CN102477311A

CN102477311A - 一种催化裂化方法及装置

Info

Publication number: CN102477311A
Application number: CN2010105623551A
Authority: CN
Inventors: 石宝珍
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-28
Filing date: 2010-11-28
Publication date: 2012-05-30

Abstract

本发明公开了一种石油化工技术领域的催化裂化方法及装置。催化裂化在至少设置有第一反应区、输送管和第二反应区的反应器中进行，来自再生器的再生催化剂在反应器第一反应区与原料油接触反应，反应混合物向上经分流器分离出催化剂；分离出的催化剂直接流入汽提段，反应油气沿输送管向上进入反应器第二反应区；一部分降温再生催化剂先进入催化剂补充区，并从该催化剂补充区进入第二反应区，与来自第一反应区的反应油气混合，使油气继续反应；反应结束分离出的油气送入后续分馏系统，催化剂则流入汽提段，与第一反应区中经分流器分离出的催化剂一起，汽提后进入再生器再生；本发明强化了反应器的催化反应选择性，且共用汽提减少了投资。

Description

一种催化裂化方法及装置

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，特别是涉及一种石油烃类原料催化裂化方法及装置。

背景技术

催化裂化装置是最主要的汽油生产装置，世界绝大部分车用汽油来自催化裂化装置，常规催化裂化采用提升管反应器。

现有提升管反应器的最大弊端是提升管过长，提升管出口处的催化剂活性只有初始活性的1/3左右，因此，在提升管反应器的后半段，催化剂活性及选择性已急剧下降，催化作用变差，热裂化反应及其他不利二次反应增加，不但限制了单程转化率的提高，同时导致催化汽油烯烃含量高达45％以上，远不能满足汽油的新标准要求。随着催化剂活性的降低，催化反应的选择性必然下降，副反应自然增加。

要提高催化过程的单程转化率，核心问题是提高现有提升管反应器后半段的催化剂活性，石油大学在CN99213769.1提出了用于催化裂化的两段串联式提升管反应器，该反应器由两结构相同提升管头尾相接串联而成，该技术通过采用两段接力式的反应装置，强化了常规提升管催化裂化反应过程，从而提高了催化剂的有效活性和选择性；但该技术限于原理，缺乏可操作的实施办法；工程实施时相当于建设两套上下重叠的催化裂化装置，投资费用高，实施可能性很小。

CN00134054.9公开了一种两段提升管催化裂化新技术，将提升管分为上下两段，第一区催化剂来自再生器，第一区反应结束，催化剂、油气通过设置在第一区末端的中间分流器分离，仅油气继续进入第二反应段反应；第二反应段的催化剂为来自再生器的经过外取热器取热的再生催化剂。该技术是在反应第二段用高活性的经取热的低温再生催化剂与油气继续接触反应，提高了第二段的催化剂活性，提高了单程转化率。但该技术中第一区分离出来的催化剂在进入再生器前必须经过汽提，同时再生催化剂必须由输送介质输送才能进入第二段，汽提蒸汽、输送介质将全部进入第二段，势必影响到第二段的反应；若限制汽提蒸汽量，则会影响到汽提效果，进而影响再生过程；且该技术需要两个沉降器，两个汽提段，投资大幅增加。

发明内容

在上述两段催化裂化方法的基础上，本发明的目的在于提供一种既能改善产品分布和产品质量又降低工程投资和方便工程实施的催化裂化方法，本发明同时提供了实现该方法的装置。

本发明采用的技术方案如下：

一种催化裂化方法，催化裂化在至少设置有第一反应区、输送管和第二反应区的反应器中进行，来自再生器的再生催化剂在反应器第一反应区与原料油接触反应，反应混合物向上经分流器分离出催化剂；分离出的催化剂直接流入汽提段，反应油气沿输送管向上进入反应器第二反应区；一部分降温再生催化剂先进入催化剂补充区，并从该催化剂补充区进入第二反应区，与来自第一反应区的反应油气混合，使油气继续反应；反应结束后分离油气和催化剂，油气经油气出口管线送入后续分馏系统，催化剂则流入汽提段，与第一反应区中经分流器分离出的催化剂一起，汽提后进入再生器再生。

在上述的催化裂化方法中，进一步地，所述反应器第一反应区的反应混合物向上经分流器分离出全部催化剂；或所述反应器第一反应区的反应混合物向上经分流器分离出全部催化剂的40-90％。

在上述的催化裂化方法中，进一步地，所述降温再生催化剂由再生催化剂经催化剂冷却器冷却获得；降温再生催化剂的温度通过催化剂冷却器控制。

在上述的催化裂化方法中，进一步地，所述降温再生催化剂在进入催化剂补充区之前先经气固分离单元分离出催化剂中夹带的气体。

本发明还提供了一种催化裂化装置，包括反应器、催化剂冷却器和气固分离单元，反应器自下而上至少设置有第一反应区、输送管和第二反应区，第一反应区与输送管之间断开，在第一反应区出口设置有催化剂分流器；输送管与第二反应区之间设有催化剂进入通道；沉降器、汽提段之间由上、下两层挡板隔开形成催化剂补充区，上述催化剂进入通道位于催化剂补充区内；反应器与沉降器、催化剂补充区、汽提段上下连体布置；沉降器与汽提段之间设置催化剂回流管；催化剂冷却器一端通过再生立管与再生器连通，一端通过管路与一催化剂输送管下端连通；所述催化剂输送管上端接入气固分离单元；气固分离单元设置在催化剂补充区标高以上，并通过管路接入催化剂补充区；气固分离单元上部设有气体出口，所述气体出口接入再生器。

进一步地，所述催化剂补充区与汽提段之间的隔板为带孔隔板。

在本发明的技术方案中：

(1)反应器优先选用提升管反应器，反应器上可设置一排到多排喷嘴；

(2)第一反应区出口分流器的设计，可以实现对催化剂分离比例的控制；

(3)汽提段的蒸汽和油气，以及第一反应区的油气和部分催化剂通过输送管送入第二反应区；

(4)输送管和第二反应区可不直接连通，其中间断开区域形成催化剂进入通道；或者输送管和第二反应区直接连通，而在连通管壁上水平方向间隔均匀布置圆孔等催化剂进入通道，进入催化剂补充区的降温再生催化剂由催化剂进入通道进入第二反应区；

(5)催化剂补充区设有流化蒸汽，使该区的催化剂保持流化状态，均匀的进入第二反应区，有利于反应油气与催化剂的充分接触；

(6)催化剂补充区与沉降器之间设置的隔板，使沉降器内的催化剂不返回催化剂补充区；

(7)催化剂补充区与汽提段之间的隔板可以为带孔隔板，开孔的设计只允许部分汽提段的蒸汽、油气以及第一反应区的油气通过隔板上的开孔进入催化剂补充区，而催化剂补充区的催化剂不进入汽提段；当催化剂补充区与汽提段之间的隔板为带孔隔板时，催化剂补充区可省去另设的流化蒸汽，带孔隔板的设置也可使催化剂补充区的催化剂保持流化状态；

(8)催化剂冷却器的设计可以实现对进入反应器第二反应区的降温再生催化剂温度的灵活调节，优先选用ZL200920223355.1中所述的催化剂降温设备；

(9)进入催化剂补充区，参与第二反应区反应的降温再生催化剂温度为480～650℃，优选500～540℃；第一反应区的反应时间为0.5～1.5秒，第二反应区的反应时间为0.5～3.0秒；

(10)降温再生催化剂在催化剂输送管中的提升介质可以是烟气、水蒸气、空气等气体，提升气体在气固分离单元中分离后进入再生器，不引入第二反应区，不影响第二反应区的反应。

本发明方法反应器中反应过程为：来自再生器的再生催化剂由再生立管进入反应器底部的预提升段，在预提升介质的作用下向上进入第一反应区，与经进料喷嘴进入的雾化原料油接触参与催化反应，反应混合物向上经分流器分离出的催化剂直接进入汽提段，反应油气则沿输送管向上进入第二反应区；同时，一部分再生催化剂进入催化剂冷却器冷却降温后，在提升介质的作用下由催化剂输送管向上输送进入气固分离单元进行气固分离，分离出的气体流入再生器，降温再生催化剂则引入催化剂补充区，并由催化剂进入通道进入第二反应区，与进入第二反应区的反应油气接触混合并继续反应；反应结束后经沉降器分离出的油气经油气出口进入后续分馏系统，催化剂则流入催化剂补充区下部的汽提段，与第一反应区中经分流器分离出的催化剂一起，汽提出催化剂中夹带的油气，返回再生器再生。

采用本发明的技术方案，至少具有以下有益效果：

(1)本发明在反应器第一反应区出口分离出由于结焦而失活的催化剂，在第二反应区用经催化剂冷却器降温并分离出烟气等气体后的高活性再生催化剂进行置换，明显提高第二反应区的催化剂活性，总体强化了反应器的催化反应选择性，有效减少了热反应及不利的二次反应；

(2)本发明提供的催化裂化装置，采用主反应器与沉降器、催化剂补充区、汽提段连体布置，有效解决了以往技术中存在的置换失活催化剂、增加分离设备同时考虑汽提的工程实施难题；失活催化剂的分离、置换、待生催化剂的汽提，均可以在本发明的主反应器中同时实现，互不影响，且装置设备制造简单、不因催化剂分离、催化剂汽提额外占用场地，经济性显而易见；

(3)本发明方法中，在向第二反应区补入的催化剂是经冷却器降温并分离出烟气后的高活性再生催化剂，克服了现有技术中因直接将冷却后再生催化剂引入第二反应区同时引入汽提蒸汽、提升蒸汽而影响第二反应区反应的缺陷；

(4)本发明的技术方案中，反应器第一反应区与第二反应区实现共用汽提段，工程实施简单，投资大幅减少。

附图说明

图1为本发明的催化裂化装置示意图。

图中编号说明：10反应器；11预提升段；12第一反应区；13第二反应区；14进料喷嘴；15分流器；16隔板；17输送管；18催化剂进入通道；19催化剂补充区；30沉降器；31催化剂回流管；32汽提段；33分布管；34待生立管；40再生器；41、42再生立管；43催化剂冷却器；44催化剂输送管；45气固分离单元；46催化剂补入管；47气体出口；48催化剂接入管；49提升介质；50油气出口。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围包括但是不限于此：

实施例：

图1为某催化裂化装置示意图，来自再生器40的再生催化剂由再生立管41进入反应器10底部的预提升段11，在预提升介质的作用下向上进入第一反应区12，与经进料喷嘴14进入的雾化原料油接触，在反应温度510℃，反应时间0.8s，剂油比8的条件下参与催化反应，反应混合物向上经分流器15分离出80％的催化剂，分离出的催化剂直接进入汽提段32，剩余20％的催化剂及反应油气则沿输送管17向上进入第二反应区13；同时，一部分再生催化剂进入催化剂冷却器43冷却降温至540℃后，在提升蒸汽49的作用下由催化剂输送管44向上输送进入气固分离单元45进行气固分离，分离出的气体经气体出口47流入再生器40，降温再生催化剂则引入催化剂补充区19，并由催化剂进入通道18进入第二反应区13，与进入第二反应区的反应油气和催化剂接触混合，在反应温度500℃，反应时间1.5s，剂油比10的条件下继续反应；反应结束后经沉降器30分离出的油气经油气出口50进入后续分馏系统，催化剂则流入催化剂补充区下部的汽提段32内，进行汽提及再生。

由于本发明在沉降器30、汽提段32之间设置催化剂补充区19，使装置总高度比常规催化裂化装置增加2m。

通过实验室对本发明的催化裂化装置与常规催化装置进行的对比表明：轻油收率提高2.0，焦炭降低0.5，油浆减少1.0，干气降低0.5。

最后所应说明的是：以上说明仅用以说明本发明而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种催化裂化方法，催化裂化在至少设置有第一反应区、输送管和第二反应区的反应器中进行，其特征在于：来自再生器的再生催化剂在反应器第一反应区与原料油接触反应，反应混合物向上经分流器分离出催化剂；分离出的催化剂直接流入汽提段，反应油气沿输送管向上进入反应器第二反应区；一部分降温再生催化剂先进入催化剂补充区，并从该催化剂补充区进入第二反应区，与来自第一反应区的反应油气混合，使油气继续反应；反应结束后分离油气和催化剂，油气经油气出口管线送入后续分馏系统，催化剂则流入汽提段，与第一反应区中经分流器分离出的催化剂一起，汽提后进入再生器再生。

2.根据权利要求1所述的催化裂化方法，其特征在于：所述反应器第一反应区的反应混合物向上经分流器分离出全部催化剂；或所述反应器第一反应区的反应混合物向上经分流器分离出全部催化剂的40-90％。

3.根据权利要求1所述的催化裂化方法，其特征在于：所述降温再生催化剂由再生催化剂经催化剂冷却器冷却获得；降温再生催化剂的温度通过催化剂冷却器控制。

4.根据权利要求1所述的催化裂化方法，其特征在于：所述降温再生催化剂在进入催化剂补充区之前先经气固分离单元分离出催化剂中夹带的气体。

5.一种催化裂化装置，包括反应器、催化剂冷却器和气固分离单元，反应器自下而上至少设置有第一反应区、输送管和第二反应区，其特征在于：第一反应区与输送管之间断开，在第一反应区出口设置有催化剂分流器；输送管与第二反应区之间设有催化剂进入通道；沉降器、汽提段之间由上、下两层挡板隔开形成催化剂补充区，上述催化剂进入通道位于催化剂补充区内；反应器与沉降器、催化剂补充区、汽提段上下连体布置；沉降器与汽提段之间设置催化剂回流管；催化剂冷却器一端通过再生立管与再生器连通，一端通过管路与一催化剂输送管下端连通；所述催化剂输送管上端接入气固分离单元；气固分离单元设置在催化剂补充区标高以上，并通过管路接入催化剂补充区；气固分离单元上部设有气体出口，所述气体出口接入再生器。

6.实现权利要求5所述的催化裂化装置，其特征在于：所述催化剂补充区与汽提段之间的隔板为带孔隔板。