[发明专利]一种C4烃催化裂解和重油催化裂化的组合工艺及装置

说明书

技术领域

本发明属于石油烃的催化转化领域，具体地说，是涉及重油催化裂化过程和C₄烃催化裂解过程的组合工艺技术，特别是涉及一种双反应双催化剂再生系统高效组合流化催化反应工艺及装置。

背景技术

丙烯是重要的石油化工基础原料之一。近年来，世界范围内对丙烯的需求量日益增加，丙烯的来源主要有：乙烯厂蒸汽裂解的副产物(约占68％)，催化裂化副产物(约占29％)，丙烷脱氢等(3％)。蒸汽裂解的主要原料为石脑油，存在原料短缺的问题；而流化催化裂化装置副产的丙烯常规收率只有3％～6％，因此，传统的乙烯联产和炼厂回收丙烯的方法已经难以满足其日益增长的需求。

另一方面，我国C₄烃类资源比较丰富。但目前对C₄烃类的利用率还比较低，除部分作为化工原料外，大部分当作工业和民用燃料。随着我国乙烯生产和原油加工能力的不断提高，蒸汽裂解装置和催化裂化装置将副产大量的C₄烃；加之我国“西气东输”计划的顺利实施，作为燃料使用的液化气(主要组分是C₄烃类)将严重贬值，这将给石化企业带来巨大的冲击及挑战。

近几年发展起来C₄烃类催化裂解制丙烯工艺为充分利用C₄资源和增产丙烯提供了一条有效的途径。C₄烃类催化裂解制丙烯反应主要利用具有独特择形性和酸性的ZSM-5分子筛催化剂，将C₄烃类高选择性地转化为丙烯。目前国内外开发的C₄烃类催化裂解生产丙烯工艺有固定床工艺和流化床工艺，固定床工艺代表性的技术有Lurgi公司的Propylur技术、UOP公司的OCP技术，旭化成公司的Omega工艺；流化床工艺的技术有KBR公司的Superflex技术和Exxon/Mobil公司的MOI技术。

固定床工艺中，反应过程和催化剂再生过程在同一反应器中轮流间歇进行，而且为了给反应过程和催化剂再生过程提供热量，反应器内需要设立加热装置，因此，固定床工艺存在反应设备结构复杂和生产连续性差的缺点。

相对于固定床工艺，流化床工艺具有原料处理量大、气固接触充分、反应再生可连续进行等优点，从而备受关注。研究表明，流化床C₄烃类催化裂解反应过程的反应温度大都在450～650℃，且为吸热过程，由于过程生焦量较低(1.5～2.0％左右)，难以维持相应的反应温度和再生烧焦所需要的再生温度，这些工艺过程单独运行时，均需采取补热措施。

另一方面，常规重油催化裂化过程由于原料掺渣量越来越大，生焦量高达8～10％。对于常规催化裂化装置，在反应温度、反应热以及再生温度等操作参数确定的情况下，维持过程热量平衡操作的生焦量为6％左右，因此，常规催化裂化过程的热量是过剩的。如果将C₄烃类催化裂解增产丙烯工艺与常规重油催化裂化过程有效耦合，利用重油催化裂化过程的过剩热量作为C₄烃类催化裂解工艺过程的热量来源，同时与催化裂化装置共用一些大型公用工程设施，可大大提高C₄烃类催化裂解增产丙烯工艺的竞争优势。

CN1624078A公开了一种双催化剂系统耦合再生工艺方法，在副再生器中利用高温的催化裂化再生催化剂加热新型工艺过程的专用催化剂并使其再生；CN1626623A公开了一种双反应再生系统多效耦合流化催化反应工艺方法，将催化裂化再生器的高温烟气引入副再生器加热新型工艺过程的专用催化剂并使其再生；但CN1624078A和CN1626623A技术均需设立用于专用催化剂再生的副再生器，造成设备投资增加，而且占地面积大。CN1935349A公开了一种气固流态化耦合设备及利用该设备进行大差异颗粒多级混合、换热、反应、分级的耦合方法，但设备较为复杂。USP7491315公开了一种双提升管反应器C₄裂解和重油裂化的工艺方法，但USP7491315技术由于C₄裂解和重油裂化采用同一种催化剂，乙丙烯的选择性较低。

发明内容