[发明专利]提高产品选择性的催化转化方法

说明书

技术领域

本发明涉及提高产品选择性的催化转化方法，特别是在将重质原料转化为高价值产品例如汽油等同时，使干气和焦炭产率大幅度降低从而实现石油资源的高效利用的方法。

背景技术

催化裂化自20世纪40年代诞生以来，一直是最主要的重质油轻质化过程。原因一是其原料来源广泛，可以采用蜡油，还可以采用常压渣油、减压渣油的脱沥青油或者部分掺入减压渣油；二是其产品方案灵活，可以是燃料型，也可以是燃料化工型，如多产汽油、多产柴油、多产丙烯等；三是其产品性质可以通过催化剂配方的调整和工艺参数的变化进行相应的调整，如提高汽油辛烷值、降低汽油烯烃含量等。

催化裂化的发展过程实际上也一种不断追求产品选择性的过程。例如催化裂化催化剂从天然白土催化剂发展到人工合成硅铝催化剂，再到目前使用的分子筛催化剂，通过催化剂的不断改进实现了提高产品选择性的目的，干气和焦炭产率逐渐降低。而催化裂化工艺也从固定床逐渐发展到移动床、密相流化床和目前使用提升管催化裂化技术，通过这些技术变革，干气和焦炭产率进一步降低，在一定程度上实现了石油资源的有效利用。

石油是一种不可再生资源，随着社会的发展，能源危机逐渐凸显。如何更加有效地利用有限的石油资源成为新技术开发的方向。催化裂化是将重质原料油转化为轻馏分最有效方法之一，因此围绕如何通过降低催化裂化工艺干气和焦炭的产率也展开了很多研究工作。

CN101275081A公开了一种减少催化裂化干气的方法，热再生催化剂由预提升气体输送到反应器底部，与预热的常规裂化原料油和活性组分接触并进行反应，活性组分的加入量为常规裂化原料油质量的10×10^-6～500×10^-6，催化剂和原料油重量比为1～40∶1，反应时间0.2～7秒，反应温度460℃～600℃。反应产物、预提升气体、待生催化剂通过旋风分离器进行气固分离，反应产物进入分馏塔分离得到产品，而待生催化剂先进入汽提器，用水蒸汽汽提出催化剂上吸附的烃类产物，再经待生催化剂斜管返回再生器，在含氧气体存在下进行烧焦再生循环使用。该方法减少了干气的生成，改善了产品分布。

催化裂化具有原料选择范围广、产品质量高、产品结构调整灵活以及设备相对简单的特点，因此催化裂化技术是重要的重油轻质化手段之一。石油是一种不可再生资源，随着社会的发展，原油价格日益增长，并且重油需求量日趋下降，世界各国催化裂化技术已逐步迈向重油催化裂化。但是重油和/或渣油中残碳和金属含量较高，在反应过程中，催化剂将沉积大量的焦碳，致使催化剂活性严重下降，为了恢复催化剂活性，必须将催化剂上的积碳在再生过程中烧去。目前再生催化剂含炭量通常要求范围为0.05～0.10重％(参见CN1221022A)。

USP3,563,911公开了一种两段再生方法，待生催化剂顺序通过第一密相流化床和第二密相流化床，与含氧的气体接触使催化剂表面上焦炭进行燃烧反应，所产生的烟气混合并夹带催化剂进入稀相沉降段。第一密相流化床再生温度大于1050°F(即565.5℃)；第二密相流化床的气体表观线速度为1.25英尺/秒～6英尺/秒(即0.381米/秒～1.83米/秒)，再生温度为1125～1350°F(即607.2～732.2℃)。该方法与催化剂单段再生方法相比，在再生过程烧焦负荷不高的条件下，再生器内催化剂的藏量可减少近40％，再生催化剂的含炭量可低于0.1％重量。

CN1052688A公开了一种流化床催化剂的两段氧化再生方法，待生催化剂在第一密相流化床内与含氧的气体接触并发生焦炭燃烧反应，第一密相流化床的气体表观线速度为0.8～2.5米/秒，催化剂平均停留时间为0.6～1.0分钟，再生温度为650～750℃；催化剂在第一流化床内除去大部分焦炭后，部分再生的催化剂和气体一起并流向上穿过分布器，进入第二流化床，再与含氧的气体接触并发生焦炭燃烧反应，第二密相流化床的气体表观线速度为1.2～3.0米/秒，催化剂平均停留时间为1.0～2.2分钟，再生温度为700～800℃，催化剂得到充分再生后，再生催化剂和烟气分离，一部分再生催化剂进入反应器，另一部分再生催化剂返回到第一流化床。该方法简化了再生器的结构和再生工艺流程。