CN112725004B - 一种从费托合成中间产品生产高辛烷值汽油的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从费托合成中间产品生产高辛烷值汽油的方法以及用于实施该方法的装置，其中，所述方法包括使包含所述费托合成中间产品的反应进料在高温反应器内反应并进行沉降和油气分离，得到高温反应气相和高温反应油相，所述高温反应油相进行回炼，同时，所述高温反应气相进入串联的低温反应器内进行反应并进行沉降分离，由此得到的反应油气进行分馏得到汽油产品。本发明所述的方法能够显著降低气产率，获得较高的汽油产率，同时所得汽油具有出色的品质。

Description

一种从费托合成中间产品生产高辛烷值汽油的方法和装置
技术领域
本发明属于费托合成产品加工领域，具体涉及一种从费托合成中间产品生产高辛烷值汽油的方法以及用于实施该方法的装置。
背景技术
随着常规石油资源储量的日益减少和消耗量的迅速攀升，采用费托合成方法生产合成油品的技术备受关注。费托合成技术是以合成气为原料在催化剂和适当条件下制备碳氢化合物的工艺过程，其优势在于在合成气净化单元完成了硫、氮污染物的脱除，使得费托合成各馏分段油品中几乎无硫无氮，可用于二次加工制备清洁燃料和调和组分油。
费托合成油与天然石油在烃类组成上有较大的区别，是一种主要由直链的烷烃和烯烃构成的物质，基本不含芳烃。由于费托合成产品的特殊组成，费托合成反应得到的各个馏分需要经过相应的二次加工，才能得到符合使用规格的清洁液体燃料和高辛烷值油品调和组分，从而提高产品的经济价值。
从近年来文献报道可以看出，加工费托合成油主要采用催化裂化(FCC)技术，其特点主要是提高产物中的低碳烯烃的选择性和汽油收率。专利CN106609154A公开了一种由费托合成油品生产汽油的方法，该方法采用并联的两个反应器对费托油品进行加工。第一反应器为提升管反应器，以含有八面沸石型沸石和五元环高硅沸石的裂化催化剂为反应催化剂，加工馏程为200～750℃的费托合成油品馏分。第二反应器为提升管反应器、流化床反应器、移动床反应器、下行式反应器，以待生催化剂和再生催化剂的混合催化剂作为芳构化催化剂，加工液化气或/和汽油馏分。由于该方法通过并联设置的费托合成油催化裂化反应器和芳构化反应器，同时共用一个沉降器和油气管路。因此，在实际生产过程中，如果两个反应器同时进料，只能对分离出的部分的裂化反应器产物进行芳构化反应，这会造成一部分汽油组分不能有效改质，同时，油气分离作为向芳构化反应提供原料的关键步骤，其所提供的芳构化反应的原料不能含有芳构化反应不可转化的组分，否则会造成无效组分的累积而导致加工效率越来越低；而如果两个反应器按先后顺序进料，则会极大地降低加工效率。因此，该方法在实际生产中可能受到较大的限制。
专利CN109762597A公开了一种由费托合成油品相产品制汽油调和组分的方法，包括如下步骤：以费托合成油品相产品为原料，雾化后先与低活性催化剂在反应器下部发生裂化反应，再与高活性催化剂在反应器上部发生芳构化反应，将所得反应产物进行油剂分离，收集油相得到汽油调和组分。在该方法中，较高的二段芳构化温度可能导致汽油组分发生二次裂化反应，同时，较高的二段反应温度也不能使一段反应的气相组分有效转化为汽油组分。因此，该方法不能使汽油收率最大化。
专利CN104140847A公开了一种由费托合成石脑油生产高辛烷值汽油的方法。该方法的加工步骤相对较为复杂，装置整体能效较低，同时汽油馏分的损失较大。专利CN109694741A、CN109694742A和CN109694743A分别公开了一种费托合成蜡生产清洁汽油的方法。这三者中公开的方法的整个加工过程较为冗杂，包含催化裂化、异构化、烷基化等多个加工单元，同时要对产物进行精细分离，导致装置能效较低。
从本领域已公开的现有技术来看，目前的由费托合成油品生产汽油主要还是沿用了传统石油加工中的催化裂化工艺，并且需要耦合多种工艺才能达到提高汽油收率和辛烷值的效果，但是多种工艺的耦合导致整个反应过程较为冗杂，加工效率较低，汽油的收率和辛烷值也不够理想。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提供一种新的由费托合成中间产品生产高辛烷值汽油的方法和用于实施该方法的装置。其中，通过高、低温反应器串联并分别进行沉降分离的方式加工费托合成中间产品，可将汽油收率提高到75％以上，明显高于现有的费托合成油品制汽油技术，与此同时还改善了汽油品质、兼顾了装置的能效。
一方面，本发明提供了一种从费托合成中间产品生产高辛烷值汽油的方法，其中，所述方法包括：
(1)将包含所述费托合成中间产品的反应进料和雾化气体混合后，在高温反应器内与第一催化剂接触并进行反应，将得到的反应产物进行沉降分离，得到高温反应油气和高温待生催化剂，将所述高温反应油气经油气分离后得到高温反应气相和高温反应油相；
(2)所述高温反应油相返回所述高温反应器回炼，所述高温反应气相在低温反应器内与第二催化剂接触并进行烯烃叠合、异构和芳构化反应，得到低温反应油气，所述第二催化剂为新鲜催化剂、汽提后的高温待生催化剂和/或再生催化剂；以及
(3)将所述低温反应油气进行沉降分离得到沉降后的反应油气和低温待生催化剂，然后将所述沉降后的反应油气进行分馏得到汽油产品。
另一方面，本发明提供一种用于实施上述方法的装置，其包括反再系统和分馏系统，其中，所述反再系统包括：
高温反应器；
高温沉降器，所述高温沉降器以流体连通的方式连接至所述高温反应器；
高温汽提段，所述高温汽提段以流体连通的方式连接至所述高温沉降器或所述高温反应器；
油气分离器，所述油气分离器以流体连通的方式连接至所述高温沉降器；
低温反应器，所述低温反应器以流体连通的方式连接至所述高温沉降器和所述油气分离器；
低温沉降器，所述低温沉降器以流体连通的方式连接至所述低温反应器和所述分馏系统；
低温汽提段，所述低温汽提段以流体连通的方式连接至所述低温反应器或所述低温沉降器；以及
再生器，所述再生器以流体连通的方式连接至所述高温反应器、所述高温沉降器和所述低温反应器。
本发明的方法将高温反应和低温反应结合，低温反应的芳构化技术一方面可以控制高温反应的中间产物不再发生明显的二次裂化反应，减少裂化气产生的途径，另一方面使中间产物烯烃充分发生叠合、氢转移等反应，并且该方法中通过将高温沉降分离和低温沉降分离分开，对高温反应油气进行回炼，从而可明显提高汽油收率并改善汽油品质。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明，但不限于此。
附图说明
附图是说明书的一部分，与具体实施方式一起提供了对本发明的进一步解释，但并不是对本发明的限制。
图1是本发明示例性的用于实施从费托合成中间产品生产高辛烷值汽油的方法的装置的示意图。其中，高温反应器和低温反应器联合使用。高温反应器中的反应油气与催化剂顺流接触，低温反应器中的反应油气与催化剂逆流接触。
图2是本发明示例性的用于实施从费托合成中间产品生产高辛烷值汽油的方法的装置的示意图。其中，高温反应器和低温反应器联合使用。高温反应器和低温反应器中的反应油气均与催化剂逆流接触。
其中，各附图标记表示如下：1，反应进料；2，高温反应器；3，高温沉降器；4，高温汽提段；5，高温反应油气；6，换热器；7，油气分离器；8，高温反应气相；9，高温反应油相；10，低温反应器；11，低温沉降器；12，低温汽提段；13，沉降后的反应油气；14，内取热器；15，高温待生管I；16，高温待生管II；17，低温待生管；18，再生器；19，烧焦罐；20，再生循环管；21、22，再生管。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，但并不用于限制本发明。
在本发明中，除非另有定义，术语“高温”和“低温”是二者相对而言的，例如，高温反应器和低温反应器是指在一次反应过程中，前者中的反应温度高于后者中的反应温度。
在本发明中，除非另有定义，术语“任选的”表示其所修饰的对象或事件存在或者不存在、或发生或者不发生，例如“任选的烧焦”表示不进行烧焦或进行烧焦。
在一个实施方式中，本发明涉及一种从费托合成中间产品生产高辛烷值汽油的方法，其中，所述方法包括：
(1)将包含所述费托合成中间产品的反应进料和雾化气体混合后，在高温反应器内与第一催化剂接触并进行反应，将得到的反应产物进行沉降分离，得到高温反应油气和高温待生催化剂，将所述高温反应油气经油气分离后得到高温反应气相和高温反应油相；
(2)所述高温反应油相返回所述高温反应器回炼，所述高温反应气相在低温反应器内与第二催化剂接触并进行烯烃叠合、异构和芳构化反应，得到低温反应油气，其中，所述第二催化剂为新鲜催化剂、汽提后的高温待生催化剂和/或再生催化剂；以及
(3)将所述低温反应油气进行沉降分离得到沉降后的反应油气和低温待生催化剂，然后将所述沉降后的反应油气进行分馏得到汽油产品。
在一些优选的实施方式中，本发明所述的反应进料还包含醇醚类含氧化合物。优选地，所述醇醚类含氧化合物可选自但不限于：甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、二甲醚、乙醛、甲酸甲酯、乙酸乙酯等或其混合物；进一步优选地，所述醇醚类含氧化合物与费托合成中间产品的重量比例为(0-90):100、优选为(10-60):100。
在一些优选的实施方式中，本发明所述的费托合成中间产品为选自费托合成蜡、费托合成重质油、费托合成轻质油、费托合成石脑油中的一种或多种。
在一些优选的实施方式中，将费托合成中间产品预热至180℃-270℃后与所述雾化气体进行混合。
在一些优选的实施方式中，本发明所述的雾化气体可以是选自水蒸汽、氮气、气化后的醇醚类含氧化合物(具体的化合物可例如上文所述)中的至少一种。更优选地，所述雾化气体与所述费托合成中间产品的重量比为(5-30):100，优选为(8-25):100。
在一些优选的实施方式中，所述第一催化剂可为所述新鲜催化剂和/或再生催化剂。
在一些优选的实施方式中，所述第一催化剂与所述第二催化剂的活性组分可为十元环孔道分子筛。优选地，以所述催化剂的总重量为基准，所述十元环孔道分子筛的含量为10wt％-60wt％，优选为20wt％-50wt％。优选地，所述十元环孔道分子筛可包括H型和/或经改性元素改性的ZSM-5、ZSM-11、ZSM-22、ZSM-35、MCM-22等分子筛中的至少一种。更优选地，所述改性元素可选自P、Zn、Ag和稀土金属中的至少一种。另外优选地，除所述的十元环孔道分子筛之外，所述第一催化剂和第二催化剂还含有剩余量的氧化铝和/或氧化硅作为载体。
在一些优选的实施方式中，在步骤(1)中，所述反应进料在高温反应器内与第一催化剂顺向或逆向接触，优选顺向接触。
在一些优选的实施方式中，所述高温反应器的反应温度为380℃-500℃，优选为400℃-480℃；反应压力为0.1-1.2MPa(G)，优选为0.2-1.0MPa(G)；重时空速为0.5-50h-1，优选为2.0-30h-1。
在本发明中，所述高温反应油相返回所述高温反应器回炼是指部分或全部的所述高温反应油相作为反应进料的一部分与第一催化剂接触并进行反应。
在一些优选的实施方式中，在步骤(2)中，所述高温反应气相在低温反应器内与第二催化剂顺向或逆向接触，优选逆向接触。
在一些优选的实施方式中，所述低温反应器的反应温度为300℃-450℃，优选为330-400℃；反应压力为0.05-1.0MPa(G)，优选为0.1～0.8MPa(G)；重时空速为0.1-30h-1，优选为0.5-10h-1。
在一些优选的实施方式中，所述高温反应器的反应温度比低温反应器的反应温度高20℃-150℃，优选为30℃-120℃。
在一些优选的实施方式中，在所述高温反应气相进入之前，向所述低温反应器内设置的内取热器中通入选自如下的取热介质：反应进料、水、导热油中的一种或多种。
在一些优选的实施方式中，将所述低温待生催化剂与所述高温待生催化剂进行汽提后，在如下条件下进行再生和任选的烧焦，得到所述再生催化剂：反应压力为0.1-1.2MPa(G)，优选0.3-1.0MPa(G)；反应温度为550-700℃，优选580-680℃。
在本文中，分馏和汽提均采用本领域常规的操作进行，而无需特别限制。
在一个优选的实施方式中，对所述再生和任选的烧焦的过程进行补热或取热。优选地，采用热值为500-20000kcal/kg的燃料气或油品进行补热。优选地，采用水蒸汽作为取热介质。
在一个实施方式中，本发明涉及一种用于实施上述方法的装置，其包括反再系统和分馏系统，其中，所述反再系统包括：
高温反应器；
高温沉降器，所述高温沉降器以流体连通的方式连接至所述高温反应器；
高温汽提段，所述高温汽提段以流体连通的方式连接至所述高温沉降器或所述高温反应器；
油气分离器，所述油气分离器以流体连通的方式连接至所述高温沉降器；
低温反应器，所述低温反应器以流体连通的方式连接至所述高温沉降器和所述油气分离器；
低温沉降器，所述低温沉降器以流体连通的方式连接至所述低温反应器和所述分馏系统；
低温汽提段，所述低温汽提段以流体连通的方式连接至所述低温反应器或所述低温沉降器；以及
再生器，所述再生器以流体连通的方式连接至所述高温反应器、所述高温沉降器和所述低温反应器。
在一些优选的实施方式中，本发明所述的高温反应器的型式可以是单段，也可以是两段串联。
在一些优选的实施方式中，本发明所述的高温汽提段可以在高温沉降器的密相段，也可以在高温反应器的密相段，优选在高温沉降器的密相段。
在本文中，所述油气分离器可以根据实际需要，通过调整工艺条件得到相应比例的高温反应油相，也可以通过减压操作，使产物均为高温反应气相。
在一些优选的实施方式中，所述反再系统还包括换热器，所述换热器以流体连通的方式连接至所述高温沉降器和所述油气分离器。所述换热器可以用于加热其它低温物料，也可以用于发生蒸汽。
在一些优选的实施方式中，本发明所述的低温反应器的型式可以是单段，也可以是两段串联。
在一些优选的实施方式中，在低温反应器内进一步设置内取热器。优选地，所述内取热器中的取热介质可以是反应进料、水、导热油中的一种或多种。
在一些优选的实施方式中，本发明所述的低温汽提段可以在低温沉降器的密相段，也可以在低温反应器的密相段，优选在低温反应器的密相段。
在一些优选的实施方式中，所述反再系统还包括烧焦罐，所述烧焦罐以流体连通的方式连接至所述高温反应器和所述再生器。本发明中，所述高温反应器和低温反应器共用一套再生系统(包括所述再生器和任选的烧焦罐)。
在一些优选的实施方式中，所述再生器中的补热燃料是热值为500-20000kcal/kg的燃料气或油品。在一些优选的实施方式中，所述再生器中的取热介质为水蒸汽。
以下结合图1对本发明的示例性的用于实施从费托合成油品生产高辛烷值汽油的方法的装置作进一步说明。其中，反应系统设置两段反应器(即，高温反应器和低温反应器)，高温反应器中的反应进料与催化剂顺流接触，进入低温反应器中的高温反应气相与催化剂逆流接触。
如图1所示，将雾化气体与进料1(包含费托合成中间产品)按照质量比为(5-30):100混合后，进入高温反应器2与再生催化剂顺流接触，在反应温度380-500℃、反应压力0.1-1.2MPa(G)、重时空速为0.5-50h-1的条件下发生裂化及芳构化反应，得到高温反应器的反应产物。高温反应器的反应产物携带部分催化剂上行至高温沉降器3内发生气固分离，分离出油气中携带的催化剂和高温反应油气5，其中催化剂下落进入高温汽提段4，高温反应油气5经换热器6降温后至油气分离器7，分离得到高温反应气相8和高温反应油相9。所述高温反应油相9返回所述高温反应器2回炼。
将高温反应气相8送入低温反应器10内与汽提后的高温待生催化剂、再生催化剂或两者混合的催化剂逆流接触，在反应温度300-450℃、反应压力0.05-1.0MPa(G)、重时空速0.1-30h-1的条件下进行叠合、异构及芳构化反应，得到低温反应油气。低温反应油气携带部分催化剂上行至低温沉降器11内进行气固分离，分离出油气中携带的催化剂并得到沉降后的反应油气13，其中催化剂下落进入低温汽提段12，沉降后的反应油气13经分馏系统处理得到汽油产品。
高温待生催化剂经高温汽提段4汽提后，一部分通过高温待生管16进入低温反应器10；另外一部分汽提后的高温待生催化剂经高温待生管15、低温反应器分离出的低温待生催化剂经低温汽提段12汽提后的催化剂经低温待生管17返回烧焦罐19和再生器18进行烧焦的再生，得到再生催化剂。再生催化剂通过再生管循环回高温和低温反应器循环使用。
以下结合图2对本发明示例性的包含再生催化剂输送管作为流化床反应器的装置的可选方案作进一步说明。其中，反应系统设置两段反应器(即，高温反应器和低温反应器)，高温反应器中的反应进料和进入低温反应器中的高温反应气相与催化剂均逆流接触。
如图2所示，将雾化气体与进料1(包含费托合成中间产品)按照质量比为(5-30):100混合后，进入高温反应器2与再生催化剂逆流接触，在反应温度380-500℃、反应压力0.1-1.2MPa(G)、重时空速为0.5-50h-1的条件下发生裂化及芳构化反应，得到高温反应器的反应产物。高温反应器的反应产物携带部分催化剂上行至高温沉降器3内发生气固分离，分离出油气中携带的催化剂和高温反应油气5，其中催化剂下落进入高温汽提段4，高温反应油气5经换热器6降温后至油气分离器7，分离得到高温反应气相8和高温反应油相9。所述高温反应油相9返回所述高温反应器2回炼。
将高温反应气相8送入低温反应器10内与经汽提后的高温待生催化剂、再生催化剂或两者混合的催化剂逆流接触，在反应温度300-450℃、反应压力0.05-1.0MPa(G)、重时空速0.1-30h-1的条件下进行叠合、异构及芳构化反应，得到低温反应油气。低温反应油气携带部分催化剂上行至低温沉降器11内进行气固分离，分离出油气中携带的催化剂和并得到沉降后的反应油气13，其中催化剂下落进入低温汽提段12，沉降后的反应油气13经分馏系统处理得到汽油产品。
高温待生催化剂经高温汽提段4汽提后，一部分通过高温待生管16进入低温反应器10；另外一部分汽提后的高温待生催化剂经高温待生管15、低温反应器分离出的低温待生催化剂经低温汽提段12汽提后的催化剂经低温待生管17返回烧焦罐19和再生器18进行烧焦和再生，得到再生催化剂。再生催化剂通过再生管循环回高温和低温反应器循环使用。
本发明的示例性的技术方案可通过如下编号段落中的内容进行说明，但本发明的保护范围并不限于此：
1.一种从费托合成中间产品生产高辛烷值汽油的方法，其中，所述方法包括：
(1)将包含所述费托合成中间产品的反应进料和雾化气体混合后，在高温反应器内与第一催化剂接触并进行反应，将得到的反应产物进行沉降分离，得到高温反应油气和高温待生催化剂，将所述高温反应油气经油气分离后得到高温反应气相和高温反应油相；
(2)所述高温反应油相返回所述高温反应器回炼，所述高温反应气相在低温反应器内与第二催化剂接触并进行烯烃叠合、异构和芳构化反应，得到低温反应油气，其中，所述第二催化剂为新鲜催化剂、汽提后的高温待生催化剂和/或再生催化剂；以及
(3)将所述低温反应油气进行沉降分离得到沉降后的反应油气和低温待生催化剂，然后将所述沉降后的反应油气进行分馏得到汽油产品。
2.如段落1所述的方法，其中，所述反应进料还包含醇醚类含氧化合物。
3.如段落2所述的方法，其中，所述醇醚类含氧化合物选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、二甲醚、乙醛、甲酸甲酯、乙酸乙酯或其混合物。
4.如段落2或3所述的方法，其中，所述醇醚类含氧化合物与所述费托合成中间产品的重量比例为(0-90):100。
5.如段落1-4中任一段所述的方法，其中，所述费托合成中间产品为选自费托合成蜡、费托合成重质油、费托合成轻质油、费托合成石脑油中的一种或多种。
6.如段落1-5中任一段所述的方法，其中，将所述费托合成中间产品预热至180℃-270℃后与所述雾化气体进行混合。
7.如段落1-6中任一段所述的方法，其中，所述雾化气体为选自水蒸汽、氮气、气化后的醇醚类含氧化合物中的至少一种。
8.如段落1-7中任一段所述的方法，其中，所述雾化气体与所述费托合成中间产品的重量比为(5-30):100。
9.如段落1-8中任一段所述的方法，其中，所述第一催化剂为所述新鲜催化剂和/或再生催化剂。
10.如段落1-9中任一段所述的方法，其中，所述第一催化剂与所述第二催化剂的活性组分为十元环孔道分子筛。
11.如段落10所述的方法，其中，以所述第一催化剂或所述第二催化剂的总重量为基准，所述十元环孔道分子筛的含量为10wt％-60wt％。
12.如段落10或11所述的方法，其中，所述十元环孔道分子筛包括H型和/或经改性元素改性的ZSM-5、ZSM-11、ZSM-22、ZSM-35、MCM-22分子筛中的至少一种。
13.如段落10-12中任一段所述的方法，其中，所述改性元素为选自P、Zn、Ag和稀土金属中的至少一种。
14.如段落10-13中任一段所述的方法，其中，除所述十元环孔道分子筛之外，所述第一催化剂和第二催化剂还含有剩余量的氧化铝和/或氧化硅作为载体。
15.如段落1-14中任一段所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述反应进料在高温反应器内与所述第一催化剂顺向或逆向接触。
16.如段落1-15中任一段所述的方法，其中，所述高温反应器的反应温度为380℃-500℃，反应压力为0.1-1.2MPa(G)，重时空速为0.5-50h-1。
17.如段落1-16中任一段所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述高温反应气相在低温反应器内与所述第二催化剂顺向或逆向接触。
18.如段落1-17中任一段所述的方法，其中，所述低温反应器的反应温度为300℃-450℃，反应压力为0.05-1.0MPa(G)，重时空速为0.1-30h-1。
19.如段落1-18中任一段所述的方法，其中，所述高温反应器的反应温度比所述低温反应器的反应温度高20℃-150℃。
20.如段落1-19中任一段所述的方法，其中，在所述高温反应气相进入之前，向所述低温反应器内设置的内取热器中通入选自如下的取热介质：反应进料、水、导热油中的一种或多种。
21.如段落1-20中任一段所述的方法，其中，将所述低温待生催化剂与所述高温待生催化剂进行汽提后，在如下条件下进行再生和任选的烧焦，得到所述再生催化剂：反应压力为0.1-1.2MPa(G)，反应温度为550-700℃。
22.如段落21所述的方法，其中，对所述再生和任选的烧焦的过程进行补热或取热。
23.如段落22所述的方法，其中，采用热值为500-20000kcal/kg的燃料气或油品进行所述补热。
24.如段落22所述的方法，其中，采用水蒸汽作为取热介质。
25.一种用于实施段落1-24中任一段所述的方法的装置，其包括反再系统和分馏系统，其中，所述反再系统包括：
高温反应器；
高温沉降器，所述高温沉降器以流体连通的方式连接至所述高温反应器；
高温汽提段，所述高温汽提段以流体连通的方式连接至所述高温沉降器或所述高温反应器；
油气分离器，所述油气分离器以流体连通的方式连接至所述高温沉降器；
低温反应器，所述低温反应器以流体连通的方式连接至所述高温沉降器和所述油气分离器；
低温沉降器，所述低温沉降器以流体连通的方式连接至所述低温反应器和所述分馏系统；
低温汽提段，所述低温汽提段以流体连通的方式连接至所述低温反应器或所述低温沉降器；以及
再生器，所述再生器以流体连通的方式连接至所述高温反应器、所述高温沉降器和所述低温反应器。
26.如段落25所述的装置，其中，所述高温反应器的型式是单段或者是两段串联。
27.如段落25或26所述的装置，其中，所述高温汽提段在所述高温沉降器的密相段、或者在所述高温反应器的密相段。
28.如段落25-27中任一段所述的装置，其中，所述反再系统还包括换热器，所述换热器以流体连通的方式连接至所述高温沉降器和所述油气分离器。
29.如段落25-28中任一段所述的装置，其中，所述低温反应器的型式是单段或者是两段串联。
30.如段落25-29中任一段所述的装置，其中，在所述低温反应器内进一步设置内取热器。
31.如段落25-30中任一段所述的装置，其中，所述低温汽提段在所述低温沉降器的密相段、或者在所述低温反应器的密相段。
32.如段落25-31中任一段所述的装置，其中，所述反再系统还包括烧焦罐，所述烧焦罐以流体连通的方式连接至所述高温反应器和所述再生器。
实施例
接下来，通过实施例对本发明进行进一步详细地说明，但本发明不仅限于这些实施例。除非另有说明，下述实施例中涉及的试剂、材料和装置均为本领域常规的可商购得到的；下述实施例中涉及的常规操作可见于本领域已公开的专利、专利申请和出版物等中(例如，贺永德主编，《现代煤化工技术手册》，化学工业出版社，2003年，但不限于此)。
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。在以下实施例中，费托合成中间产品原料相关性质见表1，各催化剂的组成见表2。
表1实施例中使用的费托合成油品原料的理化性质
Figure BDA0002833892990000131
Figure BDA0002833892990000141
表2催化剂的组成
Figure BDA0002833892990000142
实施例1
本实施例以费托合成蜡为反应进料，选用以Zn改性ZSM-5和P改性ZSM-35混合分子筛为活性组分的Cat-1催化剂。本实施例采用图1所示的装置进行。将费托合成蜡预热至180℃，与水蒸气雾化混合后进入高温反应器2，与再生管21来的再生催化剂顺流接触并发生裂化和芳构化反应，得到高温反应器反应产物。雾化气体与费托合成油品的质量比为8:100，高温反应器内的反应条件为：反应温度400℃，反应压力0.8MPa(G)，重时空速7.5h-1。高温反应器反应产物携带部分催化剂上行至高温沉降器3内进行气固分离，得到高温反应油气5和高温待生催化剂，其中高温待生催化剂下行至高温汽提段4进行汽提，高温反应油气5经换热器6降温后至油气分离器7分离，换热器温度控制为360℃，得到高温反应气相8和高温反应油相9。
高温反应油相9返回高温反应器2回炼，高温反应气相8则送入带有内取热器14的低温反应器10内，与高温待生管16来的汽提后的高温待生催化剂及再生管22来的再生催化剂的混合剂逆流接触进行叠合、异构及芳构化反应，得到低温反应油气。低温反应器内的反应条件为：反应温度350℃，反应压力0.5MPa(G)，重时空速3h-1。
低温反应油气携带部分催化剂在低温沉降器11内进行沉降分离，得到沉降后的反应油气13。将所得的沉降后的反应油气引入后续的分馏系统中通过常规操作得到最终的汽油产品。
高温待生催化剂在400℃下经蒸汽汽提后，一部分通过高温待生管16进入低温反应器10；另外一部分与在350℃下经蒸汽汽提后的低温待生催化剂分别由高温待生管15和低温待生管17返回烧焦罐19和再生器18在0.8MPa(G)和630℃下进行烧焦和再生，并得到再生催化剂。再生催化剂通过再生管21、22循环回高温和低温反应器循环使用。本实施例所得产物的分布如表3所示。
对比例1
除如下的不同之外，根据实施例1所述的方法生产汽油：只设立高温反应器2而不设立低温反应器10，使费托合成蜡与水蒸汽雾化混合后只发生第一段的高温反应。本对比例所得产物的分布如表3所示。
由表3中数据可知，与本发明的耦合了第二段的低温反应的两段式工艺相比，单段式反应气产率较高而汽油产率较低，汽油产品中的芳烃含量也较低。
对比例2
除如下的不同之外，根据实施例1的方法生产汽油：高温反应器2中的反应温度为350℃，低温反应器10中的反应温度为400℃。本对比例所得产物的分布如表3所示。
由表3中数据可知，同为两段式反应工艺，但本发明的高温-低温的两段式反应相较于对比例2的低温-高温的两段式反应，气产率明显降低，汽油收率增加。
实施例2
本实施例以费托合成重质油为原料，选用以Ag改性ZSM-5和P改性MCM-22混合分子筛为活性组分的Cat-2催化剂。
本实施例采用如图1所示的装置进行，除如下的不同之外，根据实施例1的方法生产汽油：高温反应器2中的反应温度为450℃，压力为0.5MPa(G)，重时空速为15h-1，低温反应器10中的反应温度为330℃，压力为0.3MPa(G)，重时空速为5h-1，所生成待生催化剂在0.5MPa(G)和610℃下进行烧焦和再生。本实施例所得产物的分布如表3所示。
实施例3
本实施例以费托合成轻质油为原料，选用以P改性ZSM-5和Zn改性ZSM-11混合分子筛为活性组分的Cat-3催化剂。
本实施例采用如图1所示的装置进行，除如下的不同之外，根据实施例2的方法生产汽油：高温反应器2中的反应温度为480℃，压力为0.8MPa(G)，重时空速为20h-1，低温反应器10中的反应温度为400℃，压力为0.6MPa(G)，重时空速为6.5h-1，所生成待生催化剂在0.8MPa(G)和680℃下进行烧焦和再生。本实施例所得产物的分布如表3所示。
实施例4
本实施例以费托合成蜡为反应进料，其中，将甲醇作为雾化气体原料，与费托合成蜡的质量比为25:100；选用以La改性ZSM-5和La改性ZSM-11混合分子筛为活性组分的Cat-4催化剂。
将费托合成蜡预热至270℃，与经气化的甲醇雾化混合后进入高温反应器2，与再生管21来的再生催化剂逆流接触并发生裂化及芳构化反应，得到高温反应器反应产物。高温反应器2内的反应条件为：反应温度420℃，反应压力0.6MPa(G)，重时空速3h-1。高温反应器反应产物和催化剂在高温沉降器3内经旋风分离器进行分离，得到高温反应油气5和高温待生催化剂。所得高温反应油气5经换热器6降温后至油气分离器7进行分离，换热器温度控制为370℃，得到高温反应气相8和高温反应油相9。
将高温反应油相9返回高温反应器2回炼，将高温反应气相8送入带有内取热器的低温反应器10内，与高温待生管16来的汽提后的高温待生催化剂和再生管22来的再生催化剂的混合剂逆流接触进行叠合、异构及芳构化反应，得到低温反应油气。低温反应器10的反应条件为：反应温度360℃，反应压力0.4MPa(G)，重时空速0.5h-1。
低温反应油气携带部分催化剂在低温沉降器11内进行沉降分离，得到沉降后的反应油气13，将所得的沉降后的反应油气引入后续的分馏系统中通过常规操作得到最终的汽油产品。
高温待生催化剂在450℃下经蒸汽汽提后，一部分通过高温待生管16进入低温反应器10；另外一部分与在360℃下经蒸汽汽提后的低温待生催化剂分别由高温待生管15和低温待生管17返回烧焦罐19和再生器18在0.6MPa(G)和650℃下进行烧焦和再生，得到再生催化剂。再生催化剂通过再生管21、22循环回高温和低温反应器循环使用。本实施例所得产物的分布如表3所示。
实施例5
本实施例以费托合成蜡和费托合成石脑油为反应进料，选用以Zn改性ZSM-11和Zn改性ZSM-22混合分子筛为活性组分的Cat-5。
本实施例采用如图2所示的装置进行，除如下不同之外，根据实施例4的方法生产汽油：高温反应器2中的反应温度为450℃，压力为1.0MPa(G)，重时空速为30h-1，低温反应器10中的反应温度为380℃，压力为0.8MPa(G)，重时空速为8h-1，所生成待生催化剂在1.0MPa(G)和680℃下进行烧焦和再生。本实施例所得产物的分布如表3所示。
表3实施例及对比例的产物的分布与汽油辛烷值
Figure BDA0002833892990000171
从上表可以看出，采用本发明所述的方法降低了气产率，从而能够以更高的产率得到汽油产品，并且所得汽油具有出色的品质(高的汽油辛烷值和芳烃含量等)。
以上已详细描述了本发明的实施方案，对本领域技术人员来说很显然可以做很多改进和变化而不会背离本发明的基本精神，所有这些变化和改进都在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种从费托合成中间产品生产高辛烷值汽油的方法，其中，所述方法包括：
（1）将包含所述费托合成中间产品的反应进料和雾化气体混合后，在高温反应器内与第一催化剂接触并进行反应，将得到的反应产物进行沉降分离，得到高温反应油气和高温待生催化剂，将所述高温反应油气经油气分离后得到高温反应气相和高温反应油相，其中，所述费托合成中间产品为选自费托合成蜡、费托合成重质油、费托合成轻质油、费托合成石脑油中的一种或多种，所述雾化气体为选自水蒸汽、氮气、气化后的醇醚类含氧化合物中的至少一种，所述高温反应器的反应温度为380℃-500℃，反应压力为0.1-1.2MPaG，重时空速为0.5-50h-1，所述第一催化剂为新鲜催化剂和/或再生催化剂；
（2）所述高温反应油相返回所述高温反应器回炼，所述高温反应气相在低温反应器内与第二催化剂接触并进行烯烃叠合、异构和芳构化反应，得到低温反应油气，其中，所述第二催化剂为新鲜催化剂、汽提后的高温待生催化剂和/或再生催化剂，其中，所述低温反应器的反应温度为300℃-450℃，反应压力为0.05-1.0MPaG，重时空速为0.1-30h-1，且所述高温反应器的反应温度比所述低温反应器的反应温度高20℃-150℃，所述第一催化剂与所述第二催化剂的活性组分为十元环孔道分子筛，且以所述第一催化剂或所述第二催化剂的总重量为基准，所述十元环孔道分子筛的含量为10wt%-60wt%；以及
（3）将所述低温反应油气进行沉降分离得到沉降后的反应油气和低温待生催化剂，然后将所述沉降后的反应油气进行分馏得到汽油产品。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述反应进料还包含醇醚类含氧化合物。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述醇醚类含氧化合物选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、二甲醚或其混合物。
4.如权利要求2所述的方法，其中，所述醇醚类含氧化合物与所述费托合成中间产品的重量比例为(0-90):100。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，将所述费托合成中间产品预热至180℃-270℃后与所述雾化气体进行混合。
6.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述雾化气体与所述费托合成中间产品的重量比为(5-30):100。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述十元环孔道分子筛包括H型和/或经改性元素改性的ZSM-5、ZSM-11、ZSM-22、ZSM-35、MCM-22分子筛中的至少一种。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述改性元素为选自P、Zn、Ag和稀土金属中的至少一种。
9.如权利要求1和7-8中任一项所述的方法，其中，除所述十元环孔道分子筛之外，所述第一催化剂和第二催化剂还含有剩余量的氧化铝和/或氧化硅作为载体。
10.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，在步骤（1）中，所述反应进料在高温反应器内与所述第一催化剂顺向或逆向接触。
11.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，在步骤（2）中，所述高温反应气相在低温反应器内与所述第二催化剂顺向或逆向接触。
12.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，在所述高温反应气相进入之前，向所述低温反应器内设置的内取热器中通入选自如下的取热介质：反应进料、水、导热油中的一种或多种。
13.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，将所述低温待生催化剂与所述高温待生催化剂进行汽提后，在如下条件下进行再生和任选的烧焦，得到所述再生催化剂：反应压力为0.1-1.2MPaG，反应温度为550-700℃。
14.如权利要求13所述的方法，其中，对所述再生和任选的烧焦的过程进行补热或取热。
15.如权利要求14所述的方法，其中，采用热值为500-20000kcal/kg的燃料气或油品进行所述补热。
16.如权利要求14所述的方法，其中，采用水蒸汽作为取热介质。
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