[发明专利]结焦粒子再生的方法

说明书

本发明涉及结焦粒子的再生方法，更具体涉及在例如烃焦化和催化裂化的过程中结焦粒子的再生方法。

将原油的低价值、高沸点馏分升级为可用于生产较高价值燃料例如汽油、柴油和煤油的较低沸点烃是原油精炼的重要方面，为了实现这个目的，已经开发了许多烃焦化和裂化法。这样的方法在重质原油资源例如焦油砂和页岩油的开发中、以及在从到期和衰退油井中提出的重质原油的加工中，变得越来越重要。

通常用于原油精炼厂的焦化和裂化法的实例包括流化催化裂化(FCC)、氢化裂解、延迟焦化、减粘裂化、灵活焦化和流化焦化。这些方法许多记载于Kirk-Othmer Encyclopaedia of Chemical Technology(Kirk-Othmer化学技术百科全书)，第三版，17册，205-217页。

焦化过程一般用于升级非常重质的、低价值馏分例如具有高的康氏(Conradson)残碳含量、典型超过5重量％的减压渣油，以产生较轻质烃组分和焦炭。在例如流化焦化中，烃原料被喷洒到包含热粒子的流化床的反应器中。与粒子接触后，烃经历裂化反应，产生轻质烃例如C₁至C₄烃、石脑油、馏分油和附加形成的焦炭，所述焦炭随后被除去。添加的粒子往往是焦炭粒子，一部分焦炭粒子可以被磨碎成适当的大小并返回焦化反应器。替代或是附加地，可以使用诸如二氧化硅或沙粒的粒子，它们在返回焦化反应器之前经再生以除去焦炭，如例如GB 792,763所述。在灵活焦化中，焦炭粒子和/或结焦粒子通过与再生区中的蒸汽和/或氧接触而被气化，如Kirk-Othmer Encyclopaedia of Chemical Technology(Kirk-Othmer化学技术百科全书)，第三版，17册，214页中所述。

催化裂化过程，诸如FCC，典型地包括将烃原料与固体酸催化剂在高温下接触，导致它们催化分解成较小的烃。烃原料通常比用于焦化过程的烃原料更轻质，具有更低的康氏残炭含量，例如重质汽油或减压汽油，乃至在上述焦化反应中产生的一些较重质汽油。

在典型的FCC方法中，催化剂在原料中的被蒸发烃的作用下、并还借助于共同进料的流化或提升气体，上升通过裂化反应器(亦称“提升器”)。较小、较低沸点烃与流化气体一起离开反应器，其中它们被分离并通常经进一步处理以产生燃料储料。另一种反应产物是固体碳质残渣、或焦炭，其中有一些沉积在催化剂上，造成催化剂失活。为了再生催化剂，FCC法通常从反应器移去催化剂，将它供应给再生器中除焦。任选地，催化剂在被供应给再生区之前经历汽提步骤以除去任何被吸附的产物或未反应的烃，否则如果它们留在催化剂上并供应给再生器的话，将降低产率。

典型地，在FCC和焦化过程中，通过在氧存在下燃烧以主要产生二氧化碳(CO₂)，从催化剂粒子上除去焦炭。燃烧产生的热可用于平衡在吸热裂化反应期间从过程中损失的热。但是，在例如当加工康氏残炭含量(其可以使用分析法ASTM D-189测量)高的油时形成大量焦炭的情况下，燃烧产生的热可以提高到能够损害或破坏催化剂和相关反应器设备的水平。另外，再生装置不能供应将催化剂上大量焦炭氧化所需要的氧量。因此，在不限制再生的催化剂的量、或原料不用生焦潜力较低的油例如康氏残炭值较低的原料稀释的情况下，不容易实现这样的油的加工。

报告的一种减少热生成的方法记载于US 4,888,156，其涉及使用所谓的催化剂冷却器，其中再生器包括从过程中除去热量的换热管，例如使用水冷却剂的换热管。

降低再生区中产生的一定量的热的又一种方法是使用贫氧供料，致使只发生焦炭的部分燃烧，产生一氧化碳(CO)。产生的CO能够在另外的反应器中进一步燃烧，产生CO₂和附加热，不引起催化剂损害。来自这种第二氧化或燃烧的附加热能够通过加热蒸汽供料而捕集。US 6,660,683提供了能够用于再生FCC催化剂的不同类型氧化模式的概括。