CN1238234A - 催化裂化再生烟气管道混合燃烧技术 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种催化裂化装置的两段再生排出烟气的能量回收工艺。该工艺的特征是：两段再生烟气中，带CO的第一段再生烟气和带O2的第二段再生烟气从再生器出来后就在管道中直接混合燃烧；燃烧后的烟气依次进入两个高温取热器发生中压蒸汽；设有两个蝶阀或调节阀，可以灵活地调节取热器出口进第三级旋风分离器的烟气温度，使之达最佳状态。本发明具有节能、工艺设备简化、节省投资、操作灵活和保证安全生产的特点。
Description
本发明涉及石油炼制催化裂化装置加工工艺技术，特别是催化裂化装置的两段再生排出烟气的能量回收技术。
催化裂化装置是炼油厂的主要生产装置之一，由于我国原油大多偏重，因此重油催化裂化引起我国炼油界的特别重视，除催化剂及反应系统方面的研究外，在催化剂再生技术方面也进行了大量的工作，发展了多种技术，如鼓泡床、湍流床和快速床，其燃烧技术有完全燃烧(烟气中不含CO)和不完全燃烧(烟气中含CO)。结构型式有单段和两段再生。
重油催化裂化是将重质原料油在催化剂的作用下，分解反应生成轻烃(气体、汽油和柴油等)和缩合成焦炭，焦炭沉积在催化剂的表面使催化剂的活性下降，经过反应后必须用空气烧去催化剂上的积炭，恢复催化剂的活性，而这种再生燃烧过程中产生的大量高温烟气，贮存着很大的能量。如何利用好这部分再生烟气的能量也一直是研究的课题。
在现有技术中，对于单段再生器来说，用于回收完全燃烧(再生烟气中不含CO)再生烟气能量的方案是再生烟气先进第三级旋风分离器分离催化剂，再进烟气轮机回收热能和压力能，带动主风机或直接发电，最后进入余热锅炉发生蒸汽回收热能，将温度降低到200℃左右排入烟囱。
对于两段再生器来说，因焦炭燃烧是在两个再生器中完成的，第一个再生器为不完全燃烧，烟气中含有CO，第二再生器为完全燃烧，烟气中含有过剩O2，目前有三种能量回收流程：
第一种流程是第一再生器排出的含有CO的烟气(温度680℃左右)进入第三级旋风分离器回收催化剂，再进入烟气轮机回收热能和压力能带动主风机，温度降到510℃左右，第二再生器排出的含O2烟气(温度700～730℃)与回收能量后的第一再生器烟气混合后进入CO锅炉发生蒸汽回收热量，最后排入烟囱。这种流程的缺点是第二再生器的烟气压力能没有得到充分利用；
第二种流程是将第二再生器的高温烟气先经加热蒸汽，使烟气温度降低，再与第一再生器的烟气混合，使其混合温度控制在580℃以下，以不发生二次燃烧为准，然后进入第三级旋风分离器回收催化剂，再进入烟机回收热能和压力能，再进入CO锅炉回收热量，最后排入烟囱。这种流程的缺点是第一、二再生器烟气混合后，控制不好容易发生CO燃烧，破坏设备，影响长周期运转。同时设有庞大的CO锅炉。
第三种流程是中国专利CN1123194A所公开的流程，两段再生中第一、二段再生烟气通过烟气混合器混合在烟道中进行CO予燃烧，然后进入专设的CO燃烧器进行燃烧，燃烧排出的烟气进入烟气取热器取热，降低烟气温度，再进入烟气轮机膨胀做功，烟气轮机排出的烟气进入废热锅炉回收余热后排出。这种流程的缺点是需要专设的CO燃烧器，增加了设备投资和占地面积，采用一台比较复杂笨重的取热器，不便于灵活调节取热器出口的烟气温度。
本发明的目的在于克服现有各种两段再生烟气能量回收工艺流程的上述缺点，通过采用在管道中直接混合燃烧的技术，做到既能最大限度地充分利用两段再生烟气的能量，又能保护设备不易破坏，维持较长周期运转，同时做到既能简化工艺流程和设备，节省投资，又能灵活操作，保证安全生产。
本发明催化裂化两段再生烟气能量回收工艺是这样实现的，其两段再生烟气依次经过以下步骤处理：
(1)利用带CO的第一段再生烟气和带O2的第二段再生烟气从再生器出来后就在管道中直接混合接触燃烧，不设专门的混合器和CO燃烧器；
(2)燃烧后的烟气依次进入两个高温取热器发生中压蒸汽，以降低烟气温度，并回收热能。
(3)在第二个高温取热器烟气进出口之间设有连通线，在连通线上和第二取热器出口装有两个蝶阀或调节阀，可以灵活地调节取热器出口进第三级旋风分离器的烟气温度，使之达到最佳状态。
(4)经第三级旋风分离器分离催化剂后的烟气进入烟气轮机膨胀做功，然后进入余热锅炉，回收余热后从烟囱排出。
由于本发明采用了两段再生烟气在管道中直接混合接触燃烧，以及燃烧后烟气依次进入两个高温取热器发生中压蒸汽和设置两个蝶阀或调节阀灵活调节烟气温度的综合技术方案，从而可以做到既能最大限度地充分利用两段再生烟气的能量，又能保护设备不易破坏，从而维持较长周期运转，并且具有简化工艺流程和设备，操作灵活、节省投资的特点。下面结合附图来进一步详细叙述本发明的实施例。
图1是催化裂化两段再生烟气能量回收工艺流程图。
图1中虚线框内流程为本发明与现有工艺流程不同之处。现结合图1详述本发明的具体工艺过程：
带CO的第一段再生烟气从第一再生器1出来后，与从第二段再生器2中出来的带O2的第二段再生烟气，在管道混合燃烧段3中直接混合接触燃烧，混合接触时间为0.2～1秒种以上，不设专门的混合器和CO燃烧器。燃烧后烟气温度升高到1000～1200℃，烟气很快进入高温取热器发生中压蒸汽，降到650～740℃，一般为700℃。该流程中设有两个取热器4和5,6为汽包高温烟气先进入第一取热器4，然后进入第二取热器5。第二个取热器烟气进出口之间设有连通线7，在连通线上和第二取热器出口分别装有蝶阀(或调节阀)8和9，可以利用调节阀8和9的开度来控制进入第三级旋风分离器烟气温度与设定的700℃相近，其中10为热电偶。取热降温后的烟气先进入第三级旋风分离器11回收催化剂，然后进入烟气轮机12膨胀做功，带动主风机13或直接通过电动/发电机14直接发电，然后进入余热锅炉15，回收余热后从烟囱16排出。
Claims (3)
1、一种催化裂化两段再生烟气能量回收工艺，其特征在于两段再生烟气依次经过如下步骤处理：
(1)利用带CO的第一段再生烟气和带O2的第二段再生烟气从再生器出来后就在管道中直接混合接触燃烧，不设专门的混合器和CO燃烧器；
(2)燃烧后的烟气依次进入两个高温取热器发生中压蒸汽，以降低温度，并回收热能；
(3)在第二个高温取热器烟气进出口之间设有连通线，在连通线上和第二取热器出口装有两个蝶阀或调节阀，可以灵活地调节取热器出口进第三级旋风分离器的烟气温度，使之达到最佳状态。
(4)经第三级旋风分离器分离器分离催化剂后的烟气进入烟气轮机膨胀做功，然后进入余热锅炉，回收余热后从烟囱排出。
2、根据权利要求1所述的两段再生烟气能量回收工艺，其特征在于第一段再生烟气和第二段再生烟气在管道中直接混合，并经过0.2～1秒钟以上的混合接触时间，使第一再生器烟气中的CO与第二再生器烟气中的O2接触燃烧，温度升到1000～1200℃。
3、根据权利要求1和2所述的两段再生烟气能量回收工艺，其特征在于高温烟气进入两个高温取热器发生中压蒸汽后，降温到650～740℃，一般为700℃。
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