CN101700483B - 一种汽油生产提升管反应器 - Google Patents

Abstract

一种汽油生产提升管反应器，涉及一种汽油提升管反应器，在提升管反应器上部提升管道(21)的上部急冷剂喷嘴(17)与提升管路出口(14)之间为第二反应区(8)；所述回炼油喷嘴(16)、原料喷嘴(15)与急冷剂喷嘴之间为第一反应区(7)；所述下部硫化蒸汽管路(1)与下部取热管束(11)之间形成催化剂冷却段(2)；提升蒸汽管路(12)对应催化剂导流管(6)的下端中心，所述中部取热管束(13)处为预提升段，预提升段(5)的下部罐体(20)处设有外接的再生催化剂管路(4)；本发明是将提升管分区操作：实现大剂油比催化裂化反应，增加了目的产品收率；在一根提升管中实现清洁汽油的生产和增产丙烯产量的不同生产要求。

Description

一种汽油生产提升管反应器

【技术领域】

本发明涉及一种汽油提升管反应器，具体涉及一种利用催化裂化进行重油转化和降低汽油烯烃的工艺过程和实施该工艺的设备，尤其是涉及一种清洁汽油生产提升管反应器。

【背景技术】

已知催化裂化是石油化工行业一种重要的二次加工过程，催化裂化反应均通过提升管反应器来完成。催化原料进入提升管反应器与来自再生器的催化剂接触发生反应，生成干气和焦炭、液化气、汽油、柴油等产品，在常规催化裂化生产中，丙烯的产量一般在4～5％(重)，汽油中的烯烃含量在40～58％(V)。随着对环境保护要求的提高，要求催化裂化装置生产清洁汽油(汽油中的烯烃含量小于35％)，并且要求催化装置能更多地生产丙烯，增加企业的经济效益。

催化裂化的催化剂再生过程，即烧焦过程，一般在680℃～700℃进行，而催化反应温度一般在500℃左右。在烃类加工过程中，反应的剂油比(参加反应的催化剂和原料之比)是关系到反应转化率和反应选择性的重要参数，增加反应的剂油比，就能增加催化剂的活性中心，催化原料与催化剂的接触频率增大，从而提高产品收率。但在常规提升管反应器中，反应的剂油比是由再生器内催化剂的再生温度、原料进料温度和反应温度决定的，原料进料温度和反应温度由生产工艺确定，变动不大，要大幅度提高反应的剂油比，必需降低再生温度；而降低再生温度将影响再生效率，对催化反应不利。为维持热平衡和反应大剂油比的要求，需降低再生催化剂与原料的初始接触温度，这就需要在再生催化剂循环管线上安装催化剂冷却设备。

常规提升管反应器的反应时间一般按3～4秒进行设计，提升管长度通常在30～40米。由于目前催化原料越来越重，越来越难裂化，只有提高反应温度和缩短反应时间才能适应原料裂化的需要，导致催化裂化的主要反应在提升管反应器的下部就基本完成，在提升管的中上部热裂化反应加剧，随着反应时间加长，干气和焦炭产率增加，产品收率下降。目前解决反应时间长的方法是在提升管的中上部合适的位置加入急冷介质(粗汽油或水)，作为终止剂来降低反应温度。这种生产工艺虽然能减少干气和焦炭，但汽油的烯烃含量仍然很高。

再生催化剂冷却方法和设备有许多，如中国专利专利CN12888933A、CN101191072A、CN101104816A，CN101104816A，均为再生催化剂冷却方法，主要是降低再生催化剂的温度，提高反应的剂油比。

目前降低汽油烯烃的生产技术有单提升管低温反应器(MIP)，套管反应器、双提升管和三提升管等，专利CN101028588A、CN101410513A、CN1415701A、CN1490383A、CN1438296A、CN2510151Y等详细描述了些技术优点，但单提升管低温反应器(MIP)技术只是降低汽油烯烃含量，不能增产丙烯，由于反应时间加长，导致收率较常规提升管反应器收率稍低，且柴油质量变差。套管反应器生产技术，虽然能降低汽油烯烃含量，但没有调节反应剂油比的功能。双提升管和三提升管等技术，设备投资大，操作变量多，生产控制复杂。

在重油催化裂化装置成熟技术，如：再生催化剂管路取热技术、MIP生产技术、多段提升管生产技术以及上述专利技术的基础上，有必要设计一种清洁汽油生产的提升管反应工艺和设备，通过对常规催化裂化提升管反应器的改造，赋予常规提升管反应器各种新的功能，使之可以有效解决目前催化裂化装置产品质量差和产品收率低所存在的问题，在保证产品收率提高的前提下，能够生产符合环保要求的清洁汽油。

【发明内容】

本发明目的是针对背景技术中的不足，公开了一种汽油生产提升管反应器，本发明所述的汽油生产提升管反应器是将提升管分区操作：催化剂冷却区、预提升区、第一反应区、第二反应区和冷催化剂输送管路，通过降低再生催化剂温度，能灵活调节反应的剂油比，实现大剂油比催化裂化反应，增加了目的产品收率；通过调节各部分工艺参数，能够在一根提升管中实现清洁汽油的生产和增产丙烯产量的不同生产要求，具有灵活调节产品分布结构的功能，且设备简单，操作方便。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种汽油生产提升管反应器，提升管反应器包括下部罐体、上部提升管道及冷再生剂输送管；在提升管反应器上部提升管道的上部一侧设置提升管路出口，所述上部提升管道中部设有急冷剂喷嘴，急冷剂喷嘴与提升管路出口之间为第二反应区；在上部提升管道下部由上至下间隔设置回炼油喷嘴、原料喷嘴，所述回炼油喷嘴、原料喷嘴与急冷剂喷嘴之间为第一反应区共同形成所述上部提升管道结构；所述下部罐体的上端连通上部提升管道的下端，所述下部罐体内的下部底层设有下部流化蒸汽管路，在下部罐体的下部设置多根连通外部的下部取热管束，所述下部流化蒸汽管路与下部取热管束之间形成催化剂冷却段；在下部罐体的中部设置一中部流化蒸汽管路，所述中部流化蒸汽管路的上部间隔设有催化剂导流管，提升蒸汽管路对应催化剂导流管的下端中心，提升蒸汽管路的另一端外联蒸汽汽源，所述催化剂导流管的外缘与下部罐体的内侧面之间设有中部取热管束，所述中部取热管束处为预提升段，其中预提升段的下部罐体处设有外接的再生催化剂管路形成完整的下部罐体结构。

所述的汽油生产提升管反应器，在上部提升管道的急冷剂喷嘴上部连通冷再生剂输送管的一端，所述再生剂输送管的下端连接进料喷嘴B，所述再生剂输送管的进料喷嘴B上部设有进料喷嘴A，其中进料喷嘴B与进料喷嘴A之间由连接管路连通下部罐体的催化剂冷却段。

所述的汽油生产提升管反应器，在下部罐体的下部设置的下部取热管束为至少四根。

所述的汽油生产提升管反应器，所述催化剂导流管外缘与下部罐体之间设置的中部取热管束为至少四根。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、本发明所述清洁汽油生产提升管反应器，可同时降低再生催化剂的温度和降低汽油烯烃的含量。

2、本发明所述清洁汽油生产提升管反应器，可调节再生催化剂进入反应器的温度，达到灵活调节反应剂油比，增加产品收率的目的。

3、本发明所述清洁汽油生产提升管反应器，能灵活调节第二反应区的温度，达到降低汽油烯烃的目的。

4、本发明所述清洁汽油生产提升管反应器，将提升管分成四个区域，使催化剂的冷却、催化剂的整流、催化裂化反应和降低汽油烯烃反应置于同一提升管中，简化了反应流程，提高设备利用率，减少设备投资。

5、本发明所述清洁汽油生产提升管反应器，从催化剂冷却段引冷催化剂通过催化剂输送管进入第二反应区，降低第二反应区反应温度和重时空速，增加了催化剂活性中心，有利于氢转移等反应。

6、本发明所述清洁汽油生产提升管反应器，催化剂冷却段的取热量由流化气体的量控制调节，催化剂冷却段没有热量取出时，此反应器与常规提升管反应器完全相同。

7、本发明所述清洁汽油生产提升管反应器，催化剂输送管可以作为催化剂输送管，也可以将汽油(或轻烃)作为输送介质和反应进料，使催化剂输送管成为多产丙烯的反应器。

8、本发明所述清洁汽油生产提升管反应器，催化剂输送管内催化剂的循环量由提升气体控制，实现气控调节，不需要滑阀等机械阀门。

【附图说明】

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A示图；

图3是图1的B-B示图；

在图中：1、下部流化蒸汽管路；2、催化剂冷却段；3、中部流化蒸汽管路；4、再生催化剂管路；5、预提升段；6、催化剂导流管；7、第一反应区；8、第二反应区；9、冷再生剂输送管；10、连接管路；11、下部取热管束；12、提升蒸汽管路；13、中部取热管束；14、提升管路出口；15、原料喷嘴；16、回炼油喷嘴；17、急冷剂喷嘴；18、进料喷嘴A；19、进料喷嘴B。

【具体实施方式】

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进。

结合附图1～3中所述的汽油生产提升管反应器，提升管反应器包括下部罐体20、上部提升管道21及冷再生剂输送管9；在提升管反应器上部提升管道21的上部一侧设置提升管路出口14，所述上部提升管道21中部设有急冷剂喷嘴17，急冷剂喷嘴17与提升管路出口14之间为第二反应区8；在上部提升管道21下部由上至下间隔设置回炼油喷嘴16、原料喷嘴15，所述回炼油喷嘴16、原料喷嘴15与急冷剂喷嘴17之间为第一反应区7共同形成所述上部提升管道21结构；所述下部罐体20的上端连通上部提升管道21的下端，所述下部罐体20内的下部底层设有下部流化蒸汽管路1，在下部罐体20的下部设置多根连通外部的下部取热管束11，所述下部流化蒸汽管路1与下部取热管束11之间形成催化剂冷却段2；在下部罐体20的中部设置一中部流化蒸汽管路3，所述中部流化蒸汽管路3的上部间隔设有催化剂导流管6，提升蒸汽管路12对应催化剂导流管6的下端中心，提升蒸汽管路12的另一端外联蒸汽汽源，所述催化剂导流管6的外缘与下部罐体20的内侧面之间设有中部取热管束13，所述中部取热管束13处为预提升段5，其中预提升段5的下部罐体20处设有外接的再生催化剂管路4形成完整的下部罐体20结构；在上部提升管道21的急冷剂喷嘴17上部连通冷再生剂输送管9的一端，所述再生剂输送管9的下端连接进料喷嘴B，所述再生剂输送管9的进料喷嘴B19上部设有进料喷嘴A18，其中进料喷嘴B19与进料喷嘴A18之间由连接管路10连通下部罐体20的催化剂冷却段2。

所述的汽油生产提升管反应器，在下部罐体20的下部设置的下部取热管束11为至少四根；所述催化剂导流管6外缘与下部罐体20之间设置的中部取热管束13为至少四根。

实施本发明所述的汽油生产提升管反应器的反应过程为；

实施例一：按照大剂油比，高产品收率生产工艺过程是：来自再生器“由于再生器不属于本发明的保护范围，因此图中未显示”的再生催化剂通过再生催化剂管路4进入预提升段5和催化剂冷却段2与下部取热管束11、上部取热管束13换热后，再生催化剂便可降温50～100℃，调节下部流化蒸汽管路1、中部流化蒸汽管路3的气体量，然后通过调节预提升段5和催化剂冷却段2的取热量；所述预提升蒸汽经提升蒸汽管路12到达预提升段5的催化剂导流管6将冷却后的再生剂输送到原料喷嘴15进入口，而后与原料混合反应，回炼油通过回炼油喷嘴16在原料喷嘴15上方进入提升管第一反应区7进行反应，在第一反应区7反应后的催化剂和油气进入第二反应区8，粗汽油“或水”作为急冷剂通过急冷剂喷嘴17进入第二反应区8前部，降低反应温度，防止反应过度；此时不需要开启冷再生剂输送管9，反应物由所述提升管路出口14回收。这种生产工艺，产品收率较常规催化提升管反应器的产品收率提高1～2％。

实施例二：按照另一大剂油比，清洁汽油生产工艺过程是：来自再生器“图中未显示”的再生催化剂通过再生催化剂管路4进入预提升段5和催化剂冷却段2与下部取热管束11、上部取热管束13换热后，再生催化剂剂降温50～100℃，调节下部流化蒸汽管路1、中部流化蒸汽管路3的气体量，然后通过调节预提升段5和催化剂冷却段2的取热量。预提升蒸汽经提升蒸汽管路12到达预提升段5的催化剂导流管6将冷却后的再生剂输送到原料喷嘴15进入口，然后与原料混合反应，回炼油通过回炼油喷嘴16在原料喷嘴15上方进入提升管第一反应区7进行反应，在第一反应区7反应后的催化剂和油气进入第二反应区8，冷再生催化剂通过冷再生剂输送管9进入第二反应区8前部，降低二区反应温度和重时空速，营造低温降烯烃反应环境，不需要急冷剂；此种生产工艺，在第一反应区采用大剂油催化裂化反应，在第二反应区发生氢转移和异构化反应后反应物由所述提升管路出口14回收，与常规催化提升管反应器相比，目的产品收率提高1～2％，汽油烯烃含量在30％左右，柴油质量没有降低。

实施例三；第三种大剂油比，清洁汽油生产工艺过程是：再生催化剂通过再生催化剂管路4进入预提升段5和催化剂冷却段2与下部取热管束11、中部取热管束13换热后，再生催化剂剂降温50～100℃，调节下部流化蒸汽管路1、中部流化蒸汽管路3的气体量，然后调节预提升段5和催化剂冷却段2的取热量。预提升蒸汽经提升蒸汽管路12到达预提升段5的催化剂导流管6将冷却后的再生剂输送到原料喷嘴15进入口，与原料混合反应，回炼油通过回炼油喷嘴16在原料喷嘴15上方进入提升管第一反应区7进行反应，在第一反应区7反应后的催化剂和油气进入第二反应区8；将分离后的轻汽油分别通过进料喷嘴A18、进料喷嘴B19分别进入冷再生剂输送管9及其连接管路10，此时冷再生剂输送管9作为汽油改质反应器使用，反应温度控制在350～450℃，汽油在此反应，降低了烯烃含量，反应后的油气和催化剂一起进入第二反应区8前部与来自第一反应区7的油气混合，不需要其它急冷剂，就能降低第二反应区8的反应温度和重时空速，增加反应活性中心，营造低温降烯烃反应环境，汽油中烯烃进一步降低。与常规催化提升管反应器相比，此种生产工艺的目的产品收率能提高0.5～1.5％，汽油烯烃含量能够大幅度降低到20％以下，柴油质量与常规催化柴油一样。

实施例四；第四种大剂油比、多产丙烯生产工艺过程是：再生催化剂通过再生催化剂管路4进入预提升段5和催化剂冷却段2与下部取热管束11、中部取热管束13换热后，再生催化剂剂降温50～100℃，调节下部流化蒸汽管路1、中部流化蒸汽管路3的气体量，然后通过调节预提升段5和催化剂冷却段2的取热量。预提升蒸汽经提升蒸汽管路12到达预提升段5的催化剂导流管6将冷却后的再生剂输送到原料喷嘴15进入口，与原料混合反应，回炼油通过回炼油喷嘴16在原料喷嘴15上方进入提升管第一反应区7进行反应，反应后的催化剂和油气进入第二反应区8；将分馏系统来的汽油分别通过进料喷嘴A18、进料喷嘴B19进入冷再生剂输送管9，此时冷再生剂输送管9作为多产丙烯反应器使用，反应温度控制在500～600℃，反应后的油气和催化剂进入第二反应区8前部与来自第一反应区7的油气混合后进一步反应，然后反应物由所述提升管路出口14回收。与常规催化提升管反应器相比，此种生产工艺的目的产品收率保持不变，丙烯产量能提高3～5％“不需要增产丙烯助剂的情况”，柴油质量没有变化。

Claims (4)

1.一种汽油生产提升管反应器，提升管反应器包括下部罐体(20)、上部提升管道(21)及冷再生剂输送管(9)，其特征是：在提升管反应器上部提升管道(21)的上部一侧设置提升管路出口(14)，所述上部提升管道(21)中部设有急冷剂喷嘴(17)，急冷剂喷嘴(17)与提升管路出口(14)之间为第二反应区(8)；在上部提升管道(21)下部由上至下间隔设置回炼油喷嘴(16)、原料喷嘴(15)，所述回炼油喷嘴(16)、原料喷嘴(15)与急冷剂喷嘴(17)之间为第一反应区(7)；所述下部罐体(20)的上端连通上部提升管道(21)的下端，所述下部罐体(20)内的下部底层设有下部流化蒸汽管路(1)，在下部罐体(20)的下部设置多根连通外部的下部取热管束(11)，所述下部流化蒸汽管路(1)与下部取热管束(11)之间形成催化剂冷却段(2)；在下部罐体(20)的中部设置一中部流化蒸汽管路(3)，所述中部流化蒸汽管路(3)的上部间隔设有催化剂导流管(6)，提升蒸汽管路(12)对应催化剂导流管(6)的下端中心，提升蒸汽管路(12)的另一端外联蒸汽汽源，所述催化剂导流管(6)的外缘与下部罐体(20)的内侧面之间设有中部取热管束(13)，所述中部取热管束(13)处为预提升段(5)，其中预提升段(5)的下部设有外接的再生催化剂管路(4)。

2.根据权利要求1所述的汽油生产提升管反应器，其特征是：在上部提升管道(21)的急冷剂喷嘴(17)上部连通冷再生剂输送管(9)的一端，所述冷再生剂输送管(9)的下端连接进料喷嘴B(19)，所述冷再生剂输送管(9)的进料喷嘴B(19)上部设有进料喷嘴A(18)，其中进料喷嘴B(19)与进料喷嘴A(18)之间由连接管路(10)连通下部罐体(20)的催化剂冷却段(2)。

3.根据权利要求1所述的汽油生产提升管反应器，其特征是：在下部罐体(20)的下部设置的下部取热管束(11)为至少四根。

4.根据权利要求1所述的汽油生产提升管反应器，其特征是：所述催化剂导流管(6)外缘与下部罐体(20)之间设置的中部取热管束(13)为至少四根。

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