CN1118539C - 两段提升管催化裂化新技术 - Google Patents

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Abstract

一种两段提升管催化裂化新技术，它主要是通过两段式提升管反应器来实现油气串联、催化剂接力、分段反应、缩短反应时间和提高催化剂的平均性能的目的，并可大幅度提高单程转化率，在高转化率下仍能获得好的产品分布，提高轻质油品收率；显著改善催化汽油的质量：大幅度降低催化汽油中的烯烃含量、增加异构烃和芳烃含量，提高催化汽油辛烷值。

Description

两段提升管催化裂化新技术
本发明涉及一种两段提升管催化裂化新技术，它是属于对石油加工过程中的催化裂化工艺技术核心部分----提升管反应器及反应-再生系统工艺流程的改进。它主要是通过两段式提升管反应器来实现油气串联、催化剂接力、分段反应、缩短反应时间和提高催化剂的平均性能的目的。
在石油加工工业中，催化裂化技术是重要的工艺工程之一。迄今为止的现有催化裂化技术，大都沿用早期的提升管反应器及反应-再生系统流程，提升管反应器都很长，大多在30～36米，有的甚至长达40多米。提升管反应再生系统中，预热的原料油经进料喷嘴进入提升管反应器，与来自再生器的高温催化剂接触、汽化并进行反应，油气携催化剂以10米/秒左右的平均线速沿提升管向上流动，边流动边反应，经历大约3秒钟左右的时间。反应过程中不断有焦炭生成并沉积在催化剂表面及活性中心上，使催化剂的活性及选择性急剧下降。为此，结焦催化剂必须及时与反应油气分离并进入再生器进行烧焦再生后再循环使用，形成催化剂的循环回路。反应油气则进入分离系统分离出所需要的产品，原料中经过一次反应未转化为所需轻质产品的部分(通常称为循环油)再次进入提升管反应器进行反应。这就是催化裂化反应再生系统的基本过程。由于重油的特殊性质，给催化裂化过程带来了种种困难。近年来催化裂化的发展主要围绕重油催化裂化(RFCC)技术。在此之前的技术大多都是在提升管反应器之前或之后进行局部部件的改造，使之达到某种效果。现有主要的新技术及其作用如下：①重油进料(喷嘴)的雾化技术---改善原料与催化剂的接触状况，提高轻油收率；②提升管末端的气固快分技术---使气固快速分离，减少过裂化反应；③待生剂高效多段汽提技术----强化汽提效果，减少焦炭产率、提高轻油收率；④两段高效再生技术----提高烧焦强度，减少再生催化剂上的含炭量，维持催化剂的活性；⑤提升管反应终止技术----缩短反应时间，减少不利二次反应，提高轻油收率；⑥分段进料技术----区别对待不同性质的原料，优化反应过程；⑦毫秒级催化裂化新技术----缩短反应时间，减少二次反应。(尚在开发研究阶段)；⑧下行式提升管技术----尚在开发研究阶段。在上述现有催化裂化技术，除最后两项涉及提升管反应器形式变化外，其余均不改动现有提升管反应器的总体结构。
现有提升管反应器的最大弊端是提升管过长(导致反应时间过长：3秒左右)。研究表明，目前提升管出口处的催化剂活性只及初始活性的三分之一左右，反应进行一秒钟左右之后，催化剂的活性下降50％左右。因此，在提升管反应器的后半段，催化剂活性及选择性已急剧下降，催化作用变差，反应过程中催化反应所占比例减少，热裂化反应及不利二次反应增加。这一方面限制了单程转化率的提高，另一方面使得催化汽油中烯含量很高(45～60％)，远不能满足汽油的新标准要求。
本发明的目的就在于避免上述现有技术的不足之处而提供了一种两段提升管催化裂化新技术，它主要是采用两段式提升管反应器和接力式地使用催化剂来达到油气串联、催化剂接力、分段反应、缩短反应时间和提高催化剂的平均性能的目的。其主要的技术特点是其特征在于采用了两段式提升管，并与再生系统构成催化剂的两路循环，使得反应成为油气两段串联、催化剂两路接力的全新的反应工艺。
为了更好地实现本发明的上述目的，设计者是对油气两段串联、催化剂两路接力的全新反应工艺是这样实现的：来自再生器的高温催化剂首先进入第一段提升管(6)下部与原料油(15)接触、汽化并进行反应，经历大约1秒钟左右的时间后，进入中间分离器(4)将半待生催化剂与油气分离，半待生催化剂经汽提段(5)汽提分出携带的油气后返回再生器(2)进行再生，完成催化剂的第一个循环；从中间分离器(4)出来的油气进入第二段提升管(7)，与来自外取热器(3)的热催化剂接触，油气携带催化剂向上流动并继续进行催化裂化反应，之后进入沉降器(1)将催化剂与油气分离，油气从沉降器(1)流出去分馏系统，催化剂经汽提后也返回再生器(2)，完成催化剂的第二个循环。
还可根据产品的工艺要求，对由第一段提升管(6)出来的反应油气也可经中间分离器(4)及其他分离设备先进行分离，分离出汽油、柴油、液化气和重油，然后将其中的一种或几种再进入第二段提升管进行反应，以达到提高轻油收率或改善产品质量的目的。
附图即为本发明的两段式反应器装置结构图。
附图的图面说明如下：
1---反应沉降器  2---再生器    3---外取热器    4---中间分离器
5---气体段  6---第一段提升管  7---第二段提升管    8---油气出口
9---烟气出    10---预提升气  11---催化剂提升介质  12---流化空气
13---软化水    14---饱和蒸汽  15---原料油进    16---空气
下面将结合附图和实施例来详叙本发明的设计思想和工艺优点。
在实际设计反应工艺和装置时，本发明的设计者是按附图所示的装置结构设计了本发明所使用的两段式反应器，从而可这样实现本发明的反应过程：
在两段提升管催化裂化反应再生系统中，来自再生器(2)的高温催化剂首先进入第一段提升管(6)下部与原料油(15)接触、汽化并进行反应，经历大约1秒钟左右的时间后，进入中间分离器(4)将催化剂(称半待生催化剂)与油气分离，半待生催化剂经汽提段(5)汽提分出携带的油气后返回再生器(2)进行再生，完成催化剂的第一个循环；从中间分离器(4)出来的油气进入第二段提升管(7)，与来自外取热器(3)的热催化剂接触，油气携带催化剂向上流动并继续进行催化裂化反应，之后进入沉降器(1)将催化剂与油气分离，油气从沉降器(1)流出去分馏系统，催化剂经汽提后也返回再生器(2)，完成催化剂的第二个循环。
由于本发明所采用提升管是两段式提升管反应器，这种结构形式及反应再生系统流程的改变，使得提升管两段之间分离出已经部分结焦失活的半待生催化剂，更换为新的再生催化剂，实现双路循环、油气串联、催化剂接力、分段反应、短反应时间(总反应时间只及常规催化裂化的1/2～2/3)，从而大大提高提升管内催化剂的平均性能(催化剂平均活性、选择性提高)，强化和改善了催化裂化反应过程。
通过在实验室对单段和两段提升管连续反应装置进行的对比表明：
①在相同轻油收率下提高单程转化率8～10个百分点；
②在转化率高出单段8～10个百分点的情况下，轻油收率提高1～2个百分
点、液收率提高6～8个百分点，干气有所降低，焦炭增加2个百分点；
③产品性质得到明显改善，催化汽油的烯烃含量大幅度降低，在适宜的条
件下，可降低15个百分点以上(以荧光法数据进行比较，下降幅度更大，
烯烃含量下降更多)；汽油中异构烷烃含量可提高6～7个百分点(用色谱
法分析数据)，芳烃含量增加5个百分点；汽油辛烷值增加1～2个单位。
与现有技术相比，本发明所采用的新型工艺技术强化和改善了重油催化裂化反应过程：可大幅度提高单程转化率，在高转化率下仍能获得好的产品分布，提高轻质油品收率；显著改善催化汽油的质量：大幅度降低催化汽油中的烯烃含量、增加异构烃和芳烃含量，提高催化汽油辛烷值。因此，本发明所述的两段提升管催化裂化新技术具有极大的应用和推广前景。

Claims (2)

1.两段提升管催化裂化新技术，它主要是采用了两段式提升管与常规催化剂再生器相结合来达到提高提升管内催化剂的平均性能，其特征在于采用了两段式提升管，并与再生系统构成催化剂的两路循环，使得反应成为油气两段串联、催化剂两路接力的反应工艺，其工艺过程如下：
来自再生器的高温催化剂首先进入第一段提升管(6)下部与原料油(15)接触、汽化并进行反应，经历大约1秒钟左右的时间后，进入中间分离器(4)将半待生催化剂与油气分离，半待生催化剂经汽提段(5)汽提分出携带的油气后返回再生器(2)进行再生，完成催化剂的第一个循环；从中间分离器(4)出来的油气进入第二段提升管(7)，与来自外取热器(3)的热催化剂接触，油气携带催化剂向上流动并继续进行催化裂化反应，之后进入沉降器(1)将催化剂与油气分离，油气从沉降器(1)流出去分馏系统，催化剂经汽提后也返回再生器(2)，完成催化剂的第二个循环。
2.根据权利要求1所述的两段提升管催化裂化新技术，其特征在于所述由第一段提升管(6)出来的反应油气也可经中间分离器(4)及其他分离设备进行分离，分离出的汽油、柴油、液化气和重油，然后将其中的一种或几种再进入第二段提升管进行反应，以达到提高轻油收率或改善产品质量的目的。
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