[发明专利]一种降低汽油烯烃、硫和氮含量的催化转化方法

说明书

本发明属于石油烃类的催化转化方法，具体地说，是属于降低汽油组成中的烯烃含量、硫和氮含量的催化转化方法。

随着环境对汽油产品的质量要求日益严格，汽油已由无铅汽油发展到新配方汽油，新配方汽油的标准是要求限制汽油的蒸气压和苯含量，还将逐步限制芳烃和烯烃含量，世界各国和地区制定的新配方汽油标准不尽相同，但一个总的原则是汽油组分中的烯烃含量在20重％以下，硫含量在100ppm以下。

目前商品汽油组分中烯烃的含量在35～65重％，富含烯烃的汽油热稳定性差，在汽车行驶过程中烯烃在内燃机燃油系统的温度条件下会氧化成沉积物附着在化油器的主油量口、怠速油量孔的内壁和节气门的表面，很快导致在用汽车怠速不稳、提速供油不畅、汽油燃烧不充分，使碳氢化合物、一氧化碳排放量增加，污染环境。此外，烯烃蒸发到大气中同臭氧结合形成毒性化合物。

另一方面，由于原料油的不断变重，商品汽油中的硫含量也在增加，商品汽油中的硫含量大约在300ppm以上。对于这类汽油必须先经加氢精制，才能满足新配方汽油的质量要求，但该方法加工流程复杂并且经济上不合理。

本发明的目的是提供一种能将汽油中的烯烃催化转化为异构烷烃和芳烃并且能降低其硫、氮含量的方法。

本发明的目的是通过下述方案达到的：预热后的汽油原料进入提升管或流化床反应器内，在或不在水蒸汽存在下与催化剂接触，反应产物、水蒸汽和反应后带焦炭的待生催化剂进行气固分离，分离反应产物得到汽油产品和少量的干气、液化气、柴油，待生催化剂经水蒸汽汽提后输送到再生器，在含氧气体存在下进行烧焦再生，热的再生催化剂经冷却后返回反应器循环使用。

本发明的具体操作步骤如下：预热后的汽油原料进入提升管或流化床反应器内与催化剂接触，在反应温度为100～600℃，最好为150～550℃、反应压力为130～450千帕，最好为250～400千帕、总重量空速为1～120小时^-1，最好为2～100小时^-1、催化剂与汽油原料的重量比(以下简称剂油比)为2～15∶1，最好为3～10∶1、水蒸汽与汽油原料的重量比(以下简称水油比)为0～0.1∶1，最好为0.01～0.05∶1的条件下进行异构化反应和氢转移反应，反应产物、水蒸汽和反应后带焦炭的待生催化剂进行气固分离；分离反应产物得到干气、富含丙烯和异丁烷的液化气、富含异构烷烃和芳烃的汽油及柴油；待生催化剂进入汽提器，用水蒸汽汽提出催化剂上吸附的烃类产物；然后待生催化剂输送到再生器，在含氧气体存在下进行烧焦再生；热的再生催化剂经冷却器冷却后返回反应器循环使用。

本发明所用的汽油原料组成中的烯烃含量为20～90重％，硫含量在200ppm以上；该汽油馏分可以是全馏分，也可以是其中某一段窄馏分。

本发明的产物是汽油产品和少量的气体、柴油。其中汽油产品中烯烃、硫和氮含量较低，而异构烷烃和芳烃含量较高；液化气中富含丙烯和异丁烷。

本发明适用的催化剂可以是活性组分选自含或不含稀土的Y或HY型沸石、含或不含稀土的超稳Y型沸石、ZSM-5系列沸石或具有五元环结构的高硅沸石、β沸石、镁碱沸石中的一种、两种或三种的催化剂，也可以是无定型硅铝催化剂。

本发明所用的提升管或流化床反应器可以是常规的提升管或流化床反应器，也可以是在常规的提升管或流化床基础上改进了的提升管或流化床反应器。本发明提供的方法既可以在单独的提升管或流化床反应器中进行，也可以在与另一个提升管或流化床反应器联合的反应系统中实施。

下面以五种实施方式来具体说明本发明提供的方法，但本发明提供的方法并不局限于上述五种实施方式。

实施方式之一：对于现有提升管反应器的催化裂化装置，将常规的裂化原料更换为汽油原料，需要在再生器之后增加一个冷却器，或者将再生器和冷却器连成为上下一体，将再生催化剂冷却至100～600℃，然后与汽油原料接触，生成的油气进入沉降器与待生催化剂分离后进入分馏系统。

实施方式之二：对于单提升管反应器的催化裂化装置，需要新建一个提升管反应器和一个冷却器。新建反应器与原有反应器共用沉降器、汽提器、分馏系统和再生器。新建反应器的原料为汽油原料，该反应器称为汽油提升管；原有反应器的原料为常规的裂化原料，该反应器称为原料油提升管。汽油原料和常规的裂化原料分别在汽油提升管和原料油提升管中反应，生成的油气均进入沉降器、分馏系统，分离出的粗汽油可以部分返回作为汽油提升管的原料；待生催化剂经汽提后再生，再生后的催化剂分为两部分，其中一部分返回原料油提升管，另一部分经冷却器冷却后返回汽油提升管。