CN110603311A - 使用径向流移动床反应器系统催化裂化石脑油的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种催化裂化液态烃的方法。所述方法包括使用一个或多个径向流移动床反应器。所述方法可包括将主要包含C5和C6烃的液态烃料流与水或干燥气体混合以形成进料混合物，和使进料混合物流入所述一个或多个径向流移动床反应器，流入的方式使得进料混合物径向向内或径向向外流动通过移动催化剂床从而在反应条件下接触催化剂颗粒以产生包含轻质烯烃(C2至C4烯烃)的烃料流。

Description

使用径向流移动床反应器系统催化裂化石脑油的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年5月10日提交的美国临时专利申请号62/504,273的优先权的权益，通过整体引用将其并入本文。
技术领域
本发明大体涉及轻质烯烃的生产。更具体地，本发明涉及催化裂化液态烃以形成轻质烯烃。
背景技术
蒸馏原油以生产产物如丁烷(或更轻质的烃)、直馏汽油、石脑油、煤油、轻质瓦斯油、重质瓦斯油和直馏渣油是简单地将原油分离成其不同的组分。因此，在设定的加工条件下，由特定类型的原油生产的产物的相对比例将大致保持恒定。然而，基于市场需求，能够以其他产物为代价来增加一种或多种产物的比例可能是更经济的。例如，当对汽油的需求高时，生产比重质瓦斯油更多的汽油可能更经济。因此，已经开发了将一种类型的蒸馏产物转化为另一种的方法。一种这样的方法是催化裂化，其中使较长和较重质的烃分子在高的温度和压力下与催化剂接触以将其分裂成较轻质和较短的烃分子。
一种类型的催化裂化方法包括将具有＜350℃的终点(end point)的链烷烃转化成轻质烯烃(例如C2和C3烃)。然而，从工艺配置和催化剂设计两个立场来看，以高选择性和高收率进行此转化提出了挑战。将具有＜350℃的终点的链烷烃转化成轻质烯烃需要高温(高于600℃)和相对短的停留时间以克服反应的吸热性并防止轻质烯烃的低聚。另外，在这样的高温下，催化剂失活是有问题的；具体地，在此工艺中的催化剂比一些其它催化方法更频繁地失活。催化剂失活是由焦炭形成和至少部分由高温引起的催化剂结构损坏引起的。
由KBR和SK合作联合开发了一种将石脑油进料转化为轻质烯烃的工业化工艺。所述技术被称为高级催化烯烃(ACOTM)并且基于其中催化剂在反应器与再生器之间循环的流化催化裂化工艺。当催化剂迅速失活时，此方法是最适用的。当使用链烷烃进料时，此方法遭受热失衡。焦炭的量不足以维持能量平衡。此外，此方法需要高的催化剂/油比率以具有可接受的收率，并且由于催化剂活性的迅速损失而需要连续的催化剂补充。在ACOTM方法中，由于此方法的停留时间短，与固定床方法相比，单程收率相对低。
发明内容
已经发现了一种解决与烃催化裂化形成轻质烯烃有关的前述问题的方法。所发现方法的实施方案包括使用一个或多个反应阶段，其中所述一个或多个反应阶段包括一个或多个具有连续催化剂再生的径向流移动床反应器。根据本发明的实施方案，催化剂通过重力从反应器的顶部向反应器的底部缓慢移动，然后将失活的催化剂取出并送至再生器以烧除焦炭。
本发明的实施方案包括一种催化裂化液态烃的方法。所述方法可包括将催化剂颗粒添加到径向流移动床反应器的催化剂入口位置和使催化剂颗粒靠重力通过径向流移动床反应器移动到径向流移动床反应器的出口位置。所述催化剂颗粒在径向流移动床反应器中形成移动催化剂床。所述方法可进一步包括将主要包括C5和C6烃的液态烃料流与水或干燥气体混合以形成进料混合物，和使进料混合物流入径向流移动床反应器中，流入的方式使得进料混合物径向向内或径向向外流动通过移动催化剂床从而在反应条件下接触催化剂颗粒以产生包含轻质烯烃(C2至C4烯烃)的烃料流。所述方法可进一步包括使包含轻质烯烃的烃料流流出径向流移动床反应器。
以下包括在本说明书中使用的各种术语和短语的定义。
术语“约”或“大约”被定义为接近，如本领域普通技术人员所理解的。在一个非限制性实施方案中，这些术语被定义为在10％以内，优选在5％以内，更优选在1％以内，最优选在0.5％以内。
术语“wt.％”、“vol.％”或“mol.％”分别指基于包括所述组分的材料的总重量、总体积或总摩尔数计，所述组分的重量、体积或摩尔百分比。在非限制性实例中，在100摩尔所述材料中10摩尔所述组分为10mol.％的所述组分。
术语“基本上”及其变型被定义为包括10％以内、5％以内、1％以内或0.5％以内的范围。
当在权利要求和/或说明书中使用时，术语“抑制”或“减少”或“防止”或“避免”或这些术语的任意变型包括任意可测量的减少量或完全抑制以实现期望的结果。
术语“有效”，如在说明书和/或权利要求中使用的该术语，表示足以实现期望的、预期的或意图的结果。
术语“主要”是指大于50％，例如50.01-100％，或在例如51-95％、75％-90％、至少60％、至少70％、至少80％等之间的任何范围。
当在权利要求或说明书中与术语“包含(comprising)”、“包括(including)”、“含有(containing)”或“具有(having)”结合使用时，术语“一(a)”或“一(an)”的使用可以表示“一个”，但是它也与“一个或多个”“至少一个”和“一个或多于一个”的含义一致。
术语“包含(comprising)”(和任何形式的包含，如“包含(comprise)”和“包含(comprises)”)、“具有(having)”(和任何形式的具有，如“具有(have)”和“具有(has)”)、“包括(including)”(和任何形式的包括，如“包括(includes)”和“包括(include)”)或“含有(containing)”(和任何形式的含有，例如“含有(contains)”和“含有(contain)”)都是包括性的或开放式的，不排除额外的、未列举的元素或方法步骤。
本发明的方法可以“包含”贯穿说明书公开的特定成分、组分、组合物等，“基本上由其组成”或“由其组成”。
在本发明的上下文中，现描述二十个实施方式。实施方案1是一种催化裂化液态烃的方法。所述方法包括以下步骤：将催化剂颗粒添加到径向流移动床反应器的催化剂入口位置；使催化剂颗粒靠重力通过径向流移动床反应器移动到径向流移动床反应器的出口位置，其中催化剂颗粒在径向流移动床反应器中形成移动催化剂床；将主要含有C5和C6烃的液态烃料流与水或干燥气体混合以形成进料混合物；使进料混合物流入径向流移动床反应器中，流入的方式使得进料混合物径向向内或径向向外流动通过移动催化剂床从而在反应条件下接触催化剂颗粒以产生含有轻质烯烃(C2至C4烯烃)的烃料流；和使含有主要为C2和C3烃的轻质烯烃的烃料流流出径向流移动床反应器。实施方案2是如实施方案1所述的方法，其进一步包括以下步骤：使废催化剂从径向流移动床反应器流到催化剂再生器；将废催化剂在催化剂再生器中再生；和使再生的催化剂从催化剂再生器经催化剂入口位置流到径向流移动床反应器。实施方案3是如实施方案1和2中任一项所述的方法，其中所述干燥气体含有至少一种选自由甲烷(CH4)、氢气(H2)及其组合组成的组的组分。实施方案4是如实施方案1至3中任一项所述的方法，其中使进料混合物径向向内或径向向外流动导致进料混合物的流动垂直于或基本垂直于催化剂床的移动。实施方案5是如实施方案1至4中任一项所述的方法，其中所述液态烃料流的终点低于350℃。实施方案6是如实施方案1至5中任一项所述的方法，其中所述反应条件包括1至15hr-1、优选2至10hr-1、更优选4至9hr-1的范围内的重时空速(WHSV)。实施方案7是如实施方案1至6中任一项所述的方法，其中所述反应条件包括450至900℃、优选530至800℃、更优选580至750℃的范围内的反应温度。实施方案8是如实施方案1至7中任一项所述的方法，其中所述反应条件包括真空至10bar的范围内的压力。实施方案9是如实施方案1至8中任一项所述的方法，其中所述液态烃料流含有至少一种选自轻质石脑油、重质石脑油、煤油和柴油组成的组中的组分。实施方案10是如实施方案1至9中任一项所述的方法，还包括以下步骤：将未裂解的C5和C6烃再循环回到径向流移动床反应器。实施方案11是如实施方案1至10中任一项所述的方法，其中水/液态烃料流体积比在0至10的范围内。
实施方案12是一种催化裂化液态烃的方法。此方法包括以下步骤：在径向流移动床反应器系列中处理含有混合的链烷C5和C6烃的进料料流，其中在所述径向流移动床反应器系列中的第一径向流移动床反应器中处理包括：将催化剂颗粒添加到第一径向流移动床反应器的催化剂入口位置；使催化剂颗粒靠重力通过第一径向流移动床反应器移动到第一径向流移动床反应器的出口位置，其中催化剂颗粒在第一径向流移动床反应器中形成第一移动催化剂床；将所述进料料流与水或干燥气体混合以形成进料混合物；使进料混合物流入第一径向流移动床反应器中，流入的方式使得进料混合物径向向内或径向向外流动通过第一移动催化剂床从而在反应条件下接触催化剂颗粒以产生含有轻质烯烃(C2至C4烯烃)的第一烃流出物料流；和使第一烃流出物料流流入所述径向流移动床反应器系列的第二径向流移动床反应器中以进一步处理；使废催化剂从所述径向流移动床反应器系列流到催化剂再生器；将废催化剂在催化剂再生器中再生；和使再生的催化剂从催化剂再生器流到所述径向流移动床反应器系列。实施方案13是如实施方案12所述的方法，其中所述径向流移动床反应器系列包括2至7个串联布置的径向流移动床反应器。实施方案14是如实施方案12和13中任一项所述的方法，其中所述径向流移动床反应器系列中的每个反应器，除了所述系列中的第一径向流移动床反应器之外，接收来自所述系列中的在先反应器的流出物料流，并处理来自所述系列中的在先反应器的流出物料流，以产生含有比来自所述系列中的在先反应器的流出物料流更多的轻质烯烃的流出物料流。实施方案15是如实施方案12至14中任一项所述的方法，其中在第一径向流移动床反应器之后串联的径向流移动床反应器(后续反应器)适于操作以使得每一个后续反应器中的流入物径向向内或径向向外流动通过每一个后续反应器从而在反应条件下接触催化剂颗粒，以产生含有比来自所述系列中在先反应器的流出物料流更多的轻质烯烃的烃流出物料流。实施方案16是如实施方案12至15中任一项所述的方法，其中一个或多个径向流移动床反应器含有与其它径向流移动床反应器中的催化剂不同的催化剂。实施方案17是如实施方案12至16中任一项所述的方法，其中所述干燥气体包含至少一种选自由甲烷(CH4)和氢气(H2)组成的组的组分。实施方案18是如实施方案12至17中任一项所述的方法，其中使进料混合物径向向内或径向向外流动导致进料混合物的流动垂直于或基本垂直于催化剂床的移动。实施方案19是如实施方案12至18中任一项所述的方法，其中所述进料料流含有具有低于350℃的终点的液态烃料流，并且所述系列中的至少一个反应器在包括至少一种选自由以下组成的组的条件的反应条件下操作：(1)1至15hr-1、优选2至10hr-1、更优选4至9hr-1的范围内的重时空速(WHSV)，(2)450至900℃、优选530至800℃、更优选580至750℃的范围内的反应温度，(3)真空至10bar的范围内的压力。实施方案20是如实施方案19所述的方法，其中所述进料料流含有至少一种选自由轻质石脑油、重质石脑油、煤油和柴油组成的组的组分。
本发明的其它目的、特征和优点将从以下附图、详细描述和实施例中变得明显。然而，应理解，附图、详细说明和实施例虽然表明了本发明的具体实施方案，但仅以说明的方式给出，而并不意味着限制。另外，预期通过该详细描述，在本发明的精神和范围内的改变和修改对于本领域技术人员而言将变得显而易见。在另外的实施方案中，来自特定实施方案的特征可以与来自其它实施方案的特征组合。例如，来自一个实施方案的特征可以与来自任意其它实施方案的特征组合。在另外的实施方案中，可以将附加特征增加到本文描述的特定实施方案中。
附图说明
为了更全面的理解，现结合附图参考以下描述，其中：
图1示出了根据本发明实施方案，一种用于通过催化裂化工艺生产轻质烯烃的系统；
图2示出了根据本发明实施方案，一种通过催化裂化工艺生产轻质烯烃的方法；
图3示出了根据本发明实施方案，在催化裂化实验中轻质石脑油转化率的图；和
图4示出了根据本发明实施方案，在实验中催化裂化的三个循环之后沸石催化剂的X射线衍射(XRD)光谱。
具体实施方式
已经发现了一种解决与烃催化裂化形成轻质烯烃有关的现有问题的方法。所发现的方法的实施方案包括使用一个或多个反应阶段，其中所述一个或多个反应阶段包括一个或多个具有连续催化剂再生的径向流移动床反应器。根据本发明的实施方案，催化剂通过重力从反应器的顶部向反应器的底部缓慢移动，然后将失活的催化剂取出并送至再生器以烧除焦炭。
本发明的实施方案包括一种催化裂化液态烃例如石脑油料流的方法。所述方法可包括将(例如废石催化剂的)催化剂颗粒添加到径向流移动床反应器的催化剂入口位置，和使催化剂颗粒靠重力通过径向流移动床反应器移动到径向流移动床反应器的出口位置。所述缓慢移动的催化剂颗粒在径向流移动床反应器中形成移动催化剂床。所述方法可进一步包括将主要包括C5和C6烃的液态烃料流与水或干燥气体(例如惰性气体)混合以形成进料混合物，和使进料混合物流入径向流移动床反应器，流入的方式使得进料混合物径向向内或径向向外流动通过移动催化剂床从而在反应条件下接触催化剂颗粒以产生包括轻质烯烃(C2至C4烯烃)的烃料流。在本发明的实施方案中，所述烃料流可主要包括轻质烯烃。所述方法可进一步包括使包括轻质烯烃的烃料流流出径向流移动床反应器。
图1示出了根据本发明实施方案，用于通过催化裂化工艺生产轻质烯烃的系统10。图2示出了根据本发明实施方案，用于通过催化裂化工艺生产烯烃的方法20。方法20可由系统10实施，以使用一个或多个径向流移动床反应器连续催化裂化液态烃，如石脑油。在实施方法20的系统10的操作中，烃进料100可以从其它精炼工艺如蒸馏工艺供给到系统10。烃进料100可包括轻质石脑油、重质石脑油、煤油、柴油或其组合的一种或多种液体料流。烃进料100可主要包含链烷烃。在本发明的实施方案中，烃进料100的终点低于350℃。
在本发明的实施方案中，除了烃进料100之外，稀释剂101(例如，蒸汽或干燥气体)可以被供应到系统10。在本发明的实施方案中，稀释剂101可以来源于其它精炼工艺。在本发明的实施方案中，形成稀释剂101的干燥气体可包括甲烷、乙烷、氢气、丙烷或乙烯中的一种或多种。在本发明的实施方案中，稀释剂101可包括甲烷和/或氢气。
在将烃进料100和稀释剂101供应到系统10的情况下，如由系统10实施的方法20可包括在方框200，混合烃进料100和稀释剂101以形成进料混合物102。烃进料100可主要包括C5和C6烃。如下面进一步讨论的，来自系统10的某些料流可以再循环以与进料混合物102混合并进料到反应器103-1。在方法20的方框201，使进料混合物102流到径向流移动床反应器系统103。径向流移动床反应器系统103可包括一个或多个串联或并联布置的径向流移动床反应器，用于裂化进料混合物102以形成轻质烯烃。图1示出了具有三个反应器(反应器103-1、反应器103-2和反应器103-3)的径向流移动床反应器系统103。然而，本发明的实施方案不限于三个反应器。例如，本发明的实施方案可以具有1、2、3、4、5、6或7个串联或并联布置的反应器。
在本发明的实施方案中，反应器103-1是径向流移动床反应器，其中进料混合物102径向流过反应器103-1，同时催化剂104垂直向下移动通过反应器103-1。以此方式，进料混合物102垂直于或基本垂直于催化剂104在反应器103-1中的移动而流动。为了实施这种垂直或基本垂直的流动，方法20可包括在方框202，在反应器103-1的催化剂入口位置103-1A处添加催化剂104的颗粒。然后，方框203可包括使催化剂颗粒104靠重力通过径向流移动床反应器缓慢移动到反应器103-1的出口位置103-1B。如图1所示，反应器103-1的催化剂入口位置103-1A在反应器103-1的出口位置103-1B的垂直上方。催化剂颗粒104通过重力从反应器103-1的催化剂入口位置103-1A到出口位置103-1B的移动在反应器103-1中形成了移动催化剂床。
催化剂104从反应器103-1的上部到反应器103-1的下部以形成移动催化剂床的重力流动以及进料混合物102的径向流动体现方法20的方框204，其包括使进料混合物102流入反应器103-1中，流入的方式使得进料混合物102径向向内或径向向外流动通过移动催化剂床从而在反应条件下接触催化剂颗粒以产生包含轻质烯烃(C2至C4烯烃)的烃料流。根据本发明的实施方案，移动催化剂床具有缓慢移动的催化剂104。因此，移动催化剂床在反应器103-1的每一点处的行为类似于固定床反应器。以此方式，根据本发明的实施方案实施的径向流移动催化剂床可以通过连续的催化剂更新提供高的生产能力，而没有增加的压降或增加的容器尺寸，同时催化剂保持在可接受的活性水平。
在本发明的实施方案中，反应器103-1中的反应条件包括1至15hr-1的范围及其间的所有范围和值的重时空速(WHSV)，包括值1hr-1、2hr-1、3hr-1、4hr-1、5hr-1、6hr-1、7hr-1、8hr-1、9hr-1、10hr-1、11hr-1、12hr-1、13hr-1、14hr-1和15hr-1，优选2至10hr-1，且更优选4至9hr-1。关于温度，在本发明的实施方案中，反应器103-1中的反应条件包括450至900℃的范围及其间的所有范围和值的反应温度，包括范围450至475℃、475至500℃、500至525℃、525至550℃、550至575℃、575至600℃、600至625℃、625至650℃、650至675℃、675至700℃、700至725℃、725至750℃、750至775℃、775至800℃、800至825℃、825至850℃、850至875℃、875至900℃，优选530至800℃，且更优选580至750℃。并且关于压力，在本发明的实施方案中，反应器103-1中的反应条件包括真空至10bar的范围及其间的所有范围和值的压力，包括真空、1bar、2bar、3bar、4bar、5bar、6bar、7bar、8bar、9bar和10bar。在本发明的实施方案中，当水用作稀释剂时，水/烃进料体积比在0至10及其间的所有范围和值的范围内，包括值0、1、2、3、4、5、6、7、8、9和10。
方法20可包括在方框205，使包含轻质烯烃烃的反应器流出物料流105从反应器103-1流出。在本发明的实施方案中，反应器流出物料流105可以被送至第二反应器如反应器103-2，如图1所示，和/或被送至分馏器(如分馏器112，图1)以将反应器流出物料流105分离成组成部分。
在本发明的实施方案中，从反应器103-1的出口位置103-1B取出废催化剂106用于再生。与此一致，方法20可包括在方框206，使废催化剂从反应器103-1流到催化剂再生器107。然后，在方框207，催化剂再生器107再生废催化剂106以形成再生的催化剂104。再生过程可包括通过施加热和空气在催化剂再生器107中烧除废催化剂106上的碳沉积物(焦炭)。方框208可包括使再生的催化剂104从催化剂再生器107经例如催化剂入口位置103-1A流到径向流移动床反应器系统103的一个或多个反应器。在本发明的实施方案中，可以添加一定量的新鲜催化剂以补充再生的催化剂104。
在其中烃进料100通过径向流移动床反应器系列进行处理以进一步处理的本发明的实施方案中，方法20可进一步包括例如使反应器流出物料流105流到反应器103-2。在本发明的实施方案中，加热器108可以在将反应器流出物料流105进料到反应器103-2中之前加热反应器流出物料流105。在本发明的实施方案中，反应器103-2催化裂化反应器流出物料流105，类似于反应器103-1如何裂化进料混合物102。反应器103-2的反应条件可以与上述反应器103-1的反应条件相同。然而，在本发明的实施方案中，可以改变一个或多个所述反应条件以考虑进入每个反应器的不同流入物的组成差异，即进料混合物102和反应器流出物料流105之间的组成差异。此外，关于被裂化的料流的流动和催化剂床，反应器103-2可适于按如上所述的反应器103-1进行操作。
因此，在本发明的实施方案中，反应器103-2可以是径向流移动床反应器，其中反应器流出物料流105径向流过反应器103-2，同时催化剂104垂直向下流过反应器103-2。以此方式，反应器流出物料流105垂直于或基本垂直于反应器103-2中的催化剂104而流动。实施这种垂直或基本垂直的流动可包括在反应器103-2的催化剂入口位置103-2A处添加催化剂颗粒104。方法20可包括使催化剂颗粒104靠重力通过径向流移动床反应器缓慢移动到反应器103-2的出口位置103-2B。根据本发明的实施方案，移动催化剂床具有缓慢移动的催化剂104。如图1所示，反应器103-2的催化剂入口位置103-2A在反应器103-2的出口位置103-2B的垂直上方。催化剂颗粒104通过重力从反应器103-1的催化剂入口位置103-1A到出口位置103-1B的移动在反应器103-2中形成了移动催化剂床。在本发明的实施方案中，反应器103-2产生反应器流出物料流109，其可包括比反应器流出物料流105中更多的轻质烯烃(C2至C4烯烃)。
方法20可进一步在反应器103-3(径向流移动床反应器，其类似于反应器103-1和反应器103-2操作)中通过接收烃料流、裂化此料流以产生比由反应器103-3接收的烃料流具有更多轻质烯烃的烃料流而继续。例如，图1示出加热器110可加热反应器流出物料流109，然后使其流到反应器103-3，反应器103-3裂化反应器流出物料流109以形成反应器系统流出物流料111。在本发明的实施方案中，反应器系统流出物料流111比反应器流出物料流109具有更多的轻质烯烃。
根据本发明的实施方案，所述径向流移动床反应器系列中的每个反应器，除了所述系列中的第一个反应器(例如系统10的反应器103-2和反应器103-3)之外，接收来自所述系列中的在先反应器的流出物料流，并处理来自所述系列中的在先反应器的流出物料流，以产生包括比从所述系列中的在先反应器接收的流出物料流更多的轻质烯烃的流出物料流。在本发明的实施方案中，裂化的过程可以在任何数目的反应器中重复，如上所述。在本发明的实施方案中，一个或多个径向流移动床反应器包括与其它径向流移动床反应器中的催化剂不同的催化剂。此外，反应器中所用催化剂的配置可基于每个反应器的流入物料流的组成，以使轻质烯烃的转化率最大化。
本发明的实施方案可包括，在径向流移动床反应器系统103(例如，反应器103-1、103-2和/或103-3中的一个或多个)中裂化之后，在方框209，分馏来自径向流移动床反应器系统103的流出物。例如，如图1所示，分馏器112分馏来自反应器103-3的流出物料流111，形成C4和更轻质烯烃料流113、轻质石脑油料流114、全馏程石脑油115和底部物料流116。在本发明的实施方案中，一部分轻质石脑油物流114和/或一部分全馏程石脑油115被再循环以与进料混合物102混合并被进料到反应器103-1。以此方式，方法20可包括在方框210，将未裂化的C5和C6烃再循环回到径向流移动床反应器系统103。
应注意，尽管径向流移动床反应器系统103被示为多个径向流移动床反应器，但在本发明的实施方案中，径向流移动床反应器系统103可包括一个反应器、多个串联的反应器、多个并联的反应器、包括除了径向流移动床反应器以外的反应器的多个反应器，及其组合。
根据本发明的实施方案，催化剂通过一个或多个径向流移动床反应器的重力流动提供了连续的操作模式，不像固定床反应器，在固定床反应器中需要停工以再活化(再生)催化剂以恢复其初始活性。以此方式，本发明的实施方案可提供高的生产能力而没有增加的压降或增加的容器尺寸。
实施例
作为本发明的公开内容的一部分，下面包括具体的实施例。所述实施例仅用于说明的目的，并不旨在限制本发明。本领域技术人员将容易认识到可改变或修改以产生实质上相同结果的参数。
实施例1
在实施例1中，进行了其中石脑油在固定床反应器和流化床反应器中试装置上催化裂化的试验。石脑油进料具有以下组成(表1)：
表1
轻质石脑油组成
反应器温度、流速和耗汽率(steam rate)提供在表2中。固定床和流化床中试装置的停留时间分别为10分钟和小于1分钟。不像流化床催化裂化(FCC)型工艺，固定床具有改变停留时间的灵活性，其中停留时间限制在1分钟以下。在表2中，可以看出，当使用固定床时，轻质烯烃的产率高了近10％。形成的焦炭量小，这使得移动床反应器非常适合这种化学组成(例如轻质石脑油组成)。
表2
固定反应器和流化反应器上的轻质石脑油裂化
反应器类型 流化中试装置 固定床
温度，℃ 675 650
石脑油，g/h 240 4
蒸汽，g/h 60 2
蒸汽，wt.％ 25 50
质量平衡 96 98
转化率，％ 67.7 77.5
产率，wt.％
C<sub>3</sub><sup>＝</sup>+C<sub>2</sub><sup>＝</sup> 34.2 44.5
C<sub>3</sub><sup>＝</sup> 18.9 26.5
C<sub>2</sub><sup>＝</sup> 15.3 18.1
C<sub>3</sub><sup>＝</sup>/C<sub>2</sub><sup>＝</sup> 1.2 1.5
C<sub>4</sub><sup>＝</sup> 9.9 6.5
C<sub>5</sub><sup>＝</sup> 1.2
BTX 1.8
C<sub>1</sub>-C<sub>4</sub>烷烃 23.6 23.5
C<sub>1</sub> 9.1 6
C<sub>2</sub> 8.4 8.3
C<sub>3</sub> 4.4 7.7
C<sub>4</sub> 1.7 1.5
C<sub>s</sub><sup>+</sup> 29.1 21.4
其它 2.1 0.3
H<sub>2</sub> 0.6 0.7
总计 99.4 100
实施例2
循环对催化剂稳定性的影响
实施例2考虑到移动床理想地应在几个循环(反应-再生循环)中具有稳定的催化剂。图3示出了来自实验的相对于时间的轻质石脑油转化率，其中转化在650℃下进行3个循环，其中催化剂是用磷后处理的纯ZSM-5。从图3可以看出，转化率不随时间变化。并且循环表明焦炭和脱铝都不足以引起活性损失。另一方面，产物分布随时间而变化。
实施例3
催化剂完整性实验
在实施例3中，在完成三个循环后，在实验中使用XRD确定催化剂完整性。图4示出了沸石催化剂在三个循环后的X射线衍射(XRD)光谱。如图4中可以看出的，XRD图示出了纯ZSM-5的高结晶相，并且由于汽蒸(steaming)或结构破坏而不存在任何无定形相。
尽管已经详细描述了本申请的实施方式及其优点，但是应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的实施方案的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种改变、替换和更改。此外，本申请的范围并不旨在限于说明书中描述的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法和步骤的特定实施方案。如本领域普通技术人员将从以上公开内容容易地理解的，可以利用目前存在的或以后将开发的起到与本文所描述的相应实施方案基本相同的功能或实现与本文描述的相应实施方案基本相同的结果的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤。因此，所附权利要求旨在将这样的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤包括在其范围内。

Claims (20)

1.一种催化裂化液态烃的方法，所述方法包含：
将催化剂颗粒添加到径向流移动床反应器的催化剂入口位置；
使催化剂颗粒靠重力通过径向流移动床反应器移动到径向流移动床反应器的出口位置，其中催化剂颗粒在径向流移动床反应器中形成移动催化剂床；
将主要包含C5和C6烃的液态烃料流与水或干燥气体混合以形成进料混合物；
使进料混合物流入径向流移动床反应器中，流入的方式使得进料混合物径向向内或径向向外流动通过移动催化剂床从而在反应条件下接触催化剂颗粒以产生包含轻质烯烃(C2至C4烯烃)的烃料流；和
使包含主要为C2和C3烃的轻质烯烃的烃料流流出径向流移动床反应器。
2.如权利要求1所述的方法，其进一步包含：
使废催化剂从径向流移动床反应器流到催化剂再生器；
将废催化剂在催化剂再生器中再生；和
使再生的催化剂从催化剂再生器经催化剂入口位置流到径向流移动床反应器。
3.如权利要求1和2中任一项所述的方法，其中所述干燥气体选自由甲烷(CH4)、氢气(H2)及其组合组成的组。
4.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中使进料混合物径向向内或径向向外流动导致进料混合物的流动垂直于或基本垂直于催化剂床的移动。
5.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述液态烃料流的终点低于350℃。
6.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述反应条件包含1至15hr-1、优选2至10hr-1、且更优选4至9hr-1的范围内的重时空速(WHSV)。
7.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述反应条件包含450至900℃、优选530至800℃、且更优选580至750℃的范围内的反应温度。
8.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述反应条件包含真空至10bar的范围内的压力。
9.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述液态烃料流包含选自由轻质石脑油、重质石脑油、煤油、柴油及其组合组成的组的选项。
10.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其进一步包含：
将未裂解的C5和C6烃再循环回到径向流移动床反应器。
11.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中水/液态烃料流体积比在0至10的范围内。
12.一种催化裂化液态烃的方法，所述方法包含：在径向流移动床反应器系列中处理包含混合的链烷C5和C6烃的进料料流，其中在所述径向流移动床反应器系列中的第一径向流移动床反应器中的处理包含：
将催化剂颗粒添加到第一径向流移动床反应器的催化剂入口位置；
使催化剂颗粒靠重力通过第一径向流移动床反应器移动到第一径向流移动床反应器的出口位置，其中催化剂颗粒在第一径向流移动床反应器中形成第一移动催化剂床；
将所述进料料流与水或干燥气体混合以形成进料混合物；
使进料混合物流入第一径向流移动床反应器中，流入的方式使得进料混合物径向向内或径向向外流动通过第一移动催化剂床从而在反应条件下接触催化剂颗粒以产生包含轻质烯烃(C2至C4烯烃)的第一烃流出物料流；和
使第一烃流出物料流流入所述径向流移动床反应器系列的第二径向流移动床反应器以进一步处理；
使废催化剂从所述径向流移动床反应器系列流到催化剂再生器；
将废催化剂在催化剂再生器中再生；和
使再生的催化剂从催化剂再生器流到所述径向流移动床反应器系列。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述径向流移动床反应器系列包括2至7个串联布置的径向流移动床反应器。
14.如权利要求12和13中任一项所述的方法，其中除了所述系列中的第一径向流移动床反应器之外，所述径向流移动床反应器系列中的每个反应器接收来自所述系列中的在先反应器的流出物料流，并处理来自所述系列中的在先反应器的流出物料流，以产生包含比来自所述系列中的在先反应器的流出物料流更多的轻质烯烃的流出物料流。
15.如权利要求12至13中任一项所述的方法，其中在第一径向流移动床反应器之后串联的径向流移动床反应器(后续反应器)适于操作以使得每一个后续反应器中的流入物径向向内或径向向外流动通过每一个后续反应器从而在反应条件下接触催化剂颗粒，以产生包含比来自所述系列中的在先反应器的流出物料流更多的轻质烯烃的烃流出物料流。
16.如权利要求12至13中任一项所述的方法，其中一个或多个径向流移动床反应器包含与其它径向流移动床反应器中的催化剂不同的催化剂。
17.如权利要求12至13中任一项所述的方法，其中所述干燥气体选自由甲烷(CH4)、氢气(H2)及其组合组成的组。
18.如权利要求12至13中任一项所述的方法，其中使进料混合物径向向内或径向向外流动导致进料混合物的流动垂直于或基本垂直于催化剂床的移动。
19.如权利要求12至13中任一项所述的方法，其中所述进料料流包含具有低于350℃的终点的液态烃料流，并且所述系列中的至少一个反应器在包含选自由以下组成的组的选项的反应条件下操作：(1)1至15hr-1、优选2至10hr-1、且更优选4至9hr-1的范围内的重时空速(WHSV)，(2)450至900℃、优选530至800℃、且更优选580至750℃的范围内的反应温度，(3)真空至10bar的范围内的压力。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述进料料流包含选自由轻质石脑油、重质石脑油、煤油、柴油及其组合组成的组的选项。
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