专利名称：催化裂化微爆活化剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种催化裂化微爆活化剂，它属于石油炼制领域里催化裂化工艺中改善进料雾化效果并活化催化剂的助剂。该助剂于催化裂化提升管喷嘴前添加到原料中，和原料形成纳米级尺度的油包水微乳化液，在喷嘴雾化后进入提升管和高温催化剂接触产生微爆，降低雾化液滴的尺寸，提高雾化效果，并产生带有活性氢的碳氢碎片，提高催化反应，助剂中的活性元素吸附到催化剂上，起到活化催化剂的效果，以达到降低焦碳产率、提高轻液收、提高丙烯收率、降低汽油流醇含量的目的。
催化裂化是石油炼制的核心工艺，其效益占石油化工总效益的近三分之一。而提升管反应器又是催化裂化工艺的核心，提升管反应器进料雾化效果直接影响产品分布，而受原料重金属污染影响，催化剂容易中毒，使催化剂选择性下降，不希望的反应增加。进料雾化效果不好和催化剂重金属污染中毒，导致目的产品汽油、柴油、液化气收率下降，而焦碳产率、干气产率上升，特别是氢气产率上升，严重影响产品质量。通常改善提升管反应器进料雾化效果的办法是不断改进喷嘴，降低雾化液滴直径，但受原料粘度和雾化蒸汽速度、压力影响，雾化液滴直径平均到60μm就已到达极限。降低催化剂重金属污染的一般做法是加注钝化剂，但其钝化效果有限，并且不同的重金属污染钝化效果差别很大。
本发明的目的是提供了一种改善进料雾化效果并降低催化剂重金属污染的催化裂化微爆活化剂。该催化裂化微爆活化剂和催化裂化原料混合后，在乳化剂和剪切力的作用下，水以300～500μm的液滴均匀地分散在油中，形成稳定的油包水型乳化液。乳化原料经增压泵通过雾化喷嘴进行一次雾化后，与来自再生器的高温催化剂接触，油滴受热时，由于水和油的沸点相差较大，因此，水先汽化，体积急剧膨胀，瞬间把包在外部的油相分裂成粒径更小的油滴，这一过程称之为“微爆”。“微爆”的作用是使油滴更细微化，提高了油滴(500μm)的表面活化能，从而加速了油滴的挥发。爆破雾化产生的冲击力将对原料油汽化以及气相、液相的催化裂化反应产生积极影响。气体和液体中的分子以多分子聚集状态存在，这种聚集作用对液体的汽化以及气液的扩散、吸附产生不利影响，对气固、液固之间的化学反应存在一定程度的阻滞作用。爆破雾化产生的冲击力对这种聚集状态起到一定程度的破坏作用，使分子聚集体发生解聚，减小油滴粒径，提高原料油的汽化率，从而提高催化裂化反应效果。微爆用于催化裂化进料系统，具有以下几个优点(1)可以通过“爆破”改变雾化方式，大大提高进料的雾化效果，促进原料同催化剂的接触，(2)由于乳化原料进料温度的降低可以适当提高剂油比，既增加了反应物与催化剂活性组分的接触频率，又产生了良好的产品分布。(3)可以减轻再生器的取热负荷，(4)减少热裂化反应。加入了该催化裂化微爆活化剂的原料油，当油气温度将超过微乳化油包水在那个压力下的沸点时，迅速发生的“微爆”，使油滴体积减少2个数量级，物理活性提高2个数量级。
加入了催化裂化微爆活化剂的原料油，在高温条件下，爆炸后的水分子与炽热的原料油气发生水煤气反应，生成含有大量活泼氢的碳氢碎片，增加正碳离子形成速率，提高催化反应。
加入了催化裂化微爆活化剂的原料油，活化元素沉积到催化剂上，起到提高转化率，改善产品选择性的作用，并降低汽油中硫醇含量。最终取代催化裂化金属钝化剂。
本发明的技术特点说明如下。
(1)运用最先进的微乳化技术，用高强度的高分子表面活性物质包裹含有活化元素的水溶液，并使之形成纳米尺度油包水，彻底解决了乳化原料水滴提前破乳爆破的问题。
(2)经提升管喷嘴雾化后形成的原料油雾滴，含有较大数量的油包水液体微粒，平均一个50μm雾滴含有油包水数量为300个左右。
(3)催化裂化微爆活化剂，本身含水，并能吸收原料中所含水(约200ppm)。
(4)每个颗粒均被弹性和强度均很高的活性剂薄膜所包围，油包水的常压沸点＞100℃，在提升管喷嘴处沸点＞200℃。
(5)根据微型液体理论，微爆过程会增加原料油的不稳定性，使其活性提高。伴随“快速相变”现象，使蒸汽爆炸进行的更为猛烈，使水颗粒在百万分之一秒的瞬间体积增大二个数量级。这种现象将使燃油的化学稳定性发生变化，产生更高的化学活性，并伴生制氢反应。
(6)催化裂化微爆活化剂含有活化元素并能被催化剂吸收。
(7)催化裂化微爆活化剂在提升管喷嘴前加注到原料油中后，可以停止钝化剂的加注。
(8)该助剂用于催化裂化装置，常温加入，随用随加，直接与原料油混合，加注方便，不易燃易爆，对装置及设备无腐蚀作用。
(9)该助剂可直接加注，也可用溶剂稀释后用计量泵注入催化原料油管线中与原料混合。加注量为20-200ppm，可根据实际使用效果适当调整加注量，以连续加入该产品的使用效果最好。
本发明的实验结果表明，使用催化裂化微爆活化剂后，可以提高汽油+轻柴油+液化气收率1到3个百分点，降低焦碳产率0.3到0.5个百分点，丙烯产率增加1个百分点，氢气产率下降0.1到0.2个百分点，氢甲烷比明显下降，乙烯+丙烯+总丁烯产率上升2到3个百分点，干气中硫化氢含量上升35％，汽油中硫醇含量下降15％。
权利要求
1.一种催化裂化微爆活化剂，其特征在于该剂含有乳化剂、活化元素和水，在提升管喷嘴前注入原料油中，和原料形成纳米尺度的油包水微乳化液，和高温催化剂接触后，产生微爆，提高雾化效果，活化元素吸附到催化剂上，提高了催化剂活性，降低催化剂金属污染。
2.根据权利要求1所述的催化裂化微爆活化剂，其特征在于采用高性能表面活性剂，和原料形成的油包水微乳化液尺寸为300nm到500nm，通过喷嘴雾化的雾滴里含有大量的油包水微乳化液，一个50μm雾滴含有油包水数量为300个左右。
3.根据权利要求1所述的催化裂化微爆活化剂，其特征在于可以吸收原料中所含有的约200ppm的水分，并将这部分水形成油包水微乳化液。
4.根据权利要求1所述的催化裂化微爆活化剂，其特征在于微爆过程中产生了带有活泼氢的碎片，加速了催化反应。
5.根据权利要求1所述的催化裂化微爆活化剂，其特征在于形成的油包水微乳化液在喷嘴处的压力情况下沸点＞100℃。
6.根据权利要求1所述的催化裂化微爆活化剂，其特征在于活化元素能吸附到催化剂上面，提高了催化剂的活性和选择性，能将汽油馏分的烯烃裂化成小的烯烃，并将原料中的硫转化为硫化氢。
7.根据权利要求1所述的催化裂化微爆活化剂，其特征在于可以取代催化裂化钝化剂。
全文摘要
一种催化裂化微爆活化剂，它包含高性能的表面活性剂、水、催化剂活化剂，在催化裂化提升管喷嘴前和原料混合，通过所含水并吸收原料中水形成纳米级尺度的油包水微乳化液，和高温催化剂接触产生微爆，提高雾化效果，产生带活泼氢的碳氢碎片，活化元素吸附到催化剂上，提高催化剂活性，降低催化剂污染，达到提高了汽油+轻柴油+液化气收率、丙烯产率、乙烯+丙烯+总丁烯产率、干气中硫化氢含量，和降低焦碳产率、氢气产率、氢甲烷、降低汽油中硫醇含量的目的。
文档编号C10G11/00GK1680515SQ20041002997
公开日2005年10月12日 申请日期2004年4月8日 优先权日2004年4月8日
发明者李江保, 张星 申请人:北京惠尔三吉绿色化学科技有限公司