[发明专利]重油裂化方法

说明书

与相关申请的交叉参照

本申请要求2009年7月8日提交的美国专利临时申请序列号61/223,885的优先权。

技术领域

本发明涉及裂化重油的一种方法。更具体地，本发明涉及利用分段法将重油进料转化成裂化了的沥青产物的一种裂化重油的方法。

背景技术

最近的一篇综述文章[Hulet(2005)]考查了过去25年来发展起来的短停留时间裂化过程的关键特征和布局。该文简要地总结了短停留时间过程的前景，关键特征和面临的挑战。

“考虑短停留时间裂化过程具有强烈的经济上的刺激动机。这样的过程不仅提高了更有价值的液体和气体产物的收率，而且，更加紧凑的设计也会降低投资成本。看来仔细控制蒸气的停留时间对于防止二次裂化以使原料最大程度的裂化是至关重要的。原料与热源的迅速且充分的混和不仅实现了均匀的分散，同时也是一个需要考虑的关键设计方面。最后，不仅为了有助于控制产物的停留时间和避免二次裂化，而且，从热平衡的观点出发也必须仔细考虑迅速且完全的分离。”

这些深入透彻的见解建议短停留时间裂化过程应当迅速加热进料，迅速分离产物以控制所有产物的停留时间，迅速冷却反应产物以避免二次裂化，以及富有成果地利用热能。最成功的短停留时间裂化过程满足所有这些评判标准。但是，这些过程中没有一个在处理沥青质渣油时完全符合所有这些评判标准。处理沥青质渣油时完全符合所有这些评判标准是更加有效地脱沥青，热裂化和加氢裂化过程的目标。

流化床催化裂化(FCC)无疑是最普通和工业上最成功的短停留时间裂化过程。典型地，FCC过程使瓦斯油沸程的烃原料与热的催化剂颗粒在一夹带床，短停留的提升管反应器内密切接触，生成更加有价值的裂化产物，尤其是汽油和烯烃类，以及不那么希望有的副产物干气和焦炭。FCC过程的开发者们已经采用了改进的喷料嘴设计来提高进料的加热速度。FCC喷料嘴改善了碳质进料和经过再生了的催化剂初始接触的均匀性，它提高了进料的加热速度，减少了FCC所产生的不那么希望有的干气和焦炭。例如，美国专利6.387,247总结了长期持续的努力改进进料喷嘴来提高原料加热速度和提升FCC反应器的总体性能。

FCC过程的开发者们也已经识别出控制停留时间的各种方法。例如，美国专利6,979,360揭示在FCC反应器中实现短接触时间烃转化，且迅速惯性分离FCC反应器的气体和固体产物的方法。美国专利6,616,900利用具有段间移出产物的分段FCC提升管反应器延伸了这个概念。美国专利5,762,882揭示通过气化从废催化剂中除去反应产物的方法。对于馏出液进料来说，副产物焦炭的产量大致与FCC过程的热量需求平衡。FCC进料中沥青渣越多则结焦率越高，这对于过程性能有很大的负面影响。美国专利4,415,438揭示采用热稳定的催化剂和提高催化剂再生温度来提高重油进料的加热速度和降低结焦率。美国专利5,271,826是通过提高再生过的催化剂与进料的比例来实现升高提升管的初始温度，然后加入急冷液来调节提升管温度达到了类似结果。加拿大专利2,369,288揭示在FCC反应器类型的短接触时间反应器中对渣油进料与惰性固体一起进行热裂化以排除催化剂失活问题，但是也产生了差的产物收率分布，包括焦炭产量超过了过程的热量需求。美国专利申请公开2006/0042999揭示对FCC重油进料进行脱沥青处理来降低由于进料中的金属和焦炭前体所引起的催化剂失活速率。美国专利6,171,471揭示对FCC重油进料进行脱沥青处理与轻度加氢裂化相结合来降低由于进料中的金属和焦炭前体所引起的催化剂失活速率。尽管这些方法努力降低沥青渣进料时的FCC过程结焦率，结焦率还是远远超过预热再生过的催化剂或惰性固体所需要的数量。