專利名稱：利用雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)的重油催化裂化方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高重油催化裂化反應(yīng)轉(zhuǎn)化效率，特別是輕質(zhì)油收率及液收率的 生產(chǎn)工藝，尤其提供了一種利用雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)工藝實(shí)現(xiàn)重油催化裂化的方法及裝 置，本發(fā)明屬于石油加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
催化裂化工藝是重質(zhì)油輕質(zhì)化的主要手段，是液化石油氣、汽油、柴油等輕質(zhì)油品 的重要生產(chǎn)過程。傳統(tǒng)的催化裂化原料主要是減壓餾分油，由于對(duì)輕質(zhì)油需求的不斷增長(zhǎng) 以及原油價(jià)格的提高，利用催化裂化技術(shù)加工重質(zhì)原料油，如常壓重油、減壓渣油及脫浙青 殘?jiān)鸵蕴岣呓?jīng)濟(jì)效益已經(jīng)成為煉油企業(yè)的重要選擇。目前，對(duì)于重質(zhì)原料油的加工，除了殘?zhí)恐岛椭亟饘俸?尤其是釩含量)特別低 的石蠟基減壓油(例如大慶減壓渣油)可以直接進(jìn)入催化裂化裝置加工以外(可參見“大 慶減壓渣油催化裂化技術(shù)”，吳秀章，楊寶康，《石油煉制與化工》，2001，32(8) 6-10 ； “燕化 減壓渣油催化裂化裝置再生系統(tǒng)改造的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)措施”，宋以常，凌逸群，梁鳳印，《石 油煉制與化工》，2002，33 (5) 20-23)，絕大部分的渣油都是部分摻入減壓餾分油中而進(jìn)入 催化裂化裝置加工，而摻入的比例受到渣油中殘?zhí)恐?、重金屬及氫含量的?yán)格限制，這也嚴(yán) 重限制了利用催化裂化裝置直接加工渣油的能力。近年來，催化裂化原料重質(zhì)化日趨嚴(yán)重，其密度、殘?zhí)恐岛湍z質(zhì)、浙青質(zhì)含量逐漸 增高，結(jié)果是反應(yīng)過程中干氣和焦炭產(chǎn)率上升，目的產(chǎn)品收率和質(zhì)量下降。為了強(qiáng)化重油 催化裂化反應(yīng)過程，一些新型或改良的重油催化裂化技術(shù)脫穎而出。例如，中國發(fā)明專利 ZL 00134054. 9，其中針對(duì)重油催化裂化提升管反應(yīng)器中催化劑在反應(yīng)后半程嚴(yán)重失活、油 氣在反應(yīng)器中停留時(shí)間過長(zhǎng)的弊端，提出了采用兩段提升管反應(yīng)器的催化裂化工藝技術(shù)。 該工藝用兩段提升管反應(yīng)器取代原來的單一提升管反應(yīng)器，在系統(tǒng)中構(gòu)成兩路催化劑的循 環(huán)新鮮原料進(jìn)入第一段提升管反應(yīng)器與再生催化劑接觸反應(yīng)，循環(huán)油進(jìn)入第二段提升管 反應(yīng)器與再生催化劑接觸反應(yīng)。通過控制兩段提升管不同的操作條件，實(shí)現(xiàn)了催化劑接力、 分段反應(yīng)，以及短反應(yīng)時(shí)間和大劑油比的操作，該專利技術(shù)在一定程度上可以控制反應(yīng)器 中不希望的過裂化反應(yīng)和熱裂化反應(yīng)，達(dá)到改善產(chǎn)品分布、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。但是，按 照該技術(shù)實(shí)施中，忽略了重質(zhì)原料油中各組分性質(zhì)差別大、反應(yīng)步調(diào)不一致的特性，由于采 用短反應(yīng)時(shí)間，即使在劑油比提高的反應(yīng)環(huán)境中，一部分重組分依然轉(zhuǎn)化不充分，從而造成 該技術(shù)用于加工性質(zhì)差的原料時(shí)，催化裂化裝置的焦炭產(chǎn)率高、沉降器結(jié)焦嚴(yán)重的問題，工 業(yè)化生產(chǎn)的可操作性被打折扣。此外，為了適應(yīng)重油原料沸點(diǎn)高、殘?zhí)恐蹈吆椭亟饘俸扛叩奶攸c(diǎn)，國內(nèi)外業(yè)內(nèi)人 士從優(yōu)化原料霧化、再生器內(nèi)外取熱、提升管出口快速分離、重金屬鈍化及催化劑預(yù)提升等 方面相繼開發(fā)了一系列重油催化裂化成套技術(shù)，例如Kellogg的HOC工藝(“重質(zhì)石油烴利 用技術(shù)-重質(zhì)烴氣化-裂解集成工藝的模擬研究”.溫浩，許志宏，王韶鋒，趙月紅。《過程 工程學(xué)報(bào)》，2008,8 (4) :682-689)、U0P 的 RCC 工藝(USP 4332673)、中國專利 ZL95210840. 2中洛陽石化工程公司提出的ROCC-V工藝等，這些研究結(jié)果和專利技術(shù)大都是通過優(yōu)化反 應(yīng)-再生裝備及催化劑達(dá)到強(qiáng)化重油催化裂化反應(yīng)過程的目的，雖然都取得了較好的效 果，但是這些技術(shù)都是將各種重油原料作為一個(gè)“整體”來進(jìn)料，仍然沒有充分考慮寬沸程 的重油原料中不同組分裂化性能存在較大的差異。對(duì)于重油催化裂化過程，原料的化學(xué)組成是其反應(yīng)性能的決定性因素，而重油催 化裂化原料的化學(xué)組成隨其流程范圍變化而變化。一種含有大量催化裂化裝置易于處理組 分的餾分，對(duì)于來自不同的產(chǎn)地和基屬的原料，餾程范圍會(huì)存在差異，但是絕大多數(shù)這樣的 組分存在于小于500°C的餾分中(不同原料的餾程會(huì)有差異)。這部分餾分中氫含量高，含 有大量的飽和物餾分和芳香物餾分，殘?zhí)恐档陀?. Owt%，這些都是在催化裂化反應(yīng)條件下 易于轉(zhuǎn)化的組分，因此，這部分餾分可以稱為“優(yōu)質(zhì)催化原料”；而重油中還會(huì)有另外一種餾 分，含有大量的多環(huán)芳烴乃至稠環(huán)芳烴、重金屬和膠質(zhì)、浙青質(zhì)，這部分餾分絕大多數(shù)存在 于大于> 500°C的催化裂化原料餾分中，殘?zhí)恐颠h(yuǎn)高于2. Owt %,由于這部分餾分在常規(guī)重 油催化裂化反應(yīng)條件下難以轉(zhuǎn)化，因此這部分餾分可以稱為“劣質(zhì)催化原料”。對(duì)于優(yōu)質(zhì)或 劣質(zhì)催化原料來講，餾程范圍及化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成的較大差異決定了它們反應(yīng)性能存在較大 差異。然而，目前多數(shù)的工業(yè)化重油催化裂化技術(shù)并沒有對(duì)其進(jìn)料的餾分組成及其反應(yīng)性 能進(jìn)行區(qū)分，都是使原料以混合組分形式一起進(jìn)入催化裂化裝置，并在同一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)和 控制相同工藝條件進(jìn)行催化裂化的轉(zhuǎn)化，盡管在催化劑改良以及催化裂化條件的改善上有 不斷的研究，但迄今為止并沒有根據(jù)優(yōu)質(zhì)與劣質(zhì)催化原料兩者的反應(yīng)性能差異分別采取優(yōu) 化措施的相關(guān)技術(shù)研究和報(bào)道，所以說，目前的針對(duì)重油原料的催化裂化工藝造成了原料 性質(zhì)與反應(yīng)環(huán)境之間的不匹配，影響了重油催化裂化反應(yīng)過程的轉(zhuǎn)化效率。另一方面，提升管反應(yīng)器與催化劑再生器的結(jié)合是實(shí)現(xiàn)催化裂化反應(yīng)的基本裝 置，當(dāng)高殘?zhí)恐?、高金屬含量的劣質(zhì)原料部分進(jìn)入單獨(dú)的反應(yīng)器后，使提升管反應(yīng)中的生焦 量顯著增加，導(dǎo)致催化劑活性下降幅度也加大，從而造成劣質(zhì)料反應(yīng)器后續(xù)反應(yīng)活性很低， 選擇性很差，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的收率和轉(zhuǎn)化率。這種現(xiàn)象對(duì)于常規(guī)提升管反應(yīng)器其實(shí)也較為 顯著，已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)，這樣僅使用常規(guī)的提升管反應(yīng)器，催化劑的平均微反活性只有再生 劑的40%左右，提升管內(nèi)的后續(xù)反應(yīng)活性低，選擇性差(“傳統(tǒng)催化裂化提升管反應(yīng)器的弊 端與兩段提升管催化裂化”.楊朝合，山紅紅，張建芳，馬安.《中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科 學(xué)版)》，2007，31(1) :127-131) 0因此提高劣質(zhì)原料反應(yīng)器內(nèi)后部的平均反應(yīng)活性，對(duì)于提 高劣質(zhì)原料反應(yīng)深度，提高目的產(chǎn)物的選擇性具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的主要技術(shù)問題在于，針對(duì)目前煉廠催化裂化原料日益劣質(zhì)化問 題，提供一種利用雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)的重油催化裂化方法，針對(duì)重油催化裂化原料存 在反應(yīng)特性的差異，按餾程進(jìn)行分級(jí)，然后在各自反應(yīng)區(qū)內(nèi)，分別設(shè)定不同的催化裂化反應(yīng) 條件，顯著提高輕質(zhì)油收率及液收率，尤其是提高了劣質(zhì)原料的轉(zhuǎn)化效率。本發(fā)明提供了一種利用雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)的重油催化裂化方法，該方法包 括將重油原料分為優(yōu)質(zhì)催化原料和劣質(zhì)催化原料，其中，所述優(yōu)質(zhì)催化原料的殘?zhí)?值小于2. Owt%，所述劣質(zhì)催化原料的殘?zhí)恐荡笥?. Owt% ；
在再生器旁設(shè)置提升管反應(yīng)器作為優(yōu)質(zhì)催化原料的反應(yīng)區(qū)，使優(yōu)質(zhì)催化原料與來 自再生器的再生催化劑在該提升管反應(yīng)器中接觸，并發(fā)生催化裂化反應(yīng)，反應(yīng)后的油氣與 催化劑分離后引出反應(yīng)系統(tǒng)，分離后的催化劑經(jīng)再生器燒焦再生而循環(huán)使用；在再生器旁另設(shè)置湍動(dòng)床或湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器作為劣質(zhì)催化 原料的反應(yīng)區(qū)，來自再生器的再生催化劑分成二股分別從所述湍動(dòng)床或湍動(dòng)床或快速床加 輸送床組合反應(yīng)器的快速床底部和上部引入該組合反應(yīng)器，使劣質(zhì)催化原料在提升氣體作 用下向上流動(dòng)的同時(shí)先快速床底部引入的再生催化劑接觸，并使該原料與再生催化劑共同 上升與另一股再生催化劑在快速床上部接觸，完成催化裂化反應(yīng)，反應(yīng)后的油氣與催化劑 分離后引出反應(yīng)系統(tǒng)，分離后的催化劑經(jīng)再生器燒焦再生而循環(huán)使用。本發(fā)明提供的利用雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)的重油催化裂化方法，與目前工業(yè)應(yīng)用 的催化裂化技術(shù)相比，特征在于針對(duì)重油催化裂化原料存在反應(yīng)特性的差異，先對(duì)原料按 餾程進(jìn)行分級(jí)，然后分別進(jìn)入催化裂化反應(yīng)系統(tǒng)中不同反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，即，在一個(gè)催化 裂化反應(yīng)系統(tǒng)中耦合二個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)區(qū)，分別對(duì)分級(jí)后的優(yōu)質(zhì)催化原料(輕原料油)和劣 質(zhì)催化原料(重原料油)設(shè)定可行的反應(yīng)條件。本發(fā)明提供的利用雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)的重油催化裂化方法，是先對(duì)原料按其 殘?zhí)恐颠M(jìn)行分級(jí)，然后分別對(duì)分級(jí)后的優(yōu)質(zhì)催化原料和劣質(zhì)催化原料設(shè)置不同的反應(yīng)區(qū)， 分別設(shè)定各自優(yōu)選的反應(yīng)條件。本發(fā)明所定義的“優(yōu)質(zhì)催化原料”和“劣質(zhì)催化原料”，是指 煉廠通過蒸餾或溶劑萃取方法，將通常做為催化裂化進(jìn)料的沸程大于350°C的重油分離而 得到的性質(zhì)、組成截然不同的兩部分，對(duì)于餾程較低、殘?zhí)恐敌∮?. 0wt%的部分，做為“優(yōu) 質(zhì)催化原料”，對(duì)于餾程范圍較高、殘?zhí)恐荡笥?. 0wt%的部分，做為“劣質(zhì)催化原料”。煉廠的進(jìn)料中，最具代表性的“優(yōu)質(zhì)催化原料”就是沸點(diǎn)范圍在350 500°C的減 壓蠟油，其殘?zhí)恐颠h(yuǎn)小于2. 0wt%，如大慶原油的減壓蠟油殘?zhí)恐禐?. 12wt%，遼河原油的 減壓蠟油的殘?zhí)恐禐?. 75wt% ；最具代表性的“劣質(zhì)催化原料”就是沸點(diǎn)范圍大于500°C的 減壓渣油，其殘?zhí)恐颠h(yuǎn)高于2. Owt %，如大慶原油減壓渣油的殘?zhí)恐禐?. Owt %，遼河原油 的減壓渣油的殘?zhí)恐禐?7. 5wt%。誠然，在不同的常減壓裝置中，隨著操作條件的不同，減壓蠟油拔出深度也不同， 減壓蠟油和減壓渣油的切割點(diǎn)將在500 600°C之間變化。如果控制減壓蠟油的殘?zhí)恐翟?2. Owt %以下，這一切割點(diǎn)越高，優(yōu)質(zhì)催化原料的量就會(huì)越大，越有利于提高重油催化裂化 過程的輕質(zhì)油收率和液收率。這正是本發(fā)明提供的重油分級(jí)分區(qū)催化裂化方法將重油原料 根據(jù)反應(yīng)特性的差異，按其殘?zhí)恐颠M(jìn)行分級(jí)的內(nèi)涵。本發(fā)明是通過對(duì)原料油的餾分切割提 供優(yōu)質(zhì)和劣質(zhì)催化原料，劃分的依據(jù)是餾分的殘?zhí)恐担碚撋现v，殘?zhí)恐登≡?. 0wt%的情 況應(yīng)該很少，此時(shí)餾分的劃分結(jié)果可以根據(jù)具體情況決定，但從工業(yè)生產(chǎn)上綜合考慮，殘?zhí)?值為2. Owt %的餾分屬于優(yōu)質(zhì)催化原料。優(yōu)質(zhì)催化原料具有氫含量高，含有大量的飽和餾分和芳香餾分，在催化裂化反應(yīng) 條件下易于轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，本發(fā)明采用常規(guī)的提升管反應(yīng)器作為這部分原料的反應(yīng)區(qū)，而優(yōu) 質(zhì)催化原料的反應(yīng)條件優(yōu)選為反應(yīng)溫度460 520°C，劑油比5 11 (催化劑與原料油的 重量比)，反應(yīng)時(shí)間2. 0 3. 0秒，原料預(yù)熱溫度100 300°C。劣質(zhì)催化原料則具有含有大量的多環(huán)芳烴、稠環(huán)芳烴、重金屬和膠質(zhì)浙青質(zhì)，且其 中含有的多環(huán)烴類或非烴類化合物吸附能力強(qiáng)而反應(yīng)速率慢的特點(diǎn)，本發(fā)明采用了湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器作為這部分原料的反應(yīng)區(qū)，通過設(shè)置擴(kuò)徑段形成的湍動(dòng)床或 快速床達(dá)到延長(zhǎng)油氣停留時(shí)間的效果，并且利于增加催化劑床層密度以提高油氣與催化劑 的接觸幾率，此外針對(duì)劣質(zhì)催化原料反應(yīng)區(qū)催化劑失活快，后部活性低的特點(diǎn)，再在該組合 反應(yīng)器的湍動(dòng)床或快速床上部(可以是與輸送床連接處附近)引入一部分再生催化劑，即， 通過催化劑串聯(lián)的方式提高催化劑的平均活性。本發(fā)明方法中，劣質(zhì)催化原料的反應(yīng)條件 優(yōu)選可以為原料預(yù)熱溫度150 300°C，組合反應(yīng)器出口溫度450 550°C;在湍動(dòng)床或快 速床中，反應(yīng)時(shí)間2.0 10. 0秒，床層線速0.5 4. 5m/秒，劑油比6 10 ；在輸送床中， 反應(yīng)時(shí)間1.0 2.0秒，劑油比8 12，油氣線速8 12m/秒，且在輸送床的反應(yīng)中劑油比 大于在快速床反應(yīng)。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)優(yōu)劣二種原料的具體分割點(diǎn)設(shè)定，建議控制劣質(zhì)催 化原料的反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)于優(yōu)質(zhì)催化原料的反應(yīng)時(shí)間?？梢钥吹?，按照本發(fā)明的工藝方法，不同性質(zhì)的原料油可以在各自適合的催化裂 化環(huán)境和能量參數(shù)控制下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。特別是針對(duì)劣質(zhì)原料反應(yīng)區(qū)催化劑失活快，后部活性 低的問題，利用組合反應(yīng)器，使反應(yīng)區(qū)前部為湍動(dòng)床或快速床(控制氣速實(shí)現(xiàn))，并通過采 用催化劑串聯(lián)的方式，在反應(yīng)過程中對(duì)重原料油反應(yīng)體系適時(shí)補(bǔ)充催化劑，提高了反應(yīng)區(qū) 后部催化劑的平均活性(提高了劑油比)，有利于克服劣質(zhì)原料組分按照統(tǒng)一的反應(yīng)條件 (在常規(guī)提升管反應(yīng)器內(nèi))容易反應(yīng)深度不足，而輕質(zhì)原料組分容易過度熱裂化的問題，同 時(shí)也有效避免了現(xiàn)有技術(shù)將原料油一起處理，在常規(guī)催化裂化提升管反應(yīng)器內(nèi)劣質(zhì)原料與 優(yōu)質(zhì)原料間發(fā)生惡性吸附競(jìng)爭(zhēng)及對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生阻滯作用的問題，顯著提高輕質(zhì)油收率及液收 率，可在一定程度上解決煉廠催化裂化原料日益劣質(zhì)化問題。根據(jù)本發(fā)明的方法，使進(jìn)入提升管反應(yīng)器和/湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng) 器的再生催化劑溫度可以為680 710°C。來自催化劑再生系統(tǒng)的再生催化劑可以直接被送入提升管反應(yīng)器和湍動(dòng)床或快 速床加輸送床組合反應(yīng)器，對(duì)各反應(yīng)區(qū)的原料油實(shí)施催化裂化。為利于控制反應(yīng)溫度及提 高反應(yīng)體系的劑油比，優(yōu)選是在本發(fā)明催化裂化反應(yīng)系統(tǒng)中設(shè)置至少一個(gè)再生催化劑冷卻 器，對(duì)來自再生器的再生催化劑的先按照下述方法中至少一種處理到設(shè)定溫度再生催化劑先被冷卻到580-670°C再進(jìn)入提升管反應(yīng)器；使引入湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器的二股再生催化劑中至少一股先被 冷卻到600-670°C再進(jìn)入所述組合反應(yīng)器。本發(fā)明所采用的湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器中，所述湍動(dòng)床或快速床被 擴(kuò)徑設(shè)置在整個(gè)組合反應(yīng)器的下部，優(yōu)選其高度為該組合反應(yīng)器總高度的5 30%。通過 控制氣速成為湍動(dòng)床或快速床。根據(jù)本發(fā)明提供的利用雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)的重油催化裂化方法，對(duì)于劣質(zhì)催 化原料反應(yīng)區(qū)的催化裂化，優(yōu)選從所述湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器中快速床的中 部或上部注入急冷劑，以控制該反應(yīng)區(qū)內(nèi)的反應(yīng)溫度，且所述急冷劑包括水、回?zé)捰?、汽油?柴油、污油或其任意混合物等，注入量為劣質(zhì)催化原料量的1 10wt%。本發(fā)明提供了一種利用雙區(qū)耦合實(shí)現(xiàn)重油催化裂化的方法，來自優(yōu)質(zhì)催化原料反 應(yīng)區(qū)的物料與來自劣質(zhì)催化原料反應(yīng)區(qū)的催化裂化物料可以分別利用油氣分離系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 反應(yīng)油氣與催化劑的分離；或者，使所述來自二個(gè)反應(yīng)區(qū)的催化裂化物料在匯合后利用一 個(gè)油氣分離機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)油氣與催化劑的分離。
殘?zhí)恐蹈吆徒M分餾程高(通常要高于620°C )是重質(zhì)油的特點(diǎn)，本發(fā)明所定義的 “優(yōu)質(zhì)催化原料”和“劣質(zhì)催化原料”，是指對(duì)重油切割而得到的二個(gè)餾分產(chǎn)物，前面已經(jīng)說 明，對(duì)于優(yōu)質(zhì)催化原料，要求控制其殘?zhí)恐敌∮?或不大于2wt%)；對(duì)于劣質(zhì)的催化 原料，則確定其殘?zhí)恐荡笥凇１景l(fā)明進(jìn)一步提供了實(shí)施上述雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)的催化裂化方法的裝置，該 裝置至少包括催化劑再生器、沉降器、提升管反應(yīng)器和湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng) 器等，所述催化劑再生器至少設(shè)置三個(gè)催化劑輸送管，分別與提升管反應(yīng)器底部、湍動(dòng)床或 快速床加輸送床組合反應(yīng)器中湍動(dòng)床或快速床底部和上部連通，且各催化劑輸送管中均設(shè) 置用于控制再生催化劑流量的滑閥；提升管反應(yīng)器和湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器 的出口端均與沉降器中的油氣分離器連通。本發(fā)明提供的裝置中，還可包括至少一個(gè)再生催化劑冷卻器，其設(shè)置方式至少包 括下述之一的方案該再生催化劑冷卻器串接于催化劑再生系統(tǒng)與提升管反應(yīng)器之間的催化劑輸送 管中，并位于滑閥與催化劑再生系統(tǒng)之間；該再生催化劑冷卻器串接于催化劑再生系統(tǒng)與湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反 應(yīng)器之間的至少一個(gè)所述催化劑輸送管中，并位于滑閥與催化劑再生系統(tǒng)之間。本發(fā)明的催化裂化反應(yīng)裝置，可以只設(shè)置一個(gè)再生催化劑冷卻器，其與催化劑再 生器通過至少一個(gè)催化劑輸送管連通，并同時(shí)通過所述催化劑輸送管(此時(shí)的催化劑輸送 管也稱再生斜管或料腿)與提升管反應(yīng)器底部連通，以及與湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合 反應(yīng)器的快速床底部和/或上部連通。前面已經(jīng)說明，設(shè)置再生催化劑冷卻器的目的是對(duì)來自催化劑再生器的再生催化 劑先進(jìn)行冷卻降溫(例如從680-710°C冷卻到580-670°C后進(jìn)入提升管反應(yīng)器，或冷卻到 600-670°C后進(jìn)入湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器)，所以，該再生催化劑冷卻器可以 根據(jù)需要針對(duì)提升管反應(yīng)器和湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器單獨(dú)設(shè)置，也可以在整 個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中只設(shè)置一個(gè)冷卻器，對(duì)于來自催化劑再生器的高溫再生催化劑冷卻降溫后通 過各催化劑輸送管(也稱料腿)引入二個(gè)反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)器中，通過所述輸送管上的滑閥調(diào) 節(jié)催化劑的輸送量和溫度。本發(fā)明提供的催化裂化反應(yīng)裝置中，提升管反應(yīng)器和湍動(dòng)床或快速床加輸送床組 合反應(yīng)器的出口端可分別與一油氣分離器連通，或者，提升管反應(yīng)器和湍動(dòng)床或快速床加 輸送床組合反應(yīng)器的出口端相連通后再連通到同一個(gè)油氣分離器中。本發(fā)明通過在催化裂化反應(yīng)裝置上設(shè)置兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，為不同性質(zhì)原料 的催化裂化反應(yīng)提供獨(dú)立的反應(yīng)區(qū)，并且不同反應(yīng)區(qū)采用各自優(yōu)化的工藝條件，通過對(duì)原 料油的分級(jí)，對(duì)于優(yōu)質(zhì)原料油和劣質(zhì)原料油都能提供相對(duì)更適合的催化裂化環(huán)境，尤其是 對(duì)于劣質(zhì)催化原料油(真正的重油餾分)，同時(shí)采用催化劑串聯(lián)提供作用的方式，配合催化 劑冷卻器的使用，利于降低油劑接觸溫差，提高進(jìn)入各反應(yīng)區(qū)的再生催化劑循環(huán)量(提高 劑油比)，控制再生催化劑與原料油的初始混合溫度和劑油比在最佳范圍內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品分 布的優(yōu)化；本發(fā)明方法也利于消除劣質(zhì)原料油使催化劑結(jié)焦嚴(yán)重、失活快的缺陷，提高反應(yīng) 區(qū)中后部催化劑的平均活性，進(jìn)而提高了所處理重油催化裂化中的輕質(zhì)油收率和整體液收 率。
本發(fā)明方法適用于所有類型的催化裂化催化劑。本發(fā)明所采用的催化裂化反應(yīng)裝 置中各具體設(shè)備，例如催化劑再生器、沉降器、油氣分離器、提升管反應(yīng)器、湍動(dòng)床或快速床 加輸送床組合反應(yīng)器、催化劑冷卻器等，均為石油加工領(lǐng)域的常用設(shè)備，按照本發(fā)明工藝要 求進(jìn)行適當(dāng)改造和組裝即可投入使用，利于工業(yè)化實(shí)施。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程及裝置示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的工藝流程及裝置示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的工藝流程及裝置示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的工藝流程及裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方案及所具有的有益效果，但 不能理解為對(duì)本發(fā)明可實(shí)施范圍的任何限定。實(shí)施例1參見圖1的流程，在重油催化裂化反應(yīng)裝置的催化劑再生器4 (本發(fā)明是以沉降器 與再生器同軸設(shè)置的同軸式催化裂化裝置為例，生產(chǎn)中也可以采用沉降器在提升管反應(yīng)器 上部但與再生器平行設(shè)置的高低并列式催化裂化裝置，二者均為本領(lǐng)域的常規(guī)結(jié)構(gòu))旁邊 設(shè)置常規(guī)提升管反應(yīng)器1，催化劑再生器4中的一部分高溫再生催化劑通過催化劑輸送管6 和其上的再生催化劑滑閥7進(jìn)入提升管反應(yīng)器1并在提升氣體16的提升作用下向上流動(dòng) 與優(yōu)質(zhì)催化原料油15 (對(duì)原料油事先進(jìn)行蒸餾切割，殘?zhí)恐敌∮?wt%的原料油，以下實(shí)施 例相同)接觸反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)原料預(yù)熱溫度為100 300°C和再生催化劑滑閥7開度，控制 進(jìn)入提升管反應(yīng)器1前的再生催化劑溫度為680 710°C，使提升管反應(yīng)器1內(nèi)的油氣在 反應(yīng)溫度460 520°C，劑油比5 11，反應(yīng)時(shí)間2. 0 3. Os的條件下完成反應(yīng)。反應(yīng)后 的催化劑和油氣經(jīng)過油氣分離系統(tǒng)11 (氣固快速分離器，也稱油氣分離器，以下實(shí)施例相 同)、沉降器10和頂旋13分離后油氣引出催化裂化反應(yīng)系統(tǒng)(裝置)，而催化劑進(jìn)入汽提 段5進(jìn)行汽提，后經(jīng)過催化劑導(dǎo)入管18進(jìn)入催化劑再生器4進(jìn)行燒焦再生。在重油催化裂化裝置的再生器4旁邊還設(shè)置湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng) 器2，如圖1中所示，該組合反應(yīng)器是將常規(guī)提升管反應(yīng)器作為輸送床22，通過在其底部設(shè) 置擴(kuò)徑段形成湍動(dòng)床或快速床21而構(gòu)成一個(gè)組合反應(yīng)器2，達(dá)到延長(zhǎng)油氣停留時(shí)間和提高 其中原料油與催化劑床層接觸密度的效果，所述湍動(dòng)床或快速床21的高度為整個(gè)組合反 應(yīng)器高度的5-30% (以下實(shí)施例相同)。上述優(yōu)質(zhì)催化原料油反應(yīng)的同時(shí)，催化劑再生器 4中的另一部分高溫再生催化劑通過催化劑輸送管8和其上設(shè)置的再生催化劑滑閥9進(jìn)入 該組合反應(yīng)器2中湍動(dòng)床或快速床部分21的底部，并在預(yù)提升氣體17的提升作用下向上 流動(dòng)與劣質(zhì)催化原料油14(對(duì)原料油事先進(jìn)行蒸餾切割，殘?zhí)恐荡笥?. 0wt%的原料油，以 下實(shí)施例相同)接觸反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)原料油14的預(yù)熱溫度為150 300°C (優(yōu)選為250 3000C )和再生催化劑滑閥9開度，控制進(jìn)入湍動(dòng)床或快速床21前再生催化劑溫度為680 710°C。使油氣首先經(jīng)過組合反應(yīng)器2的湍動(dòng)床或快速床21，在劑油比6 10 (例如劑油 比為8)，反應(yīng)時(shí)間2. 0 10. Os，床層線速度0. 5 4. 5m/s條件下發(fā)生反應(yīng)，然后使油氣和催化劑在湍動(dòng)床或快速床21上部(快速床與輸送床的連接處)與另一股來自催化劑再生 器4，并通過催化劑輸送管81和其上設(shè)置的再生劑滑閥91的再生催化劑混合，一同進(jìn)入組 合反應(yīng)器2的輸送床部分22，在劑油比8 12 (此處為組合反應(yīng)器中的總劑油比，以下相 同)，油氣線速8 12m/s，反應(yīng)時(shí)間1. 0 2. Os的條件下進(jìn)行反應(yīng)。為進(jìn)一步控制組合反 應(yīng)器2出口溫度在450 550°C，在組合反應(yīng)器2的快速床21的中上部注入急冷劑19，該 急冷劑包括水、回?zé)捰?、汽油、柴油、污油等或其任意混合物，注入量為劣質(zhì)催化原料重量的 1 10wt%。反應(yīng)后的催化劑和油氣經(jīng)過油氣分離系統(tǒng)12、沉降器10和頂旋13分離后油 氣引出催化裂化反應(yīng)系統(tǒng)，而催化劑進(jìn)入汽提段5汽提，后經(jīng)過催化劑導(dǎo)入管18進(jìn)入再生 器4進(jìn)行燒焦再生。實(shí)施例2參見圖2所示意的流程，在重油催化裂化反應(yīng)裝置的催化劑再生器4旁邊設(shè)置常 規(guī)提升管反應(yīng)器1和再生催化劑冷卻器6，催化劑再生器4中的一部分高溫再生催化劑通過 催化劑輸送管70進(jìn)入再生劑冷卻器6，冷卻介質(zhì)從入口 61通入，并經(jīng)出口 62流出，將進(jìn)入 該冷卻器6的再生催化劑溫度從680 710°C冷卻降低至580 670°C，冷卻后的催化劑經(jīng) 再生斜管71和再生催化劑滑閥7進(jìn)入提升管反應(yīng)器1，在提升氣體16的提升作用下向上 流動(dòng)與優(yōu)質(zhì)催化原料油15接觸反應(yīng)，提升管反應(yīng)器1的反應(yīng)條件為原料預(yù)熱溫度100 300°C，進(jìn)入提升管反應(yīng)器1前再生催化劑溫度為580 670°C，反應(yīng)器中反應(yīng)溫度460 520°C，劑油比5 11，反應(yīng)時(shí)間2. 0 3. Os (秒)的條件下完成反應(yīng)。反應(yīng)后的催化劑和 油氣經(jīng)過油氣分離系統(tǒng)11、沉降器10和頂旋13分離后油氣引出催化裂化反應(yīng)系統(tǒng)，而催化 劑進(jìn)入汽提段5汽提，后經(jīng)過催化劑導(dǎo)入管18進(jìn)入催化劑再生器4進(jìn)行燒焦再生。在重油催化裂化裝置的再生器4旁邊設(shè)置湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器 2，催化劑再生器4中的一部分高溫再生催化劑通過催化劑輸送管8和其上設(shè)置的再生催化 劑滑閥9進(jìn)入該組合反應(yīng)器2的湍動(dòng)床或快速床部分21的底部，并在預(yù)提升氣體17的提 升作用下向上流動(dòng)與劣質(zhì)催化原料油14接觸反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)原料預(yù)熱溫度(控制范圍為 150 300°C )和再生催化劑滑閥9開度，控制進(jìn)入湍動(dòng)床或快速床21前再生催化劑溫度 為680 710°C，使油氣首先經(jīng)過組合反應(yīng)器2的湍動(dòng)床或快速床21，在劑油比6 10，反 應(yīng)時(shí)間2. 0 10. Os,床層線速度0. 5 4. 5m/s條件下發(fā)生反應(yīng)，然后使油氣和催化劑在 湍動(dòng)床或快速床21上部(湍動(dòng)床或快速床與輸送床的結(jié)合處)與另一股來自催化劑再生 器4，并通過催化劑輸送管81和其上設(shè)置的再生劑滑閥91的再生催化劑接觸混合，一同進(jìn) 入組合反應(yīng)器2的輸送床部分22，在劑油比8 12，油氣線速8 12m/s，反應(yīng)時(shí)間1. 0 2. Os的條件下進(jìn)行反應(yīng)，為進(jìn)一步控制組合反應(yīng)器2出口溫度在450 500°C，在組合反應(yīng) 器2的湍動(dòng)床或快速床21的中上部注入急冷劑19，該急冷劑包括水、回?zé)捰?、汽油、柴油、?油等或其任意混合物，注入量為劣質(zhì)催化原料重量的1 10wt%。反應(yīng)后的催化劑和油氣 經(jīng)過油氣分離系統(tǒng)12、沉降器10和頂旋13分離后油氣引出催化裂化反應(yīng)系統(tǒng)，而催化劑進(jìn) 入汽提段5汽提，后經(jīng)過催化劑導(dǎo)入管18進(jìn)入催化劑再生器4實(shí)施燒焦再生。作為本實(shí)施例的一個(gè)變化，催化劑冷卻器6可以設(shè)置于催化劑再生器4與湍動(dòng)床 或快速床加輸送床組合反應(yīng)器2之間，對(duì)于進(jìn)入湍動(dòng)床或快速床21的二股再生劑中的一股 或二股先實(shí)施冷卻(控制冷卻器的再生劑出口溫度600 670°C )，以利提高劣質(zhì)催化原料 在反應(yīng)中的劑油比。
實(shí)施例3參見圖3所示流程，在重油催化裂化反應(yīng)裝置的催化劑再生器4旁邊設(shè)置常規(guī)提 升管反應(yīng)器1和再生催化劑冷卻器6，催化劑再生器4中的一部分高溫催化劑通過催化劑輸 送管70進(jìn)入再生劑冷卻器6，冷卻介質(zhì)從入口 61通入，并經(jīng)出口 62流出，將進(jìn)入該冷卻器 6的再生催化劑溫度從680 710°C冷卻降低至580 670°C，冷卻后的催化劑經(jīng)再生斜管 71和再生催化劑滑閥7進(jìn)入提升管反應(yīng)器1，在提升氣體16的提升作用下向上流動(dòng)與優(yōu)質(zhì) 催化原料油15接觸反應(yīng)，提升管反應(yīng)器1的工藝條件為原料預(yù)熱溫度100 300°C，進(jìn)入 提升管反應(yīng)器1前再生催化劑溫度為580 670°C，反應(yīng)溫度460 520°C，劑油比5 11， 反應(yīng)時(shí)間2. 0 3. Os的條件下完成反應(yīng)。反應(yīng)后的催化劑和油氣經(jīng)過油氣分離系統(tǒng)11、沉 降器10和頂旋13分離后油氣引出催化裂化反應(yīng)系統(tǒng)，而催化劑進(jìn)入汽提段5汽提，后經(jīng)過 催化劑導(dǎo)入管18進(jìn)入催化劑再生器4進(jìn)行燒焦再生。同時(shí)，在重油催化裂化反應(yīng)裝置的催化劑再生器4旁邊設(shè)置湍動(dòng)床或快速床加輸 送床組合反應(yīng)器2和再生催化劑冷卻器8，催化劑再生器4中的一部分高溫催化劑通過催化 劑輸送管90進(jìn)入該再生劑冷卻器8，冷卻介質(zhì)從入口 81通入，并經(jīng)出口 82流出，進(jìn)入該冷 卻器8的高溫再生催化劑從680 710°C被冷卻降溫至600 670°C，然后，其中一股冷卻 的再生催化劑劑經(jīng)再生斜管91 (料腿)和其上設(shè)置的再生催化劑滑閥9進(jìn)入組合反應(yīng)器2 中湍動(dòng)床或快速床部分21的底部，并在預(yù)提升氣體17的提升作用下向上流動(dòng)與預(yù)熱溫度 為150 300°C的劣質(zhì)催化原料油14 一起首先經(jīng)過組合反應(yīng)器2的湍動(dòng)床或快速床部分 21，在劑油比6 10，反應(yīng)時(shí)間2. 0 10. Os，床層線速度0. 5 4. 5m/s條件下接觸、反應(yīng)， 然后使油氣和催化劑，在湍動(dòng)床或快速床21上部與另一股來自再生催化劑冷卻器8并經(jīng) 再生斜管990和再生催化劑滑閥99的冷卻再生劑混合(該再生催化劑的溫度也為600 670°C )，一同進(jìn)入組合反應(yīng)器2的輸送床22底部，在劑油比8 12，油氣線速8 12m/s， 反應(yīng)時(shí)間1. 0 2. Os的條件下進(jìn)行反應(yīng)。進(jìn)一步為了控制整個(gè)組合反應(yīng)器2出口溫度(控 制范圍為450 500°C )，在組合反應(yīng)器2的湍動(dòng)床或快速床21中上部注入急冷劑19，該急 冷劑包括水、回?zé)捰?、汽油、柴油、污油等或它們的任意組合物，注入量為劣質(zhì)催化原料重量 的1 10wt%。反應(yīng)后的催化劑和油氣經(jīng)過油氣分離系統(tǒng)12、沉降器10和頂旋13分離后 油氣引出催化裂化反應(yīng)系統(tǒng)，而催化劑進(jìn)入汽提段5汽提，后經(jīng)過催化劑導(dǎo)入管18進(jìn)入催 化劑再生器4進(jìn)行燒焦再生。本實(shí)施例中，再生催化劑冷卻器6和8可以為一個(gè)，即，高溫再生催化劑通過再生 催化劑輸送管(例如輸送管70和/或90)進(jìn)入冷卻器，冷卻后，經(jīng)冷卻器下部設(shè)置的多個(gè) 斜管(或稱料腿)71、91和990分別送入提升管反應(yīng)器1的底部、湍動(dòng)床或快速床21的底 部和上部。作為另一種變化，經(jīng)再生催化劑冷卻器8冷卻后的再生催化劑可以僅送入湍動(dòng)床 或快速床21的底部或頂部，即，也可以只對(duì)送入快速床21中的一股再生催化劑進(jìn)行冷卻。實(shí)施例4參見圖4所示流程，在重油催化裂化反應(yīng)裝置的催化劑再生器4旁邊設(shè)置常規(guī)提 升管反應(yīng)器1和再生催化劑冷卻器6，催化劑再生器4中的一部分高溫再生催化劑通過催 化劑輸送管70進(jìn)入再生劑冷卻器6，冷卻介質(zhì)從入口 61通入，并經(jīng)出口 62流出，將進(jìn)入該 冷卻器6的再生催化劑溫度從680 710°C冷卻降低至580 670°C，冷卻后的催化劑經(jīng)再生斜管71和再生催化劑滑閥7進(jìn)入提升管反應(yīng)器1，在提升氣體16的提升作用下向上 流動(dòng)與優(yōu)質(zhì)催化原料油15接觸反應(yīng)，提升管反應(yīng)器1中催化裂化工藝條件為原料預(yù)熱溫 度100 300°C，進(jìn)入提升管反應(yīng)器1前再生催化劑溫度為580 670°C，反應(yīng)溫度460 520°C，劑油比5 11，反應(yīng)時(shí)間2.0 3. Os的條件下完成反應(yīng)。同時(shí)，在重油催化裂化反應(yīng)裝置的催化劑再生器4旁邊設(shè)置有湍動(dòng)床或快速床加 輸送床組合反應(yīng)器2和再生催化劑冷卻器8，催化劑再生器4中的一部分高溫催化劑通過 催化劑輸送管90進(jìn)入再生劑冷卻器8，冷卻介質(zhì)從入口 81通入，并經(jīng)出口 82流出，進(jìn)入該 冷卻器8的高溫再生催化劑從680 710°C被冷卻降溫至600 670°C，然后，一股冷卻的 再生劑經(jīng)再生斜管91和再生催化劑滑閥9進(jìn)入組合反應(yīng)器2中湍動(dòng)床或快速床部分21的 底部，并在預(yù)提升氣體17的提升作用下向上流動(dòng)與預(yù)熱溫度為150 300°C的劣質(zhì)催化原 料油14 一起首先經(jīng)過組合反應(yīng)器2的湍動(dòng)床或快速床部分21，在劑油比6 10，反應(yīng)時(shí)間 2. 0 10. Os,床層線速度2 6m/s條件下接觸、反應(yīng)，然后使反應(yīng)中的油氣和催化劑，在 湍動(dòng)床或快速床21頂部與另一股來自再生催化劑冷卻器8并經(jīng)再生斜管990和再生催化 劑滑閥99的冷卻再生劑混合(該再生催化劑的溫度也為600 670°C )，一同進(jìn)入組合反 應(yīng)器2的輸送床22底部，在劑油比8 12，油氣線速8 12m/s，反應(yīng)時(shí)間1. 0 2. Os的 條件下進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)一步為了控制整個(gè)組合反應(yīng)器2出口的反應(yīng)溫度(控制范圍為450 5000C )，在組合反應(yīng)器2的湍動(dòng)床或快速床21中上部注入急冷劑19，該急冷劑包括水、回 煉油、汽油、柴油、污油等或它們的任意混合物，注入量為劣質(zhì)催化原料重量的1 10wt%。參見圖4，本實(shí)施例中，用于優(yōu)質(zhì)催化原料轉(zhuǎn)化的常規(guī)提升管反應(yīng)器1與用于劣質(zhì) 原料轉(zhuǎn)化處理的湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器2在反應(yīng)油氣與催化劑的出口處相 連通，經(jīng)過該連通處12，來自二個(gè)反應(yīng)器催化劑和油氣匯合并經(jīng)過油氣分離系統(tǒng)11進(jìn)入沉 降器10，經(jīng)分離系統(tǒng)11和頂旋13分離后油氣引出催化裂化反應(yīng)系統(tǒng)，而催化劑進(jìn)入汽提段 5汽提，后經(jīng)過催化劑輸送導(dǎo)入18進(jìn)入催化劑再生器4進(jìn)行燒焦再生。關(guān)于再生催化劑冷卻器的設(shè)置方式與實(shí)施例3的描述相同，即，提供二個(gè)反應(yīng)器 所需的再生催化劑也可以通過同一個(gè)再生劑冷卻器被冷卻；而送入湍動(dòng)床或快速床21的 二股催化劑可以都經(jīng)過冷卻器被冷卻，也可以只對(duì)其中一股催化劑進(jìn)行冷卻?？傊景l(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)在于針對(duì)重油催化裂化原料反應(yīng)特性存在的差異，將其 按餾程分為優(yōu)質(zhì)餾分和劣質(zhì)餾分，然后分別進(jìn)入催化裂化裝置反應(yīng)器系統(tǒng)中不同反應(yīng)區(qū)內(nèi) 進(jìn)行轉(zhuǎn)化。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于，在催化裂化反應(yīng)裝置上為優(yōu)質(zhì)餾分和劣質(zhì)餾分設(shè)置兩 個(gè)不同結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，為兩部分原料提供獨(dú)立的反應(yīng)區(qū)，在各自的反應(yīng)區(qū)內(nèi)，采用各自優(yōu)化 的反應(yīng)條件，尤其是通過增設(shè)催化劑冷卻器來降低劑油接觸溫差、實(shí)現(xiàn)大劑油比；針對(duì)劣質(zhì) 原料反應(yīng)區(qū)催化劑結(jié)焦嚴(yán)重、失活快，后部活性低的特點(diǎn)，采用組合反應(yīng)器以及催化劑串聯(lián) 的操作方式，提高了后部催化劑的平均活性，顯著提高了輕質(zhì)油及液收率。實(shí)例為驗(yàn)證本發(fā)明提供的催化裂化工藝的效果，采用圖3所示的工藝流程，在某煉油 廠的100萬噸/年重油催化裂化反應(yīng)裝置上進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，試驗(yàn)過程和結(jié)果列于表1-表3。可以看到，采用該發(fā)明的催化裂化工藝，對(duì)原來的重油催化原料進(jìn)行分餾切割分 別得到了優(yōu)質(zhì)催化原料(輕油原料)和劣質(zhì)催化原料(重油原料)，性質(zhì)見表1。將優(yōu)質(zhì)催 化原料和劣質(zhì)催化原料分別進(jìn)入各自的催化裂化反應(yīng)區(qū)進(jìn)行反應(yīng)，各自采用的優(yōu)化反應(yīng)條件，如表2所示。同常規(guī)重油催化裂化相比較(不切割餾分)，采用本發(fā)明提供催化裂化技 術(shù)可以使輕質(zhì)油收率提高1.8個(gè)百分點(diǎn)(汽油+柴油)，液收率提高2. 2個(gè)百分點(diǎn)(液化氣 +汽油+柴油)，干氣和焦炭產(chǎn)率明顯降低。詳細(xì)產(chǎn)品分布可見表3。表1重油原料性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種利用雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)的重油催化裂化方法，該方法包括將重油原料分為優(yōu)質(zhì)催化原料和劣質(zhì)催化原料，其中，所述優(yōu)質(zhì)催化原料的殘?zhí)恐敌?于2. Owt %，所述劣質(zhì)催化原料的殘?zhí)恐荡笥?. Owt % ；在再生器旁設(shè)置提升管反應(yīng)器作為優(yōu)質(zhì)催化原料的反應(yīng)區(qū)，使優(yōu)質(zhì)催化原料與來自再 生器的再生催化劑在該提升管反應(yīng)器中接觸，并發(fā)生催化裂化反應(yīng)，反應(yīng)后的油氣與催化 劑分離后引出反應(yīng)系統(tǒng)，分離后的催化劑經(jīng)再生器燒焦再生而循環(huán)使用；在再生器旁另設(shè)置湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器作為劣質(zhì)催化原料的反應(yīng)區(qū)， 來自再生器的再生催化劑分成二股分別從所述組合反應(yīng)器的湍動(dòng)床或快速床底部和上部 引入該組合反應(yīng)器，使劣質(zhì)催化原料在提升氣體作用下向上流動(dòng)的同時(shí)先與快速床底部引 入的再生催化劑接觸，并使該原料與再生催化劑共同上升與另一股再生催化劑在湍動(dòng)床或 快速床上部接觸，完成催化裂化反應(yīng)，反應(yīng)后的油氣與催化劑分離后引出反應(yīng)系統(tǒng)，分離后 的催化劑經(jīng)再生器燒焦再生而循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)的重油催化裂化方法，其中，優(yōu)質(zhì)催化原料的反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度460 520°C，劑油比5 11，反應(yīng)時(shí)間2. 0 3. 0秒，且原料預(yù)熱溫度100 300°C ；劣質(zhì)催化原料的反應(yīng)條件為原料預(yù)熱溫度150 300°C，組合反應(yīng)器出口溫度450 5500C ；在湍動(dòng)床或快速床中，反應(yīng)時(shí)間2. 0 10. 0秒，床層線速0. 5 4. 5m/秒，劑油比 6 10 ；在輸送床中，反應(yīng)時(shí)間1.0 2.0秒，劑油比8 12，油氣線速8 12m/秒，且在 輸送床的反應(yīng)中劑油比大于在快速床反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)的重油催化裂化方法，其中，設(shè) 置至少一個(gè)再生催化劑冷卻器，對(duì)來自再生器的再生催化劑的溫度按照下述方法中至少一 種處理再生催化劑先被冷卻到580-670°C再進(jìn)入提升管反應(yīng)器；使引入湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器的二股再生催化劑中至少一股先被冷卻 到600-670°C再進(jìn)入所述組合反應(yīng)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)的重油催化裂化方法，其中，對(duì) 于湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器，所述湍動(dòng)床或快速床設(shè)置在該整個(gè)組合反應(yīng)器的 下部，高度為該組合反應(yīng)器總高度的5 30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的利用雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)的重油催化裂化方法， 其中，對(duì)于劣質(zhì)催化原料的反應(yīng)區(qū)，在所述湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器中湍動(dòng)床 或快速床的中部或上部注入急冷劑，以控制該反應(yīng)區(qū)內(nèi)的反應(yīng)溫度，所述急冷劑包括水、回 煉油、汽油、柴油、污油或其任意混合物，注入量為劣質(zhì)催化原料量的1 10wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的利用雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)的重油催化裂化方法， 其中，來自優(yōu)質(zhì)催化原料反應(yīng)區(qū)的物料與來自劣質(zhì)催化原料反應(yīng)區(qū)的物料分別利用油氣分 離機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)油氣與催化劑的分離；或者使所述來自二個(gè)反應(yīng)區(qū)的物料在匯合后利用一 個(gè)油氣分離機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)油氣與催化劑的分離。
7.一種用于實(shí)施權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述利用雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)的重油催化裂 化方法的裝置，該裝置至少包括催化劑再生器、沉降器、提升管反應(yīng)器和湍動(dòng)床或快速床加 輸送床組合反應(yīng)器，所述催化劑再生器至少設(shè)置三個(gè)催化劑輸送管，分別與提升管反應(yīng)器底部、湍動(dòng)床或快速床加輸送床反應(yīng)器中的湍動(dòng)床或快速床底部和上部連通，且各催化劑 輸送管中均設(shè)置用于控制再生催化劑流量的滑閥；提升管反應(yīng)器和湍動(dòng)床或快速床加輸送 床組合反應(yīng)器的出口端均與沉降器中的油氣分離器連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，該裝置還包括至少一個(gè)再生催化劑冷卻器，其設(shè) 置方式至少包括下述之一該再生催化劑冷卻器串接于催化劑再生器與提升管反應(yīng)器之間的催化劑輸送管中，并 位于滑閥與催化劑再生器之間；該再生催化劑冷卻器串接于催化劑再生器與湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器之 間的至少一個(gè)所述催化劑輸送管中，并位于滑閥與催化劑再生器之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，該裝置還設(shè)置一個(gè)再生催化劑冷卻器，其與催化 劑再生器通過至少一個(gè)催化劑輸送管連通，并同時(shí)通過所述催化劑輸送管與提升管反應(yīng)器 底部連通，以及與湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器的快速床底部和/或上部連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)所述的裝置，其中，提升管反應(yīng)器和湍動(dòng)床或快速床加輸 送床組合反應(yīng)器的出口端分別與一油氣分離器連通，或者，提升管反應(yīng)器和湍動(dòng)床或快速 床加輸送床組合反應(yīng)器的出口端相連通后連通到同一個(gè)油氣分離器中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用雙區(qū)耦合及催化劑串聯(lián)工藝實(shí)現(xiàn)重油催化裂化的方法及裝置，屬于石油加工技術(shù)領(lǐng)域。針對(duì)重油催化裂化原料反應(yīng)特性存在的差異，將其按殘?zhí)恐捣譃閮?yōu)質(zhì)催化原料和劣質(zhì)催化原料，然后分別進(jìn)入催化裂化反應(yīng)系統(tǒng)中不同反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行催化裂化反應(yīng)。對(duì)于優(yōu)質(zhì)催化原料利用常規(guī)提升管反應(yīng)器，對(duì)于劣質(zhì)催化原料利用湍動(dòng)床或快速床加輸送床組合反應(yīng)器，并采用催化劑串聯(lián)工藝，使兩部分原料在不同結(jié)構(gòu)反應(yīng)器提供的各自獨(dú)立反應(yīng)區(qū)內(nèi)，采用各自優(yōu)化的反應(yīng)條件，并通過增設(shè)催化劑冷卻器來降低劑油接觸溫差、實(shí)現(xiàn)大劑油比，改善了劣質(zhì)原料反應(yīng)區(qū)催化劑結(jié)焦嚴(yán)重、失活快，后部活性低的問題，并顯著提高了輕質(zhì)油收率及整體液收率。
文檔編號(hào)C10G51/06GK102102030SQ20091024292
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者張兆前, 張冬超, 徐春明, 文堯順, 王剛, 白光, 白躍華, 藍(lán)興英, 高浩華, 高金森 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(北京)