一種催化裂化裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，具體涉及石油化工催化裂化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 催化裂化是石油二次加工中最重要的一個(gè)加工過程。近年來，針對(duì)原料油日益變 重以及對(duì)環(huán)境友好燃料油品的需求，國(guó)內(nèi)外各大石油公司、研究機(jī)構(gòu)及大院校圍繞進(jìn)一步 優(yōu)化催化裂化反應(yīng)、提高轉(zhuǎn)化率、改善產(chǎn)品分布進(jìn)行了深入的研究，各種新技術(shù)，新設(shè)備及 新型催化劑不斷出現(xiàn)，不同程度地促進(jìn)了催化裂化工藝技術(shù)的的發(fā)展。然而，隨著原油的重 質(zhì)化和劣質(zhì)化，作為催化裂化反應(yīng)過程的傳統(tǒng)的提升管反應(yīng)器而言，主要表現(xiàn)在提升管過 長(zhǎng)造成反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)；催化劑在提升管中由于向下的重力作用，不可避免的產(chǎn)生滑落和返 混現(xiàn)象；隨著原料油的重質(zhì)化以及對(duì)產(chǎn)品選擇性要求的提高，提升管反應(yīng)器因催化劑滑落 和返混帶來的問題也日益明顯。提升管催化裂化由于催化劑積炭而使其活性和選擇性下降 及由于熱裂化與非理想的二次反應(yīng)發(fā)生等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象對(duì)催化裂化產(chǎn)品的選擇性和裂化 產(chǎn)品的質(zhì)量有很大的影響，如會(huì)引起干氣和焦炭產(chǎn)率高，輕油收率低，產(chǎn)品質(zhì)量差，催化裂 化汽油中烯烴含量高等。
[0003] 為了克服上述缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外各大石油公司、研究單位及石油煉制研究者做了大量 工作，相繼開發(fā)了不同形式的油劑短接觸催化裂化技術(shù)，其目的是最大限度地克服油氣和 催化劑之間的返混，減少二次裂化和氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的發(fā)生，使得裂化產(chǎn)品的選擇性好，干氣、 焦炭產(chǎn)率降低，輕質(zhì)油品收率高，裂化產(chǎn)品的質(zhì)量好。
[0004] 美國(guó)專利US4985136和USP5462652都公開了一種超短接觸催化裂化方法。在該 方法中，催化劑以幕簾的形式向下流動(dòng)，而石油烴垂直噴入該催化劑幕簾中，反應(yīng)產(chǎn)物和催 化劑水平穿過反應(yīng)區(qū)后，油劑混合物快速分離；部分汽提后的催化劑不經(jīng)再生直接進(jìn)入催 化劑混合器，與完全再生后的催化劑混合，以提高劑油比。該方法雖然通過加大劑油比的辦 法提高了油劑初始接觸段催化劑的濃度，但是由于催化劑在自由落體過程中不可能達(dá)到原 料充分轉(zhuǎn)化所需的濃度，因此也存在著油劑接觸效率不高，原料油轉(zhuǎn)化深度不夠的問題。
[0005] 本發(fā)明提供的一種催化裂化裝置與方法，充分利用反應(yīng)管的原料油氣與催化劑短 時(shí)間的返混接觸，可以避免由于提升管反應(yīng)器過長(zhǎng)，造成反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)，干氣和焦炭產(chǎn)率 高，輕油收率低的現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)由于反應(yīng)后的反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)后的催化劑在快速分離器 快速分離，避免了反應(yīng)產(chǎn)物二次反應(yīng)的現(xiàn)象發(fā)生。從而達(dá)到降低干氣、液化石油氣及焦炭產(chǎn) 率，提高輕油收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種催化裂化裝置與方法，將其應(yīng)用于催化裂化工藝過程。 由于反應(yīng)管的長(zhǎng)度與常規(guī)提升管反應(yīng)器長(zhǎng)度相比可以大大縮短，同時(shí)充分利用反應(yīng)管中的 油氣與催化劑短時(shí)間的返混接觸，反應(yīng)后的反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)后的催化劑在快速分離器快速 分離，以避免現(xiàn)有技術(shù)中反應(yīng)產(chǎn)物二次反應(yīng)的技術(shù)問題發(fā)生。
[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0008] -種催化裂化裝置，主要由反應(yīng)沉降器，汽提段，待生斜管，燒焦罐，催化劑提升管 和再生器組成，所述再生器包括再生器稀相段及再生器密相段、再生器旋風(fēng)分離器組、煙氣 集氣室和再生空氣分布器，所述的反應(yīng)沉降器包括沉降器稀相段、沉降器密相段、沉降器旋 風(fēng)分離器組和反應(yīng)產(chǎn)物集氣室，其特征在于：還包括裂化反應(yīng)器，所述裂化反應(yīng)器包括原料 霧化噴嘴、預(yù)提升管、反應(yīng)管、預(yù)提升分布器和快速分離器，所述預(yù)提升器分布器設(shè)置在預(yù) 提升管底部，預(yù)提升管內(nèi)部同軸設(shè)置有進(jìn)料霧化噴嘴，預(yù)提升管下部與再生斜管相連通，預(yù) 提升管頂部與反應(yīng)管同軸連通，反應(yīng)管插入到快速分離器中部并同軸連通，反應(yīng)管出口設(shè) 置有人字傘帽；所述快速分離器底部連通催化劑輸送管，快速分離器頂部連通反應(yīng)產(chǎn)物輸 送管，催化劑輸送管通入沉降器密相段，反應(yīng)產(chǎn)物輸送管與沉降器旋風(fēng)分離器組相連通，預(yù) 提升管下部通過再生斜管與再生器底部相連。
[0009] 本發(fā)明一種催化裂化裝置，其進(jìn)一步特征在于：所述的裂化反應(yīng)器中的預(yù)提升管 直徑為0. 2~2. 0m，長(zhǎng)度為I. 0~5. 0m，所述的裂化反應(yīng)器中的反應(yīng)管直徑為0. 15~I. 5m， 長(zhǎng)度為〇· 5~10.0 m。
[0010] 本發(fā)明一種催化裂化裝置，其進(jìn)一步特征在于：所述催化劑提升管底部連通燒焦 罐，頂部出口與再生器內(nèi)的再生器旋風(fēng)分離器組相連通。
[0011] 本發(fā)明一種催化裂化裝置，其進(jìn)一步特征在于：所述的快速分離器中部采用圓形 筒體，上部采用正圓錐形筒體，下部采用斜圓錐形筒體。快速分離器底部連通催化劑輸送 管；快速分離器頂部連通反應(yīng)產(chǎn)物輸送管。
[0012] 本發(fā)明一種催化裂化裝置，其進(jìn)一步特征在于：所述的再生斜管與預(yù)提升管構(gòu)成 的夾角為15~58°。
[0013] 本發(fā)明一種催化裂化裝置，其進(jìn)一步特征在于：采用的進(jìn)料霧化噴嘴和預(yù)提升管 同軸設(shè)置。
[0014] 本發(fā)明一種催化裂化裝置，其進(jìn)一步特征在于：所述的進(jìn)料霧化噴嘴采用常用的 套管式噴嘴，主要用于原料油充分霧化。進(jìn)料霧化噴嘴的長(zhǎng)度是預(yù)提升管長(zhǎng)度的1/5~ 4/5,進(jìn)料霧化噴嘴底部設(shè)置有原料油入口和水蒸氣入口。
[0015] 本發(fā)明一種催化裂化裝置，其進(jìn)一步特征在于：所述燒焦罐底部設(shè)置有燒焦空氣 分布器。
[0016] 本發(fā)明一種催化裂化裝置，所述的反應(yīng)器組件中的管線與連通件均采用金屬不銹 鋼材料，用內(nèi)襯隔熱襯里加工制成。
[0017] 本發(fā)明還提供一種催化裂化方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0018] A、再生后的再生催化劑，經(jīng)再生斜管流入到預(yù)提升管內(nèi)，沿著預(yù)提升管向上流動(dòng)， 原料油及水蒸汽分別從原料霧化噴嘴經(jīng)充分霧化后噴出，與再生催化劑接觸后進(jìn)入到反應(yīng) 管，經(jīng)過反應(yīng)后，反應(yīng)產(chǎn)物和待生劑進(jìn)入到快速分離器中，在快速分離器中，反應(yīng)產(chǎn)物向上 進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物輸送管，攜帶少量的催化劑顆粒進(jìn)入沉降器旋風(fēng)分離器組，分離后進(jìn)入反應(yīng) 產(chǎn)物集氣室；
[0019] B、進(jìn)入到快速分離器中的待生劑由于自身的重量沿著快速分離器向下流入催化 劑輸送管，催化劑輸送管與沉降器密相段相連通，待生劑向下流入沉降器密相段，經(jīng)汽提后 流入待生斜管，汽提出的反應(yīng)產(chǎn)物穿過沉降器密相段及沉降器稀相段，經(jīng)由沉降器旋風(fēng)分 離器組進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物集氣室；
[0020] C、汽提后的待生劑進(jìn)入燒焦罐與來自底部的燒焦空氣分布器的空氣發(fā)生燒焦反 應(yīng)后進(jìn)入催化劑提升管，催化劑提升管與再生器內(nèi)的再生器旋風(fēng)分離器組相連通，在燒焦 罐和催化劑提升管中經(jīng)過部分燒焦的催化劑與燒焦反應(yīng)生成的一氧化碳和二氧化碳及未 參加反應(yīng)的氧氣氮?dú)饨?jīng)再生器旋風(fēng)分離器組分離，分離后的催化劑向下流入再生器密相段 進(jìn)一步進(jìn)行燒焦反應(yīng)；經(jīng)過充分燒焦后的催化劑經(jīng)再生立管及再生斜管流入預(yù)提升管進(jìn)行 循環(huán)反應(yīng)。
[0021] 本發(fā)明一種催化裂化方法，其進(jìn)一步特征在于：所述的催化劑提升管底部連通燒 焦罐，燒焦罐底部設(shè)置有燒焦空氣分布器，燒焦空氣通過燒焦空氣分布器進(jìn)入燒焦罐，燒焦 罐的溫度為550~650°C，可以燒去待生劑焦炭20~30%的焦炭；催化劑提升管燒焦溫度 為550~650°C，可以燒去待生劑焦炭含量10~20%。再生器燒去待生劑剩余焦炭含量。
[0022] 本發(fā)明一種催化裂化方法，其進(jìn)一步特征在于：所述的再生器的溫度為550~ 720°C，頂部的操作壓力為0· 05~0· 4MPa。
[0023] 本發(fā)明一種催化裂化方法，其進(jìn)一步特征在于：所述的裂化反應(yīng)器油劑反應(yīng)時(shí)間 為0. 1~I. 0秒，反應(yīng)溫度為460~530°C，，劑油比為4~15,原料預(yù)熱溫度50~400°C， 再生催化劑溫度550~720°C，反應(yīng)操作壓力為0· 05~0· 4MPa。
[0024] 本發(fā)明一種催化裂化方法，其進(jìn)一步特征在于：所述反應(yīng)沉降器的溫度為450~ 530°C，操作壓力為0· 05~0· 4MPa。
[0025] 本發(fā)明一種催化裂化方法，其進(jìn)一步特征在于：所述汽提段的溫度450~530°C。
[0026] 本發(fā)明一種催化裂化方法，其進(jìn)一步特征在于：所述的催化原料可以是汽油、柴 油、餾分油，常壓渣油及摻煉減壓渣油。催化劑可以是催化裂化催化劑，催化劑微反活性 55 ~65〇
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明，具有如下的優(yōu)點(diǎn)：
[0028] 1、本發(fā)明提供的催化裂化裝置與方法與常規(guī)催化裂化提升管相比，反應(yīng)管的長(zhǎng)度 相對(duì)較短，其反應(yīng)時(shí)間大大縮短，從而抑制了過裂化現(xiàn)象的發(fā)生，降低了干氣和焦炭產(chǎn)率。
[0029] 2、本發(fā)明提供的催化裂化裝置與方法，其反應(yīng)管的原料油氣與催化劑在向上流動(dòng) 過程中，進(jìn)行可控的短時(shí)間返混接觸，使得來自再生器的再生催化劑充分參與反應(yīng)，相對(duì)超 短接觸催化裂化方法，原料油轉(zhuǎn)化深度大大提高。
[0030] 3、本發(fā)明提供的催化裂化裝置與方法，在反應(yīng)管出口設(shè)置了快速分離器，反應(yīng)后 的反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)后的催化劑在快速分離器實(shí)時(shí)分離，避免了反應(yīng)產(chǎn)物二次反應(yīng)的現(xiàn)象發(fā) 生，減少了二烯烴及炔烴的濃度，降低了裂化氣產(chǎn)率，從而提高了汽、柴油產(chǎn)品質(zhì)量的安定 性。
[0031] 4、本發(fā)明提供的催化裂化裝置與方法，催化劑提升管上設(shè)置有燒焦罐。充分利用 燒焦罐、催化劑提升管燒焦能力，從而降低再生器燒焦的負(fù)荷，增大原料的處理量。
【附圖說明】
[0032] 圖1是本發(fā)明一種催化裂化裝置的工藝流程示意圖。
[0033] 圖中所示附圖標(biāo)記為：1_再生斜管，2-預(yù)提升分布器，3-原料油入口，4-水蒸汽入 口，5-原料霧化噴嘴，6-預(yù)提升管，8-反應(yīng)管，9-催化劑輸送管，10-快速分離器，11-人字 傘帽，12-反應(yīng)產(chǎn)物輸送管，20-燒焦空氣，21-催化劑提升管，22-煙氣集氣室，23-煙氣導(dǎo) 流管線，24-再生器旋風(fēng)分離器組，25-再生器稀相段，26-再生器密相段，27-再生空氣分布 器，28-再生立管，29-再生滑閥，30-沉降器旋風(fēng)分離器組，31-反應(yīng)產(chǎn)物集氣室，32-反應(yīng)產(chǎn) 物導(dǎo)流管線，33-沉降器稀相段，34-沉降器密相段，35-汽提段，36-汽提蒸汽分布器，37-待 生斜管，38-待生滑閥，39-燒焦空氣分布器，40-燒焦罐。
[0034] 下面結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但是，這些實(shí)施例并不是用 來以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
【具體實(shí)施方式】<