CN109694720B - 一种高氮原料的催化裂化方法 - Google Patents
一种高氮原料的催化裂化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109694720B CN109694720B CN201710986647.XA CN201710986647A CN109694720B CN 109694720 B CN109694720 B CN 109694720B CN 201710986647 A CN201710986647 A CN 201710986647A CN 109694720 B CN109694720 B CN 109694720B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalytic cracking
- molecular sieve
- boron
- catalyst
- oil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/02—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils characterised by the catalyst used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/02—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils characterised by the catalyst used
- C10G11/04—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/02—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils characterised by the catalyst used
- C10G11/04—Oxides
- C10G11/05—Crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
- C10G2300/201—Impurities
- C10G2300/202—Heteroatoms content, i.e. S, N, O, P
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
- C10G2300/30—Physical properties of feedstocks or products
- C10G2300/305—Octane number, e.g. motor octane number [MON], research octane number [RON]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4006—Temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4012—Pressure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/70—Catalyst aspects
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高氮原料的催化裂化方法,该方法包括:将高氮原料送入催化裂化反应器中与催化裂化催化剂接触并进行催化裂化反应,得到反应产物和待生催化剂;将所得待生催化剂进行烧焦再生,得到再生催化剂,将所得再生催化剂作为所述催化裂化催化剂送入所述催化裂化反应器中;其中,所述催化裂化催化剂包括硼改性的含磷Y分子筛、耐热无机氧化物和任选的粘土。本发明的方法能够提高高氮原料的转化率,优化产物分布。
Description
技术领域
本发明涉及一种高氮原料的催化裂化方法。
背景技术
催化裂化是重质石油烃类在催化剂的作用下反应生产液化气,以及汽油和柴油等轻质油品的主要过程,是我国最主要的重油轻质化手段。近年来,原油重质化和劣质化的趋势日益明显,催化裂化装置在加工常规原料时掺炼渣油、焦化蜡油等劣质原料的比例不断增加。与减压瓦斯油相比,劣质原料的突出特点是氮含量较高,其中碱性氮化物对催化裂化催化剂性能的影响最为显著。焦化蜡油中的碱性氮化物吸附在催化剂酸性中心上,导致催化剂快速失活,使原料转化率和液体产品收率降低,对汽油和柴油的质量造成影响;沉积在待生催化剂上的氮化物在再生过程中生成NOx,引起光化学烟雾和酸雨。因此,为了降低高氮原料中的氮化物对催化裂化的危害,必须对碱性氮化物进行预处理,或者改进催化裂化工艺,或者优化催化剂配方。
国外一般对高氮原料进行加氢处理,然后作为催化裂化的原料。然而受限于加氢装置及氢源,我国大多数炼厂难以广泛进行加氢处理,而主要采用催化裂化掺炼或直接加工高氮原料。
美国专利US4090948公开了一种加工高氮原料的催化裂化方法,该方法将高氮原料首先与从汽提段引出的待生催化剂接触,从而使原料油中的氮化物、金属等污染物沉积在待生催化剂表面,未完全反应的烃类和待生催化剂混合物再与从再生器来的再生催化剂接触、反应。采用这种方法可以减轻再生催化剂的失活。
中国专利CN1088246A公开了一种高氮原料油的催化裂化工艺,该方法将优质原料油从反应器底部注入,与新鲜的再生催化剂接触;高氮原料油从反应器中间某一部位注入,与积炭催化剂接触反应,通过吸附方式脱除部分氮化物,精制的焦化蜡油作为回炼油进入提升管反应器。该方法存在回炼比大,装置操作负荷高的问题。
中国专利CN101993710A公开了一种焦化蜡油分区催化裂化的方法和装置,该方法将提升管反应器分为上下两段反应区,其中下段反应区是一个垂直套管结构,将其分为两个独立区域,让焦化蜡油进入内管区域进行催化裂化反应,而常规原料进入上段反应区底部,使与常规原料接触的再生剂免受碱性氮化物的影响,达到分区转化的目的。该方法对原料和催化剂的流化造成影响,工程实施存在难度。
中国专利CN103031148A公开了一种加工高氮原料的催化转化方法,该方法将相对较低温度的混合催化剂在第一反应区与高氮原料接触、反应、上行;较高温度的再生催化剂在第二反应区引入,与第一反应区出口的油气继续反应;从第二反应区底部引出一部分混合催化剂进入预提升段循环使用。
上述公开的方法以采用待生剂和/或再生剂吸附方式来减轻高氮原料的毒害作用,但是用于加工常规原料的催化剂量降低,从而影响常规原料的转化。
除了催化裂化工艺的改进,采用抗氮催化剂也是改善高氮原料催化裂化的有效途径。研究表明,增加催化剂活性中心数量对提高催化剂的抗氮性能尤为重要;分子筛中的稀土含量对抗氮中毒有很大作用;活性机基质能够提供吸附碱性氮化物的活性中心,可以减少分子筛所受的毒害。国内使用的抗氮剂如RHZ-300、CC-15、LCS-7和LC-8,都是以稀土改性后的HY分子筛为活性组分。然而,目前使用的抗氮剂虽取得一定的抗氮效果,但造成焦炭产率增加(许明德,钟孝湘,范中碧,等.催化裂化抗氮剂的探讨[J].石油炼制,1993,24(4):34-39)。
发明内容
本发明的目的是提供一种高氮原料的催化裂化方法,本发明的方法能够提高高氮原料的转化率,优化产物分布。
为了实现上述目的,本发明提供一种高氮原料的催化裂化方法,该方法包括:将高氮原料送入催化裂化反应器中与催化裂化催化剂接触并进行催化裂化反应,得到反应产物和待生催化剂;将所得待生催化剂进行烧焦再生,得到再生催化剂,将所得再生催化剂作为所述催化裂化催化剂送入所述催化裂化反应器中;其中,所述催化裂化催化剂包括硼改性的含磷Y分子筛、耐热无机氧化物和任选的粘土。
可选的,以元素计并以所述硼改性的含磷Y分子筛的干基重量为基准,所述硼改性的含磷Y分子筛中硼的含量为0.5-8重量%,磷含量为0.1-10重量%。
可选的,以元素计并以所述硼改性的含磷Y分子筛的干基重量为基准,所述硼改性的含磷Y分子筛中硼的含量为0.5-5重量%,磷含量为0.1-6重量%。
可选的,所述硼改性的含磷Y分子筛为稀土Y分子筛、稀土HY分子筛和稀土USY分子筛中的至少一种。
可选的,所述硼改性的含磷Y分子筛的制备步骤包括:将含磷分子筛引入含硼化合物,然后进行干燥和焙烧;其中,所述含硼化合物为选自氧化硼、硼酸、偏硼酸和水溶性硼酸盐中的至少一种。
可选的,以干基计并以所述催化裂化催化剂的干基总重量为基准,所述催化裂化催化剂包括1-60重量%的所述硼改性的含磷Y分子筛、5-99重量%的耐热无机氧化物和0-70重量%的粘土。
可选的,以干基计并以所述催化裂化催化剂的干基总重量为基准,所述催化裂化催化剂包括5-50重量%的所述硼改性的含磷Y分子筛、10-95重量%的耐热无机氧化物和0-60重量%的粘土。
可选的,所述耐热无机氧化物为拟薄水铝石和/或铝溶胶,所述粘土为选自高岭土、偏高岭土、蒙脱土、硅藻土、海泡石、凹凸棒石、累托石、水滑石和膨润土中的至少一种。
可选的,所述高氮原料为氮含量大于1500μg/g和/或碱氮含量大于1000μg/g的催化裂化烃油原料。
可选的,所述催化裂化烃油原料为选自减压瓦斯油、减压渣油、常压瓦斯油、常压渣油、焦化瓦斯油、脱沥青油、原油、煤液化油、页岩油和油砂油中的至少一种。
可选的,所述催化裂化反应的条件为:反应温度为450-650℃,停留时间为0.1-6秒,反应压力为0.1-0.5兆帕,催化剂与高氮原料的重量比为4-20。
可选的,所述催化裂化反应器为选自固定流化床、提升管、等线速流化床、等直径流化床、上行式输送线和下行式输送线中至少一种。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
1、本发明通过向Y分子筛中引入硼元素,可以调节分子筛的酸量分布,提高B酸/L酸酸量之比,有利于提高催化剂的抗氮性能;磷元素可以改善骨架铝的配位环境,增强催化剂的水热稳定性。
2、本发明提供的方法能够显著降低氮化物,尤其是碱性氮化物对催化裂化催化剂的毒害作用,有利于提高高氮原料转化率,优化产品分布;汽油烯烃含量降低,异构烷烃和芳烃含量升高,汽油辛烷值提高。
3、本发明提供的方法流程简单,不需对现有装置作重大改动。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明方法一种具体实施方式的流程示意图(需要说明的是,图1以变径提升管反应器为例,根据实际需要也可以采用其它类型的催化裂化反应器)。
附图标记说明
1管线 2提升管反应器 3管线
4管线 5管线 6沉降器
7集气室 8汽提段 9管线
10斜管 11再生器 12管线
13空气分布器 14旋风分离器 15管道
16管线 17管线
I第一反应区 II第二反应区
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
本发明提供一种高氮原料的催化裂化方法,该方法包括:将高氮原料送入催化裂化反应器中与催化裂化催化剂接触并进行催化裂化反应,得到反应产物和待生催化剂;将所得待生催化剂进行烧焦再生,得到再生催化剂,将所得再生催化剂作为所述催化裂化催化剂送入所述催化裂化反应器中;其中,所述催化裂化催化剂包括硼改性的含磷Y分子筛、耐热无机氧化物和任选的粘土。
高氮原料会对催化剂产生毒害,使原料转化率降低,产物分布变差。本发明的发明人在研究过程中发现,在催化裂化过程中,碱性氮化物优先吸附于催化剂的B酸中心,而非碱性氮化物主要与L酸中心发生作用;常规催化裂化条件下,碱性氮化物的转化率只有30-50%,是导致生焦和产物分布变差的主要原因;在分子筛中引入硼元素,可以调节催化剂的酸量分布,有助于削弱氮化物对催化剂的影响;磷元素与骨架铝配位充分,能够增强催化剂的水热稳定性。本发明方法采用的催化裂化催化剂包括硼改性的含磷Y分子筛,在硼元素和磷元素的协同作用下,可以提高高氮原料的转化率,优化产物分布。
根据本发明,以元素计并以所述硼改性的含磷Y分子筛的干基重量为基准,所述硼改性的含磷Y分子筛中硼的含量可以为0.5-8重量%,优选0.5-5重量%,磷含量可以为0.1-10重量%,优选0.1-6重量%。
根据本发明,Y分子筛可以使用各种化学和/或物理方法制备,例如水热法,化学处理法(EDTA络合法、氟硅酸铵抽铝补硅法和SiCl4气相脱铝补硅法),或水热、酸处理结合法制备,可以含或不含稀土;若含稀土,所述硼改性的含磷Y分子筛可以为稀土Y分子筛、稀土HY分子筛和稀土USY分子筛中的至少一种。
一种实施方式,所述硼改性的含磷Y分子筛的制备步骤包括:将含磷分子筛引入含硼化合物,然后进行干燥和焙烧;其中,所述含硼化合物为选自氧化硼、硼酸、偏硼酸和水溶性硼酸盐中的至少一种,优选为硼酸。所述含磷的Y分子筛可以采用本领域的常规方法制备得到,通常其制备过程包括铵交换、磷改性及焙烧处理等步骤。具体地,该制备过程可以包括:
(i)将晶化好的Y分子筛在室温至100℃范围内与铵盐进行铵交换0.3-1小时后过滤;铵盐可以为常用的无机铵盐,可以选自氯化铵、硫酸铵或硝酸铵中的至少一种;
(ii)将步骤(i)得到的分子筛经干燥后,在200-400℃干燥处理至少1小时,然后升温到500-800℃焙烧处理至少0.5小时以脱除模板剂;如分子筛制备过程中没有使用有机模板剂,则该步骤可以省略;
(iii)将步骤(ii)得到的脱除模板剂后的Y分子筛与计算量的含磷化合物的水溶液在室温至95℃打浆均匀烘干;含磷化合物可以为常见的各种水溶性的含磷化合物,可以选自磷酸、磷酸氢铵、磷酸二氢铵、磷酸铵和磷酸铝中的至少一种;
(iv)在400-800℃焙烧处理步骤(iii)得到的Y分子筛至少0.5小时,例如在400-800℃焙烧处理步骤(iii)得到的分子筛至少0.5小时,优选地,在500-700℃焙烧处理步骤(iii)得到的分子筛1-7小时。所述焙烧处理可以采用干焙或湿焙,所述湿焙优选在100%水蒸气气氛下进行。
该上述实施方式中,含磷的Y分子筛上引入硼来获得所述硼改性的含磷的Y分子筛。引入硼的方法,可以采用本领域常用的各种方法,如浸渍法。具体地,可以使用含硼化合物的溶液等体积浸渍含磷的Y分子筛,然后将浸渍了含硼化合物的含磷的Y分子筛进行干燥和焙烧。
根据本发明,以干基计并以所述催化裂化催化剂的干基总重量为基准,所述催化裂化催化剂可以包括1-60重量%的所述硼改性的含磷Y分子筛、5-99重量%的耐热无机氧化物和0-70重量%的粘土,优选包括5-50重量%的所述硼改性的含磷Y分子筛、10-95重量%的耐热无机氧化物和0-60重量%的粘土。
根据本发明,所述耐热无机氧化物作为粘结剂,所述耐热无机氧化物是指在氧气或含氧气氛下,分解温度不低于300℃的无机含氧化合物,可以为各种适于作为粘结剂将分子筛粘结在一起的耐热无机氧化物。优选地,所述耐热无机氧化物为拟薄水铝石和/或铝溶胶。所述粘土可以为本领域技术人员公知的,可以是各种天然的和/或人工合成的、经或不经各种化学和/或物理方法处理的通常用作裂化催化剂载体的各种粘土,可以为选自高岭土、偏高岭土、蒙脱土、硅藻土、海泡石、凹凸棒石、累托石、水滑石和膨润土中的至少一种。优选地,所述粘土为选自高岭土、偏高岭土、硅藻土和凹凸棒石中的至少一种。
根据本发明,所述催化剂还可以含有其它成分,如稀土元素、碱金属、过渡金属、卤素等。
一种实施方式,所述催化裂化催化剂的制备过程包括:将无机氧化物如拟薄水铝石、铝溶胶或其混合物,与高岭土按预定比例混合,用去阳离子水配制成固含量为10-50重量%的浆液,打浆均匀,用无机酸如盐酸、硫酸、硝酸或磷酸将浆液pH调至2-4,搅拌均匀,在30-80℃下静置老化0-2小时,加入铝溶胶,然后加入计算量的硼改性的含磷的Y分子筛,搅拌均匀,喷雾干燥。
根据本发明,所述高氮原料一般为氮含量大于1500μg/g和/或碱氮含量大于1000μg/g的催化裂化烃油原料。所述催化裂化烃油原料是指初馏点不低于240℃的石油烃类,例如为选自减压瓦斯油、减压渣油、常压瓦斯油、常压渣油、焦化瓦斯油、脱沥青油、原油、煤液化油、页岩油和油砂油中的至少一种。石油中的含氮化合物按其酸碱性可分为碱性氮化物和非碱性氮化物。碱性氮化物是指在冰醋酸和苯的溶液中能够被高氯酸滴定的含氮化合物,而不能被高氯酸滴定的含氮化合物为非碱性氮化物。具体地,碱性氮化物主要是具有吡啶环结构的化合物,包括吡啶类、喹啉类、苯并喹啉类和苯并吖啶类等;非碱性氮化物主要是具有吡咯环结构的化合物,包括吲哚类、咔唑类和苯并咔唑类等。所述高氮原料与热催化剂接触之前一般需要将高氮原料进行预热,一般而言,将高氮原料预热至150-400℃,优选180-360℃。
本发明的催化裂化反应可以在常规的条件下进行,例如条件为:反应温度为450-650℃,优选480-560℃,停留时间为0.1-6秒,优选1-5秒,反应压力为0.1-0.5兆帕,优选0.1-0.4兆帕,催化剂与高氮原料的重量比为4-20,优选4-15,预提升介质与原料的重量比为0.01-1,优选0.01-0.3,所述预提升介质可以为干气、水蒸气或二者的混合物。
根据本发明,高氮原料与催化剂可以在本领域常用的催化裂化反应器进行反应,所述催化裂化反应器可以为选自固定流化床、提升管、等线速流化床、等直径流化床、上行式输送线和下行式输送线中至少一种,可以包括上述多种反应器的组合或多个同一种反应器的组合,所述组合包括串联和/或并联,其中提升管可以是常规的等直径的提升管或者是各种形式变径的提升管。
本发明提供的方法还包括将反应完成后所得的油剂混合物进行分离。反应产物经后续分离系统获得液化气、汽油、柴油等产物,分离出的待生催化剂经汽提、烧焦再生后循环使用。从反应产物中分离干气、液化气、汽油和柴油等产物的方法为本领域普通技术人员所熟知,在此不再详述。
根据本发明,待生催化剂的再生过程可以根据本领域常规的催化剂再生方法实施,例如:从再生器底部引入含氧气体(如空气),待生催化剂与氧气接触烧焦再生,生成的烟气经再生器的旋风分离器进行气固分离,进入后续能量回收系统。所述待生催化剂的再生条件可以为:再生温度为600-750℃,优选650-700℃;气体表观线速为0.2-3米/秒,优选0.5-2米/秒;待生催化剂平均停留时间为0.5-3分钟,优选0.8-2分钟。
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明,但是本发明并不因此而受到任何限制。
如图1所示,预提升介质经管线1由提升管反应器2底部进入,来自管线16的高温再生催化剂在预提升介质的提升作用下沿提升管反应器向上加速运动,预热后的高氮原料经管线3与来自管线4的雾化介质一起注入提升管反应器2的第一反应区I,与提升管反应器已有的物流混合,高氮原料在热的催化剂上发生催化裂化反应(主要为裂化反应),并向上加速运动进入提升管反应器2的第二反应区II继续发生催化裂化反应(主要为氢转移、异构化等反应)。生成的反应产物和带炭的待生催化剂经管线5进入沉降器6中的旋风分离器,实现待生催化剂与反应产物的分离,反应产物进入集气室7,然后经管线17进入后续分离系统(图中未示出),催化剂细粉由料腿返回沉降器6。沉降器6中的待生催化剂流向汽提段8,与来自管线9的汽提蒸汽接触,从待生催化剂中汽提出的反应产物经旋风分离器后进入集气室7。汽提后的待生催化剂经待生滑阀调节后经斜管10进入再生器11,来自管线12的空气经空气分布器13后进入再生器11,烧去位于再生器11底部的密相床层中待生催化剂上的焦炭,使失活的待生催化剂再生,烟气经旋风分离器14的上部气体烟气管道15进入后续能量回收系统。再生后的催化剂经管线16的再生滑阀调节后返回提升管反应器。
下面的实施例将对本发明作进一步说明,但并不因此而限制本发明。
实施例和对比例中所用试剂,除特别说明的以外,均为化学纯试剂。
在各实施例和对比例中,分子筛和催化剂的氧化硅、氧化铝和稀土氧化物含量采用RIPP 134-90的X射线荧光光谱法测定(参见《石油化工分析方法(RIPP实验方法)》,杨翠定等编,科学出版社,1990年出版),氧化硼和氧化磷的含量采用与氧化硅相同的测定原理进行测定。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的硼改性的含磷的Y分子筛催化剂的制备方法。
(1)制备含磷的Y分子筛
将10克NH4Cl溶于2千克水中,向此溶液中加入200克(干基)NaY分子筛(齐鲁催化剂厂工业产品,晶胞常数为2.447-2.450纳米,SiO2/Al2O3=3.2,稀土含量RE2O3=2.8重量%),在90℃交换洗涤30分钟,控制Na2O含量低于0.3重量%,过滤得滤饼。将所得滤饼干燥,在350℃焙烧处理2小时,然后升温至600℃焙烧处理2.5小时以脱除模板剂。将脱除模板剂的分子筛100克(干基)加水配制成固含量为40重量%的分子筛浆液,然后将9克H3PO4(浓度85重量%)溶于60克水中配制成溶液,将分子筛浆液与所配磷酸溶液混合浸渍烘干,然后在500℃焙烧处理2小时,即得到含磷的Y分子筛。
(2)制备硼改性的含磷的Y分子筛
取步骤(1)制备的含磷的Y分子筛1千克(干基),用硼酸溶液按等体积法浸渍,150℃烘干,500℃焙烧1小时,即得到硼改性的含磷的Y分子筛。以制备得到的硼改性的含磷的Y分子筛的总量为基准,以元素计,硼的含量为1.6重量%,磷的含量为2.1重量%。
(3)制备催化裂化催化剂
取1.5千克高岭土(干基1.17千克)用5.2千克去阳离子水打浆2小时,再加入拟薄水铝石(干基0.65千克)1.0千克,用盐酸将pH调至2-4,搅拌均匀,在70℃下静置老化2小时,加入铝溶胶(干基0.168千克)0.8千克,搅拌45分钟,然后加入步骤(2)得到的硼改性的含磷的Y分子筛1.2千克,搅拌均匀后,控制干燥器出口温度在120-150℃范围内喷雾干燥,将所得微球在500℃下焙烧2小时,得到本发明使用的催化裂化催化剂A。
将步骤(3)制备得到的催化裂化催化剂A在790℃下,采用100%水蒸气老化17小时,水热处理后催化剂A的性质列于表1。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的催化裂化催化剂A加工高氮原料的效果。
本实施例按照图1所示流程,在提升管反应器中型装置上进行试验。试验所用高氮原料为80重量%焦化蜡油与20重量%直馏蜡油的混合原料,性质列于表2。高氮原料预热至320℃,经水蒸气雾化均匀后通入提升管反应器,与高温再生催化剂接触并进行催化裂化反应,反应油气从提升管反应器排出后在沉降器稀相经旋风分离器分离后进入后续的分离系统。带炭的待生催化剂进入汽提段,汽提后的待生催化剂进入再生器烧焦再生,再生后的催化剂返回提升管反应器循环使用,操作条件和试验结果列于表3。
对比例1
本对比例用于说明对比催化剂的制备方法。
对比催化剂的制备过程和水热处理方式与实施例1相同,区别在于NaY分子筛未经磷处理和硼改性,对比催化剂B的性质列于表1。
对比例2
本对比例用于说明对比催化剂B加工高氮原料的效果。
本对比例按照图1所示流程,在提升管反应器中型装置上进行试验,试验所用原料同实施例2。高氮原料预热至320℃,经水蒸气雾化均匀后通入提升管反应器,与高温再生催化剂接触并进行催化裂化反应。反应产物从提升管反应器排出后在沉降器稀相经旋风分离器分离后进入后续的分离系统。带炭的待生催化剂进入汽提段,汽提后的待生催化剂进入再生器烧焦再生,再生后的催化剂返回提升管反应器循环使用,操作条件和试验结果列于表3。
从表3可以看出,与对比例2相比,采用本发明提供的方法,高氮原料转化率提高近8.5个百分点,液化气和汽油产率分别提高3.5和4.1个百分点,柴油和重油产率大幅减少,干气产率相当,而焦炭产率仅略有增加。从汽油性质来看,与对比例2相比,实施例2的汽油烯烃含量降低16个百分点,异构烷烃含量增加5.3个百分点,芳烃含量增加11.4个百分点,RON辛烷值增加0.8个单位。因此,采用本发明提供的方法可以有效减弱高氮原料对催化剂的毒害,大幅提高了原料转化率,不仅改善了产物分布,并且有利于提高汽油品质。
表1催化剂的性质
催化剂 | A | B |
化学组成,重量% | ||
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 43.6 | 50.9 |
SiO<sub>2</sub> | 52.5 | 46.7 |
RE<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.40 | 0.51 |
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 1.35 | - |
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.94 | - |
物理性质 | ||
比表面积,(米<sup>2</sup>/克) | 145 | 137 |
总孔体积,(厘米<sup>3</sup>/克) | 0.213 | 0.196 |
筛分组成,重量% | ||
0-40微米 | 15.2 | 14.9 |
40-80微米 | 65.0 | 65.9 |
>80微米 | 19.8 | 19.2 |
微反活性,% | 63 | 64 |
表2高氮原料的性质
项目 | 焦化蜡油 | 直馏蜡油 |
密度(20℃),克/厘米<sup>3</sup> | 0.920 | 0.859 |
粘度(80℃),毫米<sup>2</sup>/秒 | 9.13 | 6.20 |
凝点,℃ | 33 | 40 |
残炭,重量% | 0.26 | 0.05 |
碱性氮,微克/克 | 1800 | 200 |
元素组成,重量% | ||
C | 86.20 | 85.87 |
H | 11.20 | 13.61 |
S | 1.14 | 0.08 |
馏程,℃ | ||
初馏点 | 288 | 283 |
5体积% | 325 | 323 |
10体积% | 342 | 346 |
30体积% | 384 | 389 |
50体积% | 412 | 418 |
70体积% | 450 | 447 |
90体积% | 526 | 505 |
95体积% | 566 | 538 |
表3操作条件及产物分布
编号 | 实施例2 | 对比例2 |
催化剂 | A | B |
操作条件 | ||
反应温度,℃ | ||
第一反应区 | 525 | 525 |
第二反应区 | 510 | 510 |
剂油重量比 | 8 | 8 |
反应时间,秒 | ||
第一反应区 | 1.4 | 1.4 |
第二反应区 | 3.6 | 3.6 |
反应压力(表压),兆帕 | 0.17 | 0.17 |
水油重量比 | 0.08 | 0.08 |
产物分布,重量% | ||
干气 | 1.57 | 1.46 |
液化气 | 15.64 | 12.11 |
汽油 | 49.30 | 45.17 |
柴油 | 19.48 | 23.32 |
重油 | 7.69 | 12.31 |
焦炭 | 6.32 | 5.63 |
转化率 | 72.83 | 64.37 |
汽油性质,体积% | ||
正构烷烃 | 6.01 | 6.69 |
异构烷烃 | 31.80 | 26.51 |
烯烃 | 29.28 | 45.32 |
环烷烃 | 4.58 | 4.52 |
芳烃 | 28.33 | 16.96 |
RON | 94.0 | 93.2 |
Claims (10)
1.一种高氮原料的催化裂化方法,该方法包括:
将高氮原料送入催化裂化反应器中与催化裂化催化剂接触并进行催化裂化反应,得到反应产物和待生催化剂;
将所得待生催化剂进行烧焦再生,得到再生催化剂,将所得再生催化剂作为所述催化裂化催化剂送入所述催化裂化反应器中;
其中,所述催化裂化催化剂包括硼改性的含磷Y分子筛、耐热无机氧化物和任选的粘土;
所述硼改性的含磷Y分子筛的制备步骤包括:将含磷分子筛引入含硼化合物,然后进行干燥和焙烧;其中,所述含硼化合物为选自氧化硼、硼酸、偏硼酸和水溶性硼酸盐中的至少一种;
所述高氮原料为氮含量大于1500μg/g和/或碱氮含量大于1000μg/g的催化裂化烃油原料。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,以元素计并以所述硼改性的含磷Y分子筛的干基重量为基准,所述硼改性的含磷Y分子筛中硼的含量为0.5-8重量%,磷含量为0.1-10重量%。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,以元素计并以所述硼改性的含磷Y分子筛的干基重量为基准,所述硼改性的含磷Y分子筛中硼的含量为0.5-5重量%,磷含量为0.1-6重量%。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述硼改性的含磷Y分子筛为稀土Y分子筛、稀土HY分子筛和稀土USY分子筛中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,以干基计并以所述催化裂化催化剂的干基总重量为基准,所述催化裂化催化剂包括1-60重量%的所述硼改性的含磷Y分子筛、5-99重量%的耐热无机氧化物和0-70重量%的粘土。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,以干基计并以所述催化裂化催化剂的干基总重量为基准,所述催化裂化催化剂包括5-50重量%的所述硼改性的含磷Y分子筛、10-95重量%的耐热无机氧化物和0-60重量%的粘土。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述耐热无机氧化物为拟薄水铝石和/或铝溶胶,所述粘土为选自高岭土、偏高岭土、蒙脱土、硅藻土、海泡石、凹凸棒石、累托石、水滑石和膨润土中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述催化裂化烃油原料为选自减压瓦斯油、减压渣油、常压瓦斯油、常压渣油、焦化瓦斯油、脱沥青油、原油、煤液化油、页岩油和油砂油中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,所述催化裂化反应的条件为:反应温度为450-650℃,停留时间为0.1-6秒,反应压力为0.1-0.5兆帕,催化剂与高氮原料的重量比为4-20。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述催化裂化反应器为选自固定流化床、提升管、等线速流化床、等直径流化床、上行式输送线和下行式输送线中至少一种。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710986647.XA CN109694720B (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 一种高氮原料的催化裂化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710986647.XA CN109694720B (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 一种高氮原料的催化裂化方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109694720A CN109694720A (zh) | 2019-04-30 |
CN109694720B true CN109694720B (zh) | 2021-01-08 |
Family
ID=66225449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710986647.XA Active CN109694720B (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 一种高氮原料的催化裂化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109694720B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112108170B (zh) * | 2019-06-21 | 2023-05-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种提高催化裂化焦化蜡油掺渣比例的催化剂制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5300215A (en) * | 1991-01-25 | 1994-04-05 | Mobil Oil Corporation | Catalytic cracking with a catalyst comprising a boron phosphate matrix |
CN101898144A (zh) * | 2009-05-27 | 2010-12-01 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种含骨架杂原子的y型分子筛的催化裂化催化剂及其制备方法 |
CN103447063A (zh) * | 2012-06-01 | 2013-12-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 重油高效转化催化裂化催化剂及其制备方法 |
CN104607255A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-05-13 | 中国石油大学(华东) | 低l酸高b酸催化裂化催化剂及其制备方法 |
CN105813739A (zh) * | 2013-12-19 | 2016-07-27 | 巴斯夫公司 | 含有氧化硼和磷的fcc催化剂组合物 |
CN106732745A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-05-31 | 四川润和催化新材料股份有限公司 | 一种催化裂化催化剂的制备方法 |
-
2017
- 2017-10-20 CN CN201710986647.XA patent/CN109694720B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5300215A (en) * | 1991-01-25 | 1994-04-05 | Mobil Oil Corporation | Catalytic cracking with a catalyst comprising a boron phosphate matrix |
CN101898144A (zh) * | 2009-05-27 | 2010-12-01 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种含骨架杂原子的y型分子筛的催化裂化催化剂及其制备方法 |
CN103447063A (zh) * | 2012-06-01 | 2013-12-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 重油高效转化催化裂化催化剂及其制备方法 |
CN105813739A (zh) * | 2013-12-19 | 2016-07-27 | 巴斯夫公司 | 含有氧化硼和磷的fcc催化剂组合物 |
CN104607255A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-05-13 | 中国石油大学(华东) | 低l酸高b酸催化裂化催化剂及其制备方法 |
CN106732745A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-05-31 | 四川润和催化新材料股份有限公司 | 一种催化裂化催化剂的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109694720A (zh) | 2019-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI383039B (zh) | A catalytic conversion method | |
KR100735970B1 (ko) | 유동 촉매 분해에서 가솔린 황의 감소 | |
US6835863B2 (en) | Catalytic production of light olefins from naphtha feed | |
US4263128A (en) | Upgrading petroleum and residual fractions thereof | |
JP5806458B2 (ja) | より多くのディーゼル及びプロピレンを製造するための触媒変成方法 | |
US10525451B2 (en) | FCC catalyst compositions containing boron oxide | |
US10086367B2 (en) | Phosphorus-containing FCC catalyst | |
US10683458B2 (en) | FCC catalyst compositions containing boron oxide and phosphorus | |
RU2547152C2 (ru) | Способ каталитической конверсии с увеличенным выходом дизельного топлива с высоким цетановым числом | |
CN108659883B (zh) | 汽油脱硫和芳构化的方法以及系统 | |
EP3083898B1 (en) | Boron oxide in fcc processes | |
CN109694720B (zh) | 一种高氮原料的催化裂化方法 | |
CN111040812B (zh) | 一种低碳烯烃和轻芳烃的生产方法和系统 | |
CN111040810B (zh) | 一种重油多产低碳烯烃和轻芳烃的方法和系统 | |
CN107974283B (zh) | 一种生产低碳烯烃和轻芳烃的催化裂解方法 | |
CN111040814B (zh) | 一种重油原料的加工方法和系统 | |
CN108659880B (zh) | 一种汽油脱硫和芳构化的方法以及系统 | |
CN111718752B (zh) | 一种多产丙烯的催化裂化方法和系统 | |
TWI486434B (zh) | A Catalytic Conversion Method for Producing Diesel Oil and Propylene | |
CN107974296B (zh) | 一种汽油的处理方法 | |
CN118308140A (zh) | 一种降低汽油芳烃含量的催化转化方法和系统 | |
CN116925812A (zh) | 一种废塑料油脱氯的方法及系统 | |
CN116064081A (zh) | 一种采用循环湍动流化床加工lco制备低碳烯烃与芳烃的方法 | |
TWI516585B (zh) | A Method for Improving Catalytic Conversion of Diesel Cetane Number | |
CN115873623A (zh) | 催化裂化生产低碳烯烃和芳烃的反应系统与方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |