CN1100851C - 烃类流化催化转化反应产物的急冷塔及急冷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烃类流化催化转化反应产物的急冷塔，本发明急冷塔从上到下依次为气相分离区、急冷传热及催化剂粉尘洗涤区、液位控制区，本发明急冷塔可直接设于沉降器上方与沉降器联为一体，也可独立设于靠近沉降器的位置。本发明还公开了利用本发明急冷塔的急冷方法。本发明的急冷塔及急冷方法特别适合于对高温带催化剂粉尘反应物流的急冷。

Description

烃类流化催化转化反应产物的急冷塔及急冷方法

本发明涉及烃类流化催化转化的设备和工艺，特别涉及烃类流化催化转化的急冷塔和急冷方法。

烃类流化催化裂化是石油加工的一种重要工艺，它采用流态化反应—再生技术使较重的烃类原料在流化床中与固体颗粒催化剂接触，在一定的反应条件下，使烃类原料发生裂解生成轻质烃类。流化催化裂化一般以生产汽油、柴油、煤油等燃料产品为目的产品。近年来，采用流化催化裂化反应—再生技术，借鉴催化裂化工艺及装置，用重质烃类为原料多产以乙烯、丙烯为主的低碳烯烃的工艺已经开发出来。如中国专利说明书CN1083092A公开的一种：石油烃的催化热裂解方法，采用合适的催化剂，使烃类物料在流化床中，于反应温度为680～780℃下反应。含有待生催化剂的产物物流从反应器引出，进入一个被称为沉降器的设备中进行快速分离，被分离出的待生催化剂经再生器烧焦后循环使用，脱去绝大部分待生催化剂的高温反应产物物流离开沉降器，经急冷后分离出液体和气体产品。中国专利说明书CN1218786A公开的催化转化方法与CN1083092A类似，在专利说明书中提及用轻质石油烃如柴油急冷反应产物。中国专利说明书CN1030313C公开的一种：重质烃类直接转化制取乙烯的方法，其采用流态化反应—再生工艺，使重质烃类在合适的反应条件下发生反应，制取以乙烯为主的低碳烯烃，其显著的工艺特点为高温、大剂油比、短反应时间。由于反应温度高达600～900℃，为避免反应产物在转油线中发生过裂化造成结焦，自沉降器中引出的产物物流，需经急冷处理。专利说明书中公开可采用直接或间接急冷的方式。

综上所述，当采用流化催化转化技术，以生产低碳烯烃为主要目的产品时，反应物流温度较高，在进入产品分离系统前需经急冷处理。急冷设备与急冷工艺成为影响此类装置生产与安全的关键设备和工艺之一。但现有技术中并没有述及此种工艺条件下的急冷设备与具体急冷方法。

本发明的目的在于提供一种烃类流化催化转化反应物流的急冷塔及急冷方法，本发明的急冷塔及急冷方法适合于对高温带催化剂粉尘的反应物流的急冷。

本发明急冷塔由壳体和内构件组成，在壳体中部设有挡板，为急冷传热及催化剂粉尘洗涤区，塔底为液位控制区，塔顶为气相分离区；在塔底液位控制区设有热反应物流进料管和含尘急冷液排出口，急冷液进口设在急冷传热区和催化剂粉尘洗涤区上部，急冷后气体出口设于塔顶气相分离区。本发明急冷塔可直接设于沉降器上方与沉降器联为一体，也可独立设于靠近沉降器的位置。

本发明急冷塔的工作情况如下：自沉降器来的高温反应物流自热反应物流进料管引入急冷塔底部，急冷液引入急冷传热区和催化剂粉尘洗涤区上部，反应物流向上通过急冷传热区和催化剂粉尘洗涤区与向下移动的急冷液直接接触进行热交换，同时反应物流携带的少量催化剂粉尘也被急冷液带走，与反应物流接触后的急冷液由含尘急冷液排出口出急冷塔，塔底液位控制区控制液位不高于热反应物流进料管出口。降温后的反应油气向上通过气相分离区自气体出口出急冷塔。

本发明还涉及一种采用本发明急冷塔的急冷方法，包括下列步骤：1、烃类物料在流化床中，于一定有效的反应条件下发生催化转化反应，反应物流与待生催化剂进入沉降器进行气固分离，分离出的待生催化剂在再生器中再生后循环使用，分离出的反应产物物流引出沉降器，一般地反应产物物流温度范围为600～900℃，最好在670～730℃；2、将反应产物物流引入本发明急冷塔，与急冷液接触降温，急冷后温度为300～650℃，最好为300～400℃，急冷后的反应产物物流引入产品分离部分进行分离，所述急冷液包括重油馏分、柴油馏分、原料油和水，可单独使用一种介质，也可同时使用几种介质。

特别地，所述急冷液来自上述产品分离部分，反应产物物流在产品分离部分被引入分馏塔进行精馏分离，将反应产物切割为不同温度范围的窄馏分，其中分馏塔底油浆比重较大，不易利用，可将其至少一部分作为急冷油返回急冷塔。

根据本发明的急冷方法，其进一步的特征在于，至少一部分从急冷塔底抽出的急冷液经换热回收高温位热量后回步骤2循环使用。

本发明的显著效果在于：

本发明急冷塔，在壳体中部设置了挡板，塔顶和塔底分别为气相分离区和液位控制区，这种结构形式使急冷液和产物物流直接接触传热，换热效率高，同时产物物流中所携带的少量催化剂粉尘可由急冷液洗涤出。本发明急冷塔结构简单，可直接设于沉降器上方与沉降器联为一体，也可独立设于靠近沉降器的位置，安装使用方便。特别地，当采用沉降器与急冷塔直联结构时，可使反应后油气在短短几秒内迅速冷却，从而快速终止了热裂解反应，保障了目的产品的收率，同时将油气中夹带的催化剂洗涤下来，避免了反应油气管线结焦，满足装置长周期运行的需要。

采用本发明急冷方法，降温迅速，热量利用合理。

下面结合附图详细说明本发明。附图并不限制本发明的范围。

附图1：本发明急冷塔竖向简图；

附图2：本发明急冷塔直接设置于沉降器顶时的流程简图；

附图3：本发明急冷塔紧靠沉降器独立设置时的流程简图。

附图1是本发明急冷塔的一种典型结构型式，直接布置于沉降器2顶部的急冷塔1，从上到下分为三个区，依次为气相分离区3、急冷传热及催化剂粉尘洗涤区4、液位控制区5。来自沉降器2的反应油气经热反应物流进料管6直接进入急冷塔1内，在热反应物流进料管6的上方设有多层挡板7，反应油气自下而上与急冷液传质传热并洗涤粉尘。降温后的油气在急冷塔上部气相分离区3进行气液相分离，分离后的气相经气体出口8引出急冷塔1，急冷塔1上部设有急冷液进口12，塔底设有含尘急冷液排出口10。

如附图1所示，当采用油浆作为急冷液时，为了更好地控制塔底急冷油浆的温度，不使温度过高而结焦，在急冷塔1下部还设有循环急冷液返塔口11。由于塔底急冷液含有洗涤下来的催化剂粉尘容易在急冷塔底沉积，因此还在塔底设有搅拌蒸汽入口9，向塔底通入搅拌蒸汽防止催化剂粉尘在急冷塔底沉积。

附图2是本发明急冷方法的优选流程。

如附图2，原料油在提升管反应器14中与高温催化剂接触反应，反应产物送入沉降器2，先经粗旋风分离器15、后经旋风分离器16除去夹带的大部分催化剂颗粒后，由热反应物流进料管6直接送入设置在沉降器2顶部的急冷塔1中。高温的反应产物与来自分馏塔20底部的分馏塔底油18在急冷塔1内进行传质和传热，降温后的反应油气19送至分馏塔20底部，经分馏塔20进一步精馏分离，分离后的分馏塔顶油气21送至后部系统，分馏塔底一部分油浆18作为急冷液进急冷塔1，另一部分产品油浆22经换热后出装置。急冷塔底油17抽出后用作回炼或作为补燃介质。

附图3是本发明的另一种急冷流程。其工艺特点和工作情况与附图2所述基本相同，所不同的是：急冷塔1不是设置在沉降器顶部，而是紧靠沉降器独立设置。这种布置方式特别适易于装置改造时沉降器顶无法布置的情况。

Claims (10)

1、一种烃类流化催化转化反应物流的急冷塔，其特征在于：所述急冷塔由壳体和内构件组成，在壳体中部设有挡板为急冷传热及催化剂粉尘洗涤区，塔底为液位控制区，塔顶为气相分离区；在塔底液位控制区设有热反应物流进料管和含尘急冷液排出口，急冷液进口设在急冷传热及催化剂粉尘洗涤区上部，急冷后气体出口设于塔顶气相分离区。

2、如权利要求1所述的急冷塔，其特征在于：急冷塔直接设于沉降器上方与沉降器联为一体。

3、如权利要求1所述的急冷塔，其特征在于：急冷塔设于靠近沉降器的位置。

4、如权利要求1或2或3所述的急冷塔，其特征在于：在急冷塔下部还设有循环急冷液返塔口。

5、如权利要求1或2或3所述的急冷塔，其特征在于：在急冷塔底还设有搅拌蒸汽入口。

6、如权利要求4所述的急冷塔，其特征在于：在急冷塔底还设有搅拌蒸汽入口。

7、一种烃类流化催化转化反应物流的急冷方法，其特征在于：包括下列步骤：1)、烃类物料在流化床中，于一定有效的反应条件下发生催化转化反应，反应物流与待生催化剂进入沉降器进行气固分离，分离出的待生催化剂在再生器中再生后循环使用，分离出的反应产物物流引出沉降器，反应产物物流温度范围为600～900℃；2)、将反应产物物流引入本发明急冷塔，与急冷液接触降温，急冷后温度为300～650℃，急冷后的反应产物物流引入产品分离部分进行分离。

8、如权利要求7所述的急冷方法，其特征在于：所述急冷液包括重油馏分、柴油馏分、原料油和水，可单独使用一种介质，也可同时使用几种介质。

9、如权利要求7或8所述的急冷方法，其特征在于：所述反应产物物流温度范围为670～730℃，急冷后温度为300～400℃，急冷后的反应产物物流引入产品分离部分进行分离，在产品分离部分被引入分馏塔进行精馏分离，至少一部分分馏塔底油浆作为急冷油返回急冷塔。

10、如权利要求7或8所述的急冷方法，其特征在于：至少一部分从急冷塔底抽出的急冷液经换热回收高温位热量后返回急冷塔循环使用。

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