用于获得芳族化合物的方法和芳烃流技术

本发明专利技术涉及由化石或可再生来源的包含5至18个碳原子的直链的流生产芳族化合物的方法，以及在针对在480℃至620℃的低得多的温度下，优选在500℃至600℃的温度下的再生器运行的催化裂化的领域内的用途。可以使通过使具有低δ焦炭生成潜力的轻质流裂化所产生的焦化催化剂经历较低温度下的燃烧。再生温度应比反应温度高至少40℃且不大于100℃，从而保持高的催化剂循环以保持反应段中的能量平衡。最低再生温度可以通过在其进入再生器并穿过再生器内部的空气分配器之前安装用于预热空气的炉来确保。使用的催化剂应包含具有中等尺寸的孔的沸石。这样的条件显著有利于芳族化合物的生产和生产的石脑油的辛烷值。产和生产的石脑油的辛烷值。产和生产的石脑油的辛烷值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于获得芳族化合物的方法和芳烃流


[0001]本专利技术涉及由化石或可再生来源的包含具有5至18个碳原子的直链的流生产具有单个芳族环的化合物的方法，以及通过在480℃至620℃的低得多的温度下运行再生器在催化裂化的领域中的应用，优选地，所述温度应为500℃至600℃，并且其中催化剂再生温度比反应温度高至少40℃且至多100℃。使用的催化剂必须包含具有中等尺寸的孔的分子筛。

技术介绍

[0002]在流化床中的催化裂化过程中，烃裂化反应通过使负载与催化剂在动态流态下在上升流管式反应器(也称为提升管)中接触，从而将负载转化成更轻质且更有经济价值的烃流来发生。因此，沸点为350℃至550℃的来自炼油的烃流被转化为更轻质的烃，主要是馏程为35℃至220℃的汽油成分。或者，也可以使用可再生来源的液体流。反应器中的反应温度(TRX)在反应器出口处为约540℃。
[0003]裂化反应是吸热的，并且反应的增加的苛刻度使得难以满足这种能量需求。在常规的催化裂化中，这种热需求通过燃烧在反应段中沉积在催化剂上的焦炭来满足。在再生段中在约700℃的温度下用空气燃烧催化剂。以这种方式，其催化活性恢复，并且经加热的催化剂可以返回至反应段并为吸热反应提供必要的热。
[0004]如果用作负载的流由与常规的重质负载例如减压馏分油或常压渣油相比倾向于在催化剂上沉积较少量的焦炭的轻质烃(例如，由石油的蒸馏产生的具有5至18个碳原子的轻链烷流、或来自伴生气生产的较小链)形成，则加剧了满足热需求的问题。这些轻质流不能直接用作燃料并且具有低商业价值。然而，它们可以被转化成诸如BTX(苯、甲苯和二甲苯)芳族化合物的更高附加值的产品。
[0005]像链烷化石流一样，一些可再生来源的液体流(例如大豆油、蓖麻油和牛脂)在其结构中拥有具有多至18个碳的直链，如图1所示，其中示出了典型的甘油三酯结构。基团R1、R2和R3(直碳链)通常具有9至18个碳原子。这些流通常包含至少一个不饱和度，但像由伴生气生产获得的化石流一样，它们在其结构中不具有芳族环并且在催化裂化中具有低的焦炭形成潜力。
[0006]用于催化裂化的有用催化剂包括USY和REY型Y沸石。在商业催化裂化反应器中，具有中等尺寸的孔的ZSM
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5(MFI)沸石进一步用于生产烯烃、芳族化合物并提高汽油的辛烷值。表述“中孔尺寸沸石”适用于其孔尺寸为小孔沸石(例如A型沸石)与大孔沸石(例如X和Y沸石)之间的中间的任何沸石。中等沸石为其环具有10或12个氧原子的晶体结构。这些沸石的硅与铝比率必须为10至300。除ZSM
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5之外，中孔沸石的实例为ZSM
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8、ZSM
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11(也称为MEL)、ZSM
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12、ZSM
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21、ZSM
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23、ZSM
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35、ZSM
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38、IMF(又名IM
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5)、TUN(又名TNU
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9)和EUO沸石。其中，目前只有ZSM
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5在商业上用于催化裂化，因为它们中的许多不稳定，并且在这些转化器现今运行的高温下损失其活性。
[0007]在催化裂化中加工具有5至18个碳原子的直链流导致不符合催化裂化中的热需求，主要原因有以下三个：1)负载本身不是用于焦炭形成的良好前体，呈现低兰氏残炭；2)
轻质烃更难裂化，并且现有技术表明应用更高的反应温度；3)ZSM
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5沸石以及具有比Y沸石更小的腔的其他沸石无法产生在催化剂上的大量焦炭沉积。
[0008]然而，几乎没有关于解决催化裂化中能量不足问题的文献。通常，这种不足通过在再生器中燃烧点火油(也称为取暖用油)来解决。在这种方法下，再生器变成燃烧器，其中油燃烧产生足够的热量以加热催化剂。再生器床层必须通过燃烧点火油被加热至约700℃的温度。低于680℃的密相温度(TFD)使得难以在再生床层中燃烧取暖用油，并导致朝向裂化反应器的不受控的催化剂循环。产生的热通过催化剂本身被传输至反应段。然而，在再生床层中燃烧油促进若干再生器运行问题的出现。例如，所使用的取暖用油的选择必须谨慎，因为具有非常低的蒸馏点的取暖用油可以引起后烧，即床层外部的燃烧。床层与燃烧气体之间的温度差可以达到300℃，从而在再生器内部和外部的旋风分离器和其他设备中产生高温。另一个可能的问题是负责将取暖用油引入到再生器中的分散器的磨损。由于在燃烧床层中产生高温点，可能进一步发生催化剂的早期失活。此外，燃烧的油产生能量浪费，这显著增加催化裂化装置中的碳足迹。
[0009]当人们希望使芳族化合物的生产最大化时，除了能量不足之外，脂质流(甘油三酯)的催化裂化导致另一问题：引起作为反应副产物的LPG(液化石油气)的范围内的气体的大量产生，因为具有长直链、不具有芳族环、和侧链中的一些双键的构成植物油和动物脂的分子的特性适合这些气体的产生。
[0010]以这种方式，小型精炼厂将从专门有利于生产芳族化合物而不会增加丙烯或LPG的产量的过程受益匪浅。对于这些精炼厂，需要使裂化期间气体形成最小化的创新的方法。
[0011]可以通过降低反应温度(TRX)来实现减少气体产生。这种方法带来了一些困难，因为催化裂化过程(FCC)是热平衡的，并且反应温度的降低减少了反应段的能量需求，这导致催化焦炭的较低产量和催化剂再生段中的较低温度，在催化剂再生段中发生在反应期间沉积在催化剂上的焦炭的燃烧。密相温度(TFD)的这种降低反过来使焦炭燃烧本身更加困难。现代再生器在再生床层的密相中运行，其中发生沉积在催化剂上的焦炭的大部分燃烧，其中在再生器中最低温度约680℃并且催化剂停留时间约4分钟，这确保了焦炭的燃烧。通常，设计密相中的最高温度为760℃，而在运行中该温度保持在最高730℃下。
[0012]然而，20世纪50年代设计的再生器在低得多的再生温度(约620℃)下运行，因为第二次世界大战之后在UFCC中使用的催化剂为二氧化硅
‑
氧化铝，更容易发生水热失活，在较高的燃烧温度下遭受强烈的失活。以这种方式，再生器被设计成在较温和的温度下运行，通过增加停留时间(约10分钟)来补偿较不严苛的温度。随着Y沸石的出现，改变了再生器设计标准，其开始被设计成更高的再生温度(680℃至720℃)和更短的停留时间(4分钟)。
[0013]为简单起见，将密相温度(TFD)视为再生温度。已知，对于再生温度与反应温度之间的同一差值(TFD
‑
TRX)，实现大致相同的催化剂
‑
油比率(等式1)。即，催化剂循环可以通过减小再生温度与反应温度之间的差值而最大化。
[0014]催化剂/油
×
(TFD
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TRX)＝常数(等式1)
[0015]沸点在70℃至300℃范围内的轻质流(化石或可再生的)可以通过使用ZSM
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5和高反应温度在催化裂化中转化成芳族化合物。在这种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于由包含具有5至18个碳原子的直链的流获得芳族化合物的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：a)将经预热的进料流(2)引入到流化催化裂化反应器(5)中，使得所述经预热的进料流与来自再生器(12)的中孔沸石催化剂(3)接触，从所述流化催化裂化反应器(5)获得气态裂化产物与焦炭失活的催化剂(6)之间的混合物；b)从所述混合物中分离所述裂化产物和所述焦炭失活的催化剂(6)；c)使在先前步骤中分离的所述焦炭失活的催化剂(6)经历使用水蒸气(9)的精馏步骤(10)用于除去轻质烃(8)；d)使经在先前步骤中精馏的催化剂(11)经历再生步骤(12)以及使沉积在催化剂颗粒上的焦炭燃烧，其中燃烧温度不超过600℃，以获得活性高于废催化剂的活性的催化剂颗粒；e)将具有恢复的活性的再生催化剂分配回所述反应器(5)以继续进行催化裂化过程；f)将在所述催化裂化反应器中获得的烃流(7)分配至分馏段以根据所产生的烃的沸点分离所述的烃；其中催化剂再生温度比反应温度高出至少40℃且至多100℃。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述经预热的进料流(2)包含来自植物和/或动物生物质的具有碳链脂肪酸(C9至C18)的甘油三酯。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述经预热的进料流(2)包含游离碳链脂肪酸(C9至C18)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述经预热的进料流(2)包含浓度大于脂肪酸的65质量％的甘油三酯。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述甘油三酯选自大豆油(大豆)、蓖麻油(蓖麻)、棉籽油(陆地棉或海岛棉)、棕榈油(油棕)、松油(浮油)、葵花籽油(向日葵)、麻疯树油(麻疯树)、藻类油、牛脂(牛油)、以及其他动物或植物来源的油、或者任何其他甘油三酯或其与甲醇或乙醇酯交换的反应产物。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述经预热的进料流(2)包含单一油或...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚，
申请(专利权)人：巴西石油公司，
类型：发明
国别省市：