CN1632062A - 一种生产高辛烷值汽油的模拟移动床反应装置 - Google Patents
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Abstract
一种生产高辛烷值汽油的模拟移动床反应装置,它是以催化裂化汽油为原料来催化裂解生产低碳烯烃联产低烯烃含量的高辛烷值汽油的模拟移动床反应装置。它主要是采用了具有选择性裂解的催化剂来选择性裂解FCC汽油中的烯烃,并在将其转化成低碳烯烃的同时,使FCC汽油转化成的低烯烃含量的高辛烷值汽油。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产高辛烷值汽油的模拟移动床反应装置,它是以催化裂化汽油为原料来催化裂解生产低碳烯烃联产低烯烃含量的高辛烷值汽油的模拟移动床反应装置。它主要是采用了具有选择性裂解的催化剂来选择性裂解FCC汽油中的烯烃,并在将其转化成低碳烯烃的同时,使FCC汽油转化成的低烯烃含量的高辛烷值汽油。
背景技术
生产低碳烯烃的传统工艺—烃类热裂解,在800℃以上操作,并需要大量的水蒸气参与反应,能耗大,对设备的材质要求高;另外,该过程生产的低碳烯烃中,乙烯的收率高于丙烯,并且很难调节。从目前的市场需求来看,丙烯较为紧俏。因而,无论从降低生产成本还是改善产品结构的角度,都需要对现有的低碳烯烃生产技术进行革新。
目前,在出现的大量生产低碳烯烃的新工艺中,催化裂解制烯烃工艺是在传统的蒸汽裂解工艺或流化催化裂化工艺的基础上改进的,兼顾了两种成熟工艺的优点。中国石油化工科学研究院研究了重质油催化裂解生产低碳烯烃技术,并先后开发了DCC、ARGG、CPP、MGG工艺。这些工艺改善了传统工艺中的不足,乙烯加丙烯的收率可达30%(wt)。美国Takashi Tsunoda等人(U.S.Pat.No.6,307,117B1)以含20%C4-C12烯烃的烃类为原料,用Ag改性含HZSM-5的催化剂反应,乙烯加丙烯的收率可达35%左右。美国John H.Kolts等人(U.S.Pat.No.4,658,081)开发的催化剂为Mn、Mg和Fe的氧化物,镧系金属和铌按一定比例混合的混合物,并认为原料含H2S或催化剂预硫化后,低碳烯烃的选择性有所增加。Chester Arthur W等人(WO0031215)开发了以重油为原料生产低碳烯烃的添加剂,其活性组分为ZSM-5,并且载体不含Al2O3和当USY的添加比为3∶7时对低碳烯烃的生产有利。
我国的商品汽油近80%都是催化裂化(FCC)汽油,这种汽油的特点是烯烃含量高,辛烷值较高。我国汽油标准要求烯烃含量不能大于35%(vol),北京将限制烯烃含量不能超过20%(vol),而FCC汽油的烯烃含量一般都在40%(vol)以上。目前降低FCC汽油烯烃含量的方法有FCC汽油加氢和使用降烯烃催化剂或添加剂的方法,前者会因烯烃的饱和而使辛烷值下降,后者则存在焦炭和/或干气产率升高的现象。降烯烃如何由被动转为主动,是目前值得探索的重要课题。
发明内容
本发明的目的就在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种生产高辛烷值汽油的模拟移动床反应装置,该装置主要是以催化裂化汽油为原料来催化裂解生产低碳烯烃联产低烯烃含量的高辛烷值汽油的模拟移动床反应装置。它采用了具有选择性裂解的催化剂来选择性裂解FCC汽油中的烯烃,并在将其转化成低碳烯烃的同时,使FCC汽油转化成的低烯烃含量的高辛烷值汽油。其主要的技术特点是催化剂采用的是选择性裂化催化剂(含25~40(m)%的HZSM-5的HZSM-5/高岭土催化剂),其模拟移动床反应装置的操作步骤是:
(1).将反应原料预热到200~250℃,使其全部气化;
(2).然后与180~230℃的过热水蒸气一起由反应器顶部进入反应器,在580~750℃,在催化剂的作用下进行裂解反应;
(3).反应器馏出物经冷凝后进行分离,即可得到目的产物乙烯、丙烯和低烯烃含量的高辛烷值汽油组分;
(4).其C4部分可以根据实际需要,决定是循环回反应器入口再次进行裂解反应,还是分离其中的烯烃,烷烃作为液化气组分离开装置;
(5).待催化剂活性明显下降后,将反应原料切换到第二个反应器继续进行反应,而该反应器则用水蒸气吹扫干净油气后,通入空气再生,再生结束后,先用水蒸气吹扫,然后再切入原料进行反应。
在实际操作中,模拟移动床反应器的数量根据实际需要,可以是一个,进行反应-吹扫-再生-吹扫-反应循环,也可以是两个或多个,在操作循环过程中,反应器的温度可以在整个循环过程中保持不变。在炼厂中,可以与催化裂化装置对接:由分馏塔出来的汽油直接进入汽油催化裂解生产低碳烯烃联产低烯烃含量的高辛烷值汽油反应器中进行反应即可。
附图说明
附图1即为两个反应器组成的反应再生循环装置示意图。
附图2即为本发明实施例中反应温度对FCC汽油催化热裂解的影响的趋势图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详叙本发明的技术特点。
由于汽油催化裂解生产低碳烯烃的催化剂在反应过程中,催化剂表面会积炭而失活。积炭的催化剂在空气中烧除其中的炭,催化剂即可恢复活性。根据催化裂解生产低碳烯烃催化剂的反应和再生的特点,本发明所描述的模拟移动床催化裂解反应装置,可以在满足FCC汽油选择性裂解其中的烯烃,在生产低碳烯烃的同时,联产低烯烃含量的高辛烷值汽油的需要。其主要的工作原理如下:
FCC汽油预热到200~250℃,以便全部气化,然后与180-230℃的过热水蒸气一起由反应器顶部进入反应器,在580~750℃,最好在600~700℃在选择性裂化催化剂(HZSM-5/高岭土催化剂)的作用下进行裂解反应。反应器流出物经冷凝后进行分离,得到目的产物乙烯、丙烯和低烯烃含量的高辛烷值汽油组分,C4部分可以根据实际需要,决定是循环回反应器入口再次进行裂解反应,还是分离其中的烯烃,烷烃作为液化气组分离开装置。反应持续一段时间,待催化剂活性明显下降后,将反应原料切换到第二个反应器继续进行反应,而该反应器则用水蒸气吹扫干净油气后,通入空气再生,再生结束后,先用水蒸气吹扫,然后再切入原料进行反应。反应器可根据实际需要,可以是一个,进行反应-吹扫-再生-吹扫-反应循环,也可以是两个或多个。在操作循环过程中,反应器的温度可以在整个循环过程中保持不变。附图2就是由两个反应器组成的反应再生循环装置示意图。
该模拟移动床反应装置,在炼厂中还可以与催化裂化装置对接:由分馏塔出来的汽油直接进入汽油催化裂解生产低碳烯烃联产低烯烃含量的高辛烷值汽油反应器中进行反应。
实验室中的实施结果是:
反应器中催化剂装量为7g,反应时间为1h,H2O/Oil(wt/wt)为0.48,进油量为150g/h,反应温度变化的条件下,评价结果如图1所示,可知温度对低碳烯烃的生产影响显著,温度升高使得热裂解反应占的比重逐渐加大,故转化率和乙烯加丙烯的收率增加,乙烯加丙烯的选择性却有所下降,并且乙烯收率的增长幅度大于丙烯的。所以通过改变温度可以通过控制温度变化来调整丙烯和乙烯的比例。
在600℃反应,FCC汽油的转化率为44.42%,催化裂解的乙烯加丙烯的收率和选择性分别为31.76%、71.49%,其丙烯/乙烯(wt)为2.12。得到的汽油的烯烃含量从反应前的35.27%降到了10.39%;而RON、MON和抗爆指数分别为95.7、83.1、89.4,与原料相比分别提高了4.7、5.0和4.9。
上述结果充分说明,研制的反应装置适合于FCC汽油经催化裂解制烯烃催化剂的催化作用,反应生成低碳烯烃的同时,生产低烯烃含量的高辛烷值汽油。
发明效果
选择用于生产低碳烯烃联产低烯烃含量的高辛烷值汽油的选择性裂化催化剂(HZSM-5/高岭土催化剂),在由一个反应器构成的反应装置上以FCC汽油为原料进行了评价。反应结果表明,FCC汽油经反应后,其中的烯烃近90%都发生了反应,烯烃含量由原料的35%可以降低到10%左右,并高选择性地转化成了低碳烯烃,乙烯和丙烯的收率之和在30%以上。FCC汽油经反应后,而辛烷值却可以大幅度提高,无论是RON还是MON,都可提高4.5个单位以上。而目前的所有汽油降烯烃技术在烯烃含量大幅度降低的条件下要保证辛烷值不降都很困难。
Claims (4)
1.一种生产高辛烷值汽油的模拟移动床反应装置,该装置是以催化裂化汽油为原料,选择性裂解催化裂化汽油中的烯烃,并在将其转化成低碳烯烃的同时,使催化裂化汽油转化成的低烯烃含量的高辛烷值汽油,其特征在于催化剂是采用的选择性裂化催化剂,其模拟移动床反应装置的操作步骤是:
(1).将反应原料预热到200~250℃,使其全部气化;
(2).然后与180~230℃的过热水蒸气一起由反应器顶部进入反应器,在580~750℃,在催化剂的作用下进行裂解反应;
(3).反应器馏出物经冷凝后进行分离,即可得到目的产物乙烯、丙烯和低烯烃含量的高辛烷值汽油组分;
(4).其C4部分可以根据实际需要,决定是循环回反应器入口再次进行裂解反应,还是分离其中的烯烃,烷烃作为液化气组分离开装置;
(5).待催化剂活性明显下降后,将反应原料切换到第二个反应器继续进行反应,而该反应器则用水蒸气吹扫干净油气后,通入空气再生,再生结束后,先用水蒸气吹扫,然后再切入原料进行反应。
2.根据权利要求1所述的生产高辛烷值汽油的模拟移动床反应装置,其特征在于所述的模拟移动床反应器可根据实际需要,可以是一个,进行反应-吹扫-再生-吹扫-反应循环,也可以是两个或多个,在操作循环过程中,反应器的温度可以在整个循环过程中保持不变。
3.根据权利要求1所述的生产高辛烷值汽油的模拟移动床反应装置,其特征在于所述的模拟移动床反应装置,在炼厂中可以与催化裂化装置对接:由分馏塔出来的汽油直接进入汽油催化裂解生产低碳烯烃联产低烯烃含量的高辛烷值汽油反应器中进行反应即可。
4.根据权利要求1所述的生产高辛烷值汽油的模拟移动床反应装置,其特征在于所述选择性裂化催化剂的活性组份是HZSM-5、载体为高岭土的催化剂,其中活性组分HZSM-5的质量百分比为25~40%。
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CN 200410096437 CN1632062A (zh) | 2004-12-01 | 2004-12-01 | 一种生产高辛烷值汽油的模拟移动床反应装置 |
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Cited By (3)
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CN101259397B (zh) * | 2007-12-21 | 2010-12-15 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种模拟移动床反应器及其应用方法 |
CN101195762B (zh) * | 2006-12-04 | 2012-07-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种在移动床上进行汽油和液化气的催化转化方法 |
CN103191677A (zh) * | 2013-04-26 | 2013-07-10 | 华东理工大学 | 一种模拟移动床反应器及其操作方法与应用 |
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