[發(fā)明專利]在流化催化裝置中用于輕質(zhì)烯烴的五元環(huán)高硅沸石催化劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110399564.3
• 申請日: 2006-03-23
• 公開（公告）號: CN102553633A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭武正;R·庫馬;M·S·克里什納穆爾蒂;M·S·齊巴思;P·S·戴茨
• 申請（專利權(quán)）人: 格雷斯公司
• 主分類號: B01J29/46
• 分類號: B01J29/46;C10G11/05
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周齊宏;林毅斌

本申請是申請日為2006年3月23日申請?zhí)枮镻CT/US2006/010721的發(fā)明專利申請的分案申請，原申請進(jìn)入中國國家階段獲得的國家申請?zhí)枮?00680023862.X。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用催化劑來提高在流化催化裂化(FCC)過程中所產(chǎn)生的輕質(zhì)烯烴和液化石油氣(LPG)的收率。?

背景技術(shù)

有關(guān)使用ZSM-5-型催化劑以在FCC過程中提高烯烴收率的討論見于美國專利5,997,728中。以下背景技術(shù)的描述基于該討論。?

用于FCC過程的催化劑是顆粒形式，通常其平均粒度為20-200微米，在FCC裝置(“FCCU”)中的裂化反應(yīng)器和催化劑再生器之間循環(huán)。在反應(yīng)器中，烴進(jìn)料接觸熱的再生催化劑，該再生催化劑使得進(jìn)料在約400℃-700℃，通常在500℃-約550℃汽化并且裂化。裂化反應(yīng)將含碳烴或焦炭沉積在催化劑上，由此使催化劑失活。將裂化產(chǎn)物與焦結(jié)的催化劑分離。焦結(jié)催化劑在催化劑汽提塔中通常用蒸汽汽提掉揮發(fā)物，然后進(jìn)行再生。該催化劑再生器使用含氧氣體，通常是空氣，使催化劑的焦炭燃燒，由此恢復(fù)催化劑活性并且將催化劑加熱到例如500℃-900℃，通常為600℃-750℃。熱的再生催化劑循環(huán)到裂化反應(yīng)器以裂化更多的新鮮進(jìn)料。再生器的煙道氣可被處理以除去顆粒物或者轉(zhuǎn)化CO，并然后排到大氣中。FCC過程和其進(jìn)展描述于下述文獻(xiàn)中：FluidCatalytic?Cracking?Report，Amos?A.Avidan，Michael?Edwards和HartleyOwen，the?Oil?&?Gas?Journal(1990年1月8日版)。?

目前FCC過程的產(chǎn)品分布包括若干組分，而對于大多數(shù)煉油廠來說，主要感興趣的是汽油。在FCC產(chǎn)物中也發(fā)現(xiàn)了輕質(zhì)烯烴和LPG，由于這些產(chǎn)物價(jià)值變得更高，煉油廠對其的興趣愈加提高。所生成的輕質(zhì)烯烴可被用于多種目的，例如，它們經(jīng)過硫或HF烷基化而提質(zhì)得到高質(zhì)量烷基化物。LPG用于烹飪和/或加熱目的。因此，F(xiàn)CC裝置的操作員可以改變其產(chǎn)物的內(nèi)容物，這取決于它們所供應(yīng)的市場以及發(fā)現(xiàn)于FCC產(chǎn)品中的每一組分相關(guān)的價(jià)值。?

丙烯是特別的高度需要的輕質(zhì)烯烴。其在許多世界上極大量?和極快速增長的合成材料和熱塑性塑料中用作原料。隨著操作員尋找時(shí)機(jī)以使利潤最大化，煉油廠越來越依賴其FCC裝置來滿足對丙烯需要的增長，因而將傳統(tǒng)的FCC裝置的焦點(diǎn)從運(yùn)輸燃料方面移離，并且更加超向石油化工原料的生產(chǎn)方面。?

如果煉油廠不能擴(kuò)大其現(xiàn)有裝置，F(xiàn)CC操作員具有相當(dāng)有限的增加輕質(zhì)烯烴生產(chǎn)的選擇。所報(bào)道的選擇包括：?

a.使用ZSM-5和大孔沸石的FCC過程，所述ZSM-5和大孔沸石共用基質(zhì)，即一體化催化劑。

b.使用另外的ZSM-5催化劑的FCC過程。

c.在五元環(huán)高硅沸石上以高裂化強(qiáng)度由瓦斯油生產(chǎn)裂化氣體。

如果煉油廠對汽油(其是主要產(chǎn)品)不感興趣，煉油廠可以很好地選擇屬于上述選項(xiàng)(c)的過程。在這種情況下，煉油廠一般增加反應(yīng)器溫度和該過程的劑油比以便使進(jìn)料過度裂化成小烯烴。然而，在這種情況下，煉油廠通常被迫降低常規(guī)催化劑例如Y沸石的數(shù)量，相比于典型的FCC汽油過程來說，并且用提高數(shù)量的五元環(huán)高硅沸石代替Y沸石。在很大程度上這是由于Y沸石的氫傳遞性能，以及在Y沸石存在下提高的烯烴飽和的可能性。在Y沸石存在下在更嚴(yán)格的條件下進(jìn)行該過程還增加了焦炭的形成以及與此相關(guān)的問題。然而，減少常規(guī)催化劑的數(shù)量以解決這些問題意味著有效地將進(jìn)料裂化成汽油范圍的分子的更少的催化劑，因此，當(dāng)選擇更嚴(yán)格的條件的選項(xiàng)以提高烯烴收率，煉油廠一般必須犧牲汽油收率。參見US2005/0020867。?

就對最小化其FCC裝置的汽油生產(chǎn)的損失感興趣的以及還對最優(yōu)化其輕質(zhì)烯烴的生產(chǎn)以獲得與上述丙烯需求有關(guān)的價(jià)值感興趣的煉油廠來說，煉油廠常常采取選項(xiàng)(b)以與其常規(guī)大孔FCC催化劑相結(jié)合。參見美國專利5,997,728，其中ZSM-5與常規(guī)Y沸石裂化催化劑以某種水平相結(jié)合使用來最大化輕質(zhì)烯烴的生產(chǎn)，同時(shí)保持汽油生產(chǎn)。一般而言，這種嘗試一般地是指添加更多的ZSM-5-型添加劑以提高例如丙烯的生產(chǎn)。然而，這種嘗試具有有限的影響，因?yàn)榧庸じ啾┑牡湫虵CC裝置的能力受到存在于裝置中的用于加工該裝置所產(chǎn)生的LPG的濕氣壓縮機(jī)的限制或者由其來確定。因此，煉油廠將僅增加(催化劑)物料(inventory)的ZSM-5含量至恰到好處，使得LPG生產(chǎn)的預(yù)期數(shù)量沒有超過煉油廠濕氣壓縮機(jī)的容量限度。?