专利名称：：从fcc产物中回收动力的方法和设备的制作方法
技术领域：
：本发明的技术领劲从流^/^化裂化(FCC)单元中进行动力回收。
背景技术：
：FCC4支术，到#已超过50年，已经经历了不断的M，并JL^众多炼油厂中依然&气油生产的主要来源。汽油，以^Jl树产品，由重的(即高衬量)《氐^Kt的'径类原料(如瓦斯油)裂4匕而形成。在最通常的模式中，FCC工艺包括与再生器紧密连接的反应器，接下来是下游烃产物分离器。烃进料在反应器中与催化剂接触，将烃裂化成更小分子量的产物。^il个过程中，催化剂上面易于积聚焦炭，该焦炭在再生器中*^。再生器中的燃烧热通常会产生温^677'C到788°C(1250下到1450下)和压力范围为138到276kPa(20到40psig)的烟道气。尽管压力相对tb^低，但来自再生器的具有极高温度和高体积的烟道气含有^L的动能来确保经济回收。为了^道气流中回收能量，可将烟道气供入动力回收单元，该单元可例如包M平膨J^4几。烟道气的动負^tit^m^的叶片转移到或者与主盡AX^^接的絲体JMt^供用于FCC再生器的燃烧空气，和/或与发电4;i^接的絲体上来产生电能。由于穿itit平膨胀机的压降为138到207kPa(20到30psi),因此烟道气通常以大约125。C到167°C(225"F到300下)的温度1^^#放。可使烟道^^蒸a^生器以进一步回收能量。动力回收系统可以包^^装置，々遞平膨^U^ji器、^X^、齿轮^il器和^^蒸汽^lfe"拟let-downsteamturbine)。为了减少对再生器下游组件的破坏，也已知移除烟道气固体。i^t常是通过第一M^第^TJ^分离器来实现的，如位于再生器中的^^离器。某些系统也包括笫三级分离器(TSS)或甚至第四级分离器(FSS)^Ui—步移l^t常被称作"fines(粉尘)"的细颗粒。FCC工艺产生的干气为炼油厂中产生的干气的约30%。干n^M有甲烷、乙烷和其他气体。干气在高压下与，FCC产物分离。FCC干气为高，属并JLit常在炼油厂中用作燃料气。烯烃干气，如具有高于10wt-。/。烯烃的干气用于燃气轮机是不可顿，因为在燃气轮机中蜂烃能够导致内部结塘，特别是由于二烯烃的存在而导致内部结垢。在一些情况中，FCC单元产生多于炼油厂消耗的干气。多余的千气可能突然燃烧，这构成环境问题。为了产生更少的干气，可以降提升管温来反过来影响产物构成，或可降低生产量来反过来影响生产率。蜂烃干气也可以从其他单元操作中得到，如贫氬的单元操作,如炼焦器和蒸汽裂化器。发明概述我们已经发现了一种改善从FCC单元回收动力的方法和设备。该方法和设备包括将产物气与氧气燃烧，之后与FCC再生器烟道气力錄合从而加热烟道气流。然后使结合后的烟道气膨胀以回收动力或热交换以回收热量。该方法和设备可包括使从FCC产物流得到的高压产物，胀至较低压力以在燃烧前回收动力。优选的产物气为可由许多贫氲的烃加工反应中得到的干气。有利地，该方法和设备可以使FCC单元利用低价值的产物流来产生更加环境友好的气体。本发明另外的特#优点可由本发明的描述、附图和提供的权利要求来体现。附图简要说明图1是炼油厂中FCC单元、动力回收系#FCC产物回收系统的示意图。图2是图1发明的替换实施方案的示意图。详细描述现在参见附图，其中相同的数字代表相同的組件。图i示出了被装配用来处理来自FCC单元的料流的炼油厂联合装置IOO,用于动力回收。炼油厂联合装置IOO通常包括FCC单元部分IO、动力回收部分60和产物回收部分卯。FCC单元部分10包括M器12和催化剂再生器14。工艺变量通常包括，裂化反应温度为400。C到600。C，以及催化剂再生温度为500。C到卯0。C。裂^^再生均在低于5个大气压的鍵对压力下发生。图1表明了现有技术的典型FCC工艺单元，在其中，管线16中的重烃i^Ml^沐由料流与来自再生催化剂立管18的新再生的裂^Mt化剂接触。该接触可U在窄提升管20中，其向上延伸JX^容器22的底部。进^^催化剂的接触^^自流化管线24的气体所流化。在催化剂和油二者通过提升管20向上传输J^絲22时，来自催化剂的热量使油蒸发，然后油在催化剂的存在下初滚化成更轻分子量的烃类。随后，4M^t流分离M裂^L的做烃产物^^化催化剂中分离出来，该旋流分离器可包括位于^絲22中的粗分离器(roughcutseparator)26和一级或两级^L分离器28。产物^AA^10中出絲过产物出口31到管线32中，从而^J'J下游产物回收部分卯。不可避免的副^I^ji在提升管20中，在催化剂上留下焦炭^P、物，其斷氐催化剂活性。失活的或焦化的催化剂需絲生从而进一步4^J。与气态产物烃分离后的禁/RM^f匕剂落An^部分34，^il里，通过會觜^7v蒸汽来清ftH封可残留的烃蒸气。在汽提,之后，焦化催化剂通过失活催化剂立管36被i^v催化剂再生器14。图1描述了已知为燃烧器的再生器14。但是，她类型的再生H^是适用的。在催化剂再生器14中，通过空气分布器38引入含氧气糾流，如空气，来接触焦^#化剂，燃您^P在上面的焦炭，提皿生的催化剂和烟道气。主liWL50被驱动器52驱动以将管线51中的空M^^氧气体通过管线30输iO^再生器14。驱动器52可以是例如发动机、蒸汽涡I^M区动器或某些，动力^TA^置。催化剂再生过程向催化剂添加大量热量，提供能量来^M尝^A在反应器管道16中的吸热裂4^应。催化剂和空气沿着位于催化剂再生器14内的燃烧器提升管40-"^向上流动，并在再生后通itf过分离器42的排放进^^刀步分离。从分离器42出来的再生催化剂和烟道气的更好分离是通过^^1分别在催化剂再生器14内的第一^第^UtX分离器44、46实现的。^道气中分离出的催化剂通J^W管M^K分离器44、46，同时，催化剂中的较轻烟道^目继M4W分离器44、46中出来，絲ittl道气出口47从再生器絲14中出3Mt^管线48'再生的催化剂通过再生催化剂立管18循环回M器提升管12。焦皿烧的结果是，从催化剂再生器14的顶部出^itX管线48的烟道气蒸气含有CO、C02和EbO，同时含有较少量的^fW质。热烟道^1^再生器14中出^ilit^道气出口47ii7vf线48并^^动力回收部分60。动力回收部分60经管线48与烟道气出口47下游i^it。"下游i^ii;，意思为至少一^P分来自上游组件的流体^^下游组件。很多类型的动力回,造都是适用的，下列实施方^A非常适合的，树于本发明来说不是必需的。管线48将烟道气导向换热器62,^to为高压蒸》'1^器(如4137kPa(扭)(600psig))。指向和背向换热器62的箭头表示1的锅炉给水和出来的高压蒸汽。在特定情况下，换热器62可以是中压蒸a^jt器(如3102kPa(扭)(450psig))或^^蒸〖议生器(如345kPa(表压)(50psig))。如图1实施方案所示，可提Wi^炉给水(BFW)骤冷注射器64^1^^择#送流《#^管道48。也可以在换热器62的下游提供附加的换热器63。例如，附加的降温器通常为^^蒸^iCi器，箭头表示i^v的锅炉给7j^出来的^a蒸汽。但是，在特定的情况下换热器63可以是高压或中压蒸a^生器。在图1的实施方案中，管道66提供从换热器62到附加换热器63的流M通.从附加换热器63中出来的烟道^t过管道69被导向自道气管线67并最终到达出口烟道68，^i^S沐合适的环x^设备，例3傳电沉淀器或湿气洗涤器。通常，烟道气在烟道气冷却器61中被进一步冷却以与热交^h质(伏it7K)换热产生高压蒸汽。指向和背向烟道气^HP器61的箭头表示热交^h质iiA^加热后的热交^^质出来，>^1锅炉给7Ki^AiL出i^汽。图1的示例性实施例1还提供了，管道69可M向废烟道气管线67的5^圣中叙己引导烟道^ii过的第一多孑LUl(MHO)71，第一烟道^制阀(FGCV)74和可能的第二FGCV75以及第二MH076,所有均是为了在烟道^^达烟道68前斷氐管道69中的烟道气的压力。FGCV的74、75通常是蝶阀，以及可依据由再生器14读到的温度和压力进"ff^制。为了产生电，动力回收部分60还包括动力回,败^70(其通常为蒸汽涡轮机)和动力回收发电机("发电机")78。更^f^地，膨l^几70具有输出轴，其通常通过驱动齿轮組器77与发电机78连接，齿轮絲器77又4U区动发电机78。发电机78提供了可##需要用于所述设备内或外的电能。絲，膨胁70可以与主IA^U几50连接用作期区动器，从而ia^f^l驱动器52,但该设计没有示出。在一种实^r案中，动力回iW妝^70位于与换热器62下游逸逸的位置。但是，换热器可以在膨JJ^几70的上游或下游。例如，管道79通过隔离阀81将烟道气i^^三级分离器(TSS)80，该分离器，道气中移除大部分残余固体颗粒。千净的烟道^ATSS80中出来，iiA烟道气管线82,该管线将烟道气流i^/w^^f线54,用于驱动膨E^几70。为了控制TSS80与膨敝^70之间的烟道气流动，可在膨敝K70的上游提^f^膨I^U入口控制阀83和节流阀84以进一步控制1^AJ^^/U入口的气体流量'阀83、84的顺序可以颠倒且它们魏为蝶阀。itW卜，烟道气流的-^分可以从膨^f几70的上^置转向旁路管线73中，通过同步阀85(通常为蝶阀)，与排气管线86中的烟道气结合。^if过隔离阀87后，管线86中的千净烟道气与附加换热器63下游的流动废^L^0道气管线67中结合，然后^_￡出口烟道68。可提^f链的第四级分离器88以进一步移錄道89中的从TSS80出来的底部料流中的固体。所ii^部料流在第四级分离器88中进一^N皮清洁后，其M过临界流>72后与管线86中的烟道气重新结合，所迷喻莆72控制通过其本身在产物回收部分90中，管线32中的气态FCC产物被导向FCC主^t^塔92的下部。可^vi塔中分离^H多出針馏分，包括来自塔底的管线93中的重质油浆，管线94中的重质循环油料流，管线95中的皿循环油，以及管线恥中的重质石脑油料流。管线93-96中的^P或任意料流可被HP^it常在较高位置^iH回主塔92来^HP主塔。汽油和气态^bt烃通过顶部管线97^i塔92移出并冷凝，然后iiA^^^收器99。从接收器99的執部(boot)移出含7^H"流。j^^t，在管线101中移出冷凝的较质石脑油fH克，而在管线102中移出气态M烃流。管线101和管线102中的料流均可进入产物回收部分90的蒸气回收部分120。蒸气回收部分120如所示为基于吸收的系统，但是可以4^Hi^蒸气回收系统，包括冷箱系统。为了使树气体组分得到充賴分离，管线102中的气'絲压缩机104中进行压缩。可以利用多于一个压缩段，但是通常利用两,缩。在管线106中的压缩轻质烃流与来自管线107和108的料力t^合，急却并M到高压接收器U0。来自接收器110的含7辨流可传^1^主，收器99。管线112中的气态烃流被传送到第一吸收塔114，扭匕与管线101中的来自主^^收器99的^l定化汽油接触来实现CV和C2—的分离。管线107中的液体C3+料^jt急冷之前返回管线106。管线116中的来自第一吸收塔114的尾气流可以作为在本发明中从FCC产物中分离出的多个产物流中选出的产物流^^1，或可以^i4被导向第二吸收塔118，M里管线121中的由管线95转来的M循环油的循环浙流吸M气流中的大部分残留Cs+和一部分C3-C4物质。管线119中的来自第二吸收塔底部的富含C/物质的顿循环油经由用于管线95的泵循环4皮返回至主塔92。包含主要CV烃以及硫化氬、胺和氢气的干气的第二吸收嗒118的顶部物质在管线122中移出并且可作为^^发明中从FCC产物中分离出的多个产物流中选出的产物流使用。可预期到，另外的料^t^可以包含^^发明中从FCC产物中分离出的多个产物流中选出的产物流。管线124中的来自高压接收器110的液^f皮^a^塔126。大部分的C2—在^^塔126的顶部移出，并经由顶部管线108返回至管线106。来自^il塔126的液体底部料^^管线128被^JJL丁,130。管线132中的来自脱丁*的顶部料流包含C3-C4烯烃产物，而管线134中的包^^急定化的汽油的底部料流可被进一步处理^1^汽油，。包^"f气的第二吸收塔废气的所选产物流管线，伊Cil管线122可被引碰吸收*元140。低^f:胺7條液由经管线142引入吸收塔140，并与流动干气^^触来吸JJt5危化氢，并经由经管线144从吸收区140移出含硫化氬的高含量胺吸^7k溶液并回收。经由管线146从吸收区140移出M包含具有制氐的硫化氢、狄的干气流的所选产物流。i^il^自FCC^器12的产物的^^管线，包括管线116或122和146均可用作与下游动力回收部分60i^it的所选产物管线，用于将来自产物回收部分卯的气体回收部分120的所选产物流^1到动力回收部分60。j^卜，可将来自炼油厂100的任何^来源如焦/Rl^置单itiSl蒸汽裂化器单元的干^T^到动力回收单元60。管线146中的来自产物回收部分90的所选FCC产物气体可用于连续工艺中甜目同的炼油厂联合装置中的动力回收部分60。动力回收部分60经管线146与产物回收部分卯的蒸气回收部分下游i^ii。作为将管线146中的所选气^iiUl]炼油厂;W气体^管的替换，所选产物气体可通ititl^Wi150增加、而减压，从而从气体中回薛力能量。由于压缩机104的辦，所选气体当传输到膨150时仍具有在产物回收部分90的蒸气回收部分120中利用的高压。所选气^^J^^L150中出来i^/v排气管线152。膨E^lii过轴154与用于产生电能的发电机78连接，电能可用在炼油厂中或输出。除了通过轴154与发电;fe^U^接以外，膨m^几150可以替换M额外通过轴(未示出)与ilAX+几50连接，用于将空气d再生器14，从而不需要驱动器52。可以在膨敝lM50和发电机78之间的轴154上iO:齿轮^l器，该情况下，齿轮减速器(未示出)可连接两个轴，而轴154为其中一个。膨E^U50可以与所选产物管线146下游i4it，并经由管线146与产物回收部分90的蒸气回收部分120下游逸逸。还可预期到，可以通过额外的轴或相同的轴154连接额外的蒸^^(未示出)以进一步4^发电机78并产生额外的电育^提供动力给^iJW^凡50。该额外蒸a^il^f几可由炼油厂多^!蒸汽供料。该额外的膨^可以是抽汽式^^才减中间充汽》'^fe"机(inductionturbine)。扭一情况中，所魏夕卜膨^f几可以iW^B150或70中的额外室的形式，其中所述的多余蒸a^皮供入该额外室(未示出)。额夕卜膨^U可以通过齿轮4it器(未示出)与额外的轴或相同的轴154连接。还可预期到，膨败^L70和150可以是相同的膨限^，分别由管线82、54或146导/JW,M流《1Al^^几的中间室。所选产物气体可以用作烟道气再加热介质。所选产物管线U6、122、146和/或152使产物回收部分90与下游烟道气加热器156。如果利用了膨E^几150,则在膨J^L150中由所选气^i^t^力回收之后、之前或^R动力回收，将所选气^1，)3^1#气管线152传送至烟道^>热器156。例如，上游烟道气动力回收部分60中的蒸汽产生可以允许烟道气系统的主^P^i殳计为较^^l别的冶金方法。这可以J^地f^f,道气动力回收系统的总安^^的同时，也能剮氐通舰道^^70产生动力的能力。为了'm^道气的电能产生能力，来自产物回收部分90^it当M自气体回收部分120的所选气体可以用于将温度控制的烟道气再加热到膨敝K70的最;t^许入口温度。含氧气体如空气可以由管线158加WJ排气管线152中的所选产物流中。氧^M斤选气^M皮機引燃从而燃,道气加热器156中的所选气体并获得升高的温度。烟道^>热器156可以与膨K^150下游i^ii。在图1的实施方案中，燃烧管线160与运送有来自再生器14的下游烟道气的管线82连通并将热的经燃烧的所选产物气体送至管线82，这样，在烟道气管线82中的烟道气进入结合管线54时升高烟道气的温度。燃烧管线160可以传送热的经燃烧的所选产物气体而和与烟道气出口47到管线48下游连通的烟道气管线82中的烟道气流结合，在结合管线54中提供结合的所选产物和烟道气流。结合管线54与烟道气管线82和燃烧管线160下游连通。结合管线54使管线82和160与下游膨胀机70连通。然后经燃烧的所选产物气流的至少一部分与已升高温度的烟道气流的至少一部分的结合料流在高于管线82中的温度的管线54中被送入膨胀机70从而在膨胀中生成甚至更多的动力。膨胀机70与所选产物管线146和产物回收部分90的蒸气回收部分120以及管线152下游连通。膨胀机70也通过管线160和54与烟道气加热器156下游连通。这种设计由于其最大限度地利用了现有资源，因而具有经济吸引力，还允许来自FCC反应器12或或其他贫氢反应器中的富含烯烃的干气进行燃烧，这原本不能用在燃气涡轮机中，因为烯烃可能导致内部结垢。通过膨胀机70处理再加热的烟道气来产生最多的动力。膨胀机70的出口管线86经由烟道气管线69和67与下游换热器61(可为蒸^X生器)连通。换热器61与膨70下游逸逸。换热器6lM过管线160、54、86、69和67与烟道气加热器156下游连通。剩余的热能可以通过将管线86中的结合的所选产物和烟道气流经由管线66和67输送到下游烟道气冷却器61来回收。在烟道气冷却器61中，热交换介质与结合料流进行热交换，优选用于产生蒸汽。通过结合来自燃烧管线160的经燃烧的所选产物气体和管线82中的烟道气流，膨败膨胀机70中的烟道气的动力产生能力可被增加1.8到2.2倍。无论是否经过膨胀机150，所选产物气体都可以用于再加热烟道气，但优选预先进行压力能量的回收。图2描述了一种替换实施方案，其中绝大部分元件与图1中用相似的附图标记标注的相同，区别在于用带有上标("，")的附图相H己标注的结构。来自烟道加热器的燃烧管线160'经由结合管线56与下游换热器61(优选蒸汽发生器)连通。管线160'将经燃烧的所选产物气体加入到运送来自再生器14的烟道气出口47的下游烟道气的废烟道气管线67中，在结合管线56中提供结合的经燃烧的所选产物和烟道气流。管线67与涡轮机排气管线86下游连通。结合管线56运送温度高于自道气管线67中的烟道气的结合的所选产物和烟道气流至烟道气流冷却换热器61来获得得甚至更多的热交换或回收高质量蒸汽。结合管线56与燃烧管线160，和烟道气管线67下游顿。换热器61与烟道器加热器156和管线160，以及56下游舰。还可预期到，排气管线160，为管线48或66进料从而分别直接改善下游蒸汽发生器62或63中的蒸汽产生。因此，如果炼油厂对蒸汽的需求比动力高，则图2的实施方案比图1的实施方案更具优势实施例例如，经过下列数据的输入和计算结果的输出，来自FCC单元的干气生产能够用于通过膨胀机产生基本上2.05MW。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>本文描述了本发明的优选实施方案，包括发明人已知的实施本发明的最佳模式。应该理解，所描述的实施方案仅仅是示例性的，不能够看作是对本发明范围的限制。权利要求1.一种处理来自流化催化裂化单元的料流的方法，其包括:使裂化催化剂与烃进料流接触，以将烃裂化成具有更低分子量的气态产物烃并在催化剂上沉积焦炭形成焦化催化剂；从所述气态产物烃中分离出所述焦化催化剂；向所述焦化催化剂添加氧气；将所述焦化催化剂上的焦炭与氧气燃烧来再生所述催化剂并提供烟道气；从所述烟道气中分离出所述催化剂来提供烟道气流分离所述气态产物烃以得到多个产物流，包括选出的产物流；和使所述所选产物流的至少一部分与所述烟道气流的至少一部分结合来提供结合料流。2、权利要求1的方法，其还包拾向所ii^斤i^产物i;A^加氧气；将所i^斤选产物流与氧^烧；和将所#燃烧的所选产物流与所，道气';^合^_供所^#^1"流。3、权利要求2的方法，其还包括将所舰彿,WEILW綠在所it^Jf^几中^^斤i^^H流的^^膽眠和^M^斤itJ^^几中的所g^t流回收动力。4、；i3U，虔求3的方法，其还包M过热交换介质^^斤g^H"流间M热。5、权矛决求1的方法，其还包括将所^^斤选产物^milLE膨0^几；在所^^^中^^斤^^斤选产物流的#^膽眠和^J斤，敝K中的所^^斤选产物流回收动力。6、权利要求5的方法，其还包拾将所^^ha^riH^第二膨,和^J斤述第二膨^4几中的所itM^H"流回收动力。7、一种用于处*自^^催化裂4傳元的料流的设备，其包括^^^化裂4t^器，用于^^^m化剂与烃iWi;^^触，以将烃裂化成具有更低^^量的气态产物烃并在催化剂上^^焦炭形成焦4b^化剂；产物出口，用于v^斤it^器中排出所述气态产物烃；再生器，用于^^斤述焦化催化剂上的焦炭通过与氧^^触而燃烧；烟道气出口，用于^/斤述再生器中排出烟道气；与所述产物出口下游i^it的产物回收部分，所述产物回收部分用于将所述气态产物分离成多个产物流，包插&出的产物琉；与所，道气出口下游逸逸的动力回收部分；和所述动力回收部分与所迷产物回收部分下游i^it。8、权利要求7的设备，其中所选产物管线^^斤迷产物回收部分与下游烟道^口热器i^，在该加热器中所选产物气体与氧，烧，并JLS烧管线^^斤，道^>热器与所自道气管线*。9、权利要求8的设备，其中与所烧管线和所自道气管线下游逸逸的结合管线与用于动力回收的下游膨^^it。10、权矛溪求7的设备，其中与所it^烧管线和所自道气管线下游i^的结^f线与下游^^热器a。全文摘要本发明涉及一种从FCC产物中回收动力的方法和设备。干气燃烧并与FCC再生器烟道气结合来提高烟道气的动力回收能力。该烟道气可以用于产生电能或蒸汽。可替换地或额外地，FCC产物流中的干气被分离并输送到膨胀机中以在燃烧前回收动力。文档编号C10G11/00GK101372632SQ20081021541公开日2009年2月25日申请日期2008年8月1日优先权日2007年8月1日发明者J·P·格拉文,K·A·库奇,X·X·朱申请人:环球油品公司