CN1219032C - 降低催化裂化汽油烯烃含量并保持辛烷值的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
降低催化裂化汽油烯烃含量并保持辛烷值的方法，至少包括如下步骤：通过冷凝冷却系统的催化裂化汽油馏分与水蒸气进入辅助改质提升管反应器，与高温再生剂进行接触、气化、混合和反应，生成改质油气；反应后的催化剂进入原再生器；改质油气与主提升管反应器的反应油气混合，离开反应再生系统；混合油气进入主分馏塔进行进一步的分离。实现该方法的系统，至少包括二级冷凝冷却系统、在原催化裂化装中增设的再生剂斜管和辅助提升管反应器、主提升管反应器、气固分离装置。本发明对原催化裂化装置的改动小，投资低，易于控制，操作稳定。可将催化裂化汽油烯烃含量降低到35(v)%以下，并保持辛烷值不降低或略有提高，可以满足国家环保法规的要求。
Description
技术领域：
本发明涉及一种降低催化裂化汽油含量并保持辛烷值的方法及系统，属于石油烃的催化转化技术领域。
背景技术：
近些年来，世界各国的环保法规都对汽、柴油的质量提出了日益严格的要求，尤其是对汽油的烯烃含量、硫含量、苯含量等指标的要求越来越苛刻。因此，来自环保方面的要求已经成为促进各项炼油技术进一步向前发展的主要推动力，而较为传统的催化裂化技术更是首当其冲。与许多发达国家相比，我国炼油企业的工艺流程较短，加工深度相对较浅。因而，商品汽油的调和组分较少，且不尽合理。例如，我国的催化裂化汽油约占商品汽油的比例高达90wt％，而美国催化裂化汽油仅占35wt％左右。与此相对应的，美国来自催化重整、烷基化、异构化和醚化等装置的汽油占商品汽油的比例分别为：33wt％、13wt％、5wt％和8wt％；而上述四类汽油在我国商品汽油中所占的比例是很小的。
众所周知，催化裂化汽油的烯烃含量为35～65wt％，是一种比较有代表性的富含烯烃的汽油馏分。这种汽油虽然具有较高的辛烷值，但其热稳定性差，易形成胶质；燃烧后还会增加排放物中活性烃类物和多烯等毒性物的数量。此外，随着催化裂化原料油的不断重质化和劣质化，其汽油产品中的硫含量、氮含量也在增加；燃烧后会增加SOX和NOX的排放，对环境污染严重。
加氢精制是解决上述问题的一种有效措施。通过加氢精制在氢压下实现油品的催化改质，达到脱硫、脱氮、烯烃饱和、芳烃饱和的目的，以提高油品质量、满足环保要求。但是，目前国内多数炼油企业不是缺乏加氢精制的手段，就是加氢精制的处理能力不足或缺乏氢源。另一方面，加氢精制使烯烃和芳烃的饱和会带来辛烷值的巨大损失，同样无法满足汽油新标准的要求。所以，占商品汽油近90wt％的催化裂化汽油全部通过加氢精制来提高油品质量是不现实的。
综上所述，为了满足环保方面对油品的要求，给人类创造一个清洁、美好的环境，我们一方面要逐步调整炼油行业的工艺流程，增加加氢精制、加氢裂化、催化重整、烷基化、醚化等装置的数量，并提高它们的加工能力；另一方面要加紧开发符合我国国情的工艺技术，尤其是催化裂化工艺技术的改进，以便在尽可能短的时间内，利用有限的投资解决油品质量问题。
为了解决上述问题，提高汽油产品的质量，国内外炼油界也做了大量的研究工作。例如，如催化原料预加氢处理、优化反再系统和分馏系统的操作、采用降烯烃催化剂、催化汽油回注提升管等技术。
在上述现有技术的基础上，本发明的目的是提供一种降低催化裂化汽油烯烃含量并保持其辛烷值不变或略有提高的经济而有效的新方法，以解决当前汽油升级换代过程中所遇到的问题。
发明内容：
本发明的主要目的之一在于提供一种降低催化裂化汽油烯烃含量并保持辛烷值的方法及装置，通过对现有的重油催化裂化装置进行改进，使催化裂化汽油进行催化改质反应，降低催化裂化汽油中烯烃的含量，同时保证改质汽油的辛烷值不降低。
本发明的又一目的在于提供一种降低催化裂化汽油烯烃含量的方法及装置，简化催化裂化汽油的催化改质工艺，技术成熟，投资少，易于实现。
本发明的目的是这样实现的：
一种降低催化裂化汽油烯烃含量并保持辛烷值的方法，它至少包括如下的步骤：
首先，通过冷凝冷却系统分离得到催化裂化汽油馏分；
其次，催化裂化汽油馏分与水蒸气进入辅助改质提升管反应器，并与来自原再生器的高温再生剂进行接触、气化、混合和反应，生成改质后的油气；
然后，反应后的催化剂进入原催化裂化装置的沉降器和汽提段，再进入原再生器；改质后的油气在原催化裂化装置的沉降器内与主提升管反应器的反应油气混合后，离开反应再生系统；
最后，混合油气进入主分馏塔进行富气、粗汽油轻馏分、粗汽油重馏分、柴油、回炼油和油浆的分离。
其中催化裂化汽油馏分为粗汽油全馏分或粗汽油重馏分；粗汽油重馏分通过二级冷凝冷却系统得到。
粗汽油重馏分改质时，相应的粗汽油轻馏分可以直接与改质后的汽油馏分混合，也可以先进行改质后再与相应的汽油馏分混合。
一种降低催化裂化汽油烯烃含量并保持辛烷值的系统，它至少包括二级冷凝冷却系统、在重油催化裂化装置的反应—再生系统中增设的斜管和辅助提升管反应器、主提升管反应器、气固分离装置；其中，
二级冷凝冷却系统建立在分馏塔塔顶，即在原催化裂化装置分馏塔顶常规冷凝冷却器前再加一级冷凝冷却器；
在重油催化裂化装置的反应—再生系统中增设的辅助提升管反应器，其出口安装气固分离装置，用于对从二级冷凝冷却系统出来的催化裂化汽油馏分进行催化改质反应；改质油气和催化剂由气固分离装置分离；催化剂经汽提后回到原再生器；
重油催化裂化装置的反应—再生系统中增设的再生剂斜管两端分别与辅助提升管反应器和原催化裂化装置再生器连接，用于将原催化裂化装置再生器内的高温再生催化剂物流引入到辅助提升管反应器中；
辅助提升管反应器的入口连接于增设的再生剂斜管下端，用于将油气、水蒸气和催化剂进行接触、气化、混合和反应；
气固分离装置为倒“L”型装置，设在辅助提升管反应器的出口，连同辅助提升管反应器出口部分置入原催化裂化装置的沉降器内。
催化改质反应的反应条件为：
反应温度为350～550℃；
汽油原料预热温度为40～200℃；
催化剂油料重量比为2～20；
催化剂活性为55～65；
提升管段的反应时间为1.0～15.0s；
反应压力为0.1～0.4MPa。
催化剂为催化裂化过程中使用的任何催化剂。
本发明使在重油催化裂化装置的反应—再生系统中增设一个辅助提升管反应器，对催化裂化汽油馏分进行催化改质反应，对原催化裂化装置的改动最小，投资低；另外不需要对改质汽油进行额外的分离、热量回收等处理，易于控制，操作稳定。本发明可以将催化裂化汽油烯烃含量降低到35(v)％以下，并保持辛烷值不降低或略有提高，可以满足国家环保法规的要求。
附图说明：
图1为本发明一实施例的工艺流程示意图。
具体实施方式：
如图1所示，由分馏塔1的顶部出来油气2(包括粗汽油和富气)，经过冷凝器3冷凝冷却到50～60℃后进入分离罐4进行油水气的分离，凝结水5由凝结水泵6抽离分离罐4。冷凝下来的液体产物是粗汽油重馏分7，经过重馏分汽油泵8从分离罐4中抽出，一部分作为分馏塔1的顶部回流9，另一部分10经过冷却器11进一步冷却至40℃。若对粗汽油全馏分改质，打开阀门23，关闭阀门24，粗汽油重馏分10和粗汽油轻馏分21混合成粗汽油全馏分22后取一定的合适量25进入新增设的改质用辅助提升管反应器进行改质，其余部分26进入吸收稳定系统；若对粗汽油重馏分改质，打开阀门23和24，通过流量控制取一定合适量的粗汽油重馏分27直接进入新增设的改质用辅助提升管反应器进行改质，其余部分28与粗汽油轻馏分21混合成粗汽油全馏分22后进入吸收稳定系统。这时轻汽油21可以直接与粗汽油重馏分28混合后进入吸收稳定系统；也可以先进行如轻汽油醚化、异构芳构化等方面的改质后，再与粗汽油重馏分28混合后进入吸收稳定系统。
从分离罐4中出来的未冷凝油气12经过冷凝器13冷凝冷却到40℃后进入分离罐14进行油水气的分离，凝结水15由凝结水泵16抽离分离罐14。从分离罐14中出来的未冷凝油气为富气17，进入富气压缩机。由气压机机间分离罐分离出来的凝析油18返回到分离罐14。分离罐14中冷凝下来的液体产物是粗汽油轻馏分19由轻馏分汽油泵20抽出成为粗汽油轻馏分21。
原催化裂化反再系统的操作不变，即原料29与水蒸气一起从底部进入主提升管30，与来自再生器31的由水蒸气32汽提的高温再生剂33在反应温度为460～530℃，重油原料预热温度为160～250℃，催化剂油料重量比为5～8，催化剂活性为50～65，反应时间为2.5～3.0s，反应压力为0.1～0.4MPa下进行接触、气化、混合和反应，油气、水蒸气与催化剂一起通过主提升管反应器30，到主提升管反应器出口，由高效气固快速分离装置34和沉降器顶旋35将主反应油气38和催化剂分开，催化剂进入经过沉降器36进入汽提段37，经过汽提后进入再生器31。主反应油气38与改质提升管反应器出口油气39混合成油气40离开沉降器36进入主分馏塔1底部进行富气、粗汽油轻馏分、粗汽油重馏分、柴油、回炼油、油浆的分离。
粗汽油全馏分25或者是由分馏塔塔顶二级冷凝系统分离出重馏分(切割点：60～80℃)27与水蒸气一起从底部进入辅助改质提升管反应器41，与来自再生器31的由水蒸气42提升的高温再生剂43在反应温度为350～550℃，汽油原料预热温度为40～200℃，催化剂油料重量比为2～20，催化剂活性为57～65，反应时间为1.0～15.0s；反应压力为0.1～0.4MPa下进行接触、气化、混合和反应，油气、水蒸气与催化剂一起通过辅助改质提升管反应器41，到改质提升管反应器出口由简单的倒L型气固快速分离装置44将改质油气39和催化剂分开，催化剂进入原催化裂化装置的沉降器36和汽提段37，经过汽提后进入原再生器31。改质油气39与主提升管反应器的反应油气38在沉降器36混合后离开沉降器36而进入主分馏塔1下部进行富气、粗汽油轻馏分、粗汽油重馏分、柴油、回炼油、油浆的分离。
本发明所用的催化剂可以是适用于催化裂化过程的任何催化剂，即催化裂化汽油改质反应由原重油催化裂化装置催化剂实现。例如，无定型硅铝催化剂或分子筛催化剂；其中，分子筛催化剂的活性组分选自含或不含稀土和/或磷的Y型或HY型沸石、含或不含稀土和/或磷的超稳Y型沸石、ZSM-5系列沸石或具有五元环结构的高硅沸石、β沸石、镁碱沸石中的一种或多种。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1、一种降低催化裂化汽油烯烃含量并保持辛烷值的系统，其特征在于：它包括分馏塔、冷凝冷却系统、二级冷凝冷却系统、主提升管反应器、再生器和在重油催化裂化装置的反应—再生系统中增设的斜管、辅助提升管反应器、气固分离装置；其中，
分馏塔顶部出来的油气通过二级冷凝冷却系统冷却后一部分进入辅助提升管反应器，一部分进入冷凝冷却系统，在冷凝冷却系统再次冷却后一部分被吸收一部分也进入辅助提升管反应器；
重油催化裂化装置的反应—再生系统中增设的斜管两端分别与辅助提升管反应器和催化裂化装置的再生器连接，用于将再生器内的高温再生催化剂物流引入到辅助提升管反应器中；
在重油催化裂化装置的反应—再生系统中增设辅助提升管反应器，所述辅助提升管反应器的出口与反应—再生系统的气固分离装置连接，从冷凝冷却系统和二级冷凝冷却系统中出来的改质油气与水蒸气从所述辅助提升管反应器的入口进入并与催化剂在辅助提升管反应器中接触、气化、混合和反应，改质油气和催化剂由气固分离装置分离，催化剂经汽提后回到所述再生器中；
催化裂化装置与分馏塔连接，主提升管反应器和辅助提升管反应器中出来的油气从催化裂化装置的进入分馏塔分馏。
2、一种降低催化裂化汽油烯烃含量并保持辛烷值的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、由分馏塔顶部出来的油气通过冷凝冷却系统分离得到催化裂化汽油馏分；
步骤二、催化裂化汽油馏分与水蒸气进入辅助提升管反应器，与来自再生器的高温再生剂在反应温度为350-550℃，油气原料预热温度为40-200℃，催化剂油料重量比为2-20，催化剂转化率活性为55-65，反应时间为1.0-15.0s反应压力为0.1-0.4MPa下进行接触、气化、混合和反应，生成改质后的油气；
步骤三、反应后的油气通过气固分离装置后分成改质油气和催化剂，催化剂进入原催化裂化装置的沉降器；
步骤四、重油原料与水蒸气进入主提升管反应器，与来自再生器的高温再生剂在反应温度为460-530℃，汽油原料预热温度为160-250℃，催化剂油料重量比为5-8，催化剂转化率活性为50-65，反应时间为2.5-3.0s，反应压力为0.1-0.4MPa下进行接触、气化、混合和反应，生成主反应油气；
步骤五、反应后的油气通过高效气固分离装置和沉降器顶旋后分成主反应油气和催化剂，催化剂进入原催化裂化装置的沉降器；
步骤六、主反应油气和改质油气混合后进入分馏塔进行富气、粗汽油、轻馏分、粗汽油重馏分、柴油、回炼油和油浆的分离。
3、根据权利要求2所述的降低催化裂化汽油烯烃含量并保持辛烷值的方法，其特征在于：所述催化裂化汽油馏分为粗汽油全馏分或粗汽油重馏分。
4、根据权利要求2或3所述的降低催化裂化汽油烯烃含量并保持辛烷值的方法，其特征在于：所述催化裂化汽油重馏分通过二级冷凝冷却系统得到。
5、根据权利要求2或3或4所述的降低催化裂化汽油烯烃含量并保持辛烷值的方法，其特征在于：所述催化裂化汽油重馏分改质时，相应的粗汽油轻馏分可以直接或进行轻汽油醚化、异构芳构化等方面的改质后与汽油馏分混合。
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