利用催化裂解焦化蠟油及改質焦化石腦油的多產丙烯的方法

2023-08-05 23:32:41 2

專利名稱：：利用催化裂解焦化蠟油及改質焦化石腦油的多產丙烯的方法
技術領域：
：—種利用催化裂解焦化蠟油及改質焦化石腦油的方法來選擇性的多產丙烯。該方法屬於煉油化工的工藝改進。該方法主要是採用了具有密相流化輸送床組合進料結構的兩段提升管反應器和具有多產丙烯的選擇性催化劑，並通過控制反應原料的進料方式和反應條件來多產丙烯。
背景技術：
：目前市場上60%左右的丙烯來自石腦油蒸汽裂解。石腦油蒸汽裂解存在著優質裂解石腦油資源短缺，高附加值產品收率低和能耗高等缺點。此外，石腦油蒸汽裂解近年來受到了生產成本低得多的乙烷蒸汽裂解的挑戰。以重油為原料經催化裂解生產丙烯，在原料成本、能耗和總的目的產品收率等方面，都具有明顯的優勢，因而發展迅速，湧現了ARGG、MIP-CGP、DCC-I、DCC-II、HCC、CPP、PetroFCC、Milos和TMP等多種技術。世界上單套催化裂解的產能最大的已經達到6.5Mt/a。目前丙烯收率在10X以上的催化裂解，加工的基本上都是VG0原料。中國石油大學(華東)開發的TMP技術，將原料拓展到了AR。TMP技術(ZL200410096438.0和200610080831.X)以大慶AR為原料，丙烯收率可以達到20%以上，而液收(汽油+柴油+液化氣)仍然可保持在83%左右，汽油的辛烷值在95%以上，柴油的十六烷值在30左右。以焦化蠟油等劣質原料生產丙烯，目前還沒有相關的技術。本發明則是將焦化蠟油催化裂解與焦化石腦油改質有機結合在一起，高收率、高選擇性生產丙烯的同時，生產高辛烷值汽油。不僅解決了純焦化蠟油進行催化裂解多產丙烯的難題，而且還解決了焦化石腦油改質生產高辛烷值汽油的難題，可謂一舉兩得。
發明內容本發明的目的就在於避免上述現有技術的不足之處而提供了一種利用催化裂解焦化蠟油及改質焦化石腦油的方法來選擇性的多產丙烯同時生產高辛烷值汽油的方法。該方法主要是採用了具有密相流化輸送床組合進料結構的兩段提升管反應器和具有多產丙烯的選擇性催化劑，並通過控制反應原料的進料方式和反應條件來多產丙烯，其技術特點在於兩段提升管反應器的每段提升管的進料段採用了密相流化輸送床的組合進料結構，其催化劑則採用了含有0.40.65nm的微孔分子篩作為裂解活性組分，並負載在含A1203的載體上通過控制反應條件來達到選擇性多產丙烯的目的。以焦化蠟油等劣質原料生產丙烯，目前還沒有相關的技術。本發明的特點在於利用焦化蠟油催化裂解與焦化石腦油改質存在的協同作用，將焦化蠟油催化裂解與焦化石腦油改質有機結合在一起，高收率、高選擇性生產丙烯的同時，生產高辛烷值汽油。該方法包含催化劑和反應器兩方面的重大改進，其改進的原理是催化劑採用HZSM-5、絲光沸石和SAP0-34等含有0.40.65nm之間的微孔分子3篩作為裂解活性組分，負載在含A1^3的載體上。主要是利用載體的酸性來裂化焦化蠟油中的大分子，吸附鹼性氮；利用分子篩的微孔，裂化焦化蠟油中的鏈狀組分和焦化石腦油中的烯烴，高選擇性地多產丙烯，同時對焦化石腦油中的烷烴進行裂解和異構，對其中的環烷烴、二烯烴等進行芳構，提高汽油的辛烷值和安定性；利用焦化蠟油中鹼性氮基本上都是兩個環以上的、不能進入到0.40.65nm微孔這一特點，來避免鹼性氮對酸性分子篩造成的中毒，從而保證催化劑的裂解活性。在催化劑中，含有HZSM-5、絲光沸石和SAP0-34等分子篩中的一種或幾種，分子篩在催化劑中的質量百分含量在1560%，A1203的含量在1040%，其它為高嶺土和粘結劑。反應器方面，為了保證焦化石腦油中的烯烴和焦化蠟油高收率、選擇性裂解生成丙烯，以及保證焦化石腦油的改質效果和焦化蠟油的充分轉化，我們開發了特殊的密相流化輸送床組合進料反應器。該反應器仍然採用如附圖l所示的兩段提升管循環流化床的總體結構形式，但兩個提升管的下部設計成如附圖2所示的結構。焦化石腦油採用環管進料，從反應器底部通過多孔分布板進入密相流化段，氣體空管平均線速控制在0.42.5m/s。部分焦化石腦油也可以替代水蒸汽作為催化劑從密相流化段進入提升管催化劑輸送段的預提升介質，降低能耗。若採用焦化石腦油作為預提升介質，進料也採用環管，環管上每隔30200mm布置一個噴嘴，噴嘴與垂直(反應器軸向)方向呈1580°角，噴射方向指向預提升管中心。預提升管內氣體空管線速大於10m/s。焦化蠟油在提升管催化劑輸送段用以水蒸汽為霧化介質的霧化噴嘴進料。這種結構可以保證以分子形式分散的焦化石腦油在密相流化段與催化劑的充分接觸，保證焦化石腦油中有關組分裂解、異構和芳構化反應的順利進行；保證焦化蠟油及時終止焦化石腦油中烯烴的裂化，提高丙烯的選擇性；降低焦化蠟油與催化劑的接觸溫度，在提升管出口溫度不提高的情況下，大幅度提高對焦化蠟油的劑油比，從而強化焦化蠟油的催化裂解反應，減少幹氣的生成。對於焦化蠟油進料，與催化劑混合後溫度不能低於55(TC，否則將影響其轉化。因而，從反應器底部進料和用於預提升的焦化石腦油的總量，與焦化蠟油的質量比不能過高，一般不能超過50%。為了便於操作，在需要改質的焦化石腦油的量較高的情況下，可以採用兩段提升管技術，即一段提升管採用焦化石腦油與焦化蠟油組合進料，二段提升管採用焦化石腦油與循環油(回煉油+油槳)組合進料。附圖1即為本發明的兩段提升管反應器結構示意圖。附圖2即為本發明反應器中使用的環管進料結構示意圖。附圖的圖面說明如下1-—一段提升管；2-—沉降器；3-—二段提升管；4-一油氣去分餾塔；5_—二段再生斜管；6-—一段再生斜管；7-—再生煙氣；8-—再生器；9一一待生斜管；10—一CG0進料噴嘴；11一一循環油進料噴嘴；12-—一段焦化石腦油進料；13-—二段焦化石腦油進料；14-一空氣(燒焦用)15-—進料環管A;17-—密相流化段；18—一多孔氣體分布板；16-—進料環管B具體實施例方式下面將結合附圖和實施例來詳敘本發明的技術特點在附圖1和附圖2所示的提升管循環流化床催化裂解裝置中，裝入HZSM-5分子篩含量為30%41203含量為40%、高嶺土和粘結劑含量為30%的催化裂解催化劑。CG0和焦化石腦油的性質分別如附表1和附表2所示。在一段提升管CG0和焦化石腦油組合進料，焦化石腦油佔CG0的30%;在二段提升管為循環油與焦化石腦油組合進料，循環油和進二段提升管的焦化石腦油分別佔一段提升管CGO進料量的25%和20%。—段提升管和二段提升管焦化石腦油在密相流化段的平均停留時間控制在0.5s;一段提升管從CGO進料噴嘴算至提升管出口，油氣平均停留時間控制在1.5s;二段提升管從循環油進料噴嘴算至提升管出口，油氣平均停留時間控制在2.0s。一段提升管出口溫度為52(TC，二段提升管出口溫度為54(TC，催化劑再生溫度控制在70(TC左右。反應結果見附表3。以CGO和焦化石腦油總進料計算，丙烯收率達到15%以上，幹氣收率只有4.26%，油漿只有3.23%，總液收為85.10%。表明CGO不僅可以充分轉化，而且丙烯收率也非常高。從附表4的汽油性質來看，RON達到了93以上，安定性也很好，表明焦化石腦油的改質效果理想。附表1.焦化蠟油CGO的主要性質tableseeoriginaldocumentpage6tableseeoriginaldocumentpage7tableseeoriginaldocumentpage8權利要求利用催化裂解焦化蠟油及改質焦化石腦油的多產丙烯的方法，該方法是採用了兩段提升管反應器和具有多產丙烯的選擇性催化劑，並通過控制反應原料的進料方式和反應條件來實現多產丙烯及焦化石腦油改質的目的，其特徵在於兩段提升管反應器的每段提升管的進料段採用了密相流化輸送床的組合進料結構，催化劑則採用了含有0.4～0.65nm的微孔分子篩作為裂解活性組分，並負載在含Al2O3的載體上，具體操作過程如下①.催化劑的採用選取含有0.4～0.65nm的HZSM-5、絲光沸石或SAPO-34類的分子篩，分子篩在催化劑中的質量百分含量在15～60％，Al2O3的含量在10～40％，其它為高嶺土和粘結劑；②.反應器採用兩段提升管反應器，焦化蠟油和循環油，採用常規噴嘴進料，焦化石腦油採用環管進料；③.反應條件一段提升管和二段提升管焦化石腦油在密相流化段的平均停留時間控制在0.3～0.8s；一段提升管從焦化蠟油進料噴嘴算至提升管出口，油氣平均停留時間控制在1.0～2.0s；二段提升管從循環油進料噴嘴算至提升管出口，油氣平均停留時間控制在1.0～3.0s。一段提升管出口溫度為520℃，二段提升管出口溫度為540℃，催化劑再生溫度控制在700℃。2.根據權利要求1所述的利用催化裂解焦化蠟油及改質焦化石腦油的多產丙烯的方法，其特徵在於的每段提升管的進料段的環管進料結構設置為兩層進料環管，並在兩層環管中間設置有多孔分布板，環管上每隔30200mm布置一個噴嘴，噴嘴與反應器軸向方向呈158Q。角，噴射方向指向提升管中心。全文摘要一種利用催化裂解焦化蠟油及改質焦化石腦油的方法來選擇性地多產丙烯同時生產高辛烷值汽油。該方法屬於煉油化工的工藝改進。主要是採用了具有密相流化輸送床組合進料結構的兩段提升管反應器和具有多產丙烯的選擇性催化劑，並通過控制反應原料的進料方式和反應條件來多產丙烯。其特點就是將焦化蠟油催化裂解與焦化石腦油改質有機結合在一起，高收率、高選擇性生產丙烯的同時，生產高辛烷值汽油。不僅解決了純焦化蠟油進行催化裂解多產丙烯的難題，而且還解決了焦化石腦油改質生產高辛烷值汽油的難題，可謂一舉兩得。文檔編號C10G51/06GK101705110SQ20091022960公開日2010年5月12日申請日期2009年10月28日優先權日2009年10月28日發明者司冠飛,孫金鵬,曹國慶,李春義,楊朝合,耿姍,陳小博,高傳承申請人:中國石油大學(華東)