一種催化裂化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油化工行業(yè)的一種催化裂化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 石油化工行業(yè)所采用的傳統(tǒng)催化裂化工藝技術(shù)普遍存在著以下缺點：第一，重油 反應(yīng)的油劑接觸時間較長（一般在4s左右，s為秒），這在提高重油轉(zhuǎn)化率的同時也加劇了 裂化生成物的二次反應(yīng)，使裂化氣（包括干氣和液化氣）與焦炭的產(chǎn)率較高，汽、柴油餾分 的收率較低；還使催化柴油的品質(zhì)較差，不適于作為車用燃料調(diào)合組份。第二，缺乏對汽油 催化改質(zhì)的措施，汽油烯烴含量高，品質(zhì)較低。多年來，國內(nèi)外研究機構(gòu)在克服上述常規(guī)催 化裂化技術(shù)所存在的缺點方面做了大量的研究工作。
[0003] 中國專利CN100338185C所公開的一種催化裂化方法及裝置，其主要技術(shù)特征是： 采用兩個提升管反應(yīng)器，分別進行重油催化裂化和輕烴催化改質(zhì)。由于以上特征，該技術(shù)實 現(xiàn)了對催化汽油的單獨改質(zhì)，汽油烯烴含量較常規(guī)催化裂化工藝大幅降低。但該技術(shù)存在 著以下不足之處：第一，該技術(shù)采用的是傳統(tǒng)的提升管反應(yīng)器，噴嘴設(shè)置位置較低，重油提 升管反應(yīng)器的油劑接觸時間實際上只能控制為2~4s，短于2s的反應(yīng)時間很難實現(xiàn)。由于 油劑接觸時間較長，導(dǎo)致重油提升管反應(yīng)器的產(chǎn)品分布和催化柴油的性質(zhì)相對較差。第二， 催化汽油的改質(zhì)過程經(jīng)歷了重油提升管反應(yīng)器反應(yīng)油氣的分餾操作，汽油的冷凝和再次氣 化過程產(chǎn)生大量的低溫熱，能耗較高。
[0004] 美國專利US5,462,652所公開的一種催化裂化工藝，其主要技術(shù)特征是：采用與 傳統(tǒng)提升管反應(yīng)器不同的油劑接觸方式，催化劑與進料的反應(yīng)以及待生催化劑的汽提均在 反應(yīng)沉降器中進行。催化劑由設(shè)在反應(yīng)沉降器頂部的混合催化劑室中心開口在重力作用下 向下流動，噴嘴的進料噴射方向與催化劑流動方向成90度夾角，進料與催化劑接觸后攜帶 催化劑沿水平方向高速運動并發(fā)生反應(yīng)，之后反應(yīng)物流進入反應(yīng)沉降器外掛旋風分離器進 行氣固分離。由于以上特征，該技術(shù)在一定程度上縮短了反應(yīng)時間，使產(chǎn)品分布得到改善。 但該技術(shù)存在著以下不足之處：第一，油劑接觸的區(qū)域空間相對較大，重油反應(yīng)的油劑接觸 時間尚未完全得到有效的控制，仍存在一定程度裂化生成物的二次反應(yīng)。第二，缺乏對汽油 催化改質(zhì)的措施，汽油烯烴含量高。
[0005] 中國專利CN1118539C所公開的一種催化裂化工藝，其主要技術(shù)特征是：采用兩個 提升管反應(yīng)器，實現(xiàn)雙路循環(huán)、油氣串連、催化劑接力、分段反應(yīng)、較短的反應(yīng)時間（總反應(yīng) 時間為常規(guī)催化裂化的1/2~2/3)。由于以上特征，該技術(shù)提高了參與反應(yīng)的催化劑的平 均活性，在一定程度上改善了汽油質(zhì)量。但該技術(shù)存在著以下不足之處：進入第二段提升管 參與二段反應(yīng)的再生催化劑只經(jīng)過一個外取熱器一級冷卻，受氣固間接傳熱過程規(guī)律的限 制，以常規(guī)型式的外取熱器難以將該催化劑冷卻至500°C以下。受熱平衡限制，二段反應(yīng)的 反應(yīng)溫度難以降低至460°C以下，第二段提升管內(nèi)會不可避免地發(fā)生大量裂化生成物的二 次反應(yīng)，從而帶來催化柴油的收率損失和質(zhì)量下降，并且重油和柴油組分的繼續(xù)反應(yīng)使第 二段提升管內(nèi)催化劑的平均活性較低，進而使催化汽油的改質(zhì)效率較低，催化汽油質(zhì)量提 升幅度較小且收率損失較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種催化裂化方法，以解決現(xiàn)有的催化裂化技術(shù)分別存在的 裂化生成物的二次反應(yīng)尚未得到有效控制（由于油劑接觸的區(qū)域空間相對較大或第二段 提升管內(nèi)會不可避免地發(fā)生大量裂化生成物的二次反應(yīng)）、汽油催化改質(zhì)效率低（由于汽 油改質(zhì)過程受到在同一個反應(yīng)器內(nèi)進行的重油和柴油組分二次反應(yīng)的不利影響）、催化汽 油的改質(zhì)過程能耗較高（由于在汽油的冷凝和再次氣化過程中產(chǎn)生了大量的低溫熱）等問 題。
[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種催化裂化方法，反應(yīng)分兩段進 行，一段反應(yīng)為在第一管式反應(yīng)器內(nèi)進行的重油催化裂化反應(yīng)，一段反應(yīng)物流進入氣固分 離器進行氣固分離，一段反應(yīng)油氣進入第二管式反應(yīng)器進行二段反應(yīng)，二段反應(yīng)物流進入 沉降器進行氣固分離，二段反應(yīng)油氣進入分餾塔進行分餾，一段待生催化劑與二段待生催 化劑均進入汽提段進行汽提，之后進入再生器進行燒焦再生，一部分再生催化劑直接返回 第一管式反應(yīng)器與重油進料接觸，一部分再生催化劑進入再生催化劑冷卻器進行冷卻降溫 后返回第二管式反應(yīng)器與一段反應(yīng)油氣接觸，其特征在于：再生器內(nèi)的一部分再生催化劑 進入一級再生催化劑冷卻器進行一級冷卻，再進入二級再生催化劑冷卻器進行二級冷卻， 待溫度降至400~450°C后返回第二管式反應(yīng)器參與二段反應(yīng)，第二管式反應(yīng)器內(nèi)進行的 二段反應(yīng)為汽油催化改質(zhì)反應(yīng)，二段反應(yīng)溫度為430~460°C。
[0008] 所述的第一管式反應(yīng)器同時加工1~5種重油進料。
[0009] 所述再生器內(nèi)的一部分再生催化劑進入一級再生催化劑冷卻器進行一級冷卻后， 溫度降至500~550°C。
[0010] 所述的經(jīng)過一級冷卻的再生催化劑可以全部進入二級再生催化劑冷卻器進行二 級冷卻。
[0011] 所述的經(jīng)過一級冷卻的再生催化劑還可以分為兩部分，其中一部分返回再生器， 另一部分進入二級再生催化劑冷卻器進行二級冷卻。
[0012] 或者是，所述的經(jīng)過一級冷卻的再生催化劑分為兩部分，其中一部分返回第一管 式反應(yīng)器，另一部分進入二級再生催化劑冷卻器進行二級冷卻。
[0013] 或者是，所述的經(jīng)過一級冷卻的再生催化劑分為三部分，其中一部分返回再生器， 一部分返回第一管式反應(yīng)器，一部分進入二級再生催化劑冷卻器進行二級冷卻。
[0014] 與現(xiàn)有的催化裂化技術(shù)相比，采用本發(fā)明，具有以下的有益效果：
[0015] (1)由于采用第一管式反應(yīng)器進行油劑接觸時間為0. 3~I. 2s的重油催化裂化反 應(yīng)，且一段反應(yīng)物流進入其專用的氣固分離器進行氣固快速分離，從而有效抑制了重油催 化裂化的二次反應(yīng)，使催化裂化產(chǎn)品分布和催化柴油的性質(zhì)得到顯著改善。
[0016] (2)由于采用對一部分再生催化劑進行二級冷卻技術(shù)，將參與二段反應(yīng)的再生催 化劑的溫度降低至400~450°C，可以實現(xiàn)一段反應(yīng)油氣未經(jīng)分餾而直接進入第二管式反 應(yīng)器進行反應(yīng)溫度為430~460°C的汽油催化改質(zhì)反應(yīng)（即二段反應(yīng)）。在此溫度條件下， 一段反應(yīng)油氣中的重油和柴油組分基本上不發(fā)生反應(yīng)（也就避免了二次反應(yīng)），同時汽油 催化改質(zhì)反應(yīng)的副產(chǎn)物較少，從而在避免汽油冷凝和再次氣化過程、使汽油催化改質(zhì)過程 的能耗有所降低的前提下實現(xiàn)對催化汽油的高效率單獨改質(zhì)，避免了催化柴油的收率損失 和質(zhì)量下降，使催化汽油的性質(zhì)顯著改善且收率較高。
[0017] 本發(fā)明可用于重油催化裂化和汽油催化改質(zhì)。
[0018] 下面結(jié)合附圖、【具體實施方式】和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。附圖、具體 實施方式和實施例并不限制本發(fā)明要求保護的范圍。
【附圖說明】
[0019] 圖1是實現(xiàn)本發(fā)明催化裂化方法的一種催化裂化裝置的示意簡圖。
[0020] 圖1中的附圖標記表示：1.第一管式反應(yīng)器，2.第二管式反應(yīng)器，3.氣固分離 器，4.沉降器，5.汽提段，6.再生器，7. -級再生催化劑冷卻器，8.二級再生催化劑冷卻 器，9.低溫再生催化劑罐，IOaUOb.重油進料，11.二段反應(yīng)油氣，12.主風，13.再生煙氣， 14.旋風分離器，15a、15b.重油進料噴嘴。
【具體實施方式】
[0021] 如圖1所示，實現(xiàn)本發(fā)明催化裂化方法的一種催化裂化裝置，主要包括第一管式 反應(yīng)器1、第二管式反應(yīng)器2、氣固分離器3、沉降器4、再生器6、一級再生催化劑冷卻器7、 二級再生催化劑冷卻器8、低溫再生催化劑罐9。沉降器4與再生器6并列設(shè)置；沉降器4 內(nèi)設(shè)有旋風分離器14,沉降器4的密相段為汽提段5。第一管式反應(yīng)器1和第二管式反應(yīng) 器2均由垂直管段和水平管段組成。第一管式反應(yīng)器1的出口與氣固分離器3相連；氣固 分離器3的油氣出口與第二管式反應(yīng)器2的油氣入口相連，氣固分離器3的催化劑出口通 過管道與汽提段5的頂部相連。第二管式反應(yīng)器2的出口位于沉降器4的稀相段上部，且 通過封閉管道與旋風分離器14的入口相連。汽提段5的底部通過管道與再生器6相連，再 生器6通過管道分別與第一管式反應(yīng)器1的催化劑入口、一級再生催化劑冷卻器7的催化 劑入口和汽提段5的上部相連。一級再生催化劑冷卻器7的催化劑出口通過管道與二級再 生催化劑冷卻器8的催化劑入口相連，一級再生催化劑冷卻器7的催化劑出口還通過管道 與再生器6相連；二級再生催化劑冷卻器8的催化劑出口與低溫再生催化劑罐9相連。低 溫再生催化劑罐9的催化劑出口通過管道與第二管式反應(yīng)器2的催化劑入口相連，低溫再 生催化劑罐9的氣體出口通過管道與再生器6相連。
[0022] 本發(fā)明所用的催化裂化裝置，第一管式反應(yīng)器1反應(yīng)段的長度為5~15m，第二管 式反應(yīng)器2反應(yīng)段的長度為5~10m。根據(jù)一段反應(yīng)需要，可以沿第一管式反應(yīng)器1的軸向 間隔設(shè)置1~5層重油進料噴嘴；圖1所示的第一管式反應(yīng)器1設(shè)置的是兩層重油進料噴 嘴15a、15b。再生器6可以是現(xiàn)有各種類型的再生器，例如湍動床再生器、快速床再生器、管 式再生器或由上述再生器組合形成的再生器。氣固分離器3可以是旋風分離器或內(nèi)置氣固 快分設(shè)備的密閉容器。
[0023] 采用圖1所示催化裂化裝置進行本發(fā)明催化裂化的方法如下：反應(yīng)分兩段進行。 一段反應(yīng)中，重油進料在第一管式反應(yīng)器1內(nèi)進行油劑接觸時間為〇. 3~I. 2s的重油催化 裂化反應(yīng)，一段反應(yīng)物流進入氣固分離器3進行氣固分離。一段反應(yīng)油氣進入第二管式反 應(yīng)器2進行二段反應(yīng)，二段反應(yīng)為汽油催化改質(zhì)反應(yīng)，反應(yīng)溫度為430~460°C;二段反應(yīng)物 流進入沉降器4,經(jīng)旋風分離器14進行氣固分離。二段反應(yīng)油氣11經(jīng)油氣管線進入分餾塔 進行分餾。一段待生催化劑與二段待生催化劑均進入汽提段5進行水蒸汽汽提，之后一起 進入再生器6與主風12接觸進行燒焦再生。再生煙氣13進入再生煙氣能量回收系統(tǒng)。再 生器6內(nèi)的一部分再生催化劑直接返回第一管式反應(yīng)器1與重油進料接觸循環(huán)使用；一部 分再生催化劑先后經(jīng)一級再生催化劑冷卻器7、二級再生催化劑冷卻器8進行冷卻降溫后， 返回第二管式反應(yīng)器2與一段反應(yīng)油氣接觸循環(huán)使用。
[0024] 在以上操作過程中，第一管式反應(yīng)器1同時加工兩種重油進料IOa和10b。重油進 料IOa和IOb分別從設(shè)置在第一管式反應(yīng)器1不同軸向位置的兩層重油進料噴嘴15a、15b 進入第一管式反應(yīng)器1與催化劑接觸，進行一段反應(yīng)。
[0025] 在以上操作過程中，根據(jù)維持全裝置熱平衡及高效回收熱能的需要，從再生器6 進入一級再