专利名称：催化裂化装置催化剂/助剂补充方法
技术领域：
本发明涉及催化裂化装置催化剂/助剂补充方法。
背景技术：
催化裂化是炼油工业中最重要的二次加工过程，它是炼化企业最主要的经济效益贡献者，但同时也是能耗、物耗最大的装置之一。
在催化裂化装置的物耗中，催化剂是最大的消耗项。催化裂化装置催化剂的单耗一般为0.3-1.8Kg催化剂/吨原料，有的装置超过2kg催化剂/吨原料。
目前催化裂化装置补充新鲜催化剂与助剂的方法，通常采取以下办法从新鲜催化剂储罐中来的新鲜催化剂，进入手动或自动加料仪，经称重、通空气流化后出料，将催化剂输送至FCC装置的再生器中。对于如何实现催化剂的自动计量、减少自动加料过程中的设备故障，有较多专利。如CN2357817A、CN2361371A公开了新型、安全的固体催化剂加料系统，适合化工实验和生产；CN2407174A公开了催化裂化催化剂自动小型加料系统；CN1210029A和97225598.2也提出了自动加料装置；CN2228082A公开了助燃剂的自动加料装置等等。
由于新鲜催化剂的活性比平衡催化剂高很多，其微反活性一般比平衡催化剂高15-20个单位以上，因此，为了保证反应-再生过程操作平稳，新鲜催化剂在实际催化裂化生产过程中是不能直接加到反应器中的。一般地，新鲜催化剂先加到再生器中，在较高的再生温度和水蒸汽的存在下，新加入的催化剂和/或助剂与再生器中原有的催化剂混合，并伴随着原有的催化剂完成烧焦过程后，再与再生后的催化剂一起被输送至反应部分参与反应。
上述常用的新鲜催化剂的补充方法，可以满足了反应过程平稳控制的要求，但缺点也十分明显新鲜催化剂较高的活性没有得到充分的利用，新鲜催化剂还没有发挥作用就先在再生器的高温水热条件下强制失活；受催化剂在再生器中分布的限制，新鲜催化剂有可能没有发挥任何作用就被烟气夹带着离开了再生器，或者与其它平衡剂混在一起从再生器卸出，或者在再生器中滞留很长时间、活性损失非常严重后才被“转”到反应器。
另外一方面，催化裂化需要生产低烯烃、低硫含量的清洁汽油或增产轻烯烃，如乙烯、丙烯，或增产柴油等高价值产品，往往受到主催化剂活性、助剂浓度(藏量)的影响而改质或增产数量有限。
综上所述，现有技术中尚未涉及任何具有油品改质作用的催化裂化催化剂补充方法。
发明内容
本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种新型的催化裂化催化剂或助剂的补充方法，不仅使新鲜催化剂或助剂的活性得到充分利用，而且为汽、柴油等轻质油品的改质创造了条件。
本发明提供的方法是额定量的催化剂进入催化剂中间罐中，通入蒸汽和/或干气，使催化剂流化均匀；将需改质的轻质油品注入催化剂中间罐，使之与罐内的催化剂接触并在催化转化条件下发生反应；反应后的油气与催化剂的混合物经提升由反应器沉降段注入催化裂化装置中。
与现有技术相比，本发明所提供的加剂方法既充分利用了新鲜催化剂的较高的反应活性，又为汽柴油等轻质油品的改质或增产低碳烯烃等目的产品创造了有利条件。此外，本发明所提供的加剂方法还可以达到降低催化剂损耗的效果。
具体实施例方式
在本发明所述方法中，所述进入催化剂中间罐的催化剂既可以是新鲜催化剂或助剂，也可以是平衡催化剂，还可以是上述二者的混合物。其中，所述平衡催化剂既可以来自平衡催化剂储罐，也可以直接来自再生器或催化剂冷却器。
在本发明所述方法中，所述额定量的催化剂是指与催化剂中间罐以及与本发明所述加剂方法相适应的催化剂的重量。若催化剂中间罐的体积较小，则每次加入罐内的催化剂的重量也应比较少，例如，每次可以加入5-50公斤。反之亦然。
在本发明所述方法中，催化剂中间罐内催化剂的流化和提升均可使用蒸汽和/或干气。在将需改质的轻质油品注入前，罐内的催化剂床层密度一般为100-500Kg/m3，优选100-400Kg/m3，其流化状态为密相床层。
在本发明所述方法中，所述催化转化反应条件是指反应温度为200-650℃、反应压力为0.05-0.40Mpa(绝)、重时空速为1-80h-1、反应时间为1-100s，优选的反应条件为反应温度为250-600℃、反应压力为0.1-0.350Mpa(绝)、重时空速为2-70h-1、反应时间为1.5-80s。具体的反应条件应根据需要改质的油品的性质以及改质的目的来确定。本领域技术人员可根据催化裂化过程的有关常识来确定。
为了使催化剂中间罐内的反应氛围满足上述催化转化反应的要求，进入催化剂中间罐的催化剂除了维持催化裂化装置正常运转所必须补充的新鲜催化剂或助剂外，最好根据油品改质的要求引入一定量的温度较高的再生剂或平衡剂，以维持中间罐内催化剂床层的温度。温度较高的催化剂可以直接来自再生器，也可以来自催化剂外取热器，或FCC装置的热的平衡剂罐。此外，进入催化剂中间罐的催化剂还可以来自FCC装置的冷的平衡剂罐。当进入催化剂中间罐的催化剂为新鲜催化剂和来自再生器的平衡催化剂的混合物时，上述两者的重量比为1∶1-20。当进入催化剂中间罐的催化剂为新鲜催化剂和来自催化剂外取热器的冷却后的平衡催化剂的混合物时，上述两者的重量比为1∶1-20。当进入催化剂中间罐的催化剂为新鲜催化剂和来自FCC装置的热的平衡剂罐的平衡催化剂的混合物时，上述两者的重量比为1∶1-20。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，现将本发明提供的方法详细描述如下来自新鲜催化剂储罐(和/或平衡剂储罐、再生器或外取热器)的催化剂按计量要求进入催化剂中间罐，通入蒸汽或干气，使催化剂流化均匀；加入一定量的需要改质或处理的物料，如汽油，在一定温度(如200-500℃)和压力(如0.05-0.40Mpa(绝))下反应一定时间(如1-100s)，催化剂与反应产物一起提升到催化裂化装置的沉降器中，和催化裂化装置的反应油气与催化剂一起完成油剂的分离以及后续产品的分离。降压、将催化剂中间罐吹扫干净后重复上述过程。为保证处理进料和反应后的出料在整个过程是连续的，可以设置两个或两个以上的催化剂中间罐，使上述进剂、反应和出料等步骤在不同的催化剂中间罐之间交错进行。为了保证反应所需温度和处理物料所需要的催化剂量，除按日常要求补充的全部新鲜催化剂外，不足部分可由来自再生器、外取热器和平衡催化剂储罐的催化剂补充。
下面的实施例将对本发明提供的方法予以进一步的说明，但本发明并不因此而受到任何限制。
实施例该实施例说明采用本发明所提供的催化剂补充方法可以获得良好的实施效果。
以加工能力为100万吨/年的重油FCC装置为例，实施本发明所述催化剂补充方法之前，该装置的剂耗为1.2公斤/吨原料，全年新鲜催化剂的消耗量为1200吨。采用本发明所述方法后，装置剂耗降至0.8公斤/吨原料，全年新鲜催化剂的消耗量降至800吨，每年节约催化剂400吨。若按照每吨催化剂2.2万元计算，仅此一项即可节约开支880万元。
此外，在加剂的过程中利用催化剂中间罐对FCC汽油进行改质，不仅可以使FCC汽油的硫、氮含量明显降低，而且汽油中的烯烃含量降至35v％以下。具体操作步骤如下来自新鲜催化剂储罐的新鲜剂和来自平衡催化剂储罐的平衡剂、再生器的高温再生剂按照1∶1∶2的重量比进入催化剂中间罐中，罐底通入蒸汽，使催化剂流化均匀；将FCC汽油注入催化剂中间罐，使之在反应温度为440℃、反应压力为0.25Mpa(绝)、重时空速为10h-1的条件下进行反应，反应时间为15s；反应后的催化剂与反应油气一起提升至FCC反应器沉降器中，与催化裂化装置的反应油气与催化剂一起完成油剂的分离以及后续产品的分离。降压、将催化剂中间罐吹扫干净后重复上述过程。FCC汽油改质前后的性质对比参见表1。
表1
权利要求
1.一种催化裂化装置催化剂/助剂补充方法，其特征在于额定量的催化剂进入催化剂中间罐中，通入蒸汽和/或干气，使催化剂流化均匀；将需改质的轻质油品注入催化剂中间罐，使之与罐内的催化剂接触并在催化转化条件下发生反应；反应后的油气与催化剂的混合物经提升由反应器沉降段注入催化裂化装置中。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于所述进入催化剂中间罐的催化剂选自新鲜催化剂、新鲜的助剂或平衡催化剂中的任意一种或一种以上的混合物。
3.按照权利要求2的方法，其特征在于所述的平衡催化剂来自热的或冷的平衡催化剂储罐，或者直接来自再生器或催化剂冷却器。
4.按照权利要求1的方法，其特征在于在将需改质的轻质油品注入前，罐内的催化剂床层密度为100-500Kg/m3。
5.按照权利要求1的方法，其特征在于所述催化转化反应条件是指反应温度为200-650℃、反应压力为0.05-0.40Mpa、重时空速为1-80h-1、反应时间为1-100s。
6.按照权利要求5的方法，其特征在于所述催化转化反应条件是指反应温度为250-600℃、反应压力为0.1-0.350Mpa、重时空速为2-70h-1、反应时间为1.5-80s。
7.按照权利要求1的方法，其特征在于所述进入催化剂中间罐的催化剂为新鲜催化剂和来自再生器的平衡催化剂的混合物，且两者的重量比为1∶1-20。
8.按照权利要求1的方法，其特征在于所述进入催化剂中间罐的催化剂为新鲜催化剂和来自催化剂外取热器的冷却后的平衡催化剂的混合物，且两者的重量比为1∶1-20。
9.按照权利要求1的方法，其特征在于所述进入催化剂中间罐的催化剂为新鲜催化剂和来自FCC装置的热的平衡剂罐的平衡催化剂的混合物，且两者的重量比为1∶1-20。
10.按照权利要求1的方法，其特征在于所述进入催化剂中间罐的催化剂为新鲜催化剂、来自FCC装置平衡剂罐的平衡催化剂和来自再生器的再生剂的混合物。
全文摘要
一种催化裂化装置催化剂/助剂补充方法，是使额定量的催化剂进入催化剂中间罐中，通入蒸汽和/或干气，使催化剂流化均匀；将需改质的轻质油品注入催化剂中间罐，使之与罐内的催化剂接触并在催化转化条件下发生反应；反应后的油气与催化剂的混合物经提升由反应器沉降段注入催化裂化装置中。该方法不仅使新鲜催化剂或助剂的活性得到充分利用，而且为汽、柴油等轻质油品的改质创造了条件。
文档编号B01J3/02GK1695783SQ20041003792
公开日2005年11月16日 申请日期2004年5月14日 优先权日2004年5月14日
发明者吴青, 何鸣元, 张久顺, 许友好 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院