[發明專利]針對丙烯生產的改進型流化催化裂化(FCC)方法用催化劑組合物

無效

• 申請號: 201010167318.0
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN101906315A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: L·L·厄普森;L·T·內梅特
• 申請（專利權）人: 環球油品公司
• 主分類號: C10G11/18
• 分類號: C10G11/18;C10G11/05;B01J29/80
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 林柏楠;彭立兵

技術領域

本發明涉及用于制備丙烯和其它烴產物的流化催化裂化(FCC)方法，以及這些方法中所用的催化劑體系，所述催化劑體系減少包括干氣(氫、甲烷、乙烷和乙烯)和焦炭的不希望副產物的產生。代表性催化劑組合物包括高含硅沸石，如硅質巖(silicalite)。

背景技術

已知流化催化裂化(FCC)方法用于轉化相對高沸點或重烴餾分，如原油常壓和真空塔殘留物和瓦斯油，以制備價值更高的輕質烴，且特別是那些汽油沸程內的那些烴。高沸點進料在一個或多個反應區中接觸處在適于進行所需裂化反應的條件下的維持于流化態下的粒狀裂化催化劑。在流化接觸或反應區，含碳物料和其它污染物作為焦炭沉積在固體催化劑上，這降低了催化劑活性。因此，通常將催化劑不斷地轉運至稱為復原或再生區的另一區，在此處，焦炭通過以含氧再生氣體的燃燒被除去。隨后，所得再生催化劑被連續地收回，并全部或部分重新加入到反應區中。

在FCC中，氫的缺乏提供了具有大量芳族和其它不飽和化合物的裂化產品組合，它們的高辛烷值使得將它們混入汽油中有利。這些汽油沸程烴通常作為蒸氣餾分被從FCC主塔中除去，所述FCC主塔分餾離開反應區后的FCC反應器排出物。FCC是公知的，且描述在如US4,003,822等中。自從公開起，FCC技術中的眾多進展已允許精煉廠增加在給定大小單元中加工的進料。這些進展已包括對反應器和再生器內部的改進，以及新型催化劑的開發，和使用添加劑增加FCC加工能力。在一些情況中，生產能力可增加程度上的限制會受制于FCC單元的產物分離設施的大小，這會產生瓶頸。在此方面，著重考慮的一點是氣體濃縮區，和特別是被稱為濕氣壓縮機的其主要能量來源。

最近，許多FCC方法的操作已特別關注于通過增加裂化或轉化程度來增加輕質烯烴和丙烯的產率。丙烯是許多石油化工產品中重要的原料，且源自FCC以外，特別是作為蒸汽裂化副產物，丙烯產量將不能滿足需求的增加。因此，使用FCC提高即使是少量的丙烯產率也具有顯著的經濟學效果。然而，遺憾地，針對丙烯產率做出的FCC方法改進通常伴隨有較高產率的干氣和催化劑焦炭，這導致限制整個方法生產能力和由此的利潤率的瓶頸。例如，氫和C₁-C₂烴產率的增加導致對FCC生產能力的限制，這是因為給定單元的總氣體處理限制，和特別是濕氣壓縮機能力。同樣，所增加的廢FCC催化劑焦炭水平會在限制催化劑再生器鼓風機能力和/或最大化再生器溫度的基礎上限制此方法的生產能力。

當下需要用于丙烯生產的改進型FCC方法和催化劑體系，特別是相對于意在針對汽油沸程烴生產的常規的較低激烈性(severity)的FCC方法不顯著降低加工生產能力的那些。

發明內容

本發明涉及流化催化裂化(FCC)方法，且特別涉及用于制備丙烯的那些方法，在這些方法中干氣(氫、甲烷、乙烷和乙烯)和焦炭的產率降低。特別地，現已發現在催化劑組合物中使用具有極高氧化硅與氧化鋁摩爾骨架比(如至少100)的含硅沸石以及其它沸石在此方面上是有利的。不受限于某一理論，相信所觀察到的與此類含硅沸石相關的焦炭和干氣產率的減少和汽油產率的增加是導致非選擇性裂化產物的自由基形成的抑制的結果。相比較，雖然FCC催化劑組合物中高SiO₂∶Al₂O₃骨架摩爾比ZSM-5沸石(如在30至60的范圍內)的存在會阻礙自由基裂化，但是ZSM-5沸石的整體催化裂化活性導致針對丙烯生產的FCC方法中干氣的凈增加。這增加了在氣體處理區和特別是濕氣壓縮機上的總氣體負載，損害了FCC單元的整體生產能力。

已發現使用極高SiO₂∶Al₂O₃骨架摩爾比沸石如硅質巖作為FCC用催化劑組合物的添加沸石組分的優點是針對丙烯產率有利，同時意外地克服與高干氣和焦炭產率相關的生產能力限制，如上所述和如對其它沸石催化劑組合物觀察到的。不受限于某一理論，相信含硅沸石組分有利于抑制自由基形成，且不會不利地影響產生所需烯烴和特別是丙烯的形狀選擇性沸石裂化反應。