專利名稱：用于在具有兩個立管的催化裂化裝置中控制操作條件的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及催化裂化石油鎦分的領域，更特別地涉及稱為重餾分的鎦分。用于重餾分的FCC (流化床催化裂化)的主要進料通常是烴或主要(即至少80% ) 包含沸點超過340°C的分子的烴混合物。該進料包含有限量的金屬(Ni+V)，通常小于 50ppm，優(yōu)選小于20ppm，和通常超過11重量％(通常為11. 5%-14. 5%范圍且優(yōu)選11. 8%-13% 范圍)的氫含量。還優(yōu)選將氮含量限制為低于0.5重量％。進料(由ASTM D 482標準定義)的康拉遜殘?zhí)恐?縮寫成CCR)對裝置的尺寸具 有主要影響以滿足熱平衡。取決于進料的康拉遜殘?zhí)恐担固慨a率需要具體調整裝置的尺 寸以滿足熱平衡。這些重餾分特別可來源于常壓蒸餾、來自真空蒸餾、來自加氫裂化裝置或來自脫 浙青。精煉廠的催化裂化裝置用來制造汽油的基油(base)，即餾程為35°C _250°C的鎦 分。越來越常見的，該最初目標伴隨著一個新的目標，即輕烯烴(主要是乙烯和丙烯)的共 同制造。通過在主要反應器(遵循本領域技術人員的命名法，由于催化劑的上升流動和反 應器的細長形狀，在本文其余部分稱為主要立管)中裂化重進料確保汽油的制造。通常通過將由催化裂化裝置產生的汽油餾分或來自等同進料如C5、C6、C7或08低 聚物的一部分再循環(huán)到附加反應器(稱為附加立管)得到丙烯的共同制造。在本文其余部分中，術語“主要立管”(1)將用來指向汽油制造的立管，而術語“次 級立管”(2)將用來指示專用于丙烯制造的立管。丙烯的共同制造需要(與主要立管的操作條件相比較)，對次級立管操作條件的 較大改變。得到的次級立管中優(yōu)化的丙烯生產條件為出口溫度為550°C -650°c，并優(yōu) 選580 °C _610°C，接觸時間為20-500ms，優(yōu)選50ms-200ms (ms=毫秒)和固體流速為 150-600kg/s/m2，接觸時間定義為反應器中存在的催化劑的體積相對于流體在反應操作條 件下經過反應器通行的體積流量的比率。這些條件意味著所述次級立管在10-35，優(yōu)選14-25范圍的催化劑與進料比率(表 示為C/0)操作。通常，在汽油制造條件下操作的傳統(tǒng)型立管在4-15，優(yōu)選5-10范圍的催化 劑與進料比率，以及510°C-580°C，優(yōu)選520°C-570°C范圍的立管出口溫度(表示為TS)下 運行。C/0比率的提高和出口溫度TS的提高將一起稱為更大強度的操作條件。因此，所述次級立管在與主要立管相比顯著更大強度的操作條件下運行。所述兩個立管供應有再生催化劑，其溫度源于焦炭的燃燒。為了達到合意的裂化 溫度，在所述裝置中循環(huán)的催化劑的量因此取決于再生溫度。所述第一立管操作的變化因 而能夠改變所述再生溫度并直接影響所述第二立管的功能。
本發(fā)明能夠借助于兩個立管中催化劑入口溫度的獨立控制實現(xiàn)每一立管功能條 件的獨立且優(yōu)化的控制。在本文其余部分，術語“催化劑冷卻器(cat cooler) ”將用來表示在所述再生區(qū)域 外部的熱交換器，其能夠冷卻從所述區(qū)域中的某點移走的催化劑并在冷卻之后再引入到所 述再生區(qū)域的其它點中。本發(fā)明中使用的催化劑冷卻器與現(xiàn)有技術催化劑冷卻器不同在于其具有將冷卻 的催化劑直接送回所述立管之一的至少一個特定出口。現(xiàn)有技術
在專利FR-07/04672中已經描述了涉及具有兩個立管的催化裂化裝置的現(xiàn)有技術，所 述兩個立管中一個常規(guī)用于制造汽油，另一個在更苛刻條件下操作以產生輕烯烴。本申請并不描述用于實現(xiàn)每一立管溫度的獨立且優(yōu)化控制的機構。本發(fā)明的目的是描述能夠有效地用來調節(jié)每一立管入口處的催化劑溫度的機構， 以便同時優(yōu)化主要立管中的汽油制造和次級立管中的丙烯的共同制造。


圖1顯示了具有兩個立管和兩個催化劑冷卻器的本發(fā)明催化裂化裝置的設計，其中每 個立管都供應有從相應立管的專用催化劑冷卻器直接導出的催化劑。本發(fā)明簡要說明
本發(fā)明因而在于使用催化裂化裝置的新型構造用于制造汽油和用于共同制造丙烯的 方法，其能夠實現(xiàn)供應有專用于制造汽油的常規(guī)進料的并在中等強度(moderate severity condition)條件下操作的主要立管和供應有汽油或等同餾分的、專用于制造丙烯的并在高 強度條件下操作的次級立管中溫度和接觸時間條件的獨立控制。圖1顯示了本發(fā)明一個優(yōu)選實施方案的圖示。主要立管1供應有從再生區(qū)域導出的催化劑，所述催化劑已經在稱為主要催化劑 冷卻器的催化劑冷卻器7中冷卻，并從所述催化劑冷卻器的出口經由輸送線路10直接輸送 至所述主要立管1的底部。用于所述催化劑經由所述再生區(qū)域、催化劑冷卻器7、輸送線路10和主要立管1通 行的回路稱為主要回路。次級立管2供應有從再生區(qū)域導出的催化劑，所述催化劑已經在稱為次級催化劑 冷卻器6 (其不同于所述主要催化劑冷卻器7)的催化劑冷卻器6中冷卻，并從所述次級催 化劑冷卻器的出口經由輸送線路12直接輸送至所述次級立管2的底部。用于所述催化劑經由所述再生區(qū)域、催化劑冷卻器6、輸送線路12和次級立管2通 行的回路稱為次級回路。供應有從再生區(qū)域移出的相同催化劑的兩個不同的催化劑冷卻器(因而包括不 同的交換表面)的存在意味著在優(yōu)化條件下冷卻的一部分催化劑能夠被輸送到所述主要 立管1和在優(yōu)化條件下冷卻的一部分催化劑能夠被輸送到所述次級立管2。將催化劑冷卻 器布置在每一催化劑回路上的事實意味著輸送至每個立管的催化劑溫度能夠獨立進行控 制且每一立管的功能因而能夠獨立地優(yōu)化。所述主要立管1被優(yōu)化為在中等強度條件下操作而所述次級立管2優(yōu)化為在高強 度條件下操作。
進一步地，將離開每個催化劑冷卻器(主要或次級)的催化劑直接輸送至對應立 管(分別是主要或次級)伴隨著不可忽略的能量節(jié)省，其計算為由每一催化劑冷卻器交換 的總熱量的大約10%，與在所述再生區(qū)域提供內部冷卻(即在所述再生區(qū)域內具有用于經 冷卻催化劑的一個出口)的單個催化劑冷卻器相比較。該節(jié)省由在本發(fā)明的構造中，燃燒 空氣沒有冷卻，與傳統(tǒng)型布置相反的事實得到解釋。本發(fā)明與再生區(qū)域的任何構造類型相容，無論所述區(qū)域具有單級還是串聯(lián)的兩級 操作。因此，其可應用于重新改造現(xiàn)有裝置而無需改變所述再生區(qū)域(空氣在該再生區(qū) 域中燃燒在反應期間形成焦炭)。更確切地說，本發(fā)明因此能夠定義為包括用于催化劑的兩個獨立回路的流化床催 化裂化裝置，其溫度以單獨方式控制
第一回路，稱為“主要”回路，包括在中等強度條件下操作的主要立管并包括放置在所 述再生區(qū)域和所述反應區(qū)域之間的催化劑冷卻系統(tǒng)(主要催化劑冷卻器)；
第二回路，稱為“次級”回路，包括在高強度條件下操作的次級立管并包括放置在所述 再生區(qū)域和所述反應區(qū)域之間的催化劑冷卻系統(tǒng)(次級催化劑冷卻器)。所述次級立管操作的接觸時間為50至200ms，和催化劑流速為150kg/m2. s至 600kg/m2. s (ms是毫秒的縮寫，即10_3秒)。還可以使用不僅獨立地控制所述立管的每個入口溫度，而且獨立地控制每一立管 的兩個入口溫度中的差值的其它機構。在該情況下，用具有兩個用于不同出口供經冷卻的催化劑的單個催化劑冷卻器冷 卻供應所述主要立管1的催化劑，所述兩個出口中的第一出口連接至所述再生區(qū)域而第二 出口使用特定管線連接至所述次級立管。用于所述主要立管1的催化劑從位于所述再生區(qū)域中以用于移出所述催化劑的
點供應。通過使離開所述再生區(qū)域的一部分催化劑與經由特定管線直接離開所述催化劑 冷卻器的另一部分催化劑混合來控制在次級立管2中的加熱。這是所述催化劑冷卻器為什么在該變體中具有用于催化劑的兩個不同出口的原 因，一個出口將經冷卻的催化劑送回再生區(qū)域中的點，另一個出口將經冷卻的催化劑經由 特定管線輸送至次級立管2。調節(jié)兩個催化劑物流的比率能夠在所述次級立管中產生所需條件。在該情況下， 輸送至主要立管的催化劑溫度受到次級立管溫度的影響。在該構造中，輸送至每個立管的 催化劑之間的溫差受到控制。由此通過適宜于單個催化劑冷卻器的設計提供了用于每個立 管的優(yōu)化條件。發(fā)明的詳細說明
結合對應于本發(fā)明基礎情況的附圖1將更好地理解以下描述。本發(fā)明的催化裂化裝置具有第一立管和第二立管，所述第一立管稱為主要立管1， 其加工可能已經加氫處理或可能沒有加氫處理的常規(guī)減壓餾分或殘余物，所述第二立管稱 為次級立管2，加工用于制造烯烴的輕質進料。該輕質進料可以由汽油餾分，特別是由裂 化裝置自身制造的汽油的一部分構成，其因而再循環(huán)至次級立管2的底部，或由其餾程為35°C至250°C，例如C5、C6、C7和C8低聚物的任何餾分構成。所述主要立管1在常規(guī)裂化條件下操作，所述常規(guī)裂化條件可以概括如下 C/0比率為4至15，優(yōu)選5至10 ；
立管出口溫度為510°C至580°C，優(yōu)選520°C至570°C。所述次級立管2在更大強度條件下操作，所述更大強度條件能夠概括如下 接觸時間為20至500ms，優(yōu)選50至200ms ；
C/0比率為10至；35，優(yōu)選14至25 ； 立管出口溫度為550°C至650°C，優(yōu)選為580°C至610°C ； 催化劑流速為150至600kg/m2. s。用于每個立管的強度條件憑籍用于每個立管的特定冷卻系統(tǒng)而產生，所述特定冷 卻系統(tǒng)稱為用于所述主要立管1的主要催化劑冷卻器10和用于所述次級立管2的次級催 化劑冷卻器12。術語“催化劑冷卻器”表示作為流化床操作的在所述再生區(qū)域外部的交換器，且其 能夠冷卻從所述再生區(qū)域移出的催化劑，然后經由管線將其再引入反應區(qū)域，所述管線帶 領所述冷卻的催化劑離開催化劑冷卻器到達所述立管的底部。該輸送線路標注為10以供 應所述主要立管1，和標注為12以供應所述次級立管2。當再生區(qū)域包括兩級(在圖1中對于第一級標注4和對于第二級標注為幻時，通 常在715°C至800°C，優(yōu)選接近750°C的溫度將催化劑從所述第二級移出。當所述再生區(qū)域 僅僅包括一級時，在650°C至780°C，優(yōu)選接近750°C的溫度將催化劑從所述級移出?？梢允褂帽绢I域技術人員公知的任何系統(tǒng)進行反應區(qū)域中的氣-固分離，例如專 利申請FR-06/10982中描述的那些。將在氣-固分離系統(tǒng)之后回收的催化劑輸送至汽提區(qū)域8然后經由稱為豎管5的 線路輸送至再生區(qū)域，其中催化劑以450至600kg/m3的密度循環(huán)。用于本發(fā)明的催化體系包含至少一種堿性沸石，其通常分散在適當基體如氧化 鋁、二氧化硅、二氧化硅-氧化鋁中，向其中例如可以加入至少一種具有形態(tài)選擇性(form selectivity)的沸石。最常使用的堿性沸石是Y型沸石，但有利地，可以使用其它沸石，單獨使用或以與 Y型沸石混合物的形式使用。本發(fā)明方法中的催化劑特別地可包括至少一種具有形態(tài)選擇性的沸石，所述沸石 包括硅和至少一種選自鋁、鐵、鎵、磷、硼的元素，優(yōu)選鋁。具有形態(tài)選擇性的所述沸石可以是以下結構類型之一 MEL(例如ZSM-11)、 MFI (例如 ZSM-5)、NES、EUO、FER、CHA。具有形態(tài)選擇性的沸石相對于沸石總量的比例可作為使用的進料和所需產物范 圍的函數(shù)而變。在本發(fā)明中，使用m至60%，優(yōu)選3%至40%和更優(yōu)選3%至30重量％的具 有形態(tài)選擇性的沸石。
實施例為了舉例說明本發(fā)明，使用三個實施例，標注為實施例1、2和3。實施例1和2涉及現(xiàn)有技術；實施例根據(jù)本發(fā)明。
用于主要立管的進料是加氫處理的常壓渣油，其具有以下性質 H2含量=12重量％;
康拉遜殘?zhí)?CCI )=5. 7%； Ni+V 含量=21ppm 密度=0. 935。所述催化劑是補充有10重量％ZSM_5的Y型沸石。再循環(huán)至次級立管的輕餾分是來自主要重進料轉化立管的C6+-220°C餾分，其中 產生的50%總汽油再循環(huán)到雙立管裂化裝置。實施例1
該實施例舉例說明具有2個立管和1個催化劑冷卻器和2級再生區(qū)域的催化裂化裝置 的情況，立管1被優(yōu)化用于制造汽油，而未優(yōu)化的立管2供應有來源于主要立管的一部分催 化汽油。新鮮進料的流速，主要立管 再循環(huán)至次級立管的輕質進料流速 新鮮進料的溫度，主要立管 溫度，再循環(huán)至次級立管的輕質進料 溫度，主要立管出口 溫度，次級立管出口 溫度，第1級再生器 溫度，第2級再生器 催化劑的溫度，主要立管入口 催化劑的溫度，次級立管入口 C/0比率，主要立管 C/0比率，次級立管 在催化劑冷卻器中交換的熱量 得到的產率構成在以下表1中給出
干燥氣體(具有H2S)6. 48C2=1. 97C3=10. 14LPG (C3t+C4t)28. 90C5-22032. 82220-36012. 49360+9. 09焦炭10. 22表1。實施例2
該實施例舉例說明具有2個立管和1個催化劑冷卻器和2級再生區(qū)域的催化裂化裝置 情況，立管1沒有優(yōu)化，而立管2優(yōu)化用于制造烯烴。新鮮進料的流速，主要立管^4t/h 再循環(huán)至次級立管的輕質進料流速57t/h 新鮮進料的溫度，主要立管200°C
294t/h 57t/h 200 °C 70 °C 560 °C 580 °C 67 rc 718 °C 718 °C 718 °C 8 13
42000Mcal/h
7溫度，再循環(huán)至次級立管的輕質進料70°C
溫度，主要立管出口560°C
溫度，次級立管出口580°C
溫度，第1級再生器620°C
溫度，第2級再生器651°C
催化劑的溫度，主要立管入口651°C
催化劑的溫度，次級立管入口651°C
C/0比率，主要立管14
C/0比率，次級立管25
在催化劑冷卻器中交換的熱量50500Mcal/h。該實施例顯示在常規(guī)情況中，對于每個立管不能同時實現(xiàn)優(yōu)化條件。產生用于次 級立管的優(yōu)化的c/0條件需要經由所述催化劑冷卻器在reg2和regl之間的更高冷卻。該 過量的冷卻導致regl(620°C )和reg2(65rC )溫度的過大下降，這意味著不能得到優(yōu)化的 再生條件，因為這在優(yōu)選范圍之外。進一步地，所述第二立管的優(yōu)化使所述主要立管去穩(wěn)定 化，這意味著其C/0從8變化到14。得到的產率構成在以下表2中給出
權利要求
1.使用催化裂化裝置來制造汽油和共同制造丙烯的方法，所述催化裂化裝置包括一級 或兩級催化劑再生區(qū)域和具有兩個立管的反應區(qū)域，一個稱為主要立管，另一個稱為次級 立管，它們在不同的強度條件下并行操作，所述主要立管的C/0比率為6至14，所述次級立 管的C/0比率為10至35，主要立管出口溫度為510°C至580°C，次級立管出口溫度為550°C 至650°C，所述次級立管中的接觸時間為20至500ms，并且催化劑在兩個并聯(lián)回路中在所述 再生區(qū)域和所述反應區(qū)域之間循環(huán)，一個回路稱為主要回路，其包括所述主要立管和第一 外部催化劑冷卻系統(tǒng)(稱為主要催化劑冷卻器)，而一個回路稱為次級回路，其包括次級立 管和第二外部催化劑冷卻系統(tǒng)(稱為次級催化劑冷卻器)，所述第一冷卻系統(tǒng)供應有從所 述再生區(qū)域移出的催化劑并釋放出直接供應所述主要立管的冷卻的催化劑，且所述第二冷 卻系統(tǒng)供應有從所述再生區(qū)域移出的催化劑并釋放出直接供應所述次級立管的冷卻的催 化劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的制造汽油和共同制造丙烯的方法，其中所述次級立管以50ms 至200ms的接觸時間和150至600kg/s. m2的固體流速運行。
3.如權利要求1所述的使用催化裂化裝置制造汽油和共同制造丙烯的方法，其中所述 主要立管的c/0比率為7至12，和所述次級立管的C/0比率為14至25。
4.如權利要求1的使用催化裂化裝置制造汽油和共同制造丙烯的方法，其中所述主要 立管的出口溫度為520°C至570°C，和所述次級立管的出口溫度為580°C至610°C。
5.如權利要求1的使用催化裂化裝置制造汽油和共同制造丙烯的方法，其中供應所述 主要立管的進料的氫含量為11. 5%至14. 5%，優(yōu)選為11. 8%至13%，和供應所述次級立管的 進料的餾程為35°C至250°C。
6.如權利要求1的使用催化裂化裝置制造汽油和共同制造丙烯的方法，其中供應所述 次級立管的輕質進料由所述催化裂化裝置自身所產生的一部分汽油構成。
7.如權利要求1的使用催化裂化裝置制造汽油和共同制造丙烯的方法，其中供應所述 次級立管的輕質進料由C5、C6、C7和C8低聚物構成。
8.如權利要求1的使用催化裂化裝置制造汽油和共同制造丙烯的方法，其中用于催化 裂化的所述催化劑包括具有形態(tài)選擇性的沸石，其選自以下組MEL、NES、EUO、FER、CHA。
9.如權利要求1的使用催化裂化裝置制造汽油和共同制造丙烯的方法，其中具有形態(tài) 選擇性的沸石相對于沸石總量的比例為1至60重量％，優(yōu)選3%至40重量％，且更優(yōu)選3% 至重量％。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用催化裂化裝置來制造汽油和共同生產丙烯的方法，所述催化裂化裝置包括催化劑再生區(qū)域和反應區(qū)域，該反應區(qū)域具有處于不同的強度(severity)條件下并行地運行的兩個立管，催化劑在兩個并聯(lián)回路(circuit)中在所述再生區(qū)域和反應區(qū)域之間循環(huán)，一個回路稱為主要回路(包括第一外部催化劑冷卻系統(tǒng))，而一個回路稱為次級回路(包括第二外部催化劑冷卻系統(tǒng))。
文檔編號C10G11/05GK102066528SQ200980122865
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月3日 優(yōu)先權日2008年6月17日
發(fā)明者F·弗內特, T·戈捷 申請人:Ifp 新能源公司