[发明专利]石油烃类催化转化方法

说明书

本发明属于流化催化转化方法，更具体地说，是一种具有独立地调控反应所需的剂油比和再生催化剂温度的石油烃类流化催化转化方法。

流化催化裂化工艺(简称FCC)是炼油厂提高原油加工深度的一种重油轻质化的过程。FCC通常包括反应和再生两部分，其主要过程：烃类原料在催化剂作用下，转化为汽油、柴油、液化气等轻质燃料及干气，在转化过程中，一部分重芳烃缩合成焦炭沉积在催化剂上，形成待生催化剂。通过流化输送将待生催化剂输送到再生器内，再通入空气，将沉积在催化剂上的焦炭烧掉，这一过程称为催化剂再生，烧掉焦炭的催化剂称为再生催化剂。再生催化剂经过流化输送，返回反应器循环使用。催化转化反应需要一定的催化剂对油的比例(称为剂油比)，即催化剂进入提升管的流率对进入提升管总进料(包括新鲜原料和回炼油)流率的比例，由同一时间内催化剂循环量和总进料决定；裂化反应所需热量由来自再生器的高温再生催化剂提供。

为了完分利用石油资源，许多国家纷纷研究开发处理常压渣油、减压渣油等重质原料的催化裂化技术，这是提高石油资源利用效率和炼油厂经济效益的一项重要方法。但是渣油残炭含量高，裂化反应焦炭产率也高，再生器烧焦过程放出的热量超过反应器所需的反应热量，这些过剩的热量必须设法取出，以降低再生器的温度，防止由于温度过高损坏设备，并避免过剩热量送至原料反应区，形成过高温度，生成有害的产物(裂化过头生成气体和焦炭，并损害催化剂活性)。为此，近十几年来发展了各种类型的重油催化裂化技术，包括带有取热设施的渣油催化裂化技术，如USP4353812提出的重油催化裂化再生技术，有一个快速流化床(称之为高温燃烧区)，当反应后的待生催化剂进入高温燃烧区后，烧焦空气将待生催化剂上的焦炭大部分烧掉，烧焦后的催化剂与烟气一道进入催化剂分离区，将催化剂分离，高温燃烧区生成的烟气与来自催化剂分离区密相床的气体相混合，经旋风分离器分离出所夹带的催化剂进入烟气管道；另外该再生技术将催化剂分离区密相床内的热催化剂引出，经过管壳式换热器将过剩热量取走，冷却后的催化剂返回再生器，而USP4396531介绍冷却后的再生催化剂，直接引入反应器。上述取热设备称为外取热器，外取热器内通常引入水蒸汽对催化剂进行汽提和控制催化剂流率，但在这种高温下，催化剂遇到水蒸汽会引起催化剂的严重减活；此外，由外取热器返回到催化剂分离区密相床的烟气中也含有大量水蒸汽，也会引起催化剂分离区密相床内的催化剂减活。此外，快速流化床中的气、固相的返混严重，即烧过的催化剂仍会返回快速流化床，稀释新的待生催化剂的浓度，起到降低烧焦速率的作用。

USP4664778提出的双再生器重油催化裂化技术，主要特征是控制反应焦炭产率和热平衡操作方式操作，采用一、二两级再生器再生，第一再生器为常规再生，主要是烧掉再生催化剂上焦炭中的氢，第二再生器为高温再生，其特点是由于在第一再生器内已经把焦炭中的氢全部烧掉，所以第二再生器内的烟气中几乎没有氢原子燃烧生成的水，从而避免了高温再生时由于水蒸汽的存在引起的催化剂减活，但其较高的再生催化剂温度限制提高剂油比，因而限制了原料油的转化深度。目前，许多处理较难裂化的原料油的催化裂化装置，受到反应温度和再生温度的限制，反应温度过高会产生大量低价值的干气，再生温度过低影响再生器的烧焦效率，因此只能满足反应温度的要求而无法提高反应所需要的剂油比，因而使原料油达不到所要求的转化率。

简单的通过外取热器或内取热器从再生器内取走过剩热量来降低再生器内催化剂温度的方法，对催化裂化反应所要求的剂油比的变化，完全是由反应所需热量和再生器中催化剂的温度决定。如果再生器温度高，而需要的热量一定时，只有降低催化剂的循环量，即降低剂油比来保证热量的平衡；而当催化裂化反应要求提高剂油比时，则必须降低再生器内的温度，否则供的热量过剩将发生反应温度超高。而再生温度降低不利于催化剂的再生，若通过延长再生时间降低再生催化剂的焦炭含量，则又会因催化剂在高温下停留时间过长而引起催化剂减活。

对于以生产丙烯等轻烯烃为主要目的产品或是以最大量生产液化气和汽油为目的的流化催化转化技术，包括CN87105428.0(下称DCC)和CN91108424.X(下称MGG)专利技术，它们都是以重质油为原料，并要求在比常规FCC有更大的剂油比条件下操作，而现有的技术难于满足要求。

本发明的目的是改进现有的催化转化技术，提供一种可以独立地调控反应温度和所需要的剂油比，尤其是适用于重质原料及需要大剂油比的流化催化转化技术，以达到生产目的产品的最佳转化条件。