[发明专利]用于高苛刻度流化催化裂化系统的工艺

说明书

将凝析油转化为包含丙烯的产物流的方法的实施方案包括在下流式高苛刻度流化催化裂化反应器(HSFCC)的顶部区域供给凝析油，其中所述凝析油包含：至少50重量％的链烷烃和小于0.1重量％的烯烃。该方法还包括将催化剂进料到下流式HSFCC反应器的顶部区域，其量的特征在于催化剂与凝析油的重量比为约5：1至约40：1，其中催化剂包含纳米ZSM‑5沸石催化剂，其平均粒径为0.01‑0.2μm，Si/Al摩尔比为20‑40，表面积为至少20cm²/g。该方法还包括在催化剂存在下在约500℃至约700℃的反应温度下裂解凝析油，以产生包含丙烯的产物流。

相关申请的交叉引用

技术领域

本申请要求2016年6月23日提交的美国专利申请15/190,327的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

本公开的实施方案一般涉及流化催化裂化方法，更具体地涉及在高苛刻度流化催化裂化(HSFCC)系统中使用的裂化催化剂，其中裂化催化剂包含纳米ZSM-5沸石。

背景技术

全球对轻质烯烃日益增长的需求仍然是许多综合炼油厂面临的主要挑战。特别是，由于纯烯烃流被认为是聚合物合成的结构单元，因此一些有价值的轻质烯烃如乙烯、丙烯和丁烯的生产引起了越来越多的关注。轻质烯烃的生产取决于几种工艺变量，如进料类型、操作条件和催化剂类型。尽管有可用于生产更高产率的丙烯和轻质烯烃的选择，但仍在进行该领域的广泛研究活动。这些选择包括使用HSFCC系统，为该过程开发更具选择性的催化剂，以及增强该过程的配置以支持更有利的设置。

HSFCC工艺能够产生比传统流化催化裂化装置高达四倍的丙烯产率和一系列石油蒸汽的更高转化率。话虽如此，从各种进料质量实现最大丙烯和转化为HSFCC的催化剂设计提出了相当大的挑战。

此外，常规FCC原料的范围从加氢裂化的塔底物到重质原料馏分如减压瓦斯油和常压渣油。然而，这些原料是有限的，通过昂贵且能量密集的精炼步骤获得，因此预计不会满足不断增长的市场需求。

由于其形状选择性、特殊孔结构和大的比表面积，向HSFCC催化剂中加入沸石用于提高轻质烯烃的产率。然而，当沸石的晶体尺寸接近轻质烃的分子直径时，反应物/产物分子在微孔内的扩散通常是反应的限速步骤。此外，沸石的晶体表面易于形成焦炭，这阻碍了微孔的可接近性并因此使催化剂失活。

发明内容

本公开的实施方案涉及改进的HSFCC裂化系统，其使用具有纳米ZSM-5催化剂的催化剂将凝析油转化为轻质烯烃，同时减少纳米ZSM-5沸石上的焦炭形成和孔扩散。

在一个实施方案中，提供了将凝析油转化为包含丙烯的产物流的方法。所述方法包括在下流式高苛刻度流化催化裂化反应器(HSFCC)的顶部区域供给凝析油，其中该凝析油包括至少50重量％的链烷烃并且在一些实施方案中烯烃小于0.1重量％。该方法还包括将催化剂进料到下流式HSFCC反应器的顶部区域，其量的特征在于催化剂与凝析油的重量比为约5：1至约40：1，其中催化剂包含纳米ZSM-5沸石催化剂，其平均粒径为0.01-0.2μm，Si/Al原子比为20-40，表面积为至少20cm²/g。该方法还包括在催化剂存在下在约500℃至约700℃的反应温度下裂解凝析油，以产生包含丙烯的产物流。

所描述的实施方案的另外的特征和优点将在下文的具体实施方式中阐述，并且本领域的技术人员将部分地从所述描述容易地清楚，或通过实践所描述的实施方案(包括下文的具体实施方式、权利要求以及附图)而认识到。

附图说明

图1是根据本公开的一个或多个实施方案的下流式HS-FCC反应器的示意图。

图2A是基于纳米ZSM-5的催化剂实施方案在各种氢氧化钠下的X射线衍射(XRD)图。

图2B是图2A的XRD图的放大部分。