[发明专利]重油裂化方法

说明书

本发明涉及一种将重油馏分，特别是含有有限数量的沥青质组分的重油，裂化为较轻组分的新型方法。

在制成最终产品的原油的精炼过程中，通常将重馏分，例如沸点为370°～520℃的馏分，进行诸如热裂化、流化催化裂化和加氢裂化的裂化加工，以便将这些高沸点馏分转化为更具价值的较轻馏分。

现在，对中间馏分，例如煤油和瓦斯油，特别是高质量的中间馏分的需求日益增长。煤油的沸点为约150～约270℃，它主要用于喷气机的燃料。煤油的并与之燃烧特性有关的一个主要质量参数是发烟点。瓦斯油的沸点通常为约250℃～约370℃，它主要用作压燃式发动机的燃料。其重要的质量参数包括用十六烷值表示的燃烧质量和用浊点表示的低温流动性。

如上所述，在石油精炼中使用了三种主要的裂化方法。

流化催化裂化通常在较低压力（1.5～3巴），较高温度（480～600℃）以及有酸性催化剂（如含催化剂的沸石）存在下进行的。反应在没有氢存在下进行。且停留时间非常短（0.1～10秒）。在反应过程中，大量的碳材料（焦炭）沉积在催化剂上（进料的3%～8%（重量））。因而通过烧去焦炭而连续再生是必要的。在该过程中得到的产物含有较多的沸点在汽油沸程内的烯烃、异构石蜡烃和芳烃。例如，通过流化催化裂化得到的一种主要产物是优质汽油。另外，还可以得到沸点在煤油沸程内的轻循环油及一些沸点在瓦斯油沸程以内或更高的重循环油，这两者为中质或低质的煤油和瓦斯油。

加氢裂化通常在较高氢压（通常为100～140巴）和较低温度（通常为300～400℃）下进行。在该反应中使用的催化剂具有双重作用;烃分子的酸催化裂化作用及氢和加氢的活化作用。采用了较长的反应时间（通常液体时空速为0.3～2l/l/h）。由于氢的压力高，只有很少的焦炭沉积在催化剂上，因而既使不进行再生，催化剂在固定床操作中也可以使用0.5～2年。在该过程中，得到的产物取决于操作的方式。在其中一种操作方式中，主要得到石脑油和轻产物。石脑油馏分含有高异/正比的烷烃，是一种有价值的汽油调合组分。在重产物为生产方向的操作方式中，主要得到煤油和瓦斯油。即使进行深度加氢，但由于剩余芳烃的存在以及不期望的烷烃的高异/正比，这些产物的质量仅为中等。

热裂化通常在较低或中等压力（通常5～30巴），较高温度（420～520℃），以及没有催化剂和氢气存在下进行。采用较长的反应时间（停留时间通常为20～60分钟）。从高沸点馏分的热裂化得到的中间馏分对于燃烧特性而言质量良好。但是高的烯烃和杂原子（特别是硫和氮）的含量需要进行加氢后处理。热裂化的主要问题是发生形成芳烃的缩合反应，因此裂化残余物的质量较低（高粘度以及蒸发和热解后的高残炭。（以康拉逊残炭（CCR）量表示））。

从USP4，017，380可以知道，可以将渣油进行加氢脱硫处理，并可以将由此而失活的加氢脱硫催化剂在加氢减粘裂化过程中作为催化惰性和非多孔固体固定或装填（非流体）床使用，该加氢减粘裂化过程应在上升气流中进行。在该USP中，明确指出在减粘裂化条件下如果在下降气流中使用加氢处理催化剂只会产生不期望的后裂化，而不增加希望的中间馏分产物的产率。

我们发现了一种特别适用于将含有少量的沥青质组分的重油馏分转化为沸点为150～370℃（煤油和瓦斯油沸程）的高质量中间馏分的新方法。该方法，也就是加氢催化热裂化（HCTC）在较高温度（400～550℃），中等氢压（10～60巴）下，且并有非酸氢活化催化剂存在下进行。

尽管氢的压力较低，但本发明的方法的焦炭形成速度很低。这就很容易地在固定床反应器中达到至少1000小时的不间断操作。取决于所采用的具体条件，甚至可以得到显著延长的操作时间。在这一方面值得注意的是，在通常的加氢热解过程中如果降低氢压，会立即由于碱性氮和碳沉积而造成失活，从而限制了操作的长度。

本发明涉及一种将重油馏分转化为较轻馏分的方法，该方法包括使具有低沥青质组分含量的重油馏分与含氢气流一起在400～550℃，较好410～530℃，最好为440～510℃下，以及氢分压为10～60巴，较好为20～40巴下通过含有非酸氢活化催化剂的反应区。

分子量的减少主要是由于物料分子的热裂化造成的。因此，与催化裂化及加氢裂化相反，新方法不取决于催化剂上酸性中心的存在（该酸性中心在裂化周期或催化剂的寿命期间必须保持活性）。由于氢的存在，甚至在较温和的压力下，也只有很少量的焦炭沉积在催化剂上，因此可以使本方法能以固定床方式（如转换式反应器）或移动床方式（如bunker流反应器）进行。