專利名稱：兩段提升管催化裂化新技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種兩段提升管催化裂化新技術(shù)，它是屬于對石油加工過程中的催化裂化工藝技術(shù)核心部分----提升管反應(yīng)器及反應(yīng)-再生系統(tǒng)工藝流程的改進。它主要是通過兩段式提升管反應(yīng)器來實現(xiàn)油氣串聯(lián)、催化劑接力、分段反應(yīng)、縮短反應(yīng)時間和提高催化劑的平均性能的目的。
在石油加工工業(yè)中，催化裂化技術(shù)是重要的工藝工程之一。迄今為止的現(xiàn)有催化裂化技術(shù)，大都沿用早期的提升管反應(yīng)器及反應(yīng)-再生系統(tǒng)流程，提升管反應(yīng)器都很長，大多在30～36米，有的甚至長達40多米。提升管反應(yīng)再生系統(tǒng)中，預(yù)熱的原料油經(jīng)進料噴嘴進入提升管反應(yīng)器，與來自再生器的高溫催化劑接觸、汽化并進行反應(yīng)，油氣攜催化劑以10米/秒左右的平均線速沿提升管向上流動，邊流動邊反應(yīng)，經(jīng)歷大約3秒鐘左右的時間。反應(yīng)過程中不斷有焦炭生成并沉積在催化劑表面及活性中心上，使催化劑的活性及選擇性急劇下降。為此，結(jié)焦催化劑必須及時與反應(yīng)油氣分離并進入再生器進行燒焦再生后再循環(huán)使用，形成催化劑的循環(huán)回路。反應(yīng)油氣則進入分離系統(tǒng)分離出所需要的產(chǎn)品，原料中經(jīng)過一次反應(yīng)未轉(zhuǎn)化為所需輕質(zhì)產(chǎn)品的部分(通常稱為循環(huán)油)再次進入提升管反應(yīng)器進行反應(yīng)。這就是催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)的基本過程。由于重油的特殊性質(zhì)，給催化裂化過程帶來了種種困難。近年來催化裂化的發(fā)展主要圍繞重油催化裂化(RFCC)技術(shù)。在此之前的技術(shù)大多都是在提升管反應(yīng)器之前或之后進行局部部件的改造，使之達到某種效果。現(xiàn)有主要的新技術(shù)及其作用如下①重油進料(噴嘴)的霧化技術(shù)----改善原料與催化劑的接觸狀況，提高輕油收率；②提升管末端的氣固快分技術(shù)----使氣固快速分離，減少過裂化反應(yīng)；③待生劑高效多段汽提技術(shù)----強化汽提效果，減少焦炭產(chǎn)率、提高輕油收率；④兩段高效再生技術(shù)----提高燒焦強度，減少再生催化劑上的含炭量，維持催化劑的活性；⑤提升管反應(yīng)終止技術(shù)----縮短反應(yīng)時間，減少不利二次反應(yīng)，提高輕油收率；⑥分段進料技術(shù)----區(qū)別對待不同性質(zhì)的原料，優(yōu)化反應(yīng)過程；⑦毫秒級催化裂化新技術(shù)----縮短反應(yīng)時間，減少二二次反應(yīng)。(尚在開發(fā)研究階段)；⑧下行式提升管技術(shù)----尚在開發(fā)研究階段。在上述現(xiàn)有催化裂化技術(shù)，除最后兩項涉及提升管反應(yīng)器形式變化外，其余均不改動現(xiàn)有提升管反應(yīng)器的總體結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有提升管反應(yīng)器的最大弊端是提升管過長(導(dǎo)致反應(yīng)時間過長3秒左右)。研究表明，目前提升管出口處的催化劑活性只及初始活性的三分之一左右，反應(yīng)進行一秒鐘左右之后，催化劑的活性下降50％左右。因此，在提升管反應(yīng)器的后半段，催化劑活性及選擇性已急劇下降，催化作用變差，反應(yīng)過程中催化反應(yīng)所占比例減少，熱裂化反應(yīng)及不利二次反應(yīng)增加。這一方面限制了單程轉(zhuǎn)化率的提高，另一方面使得催化汽油中烯含量很高(45～60％)，遠(yuǎn)不能滿足汽油的新標(biāo)準(zhǔn)要求。
本發(fā)明的目的就在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供了一種兩段提升管催化裂化新技術(shù)，它主要是采用兩段式提升管反應(yīng)器和接力式地使用催化劑來達到油氣串聯(lián)、催化劑接力、分段反應(yīng)、縮短反應(yīng)時間和提高催化劑的平均性能的目的。其主要的技術(shù)特點是其特征在于采用了兩段式提升管，并與再生系統(tǒng)構(gòu)成催化劑的兩路循環(huán)，使得反應(yīng)成為油氣兩段串聯(lián)、催化劑兩路接力的全新的反應(yīng)工藝。
為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，設(shè)計者是對油氣兩段串聯(lián)、催化劑兩路接力的全新反應(yīng)工藝是這樣實現(xiàn)的來自再生器的高溫催化劑首先進入第一段提升管(6)下部與原料油(15)接觸、汽化并進行反應(yīng)，經(jīng)歷大約1秒鐘左右的時間后，進入中間分離器(4)將半待生催化劑與油氣分離，半待生催化劑經(jīng)汽提段(5)汽提分出攜帶的油氣后返回再生器(2)進行再生，完成催化劑的第一個循環(huán)；從中間分離器(4)出來的油氣進入第二段提升管(7)，與來自外取熱器(3)的熱催化劑接觸，油氣攜帶催化劑向上流動并繼續(xù)進行催化裂化反應(yīng)，之后進入沉降器(1)將催化劑與油氣分離，油氣從沉降器(1)流出去分餾系統(tǒng)，催化劑經(jīng)汽提后也返回再生器(2)，完成催化劑的第二個循環(huán)。
還可根據(jù)產(chǎn)品的工藝要求，對由第一段提升管(6)出來的反應(yīng)油氣也可經(jīng)中間分離器(4)及其他分離設(shè)備先進行分離，分離出汽油、柴油、液化氣和重油，然后將其中的一種或幾種再進入第二段提升管進行反應(yīng)，以達到提高輕油收率或改善產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
附圖
即為本發(fā)明的兩段式反應(yīng)器裝置結(jié)構(gòu)圖。
附圖的圖面說明如下1---反應(yīng)沉降器 2---再生器 3---外取熱器 4---中間分離器5---氣體段 6---第一段提升管 7---第二段提升管 8---油氣出口9---煙氣出口 10---預(yù)提升氣 11---催化劑提升介質(zhì) 12---流化空氣13---軟化水 14---飽和蒸汽 15---原料油進口 16---空氣下面將結(jié)合附圖和實施例來詳敘本發(fā)明的設(shè)計思想和工藝優(yōu)點。
在實際設(shè)計反應(yīng)工藝和裝置時，本發(fā)明的設(shè)計者是按附圖所示的裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計了本發(fā)明所使用的兩段式反應(yīng)器，從而可這樣實現(xiàn)本發(fā)明的反應(yīng)過程
在兩段提升管催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)中，來自再生器(2)的高溫催化劑首先進入第一段提升管(6)下部與原料油(15)接觸、汽化并進行反應(yīng)，經(jīng)歷大約1秒鐘左右的時間后，進入中間分離器(4)將催化劑(稱半待生催化劑)與油氣分離，半待生催化劑經(jīng)汽提段(5)汽提分出攜帶的油氣后返回再生器(2)進行再生，完成催化劑的第一個循環(huán)；從中間分離器(4)出來的油氣進入第二段提升管(7)，與來自外取熱器(3)的熱催化劑接觸，油氣攜帶催化劑向上流動并繼續(xù)進行催化裂化反應(yīng)，之后進入沉降器(1)將催化劑與油氣分離，油氣從沉降器(1)流出去分餾系統(tǒng)，催化劑經(jīng)汽提后也返回再生器(2)，完成催化劑的第二個循環(huán)。
由于本發(fā)明所采用提升管是兩段式提升管反應(yīng)器，這種結(jié)構(gòu)形式及反應(yīng)再生系統(tǒng)流程的改變，使得提升管兩段之間分離出已經(jīng)部分結(jié)焦失活的半待生催化劑，更換為新的再生催化劑，實現(xiàn)雙路循環(huán)、油氣串聯(lián)、催化劑接力、分段反應(yīng)、短反應(yīng)時間(總反應(yīng)時間只及常規(guī)催化裂化的1/2～2/3)，從而大大提高提升管內(nèi)催化劑的平均性能(催化劑平均活性、選擇性提高)，強化和改善了催化裂化反應(yīng)過程。
通過在實驗室對單段和兩段提升管連續(xù)反應(yīng)裝置進行的對比表明①在相同輕油收率下提高單程轉(zhuǎn)化率8～10個百分點；②在轉(zhuǎn)化率高出單段8～10個百分點的情況下，輕油收率提高1～2個百分點、液收率提高6～8個百分點，干氣有所降低，焦炭增加2個百分點；③產(chǎn)品性質(zhì)得到明顯改善，催化汽油的烯烴含量大幅度降低，在適宜的條件下，可降低15個百分點以上(以熒光法數(shù)據(jù)進行比較，下降幅度更大，烯烴含量下降更多)；汽油中異構(gòu)烷烴含量可提高6～7個百分點(用色譜法分析數(shù)據(jù))，芳烴含量增加5個百分點；汽油辛烷值增加1～2個單位。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所采用的新型工藝技術(shù)強化和改善了重油催化裂化反應(yīng)過程可大幅度提高單程轉(zhuǎn)化率，在高轉(zhuǎn)化率下仍能獲得好的產(chǎn)品分布，提高輕質(zhì)油品收率；顯著改善催化汽油的質(zhì)量大幅度降低催化汽油中的烯烴含量、增加異構(gòu)烴和芳烴含量，提高催化汽油辛烷值。因此，本發(fā)明所述的兩段提升管催化裂化新技術(shù)具有極大的應(yīng)用和推廣前景。
權(quán)利要求
1．兩段提升管催化裂化新技術(shù)，它主要是采用了兩段式提升管與常規(guī)催化劑再生器相結(jié)合來達到提高提升管內(nèi)催化劑的平均性能，其特征在于采用了兩段式提升管，并與再生系統(tǒng)構(gòu)成催化劑的兩路循環(huán)，使得反應(yīng)成為油氣兩段串聯(lián)、催化劑兩路接力的新式反應(yīng)工藝。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段提升管催化裂化新技術(shù)，其特征在于所述的油氣兩段串聯(lián)、催化劑兩路接力的新式反應(yīng)工藝是這樣實現(xiàn)的來自再生器的高溫催化劑首先進入第一段提升管(6)下部與原料油(15)接觸、汽化并進行反應(yīng)，經(jīng)歷大約1秒鐘左右的時間后，進入中間分離器(4)將半待生催化劑與油氣分離，半待生催化劑經(jīng)汽提段(5)汽提分出攜帶的油氣后返回再生器(2)進行再生，完成催化劑的第一個循環(huán)；從中間分離器(4)出來的油氣進入第二段提升管(7)，與來自外取熱器(3)的熱催化劑接觸，油氣攜帶催化劑向上流動并繼續(xù)進行催化裂化反應(yīng)，之后進入沉降器(1)將催化劑與油氣分離，油氣從沉降器(1)流出去分餾系統(tǒng)，催化劑經(jīng)汽提后也返回再生器(2)，完成催化劑的第二個循環(huán)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段提升管催化裂化新技術(shù)，其特征在于所述由第一段提升管(6)出來的反應(yīng)油氣也可經(jīng)中間分離器(4)及其他分離設(shè)備進行分離，分離出的汽油、柴油、液化氣和重油，然后將其中的一種或幾種再進入第二段提升管進行反應(yīng)，以達到提高輕油收率或改善產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
全文摘要
一種兩段提升管催化裂化新技術(shù),它主要是通過兩段式提升管反應(yīng)器來實現(xiàn)油氣串聯(lián)、催化劑接力、分段反應(yīng)、縮短反應(yīng)時間和提高催化劑的平均性能的目的,并可大幅度提高單程轉(zhuǎn)化率,在高轉(zhuǎn)化率下仍能獲得好的產(chǎn)品分布,提高輕質(zhì)油品收率;顯著改善催化汽油的質(zhì)量:大幅度降低催化汽油中的烯烴含量、增加異構(gòu)烴和芳烴含量,提高催化汽油辛烷值。
文檔編號C10G11/18GK1302843SQ0013405
公開日2001年7月11日 申請日期2000年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月13日
發(fā)明者張建芳, 山紅紅, 楊朝合, 馬安, 鈕根林, 杜峰, 孫昱東, 李正, 李春義, 韓忠祥, 段愛軍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 石油大學(xué)(華東)