专利名称：催化汽油降烯烃提高辛烷值的改质方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明公开了一种降低催化裂化汽油烯烃含量并提高其辛烷值的催化转化改质方法和系统，属于石油烃的催化转化工艺方法，涉及石油化工领域。
常规的催化裂化反应过程主要包括以下步骤(1)新鲜原料油经换热后与回炼油混合，由提升管反应器下部的喷嘴注入，在提升管反应器中与来自再生器的高温再生催化剂接触，随即汽化并进行反应。油气在提升管内的停留时间很短，一般经几秒钟后即进入沉降器，由旋风分离器分离出夹带的催化剂后离开反应器去后续分馏系统。(2)积有焦炭的催化剂，即待生催化剂，由沉降器落入下面的汽提段；汽提段内装有多层人字形挡板并在底部通入过热蒸汽，待生催化剂孔隙内和催化剂颗粒之间的油气被水蒸汽置换出而返回沉降器；经汽提后的待生催化剂通过待生斜管进入再生器。(3)再生器的主要作用是烧去催化剂上因反应而生成的积炭，使催化剂的活性得以恢复；再生用的空气由主风机供给，空气通过再生器下面的分布板进入催化剂密相床层；再生后的催化剂，即再生催化剂，落入溢流管，经再生斜管送回反应器循环使用；再生烟气经旋风分离器分离出夹带的催化剂后，经烟机系统回收部分能量后排入大气。
目前，我国车用汽油仍以催化裂化汽油为主，资料表明我国催化裂化汽油占成品汽油的量高达90％。催化裂化汽油中烯烃的体积分数为45％～60％，远远超过了新配方的汽油标准。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、烯烃饱和以及芳烃饱和的目的，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。所以，占商品汽油90％的催化裂化汽油全部通过加氢精制来提高其品质是不现实的，而且加氢精制会带来汽油辛烷值的损失。其它研究报道也主要是以降低催化裂化汽油的烯烃含量为主，如轻汽油醚化、催化裂化汽油脱硫降烯烃、催化裂化汽油加氢异构芳构化以及催化裂化汽油加氢脱硫—重整等，这些方法和技术要么工艺复杂、投资大，许多炼油厂采用尚有很大困难，要么工艺技术还不成熟，没有实现工业化。
本发明的目的是通过以下方法实现的一种催化汽油降烯烃提高辛烷值的改质方法，它至少包括以下步骤步骤1粗汽油全馏分或者重馏分与水蒸气一起从底部进入辅助改质提升管反应器，与来自原催化裂化装置再生器的高温再生剂进行接触、气化、混合并反应；步骤2油气、水蒸气与催化剂一起通过辅助改质提升管反应器，到改质提升管反应器出口，由高效气固快速分离装置将改质油气和催化剂分离；步骤3分离后的改质油气进入简易分离系统，分离出富气和改质汽油。
所述的催化改质反应的具体条件如下
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；反应时间为2.0～10.0s；反应压力为0.1～0.4Mpa。
所述的粗汽油的重馏分由二级冷凝系统获取。在获取催化裂化粗汽油重馏分的同时，得到的粗汽油轻馏分也可以进一步改质。
催化裂化汽油改质过程中，与改质油气分离的催化剂进入新设的简易沉降器和汽提段后进入原再生器。
对粗汽油全馏分改质，则分离出富气的改质汽油直接进入吸收稳定系统；对粗汽油重馏分改质，则分离出富气的改质汽油与粗汽油轻馏分混合后进入吸收稳定系统。
所述的改质反应所使用的催化剂为原重油催化裂化装置的催化剂，至少包括无定型硅铝催化剂或分子筛催化剂。
一种催化汽油降烯烃提高辛烷值的改质系统，它至少包括，在重油催化裂化装置的反应—再生系统中增设带有独立沉降汽提系统辅助提升管反应系统，以及与其相连的改质油气分离系统；其中，辅助提升管反应系统用于对催化裂化汽油进行催化改质，改质油气分离系统用于分离改质汽油和富气。
所述的重油催化裂化装置中还包括在原有分馏塔塔顶的常规冷凝冷却系统上建立的二级冷凝系统，用于获取粗汽油重馏分，也可以获取粗汽油全馏分。
所述的辅助提升管反应系统是从原有重油催化裂化装置的再生器上引出的一高温再生催化剂物流斜管和一个提升管反应器构成的；该提升管反应器出口部分进入沉降汽提系统，出口设有高效气固快速分离装置。
改质油气分离系统为简易洗涤分离塔塔顶连接冷凝冷却器，塔底与脱过热洗涤介质换热器相连。
所述的简易洗涤分离塔中脱过热洗涤介质为回炼油或重柴油。
本发明的工艺技术优点为由于改质汽油进入单独的分离系统后出装置，而不与主提升管的催化裂化汽油混合，所以返回改质提升管的粗汽油全馏分或重馏分的烯烃含量就是主提升管出来的粗汽油全馏分或重馏分的烯烃含量，也就是改质提升管内汽油烯烃初始反应浓度较高，这样，所需要的工艺条件就会较为缓和，而且不会使改质过的组分多次在改质提升管反应器中循环，改质过程的损失就会减少，需要改质的汽油量也会降低。
粗汽油由分馏塔塔顶二级冷凝系统分离出重馏分(切割点为60～80℃)的流程简述如下粗汽油和富气27由分馏塔28的顶部出来，经过冷凝器29冷凝冷却到50～60℃后进入分离罐30进行油、水、气的分离，凝结水31由凝结水泵32抽离分离罐30。冷凝下来的液体产物是粗汽油重馏分33，经过粗汽油重馏分泵34从分离罐30中抽出，一部分作为分馏塔28的顶部回流35，另一部分36经过冷却器37进一步冷却至40℃。若对粗汽油全馏分改质，这时阀门50打开，阀门51关闭，粗汽油重馏分36和粗汽油轻馏分47混合成粗汽油全馏分49后(即11)进入本发明中新增设的改质用辅助提升管反应器12进行改质；若对粗汽油重馏分改质，这时阀门51打开，阀门50关闭，粗汽油重馏分48(即11)可以直接进入本发明新增设的改质用辅助提升管反应器12进行改质，这时轻汽油47可以直接与从本发明新增设的改质油气分离系统出来的改质汽油25混合后进入吸收稳定系统，也可以先进行如轻汽油醚化、异构芳构化等改质后，再与从本发明新增设的改质油气分离系统出来的改质汽油25混合后进入吸收稳定系统。从分离罐30中出来的未冷凝油气38经过冷凝器39冷凝冷却到40℃后进入分离罐40进行油、水、气的分离，凝结水41由凝结水泵42抽离分离罐40。从分离罐40中出来的未冷凝油气为富气43，进入富气压缩机。由气压机机间分离罐分离出来的凝析油44返回到分离罐40。分离罐40中冷凝下来的液体产物是轻汽油45，由轻汽油泵46抽出后，要么与粗汽油重馏分36混合成全馏分粗汽油49后进行改质，要么进入后续系统与改质汽油25混合。
参见
图1、图2，粗汽油11或粗汽油由分馏塔塔顶二级冷凝系统分离出的重馏分11(切割点为60～80℃)，与水蒸气一起从底部进入辅助改质提升管反应器12，与来自原催化裂化装置再生器3的由水蒸气13提升的高温再生剂14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55～65、反应时间为2.0～10.0s、反应压力为0.1～0.4Mpa的情况下进行接触、气化、混合并反应，油气、水蒸气与催化剂一起通过辅助改质提升管反应器12，到改质提升管反应器出口由高效气固快速分离装置15将改质油气和催化剂分开。催化剂进入新设沉降器16和汽提段17，经过汽提后进入原再生器3。改质油气18离开沉降器16进入由洗涤分离塔19、冷凝冷却器20、油气分离罐21、脱过热洗涤介质换热器22和循环泵23构成的改质油气分离系统，分离出富气24和改质汽油25。如果是对催化裂化粗汽油全馏分改质，改质汽油25可以直接进入吸收稳定系统；如果是对催化裂化粗汽油重馏分进行改质，那么改质汽油25在这里要与粗汽油的轻馏分47(此部分也可以进行改质，如醚化、异构芳构化等)进行混合后再进入吸收稳定系统。洗涤分离塔19底部由脱过热洗涤介质换热器22和循环泵23对过热的改质油气进行脱过热并洗涤催化剂粉，26为携带有少量改质重组分的脱过热洗涤介质，可以是回炼油或重柴油。
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。
权利要求
1.一种催化汽油降烯烃提高辛烷值的改质方法，其特征在于它至少包括以下步骤步骤1粗汽油全馏分或者重馏分与水蒸气一起从底部进入辅助改质提升管反应器，与来自原催化裂化装置再生器的高温再生剂进行接触、气化、混合并反应；步骤2油气、水蒸气与催化剂一起通过辅助改质提升管反应器，到改质提升管反应器出口，由高效气固快速分离装置将改质油气和催化剂分离；步骤3分离后的改质油气进入简易分离系统，分离出富气和改质汽油。
2.根据权利要求1所述的一种催化汽油降烯烃提高辛烷值的改质方法，其特征在于所述的催化改质反应的具体条件如下反应温度为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；反应时间为2.0～10.0s；反应压力为0.1～0.4Mpa。
3.根据权利要求1所述的一种催化汽油降烯烃提高辛烷值的改质方法，其特征在于所述的粗汽油的重馏分由二级冷凝系统获取。在获取催化裂化粗汽油重馏分的同时，得到的粗汽油轻馏分也可以进一步改质。
4.根据权利要求1所述的一种催化汽油降烯烃提高辛烷值的改质方法，其特征在于催化裂化汽油改质过程中，与改质油气分离的催化剂进入新设的简易沉降器和汽提段后进入原再生器。
5.根据权利要求1所述的一种催化汽油降烯烃提高辛烷值的改质方法，其特征在于对粗汽油全馏分改质，则分离出富气的改质汽油直接进入吸收稳定系统；对粗汽油重馏分改质，则分离出富气的改质汽油与粗汽油轻馏分混合后进入吸收稳定系统。
6.根据权利要求1所述的一种催化汽油降烯烃提高辛烷值的改质方法，其特征在于所述的改质反应所使用的催化剂为原重油催化裂化装置的催化剂，至少包括无定型硅铝催化剂或分子筛催化剂。
7.一种催化汽油降烯烃提高辛烷值的改质系统，其特征在于它至少包括，在重油催化裂化装置的反应—再生系统中增设带有独立沉降汽提系统辅助提升管反应系统，以及与其相连的改质油气分离系统；其中，辅助提升管反应系统用于对催化裂化汽油进行催化改质，改质油气分离系统用于分离改质汽油和富气。
8.根据权利要求7所述的一种催化汽油降烯烃提高辛烷值的改质系统，其特征在于所述的催化改质反应的具体条件如下反应温度为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；反应时间为2.0～10.0s；反应压力为0.1～0.4Mpa。
9.根据权利要求7所述的一种催化汽油降烯烃提高辛烷值的改质系统，其特征在于所述的重油催化裂化装置中还包括在原有分馏塔塔顶的常规冷凝冷却系统上建立的二级冷凝系统，用于获取粗汽油重馏分，也可以获取粗汽油全馏分。
10.根据权利要求7所述的一种催化汽油降烯烃提高辛烷值的改质系统，其特征在于所述的辅助提升管反应系统是从原有重油催化裂化装置的再生器上引出的一高温再生催化剂物流斜管和一个提升管反应器构成的；该提升管反应器出口部分进入沉降汽提系统，出口设有高效气固快速分离装置。
11.根据权利要求7所述的一种催化汽油降烯烃提高辛烷值的改质系统，其特征在于改质油气分离系统为简易洗涤分离塔塔顶连接冷凝冷却器，塔底与脱过热洗涤介质换热器相连。
12.根据权利要求11所述的一种催化汽油降烯烃提高辛烷值的改质系统，其特征在于所述的简易洗涤分离塔中脱过热洗涤介质为回炼油或重柴油。
全文摘要
一种催化汽油降低烯烃含量并提高辛烷值的改质方法和系统，是在重油催化裂化装置的反应－再生系统中增设一个带有独立沉降汽提系统的辅助提升管反应器，并在分馏塔塔顶建立二级冷凝系统来对催化裂化汽油全馏分或重馏分进行催化改质反应，改质油气进入单独的油气系统进行改质产物的分离，以达到降低烯烃含量提高辛烷值的目的，通过该工艺可以将催化裂化汽油烯烃含量降低到35(V)％以下，研究法辛烷值提高3个单位，满足环保要求。
文档编号C10G35/00GK1465663SQ0212365
公开日2004年1月7日 申请日期2002年7月5日 优先权日2002年7月5日
发明者高金森, 徐春明, 白跃华, 卢春喜, 刘耀芳 申请人:石油大学(北京)