降低催化裂化汽油烯烴含量並保持辛烷值的方法及系統的製作方法
2023-11-03 03:33:17
專利名稱：降低催化裂化汽油烯烴含量並保持辛烷值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含量並保持辛烷值的方法及系統，屬於石油烴的催化轉化技術領域。
眾所周知，催化裂化汽油的烯烴含量為35～65wt％，是一種比較有代表性的富含烯烴的汽油餾分。這種汽油雖然具有較高的辛烷值，但其熱穩定性差，易形成膠質；燃燒後還會增加排放物中活性烴類物和多烯等毒性物的數量。此外，隨著催化裂化原料油的不斷重質化和劣質化，其汽油產品中的硫含量、氮含量也在增加；燃燒後會增加SOx和NOx的排放，對環境汙染嚴重。
加氫精制是解決上述問題的一種有效措施。通過加氫精制在氫壓下實現油品的催化改質，達到脫硫、脫氮、烯烴飽和、芳烴飽和的目的，以提高油品質量、滿足環保要求。但是，目前國內多數煉油企業不是缺乏加氫精制的手段，就是加氫精制的處理能力不足或缺乏氫源。另一方面，加氫精制使烯烴和芳烴的飽和會帶來辛烷值的巨大損失，同樣無法滿足汽油新標準的要求。所以，佔商品汽油近90wt％的催化裂化汽油全部通過加氫精制來提高油品質量是不現實的。
綜上所述，為了滿足環保方面對油品的要求，給人類創造一個清潔、美好的環境，我們一方面要逐步調整煉油行業的工藝流程，增加加氫精制、加氫裂化、催化重整、烷基化、醚化等裝置的數量，並提高它們的加工能力；另一方面要加緊開發符合我國國情的工藝技術，尤其是催化裂化工藝技術的改進，以便在儘可能短的時間內，利用有限的投資解決油品質量問題。
為了解決上述問題，提高汽油產品的質量，國內外煉油界也做了大量的研究工作。例如，如催化原料預加氫處理、優化反再系統和分餾系統的操作、採用降烯烴催化劑、催化汽油回注提升管等技術。
在上述現有技術的基礎上，本發明的目的是提供一種降低催化裂化汽油烯烴含量並保持其辛烷值不變或略有提高的經濟而有效的新方法，以解決當前汽油升級換代過程中所遇到的問題。
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並保持辛烷值的方法，它至少包括如下的步驟首先，通過冷凝冷卻系統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輔助改質提升管反應器，並與來自原再生器的高溫再生劑進行接觸、氣化、混合和反應，生成改質後的油氣；然後，反應後的催化劑進入原催化裂化裝置的沉降器和汽提段，再進入原再生器；改質後的油氣在原催化裂化裝置的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。
其中催化裂化汽油餾分為粗汽油全餾分或粗汽油重餾分；粗汽油重餾分通過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與改質後的汽油餾分混合，也可以先進行改質後再與相應的汽油餾分混合。
一種降低催化裂化汽油烯烴含量並保持辛烷值的系統，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輔助提升管反應器、主提升管反應器、氣固分離裝置；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；在重油催化裂化裝置的反應—再生系統中增設的輔助提升管反應器，其出口安裝氣固分離裝置，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；改質油氣和催化劑由氣固分離裝置分離；催化劑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兩端分別與輔助提升管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輔助提升管反應器中；輔助提升管反應器的入口連接於增設的再生劑斜管下端，用於將油氣、水蒸氣和催化劑進行接觸、氣化、混合和反應；
氣固分離裝置為倒「L」型裝置，設在輔助提升管反應器的出口，連同輔助提升管反應器出口部分置入原催化裂化裝置的沉降器內。
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；提升管段的反應時間為1.0～15.0s；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。
本發明使在重油催化裂化裝置的反應—再生系統中增設一個輔助提升管反應器，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35(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。
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。
原催化裂化反再系統的操作不變，即原料29與水蒸氣一起從底部進入主提升管30，與來自再生器31的由水蒸氣32汽提的高溫再生劑33在反應溫度為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30，到主提升管反應器出口，由高效氣固快速分離裝置34和沉降器頂旋35將主反應油氣38和催化劑分開，催化劑進入經過沉降器36進入汽提段37，經過汽提後進入再生器31。主反應油氣38與改質提升管反應器出口油氣39混合成油氣40離開沉降器36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。
粗汽油全餾分25或者是由分餾塔塔頂二級冷凝系統分離出重餾分(切割點60～80℃)27與水蒸氣一起從底部進入輔助改質提升管反應器41，與來自再生器31的由水蒸氣42提升的高溫再生劑43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57～65，反應時間為1.0～15.0s，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41，到改質提升管反應器出口由簡單的倒L型氣固快速分離裝置44將改質油氣39和催化劑分開，催化劑進入原催化裂化裝置的沉降器36和汽提段37，經過汽提後進入原再生器31。改質油氣39與主提升管反應器的反應油氣38在沉降器36混合後離開沉降器36而進入主分餾塔1下部進行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回煉油、油漿的分離。
本發明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。
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並保持辛烷值的方法，其特徵在於它至少包括如下的步驟首先，通過冷凝冷卻系統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輔助改質提升管反應器，並與其中的高溫再生劑進行接觸、氣化、混合和反應，生成改質後的油氣；然後，反應後的催化劑進入原催化裂化裝置的沉降器和汽提段，再進入原再生器；改質後的油氣在原催化裂化裝置的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，混合油氣進入原催化裂化裝置主分餾塔進行富氣、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並保持辛烷值的方法，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重餾分。
3.根據權利要求2所述的降低催化裂化汽油烯烴含量並保持辛烷值的方法，其特徵在於所述的粗汽油重餾分通過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或進行改質後與汽油餾分混合。
5.一種降低催化裂化汽油烯烴含量並保持辛烷值的系統，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—再生系統中增設的再生劑斜管和輔助提升管反應器、主提升管反應器、氣固分離裝置；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；在重油催化裂化裝置的反應—再生系統中增設的輔助提升管反應器，其出口安裝氣固分離裝置，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；改質油氣和催化劑由氣固分離裝置分離；催化劑經汽提後回到原再生器；重油催化裂化裝置的反應—再生系統中增設的斜管兩端分別與輔助提升管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輔助提升管反應器中；輔助提升管反應器的入口連接於增設的再生劑斜管下端，用於將油氣、水蒸氣和催化劑進行接觸、氣化、混合和反應；氣固分離裝置為倒「L」型裝置，設在輔助提升管反應器的出口，連同輔助提升管反應器出口部分置入原催化裂化裝置的沉降器內。
6.根據權利要求1或5所述的降低催化裂化汽油烯烴含量並保持辛烷值的方法和系統，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；提升管段的反應時間為1.0～15.0s；反應壓力為0.1～0.4MPa。
7.根據權利要求1或5所述的降低催化裂化汽油烯烴含量並保持辛烷值的方法和系統，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。
全文摘要
降低催化裂化汽油烯烴含量並保持辛烷值的方法，至少包括如下步驟通過冷凝冷卻系統的催化裂化汽油餾分與水蒸氣進入輔助改質提升管反應器，與高溫再生劑進行接觸、氣化、混合和反應，生成改質油氣；反應後的催化劑進入原再生器；改質油氣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、在原催化裂化裝置中增設的再生劑斜管和輔助提升管反應器、主提升管反應器、氣固分離裝置。本發明對原催化裂化裝置的改動小，投資低，易於控制，操作穩定。可將催化裂化汽油烯烴含量降低到35(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。
文檔編號C10G63/02GK1465667SQ0212349
公開日2004年1月7日 申請日期2002年7月2日 優先權日2002年7月2日
發明者高金森, 徐春明, 白躍華, 盧春喜, 劉耀芳 申請人:石油大學(北京)