專利名稱：一種流化催化裂化提升管反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油加工領(lǐng)域使用的一種流化催化裂化提升管反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
流化催化裂化(FCC)是石油煉制工業(yè)中的一種重要的二次加工手段。目前，國內(nèi)外幾乎所有的流化催化裂化裝置都采用提升管反應(yīng)器。常規(guī)的提升管反應(yīng)器自下而上可分為預(yù)提升段、主反應(yīng)段(主反應(yīng)段之內(nèi)的下部為噴嘴反應(yīng)區(qū)，設(shè)有原料油噴嘴)和出口快速分離段三個工作區(qū)。來自再生器的高溫再生催化劑通過再生斜管進入提升管反應(yīng)器下部的預(yù)提升段，在預(yù)提升氣體的作用下沿提升管反應(yīng)器向上流動進入主反應(yīng)段，與原料油噴嘴噴出的原料油霧滴接觸后進行高溫裂化反應(yīng)，之后進入出口快速分離段進行分離。分離出的油氣送往分餾塔。分離出的待生催化劑則經(jīng)汽提后進入再生器進行再生，燒掉催化劑表面的積炭；然后再進入提升管反應(yīng)器，完成循環(huán)過程。
工程應(yīng)用與實驗結(jié)果均表明，提升管反應(yīng)器內(nèi)油劑之間的接觸效率與催化劑預(yù)分布狀況有很大的關(guān)系，催化劑預(yù)分布狀況在相當程度上影響著焦炭及干氣的產(chǎn)率。近年來，人們已研究出了多種措施，來改善預(yù)提升段內(nèi)的催化劑分布狀況。中國專利ZL 96106441.2(授權(quán)公告號CN 1056543C)提出的一種催化裂化提升管反應(yīng)器，其主要結(jié)構(gòu)特點是下部的預(yù)提升段為擴徑結(jié)構(gòu)，其頂部與提升管相連通，側(cè)壁與再生斜管相連通。預(yù)提升段內(nèi)設(shè)有一個直徑較提升管直徑稍小的內(nèi)提升管，內(nèi)提升管底部的入口為喇叭口形。內(nèi)提升管入口的下方設(shè)有預(yù)提升氣體管(用于向內(nèi)提升管通入預(yù)提升氣體)、流化氣體分配器(用于向預(yù)提升段內(nèi)通入流化氣體)，預(yù)提升氣體管頂部的出口伸入到內(nèi)提升管的入口內(nèi)。操作過程中，預(yù)提升段內(nèi)的催化劑形成一個小型的流化床。該專利的優(yōu)點是實現(xiàn)了流化氣體和預(yù)提升氣體獨立進氣，兩股氣體互不干擾；較好地解決了催化劑偏流、循環(huán)量不穩(wěn)定等諸多問題，有效地改善了油劑接觸效率，減少了設(shè)備結(jié)焦，提高了輕質(zhì)油收率，并提高了整個裝置的操作彈性。然而，對于一些預(yù)提升段的高度很高的提升管反應(yīng)器而言(例如預(yù)提升段的高度為5米以上)，該形式也存在著一些局限性。實際上，一些煉油廠提升管反應(yīng)器的預(yù)提升段高達15米以上，如完全采用這種預(yù)提升段的結(jié)構(gòu)形式，由于預(yù)提升段內(nèi)密相催化劑床層很高，部分流化氣體可能從內(nèi)提升管中短路，導(dǎo)致催化劑床層流化困難、壓力波動較大、再生斜管下料不穩(wěn)定等現(xiàn)象，直接影響到生產(chǎn)裝置的平穩(wěn)操作。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是采用上述結(jié)構(gòu)形式的流化催化裂化提升管反應(yīng)器(預(yù)提升段內(nèi)設(shè)有內(nèi)提升管、預(yù)提升氣體管和流化氣體分配器)，當預(yù)提升段的高度很高時所導(dǎo)致的預(yù)提升段內(nèi)催化劑床層流化困難、壓力波動較大、再生斜管下料不穩(wěn)定等問題。
為解決上述問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種流化催化裂化提升管反應(yīng)器，其下部為擴徑結(jié)構(gòu)的預(yù)提升段，預(yù)提升段的頂部與提升管相連通，側(cè)壁與再生斜管相連通，預(yù)提升段內(nèi)設(shè)有內(nèi)提升管，內(nèi)提升管底部的入口為喇叭口形，入口的下方設(shè)有預(yù)提升氣體管、一段流化氣體分配器，預(yù)提升氣體管頂部的出口伸入到內(nèi)提升管的入口內(nèi)，其特征在于在一段流化氣體分配器的上方環(huán)繞內(nèi)提升管的外壁設(shè)有二段流化氣體分配器，二段流化氣體分配器位于再生斜管入口的上方。
本實用新型是針對預(yù)提升段的高度較高的流化催化裂化提升管反應(yīng)器的具體特點和內(nèi)在要求、為了改善預(yù)提升段內(nèi)的催化劑流化狀態(tài)和催化劑在提升管反應(yīng)器噴嘴反應(yīng)區(qū)的分布狀況、提高催化劑與原料油之間的接觸效率而提出的。對于預(yù)提升段的高度較高的提升管反應(yīng)器，采用本實用新型具有如下的有益效果本實用新型流化催化裂化提升管反應(yīng)器(簡稱為提升管反應(yīng)器)下部的預(yù)提升段內(nèi)設(shè)有內(nèi)提升管、預(yù)提升氣體管和兩個流化氣體分配器(一段流化氣體分配器和二段流化氣體分配器)，可以實現(xiàn)預(yù)提升氣體與流化氣體獨立進氣，互不干擾。兩個流化氣體分配器在預(yù)提升段內(nèi)的不同高度處分別向在操作過程中預(yù)提升段內(nèi)所形成的小型催化劑流化床通入兩股流化氣體，使預(yù)提升段內(nèi)的催化劑顆粒始終維持在較佳的流化狀態(tài)，從而可大大地減小再生斜管的下料阻力、保證再生斜管暢通下料，并使流化氣體始終從提升管的內(nèi)壁與內(nèi)提升管外壁之間的環(huán)隙進入提升管，促使提升管內(nèi)的催化劑向提升管的中心區(qū)域流動，避免催化劑沿該環(huán)隙滑落及返混，降低提升管反應(yīng)器內(nèi)的邊壁效應(yīng)。采用本實用新型，可以使提升管反應(yīng)器噴嘴反應(yīng)區(qū)的催化劑維持相對均勻的分布，保證同一軸向位置處徑向截面上高、低點的催化劑密度僅相差20％左右(催化劑密度單位為千克/立方米)，從而提高油劑間的接觸效率，以改善產(chǎn)品分布、提高原料油的轉(zhuǎn)化率和輕質(zhì)油(汽油和柴油)以及總液態(tài)產(chǎn)品(液化氣、汽油和柴油)的收率、降低干氣和焦炭產(chǎn)率，并使產(chǎn)品的選擇性較好。采用本實用新型，由于可有效地改善預(yù)提升段內(nèi)催化劑的流化狀態(tài)、大大地減小再生斜管的下料阻力，從而可提高整個裝置的催化劑循環(huán)能力，使整個裝置的操作彈性得以提高。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。附圖和具體實施方式
并不限制本實用新型要求保護的范圍。


圖1是本實用新型提升管反應(yīng)器預(yù)提升段的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型提升管反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)與布置的示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型的流化催化裂化提升管反應(yīng)器，其下部為擴徑結(jié)構(gòu)的預(yù)提升段8(擴徑結(jié)構(gòu)是指預(yù)提升段8的內(nèi)直徑大于提升管14的內(nèi)直徑)。預(yù)提升段8的頂部與提升管14相連通，側(cè)壁與再生斜管2相連通(再生斜管2上設(shè)有再生滑閥3)。預(yù)提升段8內(nèi)設(shè)有內(nèi)提升管11，內(nèi)提升管11向上伸入到提升管14內(nèi)，其外壁與提升管14的內(nèi)壁之間形成一個環(huán)隙。內(nèi)提升管11頂部的出口112位于原料油噴嘴13的下方；內(nèi)提升管11底部的入口111為喇叭口形，喇叭口形入口111可位于再生斜管2入口的下方或上方。內(nèi)提升管入口111的下方設(shè)有預(yù)提升氣體管5、一段流化氣體分配器7。圖1所示的一段流化氣體分配器7為分布環(huán)，分布環(huán)上設(shè)有若干個方向向下的分配孔；分布環(huán)的內(nèi)直徑大于內(nèi)提升管入口111的外直徑。預(yù)提升氣體管5頂部的出口51伸入到內(nèi)提升管的入口111內(nèi)。如圖1所示，內(nèi)提升管11和預(yù)提升氣體管5位于預(yù)提升段8的中心線位置。在一段流化氣體分配器7的上方環(huán)繞內(nèi)提升管11的外壁設(shè)有二段流化氣體分配器10，二段流化氣體分配器10位于再生斜管2入口的上方。圖1所示的二段流化氣體分配器10也為分布環(huán)，分布環(huán)上同樣設(shè)有若干個方向向下的分配孔；分布環(huán)的內(nèi)直徑大于內(nèi)提升管11的外直徑。
圖1所示預(yù)提升段8的主要部件結(jié)構(gòu)參數(shù)一般是預(yù)提升段8的內(nèi)直徑D1為提升管14內(nèi)直徑D0的1.1～5倍，優(yōu)化內(nèi)直徑D1為提升管14內(nèi)直徑D0的1.5～3倍。內(nèi)提升管11的內(nèi)直徑D2為提升管14內(nèi)直徑D0的0.2～0.9倍，優(yōu)化內(nèi)直徑D2為提升管14內(nèi)直徑D0的0.4～0.8倍。內(nèi)提升管11底部的喇叭口形入口111的內(nèi)直徑D3為內(nèi)提升管11內(nèi)直徑D2的1～1.4倍(1倍內(nèi)直徑時，內(nèi)提升管11底部的入口111變?yōu)橹惫苄稳肟?；在預(yù)提升段8的內(nèi)直徑D1較小的情況下采用這種入口形式)。內(nèi)提升管11頂部的出口112至原料油噴嘴13入口中心的距離L1為提升管14內(nèi)直徑D0的0.1～2倍，優(yōu)化距離L1為提升管14內(nèi)直徑D0的0.2～1倍。預(yù)提升氣體管5頂部的出口51伸入到內(nèi)提升管11底部的入口111內(nèi)，伸入的距離為提升管14內(nèi)直徑D0的0～1倍(伸入的距離為0倍時，預(yù)提升氣體管5頂部的出口51與內(nèi)提升管11底部的入口111相平齊)。一段流化氣體分配器7的直徑(中徑)D4為預(yù)提升段8內(nèi)直徑D1的0.5～0.9倍，二段流化氣體分配器10的直徑(中徑)D5為預(yù)提升段8內(nèi)直徑D1的0.5～0.9倍。二段流化氣體分配器10與一段流化氣體分配器7之間的距離L2為提升管14內(nèi)直徑D0的1～4倍，該距離是二段流化氣體分配器10與一段流化氣體分配器7本身高度中點之間的距離。
圖2示出了本實用新型提升管反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)與布置形式。參見圖2，提升管反應(yīng)器下部預(yù)提升段8的結(jié)構(gòu)及其與提升管14、再生斜管2等部件的連接與圖1所示的預(yù)提升段8完全相同，參見對圖1的有關(guān)說明。提升管14頂部的出口伸入到沉降器16內(nèi)，出口上方設(shè)有快速分離器15(提升管14頂部的出口亦即提升管反應(yīng)器頂部的出口)。沉降器16的下部設(shè)有沉降器汽提段18，沉降器汽提段18的下部設(shè)有待生斜管19。圖1和圖2中，一段流化氣體分配器7和二段流化氣體分配器10為分布環(huán)的形式，還可以采用分布管(樹枝狀)；采用分布管時，其設(shè)置與分布環(huán)相同。分布管式的二段流化氣體分配器10與一段流化氣體分配器7之間的距離L2同樣為提升管14內(nèi)直徑D0的1～4倍，該距離同樣是二段流化氣體分配器10與一段流化氣體分配器7本身高度中點之間的距離。上述的分布環(huán)和分布管都是工業(yè)上所常用的。本實用新型提升管反應(yīng)器的主要結(jié)構(gòu)特征是在預(yù)提升段8內(nèi)設(shè)置了二段流化氣體分配器10，其余的部件結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和部件的布置與現(xiàn)有的提升管反應(yīng)器相同。
參見圖1和圖2，本實用新型提升管反應(yīng)器一些主要的部件具體結(jié)構(gòu)尺寸一般是提升管反應(yīng)器的總高度為20～50米，提升管14的內(nèi)直徑D0為0.3～3米，預(yù)提升段8的高度為5～15米(預(yù)提升段8的高度為再生斜管2入口中心與原料油噴嘴13入口中心之間的距離)，預(yù)提升段8的內(nèi)直徑D1為0.5～4米，內(nèi)提升管11頂部的出口112與原料油噴嘴13入口中心之間的距離L1為0.2～2米，二段流化氣體分配器10與一段流化氣體分配器7之間的距離L2為1～6米。
下面參照圖2和圖1說明本實用新型提升管反應(yīng)器的操作過程。來自于再生器的高溫再生催化劑1在再生滑閥3的調(diào)節(jié)下經(jīng)再生斜管2進入提升管反應(yīng)器下部的預(yù)提升段8內(nèi)。一段流化氣體6通過一段流化氣體分配器7上的方向向下的分配孔進入預(yù)提升段8的下部，使預(yù)提升段8內(nèi)的催化劑形成小型的流化床。二段流化氣體9通過設(shè)置在再生斜管2入口上方的二段流化氣體分配器10上的方向向下的分配孔進入預(yù)提升段8內(nèi)，使預(yù)提升段8內(nèi)的催化劑始終維持在較佳的流化狀態(tài)。操作過程中，一段流化氣體6和二段流化氣體9始終從提升管14的內(nèi)壁與內(nèi)提升管11的外壁之間的環(huán)隙進入提升管14。預(yù)提升氣體4經(jīng)預(yù)提升氣體管5由內(nèi)提升管11底部的喇叭口形入口111進入內(nèi)提升管11。再生催化劑1在預(yù)提升段8內(nèi)經(jīng)充分混合后，由預(yù)提升氣體4送入內(nèi)提升管11中，然后在內(nèi)提升管11內(nèi)向上流動，由內(nèi)提升管的出口112沿提升管14的軸心線進入提升管14內(nèi)的噴嘴反應(yīng)區(qū)。進入噴嘴反應(yīng)區(qū)的催化劑顆粒在沒有完全散開之前就與來自于原料油噴嘴13的原料油12均勻接觸進行反應(yīng)，然后催化劑與原料油向上流動進入提升管14內(nèi)的主反應(yīng)段繼續(xù)進行反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，油氣和催化劑進入提升管14上部的出口快速分離段，經(jīng)由提升管14頂部出口的快速分離器15分離后進入沉降器16。沉降器16分離出的油氣17進入主分餾塔進行分餾；沉降器16分離出的待生催化劑20經(jīng)過沉降器汽提段18的汽提后，由待生斜管19進入再生器進行高溫燒焦再生。在再生器內(nèi)再生后的高溫再生催化劑再返回提升管反應(yīng)器進行反應(yīng)，實現(xiàn)整個循環(huán)。由以上的說明可知，本實用新型的提升管反應(yīng)器在操作過程中通過二段流化氣體分配器10向預(yù)提升段8內(nèi)通入二段流化氣體9；其余的操作過程與現(xiàn)有的提升管反應(yīng)器基本相同。
在上述的操作過程中，預(yù)提升氣體4的介質(zhì)可以是水蒸汽、汽油、原料油或干氣等。流化氣體(包括一段流化氣體6和二段流化氣體9)的介質(zhì)可以是水蒸汽、干氣等。主要的操作參數(shù)一般是提升管反應(yīng)器頂部出口的溫度為450～550℃，油氣在提升管反應(yīng)器中的停留時間為2～4秒，提升管反應(yīng)器中的劑油比為5～10(劑油比是指催化劑循環(huán)流量與原料油流量的重量之比)，提升管反應(yīng)器底部的壓力為0.1～0.5MPa，提升管14頂部出口的壓力為0.1～0.4MPa，再生催化劑1的溫度為600～800℃。提升管反應(yīng)器頂部出口的線速為12～25米/秒，內(nèi)提升管11中的氣體線速為1～4米/秒，預(yù)提升段8內(nèi)的線速為0.1～0.4米/秒，一段流化氣體分配器7和二段流化氣體分配器10相應(yīng)的流化線速為0.05～1.0米/秒，提升管14的內(nèi)壁與內(nèi)提升管11的外壁之間環(huán)隙中的氣體線速為1～3米/秒。原料油與催化劑可選擇現(xiàn)有流化催化裂化工藝所常用的，以制取各類不同的目的產(chǎn)品。
本實用新型圖1和圖2中，未注明附圖標記的箭頭表示原料油、催化劑、反應(yīng)油氣、預(yù)提升氣體或流化氣體的流動方向。圖1和圖2中，相同的附圖標記表示相同的技術(shù)特征。
本實用新型特別適用于石油煉制及石油化工工業(yè)中預(yù)提升段超長(高度一般為5～15米)的催化裂化提升管反應(yīng)器的改造及新裝置的設(shè)計。
權(quán)利要求1.一種流化催化裂化提升管反應(yīng)器，其下部為擴徑結(jié)構(gòu)的預(yù)提升段(8)，預(yù)提升段(8)的頂部與提升管(14)相連通，側(cè)壁與再生斜管(2)相連通，預(yù)提升段(8)內(nèi)設(shè)有內(nèi)提升管(11)，內(nèi)提升管(11)底部的入口(111)為喇叭口形，入口(111)的下方設(shè)有預(yù)提升氣體管(5)、一段流化氣體分配器(7)，預(yù)提升氣體管(5)頂部的出口(51)伸入到內(nèi)提升管的入口(111)內(nèi)，其特征在于在一段流化氣體分配器(7)的上方環(huán)繞內(nèi)提升管(11)的外壁設(shè)有二段流化氣體分配器(10)，二段流化氣體分配器(10)位于再生斜管(2)入口的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化催化裂化提升管反應(yīng)器，其特征在于二段流化氣體分配器(10)與一段流化氣體分配器(7)之間的距離L2為提升管(14)內(nèi)直徑D0的1～4倍。
專利摘要本實用新型公開了石油加工領(lǐng)域使用的一種流化催化裂化提升管反應(yīng)器，以解決現(xiàn)有的提升管反應(yīng)器在預(yù)提升段的高度很高時所導(dǎo)致的預(yù)提升段內(nèi)催化劑床層流化困難、壓力波動較大、再生斜管下料不穩(wěn)定等問題。本實用新型提升管反應(yīng)器的下部為擴徑結(jié)構(gòu)的預(yù)提升段(8)，其側(cè)壁與再生斜管(2)相連通。預(yù)提升段內(nèi)設(shè)有內(nèi)提升管(11)，內(nèi)提升管(11)底部的喇叭口形入口(111)的下方設(shè)有預(yù)提升氣體管(5)、一段流化氣體分配器(7)。在一段流化氣體分配器的上方環(huán)繞內(nèi)提升管的外壁設(shè)有二段流化氣體分配器(10)，二段流化氣體分配器位于再生斜管入口的上方。本實用新型適于用作預(yù)提升段的高度一般為5～15米的催化裂化提升管反應(yīng)器。
文檔編號C10G11/18GK2791050SQ20052002979
公開日2006年6月28日 申請日期2005年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月13日
發(fā)明者畢志予, 雷世遠, 張振千 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石化集團洛陽石油化工工程公司