生產高丙烯含量裂化氣和低烯烴含量汽油的裝置及方法與流程
2023-12-06 08:14:31
本發明涉及催化裂化領域，特別涉及生產高丙烯含量裂化氣和低烯烴含量汽油的裝置及方法。
背景技術：
：催化裂化是一種常見的石油煉製工藝，其在熱和催化劑的作用下使重質油發生裂化反應，轉變為含乙烯、丙烯等裂化氣、汽油和柴油等。與傳統的以石腦油、輕柴油、液化石油氣等輕質石腦油為原料的蒸汽裂解工藝相比，催化裂化通常能得到更多的低碳烯烴，尤其是丙烯含量較高的裂化氣，其具有原料廣泛、丙烯/乙烯比值高、能耗小、操作條件溫和、生產成本低等優點。其中，丙烯作為重要的基本有機合成原料，其市場需求量逐年增長，而由催化裂化得到的汽油亦成為商品汽油的主要構成部分。可見，提供一種生產高丙烯含量裂化氣和低烯烴含量汽油的方法十分必要。現有技術提供了這樣一種利用兩段催化裂化生產丙烯和高品質汽柴油的方法，包括：重質原料油在第一段提升管與再生催化劑接觸反應後，進入氣固沉降器後後續分離系統，得到性質良好的柴油、高烯烴含量的汽油、氣體產物和油漿，待生催化劑經水蒸氣汽提後進行再生，然後第一段提升管反應得到的粗汽油進入第二段提升管，並與來自再生器的催化劑接觸反應，即可得到較多的丙烯，同時得到質量改善的汽油。而研究發現，現有技術提供的方法在兩段提升管中使用相同的催化劑，對各提升管中的反應原料的催化作用的選擇性較差，進而對於最終丙烯產率的提高以及汽油質量的改善的局限性較大。另外重油和汽油在相同的提升管內反應，由於重油和汽油反應需要的條件不同，而一根提升管無法為二者提供最優的操作條件，從而不利於提高丙烯收率和改善汽油質量。進一步地，比如中國專利CN101074392A中公開了兩根提升管均採用富含擇型分子篩的催化劑，其中的擇型分子篩用於汽油裂化反應，汽油原料與富含 擇型分子篩的催化劑接觸時，主要利用其中的擇型分子篩催化劑，這就導致反應的實際劑油比下降，將不利於汽油轉化，同樣，重油反應的實際劑油比也降低了，也不利於重油轉化。專利CN101074392A中提到輕質烴類與重油在相同的提升管內反應，無法為二者轉化提供最優的操作條件。技術實現要素：本發明實施例所要解決的技術問題在於，提供了一種通過在不同提升管中使用兩種不同的催化劑，以有效提高丙烯產率及改善汽油質量的生產高丙烯含量裂化氣和低烯烴含量汽油的裝置及方法。具體技術方案如下：第一方面，本發明實施例提供了一種生產高丙烯含量裂化氣和低烯烴含量汽油的裝置，包括：第一提升管、第一沉降器、第一催化裂化再生器、第一分餾塔、第一冷卻器、第一氣液分離器、第二提升管、第二沉降器、第二催化裂化再生器、第二分餾塔、第二冷卻器、和第二氣液分離器；所述第一提升管的出口、所述第一沉降器的進口及催化劑出口、所述第一催化裂化再生器、所述第一提升管的催化劑進口順次連通，構成第一催化劑再生回用單元；所述第二提升管的出口、所述第二沉降器的進口及催化劑出口、所述第二催化裂化再生器、所述第二提升管的催化劑進口順次連通，構成第二催化劑再生回用單元；所述第一沉降器的油氣出口、所述第一分餾塔的原料進口及氣相出口、所述第一冷卻器、所述第一氣液分離器的進口及液相出口、所述第二提升管的原料進口及出口、所述第二沉降器的進口及油氣出口、所述第二分餾塔的原料進口及氣相出口、所述第二冷卻器、所述第二氣液分離器順次連通。進一步地，所述裝置還包括第一催化劑預提升器和第二催化劑預提升器；所述第一催化劑預提升器與所述第一提升管的催化劑進口連通；所述第二催化劑預提升器與所述第二提升管的催化劑進口連通。進一步地，所述裝置還包括第三分餾裝置，同時與所述第一氣液分離器的氣相出口和所述第二氣液分離器的氣相出口連通。第二方面，本發明實施例提供了利用上述的裝置生產高丙烯含量裂化氣和低烯烴含量汽油的方法，所述方法包括：重油原料和第一催化劑在第一提升管中進行第一催化反應，得到第一催化產物，所述第一催化產物進入所述第一沉降器中進行沉降處理，得到第一生焦催化劑和第一油氣產物；所述第一生焦催化劑進入第一催化裂化再生器中進行再生處理，然後進入所述第一提升管中進行再利用；與此同時，所述第一油氣產物進入第一分餾塔中進行分離，得到油漿、柴油和第一輕油，所述第一輕油經第一冷卻器冷卻後進入第一氣液分離器進行氣液分離，得到裂化氣和粗汽油；所述粗汽油進入第二提升管，在第二催化劑的作用下進行第二催化反應，得到第二催化產物，所述第二催化產物進入第二沉降器中進行沉降處理，得到第二生焦催化劑和第二油氣產物；所述第二生焦催化劑進入第二催化裂化再生器中進行再生處理，然後進入所述第二提升管中進行再利用；與此同時，所述第二油氣產物進入第二分餾塔中進行分離，得到油漿、柴油和第二輕油，所述第二輕油經第二冷卻器冷卻後進入第二氣液分離器進行氣液分離，得到裂化氣和產品汽油；所述第一催化劑為超穩分子篩催化劑，所述第二催化劑為ZSM-5分子篩擇形催化劑。具體地，作為優選，所述第一催化反應的反應條件如下：所述重油原料的進料溫度為150℃-300℃、反應溫度為400℃-700℃、反應絕對壓力為0.12MPa-0.4MPa、反應時間為0.05s-5s；所述第一催化劑與所述重油原料的質量比為2-10：1。具體地，作為優選，所述第二催化反應的反應條件如下：所述粗汽油的進料溫度為40-300℃、反應溫度為400℃-700℃、反應絕對壓力為0.12MPa-0.4MPa、反應時間為0.05s-5s；所述第二催化劑與所述粗汽油的質量比為2-30：1。具體地，作為優選，在進行所述第二催化反應的過程中，還可以使C4-C20烴類進入所述第二提升管中與所述粗汽油一同作為反應原料。具體地，作為優選，所述方法還包括：使燃燒油注入所述第二催化裂化再生器中，為所述第二生焦催化劑的再生過程提供燃燒熱能。具體地，作為優選，所述第一輕油經第一冷卻器冷卻後的溫度為30℃-80℃；所述第二輕油經第二冷卻器冷卻後的溫度為30℃-80℃。本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：本發明實施例提供的生產高丙烯含量裂化氣和低烯烴含量汽油的裝置，通過設置單獨的第一提升管和第二提升管，以及設置獨立的第一催化劑再生回用單元和第二催化劑再生回用單元，以使重油原料能夠於第一提升管中，在適合進行重油裂化的催化劑的作用下進行催化反應，並在第一催化劑再生回用單元中對該催化劑進行催化再生；而重油催化裂化後的粗汽油則於第二提升管中，在適合粗汽油裂化的另一催化劑的作用下進行催化反應，並在第二催化劑再生回用單元中對該另一催化劑進行催化再生。如此設置，針對重油和輕油分別針對性地採用不同的催化劑，提高了其催化選擇性，能夠獲得高丙烯含量的裂化氣和低烯烴含量汽油，進而保證丙烯含量得以有效提高，汽油的質量也得以有效改善。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發明實施例提供的生產高丙烯含量裂化氣和低烯烴含量汽油的裝置的結構示意圖。附圖標記分別表示：1第一提升管，2第一沉降器，3第一催化裂化再生器，4第一分餾塔，5第一冷卻器，6第一氣液分離器，7第二提升管，8第二沉降器，9第二催化裂化再生器，10第二分餾塔，11第二冷卻器，12第二氣液分離器，13第一催化劑預提升器，14第二催化劑預提升器，15第三分餾裝置，A重油原料，B1第一催化劑，B2第二催化劑，C1第一油氣產物，C2第二油氣產物，D油漿，E柴油，F1第一輕油，F2第二輕油，G裂化氣，H粗汽油，I產品汽油。具體實施方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。第一方面，本發明實施例提供了一種生產高丙烯含量裂化氣和低烯烴含量汽油的裝置，如附圖1所示，該裝置包括：第一提升管1、第一沉降器2、第一催化裂化再生器3、第一分餾塔4、第一冷卻器5、第一氣液分離器6、第二提升管7、第二沉降器8、第二催化裂化再生器9、第二分餾塔10、第二冷卻器11、和第二氣液分離器12。其中，第一提升管1的出口、第一沉降器2的進口及催化劑出口、第一催化裂化再生器3、第一提升管1的催化劑進口順次連通，構成第一催化劑再生回用單元。第二提升管7的出口、第二沉降器8的進口及催化劑出口、第二催化裂化再生器9、第二提升管7的催化劑進口順次連通，構成第二催化劑再生回用單元。第一沉降器2的油氣出口、第一分餾塔4的原料進口及氣相出口、第一冷卻器5、第一氣液分離器6的進口及液相出口、第二提升管7的原料進口及出口、第二沉降器8的進口及油氣出口、第二分餾塔10的原料進口及氣相出口、第二冷卻器11、第二氣液分離器12順次連通。本發明實施例提供的生產高丙烯含量裂化氣和低烯烴含量汽油的裝置，通過設置單獨的第一提升管1和第二提升管7，以及設置獨立的第一催化劑再生回用單元和第二催化劑再生回用單元，以使重油原料A能夠於第一提升管1中，在適合進行重油裂化的催化劑的作用下進行催化反應，並在第一催化劑再生回用單元中對該催化劑進行催化再生；而重油催化裂化後的粗汽油則於第二提升管7中，在適合粗汽油裂化的另一催化劑的作用下進行催化反應，並在第二催化劑再生回用單元中對該另一催化劑進行催化再生。如此設置，針對重油和粗汽油分別針對性地採用不同的催化劑，提高了其催化選擇性，能夠獲得高丙烯含量的裂化氣和低烯烴含量汽油，進而保證丙烯含量得以有效提高，汽油的質量也得以有效改善。本領域技術人員可以理解的是，本發明實施例所述的提升管、沉降器、催化裂化再生器、分餾塔、冷卻器、氣液分離器均為本領域的現有技術，本發明實施例在此不對它們的結構作具體的限定。其中，第一分餾管和第二分餾塔10的中部均設置有柴油出口，用於排出柴油E；底部均設置有油漿出口，用於排出油漿D。進一步地，本發明實施例提供的裝置還包括第一催化劑預提升器13和第二催化劑預提升器14。其中，第一催化劑預提升器13與第一提升管1的催化劑進口連通；第二催化劑預提升器14與第二提升管7的催化劑進口連通。本發明實施例通過如上設置第一催化劑預提升器13和第二催化劑預提升器14，以利用水蒸氣或者其他可用的幹氣對催化劑進行預提升，防止催化劑的沉降或者不均勻分布。進一步地，本發明實施例提供的裝置還包括第三分餾裝置15(可以理解的是，第三分餾裝置15也可以為的兩套不同的分餾裝置)，該第三分餾裝置15可以同時與第一氣液分離器6的氣相出口和第二氣液分離器12的氣相出口連通，以便於對從第一氣液分離器6和第二氣液分離器12而來的氣相產物，即裂化氣G進行進一步的分餾，獲得丙烯、丁烯等特定的產品。可以理解的是，第一氣 液分離器6的氣相出口可以獨立地與一個分餾裝置相連通，而第二氣液分離器12的氣相出口可以與另外一個分餾裝置相連通。第二方面，本發明實施例提供了利用上述的裝置生產高丙烯含量裂化氣和低烯烴含量汽油的方法，該方法包括(可參見圖1)：重油原料A和第一催化劑B1在第一提升管1中進行第一催化反應，得到第一催化產物，第一催化產物進入第一沉降器2中進行沉降處理，得到第一生焦催化劑B1和第一油氣產物C1。第一生焦催化劑B1進入第一催化裂化再生器3中進行再生處理，然後進入第一提升管1中進行再利用。與此同時，第一油氣產物C1進入第一分餾塔4中進行分離，得到油漿D、柴油E和第一輕油F1，第一輕油F1經第一冷卻器5冷卻後進入第一氣液分離器6進行氣液分離，得到裂化氣G和粗汽油H。粗汽油H進入第二提升管7，在第二催化劑B2的作用下進行第二催化反應，得到第二催化產物，第二催化產物進入第二沉降器8中進行沉降處理，得到第二生焦催化劑B2和第二油氣產物C2。其中，第二生焦催化劑B2進入第二催化裂化再生器9中進行再生處理，然後進入第二提升管7中進行再利用；與此同時，第二油氣產物C2進入第二分餾塔10中進行分離，得到油漿D、柴油E和第二輕油F2，第二輕油F2經第二冷卻器11冷卻後進入第二氣液分離器12進行氣液分離，得到裂化氣G和產品汽油I。第一催化劑B1為超穩分子篩催化劑，例如其可以為超穩USY，超穩稀土Y，超穩稀土USY，磷改性超穩USY，金屬改性超穩USY，催化劑的平均粒徑大小大概為60-80微米；第二催化劑B2為ZSM-5分子篩擇形催化劑。本發明實施例提供的上述方法，通過在獨立的兩個提升管中，並在不同的催化劑作用下進行催化反應，有效提高了催化反應原料的催化選擇性，能夠獲得高丙烯含量的裂化氣和低烯烴含量汽油，進而保證丙烯含量得以有效提高，汽油的質量也得以有效改善。具體地，為了保證重油原料A充分完全的裂化反應，第一催化反應的反應條件如下：重油原料A的進料溫度為150℃-300℃、反應溫度為400℃-700℃、反應絕對壓力為0.12MPa-0.4MPa、反應時間為0.05s-5s；第一催化劑B1與重油原料A的質量比為2-10：1。舉例來說，重油原料A的進料溫度可以為170℃、200℃、210℃、230℃、250℃、270℃、290℃等；反應溫度可以為420℃、440℃、 460℃、480℃、500℃、520℃、540℃、560℃、580℃、600℃、620℃、640℃、660℃、680℃、700℃等；反應絕對壓力可以為0.15MPa、0.18MPa、0.2MPa、0.23MPa、0.25MPa、0.28MPa、0.3MPa、0.33MPa、0.36MPa、0.38MPa等；反應時間可以為0.08s、0.1s、0.3s、0.8s、1.2s、1.8s、2.2s、2.8s、3.5s、4s、4.5s等。第一催化劑B1與重油原料A的質量比可以為3：1、4：1、5：1、6：1、7：1、8：1、9：1、10：1等。同樣地，為了使粗汽油H的催化裂化反應更加充分完全，以生成高含量的丙烯並獲得低烯烴含量的汽油產品，第二催化反應的反應條件如下：粗汽油H的進料溫度為40-300℃、反應溫度為400℃-700℃、反應絕對壓力為0.12MPa-0.4MPa、反應時間為0.05s-5s；舉例來說，粗汽油H的進料溫度可以為50℃、80℃、110℃、140℃、170℃、200℃、210℃、230℃、250℃、270℃、290℃等；反應溫度可以為420℃、440℃、460℃、480℃、500℃、520℃、540℃、560℃、580℃、600℃、620℃、640℃、660℃、680℃、700℃等；反應絕對壓力可以為0.15MPa、0.18MPa、0.2MPa、0.23MPa、0.25MPa、0.28MPa、0.3MPa、0.33MPa、0.36MPa、0.38MPa等；反應時間可以為0.08s、0.1s、0.3s、0.8s、1.2s、1.8s、2.2s、2.8s、3.5s、4s、4.5s等。第二催化劑B2與粗汽油H的質量比可以為3：1、4：1、5：1、6：1、7：1、8：1、9：1、10：1、11：1、12：1、13：1、14:1、17:1、20:1、23:1、26:1、29:1等。此外，在進行第二催化反應的過程中，還可以使C4-C20烴類進入第二提升管7中與粗汽油H一同作為反應原料，並以此進行第二催化反應，提高了該方法的適應性。而由於第二催化反應的生焦率較低，催化劑上的焦在第二催化裂化再生器9中的燒焦熱量難以滿足熱平衡需要，基於此，還可以使燃燒油注入第二催化裂化再生器9中，為第二生焦催化劑B2的再生過程提供燃燒熱能。進一步地，為了保證第一輕油F1和第二輕油F2能夠在氣液分離器中實現完全的氣液分離，以保證後續丙烯產品的高含量，第一輕油F1經第一冷卻器5冷卻後的溫度為30℃-80℃；第二輕油F2經第二冷卻器11冷卻後的溫度為30℃-80℃，例如這兩者均可以為35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、60℃、70℃、75℃等。以下將通過具體實施例進一步地描述本發明。在以下具體實施例中，所涉 及的操作未註明條件者，均按照常規條件或者製造商建議的條件進行。所用原料未註明生產廠商及規格者均為可以通過市購獲得的常規產品。實施例1如附圖1所示，本發明實施例提供了一種生產高丙烯含量裂化氣G和低烯烴含量汽油的裝置，該裝置包括：第一提升管1、第一沉降器2、第一催化裂化再生器3、第一分餾塔4、第一冷卻器5、第一氣液分離器6、第二提升管7、第二沉降器8、第二催化裂化再生器9、第二分餾塔10、第二冷卻器11、第二氣液分離器12、第一催化劑預提升器13、第二催化劑預提升器14、第三分餾裝置15。其中，第一提升管1的上部出口、第一沉降器2的中部進口及下部催化劑出口、第一催化裂化再生器3、第一提升管1下部的催化劑進口順次連通，構成第一催化劑再生回用單元。第二提升管7的上部出口、第二沉降器8的中部進口及下部催化劑出口、第二催化裂化再生器9、第二提升管7下部的催化劑進口順次連通，構成第二催化劑再生回用單元。其中，第一催化裂化再生器3與第一提升管1，以及第二催化裂化再生器9和第二提升管7之間的連通通過斜管即可實現。第一沉降器2上部的油氣出口、第一分餾塔4下部的原料進口及上部的氣相出口、第一冷卻器5、第一氣液分離器6的進口及液相出口、第二提升管7下部的原料進口及上部的出口、第二沉降器8中部的進口及頂部的油氣出口、第二分餾塔10下部的原料進口及頂部的氣相出口、第二冷卻器11、第二氣液分離器12順次連通。第一分餾管和第二分餾塔10的中部均設置有柴油出口，用於排出柴油E；底部均設置有油漿出口，用於排出油漿。第一催化劑預提升器13與第一提升管1下部的催化劑進口連通；第二催化劑預提升器14與第二提升管7下部的催化劑進口連通。該第三分餾裝置15同時與第一氣液分離器6的氣相出口和第二氣液分離器12的氣相出口連通。實施例2本實施例利用實施例1提供的裝置進行高丙烯含量裂化氣和低烯烴含量汽油的生產，具體步驟如下：將預熱至200℃的重油原料A進入第一提升管1中，並在反應溫度為530℃， 反應絕對壓力為0.24MPa的條件下，與經預提升介質整流後的第一催化劑B1：超穩分子篩催化劑接觸0.8s，以發生催化反應。其中，超穩分子篩催化劑與重油原料A的質量比為8:1。催化反應後得到的油氣產物與生焦的超穩分子篩催化劑一同進入第一沉降器2中進行沉降處理，分離得到的生焦的超穩分子篩催化劑進入第一催化裂化再生器3中在700℃下進行燒焦再生，再生後進入第一提升管1中進行循環利用。而分離得到油氣將進入第一分餾塔4中進行分離，得到油漿D、柴油E和第一輕油F1。收集油漿D和柴油E，而第一輕油F1經第一冷卻器5冷卻至50℃後進入第一氣液分離器6進行氣液分離，得到未冷凝的裂化氣G和粗汽油H。粗汽油H進入第二提升管7，並在反應溫度為550℃，反應絕對壓力為0.24MPa的條件下，與經預提升介質整流後的第二催化劑B2：ZSM-5分子篩擇形催化劑接觸反應0.7s。其中，ZSM-5分子篩擇形催化劑與重油原料A的質量比為20:1。催化反應後得到的油氣產物與生焦的ZSM-5分子篩擇形催化劑一同進入第二沉降器8中進行沉降處理，分離得到的生焦的ZSM-5分子篩擇形催化劑進入第二催化裂化再生器9中在660℃下進行燒焦再生，再生後進入第二提升管7中進行循環利用。與此同時，分離得到油氣產物將進入第二分餾塔10中進行分離，得到油漿D、柴油E和第二輕油F2，收集油漿D和柴油E的產品，而第二輕油F2經第二冷卻器11冷卻至40℃後進入第二氣液分離器12進行氣液分離，得到裂化氣G和產品汽油I。將兩次催化反應得到的裂化氣G均進入第三分餾裝置15中進行分離，得到丙烯、乙烯以及其他低碳烯烴和產品汽油H。其中，本實施例所使用的重油原料A的性質如表1所示：表1原料油數值密度，kg/m3899殘炭，wt％4.58硫含量，wt％0.27氮含量，wt％0.23族組成wt％飽和分64.95芳香分23.35膠質11.09瀝青質0.61其中，本實施例反應得到的產物(包括裂化氣和產品汽油)的性質如表2所示：表2產物數值幹氣wt％4.8乙烯wt％2.5液化氣wt％48.63丙烯wt％21.15汽油wt％15.53柴油wt％17.07油漿wt％4.84焦炭wt％9.13產品汽油的性質烯烴含量v％10芳烴含量v％60辛烷值RON96由表2可知，利用本發明實施例提供的裝置和方法對重油原料進行催化裂化，可以獲得理想的產物分布，尤其是丙烯收率可以達到21.15wt％，汽油中烯烴含量可達10v％，辛烷值可達96，能夠作為一種高質量的汽油調和組分來進行商品汽油的製備。可見，本發明實施例提供的裝置和方法在提高低碳烯烴，尤其是丙烯的產率，改善汽油產品質量方面具有顯著優勢。以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。當前第1頁1 2 3