專利名稱：重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油烴的催化轉(zhuǎn)化工藝，特別是指優(yōu)化控制重油催化裂化反應(yīng)與改質(zhì)催化汽油降低烯烴含量的催化轉(zhuǎn)化工藝耦合技術(shù)，屬于石油化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前世界上開采的原油越來越重，質(zhì)量越來越差。石油的重質(zhì)部分雖可直接作為燃料油，但對重質(zhì)燃料油的需求卻越來越少，而且把寶貴的石油資源像煤一樣燒掉也非?？上?。有些原油的減壓渣油可直接或經(jīng)適當(dāng)處理用做石油瀝青，但其需要量也是有限的。因此，煉油工業(yè)的突出任務(wù)是如何提高石油重質(zhì)部分的轉(zhuǎn)化深度，以充分利用有限的石油資源，生產(chǎn)更多的汽油、柴油等輕質(zhì)燃料以及石油化工原料。重油加工過程大體可分為如下四類①溶劑脫瀝青；②熱轉(zhuǎn)化(包括減粘裂化和焦化)；③重油催化裂化；④重油加氫。其中溶劑脫瀝青是一種使用溶劑來進行分離的物理加工過程，其余三類均屬化學(xué)加工過程。從碳氫平衡的角度來看，要想將氫碳比較低的重質(zhì)油加工成氫碳比較高的輕質(zhì)油不外乎兩個途徑，一為脫碳，一為加氫。上述四類過程中，溶劑脫瀝青以分出脫油瀝青的方式脫碳，而焦化及重油催化裂化則以生成焦炭的方式脫碳，減粘裂化過程既不脫碳又不加氫，氫碳比基本不變。
重質(zhì)油通過熱加工雖可使其相對分子質(zhì)量減小，但所得的主要不是輕質(zhì)餾分，而是中間餾分。而重油催化裂化的產(chǎn)物主要是汽油餾分、柴油餾分和液化氣，其汽油餾分的辛烷值較高也比較穩(wěn)定，液化氣是生產(chǎn)高辛烷值汽油組分及其它化工產(chǎn)品的重要原料，柴油餾分的質(zhì)量雖然較差但也是很有用的產(chǎn)物，因此目前重油催化裂化已成為重質(zhì)油輕質(zhì)化的主要手段。重油催化裂化也是一種深度脫碳的過程，但所生成的焦炭并不是單獨的產(chǎn)物，而是附在催化劑上進入再生器中被燒掉。除殘?zhí)恐岛徒饘俸枯^低的石蠟基原油(如大慶原油)的常壓渣油甚至減壓渣油可以直接作為重油催化裂化原料外，一般情況下只是將常壓或減壓渣油以一定比例摻人減壓餾分中混合進料，以避免生焦過多和催化劑受金屬的污染過于嚴(yán)重。重質(zhì)油的沸點高、粘度大并含有較多的硫、氮、重金屬等雜質(zhì)，所以其所用的催化劑、反應(yīng)和再生的條件以及設(shè)備等均與餾分油催化裂化有所不同。重質(zhì)油催化裂化的反應(yīng)溫度和再生溫度都較高，所用的催化劑中均需加入適當(dāng)?shù)闹鷦?。由于重油催化裂化的生焦量與餾分油相比顯著提高，有時為了使催化劑上較多的焦炭燒得比較徹底，便采用兩段再生的方法。為了要取走燒焦時產(chǎn)生的過多熱量，有時還需要設(shè)置內(nèi)取熱器或外取熱器。
催化裂化裝置的關(guān)鍵部分是提升管反應(yīng)器，其產(chǎn)品分布與質(zhì)量乃至經(jīng)濟效益都與其操作狀況密不可分，所以，近些年來，重油催化裂化技術(shù)取得了飛速發(fā)展。隨著催化裂化原料的重質(zhì)化，越來越多的提升管采用高溫、短停留時間、大劑比的反應(yīng)條件，以提高反應(yīng)苛刻度，對渣油中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)形成熱沖擊，保持足夠的轉(zhuǎn)化率。同時，為降低再生催化劑含炭并有助于提高進料的汽化率，也需要高溫再生。這些措施都使提升管出口溫度進一步提高。但是，反應(yīng)溫度的提高，一方面使反應(yīng)沉降段及油氣管線結(jié)焦嚴(yán)重，影響裝置長期運行，另一方面，在提升管的中下部，絕大部分(90％左右)的催化裂化反應(yīng)已經(jīng)基本完成，提升管上部發(fā)生著較多的二次裂化反應(yīng)，它們不利于產(chǎn)品分布的優(yōu)化，所以在研制抗高殘?zhí)扛咧亟饘俅呋瘎?、使用各種新型噴嘴和出口快分的同時，煉油企業(yè)紛紛采用提升管反應(yīng)終止劑技術(shù)，即在提升管反應(yīng)器的出口或者中上部某個位置注入一股冷的介質(zhì)，如水、直餾汽油、粗汽油、輕污油等，來降低注入點下游的反應(yīng)溫度。提升管反應(yīng)終止劑技術(shù)的目的是使提升管內(nèi)部的溫度分布變得更為理想，即油劑混合區(qū)，需要高溫度使進料快速汽化，使難進入分子篩的大分子初步裂化，在提升管中下部的主要反應(yīng)區(qū)，根據(jù)動力學(xué)影響因素，需要高溫、大劑油比和高反應(yīng)活性，在提升管上部，由于大部分裂化反應(yīng)已經(jīng)完成，反應(yīng)溫度應(yīng)適當(dāng)以減少二次裂化和汽化。實踐及理論分析都證明，在目前提升管設(shè)計中，尚有一些不合理的情況下，使用反應(yīng)終止劑是一個切實可行的方法，它可以改善提升管溫度分布，優(yōu)化反應(yīng)條件，增加目的產(chǎn)物的產(chǎn)率。采用提升管反應(yīng)終止劑技術(shù)可以降低提升管出口溫度，減少干氣和生焦；可以提高提升管中下部油劑混合溫度，增大催化劑循環(huán)量，提高劑油比，這都是重油催化裂化所急需的；還可以提高催化裂化操作的靈活性，如采用不同的終止劑，可以滿足不同的要求。但是，這種液相介質(zhì)作為催化裂化反應(yīng)的終止介質(zhì)也存在著較大的問題，例如，由于注入量的限制，反應(yīng)溫度較低，幅度不夠，反應(yīng)終止效果不理想；液相終止劑的注入會給分餾系統(tǒng)帶來額外的負荷。
近年來，為了達到環(huán)保法規(guī)的要求，生產(chǎn)清潔汽油，在發(fā)明專利《簡易的催化裂化汽油改質(zhì)降烯烴的方法及裝置》(申請?zhí)?2116786.9)、《降低催化裂化汽油烯烴含量的方法及系統(tǒng)》(申請?zhí)?2123817.0)、《催化裂化汽油深度降烯烴增辛烷值的改質(zhì)方法和裝置》(申請?zhí)?2123655.0)、《降低催化裂化汽油烯烴含量并保持辛烷值的方法及系統(tǒng)》(申請?zhí)?2123494.9)、《催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)方法和裝置》(申請?zhí)?2123658.9)、《降低催化裂化汽油烯烴含量的方法及裝置》(申請?zhí)?2116787.7)和《輕油收率高的催化汽油改質(zhì)降烯烴的方法和裝置》(申請?zhí)?2146136.8)中，提出了在常規(guī)催化裂化裝置上設(shè)立輔助流態(tài)化反應(yīng)器，用以對催化汽油進行改質(zhì)的工藝技術(shù)，這些降低催化裂化汽油烯烴含量的工藝技術(shù)由于采用了輔助的流態(tài)化反應(yīng)器，從工藝過程上看是高溫催化裂化的再生催化劑與常溫液相的催化汽油進行混合接觸，進行氫轉(zhuǎn)移、芳構(gòu)化、異構(gòu)化和裂化的改質(zhì)反應(yīng)，該反應(yīng)只是借用了常規(guī)催化裂化裝置、催化劑、熱量、再生器甚至沉降器、汽提段以及分餾塔等，對常規(guī)催化裂化裝置的操作、主提升管反應(yīng)器的裂化反應(yīng)以及原催化裂化裝置的產(chǎn)品分布等并沒有影響，也就是說，對常規(guī)催化裂化裝置提升管反應(yīng)器設(shè)計與操作優(yōu)化的必要性仍然存在。另一方面，在催化汽油輔助的流態(tài)化反應(yīng)器改質(zhì)過程中，由于催化劑僅僅與汽油餾分接觸反應(yīng)，所以該過程的焦炭收率很低，一般在1.5wt％以下，因此，催化劑的失活程度非常低，根據(jù)有關(guān)實驗證明，微反活性只降低了3-4個單位。所以，催化汽油輔助的流態(tài)化反應(yīng)器改質(zhì)過程后的催化劑溫度較低，但微反活性較高，特別是在發(fā)明專利《催化裂化汽油深度降烯烴增辛烷值的改質(zhì)方法和裝置》(申請?zhí)?2123655.0)、《催化汽油降烯烴提高辛烷值的改質(zhì)方法和裝置》(申請?zhí)?2123658.9)、《降低催化裂化汽油烯烴含量的方法及裝置》(申請?zhí)?2116787.7)、《降低催化裂化汽油烯烴含量并保持辛烷值的方法及系統(tǒng)》(申請?zhí)?2123494.9)《輕油收率高的催化汽油改質(zhì)降烯烴的方法和裝置》(申請?zhí)?2146136.8)和《催化汽油改質(zhì)降烯烴的方法和裝置》中的催化汽油改質(zhì)反應(yīng)器都設(shè)有自己單獨的沉降器和汽提段，催化劑汽提后就返回了原催化裂化裝置的再生器，這一低溫高活性的催化劑完全可以直接使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，提供一種重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法和裝置，對催化裂化汽油餾分進行催化改質(zhì)反應(yīng)，可深度降低烯烴含量并保持辛烷值。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法，至少包括如下步驟步驟一將重油原料送入重油催化裂化裝置的主提升管反應(yīng)器，進行催化裂化反應(yīng)，反應(yīng)油氣在該反應(yīng)器中上部與從輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器注入的催化劑混合，主反應(yīng)油氣和催化劑在該提升管反應(yīng)器出口分離，催化劑進入再生系統(tǒng)，主反應(yīng)油氣進行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰秃陀蜐{的分離；步驟二將催化裂化汽油餾分送入輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器，進行汽油改質(zhì)反應(yīng)，改質(zhì)后催化劑一部分返回原再生器，另一部分回注到重油催化裂化裝置的主提升管反應(yīng)器，改質(zhì)油氣進入分餾系統(tǒng)進行各餾分的分離。
重油催化裂化反應(yīng)條件為混合與反應(yīng)溫度520-600℃；重油原料預(yù)熱溫度160-250℃；催化劑油料重量比7-12；催化劑活性50-65；反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa。
催化裂化汽油餾分至少包括粗汽油全餾分或粗汽油輕餾分(＜80-110℃)或粗汽油重餾分(＞60-80℃)。
催化劑為常規(guī)催化裂化催化劑，至少包括無定型硅鋁催化劑或分子篩催化劑。
粗汽油輕餾分先進行改質(zhì)，然后再與相應(yīng)的汽油餾分混合。
改質(zhì)油氣與主提升管反應(yīng)器的油氣混合后進入原催化裂化裝置的主分餾塔而分離成富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰?、油漿；或者進入單獨的分餾系統(tǒng)進行分離。
一種重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，至少包括一重油催化裂化裝置，該裝置連接一分餾裝置，其中，重油催化裂化裝置的主提升管中上部設(shè)有催化劑注入點，該注入點通過斜管連接輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器，用于改質(zhì)催化裂化汽油餾分，該改質(zhì)反應(yīng)器與催化裂化裝置催化劑的再生器連接。
輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器至少包括提升管反應(yīng)器，或者提升管加湍動床反應(yīng)器，或者快速床反應(yīng)器，或者湍動床反應(yīng)器。
使用提升管反應(yīng)器時，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-550℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-200℃，催化劑油料重量比2-20，催化劑活性55-65，反應(yīng)時間2.0-10.0s，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa；使用提升管加湍動床反應(yīng)器時，改質(zhì)反應(yīng)條件為
反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-200℃，催化劑油料重量比2-20，催化劑活性55-65，提升管段的反應(yīng)時間1.0-10.0s，流化床重量空速1-1000/小時，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa；使用湍動床反應(yīng)器時，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-300℃，催化劑活性50-65，湍動床重量空速1-1000/小時，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa；使用快速床反應(yīng)器時，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度為350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度為40-300℃，催化劑活性為50-65，床層線速為0.6-2.5m/s，反應(yīng)時間為0.1-10.0分鐘，反應(yīng)壓力為0.1-0.4Mpa。
輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器設(shè)有獨立的沉降系統(tǒng)和汽提系統(tǒng)，分別用于催化劑的沉降和汽提。
主提升管反應(yīng)器催化劑注入點的位置設(shè)在其底部至反應(yīng)器有效高度的1/3-3/4處，優(yōu)選值為其底部至反應(yīng)器有效高度的1/2-2/3處。
主提升管反應(yīng)器催化劑的注入點以上的垂直段的直徑為現(xiàn)有提升管反應(yīng)器直徑的1.0-2.0倍。
分餾裝置為催化裂化裝置的主分餾塔或者單獨分餾系統(tǒng)。
分餾裝置至少包括常規(guī)冷凝系統(tǒng)和二級冷凝系統(tǒng)，該二級冷凝系統(tǒng)用來獲取粗汽油全餾分或粗汽油輕餾分或粗汽油重餾分。
通過以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下技術(shù)效果本發(fā)明的工藝技術(shù)的優(yōu)點為利用有催化裂化活性的固體低溫介質(zhì)對重油催化裂化裝置提升管裂化反應(yīng)實施控制和優(yōu)化，裂化反應(yīng)終止效果改善，輕質(zhì)油收率提高，同時又有催化汽油降低烯烴含量的作用，裝置改動最小，流程簡單，易于實現(xiàn)，且易于控制，操作穩(wěn)定?？梢詫⒋呋鸦拖N含量降低到25(v)％以下，滿足環(huán)保要求的同時，提高輕質(zhì)油的收率。


圖1為現(xiàn)有重油催化裂化的經(jīng)過改進的分餾系統(tǒng)工藝流程圖；圖2為本發(fā)明的工藝流程第一實施例示意圖；圖3為本發(fā)明的工藝流程第二實施例示意圖；圖4為本發(fā)明的工藝流程第三實施例示意圖；圖5為本發(fā)明的工藝流程第四實施例示意圖；圖6為本發(fā)明的工藝流程第五實施例示意圖；圖7為本發(fā)明的工藝流程第六實施例示意圖；圖8為本發(fā)明的工藝流程第七實施例示意圖；圖9為本發(fā)明的工藝流程第八實施例示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例詳細說明本發(fā)明分餾塔塔頂二級冷凝系統(tǒng)是在現(xiàn)有分餾塔頂常規(guī)冷凝冷卻系統(tǒng)上經(jīng)過改變設(shè)計建立起來的。在對粗汽油輕餾分或粗汽油重餾分進行改質(zhì)時，可以按二級冷凝操作，在對粗汽油全餾分進行改質(zhì)時，可以按常規(guī)冷凝冷卻操作。如果是對催化裂化粗汽油重餾分進行改質(zhì)，那么相應(yīng)的粗汽油輕餾分可以直接與汽油餾分混合，也可以進行改質(zhì)后(如醚化、異構(gòu)芳構(gòu)化等)再與汽油餾分混合。此部分流程參見圖1，簡述如下由分餾塔1的頂部出來的油氣2(包括粗汽油和富氣)，經(jīng)過冷凝器3冷凝冷卻到合適溫度(如果是對催化裂化粗汽油重餾分進行改質(zhì)，此溫度為50-60℃；如果是對催化裂化粗汽油輕餾分進行改質(zhì)，此溫度為62-80℃)后進入分離罐4進行油水氣的分離，凝結(jié)水5由凝結(jié)水泵6抽離分離罐4。冷凝下來的液體產(chǎn)物是粗汽油重餾分7，經(jīng)過重餾分汽油泵8從分離罐4中抽出，一部分作為分餾塔1的頂部回流9，另一部分10經(jīng)過冷卻器11進一步冷卻至40℃。
若對粗汽油全餾分改質(zhì)，閥門23、30和31打開，閥門24關(guān)閉，粗汽油重餾分10和粗汽油輕餾分21混合成粗汽油全餾分22后取一定的合適量25進入催化改質(zhì)反應(yīng)器進行改質(zhì)，其余部分26進入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；若對粗汽油重餾分改質(zhì)，閥門23、24和30都打開，閥門31關(guān)閉，通過流量控制取一定合適量的粗汽油重餾分27直接進入催化改質(zhì)反應(yīng)器進行改質(zhì)，其余部分28與粗汽油輕餾分21混合成粗汽油全餾分22后進入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，這時輕汽油21可以直接與粗汽油重餾分28混合后進入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，也可以先進行如輕汽油醚化、異構(gòu)芳構(gòu)化等方面的改質(zhì)后，再與粗汽油重餾分28混合后進入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。若對粗汽油輕餾分進行改質(zhì)，這時閥門23、29和30都打開，閥門24和31關(guān)閉，通過流量控制取一定合適量的粗汽油輕餾分32直接進入催化改質(zhì)反應(yīng)器進行改質(zhì)，其余部分與粗汽油重餾分28混合成粗汽油全餾分22后進入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。
從分離罐4中出來的未冷凝油氣12經(jīng)過冷凝器13冷凝冷卻到40℃后進入分離罐14進行油水氣的分離，凝結(jié)水15由凝結(jié)水泵16抽離分離罐14。從分離罐14中出來的未冷凝油氣為富氣17，進入富氣壓縮機。由氣壓機機間分離罐分離出來的凝析油18返回到分離罐14。分離罐14中冷凝下來的液體產(chǎn)物是粗汽油輕餾分19由輕餾分汽油泵20抽出成為粗汽油輕餾分21。
實施例1本發(fā)明流程參見圖2，簡述如下含有霧化蒸汽的重油原料33進入主提升管34的底部，與來自再生器35由水蒸氣36提升的溫度為650-750℃的高溫再生催化劑37進行接觸、氣化、混合和反應(yīng)，并沿著提升管反應(yīng)器向上流動，此處的混合與反應(yīng)溫度為520-600℃，重油原料預(yù)熱溫度為160-250℃，催化劑油料重量比為7-12，催化劑活性為50-65，反應(yīng)壓力為0.1-0.4Mpa，當(dāng)催化劑與反應(yīng)油氣上升到1/3-3/4(優(yōu)選值為1/2-2/3)的提升管反應(yīng)器有效長度的高度時(從重油原料進料噴嘴處算起)，也就是相當(dāng)于經(jīng)歷了1.0-3.0s的反應(yīng)時間后，在提升管反應(yīng)器中上部與來自斜管的催化汽油改質(zhì)過程后的溫度為350-480℃微反活性為50-62的低溫高活性催化劑38進行混合，混合后的催化劑與反應(yīng)油氣的溫度下降，根據(jù)改質(zhì)后催化劑注入量的不同，到提升管反應(yīng)器出口，反應(yīng)溫度降低到450-520℃，油氣、水蒸氣與催化劑一起通過主提升管反應(yīng)器34，到主提升管反應(yīng)器出口由高效氣固快速分離裝置39和沉降器頂旋40將主反應(yīng)油氣41和催化劑分開，催化劑經(jīng)過沉降器42進入汽提段43，經(jīng)過汽提后進入再生器35。在催化汽油改質(zhì)油氣單獨分離方案中，主反應(yīng)油氣44離開沉降器42進入主分餾塔1底部進行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰?、油漿的分離。在催化汽油改質(zhì)油氣不單獨分離的方案中，主反應(yīng)油氣41與新型催化改質(zhì)反應(yīng)器出口油氣混合成油氣44離開沉降器42進入主分餾塔1底部進行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰汀⒂蜐{的分離。
含有霧化蒸汽的催化裂化汽油餾分45(即圖1中的催化裂化粗汽油全餾分25或粗汽油重餾分(＞60-80℃)27或粗汽油輕餾分(＜80-110℃)32從底部進入輔助提升管催化改質(zhì)反應(yīng)器46，與由現(xiàn)有催化裂化裝置再生器35上設(shè)立的一斜管47引出的由水蒸氣48提升的高溫再生催化劑在反應(yīng)溫度為350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度為40-200℃，催化劑油料重量比為2-20，催化劑活性為55-65，反應(yīng)時間為1.0-10.0s，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、氣化、混合和反應(yīng)，油氣、水蒸氣與催化劑一起通過輔助提升管催化改質(zhì)反應(yīng)器46，改質(zhì)油氣與催化劑在輔助提升管催化改質(zhì)反應(yīng)器46所帶的沉降器49中分開，催化劑進入汽提段50，經(jīng)過水蒸氣51汽提后一部分催化劑52進入原再生器35，另一部分催化劑38回注到現(xiàn)有的重油催化裂化裝置的提升管反應(yīng)器1/3-3/4的提升管反應(yīng)器有效長度的高度處(從重油原料進料噴嘴處算起)，催化劑38的量為輔助提升管催化改質(zhì)反應(yīng)器催化劑循環(huán)量的40-100％。改質(zhì)油氣53離開沉降器49后，并入原催化裂化裝置的大油氣管線，與主提升管反應(yīng)器的反應(yīng)油氣混合后進入主分餾塔下部進行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰秃陀蜐{的分離。
實施例2
本發(fā)明對于由輔助提升管催化改質(zhì)反應(yīng)器出來的低溫高活性的催化劑回注到原催化裂化裝置提升管反應(yīng)器的方式還包括圖3所示的流程，簡述如下含有霧化蒸汽的重油原料33進入主提升管34的底部，與來自再生器35由水蒸氣36提升的溫度為650-750℃的高溫再生催化劑37進行接觸、氣化、混合和反應(yīng)，并沿著提升管反應(yīng)器向上流動，此處的混合與反應(yīng)溫度為520-600℃，重油原料預(yù)熱溫度為160-250℃，催化劑油料重量比為7-12，催化劑活性為50-65，反應(yīng)壓力為0.1-0.4Mpa，當(dāng)催化劑與反應(yīng)油氣上升到1/3-3/4(優(yōu)選值為1/2-2/3)的提升管反應(yīng)器有效長度的高度時(從重油原料進料噴嘴處算起)，也就是相當(dāng)于經(jīng)歷了1.0-3.0s的反應(yīng)時間后，在提升管反應(yīng)器中上部與來自斜管的催化汽油改質(zhì)過程后的溫度為350-480℃微反活性為50-62的低溫高活性催化劑38進行混合，混合后的催化劑與反應(yīng)油氣的溫度下降，根據(jù)改質(zhì)后催化劑注入量的不同，溫度下降程度不同。在該注入口以上的提升管垂直段341，提升管反應(yīng)器的直徑可以加大為原直徑的1.0-2.0倍，從而增加催化劑在該段提升管反應(yīng)器內(nèi)的停留時間和返混程度，這有利于提高重油催化裂化的轉(zhuǎn)化深度和降低催化汽油的烯烴含量。在提升管反應(yīng)器出口，反應(yīng)溫度可以控制在460-510℃之間，到主提升管反應(yīng)器出口由高效氣固快速分離裝置39和沉降器頂旋40將主反應(yīng)油氣41和催化劑分開，催化劑經(jīng)過沉降器42進入汽提段43，經(jīng)過汽提后進入再生器35。在催化汽油改質(zhì)油氣單獨分離方案中，主反應(yīng)油氣44離開沉降器42進入主分餾塔1底部進行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰?、油漿的分離。在催化汽油改質(zhì)油氣不單獨分離的方案中，主反應(yīng)油氣41與新型催化改質(zhì)反應(yīng)器出口油氣混合成油氣44離開沉降器42進入主分餾塔1底部進行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰?、油漿的分離。
本發(fā)明對于輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器的還包括實施例3圖2中輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器為提升管加湍動床反應(yīng)器，由此可以得到圖4的發(fā)明流程，其中，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-200℃，催化劑油料重量比2-20，催化劑活性55-65，提升管段的反應(yīng)時間1.0-10.0s，流化床重量空速1-1000/小時，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa。
實施例4圖3中輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器為提升管加湍動床反應(yīng)器，由此可以得到圖5的發(fā)明流程，其中，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-200℃，催化劑油料重量比2-20，催化劑活性55-65，提升管段的反應(yīng)時間1.0-10.0s，流化床重量空速1-1000/小時，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa。
實施例5圖2中輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器為湍動床反應(yīng)器，由此可以得到圖6的發(fā)明流程，其中，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-300℃，催化劑活性50-65，湍動床重量空速1-1000/小時，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa。
實施例6；圖3中輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器為湍動床反應(yīng)器，由此可以得到圖7的發(fā)明流程，其中，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-300℃，催化劑活性50-65，湍動床重量空速1-1000/小時，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa。
實施例7圖2中輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器為快速床反應(yīng)器，由此可以得到圖8的發(fā)明流程，其中，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度為350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度為40-300℃，催化劑活性為50-65，床層線速為0.6-2.5m/s，反應(yīng)時間為0.1-10.0分鐘，反應(yīng)壓力為0.1-0.4Mpa。
實施例8
圖3中輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器為快速床反應(yīng)器，由此可以得到圖9的發(fā)明流程，其中，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度為350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度為40-300℃，催化劑活性為50-65，床層線速為0.6-2.5m/s，反應(yīng)時間為0.1-10.0分鐘，反應(yīng)壓力為0.1-0.4Mpa。
新增設(shè)的輔助流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器可以是提升管反應(yīng)器，也可以是提升管加湍動床、快速床或者湍動床的反應(yīng)器，并且任何一種形式的流態(tài)化反應(yīng)器都帶有單獨的汽提系統(tǒng)和沉降系統(tǒng)，從而可以得到溫度低，但微反活性高的可以直接再使用的催化劑。催化汽油改質(zhì)反應(yīng)后的待生催化劑經(jīng)過單獨的汽提系統(tǒng)和沉降系統(tǒng)沉降和汽提后，一部分回到原催化裂化裝置再生器，另一部分注入到重油催化裂化主提升管反應(yīng)器的中上部，降低注入點下游的反應(yīng)溫度，也增大了注入點下游的劑油比，對重油催化裂化反應(yīng)進行有效的控制。重油催化裂化主提升管反應(yīng)器的操作條件就要根據(jù)冷催化劑的注入而做相應(yīng)的調(diào)節(jié)。高活性低溫催化劑的注入位置可以優(yōu)化，注入點以上的流態(tài)化形式還可以優(yōu)化設(shè)計，對其內(nèi)徑進行適當(dāng)?shù)財U大，降低流動線速，變提升管輸送為快速床流態(tài)化，這既有利于催化裂化反應(yīng)的有效調(diào)控，也有利于催化汽油烯烴含量的降低。
本發(fā)明所用的催化劑可以是適用于催化裂化過程的任何催化劑，即催化裂化汽油改質(zhì)反應(yīng)由原重油催化裂化裝置催化劑實現(xiàn)。例如，無定型硅鋁催化劑或分子篩催化劑，其中，分子篩催化劑的活性組分選自含或不含稀土和/或磷的Y型或HY型沸石、含或不含稀土和/或磷的超穩(wěn)Y型沸石、ZSM-5系列沸石或具有五元環(huán)結(jié)構(gòu)的高硅沸石、β沸石、鎂堿沸石中的一種或多種。
最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制；盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法，其特征在于至少包括如下步驟步驟一將重油原料送入重油催化裂化裝置的主提升管反應(yīng)器，進行催化裂化反應(yīng)，反應(yīng)油氣在該反應(yīng)器中上部與從輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器注入的催化劑混合，主反應(yīng)油氣和催化劑在該提升管反應(yīng)器出口分離，催化劑進入再生系統(tǒng)，主反應(yīng)油氣進行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰秃陀蜐{的分離；步驟二將催化裂化汽油餾分送入輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器，進行汽油改質(zhì)反應(yīng)，改質(zhì)后催化劑一部分返回原再生器，另一部分回注到重油催化裂化裝置的主提升管反應(yīng)器，改質(zhì)油氣進入分餾系統(tǒng)進行各餾分的分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法，其特征在于所述的重油催化裂化反應(yīng)條件為混合與反應(yīng)溫度520-600℃；重油原料預(yù)熱溫度160-250℃；催化劑油料重量比7-12；催化劑活性50-65；反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法，其特征在于所述的催化裂化汽油餾分至少包括粗汽油全餾分或粗汽油輕餾分(＜80-110℃)或粗汽油重餾分(＞60-80℃)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法，其特征在于所述的催化劑為常規(guī)催化裂化催化劑，至少包括無定型硅鋁催化劑或分子篩催化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法，其特征在于所述的粗汽油輕餾分先進行改質(zhì)，然后再與相應(yīng)的汽油餾分混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法，其特征在于改質(zhì)油氣與主提升管反應(yīng)器的油氣混合后進入原催化裂化裝置的主分餾塔而分離成富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回?zé)捰汀⒂蜐{；或者進入單獨的分餾系統(tǒng)進行分離。
7.一種重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，至少包括一重油催化裂化裝置，該裝置連接一分餾裝置，其特征在于重油催化裂化裝置的主提升管中上部設(shè)有催化劑注入點，該注入點通過斜管連接輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器，用于改質(zhì)催化裂化汽油餾分，該改質(zhì)反應(yīng)器與催化裂化裝置催化劑的再生器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，其特征在于所述的輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器至少包括提升管反應(yīng)器，或者提升管加湍動床反應(yīng)器，或者快速床反應(yīng)器，或者湍動床反應(yīng)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，其特征在于使用提升管反應(yīng)器時，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-550℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-200℃，催化劑油料重量比2-20，催化劑活性55-65，反應(yīng)時間2.0-10.0s，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa；使用提升管加湍動床反應(yīng)器時，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-200℃，催化劑油料重量比2-20，催化劑活性55-65，提升管段的反應(yīng)時間1.0-10.0s，流化床重量空速1-1000/小時，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa；使用湍動床反應(yīng)器時，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度40-300℃，催化劑活性50-65，湍動床重量空速1-1000/小時，反應(yīng)壓力0.1-0.4Mpa；使用快速床反應(yīng)器時，改質(zhì)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度為350-500℃，汽油原料預(yù)熱溫度為40-300℃，催化劑活性為50-65，床層線速為0.6-2.5m/s，反應(yīng)時間為0.1-10.0分鐘，反應(yīng)壓力為0.1-0.4Mpa。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，其特征在于所述的輔助的流態(tài)化催化改質(zhì)反應(yīng)器設(shè)有獨立的沉降系統(tǒng)和汽提系統(tǒng)，分別用于催化劑的沉降和汽提。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，其特征在于主提升管反應(yīng)器催化劑注入點的位置設(shè)在其原料噴嘴至反應(yīng)器有效高度的1/3-3/4處，優(yōu)選值為其原料噴嘴至反應(yīng)器有效高度的1/2-2/3處。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，其特征在于主提升管反應(yīng)器催化劑的注入點以上的垂直段的直徑為現(xiàn)有提升管反應(yīng)器直徑的1.0-2.0倍。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，其特征在于所述的分餾裝置為催化裂化裝置的主分餾塔或者單獨分餾系統(tǒng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控裝置，其特征在于所述的分餾裝置至少包括常規(guī)冷凝系統(tǒng)和二級冷凝系統(tǒng)，該二級冷凝系統(tǒng)用來獲取粗汽油全餾分或粗汽油輕餾分或粗汽油重餾分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種重油裂化與汽油改質(zhì)的耦合調(diào)控方法和裝置，現(xiàn)有工業(yè)催化裂化裝置的再生器連設(shè)一帶有單獨的汽提系統(tǒng)和沉降系統(tǒng)的輔助的流態(tài)化反應(yīng)器，利用從再生器引來的高溫再生催化劑對催化裂化汽油餾分進行催化改質(zhì)反應(yīng)，然后將從輔助的流態(tài)化改質(zhì)反應(yīng)器來的溫度低但微反活性高的催化劑注入到重油催化裂化主提升管反應(yīng)器的中上部，降低注入點下游的反應(yīng)溫度，也增大了注入點下游的劑油比，對重油催化裂化主反應(yīng)進行控制，從而實現(xiàn)重油催化裂化反應(yīng)與其汽油改質(zhì)過程有效的耦合與調(diào)控。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點為裂化反應(yīng)終止效果改善，輕質(zhì)油收率提高，同時又有催化汽油降低烯烴含量的作用，裝置改動最小，流程簡單，易于實現(xiàn)，且易于控制，操作穩(wěn)定。
文檔編號C10G55/00GK1498948SQ0214931
公開日2004年5月26日 申請日期2002年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月7日
發(fā)明者高金森, 徐春明, 劉耀芳, 白躍華 申請人:石油大學(xué)(北京)