流化催化裂化催化劑的移送方法
2023-05-29 07:44:16
專利名稱：流化催化裂化催化劑的移送方法
技術領域：
本發明涉及一種在重質石油類的流化催化裂化工藝中的流化催化裂化催化劑的 移送方法。
背景技術：
考慮到環境問題、利用的容易度，對具有輕油以下的沸點餾分的烴油類的需要相 對增加，如何將重質油轉化成輕質油成為了重要的課題。其中，作為重質油處理工藝之一， 將重質石油類作為原料油的流化催化裂化(FCC:Fluid CatalyticCracking)的重要性正 在提升。在此，所謂流化催化裂化是指，使原料油(石油系烴)與流化催化裂化催化劑(以 下，也稱作「FCC催化劑」)接觸而進行裂化，從而獲得汽油、液化石油氣、烷基化原料、中間 餾分混合物等產物的方法。在此，原料油中含有鎳、釩、鐵、銅等金屬，因此，當對原料油進行流化催化裂化時， 會顯著出現這些金屬沉積於FCC催化劑上的現象。這些金屬由於與原油、輸送裝置、儲藏裝 置或處理裝置接觸而存在於原料油中，且通常是作為以卟啉環 結構為代表的有機金屬化合 物而存在於原料油中。因此，當原料油在高溫下與FCC催化劑接觸時，有機金屬化合物會發 生裂化，這些金屬會沉積於FCC催化劑上。若這些金屬沉積於FCC催化劑上，則不僅會使FCC催化劑的活性降低，而且也會使 FCC催化劑的選擇性降低。即，這些金屬具有氫化、脫氫功能，因此，在流化催化裂化的反應 條件下，會促進烴的脫氫反應，結果，作為不佳的產物的氫氣、焦炭的生成量會增加，而優選 的液化石油氣、汽油、煤油的生成量減少。因此，為了避免這樣的液化石油氣、汽油、煤油的生成量減少，已知有以下方法當 對金屬含量較多的重質油、殘油進行流化催化裂化時，使用磁分離裝置，定期或恆定地取出 循環系統內的一部分FCC催化劑、即活性以及選擇性降低了的FCC催化劑並投入新的FCC 催化劑，從而使循環系統內的FCC催化劑的活性整體上保持恆定(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1 日本特開2006-187761號公報然而，為了取出活性降低了的FCC催化劑等而更換成新的FCC催化劑，必須在乾燥 狀態下移送FCC催化劑。通常，在FCC催化劑的移送過程中，通過吹入乾燥空氣來移送FCC 催化劑，但當FCC催化劑通過移送配管的彎曲部時，存在FCC催化劑會衝撞移送配管的彎曲 部的壁面而使移送配管受到磨損，從而在移送配管的彎曲部開孔。
發明內容
因此，本發明的目的在於提供一種在乾燥狀態下移送流化催化裂化催化劑(FCC 催化劑)時，能夠大大降低移送配管的彎曲部的磨損的流化催化裂化催化劑的移送方法。本發明的流化催化裂化催化劑的移送方法包括通過使氣體在具有彎曲部的移送 配管內流動而進行藉助氣體移送流化催化裂化催化劑的移送工序，移送配管由金屬材料形 成，彎曲部由直管狀的第1部分和與該第1部分相連結的直管狀的第2部分構成；在移送工序中，氣體的空筒速度為5m/s 20m/s，在第2部分內流動的氣體的流動方向相對於在第 1部分內流動的氣體的流動方向所成的角度為45° 90°，氣體中所含的流化催化裂化催 化劑的比例為5g/L 10g/L或15g/L 20g/L。在本發明的流化催化裂化催化劑的移送方法中，在通過使氣體在具有彎曲部的金 屬材料制的移送配管內流動而進行藉助氣體移送流化催化裂化催化劑的移送工序中，是在 上述特定條件下移送流化催化裂化催化劑的，因此，能夠減小流化催化裂化催化劑與移送 配管之間的摩擦力。結果，能夠大大降低移送配管的彎曲部的磨損。採用本發明，能提供一種在乾燥狀態下移送流化催化裂化催化劑(FCC催化劑) 時，能夠大大降低移送配管的彎曲部的磨損的流化催化裂化催化劑的移送方法。
圖1是表示流化催化裂化系統1的構成的圖。圖2是表示移送配管的一部分的圖。圖3是用於說明試驗片的耐磨損性試驗的圖。圖4是表示使用SiC粒子時傾斜角與磨損率之間的對應關係的圖。圖5是表示使用SiC粒子時空筒速度與磨損率之間的對應關係的圖。圖6是表示SiC粒子的濃度與磨損率之間的對應關係的圖。圖7是表示使用FCC催化劑時傾斜角與磨損率之間的對應關係的圖。圖8是表示使用FCC催化劑時空筒速度與磨損率之間的對應關係的圖。附圖標記說明1、流化催化裂化系統；10、反應器；12、再生塔；14、磁分離裝置；16、移送配管；18、 彎曲部；18a、第1部分；18b、第2部分；20、試驗片；22、噴嘴
具體實施例方式以下，參照說明書附圖，對本發明的較佳實施方式進行說明。流化催化裂化系統的構成首先，參照圖1，對流化催化裂化系統1的構成進行說明。流化催化裂化系統1包 括反應器10、再生塔12、磁分離裝置14。另外，在圖1中，用虛線表示原料油以及汽油的流 動，用實線表示FCC催化劑的流動。原料油與從再生塔12移送來的流化催化裂化催化劑(FCC催化劑)在反應器10 中發生反應而生成汽油。在此，反應中使用的FCC催化劑被再次移送至再生塔12。作為原 料、FCC催化劑以及添加劑的接觸方式，有利用FCC催化劑的流化床進行接觸的方式、FCC催 化劑與原料一同在管中移動的提升管裂化(riser cracking)那樣的方式，本發明可應用任 何一種方式。反應器10的反應條件並無特別限制，可採用通常的反應條件。例如，可分別將反 應溫度設為480°C 650°C左右，將反應器10內的壓力設為0. IMPa 0. 3MPa左右，將FCC 催化劑與原料油之比(FCC催化劑/原料油)設為1 20左右，將接觸時間設為0. 1秒 10秒左右。在本實施方式中，作為用作原料油的重質石油類，使用含有鎳、釩等重金屬、浙青烯等蒸餾殘渣成分的重質石油類。具體而言，可列舉出原油的常壓蒸餾殘渣油、減壓蒸餾殘 渣油或它們經氫化處理後的物質或者它們的混合物等。FCC催化劑為石油類的催化裂化中 通常使用的FCC催化劑即可，例如可列舉出沸石系催化劑等。FCC催化劑的粒徑並無特別限 制，通常為5μπι 200μπι左右，優選是20μπι 150 μ m左右。在再生塔12中進行在反應器10內與原料油反應所使用的FCC催化劑的再生處 理。具體而言，在反應器10內與原料油發生了反應的FCC催化劑的表面上附著有在對原料 油進行催化裂化的同時生成的焦炭，因此，通過在高溫下對FCC催化劑進行加熱，能使FCC 催化劑表面上的焦炭燃燒。這樣再生的FCC催化劑被再次移送至反應器10，用於原料油的
催化裂化。 磁分離裝置14選擇性地分離出活性以及選擇性降低了的FCC催化劑(以下，也稱 作「劣化催化劑」)，將該劣化催化劑廢棄。具體而言，由於原料油中含有鎳、釩、鐵、銅等金 屬，因此，在反應器10內對原料油進行流化催化裂化時，這些金屬會沉積於FCC催化劑上而 形成劣化催化劑，因此，著眼於FCC催化劑的金屬含量，利用磁性進行劣化催化劑的分離。 在磁分離裝置14中未被作為劣化催化劑分離出的FCC催化劑(活性以及選擇性未降低的 FCC催化劑)被移送至再生塔12，然後再被移送至反應器10，用於原料油的催化裂化。另外，在流化催化裂化系統1中，由於在磁分離裝置14中如上所述地進行劣化催 化劑的廢棄，因此，為了保證再生塔12內的FCC催化劑為恆定量，根據所廢棄的劣化催化劑 的量而向再生塔12內供給新的FCC催化劑(以下，也稱作「新催化劑」)。而且，在流化催 化裂化系統1中，不論FCC催化劑的活性或者選擇性是否降低，均會自再生塔12任意(隨 機)地廢棄FC C催化劑。接下來，參照圖2，對用於將新催化劑供給至再生塔12的移送配管、用於自再生塔 12廢棄FCC催化劑的移送配管、用於將再生塔12的FCC催化劑移送至磁分離裝置14的移 送配管、用於自磁分離裝置14向再生塔12移送活性以及選擇性未降低的FCC催化劑的移 送配管、用於自磁分離裝置14廢棄劣化催化劑的移送配管(以下，將它們統稱為「移送配 管」)16進行說明。另外，圖2中示出移送配管16的一部分。移送配管16用於移送FCC催化劑。在移送FCC催化劑時要使用氣體，但若氣體中 含有需要量以上的水分，則FCC催化劑會吸水，導致FCC催化劑在反應器10及再生塔12內 難以流動，或者由於FCC催化劑在含有水分的狀態下暴露於高溫下而引起FCC催化劑的水 熱劣化，因此，優選使用水分的含量不足1體積％的乾燥狀態的氣體(例如，乾燥空氣)。移 送配管16由不鏽鋼、碳鋼等金屬材料形成。另外，在移送配管16由金屬材料以外的丙烯酸 酯類、聚氯乙烯等材料形成的情況下，由於會被高溫的FCC催化劑熔化，因此不能採用這些 材料。移送配管16包括由直管狀的第1部分18a和直管狀的第2部分18b構成的彎曲 部18。第1部分18a和第2部分18b例如通過焊接而接合起來。如圖2所示，在移送配管16內，乾燥空氣以自第1部分18a朝向第2部分18b的 方式流動。此時，在第2部分18b內流動的氣體的流動方向相對於在第1部分18a內流動 的氣體的流動方向所成的角度(以下簡稱為「角度」)θ為45° 90°。當角度θ為25° 以上且小於45°時，存在由FCC催化劑衝撞移送配管引起的移送配管16的彎曲部18的磨 損增大的傾向；當角度θ小於25°時，雖然移送配管16的彎曲部18的磨損不那麼嚴重，但存在移送配管16的設計變得複雜、經濟性變差的傾向；當角度e超過90°時，由於移送 配管16的設計的關係而不能採用。移送配管16內的氣體的空筒速度為5m/s 20m/s。當空筒速度小於5m/s時，存 在難以移送FCC催化劑的傾向。當空筒速度超過20m/s時，存在由FCC催化劑衝撞移送配 管引起的移送配管16的彎曲部18的磨損增大的傾向。另外，所謂「空筒速度」是指，用移 送配管16內的每單位時間的乾燥空氣的流量[m3/s]除以移送配管16的截面積[m2]所得 的值。使用移送配管16移送FCC催化劑時的氣體中所含的FCC催化劑的比例(即FCC 催化劑的濃度)為5g/L 10g/L或15g/L 20g/L。當FCC催化劑的濃度小於5g/L時， FCC催化劑相對於氣體的量較少，因此存在移送效率變差的傾向；當FCC催化劑的濃度超過 10g/L且小於15g/L時，存在由FCC催化劑衝撞移送配管引起的移送配管16的彎曲部18的 磨損增大的傾向；當FCC催化劑的濃度超過20g/L時，需要增加用於移送FCC催化劑的最低 需要的氣體量，存在經濟性變差的傾向。在以上的本實施方式中，在使用金屬材料制的移送配管16藉助氣體移送FCC催化 劑的移送工序中，是在上述特定條件下移送FCC催化劑的，因此，能減小FCC催化劑給移送 配管16帶來的摩擦力。結果，能大大降低移送配管16的彎曲部18的磨損。實施例在此，進行用於確認採用本發明的FCC催化劑的移送方法能減少移送配管的 磨損的試驗。試驗依照 ASTM-C 704 "Standard Test Method Abrasion Resistance ofRefractory Materials at Room Temperature」測定試驗片 20 的耐磨損性。具體而言, 如圖3所示，自配置於相對於鉛直方向的傾斜角 [。]可變更的試驗片20上方的噴嘴22 沿鉛直方向向該試驗片20同時噴射SiC粒子及壓縮乾燥空氣，使SiC粒子衝撞試驗片20， 從而算出試驗片20的磨損率]。試驗條件為，試驗片20的材質SUS-304BA及SUS-316BA這兩種試驗片 20 的大小lOOmmX 100mmX 2mm壓縮乾燥空氣的噴附壓力0. OlMPa 0. 5MPaSiC粒子的噴射量500g 3kgSiC 的粒徑0. 3mm 0. 85mm噴射噴嘴20的口徑4. 74mm噴射噴嘴20與試驗片20的直線距離203mm。另外，磨損率是使試驗前的試驗片20的重量為Wjg]、試驗後的試驗片20的重量 % [g]時通過(WctD/WqXIOO 算出的。首先，使壓縮乾燥空氣的空筒速度為55m/s、SiC粒子的濃度為11. 5g/L，分別測定 出試驗片20的傾斜角小為15°、30°、45°、60°、75°、90°時的磨損率。結果，磨損率分 別為0. 18%,0. 22%,0. 21%,0. 18%,0. 14%,0. 13%。因此，如圖4所示，可確認，磨損率的 峰值處於傾斜角 設為約30°時，隨著傾斜角 自約30°變小，磨損率會減小，並且，隨 著傾斜角 自約30°變大，磨損率會減小。接下來，使SiC粒子的濃度為11. 5g/L、試驗片20的傾斜角 為90°，分別測定 出壓縮乾燥空氣的空筒速度為10m/s、15m/s、20m/s、30m/s、55m/s時的磨損率。結果，磨損率分別為0%、0%、0.01%、0.04%、0. 13%。因此，如圖5所示，可確認，壓縮乾燥空氣的空 筒速度越大，則磨損率越大，尤其是當壓縮乾燥空氣的空筒速度大於20m/s時，磨損率的增 加率較為顯著。 接下來，使壓縮乾燥空氣的空筒速度為55m/s、試驗片20的傾斜角Φ為90°，分 別測定出 SiC 粒子的濃度為 0g/L、7g/L、10g/L、ll. 5g/L、15g/L、20g/L、32. 5g/L 時的磨損 率。結果，磨損率分別為 0%、0. 05%、0. 07%、0. 08%、0. 07%、0. 02%、0. 01%。因此，如圖 6所示，可確認，磨損率的峰值處於將SiC粒子的濃度設為約12g/L 13g/L時，隨著SiC 粒子的濃度自約12g/L 13g/L變小，磨損率會減小，並且，隨著SiC粒子的濃度自約12g/ L 13g/L變大，磨損率會減小。 另外，在上述試驗中，不使用FCC催化劑而是使用SiC粒子，但使用FCC催化劑(最 大粒徑為0. 15mm)進行同樣的實驗的結果可確認，傾斜角度與磨損率的關係以及空筒速度 與磨損率的關係在使用FCC催化劑時也存在與上述試驗相同的傾向。具體而言，首先，使壓縮乾燥空氣的空筒速度為55m/s、FC C催化劑的濃度為6g/ L，分別測定出試驗片20的傾斜角Φ為0°、15°、30°、45°、90°時的磨損率，結果，磨損 率分別為0%、0.015%、0.018%、0.01%、0%。因此，如圖7所示，可確認，磨損率的峰值處 於將傾斜角Φ設為約30°時，隨著傾斜角Φ自約30°變小，磨損率會減小，並且，隨著傾 斜角Φ自約30°變大，磨損率會減小。接下來，使FC C催化劑的濃度為6g/L、試驗片20的傾斜角Φ為90°，分別測定 出壓縮乾燥空氣的空筒速度為0m/s、10m/s、15m/s、25m/s時的磨損率，結果，磨損率分別為 0%,0. 002%,0. 005%,0. 018%。因此，如圖8所示，可確認，壓縮乾燥空氣的空筒速度越 大，磨損率越大，尤其是當壓縮乾燥空氣的空筒速度大於20m/s時，磨損率的增加率較為顯
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者O因此，鑑於SiC粒子是比FC C催化劑堅硬的物質，根據上述試驗結果，只要將氣體 的空筒速度設為5m/s 20m/s、角度θ設為45° 90°、FCC催化劑的濃度設為5g/L 10g/L或15g/L 20g/L，在使用FCC催化劑時，也能夠減小移送配管16的彎曲部18的磨 損。
權利要求
一種流化催化裂化催化劑的移送方法，該方法包括通過使氣體在具有彎曲部的移送配管內流動而進行藉助氣體移送流化催化裂化催化劑的移送工序，上述移送配管由金屬材料形成，上述彎曲部由直管狀的第1部分和與該第1部分相連結的直管狀的第2部分構成；在上述移送工序中，上述氣體的空筒速度為5m/s～20m/s，在上述第2部分內流動的氣體的流動方向相對於在上述第1部分內流動的氣體的流動方向所成的角度為45°～90°，上述氣體中所含的上述流化催化裂化催化劑的比例為5g/L～10g/L或15g/L～20g/L。
全文摘要
本發明提供一種在乾燥狀態下移送流化催化裂化催化劑(FCC催化劑)時，能夠大大降低移送配管的彎曲部的磨損的流化催化裂化催化劑的移送方法。FCC催化劑的移送方法包括通過使氣體在具有彎曲部的移送配管內流動而藉助氣體移送FCC催化劑的移送工序。移送配管由金屬材料形成，彎曲部由直管狀的第1部分和與該第1部分相連結的直管狀的第2部分構成。在移送工序中，氣體的空筒速度為5m/s～20m/s，在第2部分內流動的氣體的流動方向相對於在第1部分內流動的氣體的流動方向所成的角度為45°～90°，FCC催化劑的濃度為5g/L～10g/L或15g/L～20g/L。
文檔編號C10G11/18GK101878284SQ200880118450
公開日2010年11月3日 申請日期2008年11月17日 優先權日2007年11月30日
發明者迫田尚夫 申請人:新日本石油株式會社;財團法人石油產業活性化中心