專利名稱：一種有效的c4烴類催化轉(zhuǎn)化的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油烴的催化轉(zhuǎn)化工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是屬于重油催化裂化過程、催化汽油改質(zhì)降烯烴過程與有效的C4烴類催化轉(zhuǎn)化過程的工藝方法。
背景技術(shù)：
石油煉制和石油化工生產(chǎn)過程中副產(chǎn)大量C4烴，對其進行綜合利用是提高企業(yè)經(jīng)濟效益的必要手段，但目前國內(nèi)對C4烴的化工利用率還很低。20世紀80年代以前，石油煉制特別是來自催化裂化裝置的C4餾分主要用于生產(chǎn)烷基化汽油和疊合汽油或當作工業(yè)和民用燃料；蒸汽裂解得到的C4餾分除丁二烯作合成橡膠原料外，亦多作燃料。20世紀90年代以來，由于分離技術(shù)的進步，C4餾分作為石油化工原料的應(yīng)用獲得了飛速發(fā)展。據(jù)預測，C4餾分將是繼乙烯和丙烯之后可能得到充分利用的石油化工原料。
C4混合物中丁二烯的性質(zhì)非?；顫?，可用抽提方法分離。丁二烯可作聚合單體合成橡膠(如順丁橡膠、氯丁橡膠等)和樹脂(如ABS樹脂)，還可作生產(chǎn)乙二腈、癸二酸等產(chǎn)品的原料。
異丁烯是一種最基本的有機化工原料，其化學性質(zhì)也非?；顫?，以異丁烯為原料，采用甲醇醚化法可以生產(chǎn)高辛烷值汽油調(diào)料及清潔汽油配方所需的甲基叔丁基醚，利用陽離子交換樹脂上的H+進行異丁烯的水合反應(yīng)可以生成叔丁醇。此外，異丁烯還是合成橡膠的單體之一，主要用于制備丁基橡膠和聚異丁烯橡膠。
C4餾分經(jīng)過醚化工藝或樹脂水合工藝充分利用異丁烯后，剩余組分中正丁烯(包括1-丁烯和2-丁烯)的濃度已經(jīng)很高，相應(yīng)出現(xiàn)了多種正丁烯的化工利用途徑。目前，正丁烯的化工利用率很低，主要是脫氫制丁二烯。除此之外，正丁烯還可以通過氧化生產(chǎn)順丁烯二酸酐、環(huán)氧丁烷；二聚生產(chǎn)辛烯，進而可制得異壬醇；氫甲酰化合成2甲基丁醇；與無水冰醋酸加成制取醋酸仲丁酯。正丁烯還可以氧化脫氫制丁二烯或者異構(gòu)化制異丁烯。
正丁烷可通過氧化制取順丁烯二酸酐，與傳統(tǒng)苯法相比，該方法具有原料價廉、污染小、消耗低等優(yōu)點。該工藝自1974年在美國實現(xiàn)工業(yè)化以來得到了快速發(fā)展。隨著人們對環(huán)保要求的日益提高，正丁烷氧化法顯示出更強的生命力。目前全球80％以上順丁烯二酸酐采用正丁烷路線，而且還有不斷增加的趨勢。
異丁烷的化學性質(zhì)不活潑，深加工利用困難，因此在化工方面的應(yīng)用較少。我國C4烴資源豐富，但對C4烴類的利用還處于起步階段。煉廠C4餾分雖然可以直接進入烷基化裝置生產(chǎn)高辛烷值的烷基化汽油或疊合汽油，但烷基化技術(shù)的發(fā)展制約了C4烴類的大規(guī)模利用；同時，國內(nèi)化工利用方面的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品品種及下游產(chǎn)品的開發(fā)還遠遠落后于工業(yè)發(fā)達國家，大部分C4烴類是直接作燃料燒掉。隨著我國“西氣東輸”工程的順利實施，作為燃料使用的C4餾分將嚴重貶值，這將對整個石化企業(yè)造成巨大的沖擊，向石化企業(yè)提出巨大挑戰(zhàn)。因此，對C4烴資源進行合理利用，提高其化工利用率，既合理利用了資源，又有利于我國化工事業(yè)的發(fā)展，而且對加入世界貿(mào)易組織后的中國石化企業(yè)增強國際競爭能力將起著舉足輕重的作用。
同時，隨著環(huán)保要求的日益嚴格，我國已經(jīng)對汽油標準進行了重大調(diào)整。1999年12月國家環(huán)保局制定了“車用汽油有害物質(zhì)標準”，要求汽油烯烴含量≯35(v)％，辛烷值(研究法)≮90，芳烴含量≯40(v)％，硫含量≯800ppm，規(guī)定2003年1月1日起在全國范圍內(nèi)實施。預計在2005年后，特別隨著2008年的“綠色奧運”的日益臨近，汽油質(zhì)量將實行更嚴格的標準，烯烴含量要求在20(v)％以下，辛烷值在95以上。
目前，車用汽油仍以催化裂化汽油為主，有資料表明催化裂化汽油占成品汽油的量高達85％。催化裂化汽油中烯烴的體積分數(shù)為45％-55％，遠高于新配方的汽油標準。因此，降低催化裂化汽油中的烯烴含量成為當前煉油工業(yè)中的迫切任務(wù)。由于煉廠加工的是石蠟基原油，其汽油辛烷值(研究法)一般在89-90，勉強達到標準，若使烯烴含量大幅度下降，勢必辛烷值無法滿足要求。如何同時滿足汽油中烯烴含量不超過35(v)％的要求，還保證辛烷值達到標準，就成為一個非常迫切而又非常困難的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種有效的C4烴類催化轉(zhuǎn)化的反應(yīng)工藝方法，本發(fā)明在常規(guī)重油催化裂化裝置或催化汽油輔助反應(yīng)器改質(zhì)技術(shù)的基礎(chǔ)上，不需進行太大的改動，選擇合適的回煉入口及結(jié)構(gòu)，使C4烴類與高溫催化裂化催化劑接觸，并進行有效的催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以增產(chǎn)芳烴和乙丙烯。
本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的一種有效的C4烴類催化轉(zhuǎn)化的工藝方法，將催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器的預提升段作為C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，再生后的高溫催化劑通過斜管從再生器進入C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的底部與預熱溫度為40-300℃的C4烴類混合后在反應(yīng)溫度為400-650℃、催化劑與C4烴類重量比為2-100、催化劑活性為53-70、反應(yīng)時間為2.0-100.0s或重量空速為0.1-100hr-1、反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、混合和催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成一部分芳烴和乙、丙烯；反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑一起提升與催化汽油餾分在反應(yīng)溫度為350-600℃、汽油原料預熱溫度為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2.0-20.0s、反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、氣化、混合和反應(yīng)；反應(yīng)油氣與催化劑一起通過催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器，到其出口由高效氣固快速分離裝置將改質(zhì)油氣和催化劑分開，催化劑進入沉降器和汽提段，經(jīng)過汽提蒸汽汽提后經(jīng)過斜管進入再生器；反應(yīng)油氣離開沉降器后，進入油氣分離系統(tǒng)。
一種有效的C4烴類催化轉(zhuǎn)化的工藝方法，在催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器前單獨設(shè)立一個C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，再生后的高溫催化劑通過斜管從再生器進入C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的底部與預熱溫度為40-300℃的C4烴類混合后在反應(yīng)溫度為400-650℃、催化劑與C4烴類重量比為2-100、催化劑活性為53-70、反應(yīng)時間為2.0-100.0s或重量空速為0.1-100hr-1、反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、混合和催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成一部分芳烴和乙、丙烯；反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑分離后通過管道進入催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器的沉降器，降溫后的裂化催化劑進入催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器底部與催化汽油餾分在反應(yīng)溫度為350-600℃、汽油原料預熱溫度為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2.0-20.0s、反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、氣化、混合和反應(yīng)；反應(yīng)油氣與催化劑一起通過催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器，到其出口由高效氣固快速分離裝置將改質(zhì)油氣和催化劑分開，催化劑進入沉降器和汽提段，經(jīng)過汽提蒸汽汽提后經(jīng)過斜管進入再生器；反應(yīng)油氣離開沉降器后，進入油氣分離系統(tǒng)。
一種有效的C4烴類催化轉(zhuǎn)化的工藝方法，將重油催化裂化的預提升段作為C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，再生后的高溫催化劑通過斜管從再生器進入C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的底部與預熱溫度為40-300℃的C4烴類混合后在反應(yīng)溫度為400-650℃、催化劑與C4烴類重量比為2-100、催化劑活性為53-70、反應(yīng)時間為2.0-100.0s或重量空速為0.1-100hr-1、反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、混合和催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成一部分芳烴和乙、丙烯；反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑一起提升與含有霧化蒸汽的重油原料混合，在反應(yīng)溫度為460-530℃，重油原料預熱溫度為160-250℃，催化劑油料重量比為5-8，催化劑活性為50-70，反應(yīng)時間為2.5-3.0s，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、水蒸汽與催化劑一起通過主提升管反應(yīng)器，到提升管反應(yīng)器出口由高效氣固快速分離裝置和沉降器頂旋將反應(yīng)油氣和催化劑分開，催化劑經(jīng)過沉降器進入汽提段，經(jīng)過汽提后進入再生器。反應(yīng)油氣離開沉降器進入分餾系統(tǒng)進行富氣、粗汽油輕餾分、粗汽油重餾分、柴油、回煉油、油漿的分離。
本發(fā)明的工藝技術(shù)的優(yōu)點為利用催化裂化裝置使C4烴類與高溫裂化催化劑接觸反應(yīng)，在增產(chǎn)芳烴、乙烯和丙烯的同時，對催化汽油改質(zhì)降烯烴過程則可以降低催化劑溫度有利于改質(zhì)降烯烴過程進行并最終實現(xiàn)催化汽油烯烴含量大幅降低、辛烷值沒有太大損失的目的，對重油催化裂化反應(yīng)過程可以提高氣速、減少重油催化裂化過程反應(yīng)時間以實現(xiàn)降低干氣產(chǎn)率、增加液體收率的目的，同時還可以節(jié)約一部分汽提蒸汽。這一工藝技術(shù)不僅在現(xiàn)有水平上極大地提高了C4烴類的利用率，還對重油催化裂化過程和輔助流化催化過程的操作進行了適當?shù)膬?yōu)化。


圖1是本發(fā)明所述方法的流程圖；圖2是圖1中輔助反應(yīng)器形式改為提升管加湍動床形式的流程圖；圖3是圖1中輔助反應(yīng)器形式改為湍動床形式的流程圖；圖4是采用單獨設(shè)立的C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的流程圖；圖5是圖4中的輔助反應(yīng)器改為提升管加湍動床形式的流程圖；圖6是圖4中的輔助反應(yīng)器改為湍動床形式的流程圖；圖7是在常規(guī)重油催化裂化裝置的提升管預提升段中實現(xiàn)本發(fā)明方法的流程圖；圖8是在經(jīng)過擴大內(nèi)徑改造的常規(guī)重油催化裂化裝置預提升段內(nèi)實現(xiàn)本發(fā)明方法的流程圖；圖9是在常規(guī)重油催化裂化裝置提升管預提升段和催化汽油改質(zhì)降烯烴輔助反應(yīng)器中同時實現(xiàn)本發(fā)明方法的流程圖；圖10是圖9中的輔助反應(yīng)器形式改為提升管加湍動床形式的流程圖；圖11是圖9中的輔助反應(yīng)器形式改為湍動床形式的流程圖；圖12是在常規(guī)重油催化裂化裝置提升管預提升段和單獨設(shè)立的C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中同時對C4烴類進行催化改質(zhì)的流程圖；圖13是圖12中的輔助反應(yīng)器改為提升管加湍動床形式的流程圖；圖14是圖12中的輔助反應(yīng)器改為湍動床形式的流程圖；圖15是在經(jīng)過擴大內(nèi)徑改造的常規(guī)重油催化裂化裝置提升管預提升段和催化汽油改質(zhì)降烯烴輔助反應(yīng)器預提升段中同時實現(xiàn)本發(fā)明方法的流程圖；圖16是圖15中的輔助反應(yīng)器改為提升管加湍動床形式的流程圖；圖17是圖15中的輔助反應(yīng)器改為湍動床形式的流程圖；圖18是在經(jīng)過擴大內(nèi)徑改造的常規(guī)重油催化裂化裝置提升管預提升段和單獨設(shè)立的C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中同時實現(xiàn)本發(fā)明方法的流程圖；圖19是圖18中的輔助反應(yīng)器改為提升管加湍動床形式的流程圖；圖20是圖18中的輔助反應(yīng)器改為湍動床形式的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的出發(fā)點是考慮到煉油工藝結(jié)構(gòu)特點是絕對地以催化裂化工藝為主，幾乎任何一個煉油企業(yè)都有催化裂化裝置，同時，煉廠副產(chǎn)的大量C4烴類沒有得到充分的利用，利用催化轉(zhuǎn)化技術(shù)使C4烴類首先與高溫裂化催化劑接觸反應(yīng)，在增產(chǎn)芳烴、乙烯和丙烯的同時，對催化汽油改質(zhì)降烯烴過程則可以達到降低催化劑溫度有利于該反應(yīng)過程進行的目的，對重油催化裂化反應(yīng)過程可以達到提高氣速、減少重油催化裂化過程反應(yīng)時間的目的，同時可以節(jié)約一部分預提升蒸汽。
本發(fā)明流程可見圖1，簡述如下在原催化裂化裝置再生器103旁邊設(shè)立用于催化汽油改質(zhì)降烯烴的輔助提升管反應(yīng)器113，再生后的高溫催化劑通過斜管111從再生器103進入輔助提升管反應(yīng)器113的預提升段底部，與預熱溫度為40-300℃的C4烴類120混合后在反應(yīng)溫度為400-650℃，催化劑與C4烴類重量比為2-100，催化劑活性為53-70，反應(yīng)時間為2.0-100.0或重量空速為0.1-100hr-1，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、混合和催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以增產(chǎn)芳烴和乙、丙烯。反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑一起提升與催化汽油餾分115在反應(yīng)溫度為350-600℃，汽油原料預熱溫度為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2.0-20.0s，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、氣化、混合和反應(yīng)，反應(yīng)油氣、水蒸汽與催化劑一起通過提升管反應(yīng)器113，到其出口由高效氣固快速分離裝置116將改質(zhì)油氣和催化劑分開，催化劑進入沉降器117和汽提段118，經(jīng)過汽提蒸汽119汽提后經(jīng)過斜管112進入再生器103。反應(yīng)油氣121離開沉降器117后，進入油氣分離系統(tǒng)。
本發(fā)明還包括1、圖1中的輔助提升管反應(yīng)器形式改為提升管加湍動床形式，由此可以得到圖2的發(fā)明流程，簡述如下在原催化裂化裝置再生器203旁邊設(shè)立用于催化汽油降烯烴改質(zhì)的輔助流態(tài)化反應(yīng)器213，再生后的高溫催化劑通過斜管211從再生器203進入輔助流態(tài)化反應(yīng)器213的底部，與預熱溫度為40-300℃的C4烴類220混合后在反應(yīng)溫度為400-650℃，催化劑與C4烴類重量比為2-100，催化劑活性為53-70，反應(yīng)時間為2.0-100.0s或重量空速為0.1-100hr-1，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、混合和催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以增產(chǎn)芳烴和乙、丙烯。反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑一起提升與催化汽油餾分215在反應(yīng)溫度為350-600℃，汽油原料預熱溫度為40-200℃，催化劑油料重量比為2-20，催化劑活性為55-65，提升管段的反應(yīng)時間為1.0-20.0s，流化床部分的重量空速為1-1000h-1，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、氣化、混合和反應(yīng)，反應(yīng)油氣、水蒸汽與催化劑一起通過提升管反應(yīng)器213，到其出口由高效氣固快速分離裝置216將改質(zhì)油氣和催化劑分開，催化劑進入沉降器217和汽提段218，經(jīng)過汽提蒸汽219汽提后經(jīng)過斜管212進入再生器203。反應(yīng)油氣221離開沉降器217后，進入油氣分離系統(tǒng)。
2、圖1中的輔助提升管反應(yīng)器形式改為湍動床形式，由此可以得到圖3的發(fā)明流程，簡述如下在原催化裂化裝置再生器303旁邊設(shè)立用于催化汽油改質(zhì)降烯烴的輔助流態(tài)化反應(yīng)器313，再生后的高溫催化劑通過斜管311從再生器303進入輔助流態(tài)化反應(yīng)器313的底部，與預熱溫度為40-300℃的C4烴類320混合后在反應(yīng)溫度為400-650℃，催化劑與C4烴類重量比為2-100，催化劑活性為53-70，反應(yīng)時間為2.0-100.0s或重量空速為0.1-100hr-1，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、混合和催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以增產(chǎn)芳烴和乙、丙烯。反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑一起到提升輔助流態(tài)化反應(yīng)器313內(nèi)形成反應(yīng)床層316，催化劑提升管的上噴口在反應(yīng)床層316的頂部，含有霧化蒸汽的催化裂化汽油餾分317通過噴頭進入輔助流態(tài)化反應(yīng)器床層316的下部，與床層316中的催化劑進行接觸、氣化、混合和反應(yīng)。在輔助流態(tài)化反應(yīng)器313的反應(yīng)床層316內(nèi)，維持反應(yīng)溫度為350-600℃，原料預熱溫度為40-300℃，催化劑活性為50-70，湍動床重量空速為0.1-100hr-1，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa。反應(yīng)后的催化劑進入輔助流態(tài)化反應(yīng)器313的汽提段318，與自汽提段318底部引入的汽提蒸汽319進行逆流接觸，以汽提出催化劑夾帶的油氣。汽提后的催化劑由斜管312進入再生器303。反應(yīng)后的油氣進入輔助流態(tài)化反應(yīng)器313的沉降段315，再進入頂部旋風分離器321與攜帶的催化劑進行分離，完全與催化劑分離的油氣322離開輔助流態(tài)化反應(yīng)器后，進入油氣分離系統(tǒng)。
3、本發(fā)明還包括設(shè)立單獨的C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器對C4烴類進行轉(zhuǎn)化，再將降溫后的裂化催化劑引入催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器進行催化汽油的改質(zhì)降烯烴反應(yīng)，則可以得到圖4的發(fā)明流程。簡述如下在原催化裂化裝置再生器403旁邊設(shè)立專門的C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器413和催化汽油改質(zhì)降烯烴輔助提升管反應(yīng)器415，再生后的高溫催化劑首先通過斜管411從再生器403進入反應(yīng)器413的底部，與預熱溫度為40-300℃的C4烴類412混合后在反應(yīng)溫度為400-650℃，催化劑與C4烴類重量比為2-100，催化劑活性為53-70，反應(yīng)時間為2.0-100.0s或重量空速為0.1-100hr-1，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、混合和催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以增產(chǎn)芳烴和乙、丙烯。反應(yīng)油氣通過管路423進入輔助提升管反應(yīng)器的沉降器419，催化劑則通過斜管414進入輔助提升管反應(yīng)器415的底部與預提升蒸汽416混合后向上提升與催化裂化汽油餾分417在反應(yīng)溫度為350-600℃，汽油原料預熱溫度為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2.0-20.0s，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、氣化、混合和反應(yīng)，反應(yīng)油氣、水蒸汽與催化劑一起通過提升管反應(yīng)器415，到其出口由高效氣固快速分離裝置418將改質(zhì)油氣和催化劑分開，催化劑進入沉降器419和汽提段420，經(jīng)過汽提蒸汽421汽提后經(jīng)過斜管422進入再生器403。反應(yīng)油氣424離開沉降器419后，進入油氣分離系統(tǒng)。
4、圖4中的專門的C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器形式改為提升管加湍動床形式，由此可以得到圖5的發(fā)明流程。簡述如下在原催化裂化裝置再生器503旁邊設(shè)立專門的C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器513和催化汽油改質(zhì)降烯烴輔助反應(yīng)器515，再生后的高溫催化劑首先通過斜管511從再生器503進入反應(yīng)器513的底部，與預熱溫度為40-300℃的C4烴類512混合后在反應(yīng)溫度為400-650℃，催化劑與C4烴類重量比為2-100，催化劑活性為53-70，反應(yīng)時間為2.0-100.0s或重量空速為0.1-100hr-1，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、混合和催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以增產(chǎn)芳烴和乙、丙烯。反應(yīng)油氣通過管路522進入輔助提升管反應(yīng)器的沉降器524，催化劑則通過斜管514進入輔助流態(tài)化反應(yīng)器515的底部與預提升蒸汽516混合后向上提升與含有霧化蒸汽的催化裂化汽油餾分517在反應(yīng)溫度為350-600℃，汽油原料預熱溫度為40-200℃，催化劑油料重量比為2-20，催化劑活性為55-65，提升管段的反應(yīng)時間為1.0-20.0s，流化床重量空速為1-1000h-1，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、氣化、混合和反應(yīng)，反應(yīng)油氣、水蒸汽與催化劑一起通過提升管反應(yīng)器515，到其出口由高效氣固快速分離裝置519將改質(zhì)油氣和催化劑分開，催化劑進入沉降器524和汽提段518，經(jīng)過汽提蒸汽520汽提后經(jīng)過斜管521進入再生器503。反應(yīng)油氣523離開沉降器524后，進入油氣分離系統(tǒng)。
5、圖4中的專門的C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器改為湍動床形式，由此可以得到圖6的發(fā)明流程，簡述如下在原催化裂化裝置再生器603旁邊設(shè)立專門的C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器613和催化汽油改質(zhì)降烯烴輔助流態(tài)化反應(yīng)器615，再生后的高溫催化劑首先通過斜管611從再生器603進入反應(yīng)器613的底部，與預熱溫度為40-300℃的C4烴類612混合后在反應(yīng)溫度為400-650℃，催化劑與C4烴類重量比為2-100，催化劑活性為53-70，反應(yīng)時間為2.0-100.0s或重量空速為0.1-100hr-1，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、混合和催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以增產(chǎn)芳烴和乙、丙烯。反應(yīng)油氣通過管路622進入輔助流態(tài)化反應(yīng)器的沉降段625，催化劑則通過斜管614進入輔助流態(tài)化反應(yīng)器615的底部與預提升蒸汽616混合后提升到輔助流態(tài)化反應(yīng)器615內(nèi)形成反應(yīng)床層620，催化劑提升管的上噴口在反應(yīng)床層620的頂部，含有霧化蒸汽的催化裂化汽油餾分617通過噴頭進入輔助流態(tài)化反應(yīng)器床層620的下部，與床層620中的催化劑進行接觸、氣化、混合和反應(yīng)。在輔助流態(tài)化反應(yīng)器615的反應(yīng)床層620內(nèi)，維持反應(yīng)溫度為350-600℃，原料預熱溫度為40-300℃，催化劑活性為50-70，湍動床重量空速為1-1000hr-1，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa。反應(yīng)后的催化劑進入輔助流態(tài)化反應(yīng)器615的汽提段618，與自汽提段618底部引入的汽提蒸汽619進行逆流接觸，以汽提出催化劑夾帶的油氣。汽提后的催化劑由斜管621進入再生器603。反應(yīng)后的油氣進入輔助流態(tài)化反應(yīng)器615的沉降段625，再進入頂部旋風分離器623與攜帶的催化劑進行分離，完全與催化劑分離的油氣624離開輔助流態(tài)化反應(yīng)器后，進入油氣分離系統(tǒng)。
本發(fā)明如果在常規(guī)重油催化裂化裝置的提升管預提升段中實現(xiàn)，將包括兩種情況1、圖7所示的發(fā)明流程，簡述如下預熱溫度為40-300℃的C4烴類711從底部進入提升管反應(yīng)器702的預提升段與由水蒸汽704提升的來自再生器703的高溫再生劑705混合后，在反應(yīng)溫度為400-650℃，催化劑與C4烴類重量比為2-100，催化劑活性為53-70，反應(yīng)時間為2.0-100.0s或重量空速為0.1-100hr-1，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、混合和催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以增產(chǎn)芳烴和乙、丙烯。反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑一起提升與含有霧化蒸汽的重油原料701混合，在反應(yīng)溫度為460-530℃，重油原料預熱溫度為160-250℃，催化劑油料重量比為5-8，催化劑活性為50-70，反應(yīng)時間為2.5-3.0s，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、水蒸汽與催化劑一起通過提升管反應(yīng)器702，到提升管反應(yīng)器702出口由高效氣固快速分離裝置706和沉降器頂旋707將反應(yīng)油氣710和催化劑分開，催化劑經(jīng)過沉降器708進入汽提段709，經(jīng)過汽提后進入再生器703。反應(yīng)油氣710離開沉降器708進入分餾系統(tǒng)進行富氣、汽油、柴油、回煉油、油漿的分離。
2、圖8所示的發(fā)明流程是在經(jīng)過擴大內(nèi)徑改造的預提升段內(nèi)實現(xiàn)的，簡述如下預熱溫度為40-300℃的C4烴類811從底部首先進入主提升管反應(yīng)器802底部的擴大段812底部，與來自再生器803的高溫再生劑805在反應(yīng)溫度為400-650℃，催化劑與C4烴類重量比為2-100，催化劑活性為53-70，反應(yīng)時間為2.0-100.0s或重量空速為0.1-100hr-1，反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、混合和催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以增產(chǎn)芳烴和乙、丙烯。其后，反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑一起向上流動，進入主提升管反應(yīng)器802中與含有霧化蒸汽的重油原料801混合，在反應(yīng)溫度為460-530℃，重油原料預熱溫度為160-250℃，催化劑油料重量比為5-8，催化劑活性為50-70，反應(yīng)時間為2.5-3.0s，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、水蒸汽與催化劑一起通過提升管反應(yīng)器802，到提升管反應(yīng)器802出口由高效氣固快速分離裝置806和沉降器頂旋807將反應(yīng)油氣810和催化劑分開，催化劑經(jīng)過沉降器808進入汽提段809，經(jīng)過汽提后進入再生器803。反應(yīng)油氣810離開沉降器808進入分餾系統(tǒng)進行富氣、粗汽油、柴油、回煉油、油漿的分離。
本發(fā)明如果同時將C4烴類在重油催化裂化反應(yīng)器和催化汽油改質(zhì)降烯烴輔助流態(tài)化反應(yīng)器中反應(yīng)，則還包括以下的反應(yīng)形式1、如果在常規(guī)重油催化裂化提升管反應(yīng)器預提升段和催化汽油改質(zhì)降烯烴輔助反應(yīng)器的預提升段中同時實現(xiàn)，可得到圖9的發(fā)明流程，詳細可見對圖7和圖1的描述；2、圖9中的輔助反應(yīng)器形式改為提升管加湍動床形式，可得到圖10的發(fā)明流程，詳細可見對圖7和圖2的描述；3、圖9中的輔助反應(yīng)器形式改為湍動床形式，可得到圖11的發(fā)明流程，詳細可見對圖7和圖3的描述；4、如果在常規(guī)重油催化裂化裝置提升管預提升段和單獨設(shè)立的C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中同時對C4烴類進行催化改質(zhì)，再將經(jīng)過單獨設(shè)立的C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器降溫后的催化劑引入催化汽油改質(zhì)降烯烴輔助反應(yīng)器進行反應(yīng)，可得到圖12的發(fā)明流程，詳細可見對圖7和圖4的描述；5、圖12中的輔助反應(yīng)器形式改為提升管加湍動床形式，可得到圖13的發(fā)明流程，詳細可見對圖7和圖5的描述；6、圖12中的輔助反應(yīng)器形式改為湍動床形式，可得到圖14的發(fā)明流程，詳細可見對圖7和圖6的描述；7、如果在經(jīng)過擴大內(nèi)徑改造的常規(guī)重油催化裂化裝置提升管預提升段和催化汽油改質(zhì)降烯烴輔助反應(yīng)器預提升段中同時實現(xiàn)C4烴類的催化改質(zhì)，可得到圖15的發(fā)明流程，詳細可見對圖8和圖1的描述；
8、圖15中的輔助反應(yīng)器形式改為提升管加湍動床形式，可得到圖16的發(fā)明流程，詳細可見對圖8和圖2的描述；9、圖15中的輔助反應(yīng)器形式改為湍動床形式，可得到圖17的發(fā)明流程，詳細可見對圖8和圖3的描述；10、如果在經(jīng)過擴大內(nèi)徑改造的常規(guī)重油催化裂化裝置提升管預提升段和單獨設(shè)立的C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中同時實現(xiàn)對C4烴類進行催化改質(zhì)，再將經(jīng)過單獨設(shè)立的C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器降溫后的催化劑引入催化汽油改質(zhì)降烯烴輔助提升管反應(yīng)器進行反應(yīng)，可得到圖18的發(fā)明流程，詳細可見對圖8和圖4的描述；11、圖18中的輔助反應(yīng)器形式改為提升管加湍動床形式，可得到圖19的發(fā)明流程，詳細可見對圖8和圖5的描述；12、圖18中的輔助反應(yīng)器形式改為湍動床形式，可得到圖20的發(fā)明流程，詳細可見對圖8和圖6的描述。
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或磷的Y型或HY型沸石、含或不含稀土或磷的超穩(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。
最后所應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，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)當理解依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種有效的C4烴類催化轉(zhuǎn)化的工藝方法，其特征在于將催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器的預提升段或者重油催化裂化的預提升段作為C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，或者是在催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器前單獨設(shè)立一個C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，再生后的高溫催化劑通過斜管從再生器進入C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的底部與預熱溫度為40-300℃的C4烴類混合后在反應(yīng)溫度為400-650℃、催化劑與C4烴類重量比為2-100、催化劑活性為53-70、反應(yīng)時間為2.0-100.0s或重量空速為0.1-100hr-1、反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、混合和催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以增產(chǎn)芳烴和乙、丙烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C4烴類催化轉(zhuǎn)化的工藝方法，其特征在于所述C4烴類以40-300℃的預熱溫度從底部進入的C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器時，可以是催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器的提升管預提升段；或者是單獨設(shè)在催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器前的專門C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器；也可以是重油催化裂化提升管預提升段，其中又可以是原提升管預提升段，又可以是在預提升段處增設(shè)內(nèi)徑擴大的反應(yīng)區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C4烴類催化轉(zhuǎn)化的工藝方法，其特征在于將催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器的預提升段作為C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，其反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑一起提升與催化汽油餾分在反應(yīng)溫度為350-600℃、汽油原料預熱溫度為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2.0-20.0s、反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa下進行接觸、氣化、混合和反應(yīng)；反應(yīng)油氣與催化劑一起通過催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器，到其出口由高效氣固快速分離裝置將改質(zhì)油氣和催化劑分開，催化劑進入沉降器和汽提段，經(jīng)過汽提蒸汽汽提后經(jīng)過斜管進入再生器；反應(yīng)油氣離開沉降器后，進入油氣分離系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的C4烴類催化轉(zhuǎn)化的工藝方法，其特征在于所述催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器是輔助提升管反應(yīng)器形式，并改為提升管加湍動床形式或者湍動床形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C4烴類催化轉(zhuǎn)化的工藝方法，其特征在于用單獨設(shè)在催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器前的專門C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器對C4烴類進行催化轉(zhuǎn)化后，將降溫后的裂化催化劑引入催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器進行催化汽油的改質(zhì)降烯烴反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物直接引入催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器沉降器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C4烴類催化轉(zhuǎn)化的工藝方法，其特征在于將重油催化裂化提升管的預提升段或在預提升段處增設(shè)內(nèi)徑擴大的反應(yīng)區(qū)作為C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，其反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑一起提升與含有霧化蒸汽的重油原料混合，在反應(yīng)溫度為460-530℃，重油原料預熱溫度為160-250℃，催化劑油料重量比為5-8，催化劑活性為50-70，反應(yīng)時間為2.5-3.0s，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、水蒸汽與催化劑一起通過主提升管反應(yīng)器，到提升管反應(yīng)器出口由高效氣固快速分離裝置和沉降器頂旋將反應(yīng)油氣和催化劑分開，催化劑經(jīng)過沉降器進入汽提段，經(jīng)過汽提后進入再生器。反應(yīng)油氣離開沉降器進入分餾系統(tǒng)進行分離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C4烴類催化轉(zhuǎn)化的工藝方法，其特征在于可以同時將催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器的預提升段和重油催化裂化的預提升段都作為C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器來對C4烴類進行催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以增產(chǎn)芳烴和乙、丙烯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C4烴類催化轉(zhuǎn)化的工藝方法，其特征在于可以同時將重油催化裂化的預提升段和在催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器前單獨設(shè)立的C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器都作為C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器來對C4烴類進行催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以增產(chǎn)芳烴和乙、丙烯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C4烴類催化轉(zhuǎn)化的工藝方法，其特征在于所用的催化劑可以是無定型硅鋁催化劑或分子篩催化劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有效的C4烴類催化轉(zhuǎn)化的工藝方法，將催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器的預提升段或者重油催化裂化的預提升段作為C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，或者是在催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器前單獨設(shè)立一個C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，C4烴類從底部進入C4烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器后，與來自再生器的高溫催化劑在反應(yīng)溫度為一定條件下進行接觸、混合和催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成一部分芳烴和乙、丙烯；反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑進入催化汽油改質(zhì)輔助反應(yīng)器或者重油裂化主提升管反應(yīng)器，本發(fā)明可以在增產(chǎn)芳烴、乙/丙烯的同時，通過降低催化劑溫度而有利于減少催化汽油改質(zhì)過程的損失，或通過減少重油催化裂化過程反應(yīng)時間而降低干氣產(chǎn)率。
文檔編號C10G63/00GK1624082SQ20031011545
公開日2005年6月8日 申請日期2003年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月2日
發(fā)明者高金森, 徐春明, 曹斌, 盧春喜, 白躍華 申請人:石油大學(北京)