CN110961052A - 一种提升管催化裂化装置 - Google Patents

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Abstract

一种提升管催化裂化装置，包括：提升管反应器，该提升管反应器的入口端连通雾化喷嘴，该提升管反应器的出口端连通汽提器；催化剂再生器，该催化剂再生器包括催化剂入口和催化剂出口，该催化剂入口与该汽提器连通，该催化剂出口与该提升管反应器连通；其中，该提升管反应器由入口端至出口端依次包括第一反应区和第二反应区，该第一反应区的入口端连通雾化喷嘴，该第一反应区的出口端连通该第二反应区，由该第一反应区的入口端至出口端依次包括未变径结构和变径结构，该变径结构由第一反应区入口端至第一反应区出口端方向依次包括扩径结构、等径结构和缩径结构；其中，该催化剂出口与该提升管反应器的第一反应区的变径结构连通。

Description

一种提升管催化裂化装置
技术领域
本发明属于催化裂化领域，涉及一种用于提升管催化裂化装置。
背景技术
以乙烯、丙烯、丁烯为主的低碳烯烃是重要的基本有机化工原料，其用途十分广泛。IHS化学预计，全球主要的基础化学品乙烯、丙烯的需求将快速增长。其中，丙烯需求将增加4800万吨/年，年均增速为4.2％。得益于亚洲等新兴市场丙烯衍生物需求强劲，美国咨询公司莱森特预测，到2025年全球丙烯需求将增至1.32亿吨。丙烯是石化行业总量第二大的重要有机原料，2016年，丙烯国内需求总量预计在2761万吨，当量消费量达到3368万吨(考虑下游产量及进口量对丙烯的需求)，丙烯国内产量仍有望增长。
当前，绝大多数的低碳烯烃均来自石油资源，其中95％以上的乙烯和60％以上的丙烯来源于以石脑油为主要原料的蒸汽裂解过程，每年需消耗大量的优质轻烃原料。发展催化裂解生产低碳烯烃将解决原料供应趋紧的问题，为扩大低碳烯烃产能提供原料条件。因此，研究开发适用于更为廉价石油烃类原料的低碳烯烃新技术，对提高我国石油资源利用率、实现经济可持续发展意义重大。
近年来，中东地区凭借其低廉的乙烷原料，正在大力发展乙烯工业，已成为世界乙烯生产能力增长最为迅猛的地区。随着众多以低成本天然气中乙烷为主要原料的大型乙烯厂的逐渐投产，其中80％的新增能力面向亚洲市场，特别是中国。以乙烷为原料生产乙烯，原料成本只占35％左右。以石脑油为原料制取的乙烯原料成本占总成本的75％左右。这将对我国以石脑油为主要原料的乙烯工业造成严重冲击。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种提升管催化裂化装置，以克服现有技术催化裂化工艺中干气和焦炭产率高的缺陷。
为了达到上述目的，本发明提供了一种提升管催化裂化装置，该提升管催化裂化装置包括：
提升管反应器，该提升管反应器由入口端至出口端依次包括第一反应区和第二反应区，该第一反应区的入口端连通雾化喷嘴，该第一反应区的出口端连通该第二反应区，第二反应区的出口端连通汽提器，由该第一反应区的入口端至出口端依次包括未变径结构和变径结构，该变径结构由第一反应区入口端至第一反应区出口端方向依次包括扩径结构、等径结构和缩径结构；
催化剂再生器，该催化剂再生器包括催化剂入口和催化剂出口，该催化剂入口与该汽提器连通，该催化剂出口与该提升管反应器的第一反应区的变径结构连通。
本发明所述的提升管催化裂化装置，其中，该雾化喷嘴包括：
喷嘴主体，该喷嘴主体为由内管、间管和外管组成的三层套管，该三层套管的两端分别为入口端和出口端，该内管的入口端设有原料油入口，该间管的入口端设有分散介质入口，该外管的入口端设有轻质原料入口；
第一喷嘴头，该第一喷嘴头与该内管的出口端连接，该第一喷嘴头的横截面积朝远离该内管的方向逐渐缩小；
第二喷嘴头，该第二喷嘴头与该间管的出口端连接，该第二喷嘴头的横截面积朝远离该间管的方向逐渐缩小；
第三喷嘴头，该第三喷嘴头设置于该间管外壁与该外管内壁形成的环形通道的出口端；
其中，该第二喷嘴头远离该间管的一端较该第一喷嘴头远离该内管的一端凸出一第一距离，该第一喷嘴头远离该内管的一端较该第三喷嘴头远离该外管的一端凸出一第二距离；该间管的内壁上设有至少一凸起。
本发明所述的提升管催化裂化装置，其中，该间管的出口端较该内管的出口端凸出一距离，该内管的出口端较该外管的出口端凸出一距离，该第二喷嘴头包裹该第一喷嘴头，该第一喷嘴头远离该内管的一端距该第二喷嘴头远离该间管的一端的垂直距离为0.006～0.1m，该第三喷嘴头远离该外管的一端距该第一喷嘴头远离该内管的一端的垂直距离为0.005～1.00m。
本发明所述的提升管催化裂化装置，其中，该三层套管为圆柱形套管，该第一喷嘴头与该第二喷嘴头皆为中空的圆锥梯形，该第三喷嘴头为环形，该内管、间管、外管、第一喷嘴头、第二喷嘴头和该第三喷嘴头具有相同的纵向中心线。
本发明所述的提升管催化裂化装置，其中，该第一喷嘴头远离该内管的一端为第一平面结构，该第二喷嘴头远离该间管的一端为第二平面结构，该第三喷嘴头远离该外管的一端为第三平面结构，该第一平面结构、该第二平面结构和该第三平面结构上设置有若干孔。
本发明所述的提升管催化裂化装置，其中，该第一喷嘴头的梯形面与该内管的夹角为β，β为20°～60°，该第二喷嘴头的梯形面与该间管的夹角为α，α为30°～70°，该α与该β之和为90°；该第一喷嘴头远离该内管的一端到该第二喷嘴头远离该间管的一端的空间为一混合腔室，该混合腔室用于原料油与分散介质的混合。
本发明所述的提升管催化裂化装置，其中，该凸起的纵剖面为方形、半圆形和椭圆形中的一种或多种，该凸起位于该间管内壁上，该凸起距该间管侧壁出口端的距离占该间管侧壁入口端和出口端之间距离的5％～90％。
本发明所述的提升管催化裂化装置，其中，该内管的入口端的末端、该间管的入口端的末端和该外管的入口端的末端设置有盖，该原料油入口设于该内管入口端的侧壁上，该分散介质入口设于该间管管入口端的侧壁上，该轻质原料入口设于该外管的入口端的侧壁上，该内管内为原料油通道，该内管与该间管之间形成一分散介质通道，该间管与该外管之间形成一轻质原料通道。
本发明所述的提升管催化裂化装置，其中，该雾化喷嘴的第三喷嘴头伸入该提升管反应器的第一反应区，该雾化喷嘴的第一喷嘴头和第二喷嘴头伸入该提升管反应器的第二反应区。
本发明所述的提升管催化裂化装置，其中，该催化剂再生器包括第一再生器和第二再生器，，该催化剂入口设于该第一再生器上，该催化剂出口设于该第二再生器上。
本发明所述的提升管催化裂化装置，其中，该未变径结构为圆柱形；该扩径结构为倒圆锥梯形，该扩径结构的纵向剖面为倒等腰梯形，该倒等腰梯形的顶角b为90°＜b≤150°；该等径结构为圆柱形；该缩径结构为圆锥梯形，该缩径结构的纵向剖面为等腰梯形，该等腰梯形的顶角a为90°＜a≤150°。
本发明所述的提升管催化裂化装置，其中，该第一反应区的长度占该提升管反应器总长度的3％～30％，该第一反应区的缩径结构与第二反应区连接。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用变径结构提升管反应器，强化了提升管反应器下部的二次反应，以抑制烷基化和氢转移反应，提高富含气体烯烃的液化气和富含芳烃汽油的收率。
(2)本发明采用上部快速床提升管反应器，缩短提升管上部物料停留时间，实现对物料目标反应的有效控制。
(3)本发明的雾化喷嘴，通过分散介质通道的变径技术，提高分散介质的剪切撕裂能力，同时与第一喷嘴头和第二喷嘴头的变径相结合，实现两次变压，保证油气充分混合，提高了油气雾化效果。
附图说明
图1为本发明提升管催化裂化装置中雾化喷嘴的剖面示意图。
图2为本发明的提升管催化裂化装置的示意图。
图3为本发明提升管催化裂化装置中雾化喷嘴的立体透视图。
图4为对比例1提升管催化裂化装置的示意图。
其中，附图标记：
701-雾化喷嘴
10-原料油通道
11-第一喷嘴头
110-第一平面结构
111-孔
12-原料油入口
20-分散介质通道
21-第二喷嘴头
210-第二平面结构
211-孔
22-分散介质入口
23-凸起
30-轻质原料通道
31-第三喷嘴头
32-轻质原料入口
310-第三平面结构
311-孔
3-热偶套管
702-提升管反应器
703-汽提器
704-油气
705-烟气
706-催化剂再生器
7061-第一再生器
7062-第二再生器
707-管路一
708-管路二
具体实施方式
以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。
本发明提供了一种提升管催化裂化装置，如图2所示，该提升管催化裂化装置包括：提升管反应器702以及催化剂再生器706。
提升管反应器702由入口端至出口端依次包括第一反应区Ⅰ和第二反应区Ⅱ，第一反应区Ⅰ的入口端连通雾化喷嘴701，该第一反应区Ⅰ的出口端连通该第二反应区Ⅱ，第二反应区Ⅱ的出口端连通汽提器703，由该第一反应区Ⅰ的入口端至出口端依次包括未变径结构和变径结构，该变径结构由第一反应区Ⅰ入口端至第一反应区Ⅰ出口端方向依次包括扩径结构、等径结构和缩径结构；
催化剂再生器706包括催化剂入口和催化剂出口，该催化剂入口与该汽提器703连通，该催化剂出口与该提升管反应器702的第一反应区的变径结构连通。
其中，雾化喷嘴701的剖面示意图如图1所示，该雾化喷嘴701包括：
喷嘴主体，该喷嘴主体为由内管、间管和外管组成的三层套管，该三层套管的两端分别为入口端和出口端，该内管的入口端设有原料油入口12，该间管的入口端设有分散介质入口22，该外管的入口端设有轻质原料入口32；
第一喷嘴头11，该第一喷嘴头11与该内管的出口端连接，该第一喷嘴头11的横截面积朝远离该内管的方向逐渐缩小；
第二喷嘴头21，该第二喷嘴头21与该间管的出口端连接，该第二喷嘴头21的横截面积朝远离该间管的方向逐渐缩小；
第三喷嘴头31，该第三喷嘴头31设置于该间管外壁与该外管内壁形成的环形通道的出口端；
其中，该第二喷嘴头21远离该间管的一端较该第一喷嘴头11远离该内管的一端凸出一第一距离，该第一喷嘴头11远离该内管的一端较该第三喷嘴头31远离该外管的一端凸出一第二距离；该间管的内壁上设有至少一凸起23。
具体而言，内管、间管和外管皆为中空结构，三者可以通过定位柱相连，具有相同的纵向中心线，但是本发明不以此为限。内管提供原料油通道10，间管和内管之间形成的环形通道为分散介质通道20，外管和间管之间形成的环形通道为轻质原料通道30。原料油入口12设于内管侧壁，分散介质入口22设于间管侧壁，轻质原料入口32设于外管侧壁。内管的入口端的顶端为封闭结构，例如可以为盖结构，或与侧壁一体成型，间管和外管的入口端的顶端也为封闭结构，例如可以为盖结构，或与侧壁一体成型。至于原料油入口12、分散介质入口22和轻质原料入口32的相对位置，本发明不作特殊限定，例如原料油入口12相对于分散介质入口22更远离三层套管的出口端，如图1所示；或者分散介质入口22相对于原料油入口12更远离两层套管的出口端，如图2所示。
内管的出口端与第一喷嘴头11相连，间管的出口端与第二喷嘴头21相连，外管的出口端与第三喷嘴头31相连。第一喷嘴头11和第二喷嘴头21可以为中空的圆锥梯形。具体为内管的出口端的侧壁与第一喷嘴头11的梯形侧壁相连接，间管的第二端的侧壁与第二喷嘴头21的梯形侧壁相连接，该连接可以为一体成型设计如焊接，也可以为螺纹连接。第三喷嘴头31可以为中空的圆锥梯形，也可以为中空的圆柱形结构，也可以为设置在轻质原料通道出口端的一环形薄片，本发明不作特殊限定。
其中，第一喷嘴头11、第二喷嘴头21和第三喷嘴头31为中空设计，不设置圆锥梯形的下底面(或者圆柱形的下底面)，如此可保证原料油通道10中的原料油顺利进入第一喷嘴头11内部，分散介质通道20中的分散介质顺利进入第二喷嘴头21内部，轻质原料通道30中的轻质原料顺利进入第三喷嘴头31内部。如图3所示，第一喷嘴头11远离内管的一端为第一平面结构110，第二喷嘴头21远离间管的一端为第二平面结构210，第三喷嘴头31远离外管的一端为第三平面结构310，第一平面结构110上设置有若干孔111，第二平面结构210上设置有若干孔211，第三平面结构310上设置有若干孔311，本发明对孔的个数不作特殊限定，可以为1个、2个、3个……，但是为了提高油气混合效率，第一平面结构110上孔111的个数优选大于或等于第二平面结构210上孔211的个数。孔的形状可以为圆形和/或鸭嘴形，如果为圆形时，直径尺寸为0.1～10mm；如果为鸭嘴形时，长宽独立为0.1～10mm。第一喷嘴头11的梯形面与内管侧壁的夹角为β，β为20°～85°，优选20°～60°，更优选为25°～55°，第二喷嘴头21的梯形面与外管侧壁的夹角为α，α为30°～89°，优选30°～70°，更优选为35°～65°，α与β之和为90°。
第二喷嘴头21远离该间管的一端较第一喷嘴头11远离该内管的一端凸出一第一距离。也就是说，第一喷嘴头11远离内管的一端到第二喷嘴头21远离间管的一端的空间为一混合腔室，该混合腔室用于原料油与分散介质的混合。也就是说，第二喷嘴头21包裹第一喷嘴头11，且第二喷嘴头21超出第一喷嘴头11的部分形成一混合腔室，原料油通道10和分散介质通道20之间不互通，只有当原料油和分散介质进入喷嘴后才会在混合腔室进行混合。在本发明的一实施方式中，第一喷嘴头11远离内管的一端距第二喷嘴头21远离间管的一端的垂直距离(第一距离)为0.006～0.030m，该距离能够保证油气和分散介质充分混合雾化，并且通过第二喷嘴头21上第二平面结构210的孔211顺利喷入提升管反应器。
轻质原料通道30与原料油通道10和分散介质通道20之间也不互通。第一喷嘴头11远离该内管的一端较该第三喷嘴头31远离该外管的一端凸出一第二距离。也就是说，第一喷嘴头11和第二喷嘴头21皆凸出于轻质原料通道30之外，第三喷嘴头31相对于第一喷嘴头11和第二喷嘴头21更接近于三层套管的入口端，第一喷嘴头11相对于第二喷嘴头21更接近于三层套管的入口端。第三喷嘴头31远离该外管的一端距该第一喷嘴头远离该内管的一端的垂直距离(第二距离)为0.005～1.00m。该距离可以使得第三喷嘴头31喷出的轻质原料和第二喷嘴头21喷出的重质原料油进入提升管反应器的不同部位，与不同催化剂进行反应，使催化产物分布更为合理。
另外，本发明在间管的内壁设有凸起23，凸起23的个数为大于或等于1，凸起23的纵剖面的形状为方形、梯形、半圆形和椭圆形中的一种或多种，凸起23位于间管内壁的入口端和出口端之间，距间管侧壁出口端的距离占间管侧壁入口端和出口端之间距离的5％～90％，优选为50％-90％。在本发明的一实施方式中，凸起23无规律的分布在间管内壁；在本发明的另一实施方式中，全部凸起23距间管内壁出口端的距离相同，即全部凸起23绕间管内壁形成一圆环。
在本发明的一实施方式中，在内管内设置有热偶套管3，优选热偶套管3设置于原料油入口12处，可以对原料油入口12进入的原料油进行测温，以选择原料油适宜的预热温度。
在本发明的一实施方式中，间管的半径为0.05～0.25m，优选0.1～0.25m，更优选0.12～0.2m，内管的半径为0.04～0.20m。
请再次参阅图1，图1为本发明的提升管催化裂化装置，其中，雾化喷嘴701与第一反应区Ⅰ连接，汽提器703与第二反应区Ⅱ连接，提升管反应器702入口端处还设有新鲜催化剂入口(图未示)。催化剂再生器706包括第一再生器7061和第二再生器7062，第一再生器7061上设置再生催化剂入口，该再生催化剂入口通过管路一707与汽提器703连通；第二再生器7062上设置再生催化剂出口，该再生催化剂出口与提升管反应器702连通，优选通过管路二708与提升管反应器702的第一反应区Ⅰ的变径结构连通，更优选与变径结构的中上部连通。
提升管反应器702第一反应区Ⅰ的未变径结构为圆柱形；扩径结构为倒圆锥梯形，扩径结构的纵向剖面为倒等腰梯形，该倒等腰梯形的顶角b为90°＜b≤150°；等径结构为圆柱形；缩径结构为圆锥梯形，该缩径结构的纵向剖面为等腰梯形，该等腰梯形的顶角a为90°＜a≤150°。第一反应区Ⅰ的长度占该提升管反应器702总长度的3％～30％，第一反应区Ⅰ的缩径结构与第二反应区Ⅱ连接。
其中，雾化喷嘴701的第三喷嘴头31伸入提升管反应器702的第一反应区Ⅰ，优选伸入第一反应区Ⅰ的底部；雾化喷嘴701的第一喷嘴头11和第二喷嘴头21伸入提升管反应器702的第二反应区Ⅱ，优选第二反应区Ⅱ的底部。如此设置，可以使得第三喷嘴头31喷出的轻质原料和第二喷嘴头21喷出的重质原料分别与不同位置的再生催化剂进行反应，进一步使得反应产品具有合理分布，降低干气和焦炭产率，避免过度反应。
在本发明的一实施方式中，第一反应区Ⅰ变径结构的等径结构直径为0.1～5m，该直径与第二反应区Ⅱ直径之比为1.1～6.0：1。第一反应区Ⅰ与管路二708相连，两者之间夹角为20～60°。组合进料喷嘴701数量为1～8个，均匀分布于第一反应区Ⅰ入口端的四周。
利用本发明的提升管催化裂化装置进行催化裂化工艺时，操作如下：
首先，预热的原料油通过原料油入口12进入内管，从内管的入口端通过原料油通道10流向内管出口端并进入第一喷嘴头11，其中，原料油流经内管的入口端时，热偶套管3可以通过温度测定调整原料油的预热温度；分散介质(在本发明一实施方式中，分散介质为水蒸气)通过分散介质入口22进入间管，从间管的入口端通过分散介质通道20流向间管的出口端，并进入第二喷嘴头21。进入第一喷嘴头11的原料油通过第一平面结构110上设置的孔111进入混合腔室，与进入混合腔室的分散介质充分混合雾化后通过第二平面结构上的孔211排出雾化喷嘴701，进入提升管反应器702。
从分散介质通道20排出的水蒸气进入原料油中，形成了一种从烃混合物中冒出来的水蒸气泡的细的两相混合物，在混合腔室中充分混合，第一喷嘴头11的作用就是将重油原料初步分散，第二喷嘴头21用来均匀地使水蒸气和重油原料雾化地进入催化裂化提升管反应器。由于原料油与分散介质在出口端进行冷热转换，原料油温度瞬间升高，因此避免了因原料油结焦而堵塞雾化喷嘴的情况。
同时，新鲜催化剂通过提升管反应器702入口端设有的新鲜催化剂入口加入提升管反应器702中，在分散介质的作用下上行，与第二喷嘴头21喷入的原料油在第二反应区Ⅱ反应，反应温度为500～580℃，反应时间为0.5～2秒，催化剂与烃油原料的重量比4～20：1。其中，原料油可以是不同沸程的石油馏分、渣油或原油，具体地说，它们可以是：一次加工馏分油，包括汽油、柴油、减压蜡油、渣油等；两种或两种以上的上述一次加工馏分油的任意比例的混合物；掺有10-30重％的焦化蜡油、脱沥青油或其它二次加工馏分油的一次加工馏分油或其混合物；焦化蜡油、原油。
在第二反应区Ⅱ反应后的油气继续上行至汽提器703，在汽提器703中进行沉降后，油气704由汽提器703顶部排出至后续工艺，沉降后的待生催化剂通过管路一707进入第一再生器7061，然后再进入第二再生器7062中在空气中烧焦再生，再生温度为680～720℃。
再生后的催化剂通过催化剂出口和管路二708进入提升管反应器702第一反应区Ⅰ的变径结构的中上部，与第二喷嘴头21喷出的原料以及第三喷嘴头31喷出的轻质烃油混合在第一反应区Ⅰ进行反应。
当然，第三喷嘴头31喷出的轻质烃油部分会在第一反应区与催化剂混合反应，反应温度为500～600℃，反应时间为0.5～2秒，催化剂与烃油原料的重量比为3～12：1。其中，轻质原料可以是沸程在205～350℃的轻质油品，优选为催化裂化柴油、加氢柴油、焦化柴油、直馏柴油中的一种或多种。
上述装置为雾化喷嘴701从提升管反应器702的底部或入口端向上延伸，原料油(如重油碳氢化合物)被预热，与分散介质混合，并被送入提升管反应器702中，然后重油碳氢化合物与裂化催化剂接触产生轻质烃和包裹有焦炭层的待生催化剂，轻质烃通过汽提器703后从顶端排出油气704，覆盖焦炭层的待生催化剂被送入催化剂再生器706，再生后重新返回提升管反应器702中，催化剂再生器706顶部排出催化剂再生时产生的烟气705。
当雾化喷嘴不是垂直安装时，雾化喷嘴701通常从介于垂直和水平之间的某一位置从提升管反应器壁伸出。由于理想喷散型式有赖于喷嘴的方向，所以不同的定位通常需要不同的喷嘴出口端设计。本发明的喷嘴适合于所有这些定位，但是可以改变第二喷嘴头21的形状来获得理想的喷散型式。典型地，对于垂直安装的喷嘴，第二喷嘴头21的孔211做成方形、圆形、椭圆形、狭缝型或其它非线型的形状从而形成适合管道的喷射。
其中，提升管反应器第一反应区剂油比是指进入第一反应区的催化剂与烃油重量之比；第二反应区剂油比是指进入第二反应区的催化剂和烃油的重量比。
所用催化剂，可以为本领域常规催化裂化催化剂，活性组分选用含有或不含有稀土的Y或HY型沸石、含或不含稀土的超稳Y型沸石、ZSM-5系列沸石或用其它方法制得的具有五元环结构的高硅沸石中的一种、两种或三种的催化剂，以及无形型硅铝催化剂。
本发明进料喷嘴适用于重油碳氢化合物催化裂化的过程中。在此过程中，重油碳氢化合物被预热，与水蒸气混合，并被送入升降式催化裂化提升管反应器，然后重油碳氢化合物于裂化催化剂接触产生轻质烃和包裹有焦炭层的待生催化剂，将轻质烃从反应器中排出，覆盖这焦炭的一部分催化剂被送入催化剂再生器，至少待生催化剂上的一部分焦炭被燃烧掉，从而使催化剂再生。
本发明利用提升管的变径技术，采用了底部扩径-缩径结构，针对不同的反应条件设置不同的结构参数，可以达到反应区域大剂油比，缩短上部物料停留时间，从而达到提高目的产物收率，降低干气和焦炭产率，并可以增大催化裂化催化剂在第Ⅰ反应区密度，实现对物料目标反应的有效控制，从而在较缓和的操作条件下达到多产目的产物的目的。
本发明的提升管催化转化工艺及装置可以用于制取不同的目的产物，例如制取异丁烷或富含异构烷烃汽油；制取适量的丙烯、异丁烷和富含异构烷烃汽油；制取最大产率的气体烯烃和富含芳烃的汽油；制取最大产率的柴油；催化热裂解和催化裂解工艺组合等。
下面的实例将对本发明做进一步说明，但并不因此限制本发明。
使用催化剂在本发明提供的提升管催化裂化装置上进行催化裂化反应，以达到多产丙烯，兼顾轻油收率和质量的目的，装置具体参数与工艺过程如下。
反应器的第一反应区Ⅰ和第二反应区Ⅱ总高度为19.5m，其中第一反应区Ⅰ等径结构的直径0.9m，等径结构高度为2.0m，第二反应区Ⅱ直径为0.5m。第一反应区Ⅰ的与第二反应区Ⅱ结合部位的圆台纵剖面等腰梯形顶角a为135°，第一反应区Ⅰ的扩径结构的纵剖面等腰梯形顶角b也为135°。
实施例1：为考察本发明催化裂化装置综合产品分布，进行了如下实验：按照常规制备半合成催化剂的制备方法，按照35％的分子筛、20％的氧化铝、8％的铝溶胶粘结剂和37％的高岭土的催化剂配方，制备了FCC催化剂。并进行了评价，评价条件为：原料油为新疆原油(原料性质如表1所示)，剂油比6，反应温度500℃。评价结果如表2所示。
对比例1：对比装置为图4所示装置。
表1
Figure BDA0001819119380000121
表2
Figure BDA0001819119380000131
评价结果表明，以本发明提供的催化裂化装置，具有优异的重油转化能力和产品选择性，降低了柴汽比。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种提升管催化裂化装置，其特征在于，该提升管催化裂化装置包括：
提升管反应器，该提升管反应器由入口端至出口端依次包括第一反应区和第二反应区，该第一反应区的入口端连通雾化喷嘴，该第一反应区的出口端连通该第二反应区，第二反应区的出口端连通汽提器，由该第一反应区的入口端至出口端依次包括未变径结构和变径结构，该变径结构由第一反应区入口端至第一反应区出口端方向依次包括扩径结构、等径结构和缩径结构；
催化剂再生器，该催化剂再生器包括催化剂入口和催化剂出口，该催化剂入口与该汽提器连通，该催化剂出口与该提升管反应器的第一反应区的变径结构连通。
2.根据权利要求1所述的提升管催化裂化装置，其特征在于，该雾化喷嘴包括：
喷嘴主体，该喷嘴主体为由内管、间管和外管组成的三层套管，该三层套管的两端分别为入口端和出口端，该内管的入口端设有原料油入口，该间管的入口端设有分散介质入口，该外管的入口端设有轻质原料入口；
第一喷嘴头，该第一喷嘴头与该内管的出口端连接，该第一喷嘴头的横截面积朝远离该内管的方向逐渐缩小；
第二喷嘴头，该第二喷嘴头与该间管的出口端连接，该第二喷嘴头的横截面积朝远离该间管的方向逐渐缩小；
第三喷嘴头，该第三喷嘴头设置于该间管外壁与该外管内壁形成的环形通道的出口端；
其中，该第二喷嘴头远离该间管的一端较该第一喷嘴头远离该内管的一端凸出一第一距离，该第一喷嘴头远离该内管的一端较该第三喷嘴头远离该外管的一端凸出一第二距离；该间管的内壁上设有至少一凸起。
3.根据权利要求2所述的提升管催化裂化装置，其特征在于，该间管的出口端较该内管的出口端凸出一距离，该内管的出口端较该外管的出口端凸出一距离，该第二喷嘴头包裹该第一喷嘴头，该第一喷嘴头远离该内管的一端距该第二喷嘴头远离该间管的一端的垂直距离为0.006～0.1m，该第三喷嘴头远离该外管的一端距该第一喷嘴头远离该内管的一端的垂直距离为0.005～1.00m。
4.根据权利要求2所述的提升管催化裂化装置，其特征在于，该三层套管为圆柱形套管，该第一喷嘴头与该第二喷嘴头皆为中空的圆锥梯形，该第三喷嘴头为环形，该内管、间管、外管、第一喷嘴头、第二喷嘴头和该第三喷嘴头具有相同的纵向中心线。
5.根据权利要求2所述的提升管催化裂化装置，其特征在于，该第一喷嘴头远离该内管的一端为第一平面结构，该第二喷嘴头远离该间管的一端为第二平面结构，该第三喷嘴头远离该外管的一端为第三平面结构，该第一平面结构、该第二平面结构和该第三平面结构上设置有若干孔。
6.根据权利要求4所述的提升管催化裂化装置，其特征在于，该第一喷嘴头的梯形面与该内管的夹角为β，β为20°～60°，该第二喷嘴头的梯形面与该间管的夹角为α，α为30°～70°，该α与该β之和为90°；该第一喷嘴头远离该内管的一端到该第二喷嘴头远离该间管的一端的空间为一混合腔室，该混合腔室用于原料油与分散介质的混合。
7.根据权利要求2所述的提升管催化裂化装置，其特征在于，该凸起的纵剖面为方形、半圆形和椭圆形中的一种或多种，该凸起位于该间管内壁上，该凸起距该间管侧壁出口端的距离占该间管侧壁入口端和出口端之间距离的5％～90％。
8.根据权利要求2所述的提升管催化裂化装置，其特征在于，该内管的入口端的末端、该间管的入口端的末端和该外管的入口端的末端设置有盖，该原料油入口设于该内管入口端的侧壁上，该分散介质入口设于该间管管入口端的侧壁上，该轻质原料入口设于该外管的入口端的侧壁上，该内管内为原料油通道，该内管与该间管之间形成一分散介质通道，该间管与该外管之间形成一轻质原料通道。
9.根据权利要求1～8任一项所述的提升管催化裂化装置，其特征在于，该雾化喷嘴的第三喷嘴头伸入该提升管反应器的第一反应区，该雾化喷嘴的第一喷嘴头和第二喷嘴头伸入该提升管反应器的第二反应区。
10.根据权利要求9所述的提升管催化裂化装置，其特征在于，该催化剂再生器包括第一再生器和第二再生器，该催化剂入口设于该第一再生器上，该催化剂出口设于该第二再生器上。
11.根据权利要求9所述的提升管催化裂化装置，其特征在于，该未变径结构为圆柱形；该扩径结构为倒圆锥梯形，该扩径结构的纵向剖面为倒等腰梯形，该倒等腰梯形的顶角b为90°＜b≤150°；该等径结构为圆柱形；该缩径结构为圆锥梯形，该缩径结构的纵向剖面为等腰梯形，该等腰梯形的顶角a为90°＜a≤150°。
12.根据权利要求9所述的提升管催化裂化装置，其特征在于，该第一反应区的长度占该提升管反应器总长度的3％～30％，该第一反应区的缩径结构与第二反应区连接。
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