在下流式反應(yīng)器中流化催化裂化鏈烷烴族石腦油的制作方法
【專利摘要】提供用于生產(chǎn)主要由低級烯烴乙烯、丙烯和丁烯以及汽油組成的產(chǎn)品流的方法。該方法包括在下流式反應(yīng)器中裂化鏈烷烴族石腦油原料流與再生催化劑的混合物。將該反應(yīng)產(chǎn)物流與廢催化劑分離，并隨后分餾為單獨的產(chǎn)品流，同時再生和再循環(huán)該廢催化劑。
【專利說明】在下流式反應(yīng)器中流化催化裂化鏈烷烴族石腦油
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求2011年7月27日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/512，167的權(quán)益，其公開內(nèi)容經(jīng)此引用全文并入本文。
[0003]發(fā)明背景
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明涉及用于催化裂化鏈烷烴族進料流以優(yōu)化低級烯烴生產(chǎn)，特別是丙烯生產(chǎn)的方法。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)說明
[0006]歷史上，來自原油加工單元的輕質(zhì)直餾石腦油(LSRN)在流化催化裂化(FCC)單元中裂化。重質(zhì)石腦油用作重整器原料以生產(chǎn)芳烴汽油，該方法至今仍在使用。無定形催化劑和密相裂化是FCC操作的一部分。該LSRN轉(zhuǎn)化為氣體、汽油和焦炭。取決于操作條件，LSRN的轉(zhuǎn)化率為30%至50%。目前，所有現(xiàn)有FCC單元大于99%基于提升管裂化工藝，該工藝通常對鏈烷烴族石腦油流的裂化無效。
[0007]烯烴石腦油的催化裂化是公知的，并且目前在所有類型的FCC單元中實施。來自FCC單元、減粘裂化爐或焦化裝置的再循環(huán)的裂化石腦油與烯烴石腦油可以在FCC反應(yīng)器提升管中與基礎(chǔ)原料一起容易地轉(zhuǎn)化為丙烯。在這種方法中，由再循環(huán)制得的汽油具有高辛烷和芳烴含量。
[0008]但是，目前尚無商業(yè)FCC工藝可以有效地裂化LSRN并高效地生產(chǎn)提高比例的低級烯烴和汽油。本文中所用的“低級烯烴”是指乙烯、丙烯和丁烯。
`[0009]因此合意的是提供一種方法，其中裂化鏈烷烴族石腦油進料流以提供輕質(zhì)烯烴產(chǎn)品流，特別是具有高丙烯含量的產(chǎn)品流。該鏈烷烴族石腦油進料流可以獲自原油常壓蒸餾單元，或常壓蒸餾塔(toppers)，其為來自天然氣回收的副產(chǎn)物流，或獲自加氫處理器和加氫裂化器單元，或來自萃取過程的其它高鏈烷烴族石腦油流，或來自其它煉油廠或石化工藝。
[0010]發(fā)明概述
[0011]因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種方法，在該方法中將鏈烷烴族石腦油原料流裂化以生產(chǎn)高比例的低級烯烴乙烯、丙烯和丁烯，以及汽油。
[0012]本文中所述的方法廣義上包括流化催化裂化方法，該方法以按重量計25:1至80:1的催化劑/油比在利用來自專用催化劑再生器的催化劑或催化劑體系的單獨的(stand-alone)下流式反應(yīng)區(qū)中采用流化催化劑將具有規(guī)定特性的鏈燒烴族石腦油轉(zhuǎn)化為更輕質(zhì)的烯烴(即乙烯、丙烯和丁烯)和芳烴汽油。
[0013]在本文中所述的用于在下流式反應(yīng)器中生產(chǎn)主要由低級烯烴乙烯、丙烯和丁烯以及汽油組成的產(chǎn)品流的方法中，該原料流限于含有至少大約40%的鏈烷烴族石腦油的原料流或含有最少60重量％的混合鏈烷烴與環(huán)烷烴化合物的原料流。用于本文中所述方法的原料流應(yīng)含有不大于10%的烯烴化合物，優(yōu)選更少。隨著原料流中的烯烴含量提高，鏈烷烴化合物的轉(zhuǎn)化率降低，導(dǎo)致回收的反應(yīng)產(chǎn)物流中低級烯烴低于最佳收率。
[0014]本文中所用術(shù)語“鏈烷烴族石腦油”和“鏈烷烴族石腦油原料流”包括在高至大約2320C (450 °F)的戊烷(C5)烴范圍內(nèi)沸騰的烴原料流，其含有大約40至80重量％的飽和鏈烷烴組分與小于大約10重量％的烯烴組分。“鏈烷烴族石腦油”還包括含有鏈烷烴族石腦油與環(huán)烷烴化合物的混合進料。
[0015]可用于本文中所述方法的鏈烷烴族石腦油原料流的特征在于高鏈烷烴化合物含量，其可以包括輕、中和重質(zhì)鏈烷烴族石腦油。它們可以通過蒸餾衍生自原油，作為來自天然氣回收的副產(chǎn)物，來自于加氫處理、加氫裂化和石腦油重整過程，或衍生自來自其它煉油廠或石化設(shè)施的其它沸程的石腦油。它們還可以包括來自合成燃料的石腦油，例如來自費托轉(zhuǎn)化的石腦油，或衍生自非常規(guī)油的石腦油，所述非常規(guī)油源自煤、油砂、頁巖油或熱解。
[0016]本文中所用的“全餾程石腦油”是指在30°C (86°F)至200°C (392 °F)之間沸騰的石油中的烴餾分。輕質(zhì)石腦油是在30°C (86T)至90°C (194T)之間沸騰的餾分，并由具有5-6個碳原子的分子組成。重石腦油在90°C (194 °F)至200°C (392 °F)之間沸騰，由具有6-12個碳原子的分子組成。該鏈烷烴族石腦油原料流主要由飽和的鏈烷烴化合物構(gòu)成，剩余組分可以是組成上為降序的環(huán)烷烴、芳烴和烯烴，優(yōu)選烯烴構(gòu)成全部流的小于10重量％。
[0017]適用于本方法的 鏈烷烴族石腦油原料流可以來自于原油或其它常壓分餾塔，以及天然氣的提取過程。其還可以源自于生產(chǎn)含有鏈烷烴的烴類的其它工藝。例如，由烯烴和芳烴類型原料流生產(chǎn)鏈烷烴烴類的在煉油與石化領(lǐng)域所采用的加氫處理、加氫裂化和抽提過程適用于本方法。來自于天然氣生產(chǎn)并在石腦油溫度范圍內(nèi)沸騰的含鏈烷烴族石腦油氣體凝析油適用于本方法。
[0018]通常，較輕密度的石腦油具有更大百分比的環(huán)烷烴化合物。含有大于大約40重量％的鏈烷烴類但具有高于大約315°C (599 °F)的沸程并且在本領(lǐng)域不被認(rèn)為是重質(zhì)油的鏈烷烴原料適于在本方法中用作原料。
[0019]凝析油是天然氣生產(chǎn)的副產(chǎn)物，其在組成上比通常的原油更輕。來自天然氣生產(chǎn)的凝析油或其它輕質(zhì)餾出物，如比鏈烷烴族石腦油沸程更重但含有高百分比的環(huán)烷烴化合物的煤油或輕柴油適于在本方法中用作原料。
[0020]含有40重量％至100重量％的具有小于20重量％重質(zhì)餾分的石腦油沸程材料的凝析油或輕質(zhì)原油適于在本方法中用作原料。
[0021]常見的全沸程凝析油可以由大約50%的石腦油組成，另外50%主要由最高至315°C(599 °F)沸騰的煤油和柴油組成。還可以使用僅含有痕量的某些污染物(如金屬卟啉和浙青烯)的沸點大于大約370°C (398 T)的原料。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解的那樣，污染物被認(rèn)為是催化劑毒物，并且還會產(chǎn)生不合意的化學(xué)反應(yīng)。
[0022]本文中所述方法包括如下步驟:
[0023]a.將鏈烷烴族石腦油原料流(包括如上定義的組合的鏈烷烴族石腦油與環(huán)烷原料流)引入到下流式反應(yīng)器的上部中；
[0024]b.將再生的催化劑引入到下流式反應(yīng)器中并使其以按重量計大約25:1至80:1的催化劑對原料流的比與該鏈烷烴族石腦油原料流混合；
[0025]c.使催化劑與原料流混合物穿過保持在大約480°C (896 °F)至700°C (I, 292 °F)的溫度下的下流式反應(yīng)器中的反應(yīng)區(qū)中大約0.1至5秒的停留時間以裂化該鏈烷烴族石腦油；
[0026]d.將含有低級烯烴和汽油的反應(yīng)產(chǎn)物流與廢催化劑分離；
[0027]e.回收該反應(yīng)產(chǎn)物流；并
[0028]f.將廢催化劑從下流式反應(yīng)器送至專門的再生容器中用于再生并再循環(huán)至下流式反應(yīng)器。
[0029]附圖概述
[0030]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本方法，在附圖中，相同或類似的參考編號用于指代相同或類似的要素，其中:
[0031]圖1是用于催化裂化鏈烷烴族石腦油原料流或組合的鏈烷烴族石腦油與環(huán)烷烴原料流的設(shè)備的實施方案的示意圖；和
[0032]圖2是適合用于催化裂化鏈烷烴族石腦油原料流或組合的鏈烷烴族石腦油與環(huán)烷烴原料流的設(shè)備的額外實施方案的示意圖。
[0033]發(fā)明詳述
[0034]本文中描述的方法與系統(tǒng)有效用于鏈烷烴族石腦油原料流(包括如上定義的組合的鏈烷烴族石腦油與環(huán)烷烴原料流)的流體催化裂化。將鏈烷烴族石腦油原料流與再生催化劑一起以按重量計大約25:1至80:1的催化劑對原料流的比引入到下流式反應(yīng)器的上部中。使催化劑與原料流混合物穿過保持在大約480°C (896 °F)至700°C (1，292 °F)的溫度下的下流式反應(yīng)器中的反`應(yīng)區(qū)中大約0.1至5秒的停留時間以裂化該原料流。將含有低級烯烴和汽油的反應(yīng)產(chǎn)物流與廢催化劑分離并回收。將廢催化劑從下流式反應(yīng)器送至專門的再生容器中用于再生并再循環(huán)至下流式反應(yīng)器。
[0035]為清楚起見，在所附示意圖中并未包括慣常使用并為流體催化裂化領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的大量閥、溫度傳感器、電子過程控制器等等。也沒有顯示常規(guī)FCC系統(tǒng)中使用的附件系統(tǒng)，如空氣供給、催化劑料斗和煙道氣處理與熱回收。類似地，沒有顯示用于儲存可以添加到再生器中或從再生器中取出的補充和用過/平衡催化劑的新鮮催化劑和廢催化劑料斗。
[0036]參照圖1，示意性描述了系統(tǒng)，包括下流式催化裂化反應(yīng)器10和專用催化劑再生單元20。在實施本文中所述方法時，將熱的再生催化劑經(jīng)傳輸管線28輸送并引入到反應(yīng)器10的上部中。進料管線13將熱的鏈烷烴族石腦油原料流12由加熱該鏈烷烴族石腦油進料的預(yù)熱容器70引入以便與來自再生單元20的進入的再生催化劑混合。預(yù)熱容器70在熱交換器中例如使用過熱蒸汽作為熱源將進料溫度提高到大約150°C (302 °F)至315°C(599 T)的溫度以汽化所有或大部分進料，該進料經(jīng)多個注射噴嘴13A引入。將汽化的鏈烷烴族石腦油與催化劑的混合物送入至保持在大約480°C (896 T)至705°C (1，301°F)的溫度下的反應(yīng)區(qū)14中。催化劑對石腦油的比通常為按重量計大約25:1至80:1，在某些實施方案中為大約30:1至50:1。混合物在反應(yīng)區(qū)中的停留時間為大約0.1至5秒，在某些實施方案中為大約0.2至2秒。
[0037]含有低級烯烴乙烯、丙烯和丁烯以及汽油的輕質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)物流與裂化反應(yīng)的任何其它副產(chǎn)物一起經(jīng)由反應(yīng)產(chǎn)物管線15移出并回收用于進一步分餾、產(chǎn)品回收和處理。
[0038]汽提蒸汽經(jīng)蒸汽管線16進入以便從廢催化劑中餾出相對容易可移出的烴。將這些氣體從下流式反應(yīng)器10中排出并引入到汽提塔容器17的上部中，在這里，這些組合的氣體穿過一個或多個旋風(fēng)分離器18并經(jīng)管線15離開汽提塔容器用于根據(jù)已知方法的反應(yīng)產(chǎn)物回收。
[0039]將來自下流式反應(yīng)器10的廢催化劑通過傳輸管線19從汽提塔容器17中排出并引入至汲取管(diptube) 21 (例如提升管)的下端中，該汲取管從催化劑再生器20的下部延伸。在汲取管21末端經(jīng)加壓空氣管線22在廢催化劑傳輸管線19下方引入加熱的空氣，該加壓空氣管線22已經(jīng)穿過熱交換器72或其它加熱裝置。在本文中提供了涉及下流式反應(yīng)器10的操作的進一步細(xì)節(jié)。
[0040]下流式反應(yīng)器10的構(gòu)造與材料選擇以及具體操作特征和參數(shù)將取決于鏈烷烴族石腦油進料的具體量和流速，其反過來取決于原料的來源。在下文中和在實施例中列舉了某些操作條件。
[0041]如上所述，將大約680°C (1256 °F)至815°C (1499 °F)下的熱的再生催化劑從再生器容器20例如經(jīng)向下導(dǎo)管或管道28 (通常稱為傳輸管或立管)傳輸至在下流式反應(yīng)器10頂部并在反應(yīng)區(qū)14上方的取出井或料斗11中。在引入反應(yīng)區(qū)14的混合區(qū)或進料注射區(qū)14A中之前，令熱催化劑流在井11中穩(wěn)定。壓力穩(wěn)定化管線30將下流式反應(yīng)器10的頂部連接到再生器20的頂部以促進兩個容器之間的壓力平衡。
[0042]通過緊鄰將再生催化劑引入下流式反應(yīng)器10的點放置的多個進料注射噴嘴13A將鏈烷烴族石腦油原料注入到混合區(qū)14A中。多個注射噴嘴13A使催化劑與油徹底并均勻地混合。當(dāng)鏈烷烴族石腦油原料接觸該熱催化劑時，發(fā)生裂化反應(yīng)。烴裂化產(chǎn)物的反應(yīng)蒸氣和未反應(yīng)的石腦油進料與催化劑混合物快速流過下流式反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)的剩余部分并流入反應(yīng)器底部的快速分離區(qū)31。根據(jù)本領(lǐng)域已知的設(shè)備與方法控制混合物在反應(yīng)區(qū)中的停留時間。
[0043]在某些實施方案中，根據(jù)美國專利號6，146，597的描述構(gòu)造和操作旋風(fēng)分離器，其公開內(nèi)容經(jīng)此引用全文并入本文。這種類型的分離器的一個方面在于來自下流式反應(yīng)器的催化劑與產(chǎn)品蒸氣的反應(yīng)混合物進入在相反一端用平板密封的內(nèi)筒。該筒的側(cè)表面設(shè)有多個在軸向方向上延伸并在圓周方向上等距離間隔的伸長狹縫，并且該側(cè)表面具有相同數(shù)量的額外的彎曲或平坦的導(dǎo)流葉片。這些狹縫和葉片軸向延伸并改變了流動的催化劑與蒸氣混合物的路徑，并引導(dǎo)其進入內(nèi)筒與第二外筒之間限定的空間。進入該環(huán)狀空間的混合物被迫通過該導(dǎo)流葉片在該內(nèi)筒體的圓周方向上螺旋流動，并且結(jié)果，固體粒子通過該螺旋流所產(chǎn)生的離心力從該蒸氣中分離。催化劑在外筒底部離開分離器，并且蒸氣在外筒頂部離開分離器。
[0044]通過打開和關(guān)閉控制再生催化劑由再生器20流動進入取出井11中和流動進入混合器14A中的催化劑滑動閥(未顯示)來控制反應(yīng)溫度，即下流式反應(yīng)器的出口溫度。吸熱裂化反應(yīng)所需的熱由再生催化劑供給。通過改變熱的再生催化劑的流速，可以控制操作劇烈度或裂化條件以產(chǎn)生輕質(zhì)烯屬烴類和汽油的所需收率。
[0045]如果需要溫度控制，可以 恰好在分離器之前在反應(yīng)區(qū)14底部附近提供用于石腦油進料、再循環(huán)裂化石腦油或其它輕質(zhì)烯屬烴類的驟冷注入50。該驟冷注入快速降低或停止裂化反應(yīng)，并可用于控制裂化劇烈度并提供外加的工藝靈活性。
[0046]快速分離區(qū)31與下流式反應(yīng)器10的端部一起容納在稱為催化劑汽提塔17的大容器的上部中?？焖俜蛛x器引導(dǎo)反應(yīng)蒸氣和催化劑直接進入到頂部汽提塔容器17中。
[0047]該反應(yīng)器蒸氣流由快速分離器31的出口向上移動至汽提塔容器17中并與汽提的烴產(chǎn)品蒸氣和來自容器17的催化劑汽提段的汽提氣體組合，并通過常規(guī)分離裝置如旋風(fēng)分離器18，該裝置進一步使任何夾帶的催化劑粒子從該蒸氣中分離。將通過旋風(fēng)分離器取出的來自該分離器的催化劑經(jīng)旋風(fēng)分離器料腿(未顯示)引導(dǎo)至汽提塔容器17的底部以便排放到從汽提段的快速分離器回收的催化劑床中。
[0048]在組合的蒸氣流通過旋風(fēng)分離器并離開汽提塔容器作為反應(yīng)產(chǎn)物流之后，將其引導(dǎo)通過通常稱為反應(yīng)器蒸氣管線15的導(dǎo)管或管道至合適的產(chǎn)品回收系統(tǒng)。
[0049]來自快速分離器和旋風(fēng)分離器料腿的催化劑流動到包括催化劑汽提段的汽提塔反應(yīng)器容器17的下段，合適的汽提氣體如蒸汽經(jīng)蒸汽管線16引入到該催化劑汽提段中。該汽提段裝有多個導(dǎo)流板或規(guī)整填料(未顯示)，下流動的催化劑與向上流動的汽提氣體(其可以是蒸汽)對流經(jīng)過所述導(dǎo)流板或規(guī)整填料以去除任何殘留在催化劑孔隙中或催化劑粒子之間的烴類。
[0050]通過一部分燃燒空氣流22經(jīng)終止于再生器20中的提升管21輸送汽提過的廢催化劑。該廢催化劑隨后通過經(jīng)導(dǎo)管23引入的額外燃燒空氣接觸以便受控燃燒積聚的焦炭。煙道氣經(jīng)由導(dǎo)管24從再生器中移除。在再生器中，從副產(chǎn)物焦炭燃燒所產(chǎn)生的熱傳輸至催化劑以便將其溫度提高至提供用于反應(yīng)器容器10中吸熱裂化反應(yīng)的熱所需的溫度。
[0051]在用于操作再生器20的方法的某些實施方案中，在裂化過程中在催化劑上生成的焦炭在密相床41中燃燒，并在其再循環(huán)至下流式反應(yīng)器10之前恢復(fù)催化活性。再生該催化劑時產(chǎn)生的熱由此通過再生催化劑由該再生器傳輸至下流式反應(yīng)器。該熱催化劑與石腦油在進入下流式反應(yīng)器注射區(qū)的入口處的進料注射段中混合。該熱催化劑傳輸汽化該鏈烷烴族石腦油和引發(fā)向下流動反應(yīng)區(qū)中的裂化反應(yīng)以如上所述裂化該鏈烷烴族石腦油所需的熱。
`[0052]在裂化該鏈烷烴族石腦油原料流時，裂化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的有限量焦炭不利地影響整體單元操作效率。當(dāng)在再生器20中燃燒以便將該催化劑加熱至下流式反應(yīng)器中鏈烷烴族石腦油裂化反應(yīng)所需溫度并達(dá)到大約660°C (1220 °F)至815°C (1499 °F)的所需再生溫度時，產(chǎn)生的焦炭量不充分。
[0053]因此在本文中所述方法的某些實施方案中需要添加燃料以完成組合的反應(yīng)器與再生系統(tǒng)的熱平衡。通過汽提塔燃料管線52末端處的噴嘴將稱為汽提塔火炬油的燃料添加至汽提區(qū)17中的催化劑。該燃料被汽提的廢催化劑吸收并隨后在再生器20中燃燒以提高該催化劑的溫度。為了確保在催化劑床中的充分燃燒與熱量生成，也可以將稱為再生器火炬油的燃料通過再生器燃料管線53末端處的噴嘴注入到該密相床中并消耗以便向該催化劑提供額外的熱。
[0054]該汽提塔火炬油和再生器火炬油燃料可以來自于相同或不同的來源。合適的燃料是貧油或輕質(zhì)烴油如石腦油、煤油、柴油、高爐燃油、熱解油或其它來自精煉廠或石化設(shè)施的副產(chǎn)品流，并且其含有最少的固體微細(xì)材料如催化劑、鐵屑或焦炭和最少的催化劑污染物(其可以使催化劑中毒和失活，如鎳、釩、鈉、鈣等等)。
[0055]燃料氣體或主要含丁烷與丙烷的液化石油氣(LPG)可用于在再生器20中補充該再生器火炬油。裂化石腦油副產(chǎn)物也可用作該過程中所需燃料的全部或一部分。[0056]提供空氣加熱器72用于啟動和在需要時連續(xù)用于將該空氣加熱至大約650°C(1202 T)以便向催化劑提供額外熱用于再生和滿足整體過程熱平衡。提供給空氣加熱器的燃料可以是燃料氣體或LPG?？諝鈮嚎s器(未顯示)經(jīng)由管線40將空氣供給至空氣加熱器72以便啟動和連續(xù)操作，由此將熱空氣供給至催化劑提升管和用于再生。
[0057]可用于本文中所述方法的催化劑或催化劑體系沒有限制。在某些實施方案中，合適的催化劑組分是沸石和基質(zhì)。適用于FCC過程的沸石是Y型、H-EY型、USY型和RE-USY型。在某些實施方案中，用于FCC過程以生產(chǎn)低級烯烴并提高汽油辛烷值的合適的擇形催化劑是ZSM-5沸石晶體和其它五元環(huán)類型催化劑結(jié)構(gòu)。在催化劑粒子中，這種五元環(huán)結(jié)構(gòu)可以作為一種組分與其它沸石和基質(zhì)組分在一起，或作為添加劑。該ZSM-5添加劑可以與其它裂化催化劑沸石和基質(zhì)結(jié)構(gòu)混合，并優(yōu)選用于本文中所述方法以最大化和優(yōu)化下流式反應(yīng)器中的鏈烷烴族石腦油裂化。
[0058]合適的催化劑組分的實例描述在美國專利號5，904, 837和6，045, 690中，其公開內(nèi)容經(jīng)此引用并入本文。該基質(zhì)包括粘土，如高嶺土、蒙脫石、埃洛石和膨潤土，以及無機多孔氧化物如氧化鋁、二氧化硅、氧化硼、氧化鉻、氧化鎂、氧化鋯、氧化鈦和二氧化硅氧化鋁及其混合物。
[0059]除了超穩(wěn)定的Y型沸石之外，可以使用包含各自具有比超穩(wěn)定Y型沸石更小的孔隙的結(jié)晶鋁硅酸鹽沸石或硅鋁磷酸鹽(SAPO)的催化劑。鋁硅酸鹽沸石和SAPO包括ZSM-5、SAP0-5、SAP0-11和SAP0-34。該沸石或該SAPO可以包括在含有超穩(wěn)定Y型沸石的催化劑粒子中，或可以包含在其它催化劑粒子中。
[0060]此外，其它沸石如鎂堿沸石和分子篩與通常稱為柱撐粘土的交錯粘土的基質(zhì)也可用于本方法以最大化和優(yōu)化下流式反應(yīng)器中的鏈烷烴族石腦油裂化。
[0061]該催化劑或催化劑體系在下流動反應(yīng)區(qū)中起作用以便在最佳條件下裂化該鏈烷烴族石腦油以便由該石腦油進料生產(chǎn)高比例的低級烯烴，并具有最少的不需要的氣體與焦炭副產(chǎn)物。
[0062]圖2顯示了進一步的實施方案，其中對從下流式主反應(yīng)器的管線15回收的反應(yīng)產(chǎn)物流施以分餾(未顯示)以便作為單獨的最終產(chǎn)品流回收該低級烯烴，即乙烯、丙烯和丁烯，以及汽油?；厥諝堄喔碑a(chǎn)物(由輕循環(huán)油和油漿組成)。將包括作為干燥氣體的氫和甲烷，以及輕質(zhì)烴乙烷、甲烷、丙烷和丁烷的其它副產(chǎn)物回收并用于其它精煉與石化過程，或者它們可以用作本方法中再生催化劑時的燃料。
[0063]將分餾器中回收的汽油作為再循環(huán)流62引導(dǎo)至相鄰的輔助下流式反應(yīng)器60以進一步裂化，以便由采用來自第一下流式反應(yīng)器10的汽油產(chǎn)品所制得的C5、C6和更高級烯烴物類生產(chǎn)額外的丙烯。再循環(huán)流62在熱交換器73中加熱，將加熱的再循環(huán)流63裝入輔助下流式反應(yīng)器60的反應(yīng)器14以產(chǎn)生含有額外丙烯的反應(yīng)流65，該額外丙烯通過分餾回收(未顯示)。
[0064]構(gòu)造該第二或輔助下流式反應(yīng)器60，并以類似于對圖1所述的下流式反應(yīng)器10的方式起作用，除了其進料是烯烴類汽油產(chǎn)品再循環(huán)流62。此外，任何來自現(xiàn)有煉油廠或石化工藝的烯烴類汽油產(chǎn)品流可用于補充送至輔助下流式再循環(huán)反應(yīng)器60的原料。
[0065]本文中所述的方法的靈活性還允許使用比輕質(zhì)鏈烷烴族石腦油更致密的較重質(zhì)原料流，所述輕質(zhì)鏈烷烴族石腦油優(yōu)選在本方法的操作參數(shù)內(nèi)使用；但是，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的那樣，所需低級烯烴的產(chǎn)品收率將低于由鏈烷烴族石腦油原料流獲得的收率。
[0066]下流式反應(yīng)器利用重力以減少在反應(yīng)區(qū)中的停留時間，并且與提升管型反應(yīng)器相比能夠循環(huán)更大量的熱的再生催化劑，由此允許更高的催化劑對油的比。與使用提升管反應(yīng)器可獲得的相比，熱的再生催化劑的高催化劑對油的比可以導(dǎo)致更好的鏈烷烴族石腦油原料轉(zhuǎn)化率，以及對較輕質(zhì)烯烴的更好的選擇性或更高的成品收率。
[0067]現(xiàn)有FCC提升管反應(yīng)區(qū)長度大于適于本文中所述方法的下流式反應(yīng)器中所用長度的兩倍或三倍，與之相比，由于該反應(yīng)器裂化區(qū)的長度，下流式反應(yīng)器具有額外的優(yōu)點。因此，主要基于催化劑循環(huán)和機械要求而不是如在本方法中的就裂化鏈烷烴族石腦油原料流而言的反應(yīng)動力學(xué)來確定FCC提升管反應(yīng)器的設(shè)計。
[0068]本文中所述方法中使用的鏈烷烴族石腦油原料流含有高水平的飽和化合物和低烯烴含量。通過非裂化精煉和石化工藝制得的鏈烷烴族石腦油還可以含有烯烴。為了有效和高效地根據(jù)本方法催化裂化石腦油鏈烷烴，使原料流的烯烴含量最小化，因為這些烯烴競爭活性催化劑裂化位點，不利于該鏈烷烴。
實施例
[0069]對代表適用于本文中所述方法的典型原料流的兩種不同的鏈烷烴族石腦油原料，在該下流式反應(yīng)器中的裂化條件下操作圖1結(jié)構(gòu)的實驗室規(guī)模中試單元。獲得的結(jié)果在模擬模型中使用以開發(fā)用于全尺寸下流式反應(yīng)器的操作條件。
[0070]表1列舉了來自兩種石腦油流的裂化的性質(zhì)與收率，從而表現(xiàn)出鏈烷烴族石腦油用于生產(chǎn)輕質(zhì)烯烴的裂化潛力。全餾程石腦油(FRN)流包括存在于C5至大約230°C(446 °F)的沸程內(nèi)的典型組分。輕餾分石腦油(LCN)流是如50%至95%的較低沸點所示的FRN的較輕質(zhì)子集。`
[0071]用于該實施例的催化劑是與擇形ZSM-5沸石型裂化催化劑添加劑共混的常見低稀土、低氫轉(zhuǎn)移的USY沸石裂化催化劑，二者均是市售的。
[0072]表1
[0073]
【權(quán)利要求】
1.提高鏈烷烴族石腦油原料流的主要部分向更輕質(zhì)烴反應(yīng)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率的方法，其中更輕質(zhì)烴反應(yīng)產(chǎn)物包括高比例的低級烯烴乙烯、丙烯和丁烯，以及汽油，該方法包括: a.將含有最少40重量％的在30°C(86 °F)至200°C (392 °F)范圍內(nèi)沸騰的鏈烷烴族石腦油的原料流或含有最少60重量％的組合的鏈烷烴石腦油與環(huán)烷烴化合物的原料流引入到下流式反應(yīng)器的頂部中并使其與催化劑混合； b.操作該下流式反應(yīng)器，原料流與催化劑的混合物在反應(yīng)區(qū)中的停留時間為0.1秒至5秒，操作溫度為480°C (896 °F)至700°C (1292 °F),并且催化劑對原料流的比按重量計為25:1至80:1，從而生產(chǎn)包括低級烯烴乙烯、丙烯和丁烯以及汽油的反應(yīng)產(chǎn)物流； c.在反應(yīng)區(qū)下游的汽提塔區(qū)中將下流式反應(yīng)器中制得的反應(yīng)產(chǎn)物流與廢催化劑分離； d.從汽提塔區(qū)回收該反應(yīng)產(chǎn)物流； e.將廢催化劑由汽提塔區(qū)送入專用再生容器以便再生，所述再生容器采用補充熱源以提高再生容器中的溫度，該再生容器僅接收來自該下流式反應(yīng)器和任選其中催化劑接觸鏈烷烴族石腦油或由該流回收的副產(chǎn)物的其它反應(yīng)器的廢催化劑；和 f.將熱的再生催化劑再循環(huán)到該下流式反應(yīng)器的頂部。
2.權(quán)利要求1的方法，其中在將鏈烷烴族石腦油原料流引入反應(yīng)區(qū)之前對其施以預(yù)熱，至 65°C (149 °F)到 160°C (320 °F)的溫度。
3.權(quán)利要求2的方法，其中在熱交換器或爐中預(yù)熱該原料流。
4.權(quán)利要求1的方法，其中在反應(yīng)器中的停留時間為0.2秒至2秒。
5.權(quán)利要求1的方法，其中該下流式反應(yīng)器連續(xù)操作。
6.權(quán)利要求1的方法，其中在旋風(fēng)分離設(shè)備中將反應(yīng)產(chǎn)物流與廢催化劑分離。
7.權(quán)利要求1的方法，進一步包括在反應(yīng)區(qū)下游的位置對反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑施加驟冷流體。
8.權(quán)利要求1的方法，進一步包括在反應(yīng)區(qū)下游用蒸汽汽提廢催化劑。
9.權(quán)利要求1的方法，其中再生容器包括催化劑提升管，將加熱的燃燒空氣送入其中以支持燃燒和提供提升。
10.權(quán)利要求9的方法，其中再生容器包括密相床，額外的加熱的燃燒空氣添加到該密相床中。
11.權(quán)利要求1的方法，其中廢催化劑上形成的焦炭的量不足以將離開再生容器的再生催化劑的溫度提高至操作溫度范圍，并且該方法進一步包括在汽提塔區(qū)中向該催化劑加入液體燃料。
12.權(quán)利要求10的方法，其中該再生容器包括密相床，并且該方法進一步包括將液體燃料和/或燃料氣體作為補充熱源引入到該密相床中并燃燒該燃料，以由此提高再生催化劑的溫度。
13.權(quán)利要求1的方法，進一步包括將反應(yīng)產(chǎn)物流中所含至少一部分汽油引導(dǎo)至輔助下流式反應(yīng)器中用于生產(chǎn)額外的乙烯、丙烯和丁烯。
14.權(quán)利要求13的方法，其中該輔助反應(yīng)器是下流式催化裂化反應(yīng)器，該方法進一步包括將來自輔助下流式反應(yīng)器的廢催化劑引導(dǎo)至再生容器中并將來自再生容器的再生催化劑再循環(huán)至該輔助下流式反應(yīng)器中的步驟。
【文檔編號】B01J8/00GK103814114SQ201280046006
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月27日
【發(fā)明者】C·F·迪恩, A·B·?？怂? D·C·隆斯塔夫 申請人:沙特阿拉伯石油公司