專利名稱：一種重油分區(qū)催化裂化的裝置和應(yīng)用的制作方法
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)效率的重油分區(qū)催化裂化的裝置和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
對(duì)于重油催化裂化過(guò)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)于不同的產(chǎn)地和基屬，餾程范圍存在差異，但是絕大多數(shù)存在于小于520 620°C的餾分中。這部分餾分氫含量高，含有大量的飽和芬和芳香芬，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 520 620°C的催化裂化原料餾分中，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(lái)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，目前的重油催化裂化技術(shù)并沒(méi)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，都是將其混合在一起進(jìn)入催化裂化裝置，并在同一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)和相同工藝條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并沒(méi)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，這就造成了原料性質(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(guò)程的轉(zhuǎn)化效率。對(duì)于重油催化裂化反應(yīng)，原料中各種烴類、非烴類化合物在催化劑表面的吸附和裂化能力存在很大區(qū)別，具體表現(xiàn)在稠環(huán)的非烴類化合物、稠環(huán)芳烴及稠環(huán)環(huán)烷烴吸附能力強(qiáng)而反應(yīng)速率低，而帶有較長(zhǎng)側(cè)鏈的單環(huán)芳烴及大分子異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴吸附能力弱而反應(yīng)速率高，這就造成了不同烴類之間的競(jìng)爭(zhēng)吸附和對(duì)反應(yīng)的阻滯作用。吸附能力強(qiáng)而反應(yīng)速率低的稠環(huán)非烴類化合物、稠環(huán)芳烴一旦首先占據(jù)催化劑表面，它們反應(yīng)速率慢，不易脫附，甚至縮合成為焦炭覆蓋在催化劑表面，造成催化劑失活，這就嚴(yán)重影響了其它易于裂化烴類的反應(yīng)效率。而對(duì)于重油催化裂化裝置的優(yōu)質(zhì)原料，其中含有大量的在催化裂化反應(yīng)條件下易于轉(zhuǎn)化的組分，如果這部分原料與含有大量非烴類化合物、稠環(huán)芳烴的劣質(zhì)原料一同進(jìn)料反應(yīng)，勢(shì)必在同一反應(yīng)區(qū)內(nèi)發(fā)生惡性吸附競(jìng)爭(zhēng)和對(duì)反應(yīng)的阻滯作用，結(jié)果會(huì)影響整個(gè)原料的反應(yīng)轉(zhuǎn)化。另一方面，劣質(zhì)原料中大量的稠環(huán)非烴類化合物、稠環(huán)芳烴及膠質(zhì)浙青質(zhì)反應(yīng)速率低，需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間才能達(dá)到理想的轉(zhuǎn)化深度。常規(guī)提升管反應(yīng)器的反應(yīng)時(shí)間控制在3s左右，對(duì)于易轉(zhuǎn)化的優(yōu)質(zhì)原料部分來(lái)說(shuō)，這一反應(yīng)時(shí)間是合適的，但對(duì)于劣質(zhì)原料部分來(lái)說(shuō)，這一反應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，造成大量非轉(zhuǎn)化徹底的重組分吸附在待生劑上被帶入汽提段，這些重組分一部分被汽提出來(lái)進(jìn)入沉降器后容易冷凝下來(lái)，造成沉降器結(jié)焦，另一部分被帶入再生器內(nèi)像焦炭一樣燒掉(“對(duì)重油催化裂化反應(yīng)歷程的若干再認(rèn)識(shí)——“新型多區(qū)協(xié)控重油催化裂化技術(shù)MZCC”的提出，，.高金森，徐春明，盧春喜，毛羽，煉油技術(shù)與工程，2006,36(1 1-6 ；)，也嚴(yán)重地降低了重油催化裂化過(guò)程的輕質(zhì)油收率和液收率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種重油分區(qū)催化裂化的裝置，把催化裂化原料按照反應(yīng)特性的差異區(qū)分為優(yōu)質(zhì)原料和劣質(zhì)原料，然后使其分別進(jìn)入催化裂化裝置反應(yīng)器的不同反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。該方法通過(guò)在催化裂化裝置上設(shè)置兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，為優(yōu)質(zhì)和劣質(zhì)催化原料的裂化反應(yīng)分別提供各自獨(dú)立的反應(yīng)區(qū)，根據(jù)不同原料的反應(yīng)性能為其匹配最優(yōu)的工藝條件，從而有效避免常規(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，克服原料的劣質(zhì)部分在常規(guī)提升管反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)深度不足的問(wèn)題，提高輕質(zhì)油及液收率，解決煉廠催化裂化原料日益劣質(zhì)化問(wèn)題。本發(fā)明所述的一種重油分區(qū)催化裂化裝置由提升管反應(yīng)器、組合反應(yīng)器和再生器構(gòu)成。本發(fā)明所述的一種重油分區(qū)催化裂化裝置的應(yīng)用包括如下步驟提升管反應(yīng)器設(shè)置在重油催化裂化裝置的再生器旁邊，該提升管反應(yīng)器為優(yōu)質(zhì)催化原料反應(yīng)器，根據(jù)優(yōu)質(zhì)催化原料氫含量高，含有大量的飽和芬和芳香芬，在催化裂化反應(yīng)條件下易于轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，該反應(yīng)區(qū)的工藝條件為反應(yīng)溫度470 530°C，劑油比5 10， 反應(yīng)時(shí)間2. 0 5. Os，原料預(yù)熱溫度100 350°C，進(jìn)入提升管反應(yīng)器前再生催化劑溫度為 660 730O。由快速床和輸送床構(gòu)成的組合反應(yīng)器設(shè)置在重油催化裂化裝置的再生器旁，該組合反應(yīng)器為劣質(zhì)催化原料反應(yīng)器。根據(jù)劣質(zhì)催化原料含有大量的多環(huán)芳烴、稠環(huán)芳烴、重金屬和膠質(zhì)浙青質(zhì)，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)， 該組合反應(yīng)器通過(guò)設(shè)置擴(kuò)徑段形成快速床以延長(zhǎng)油氣停留時(shí)間，并且增加反應(yīng)器內(nèi)催化劑床層密度以提高油氣與催化劑的接觸幾率，對(duì)于轉(zhuǎn)化劣質(zhì)原料部分的組合反應(yīng)器，控制原料預(yù)熱溫度100 350°C，進(jìn)入組合反應(yīng)器前再生催化劑溫度為660 730°C，反應(yīng)器出口溫度450 550°C，控制劑油比6 12 ；對(duì)于組合反應(yīng)器的快速床部分，控制反應(yīng)時(shí)間2. 0 10. Os，床層線速度2 8m/s。對(duì)于組合反應(yīng)器的輸送床部分，反應(yīng)時(shí)間1. 0 4. Os,油氣線速度8 12m/s ；上述步驟中，對(duì)于優(yōu)質(zhì)的催化原料，要求餾程范圍小于520 620°C，殘?zhí)恐敌∮?2 ；對(duì)于劣質(zhì)的催化原料，要求餾程范圍大于520 620°C，殘?zhí)恐荡笥? #t%。上述步驟中，對(duì)于劣質(zhì)催化原料的組合反應(yīng)器的快速床部分，設(shè)置在組合反應(yīng)器下部，高度為組合反應(yīng)器高度的1 50%?？焖俅才c輸送床直徑比為(1.0 3.0) 1。上述步驟中，對(duì)于劣質(zhì)催化原料的組合反應(yīng)器，為了控制反應(yīng)溫度，要求在其快速床的中上部注入急冷劑，該急冷劑包括水、回?zé)捰汀⑵?、柴油、污油，注入量為劣質(zhì)催化原料重量的1 IOwt%。本發(fā)明通過(guò)在催化裂化裝置上設(shè)置兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，為不同性質(zhì)原料的裂化反應(yīng)提供獨(dú)立的反應(yīng)空間，并且通過(guò)優(yōu)化不同反應(yīng)區(qū)的工藝條件，從而有效避免常規(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， 同時(shí)也克服了原料的劣質(zhì)部分在常規(guī)提升管反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)深度不足的問(wèn)題，顯著提高輕質(zhì)油及液收率，一定程度上解決煉廠催化裂化原料日益劣質(zhì)化問(wèn)題。


圖1為本發(fā)明重油分區(qū)催化裂化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、提升管反應(yīng)器2、組合反應(yīng)器4、再生器5、汽提段6、催化劑輸送管 7、再生催化劑滑閥8、催化劑輸送管9、再生催化劑滑閥10、沉降器11、油氣分離器a 12、油氣分離器b 13、頂旋14、劣質(zhì)催化原料油進(jìn)口 15、優(yōu)質(zhì)催化原料油進(jìn)口 16、提升氣體進(jìn)口 17、提升氣體進(jìn)口 18、催化劑輸送管19、急冷劑進(jìn)口 21、快速床22、輸送床
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的重油分區(qū)催化裂化裝置結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1)，由提升管反應(yīng)器1、組合反應(yīng)器2、再生器4構(gòu)成；提升管反應(yīng)器1設(shè)置在再生器4旁，通過(guò)催化劑輸送管6和再生催化劑滑閥7與再生器4底部連接，優(yōu)質(zhì)催化原料油進(jìn)口 15和提升氣體進(jìn)口 16設(shè)置在提升管反應(yīng)器1下部，提升管反應(yīng)器1上部與油氣分離器11連接；組合反應(yīng)器2由快速床21和輸送床22構(gòu)成，快速床21設(shè)置在輸送床22的下部，高度為組合反應(yīng)器高度的1 50%，組合反應(yīng)器2設(shè)置在再生器4旁，快速床21底部通過(guò)催化劑輸送管8和再生催化劑滑閥9與再生器4底部連接，劣質(zhì)催化原料油進(jìn)口 14和提升氣體進(jìn)口 17設(shè)置在快速床21底部，急冷劑進(jìn)口設(shè)置在快速床21上部，輸送床22上部與油氣分離器12連接；油氣分離器all、油氣分離器bl2和頂旋13設(shè)置在再生器4上方沉降器10中，沉降器10通過(guò)汽提段5和催化劑輸送管18和再生器4聯(lián)通。再生器4中的一部分高溫催化劑通過(guò)催化劑輸送管6和再生催化劑滑閥7進(jìn)入提升管反應(yīng)器1，并在從提升氣體進(jìn)口 16進(jìn)來(lái)的提升氣體提升作用下向上流動(dòng)與優(yōu)質(zhì)催化原料油進(jìn)口 15進(jìn)來(lái)的優(yōu)質(zhì)催化原料油(餾程范圍小于520 620°C，殘?zhí)恐敌∮? #t%) 接觸反應(yīng)，通過(guò)調(diào)節(jié)原料預(yù)熱溫度(控制范圍為100 350°C )和再生催化劑滑閥7開(kāi)度， 控制進(jìn)入提升管反應(yīng)器前再生催化劑溫度為660 730°C，使提升管反應(yīng)器1內(nèi)的油氣在反應(yīng)溫度470 530°C，劑油比5 10，反應(yīng)時(shí)間2. 0 5. Os的條件下完成反應(yīng)。反應(yīng)后的催化劑和油氣經(jīng)過(guò)油氣分離器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(guò)催化劑輸送管18進(jìn)入再生器4進(jìn)行燒焦再生。再生器4中的一部分高溫催化劑通過(guò)催化劑輸送管8和再生催化劑滑閥9進(jìn)入組合反應(yīng)器2中快速床21的底部，并在從預(yù)提升氣體進(jìn)口 17進(jìn)來(lái)的提升氣體提升作用下向上流動(dòng)與從劣質(zhì)催化原料油進(jìn)口 14進(jìn)入的劣質(zhì)催化原料油(餾程范圍大于520 620°C， 殘?zhí)恐荡笥? )接觸反應(yīng)，通過(guò)調(diào)節(jié)原料預(yù)熱溫度(控制范圍為180 350°C )和再生催化劑滑閥9開(kāi)度，控制進(jìn)入提升管反應(yīng)器前再生催化劑溫度為660 730°C，使油氣首先經(jīng)過(guò)組合反應(yīng)器2的快速床21，在劑油比6 12，反應(yīng)時(shí)間2. 0 10. Os，床層線速度 2 8m/s的條件下進(jìn)行反應(yīng)，然后油氣和催化劑進(jìn)入組合反應(yīng)器2的輸送床22進(jìn)一步在反應(yīng)時(shí)間1. 0 4. Os，油氣線速度8 12m/s條件下發(fā)生反應(yīng)，為了控制整個(gè)組合反應(yīng)器2 出口溫度(控制范圍為450 550°C )，在組合反應(yīng)器2的快速床21中上部注入急冷劑，該急冷劑包括水、回?zé)捰?、汽油、柴油、污油，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(guò)油氣分離器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(guò)催化劑輸送管18進(jìn)入再生器4進(jìn)行燒焦再生。為驗(yàn)證本發(fā)明的效果，采用圖1所示的工藝流程，在某煉油廠的100萬(wàn)噸/年重油催化裂化裝置上進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果列于表1。采用該發(fā)明后，對(duì)原來(lái)的催化原料進(jìn)行分餾切割分別得到優(yōu)質(zhì)原料和劣質(zhì)原料 (性質(zhì)見(jiàn)表1)，將優(yōu)質(zhì)原料和劣質(zhì)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，采用該技術(shù)可以使輕質(zhì)油收率提高了 1.0個(gè)百分點(diǎn)，液收率提高了 1.4個(gè)百分點(diǎn)，干氣和焦炭產(chǎn)率明顯降低。詳細(xì)產(chǎn)品分布可見(jiàn)表3。表1重油原料性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種重油分區(qū)催化裂化的裝置，其特征在于由提升管反應(yīng)器(1)、組合反應(yīng)器O)、 再生器(4)構(gòu)成；提升管反應(yīng)器設(shè)置在再生器旁，通過(guò)催化劑輸送管(6)和再生催化劑滑閥(7)與再生器底部連接，優(yōu)質(zhì)催化原料油進(jìn)口(1 和提升氣體進(jìn)口(16)設(shè)置在提升管反應(yīng)器下部，提升管反應(yīng)器上部與油氣分離器(11)連接；組合反應(yīng)器由快速床和輸送床0 構(gòu)成，快速床設(shè)置在輸送床的下部，高度為組合反應(yīng)器高度的1 50%，組合反應(yīng)器設(shè)置在再生器旁，快速床底部通過(guò)催化劑輸送管(8)和再生催化劑滑閥(9)與再生器底部連接，劣質(zhì)催化原料油進(jìn)口(14)和提升氣體進(jìn)口(17)設(shè)置在快速床底部，急冷劑進(jìn)口 (19)設(shè)置在快速床上部，輸送床上部與油氣分離器(12)連接；油氣分離器a(ll)、油氣分離器b(12)和頂旋(13)設(shè)置在再生器上方沉降器(10)中，沉降器通過(guò)汽提段(5)和催化劑輸送管(18)和再生器聯(lián)通。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重油分區(qū)催化裂化裝置的應(yīng)用，其特征在于用于重油分區(qū)催化裂化反應(yīng)；首先將重油分為優(yōu)質(zhì)催化原料和劣質(zhì)催化原料，優(yōu)質(zhì)催化原料餾程范圍< 520 620°C，殘?zhí)恐亓恐?lt; 2 4% ；劣質(zhì)催化原料餾程范圍> 520 620°C，殘?zhí)恐亓恐?gt; 2 4% ；優(yōu)質(zhì)催化原料進(jìn)入提升管反應(yīng)器反應(yīng)，該反應(yīng)區(qū)的工藝條件為反應(yīng)溫度470 5300C，劑油比5 10，反應(yīng)時(shí)間2. 0 5. Os，原料預(yù)熱溫度100 350°C，進(jìn)入提升管反應(yīng)器前再生催化劑溫度為660 730°C ；劣質(zhì)催化原料進(jìn)入快速床和輸送床組合反應(yīng)器反應(yīng)，控制原料預(yù)熱溫度100 350°C， 進(jìn)入反應(yīng)器前再生催化劑溫度為660 730°C，反應(yīng)器出口溫度450 550°C，控制組合反應(yīng)器劑油比6 12 ；快速床，反應(yīng)時(shí)間2. 0 10. Os，床層線速度2 8m/s ；輸送床，反應(yīng)時(shí)間1. 0 4. Os,油氣線速度8 12m/s。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種重油分區(qū)催化裂化的裝置和應(yīng)用；提升管反應(yīng)器和組合反應(yīng)器設(shè)置在再生器旁，底部分別通過(guò)催化劑輸送管和再生催化劑滑閥與再生器底部連接，提升管反應(yīng)器和組合反應(yīng)器上部分別與油氣分離器連接；組合反應(yīng)器由快速床和輸送床構(gòu)成，快速床設(shè)置在輸送床的下部，高度為組合反應(yīng)器高度的1～50％；急冷劑進(jìn)口設(shè)置在快速床上部；油氣分離器和頂旋設(shè)置在再生器上方沉降器中，沉降器通過(guò)汽提段和催化劑輸送管和再生器連通；不同性質(zhì)的催化原料進(jìn)入設(shè)置得的兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的獨(dú)立反應(yīng)器，根據(jù)各自優(yōu)化的工藝條件反應(yīng)，避免了劣質(zhì)原料與優(yōu)質(zhì)原料發(fā)生惡性吸附競(jìng)爭(zhēng)及對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生阻滯作用，提高了輕質(zhì)油及液收率。
文檔編號(hào)C10G55/00GK102234531SQ201010169269
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者劉永干, 周華群, 張兆前, 張喜文, 朱占偉, 楊軍, 梅建國(guó), 王剛, 白躍華, 董衛(wèi)剛, 高金森 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司