Установки и способы для получения среднедистиллятного продукта и низших олефинов из углеводородного исходного сырья

Установки и способы для получения среднедистиллятного продукта и низших олефинов из углеводородного исходного сырья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к установкам и способам для получения среднедистиллятного продукта и низших олефинов из углеводородного исходного сырья.

Уровень техники

Каталитический крекинг в псевдоожиженном слое (FCC) тяжелых углеводородов с целью получения более низко кипящих углеводородных продуктов, таких как бензин, хорошо известен в уровне техники. Процессы FCC известны приблизительно с 1940-х годов. Как правило, установка или процесс FCC включает в себя лифт-реактор, сепаратор катализатора и десорбер, а также регенератор. Исходное сырье для FCC вводится в лифт-реактор, где оно контактирует с горячим FCC-катализатором из регенератора. Смесь исходного сырья с FCC-катализатором проходит через лифт-реактор и попадает в сепаратор катализатора, где крекированный продукт отделяется от FCC-катализатора. Отделенный крекированный продукт поступает из сепаратора катализатора в расположенную далее систему разделения, а отделенный катализатор проходит к регенератору, где кокс, отложившийся на FCC-катализаторе во время крекинг-реакции, выжигается с катализатора, в результате чего образуется регенерированный катализатор. Полученный регенерированный катализатор используется в качестве упомянутого выше FCC-катализатора и смешивается с исходным сырьем для FCC, которое вводится в лифт-реактор.

Многие FCC-процессы и устройства предназначены для обеспечения высокой конверсии исходного сырья для FCC в продукты с температурой кипения в интервале температур кипения бензина. Однако бывают случаи, когда требуется обеспечить высокую конверсию FCC-сырья в продукты с пределами кипения средних дистиллятов, а не в продукты в интервале температур кипения бензина и в низшие олефины. Однако получение низших олефинов требует очень жестких и высокотемпературных условий реакции. Эти условия, как правило, приводят к низкому выходу и качеству среднедистиллятного продукта. Таким образом, при использовании традиционного крекинга углеводородов трудно обеспечить высокий выход низших олефинов и одновременно высокий выход среднедистиллятных продуктов.

В публикации патентной заявки Соединенных штатов 2006/178546 раскрыт способ получения среднего дистиллята и низших олефинов. Способ включает в себя каталитический крекинг газойлевого сырья в зоне лифт-реактора путем контактирования газойлевого сырья в подходящих условиях каталитического крекинга в зоне лифт-реактора с катализатором крекинга, селективным в отношении средних дистиллятов, который содержит аморфный алюмосиликат и цеолит, в результате чего образуются крекированный газойлевый продукт и отработанный катализатор крекинга. Отработанный катализатор крекинга регенерируется с образованием регенерированного катализатора крекинга. Внутри промежуточного крекинг-реактора, например в зоне реактора с плотным слоем катализатора, в подходящих очень жестких условиях крекинга бензиновое сырье контактирует с регенерированным катализатором крекинга, в результате чего образуются крекированный бензиновый продукт и отработанный регенерированный катализатор крекинга. Отработанный регенерированный катализатор крекинга используется в качестве селективного катализатора получения среднего дистиллята. Публикация патентной заявки Соединенных штатов 2006/178546 полностью включена в настоящую заявку в качестве ссылочного материала.

В публикации патентной заявки Соединенных штатов 2006/178546 обеспечивается возможность применения отработанного регенерированного катализатора крекинга из промежуточного крекинг-реактора в качестве селективного катализатора для получения среднего дистиллята в зоне лифт-реактора.

В уровне техники существует потребность в повышении производства олефинов.

Кроме того, в уровне техники существует потребность в замене производства более тяжелых углеводородов производством легких олефинов.

Кроме того, в уровне техники существует потребность в замене производства менее желательных продуктов производством более желательных продуктов.

Кроме того, в уровне техники существует потребность в одновременном производстве из какого-либо исходного сырья среднедистиллятных продуктов и легких олефинов.

Раскрытие изобретения

В одном из своих аспектов изобретение предлагает установку, включающую рифт-реактор, содержащий газойлевое сырье и первый катализатор в условиях каталитического крекинга, в результате чего образуется продукт лифт-реактора, содержащий крекированный газойлевый продукт и первый отработанный катализатор; промежуточный реактор, содержащий по меньшей мере часть крекированного газойлевого продукта, поток рафината и второй катализатор в очень жестких условиях, в результате чего получают крекированный промежуточный продукт и второй отработанный катализатор; и рециркуляционный трубопровод для подачи по меньшей мере части крекированного газойлевого продукта в рифт-реактор.

В другом аспекте изобретение предлагает способ, включающий в себя каталитический крекинг газойлевого сырья в зоне FCC лифт-реактора путем контактирования указанного газойлевого сырья в подходящих условиях каталитического крекинга внутри указанной зоны FCC лифт-реактора с первым катализатором, в результате чего образуется продукт FCC лифт-реактора, содержащий крекированный газойлевый продукт, и первый отработанный катализатор; контактирования промежуточного сырья со вторым катализатором в промежуточном крекинг-реакторе, работающем в подходящих очень жестких условиях крекинга, в результате чего образуется крекированный промежуточный продукт, содержащий по меньшей мере одно низшее олефиновое соединение, и второй отработанный катализатор, причем промежуточное сырье содержит поток рафината; разделение указанного крекированного газойлевого продукта на несколько потоков крекированного газойлевого продукта; и рециркуляцию по меньшей мере части одного или более потоков крекированного газойлевого продукта в зону лифт-реактора.

Изобретение обладает по меньшей мере одним из следующих преимуществ:

Улучшенные установки и способы для увеличенного производства олефинов.

Улучшенные установки и способы для замены производства более тяжелых углеводородов легкими олефинами.

Улучшенные установки и способы для замены производства менее желательных продуктов производством более желательных продуктов.

Улучшенные установки и способы для одновременного производства из какого-либо сырья среднедистиллятных и низших олефиновых продуктов.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - иллюстрация установки для конверсии углеводородного сырья.

Фиг.2 - иллюстрация промежуточного крекинг-реактора.

Осуществление изобретения

Фиг.1

На фиг.1 показана схема технологического процесса установки 10. Исходное газойлевое сырье проходит по трубопроводу 12 и вводится в низ FCC лифт-реактора 14. FCC лифт-реактор 14 ограничивает зону FCC лифт-реактора, или зону крекинг-реакции, в которой исходное газойлевое сырье смешивается с катализатором каталитического крекинга. В низ FCC лифт-реактора 14 по трубопроводу 15 может также подаваться водяной пар. Этот пар может служить для распыления газойлевого сырья или в качестве подъемной текучей среды. Как правило, когда водяной пар используется для распыления газойлевого сырья, количество используемого пара может быть в пределах от 1 до 5 или 10 вес.% от исходного газойлевого сырья. Катализатором каталитического крекинга может быть отработанный регенерированный катализатор крекинга или регенерированный катализатор крекинга, или комбинация обоих катализаторов.

Отработанный регенерированный катализатор крекинга представляет собой регенерированный катализатор крекинга, который был использован в промежуточном реакторе 16 для глубокого крекинга бензинового сырья. Отработанный регенерированный катализатор крекинга поступает из промежуточного реактора 16 и вводится в FCC лифт-реактор 14 по трубопроводу 18а. В альтернативном случае отработанный регенерированный катализатор крекинга может направляться в регенератор 20 по трубопроводу 18b. Для определения того, сколько отработанного регенерированного катализатора крекинга следует подавать в трубопровод 18а и сколько в трубопровод 18b, может использоваться переключающий клапан 19.

Регенерированный катализатор крекинга может также смешиваться с исходным газойлевым сырьем. Регенерированный катализатор крекинга поступает из регенератора 20 по трубопроводу 22 и вводится по трубопроводу 24 в FCC лифт-реактор 14, где он смешивается с газойлевым сырьем.

Через FCC лифт-реактор, работающий в условиях каталитического крекинга, проходит смесь газойлевого сырья с горячим катализатором каталитического крекинга, в результате чего образуется продукт FCC лифт-реактора, содержащий смесь крекированного газойлевого продукта и отработанного катализатора крекинга. Продукт FCC лифт-реактора поступает из FCC лифт-реактора 14 и вводится в десорберную систему, или сепаратор/десорбер 26.

Сепаратор/десорбер 26 может быть любой традиционной системой, которая ограничивает зону сепарации или зону десорбции, или и то и другое, и предоставляет средство для разделения крекированного газойлевого продукта и отработанного катализатора крекинга. Отделенный крекированный газойлевый продукт поступает из сепаратора/десорбера 26 по трубопроводу 28 в систему разделения 30. Системой разделения 30 может быть любая известная специалистам система для выделения крекированного газойлевого продукта и разделения его на различные FCC-продукты, такие как, например, крекированный газ, крекированный бензин, крекированные газойли и рецикловый газойль. Система разделения 30 может включать в себя такие устройства как абсорберы и десорберы, фракционирующие устройства, компрессоры и сепараторы или любую комбинацию известных устройств для обеспечения выделения или разделения продуктов, которые входят в состав крекированного газойлевого продукта.

Таким образом, система разделения 30 ограничивает зону разделения и предоставляет средство для разделения крекированного газойлевого продукта на крекированные продукты. Крекированный С₂-С₃-газ, крекированный С₄-газ, крекированный бензин и крекированные газойли отходят из системы разделения 30 соответственно по трубопроводам 32, 33, 34 и 36. Рецикловый газойль поступает из системы разделения 30 по трубопроводу 38 и вводится в FCC лифт-реактор 14.

Крекированным газом в трубопроводе 32 могут быть главным образом С₂-С₃-углеводороды, состоящие, например, по меньшей мере на 70, 80 или 90% из С₂-С₃-углеводородов.

Крекированным газом в трубопроводе 33 может быть главным образом C₄-углеводород, состоящий, например, по меньшей мере на 70, 80 или 90% из С₄-углеводорода.

Крекированным бензином в трубопроводе 34 могут быть главным образом C₅-C₉-углеводороды, состоящие, например, по меньшей мере на 70, 80 или 90% из С₅-С₉-углеводородов.

Крекированным газойлем в трубопроводе 36 могут быть главным образом С₁₀ и более тяжелые углеводороды, состоящие, например, по меньшей мере на 70, 80 или 90% из С₁₀ и более тяжелых углеводородов.

Отделенный отработанный катализатор крекинга поступает из сепаратора/десорбера 26 по трубопроводу 40 и вводится в регенератор 20. Регенератор 20 ограничивает зону регенерации и предоставляет средство для контактирования отработанного катализатора крекинга с кислородсодержащим газом, таким как воздух, в условиях горения углерода с целью удаления углерода с отработанного катализатора крекинга. Кислородсодержащий газ вводится в регенератор 20 по трубопроводу 42, а газы сгорания выходят от регенератора 20 по трубопроводу 44.

Регенерированный катализатор крекинга выходит от регенератора 20 по трубопроводу 22. Поток регенерированного катализатора крекинга, проходящий через трубопровод 22, может быть разделен на два потока, причем по меньшей мере часть регенерированного катализатора, выходящего из регенератора 20 по трубопроводу 22, поступает по трубопроводу 46 в промежуточный реактор 16, а остальная часть регенерированного катализатора, выходящего из регенератора 20, поступает по трубопроводу 24 в FCC лифт-реактор 14. Для облегчения контролирования условий крекинга в FCC лифт-реакторе 14 соотношение между по меньшей мере частью регенерированного катализатора крекинга, проходящего по трубопроводу 46, и остальной частью регенерированного катализатора крекинга, проходящего по трубопроводу 24, может регулироваться нужным образом с помощью переключающего клапана 23.

Промежуточный реактор 16 может ограничивать псевдоожиженную зону с плотным слоем, реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем, или лифт-реактор. Промежуточный реактор 16 предоставляет средство для контактирования бензинового сырья с регенерированным катализатором крекинга, содержащимся в промежуточном реакторе 16. Реактор 16 может работать в очень жестких условиях крекинга, в результате чего сырье преимущественно подвергается крекингу до низших олефиновых соединений, таких как этилен, пропилен и бутилены, и в результате получают крекированный бензиновый продукт. Крекированный продукт выходит от промежуточного реактора 16 по трубопроводу 48.

Отработанный регенерированный катализатор крекинга может поступать из промежуточного реактора 16 через переключающий клапан 19 и трубопровод 18а и вводиться в FCC лифт-реактор 14, и/или отработанный регенерированный катализатор крекинга может поступать из промежуточного реактора 16 через переключающий клапан 19 и трубопровод 18b и вводиться в регенератор 20.

Исходное сырье подается в промежуточный реактор 16 по трубопроводам 50, 56 и/или 70, в то время как по трубопроводу 52 в промежуточный реактор 16 может подаваться водяной пар. Исходное сырье и водяной пар вводятся в промежуточный реактор 16 с целью создания псевдоожиженного слоя регенерированного катализатора. К регенерированному катализатору реактора 16 через трубопровод 54 может добавляться добавка ZSM-5.

Подходящим исходным сырьем может быть С₄-сырье 33 из сепаратора 30 и C₄-сырье 64 из сепаратора 58, которое может подаваться в реактор 16 по трубопроводу 70. Другим подходящим исходным сырьем может быть С₅-С₉-сырье 34 из сепаратора 30 и крекированное бензиновое рециркулируемое сырье 65 из сепаратора 58, которое может подаваться в реактор 16 по трубопроводу 56.

Другим подходящим исходным сырьем может быть рафинатное сырье 50 с какой-либо химической установки или нефтеперерабатывающего завода. Подходящее рафинатное сырье может состоять главным образом из С₄-алкилов и С₄-алканов. Подходящее рафинатное сырье может, в частности, состоять примерно на 50, 60, 70, 80 или 90% и до примерно 100% из С₄-олефинов, например бутиленов.

Рафинатное сырье известно в практике химической и нефтехимической промышленностей. Традиционно рафинатное сырье используют в качестве исходного материала для переработки метил-трет-бутилового эфира (МТВЕ) или в каких-либо других химических процессах. Подача рафинатного сырья 50 в реактор 16 обеспечивает крекинг части рафинатного сырья 50, состоящего из C₄, C₅ и/или С₆₊-углеводородов, в C₂-и С₃-углеводороды, изобутан и/или легкие бензиновые компоненты. Такие С₂- и С₃-углеводороды могут включать в себя олефины, например этилен и пропилен, которые затем могут быть использованы для получения полимеров или в других процессах.

Другие подходящие рафинатные потоки включают С₄-рафинат с установки экстракции бутадиена, С₅-рафинат с установки экстракции изопрена и С₅-рафинат с установки экстракции ароматических углеводородов (для извлечения бензола и/или толуола и ксилолов).

В некоторых вариантах осуществления рафинат определяется как жидкость, которая в значительной степени не растворима в каком-либо растворителе и выделяется в качестве побочного продукта в каком-либо процессе экстракции растворителем. Например, на установке крекинга этилена образуется поток, называемый сырым бутадиеном. Этот поток содержит некоторое количество 1,3-бутадиена, который выделяют в виде высокочистого продукта. Экстрактивная дистилляция с растворителем, который проявляет селективность к диолефину (например, бутадиену), используется для выделения из сырья большей части главного продукта (бутадиена). Рафинатом является часть сырья, которая не уходит с растворителем и выделяется в качестве побочного продукта.

С₄-рафинат является известным исходным сырьем для установок метил-трет-бутилового эфира и качество его может быть альтернативным образом повышено в промежуточном реакторе 16. C₅- и С₆-рафинаты могут примешиваться к бензину и качество их может быть альтернативным образом повышено в промежуточном реакторе 16.

Относительные количества сырья 50, 56 и 70 могут быть при необходимости откорректированы с целью получения требуемой смеси прореагировавших продуктов в требуемых пропорциях. Кроме того, с целью получения требуемой смеси прореагировавших продуктов в требуемых пропорциях при необходимости могут быть также откорректированы катализатор, добавки цеолита типа ZMS, давление, температура, время реакции и другие рабочие параметры.

Крекированный продукт из трубопровода 48 поступает на установку 58 разделения олефинов. Установкой 58 разделения олефинов может быть любая известная специалистам установка для выделения крекированного продукта и разделения его на потоки низших олефиновых продуктов. Установка 58 разделения олефинов может включать в себя такие устройства, как абсорберы и десорберы, фракционирующие устройства, компрессоры и сепараторы или любую комбинацию известных устройств или оборудования, обеспечивая тем самым извлечение и отделение из крекированного бензинового продукта низших олефиновых продуктов. С разделительной установки 58 могут быть получены поток этиленового продукта, поток пропиленового продукта и поток бутиленовых продуктов, каждый из которых выходит с установки 58 разделения по трубопроводам, соответственно, 60, 62 и 64. С установки разделения 58 может также выходить поток 65 крекированного бензина, который может направляться в рециркуляционный трубопровод 56.

Крекированным газом в трубопроводе 60 может быть главным образом С₂-углеводород, содержащий, например, по меньшей мере примерно 70, 80 или 90% С₂-углеводорода.

Крекированным газом в трубопроводе 62 может быть главным образом С₃-углеводород, например, по меньшей мере примерно 70, 80 или 90% С₃-углеводорода.

Крекированным газом в трубопроводе 64 может быть главным образом С₄-углеводород, например, по меньшей мере примерно 70, 80 или 90% С₄-углеводорода.

Крекированным бензином в трубопроводе 65 могут быть главным образом C₅-C₉-углеводороды, например, по меньшей мере примерно 70, 80 или 90% из С₅-С₉-углеводородов.

На фиг.1 не показаны одна или более установок получения олефинов, на которые может направляться любой из низших олефиновых продуктов в качестве исходного сырья для полимеризации, используемой для производства какого-либо полиолефина.

На установке 10 весь отработанный регенерированный катализатор крекинга из промежуточного реактора 16 может подаваться по трубопроводу 18b в регенератор 20, благодаря чему FCC лифт-реактор 14 может работать со 100%-ным регенерированным катализатором крекинга, поступающим из регенератора 20 по трубопроводу 24. В альтернативном случае весь отработанный регенерированный катализатор крекинга из промежуточного реактора 16 может подаваться по трубопроводу 18а в FCC лифт-реактор 14, в результате чего в FCC лифт-реактор 14 может использовать для работы до 100%-ного отработанного регенерированного катализатора крекинга, поступающего из промежуточного реактора 16 по трубопроводу 18а. В альтернативном случае часть отработанного регенерированного катализатора крекинга из промежуточного реактора 16 может подаваться по трубопроводу 18b в регенератор 20, а часть отработанного регенерированного катализатора крекинга может подаваться по трубопроводу 18а в FCC лифт-реактор 14, в результате чего FCC лифт-реактор 14 может работать с заданной смесью регенерированного катализатора крекинга и отработанного регенерированного катализатора крекинга, что обеспечивает в результате требуемые условия процесса.

Рециркулирующие потоки

С целью повышения выхода С₂- и С₃-продуктов некоторая часть или все количество потока 33 С₄-газового продукта может направляться в промежуточный реактор по трубопроводу 70. С целью повышения выхода С₂- и С₃-продуктов некоторая часть или все количество потока 64 бутиленовых продуктов может подаваться в промежуточный реактор по трубопроводам 72 и 70.

Некоторая часть или все количество крекированного бензина, выходящего из системы разделения 30 по трубопроводу 34, может направляться на рециркуляцию и вводиться в промежуточный реактор 16 через трубопровод 56. Такая рециркуляция крекированного бензинового продукта может обеспечивать дополнительное превращение исходного газойлевого сырья в низшие олефины по всей цепочке операций процесса.

Некоторая часть или все количество крекированного газойля, выходящего с установки разделения 30 по трубопроводу 36, может направляться на рециркуляцию и подаваться в реактор 14 по трубопроводу 74. Эта рециркуляция крекированного газойлевого продукта может обеспечивать дополнительное превращение исходного газойлевого сырья в низшие олефины по всей цепочке операций процесса.

Для обеспечения дополнительного превращения исходного газойлевого сырья в низшие олефины может использоваться только один или сочетание нескольких из предлагаемых рециркуляционных потоков.

Фиг.2

На фиг.2 несколько более подробно иллюстрируется промежуточный реактор 16. Промежуточный реактор 16 представляет собой сосуд, который ограничивает промежуточную зону реакции 66 и зону десорбции 68. Регенерированный катализатор вводится в промежуточную зону реакции 66 с помощью трубопровода 46, исходное сырье вводится в промежуточную зону реакции 66 с помощью трубопроводов 50, 56 и/или 70 и добавка ZSM-5 вводится в промежуточную зону реакции 66 с помощью трубопровода 54. Водяной пар может вводиться в зону десорбции 68 через трубопровод 52, а отработанный регенерированный катализатор выводится из зоны десорбции 68 через трубопровод 18а и/или 18b.

Установки и способы изобретения обеспечивают переработку тяжелого углеводородного сырья, позволяющую селективно производить продукты с пределами кипения средних дистиллятов и легкие олефины. Установлено, что использование промежуточного крекинг-реактора, которым могут быть реакторы типа реактора с плотной фазой, реактора с псевдоожиженным слоем или лифт-реактора, между регенератором катализатора и FCC лифт-реактором традиционного FCC-процесса или установки может обеспечить повышенный выход средних дистиллятов и повышенную селективность в отношении производства низших олефинов.

В изобретении может быть использован промежуточный крекинг-реактор для обеспечения крекинга исходного сырья, которое может кипеть в пределах кипения бензина, с целью получения низших олефинов и для подготовки катализатора таким образом, что, когда он используется при крекинге FCC-сырья в FCC лифт-реакторе, условия в реакторе в большей степени способствуют производству среднедистиллятного продукта.

Одним из дополнительных признаков изобретения является то, что оно может, кроме того, включать интегрированную в процесс установку, на которой осуществляется переработка низших олефинов, получаемых в промежуточном крекинг-реакторе. Эта перерабатывающая олефины установка может выполнять такие функции, как разделение низших олефинов на потоки определенных олефиновых продуктов, такие как поток этиленового продукта, поток пропиленового продукта и/или поток бутиленового продукта, или любую их комбинацию, и использование низших олефинов в качестве сырья для полимеризации в производстве полиолефинов.

Катализаторы

Газойлевое сырье может вводиться в низ FCC лифт-реактора, где оно смешивается с горячим катализатором крекинга, таким как регенерированный катализатор крекинга или отработанный регенерированный катализатор крекинга, или комбинация обоих катализаторов. Исходным катализатором каталитического крекинга, отработанным и регенерированным, чтобы в результате этого стать регенерированным катализатором крекинга, может быть любой подходящий катализатор крекинга, который известен в технике как обладающий каталитической активностью при предусмотренных в изобретении повышенных температурах.

Предпочтительные катализаторы каталитического крекинга включают в себя псевдоожиженные катализаторы крекинга, состоящие из обладающего крекирующей активностью молекулярного сита, диспергированного в матрице неорганического жаропрочного оксида или в связующем. Используемое в заявке выражение «молекулярное сито» относится к любому материалу, способному разделять атомы или молекулы на основании их относительных размеров. Молекулярными ситами, пригодными для использования в качестве компонента катализатора крекинга, могут быть столбчатые глины, расслоенные глины и кристаллические алюмосиликаты. Как правило, предпочтительно использование катализатора крекинга, который содержит кристаллический алюмосиликат. Примеры таких алюмосиликатов включают Y-цеолиты, ультрастабильные Y-цеолиты, Х-цеолиты, цеолит бета, цеолит L, оффретит, морденит, фожазит и цеолит омега. Подходящими кристаллическими алюмосиликатами для использования в катализаторе крекинга являются Х- и Y-цеолиты, например Y-цеолиты.

В патенте США №3130007, содержание которого полностью включено в настоящую заявку в качестве ссылочного материала, описаны цеолиты Y-типа, имеющие общее мольное отношение оксид кремния/оксид алюминия от примерно 3,0 до примерно 6,0, причем типичный Y-цеолит имеет общее мольное отношение оксид кремния/оксид алюминия, равное примерно 5,0. Известно также, что цеолиты Y-типа обычно могут быть получены методом деалюминирования, имея при этом общее мольное отношение оксид кремния/оксид алюминия, равное примерно 6,0.

Стабильность и кислотность цеолита, используемого в качестве компонента катализатора крекинга, могут быть повышены путем обмена цеолита ионами водорода, ионами аммония, катионами поливалентных металлов, такими как катионы, содержащие редкоземельные металлы, катионы магния или катионы кальция, или комбинацией ионов водорода, ионов аммония и катионов поливалентных металлов, в результате чего происходит снижение содержания натрия до тех пор, пока оно не окажется ниже примерно 0,8 вес.%, предпочтительно ниже примерно 0,5 вес.% или ниже примерно 0,3 вес.% в пересчете на Na₂O. Способы проведения ионного обмена известны в уровне техники.

Цеолит или какой-либо другой молекулярно-ситовый компонент катализатора крекинга перед применением комбинируется с пористой неорганической жаропрочной оксидной матрицей или связующим с образованием готового катализатора. Жаропрочным оксидным компонентом в готовом катализаторе могут быть алюмосиликат, кремнезем, оксид алюминия, природные или синтетические глины, столбчатые или расслоенные глины, смеси одного или более из этих компонентов и т.п. Неорганическая жаропрочная оксидная матрица может содержать смесь алюмосиликата и глины, такой как каолин, гекторит, сепиолит и аттапульгит. Готовый катализатор может содержать от примерно 5 до примерно 40 вес.% цеолита или какого-либо другого молекулярного сита и более чем примерно 20 вес.% неорганического жаропрочного оксида. Как правило, готовый катализатор может содержать от примерно 10 до примерно 35 вес.% цеолита или другого молекулярного сита, от примерно 10 до примерно 30 вес.% неорганического жаропрочного оксида и от примерно 30 до примерно 70 вес.% глины.

Кристаллический алюмосиликат или какой-либо другой молекулярно-ситовый компонент катализатора крекинга могут комбинироваться с пористым неорганическим жаропрочным оксидным компонентом или его предшественником с использованием любого подходящего известного в уровне техники способа, включая смешение, диспергирование, компаундирование или гомогенизацию. Примеры пригодных для использования предшественников включают оксид алюминия, золи оксида алюминия, золи кремнезема, оксид циркония, гидрогели оксида алюминия, полиоксикатионы алюминия и циркония и пептизированный оксид алюминия. В одном из подходящих способов приготовления катализатора крекинга цеолит комбинируется с алюмосиликатным гелем или золем, или каким-либо другим неорганическим жаропрочным оксидным компонентом, после чего образовавшуюся в результате смесь сушат распылением, получая частицы готового катализатора, обычно имеющие диаметр в пределах от примерно 40 до примерно 80 мкм. При необходимости, однако, цеолит или какое-либо другое молекулярное сито могут диспергироваться или каким-либо иным способом смешиваться с жаропрочным оксидным компонентом или его предшественником, экструдироваться и затем размалываться в желаемом диапазоне размера частиц. Как правило, готовый катализатор должен иметь среднюю насыпную плотность от примерно 0,30 до примерно 0,90 г/см³ и объем пор от примерно 0,10 до примерно 0,90 см³/г.

Когда процесс проводится в селективном среднедистиллятном режиме (или режиме дизельного топлива) работы, может быть использован селективный катализатор среднедистиллятного крекинга. Селективный катализатор среднедистиллятного крекинга подобен описанному выше предпочтительному катализатору крекинга в том, что он содержит молекулярное сито, диспергированное в пористом неорганическом жаропрочном оксидном связующем, но он имеет некоторые значительные отличия от типичного катализатора крекинга, которые ниже описаны более подробно. Катализатор среднедистиллятного крекинга может обладать каталитическими свойствами, обеспечивающими селективный крекинг газойлевого сырья с образованием крекированного газойлевого продукта, который преимущественно включает в себя продукты в пределах кипения средних дистиллятов, такие как продукты в пределах кипения дизельного топлива, в частности от 230 до 350°С.

Селективный катализатор среднедистиллятного крекинга может содержать цеолит или другой молекулярно-ситовый компонент, алюмооксидный компонент и какую-либо дополнительную пористую неорганическую жаропрочную матрицу или связующий компонент. Селективный катализатор среднедистиллятного крекинга может быть приготовлен с помощью любого известного специалистам способа, который бы позволил получать катализатор каталитического крекинга требуемого состава. Более конкретно, селективный катализатор среднедистиллятного крекинга может содержать оксид алюминия в пределах от 40 до 65 вес.%, например от 45 до 62 вес.% или от 50 до 58 вес.%, где весовое процентное содержание относится к общему весу селективного катализатора среднедистиллятного крекинга, и при этом компонент пористой неорганической жаропрочной оксидной матрицы обеспечивает матричную площадь поверхности, а цеолит или другой молекулярно-ситовый компонент обеспечивает цеолитную площадь поверхности. Алюмооксидный компонент селективного катализатора среднедистиллятного крекинга может быть любым подходящим типом оксида алюминия из любого подходящего источника. Примерами подходящих типов оксида алюминия являются примеры, раскрытые в патенте США №5547564 и патенте США №5168086, которые полностью включены в настоящую заявку в качестве ссылочного материала, и включают, например, альфа-оксид алюминия, бета-оксид алюминия, тета-оксид алюминия, эта-оксид алюминия, байерит, псевдобемит и гиббсит.

Матричная площадь поверхности в селективном катализаторе среднедистиллятного крекинга, которую обусловливает компонент пористой неорганической жаропрочной оксидной матрицы, может быть в пределах от 20 до 90 м²/г селективного катализатора среднедистиллятного крекинга. Цеолитная площадь поверхности в селективном катализаторе среднедистиллятного крекинга, которую обусловливает цеолит или какой-либо другой молекулярно-ситовый компонент, может быть меньше 140 м²/г.

С целью того чтобы селективный катализатор среднедистиллятного крекинга обладал требуемым каталитическим свойством преимущественного обеспечения выхода среднего дистиллята, такого как дизельное топливо, часть площади поверхности селективного катализатора среднедистиллятного крекинга, которая обусловлена цеолитом или другим молекулярно-ситовым компонентом, т.е. цеолитной площади поверхности, может быть меньше 130 м²/г, например меньше 110 м²/г или меньше 100 м²/г. Цеолит или другой молекулярно-ситовый компонент селективного катализатора среднедистиллятного крекинга являются алюмосиликатами, выбираемыми из группы, состоящей из Y-цеолитов, ультрастабильных Y-цеолитов, Х-цеолитов, цеолита бета, цеолита L, оффретита, морденита, фожазита и цеолита омега.

Цеолитная площадь поверхности в селективном катализаторе среднедистиллятного крекинга может достигать минимально 20 м²/г, но обычно ее низший предел больше 40 м²/г. Низший предел цеолитной площади поверхности в селективном катализаторе среднедистиллятного крекинга может превышать 60 м²/г или цеолитная площадь поверхности может превышать 80 м²/г. Так, например, часть площади поверхности селективного катализатора среднедистиллятного крекинга, которая обусловлена цеолитом или другим молекулярно-ситовым компонентом, т.е. цеолитной площади поверхности, может лежать в пределах от 20 до 140 м²/г или в пределах от 40 до 130 м²/г.

Отношение цеолитной площади поверхности к матричной площади поверхности в селективном катализаторе среднедистиллятного крекинга является таким его свойством, которое важно для придания катализатору требуемых крекирующих свойств. Отношение цеолитной площади поверхности к матричной площади поверхности может при этом быть в пределах от 1:1 до 2:1, например от 1,1:1 до 1,9:1 или от 1,2:1 до 1,7:1. С учетом этих отношений часть площади поверхности селективного катализатора среднедистиллятного крекинга, которая обусловлена компонентом пористой неорганической жаропрочной оксидной матрицы, т.е. матричной площади поверхности, обычно лежит в пределах от 20 до 80 м²/г. Один из подходящих интервалов площади поверхности матрицы составляет от 40 до 75 м²/г или же этот интервал составляет от 60 до 70 м²/г.

Одним из способов, с помощью которого можно регулировать условия процесса в FCC лифт-реакторе и обеспечивать требуемую смесь продуктов, состоит в добавлении добавки ZSM-5 не в FCC лифт-реактор, а в промежуточный крекинг-реактор. Добавка ZSM-5 может вводиться в промежуточный крекинг-реактор, в частности, когда используется реактор с плотной фазой, в его зону реакции с плотной фазой вместе или параллельно с регенерированным катализатором, которым является селективный катализатор среднедистиллятного крекинга. В случае использования добавки ZSM-5 вместе селективным катализатором среднедистиллятного крекинга в промежуточном крекинг-реакторе можно добиться повышения выхода низших олефинов, таких как пропилен и бутилены. В связи с этим желательно вводить в промежуточный крекинг-реактор (в особенности когда вводимым в него регенерированным катализатором является селективный катализатор среднедистиллятного крекинга) добавку ZSM-5 в количестве до 30 вес.%, например до 20 вес.% или до 18 вес.% от вводимого в промежуточный крекинг-реактор регенерированного катализатора. Таким образом, когда в промежуточный крекинг-реактор вводится добавка ZSM-5, ее количество может быть в пределах от 1 до 30 вес.% от вводимого в промежуточный крекинг-реактор регенерированного катализатора крекинга, например от 3 до 20 вес.% или от 5 до 18 вес.%.

Добавка ZSM-5 представляет собой молекулярно-ситовую добавку, выбираемую из семейства кристаллических алюмосиликатов или цеолитов со средним размером пор. Пригодные для использования в качестве добавки ZSM-5 молекулярные сита включают в себя среднепористые цеолиты типа описанных в атласе "Atlas of Zeolyte Structure