降低催化裂化汽油烯烴含量的方法及裝置的製作方法
2023-12-06 06:26:11 2
專利名稱：降低催化裂化汽油烯烴含量的方法及裝置的製作方法
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裝置，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裝置，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)％的要求，又保證辛烷值達到標準，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，上述這些方法的效果是有限的，汽油烯烴含量最多只能下降10-12個體積百分點，不能夠滿足符合環保要求的汽油新標準要求。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，例如輕汽油醚化、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，尚不能工業化應用。
本發明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，其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，在分餾塔塔頂原有常規冷凝冷卻系統上建立二級冷凝冷卻系統，用於分離出粗汽油的輕餾分；對由分餾塔塔頂二級冷凝冷卻系統分離出的粗汽油的輕餾分(＜80～110℃餾分)再進行用以降低烯烴的催化改質反應。
所述的用以降低烯烴的催化改質反應的步驟具體為
首先，將粗汽油在分餾塔塔頂建立的二級冷凝冷卻系統分離出輕餾分，該輕餾分與水蒸氣和高溫催化劑混合，並在輔助改質提升裝置中進行反應；然後，將反應後的油氣、催化劑的混合體經過高效氣固快速分離裝置分離；最後，分離後的改質油氣進入簡易分離系統分離出富氣和改質汽油，再進入吸收穩定系統。
由高效氣固快速分離裝置分離出的催化劑經過汽提後返回原再生器；該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350～550℃；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；反應時間為1.0～4.0s；反應壓力為0.1～0.4MPa。
一種降低催化裂化汽油烯烴含量的裝置，它至少包括在原分餾塔塔頂建立的二級冷凝冷卻系統、輔助改質提升管反應器、高效氣固快速分離裝置、簡易的沉降汽提系統和簡易分離系統；其中，分餾塔塔頂二級冷凝冷卻系統是在原分餾塔塔頂建立的，是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，可以將催化裂化粗汽油分離成輕餾分和重餾分；該輔助改質提升管反應器是從原有重油催化裂化裝置的再生器上引出一高溫再生催化劑物流進來，該提升管反應器出口部分進入新增設的沉降汽提系統，出口設有高效氣固快速分離裝置。粗汽油的輕餾分、水蒸氣和來自原再生器的催化劑由其底部的進口進入進行催化改質反應；該高效氣固快速分離裝置設在輔助改質提升管反應器的出口和簡易的沉降汽提系統之內；其入料口與輔助改質提升管反應器的出口相連接；
簡易分離系統分離出的富氣和改質汽油進入原催化裂化裝置的吸收穩定系統。
該簡易的沉降汽提系統包括沉降器和汽提段，該汽提段與原再生器連接，用於將汽提沉降後的催化劑並送回至原再生器；該簡易分離系統包括簡易洗滌分離塔、油氣分離罐、冷凝冷卻器、回煉油換熱器；其中，簡易洗滌分離塔的入料口為該簡易分離系統的入料口，其出口連接到冷凝冷卻器；該冷凝冷卻器的出口與油氣分離罐相連；該油氣分離罐將整個催化改質反應過程產生的油氣分離為富氣和改質汽油並輸出到原催化裂化裝置的吸收穩定系統；該回煉油換熱器與簡易洗滌分離塔底部的出口連接，用於對過熱的改質油氣進行脫過熱並洗滌催化劑粉塵。
該回煉油換熱器至少包括脫過熱洗滌介質換熱器和循環泵，該脫過熱洗滌介質換熱器連接到簡易洗滌分離塔的底部，其出口連接到循環泵，該循環泵的出口連接回簡易洗滌分離塔。
脫過熱洗滌介質為回煉油或重柴油。
該輔助改質提升管反應器中的催化改質反應的條件為反應溫度為350～550℃；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；反應時間為1.0～4.0s；反應壓力為0.1～0.4MPa。
所述的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，降低了催化裂化汽油中烯烴的含量，同時保證了改質汽油的辛烷值不降低。該裝置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。
本發明的工藝技術的優點為改質汽油單獨進入簡易分離系統後出裝置，而不與主提升管的催化裂化汽油混合，所以返回改質提升管的輕汽油的烯烴含量就是主提升管催化裂化輕汽油的烯烴含量，所需要的工藝條件較為緩和，改質過程的損失有所減少，需要改質的汽油量相應降低，催化裂化汽油烯烴含量可大大降低，同時辛烷值不降低，滿足相應的環保要求。
圖2和圖3為本發明一實施例的流程示意圖。
參見
圖1，其為本發明的基本原理流程示意圖。粗汽油由分餾塔塔頂二級冷凝冷卻系統分離出輕餾分11(切割點為80～110℃)後，與水蒸氣一起從底部進入輔助改質提升管反應器12，與來自原催化裂化裝置再生器的高溫再生劑14在反應溫度為350～550℃，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，反應時間為1.0～4.0s，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輔助改質提升管反應器12，到改質提升管反應器出口由高效氣固快速分離裝置將改質油氣和催化劑分開，催化劑進入新設簡易的沉降汽提系統，經過汽提後進入原再生器3。改質油氣18進入由簡易洗滌分離塔19、冷凝冷卻器20、油氣分離罐21、脫過熱洗滌介質換熱器22和循環泵23構成的簡易分離系統，分離出富氣24和改質汽油25，然後再進入原催化裂化裝置的吸收穩定系統。洗滌分離塔19底部由脫過熱洗滌介質換熱器22和循環泵23對過熱的改質油氣進行脫過熱並洗滌催化劑粉塵。
參見圖2，其為本發明在整個重油催化裂化的系統中一實施例的總流程。原催化裂化反應系統的操作不變，即原料1與水蒸氣一起從底部進入主提升管2，與來自再生器3的由水蒸氣4提升的高溫再生劑5在反應溫度為460～530℃，催化原料預熱溫度為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的條件下進行接觸、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2，到主提升管反應器出口由高效氣固快速分離裝置6和沉降器頂旋7，將主反應油氣和催化劑分開，催化劑進入經過沉降器8進入汽提段9，經過汽提後進入原再生器3。主反應油氣10離開沉降器8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、油漿的分離。
粗汽油由分餾塔塔頂二級冷凝冷卻系統分離出輕餾分11(切割點80～110℃)後，與水蒸氣一起從底部進入輔助改質提升管反應器12，與來自再生器3的由水蒸氣13提升的高溫再生劑14在反應溫度為350～550℃，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，反應時間為1.0～4.0s，反應壓力為0.1～0.4Mpa的條件下進行接觸、氣化、混合和反應；油氣、水蒸氣與催化劑一起通過輔助改質提升管反應器12，到改質提升管反應器出口，由高效氣固快速分離裝置15將改質油氣和催化劑分開；催化劑進入新設簡易的沉降器16和汽提段17，經過汽提後返回原再生器3。
改質油氣18離開沉降器16進入由簡易洗滌分離塔19、冷凝冷卻器20、油氣分離罐21、脫過熱洗滌介質換熱器22和循環泵23構成的簡易分離系統，分離出富氣24和改質汽油25，然後再進入原催化裂化裝置的吸收穩定系統。簡易洗滌分離塔19底部由脫過熱洗滌介質換熱器22和循環泵23對過熱的改質油氣進行脫過熱並洗滌催化劑粉塵。
參見圖2、圖3，粗汽油由分餾塔塔頂二級冷凝冷卻系統分離輕餾分(切割點80～110℃)的流程可簡述如下粗汽油和富氣10由分餾塔102的頂部出來，經過冷凝器103冷凝冷卻到62～80℃後進入分離罐104進行油水氣的分離，凝結水105由凝結水泵106抽離分離罐104。冷凝下來的液體產物是催化粗汽油重餾分107，經過粗汽油重餾分泵108從分離罐104中抽出，一部分作為分餾塔102的頂部回流109，另一部分110經過冷卻器111進一步冷卻至40℃後與粗汽油輕餾分121混合成全餾分粗汽油123後進入吸收穩定系統。從分離罐104中出來的未冷凝油氣112經過冷凝器113冷凝冷卻到40℃後進入分離罐114進行油水氣的分離，凝結水115由凝結水泵116抽離分離罐114。從分離罐114中出來的未冷凝油氣為富氣117，進入富氣壓縮機。由氣壓機機間分離罐分離出來的凝析油11 8返回到分離罐114。分離罐114中冷凝下來的液體產物是粗汽油輕餾分119由粗汽油輕餾分泵120抽出分成兩部分，一部分粗汽油輕餾分121與粗汽油重餾分110混合成全餾分粗汽油123後進入吸收穩定系統，另一部分粗汽油輕餾分11進入改質提升管反應器進行改質降烯烴。
上述的適應於簡易洗滌分離塔的脫過熱洗滌介質為回煉油或重柴油。
本實施例的催化劑可以是適應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。
以上的實施方式僅用以說明而並非限制本發明的技術方案；儘管參照上述所有的實施方式對本發明已經進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員不能否認本發明中的各技術特徵依然可以做相應的修改、調整或者等同替換；但是，一切不脫離本發明的精神和範圍的任何修改或局部替換，均應為本發明所揭示的技術特徵，並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，其特徵在於在分餾塔塔頂原有常規冷凝冷卻系統上建立二級冷凝冷卻系統，用於分離出粗汽油的輕餾分；對由分餾塔塔頂二級冷凝冷卻系統分離出的粗汽油的輕餾分(＜80～110℃餾分)再進行用以降低烯烴的催化改質反應。
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，其特徵在於所述的用以降低烯烴的催化改質反應的步驟具體為首先，將粗汽油在分餾塔塔頂建立的二級冷凝冷卻系統分離出輕餾分，該輕餾分與水蒸氣和高溫催化劑混合，並在輔助改質提升裝置中進行反應；然後，將反應後的油氣、催化劑的混合體經過高效氣固快速分離裝置分離；最後，分離後的改質油氣進入簡易分離系統分離出富氣和改質汽油，再進入吸收穩定系統。
3.根據權利要求2所述的降低催化裂化汽油烯烴含量的方法，其特徵在於由高效氣固快速分離裝置分離出的催化劑經過汽提後返回原再生器；該催化劑為催化裂化過程中使用的任何催化劑。
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，其特徵在於所述的催化改質反應的反應條件為反應溫度為350～550℃；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；反應時間為1.0～4.0s；反應壓力為0.1～0.4MPa。
5.一種降低催化裂化汽油烯烴含量的裝置，其特徵在於它至少包括在原分餾塔塔頂建立的二級冷凝冷卻系統、輔助改質提升管反應器、高效氣固快速分離裝置、簡易的沉降汽提系統和簡易分離系統；其中，在原分餾塔塔頂建立分餾塔塔頂二級冷凝冷卻系統，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，用於將催化裂化粗汽油分離成輕餾分和重餾分；該輔助改質提升管反應器是從原有重油催化裂化裝置的再生器上引入一高溫再生催化劑物流，該提升管反應器出口部分進入新增設的沉降汽提系統，出口設有高效氣固快速分離裝置；粗汽油的輕餾分、水蒸氣和來自原再生器的催化劑由其底部的進口進入進行催化改質反應；該高效氣固快速分離裝置設在輔助改質提升管反應器的出口和簡易的沉降汽提系統之內；其入料口與輔助改質提升管反應器的出口相連接；簡易分離系統分離出的富氣和改質汽油進入原催化裂化裝置的吸收穩定系統。
6.根據權利要求5所述的降低催化裂化汽油烯烴含量的裝置，其特徵在於該簡易的沉降汽提系統包括沉降器和汽提段，該汽提段與原再生器連接，用於將汽提沉降後的催化劑並送回至原再生器。
7.根據權利要求5所述的降低催化裂化汽油烯烴含量的裝置，其特徵在於該簡易分離系統包括簡易洗滌分離塔、油氣分離罐、冷凝冷卻器、回煉油換熱器；其中，簡易洗滌分離塔的入料口為該簡易分離系統的入料口，其出口連接到冷凝冷卻器；該冷凝冷卻器的出口與油氣分離罐連接；該油氣分離罐將整個催化改質反應過程產生的油氣分離為富氣和改質汽油並輸出到原催化裂化裝置的吸收穩定系統；該回煉油換熱器與簡易洗滌分離塔底部的出口連接，用於對過熱的改質油氣進行脫過熱並洗滌催化劑粉塵。
8.根據權利要求7所述的降低催化裂化汽油烯烴含量的裝置，其特徵在於該回煉油換熱器至少包括脫過熱洗滌介質換熱器和循環泵，該脫過熱洗滌介質換熱器連接到簡易洗滌分離塔的底部，其出口連接到循環泵，該循環泵的出口連接回簡易洗滌分離塔。
9.根據權利要求8所述的降低催化裂化汽油烯烴含量的裝置，其特徵在於脫過熱洗滌介質為回煉油或重柴油。
10.根據權利要求5所述的降低催化裂化汽油烯烴含量的裝置，其特徵在於所述的催化改質反應的條件為反應溫度為350～550℃；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；反應時間為1.0～4.0s；反應壓力為0.1～0.4MPa。
11.根據權利要求5或6或7所述的降低催化裂化汽油烯烴含量的裝置，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。
全文摘要
一種降低催化裂化汽油烯烴含量的方法，對由分餾塔塔頂二級冷凝冷卻系統分離出的粗汽油的輕餾分(＜80～110℃餾分)再進行用以降低烯烴的催化改質反應；一種降低催化裂化汽油烯烴含量的裝置，包括在原分餾塔塔頂建立的二級冷凝冷卻系統、輔助改質提升管反應器、高效氣固快速分離裝置、簡易沉降汽提系統和簡易分離系統；本發明的優點為改質汽油單獨進入簡易分離系統後出裝置，而不與主提升管的催化裂化汽油混合，返回改質提升管的輕汽油的烯烴含量就是主提升管催化裂化輕汽油的烯烴含量，所需要的工藝條件較為緩和，改質過程的損失減少，需要改質的汽油量相應降低，催化裂化汽油的烯烴含量可大大降低，辛烷值不降低，滿足有關的環保要求。
文檔編號C10G11/00GK1458227SQ0211678
公開日2003年11月26日 申請日期2002年5月13日 優先權日2002年5月13日
發明者徐春明, 高金森, 盧春喜, 白躍華, 劉耀芳 申請人:石油大學(北京)