[发明专利]降低汽油中烯烃及硫、氮含量的催化转化方法

说明书

本发明属于石油烃的催化转化方法，具体地说，是属于降低汽油中烯烃及硫、氮含量的催化转化方法。

近些年来，世界各国的环保法规都对汽、柴油的质量提出了日益严格的要求，尤其是对汽油的烯烃含量、硫含量、苯含量等指标的要求越来越苛刻。因此，来自环保方面的要求已经成为促进各项炼油技术进一步向前发展的主要推动力，而较为传统的催化裂化技术更是首当其冲。

常规的催化裂化反应过程主要包括以下步骤：(1)新鲜原料油经换热后与回炼油混合、由提升管反应器下部的喷嘴注入，在提升管反应器中与来自再生器的高温再生催化剂接触，随即汽化并进行反应。油气在提升管内的停留时间很短，一般经几秒钟后即进入沉降器，由旋风分离器分离出夹带的催化剂后离开反应器去后续分馏系统。(2)积有焦炭的催化剂，即待生催化剂，由沉降器落入下面的汽提段；汽提段内装有多层人字形挡板并在底部通入过热蒸汽，待生催化剂孔隙内和催化剂颗粒之间的油气被水蒸汽置换出而返回沉降器；经汽提后的待生催化剂通过待生斜管进入再生器。(3)再生器的主要作用是烧去催化剂上因反应而生成的积炭、使催化剂的活性得以恢复。再生用的空气由主风机供给，空气通过再生器下面的分布板进入催化剂密相床层；再生后的催化剂，即再生催化剂，落入溢流管，经再生斜管送回反应器循环使用；再生烟气经旋风分离器分离出夹带的催化剂后，经烟机系统回收部分能量后排入大气。

众所周知，催化裂化汽油的烯烃含量为35～65重％，是一种比较有代表性的富含烯烃的汽油馏分。这种汽油虽然具有较高的辛烷值，但其热稳定性差，易形成胶质；燃烧后还会增加排放物中活性烃类物和多烯等毒性物的数量。此外，随着催化裂化原料油的不断重质化和劣质化，其汽油产品中的硫含量、氮含量也在增加；燃烧后会增加SO_X和NO_X的排放，对环境污染严重。除催化裂化汽油外，直馏汽油、焦化汽油、减粘裂化汽油等也存在类似的问题，不宜直接作为商品汽油的调和组分。

加氢精制是解决上述问题的一种有效措施。通过加氢精制在氢压下实现油品的催化改质，达到脱硫、脱氮、烯烃饱和、芳烃饱和的目的，以提高油品质量、满足环保要求。但是，目前国内多数炼油企业不是缺乏加氢精制的手段，就是加氢精制的处理能力不足或缺乏氢源。所以，占商品汽油70重％的催化裂化汽油全部通过加氢精制来提高其品质是不现实的，更何况还有相当数量的焦化、减粘等劣质汽油需要改质。

为了解决上述问题，提高劣质汽油的品质，国外炼油界做了大量的研究工作。例如，USP5,154,818公开了一种催化裂化加工汽油的方法。该方法是将汽油馏分注入提升管下部，与含有择形分子筛或中孔分子筛的待生催化剂接触、反应，反应物流以稀相输送的形式沿提升管上行。

在上述现有技术的基础上，本发明的目的是提供一种汽油改质的新方法，以便将汽油中的烯烃催化转化为异构烷烃和芳烃，并使汽油中的硫、氮含量明显降低。

本发明提供的方法是：催化裂化催化剂在完成常规反应过程后，进入沉降器汽提段，与预热后的汽油馏分接触，在400～550℃、130～450Kpa、重量空速为1～50h^-1、催化剂与汽油馏分的重量比为3～20∶1、水蒸气与汽油馏分的重量比为0.03～0.30∶1的条件下发生反应，分离反应产物，并对反应后的待生催化剂进行再生。

本发明适用的烃类原料为汽油馏分。该汽油馏分可以是全馏分，例如，初馏点至220℃左右的馏分；也可以是其中的部分窄馏分，例如，70～145℃的馏分。该汽油馏分可以是一次加工汽油馏分、二次加工汽油馏分或一种以上的上述汽油馏分的混合物。该汽油馏分的烯烃含量可以为20～90重％，并含有少量的硫、氮等杂质，例如，硫含量在200ppm以上，氮含量在30ppm以上。

本发明所用的催化剂可以是适用于催化裂化过程的任何催化剂，例如，无定型硅铝催化剂或分子筛催化剂，其中，分子筛催化剂的活性组分选自含或不含稀土和/或磷的Y型或HY型沸石、含或不含稀土和/或磷的超稳Y型沸石、ZSM-5系列沸石或具有五元环结构的高硅沸石、β沸石、镁碱沸石中的一种或多种。

本发明适用于任何具备催化剂汽提段或相当于汽提段作用的容器的催化裂化装置，例如，提升管催化裂化装置、流化床催化裂化装置、下流式催化裂化装置等。

实施本发明所用的汽提段选自下述三种型式之一：①常规的沉降器汽提段，例如，可以实施单段汽提或多段汽提的汽提段；②与流化床反应器内的催化剂密相床层连为一体的汽提段；③在催化裂化装置中能够起催化剂汽提作用的容器。