[发明专利]用于提高丙烯收率的渣油催化裂化器和催化剂

说明书

在先国家申请的优先权

本申请要求2014年1月31日提交的第14/169,236号美国申请的优先权。

发明领域

本发明涉及提高炼油工艺中丙烯收率。更具体地，涉及用于由高金属含量的原料提高丙烯收率的工艺和催化剂。

发明背景

在典型的炼油操作中，渣油(“渣油”)产生于真空蒸馏塔中。随着石油燃料和石化制品需求的增加，加工通常低价值的原料如渣油变得更加重要。在用于将渣油转化为更有价值产物的一个工艺中，将渣油送入渣油催化裂化区(“RFCC”)，从而制得更高价值的石脑油和馏出燃料。高沸点渣油裂化为更轻质的烃流，例如石脑油或者柴油，由于烃流的相对经济价值，因而产生额外效益。

渣油难于加工的一个原因是由于其高致污金属含量。已知致污金属如镍、钒和钠，会使加工催化剂失活。金属通过多种方式之一使催化剂失活。在一些工艺中，致污金属吸引到催化剂上的活性反应位并且将其物理性阻塞。在另一些情形中，致污金属阻塞了通向催化剂载体中的其中发生反应的孔或腔的通道。致污金属还降低了一些炼油催化剂的湿热稳定性。当暴露于高温时，例如在商业FCC再生器中所观察到的那样，致污金属可导致催化剂烧结以及性质转为无定形的趋势增加，从而引起催化剂活性损失。在再生器温度高达705℃(1300°F)的催化裂化工艺中，这是一个特殊问题。

当多个催化反应竞争催化剂表面上的不同位时，致污金属可改变催化剂的选择性以及活性。例如，当催化剂同时具有酸性和金属反应位时，致污金属更容易吸引到这些位之一，而非另一种。当两种位之一相对于另一种的相对活性变化时，产物分布会变化。因此，在致污金属存在下，催化剂的活性和选择性均会改变。

具有致污金属的原料的另一问题是金属在催化剂再生期间不会去除。通过燃烧，再生去除碳(或“焦炭”)沉积。然而，改技术对于去除某些致污金属作用不大。

已知一些方法减轻了致污金属的影响。一个基本方法是从催化剂去除至少一些致污金属。另一些方法称作金属钝化，保持金属在原地，但是减弱了它们对催化剂的活性和选择性的负面影响。

发明概述

本文所述发明至少部分地满足这些以及其它要求。用于由渣油原料改进丙烯收率的方法包括从真空蒸馏塔中获得渣油原料。渣油原料具有致污金属如钠或钒。渣油原料在催化裂化区中与裂化催化剂接触，从而制得产物。ZSM-5沸石、核、包含包围核的层的外壳以及金属捕集剂是裂化催化剂的组分。金属捕集剂包含核中的第一捕集剂和催化剂表面上外壳中的第二捕集剂。反应后，裂化催化剂在分离区中与产物分离，随后，通过在含氧环境中燃烧沉积在裂化催化剂表面上的焦炭，使其再生。将裂化催化剂送回催化裂化区。

在另一个实施方案中，渣油原料在催化裂化区中与第一部分裂化催化剂接触，从而制得第一批产物，裂化催化剂包含ZSM-5沸石、核、催化剂表面上包围核的外壳以及金属捕集剂，其中，金属捕集剂包含核中的第一捕集剂、外壳中的第二捕集剂。裂化催化剂在第一分离区中与第一批产物(包含轻质石脑油)分离。分离后，轻质石脑油在产烯烃区中与第二部分裂化催化剂接触，从而制得第二批产物。第二部分裂化催化剂的分离发生在第二分离区中。分离后，通过在含氧环境中燃烧沉积在第一部分裂化催化剂表面上的焦炭，使裂化催化剂再生，并且将第一部分裂化催化剂送回催化裂化区和第二部分裂化催化剂。

在一个实施方案中，催化剂组合物包含ZSM-5沸石、核、催化剂表面上包围核的外壳以及金属捕集剂，其中金属捕集剂包含核中的第一捕集剂、外壳中的第二捕集剂。

减弱致污金属的影响对轻质烯烃如乙烯和丙烯的收率具有积极影响。利用具有金属捕集剂的ZSM-5裂化催化剂可防止致污金属减弱裂化催化剂的活性并防止改变裂化催化剂的选择性。

附图说明

图1是本发明渣油催化裂化工艺的一个实施方案的示意性前视平面图；

图2是本发明渣油催化裂化工艺的一个替代实施方案的示意性前视平面图。

发明详述

在提高丙烯收率的工艺中，从渣油催化裂化区获得轻质石脑油原料。任何催化裂化工艺或设备可以用作主裂化区，包括适用于加工由常压或真空渣油得到的催化裂化原料的那些。本工艺的一个实例包括由UOP，LLC认证的渣油催化裂化工艺(“RFCC”)，如图1所示。