[发明专利]FCC装置中的多级裂化和汽提方法

说明书

本发明涉及可被用在流化床催化裂化方法或FCC(流化催化裂化)方法中以最大化烯烃(即C₃和C₄烯烃，特别是丙烯)的产量的多级汽提方法。被整合到催化裂化方法中的该方法参与了限制汽油(其产量超出目标，尤其是在欧洲)产量的方法，因此不仅有助于增加烯烃的产量，还有助于最大化瓦斯油基本成分的产量。它适用于包含如下步骤的任意FCC方法：在流化床提升管反应器或下行反应器中反应的步骤、分离并汽提所述裂化烃和结焦催化剂颗粒的步骤和再生催化剂的步骤。它还涉及用于实施所述可用在催化裂化设备中的方法的装置，所述催化裂化设备可包括一个或多个提升管反应器和/或下行反应器。

这里术语“汽提”理解为意指包括由以下构成的操作：使用气态流体提取留存在流化反应器出口中的催化剂颗粒中的烃。此外，在其中进行该操作的FCC装置的容器被称为分离器(désengageur)/汽提器。术语“分离器”还因此涉及能够通过冲击(balistique)或离心分离将颗粒与烃分离的所述分离器/汽提器的一部分，而术语“汽提器”涉及该分离器/汽提器的其中发生颗粒汽提的部分。

多年来，在FCC技术上持有许可证的炼油厂和公司致力于优化这些方法和相应装置的操作。FCC方法的优化首先针对对应市场需求的液化气、石脑油和汽油类型的轻质产品的产量。主要存在对于轻质C₂至C₄烯烃的由于聚合物制造的需求，和对于汽油的主要用于轻型机动车辆行驶的需求，对于瓦斯油的需求不是最主要的。

顺便提及，在催化裂化操作中，原料被注入主反应器中，在该处所述原料在流化床中与热催化剂颗粒接触，所述催化剂颗粒源自用于在氧化气氛下烧掉在原料裂化方法中沉积在催化剂颗粒上的焦炭的再生器。在反应器的末端处，气态形式的裂化烃在分离器/汽提器中与结焦的催化剂颗粒分离。在该分离器/汽提器的分离器出口处，气态形式的裂化烃被送至分馏装置以便在其中被分离成数个烃质馏分。同时，结焦的催化剂颗粒以密相床的形式在分离器/汽提器的汽提器中被回收，在该处它们用惰性气体(优选蒸汽)逆流冲洗，其作用是清除留存在每个催化剂颗粒的孔中或密相床的缝隙中的所有痕量的残余烃。在汽提器的出口处，结焦和被汽提的催化剂颗粒被送至再生器。

通常，在没有外部应力的稳定操作中(即在装置中稳定的温度、压力和催化剂循环速率的条件下)，当反应器中形成的焦炭的量保持恒定时获得热平衡。为了装置操作的稳定性所需的和所形成的该焦炭的量的特征在于“δ-焦炭”。该δ-焦炭对应于在再生区域入口处存在的焦炭的量与在该区域出口处再生催化剂上存在的焦炭的量之差。如果δ-焦炭和因此再生的催化剂的温度由于仍留存在催化剂颗粒中的烃的存在而增加，则将有必要修改参数以调节装置。例如，可减少循环催化剂颗粒的流量以保持待裂化原料的反应温度在可接受的限度内，或者调节原料的预热。

因此，负责改进FCC操作的工程师对在反应器出口回收的催化剂结焦颗粒的最佳汽提问题和可能的分离器/汽提器配置问题特别感兴趣。事实上，必要的是尽可能有效地将留存在结焦的催化剂中的烃分离出来。结焦颗粒的汽提不充分是在再生器中燃烧较高的根源，因此是生产中由催化剂传递至反应器的热增加的根源，以及最后不必要的干燥气体增加和期望的转化产品(如C3至C4烯烃，汽油和瓦斯油基本成分)产量损失的根源。此外，再生器的过热可能导致极端情况下的冶金学损伤和催化剂的加速失活。在另一方面，汽提过长可能是不必要的二次反应的根源，如特别是催化剂颗粒的过度结焦，其存在最终导致这些颗粒部分失活的风险。因此，汽提时间需要最佳以避免这两个缺陷并维持FCC装置的稳定操作条件。

汽提操作的效率对于裂化操作的适当的控制是必要的。该效率是通过确定催化剂颗粒的焦炭中残余的氢来测量。好的汽提效率是指按重量计相对于焦炭重量为6％至6.5％的值。

为了达到、或甚至提高该汽提效率，FCC方法的的专业人员已开发出使得可能促进该分离的多种技术。通常，已证明向汽提器中在朝向再生器的催化剂颗粒密相床的路径中引入挡板，同时保持用惰性气态流体逆流冲洗这些颗粒，促进了所期望的分离。

在这些挡板执行的同时，专业人员开发了能够更好的将结焦催化剂颗粒密相床分割成多个流并使这些颗粒更易接近汽提流体的填充物，从而进一步除去留存在颗粒中的烃，例如根据专利WO01/047630。