[发明专利]整合的渣油改质及流化催化裂化

说明书

对有关申请的声明

本申请是一个对1995年7月17日提交的USSN 081503,291的部分继续申请。

发明领域

本发明涉及一种方法，其中渣油进料在一个汽相接触时间短的、由热流化颗粒的水平移动床组成的热处理装置中改质，然后被送入流化催化裂化处理装置。来自流化催化裂化装置的热烟道气用于循环固体颗粒，并且向热处理装置提供工艺热量。

发明背景

尽管炼油厂生产许多产品，但最希望的是运输燃料汽油、柴油机燃料和喷气发动机燃料以及轻燃料油，所有这些均是量比较大、价值比较高的产品。虽轻燃料油不是运输燃料，其烃组分与柴油机和喷气发动机的燃料可相互转换，其主要区别在于它们的添加剂。因此，石油炼厂的一个主要目的是，在经济上可行的情况下，将原油尽可能多地转化成运输燃料。预期原油的质量随着硫和金属含量的增加及密度的增大而比较缓慢地变坏。密度越大意味着有更多的原油在大约560℃以上沸腾，因此将含有更多的康拉逊碳和/或金属组分。历史上，这种高沸点材料或渣油被用作重燃料油，但由于环保要求更加严格，对这些重燃料油的需求量已经下降了。这就进一步促使炼油厂将整桶原油均转化成更有价值的、沸点更低的产品。

最主要的且应用最广的、将重油转化成更有价值的汽油及更轻的产品的炼制方法是流化催化裂化“FCC”。通过将较大分子催化裂化成较小的分子，FCC将重的进料、主要是柴油转化成更轻的产品。颗粒坚固的FCC催化剂在裂化反应器和催化剂再生器之间循环。在裂化反应器中烃类进料与再生后的热催化剂接触，在其中在大约420℃至590℃的温度下汽化和裂化。裂化反应形成易燃的含碳烃或焦炭，沉积在催化剂颗粒上，从而导致催化剂失活。分离裂化产品与结焦催化剂。通常用蒸汽在汽提段中使结焦催化剂汽提除去挥发性组分。然后将汽提后的催化剂送入再生器，在其中利用含氧气体，优选为空气，从催化剂上燃烧除去焦炭而再生。在再生过程中，催化剂被加热到相对高的温度并循环回到反应器中，与新鲜的进料接触并使之裂化。在再生器中燃烧焦炭所形成的、含CO的烟道气可以进行处理，以除去颗粒并且可用于转化一氧化碳，然后该烟道气通常被排放到大气中。

典型的流化催化裂化进料为沸点范围为大约`315℃至大约560℃的柴油。进料沸点超过560℃左右时，典型的为减压和常压渣油，通常具有高的康拉逊残碳值和金属化合物含量如镍和钒，这是FCC进料所不希望的。增大压力以将更多的这类重油进料用作FCC装置的附加进料。但有两个重要因素与这一压力相对立，即渣油的康拉逊残碳值和金属量。当加入FCC装置的进料中康拉逊残碳值和金属量增加时，FCC装置的能力和效率均受到相反影响。在FCC进料中高的康拉逊残碳值导致转化成沉积在FCC催化剂表面的“焦炭”的进料部分增多。当焦炭积累在催化剂表面时，对于所要求的活性来说，催化剂的活性表面变成非活性的了。这些附加的焦炭积累在再生步骤中也有问题，因为当焦炭燃烧时，附加焦炭的燃烧使再生器内的温度上升到破坏催化剂的温度值。因此，当进料中的康拉逊残碳值增加时，焦炭的燃烧能力成为瓶颈，从而导致FCC装置的进料流量下降。另外，部分进料将不可避免地转化成不希望的、价值较低的反应产物。

另外，FCC进料中的金属，如镍和钒具有催化生成焦炭和氢的趋势。这些金属也趋向于以其裂化分子的形式沉积并积累在催化剂上。这一现象的伴随问题是进一步增加了焦炭的生成。过量的氢生成也会成为利用分馏设备处理裂化产品的轻质烃将其分离成有用组分、主要是丙烷、丁烷及碳原子数相同的烯烃的瓶颈。氢气在“气体装置”中是不冷凝的，在压缩和分馏装置中占据气体空间，并且当金属含量高的催化剂生产了过量的氢气时，还可能使系统过载。这也需要减小进料流量以维持FCC装置及其辅助设备的运行。