[發明專利]流化催化裂化單元中生成熱量的系統和方法

無效

• 申請號: 200810189600.1
• 申請日: 2008-12-19
• 公開（公告）號: CN101538476A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 布萊恩·W·海德瑞克
• 申請（專利權）人: BP北美公司
• 主分類號: C10G11/18
• 分類號: C10G11/18;C10G11/20
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 肖善強;南 霆

共同研究協議中參與者的名稱

[0001]本申請是UOP?LLC和BP?Products?North?America?Inc.之間共同研究 協議的結果。

發明背景

[0002]本發明涉及通過流化催化裂化(FCC)單元操作來降低精煉廠中二 氧化碳排放的系統和方法。

[0003]烴的流化催化裂化是從重烴原料如真空瓦斯油或殘渣原料中生產 汽油和輕烴產品的支柱工藝。重烴原料中大的烴分子被裂化使大的烴鏈斷裂從 而生成較輕的烴。這些較輕的烴作為產品被回收并可直接利用或進一步被處理 來提高相對于重烴原料的辛烷值-桶產率(octane?barrel?yield)。

[0004]在二十世紀四十年代早期烴流化催化裂化的基礎設備或裝置就已 經存在了。FCC工藝的基本部件包括反應器、再生器、和催化劑汽提塔。反應 器包括烴原料和顆粒催化劑相接觸的接觸區以及裂化反應的產品蒸汽從催化劑 中分離的分離區。進一步的產品分離在催化劑汽提塔中進行，催化劑汽提塔從 分離區接收催化劑并通過與蒸汽或另外一種汽提介質的逆流接觸將捕獲的烴從 催化劑中移除。

[0005]FCC工藝通過使起始原料(通常為真空瓦斯油、常壓重油、或其他 來源的相對高沸點烴)與由粉末或顆粒固體物質組成的催化劑接觸而進行。通 過使氣體或蒸汽在足夠的速度下經過催化劑而生成一種所需的流體輸送形態， 使得催化劑像流體一樣進行輸送。油和流化物質的接觸催化了裂化反應。該裂 化反應在催化劑上沉積焦炭。焦炭由氫和碳組成，并可以包含痕量的其他物質， 例如和起始原料一起進入該工藝的硫和金屬。焦炭堵塞催化劑表面進行裂化反 應的活性位點，從而妨礙催化劑的催化活性。

[0006]傳統上催化劑從汽提塔傳送到再生器的目的是通過與含氧氣體的 氧化反應來脫除焦炭。收集相對于汽提塔中的催化劑具有降低的焦炭含量的催 化劑(此后被稱為再生催化劑)，并使其返回反應區。氧化催化劑表面的焦炭釋 放出大量的熱量，一部分熱量與焦炭氧化反應的氣態產物一起逸出再生器，該 氣態產物通常指廢氣或合成氣，取決于再生器原料氣的選擇(即，空氣進入再 生器生成廢氣，同時人工創造的含有氧氣和(1)蒸汽、(2)二氧化碳或(3) 蒸汽和二氧化碳的氣體進入再生器會生成合成氣)。剩余的熱量和再生催化劑一 起離開再生器。流化的催化劑從反應區到再生區然后又進入反應區，連續地循 環。流化的催化劑，除提供催化功能之外，還作為區域之間熱量傳遞的媒介。 流出反應區的催化劑被稱為廢棄的催化劑，即，由于催化劑上的焦炭沉積而部 分失活。各種接觸區、再生區、和汽提區中的具體細節以及各區域之間傳遞催 化劑所需的布置都是本領域技術人員所熟知的。

[0007]由于碳稅立法以及其他驅動力(例如為了長期可持續性發展的需 要)，煉油公司降低CO₂排放的壓力越來越大。因此，需要提供一種通過流化催 化裂化單元操作來降低精煉廠中二氧化碳排放的方法。

[0008]降低二氧化碳排放的一個具體方法包括，通過向再生器提供含有氧 氣和(1)二氧化碳，(2)蒸汽，或(3)二氧化碳和蒸汽的原料氣，在氣化條 件下運行FCC再生器。在氣化條件下運行再生器的一個難點是原料氣和焦炭之 間的反應不能為FCC反應器運行提供足夠的熱量。換句話說，當再生器處于氣 化條件下時，在普通FCC操作中送到再生器中的焦炭量不能提供足夠的燃料來 驅動FCC反應器熱需求。因此，需要提供一種在氣化條件下運行再生器并為運 行FCC反應器提供足夠熱量的方法。

發明概述

[0009]本發明的實施方式通常提供了通過含有反應器和處于氣化條件的 再生器的流化催化裂化單元的操作來降低精煉廠中的二氧化碳排放的系統和方 法。本發明的系統和方法提供了提高氣化條件和減少精煉廠二氧化碳排放的解 決方案。

[0010]在本發明的一個實施例中，提供了一種在含有反應器和再生器的流 化催化裂化單元中生成熱量的方法。該方法包括在反應器中從烴產物中分離廢 棄催化劑，該廢棄催化劑在上面含有捕獲的烴。該方法進一步包括在反應器中 將額外的原料與廢棄催化劑反應。該反應在廢棄催化劑上沉積額外的焦炭并生 成一種氣體產品。該方法進一步包括用汽提氣體從廢棄催化劑中分離氣體產品 和捕獲的烴。該方法進一步包括從再生器內的廢棄催化劑中脫除焦炭，生成在 反應器溫度下運行反應器所需的熱量。