[发明专利]一种分级分区转化催化裂化循环油的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油产品加工领域，具体的说，涉及一种分级分区转化催化裂化循环油的方法及装置。

背景技术

催化裂化循环油是催化裂化的重要副产物，数量大，富含芳烃，尤其是多环芳烃，属于劣质馏分，其中轻循环油原来主要用作柴油的调和组分，重循环油作为回炼油在催化裂化装置内循环转化。

但是，自2015年1月起中国将要实施国IV排放标准，要求车用柴油中多环芳烃质量分数不大于11％，催化裂化轻循环油作为柴油调合组分受到较大限制。虽然近年来炼油技术具有很大的进步和创新，但对于催化裂化轻循环油(LCO)这一具有特殊性质的炼油厂副产品的加工工艺还没有更好地突破。如何实现催化裂化轻循环油的高效转化，使其成为高附加值产品是炼油企业的难题。

对于催化裂化轻循环油，常规的加工方法是利用加氢工艺进行芳烃饱和、杂原子脱除，以实现催化裂化轻循环油的精制，生产超低硫柴油。例如CN201110325356、CN201110325408提出了一种轻循环油选择性加氢精制方法，该方法反应后油品中萘系双环芳烃及稠环芳烃部分饱和或开环，多环芳烃转化率仅仅达到30.0％以上，产物总芳烃保留率大于96.0％，氢耗高而十六烷值提高幅度不大。

一些研究者(生产高附加值产品的LCO加氢新技术.王德会，许新刚，刘瑞萍，缪希平.炼油技术与工程，2014,44(7)：11-14)总结了新的催化裂化轻循环油加氢技术，例如LCO Unicracking工艺、RLG技术、LCO-X工艺等，这些技术的特点是利用加氢精制和加氢裂化相结合的方法把催化裂化轻循环油转化为优质柴油，单环芳烃(苯、甲苯、二甲苯等组分)保留在汽油馏分中成为优质的高辛烷值组分或作为轻质芳烃产品。此类技术虽然使柴油十六烷值的提高幅度较大，但仍不能满足国IV柴油规格要求，另外存在着总液体收率低和化学氢耗高的缺点。

对于催化裂化重循环油，常规的加工方法是在催化裂化装置内部进行循环转化，即分馏塔引出裂回炼油与新鲜原料混合一起进入催化化提升管反应器转化，其中回炼量受到工艺产品结构和加工负荷的制约。并且回炼油转化率低，造成催化油浆收率高，影响了装置的轻烃收率。

催化裂化循环油中的烃类组成包括链烷烃、环烷烃(含少量烯烃)和芳烃，随催化裂化原料油不同和操作苛刻度不同，循环油的烃类组成差异较大，但芳烃均为其主要组分，一般质量分数大于70％，有时达到90％左右。在芳烃中单环芳烃包括烷基苯、茚满类、四氢萘类和茚类，约占芳烃总量的33％；多环芳烃包括萘类、苊类、苊烯类、菲类和蒽类等，约占芳烃总量的67％，由于芳环结构不能再催化裂化反应条件下发生开环裂化反应，因此这部分循环油再次进入催化裂化反应器转化效率很低。

在催化裂化反应条件下，虽然多环芳烃难以开环裂化，而在加氢改质条件下，多环芳烃比较容易饱和为烷基芳烃和环烃基芳烃(茚满类、四氢萘类和茚类)等，此类结构的芳烃可以在催化裂化条件下裂化为高辛烷值汽油馏分和轻烃。同时，为了减少环烃基芳烃发生副反应(例如氢转移反应)转变为多环芳烃，造成加氢环节后的效果没有发挥，催化裂化反应需要适宜的反应条件并需要使用具有显著环烷环结构开环裂化能力的催化剂，例如富含β笼结构的Y型分子筛催化剂。

而对于催化裂化循环油的加氢改质反应，需要使用具有高芳烃饱和活性的加氢催化剂，并且控制适宜的反应条件避免多环芳烃的开环裂化，减少氢耗和气体产物生成。适度加氢后的催化裂化循环油中单环芳烃质量分数比加氢处理前大幅度提高，其中环烃基苯质量分数增加显著，这为催化裂化循环油重新进入催化裂化装置裂化提供了基础。由于环烃基芳烃的裂化反应由催化裂化装置承担，从而有效实现了加氢装置的低氢耗和高液体产物收率。

对比加氢后的催化裂化循环油和催化裂化装置加工的重质原料，两者的分子结构和裂化性能还存在着较大不同。重质原料中存在着大量未经过一次裂化的分子群，该分子群中有较多易裂化的烷基长链结构，属于易裂化的原料。加氢后的催化裂化循环油富含烷基芳烃和环烃基芳烃，与重质原料相比，属于难裂化的原料。因此，为了避免两种性质差异的原料在催化裂化反应器中的相互干扰，应对两种原料进行分级进料，为优化各自的反应环境创造条件。