降低催化裂化汽油烯烴含量的方法及系統的製作方法
2023-05-27 16:15:16
專利名稱：降低催化裂化汽油烯烴含量的方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種降低催化裂化汽油烯烴含量的方法及系統，具體是指一種用於降低催化裂化汽油烯烴含量的催化轉化的方法及其系統，屬於石油烴的催化轉化技術領域。
烯烴的辛烷值較高，但化學性質活潑，揮發後和大氣中NOx混合在一起，經太陽紫外線照射形成以臭氧為主的有毒光化學煙霧，對大氣造成嚴重汙染；另外，汽油中烯烴含量高時，會引起電噴發動機噴嘴、進料閥積炭嚴重，導致控制偏差，造成燃油消耗增加。因此，降低汽油中的烯烴含量成為當前煉油工業中的迫切任務。由於煉廠加工的是石蠟基原油，其汽油辛烷值(研究法)一般在89～90，勉強達到標準，若使烯烴含量大幅度下降，勢必辛烷值無法滿足要求。如何同時滿足汽油中烯烴含量不超過35(v)％和研究法辛烷值不小於90的要求，就成為一個非常迫切而又非常困難的問題。
為了降低催化裂化汽油的烯烴含量，煉油工業生產上一般採用的措施是
催化原料預加氫處理，改善產品質量；催化裂化採用降烯烴催化劑，可使汽油烯烴含量下降8～10個體積百分點，輕烯烴產率和辛烷值基本不變；優化催化裂化裝置操作條件，降低催化汽油烯烴含量。
但是這些方法效果是有限制的，汽油烯烴含量最大下降10～12個體積百分點，不能夠滿足汽油新標準的要求。對催化裂化汽油進行單獨改質的一些研究報導也主要是降低催化裂化汽油的烯烴含量的手段，如輕汽油醚化、催化裂化汽油脫硫降烯烴、催化裂化汽油加氫異構芳構化、催化裂化汽油加氫脫硫—重整等，這些方法和技術要麼工藝複雜，投資大，許多煉油廠採用尚有很大困難，要麼工藝技術還不成熟，無法工業化應用。
本發明的又一目的在於提供一種降低催化裂化汽油烯烴含量的方法及裝置，簡化催化裂化汽油的催化改質工藝，技術成熟，投資少，易於實現。本發明的目的是這樣實現的一種降低催化裂化汽油烯烴含量的方法，它至少包括如下的步驟首先，通過冷凝冷卻分離得到催化裂化汽油餾分；其次，催化裂化汽油餾分與水蒸氣進入催化改質反應器，並與從原催化裂化裝置再生器來的高溫再生劑接觸、氣化、混合和反應，生成改質後的油氣；然後，反應後的待生催化劑經過單獨的沉降和汽提後回到原再生器；改質後的油氣從單獨的沉降汽提系統引入原催化裂化裝置沉降器內與主提升管反應器的反應油氣混合後，離開反應再生系統；最後，混合油氣進入主分餾塔進行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回煉油和油漿的分離。
催化裂化汽油餾分為粗汽油全餾分或粗汽油輕餾分或粗汽油重餾分；其中粗汽油重餾分或粗汽油氣餾分通過二級冷凝冷卻系統得到；所述的粗汽油全餾分通過常規冷凝冷卻系統或二級冷凝冷卻系統得到。
粗汽油重餾分改質時，相應的粗汽油輕餾分可以直接或改質後與相應的汽油餾分混合。
催化改質反應的反應條件為反應溫度為350～500℃；汽油原料預熱溫度為40～200℃；催化劑油料重量比為2～20；催化劑活性為55～65；提升管段的反應時間為1.0～10.0s；流化床重量空速為1～1000h-1；反應壓力為0.1～0.4MPa。
催化劑為催化裂化過程中使用的任何催化劑。
一種降低催化裂化汽油烯烴含量的系統，它至少包括二級冷凝冷卻系統、在重油催化裂化裝置的反應—再生系統中增設的斜管和催化改質反應器、主提升管反應器、高效氣固快速分離裝置；其中，二級冷凝冷卻系統建立在分餾塔塔頂，即在原催化裂化裝置分餾塔頂常規冷凝冷卻器前再加一級冷凝冷卻器，出口與催化改質反應器的入口連接，；在重油催化裂化裝置的反應—再生系統中增設的催化改質反應器，用於對從二級冷凝冷卻系統出來的催化裂化汽油餾分進行催化改質反應；該催化改質反應器帶有單獨的汽提系統和沉降系統，在該沉降系統上部設大管線，用於將改質油氣和少量夾帶的催化劑引入原催化裂化裝置的沉降器內，改質後待生催化劑進入單獨的汽提系統經汽提後回到原再生器；重油催化裂化裝置的反應—再生系統中增設的再生劑斜管，其兩端分別與催化改質反應器和原催化裂化裝置再生器連接，用於將原催化裂化裝置再生器內的高溫再生催化劑物流引入到催化改質反應器中；該催化改質反應器由下部提升管和上部鼓泡流化床構成，且有單獨的沉降系統。該沉降系統內設有一級旋風分離器或在安裝在其出口的倒「L」形裝置，用於進行氣固分離。該沉降系統內還設有二級旋風分離器。
催化改質反應器還設有單獨的汽提系統，用於將催化裂化改質後的待生催化劑進行汽提並引出到原催化裂化裝置的再生器。
催化改質反應的反應條件為反應溫度為350～500℃；汽油原料預熱溫度為40～200℃；催化劑油料重量比為2～20；催化劑活性為55～65；提升管段的反應時間為1.0～10.0s；流化床重量空速為1～1000h-1；反應壓力為0.1～0.4MPa。催化劑為催化裂化過程中使用的任何催化劑。
本發明通過對現有的重油催化裂化裝置進行改進，使催化裂化汽油進行催化改質反應，降低催化裂化汽油中烯烴的含量，同時保證改質汽油的辛烷值不降低。該系統對催化裂化汽油進行催化改質的工藝簡單，技術成熟，投資少，易於實現。
本發明使在重油催化裂化裝置的反應—再生系統中增設一個新型催化改質反應器來對催化裂化汽油餾分進行催化改質反應，對原催化裂化裝置的改動最小，投資低；另外不需要對改質汽油進行額外的分離、熱量回收等處理，易於控制，操作穩定。本發明可以將催化裂化汽油烯烴含量降低到30(v)％以下，並保持辛烷值不降低或略有提高，可以滿足國家環保法規的要求。
若對粗汽油全餾分改質方案，這時閥門23、30和31打開，閥門24關閉，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後取一定的合適量25進入新增設的新型催化改質反應器進行改質，其餘部分26進入吸收穩定系統；若對粗汽油重餾分改質方案，這時閥門23、24和30都打開，閥門31關閉，通過流量控制取一定合適量的粗汽油重餾分27直接進入新增設的新型催化改質反應器進行改質，其餘部分28與粗汽油輕餾分21混合成粗汽油全餾分22後進入吸收穩定系統，這時輕汽油21可以直接與粗汽油重餾分28混合後進入吸收穩定系統，也可以先進行如輕汽油醚化、異構芳構化等方面的改質後，再與粗汽油重餾分28混合後進入吸收穩定系統。若對粗汽油輕餾分進行改質，這時閥門23、29和30都打開，閥門24和31關閉，通過流量控制取一定合適量的粗汽油輕餾分32直接進入新增設的新型催化改質反應器進行改質，其餘部分與粗汽油重餾分28混合成粗汽油全餾分22後進入吸收穩定系統。
從分離罐4中出來的未冷凝油氣12經過冷凝器13冷凝冷卻到40℃後進入分離罐14進行油水氣的分離，凝結水15由凝結水泵16抽離分離罐14。從分離罐14中出來的未冷凝油氣為富氣17，進入富氣壓縮機。由氣壓機機間分離罐分離出來的凝析油18返回到分離罐14。分離罐14中冷凝下來的液體產物是粗汽油輕餾分19由輕餾分汽油泵20抽出成為粗汽油輕餾分21。
原催化裂化反應系統的操作不變，即原料33蒸氣一起從底部進入主提升管34與來自再生器35由水蒸氣36提的高溫再生劑37反應溫度為460～530℃，重油原料預熱溫度為160～250℃，催化劑油料重量比為5～8，催化劑活性為50～65，反應時間為2.5～3.0s，反應壓力為0.1～0.4MPa下進行接觸、氣化、混合和反應，油氣、水蒸氣與催化劑一起通過主提升管反應器34，到主提升管反應器出口由高效氣固快速分離裝置38和沉降器頂旋39將主反應油氣42和催化劑分開，催化劑進入經過沉降器40進入汽提段41，經過汽提後進入再生器35。主反應油氣42與新型催化改質反應器出口油氣43混合成油氣44離開沉降器40進入主分餾塔1底部進行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回煉油、油漿的分離。
催化裂化汽油餾分45(即催化裂化粗汽油全餾分25或粗汽油重餾分(＞60～80℃)27或粗汽油輕餾分餾分(＜80～110℃)32)與水蒸氣一起從底部進入新型催化改質反應器46，與來自再生器35的由水蒸氣47提升的高溫再生劑48在反應溫度為350～500℃，汽油原料預熱溫度為40～200℃，催化劑油料重量比為2～20，催化劑活性為55～65，提升管段的反應時間為1.0～10.0s，流化床重量空速為1～1000h-1，反應壓力為0.1～0.4MPa下進行接觸、氣化、混合和反應，油氣、水蒸氣與催化劑一起通過新型催化改質反應器46，改質油氣與催化劑在新設沉降器49中分開，催化劑進入汽提段50，經過汽提後變為待生催化劑51進入原再生器35。
將改質油氣和少量夾帶的催化劑由大管線52引入原催化裂化裝置的沉降器內，大管線52出口插入到原催化裂化裝置的沉降器內並且只在其出口安裝簡單倒L型的氣固分離裝置即可。改質油氣43在沉降器中與主提升管反應器的反應油氣42混合成44後離開反應再生系統而進入主分餾塔下部進行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回煉油和油漿的分離。
所用的催化劑可以是適用於催化裂化過程的任何催化劑，即催化裂化汽油改質反應由原重油催化裂化裝置催化劑實現。例如，無定型矽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Y型沸石、ZSM-5系列沸石或具有五元環結構的高矽沸石、β沸石、鎂鹼沸石中的一種或多種。
在催化改質反應器中新設的汽提段引出的待生催化劑可以引入到原催化裂化裝置的汽提段內，如圖4所示。
最後所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種降低催化裂化汽油烯烴含量的方法，其特徵在於它至少包括如下的步驟首先，通過冷凝冷卻分離得到催化裂化汽油餾分；其次，催化裂化汽油餾分與水蒸氣進入催化改質反應器，並與從原催化裂化裝置再生器來的高溫再生劑接觸、氣化、混合和反應，生成改質後的油氣；然後，反應後的待生催化劑經過單獨的沉降和汽提後回到原再生器；改質後的油氣從單獨的沉降汽提系統引入原催化裂化裝置沉降器內與主提升管反應器的反應油氣混合後，離開反應再生系統；最後，混合油氣進入主分餾塔進行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回煉油和油漿的分離。
2.根據權利要求1所述的降低催化裂化汽油烯烴含量的方法，其特徵在於所述的催化裂化汽油餾分為粗汽油全餾分或粗汽油輕餾分或粗汽油重餾分。
3.根據權利要求1或2所述的降低催化裂化汽油烯烴含量的方法，其特徵在於所述的粗汽油重餾分或粗汽油輕餾分通過二級冷凝冷卻系統得到；所述的粗汽油全餾分通過常規冷凝冷卻系統或二級冷凝冷卻系統得到。
4.根據權利要求1或2所述的降低催化裂化汽油烯烴含量的方法，其特徵在於所述的粗汽油重餾分改質時，相應的粗汽油輕餾分可以直接與改質後的汽油餾分混合或改質後與與相應的汽油餾分混合。
5.一種降低催化裂化汽油烯烴含量的系統，其特徵在於它至少包括二級冷凝冷卻系統、在重油催化裂化裝置的反應—再生系統中增設的斜管和催化改質反應器、主提升管反應器；其中，二級冷凝冷卻系統建立在分餾塔塔頂，即在原催化裂化裝置分餾塔頂常規冷凝冷卻器前再加一級冷凝冷卻器，出口與催化改質反應器的入口連接；在重油催化裂化裝置的反應—再生系統中增設的催化改質反應器，用於對從二級冷凝冷卻系統出來的催化裂化汽油餾分進行催化改質反應；該催化改質反應器帶有單獨的汽提系統和沉降系統，在該沉降系統上部設大管線將改質油氣和少量夾帶的催化劑引入原催化裂化裝置的沉降器內，改質後待生催化劑進入單獨的汽提系統經汽提後或直接引入原再生器；重油催化裂化裝置的反應—再生系統中增設的再生劑斜管，其兩端分別與催化改質反應器和原催化裂化裝置再生器連接，用於將原催化裂化裝置再生器內的高溫再生催化劑物流引入到催化改質反應器中。
6.根據權利要求5所述的降低催化裂化汽油烯烴含量的系統，其特徵在於所述的催化改質反應器由下部提升管和上部鼓泡流化床構成，且有單獨的沉降系統。
7.根據權利要求6所述的降低催化裂化汽油烯烴含量的系統，其特徵在於所述的沉降系統內設有一級旋風分離器或安裝在其出口的倒「L」形裝置，用於進行氣固分離。
8.根據權利要求6所述的降低催化裂化汽油烯烴含量的系統，其特徵在於所述的沉降系統內還設有二級旋風分離器。
9.根據權利要求5所述的降低催化裂化汽油烯烴含量的系統，其特徵在於所述的催化改質反應器還設有單獨的汽提系統，用於將催化裂化改質後的待生催化劑進行汽提並引出到原催化裂化裝置的再生器。
10.根據權利要求1或5所述的降低催化裂化汽油烯烴含量的方法和系統，其特徵在於所述的催化劑為催化裂化過程中使用的任何催化劑；所述的催化改質反應的反應條件為反應溫度為350～500℃；汽油原料預熱溫度為40～200℃；催化劑油料重量比為2～20；催化劑活性為55～65；提升管段的反應時間為1.0～10.0s；流化床重量空速為1～1000h～1；反應壓力為0.1～0.4MPa。
全文摘要
降低催化裂化汽油烯烴含量的方法，至少包括冷凝冷卻分離得到的催化裂化汽油餾分與水蒸氣在催化改質反應器與高溫再生劑接觸、氣化、混合和反應，生成改質油氣；反應後的待生催化劑經過單獨的沉降和汽提後回到原再生器；改質油氣從單獨的沉降汽提系統引入原催化裂化裝置沉降器內與主提升管反應器的反應油氣混合，離開反應再生系統；混合油氣進入主分餾塔進行進一步的分離。實現該方法的系統，至少包括二級冷凝冷卻系統、在重油催化裂化裝置反應一再生系統中增設的再生劑斜管、催化改質反應器、主提升管反應器、高效氣固快速分離裝置。該方法對原催化裂化裝置的改動小，投資低；不需要對改質汽油進行額外分離、熱量回收等處理，易控制，操作穩定。
文檔編號C10G35/00GK1465664SQ0212381
公開日2004年1月7日 申請日期2002年7月4日 優先權日2002年7月4日
發明者高金森, 徐春明, 白躍華, 劉耀芳, 盧春喜 申請人:石油大學(北京)