[发明专利]用于从蜡中制造柴油的流化床催化裂化和加氢工艺

说明书

技术领域

本发明一般涉及制造各种石油基燃料的工艺，更具体地，涉及流化床催化裂化(FCC)和加氢工艺，以从石蜡基蜡例如费-托或疏松蜡(slack wax)中获得石油馏出物、煤油和柴油。

背景技术

费-托合成法已知用以生产主要包括链烷烃、以及一些烯烃的广泛的产物的混合物。这类混合物的单个化合物能含有最多200个碳原子，碳数在20～150之间，典型地具有60的平均值。某限定量的氧化产物以及痕量硫或氮的产物或芳香族化合物也可存在。这类混合物被称为“费-托”蜡。除了别的以外，费-托蜡通常用作获得各种石化产品例如石油馏出物、煤油和柴油的原料。

裂化是典型地在催化剂存在时，通过前体中碳-碳键的断裂而实现的将复杂的有机分子例如重烃分裂成简单分子的工艺。裂解率和最终产物的特性取决于工艺进行的条件，例如温度、压力、以及所用的任何催化剂的特性。

催化裂化工艺包括酸性催化剂(通常为固体酸例如氧化硅-氧化铝和沸石)的存在，该酸性催化剂促进键的异裂，产生相反电荷的离子对，通常是碳正离子和非常不稳定的氢化物负离子。局部碳(carbon-localized)自由基和正离子都是高不稳定的，并且经历链重排、在β位置的C-C断裂(即裂化)、以及分子内和分子间的氢转移或氢化物转移。在两类工艺中，相应的反应中间产物(自由基、离子)被永久地再生，并由此通过自增长链机理而进行。反应链最终由自由基或离子再结合而终止。

流化床催化裂化(FCC)是一类广泛使用的裂化。该工艺典型地采用粉状催化剂，其具有悬浮在供给烃上升流中的颗粒以形成流化床。一种具有代表性的催化剂是氧化铝(铝氧化物)。通常也使用沸石基催化剂。在具有代表性的工艺中，裂化发生在立管中，其是垂直的或向上倾斜的管。

预热过的进料(例如，费-托蜡)可以通过进料嘴被喷射到立管底部，在这里其与热的流化催化剂在650～800℃的温度下接触。与催化剂接触时进料气化，并发生将高分子量的油转化成包括液态石油气(LPG)、汽油和馏出物的较轻的成分的裂化。短时间内(几秒)该催化剂-进料混合向上流过立管，然后在旋风分离器中该混合物被分离。由此从催化剂中分离出的烃被导向分馏器以分离成LPG、汽油、柴油、煤油、喷气燃料等。

当经过立管时，会耗尽裂化催化剂，因为该工艺伴随着焦炭沉积在催化剂颗粒上的形成。所以将被污染的催化剂从裂化的烃蒸气中分离出来，再用蒸汽处理以除去残留在催化剂的孔内的烃。然后将该催化剂导入将催化剂颗粒表面的焦炭烧掉的再生器中，从而恢复催化剂的活性并提供用于下次反应循环所必需的热量。裂化工艺是吸热的。再生的催化剂然后被用于新的循环中。

FCC工艺存在某些缺陷和不足。例如，该工艺导致相对大部分的各种烯烃的产生，和明显较低的化学稳定性。烯烃再在储油罐、燃料导管等中形成不期望的聚合物沉积物。

用于将高分子量组分转化成重石油馏出物的另一种工艺是催化加氢裂化，其包括在氢和催化剂存在下的加氢、以及费-托蜡的碳-碳键断裂的工艺。在该工艺中，至少能除去大部分的含氮、氧和/或硫的化合物，如果它们存在的话，并且烯烃典型地被饱和以产生链烷烃。该工艺通常需要非常高的压力(例如高达75)和高于400℃的温度。

尽管有许多优点，但是传统的催化加氢裂化也存在许多缺陷和不足。例如，使用高压能量消耗大，有时是危险的，且需要使用专门的机器。加氢裂化催化剂受到污垢和毒物的钝化，必须采取专门的措施防止这类钝化。

为了避免或减少FCC和催化加氢裂化的上述不足的影响，且出于改进馏出物选择性和总工艺效率的目的，需要更好的工艺和费-托蜡一起使用。

发明内容

本发明提供获得石油馏出物产品的方法。一种方法包括使石蜡基蜡经历以下工艺：在小于或等于7Kg/cm²的压力和第一催化剂存在下进行裂化以获得烯类中间产物，在流化床催化裂化装置中进行裂化，接着在小于或等于35Kg/cm²的压力和第二催化剂存在下氢化烯类中间产物，并回收石油馏出物产品。

经历裂化的蜡可以是包括费-托蜡的任何蜡。经历裂化的蜡也可以是疏松蜡或其它主要是正构链烷烃的材料。第一催化剂，即用于裂化工艺中的催化剂，可以是包埋在沸石基质、典型地为无定形基质内的金属组合物。该金属组合物可以包括稀土金属例如钪、钇或镧系金属-典型地称作“稀土”型催化剂。第二催化剂，即用于加氢工艺中的催化剂，可以是基础金属组合物，例如镍-钼组合物、钴-钼组合物等，或者替代性地，包括例如铂、钯等的贵金属组合物。