專利名稱：烴類原料提升管反應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于石油煉制設備技術領域，特別涉及一種石油煉制過程中使用的烴類原料催化轉(zhuǎn)化提升管反應器。
背景技術：
催化裂化裝置是煉油廠原料油二次加工的重要裝置之一。在催化裂化裝置中，烴類原料在催化劑存在下發(fā)生氣固相裂化反應。提升管反應器是催化裂化裝置的核心設備，現(xiàn)有的反應器通常采用等直徑的提升管反應器，反應器入口反應物氣相流速一般為5-8米/秒，因隨著反應進行，反應物不斷裂解，大分子變?yōu)樾》肿?，摩爾?shù)不斷增加，出口流速已增至15至18米/秒。提升管反應器的高度一般在30米以上，反應器的上部反應效率很低。這種普通管式反應器不能很好的與其內(nèi)的反應工況相適應。顯然提升管內(nèi)不同高度處反應條件和反應效果相差很多，反應器應能適應反應工況，不同位置應有不同結構。近幾年，就催化裂化提升管反應器做了許多改進。中國專利申請98125665.1對提升管反應器的結構出發(fā)進行改進，按氣相流速基本相等將反應器橫截面沿軸向高度設計成向上逐漸增加的曲線形式，使反應器高度大副降低，但該方案在工程上很難實現(xiàn)。中國專利申請99105904.2、99105905.0、99109196.5、99109193.0也對提升管結構進行了改進，其核心是把提升管分成a、b、c、d四個區(qū)(預提升段、第一、第二、第三反應段)，在中部的c區(qū)將直徑擴大，一般擴大2至3倍。使得反應中該區(qū)氣速降低，反應溫度降低，催化劑密度增加。該區(qū)上下進出口分別縮徑，以與b、d區(qū)聯(lián)接；縮徑程度由各自的錐角α、β控制。a、b、d三區(qū)仍為常規(guī)提升管。該方案雖充分考慮了反應過程工藝要求，但反應器的結構還不夠合理，催化劑循環(huán)量和密度不易調(diào)節(jié)控制，裝置操作范圍窄，其c區(qū)入口區(qū)催化劑回流明顯，返混嚴重。中國專利申請96106441.2、98125665.1和99118229.4也提出了提升管反應器的結構形式，其改進點主要是在預提升段和原料油進料段，在預提升段內(nèi)設催化劑輸送導管，使催化劑強制分配在提升管中心區(qū)，采用邊壁補氣的辦法減少催化劑提升管邊壁區(qū)的滑落。將反應器進料處的起始反應段(b區(qū))設計為錐形，與該區(qū)因高速裂化導致的反應物體積膨脹相適應。目的是減少原料進入?yún)^(qū)的返混，提高油劑接觸效率。但該發(fā)明提升管的后部反應區(qū)，即c區(qū)和d區(qū)仍為常規(guī)形式，不能對該部分的反應改進。上述反應器結構不能很好的與其內(nèi)的反應工況相適應，所形成的流態(tài)化狀態(tài)對裝置操作造成不利影響，尤其是不能與反應過程相協(xié)調(diào)，不利于提高產(chǎn)品收率和質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種結構合理、反應效果好的烴類原料提升管反應器。
為達上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案烴類原料提升管反應器，自下而上分成預提升段和三個反應段，預提升段和三個反應段同軸串聯(lián)，預提升段下部設有催化劑進管、底部設有預提升介質(zhì)接管，第一反應段下部設有進料噴嘴，第三反應段上部設有出口管，第二反應段為錐度＞0-20度的倒錐形段，其下端直徑同第一反應段。
第三反應段采用縮徑區(qū)縱截面呈 型或者 型的縮放結構，縮徑區(qū)直徑為未縮徑區(qū)直徑的0.7-1倍。
預提升段直徑為第一反應段直徑的1-1.5倍；第三反應段為直徑擴大的管式反應器，平均直徑為第一反應段的2-3倍。
第一反應段下部設有1-3層進料噴嘴，每層按偶數(shù)對稱布置；第二反應段側(cè)壁設有冷卻介質(zhì)接管。
第二反應段、第三反應段下部設有外來油氣回煉接管。
預提升段高度3-6米，第一反應段高度10-20米，第二反應段高度4-10米，第三反應段高度5-15米。
本發(fā)明工作過程為(再生)催化劑經(jīng)催化劑進管進入預提升段底部，在預提升氣體作用下，輸送入第一反應段；反應原料油經(jīng)噴嘴進入第一反應段，與高活性、高溫催化劑接觸，進行裂解反應；然后進入第二反應段繼續(xù)進行催化裂解反應，進入第三反應段進行產(chǎn)品重構，改善產(chǎn)品質(zhì)量；最后經(jīng)出口管離開提升管反應器。
本發(fā)明中，預提升段直徑較第一反應段擴大，有利于催化劑流動穩(wěn)定，反應溫度波動較小。該段溫度一般控制在650-700℃，流化氣流速0.5-2米/秒，流化介質(zhì)用蒸汽或干氣；第一反應段中主要進行裂化反應，多層噴嘴設計可以適應不同原料分開的要求，通過選用不同高度位置噴嘴還可以調(diào)整反應時間，改變反應結果。由于該段高度較常規(guī)大幅度減小，可以適當提高反應溫度，以提高反應效率，同時減少副反應發(fā)生，提高目的產(chǎn)物收率和質(zhì)量。每層噴嘴按偶數(shù)對稱布置，可保證高壓進料不致?lián)p壞反應器。該段中，經(jīng)噴嘴霧化后反應物料進入其中，氣相流速10-25米/秒，出口反應溫度500-550℃；第二反應段呈錐度＞0-20度的倒錐形結構，自下而上管徑逐漸擴大，小錐角射流擴散段可有效防止因橫截面急劇擴大引起的催化劑回流，保證該段應有的催化劑量，保證反應的正常進行。該段反應溫度490-520℃。反應器側(cè)面設置的冷卻介質(zhì)接管可通入20-70℃水或者汽油調(diào)整反應溫度；第三反應段流動狀態(tài)屬于典型的快速流態(tài)化，邊壁催化劑含量遠高于中心區(qū)，且滑落明顯，易造成嚴重的返混。該反應段采用縮放型結構，縮徑區(qū)直徑為未縮徑區(qū)直徑的0.7-1倍，可使催化劑脫離管壁表面，明顯減少催化劑返混，催化劑密度高，有利于反應產(chǎn)物進一步完成烷基化和氫轉(zhuǎn)移，提高汽柴油質(zhì)量。該段氣相流速2-4米/秒，反應溫度470-500℃。第二、第三反應段下部設置的外來油氣回煉接管可以用作其它反應器生成油氣的再加工、提高產(chǎn)品質(zhì)量或改變產(chǎn)品分布，如降低烯烴含量或者多產(chǎn)液化氣。


圖1為本發(fā)明結構示意圖；圖2、圖3為第三反應段結構示意圖。
具體實施例方式
實施例1、烴類原料提升管反應器，自下而上分成預提升段1和三個反應段2、3、4，預提升段1和三個反應段2、3、4同軸串聯(lián)。預提升段1總高5米，下部直徑1.5米、高2.5米，上部直徑0.8米、高2.5米，下部設有直徑0.7米的催化劑進管5、底部設有預提升介質(zhì)接管6。第一反應段2上下等徑，直徑0.8米、高1 5米，其下部設有兩層進料噴嘴7，下層四個、上層兩個，原料油在下層進入、回煉油在上層進入，兩層間距3米。第二反應段3下端直徑0.8米、錐度10度、高6.5米，其側(cè)壁設有冷卻介質(zhì)接管8。第三反應段4采用圖2中縮放型結構，總高15米，每2米設一縮徑，縮徑區(qū)9直徑1.85米、未縮徑區(qū)10直徑2米，其上部設有直徑1米的油氣出口管11。第二反應段3、第三反應段4下部設有直徑0.4米的外來油氣回煉接管12。
實施例2、本實施例中，預提升段1上下等徑，直徑1.5米。第二反應段3錐度20度。第三反應段4采用圖3中縮放型結構，總高15米，每2米設一縮徑，縮徑區(qū)9直徑2.2米、未縮徑區(qū)10直徑2.5米。油氣出口管直徑1.2米。本實施例中不設油氣回煉接管。其他同實施例1。
權利要求
1.烴類原料提升管反應器，自下而上分成預提升段和三個反應段，預提升段和三個反應段同軸串聯(lián)，預提升段下部設有催化劑進管、底部設有預提升介質(zhì)接管，第一反應段下部設有進料噴嘴，第三反應段上部設有出口管，其特征在于，第二反應段為錐度＞0-20度的倒錐形段，其下端直徑同第一反應段。
2.如權利要求1所述的反應器，其特征在于，第三反應段采用縮徑區(qū)縱截面呈 型或者 型的縮放結構，縮徑區(qū)直徑為未縮徑區(qū)直徑的0.7-1倍。
3.如權利要求1或2所述的反應器，其特征在于，預提升段直徑為第一反應段直徑的1-1.5倍；第三反應段為直徑擴大的管式反應器，平均直徑為第一反應段的2-3倍。
4.如權利要求1或2所述的反應器，其特征在于，第一反應段下部設有1-3層進料噴嘴，每層按偶數(shù)對稱布置；第二反應段側(cè)壁設有冷卻介質(zhì)接管。
5.如權利要求3所述的反應器，其特征在于，第一反應段下部設有1-3層進料噴嘴，每層按偶數(shù)對稱布置；第二反應段側(cè)壁設有冷卻介質(zhì)接管。
6.如權利要求4所述的反應器，其特征在于，第二反應段、第三反應段下部設有外來油氣回煉接管。
7.如權利要求5所述的反應器，其特征在于，第二反應段、第三反應段下部設有外來油氣回煉接管。
8.如權利要求1、2、5、6或7所述的反應器，其特征在于，預提升段高度3-6米，第一反應段高度10-20米，第二反應段高度4-10米，第三反應段高度5-15米。
9.如權利要求3所述的反應器，其特征在于，預提升段高度3-6米，第一反應段高度10-20米，第二反應段高度4-10米，第三反應段高度5-15米。
10.如權利要求4所述的反應器，其特征在于，預提升段高度3-6米，第一反應段高度10-20米，第二反應段高度4-10米，第三反應段高度5-15米。
全文摘要
烴類原料提升管反應器，屬于石油煉制設備技術領域。其中自下而上分成預提升段和三個反應段，預提升段和三個反應段同軸串聯(lián)，預提升段下部設有催化劑進管、底部設有預提升介質(zhì)接管，第一反應段下部設有進料噴嘴，第三反應段上部設有出口管，第二反應段為錐度＞0－20度的倒錐形段，其下端直徑同第一反應段。第三反應段采用縮放型結構，縮徑區(qū)直徑為未縮徑區(qū)直徑的0.7－1倍。第一反應段下部設有1－3層進料噴嘴，每層按偶數(shù)對稱布置；第二反應段側(cè)壁設有冷卻介質(zhì)接管。第二反應段、第三反應段下部設有外來油氣回煉接管。本發(fā)明結構合理、反應效果好。
文檔編號C10G35/04GK1640537SQ20041001001
公開日2005年7月20日 申請日期2004年1月9日 優(yōu)先權日2004年1月9日
發(fā)明者石寶珍 申請人:洛陽石化設備研究所