[发明专利]整合加氢裂化和流化催化裂化的裂化系统和方法

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本发明涉及组合加氢裂化和流化催化裂化操作的整合的裂化系统和方法，特别是对于在轻质烯烃和中间馏出物产品的制备中提高的灵活性。

在很多石油炼厂中商业地使用加氢裂化方法。利用它们以加工在传统加氢裂化装置中沸点在370℃-520℃和在渣油加氢裂化装置中沸点在520℃及以上的各种进料。通常，加氢裂化方法将进料分子分裂为较小即较轻分子，该分子具有较高平均挥发性和经济价值。另外，通过提高氢与碳的比和通过去除有机硫和有机氮化合物，加氢裂化方法典型地改善烃原料的质量。来自加氢裂化操作的巨大经济效益已经导致该方法的改进和更具活性的催化剂的显著发展。

温和加氢裂化或单级单程加氢裂化发生在比加氢处理方法更苛刻并且没有传统全压力加氢裂化方法那么苛刻的操作条件下。这种加氢裂化方法是更成本有效的，但典型地导致较低的产品产率和质量。温和加氢裂化方法与传统加氢裂化相比生产更少的相对较低质量的中间馏出物产品。取决于所加工的原料和产品的规格可使用单一或多个催化剂体系。单级加氢裂化是各种配置中最简单的，并且典型地设计为在单一或双催化剂体系上使中间馏出物产率最大化。作为堆积床配置或在多个反应器中可部署(deploy)双催化剂系统。

在串流配置中，将来自第一反应器的包含轻质气体(例如C₁-C₄、H₂S、NH₃)和所有残余烃类的全部加氢处理/加氢裂化产品物流送入第二反应器。在两级配置中，通过将原料通过在第一反应器内的加氢处理催化剂床上来精炼原料。将流出物通到分馏塔以分离沸点为36℃-370℃的轻质气体、石脑油和柴油产品。然后使沸点高于370℃的烃类通到第二反应器用于另外的裂化。

在流化催化裂化(FCC)方法中，用保持在流态化状态的在连续基础上再生的酸性催化剂来催化裂化石油衍生的烃类。来自这种方法的主要产品通常是汽油。通过FCC方法也生产较少量的其它产品，例如液化石油气和裂化瓦斯油。在将再生的催化剂循环回到反应区域之前，在高温及空气的存在下，将沉积在催化剂上的焦炭烧掉。

近年来，存在通过FCC操作除了生产汽油之外，生产用于各种化学工艺的有价值的粗原料的轻质烯烃的趋势。这些操作具有显著的经济优势，尤其对于与石油化工生产设施高度整合的炼油厂。

存在不同的方法以通过FCC操作生产轻质烯烃。某些FCC操作是基于原料与催化剂的短接触时间，例如，如在美国专利号4,419,221、3,074,878和5,462,652中公开的，通过引用将它们并入本文。然而，原料和催化剂之间的短接触时间典型地导致相对低的进料转化率。

其它的FCC操作是基于使用五硅环沸石型沸石，例如在美国专利号5,326,465中公开的，通过引用将它并入本文。然而，五硅环沸石型沸石催化剂的使用将仅通过过度裂化也是高价值产品的汽油馏分来提高轻质馏分烃的产率。

另外的FCC操作是基于在高温下进行裂化反应，例如在美国专利号4,980,053中公开的，通过引用将它并入本文。然而，这种方法可导致相对高水平的干气生产。

另外的FCC方法是基于在高温下和短接触时间和使用特定基础裂化催化剂和包含形状选择性沸石的添加剂的催化剂混合物下裂化进料油，如在美国专利号6,656,346中公开的，通过引用将它并入本文。基于这种方法的工艺也称作高苛刻度流化催化裂化(HS-FCC)。这种工艺的特点包括下流式反应器、高反应温度、短接触时间和高催化剂与油的比。

下流式反应器允许更高的催化剂与油的比，由于不需要通过蒸发的进料提升固体催化剂颗粒，并且这特别适合于HS-FCC。另外，与传统FCC工艺相比，HS-FCC工艺在相当高的反应温度(550℃-650℃)下操作。在这些反应温度下，发生两个竞争的裂化反应，热裂化和催化裂化。热裂化有助于较轻产品如干气和焦炭的形成，而催化裂化提高丙烯和丁烯的产率。在下流式反应器中的短停留时间也有利于使热裂化最小化。不希望的继发反应如消耗烯烃的氢转移反应被抑制。通过在反应器入口处将催化剂颗粒和进料混合并分散且之后在反应器出口立即分离来达到希望的短停留时间。为了补偿由于短接触时间(造成的)转化率的下降，HS-FCC工艺在相对高的催化剂与油的比下操作。

尽管单个的和分离的加氢裂化和FCC方法得到非常好地发展并且适于它们的预期目的，但是仍然存在在炼油操作中提高灵活性、效率和高价值产品产率的需要。

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