CN1224045A - 催化裂解烃物料的选择性汽化方法与设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在包括注入区域的管式反应器(1)中在流化相催化剂存在下烃的催化裂解方法。根据本发明,主要部分的待裂解物料使用至少一种与催化剂颗粒流的流动方向逆流的所述物料的注入部件(3)注入区域,一部分的待裂解物料使用至少一种与催化剂颗粒流的流动方向并流的所述物料的注入部件(2)同时注入区域。

Description

催化裂解烃物料的选择性汽化方法与设备

本发明涉及在流化相催化剂存在下烃催化裂解的方法与设备。更具体地，本发明涉及能够使经过处理的烃物料在裂解反应器中得到充分汽化与良好转化的方法与设备。

本身已知地，石油工业使用重烃物料的转化方法，即具有高分子量与高沸点的烃的分子***成较小分子的方法，这种较小分子可能在较低的温度范围内沸腾，适于所需要的应用。

在这方面，目前推广最多的方法是所述的流化态催化裂解法(FCC法)。在这类方法中，呈细滴状的雾化烃物料在高温下与在反应器中以稀释流化床形式(即在气态流体中呈悬浮状，保证它们的转移)循环的裂解催化剂颗粒接触。这时出现物料汽化，接着烃分子在催化剂活性位点裂解。在如此达到所需要的分子量范围之后，沸点也相应降低，将得到的产物与催化剂颗粒分离；这些催化剂颗粒经汽提以回收所得到的烃，然后通过燃烧已生成的焦炭进行再生，最后再与待裂解物料进行接触。

使用的反应器一般是垂直管式反应器，其中催化剂是以基本向上流动的方式移动(该反应器因此而被称作“立管”)或以基本向下流动方式移动(这时该反应器称之“滴管”或“下流管”)。

已证明催化裂解法的一个关键因素涉及在待裂解烃物料注入区，与已再生的热催化剂颗粒接触时所述物料的汽化质量。该催化裂解反应是以气态进行的，因此，该物料与催化剂颗粒混合物的温度应该是这样，该温度能够全部即刻的汽化这种物料。因此，该混合物温度应该高于或等于物料中最重烃的汽化温度。

对于催化裂解反应最佳温度，该温度是与物料化学组成、使用的催化剂类型及所希望转化产品的性质(汽油或柴油)相关。该温度一般是450-550℃。为了在良好条件下进行转化，因此该物料在这个温度范围内是完全可汽化的。这种限制作用限制了用于转化较轻物料的FCC法。

事实上，人们希望转化较重物料时遇到严重问题：这些重物料往往含有沸点高于最佳反应温度的烃。对于如残余产物之类的物料尤其是这种情况：这种残余产物的特性是富含高分子量与高金属含量的化合物，具体如沥青质。它们在特别高的温度下沸腾，因此在最佳裂解反应条件下是很难汽化的。这时有两种可能：

-或者，将反应器温度调整到最佳反应温度；混合物的温度处在最重烃汽化温度以下，这时物料只是部分被汽化，这样由于催化剂颗粒与未被汽化的物料液滴的碰撞作用而造成在催化剂颗粒表面沉积炭。由此可见该物料转化成轻产物的转化度较低，液体烃未转化。以及过量沉积炭的催化剂部分失活。

-或者，将反应器温度调整到较高温度，这样能够保证物料完全汽化；这时反应温度比最佳值高得多，由此可见热裂解现象的增加不利于催化裂解反应：注入的烃出现过裂解，这表现在生成的炭增加和生成不增值的太轻的烃，与此同时所要求的中间产物生成减少。

为了克服与重石油物料催化裂解相关的技术缺陷，从现在起考虑过许多解决方案：

-在US4332674专利(Mauleon,Dean和Pfeiffer)中提出了一种方法，其中借助催化剂双再生***提供的热量提高混合物的温度；在这类方法中，物料得到有效合理地汽化，但是反应温度太高，出现过裂解和得到在所研究产物产率与选择性方面有害的结果。

-在EP0208609专利中，申请人提出一种在裂解反应器中合理调节温度的方法：在注入物料与在高的混合物温度下即刻汽化物料之后，催化反应温度因以合适的流量与温度加入辅助冷却流体而降低到最佳值。于是，该催化裂解反应可以在与混合物温度无关的温和条件继续进行。如果所使用的汽化方法不考虑到待裂解物料中烃的不均质性，该方法的缺陷是绝对没有选择性。事实上，如果该混合物温度是能够汽化物料中最重化合物的最佳温度，那么这个温度对同时存在于这种物料中的最轻化合物来说就太高了；这样，在注入辅助冷却流体与注入物料的时间间隔内，最轻化合物就有过裂解的危险。

-最后，在EP0209442专利中，申请人建议以与催化剂颗粒流逆流方式注入的细小液滴流形式加入物料。这种注入方法能够较好地汽化物料液滴，因为逆流加入物料液滴只能够使它们与已再生的热催化剂流在不变的温度下相遇，该温度处于接近于其加入反应器中的温度。但是，这里的汽化条件也缺乏选择性，因为这些条件没有考虑物料中烃的不均质性，此外，与催化剂逆流注入物料导致尤其与催化裂解设备启动相关的困难：在启动逆流注入的特别关键的期间，事实上观察到催化剂有停止循环的危险，或全部或部分催化剂颗粒流循环方向反转(即这些催化剂转向再生器的方向)，在所有附图所示方案中，这可能引起设备运行严重失常。

因此，现有技术不能够完全令人满意地解决重物料催化裂解的问题。因此本申请人进行了这方面的工作，申请人研制了一种能够克服上述缺陷的方法与设备。

因此本发明提出了一种催化裂解的设备，其中待裂解物料的注入区包括由多个注入器组成的混合注入***，相对于催化剂颗粒流的流动方向，一些注入器能够逆流加入物料，另一些注入器能够并流加入物料。本发明还涉及这样一种设备的特别有利的应用。

因而，本发明涉及在一种基本向上或向下流动的管式反应器中，在流化相催化剂存在下催化裂解烃的方法，该反应器包括待裂解物料的注入区，该方法的特征在于大量待裂解物料通过至少一个相对于催化剂颗粒流流动方向逆流注入所述物料的部件加入裂解反应器的注入区，其特征还在于大量待裂解物料通过至少一个相对于催化剂颗粒流流动方向并流注入所述物料的部件同时加入同一个注入区。

在这种定义中，正如本说明书后面部分与权利要求中所述，并流与逆流的概念是以催化剂颗粒和所裂解产物沿着催化裂解反应器总的流动方向确定的。

另外，本申请人提出了一种特别有利的本发明方法运行模式，其中逆流注入的物料含有重烃，而并流注入的物料本质上是比较轻的。

在这样一种方法中，最重的烃与催化剂流动的方向逆流注入，这样能够使烃受益于由这种注入方式所提供的改善的汽化条件。而易于汽化的较轻的烃，可在不太严格的条件下注入，这样这些烃出现过度裂解的危险性减小。于是，这两部分待裂解进料以完全适合于其各自性质的方式在能够选择性地保证它们完全汽化的最佳条件下被注入。由此可见，由于过裂解现象或未汽化重物料液滴存在而产生的焦化作用降低。

此外，这种方法显现出是一种调节裂解反应器温度的独创性方法。事实上，在注入区上游，催化剂的温度应该升得特别高，以保证逆流注入的最重物料汽化，接着该裂解反应应该在比较温和的条件下继续进行，以避免过裂解和有害的结果。实际上可能的是，通过适当地调节并流注入的物料温度可将这种反应温度降低到最佳值，因为要比逆流注入的物料轻的这种物料不需要如此高的汽化温度。由于这种调节，于是降低了使用如US4332674专利中所述设备观察到的过量生成焦和过量生成非常轻的烃的危险，还改善了转化为所研究中间产物(汽油与柴油)的选择性。

一般地，本发明的方法能够达到较好的物料转化选择性。事实上，最重的烃在严格的条件下进行汽化和第一个热裂解步骤，而最轻的烃遇到比较适合其性质的较温和的汽化与催化裂解条件。于是克服了催化裂解领域的其中一个主要难点，即保证了最重分子的有效裂解，同时避免了最轻分子的过裂解。因此，这种方法显得特别适合这些运行状态，其中首先寻求控制形成给定中间馏分时催化裂解反应的选择性，例如像形成“marche maxi-gazole”便是这种情况。

同时，这种方法能够避免催化剂过焦化作用，这表现在待裂解物料的转化率较高。其结果是有利于催化剂的再生，因而降低其在一个或多个再生器中的停留时间，并因此降低可招致催化剂和催化裂解设备损失的热点出现的危险性。

最后，本发明的方法能够摆脱与采用逆流注入物料的催化裂解设备启动相关的困难。事实上，借助该设备中包含的混合注入***，第一步可以注入与催化相并流的待裂解物料，尤其在启动的最关键期(该设备中压力平衡与当设备稳定生产运行时所观察到的压力平衡明显不同的阶段)。然后，催化剂循环充分确定后，那么就可以逐渐地或非逐渐地启动逆流注入待裂解物料，同时如必要的话可降低并流注入流量。

因此，本发明还有一个目的是，在基本向上或向下流动的管式反应器中，在流化相催化剂存在下，启动催化裂解烃设备的方法，这种方法的特征在于启动设备时，首先注入与催化相流动方向并流的物料，然后逆流注入该物料，同时视具体情况而定以逐渐降低的流量保持并流注入物料。

因此，这样一种方法可能具有与逆流注入物料相关的不可否认的性能，同时还能较好地控制催化剂循环。

本发明还涉及能够采用上述方法的设备。

为此，本发明涉及在基本向上或向下流动的管式反应器中，在流化相催化剂存在下的催化裂解烃的设备，该设备还配置待裂解物料的注入部件，这种设备的特征在于待裂解物料的注入部件包括：

-至少一个与催化剂颗粒流的流动方向逆流的烃注入部件，

-至少一个与催化剂颗粒流的流动方向并流的烃注入部件，

所述部件配置在将烃注入与混合到催化剂流中的相同区域。

借助这种设备，可达到较好地控制催化裂解过程，并尤其可能的是，对于一定的待裂解物料，在选择性地逆流注入最重部分，和并流注入最轻的部分之前，让其进行简单分离。于是，首先仅让最重的烃进行严格的热裂解，而最轻的产物比较温和地进行裂解。同样可以让某些催化裂解反应流出物选择性循环：残余类的流出物可以逆流再注入，而馏出物类中较轻的残余物可以并流再注入。所有这些能够进一步改善待裂解物料的转化，以便在能够较彻底地(较充分地消耗这种物料)进行转化的同时还能够更具选择性地转化(向所研究中间产物的方向转化)。

本说明书的下面部分可体现出本发明的其他优点。

在本发明的方法中，待裂解物料以与催化剂颗粒流的流动方向逆流与并流方式同时加入裂解反应器中。

有利地，两类烃物料在催化裂解反应器中同时被转化，最重的物料以与催化剂颗粒流的流动方向逆流方式注入，而最轻物料以与催化剂颗粒流的流动方向并流方式注入。

根据一种特别有利的运行方式，逆流注入的物料可以含有不可忽略不计比例的，其沸点高于或等于混合温度的化合物。优选的物料是含有沸点通常至多700℃和700℃以上的馏分的物料，这种物料沥青质含量可以很高，康拉特逊残碳含量达到4％或4％以上。尤其可以提到重馏出物、常压蒸馏残渣，真空蒸馏残渣。这些物料如果必要可以进行预处理，例如像在钴/钼类型催化剂存在下加氢处理。为了方便注入这些物料，如必要的话，这些物料可以用较轻的馏分稀释，这些馏分可以包括来自催化裂解的这些中间馏分本身，还可以将它们循环，例如像轻循环油(LCO)或重循环油(HCO)。

同时，并流注入的物料优选地本质上比逆流注入的物料轻。这种物料有利地含有不可忽略不计比例的，其沸点低于或等于混合温度的化合物。其中涉及石油馏分，如通常的催化裂解物料，例如像来自真空蒸馏的馏出物和/或柴油，粘度降低的馏出物和/或柴油，甚至视具体情况而定脱沥青残渣。如果精炼厂过量生产较轻馏分，还涉及较轻的馏分，例如来自常压蒸馏的柴油。

还可以适当地调节两种物料的注入量，特别是将逆流与并流注入烃的量的比例调节到希望裂解物料中重化合物的总含量。

逆流与并流注入的物料可以是完全不同的原料，或者相反地，可来自同一种原料。事实上，对于一定的待裂解物料，有利地，在其注入之前，该物料可以经过粗分离，分馏点优选地相应于裂解反应器中的混合温度。最重馏分逆流注入，而最轻的馏分并流注入。因此，甚至当只处理一种裂解物料时，本发明的目的设备显得极有利，因为与现有技术中所描述的方法相比，它能够使所述物料裂解以更好的方式进行从而达到最佳效果，转化率也得到改善。

本发明方法另一个特别有利的方案是适当地循环由分馏催化裂解流出物所回收的不太增值的所有或部分产物。于是，逆流注入的物料可能仅含有浆液类循环残渣或与新物料混合的浆液类循环残渣。同样地，并流注入物料可能只含有HCO或LCO类的循环馏分或与新物料混合的HCO或LCO类的循环馏分。

事实上，该浆液(来自分馏催化裂解流出物的残渣)是非常重的产物，而这种产物富含聚芳族化合物，并且它还含有可测定比例的催化剂细粒(来自颗粒磨碎的粉末)，这些细粒成为一种一般难以汽化的产物。因此，它特别适合将其作为待转化重物料循环，这样做的优点是将这些细粒再加入催化剂颗粒循环中，并因此避免它们流出设备。

来自催化裂解的分别是LCO和HCO的柴油和馏出物，同样是不太增值的产物，因为富含硫和芳族化合物，一般地用作重燃料的稀释剂。这就是为何人们认为将其循环是合理的作法，由于这样做能够增加催化裂解设备生产汽油的生产率，这一作法更显其合理性。

本发明的设备有利地包括能够以与催化剂颗粒流的流动方向逆流加入烃的一个或多个注入器和能够以与催化剂颗粒流的流动方向并流加入烃的一个或多个注入器。这两种注入器可以相同或不同，可以由能够将液体烃物料加入催化裂解反应器中的任何已知部件构成。

对于这两种注入方式(即逆流与并流)中的每种方式，配置一种或多种注入器以保证相应物料在该反应器截面上均匀分配。对于每一种注入方式，优选地配置两个至十个呈冠状排布的注入器，即根据管式反应器同样截面的周边有规律地间隔排布的注入器。有利地，逆流注入器数与并流注入器数之比可以根据希望转化物料中平均残渣的含量决定。

一个或多个并流取向的注入器是这样，它们能够按照与催化剂颗粒流的流动方向构成角度为0-90度的方向加入烃。一个或多个逆流取向的注入器是这样，它们能够按照与所述流的流动方向构成角度为95-170度的方向加入烃。

至少对于逆流注入，必须优选地使用能够将物料雾化成直径200微米以下，甚至直径100微米以下液滴的注入器；这种物料雾化作用可能有利于物料在反应器中汽化，逆流注入的物料越重，因此汽化越困难，这种物料雾化作用就越重要。这时必不可少的雾化设备是专业人员熟知的一类设备；有利地，例如使用像本申请人提出的EP0312428专利中所描述的注入器。

根据本发明，两类注入器应该处在催化剂流中注入与混合烃的相同区域中；实际上，这意味着它们或者在反应器中处在同一水平，或者处在不同的水平，但足够近。

在两类注入器处在同一水平的情况下，有一个由逆流取向注入器和并流取向注入器构成的完全相同的注入截面；有利地，这两类注入器可以在反应器周边交错地呈冠状配置。

在两类注入器处在不同水平的情况下，相反地有两个连续的注入截面，一个截面由一个或多个逆流取向注入器构成，而另一个截面由一个或多个并流取向注入器构成。所述截面的最大间隔距离是在物料注入区域反应器平均直径的二倍。对于制作这样一种设备，可以设想多种可供选择的替代形式。具体地，并流取向的注入器可以位于两个逆流取向注入器的上游，或者在下游。在两个截面由呈冠状配置的注入器构成的情况下，这两个注入器的冠可以严格地是其中一个处在另一个的上面，但是，优选地它们彼此不在一条直线上。

烃的注入区域在反应器中所处的水平是这样，该区域可保证催化剂与加入的物料之间进行良好的热交换，以及这些物料即时汽化。实际上，这个注入区域在反应器中应定位，以便渗透到所述的区域的催化剂颗粒流成为呈稀释流化相形式的均匀催化剂流，也就是说优选地具有密度为15-700公斤/米³。这种流的线速度有利地是0.01-10米/秒。

另外，这个注入区域可以被容纳在混合室中，该室的结构能够保证催化剂在与注入的烃混合时均匀良好流动，而该反应器是“上升”或“下降”型的。在“下降”型反应器的情况下，例如可能涉及混合室，如1996年9月18日以本申请人名义申请的法国专利申请No.9611369中描述的混合室。

一般地，物料注入温度是70-450℃，相对压力为0.7×10⁵-3.5×10⁵帕。优化逆流注入物料温度，以便使其雾化成细的液滴成为可能，而这种物料越重越粘稠就越难以将其雾化。关于并流注入的物料，优选地计算其温度，以便将注入区域下游的反应温度降低到最佳值。如此冷却的反应区域的最后温度例如可以是约500℃，但是将高于最重烃的露点。

根据待裂解物料的性质，将催化剂颗粒流优选在600-950℃下加入反应截面。

在本发明的范围内，似乎没有必要提到所使用催化剂类型，也没有必要提到各种流体和催化剂流化设备，这些对于本领域技术人员来说属于公知内容。

在下面通过参看附图将更详细地描述上述实施本发明的各种方式。这些仅说明本发明，因此没有任何限制性的特性，通过多个实施方案可以实施本发明方法。

这些附图中：

图1a是沿图2线Ⅰ-Ⅰ得到的裂解反应器截面示意图；

图1b、1c和1d以示意图形式说明待裂解物料注入反应器中的各种注入器形状；

图2是说明在配置有基本向上流动的反应器的FCC设备的情况下，实施本发明催化裂解方法的方式示意图；

图3是说明在图2裂解设备中裂解之前，待裂解物料初步分馏的示意图；

图4是说明在配置有基本向下流动的反应器的FCC设备的情况下，实施本发明方法的示意图；

首先参看图1a-1d，在这些图上，同样部件用同样编号表示。这些图说明了本发明催化裂解设备中注入区域构造实例。

每台设备包括六个物料注入器，这些注入器装在一个“上升”型反应器的壁1上：其中三个为并流取向(注入器2)，其他三个为逆流取向(注入器3)。这些注入器在反应器周边上交错配置，并流注入器2用白的表示，逆流注入器用黑的表示。

图1a表示俯视注入器，而图1b、1c和1d示意出两类注入器在反应器壁1上的各种可能相对位置。箭头F表示催化剂的循环方向。在图1b上，逆流注入器3稍微定位在并流注入器2的上游。在图1c上，两类注入器处于同一个水平。在图1d上，逆流注入器3稍微定位在并流注入器2的下游。为了简化起见，示出仅两个注入器(每类一个注入器)，并且严格地定位成一个处在另一个上面，但是实际上，每类有多个注入器似乎更恰当，这些注入器定位成冠状，它们彼此不在一条直线上，以便从俯视看达到图1a定位。

图2说明了在已配置基本向上流动的反应器的设备中本发明催化裂解方法的实施方式。这种设备本身已知。它具体包括柱状反应器1，即所述物料提升器，或上升器，在其底部由管道32提供确定量的再生催化剂颗粒。提升气体，例如水蒸汽，经管道4借助喷雾器5加到塔1中。

在注入器区域6的高度加入待裂解物料，该区域包括逆流取向的注入器3和并流取向的注入器2。设备启动时，只是并流注入器2运行。在运行状态下，可以使用这两类注入器中一类，优选地，两类同时使用。由管道23将逆流注入的物料送到注入器3，而由管道24将并流注入的较轻物料送到注入器2。

有利地，待裂解物料在注入到反应器1之前可以在分馏塔中进行初分馏，如图3所说明的。这时由管道21将这种物料加到塔22中，该物料分馏成两部分，其馏分点优选地相应于在注入区域6高度反应器中的混合物温度。在塔22上部得到的最轻馏分由管道24送到注入器2，该馏分可以催化剂流动的并流方向加入，而在塔22底得到的最重馏分由管道23送到注入器3，该馏分可在与催化剂流向逆流方向加入。

塔1在其顶部通到罩件9，它与塔例如是同心的，在罩件中分离待裂解物料并汽提已失活催化剂颗粒。已处理物料在旋风分离器10分离，而旋风分离器10在罩件9中，在其顶部有一条抽取已裂解物料的管道11，已失活催化剂颗粒由于重力的作用移动到罩件9的底部。管道12经罩件9底部有规律配置的流化气体注入器或喷雾器13提供汽提流体，一般是水蒸汽。

在罩件9的底部借助管道15将如此汽提的已失活催化剂颗粒抽到再升器14，管道15上配置了调节阀16。在再生器14中，借助由管道17在再生器底部注入的空气将沉积在催化剂颗粒上的焦炭烧掉，而管道17提供给有规律间隔排布的注入器或喷雾器18。由燃烧气体带走的已处理催化剂颗粒由旋风分离器19分离，燃烧气体由管道20抽走，而催化剂颗粒再注入再生器14底部，这些催化剂颗粒由配置调节阀33的管道32再循环到提升器1。

由管道11将反应流出物送到分馏塔25，该塔能够蒸馏分离这些流出物，以便：

-由管道26得到在标准温度与压力条件下的气体产物(C1-C4烃)；

-由管道27得到汽油馏分，其沸程可以是20℃至200-220℃；

-由管道28得到柴油或LCO类馏分，其沸程一般是200-220℃至320-360℃；

-最后，由管道29得到蒸馏残渣或浆液馏分，该馏分含有大量细料，其沸程一般是500℃以上。

在持久的设备运行状态下，由管道29回收的浆液可以部分地或全部地循环作为由注入器3逆流注入物料。可将其添加到由管道23加入的新物料的重馏分中。也可能有利的是，预先提取蒸馏物类的馏分或HCO(蒸馏温度范围是360℃直到440℃)，将其馏分部分地或全部地循环作为由注入器2并流注入的物料。这种馏分添加到由管道24加入的新物料的轻馏分中。

这样一种设备的尺寸与操作特性一般如下：

-提升器1反应部分的高度：5-40米，

-提升器1的一种或多种待处理物料的总供料流量：10³-20×10³吨/天

-提升催化剂的供料流量：3-50吨/分，

-待裂解物料的温度：70-450℃，

-提升器1中裂解温度，注入区域下游：500-600℃，

-物料在提升器1中停留时间：0.1-10秒，

-催化剂再生温度：600-950℃，

-催化剂在再生器9中停留时间：5-20分钟。

图4说明了本发明在配置了基本向下流动反应器的FCC设备的情况下的应用。

所表示的设备包括向下流动的管式反应器41，或“下降器”，在其上部由罩件42以借助阀43调节的流量加入已再生的催化剂颗粒，该罩件与反应器是同心的。在该阀下面用本发明的设备加入待裂解物料：逆流取向的注入器44优选地通过管道50注入最重的烃，并流取向的注入器45优选地通过管道51注入最轻的烃。这时催化剂颗粒与烃在反应器41中由高到低流动。

在该反应器底部，已用催化剂颗粒流入汽提罩件46，该罩件在其底部配置了由管道48供水蒸汽的喷雾器47。

同样在反应器41底部且处在罩件46上面接一根管道49，通过该管道将来自汽提的裂解产物与烃抽到使它们分馏的区域。

已汽提的催化剂颗粒通过重力的作用由倾斜管道62离开罩件46，被抽到上升塔52中，在塔52中，催化剂颗粒可借助由管道55加入的在塔52底部于54扩散的载气送到高处，送到再生器53。

塔52通到在弹道分离器56下面的再生器53中，该分离器56保证催化剂颗粒与载气的分离。这些催化颗粒可通过由喷雾器58上的管道57供给的空气或氧气流燃烧沉积在催化剂表面上的焦炭而再生。

在再生器53上部，将来自燃烧的气体抽到旋风分离器63。带出的催化剂颗粒通过管道60循环到再生器，气体由管道61抽出。至于已再生的催化剂颗粒，它们在再生器53底部借助重力沿着管道59抽到罩件42。

下述实施例说明本发明而没有任何限制性特性。

                          实施例

由真空馏出物(60％(重量))和常压残渣(40％(重量))的混合物构成的重石油物料具有下述特性：

-15℃的密度：0.92

-50％的蒸馏点：476℃

-100℃粘度：9.3×10^-6米²/秒

-康拉特逊残碳含量：2.10

-硫含量：1.32％(重量)

-碱性氮含量：720ppm

-镍含量：2.1ppm

-钒含量：1.8ppm。

在一个催化裂解试验设备中用这种烃物料进行了三个催化裂解试验，该设备包括一个“上升器”型反应器(如图2表示的反应器)。使用的催化剂是通常市售的沸石型催化剂。

-第一个试验，全部物料是与催化剂流动方向并流注入的。

-第二个试验，全部物料是与催化剂流动方向逆流注入的。

-最后，第三个试验是利用本发明的方法进行的。注入前，采用闪蒸将物料分成两种馏分，其馏分点为420℃。最重的馏分与催化剂流动方向逆流注入，而最轻的馏分与催化剂流动方向并流注入。逆流与并流注入器是相同的，并配置在提升器中同样的高度上。

对于这三种试验，逆流注入器能够与催化剂颗粒流的流动方向成150度角的方向加入物料，而并流注入器能够与催化剂颗粒流的流动方向成30度角的方向加入物料。这些注入器在所有情况下都是文丘里类型的。

这些试验的操作条件和所得到的结果汇集在下表中：

	试验1	试验2	试验3
				逆流注入器数	0	6	3
并流注入器数	6	0	3
				在提升器底部加入催化剂的温度	743	748	740
逆流注入进料的温度	-	320	325
				并流注入进料的温度	320	-	318
所测定的混合温度	582	571	565
				反应温度(在注入区域下游)	522	522	522
干气体产率，％(重量)	3.22	3.15	2.80
				GPL产率，％(重量)	13.54	16.32	14.47
汽油产率，％(重量)	45.38	47.60	48.90
				LCO产率，％(重量)	18.00	17.50	18.52
浆液产率，％(重量)	15.64	10.71	8.19
				焦炭产率，％(重量)	4.22	4.72	4.12
标准转化率	66.36	71.79	73.29

该表表明有本发明混合注入的构型(试验3)能够得到重烃物料转化的极好的结果，比采用通常方法(试验1和2)得到的结果要好。

事实上，在试验3中，混合温度非常接近理论值563℃。这表述出更适合的裂解物料的汽化条件。

此外，上面公开的结果表明混合注入导致所得到产物的产率显著提高。

一般地，与完全逆流或并流注入试验相比，可看到标准转化的产率增高。

另外，还看到了焦的生成降低以及干气体生成的明显降低。由于可选择的汽化条件，较好地避免了物料过裂解现象和催化剂过焦化现象。这些新的反应条件自此得到较好的转化选择性。事实上，看到所研究中间产物产率增加，这些中间产物是GPL，特别是汽油和LCO。同时，导致浆液产率大大降低，这是一种不可否认的优点，由于这种重残渣是不太增值的而使这一点尤为重要。

还进行了三个同样类型的试验，使用更通常的，真空馏出物类的催化裂解物料，这些物料具有下述特性：

-密度：0.911

-50％的蒸馏点：417℃

-100℃粘度：5.87×10^-6米²/秒

-康拉特逊残碳含量：0.17

-硫含量：0.934％(重量)

-氮含量：390ppm

-镍含量：1.1ppm

-钒含量：1.02ppm。

这些试验的操作条件和所得到的结果汇集在下表中：

	试验1	试验2	试验3
				逆流注入器数	0	6	3
并流注入器数	6	0	3
				在提升器底部加入催化剂的温度	738	738	738
逆流注入所加入物料的温度	-	250	258
				并流注入所加入物料的温度	250	-	248
混合温度	569	558	551
				反应温度(在注入区域下游)	530	530	530
干气体产率，％(重量)	3.37	3.30	2.85
				GPL产率，％(重量)	17.24	18.05	18.85
汽油产率，％(重量)	48.09	48.32	49.27
				LCO产率，％(重量)	19.39	18.62	18.93
浆液产率，％(重量)	7.17	6.47	5.56
				焦炭产率，％(重量)	4.74	5.24	4.54
标准转化率	73.44	74.91	75.51

这里发现，在试验3中不很明显，用非常重的物料所观察到的有利特征是：更适合的混合温度，标准转化产率增加，“副产物”总体降低(干的气体，焦，尤其是浆液)，趋向于所研究中间产物的转化(GPL，汽油和LCO)选择性较好。

于是，甚至在通常的催化裂解物料的情况下，也可根据本发明方法完成各种不可否认的改进。

Claims (20)

1、在基本向上流动(1)或向下流动(41)的管式反应器中在流化相催化剂存在下催化裂解烃的方法，该反应器包括待裂解物料的注入区域，该方法的特征在于采用至少一个与催化剂颗粒流的流动方向逆流的待裂解物料注入部件(3,44)，将大部分所述物料注入到注入区域，其特征还在于采用至少一个与催化剂颗粒流的流动方向并流的待裂解物料注入部件(2,45)，将大部分所述物料同时注入到同样的区域。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于逆流注入的物料含有重烃，其特征还在于并流注入的物料是性质上较轻的烃。

3、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于逆流注入的物料含有不可忽略不计比例的其沸点高于或等于混合温度的化合物。

4、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于逆流注入的物料含有一般是直到700℃或700℃以上沸腾，还可以含有高比例的沥青，其康拉德逊残碳含量直到4％和4％以上的馏分如重馏出物，常压蒸馏残渣和真空蒸馏残渣，这些物料如必要的话可以进行预处理，例如像在钴/钼类催化剂存在下加氢处理，还可以用较轻的馏分稀释或不稀释。

5、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于并流注入的物料含有不可忽略不计比例，其沸点低于或等于混合温度的化合物。

6、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于并流注入的物料含有石油馏分，如通常的催化裂解物料，来自蒸馏的蒸馏物类和/或柴油类的物料，粘度降低的蒸馏物类和/或柴油类的物料，和来自常压蒸馏的脱沥青残渣或柴油类物料。

7、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于待裂解物料进行预处理，其分馏点优选地相应于裂解反应器(1,41)中混合温度，最重的馏分逆流注入，而最轻的馏分并流注入。

8、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于逆流注入的物料仅含有浆液类循环残渣，或含有与新物料混合的浆液类循环残渣。

9、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于并流注入的物料仅含有HCO或LCO类循环馏分，或含有与新物料混合的HCO或LCO类循环馏分。

10、在基本向上流动或向下流动的管式反应器(1,41)中在流化相催化剂存在下催化裂解烃的设备，该反应器配置待裂解物料注入部件，该设备的特征在于待裂解物料注入部件包括：

-至少一个与催化剂颗粒流的流动方向逆流的烃的注入部件(3,44)，

-至少一个与催化剂颗粒流的流动方向并流的烃的注入部件(2,45)，

所述部件配置在烃注入与混合到催化剂流中的同一区域。

11、根据权利要求10所述的设备，其特征在于对于每种注入方式，它包括2-10个注入器(2,45；3,44)，这些注入器呈冠状地并在管状反应器(1,41)同一截面周边上有规律地间隔配置。

12、根据权利要求10和11中任一项的设备，其特征在于一个或多个并流取向的注入器(2,45)是这样，它们能够以与催化剂颗粒流的流动方向成0-90度角的方向加入物料，而一个或多个逆流取向的注入器(3,44)是这样，它们能够以与催化剂颗粒流的流动方向成95-170度角的方向加入物料。

13、根据权利要求10-12中任一项的设备，其特征在于两类注入器(2,45；3,44)配置在反应器(1,41)同一高度上。

14、根据权利要求13所述的设备，其特征在于并流取向的注入器(2,45)和逆流取向的注入器(3,44)都交错地配置在反应器(1,41)周边上。

15、根据权利要求10-12中任一项的设备，其特征在于两类注入器(2,45；3,44)配置在反应器(1,41)的不同高度上，于是构成了两个相继的注入截面，所述截面的最大间隔距离等于反应器在物料注入区域中平均直径的二倍。

16、根据权利要求15所述的设备，其特征在于两个截面由冠状配置的注入器构成，这两种注入器的冠状配置优选地不在一条直线上。

17、根据权利要求10-16中任一项的设备，其特征在于烃的注入区域定位在反应器(1,41)中，以便渗透到所述区域的催化剂颗粒流的密度是15-700公斤/米³，线速度是0.01-10米/秒。

18、根据权利要求10-17中任一项的设备，其特征在于至少一个逆流注入器(3,44)能够将物料喷雾成直径低于200微米，优选地小于100微米的液滴。

19、在基本向上流动或向下流动的管式反应器(1,41)中，在流化相催化剂存在下，烃的催化裂解设备的启动方法，该方法的特征在于设备启动时，首先注入与催化相流动方向并流物料，然后注入逆流的物料，同时保持并流注入，视具体情况而定逐渐降低其流量。

20、权利要求1-9中任一项的方法和/或权利要求10-18中任一项的设备在“marche maxi-gazole”类型运行状态中的应用。

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