應器循環回的催化劑在催化劑混合器中混合，然後與劣質汽油接觸依次進入汽油提升管反應器I段、快速床反應器和汽油提升管反應器II段，反應物流進入第二沉降器進行分離，改質反應油氣進入分餾系統進行分餾，待生催化劑進入再生器內進行燒焦再生；所述快速床反應器的平均反應溫度為350～550℃，反應時間為3～60秒，重時空速為5～50h-1，反應絕對壓力為0.15～0.40Mpa；從快速床反應器循環回催化劑混合器中的催化劑溫度為350～530℃。2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述快速床反應器的平均反應溫度為400520°C;反應時間為3.510.0秒；重時空速為1035h—';反應絕對壓力為0.200.30MPa。3.—種用於權利要求1所述方法的裝置，包括重油提升管反應器、第一沉降器、再生器、汽油提升管反應器、第二沉降器、催化劑混合器，重油提升管反應器的頂部出口與第一沉降器相連通，底部通過第一再生斜管、第一再生立管與再生器相連通，催化劑混合器與第二再生斜管相連通，汽油提升管反應器頂部出口與第二沉降器相連通，底部通過催化劑混合器、第二再生斜管、第二再生立管與再生器相連通，第二沉降器底部通過第二待生立管、第二待生斜管與再生器相連通，其特徵在於汽油提升管反應器中上部設置快速床反應器，快速床反應器將汽油提升管反應器分為汽油提升管反應器I段和汽油提升管反應器II段，快速床反應器的底部與汽油提升管反應器I段頂部相連通，頂部與汽油提升管反應器n段底部相連通，汽油提升管反應器i段旁邊設有催化劑輸送管，其一端與快速床反應器的中下部相連，另一端與催化劑混合器相連。4.根據權利要求3所述的裝置，其特徵在於所述催化劑混合器包括一個圓柱形筒體，圓柱形筒體的頂部設有圓錐段，圓錐段的錐角角度a為50。90°。全文摘要本發明公開了一種汽油改質方法及裝置，主要用於解決現有雙提升管催化裂化裝置中汽油改質反應的幹氣和焦炭產率較高、液收較少、裝置能耗高和汽油脫硫率較低的問題。其特徵主要是再生後的催化劑一部分返回重油提升管反應器，一部分與從快速床反應器循環回的催化劑在催化劑混合器中混合，然後與劣質汽油接觸依次進入汽油提升管反應器I段、快速床反應器和汽油提升管反應器II段，反應物流進入第二沉降器進行分離，改質反應油氣進入分餾系統進行分餾，待生催化劑進入再生器內進行燒焦再生。使用本發明可降低汽油改質生成的幹氣和焦炭產率，提高總液收，同時使全裝置的能耗下降。文檔編號C10G11/00GK101104815SQ200710054770公開日2008年1月16日申請日期2007年7月13日優先權日2007年7月13日發明者劉金龍,張亞西,李玖雲,武立憲,王文柯,王龍延,閆鴻飛,陳曼橋申請人:中國石油化工集團公司;中國石化集團洛陽石油化工工程公司