CN111748368A - 一种灵活调节的催化裂化反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灵活调节的催化裂化反应器，蓄存罐中通过流化蒸汽入口管喷出的流化蒸汽使进入的催化剂处于密相流化，再生斜管下料能通过蓄存罐的藏量调节使催化剂均匀的提升到提升管反应段，蓄存罐起到提高催化剂的提升能力即调节和提高催化裂化反应的剂油比，喷头喷出的雾化油气与催化剂密度的分布区域相吻合，喷嘴伸入长度，喷嘴喷射角度，圆弧扇面角度，都要和催化剂密度的分布相一致，改变了传统提升管反应器的理念，他是通过气—固两相流理论，催化剂的分布规律，使油气和催化剂在反应段，催化剂的密相区和油气喷射区相一致，使得油气和催化剂充分接触反应，减少过裂化和反应不完全现象，提高产品收率。
Description
技术领域
本发明涉及催化裂化装置技术领域，尤其是涉及一种灵活调节的催化裂化反应器。
背景技术
催化裂化装置是石油化工的重要装置之一，它把低品质的渣油油浆重新反应成我们需要的柴油汽油等，流化催化裂化装置操作主要在催化剂的流化上，比如跑催化剂，装置或管线震动，架桥，剂油比提不上去等等，都是催化剂的流化问题。催化裂化是否能生产合格产品取决于催化剂活性和反应温度等工艺条件。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种灵活调节的催化裂化反应器，本发明减少过裂化和反应不完全现象，提高了产品收率。
为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种灵活调节的催化裂化反应器，包括罐体，所述罐体的内部设置有隔板，所述隔板上方的罐体内部设置为催化剂反应罐，所述隔板下方的罐体内部设置为蓄存罐，所述蓄存罐与催化剂反应罐之间通过预提升管连接，所述蓄存罐的侧面设置有再生斜管，所述催化剂反应罐的侧面设置有加料器入口，所述预提升管上方的催化剂反应罐内部设置为提升管，所述提升管的侧面至少分布有一个喷头；
所述喷头的内部安装有文丘里体，所述文丘里体左侧的喷头内部开设有油气腔，所述油气腔左侧的喷头上开设有与外界连通的开口，所述喷头的最右侧内部安装有二次雾化蒸汽入口喷管，所述二次雾化蒸汽入口喷管的顶端贯穿且延伸至喷头的内部，所述二次雾化蒸汽入口喷管的顶端右侧的喷头内部安装有一次雾化后油气环形喷口盘，所述一次雾化后油气环形喷口盘与喷头的最右侧之间开设有蓄油体，所述喷头的外部对应蓄油体内部的位置处安装有一次雾化蒸汽入口喷管和油气入口喷管，所述文丘里体与喷头外壁之间开设有三次雾化蒸汽通道，所述喷头外壁上对应三次雾化蒸汽通道的位置处安装有三次雾化蒸汽入口喷管，所述油气腔与文丘里体之间的喷头内部安装有三次雾化蒸汽喷口。
所述蓄存罐的底端设置有预提升蒸汽入口管和安装管，且安装管的内部设置有钝化气体入口管干气喷嘴流化蒸汽入口管，所述蓄存罐的内部设置有取热器，所述预提升蒸汽管、钝化气体管、燃油燃气喷嘴和流化蒸汽管的顶端贯穿且延伸至蓄存罐的内部。
所述预提升管的底端对应蓄存罐的位置处设置有喇叭形敞口结构。
所述一次雾化蒸汽入口喷管和油气入口喷管的中心线相设置为在同一平面内相交，所述一次雾化蒸汽入口喷管和油气入口喷管的中心线交点设置在喷头的中轴线上。
所述开口设置为对称的圆弧形扇形偏口，所述开口的对称中心线与喷头中轴线之间夹角设置为α，且α为在5~40°，所述开口的圆弧形扇形偏口半径为R，且R是提升管半径的60~95%。
所述文丘里体的左侧设置为文丘里管扩张雾化腔体，所述文丘里体的右侧设置为文丘里体收缩雾化腔体，所述文丘里体收缩雾化腔体与二次雾化蒸汽入口喷管顶端之间相离设置。
所述三次雾化蒸汽喷口成环形均匀的分布在文丘里管扩张雾化腔体左侧的喷头内部。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明所述的一种灵活调节的催化裂化反应器，蓄存罐中通过流化蒸汽入口管喷出的流化蒸汽使进入的催化剂处于密相流化，不论再生斜管下料是否均匀，都能通过蓄存罐的藏量调节使催化剂均匀的提升到提升管反应段。蓄存罐起到提高催化剂的提升能力即调节和提高催化裂化反应的剂油比。
喷头喷出的雾化油气与催化剂密度的分布区域相吻合，喷嘴伸入长度，喷嘴喷射角度，圆弧扇面角度，都要和催化剂密度的分布相一致，改变了传统提升管反应器的理念，他是通过气—固两相流理论，催化剂的分布规律，使油气和催化剂在反应段，催化剂的密相区和油气喷射区相一致，使得油气和催化剂充分接触反应，减少过裂化和反应不完全现象，提高产品收率。
调节催化裂化反应剂油比，降低催化剂温度，实现低温—大剂油比操作，减少热裂化，增加氢转移，减少烯烃产率，进一步减少生焦量和干气，提高催化裂化重油裂化能力，使催化裂化能够加工高残炭和高密度原料。
附图说明
图1为本发明的整体布局结构图；
图2为本发明的喷头纵向布局示意图；
图3为本发明的喷头喷头开口示意图；
图4为改进后提升管密度分布图；
图5为原提升管密度分布图；
图6为本发明的喷头横向布局示意图；
图7为本发明的喷头内部结构示意图；
图8为本发明喷头的A向剖面图；
图9为本发明喷头的B向剖面图；
A1预提升蒸汽入口管、A2钝化气体入口管、A3干气喷嘴、A4流化蒸汽入口管、A5蓄存罐、A6隔板、A7再生斜管、A8预提升管、A9加料器入口、A10提升管、A11催化剂反应罐、A12喷头、A13取热器、A14罐体、2油气腔3、三次雾化蒸汽喷口、4文丘里管扩张雾化腔体、5三次雾化蒸汽通道、6文丘里体、7文丘里体收缩雾化腔体、8喷头外壁、9三次雾化蒸汽入口喷管、10一次雾化后油气环形喷口盘、11蓄油体、12二次雾化蒸汽入口喷管、13一次雾化蒸汽入口喷管、14油气入口喷管。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
结合附图1~9的一种灵活调节的催化裂化反应器，包括罐体A14，罐体A14的内部设置有隔板A6，隔板A6上方的罐体A14内部设置为催化剂反应罐A11，隔板A6下方的罐体A14内部设置为蓄存罐A5，蓄存罐A5与催化剂反应罐A11之间通过预提升管A8连接，蓄存罐A5的侧面设置有再生斜管A7，催化剂反应罐A11的侧面设置有加料器入口A9，预提升管A8上方的催化剂反应罐A11内部设置为提升管A10，提升管A10的侧面至少分布有一个喷头A12；蓄存罐A5的设置使得无论再生斜管A7下料是否均匀，通过蓄存罐A5的藏量调节使催化剂均匀的提升到催化裂化的反应器反应段，蓄存罐A5起到提高催化剂的提升能力即调节和提高催化裂化反应的剂油比把的钝化气体管A2设置主要是为了降低催化剂活性，使之达到催化裂化所需要的活性，有利于保护催化剂。
喷头A12的内部安装有文丘里体6，文丘里体6左侧的喷头1内部开设有油气腔2，油气腔2左侧的喷头1上开设有与外界连通的开口，喷头A12的最右侧内部安装有二次雾化蒸汽入口喷管12，二次雾化蒸汽入口喷管12的顶端贯穿且延伸至喷头1的内部，二次雾化蒸汽入口喷管12的顶端右侧的喷头1内部安装有一次雾化后油气环形喷口盘10，一次雾化后油气环形喷口盘10与喷头1的最右侧之间开设有蓄油体11，喷头A12的外部对应蓄油体11内部的位置处安装有一次雾化蒸汽入口喷管13和油气入口喷管14，文丘里体6与喷头外壁8之间开设有三次雾化蒸汽通道5，喷头外壁8上对应三次雾化蒸汽通道5的位置处安装有三次雾化蒸汽入口喷管9，油气腔2与文丘里体6之间的喷头1内部安装有三次雾化蒸汽喷口3，通过一次雾化蒸汽入口喷管13和油气入口喷管14进入的油气和蒸汽都存在压力波动等不均匀现象，可通过蓄油体11起到调节油气压力波动的作用，从三次雾化蒸汽喷口3喷出的蒸汽起到了起到乳化减黏作用，对油气冲击和破碎，通过雾化段的气–液两相流的冲击，拉膜，汽包油和油包水的爆破等等形成均匀油气颗粒，保证了催化剂和油气颗粒充分的接触混合喷头A12喷出的雾化油气与催化剂密度的分布区域相吻合，喷头A12伸入长度，喷头A12喷射角度，圆弧扇面角度，都要和催化剂密度的分布相一致。
蓄存罐A5的底端设置有预提升蒸汽入口管A1和安装管，且安装管的内部设置有钝化气体入口管A2干气喷嘴A3流化蒸汽入口管A4，蓄存罐A5的内部设置有取热器A13，预提升蒸汽管A1、钝化气体管A2、燃油燃气喷嘴A3和流化蒸汽管A4的顶端贯穿且延伸至蓄存罐A5的内部。催化剂温度过高时通过取热器A13降低催化剂温度，使得催化裂化反应在一个合适的温度下反应，减少催化剂的破碎，提高目的产品收率，与再生器的外取热相比，调节灵活，取热量小，温降大。
预提升管8的底端对应蓄存罐A5的位置处设置有喇叭形敞口结构。
通过图4中催化剂与油气喷射区域图是一个静态图，里面的真实情况要复杂的多，首先，是大量油气喷入提高速度，其次是油气气化更加提高气体速度，返混剧烈，这些现象在密相发生使得催化剂和油气剧烈充分接触气化，反应。如果喷入催化剂稀相，情况完全不同，会增加生焦量和干气。
一次雾化蒸汽入口喷管13和油气入口喷管14的中心线相设置为在同一平面内相交，一次雾化蒸汽入口喷管13和油气入口喷管14的中心线交点设置在喷头1的中轴线上，保证了从一次雾化蒸汽入口喷管13和油气入口喷管14进入的油气与蒸汽能够快速的接触，提高了油包水或水包油的形成速度。
开口设置为对称的圆弧形扇形偏口，开口的对称中心线与喷头1中轴线之间夹角设置为α，且α为在5~40°，开口的圆弧形扇形偏口半径为R，且R是提升管半径的60~95%，这样结构设置是根据提升管内气—固两相流催化剂的密度分布，倾斜向上喷射，并且呈弧形扇面形状，有利于油气颗粒向催化剂的密相喷入，达到油气颗粒和催化剂的充分接触气化和反应，减少生焦量和干气产量，提高产品收率，喷嘴时低压降，低速度，油气压降小于0.4MPa，喷射速度月60m/s,耗气量约5%，油气颗粒直接小于60ηm,抗磨损，操作弹性大。
文丘里体6的左侧设置为文丘里管扩张雾化腔体4，文丘里体6的右侧设置为文丘里体收缩雾化腔体7，文丘里体收缩雾化腔体7与二次雾化蒸汽入口喷管12顶端之间相离设置，在蓄油体11内消除了压力波动和气压的影响后，油气平稳地通过一次雾化后油气环形喷口盘10进入雾化腔与二次雾化蒸汽再出冲击破碎并经过文丘里体收缩雾化腔体7高速拉扯，撕裂，爆破，再经过文丘里管扩张雾化腔体4的反复冲击，碰撞，撕裂和爆破，便于形成均匀的油气气流。
三次雾化蒸汽喷口3成环形均匀的分布在文丘里管扩张雾化腔体4左侧的喷头1内部，使得三次雾化蒸汽喷口3喷出的蒸汽能够与文丘里管扩张雾化腔体4内部的油气充分快速的接触。
实施例1，的一种灵活调节的催化裂化反应器，在使用的时候，首先再生催化剂从再生斜管A7进入蓄存罐A5在经过流化蒸汽A4，将蓄存罐A5的催化剂流化经过取热器A13降低催化剂温度，催化剂进入预提升管A8内，经过预提升蒸汽管A1和钝化气体管A2中将催化剂提升到催化剂反应罐A11内部的提升管A10中，最终到达喷头A12的位置处，通过原提升管催化剂密度分布图和现提升管催化剂密度分布图可以看出，反应段的催化剂分布明显向中心移动，进料喷嘴喷出的油气颗粒与此处的催化剂进行接触反应，油气颗粒密度的分布是圆锥形，扇面分布，油气集中通过催化剂的密相区，使得油气和催化剂充分接触反应，改变了传统提升管反应器的理念，他是通过气—固两相流理论，催化剂的分布规律，使油气和催化剂在反应段，催化剂的密相区和油气喷射区相一致，使得油气和催化剂充分接触反应，减少过裂化和反应不完全现象，提高产品收率；
喷头A12在使用的时候，通过一次雾化蒸汽入口喷管13和油气入口喷管14把蒸汽和油气同时的喷入到蓄油体11的内部进行初步的混合，然后在经过一次雾化后油气环形喷口盘10中的喷口中喷出与二次雾化蒸汽入口喷管12中喷出的整体进行再次的混合，然后在气流的作用下依次从二次雾化蒸汽入口喷管12和文丘里管扩张雾化腔体4的内部经过，此时进行了反复的高速拉扯，撕裂，爆破，然后与三次雾化蒸汽喷口3中喷出的蒸汽进行再次的接触，起到再次雾化作用，形成一个蒸汽幕帘防止催化剂结焦和破碎，最终经过油气腔2从其侧面的开口中喷出。
本发明未详述部分为现有技术，尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，具体实现该技术方案方法和途径很多，以上仅是本发明的优选实施方式，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种灵活调节的催化裂化反应器，包括罐体（A14），其特征是：所述罐体（A14）的内部设置有隔板（A6），所述隔板（A6）上方的罐体（A14）内部设置为催化剂反应罐（A11），所述隔板（A6）下方的罐体（A14）内部设置为蓄存罐（A5），所述蓄存罐（A5）与催化剂反应罐（A11）之间通过预提升管（A8）连接，所述蓄存罐（A5）的侧面设置有再生斜管（A7），所述催化剂反应罐（A11）的侧面设置有加料器入口（A9），所述预提升管（A8）上方的催化剂反应罐（A11）内部设置为提升管（A10），所述提升管（A10）的侧面至少分布有一个喷头（A12）；
所述喷头（A12）的内部安装有文丘里体（6），所述文丘里体（6）左侧的喷头（1）内部开设有油气腔（2），所述油气腔（2）左侧的喷头（1）上开设有与外界连通的开口，所述喷头（A12）的最右侧内部安装有二次雾化蒸汽入口喷管（12），所述二次雾化蒸汽入口喷管（12）的顶端贯穿且延伸至喷头（1）的内部，所述二次雾化蒸汽入口喷管（12）的顶端右侧的喷头（1）内部安装有一次雾化后油气环形喷口盘（10），所述一次雾化后油气环形喷口盘（10）与喷头（1）的最右侧之间开设有蓄油体（11），所述喷头（A12）的外部对应蓄油体（11）内部的位置处安装有一次雾化蒸汽入口喷管（13）和油气入口喷管（14），所述文丘里体（6）与喷头外壁（8）之间开设有三次雾化蒸汽通道（5），所述喷头外壁（8）上对应三次雾化蒸汽通道（5）的位置处安装有三次雾化蒸汽入口喷管（9），所述油气腔（2）与文丘里体（6）之间的喷头（1）内部安装有三次雾化蒸汽喷口（3）。
2.根据权利要求1所述的一种灵活调节的催化裂化反应器，其特征是：所述蓄存罐（A5）的底端设置有预提升蒸汽入口管（A1）和安装管，且安装管的内部设置有钝化气体入口管（A2）干气喷嘴（A3）流化蒸汽入口管（A4），所述蓄存罐（A5）的内部设置有取热器（A13），所述预提升蒸汽管（A1）、钝化气体管（A2）、燃油燃气喷嘴（A3）和流化蒸汽管（A4）的顶端贯穿且延伸至蓄存罐（A5）的内部。
3.根据权利要求1所述的一种灵活调节的催化裂化反应器，其特征是：所述预提升管（8）的底端对应蓄存罐（A5）的位置处设置有喇叭形敞口结构。
4.根据权利要求1所述的一种灵活调节的催化裂化反应器，其特征是：所述一次雾化蒸汽入口喷管（13）和油气入口喷管（14）的中心线相设置为在同一平面内相交，所述一次雾化蒸汽入口喷管（13）和油气入口喷管（14）的中心线交点设置在喷头（1）的中轴线上。
5.根据权利要求1所述的一种灵活调节的催化裂化反应器，其特征是：所述开口设置为对称的圆弧形扇形偏口，所述开口的对称中心线与喷头（1）中轴线之间夹角设置为α，且α为在5~40°，所述开口的圆弧形扇形偏口半径为R，且R是提升管半径的60~95%。
6.根据权利要求1所述的一种灵活调节的催化裂化反应器，其特征是：所述文丘里体（6）的左侧设置为文丘里管扩张雾化腔体（4），所述文丘里体（6）的右侧设置为文丘里体收缩雾化腔体（7），所述文丘里体收缩雾化腔体（7）与二次雾化蒸汽入口喷管（12）顶端之间相离设置。
7.根据权利要求1或6所述的一种灵活调节的催化裂化反应器，其特征是：所述三次雾化蒸汽喷口（3）成环形均匀的分布在文丘里管扩张雾化腔体（4）左侧的喷头（1）内部。
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| CN202010718765.4A Pending CN111748368A (zh) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | 一种灵活调节的催化裂化反应器 |
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| CN (1) | CN111748368A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115298288A (zh) * | 2020-02-25 | 2022-11-04 | 环球油品有限责任公司 | 用于裂化多种原料的流体催化裂化方法 |
Citations (7)
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-
2020
- 2020-07-23 CN CN202010718765.4A patent/CN111748368A/zh active Pending
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