[发明专利]加热具有再生器和反应器的流化催化裂化装置的方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

[0001]本申请要求2007年12月21日提交的，发明名称为“加热具有再生器和反应器的流化催化裂化装置的的方法和系统”的序列号为No.11/962,740的美国非临时申请的优先权，其全部内容在此引入作为参考。

联合研究协议的机构名称

[0002]本申请是UOP LLC和BP产品北美公司(BP Products North AmericaInc)联合研究协议的成果。

技术领域

[0003]本发明涉及降低流化催化裂化装置中二氧化碳排放的方法和系统。

背景技术

[0004]烃的流化催化裂化是由减压瓦斯油(VGO)或渣油原料之类的重质烃进料生产汽油和轻质烃产品的主要工艺。使与重质烃进料相关的大烃分子裂化以断裂大的烃链，从而生产较轻的烃。这些较轻的烃被作为产品回收和可以直接使用或进一步加工以相对于重质烃进料提高辛烷桶产率。

[0005]烃的流化催化裂化(FCC)的基本设备或装置在二十世纪40年代早期就出现了。FCC工艺的基本组件包括反应器、再生器和催化剂汽提器。反应器包括其中烃进料与颗粒状催化剂接触的接触区和其中将来自裂化反应的产品蒸气与催化剂分离的分离区。进一步的产品分离在催化剂汽提器中进行，该汽提器接收来自分离区的催化剂，通过与蒸汽或其它汽提介质的逆流接触将夹带的烃从催化剂脱除。

[0006]FCC工艺通过使原材料(通常是VGO、拨顶油或相对高沸点烃的其它来源)与由细分或颗粒状的固体材料制成的催化剂接触而进行。通过将气体或蒸气在足够的速度下通过催化剂以产生所需的流体输送状态，使催化剂像流体一样输送。油与流化材料的接触催化了裂化反应。裂化反应在催化剂上沉积焦炭。焦炭含氢和碳，还可以包含痕量的其它材料如硫和金属，它们是与原料一起进入工艺的。通过堵断发生裂化反应的催化剂表面的活性位置，焦炭会干扰催化剂的催化活性。将催化剂通常从气提器输送到再生器，目的是通过与含氧气体发生氧化反应除去焦炭。相对于汽提器中的催化剂具有较低焦炭含量的催化剂藏量，其以后称作再生的催化剂，被收集起来再送回反应区。催化剂表面焦炭的氧化会释放大量的热，一部分热量随焦炭氧化产生的气体产物(通常称作烟气)离开再生器。剩余的热量随着再生的催化剂离开再生器。流化的催化剂连续地从反应区循环到再生区，和然后再循环到反应区。流化的催化剂，不仅提供催化功能，还是从一个区域到另一个区域传递热量的载体。离开反应区的催化剂称作废催化剂，即由于催化剂上沉积焦炭而部分失活。各接触区、再生区、汽提区以及各区域之间输送催化剂的布置的具体细节都是本领域技术人员所公知的。

[0007]由于碳税立法和其它驱动因素如需要展示长期可持续性，炼油公司降低二氧化碳排放的压力在增加。因此，需要提供降低流化催化裂化装置二氧化碳排放的方式。

[0008]降低二氧化碳排放的一种解决方案涉及在气化条件下操作FCC再生器和向再生器供给包含循环二氧化碳和氧气的进料。此方案中，由于从合成气分离器装置循环了二氧化碳而部分减少了二氧化碳。然而，此解决方案的问题之一是在气化条件下，再生器不能向利用催化剂裂化烃原料的FCC反应器供应足够的热量。

发明内容

[0009]本发明的实施方案通常提供了加热具有反应器和在气化条件下操作的再生器的流化催化裂化装置用于总体二氧化碳降低的方法和系统。本发明的方法和系统提供了产生为在反应温度下操作反应器的足够热量的解决方案。

[0010]在至少一个实施方案中，提供了加热具有再生器和反应器的流化催化裂化装置用于总体二氧化碳降低的方法。该方法包括将合成气从入口压力压缩到预定的高压以得到压缩的合成气。合成气含二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)、水(H₂O)、硫化氢(H₂S)和硫化羰(COS)。将含CO₂的第一气流从压缩的合成气分离出来。将第一气流用含氧气(O₂)的第二气流膨胀到预定的低压以得到进料气体。将进料气体引入再生器，再生器在气化条件下燃烧来自反应器的严重结焦废催化剂(coke heavy spent catalyst)上的焦炭。焦炭的燃烧产生合成气和用于在反应温度下操作反应器的热量。