[发明专利]用于具有低芳族化合物含量的高柴油收率和/或高丙烯收率的催化裂化工艺

说明书

本发明涉及用于使来自FCC原料的低芳族化合物柴油最大化的工艺。

目前，几乎所有的催化裂化都在流化催化裂化(FCC)工艺中施行。在此工艺中，小颗粒的催化剂材料悬浮在上升的气体中。原料通过喷嘴被喷到催化剂颗粒上。原料分子在催化剂颗粒上被裂化，从而产生裂化产物，这构成了携带催化剂颗粒通过反应器的上升的气体。催化剂颗粒与反应产物分离，并被输送到汽提段，在汽提段内，催化剂颗粒经历剧烈的蒸汽处理以去除尽可能多的烃分子。在汽提塔之后，催化剂颗粒被输送到再生器，在再生器内，反应过程中形成的焦炭被燃烧掉且催化剂被再生供进一步使用。前述内容是单级裂化工艺的简要描述，此工艺是目前最广泛使用的工艺。

标准FCC工艺中的催化剂通常包括大孔酸性沸石，诸如Y-沸石或Y-沸石的稳定化形式。通常而言，Y-沸石与可以是氧化铝或二氧化硅-氧化铝的基体材料结合。催化剂还可以包括用于提高其对因原料的金属污染物尤其是镍和矾造成的毒化的抵抗力的组分。可以存在其他组分以从原料中捕集硫。主要来说，实际的裂化工艺发生在大孔沸石的酸性部位上。

FCC工艺的产物随后被分成若干馏分。干气是当在环境温度下被压缩时不能液化(因而，术语干)的低分子量的馏分。干气包括H₂S、氢、甲烷、乙烷和乙烯。液化石油气(LPG)馏分由在室温下呈气体形式、但被压缩时液化的化合物组成。此馏分主要包括丙烷、丙烯、丁烷及其单烯烃和二烯烃。

汽油馏分具有从约40℃到约165℃和220℃之间的沸点范围。端点可以变化以满足精炼工艺的特定目的。汽油馏分形成了作为配备奥托发动机的机动车的燃料销售的商用汽油的基础。对汽油馏分的其中一个主要要求是其具有尽可能高的辛烷值。直链烃具有低的辛烷值；支链烃具有较高的辛烷值，且辛烷值还随着烷基的数目增大。烯烃具有高的辛烷值，而芳族化合物具有甚至更高的辛烷值。

轻循环油馏分或LCO馏分是一种沸点高于汽油馏分的沸点且低于约350℃的馏分。通常需要进行加氢处理以将LCO转化成柴油燃料，从而满足政府法规。就LCO的氮含量、其硫含量以及其芳族化合物含量而言，LCO的质量决定了LCO馏分可以被共混到原料中的速率，原料在加氢处理工艺中被转化成柴油燃料。对柴油燃料来说，具有尽可能高的十六烷值是重要的。直链烃具有高的十六烷值；支链烃、烯烃和芳族化合物具有非常低的十六烷值。

具有高于约350℃的沸点的产物馏分被称为“底部产物(bottom)”。虽然期望以最大可能性的转化率进行操作，但是产物混合物的组成会受到高转化率操作的不利影响。例如，焦炭收率(coke yield)随着转化率的增大而增大。焦炭是描述碳和预碳沉积物形成在催化剂上的术语。在某种程度上，焦炭的形成对裂化工艺是必要的，因为这为吸热的裂化反应提供了能量。然而，高的焦炭收率是不期望的，这是因为燃烧除去焦炭产生的热比工艺要求的热多，这导致烃物质的损失并破坏了热平衡。在这些条件下，可能需要释放部分所产生的热，如通过在再生器内提供催化剂冷却设备，或以部分燃烧模式来操作工艺。

一般而言，FCC产物流的最期望的馏分是轻质烯烃、汽油馏分和LCO馏分。后两者之间的期望的分离由商用汽油和商用柴油的相对需求量以及加热燃料的季节性需求量决定。

由于需要高的十六烷值，所以期望轻循环油馏分中的芳族化合物的量保持尽可能少。由于它们的沸点，形成的任何芳族化合物的大部分将最终处于轻循环油馏分中。因此，期望使裂化工艺中形成的芳族化合物的量最少。来自热裂化工艺和催化裂化工艺的LCO通常具有低的十六烷值。通常来说，来自常规的FCC工艺的十六烷值的范围是从约20到约25。然而，越来越期望推动柴油池的十六烷值至50以上。

诸如苯和甲苯的较轻的芳族化合物成为裂化产物分布的汽油馏分的一部分。由于汽油的芳族化合物组分的高辛烷值，所以它们可以被认为是期望的。然而，由于越来越关注芳族化合物的毒性，所以已经期望形成低芳族化合物含量的汽油馏分。精炼厂的汽油池的辛烷值可以通过来自FCC的丁烯流和异丁烷流的烷基化而得到提高。

因此，期望开发出一种用于FCC原料裂化的裂化工艺，与常规的FCC工艺相比，由此减少了芳族化合物的形成。特别期望提供一种与常规的FCC工艺相比，能够产生高收率的具有低芳族化合物含量和较高十六烷值的轻循环油馏分的催化裂化工艺。