[其他]控制反應(yīng)溫度的烴質(zhì)進(jìn)料催化裂化方法和裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86104812
• 申請(qǐng)日: 1986-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN86104812A
• 公開（公告）日: 1987-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 簡(jiǎn)·路易斯·莫萊昂;弗朗科斯·維勒;簡(jiǎn)·伯納德·希加德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 法國托塔爾煉油和銷售公司
• 主分類號(hào): C10G11/00
• 分類號(hào): C10G11/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 吳大建,全菁

本發(fā)明是有關(guān)烴質(zhì)進(jìn)料流化床催化裂化。本發(fā)明尤其涉及到用浸濕反應(yīng)產(chǎn)物來調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度的催化裂化的方法和裝置。

眾所周知，在稱為催化裂化（英語為Fluid????Catalytic????Cracking，或稱為FCC）的方法中，烴質(zhì)進(jìn)料在高溫下與保持懸浮狀的裂化催化劑接觸后全部被汽化。通過裂化得到所需要的分子量的產(chǎn)物，其沸點(diǎn)也相應(yīng)降低，催化劑則很快地與產(chǎn)物分離。

實(shí)際上，F(xiàn)CC過程中的催化劑和待處理的進(jìn)料是在反應(yīng)器的底部接觸，反應(yīng)器由一根稱為“進(jìn)料提升管”的管子構(gòu)成，技術(shù)人員通常用英語詞稱之為“riser”。提升管的頂部有一個(gè)與之同軸的腔室。在此室的上部和提升管的上方安裝分離裝置，用以回收隨蒸汽帶入的催化劑，通常用旋風(fēng)分離器。進(jìn)料在上述腔室的頂部排出，因積炭而失活的催化劑顆粒收集在腔室的底部。催化劑在排向再生器之前在此與注入上述腔室底部的水蒸汽一類的汽提流體相遇，在再生器中通過焦炭的燃燒來恢復(fù)催化劑的活性。燃燒氣從再生器的底部注入，再生器上部備有的旋風(fēng)分離器能將再生催化劑顆粒與燃燒氣體分離。再生催化劑從再生器下部排出并且循環(huán)到提升管即“riser”底部。在提升管底部，進(jìn)料注入時(shí)的溫度在80℃和400℃之間，壓力在0.7×10⁵和3.5×10⁵相對(duì)帕斯卡之間。

FCC方法通常使用裂化裝置即熱平衡裝置，需要的全部熱量是由催化劑顆粒在裂化反應(yīng)中所沉積的焦炭的燃燒來供給的。也就是說，供送的再生后的熱催化劑和待裂化的進(jìn)料的注入溫度應(yīng)能滿足反應(yīng)段的各種熱要求，特別是：

-進(jìn)料的蒸發(fā)，

-反應(yīng)要求供熱，因?yàn)榉磻?yīng)從總體上來看是吸熱的，

-裝置的熱損耗。

因而，調(diào)節(jié)進(jìn)料預(yù)熱溫度/再生催化劑循環(huán)這一對(duì)因素，可以確定整個(gè)反應(yīng)區(qū)段中的反應(yīng)溫度，尤其是提升管的出口溫度。

在一種變化形式中，催化劑與進(jìn)料一起進(jìn)入基本上是下流式反應(yīng)的反應(yīng)管內(nèi)，在反應(yīng)管底部回收并汽提使用后的催化劑，而后送往再生器。

有關(guān)催化劑的最新發(fā)展是解決了重質(zhì)進(jìn)料注入催化裂化裝置的問題。

事實(shí)上大家都知道，要裂化的石油進(jìn)料的沸點(diǎn)越高，進(jìn)料中高分子量的組份和金屬含量也越高，這些都是生炭的前兆物。這些組份中包括瀝青質(zhì)，具有環(huán)狀及多環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，在一般的注入條件下很難蒸發(fā)，相反，在催化裂化反應(yīng)過程中卻使催化劑顆粒上形成大量的焦炭沉積物。

在美國專利4，427，537中提出了一種初步的解決辦法。按此辦法，在裂化含有大量的瀝青質(zhì)的重質(zhì)石油進(jìn)料時(shí)，改變催化劑注入段中進(jìn)料的霧化，使進(jìn)料與催化劑顆粒接觸時(shí)有足夠的熱碰撞，從而使大分子量的分子熱裂化。這些分子熱裂后變成的較小的分子在催化劑顆粒存在下再次在氣相中催化裂化。

因此，沸點(diǎn)高于500℃的部分至少占10%重的重質(zhì)石油進(jìn)料便可以在催化裂化裝置中加工。主要的原因是提高了催化劑注入段的溫度和待裂化料注入段（或“混合段”）的溫度，同時(shí)使進(jìn)料在此區(qū)域中得到良好的霧化。然而，這樣的注入造成了溫度的不均勻性，必須縮短進(jìn)料在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間才能避免過度裂化和二次反應(yīng)，如裂化產(chǎn)物的聚合反應(yīng)，并避免產(chǎn)生過多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高的氣體。

重質(zhì)油進(jìn)料催化裂化的研究工作尚在進(jìn)行中。申請(qǐng)人認(rèn)為上述初步的解決辦法只是部分地解決了難以蒸發(fā)的重質(zhì)進(jìn)料的裂化問題，例如沸點(diǎn)高于550℃的部分占10%重的進(jìn)料。因?yàn)榇蠓肿訜崃鸦枰S多熱量，而反應(yīng)速度與待裂化進(jìn)料注入段中的混合溫度有關(guān)，必須將停留時(shí)間縮短到幾秒內(nèi)，現(xiàn)有的設(shè)備很難控制這樣的反應(yīng)條件。

申請(qǐng)人發(fā)明了一種簡(jiǎn)單而有效的重質(zhì)進(jìn)料催化裂化方法，反應(yīng)段能進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏囟日{(diào)節(jié)：

-進(jìn)料注入后在很短的停留時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大的熱碰撞，這一短時(shí)間足以使進(jìn)料中大分子量的分子尤其是瀝青質(zhì)進(jìn)行熱轉(zhuǎn)化，同時(shí)待催化裂化的分子則被很好地霧化。

-與裂化進(jìn)料和催化劑注入所造成的溫度無關(guān)，催化反應(yīng)仍然維持在所要求的溫度，方法是在進(jìn)料注入段下游以一定的流量、溫度、和壓力等條件注入輔助流體，使得催化裂化反應(yīng)在較緩和的條件下進(jìn)行而與混合溫度無關(guān)。

這種調(diào)節(jié)提供了兩方面的優(yōu)點(diǎn)：

-首先，大大提高了重質(zhì)進(jìn)料和催化劑注入段的混合溫度，使進(jìn)料良好地汽化并使較重的組份瞬時(shí)熱裂化，減少了催化劑顆粒上焦炭的生成，因?yàn)橐子谏山固康闹饕悄切└叻悬c(diǎn)的組份，或那些具有堿性特征的物質(zhì)（含氮芳香組份、稠環(huán)芳烴組份等），這些組份易于在催化劑的某些酸性中心上吸附并使之中和;