專利名稱：一種生產(chǎn)高辛烷值汽油的模擬移動床反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)高辛烷值汽油的模擬移動床反應(yīng)裝置，它是以催化裂化汽油為原料來催化裂解生產(chǎn)低碳烯烴聯(lián)產(chǎn)低烯烴含量的高辛烷值汽油的模擬移動床反應(yīng)裝置。它主要是采用了具有選擇性裂解的催化劑來選擇性裂解FCC汽油中的烯烴，并在將其轉(zhuǎn)化成低碳烯烴的同時，使FCC汽油轉(zhuǎn)化成的低烯烴含量的高辛烷值汽油。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)低碳烯烴的傳統(tǒng)工藝—烴類熱裂解，在800℃以上操作，并需要大量的水蒸氣參與反應(yīng)，能耗大，對設(shè)備的材質(zhì)要求高；另外，該過程生產(chǎn)的低碳烯烴中，乙烯的收率高于丙烯，并且很難調(diào)節(jié)。從目前的市場需求來看，丙烯較為緊俏。因而，無論從降低生產(chǎn)成本還是改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的角度，都需要對現(xiàn)有的低碳烯烴生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行革新。
目前，在出現(xiàn)的大量生產(chǎn)低碳烯烴的新工藝中，催化裂解制烯烴工藝是在傳統(tǒng)的蒸汽裂解工藝或流化催化裂化工藝的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，兼顧了兩種成熟工藝的優(yōu)點。中國石油化工科學(xué)研究院研究了重質(zhì)油催化裂解生產(chǎn)低碳烯烴技術(shù)，并先后開發(fā)了DCC、ARGG、CPP、MGG工藝。這些工藝改善了傳統(tǒng)工藝中的不足，乙烯加丙烯的收率可達(dá)30％(wt)。美國Takashi Tsunoda等人(U.S.Pat.No.6,307,117B1)以含20％C4-C12烯烴的烴類為原料，用Ag改性含HZSM-5的催化劑反應(yīng)，乙烯加丙烯的收率可達(dá)35％左右。美國John H.Kolts等人(U.S.Pat.No.4,658,081)開發(fā)的催化劑為Mn、Mg和Fe的氧化物，鑭系金屬和鈮按一定比例混合的混合物，并認(rèn)為原料含H2S或催化劑預(yù)硫化后，低碳烯烴的選擇性有所增加。Chester Arthur W等人(WO0031215)開發(fā)了以重油為原料生產(chǎn)低碳烯烴的添加劑，其活性組分為ZSM-5，并且載體不含Al2O3和當(dāng)USY的添加比為3∶7時對低碳烯烴的生產(chǎn)有利。
我國的商品汽油近80％都是催化裂化(FCC)汽油，這種汽油的特點是烯烴含量高，辛烷值較高。我國汽油標(biāo)準(zhǔn)要求烯烴含量不能大于35％(vol)，北京將限制烯烴含量不能超過20％(vol)，而FCC汽油的烯烴含量一般都在40％(vol)以上。目前降低FCC汽油烯烴含量的方法有FCC汽油加氫和使用降烯烴催化劑或添加劑的方法，前者會因烯烴的飽和而使辛烷值下降，后者則存在焦炭和/或干氣產(chǎn)率升高的現(xiàn)象。降烯烴如何由被動轉(zhuǎn)為主動，是目前值得探索的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種生產(chǎn)高辛烷值汽油的模擬移動床反應(yīng)裝置，該裝置主要是以催化裂化汽油為原料來催化裂解生產(chǎn)低碳烯烴聯(lián)產(chǎn)低烯烴含量的高辛烷值汽油的模擬移動床反應(yīng)裝置。它采用了具有選擇性裂解的催化劑來選擇性裂解FCC汽油中的烯烴，并在將其轉(zhuǎn)化成低碳烯烴的同時，使FCC汽油轉(zhuǎn)化成的低烯烴含量的高辛烷值汽油。其主要的技術(shù)特點是催化劑采用的是選擇性裂化催化劑(含25～40(m)％的HZSM-5的HZSM-5/高嶺土催化劑)，其模擬移動床反應(yīng)裝置的操作步驟是(1).將反應(yīng)原料預(yù)熱到200～250℃，使其全部氣化；(2).然后與180～230℃的過熱水蒸氣一起由反應(yīng)器頂部進(jìn)入反應(yīng)器，在580～750℃，在催化劑的作用下進(jìn)行裂解反應(yīng)；(3).反應(yīng)器餾出物經(jīng)冷凝后進(jìn)行分離，即可得到目的產(chǎn)物乙烯、丙烯和低烯烴含量的高辛烷值汽油組分；(4).其C4部分可以根據(jù)實際需要，決定是循環(huán)回反應(yīng)器入口再次進(jìn)行裂解反應(yīng)，還是分離其中的烯烴，烷烴作為液化氣組分離開裝置；(5).待催化劑活性明顯下降后，將反應(yīng)原料切換到第二個反應(yīng)器繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，而該反應(yīng)器則用水蒸氣吹掃干凈油氣后，通入空氣再生，再生結(jié)束后，先用水蒸氣吹掃，然后再切入原料進(jìn)行反應(yīng)。
在實際操作中，模擬移動床反應(yīng)器的數(shù)量根據(jù)實際需要，可以是一個，進(jìn)行反應(yīng)-吹掃-再生-吹掃-反應(yīng)循環(huán)，也可以是兩個或多個，在操作循環(huán)過程中，反應(yīng)器的溫度可以在整個循環(huán)過程中保持不變。在煉廠中，可以與催化裂化裝置對接由分餾塔出來的汽油直接進(jìn)入汽油催化裂解生產(chǎn)低碳烯烴聯(lián)產(chǎn)低烯烴含量的高辛烷值汽油反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)即可。


附圖1即為兩個反應(yīng)器組成的反應(yīng)再生循環(huán)裝置示意圖。
附圖2即為本發(fā)明實施例中反應(yīng)溫度對FCC汽油催化熱裂解的影響的趨勢圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合具體實施例來詳敘本發(fā)明的技術(shù)特點。
由于汽油催化裂解生產(chǎn)低碳烯烴的催化劑在反應(yīng)過程中，催化劑表面會積炭而失活。積炭的催化劑在空氣中燒除其中的炭，催化劑即可恢復(fù)活性。根據(jù)催化裂解生產(chǎn)低碳烯烴催化劑的反應(yīng)和再生的特點，本發(fā)明所描述的模擬移動床催化裂解反應(yīng)裝置，可以在滿足FCC汽油選擇性裂解其中的烯烴，在生產(chǎn)低碳烯烴的同時，聯(lián)產(chǎn)低烯烴含量的高辛烷值汽油的需要。其主要的工作原理如下FCC汽油預(yù)熱到200～250℃，以便全部氣化，然后與180-230℃的過熱水蒸氣一起由反應(yīng)器頂部進(jìn)入反應(yīng)器，在580～750℃，最好在600～700℃在選擇性裂化催化劑(HZSM-5/高嶺土催化劑)的作用下進(jìn)行裂解反應(yīng)。反應(yīng)器流出物經(jīng)冷凝后進(jìn)行分離，得到目的產(chǎn)物乙烯、丙烯和低烯烴含量的高辛烷值汽油組分，C4部分可以根據(jù)實際需要，決定是循環(huán)回反應(yīng)器入口再次進(jìn)行裂解反應(yīng)，還是分離其中的烯烴，烷烴作為液化氣組分離開裝置。反應(yīng)持續(xù)一段時間，待催化劑活性明顯下降后，將反應(yīng)原料切換到第二個反應(yīng)器繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，而該反應(yīng)器則用水蒸氣吹掃干凈油氣后，通入空氣再生，再生結(jié)束后，先用水蒸氣吹掃，然后再切入原料進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)器可根據(jù)實際需要，可以是一個，進(jìn)行反應(yīng)-吹掃-再生-吹掃-反應(yīng)循環(huán)，也可以是兩個或多個。在操作循環(huán)過程中，反應(yīng)器的溫度可以在整個循環(huán)過程中保持不變。附圖2就是由兩個反應(yīng)器組成的反應(yīng)再生循環(huán)裝置示意圖。
該模擬移動床反應(yīng)裝置，在煉廠中還可以與催化裂化裝置對接由分餾塔出來的汽油直接進(jìn)入汽油催化裂解生產(chǎn)低碳烯烴聯(lián)產(chǎn)低烯烴含量的高辛烷值汽油反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。
實驗室中的實施結(jié)果是反應(yīng)器中催化劑裝量為7g，反應(yīng)時間為1h，H2O/Oil(wt/wt)為0.48，進(jìn)油量為150g/h，反應(yīng)溫度變化的條件下，評價結(jié)果如圖1所示，可知溫度對低碳烯烴的生產(chǎn)影響顯著，溫度升高使得熱裂解反應(yīng)占的比重逐漸加大，故轉(zhuǎn)化率和乙烯加丙烯的收率增加，乙烯加丙烯的選擇性卻有所下降，并且乙烯收率的增長幅度大于丙烯的。所以通過改變溫度可以通過控制溫度變化來調(diào)整丙烯和乙烯的比例。
在600℃反應(yīng)，F(xiàn)CC汽油的轉(zhuǎn)化率為44.42％，催化裂解的乙烯加丙烯的收率和選擇性分別為31.76％、71.49％，其丙烯/乙烯(wt)為2.12。得到的汽油的烯烴含量從反應(yīng)前的35.27％降到了10.39％；而RON、MON和抗爆指數(shù)分別為95.7、83.1、89.4，與原料相比分別提高了4.7、5.0和4.9。
上述結(jié)果充分說明，研制的反應(yīng)裝置適合于FCC汽油經(jīng)催化裂解制烯烴催化劑的催化作用，反應(yīng)生成低碳烯烴的同時，生產(chǎn)低烯烴含量的高辛烷值汽油。
發(fā)明效果選擇用于生產(chǎn)低碳烯烴聯(lián)產(chǎn)低烯烴含量的高辛烷值汽油的選擇性裂化催化劑(HZSM-5/高嶺土催化劑)，在由一個反應(yīng)器構(gòu)成的反應(yīng)裝置上以FCC汽油為原料進(jìn)行了評價。反應(yīng)結(jié)果表明，F(xiàn)CC汽油經(jīng)反應(yīng)后，其中的烯烴近90％都發(fā)生了反應(yīng)，烯烴含量由原料的35％可以降低到10％左右，并高選擇性地轉(zhuǎn)化成了低碳烯烴，乙烯和丙烯的收率之和在30％以上。FCC汽油經(jīng)反應(yīng)后，而辛烷值卻可以大幅度提高，無論是RON還是MON，都可提高4.5個單位以上。而目前的所有汽油降烯烴技術(shù)在烯烴含量大幅度降低的條件下要保證辛烷值不降都很困難。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)高辛烷值汽油的模擬移動床反應(yīng)裝置，該裝置是以催化裂化汽油為原料，選擇性裂解催化裂化汽油中的烯烴，并在將其轉(zhuǎn)化成低碳烯烴的同時，使催化裂化汽油轉(zhuǎn)化成的低烯烴含量的高辛烷值汽油，其特征在于催化劑是采用的選擇性裂化催化劑，其模擬移動床反應(yīng)裝置的操作步驟是(1).將反應(yīng)原料預(yù)熱到200～250℃，使其全部氣化；(2).然后與180～230℃的過熱水蒸氣一起由反應(yīng)器頂部進(jìn)入反應(yīng)器，在580～750℃，在催化劑的作用下進(jìn)行裂解反應(yīng)；(3).反應(yīng)器餾出物經(jīng)冷凝后進(jìn)行分離，即可得到目的產(chǎn)物乙烯、丙烯和低烯烴含量的高辛烷值汽油組分；(4).其C4部分可以根據(jù)實際需要，決定是循環(huán)回反應(yīng)器入口再次進(jìn)行裂解反應(yīng)，還是分離其中的烯烴，烷烴作為液化氣組分離開裝置；(5).待催化劑活性明顯下降后，將反應(yīng)原料切換到第二個反應(yīng)器繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，而該反應(yīng)器則用水蒸氣吹掃干凈油氣后，通入空氣再生，再生結(jié)束后，先用水蒸氣吹掃，然后再切入原料進(jìn)行反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)高辛烷值汽油的模擬移動床反應(yīng)裝置，其特征在于所述的模擬移動床反應(yīng)器可根據(jù)實際需要，可以是一個，進(jìn)行反應(yīng)-吹掃-再生-吹掃-反應(yīng)循環(huán)，也可以是兩個或多個，在操作循環(huán)過程中，反應(yīng)器的溫度可以在整個循環(huán)過程中保持不變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)高辛烷值汽油的模擬移動床反應(yīng)裝置，其特征在于所述的模擬移動床反應(yīng)裝置，在煉廠中可以與催化裂化裝置對接由分餾塔出來的汽油直接進(jìn)入汽油催化裂解生產(chǎn)低碳烯烴聯(lián)產(chǎn)低烯烴含量的高辛烷值汽油反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)即可。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)高辛烷值汽油的模擬移動床反應(yīng)裝置，其特征在于所述選擇性裂化催化劑的活性組份是HZSM-5、載體為高嶺土的催化劑，其中活性組分HZSM-5的質(zhì)量百分比為25～40％。
全文摘要
一種生產(chǎn)高辛烷值汽油的模擬移動床反應(yīng)裝置，它是以催化裂化汽油為原料來催化裂解生產(chǎn)低碳烯烴聯(lián)產(chǎn)低烯烴含量的高辛烷值汽油的模擬移動床反應(yīng)裝置。它主要是采用了具有選擇性裂解的催化劑來選擇性裂解FCC汽油中的烯烴，并在將其轉(zhuǎn)化成低碳烯烴的同時，使FCC汽油轉(zhuǎn)化成的低烯烴含量的高辛烷值汽油。
文檔編號C10G11/00GK1632062SQ20041009643
公開日2005年6月29日 申請日期2004年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月1日
發(fā)明者李春義, 李曉紅, 山紅紅, 楊朝合, 張建芳 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 石油大學(xué)(華東)