CN104745226A

CN104745226A - 一种烯烃和芳烃生产方法和设备

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Publication number: CN104745226A
Application number: CN201310745562.4A
Authority: CN
Inventors: 刘英聚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2015-07-01

Abstract

一种烯烃和芳烃生产方法，属于石油化工、烯烃生产、芳烃生产技术领域，以重质油为原料生产低碳烯烃和芳烃。包括重质油、轻烃、石脑油、催化剂、原料与催化剂混合、反应转化、反应温度及剂油比控制，其特征是：反应过程设计轻烃转化区、重质油裂化区及芳烃转化区三个反应区，轻烃转化区采用高密度输送床将轻烃、石脑油、轻循环油转化为低碳烯烃，重质油裂化区将重质油裂化成轻组分，芳烃转化区采用快速床将反应产生的汽油烯烃组分、轻循环油转化为芳烃，并设置取热设施有效控制各反应区的温度和剂油比，从而实现多产低碳烯烃和芳烃。还提供了实现本发明方法的轻烃转化段、重质油裂化段及芳烃转化段三段式反应器。应用于以重质油为原料生产低碳烯烃和芳烃的工业装置。

Description

一种烯烃和芳烃生产方法和设备

技术领域

本发明属于石油化工、烯烃生产、芳烃生产技术领域，特别涉及一种烯烃和芳烃生产方法和设备。

背景技术

低碳烯烃和芳烃是重要的石油化工原料，应用最广泛的低碳烯烃是乙烯、丙烯和丁烯，其中丙烯和丁烯的主要来源是石油催化裂化过程。近年来催化裂化技术进步较快，开发出了多项多产丙烯的催化裂化新工艺和新技术，使国内的丙烯产量大幅度提高，满足了国民经济建设的需要。如TMP(两段提升管多产丙烯)工艺，是在TSRFCC(两段提升管催化裂化)基础上开发的多产丙烯工艺，利用2根较短的提升管分别进行原料油和回炼油裂化，并分别在2根提升管在下部设置轻烃转化段，可将非目标轻烃转化为丙烯，从而提高丙烯产率和产量。该工艺可大幅度提高丙烯产率和产量，但是由于采用较短的提升管反应器，其汽油产品烯烃含量较高(期望汽油烯烃含量低)，另该工艺不能提高芳烃产品产率和产量。

应用最广泛的芳烃是苯、甲苯和二甲苯，其主要来源是石油催化重整过程。国内炼油厂催化重整装置的原料是石脑油，由于国内原油的轻组分含量低，石脑油产量也低，故国内炼油厂催化重整装置的规模普遍较小(与国外相比)，因此国内炼油厂苯、甲苯和二甲苯产品产量也较低。

近年来催化裂化技术进步使国内丙烯产量大幅度提高，相比较而言芳烃产量增长幅度较小，因此目前迫切需要多产芳烃新技术新设备(或多产低碳烯烃同时多产芳烃新技术新设备)大幅度提高芳烃产率和产量，满足国民经济快速增长的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种烯烃和芳烃生产方法，可同时提高低碳烯烃和芳烃产率，可实现大幅度提高低碳烯烃和芳烃产量，满足国民经济快速增长的需要。

本发明解决其技术问题所采用的方法是：包括重质油、轻烃、石脑油、轻循环油、催化剂、原料与催化剂混合、反应转化、反应温度及剂油比控制，其特征是：反应过程设计轻烃转化区、重质油裂化区及芳烃转化区三个反应区，轻烃转化区采用高密度输送床将轻烃、石脑油、轻循环油转化为低碳烯烃，重质油裂化区将重质油裂化成轻组分，芳烃转化区采用快速床将反应产生的汽油烯烃组分、轻循环油转化为芳烃，并设置取热设施有效控制各反应区的温度和剂油比。

进一步，低碳烯烃包括乙烯、丙烯、丁烯，芳烃包括苯、甲苯、二甲苯、乙苯、萘系芳烃、双环芳烃，轻烃包括丙烷、丁烷、正丁烯、非叔碳异丁烯，轻循环油包括本装置生产的或其它装置生产的汽油组分、轻柴油组分，重质油包括蜡油、常压渣油、减压渣油、原油、燃料油、重循环油。

一种实现所述发明方法的设备，包括催化剂进料管、预提升器、输送管、取热管、轻烃转化段、重质油裂化段及芳烃转化段；三段反应器串联设置，轻烃转化段是高密度输送床或高密度快速床布置在下部，并设有轻烃、石脑油、轻循环油进料设施，其下端与预提升器连接；重质油裂化段是管式反应器布置在中部，设有重质油喷嘴；芳烃转化段是快速床设置在上部，设有分配器及轻循环油喷嘴，其上端与输送管连接。

另一种实现所述发明方法的设备，包括催化剂进料管、预提升器、输送管、取热管、重质油裂化段、芳烃转化段、轻烃转化段、副催化剂进料管、副预提升器、副输送管、副取热管；重质油裂化段与芳烃转化段串联，再与轻烃转化段并联方式设置；重质油裂化段是管式反应器设置在下部，设有重质油喷嘴，下端与预提升器连接，上端与芳烃转化段下端连接；芳烃转化段是快速床设置在上部，设有分配器及轻循环油喷嘴，上端与输送管连接；轻烃转化段是高密度输送床或高密度快速床，设有轻烃、石脑油、轻循环油进料设施，上端与副输送管连接，下端与副预提升器上端连接，副预提升器与副催化剂进料管连接，副取热管设置在副催化剂进料管或副预提升器，副输送管单独设置或与输送管连接或与芳烃转化段连接。

进一步，取热管设置在催化剂进料管或预提升器或/和芳烃转化段。

进一步，预提升器是直管结构或是扩大直径结构，还可以设置内部输送管、混合内构件；其下部与催化剂进料管连接。

进一步，当在催化剂进料管设置取热管时，还可以再设置一热催化剂进料管与预提升器连接，用于冷热催化剂混合调节供入催化剂温度。

本发明创新点和积极效果：

本发明创新点是：反应过程设计轻烃转化区、重质油裂化区及芳烃转化区三个反应区，轻烃转化区采用高密度输送床将轻烃、石脑油、轻循环油转化为低碳烯烃，重质油裂化区将重质油裂化成轻组分，芳烃转化区采用快速床将反应产生的汽油烯烃组分、轻循环油转化为芳烃，并设置取热设施有效控制各反应区的温度和剂油比。

本发明积极效果是：在重质油裂化基础上专门设计了轻烃转化区、芳烃转化区，并有效控制各反应区的温度和剂油比，可大幅度提高低碳烯烃和芳烃产率和产量，满足国民经济快速增长的需要。

附图说明

图1是一种烯烃和芳烃生产方法和设备的示意图。

1-输送管，2-芳烃转化段，3-反应器取热管，4-分配器，5-重质油裂化段，6-重质油喷嘴，6A-汽油组分喷嘴，7-轻烃转化段，8-轻烃进料口，9-预提升器，10-催化剂进料管取热管，11-催化剂进料管，12-滑阀。

图2是另一种烯烃和芳烃生产方法和设备的示意图。

1-输送管，2-芳烃转化段，3-反应器取热管，4-分配器，5-重质油裂化段，6-重质油喷嘴，6A-汽油组分喷嘴，7-轻烃转化段，8-轻烃进料口，9-预提升器，10A-预提升器取热管，11-催化剂进料管，12-滑阀，13-内部输送管。

图3是另一种烯烃和芳烃生产方法和设备的示意图。

1-输送管，1A-副输送管，2-芳烃转化段，3-反应器取热管，4-分配器，5-重质油裂化段，6-重质油喷嘴，6A-汽油组分喷嘴，7-轻烃转化段，8-轻烃进料口，9-预提升器，9A-副预提升器，10-催化剂进料管取热管，10B-副催化剂进料管取热管，11-催化剂进料管，11A-副催化剂进料管，12-滑阀，12A-副滑阀，13-内部输送管。

具体实施方式

见图1、图2，轻烃转化段7下端与预提升器9上端连接，上端与重质油裂化段5下端连接，其下部设有轻烃进料口8。重质油裂化段5下端与轻烃转化段7上端连接，上端与芳烃转化段2下端连接，其下部设有重质油喷嘴6。芳烃转化段2上端与输送管1下端连接，下端与重质油裂化段5上端连接，其内部设有反应器取热管3、分配器4，下部设置汽油组分喷嘴6A。图1，预提升器9采用直管结构，催化剂进料管取热管10设置在催化剂进料管11中，催化剂进料管11下部设置滑阀12，催化剂进料管11下端与预提升器9连接。图2，预提升器9采用扩大直径结构，设有内部输送管13和预提升器取热管10A，催化剂进料管11下部设置滑阀12，催化剂进料管11下端与预提升器9连接。

见图3，是轻烃转化段单独设置方案，轻烃转化段7下端与副预提升器9A上端连接，上端与副输送管1A连接，其下部设有轻烃进料口8。副预提升器9A下部与副催化剂进料管11A连接，副催化剂进料管11A设有副催化剂进料管取热管10B和副滑阀12A，副输送管1A上端与芳烃转化段2连接。重质油裂化段5下端与预提升器9上端连接，上端与芳烃转化段2下端连接，其下部设有重质油喷嘴6。芳烃转化段2上端与输送管1下端连接，下端与重质油裂化段5上端连接，内部设有反应器取热管3、分配器4，下部还设有汽油组分喷嘴6A。预提升器9采用扩大直径结构，设有内部输送管13，催化剂进料管11下端与预提升器9连接，催化剂进料管11设有催化剂进料管取热管10和滑阀12。

参见图1、图2，高温催化剂经催化剂进料管11、滑阀12、预提升器9进入轻烃转化段7，轻烃由轻烃进料口8进入轻烃转化段7中，轻烃在催化剂作用下转化为低碳烯烃。低碳烯烃产物和催化剂一起向上流动进入重质油裂化段5。重质油经重质油喷嘴6雾化后进入，重质油与高温催化剂接触、汽化并发生裂化反应，反应油气和催化剂继续向上流动，经分配器4进入芳烃转化段2，汽油组分经汽油组分喷嘴6A进入芳烃转化段2。汽油烯烃组分在催化剂作用正发生芳构化等反应，将烯烃转化为芳烃，反应产物和催化剂一起向上流动经输送管1排出。在反应器取热管3中给入取热介质取走热量，控制芳烃转化段2温度，提高剂油比。图1催化剂进料管取热管10设置在催化剂进料管11中，催化剂温度降低后进入预提升器9，进一步提高反应器剂油比。图2预提升器取热管10A设置在预提升器9中，催化剂在预提升器9中降低温度后进入轻烃转化段7，进一步提高反应器剂油比。

参见图3，高温催化剂经催化剂进料管11、滑阀12、预提升器9进入重质油裂化段5。重质油经重质油喷嘴6雾化后进入，重质油与高温催化剂接触、汽化并发生裂化反应，反应油气和催化剂继续向上流动，经分配器4进入芳烃转化段2，汽油组分经汽油组分喷嘴6A进入芳烃转化段2。汽油烯烃组分在催化剂作用正发生芳构化等反应，将烯烃转化为芳烃，反应产物和催化剂一起向上流动经输送管1排出。在反应器取热管3中给入取热介质取走热量，控制芳烃转化段2温度，提高剂油比。催化剂进料管取热管10设置在催化剂进料管11中，催化剂温度降低后进入预提升器9，进一步提高反应器剂油比。高温催化剂同时经副催化剂进料管11A、副滑阀12A、副预提升器9A进入轻烃转化段7，轻烃由轻烃进料口8进入轻烃转化段7中，轻烃在催化剂作用下转化为低碳烯烃，低碳烯烃产物和催化剂一起向上流动经副输送管1A进入芳烃转化段2。

Claims

1.一种烯烃和芳烃生产方法，包括重质油、轻烃、石脑油、轻循环油、催化剂、原料与催化剂混合、反应转化、反应温度及剂油比控制，其特征是：反应过程设计轻烃转化区、重质油裂化区及芳烃转化区三个反应区，轻烃转化区采用高密度输送床将轻烃、石脑油、轻循环油转化为低碳烯烃，重质油裂化区将重质油裂化成轻组分，芳烃转化区采用快速床将反应产生的汽油烯烃组分、轻循环油转化为芳烃，并设置取热设施有效控制各反应区的温度和剂油比。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：低碳烯烃包括乙烯、丙烯、丁烯，芳烃包括苯、甲苯、二甲苯、乙苯、萘系芳烃、双环芳烃，轻烃包括丙烷、丁烷、正丁烯、非叔碳异丁烯，轻循环油包括本装置生产的或其它装置生产的汽油组分、轻柴油组分，重质油包括蜡油、常压渣油、减压渣油、原油、燃料油、重循环油。

3.一种烯烃和芳烃生产设备，包括催化剂进料管、预提升器、输送管、取热管、轻烃转化段、重质油裂化段及芳烃转化段；三段反应器串联设置，轻烃转化段是高密度输送床或高密度快速床布置在下部，并设有轻烃、石脑油、轻循环油进料设施，其下端与预提升器连接；重质油裂化段是管式反应器布置在中部，设有重质油喷嘴；芳烃转化段是快速床设置在上部，设有分配器及轻循环油喷嘴，其上端与输送管连接。

4.另一种烯烃和芳烃生产设备，包括催化剂进料管、预提升器、输送管、取热管、重质油裂化段、芳烃转化段、轻烃转化段、副催化剂进料管、副预提升器、副输送管、副取热管；重质油裂化段与芳烃转化段串联，再与轻烃转化段并联方式设置；重质油裂化段是管式反应器设置在下部，设有重质油喷嘴，下端与预提升器连接，上端与芳烃转化段下端连接；芳烃转化段是快速床设置在上部，设有分配器及轻循环油喷嘴，上端与输送管连接；轻烃转化段是高密度输送床或高密度快速床，设有轻烃、石脑油、轻循环油进料设施，上端与副输送管连接，下端与副预提升器上端连接，副预提升器与副催化剂进料管连接，副取热管设置在副催化剂进料管或副预提升器，副输送管单独设置或与输送管连接或与芳烃转化段连接。

5.根据权利要求3或4所述的设备，其特征是：取热管设置在催化剂进料管或预提升器或/和芳烃转化段。

6.根据权利要求3或4所述的设备，其特征是：预提升器是直管结构或是扩大直径结构，还可以设置内部输送管、混合内构件；其下部与催化剂进料管连接。

7.根据权利要求3或4所述的设备，其特征是：当在催化剂进料管设置取热管时，还可以再设置一热催化剂进料管与预提升器连接，用于冷热催化剂混合调节供入催化剂温度。