[发明专利]高强度催化裂化原油的方法

说明书

相关申请

本申请要求于2012年10月19日提交的临时专利申请USSN61/716,051的优先权，其内容在这里通过参考引入。

发明背景

技术领域

本发明涉及流化催化裂化方法，用于制备石油化学品例如烯烃和芳烃，以及改善品质的馏出物产品。

背景技术

烯烃(即乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯)和芳烃(即苯、甲苯和二甲苯)为在石化和化学行业中广泛使用的基本基础材料。热裂化或者蒸汽热解为形成这些材料的主要类型的方法，典型地在存在蒸汽，并且不存在氧气的情况下。用于蒸汽热解的原料可以包括石油气和馏出物例如石脑油、煤油和粗柴油。这些原料的适用性通常为有限的，并且在原油炼制中需要高成本的和能量密集的方法步骤。这些化合物还可以使用典型的重质原料，通过炼制流化催化裂化(FCC)方法来制备，例如粗柴油或渣油。FCC装置制造全球市场上大部分的丙烯。

在FCC方法中，石油衍生的烃例如重质原料利用连续再生的保持为流化状态的酸性催化剂来催化裂化。该方法的主更产品通常为汽油。其他产品通过FCC方法以更小的量制造，例如液化石油气和裂化粗柴油。当较重进料接触热催化剂并被裂化为较轻产物的时候，碳质沉积物(通常称为焦炭)会形成在催化剂上并令其失活。失活的或者用过的催化剂与裂化产物分离，汽提掉可移除烃，并经过再生容器，焦炭在再生容器中在空气的存在下从催化剂燃烧，从而制造充分再生的催化剂。燃烧产物作为烟气从容器移除。加热的再生催化剂随后被回收至FCC装置中的反应区。FCC方法的总体描述公开于美国专利5,372,704，其公开内容在这里通过参考全文引入。

图1绘制了通常类型的用于为来自原油的常压渣油(350℃+)提质的技术的范围。将在FCC方法中转化的进料应当满足特定的标准，其金属含量和康拉逊残碳值(CCR)或兰氏(Ramsbottom)碳含量应为如在图1中所示。例如，渣油具有大比例的难熔组分，例如多元环芳烃，其难于裂化，并且促使在催化裂化反应过程中形成的焦炭之外的焦炭的形成。由于高康拉逊残碳值，再生装置上的燃烧负荷需要不断改进和升级。此外，这些进料可能会包含大量的金属，包括镍和钒，其会令FCC催化剂快速失活。

限制FCC进料中渣油的含量已经成为控制再生温度最为常用的方法。已经给出这样的考虑，即整合催化剂冷却器和两级再生装置系统。含有高至约3wt％CCR的进料可以在单级再生装置中加工，在单级再生装置和催化剂冷却器中提高至6-7wt％CCR，并且在具有催化剂冷却器的两级装置中提高至约10-11wt％CCR。还已知的是，在裂化之前加氢处理重质进料以克服这些问题，这需要更高的资金成本和补充氢源。图2示出全世界FCC方法中常规使用的进料的分布[SFA Pacific，阶段8]。

其他更轻质的原料，例如烯烃或链烷石脑油，也被认为是用于优化丙烯产率的可能的FCC进料。由于在形成FCC装置的热平衡所必需的焦炭方面相对低的趋势，对于传统FCC方法中的各种构造，已经提出了石脑油共处理机制[Catalysis Today 106(2005)62-71]。已知的是，将石脑油与进料合并，并将该合并的进料通过相同的注入装置引入，经由进料注入系统下游的提升管引入石脑油进料，在进料注入装置的上游注入石脑油进料(其中以比传统裂化在更高的温度和催化剂-油比(C/O)进行裂化)，并整合第二反应区，轻质石脑油馏分在其中以更高的强度水平裂化。

FCC方法的常规原料通常以相对有限的量提供，并且来源于炼厂中高成本的和能量密集的加工步骤。为了能够响应对于石油化学品例如丙烯持续增长的需求，可以以更大量提供其他类型的进料例如未加工原油，对于生产商来说是吸引人的。使用原油进料将使在这些必需的石油化学品的制备中炼制产生瓶颈的可能性最小化或消除。

在常规的石油化学品生产方法中，未加工原油的转化具有挑战性。在FCC方法的情况中，主要的关注点在于催化剂由于存在相对高含量的金属和焦炭前驱体而导致的加速失活。