CN102559240B - 双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于催化裂化反应技术领域，提出的双循环模式催化裂化反应再生系统生产装置采用进行两段催化裂化反应的提升管、两段沉降器、汽提器和高低并列式反应再生器（8）的设计结构；重油提升管（1）为进行两段催化裂化反应的提升管式结构，重油提升管（1）具有重油提升管第一反应器（9）和重油提升管第二反应器（11）；在重油提升管第一反应器（9）与重油提升管第二反应器（11）之间设置第一沉降器（6），第一沉降器（6）将重油提升管的反应分成催化剂第一循环系统及催化裂化第一反应段和催化剂第二循环系统及催化裂化第二反应段；本发明解决了现有提升管生产过程出现的轻油收率偏差大、生焦率高、结焦影响、催化剂再生等问题。

Description

双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺及装置

技术领域

本发明属于催化裂化反应技术领域，主要涉及的是一种双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺及装置。

背景技术

目前，国内外催化裂化工艺从催化裂化诞生起其主要目的是：开发合理的催化裂化反应再生系统，以便通过催化裂化装置进一步加工常压减压的尾油，尽可能提高轻油收率、质量和降低生焦率；为此国内外也开发和工业化推广了一些比较成熟的催化裂化反应再生系统工艺流程及反应再生系统装置，根据反应再生系统装置提升管的布局这些工艺主要分单提升管和双提升管工艺两种。

单提升管单沉降器单分馏塔的催化工艺发展比较早，也比较成熟，代表性流程如MIP、MGD，原料油从提升管下部进入，从提升管反应器最下面来的催化剂在上升过程中与原料油充分接触，通过一系列反应，最终得到汽油、柴油、液化气等产品组成的混合油气，混合油气在沉降器与催化剂分离后，进入分馏塔分离出汽油、柴油、油浆，汽油、液化气在吸收稳定系统进行精细分离，得到产品。从分馏塔分离出来的回炼油、粗汽油、油浆部分反送到提升管反应器进行进一步反应。这种由单提升管、再生器组成的反应再生工艺，能够加工一定比例的重质原料油，优化了产品分布，汽柴油收率高，而且柴油收率得到保证，烯烃下降7-9%，异构烷烃增加明显，减低了产品中干气和油浆比例。但是该工艺对原料要求比较高，要求原料长期稳定单一，并且各指标比较优良，重质原料油参炼比例30%左右，装置规模比较小，一旦原料调整生产波动大，比较适合原料轻来源有保证的装置。

双提升催化技术主要有LOCC和我国的FDFCC两大代表性方案，该工艺是把轻油、重油分开，分别在各自的提升管内反应，这样可以多加工重油，一般双提升管装置重质原料油加工比例可以达到总处理量的70%，也可以对汽油改质。

    FDFCC工艺采用双提升管、双沉降器、双分馏塔、一个再生器；工艺方案一方面提高柴汽比和汽油辛烷值，同时增产丙烯，另一方面降低汽油中烯烃和硫含量。其特点是：（1）、采用重油、汽油双提升管，分别对重油和汽油在不同的提升管、沉降器中和对应的工艺下加工，一方面进行汽油改质，提高改质汽油收率，一方面进行重油深度裂解；（2）、轻油提升管原料主要是分馏塔分离的粗汽油、回炼油、焦化汽油、石脑油、碳4等轻质油，主要目的是把重油提升管产生的粗汽油进行改质和对部分油品进行深加工，同时对装置外围的焦化汽油进行改质，反应油气在小馏塔中分馏，改质后的汽油直接可以出厂；（3）、重油管加工重油和油浆，油气进入主分馏塔，主要产品是轻柴油，其他油品主要作为轻油提升管的中间原料。可使汽油中烯烃含量下降20—30%，硫含量下降15%—25%，辛烷值提高0.5—2%，丙烯提高3—6%。

    LOCC工艺与FDFCC工艺略有区别，该工艺设计轻油、重油两个提升管，一个沉降器，一个分馏塔。其特点是：（1）设计轻油、重油两个提升管，一个沉降器，轻质油、重油分别在各自的提升管内反应，油气进入共同的沉降器、共同的分馏塔中分馏。这样可以多加工重油；（2）轻油提升管原料主要是分馏塔分离的粗汽油、回炼油、焦化汽油、石脑油、碳4等轻质油，主要目的是把重油提升管产生的粗汽油进行改质和对部分油品进行深加工，同时对装置外围的焦化汽油进行改质；（3）油浆返回到重油提升管，回炼比与原料有关。                                                

但是进入20世纪90年代后期后，国外一些知名的公司如BP、UOP、BAR-CO等开始考虑上述工艺生产过程中所伴随的油气分子热烈化反应问题，通过长期的理论研究和生产实际调查，无论是LOCC工艺和FDFCC双提升管工艺，还是MIP、MGD单提升管在生产过程中，由于催化剂与油气在提升管中全流程充分混合，也可以简要地说，目前这些工艺都采用的是催化剂单循环模式，在原料油经过催化裂化反应生成对应的液化气、汽油、柴油后，在反应流程中段、后半段还会进行一热裂解为主的热裂解反应，一部分柴油和少量汽油热裂解产生干气、低分子汽油，一部分芳烃在产生干气的同时更主要地朝缩合生成焦炭的方向发展，通过调查发现催化装置工艺焦炭的30-40%是由于该热裂解反应产生的。所以行业普遍认为柴油和少量汽油热裂解程度严重影响着整个催化装置的收率和效益，更是生焦率的关键因素。同时，由于重油越来越重，焦炭产率越来越高，比如密度、残炭值越来越高，热烈化会导致稠环芳烃严重生焦率，沉降器和旋风等油气系统结焦甚至堵塞管线，导致产品液体收率严重下降，导致装置能力及能耗严重背离等情况，催化剂再生和损耗问题越来越突出，装置规模与焦炭的矛盾越来越突出。

为此国内、外主要工程院和研究院采取了一些改善提升管热烈化的工艺方法，主要有：国内洛阳院主要是在提升管中段设计一个急冷剂管口，目的是降低经过催化裂化反应生成的油气的温度，降低热裂解反应的程度，但是通过生产实践发现，由于这种温度变化不大，也不应该非常大，行业专家及本人不认为热裂解反应的程度会降低太明显，事实上很多企业在生产中放弃了急冷剂管口的功能；国外如BAR-CO公司在这方面有一定成就，据资料介绍他们采用设计一种较短的提升管和油气出口快速分离的技术，减少反应时间的办法来控制热烈化，资料没有具体的详细介绍，但是据了解，该技术基本原理任然是单循环模式，实际效果有限。

发明内容

本发明的目的是提出一种双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺及装置，解决现有提升管生产过程出现的轻油收率偏差大、生焦率高、结焦影响、催化剂再生等问题。   

本发明完成其发明的目的采取下述技术方案：

一种双循环模式催化裂化反应再生系统生产装置，采用进行两段催化裂化反应的提升管、两段沉降器、汽提器和高低并列式反应再生器的设计结构；所述的重油提升管为进行两段催化裂化反应的提升管式结构，重油提升管具有重油提升管第一反应器和重油提升管第二反应器；在所述的重油提升管第一反应器与重油提升管第二反应器之间设置第一沉降器，所述的第一沉降器将重油提升管的反应分成催化剂第一循环系统及催化裂化第一反应段和催化剂第二循环系统及催化裂化第二反应段；所述的第一沉降器分别与重油提升管第一反应器、重油提升管第二反应器、再生器连接；所述的重油提升管第一反应器、再生器、第一沉降器和第一沉降器汽提器构成催化剂第一循环系统及催化裂化第一反应段，由第一沉降器对催化剂与油气分子进行预分离，其中50-68%的催化剂返回再生器进行催化剂再生和循环完成催化剂的第一循环，并使原料油在重油提升管第一反应器内进行催化裂化第一反应段的催化裂化反应，即原料油裂解生成烯烃为主的反应；油气和其他催化剂继续上升进入催化剂第二循环系统及催化裂化第二反应段；其中油气和其他催化剂继续上升进入重油提升管第二反应器进行催化裂化第二反应段的催化裂化反应，即芳构化、氢转移、环化、甲基转移反应；所述的重油提升管第二反应器与用以对经过第二反应段反应后的催化剂进行全分离的第二沉降器相连通；所述的第二沉降器位于再生器的上部，并与再生器相连通；在所述的第二沉降器内设置第二沉降器汽提器；所述的重油提升管第二反应器、再生器、第二沉降器和第二沉降器汽提器构成催化剂第二循环系统及催化裂化第二反应段，使催化剂与油气的全分离，由第二沉降器分离并经汽提处理的催化剂进入再生器进行再生处理完成催化剂的第二循环；在所述第二沉降器的顶部设置出口油气线，所分离出来的纯净油气经第二沉降器顶部所设置的出口油气线进入分馏塔，进行油气精细分离；所述重油提升管下部的预提升段通过催化剂进料管线与再生器的底部连接，用以使催化剂进入重油提升管。

所述一种双循环模式催化裂化反应再生系统生产装置设置一个与再生器相连通的轻油提升管，所述轻油提升管底部的预提升段通过连接管和轻油提升管再生催化剂滑阀连接在再生器的下部，轻油提升管的上部通过斜管连接在重油提升管第二反应器的底部，参与在重油提升管第二反应器内进行催化裂化第二反应段的催化裂化反应，即芳构化、氢转移、环化、甲基转移反应，达到汽油改质、多产芳烃的目的。

在所述的第一沉降器内设置用以分离油气与催化剂的第一沉降器旋风分离器，所述重油提升管第一反应器的上端口通过管线与第一沉降器内第一沉降器旋风分离器的入口管焊接连接；所述第一沉降器旋风分离器的上升管口通过管道与重油提升管第二反应器底部连接；所述第一沉降器的下部与第一沉降器待生协管连接；所述的第一沉降器待生协管与第一沉降器待生协管滑阀连接，所述第一沉降器待生协管滑阀通过短管与再生器焊接连接；所述的第一沉降器汽提器通过变径过渡段焊接于第一沉降器内部的中部。

所述重油提升管第二反应器上端水平接口通过水平段管道与用以分离油气与催化剂的第二沉降器初级和单级旋风分离器的初级旋风分离器的入口管道焊接连接，所述的第二沉降器旋风初级和单级旋风分离器悬挂在第二沉降器内部的中上部；所述的第二沉降器汽提器通过变径过渡段焊接于第二沉降器内部的中部；所述的第二沉降器的底部由上至下顺序连接第二沉降器待生立管高温膨胀节、第二沉降器待生立管、第二沉降器待生立管滑阀和待生催化剂分配器；所述待生催化剂分配器的中部焊接在再生器风头上；在所述的再生器内分布有上下平行设置的、用于为再生器提供进风的再生器主风分布管Ⅰ、再生器主风分布管Ⅱ；所述的再生器主风分布管Ⅰ固定于再生器的下部，再生器主风分布管Ⅱ位于再生器的中部。

一种双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺，采用催化剂双循环模式；在原料油催化裂化反应过程中，使原料油催化裂化反应通过重油提升管的两段提升管式结构，进行两个反应段的反应，并在两个反应段的反应之间进行催化剂预分离；即在完成第一反应段的反应，原料油经过催化裂化反应生成对应的液化气、汽油、柴油后，进行催化剂预分离，使超过50-68%的催化剂与油气分离，使催化剂构成双循环模式；

1）第一反应段：原料油进入重油提升管，在重油提升管第一反应器内原料油与由再生器送的催化剂混合进行催化裂化的第一反应，催化裂化的第一反应段以原料油裂解生成烯烃为主，原料油在催化剂作用下，原料油最大量地催化裂化生成对应的液化气、汽油、柴油；随后反应油气和催化剂的混合气体进入第一沉降器，在第一沉降器内对反应油气和催化剂的混合气体进行催化剂预分离，使超过50-68%的催化剂与油气分离；其中被分离出来的催化剂经第一沉降器汽提器汽提蒸汽汽提后通过第一沉降器待生协管、第一沉降器待生协管滑阀进入再生器进行催化剂再生，再生催化剂又通过重油再生催化剂滑阀进入重油提升管，如此循环形成催化剂的第一循环；其中，催化剂由再生器进入重油提升管，在重油提升管第一反应器内与原料混合进行催化裂化的第一反应，被第一沉降器分离后回到再生器进行再生，再生后的催化剂由再生器进入重油提升管，形成一个相对独立的催化剂循环过程，催化剂行程缩短一半，催化剂再生循环时间下降，催化剂使用效率大幅度提高，也有利于减少催化剂实际藏量，节约投资；

2）第二反应段：来自第一反应段的油气和除返回再生器的催化剂以外的其他继续上升进入重油提升管第二反应器中，由于大量催化剂与油气分子分离，减少了热源，混合油气温度降低5-20°C，最终达到降低混合油气热烈化程度控制油气分子高温下热裂解缩合生成焦炭的目的，同时由于在重油提升管第二反应器内延长了反应时间，有利于油气分子进行芳构化、氢转移、环化、甲基转移等改质反应，提高汽柴油质量和降低油气高温下热烈化产生的焦炭产率；经第二反应段反应后，重油提升管第二反应器产生的油气、催化剂的混合气流上升进入第二沉降器，经过旋风分离器作用，催化剂与油气全分离；所分离出来的纯净油气由沉降器顶部的出口油气线进入分馏塔，进行油气精细分离；所分离出的催化剂经第二沉降器汽提器汽提后，通过第二沉降器、第二沉降器初级和单级旋风分离器？、第二沉降器汽提器、第二沉降器待生立管、第二沉降器待生立管滑阀、第二沉降器待生立管高温膨胀节、第二沉降器待生催化剂分配器进入再生器，进行催化剂再生，形成催化剂的第二循环；原料油结束在反应再生系统的催化裂化反应程序。

装置中设置轻油提升管时，原料与催化剂在进料反应段混合后，反应生成的油气混合气体通过工艺管线直接进入重油提升管第二反应器，由于来自轻油提升管的油气和催化剂混合体温度比重油提升管来的油气混合体温度低15-30°C，而催化剂活性适中，更有利于来自第一反应阶段的油气进行进一步的催化裂化反应，催化剂第二循环系统和催化裂化第二反应阶段还有利于和提高催化剂的活性与使用周期；轻油提升管反应生成的油气混合气体参与第二反应器内所有油气分子第二反应段的芳构化、氢转移、环化、甲基转移反应，达到汽油改质、多产芳烃等目的。

一种双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺，其主要工艺参数是：重油的第一反应段反应，即重油在重油提升管第一反应器内进行的催化裂化反应，反应温度控制在520-550°C，反应时间控制在0.4-0.9s，然后反应油气快速进入第一沉降器，经初级旋风分离器进行催化剂预分离，使50-65%的催化剂与油气分离。

重油的第二反应阶段的反应，即经第一沉降器进行催化剂预分离的油气在重油提升管第二反应器内进行的芳构化、氢转移、环化、甲基转移反应，反应时间为1-2.5s，温度465±15°C，重油提升管第二反应器11的管段直径比重油提升管第一反应器9的直径大1-2.5倍，反应停留时间延长1.5-2倍，可以把热裂解反应程度下降55-70%，反应主要以芳构化、氢转移、环化、甲基转移改质反应为主。

一种双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺，所述的重油提升管所进入的原料为蜡油、常压渣油、部分减压渣油、M100原料；所述的轻油提升管用原料为粗汽油、焦化汽油、石脑油。

本发明提出的一种双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺及装置，解决了现有提升管生产过程出现的轻油收率偏差大、生焦率高、结焦影响、催化剂再生等问题；本发明工艺在一家60wt/n双提升管、双沉降器、双分馏塔的催化装置进行实验，本发明的装置与甲方共同实施的一个扩能改造项目，改造后双提升管都加工重油，即重油提升管及主分馏塔系统进重油，轻油提升管主要进行主分馏塔的回炼油、油浆、部分重油的裂解，改造方案是缩短提升管中段的反应时间以减少热裂解提高轻油收率；开车过程中结果主提升该生产很平稳，大提升管处理量达到60 wt/n，小提升管也开到22wt/n，加工原料常压渣油惨炼40%减压渣油，密度0.935，残炭2.5。考虑到原料比较重，反应温度比较高516°C，为防止中段过度热裂化，生产上考虑主提升管投急冷剂的方案，同时配合本人进行不投急冷剂的对比试验，生产实验半个月，在原料不发生太大变化情况下，投急冷剂的方案和不投急冷剂汽油柴油比例略有差异，生焦率基本不发生变化，实际上，通过国内外多年的理论模拟也证明急冷剂对热裂化的影响在一定程度上很小的结论，主要原因是在催化裂化反应过程中，产品收率和分布与反应时间存在下列关系：在催化剂全流程反应过程中，由于催化剂作为反应能量的提供者和反应选择性活性的主体，催化剂对催化裂化和热裂化都直接产生影响，在反应的前0.8-1秒内，产品收率和分布随时间延长很快升高，但1秒-1.5内有较快下降，随后趋于平缓，3.5秒后基本不变化。正是由于上述生产数据和理论分析，并在分析上述生产情况基础上，本发明认为将催化剂在适当时间与油气分离，才是解决热裂化的关键，因此本发明所提出的工艺及装置较好的解决了提升管生产过程出现的原料油品质偏差大、劣质油生焦率高、结焦影响、催化剂再生等问题，做到根据原料合理设计工艺、把原料的影响控制在合理范围、有针对性处理生产中出现的生焦、结焦、再生、处理量、收率等问题。

本发明提出的一种双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺及装置，与现有单提升管和双提升管催化裂化装置工艺和装置相比，具有以下优点：

1、重油提升管、轻油提升管根据各自优点，分别处理不同的原料，重油提升管作为装置主反应器可以通过长期稳定的生产来稳定装置的相关收益，轻油提升管则可以进行焦化汽油和粗汽油的改制，提高汽油质量；

2、重油提升管的反应被第一沉降器分成第一反应段和第二反应段，第一反应段的作用是原料催化裂化裂解生成以烯烃为主的反应；第二反应段，由于催化剂大量减少，反应温度下降5-20°C左右，热裂解缓和很多，主要进行烯烃之间的芳构化、氢转移、环化、甲基转移反应，同时轻油提升管所提供的低温和活性适中的催化剂不断补入第二反应段，更有利于烯烃之间的芳构化、氢转移、环化、甲基转移反应和部分分子的催化裂解反应，装置实现提升管系统中热裂解较好控制，热裂化产生的生焦率下降，总收率提高的目的； 

3、重油提升管第一反应器、再生器、第一沉降器、第一沉降器旋风分离器、第一沉降器汽提器、第一沉降器待生协管、第一沉降器待生协管滑阀和工艺管道组成催化剂第一循环系统，催化剂行程缩短一半，催化剂再生循环时间下降，催化剂使用效率大幅度提高，也有利于减少催化剂实际藏量，节约投资；

4、反应再生系统结构和总体高度相对简化；

5、与其它工艺，生焦率下降，产品汽柴比、汽油辛烷值、轻油收率的提高1%，从理论上讲该工艺与其他工艺比要适合加工重质油，而且催化剂再生、催化剂消耗，重油加工比例、收率提高、装置能耗都有一定改观。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

图中：1、重油提升管，2、重油再生催化剂滑阀，3、轻油提升管再生催化剂滑阀，4、轻油提升管，5、油气线出口，6、第一沉降器，7、第二沉降器，8、再生器，9、重油提升管第一反应器，10、第一沉降器旋风分离器，11、重油提升管第二反应器，12、第二沉降器初级和单级旋风分离器，13、第一沉降器汽提器，14、第一沉降器待生协管，15、第一沉降器待生协管滑阀，16、轻油提升管进料喷嘴，17、主风分布管Ⅰ，18、主风分布管Ⅱ，19、主风总管，20、重油提升管原料油喷嘴，21、第二沉降器待生催化剂分配器，22、第二沉降器待生立管滑阀，23、第二沉降器待生立管高温膨胀节，24、汽提蒸汽环管，25、第二沉降器汽提器，26、第二沉降器待生立管。

具体实施方式

结合附图，给出本发明的实施例如下，但本发明不局限以下实施例。

如图1所示，一种双循环模式催化裂化反应再生系统生产装置，采用进行两段催化裂化反应的提升管、两段沉降器、汽提器和高低并列式反应再生器8的设计结构；所述的重油提升管（1）为进行两段催化裂化反应的提升管式结构，重油提升管1具有重油提升管第一反应器9和重油提升管第二反应器11；在所述的重油提升管第一反应器9与重油提升管第二反应器11之间设置第一沉降器6，所述的第一沉降器6将重油提升管1的反应分成催化剂第一循环系统及催化裂化第一反应段和催化剂第二循环系统及催化裂化第二反应段；所述的第一沉降器6分别与重油提升管第一反应器9、重油提升管第二反应器11、再生器8连接，并在所述的第一沉降器6内设置第一沉降器汽提器13；所述的第一沉降器汽提器13通过变径过渡段焊接于第一沉降器内部的中部；在所述的第一沉降器6内设置第一沉降器旋风分离器10，所述重油提升管第一反应器9的上端口通过管线与第一沉降器内第一沉降器旋风分离器10的入口管焊接连接；所述第一沉降器旋风分离器10的上升管口通过管道与重油提升管第二反应器11底部焊接连接；所述第一沉降器6的下部与第一沉降器待生协管14焊接连接；所述的第一沉降器待生协管14与第一沉降器待生协管滑阀15焊接连接，所述第一沉降器待生协管滑阀15通过短管与再生器8焊接连接；所述的重油提升管第一反应器9、再生器8、第一沉降器6、第一沉降器汽提器13、第一沉降器待生协管以及第一沉降器待生协管滑阀15构成催化剂第一循环系统及催化裂化第一反应段，由第一沉降器6对催化剂与油气分子进行预分离，其中50-68%的催化剂返回再生器8进行催化剂再生和循环完成催化剂的第一循环，并使原料油在重油提升管第一反应器9内进行催化裂化第一反应段的催化裂化反应；油气和其他催化剂继续上升进入催化剂第二循环系统及催化裂化第二反应段；其中油气和其他催化剂继续上升进入重油提升管第二反应器11进行催化裂化第二反应段的催化裂化反应，即芳构化、氢转移、环化、甲基转移反应；所述的重油提升管第二反应器11上端水平接口通过水平段管道与第二沉降器初级和单级旋风分离器12的初级旋风分离器的入口管道焊接连接，所述的第二沉降器旋风初级和单级旋风分离器12悬挂在第二沉降器7内部的中上部；所述的第二沉降器7的底部由上至下顺序连接第二沉降器待生立管高温膨胀节23、第二沉降器待生立管26、第二沉降器待生立管滑阀22和待生催化剂分配器21；所述待生催化剂分配器21的中部焊接在再生器8的风头上；在所述的再生器8内分布有上下平行设置的再生器主风分布管Ⅰ17、再生器主风分布管Ⅱ18；所述的再生器主风分布管Ⅰ17固定于再生器8的下部，再生器主风分布管Ⅱ18位于再生器的中部；所述的第二沉降器7位于再生器8的上部，并与再生器8相连通；在所述的第二沉降器7内设置第二沉降器汽提器25，所述的第二沉降器汽提器25通过变径过渡段焊接于第二沉降器内部的中部；所述的重油提升管第二反应器11、再生器8、第二沉降器7和第二沉降器汽提器25构成催化剂第二循环系统及催化裂化第二反应段，使催化剂与油气全分离，由第二沉降器7分离并经汽提处理的催化剂进入再生器8进行再生处理完成催化剂的第二循环；在所述第二沉降器7的顶部设置出口油气线5，所分离出来的纯净油气经第二沉降器顶部所设置的出口油气线5进入分馏塔，进行油气精细分离；所述再生器8的底部与重油提升管1下部的预提升段连接，用以使催化剂进入重油提升管。

设置有与再生器相连通的轻油提升管4，所述轻油提升管4底部的预提升段通过连接管和轻油提升管再生催化剂滑阀3连接在再生器8的下部，轻油提升管4的上部通过斜管连接在重油提升管第二反应器11的底部，参与在重油提升管第二反应器11内进行催化裂化第二反应段的催化裂化反应，即芳构化、氢转移、环化、甲基转移反应，达到汽油改质、多产芳烃的目的。

一种双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺，采用催化剂双循环模式；在原料油催化裂化反应过程中，使原料油催化裂化反应通过重油提升管的两段提升管式结构，进行两个反应段的反应，并在两个反应段的反应之间进行催化剂预分离；即在完成第一反应段的反应，原料油经过催化裂化反应生成对应的液化气、汽油、柴油后，进行催化剂预分离，使超过50-68%的催化剂与油气分离，使催化剂构成双循环模式；

1）第一反应段：原料油进入重油提升管1，并经重油提升管原料油喷嘴20进入重油提升管第一反应器9，再生过的催化剂通过重油再生催化剂滑阀2进入重油提升管第一反应器9内，原料油与催化剂（这时催化剂的温度在680-700℃）混合进行原料油裂解生成烯烃为主催化裂化第一反应，原料油在催化剂作用下，原料油最大量地催化裂化生成对应的液化气、汽油、柴油；随后反应油气和催化剂的混合气体进入第一沉降器6，在第一沉降器6内通过第一沉降器旋风分离器10对反应油气和催化剂的混合气体进行催化剂预分离，使超过50-68%的催化剂与油气分离；其中油气混合气体和少量的催化剂通过第一沉降器旋风分离器10排气口和管道进入到重油提升管第二反应器11下部继续进行第二反应段的反应；被第一沉降器旋风分离器10分离沉降下来的催化剂经第一沉降器汽提器13汽提蒸汽汽提后由第一沉降器待生协管14、第一沉降器待生协管滑阀15进入再生器8，通过与主风总管19连接的主风分布管一17、主风分布管二18不断送入的富氧空气进行催化剂再生，焦炭和氧气化和生成二氧化碳排掉，再生后的催化剂又通过重油再生催化剂滑阀2进入重油提升管1，如此循环形成一个相对独立的催化剂循环过程，催化剂行程缩短一半，催化剂再生循环时间下降，催化剂使用效率大幅度提高，也有利于减少催化剂实际藏量，节约投资；

2）第二反应段：来自第一反应段的油气和除返回再生器的催化剂以外的其他继续上升进入重油提升管第二反应器中，进一步进行改质反应，由于大量催化剂与油气分子分离，减少了热源，混合油气温度降低5-20°C，最终达到降低混合油气热烈化程度控制油气分子高温下热裂解缩合生成焦炭的目的，同时由于在重油提升管第二反应器内延长了反应时间，有利于油气分子进行芳构化、氢转移、环化、甲基转移等改质反应，提高汽柴油质量和降低油气高温下热烈化产生的焦炭产率；经第二反应段反应后，重油提升管第二反应器产生的油气、催化剂的混合气流通过重油提升管第二反应器11水平段出口进入第二沉降器7，由第二沉降器初级和单级旋风分离器12分离其中的催化剂，分离后的纯净的油气（所述的纯净油气为“不含催化剂”的油气）通过油气排出口5和管线进入分馏塔，进行油气精细分离；第二沉降器旋风初级和单级旋风分离器12分离下来的催化剂通过第二沉降器汽提器25进行汽提脱除大量烃类后下行，经过第二沉降器待生立管高温膨胀节23、第二沉降器待生立管26、第二沉降器待生立管滑阀22、第二沉降器待生催化剂分配器21，在第二沉降器待生立管滑阀22控制下，催化剂以一定流量进入再生器，进行催化剂第二循环。二沉降器待生立管高温膨胀节23、第二沉降器待生立管26、第二沉降器待生立管滑阀22、第二沉降器待生催化剂分配器21按顺序相互串联焊接在一起。

装置中设置轻油提升管时，原料与催化剂在进料反应段混合后，反应生成的油气混合气体通过工艺管线直接进入重油提升管第二反应器，由于来自轻油提升管的油气和催化剂混合体温度比重油提升管来的油气混合体温度低15-30°C，而催化剂活性适中，更有利于来自第一反应阶段的油气进行进一步的催化裂化反应，催化剂第二循环系统和催化裂化第二反应阶段还有利于和提高催化剂的活性与使用周期；轻油提升管反应生成的油气混合气体参与第二反应器内所有油气分子第二反应段的芳构化、氢转移、环化、甲基转移反应，达到汽油改质、多产芳烃等目的。

一种双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺，其主要工艺参数是：重油的第一反应段反应，即重油在重油提升管第一反应器9内进行的催化裂化反应，反应温度控制在520-550°C，反应时间控制在0.4-0.9s，然后反应油气快速进入第一沉降器6，经初级旋风分离器10进行催化剂预分离，使50-65%的催化剂与油气分离。

重油的第二反应阶段的反应，即经第一沉降器6进行催化剂予分离的油气在重油提升管第二反应器11内进行的芳构化、氢转移、环化、甲基转移反应，反应时间为1-2.5s，温度465±15°C，重油提升管第二反应器11的管段直径比重油提升管第一反应器9的直径大1-2.5倍，反应停留时间延长1.5-2倍，可以把热裂解反应程度下降55-70%，反应主要以芳构化、氢转移、环化、甲基转移改质反应为主。

一种双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺，所述的重油提升管所进入的原料为蜡油、常压渣油、部分减压渣油、M100等原料；所述的轻油提升管用原料为粗汽油、焦化汽油、石脑油。

本发明涉及的轻油提升管4工艺如下，粗汽油、焦化汽油、石脑油等轻质油通过轻油提升管进料喷嘴16进入轻油提升管4与轻油提升管再生催化剂滑阀3来的催化剂均匀混合，工艺温度相对较低，进行简单的催化裂化和改质反应，催化剂活性相对降低，该催化剂与油气一起进入重油提升管第二反应器11，该催化剂的活性选择性比较适于烯烃之间的芳构化、氢转移、环化、甲基转移反应，可以强化油气分子的芳构化、氢转移反应，提高有品质；随后该催化剂和轻油油气与重油的反应油气一起进入第二循环完成反应。

所述的催化剂再生工艺如下，主风通过主风总管19进入再生器主风分布管Ⅰ17、再生器主风分布管Ⅱ18，用两层主风分布管、一层主风分布管主要看工程设计需要。在高温下焦炭与氧气反应生成二氧化碳，把催化剂内外孔的焦炭烧掉完成催化剂再生。

Claims (10)

1.一种双循环模式催化裂化反应再生系统生产装置，其特征在于：采用进行两段催化裂化反应的提升管、两段沉降器、汽提器和高低并列式反应再生器（8）的设计结构；进行两段催化裂化反应的所述提升管为重油提升管（1）；重油提升管（1）具有重油提升管第一反应器（9）和重油提升管第二反应器（11）；在所述的重油提升管第一反应器（9）与重油提升管第二反应器（11）之间设置第一沉降器（6），所述的第一沉降器（6）将重油提升管的反应分成催化剂第一循环系统及催化裂化第一反应段和催化剂第二循环系统及催化裂化第二反应段；所述的第一沉降器（6）分别与重油提升管第一反应器（9）、重油提升管第二反应器（11）、再生器（8）连接，并在所述的第一沉降器（6）内设置第一沉降器汽提器（13）；所述的重油提升管第一反应器（9）、再生器（8）、第一沉降器（6）和第一沉降器汽提器（13）构成催化剂第一循环系统及催化裂化第一反应段，由第一沉降器（6）对催化剂与油气分子进行预分离，其中50-68%的催化剂返回再生器进行催化剂再生和循环完成催化剂的第一循环，并使原料油在重油提升管第一反应器内进行催化裂化第一反应段的催化裂化反应，即原料油裂解生成烯烃为主的反应；油气和其他催化剂继续上升进入催化剂第二循环系统及催化裂化第二反应段；其中油气和其他催化剂继续上升进入重油提升管第二反应器（11）进行催化裂化第二反应段的催化裂化反应，即芳构化、氢转移、环化、甲基转移反应；所述的重油提升管第二反应器（11）与用以对经过第二反应段反应后的催化剂进行全分离的第二沉降器（7）相连通；所述的第二沉降器（7）位于再生器（8）的上部，并与再生器（8）相连通；在所述的第二沉降器（7）内设置第二沉降器汽提器（25）；所述的重油提升管第二反应器（11）、再生器（8）、第二沉降器（7）和第二沉降器汽提器（15）构成催化剂第二循环系统及催化裂化第二反应段，使催化剂与油气的全分离，由第二沉降器（7）分离并经汽提处理的催化剂进入再生器进行再生处理完成催化剂的第二循环；在所述第二沉降器的顶部设置出口油气线（5），所分离出来的纯净油气经第二沉降器顶部所设置的出口油气线（5）进入分馏塔，进行油气精细分离；所述再生器（8）的底部与重油提升管（1）下部的预提升段连接，用以使催化剂进入重油提升管。

2.根据权利要求1所述的双循环模式催化裂化反应再生系统生产装置，其特征在于：设置有与再生器相连通的轻油提升管（4），所述轻油提升管（4）底部的预提升段通过连接管和轻油提升管（4）再生催化剂滑阀连接在再生器（8）的下部，轻油提升管（4）的上部通过斜管连接在重油提升管第二反应器（11）的底部，参与在重油提升管第二反应器（11）内进行催化裂化第二反应段的催化裂化反应，即芳构化、氢转移、环化、甲基转移反应，达到汽油改质、多产芳烃的目的。

3.根据权利要求1所述的双循环模式催化裂化反应再生系统生产装置，其特征在于：在所述的第一沉降器（6）内设置用以分离油气与催化剂的第一沉降器旋风分离器（10），所述重油提升管第一反应器（9）的上端口通过管线与第一沉降器内第一沉降器旋风分离器（10）的入口管焊接连接；所述第一沉降器旋风分离器（10）的上升管口通过管道与重油提升管第二反应器（11）底部连接；所述第一沉降器（6）的下部与第一沉降器待生协管（14）连接；所述的第一沉降器待生协管（14）与第一沉降器待生协管滑阀（15）连接，所述第一沉降器待生协管滑阀（15）通过短管与再生器（8）焊接连接；所述的第一沉降器汽提器（13）通过变径过渡段焊接于第一沉降器（6）内部的中部。

4.根据权利要求1所述的双循环模式催化裂化反应再生系统生产装置，其特征在于：所述重油提升管第二反应器（11）上端水平接口通过水平段管道与用以分离油气与催化剂的第二沉降器初级和单级旋风分离器（12）的初级旋风分离器的入口管道焊接连接，所述的第二沉降器旋风初级和单级旋风分离器（12）悬挂在第二沉降器（7）内部的中上部；所述的第二沉降器汽提器（25）通过变径过渡段焊接于第二沉降器内部的中部；所述的第二沉降器（7）的底部由上至下顺序连接第二沉降器待生立管高温膨胀节（23）、第二沉降器待生立管（26）、第二沉降器待生立管滑阀（22）和待生催化剂分配器（21）；所述待生催化剂分配器（21）的中部焊接在再生器（8）的风头上；在所述的再生器（8）内分布有上下平行设置的、用于为再生器提供进风的再生器主风分布管Ⅰ（17）、再生器主风分布管Ⅱ（18）；所述的再生器主风分布管Ⅰ（17）固定于再生器的下部，再生器主风分布管Ⅱ（18）位于再生器的中部。

5.一种双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺，其特征在于：采用催化剂双循环模式；在原料油催化裂化反应过程中，使原料油催化裂化反应通过重油提升管的两段提升管式结构，进行两个反应段的反应，并在两个反应段的反应之间进行催化剂预分离；即在完成第一反应段的反应，原料油经过催化裂化反应生成对应的液化气、汽油、柴油后，进行催化剂预分离，使超过50-68%的催化剂与油气分离，使催化剂构成双循环模式；

1）第一反应段：原料油进入重油提升管（1），在重油提升管第一反应器（9）内原料油与由再生器（8）送的催化剂混合进行催化裂化的第一反应，催化裂化的第一反应段以原料油裂解生成烯烃为主，原料油在催化剂作用下，原料油最大量地催化裂化生成对应的液化气、汽油、柴油；随后反应油气和催化剂的混合气体进入第一沉降器（6），在第一沉降器（6）内对反应油气和催化剂的混合气体进行催化剂预分离，使超过50-68%的催化剂与油气分离；其中被分离出来的催化剂经第一沉降器汽提器（13）汽提蒸汽汽提后通过第一沉降器待生协管（14）、第一沉降器待生协管滑阀（15）进入再生器（8）进行催化剂再生，再生催化剂又通过重油再生催化剂滑阀进入重油提升管，如此循环形成催化剂的第一循环；其中，催化剂由再生器（8）进入重油提升管（1），在重油提升管第一反应器（9）内与原料混合进行催化裂化的第一反应，被第一沉降器（6）分离后回到再生器进行再生，再生后的催化剂由再生器进入重油提升管，形成一个相对独立的催化剂循环过程，催化剂行程缩短一半，催化剂再生循环时间下降，催化剂使用效率大幅度提高，也有利于减少催化剂实际藏量，节约投资；

2）第二反应段：来自第一反应段的油气和除返回再生器的催化剂以外的其他继续上升进入重油提升管第二反应器（11）中，由于大量催化剂与油气分子分离，减少了热源，混合油气温度降低5-20°C，最终达到降低混合油气热烈化程度控制油气分子高温下热裂解缩合生成焦炭的目的，同时由于在重油提升管第二反应器内延长了反应时间，有利于油气分子进行芳构化、氢转移、环化、甲基转移等改质反应，提高汽柴油质量和降低油气高温下热烈化产生的焦炭产率；经第二反应段反应后，重油提升管第二反应器产生的油气、催化剂的混合气流上升进入第二沉降器（7），经过旋风分离器作用，催化剂与油气全分离；所分离出来的纯净油气由第二沉降器（7）顶部的出口油气线进入分馏塔，进行油气精细分离；所分离出的催化剂经第二沉降器（7）汽提器汽提后，通过第二沉降器（7）、第二沉降器初级和单级旋风分离器（12）、第二沉降器汽提器（25）、第二沉降器待生立管（26）、第二沉降器待生立管滑阀（22）、第二沉降器待生立管高温膨胀节（23）、第二沉降器待生催化剂分配器（21）进入再生器（8），进行催化剂再生，形成催化剂的第二循环；原料油结束在反应再生系统的催化裂化反应程序。

6.根据权利要求5所述的双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺，其特征在于：装置中设置轻油提升管（4）时，原料与催化剂在进料反应段混合后，反应生成的油气混合气体通过工艺管线直接进入重油提升管第二反应器（11），由于来自轻油提升管的油气和催化剂混合体温度比重油提升管来的油气混合体温度低15-30°C，而催化剂活性适中，更有利于来自第一反应阶段的油气进行进一步的催化裂化反应，催化剂第二循环系统和催化裂化第二反应阶段还有利于和提高催化剂的活性与使用周期；轻油提升管反应生成的油气混合气体参与第二反应器内所有油气分子第二反应段的芳构化、氢转移、环化、甲基转移反应，达到汽油改质、多产芳烃等目的。

7.根据权利要求5所述的双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺，其特征是：其主要工艺参数是：重油的第一反应段反应，即重油在重油提升管第一反应器（9）内进行的催化裂化反应，反应温度控制在520-550°C，反应时间控制在0.4-0.9s，然后反应油气快速进入第一沉降器（6），经初级旋风分离器（10）进行催化剂预分离，使50-65%的催化剂与油气分离。

8.根据权利要求5所述的双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺，其特征是：重油的第二反应阶段的反应，即经第一沉降器（6）进行催化剂预分离的油气在重油提升管第二反应器（11）内进行的芳构化、氢转移、环化、甲基转移反应，反应时间为1-2.5s，温度465±15°C，重油提升管第二反应器（11）的管段直径比重油提升管第一反应器（9）的直径大1-2.5倍，反应停留时间延长1.5-2倍，可以把热裂解反应程度下降55-70%，反应主要以芳构化、氢转移、环化、甲基转移改质反应为主。

9.根据权利要求5所述的双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺，其特征是：所述的重油提升管（1）所进入的原料为蜡油、常压渣油、部分减压渣油、M100原料。

10.根据权利要求6所述的双循环模式催化裂化反应再生系统生产工艺，其特征在于：所述的轻油提升管（4）用原料为粗汽油、焦化汽油、石脑油。

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