CN107011940B - 催化裂化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种催化裂化装置，属于石油加工领域。催化裂化装置包括：沉降器、再生器和外取热器；再生器连接有烧焦罐；沉降器通过待生斜管与烧焦罐上的待生入口连接；外取热器的入口与再生器连接，外取热器的出口与烧焦罐上的冷剂入口连接，循环入口、待生入口与冷剂入口位于烧焦罐中的不同高度。本发明通过将烧焦罐上的循环入口、待生入口与冷剂入口设置在烧焦罐的不同高度，使烧焦罐中的各种催化剂能够从不同的高度进入烧焦罐，解决了相关技术中烧焦罐通过待生入口、循环入口和冷剂入口通入多种处于不同状态的催化剂，催化剂之间的混合效果较低的问题。达到了多种催化剂之间能够充分的混合，提高催化裂化装置的工作效率的效果。
Description
技术领域
本发明涉及石油加工领域，特别涉及一种催化裂化装置。
背景技术
催化裂化是指通过催化裂化装置在热和催化剂的作用下使石油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。催化裂化是石油二次加工的主要方法之一。
相关技术中有一种催化裂化装置，该催化裂化装置包含有沉降器、再生器和外取热器，再生器连接有烧焦罐，再生器下部的二密相中的热催化剂经再生斜管进入沉降器底部与沉降器底部喷入的油气(气状石油)混合反应，之后油气与催化剂共同经沉降器中的提升管上升，与热催化剂反应过后的油气经沉降器的出气口流向其它装置，与油气反应后的热催化剂经沉降器的汽提段进入待生斜管，再由待生斜管通过待生入口进入烧焦罐中；二密相与烧焦罐上的循环入口之间连接有外循环管，热催化剂能够通过该外循环管进入烧焦罐，二密相与外取热器的入口连接，外取热器的出口与烧焦罐上的冷剂入口连接，二密相中的热催化剂经外取热器冷却后能够进入烧焦罐。其中，烧焦罐上的待生入口、循环入口和冷剂入口高度相同。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：烧焦罐通过待生入口、循环入口和冷剂入口通入多种处于不同状态的催化剂，催化剂之间的混合效果较低。
发明内容
为了解决现有技术中烧焦罐通过待生入口、循环入口和冷剂入口通入多种处于不同状态的催化剂，催化剂之间的混合效果较低的问题，本发明实施例提供了一种催化裂化装置。所述技术方案如下：
根据本发明的第一方面，提供了一种催化裂化装置，所述装置包括：
沉降器、再生器和外取热器；
所述再生器连接有烧焦罐，所述再生器通过外循环管与所述烧焦罐上的循环入口连接；
所述沉降器通过待生斜管与所述烧焦罐上的待生入口连接；
所述外取热器的入口与所述再生器连接，所述外取热器的出口与所述烧焦罐上的冷剂入口连接，所述循环入口、所述待生入口与所述冷剂入口位于所述烧焦罐中的不同高度。
可选地，在所述烧焦罐中，所述循环入口、所述待生入口与所述冷剂入口中的至少一个设置有催化剂分布器。
可选地，所述烧焦罐内设置有催化剂再分配装置。
可选地，所述烧焦罐底部设置有主风板式分布器。
可选地，所述沉降器中包含有提升管，所述提升管底部与所述再生斜管连接，
所述提升管底部设置有冷热催化剂混合器，所述冷热催化剂混合器与所述外取热器的出口连接；
或者，
所述提升管底部设置有预提升整流器。
可选地，所述沉降器中设置有汽提段，所述汽提段中设置有格栅填料，所述格栅填料在所述汽提段中倾斜交错排布。
可选地，所述沉降器中设置有粗旋风分离器和顶旋风分离器，所述粗旋风分离器的进气口与所述提升管顶部连接，所述粗旋风分离器的出气口与所述顶旋风分离器的进气口通过油气管直接连接，所述顶旋风分离器的出气口与所述沉降器的出气口连接。
可选地，所述油气管上外接有气相平衡装置。
可选地，所述再生器底部设置有分段式主风分布器。
可选地，所述再生器顶部设置有径流式三级旋风分离器与至少两个二级旋风分离器，所述至少两个二级旋风分离器的出气口与所述三级旋风分离器连通且在所述三级旋风分离器外部圆周阵列排布。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过将烧焦罐上的循环入口、待生入口与冷剂入口设置在烧焦罐中的不同高度，使烧焦罐中的各种催化剂能够从不同的高度进入烧焦罐，解决了相关技术中烧焦罐通过待生入口、循环入口和冷剂入口通入多种处于不同状态的催化剂，催化剂之间的混合效果较低的问题。达到了多种催化剂之间能够充分的混合，提高催化裂化装置的工作效率的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例示出的一种催化裂化装置的结构示意图；
图2-1是本发明实施例示出的另一种催化裂化装置的结构示意图；
图2-2是本发明实施例示出的另一种催化裂化装置的结构示意图；
图2-3是图2-1所示的催化裂化装置的俯视结构示意图；
图2-4是本发明实施例示出的另一种催化裂化装置的结构示意图。
通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例示出的一种催化裂化装置的结构示意图。该催化裂化装置可以包括：
沉降器11、再生器12和外取热器13。
再生器12连接有烧焦罐122，再生器12通过外循环管A与烧焦罐122上的循环入口x连接。
沉降器11通过待生斜管B与烧焦罐122上的待生入口y连接。
外取热器13的入口q1与再生器12连接，外取热器13的出口q2与烧焦罐122上的冷剂入口z连接，循环入口x、待生入口y与冷剂入口z位于烧焦罐122的不同高度。
综上所述，本发明实施例提供的催化裂化装置，通过将烧焦罐上的循环入口、待生入口与冷剂入口设置在烧焦罐中的不同高度，使烧焦罐中的各种催化剂能够从不同的高度进入烧焦罐，解决了相关技术中烧焦罐通过待生入口、循环入口和冷剂入口通入多种处于不同状态的催化剂，催化剂之间的混合效果较低的问题。达到了多种催化剂之间能够充分的混合，提高催化裂化装置的工作效率的效果。
进一步的，请参考图2-1，其示出了本发明实施例提供的另一种催化裂化装置的结构示意图，该催化裂化装置在图1所示的催化裂化装置的基础上增加了更优选的部件，从而使得本发明实施例提供的催化裂化装置具有更好的性能。
可选地，在烧焦罐122中，循环入口x、待生入口y与冷剂入口z中的至少一个设置有催化剂分布器122a。可选的，由于循环入口x、待生入口y与冷剂入口z在烧焦罐中位于不同的高度，因而循环入口x、待生入口y与冷剂入口z可以均设置有催化剂分布器122a，催化剂分布器122a可以最大限度提高各种催化剂在再生器内的径向分布均匀性以及烧焦罐中催化剂温度的调控，同时更易于维持烧焦罐密相藏量，为烧焦过程创造较好初始条件。
需要说明的是，将循环入口x、待生入口y与冷剂入口z设置在烧焦罐122的不同高度，达到了强化烧焦的效果，即本发明实施例所提供的催化裂化装置采用了强化烧焦技术来降低再生温度，并最大限度保护催化剂活性、恢复催化剂活性。
可选地，烧焦罐122内设置有催化剂再分配装置122b，该催化剂再分配装置122b可以设置1至10层。该催化剂再分配装置122b可以使催化剂与空气更均匀接触，使焦炭与氧气稳定地发生燃烧反应。此外，该催化剂再分配装置可以使床层内焦炭与氧气稳定地发生燃烧反应，从而可有效控制再生器稀相尾燃现象的发生。
可选地，烧焦罐122底部设置有主风板式分布器122c。主风板式分布器122c可以提高氧气在再生器内的径向分布均匀性，为烧焦过程创造较好初始条件。
可选地，沉降器11中包含有提升管111，提升管111底部与再生斜管C连接，提升管111底部设置有冷热催化剂混合器111a，冷热催化剂混合器111a与外取热器13的出口q2连接，在图2-1中，外取热器13的出口q2处可以设置有开口k1，冷热催化剂混合器111a可以设置有开口k2，开口k1和开口k2可以连通。在本发明实施例提供的催化裂化装置运行时，冷催化剂从外取热器13进入冷热催化剂混合器111a，热催化剂从再生器12底部的二密相进入冷热催化剂混合器111a。
需要说明的是，冷热催化剂混合器111a上方可以为进料气化段，冷热催化剂混合器111a可以有效降低进料气化段温度，从而降低热裂化反应比例，进而降低干气及焦炭产率。
此外，还可以如图2-2所示，对于通过本发明实施例提供的催化裂化装置，若再生温度已经降低至可以满足降低反应系统进料气化段温度时，提升管底部可直接设置预提升整流器111b，对来自再生器12底部的二密相的催化剂进行提升的同时高效整流，通过改善进料气化段油剂接触效率，可以降低热裂化反应比例，进而降低干气及焦炭产率。图2-2中其它标号的含义可以参考图2-1。
在图2-1中，沉降器11中设置有汽提段112，汽提段112中设置有格栅填料112a，格栅填料112a在汽提段中倾斜交错排布，格栅填料112a是以条状单元体经一定规则组合而成的，具有多种结构形式。倾斜交错排布的格栅填料可以提高汽提段容积利用率，增加附着于催化剂上焦炭及油品后反应时间的同时强化油气置换效率，从而降低焦炭氢含量。
可选地，沉降器11中设置有粗旋风分离器113和顶旋风分离器114，粗旋风分离器113的进气口与提升管111顶部连接，粗旋风分离器113的出气口与顶旋风分离器114的进气口通过油气管g连接，顶旋风分离器114的出气口与沉降器11的出气口k3连接。这种设计避免了提升管中的油气进入沉降器的腔室中，进一步降低干气及焦炭产率。
可选地，油气管g上外接有气相平衡装置g1。
可选地，再生器12顶部设置有径流式三级旋风分离器125与至少两个二级旋风分离器126，至少两个二级旋风分离器126的出气口与三级旋风分离器125连通且在三级旋风分离器125外部圆周阵列排布。
可选地，本发明实施例提供的催化裂化装置中的再生器12在实现完全再生的前提下，再生器12底部的二密相无需再继续烧焦，可以仅充当催化剂流化中间罐使用，因此，再生器12底部设置有分段式主风分布器123。如图2-3所示，其为分段式主风分布器123处的俯视透视图，其中，外循环催化剂出口x1、再生催化剂出口y1与外取热催化剂出口z1位于再生器上，124为再生器底部的二密相，外循环催化剂出口x1与外循环管连通，再生催化剂出口y1与再生斜管连通，外取热催化剂出口z1与外取热器连通。分段式主风分布器123在维持再生器12底部的二密相稳定流化态的同时，为提高再生催化剂密相输送的稳定性创造条件；该二密相结构使烟气不经过二密相床层，从而可以进一步降低烟气系统压降。
需要说明的是，在图2-1中，外循环管A返回的热催化剂在床层的上层进入烧焦罐，待生斜管B返回的待生催化剂在床层的中间层进入烧焦罐122，外取热13返回的冷催化剂在床层的下层进入烧焦罐122，为提高几种催化剂的再生器内径向分布均匀性提供条件。
如图2-4所示，待生斜管B返回的待生催化剂、外循环管A返回的热催化剂及外取热器13返回的冷催化剂在不同高度分层进入烧焦罐122内，外循环管A返回的热催化剂在床层的下层进入烧焦罐122，待生斜管B返回的待生催化剂在床层的中间层进入烧焦罐122，外取热13返回的冷催化剂在床层的上层进入烧焦罐122，为提高几种催化剂的再生器内径向分布均匀性提供条件。
需要说明的是，本发明实施例提供的催化裂化装置内部无易损件，有助于使催化裂化装置安全、长周期的运行。
需要说明的是，本发明实施例提供的催化裂化装置中再生器和沉降器可以为同高并列式布置，再生器可以为快速床单段高效再生加二密相结构，采用了强化烧焦技术从而降低再生温度，提高催化剂对重金属钒及水热条件等的耐受性，为最大限度保护催化剂活性并恢复催化剂活性创造条件。
需要补充说明的是，本发明实施例提供的催化裂化装置，通过在循环入口、待生入口与冷剂入口上设置催化剂分布器，达到了提高各种催化剂在再生器内的径向分布均匀性以及烧焦罐中催化剂温度的调控，同时更易于维持烧焦罐密相藏量，为烧焦过程创造较好初始条件的效果。
需要补充说明的是，本发明实施例提供的催化裂化装置，通过在烧焦罐中设置催化剂再分配装置，达到了使各种催化剂与空气更均匀接触，使焦炭与氧气稳定地发生燃烧反应的效果。
需要补充说明的是，本发明实施例提供的催化裂化装置，通过在提升管底部设置冷热催化剂混合器，达到了能够通过外取热器中的冷催化剂来调节催化剂与油气混合时的温度的效果。
需要补充说明的是，本发明实施例提供的催化裂化装置，通过在汽提段中设置倾斜交错排布格栅填料，达到了提高汽提段容积利用率，增加附着于催化剂上焦炭及油品后反应时间的同时强化油气置换效率，最终降低焦炭氢含量的效果。
需要补充说明的是，本发明实施例提供的催化裂化装置，通过将粗旋风分离器的进气口与提升管顶部通过油气管直接连接，避免了提升管中的油气进入沉降器的腔室中。
需要补充说明的是，本发明实施例提供的催化裂化装置，通过在烧焦罐底部设置有主风板式分布器。达到了提高氧气在再生器内的径向分布均匀性，为烧焦过程创造较好初始条件的效果。
需要补充说明的是，本发明实施例提供的催化裂化装置，通过在再生器顶部设置径流式三级旋风分离器与至少两个二级旋风分离器，提高了烟气进入三级旋风分离器的初始分配均匀性，达到了提高三级旋风分离器的效率的效果，同时降低三级旋风分离器的压降的效果。
综上所述，本发明实施例提供的催化裂化装置，通过将烧焦罐上的循环入口、待生入口与冷剂入口设置在烧焦罐的不同高度，使烧焦罐中的各种催化剂能够从不同的高度进入烧焦罐，解决了相关技术中烧焦罐通过待生入口、循环入口和冷剂入口通入多种处于不同状态的催化剂，催化剂之间的混合效果较低的问题。达到了多种催化剂之间能够充分的混合，提高催化裂化装置的工作效率的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种催化裂化装置，其特征在于，所述催化裂化装置包括：
沉降器、再生器和外取热器；
所述再生器连接有烧焦罐，所述再生器通过外循环管与所述烧焦罐上的循环入口连接；
所述沉降器通过待生斜管与所述烧焦罐上的待生入口连接；
所述外取热器的入口与所述再生器连接，所述外取热器的出口与所述烧焦罐上的冷剂入口连接，所述循环入口、所述待生入口与所述冷剂入口位于所述烧焦罐中的不同高度，
在所述烧焦罐中，所述循环入口、所述待生入口、以及所述冷剂入口均设置有催化剂分布器；
所述烧焦罐内设置有催化剂再分配装置；
所述烧焦罐底部设置有主风板式分布器。
2.根据权利要求1所述的催化裂化装置，其特征在于，所述沉降器中包含有提升管，所述提升管底部与所述再生斜管连接，
所述提升管底部设置有冷热催化剂混合器，所述冷热催化剂混合器与所述外取热器的出口连接；
或者，
所述提升管底部设置有预提升整流器。
3.根据权利要求1所述的催化裂化装置，其特征在于，所述沉降器中设置有汽提段，所述汽提段中设置有格栅填料，所述格栅填料在所述汽提段中倾斜交错排布。
4.根据权利要求2所述的催化裂化装置，其特征在于，所述沉降器中设置有粗旋风分离器和顶旋风分离器，所述粗旋风分离器的进气口与所述提升管顶部连接，所述粗旋风分离器的出气口与所述顶旋风分离器的进气口通过油气管直接连接，所述顶旋风分离器的出气口与所述沉降器的出气口连接。
5.根据权利要求4所述的催化裂化装置，其特征在于，所述油气管上外接有气相平衡装置。
6.根据权利要求1所述的催化裂化装置，其特征在于，所述再生器底部设置有分段式主风分布器。
7.根据权利要求1至6任一所述的催化裂化装置，其特征在于，所述再生器顶部设置有径流式三级旋风分离器与至少两个二级旋风分离器，所述至少两个二级旋风分离器的出气口与所述三级旋风分离器连通且在所述三级旋风分离器外部圆周阵列排布。
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