專利名稱：一種催化裂化方法及裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及石油化工技術(shù)領域，特別是涉及一種石油烴類原料催化裂化方法及裝置。
背景技術(shù)：
催化裂化裝置是最主要的汽油生產(chǎn)裝置，世界絕大部分車用汽油來自催化裂化裝置，常規(guī)催化裂化采用提升管反應器?，F(xiàn)有提升管反應器的最大弊端是提升管過長，提升管出口處的催化劑活性只有初始活性的1/3左右，因此，在提升管反應器的后半段，催化劑活性及選擇性已急劇下降，催化作用變差，熱裂化反應及其他不利二次反應增加，不但限制了單程轉(zhuǎn)化率的提高，同時導致催化汽油烯烴含量高達45%以上，遠不能滿足汽油的新標準要求。隨著催化劑活性的降低，催化反應的選擇性必然下降，副反應自然增加。要提高催化過程的單程轉(zhuǎn)化率，核心問題是提高現(xiàn)有提升管反應器后半段的催化劑活性，石油大學在CN99213769. 1提出了用于催化裂化的兩段串聯(lián)式提升管反應器，該反應器由兩結(jié)構(gòu)相同提升管頭尾相接串聯(lián)而成，該技術(shù)通過采用兩段接力式的反應裝置，強化了常規(guī)提升管催化裂化反應過程，從而提高了催化劑的有效活性和選擇性；但該技術(shù)限于原理，缺乏可操作的實施辦法；工程實施時相當于建設兩套上下重疊的催化裂化裝置，投資費用高，實施可能性很小。CN00134054. 9公開了一種兩段提升管催化裂化新技術(shù)，將提升管分為上下兩段， 第一區(qū)催化劑來自再生器，第一區(qū)反應結(jié)束，催化劑、油氣通過設置在第一區(qū)末端的中間分流器分離，僅油氣繼續(xù)進入第二反應段反應；第二反應段的催化劑為來自再生器的經(jīng)過外取熱器取熱的再生催化劑。該技術(shù)是在反應第二段用高活性的經(jīng)取熱的低溫再生催化劑與油氣繼續(xù)接觸反應，提高了第二段的催化劑活性，提高了單程轉(zhuǎn)化率。但該技術(shù)中第一區(qū)分離出來的催化劑在進入再生器前必須經(jīng)過汽提，同時再生催化劑必須由輸送介質(zhì)輸送才能進入第二段，汽提蒸汽、輸送介質(zhì)將全部進入第二段，勢必影響到第二段的反應；若限制汽提蒸汽量，則會影響到汽提效果，進而影響再生過程；且該技術(shù)需要兩個沉降器，兩個汽提段，投資大幅增加。

發(fā)明內(nèi)容
在上述兩段催化裂化方法的基礎上，本發(fā)明的目的在于提供一種既能改善產(chǎn)品分布和產(chǎn)品質(zhì)量又降低工程投資和方便工程實施的催化裂化方法，實現(xiàn)強化催化裂化過程生產(chǎn)低烯烴高辛烷值汽油的目標，本發(fā)明同時提供了實現(xiàn)該方法的裝置。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種催化裂化方法，催化裂化在主反應器和次反應器中進行，主反應器自下而上至少設置有第一反應區(qū)、催化劑補充區(qū)、輸送管和第二反應區(qū)，第一再生器的再生催化劑在主反應器第一反應區(qū)與原料油接觸反應，反應混合物向上經(jīng)分流器分離出催化劑，分離出的催化劑直接流入第一汽提段，汽提并返回第一再生器再生；反應油氣沿輸送管向上進入主反應器第二反應區(qū)；次反應器的待生催化劑先進入催化劑補充區(qū)，并從該催化劑補充區(qū)進入第二反應區(qū)，與來自第一反應區(qū)的反應油氣混合，使油氣繼續(xù)反應；反應結(jié)束后分離油氣和催化劑，油氣經(jīng)油氣出口管線送入后續(xù)分餾系統(tǒng)，催化劑則流入第二汽提段，汽提并進入第二再生器再生。在上述的催化裂化方法中，進一步地，所述主反應器第一反應區(qū)的反應混合物向上經(jīng)分流器分離出全部催化劑；或所述主反應器第一反應區(qū)的反應混合物向上經(jīng)分流器分離出40%以上的催化劑，第一再生器的再生催化劑在進入主反應器的同時，還向主反應器引入一部分第二再生器的再生催化劑，兩股催化劑混合后再進入第一反應區(qū)與原料油接觸反應。在上述的催化裂化方法中，進一步地，第一再生器的再生催化劑在進入主反應器之前先進行冷卻降溫。在上述的催化裂化方法中，進一步地，部分次反應器的待生催化劑回流至次反應器底部的預提升段。在上述的催化裂化方法中，進一步地，所述次反應器催化裂化反應后的反應油氣和催化劑用獨立的氣固分離系統(tǒng)實現(xiàn)催化劑分離，油氣進入獨立的分餾系統(tǒng)。本發(fā)明還提供了一種催化裂化裝置，包括主反應器和次反應器，主反應器自下而上至少設置有第一反應區(qū)、催化劑補充區(qū)、輸送管和第二反應區(qū)，第一反應區(qū)與輸送管之間斷開，在第一反應區(qū)出口設置有催化劑分流器；輸送管與第二反應區(qū)之間設有催化劑進入通道；沉降器、第一汽提段之間由上、下兩層隔板隔開形成催化劑補充區(qū)，上述催化劑進入通道位于催化劑補充區(qū)內(nèi)；主反應器與沉降器、催化劑補充區(qū)、第一汽提段上下連體布置； 第一汽提段通過待生立管與第一再生器連通；催化劑補充區(qū)、次反應器之間設置有催化劑接力管；次反應器或者和主反應器共用沉降器，或者單獨設置第二沉降器；第二汽提段一端通過第二待生立管與第二再生器連通，一端與沉降器連通。進一步地，所述催化劑接力管一端與催化劑補充區(qū)連通，一端與次反應器直接連通或與設置于次反應器出口的第二沉降器連通，用于向催化劑補充區(qū)引入次反應器的待生催化劑。進一步地，在與所述主反應器底部連通的再生管路上設置催化劑冷卻器。進一步地，次反應器設置有催化劑回流管，該催化劑回流管下端與次反應器底部的預提升段連通；催化劑回流管上設置有滑閥，用于控制催化劑回流量。進一步地，所述催化劑補充區(qū)與汽提段之間的隔板為帶孔隔板。進一步地，在第二再生器與主反應器底部之間設置有再生立管，用于向主反應器弓丨入第二再生器的再生催化劑。在本發(fā)明的技術(shù)方案中(1)主、次反應器優(yōu)先選用提升管反應器，反應器上可設置一排到多排噴嘴；(2)第一反應區(qū)出口分流器的設計，可以實現(xiàn)對催化劑分離比例的控制；(3)汽提段的蒸汽和油氣，以及第一反應區(qū)的油氣和部分催化劑通過輸送管送入第二反應區(qū)；(4)輸送管和第二反應區(qū)可不直接連通，其中間斷開區(qū)域形成催化劑進入通道；
4或者輸送管和第二反應區(qū)直接連通，而在連通管壁上水平方向間隔均勻布置圓孔等催化劑進入通道，進入催化劑補充區(qū)的次反應器的待生催化劑由催化劑進入通道進入第二反應區(qū)；(5)催化劑補充區(qū)設有流化蒸汽，使該區(qū)的催化劑保持流化狀態(tài)，均勻的進入第二反應區(qū)，有利于反應油氣與催化劑的充分接觸；(6)催化劑補充區(qū)與沉降器之間設置的隔板，使沉降器內(nèi)的催化劑不返回催化劑補充區(qū)；(7)從次反應器中引出一部分催化劑進入主反應器或/和返回次反應器底部，催化劑引出量通過相應的催化劑接力管或催化劑回流管上的滑閥控制；(8)第一再生器、第二再生器可控制主、次反應系統(tǒng)催化劑的再生程度以獲得不同的“半”再生或再生催化劑，從而控制主、次反應器中的反應條件。本發(fā)明方法中，主反應器中反應過程為來自第一再生器的再生催化劑由再生立管進入主反應器底部的預提升段，在預提升介質(zhì)的作用下向上進入第一反應區(qū)，與經(jīng)進料噴嘴進入的霧化重質(zhì)原料接觸參與催化反應，反應混合物向上經(jīng)分流器分離出的催化劑直接進入第一汽提段，汽提后返回第一再生器再生；反應油氣則沿輸送管向上，與從催化劑補充區(qū)進入的次反應器的待生催化劑一起進入第二反應區(qū)，接觸混合并繼續(xù)反應；反應結(jié)束后經(jīng)沉降器分離出的油氣經(jīng)油氣出口進入后續(xù)分餾系統(tǒng)，催化劑則流入第二汽提段，汽提出催化劑中夾帶的油氣，進入第二再生器再生；本發(fā)明方法中，次反應器中反應過程為一部分第二再生器的再生催化劑由再生立管進入次反應器內(nèi)，在提升介質(zhì)作用下，向上與經(jīng)進料噴嘴進入的霧化輕質(zhì)原料接觸參與催化反應，反應混合物沿反應器向上流動，在次反應器中部，一部分反應過的尚有活性的待生催化劑經(jīng)催化劑接力管流入主反應器的催化劑補充區(qū)，并由催化劑進入通道進入第二反應區(qū)，參與主反應器的反應，次反應器內(nèi)的其余反應物流繼續(xù)沿反應器上行，完成輕質(zhì)原料的催化反應，反應結(jié)束后油氣和催化劑進入沉降器或第二沉降器分離出催化劑，油氣可單獨引出，或與主反應油氣混合后引出；催化劑則進入第二汽提段，汽提后進入第二再生器再生。當一部分進入主反應器第一反應區(qū)的催化劑進入第二反應區(qū)并最終進入第二再生器時，從第二再生器向主反應器底部引一部分再生催化劑，與來自第一再生器的再生催化劑混合后再進入主反應器第一反應區(qū)參與反應。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，至少具有以下有益效果(1)本發(fā)明在主反應器第一反應區(qū)出口分離出由于結(jié)焦而失活的催化劑，在第二反應區(qū)用來自次反應器的高活性的待生催化劑進行置換，明顯提高第二反應區(qū)的催化劑活性，總體強化了主反應器的催化反應選擇性，有效減少了熱反應及不利的二次反應，減少汽油產(chǎn)品烯烴含量；(2)本發(fā)明提供的催化裂化裝置，采用主反應器與沉降器、催化劑補充區(qū)、第一汽提段連體布置，有效解決了以往技術(shù)中存在的置換失活催化劑、增加分離設備同時考慮汽提的工程實施難題；失活催化劑的分離、置換、待生催化劑的汽提，均可以在本發(fā)明的主反應器中同時實現(xiàn)，互不影響，且裝置設備制造簡單、不因催化劑分離、催化劑汽提額外占用場地，經(jīng)濟性顯而易見；
(3)本發(fā)明的技術(shù)方案中，可以通過對第一再生器、第二再生器中催化劑的再生程度，控制與原料油接觸的再生劑溫度和活性，從而控制主、次反應器中的反應條件，使裝置靈活性大大提高。


圖1-2為本發(fā)明的催化裂化裝置示意圖。圖中編號說明10反應器；11第一反應區(qū)；12催化劑補充區(qū)；13第二反應區(qū)；14、 21a、21b進料噴嘴；15分流器；16隔板；17輸送管；18催化劑進入通道；19預提升段；20次反應器；22接力管；23催化劑回流管；30沉降器；31第一汽提段；32、35分布管；33待生立管；；34第二汽提段；36第二待生立管；37第二沉降器；40第一再生器；41、61、62再生立管； 43催化劑冷卻器；51、52油氣出口 ；60第二再生器。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護范圍包括但是不限于此實施例1 本發(fā)明方法中，次反應器和主反應器第二反應區(qū)的反應原料(即次反應器的輕質(zhì)原料和經(jīng)過第一反應區(qū)反應后的油氣)相對第一反應區(qū)反應原料較輕質(zhì)，S含量較低，反應過程中，對催化劑不產(chǎn)生金屬污染，生焦較低，故第二再生器可采用與第一再生器不同的再生條件，且不需要強制置換催化劑；此外，再生溫度降低也可以降低再生煙氣中NOxW形成， 利于環(huán)境保護。圖1為某煉油廠催化裂化裝置示意圖，第一再生器40按680-700°C條件再生，第二再生器60按620-650°C條件再生；反應過程為來自第一再生器40和第二再生器60的再生催化劑同時進入主反應器10底部的預提升段19內(nèi)(兩股催化劑物流比例為85 15)，混合后沿主反應器10向上流動，與預熱至220°C經(jīng)噴嘴14霧化的重油原料在主提升管反應器10的第一反應區(qū)11內(nèi)接觸混合，并不斷反應，反應時間1. Os,反應溫度520°C，反應結(jié)束混合物經(jīng)分流器15分離出85%的催化齊U，催化劑進入第一汽提段31內(nèi)，汽提出催化劑中夾帶的油氣，經(jīng)待生立管33進入第一再生器40再生，再生溫度700°C;油氣沿輸送管17向上，進入第二反應區(qū)13內(nèi)；同時，次提升管反應器20引出的待生催化劑進入催化劑補充區(qū)12，并進入第二反應區(qū)13，與進入第二反應區(qū)13的反應油氣接觸混合并繼續(xù)反應，反應溫度510°C，反應時間1. 5s，反應結(jié)束后，油氣和催化劑進入沉降器30內(nèi)，分離出催化劑的油氣經(jīng)出口管線51引出；催化劑則流入第二汽提段34內(nèi)，汽提出催化劑中夾帶的油氣，進入第二再生器60再生，再生溫度640°C。同時，預熱60_70°C沸點低于85°C的輕汽油及C4組分由噴嘴2la、2Ib霧化后進入次反應器20，與來自第二再生器60的再生催化劑混合并不斷反應，反應時間2. 5s,反應溫度520°C ；反應結(jié)束后，混合物流進入共用的沉降器30內(nèi)，分離出的油氣經(jīng)出口管線52引出；催化劑則流入第二汽提段34內(nèi)，汽提出催化劑中夾帶的油氣，進入第二再生器60再生， 再生溫度640°C。本實施例中，自次反應器20引出的待生催化劑引出量通過催化劑接力管22上的滑閥進行控制。本實施例與已有技術(shù)相比，單程轉(zhuǎn)化率平均提高10%以上，液收增加2%左右，汽油烯烴降低14%以上。實施例2 某煉油廠催化裂化裝置設計如圖2所示，在再生立管41上設置催化劑冷卻器43， 次反應器20設置第二沉降器37，第二沉降器37與次反應器20底部之間設置有催化劑回流管23，第二沉降器37與催化劑補充區(qū)12間設置有催化劑接力管22 ；兩反應器油氣分開處理。其余部分裝置結(jié)構(gòu)同圖1。本實施例中，自反應器20回流的待生催化劑循環(huán)量通過催化劑回流管23上的滑閥進行控制，回流量為40% ；反應器20的反應原料為混合C4組分。 本實施例中，反應器10第一反應區(qū)的反應溫度500°C，反應時間1.0s ；第二反應區(qū)的反應溫度495°C，反應時間1. ；反應器20的反應溫度510°C，反應時間2. 4s ；第一反應區(qū)11及反應器20的熱裂化副反應大大減少，與已有技術(shù)相比，主反應器單程轉(zhuǎn)化率平均提高12%以上，液收增加3%左右，汽油烯烴含量降低18%左右。最后所應說明的是以上說明僅用以說明本發(fā)明而非限制，盡管參照較佳實施方式對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種催化裂化方法，催化裂化在主反應器和次反應器中進行，主反應器自下而上至少設置有第一反應區(qū)、催化劑補充區(qū)、輸送管和第二反應區(qū)，其特征在于第一再生器的再生催化劑在主反應器第一反應區(qū)與原料油接觸反應，反應混合物向上經(jīng)分流器分離出催化齊U，分離出的催化劑直接流入第一汽提段，汽提并返回第一再生器再生；反應油氣沿輸送管向上進入主反應器第二反應區(qū)；次反應器的待生催化劑先進入催化劑補充區(qū)，并從該催化劑補充區(qū)進入第二反應區(qū)，與來自第一反應區(qū)的反應油氣混合，使油氣繼續(xù)反應；反應結(jié)束后分離油氣和催化劑，油氣經(jīng)油氣出口管線送入后續(xù)分餾系統(tǒng)，催化劑則流入第二汽提段， 汽提并進入第二再生器再生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化裂化方法，其特征在于所述主反應器第一反應區(qū)的反應混合物向上經(jīng)分流器分離出全部催化劑；或所述主反應器第一反應區(qū)的反應混合物向上經(jīng)分流器分離出40%以上的催化劑，第一再生器的再生催化劑在進入主反應器的同時，還向主反應器引入一部分第二再生器的再生催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化裂化方法，其特征在于第一再生器的再生催化劑在進入主反應器之前先進行冷卻降溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化裂化方法，其特征在于部分次反應器的待生催化劑回流至次反應器底部的預提升段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化裂化方法，其特征在于所述次反應器催化裂化反應后的反應油氣和催化劑用獨立的氣固分離系統(tǒng)實現(xiàn)催化劑分離，油氣進入獨立的分餾系統(tǒng)。
6.一種催化裂化裝置，包括主反應器和次反應器，主反應器自下而上至少設置有第一反應區(qū)、催化劑補充區(qū)、輸送管和第二反應區(qū)，其特征在于第一反應區(qū)與輸送管之間斷開， 在第一反應區(qū)出口設置有催化劑分流器；輸送管與第二反應區(qū)之間設有催化劑進入通道； 沉降器、第一汽提段之間由上、下兩層隔板隔開形成催化劑補充區(qū)，上述催化劑進入通道位于催化劑補充區(qū)內(nèi)；主反應器與沉降器、催化劑補充區(qū)、第一汽提段上下連體布置；第一汽提段通過待生立管與第一再生器連通；催化劑補充區(qū)、次反應器之間設置有催化劑接力管； 次反應器或者和主反應器共用沉降器，或者單獨設置第二沉降器；第二汽提段一端通過第二待生立管與第二再生器連通，一端與沉降器連通。
7.實現(xiàn)權(quán)利要求6所述的催化裂化裝置，其特征在于所述催化劑接力管一端與催化劑補充區(qū)連通，一端與次反應器直接連通或與設置于次反應器出口的第二沉降器連通，用于向催化劑補充區(qū)引入次反應器的待生催化劑。
8.實現(xiàn)權(quán)利要求6所述的催化裂化裝置，其特征在于在與所述主反應器底部連通的再生管路上設置催化劑冷卻器。
9.實現(xiàn)權(quán)利要求6所述的催化裂化裝置，其特征在于次反應器設置有催化劑回流管， 該催化劑回流管下端與次反應器底部的預提升段連通；催化劑回流管上設置有滑閥，用于控制催化劑回流量。
10.實現(xiàn)權(quán)利要求6所述的催化裂化裝置，其特征在于所述催化劑補充區(qū)與汽提段之間的隔板為帶孔隔板。
11.實現(xiàn)權(quán)利要求6所述的催化裂化裝置，其特征在于在第二再生器與主反應器底部之間設置再生立管，用于向主反應器引入第二再生器的再生催化劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種催化裂化方法及裝置，屬于石油化工技術(shù)領域。催化裂化在主反應器和次反應器中進行，第一再生器的再生催化劑在主反應器第一反應區(qū)與原料油接觸反應，反應混合物向上經(jīng)分流器分離出催化劑，分離出的催化劑直接流入第一汽提段，汽提并返回第一再生器再生；反應油氣沿輸送管向上進入主反應器第二反應區(qū)；次反應器的待生催化劑先進入催化劑補充區(qū)，并從該催化劑補充區(qū)進入第二反應區(qū)，與來自第一反應區(qū)的反應油氣混合，使油氣繼續(xù)反應，反應結(jié)束后的催化劑進入第二再生器再生。本發(fā)明在第二反應區(qū)實現(xiàn)催化劑置換，強化了主反應器催化選擇性；第一再生器、第二再生器控制不同再生條件，減少副反應的發(fā)生；裝置采用連體設計減少了投資。
文檔編號C10G55/06GK102485841SQ20101056833
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者石寶珍 申請人:石寶珍