CN102165044B - 用于倾向性增加一种或多种所选烃类产物的产率的组合物和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了用于倾向性增加或降低一个或多个流化装置中至少所选烃类产物的产率的方法和组合物。实施方案包括:向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的高活性组分,所述高活性组分的量足以倾向性增加至少所选烃类产物与另一种烃类产物相比的产率。另一个实施方案包括:向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的高活性组分,以倾向性降低至少所选烃类产物与另一种烃类产物相比的产率。另一种方法包括:向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的包含污染物抑制剂组分的至少一种高活性组分,以抑制进料中至少一种污染物的不利影响。

Description

用于倾向性增加一种或多种所选烃类产物的产率的组合物和方法
发明背景
发明领域
总的来说,本发明的实施方案涉及用于增加或降低一个或多个装置的一种或多种所选烃类的产率的方法。具体来说,本发明涉及用于增加或降低一个或多个流化装置的一种或多种所选烃类的产率的方法。
相关技术描述
图1是常规的流体催化裂化系统130的简化示意图。流体催化裂化系统130一般包括与催化剂注射系统100、石油进料源104、排气系统114和蒸馏系统116相连的流体催化裂化(FCC)装置110。
FCC装置110包括再生器150和反应器152。反应器152主要容纳石油进料的催化裂化反应,并将裂化产物以蒸汽形式递送到蒸馏系统116。来自裂化反应的废催化剂从反应器152转移到再生器150,通过除去焦炭和其他物质以再生催化剂。然后将再生的催化剂重新导入反应器152以继续石油裂化过程。
FCC装置与催化剂注射系统100相连,所述催化剂注射系统100维持向在再生器与反应器之间循环的催化剂存量连续或半连续地添加新鲜的碱催化剂。
在催化裂化过程中,FCC装置中碱裂化催化剂的总量、即催化剂存量存在动态平衡,并希望维持催化剂存量的活性水平。例如,利用催化剂注射系统定期添加新鲜的碱裂化催化剂,以替换以各种方式例如通过蒸馏系统、正常的通过从再生器排出的废气和碱催化剂随时间的失活而损失的一些碱催化剂。如果FCC装置中碱催化剂的量随时间显著减少,FCC装置的性能和所需输出量将会降低,并且在极端情况下FCC装置可能变得不可运行。相反,如果FCC装置中的催化剂存量随时间增加,再生器中催化剂床的平面将达到运行上限。这发生在用于维持催化剂活性或存量的催化剂添加速率超过催化剂损失时,并且定期从催化剂存量抽出过量催化剂。
除了碱裂化催化剂之外,通常也通过将其他具有各种功能性例如用于减少硫或其他污染物等的催化组分(例如添加剂)掺合到碱裂化催化剂中或作为其一部分,将这些其他催化组分注入FCCU中以进一步影响精炼过程。将其他催化组分掺合到碱裂化催化剂中或作为其一部分以形成单一粒子系统,在技术上被称为“掺合或原位”,其中碱和其他催化剂的各个部分在物理上结合在一起。将其他催化组分掺合到碱裂化催化剂中或作为其一部分以作为单一粒子系统,由于组分的邻近性在同一粒子中提供了双重或多重功能性。但是,在单一粒子系统中掺合有其他催化组分或其他催化组分作为其一部分的碱裂化催化剂,对于倾向性增加或控制一种或多种所选烃类产物或相反地减少一种或多种不太想要的烃类产物来说,具有有限的能力和灵活性。
对于用于在流化装置中增加过程灵活性和或控制倾向性增加或控制一种或多种所选烃类产物、或相反地减少一种或多种不太想要的烃类产物的改进的方法和系统,仍存在需求。
发明简述
本发明的实施方案的目的和优点,将在下面的示例性实施方案的描述中提出并变得明显,并可以通过实施本发明的实施方案来知晓。通过在书写的说明书及其权利要求书以及随附的图中特别指出的方法和系统,将实现和获得其他优点。
本发明的实施方案提供了一种方法。所述方法包括:向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的至少一种高活性组分,所述高活性组分的量足以倾向性增加至少所选烃类产物与另一种烃类产物相比的产率。
第二个实施方案提供了一种方法。所述方法包括:向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的包含污染物抑制剂组分的至少一种高活性组分,以抑制进料中至少一种污染物的不利影响。
第三个实施方案是一种方法。所述方法包括:向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的至少一种高活性组分,以倾向性降低至少所选烃类产物与另一种烃类产物相比的产率。
附图说明
整合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图,其目的是说明本发明的方法和系统并为其提供进一步的理解。图与描述一起用于解释本发明的原理。
图1是常规的流体催化裂化系统的示意图;
图2A是本发明的实施方案的包含LCO(轻循环油)选择性组分的高活性组分的示意图;
图2B是本发明的实施方案的包含汽油选择性组分的高活性组分的示意图;
图2C是本发明的实施方案的包含LPG(液化石油气)选择性组分的高活性组分的示意图;
图2D是本发明的实施方案的包含污染物抑制剂组分的高活性组分的示意图;
图2E是本发明的实施方案的包含污染物抑制剂组分与LCO选择性组分的组合的高活性组分的示意图;
图3是根据本发明的实施方案,通过提供包含LCO选择性组分的高活性组分,倾向性增加LCO产率的示意模拟图;
图4是根据本发明的实施方案,通过提供包含汽油选择性组分的高活性组分,倾向性增加汽油馏分产物产率的示意模拟图;
图5是根据本发明的实施方案,通过提供包含污染物抑制剂组分的高活性组分,倾向性增加总表面积(TSA)进而增加汽油馏分产物的产率或LPG产率的示意模拟图;以及
图6是根据本发明的实施方案,通过提供高活性组分的组合,倾向性增加一种或多种所选烃类产物的产率的示意模拟图。
为了便于理解,在可能情况下使用了相同的指称数字来表示图中共有的相同元件,此外在适合情况下能添加后缀,用于区别这些元件。图中的图像出于说明的目的进行了简化,不是按照比例绘制的。不用进一步复述,考虑到了一个实施方案的特征或步骤可以有利地整合在其他实施方案中。
详细描述
在下面的描述中,类似的指称符号表示图中显示的几个视图中类似或相应的部件。还应该理解,术语例如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”等,是出于方便目的的词,不应该被解释为限制性术语。
现在将参考附图和实施例中说明的本发明的示例性实施方案的详细情况。关于图,总的来说应该理解,图示是为了描述本发明的具体实施方案,并且不打算将本发明限制于此。
当本发明的具体实施方案被说成是包含组中的至少一个要素及其组合或由它们构成时,应该理解实施方案可以单独地或与该组中任何其他要素组合地包含组中的任何要素或由它们构成。此外,当任何变量在任何组成成分或式中出现一次以上时,它在每次出现时的定义不依赖于它在每个其他场合的定义。此外,取代基和/或变量的组合,只有在这种组合产生稳定的化合物时才是容许的。
本发明的实施方案提供了一种方法。所述方法包括向一个或多个流化装置提供一种或多种高活性组分。至少一种高活性组分被提供成与碱催化剂物理上分离和不同的粒子,其量足以倾向性增加一种或多种所选烃类产物与另一种或一些烃类产物相比的产率。高活性组分包括但不限于例如一种或多种LCO选择性组分、一种或多种汽油选择性组分、一种或多种LPG选择性组分以及一种或多种污染物抑制剂组分,其可以是单独的或两种或更多种的组合。
在实施方案中,将高活性组分提供为物理上分离和不同的粒子(如图2A-2E中示意显示的),意味着将没有掺合到碱催化剂粒子中或作为其一部分的至少一种高活性组分提供成单一粒子系统。为了对比区分,将高活性组分提供成与碱催化粒子(即碱裂化催化剂)在物理上分离和不同的粒子是多粒子的粒子系统,与此相反,将高活性组分掺合到碱催化剂粒子中或作为其一部分是单一粒子系统。应该认识到,本申请人的提供成与碱催化剂在物理上分离和不同的粒子的高活性组分的实施方案,明确允许痕量或污染或微量的碱催化剂量或功能且不限于指定的精确值,并且可以包括与指定值不同的值。在一个实施方案中,痕量或污染或微量的碱催化剂(碱裂化催化剂)可以掺合在高活性组分中,这与将高活性组分掺合在碱催化剂中或作为其一部分不同。将高活性组分提供成物理上分离和不同的粒子,明确包括存在痕量或污染量的碱催化剂,但是不需要碱催化剂的存在。
在另一个实施方案中,将高活性组分提供成物理上分离和不同的粒子,意味着高活性组分具有与碱催化剂不同的重要功能性。为了对比区分,当高活性组分掺合在碱催化剂粒子中或作为其一部分成为单一粒子系统而不是在多粒子粒子系统中作为与碱催化剂粒子物理上分离和不同的粒子时,由于组分的邻近性,碱催化剂和高活性组分的双重或多重功能性共存于同一个粒子中。
碱裂化催化剂在流化装置中是常用和常见的,并且某些流化装置包含其中掺合有其他催化组分或其他催化组分作为其一部分的碱催化剂粒子,作为具有碱催化剂和高活性组分的双重或多重功能性的单一粒子系统。因此,应该认识到,因为碱裂化催化剂在流化装置中是常用和常见的,本发明的某些实施方案还可以包括其中掺合有某些高活性组分或某些高活性组分作为其一部分的碱催化剂粒子,只要至少一种高活性组分被提供在多粒子粒子系统中作为与碱催化剂粒子物理上分离和不同的粒子即可。因此,因为碱裂化催化剂在流化装置中是常用和常见的,具有或不具有掺合在其中或作为其一部分的高活性组分的碱催化剂粒子的存在,包含在本发明的实施方案中,只要至少一种高活性组分被提供在多粒子粒子系统中作为与碱催化剂粒子物理上分离和不同的粒子即可。
本发明的实施方案包括将其主要功能不依赖于碱催化剂的至少一种高活性组分,作为物理上分离和不同的粒子提供在多粒子粒子系统中,不论流化装置中是否存在其中掺有高活性组分或高活性组分作为其一部分的一些双重或多重性质的碱催化剂粒子。
将高活性组分提供为与碱催化剂分离和不同的粒子,可能具有不能通过将高活性组分掺入碱催化剂或作为其一部分成为单一粒子系统而获得的一种或多种优点,例如但不限于下列优点。
当高活性组分作为一部分或掺合到碱催化剂中时,碱催化剂包含多种要素例如高活性组分A、其他要素例如碱(B)等。如果精炼者想增加高活性组分A的相对量以增加特定产物的产率,增加作为单一粒子系统的掺有高活性组分的碱催化剂的添加量,必然也增加B(碱)等。因此,提供作为单一粒子系统的掺有高活性组分的碱催化剂,由于B(碱)也必然被添加,不能增加高活性组分A相对于B(碱)的相对量,因此不能改变对产物产率的相对贡献。
本申请人的将高活性组分A作为与B(碱)物理上分离和不同的粒子提供在多粒子粒子系统而不是单一粒子系统中的方法,允许添加的高活性组分A或高活性组分的组合特异性高于并超过B(碱),并因此增加了高活性组分A与B(碱)等相比的相对量。
此外,本申请人的将高活性组分提供成与B(碱)物理上分离和不同的粒子作为多粒子粒子的实施方案,防止了当高活性组分掺合到碱催化剂粒子中或作为其一部分成为单一粒子系统时必然添加的“过量”碱催化剂的浪费,因为本申请人的实施方案允许添加的高活性组分A或高活性组分的组合特异性高于和超过B(碱)或不添加B(碱),并因此增加了高活性组分A与B(碱)等相比的相对量。
事实上,该单一粒子系统中过量的B(碱催化剂),由于占用可以被高活性组分填充的体积或重量而可能是有害的,并因此限制了可以获得高活性催化剂的速率和量。
此外,将高活性组分提供成与碱在物理上分离和不同的粒子作为多粒子粒子系统,允许精炼者快速改变碱催化剂或所选高活性组分的浓度并最小化“不使用”组分的浪费,因为多粒子粒子系统允许添加的高活性组分A或高活性组分的组合特异性高于和超过碱或不添加碱,并因此增加高活性组分A与B(碱)等相比的相对量。
此外,在单一粒子系统中,不同的催化组分通过热、水热和其他失活机制以不同的相对速率失活(老化)。因此,一种组分可能严重失活,而同时其他组分仍然具有一定残余活性或“可用寿命”。在实行中,本文描述的组合物和方法提供了将这两种组分任一种的任何残余可用寿命“用尽”的方法。因此,本申请人的将高活性组分提供成与碱催化剂分离和不同的粒子的多粒子系统和方法的另一个优点,是最大化每种组分的利用率,不论在任何给定工业设施中组分彼此之间的相对老化如何。
LCO选择性组分
图2A是高活性组分201倾向性增加一种或多种所选烃类产物相对于另一种或一些烃类产物的产率的实施方案的示意图。具有一种或多种LCO选择性组分211的高活性组分201的实例是本申请人的BCATM
在一个实施方案中,高活性组分包括一种或多种LCO(轻循环油)选择性组分211,以倾向性增加LCO的产率。可以掺有一些LCO的烃类产物的非限制性实例包括柴油、煤油和航空燃料。在具体实施方案中,LCO选择性组分211包括柴油选择性组分以倾向性增加LCO的产率。出于说明而非限制的目的,LCO选择性组分211的非限制性实例包括平均孔径在约20至约之间的二氧化硅-氧化铝和活性氧化铝基质,可以单独或其两种或更多种组合使用。
在一个实施方案中,高活性组分201包含以重量计约70%至约100%的LCO选择性组分211。在具体实施方案中,LCO选择性组分211以重量计为约80%至约100%。在另一个实施方案中,LCO选择性组分以重量计为约90%至约100%。在另一个实施方案中,LCO选择性组分211以重量计约为100%,其中高活性组分201基本上由LCO选择性组分211构成。
在一个实施方案中,将具有一种或多种LCO选择性组分211的高活性组分201提供成物理上不同和分离的粒子的方法,与作为碱催化剂的一部分或掺入其中成为单一粒子系统相比,倾向性增加了与提供为单一粒子相比的LCO产率。
在一个实施方案中,方法包括提供多种高活性组分201。此外,如图2A中所示,在一个实施方案中,高活性组分201可以包括多种LCO选择性组分211以倾向性增加汽油的产率。所描述的方法不受何时和如何提供多种高活性组分201的工序的限制。一个实施方案包括向一个或多个流化装置相继提供多种高活性组分201。另一个实施方案包括向一个或多个流化装置同时提供多种高活性组分201。方法也不受提供多种高活性组分201的频率的限制。
高活性组分也可以被称为浓缩催化剂、添加剂等。此外,每种高活性组分的性质不依赖于任何其他高活性组分。
本发明的实施方案不受高活性组分201如何递送或高活性组分201的形式、尺寸或形状的限制。高活性组分201的形式的非限制性实例包括液体、粉末、成型的固体形状例如微球、珠子和挤出物,可以采用单独的或两种或更多种形式的组合。此外,高活性组分的尺寸或形状可以具有不同尺寸的深度、宽度和长度,并且仅仅出于说明的目的,图2A描绘了具有卵形或圆形横截面的高活性组分201。
每种LCO选择性组分211的性质也独立于任何其他LCO选择性组分211,并且本发明的实施方案也不受LCO选择性组分211如何递送或LCO选择性组分211的形式、尺寸或形状的限制。LCO选择性组分211的形式的非限制性实例包括液体、粉末、成型的固体形状例如微球、珠子和挤出物,可以采用单独的或两种或更多种形式的组合。此外,LCO选择性组分211的尺寸或形状可以具有不同尺寸的深度、宽度和长度,并且在不同实施方案中可以独立地变化,仅仅出于说明的目的,图2A描绘了具有卵形或圆形横截面的LCO选择性组分211。
还应该认识到,高活性组分201的某些实施方案还包括由含有高活性组分的一种或多种要素或反应物之间的反应产生的一种或多种产物。例如,高活性组分201的实施方案包含由LCO选择性组分彼此反应或与含有高活性组分的一种或多种其他要素或物质反应而产生的一种或多种产物。
在一个实施方案中,方法还包括提供第二种高活性组分,其与第一种高活性组分的差异在于逆转所选烃类例如汽油对LCO的倾向性生产。所描述的方法不受何时和如何提供不同高活性组分的工序的限制。一个实施方案包含向流化装置相继提供不同的高活性组分,以根据市场需求逆转或调整产率。另一个实施方案包含向多个流化装置同时提供不同的高活性组分,以便不同流化装置倾向性生产不同的所选烃类产物,以满足变化的市场需求。例如,具有LCO选择性组分的高活性组分可以提供给流化装置1,而具有汽油选择性组分的高活性组分可以相继或同时提供给流化装置2,以便可以实现用不同流化装置倾向性生产不同的烃类产物或产物的组合,以满足变化的市场需求。方法也不受根据市场需求提供不同高活性组分以改变或逆转倾向性烃类产物产率的频率的限制。因此,本发明的实施方案包括提供与第一种高活性组分不同的至少第二种高活性组分,所述至少第二种高活性组分的量足以按照市场需求所需的频率逆转烃类例如汽油与LCO或与之相反的倾向性生产。
汽油选择性组分
图2B是高活性组分202倾向性增加一种或多种所选烃类产物相对于另一种或一些烃类产物的产率的实施方案的示意图。具有一种或多种汽油选择性组分212的高活性组分202的实例是本申请人的Hi-YTM
在一个实施方案中,高活性组分202包含一种或多种汽油选择性组分212以倾向性增加汽油的产率。出于说明而非限制的目的,汽油选择性组分212的非限制性实例包括超稳定Y、质子交换分子筛(zeolite)Y(HY)、稀土元素交换分子筛Y(HREY)、煅烧的稀土元素交换分子筛Y(CREY)、超稳定分子筛Y(USY)、稀土元素交换的超稳定分子筛Y(REUSY)以及本技术领域已知的其他分子筛,可以单独或其两种或更多种组合使用。在一个实施方案中,高活性组分包含以重量计约40%至约85%的汽油选择性组分212。在具体实施方案中,汽油选择性组分212以重量计为约50%至约85%。在另一个实施方案中,汽油选择性组分212以重量计占至少70%。
在一个实施方案中,将包含汽油选择性组分212的高活性组分202提供成物理上分离和不同的粒子的方法,与将包含汽油选择性组分212的Y分子筛或高活性组分202提供成碱催化剂的一部分或掺合在其中的方法相比,倾向性增加汽油相对于LCO的产率,因为通过增加碱催化剂的添加量增加汽油选择性组分,维持了汽油选择性组分与其他组分的固定比率而不是增加汽油选择性组分的比率。
正如前面讨论过的,方法的实施方案任选地包括提供多种高活性组分,其可以相同或彼此不同。本发明的实施方案不受高活性组分如何递送或高活性组分的形式、尺寸或形状的限制,并且每种高活性组分例如201和202的性质独立于任何其他高活性组分。
此外,如图2B中所示,在一个实施方案中,高活性组分202可以包括多种汽油选择性组分212以倾向性增加汽油的产率。所描述的方法不受何时和如何提供多种高活性组分202的工序的限制。一个实施方案包括向一个或多个流化装置相继提供多种高活性组分。另一个实施方案包括向一个或多个流化装置同时提供多种高活性组分。方法也不受提供多种高活性组分202的频率的限制。
正如前面所讨论的,本发明的实施方案不受高活性组分202如何递送或高活性组分的形式、尺寸或形状的限制,并且每种高活性组分的性质独立于任何其他高活性组分。每种选择性组分例如前面讨论的LCO选择性组分211、汽油选择性组分212、LPG选择性组分213、污染物抑制组分214等的性质,也独立于任何其他选择性组分,并且本发明的实施方案也不受选择性组分、例如汽油选择性组分212如何递送或选择性组分的形式、尺寸或形状的限制。应该理解,高活性和选择性组分的形式、尺寸或形状可以由本技术领域的普通专业人员进行改变,以最好地适合于流化装置的类型和特定烃类产物或产物组合的倾向性生产。
正如前面讨论过的,还应该认识到,高活性组分的某些实施方案还包含由含有高活性组分的一种或多种要素或反应物之间的反应产生的一种或多种产物。例如,高活性组分202的实施方案包含由汽油选择性组分212彼此反应或与含有高活性组分的一种或多种其他要素或物质反应而产生的一种或多种产物。
在一个实施方案中,方法还包括提供与第一种包含汽油选择性组分212的高活性组分202不同的至少第二种高活性组分,所述至少第二种高活性组分的量足以逆转汽油的倾向性生产。方法也不受根据市场需求提供不同高活性组分以改变或逆转一种或多种烃类产物产率的倾向性增加的频率的限制。因此,本发明的实施方案包括提供与第一种高活性组分不同的至少第二种高活性组分,所述第二种高活性组分的量足以按照市场需求所需的频率逆转一种或多种烃类产物例如汽油与LCO或与之相反的倾向性生产。
LPG选择性组分
图2C是高活性组分203倾向性增加所选烃类产物相对于另一种烃类产物的产率的实施方案的示意图。在一个实施方案中,高活性组分包含一种或多种LPG选择性组分213以倾向性增加LPG的产率。出于说明而非限制的目的,LPG选择性组分213的非限制性实例包括硅酸盐、Beta(BEA)、EU-1(EUO)、ZSM-5(MFI)、ZSM-11(MEL)、ZSM-12(MTW)、ZSM-18(MEI)、ZSM-22(TON)、ZSM-23(MTT)、ZSM-35、ZSM-39(MTN)、ZSM-48、ZSM-57(MFS)、ALPO-41(AFO)、ALPO-11(AEL)、伯格斯石(BOG)、环晶石(DAC)、柱沸石(EPI)、镁碱沸石(FER)、浊沸石(LAU)、蒙特索马石(MON)、丝光沸石(MOR)、NU-87(NES)、硅铝钾沸石(OFF)、帕水硅铝钙石(PAR)、辉沸石(STI)和Weinebeneite(WEN),可以单独或其两种或更多种组合使用。在一个实施方案中,高活性组分包含以重量计约20%至约85%的LPG选择性组分213。在具体实施方案中,LPG选择性组分213以重量计为约30%至约85%。在另一个实施方案中,LPG选择性组分213以重量计为约40%至约85%。
在一个实施方案中,将具有LPG选择性组分的至少一种高活性组分203提供成与作为碱催化剂的一部分或掺合到其中成为单一粒子系统分离和不同的粒子的方法,倾向性增加了与提供成单一粒子相比LPG的产率。
在一个实施方案中,方法还包括提供与第一种包含LPG选择性组分213的高活性组分203不同的第二种高活性组分,所述第二种高活性组分的量足以逆转LPG的倾向性生产。方法也不受根据市场需求提供不同高活性组分以改变或逆转烃类产物的倾向性生产的频率的限制。因此,本发明的实施方案包括提供与第一种高活性组分不同的至少第二种高活性组分,所述至少第二种高活性组分的量足以按照市场需求所需的频率逆转烃类产物例如汽油至LPG或与之相反的倾向性生产。
正如前面所讨论的,还应该认识到,高活性组分的某些实施方案还包含由包含高活性组分的一种或多种要素或反应物之间的反应产生的一种或多种产物。例如,高活性组分203的实施方案包含由LPG选择性组分213彼此反应或与包含高活性组分的一种或多种其他要素或物质反应而产生的一种或多种产物。
污染物抑制剂组分
图2D是高活性组分204的实施方案的另一个示意图。污染物抑制剂组分214的实例包括本申请人的CAT-AidTM,其包含承载于混合金属氧化物例如MgO和Al2O3上的氧化钙,以及其他金属捕集物例如MgO或稀土金属氧化物、钛酸锶、钛酸钡、海泡石(sepiolite)等,可以单独或其两种或更多种组合使用。
在一个实施方案中,高活性组分204包含一种或多种污染物抑制剂组分214以倾向于增加一种或多种所选烃类产物相对于另一种或一些烃类产物的产率。在一个实施方案中,将包含污染物抑制剂组分214的高活性组分204提供成分离和不同的粒子而不是掺合到单一粒子碱催化剂系统中或作为其一部分的方法,倾向性增加LPG和或汽油与提供成单一粒子系统相比的产率。出于说明而非限制的目的,污染物抑制剂组分214的非限制性实例包括镍捕集物、钒捕集物,可以单独或其两种或更多种组合使用。在一个实施方案中,高活性组分204包含以重量计约70%至约100%的污染物抑制剂组分214。在具体实施方案中,污染物抑制剂组分214以重量计为约80%至约100%。在另一个实施方案中,污染物抑制剂组分214以重量计为约90%至约100%。在另一个实施方案中,污染物抑制剂组分214以重量计约为95%。在另一个实施方案中,污染物抑制剂组分214以重量计约为100%,其中高活性组分204基本上由污染物抑制剂组分214构成。
另一个实施方案包括将包含一种或多种污染物抑制剂组分214的一种或多种高活性组分204,作为物理上分离和不同的粒子而不是作为单一粒子碱催化剂系统的一部分或掺合到其中提供给一个或多个流化装置,以抑制进料中一种或多种污染物的不利影响。由污染物抑制剂组分214所抑制的污染物的实例包括例如但不限于钒、镍、铜、钠、钙和铁,可以单独或其两种或更多种组合使用。
另一个实施方案包括将包含一种或多种污染物抑制剂组分214的一种或多种高活性组分204,作为物理上分离和不同的粒子而不是作为单一粒子碱催化剂系统的一部分或掺合到其中提供给一个或多个流化装置,以倾向性降低一种或多种所选烃类产物与另一种或一些烃类产物的产率。产率被降低的所选烃类产物的实例包括例如但不限于干气、焦炭、重循环油、塔底残留物,可以单独或其两种或更多种组合使用。
在具体实施方案中,倾向性降低一种或多种所选烃类产物的产率导致倾向性增加LPG和/或汽油的产率,因为污染物抑制剂组分214将产物范围从单独或两种或更多种组合的干气、焦炭和重循环油,转移到LPG和/或汽油的产物范围。
每种污染物抑制剂214组分的性质也独立于任何其他污染物抑制剂组分214,并且本发明的实施方案也不受污染物抑制剂组分214如何递送或污染物抑制剂组分的形式、尺寸或形状的限制,并且仅仅出于说明的目的,图2D图示了具有梯形或长方形横截面的污染物抑制剂组分214。
还应该认识到,高活性组分的某些实施方案还包含由包含高活性组分的一种或多种要素或反应物之间的反应产生的一种或多种产物。例如,高活性组分204的实施方案包含由污染物抑制剂组分214彼此反应或与包含高活性组分的一种或多种其他要素或物质反应而产生的一种或多种产物。
选择性组分的组合
在一个实施方案中,提供了多种彼此不同的高活性组分,例如分别为包含汽油选择性组分212的高活性组分202和包含一种或多种污染物抑制剂214的高活性组分204,以倾向性具有增加一种或多种所选烃类产物例如汽油的倾向性生产的意料之外的协同组合效应。具有意料之外的协同效应的不同高活性组分的组合的另一个实施方案包括含有LCO选择性组分211的高活性组分201和包含一种或多种污染物抑制剂214的高活性组分204,以倾向性具有增加一种或多种所选烃类产物例如LCO的倾向性生产的意料之外的协同组合效应。
方法还包括提供与包含污染物抑制剂组分214的第一种高活性组分不同的至少第二种高活性组分(例如包含汽油选择性组分的高活性组分),所述第二种高活性组分的量足以根据市场需求逆转或改变一种或多种所选烃类产物的倾向性生产。方法也不受提供具有意料之外的协同效应的不同高活性组分的组合,以根据市场需求逆转或改变、即调整一种或多种烃类产物的倾向性生产的频率的限制。因此,实施方案包括提供具有意料之外的协同效应的不同高活性组分(例如分别含有汽油选择性组分和污染物抑制剂组分的高活性组分)的组合,以增加一种或多种所选烃类产物的倾向性生产;并且另一个实施方案包括提供具有意料之外的协同效应的不同高活性组分(例如分别含有LCO选择性组分和污染物抑制剂组分的高活性组分)的第二种组合,所述第二种组合的量足以根据市场需求所需的频率,逆转或改变由不同高活性组分的第一种组合所引起的一种或多种所选烃类产物(例如汽油至LCO或与之相反)的倾向性生产。
正如如何可以提供分别具有不同选择性组分的多种高活性组分以具有意料之外的协同组合效应那样,不同的选择性组分例如汽油211和污染物抑制剂214也可以提供在单一高活性组分中。
图2E是包含彼此不同的多种选择性组分例如汽油选择性组分212和污染物抑制剂214的高活性组分205的实施方案的另一个示意图。具有彼此不同的多种选择性组分的高活性组分205的另一个实施方案,包含LCO选择性组分211和污染物抑制剂214。
此外,在实施方案中,高活性组分205包括倾向性具有意料之外的协同组合效应的多种彼此不同的选择性组分,例如图2E中所示的汽油选择性组分212和污染物抑制剂214的组合。所描述的方法不受何时和如何提供包含多种选择性组分例如汽油选择性组分212和污染物抑制剂214的高活性组分205的工序的限制。一个实施方案包含向一个或多个流化装置相继提供包含多种选择性组分的高活性组分205。另一个实施方案包含向一个或多个流化装置同时提供包含多种选择性组分的高活性组分205。方法也不受提供多种高活性组分的频率的限制。
方法还任选地包括提供与包含多种不同选择性组分的第一种高活性组分205不同的至少第二种高活性组分205,所述至少第二种高活性组分205的量足以改变或逆转一种或多种烃类产物的倾向性生产。第二种高活性组分也可以包含彼此不同的多种选择性组分。方法也不受根据市场需求提供不同高活性组分205以改变或逆转烃类产物的倾向性生产的频率的限制。因此,本发明的实施方案包括提供与第一种高活性组分205(其包含彼此不同的多种选择性组分)不同的至少第二种高活性组分205(其具有彼此不同的多种选择性组分),例如第一种高活性组分205包含汽油选择性组分212与污染物抑制剂214的组合,而第二种高活性组分205包含LCO选择性组分211与污染物抑制剂214的组合,以便按照市场需求所需的频率逆转一种或多种烃类产物的倾向性生产。
正如上面所讨论的,还应该认识到,高活性组分的某些实施方案还包含由含有高活性组分的一种或多种要素或反应物之间的反应产生的一种或多种产物。例如,高活性组分205的实施方案包含由选择性组分彼此反应或与包含高活性组分205的一种或多种其他要素或物质反应而产生的一种或多种产物。
本文中在整个说明书和权利要求书中使用的近似语,可用于修饰任何定量或定性表述,其可以容许改变而不导致其所涉及的基本功能的变化。因此,被术语例如“从约”或“至约”修饰的值不限于指定的精确值,并且可以包括与指定值不同的值。在至少某些情况下,近似语可能对应于用于测量值的仪器的精确度。此外,“以足以…的量提供高活性组分”可以与定量值组合使用并包括不同的高活性组分量,并且不限于指定的精确定量值,而且可以包括与指定值不同的值。
应该认识到,因为碱裂化催化剂在流化装置中是常用和常见的,方法和系统的实施方案还可以包含存在或提供双重或多重性质的碱催化剂粒子,所述碱催化剂粒子具有掺合到碱催化剂粒子中或作为其一部分的一些高活性组分,只要将至少一种高活性组分提供成在多粒子粒子系统中与碱催化剂粒子物理上分离和不同的粒子即可。
在实施方案中,高活性组分被提供给一种或多种装置,所述装置例如但不限于FCC装置、固定床或移动床装置、鼓泡床装置、适合用于制造吡啶及其衍生物的装置、适合用于制造丙烯腈的装置和适合用于工业化过程的其他装置等,可以单独或两种或更多种组合使用。在具体实施方案中,将高活性组分提供给多种作为FCC装置的装置。FCC装置被改造成适合于促进从来源提供的进料的催化裂化,并可以常规的方式配置。在另一个实施方案中,将高活性组分提供给装置,所述装置被设计用于将汽油类进料裂化成液化石油气(LPG)例如但不限于SuperflexTM过程,或将重质进料裂化成LPG而不是汽油例如但不限于IndmaxTM过程。在另一个具体实施方案中,将高活性组分提供给用于加工丙烯腈的装置。适合用于制造丙烯腈的装置的实例是流化床工艺。类似的装置也用于制造其他化学品例如吡啶。
下列实施例用于说明本发明的特点和优点,并且不打算将本发明限制于此。
实施例1:包含LCO选择性组分211的高活性组分201
不受理论的限制,进料一般由大分子构成,所述大分子太大而不能进入汽油选择性组分的孔例如Y分子筛的孔中。相反,LCO选择性组分的孔比汽油选择性组分的孔大。因此,大的烃类分子能够进入LCO选择性组分的较大的孔中,并被裂化形成LCO类分子。
下面是本申请人的将包含LCO选择性组分211的高活性组分201提供成物理上分离和不同的粒子与作为碱催化剂的一部分或掺合到其中形成单一粒子系统相比,出人意料的优异结果的实例。
不受理论的限制,将包含LCO选择性组分211的高活性组分201提供成物理上分离和不同的粒子而不是将LCO选择性组分作为碱催化剂的一部分或掺合到其中形成单一粒子系统,似乎通过降低分子筛与基质的比率(基质是指LCO选择性组分)而倾向性增加LCO的产率。
分子筛与基质的比率(Z/M)是分子筛表面积/基质表面积(或ZSA/MSA)的度量。测量通过多点N2 BET等温线进行,其中表面积被分成两个部分:ZSA<20埃孔径,MSA>20埃孔径。
具体来说,将包含基质的高活性组分201提供在多粒子系统中作为物理上分离和不同的粒子而不是将基质作为碱催化剂的一部分或掺合到其中成为单一粒子系统,通过选择性提供多于和高于不想要的分子筛等的基质或不提供分子筛,从而增加了基质相对于分子筛的比率而不是维持固定的Z/M比率,更有效地增加基质(即降低Z/M比率),正如在前面本申请人的多粒子系统的益处中所讨论的。图3是示意模拟图,证实了将包含LCO选择性组分的高活性组分例如BCATM提供成物理上分离和不同的粒子,倾向性增加了LCO产率。
Y轴表示从进料注射器(靠近上升管底部)到上升管终端(或上升管输出口或上升管出口,催化剂和大部分产物在此最终分离开)的路径,即油与催化剂相接触的地点;因此Y轴的底部表示进料注射器区,Y轴的顶部是上升管终端。X轴作图了在上升管中该特定位点处特定产物与总进料产物混合物的重量百分比。例如,在进料注射器区进料是该混合物的100%,在开始沿着上升管向上移动中随着基质将进料转变成中间体而快速下降,其中朝向上升管终端时转化拖尾,使得所有剩余物都是未转化的进料,其作为蒸馏系统中的非蒸馏级份回收,通常被称为“塔底残留物”,但是也通常被称为倾析循环油(DCO)。
将基质提供作碱催化剂的一部分或在其中作为单一粒子系统,通过将进料转化成LCO而增加了LCO体积,直到在上升管中上升到某些点处,LCO达到最大浓度(由图中的星号表示)。LCO达到最大浓度是因为由高于上升管的Y分子筛导致的LCO向汽油类物质的转化超过更多LCO的产生。
相反,将包含LCO选择性组分211的高活性组分201提供成物理上分离和不同的粒子,与将基质作为碱催化剂的一部分或掺合到其中成为单一粒子系统相比,在LCO形成的速率和量的方面增加了LCO从进料的形成。因此LCO峰较大,并出现在上升管中上升较长距离处。此外,将LCO选择性组分提供成分离和不同的粒子降低了不想要的分子筛的浓度,因为本申请人的多粒子添加系统允许特异性添加超过和高于分子筛的LCO选择性组分(基质)或不添加分子筛,从而增加了基质与分子筛等相比的相对量,由此导致不想要的分子筛促进的LCO向汽油的转化速率较慢,这由与只含催化剂的LCO线相比曲线中的斜率较缓所图示。
通过将包含LCO选择性组分211的高活性组分201提供成物理上分离和不同的粒子与将基质作为碱催化剂的一部分或掺合到其中成为单一粒子系统相比引起的LCO产率的倾向性增加的比较性改进,由上升管终端(图的顶部)处曲线之间的面积表示。因此,将包含LCO选择性组分211的高活性组分201提供成物理上分离和不同的粒子与将其作为碱催化剂的一部分或掺合到其中成为单一粒子系统的传统方法相比,倾向性增加了LCO产率。
表1证实了将包含LCO选择性组分211的高活性组分201提供成物理上分离和不同的粒子,与将包含LCO选择性组分的高活性组分作为碱催化剂的一部分或掺合到其中成为单一粒子系统的传统方法相比的效果。例如,表1显示了将BCA-105TM、一种包含LCO选择性组分211的高活性组分201提供成物理上分离不同的粒子,当提供30%BCA-105TM时,将LCO类物的产率从24.8增加到29.4。模拟是基于进行的几个试验。
表1、包含LCO选择性组分的高活性组分对产物产率的影响
表2是BCATM(包含LCO选择性组分211的高活性组分201)的36次商业化试验的概述。表2显示,通过在广泛的FCC装置设计例如在完全和部分燃烧状态下运行和处理轻质和重质进料中减少塔底残留物(平均-1.7wt%),BCATM已在商业上被证明增加了LCO产率(平均+0.8wt%)。
表2
本发明的实施方案包括向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使LCO与另一种烃类或烃类产物的组合相比产率倾向性增加超过约10%(以进料产品的wt%计)。另一个实施方案包括向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使LCO与另一种烃类或烃类产物的组合相比产率倾向性增加超过约8%、超过约7%以及超过约5%。本发明的另一个实施方案包括向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使LCO与另一种烃类或烃类产物的组合相比产率倾向性增加超过约4%、超过约3%、超过约2%以及超过约1.0%。本发明的实施方案明确包括向一个或者多个流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使LCO与另一种烃类或烃类产物的组合相比产率倾向性增加,并且不限于指定的准确值,并且可以包括与指定值不同的值。
实施例2:包含汽油选择性组分212的高活性组分202
本申请人的Hi-YTM是包含一种或多种汽油选择性组分212以倾向性增加汽油产率的高活性组分202的实例。在一个实施方案中,包含一种或多种汽油选择性组分212的高活性组分202含有高浓度的y分子筛;本申请人的Hi-YTM高活性组分包含高浓度分子筛例如Y分子筛以提供高分子筛功能性,并在高活性组分中带有相对少量的其他物质。
图4是提供包含一种或多种汽油选择性组分212的高活性组分202的示意性模拟。图4显示了FCC装置的催化剂存量(包括所有使用的催化剂和添加剂)的变化对不同品质(也称为重度,较重的进料更难裂化)进料的作图。装置中的催化剂(也称为平衡催化剂或ECat)的总表面积常用于监测装置中催化剂的活性水平(总表面积与活性成正比)。图4显示,当加入包含汽油选择性组分的高活性组分201时,催化剂表面积增加(虚线)。
两条催化剂线/曲线之间的面积表示可以通过提供高活性组分获得的总表面积(TSA)的增加。TSA增加直接导致汽油倾向性生产的增加。在一个实施方案中,包含一种或多种汽油选择性组分202的高活性组分表面积的增加,其典型高于380m2/g,与二级催化剂相比增加了产率状态变化的量级和速度。此外,进料越轻,可以使用的高活性组分的浓度越高,其导致汽油馏分产物产率的更大增加。
表3显示了通过将包含汽油选择性组分212的高活性组分202提供成物理上分离和不同的粒子,与将其作为碱催化剂的一部分或掺合到其中作为单一粒子系统的传统方法相比,改变活性并倾向性增加汽油馏分产物产率(以进料计的重量百分数)。例如,表3证明,将20%Hi-YTM(包含汽油选择性组分212的高活性组分202)提供成物理上分离不同的粒子,在试验1-3中分别使汽油馏分产物的产率从39.5增加到40.9、从41.9增加到44.1以及从43.6增加到45(以进料计的重量百分数)。试验1-3是来自标准实验室条件下进行的三批商业化试验的样品。表3还证明,将20%Hi-YTM提供成物理上分离和不同的粒子,增加了试验1-3中的转化率(wt%,以进料计的重量百分数)。
表3
在本发明的实施方案中,包括向一个或多个流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使汽油馏分产物与另一种烃类或烃类产物的组合相比,产率倾向性增加超过约10%(以进料产物的wt%计)。另一个实施方案包括向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使汽油馏分产物与另一种烃类或烃类产物的组合相比,产率倾向性增加超过约8%、超过约7%以及超过约5%。本发明的另一个实施方案包括向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使汽油馏分产物与另一种烃类或烃类产物的组合相比,产率倾向性增加超过约4%、超过约3%、超过约2%以及超过约1.0%。本发明的实施方案明确包括向一个或多个流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使汽油馏分产物与另一种烃类或烃类产物的组合相比产率倾向性增加,并且不限于指定的精确值,并且可以包括与指定值不同的值。
实施例3:包含LPG选择性组分213的高活性组分203
正如之前在前述实施例1-2中所讨论的,不受理论的限制,进料主要由太大而不能进入包含汽油选择性组分的高活性组分202的孔、例如Y分子筛的孔的大烃类分子构成。相反,LCO选择性组分的孔大于汽油选择性组分的孔。因此,大的烃类分子能够进入LCO选择性组分的较大孔,并被裂化形成LCO类分子。
LCO类分子现在小得足以进入汽油选择性组分例如Y分子筛的孔,并且前述实施例公开了在汽油选择性组分的较小的孔例如Y分子筛的孔中裂化LCO类分子以倾向性增加汽油类分子的产率。
本申请人已经将这种原理扩展到LPG选择性组分例如ZSM-5,其具有比分子筛Y的汽油选择性组分更小的孔,并能将汽油类分子进一步裂化成LPG类分子。
●进料/塔底残留物类烃类分子被具有最大孔的包含LCO选择性组分211的高活性组分201例如BCATM裂化成LCO类分子。
●LCO类分子被具有比LCO选择性组分更小的孔的包含汽油选择性组分212的高活性组分202例如Y分子筛裂化成汽油类分子。
●汽油类分子被具有比汽油选择性组分更小的孔的包含LPG选择性组分213的高活性组分203裂化成LPG类分子。
因此,本发明的实施方案包括将包含LPG选择性组分213的高活性组分203提供成与碱催化剂物理上分离和不同的粒子,通过在LPG选择性组分213例如ZSM-5的较小的孔中裂化汽油类分子,倾向性增加LPG的产率,因为汽油类分子现在小得足以进入LPG选择性组分的孔中。
在实施方案中,将具有2-3%的LPG选择性组分213例如ZSM-5晶体的高活性组分203提供成物理上分离和不同的粒子,与在碱催化剂中掺有ZSM-5的单一粒子系统相比,能够显著增加LPG产率高达2wt%,并增加汽油的辛烷值(高达1RON值)。
表4证实了作为物理上分离和不同的粒子的包含LPG选择性组分213的高活性组分203与传统碱催化剂相比的效果。例如,表4显示,当作为物理上分离和不同的粒子加入最高达到10%的连续量的包含LPG选择性组分213的高活性组分203时,LPG产率从19.7增加到24.7。表4还显示,当作为物理上分离和不同的粒子加入最高达到10%的连续量的包含LPG选择性组分213的高活性组分203时,转化率从67.3增加到67.5。
表4
本发明的实施方案包括向一个或多个流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使LPG与另一种烃类或烃类产物的组合相比,产率倾向性增加超过约10%(以进料产物的wt%计)。另一个实施方案包括向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使LPG与另一种烃类或烃类产物的组合相比,产率倾向性增加超过约8%、超过约7%和超过约5%。本发明的另一个实施方案包括向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使LPG与另一种烃类或烃类产物的组合相比,产率倾向性增加超过约4%、超过约3%、超过约2%和超过约0.1%。本发明的实施方案明确包括向一个或多个流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使LPG与另一种烃类或烃类产物的组合相比产率倾向性增加,并且不限于指定的精确值,并且可以包括与指定值不同的值。
实施例4:包含污染物抑制剂组分214的高活性组分204
进料中的金属沉积和积累在催化剂(平衡催化剂或ECat)上,并增加了生成不想要的焦炭和气体的趋势。传统上,精炼者通过通过添加较高水平的新鲜碱催化剂并从催化剂存量中撤出较大量的被污染ECat,来降低ECat上这些金属的水平。
本申请人意外地发现,增加新鲜碱催化剂的添加速率对降低污染金属的影响或增加所选烃类产物的产率,只有很少或没有效果。然而,本申请人意外地发现,将包含污染物抑制剂组分214的高活性组分204提供成与碱催化剂物理上分离和不同的粒子,抑制了进料中一种或多种污染物的不利影响。
污染物抑制剂组分204的非限制性实例包括但不限于本申请人的CAT-AidTM。不受理论或优点的限制,将包含污染物抑制剂组分214的高活性组分204提供成与碱催化剂物理上分离和不同的粒子的非限制性优点,可能是对于恒定水平的钒来说,CAT-AidTM维持较高的循环催化剂表面积,这是因为CAT-AidTM与单一系统碱催化剂相比,增加了分子筛在高金属含量下的稳定性。CAT-AidTM通过抑制分子筛表面积的破坏增加分子筛稳定性,并且更大的表面积与产率增加有关。将包含污染物抑制剂组分214例如CAT-AidTM的高活性组分204提供成与单一系统碱催化剂在物理上分离和不同的粒子,使用一些释放出的焦炭燃烧能力来增加催化活性而不增加催化剂添加速率。进料、包藏或污染的焦炭的任何还原都释放出焦炭燃烧能力,其被用于(a)增加催化焦——其引起转化率增加,或(b)增加进料的重度,这意味着降低进料的成本。
表5来自于证实了这些观点的最近的商业化试验。以催化剂存量的10%将Cat AidTM提供成与碱催化剂在物理上分离和不同的粒子,显示出下列优点:1)进料速率增加,例如从40,000增加到高达45,000;2)更低或更廉价级别的进料的使用增加,例如真空塔底残留物(VTB或真空残留物)的比率增加。3)转化率增加超过2%,以及VTB比例。例如,表5显示,污染物抑制剂组分将转化率从80.7增加到83。4)总催化剂组成从24吨减少到12吨。
表5
本发明的实施方案包括向一个或多个流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以将进料中单独或两种或更多种组合的一种或多种污染物的不利影响,抑制超过约10wt%。另一个实施方案包括向一个或多个流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以将进料中一种或多种污染物的不利影响,抑制超过约8%、超过约7%和超过约5%。本发明的另一个实施方案包括向一个或多个流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以将单独或两种或更多种组合的一种或多种污染物的不利影响,抑制超过约4%、超过约3%、超过约2%和超过约1.0%。本发明的实施方案明确包括向一个或多个流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以抑制单独或两种或更多种组合的一种或多种污染物的不利影响,并且不限于指定的精确值,并且可以包括与指定值不同的值。
表6显示了将10%CAT-AidTM、包含污染物抑制剂组分214的高活性组分204提供成物理上分离和不同的粒子,与碱催化剂作为单一粒子系统的传统方法相比的效果。例如,表6显示,在来自两批商业化试验的标准实验室测试数据中,CAT-AidTM将转化率从69.5提高到71.7和从72提高到73.6。表6还显示了在两批实验室测试试验中,CAT-AidTM将焦炭产率从8.2降低到7.2和从9.3降低到8.3。表6显示了在两批实验室测试试验中,CAT-AidTM将LPG产率从12.8提高到14和从13.7提高到14.9。
表6
本发明的实施方案包括向一个或多个流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使单独或组合的一种或多种烃类例如焦炭或干气与另一种烃类或烃类产物的组合相比,产率倾向性较低超过约10%(以进料产物的wt%计)。另一个实施方案包括向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使单独或组合的一种或多种烃类例如焦炭或干气与另一种烃类或烃类产物的组合相比,产率倾向性降低超过约8%、超过约7%以及超过约5%。本发明的另一个实施方案包括向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使单独或组合的一种或多种烃类例如焦炭或干气与另一种烃类或烃类产物的组合相比,产率倾向性降低超过约4%、超过约3%、超过约2%以及超过约0.1%。本发明的实施方案明确包括向一个或多个流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的一种或多种高活性组分,其量足以使单独或组合的一种或多种烃类例如焦炭或干气与另一种烃类或烃类产物的组合相比产率倾向性降低,并且不限于指定的精确值,并且可以包括与指定值不同的值。
实施例5:不同高活性组分的组合
本申请人试验了将高活性组分提供成物理上分离和不同的粒子并联合使用主要精炼器的实施方案。精炼器供应两种进料(一种重质和一种轻质),其跨越该特定装置的进料范围。也供应在装置中使用的新鲜碱催化剂。通过提供下列物质进行了三个对比试验:
1)单独的碱催化剂(不具有高活性组分)
2)碱催化剂和作为与碱催化剂在物理上分离和不同的粒子的高活性组分的组合
3)作为物理上分离和不同的粒子的高活性组分(不含碱催化剂)
通过在重质进料上试验多种高活性组分的组合产生了表7。该进料的康拉特逊残碳为5.2wt%,并且该进料的比重为0.934。将新鲜的碱催化剂和高活性组分失活以模拟平衡催化剂。方案包括通过环裂化金属化到2500ppm钒、5000ppm Ni并进行蒸汽失活(1400℉)以与e-cat表面积匹配。
表7、用于重质进料的多种高活性组分组合
表7显示了塔底残留物产率随着Hi-YTM(包含汽油选择性组分212的高活性组分202)的增加而降低。选择塔底残留物产率度量标准是因为它按照惯例是价值最低的产物;因此,塔底残留物产率越低,催化剂制剂的性能越好。所有试验都在恒定的焦炭含量(6wt%)下进行。表7显示,提供30%Hi-YTM(包含汽油选择性组分212的高活性组分202)降低了塔底残留物产率,从25.2降低到21.2,从而反映出将Hi YTM提供成物理上分离不同的粒子增加了活性和倾向性生产。
然后将10wt%CAT-AidTM(包含污染物抑制剂组分214的高活性组分204)与20%Hi YTM(包含汽油选择性组分212的高活性组分202)组合,其将塔底残留物产率从25.2降低到14.9。因此,表7显示了将高活性组分的组合提供成与碱催化剂在物理上分离和不同的粒子的出人意料的益处。此外,表7证明,仅仅使用具有0%碱催化剂的高活性组分,实现了甚至更大的提高。当定制三种高活性组分的组合以匹配新鲜的TSA和RE2O3碱催化剂的性质时,获得了更好的结果:包含15wt%CAT-AidTM(包含污染物抑制剂组分214的高活性组分204)、67wt%Hi YTM(包含汽油选择性组分212的高活性组分202)和18wt%BCATM(包含LCO选择性组分211的高活性组分201)的高活性组分的组合,甚至更多地降低塔底残留物产率,从25.2降低到10.6。因此,表7显示了将高活性组分提供成分离和不同的粒子而不是作为碱催化剂的一部分或在其中成为单一粒子系统的出人意料的益处,并且表7还显示了高活性组分的组合的出人意料的益处。
使用轻质进料进行的试验产生了类似结果。该进料的康拉特逊残碳为1.8wt%,并且该进料的比重为0.888。通过在轻质进料上试验多种高活性组分的组合产生了表8。将新鲜的碱催化剂和高活性组分失活以模拟平衡催化剂。方案包括通过环裂化金属化到500ppm钒和1500ppm镍。
将新鲜的碱催化剂和高活性组分失活以模拟平衡催化剂。方案包括通过环裂化金属化到2500ppm钒、5000ppm Ni并进行蒸汽失活(1400℉)以与e-cat表面积匹配。
表8 用于轻质进料的多种高活性组分组合
表8显示,当Hi-YTM(包含汽油选择性组分的高活性组分202)的浓度增加到30%时,塔底残留物产率从15降低到9.6,从而反映出将Hi YTM(包含汽油选择性组分的高活性组分202)提供成物理上分离和不同的粒子代替仅仅在单一粒子系统中的碱催化剂,增加了活性和倾向性生产。
当然后将10wt%CAT-AidTM(包含污染物抑制剂组分214的高活性组分204)与70wt%的新鲜催化剂和20wt%Hi YTM(包含汽油选择性组分212的高活性组分202)组合时,塔底残留物产率从15降低到10.9。提供CAT-AidTM(包含污染物抑制剂组分214的高活性组分204)不能进一步降低塔底残留物产率,这是因为由添加较低活性CAT-AID而引起的催化剂混合物表面积的丧失,大于CAT-AidTM在低金属环境中所能提供的对分子筛的表面积保持的保护作用。因此,表8显示了将高活性组分提供成分离和不同的粒子而不是作为碱催化剂的一部分或在其中成为单一粒子系统的出人意料的益处,并且因为塔底残留物产率降低,表8还显示了高活性组分的组合的出人意料的益处。但是,将通用的一种尺寸适用于所有高活性组分的组合,不一定能为待加工的各种进料提供最适解决方案;高活性组分或多种组分的组合必须根据变化的进料条件等例如但不限于进料的重度等进行动态调节。
因为将通用的一种尺寸适用于所有高活性组分的组合,不一定能为待加工的各种进料提供最适解决方案,因此图6是一张模拟图,提供了随着进料质量改变的多种高活性组分的组合。对于每次生产运行来说,生产设计者只需提供控制参数的值(下面实例中的康拉特逊残碳)。然后工程师或控制室操作人员可以从图上读数(或将康拉特逊残碳值直接输入到控制计划中),以快速精确地修改组分的添加速率,并因此使在线的催化剂制剂朝向用于在该生产运行上待加工的特定进料的最适值。
任选地,方法还可以包括使用物理硬件,允许以可靠和受控的方式单独加入每种高活性组分。每种高活性组分的分别独立的添加控制,可以由本申请人的AIMTM添加剂库存管理技术和添加系统来提供。
对于本技术领域的专业人员来说,显然可以在本发明的方法和系统中进行各种修改和改变,而不背离本发明的精神和范围。因此,本发明打算包括在随附的权利要求书及其等价物范围之内的修改和改变。
尽管只在数量有限的方面对本发明进行了详细描述,但应该理解,本发明不限于这些所公开的方面。相反,本发明可以被修改,以包含到目前为止还未描述,但是与权利要求书的范围相应的任何数量的变化、改变、取代或等价的排列。此外,尽管已经描述了本发明的各种实施方案,但应该理解本发明的情况可以只包括一些所描述的实施方案。因此,本发明不被看作受到前面说明书的限制,而是只受限于随附的权利要求书的范围。

Claims (7)

1.一种用于倾向性调整汽油馏分产物的产率的方法,所述方法包含:
(a)向流化装置提供作为物理上分离和不同的粒子的第一种高活性组分,其量足以倾向性增加汽油馏分产物的产率,其中第一种高活性组分包含以重量计40%至85%的汽油选择性组分,其中所述汽油选择性组分选自超稳定Y、质子交换分子筛Y、稀土元素交换分子筛Y、煅烧的稀土元素交换分子筛Y、超稳定分子筛Y和稀土元素交换的超稳定分子筛Y;
(b)提供第二种高活性组分,所述第二种高活性组分不同于第一种高活性组分,其量足以至少部分逆转汽油馏分产物的倾向性增加。
2.权利要求1的方法,其中汽油选择性组分以重量计为50%至85%。
3.权利要求1的方法,其中提供作为物理上分离和不同的粒子的包含汽油选择性组分的第一种高活性组分,与提供作为单一粒子系统的碱催化剂相比,倾向性增加汽油馏分产物的产率。
4.权利要求1的方法,其中流化装置是用于流体催化剂裂化的装置。
5.权利要求1的方法,其还包含向多个装置提供第一种高活性组分。
6.权利要求5的方法,其还包含向多个装置相继提供第一种高活性组分。
7.权利要求5的方法,其还包含向多个装置同时提供第一种高活性组分。
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