CN116731742A - 一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置 - Google Patents

一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116731742A
CN116731742A CN202310682435.8A CN202310682435A CN116731742A CN 116731742 A CN116731742 A CN 116731742A CN 202310682435 A CN202310682435 A CN 202310682435A CN 116731742 A CN116731742 A CN 116731742A
Authority
CN
China
Prior art keywords
zone
catalyst
oxygen
enriched
regeneration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310682435.8A
Other languages
English (en)
Inventor
叶昊天
董宏光
柳岩
王安然
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN202310682435.8A priority Critical patent/CN116731742A/zh
Publication of CN116731742A publication Critical patent/CN116731742A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/04Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
    • B01J38/12Treating with free oxygen-containing gas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

本发明属于轻烃催化裂解技术领域,公开一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置。再生装置包括预混合区、燃烧再生区和待生催化剂储藏部分。预混合区一端设雾化蒸汽喷口、燃料油喷口、燃料气喷口,其内设与雾化蒸汽喷口相通的气体分布器,另一端与燃烧再生区相通。待生催化剂储藏部分一端伸至预混合区中央,设有柱塞阀,位于预混合区上方的待生催化剂储藏部分套有偏转板或分布器。燃烧再生区一端设富氧气体入口、燃料油喷口、燃料气喷口、气体分布器,另一端设旋风分离器。再生装置侧面设有催化剂取样口、温度取样点、催化剂出口和蒸汽入口。基于该再生装置可实现催化剂富氧燃烧再生工艺,可降低燃料消耗,减少氮氧化合物的产生,解决氮氧化合物爆炸风险。

Description

一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置
技术领域
本发明涉及轻烃催化裂解技术领域,尤其涉及一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置。
背景技术
乙烯和丙烯是石油化工的重要产品,其生产方式主要由烃类热裂解和催化裂解得到。随着相关催化剂的开发,轻烃的催化裂解已成为近年来极具发展潜力的技术。轻烃的催化裂解一般采用流式循环技术,催化剂在反应器出口通过旋风分离器或其它固气分离方法分离后,送至再生器内烧焦,再生的催化剂送至反应器入口,与轻烃进料混合后进入反应器。
催化裂解过程是吸热反应,反应所需的热量来源于再生器中的燃烧热,以催化剂为媒介为反应器加热。而催化剂上的生焦量较小,燃烧热不足以保持反应器温度,需要在再生器中外补燃料。该部分燃料是催化裂解过程能源消耗的瓶颈,降低燃料消耗可大幅度降低催化裂解装置的能耗。常见的节能方法包括提高燃料与主风的进料温度,但节能效果有限。
乙烯和丙烯作为轻烃催化裂解的主要产品,在反应器后一般配有深冷装置(冷箱),以分离氢气、甲烷等轻组分。在常规的再生过程中,以空气作为主风送入再生器,高温下氮气会生成氮氧化合物,少量氮氧化合物会被催化剂吸附,最终被反应产物夹带至后续的冷箱单元。在冷箱的低温环境下,氮氧化合物会和乙烯生成硝基塑胶,积聚在冷箱中。在装置停车时,冷箱温度迅速上升,硝基塑胶加热分解,可能会出现爆炸事故。
现有技术未解决燃料消耗量大,以及氮氧化合物爆炸风险问题。本发明提供了一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置,基于本发明可实现轻烃裂解催化剂的富氧燃烧再生工艺,降低燃料消耗,并解决氮氧化合物爆炸风险问题。此外,与常规再生装置相比,还增设了燃料气喷口,提高了再生过程操作的灵活可调空间。
发明内容
为进一步降低燃料消耗、解决氮氧化合物爆炸等问题,针对现有技术,本发明提供一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置,所述的再生装置用于碳数在C2-C12范围内的轻烃催化裂解过程。
本发明的技术方案:一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置,所述的再生装置用于碳数C2-C12范围内的轻烃催化裂解过程,其包括预混合区1、燃烧再生区2和待生催化剂储藏部分;预混合区1为非等截面筒状,其一端设有多种进口,连接至轻烃裂解催化剂富氧再生装置一端内表面;所述进口包括雾化蒸汽喷口C3、燃料油喷口aC2和燃料气喷口aC1;预混合区1另一端为出口,与燃烧再生区2相通;预混合区1内设置与雾化蒸汽喷口C3连通的气体分布器aE,所述气体分布器aE与预混合区1的筒侧固连,且其水平方向各设有喷嘴;待生催化剂储藏部分一端固定于轻烃裂解催化剂富氧再生装置,另一端为待生催化剂入口G,伸至预混合区1中央;所述待生催化剂入口G连接柱塞阀B,用于控制待生催化剂的释放;位于预混合区1出口上方的待生催化剂储藏部分套有偏转板或分布器A,用于将催化剂与燃料油、燃料气均匀分布至燃烧再生区2内;
轻烃裂解催化剂富氧再生装置内预混合区1和待生催化剂储藏部分以外区域为燃烧再生区2,其一端设有富氧气体入口C6、燃料油喷口bC5、燃料气喷口bC4以及气体分布器bF;所述气体分布器bF截面为T型,竖直侧为富氧气体入口管I、水平侧为若干直管J,富氧气体入口管I与富氧气体入口C6相通,直管J中各设有喷嘴K;燃烧再生区另一端安装旋风分离器D;
轻烃裂解催化剂富氧再生装置侧面分别设置催化剂取样口C8、温度取样点C9、催化剂出口H和蒸汽入口C7,蒸汽入口C7位于催化剂取样口C8、温度取样点C9的上方;催化剂出口H设置多个,连通反应器;催化剂出口H均位于预混合区出口水平面上方0.5-2m处。
所述预混合区直径0.2-5m,预混合区高度0.4-8m。
所述燃烧再生区在催化剂再生过程中,根据催化剂密度分为密相区与稀相区;所述偏转板或分布器A,用于将催化剂与燃料油、燃料气均匀分布至密相区内;通过燃料分配比例与雾化蒸汽控制,密相区与稀相区相界面高于预混合区出口水平面;所述密相区直径2-30m,密相区高度2-15m;所述稀相区直径2-30m,稀相区高度2-45m。
所述轻烃裂解催化剂富氧再生装置直径2-30m,总高5-60m;旋风分离器D下端距离偏转板或分布器A0-2m。
本发明的有益效果:该再生装置采取富氧燃烧,可降低燃料消耗,减少氮氧化合物的产生,解决氮氧化合物爆炸风险。
附图说明
图1(a)为本发明一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置示意图一。
图1(b)为本发明一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置示意图二。
图2为燃烧再生区气体分布器的俯视示例图。
1-再生装置预混合区;2-再生装置燃烧再生区;A-分布器;B-柱塞阀;C1-燃料气喷口a;C2-燃料油喷口a;C3-雾化蒸汽喷口;C4-燃料气喷口b;C5-燃料油喷口b;C6-富氧气体入口;C7-蒸汽入口;C8-催化剂取样口;C9-温度取样点;D-旋风分离器;E-气体分布器a;F-气体分布器b;G-待生催化剂入口;H-催化剂出口;I-富氧气体入口管;J-直管;K-喷嘴。
具体实施方式
下面将本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明的实施例,本领域普通技术人员经改进或调整得所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置如图1所示,其中再生装置分为:预混合区、燃烧再生区和待生催化剂储藏部分。预混合区一端设有多种进口,包括雾化蒸汽喷口、燃料油喷口以及燃料气喷口,预混合区内设有气体分布器,与雾化蒸汽喷口相通。预混合区另一端为出口,与燃烧再生区相通。待生催化剂储藏部分一端为待生催化剂入口,伸至预混合区中央,催化剂入口处设有柱塞阀,位于预混合区出口上方的待生催化剂储藏部分套有偏转板或分布器。燃烧再生区一端设有富氧气体入口、燃料油喷口、燃料气喷口以及气体分布器,另一端装有旋风分离器。再生装置侧面设有催化剂取样口、温度取样点、催化剂出口和蒸汽入口。催化剂出口设置多个,与装置连通。
所述的预混合区设有待生催化剂入口G、雾化蒸汽喷口C3、燃料油喷口aC2、燃料气喷口aC1,气体分布器aE。预混合区中央与待生催化剂入口G相连,催化剂从待生催化剂入口G与柱塞阀B相连处进入再生装置,柱塞阀B用于控制待生催化剂进入再生装置的流量,柱塞阀B与再生装置外侧用法兰固定。燃料气从燃料气喷口aC1进入预混合区,燃料气喷口aC1与底座用螺纹连接,底座与再生装置焊接。燃料油从燃料油喷口aC2进入预混合区,燃料油喷口aC2与底座用螺纹连接,底座与设备焊接。雾化蒸汽从雾化蒸汽喷口C3进入预混合区,雾化蒸汽喷口C3与气体分布器aE相通,气体分布器aE与预混合区1的筒侧固连,且其水平方向各设有喷嘴。预混合区出口与密相区顶端相连,出口上方设有偏转板或分布器A,用于将催化剂与燃料油气均匀分布至再生装置密相区内,该处与待生催化剂储藏部分用法兰连接。
所述的燃烧再生区底部设有富氧气体入口C6、燃料油喷口bC5、燃料气喷口bC4,气体分布器bF,燃烧再生区中部与所述的预混合区连通。燃料气从燃料气喷口bC4进入预混合区,燃料气喷口bC4与底座用螺纹连接,底座与设备焊接。燃料油从燃料油喷口bC5进入预混合区,燃料油喷口bC5与底座用螺纹连接,底座与设备焊接。富氧气体从富氧气体入口C6进入,顶部与气体分布器bF连通。气体分布器bF截面为T型,竖直侧为富氧气体入口管I,水平侧为若干直管J,直管J中各有喷嘴K,等间隔分布。燃烧再生区侧边设有催化剂取样口C8,以判断催化剂再生情况。同时设有温度取样点C9,以控制燃料油以及燃料气的用量。燃烧再生区在操作时可分为密相区和稀相区,密相区与稀相区之间的界面由催化剂密度分布决定。在实际操作时,界面应高于预混合区出口偏转板或分布器A0-2m,以保证离开密相区的催化剂颗粒能充分再生。
所述的燃烧再生区顶端设有旋风分离器D,用于分离烟气与被夹带上的催化剂颗粒。旋风分离器D顶部连接至烟气后处理系统,底部料腿至密相区和稀相区相界面处,保证旋风分离器分离出的催化剂能返回密相区,防止跑剂。
所述的再生装置设有催化剂出口H,位于预混合区出口水平面上方0.5-2m处,以保证充分再生的催化剂能离开再生器,防止催化剂长时间过热导致骨架失效。
由于再生装置采用富氧气体代替空气燃烧,可大幅减少气体中氮气含量,相应地可大幅减少燃烧热消耗,即降低了油气配比。同时,富氧燃烧较空气燃烧温度更高,传热效率更好,且由于氮气含量的大幅降低,通过合理设计可相应地减少氮氧化合物的产生,有效改善氮氧化合物爆炸的问题。油气配比的降低也使得富氧燃烧装置与常规设备的喷口有很大不同,相较于常规设备,富氧再生装置进口气体流量减少,使得喷口体积相应降低。同时,富氧燃烧效率更高,这对喷口的耐受性也有更高要求,使得材料的选择也会有所不同。
实施例1
100万吨/年轻烃催化裂解装置,再生器总高30m,预混合区直径2.5m,壁厚20mm,预混合区高度5m。密相区直径16m,壁厚30mm,密相区高度6m。稀相区直径18m,壁厚30mm,稀相区高度22m。旋风分离器D下端距离预混合区上端偏转板或分布器A为1m。预混合区气体分布器aE内水平两侧各设10个喷嘴,喷嘴等间隔分布。燃烧再生区2底部气体分布器bF设有6根直管J,每根直管J内水平两侧各设有15个喷嘴K,等间隔分布。
实施例2
200万吨/年轻烃催化裂解装置,再生装置总高45m,,预混合区直径4m,壁厚25mm,预混合区高度8m。密相区直径25m,壁厚40mm,密相区高度10m。稀相区直径27m,壁厚40mm,稀相区高度32m。旋风分离器D下端距离预混合区上端偏转板或分布器A为2m。预混合区气体分布器aE内水平两侧各设15个喷嘴,喷嘴等间隔分布。燃烧再生区底部气体分布器bF设有8根直管J,每根水平直管J两侧各设有20个喷嘴,等间隔分布。
本实施例说明只是示例性的,而不是全部的实施例,本领域普通技术人员经改进或调整的所有其他实施例,全部处于本发明的保护范畴。

Claims (4)

1.一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置,其特征在于,所述轻烃裂解催化剂富氧再生装置用于碳数C2-C12范围内的轻烃催化裂解过程,其包括预混合区(1)、燃烧再生区(2)和待生催化剂储藏部分;预混合区(1)为非等截面筒状,其一端设有多种进口,连接至轻烃裂解催化剂富氧再生装置一端内表面;所述进口包括雾化蒸汽喷口(C3)、燃料油喷口a(C2)和燃料气喷口a(C1);预混合区(1)另一端为出口,与燃烧再生区(2)相通;预混合区(1)内设置与雾化蒸汽喷口(C3)连通的气体分布器a(E),所述气体分布器a(E)与预混合区(1)的筒侧固连,且其水平方向各设有喷嘴;待生催化剂储藏部分一端固定于轻烃裂解催化剂富氧再生装置,另一端为待生催化剂入口(G),伸至预混合区(1)中央;所述待生催化剂入口(G)连接柱塞阀(B),用于控制待生催化剂的释放;位于预混合区(1)出口上方的待生催化剂储藏部分套有偏转板或分布器(A),用于将催化剂与燃料油、燃料气均匀分布至燃烧再生区(2)内;
轻烃裂解催化剂富氧再生装置内预混合区(1)和待生催化剂储藏部分以外区域为燃烧再生区(2),其一端设有富氧气体入口(C6)、燃料油喷口b(C5)、燃料气喷口b(C4)以及气体分布器b(F);所述气体分布器b(F)截面为T型,竖直侧为富氧气体入口管(I)、水平侧为若干直管(J),富氧气体入口管(I)与富氧气体入口(C6)相通,直管(J)中各设有喷嘴(K);燃烧再生区另一端安装旋风分离器(D);
轻烃裂解催化剂富氧再生装置侧面分别设置催化剂取样口(C8)、温度取样点(C9)、催化剂出口(H)和蒸汽入口(C7),蒸汽入口(C7)位于催化剂取样口(C8)、温度取样点(C9)的上方;催化剂出口(H)设置多个,连通反应器;催化剂出口(H)均位于预混合区出口水平面上方0.5-2m处。
2.根据权利要求1所述的轻烃裂解催化剂富氧再生装置,其特征在于,所述预混合区直径0.2-5m,预混合区高度0.4-8m。
3.根据权利要求1或2所述的轻烃裂解催化剂富氧再生装置,其特征在于,所述燃烧再生区在催化剂再生过程中,根据催化剂密度分为密相区与稀相区;所述偏转板或分布器(A),用于将催化剂与燃料油、燃料气均匀分布至密相区内;
通过燃料分配比例与雾化蒸汽控制,密相区与稀相区相界面高于预混合区出口水平面;所述密相区直径2-30m,密相区高度2-15m;所述稀相区直径2-30m,稀相区高度2-45m。
4.根据权利要求3所述的轻烃裂解催化剂富氧再生装置,其特征在于,所述轻烃裂解催化剂富氧再生装置直径2-30m,总高5-60m;旋风分离器(D)下端距离分布器(A)或偏转板0-2m。
CN202310682435.8A 2023-06-09 2023-06-09 一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置 Pending CN116731742A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310682435.8A CN116731742A (zh) 2023-06-09 2023-06-09 一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310682435.8A CN116731742A (zh) 2023-06-09 2023-06-09 一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116731742A true CN116731742A (zh) 2023-09-12

Family

ID=87903904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310682435.8A Pending CN116731742A (zh) 2023-06-09 2023-06-09 一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116731742A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103540345B (zh) 一种催化裂化方法
CN102827629B (zh) 一种轻质原料、重油组合进料的催化裂解反应装置
CN105505441A (zh) 一种催化裂化反应再生方法和装置
CN111286355B (zh) 一种用于费托合成的流化床反应器
CN103540346B (zh) 一种下行式催化裂化装置
CN105368479A (zh) 一种促进催化裂化提升管进料区油剂混合的新型助流剂技术
CN114262624B (zh) 一种双组分颗粒催化剂耦合流化床催化裂化的方法及装置
CN104762110A (zh) 具有多层喷淋结构的焦化煤气脱硫再生一体塔
CN103788993A (zh) 一种催化裂化装置
CN104419457A (zh) 一种双提升管催化裂化方法及装置
CN104419458A (zh) 一种催化裂化方法及装置
CN104342196A (zh) 一种催化裂化方法及其装置
CN116731742A (zh) 一种轻烃裂解催化剂富氧再生装置
US11009229B2 (en) Method for fluidizing spent catalyst
CN104513670B (zh) 一种催化裂化方法与装置
CN1140607C (zh) 重质石油烃高温催化接触裂解生产低碳烯烃的装置
CN103788992A (zh) 一种催化裂化方法
CN113926396B (zh) 重油催化转化反应器和重油催化裂解制丙烯的方法
CN104342197B (zh) 一种双提升管催化裂化方法及其装置
CN105441114B (zh) 一种催化裂化装置
CN108079912B (zh) 一种烷烃催化脱氢的反应装置及其反应方法
US20240101911A1 (en) Anti-Coking Method for Production of Light Olefins from Crude Oil by Catalytic Cracking and Device Thereof
CN204529774U (zh) 具有多层喷淋结构的焦化煤气脱硫再生一体塔
CN116832878A (zh) 一种轻烃裂解催化剂富氧再生方法
CN105885938B (zh) 一种流化催化裂化装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination