[发明专利]采用催化裂化系统的热平衡操作催化裂化费-托衍生原料的方法

说明书

本发明涉及使用按热平衡操作的催化裂化系统裂化费-托衍生原料的催化裂化方法。

1940年代以来，重质烃流化催化裂化(FCC)以生成较低沸点的烃产物如汽油的技术已经存在。通常，催化裂化系统(FCC装置)包括提升管反应器、催化剂分离器和汽提塔以及再生器。FCC原料被引入提升管反应器中，它在那里与来自再生器的热FCC催化剂接触。原料和FCC催化剂的混合物流过提升管反应器并流入催化剂分离器，在那里得到的裂化产物与FCC催化剂分离。经分离的裂化产物从催化剂分离器流至下游的分离系统，经分离的催化剂流至再生器，在那里将在裂化反应期间沉积在FCC催化剂上的焦炭烧除以提供经再生的催化剂。得到的经再生的催化剂用作上述热的FCC催化剂和与被引入提升管反应器的FCC原料混合。

FCC装置的操作需要它处于热平衡。为达到热平衡操作需要在吸热的裂化反应(大多发生在提升管反应器中)过程中有足够多的焦炭沉积在FCC催化剂上，由此当在再生器中将焦炭从催化剂烧除时有足够多的燃烧热被催化剂吸收以提供催化裂化系统的热量需求。总的来说，对于热平衡的FCC装置操作，在再生器中烧除的焦炭的量约等于在提升管反应器中形成的沉积在FCC催化剂上的焦炭的量。FCC装置的操作中主要的热量需求包括加热和汽化被引入提升管反应器中的原料、裂化原料的反应吸热、FCC装置的热损失和加热空气和蒸汽。

费-托原料在FCC装置中的裂化可能存在如下问题：这些进料为高度链烷属，和几乎不含芳烃，使得这些原料的性质允许它们易于以相对低的焦炭收率裂化。费-托原料裂化中产生的焦炭的量通常不足以为处理原料的FCC装置的操作提供热平衡。

本领域中已经认识到了与费-托原料裂化相关的焦炭收率不足以提供热平衡过程操作这一问题。例如美国专利No.4,684,756公开了一种在流化催化裂化装置中转化费-托合成蜡的方法。它注意到费-托合成蜡的反应性使得FCC装置的最优设计只需非常短的反应器长度以缩短反应停留时间。用在这种操作中的催化剂需要具有低活性。'756专利指出在费-托合成蜡裂化中沉积在裂化催化剂上的焦炭不足以提供FCC操作的热平衡。该专利还注意到在再生步骤中需要额外的热量来提供热平衡的FCC操作。它的建议是可通过使用例如清洁的合成气和尾气这些潜在燃料源达到热平衡。该专利没有指出FCC装置可以用于仅处理费-托原料而不引入费-托衍生原料之外的原料类型且不在再生器中引入其它热源如燃烧燃料源(如火炬油)。

美国专利No.6,558,531公开了一种方法，该方法通过将燃料和氧在反应器和再生器之间的一个或多个位置独立地送至传输管线而在焦炭有限的FCC装置中维持热平衡。'531专利的方法替代了在未达热平衡的FCC装置中提供额外的热量的其它方法(如燃烧火炬油以恢复热平衡)。该公开的方法包括将燃料和含氧气体在沿着传输管线的一个或多个位置独立地引入以使燃料在传输管线中分散地燃烧，由此加热和至少部分再生催化剂。焦炭或热量有限的FCC装置可以通过在传输管线中燃料的这种分散燃烧来恢复热平衡。该专利没有指出FCC装置可以用于仅处理费-托原料而不引入费-托衍生原料之外的原料类型以向焦炭有限或未处于热平衡的FCC装置提供额外的热量。

美国专利公开2010/0076096中公开了用于裂化费-托衍生烃的另一种FCC方法，该方法处理了与焦炭收率不足以使该过程热平衡的一些问题。该公开中公开的方法通过使用两个反应器和一个再生器的配置为处理费-托烃的流化催化裂化过程提供热平衡。其中处理两种原料，在第一反应区中常规烃原料进行裂化，和在第二反应区中占主要部分的费-托烃原料进行裂化。经再生的催化剂用在第二反应区中，来自第二反应区的用过的经再生的催化剂至少部分用在过程的第一反应区中。整个FCC过程的好处是尽管使用了费-托衍生原料，但实现了热平衡。第一反应区中有足够多的焦炭沉积在催化剂上，平衡了第二反应区中产生的较少的焦炭。该公开没有指出常规FCC装置可以用于仅处理费-托衍生原料而不引入托费衍生原料之外的原料类型以实现为焦炭有限或未处于热平衡的FCC装置提供额外热量的目的。

希望有一种FCC方法，该方法能够处理或裂化费-托衍生蜡原料同时也能无需提供额外的热源即可热平衡。