CN1266254C - 流态化催化分裂蒸馏反应容器和使用方法 - Google Patents

流态化催化分裂蒸馏反应容器和使用方法 Download PDF

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Abstract

流态化催化分裂蒸馏反应容器，在其上端包括从稀相流态化催化分裂蒸馏反应器溢水口的溢流物分离催化颗粒的装置，该分离装置被流体连通地连接到反应器溢水口的下游部分和流体流通地与从容器排放清洁的反应器溢水口的溢流物的装置连接，及流体连通地连接到排放分离的催化剂到容器的下端，该容器还包括在其下端的从反应容器排放催化剂的装置，其中(a)在容器的侧壁与分离装置之间有一护罩，在容器壁与护罩之间形成外空间并在护罩内形成内空间，其中内空间与反应容器的下端在其下端开放连通，和外空间与内空间借助于一或多个开口被流体连通地连接，以及(b)具有将在焦炭前体中缺少的气体供应到外空间的装置。

Description

流态化催化分裂蒸馏反应容器和使用方法
技术领域
本发明涉及一种流态化催化分裂蒸馏(FCC)反应容器，该容器包括为避免在容器的内部表面和容器壁上形成焦炭的装置。本发明特别涉及一种改进现有流态化催化分裂蒸馏反应容器的方法，这样，在使用中，得到一种在其内部和容器壁上将形成较少焦炭的反应容器。本发明还涉及使用反应容器进行流态化催化分裂的方法。
背景技术
US-A-4,961,863公开了一种流态化催化分裂蒸馏反应容器，该容器在其上端包括旋风装置以便从稀相的流态化催化分裂蒸馏反应容器的溢水口的溢流物分离催化剂颗粒，该旋风装置被流体连通地连接到反应器溢水口的下游部分、与从容器排放清洁的反应器溢水口的溢流物的装置流体连通地连接并流体地连接到浸入管装置以便将分离的催化剂排放到容器的下端。通常在分离装置之间或之后，设有二级气体排放开口，以允许存在于反应容器中的气体与清除的反应器溢水口的溢流物一起从反应容器被排放。其中这些装置流体相通地连接着的构形，导致裂化后短接触时间和低的作用，属于所谓的封闭的旋风式或封闭耦合式流态化催化分裂蒸馏反应容器构形。
在使用中焦炭趋于在，例如US-A-4961863的流态化催化分裂蒸馏反应容器的分离器装置的表面上形成。特别是当流态化催化分裂蒸馏装置在比原设计使用较沉重的原料工作时就是这种情况。这是因为少量的焦炭前体，例如重的碳氢化物，不能与分离装置中的催化剂完全分离。当这些少量的焦炭前体与催化剂一起和被排放到反应容器的下端时，它们将几乎立刻与催化剂分离并向上流入反应器容器。当这些焦炭前体与(例如分离器装置的)较热的外部进行接触时将形成焦炭。
当在已经从传统的非封闭耦合设计改型为所谓的封闭耦合设计的流态化催化分裂蒸馏反应容器中处理重原料时，形成过量的焦炭的问题特别是一个问题。如果焦炭的形成达到一定水平，大的焦炭片可能落入反应容器的下端。这些大的焦炭片转而可能导致阻塞装置从反应容器排放催化剂。由于这种阻塞，流态化催化分裂蒸馏装置不得不关闭以便消除阻塞。这就遇到这种在工作1至2年之后已经出现的不定期的停机。这是非常不利的。特别是考虑这样的事实，即假设一台流态化催化分裂蒸馏装置在无不定期停机条件下工作多年，例如4年。
发明内容
本发明的目的就是提供一种流态化催化分裂蒸馏反应容器，在使用中，该反应容器，能在较长的时间工作而不出现由于上述焦炭问题的不定期停机。以及提供一种使用反应器进行流态化催化分裂的方法。
使用下面的装置可以实现该目的。
一种流态化催化分裂蒸馏反应容器，在其上端包括用以从稀相流态化催化分裂蒸馏反应器溢水口的溢流物中分离催化剂颗粒的装置。该分离装置被流体连通地连接到反应器溢水口的下游部分，与用以从容器排放清除的反应器溢水口溢流物的装置流体连通地连接以及流体连通地连接到用以排放分离的催化剂到容器下端的装置，该容器还包括在其下端的用以从反应容器排放催化剂的装置，其中(a)在容器侧壁和分离装置之间有一保护罩，在容器壁和保护罩之间形成一外部空间以及在保护罩以内形成内部空间，其中内部空间与反应容器的下端在其下端开放连通同时其中外部空间与内部空间借助于一个或多个开口被流体连通地连接，以及
(b)具有用以供应在焦炭前体中缺少的气体的到外部空间的装置。
使用根据本发明的装置可形成较少的焦炭。不要求用任何方式被下面的理论限制，可以相信形成焦炭的减少是因为从分离器装置排放到反应容器下端的焦炭前体不可能由于通过增加在焦炭前体中缺乏的附加气体而实现的过高压力进入到外部空间中。这样在外部空间中存在的大的不流动区域将包含明显少的焦炭前体和导致只形成少量的焦炭。
从反应容器下端到内部空间以内的二级气体排放开口所得到的焦炭前体的流体路径将比设有保护罩的装置中的要短。因此，将造成焦炭前体的较少的滞留时间同时继而在内部空间中也将形成较少焦炭。由于护罩的存在在内部空间中将出现较多的紊流，因而进一步降低任何焦炭的形成。
根据本发明的装置的护罩设在容器侧壁和分离装置之间。所得到的内部空间与反应容器的下端开放地连通，这样在容器下端中存在的蒸汽、焦炭前体和选择的冲洗气体能自由地从下面进入内部空间。外部空间借助于一个或多个开口与内部空间流动连通地连接。这些开口可以存在于护罩中。优选地，开口由反应容器侧壁和护罩下端之间的空间形成。在此构造中，护罩和反应容器的侧壁不接触，由于明显的结构的优点，这样是有利的。因为外部空间和内部空间两者与反应容器的下端被流体连通地连接，根据本发明内部空间和外部空间被流体连通地连接。
该护罩可以包括基本垂直的(即管或盒状的)壁，从容器的顶延伸到容器下端处的一个位置并水平地密闭在分离装置中。优选地，护罩包括管状侧壁和顶，其中顶正好位于分离装置的上面。这是一个优点，因为它降低内部空间的容积，导致较多紊流，和在内部空间里的焦炭前体流的较少的滞留时间。
附加的加到外部空间的在焦炭前体中缺少的气体通过在护罩中的开口将流入内部空间中并流入二级气体排放开口。在护罩中的这些开口中气体的速度应该足够地高以便避免从容器的下端进入外部空间。优选地，此气体的速度在1和5米/秒之间，更优选地是大于2米/秒。此气体速度可以通过调节加到外部空间的在焦炭前体中缺少的气体的容积和/或调节护罩中开口的面积来实现。例如，如上所述，护罩具有一个在反应容器下端中开放的开口能够方便地通过增加一个下护罩部分来改变，该下护罩部分向容器侧壁倾斜，从而减少环(形)开口的面积。
用以从稀相流态化的催化分裂蒸馏反应器溢水口的溢流物中分离催化剂的分离装置可以是技术人员知道的任何装置。特别参考Tulsa的PennWell出版公司1997年出版的“流体催化分裂蒸馏技术与操作”，第104至112页(作者——Joseph W Wilson)，该内容说明适合与本发明结合使用的不同分离装置。分离装置最好是第一和第二级分离器的组合。合适的第一级分离器是水平旋风式分离器，其中溢流物被切向地送进到水平安装的圆柱筒中。这种水平的旋风式分离器或双鼓式分离器例如在上述US-A-4,961,863中所说明的。另一种很合适的第一级分离器是一种传统的可设置也可不设置浸入管的垂直旋风器。设置浸入管的垂直旋风器在如上述一般教科书中说明的流态化催化分裂蒸馏处理中最通常用作一级分离器。无浸入管的垂直旋风器，例如在EP-A-643122中介绍的。二级分离器是合适的垂直旋风式或涡旋管式分离器。设置浸入管的垂直旋风器在如上述一般教科书中说明的流态化催化分裂蒸馏处理中最通常用作二级分离器。
在商业的流态化催化分裂蒸馏处理中合适的多于一个的一级分离器流体连通地连接到稀相流态化催化分裂蒸馏反应器溢水口的下游端。依次，多于一个的二级分离器可以流体连通地连接到一个一级分离器上。可以设在反应容器上面部分的这种多重分离器导致在其上可能出现焦炭形成的大的外部表面面积。根据本发明的装置使用护罩尽量密闭此表面面积，如以上所说明的，将导致非常小的焦炭形成的机会。
一级分离器的气体出口可以排放催化剂缺少的气态溢流物进入内部空间的上部。此气体将进入也处于内部空间二级分离器的气体入口开口。该二级旋风器的气体入口也用作二级气体排放开口。
最好是一级分离器的气体出口管路和二级分离器气体入口管路被流体连通地连接，就像在封闭式耦合流态化催化分裂蒸馏的构形中那样。如上所述的二级气体排放开口合适地存在于连接一级与二级分离器的管路中，可选择地二级气体排放开口可以设在二级分离器的气体出口管路中。
优选地，冲洗区域处于反应容器的下部。在该冲洗区域中存在于催化剂中的低汽化的碳氢化物随着排放入下容器端，与适当的冲洗媒质(最好包括蒸汽)，在密集状态流体催化剂床中接触而分离。冲洗媒质是所述流态化床的流态化媒质。此冲洗媒质和碳氢化物进入内部空间以便从容器经过二级气体排放开口排放。可选择地，可具有分立的冲洗容器以便进一步从在反应容器中获得的催化剂冲洗碳氢化物。此后一种形态有时是称之为3容器流态化催化分裂蒸馏形态，再发生器是第三容器。在3容器形态中加入到外部空间的焦炭前体中缺乏的气体最好是如在分立的冲洗容器中获及的，包括碳氢化物的冲洗气体。已经发现在此气体流中焦炭前体的含量是足够地低以便为此目的使用该气体。
除去讨论了容器形态的选择外，焦炭前体中缺少的气体可以是任何惰性气体，例如氮气或低汽化碳氢化物。优选地使用蒸汽。
该反应容器能适用于处理较重的进料。这些重的进料特征在于它们具有大于1重量％的康拉特逊(Conradson)碳，和其成份的大于40容积％具有大于475℃的沸点。
本发明还提供了一种使用本发明的反应容器进行流态化催化分裂的方法，其中在反应容器上端，分离催化剂颗粒从稀相流态化分裂蒸馏反应器溢水口溢流物中分离出来，分离装置与反应器溢水口的下游部分流体连通地连接，与从容器排放清除的反应器溢水口的溢流物的装置流体连通地连接、和与排放分离的催化剂到容器的下端的位置的装置流体连通地连接，所述的容器的下端包括从反应容器排放催化剂的装置，其中在容器侧壁和分离装置之间有一护罩，该护罩在容器壁和护罩之间形成外部空间同时在护罩内形成内部空间，内部空间与反应容器的下端在其下端处开放连通，外部空间与内部空间借助于一个或几个开口被流体连通地连接起来，和一个气体流或氮气供应到外部空间中。
本发明还提供了一种使用本发明的反应器进行流态化催化分裂的方法，其中在反应容器上端，分离催化剂颗粒从稀相流态化分裂蒸馏反应器溢水口溢流物中分离出来，分离装置与反应器溢水口的下游部分流体连通地连接，与从容器排放清除的反应器溢水口的溢流物的装置流体连通地连接、和与排放分离的催化剂到容器的下端的位置的装置流体连通地连接，所述的容器的下端包括从反应容器排放催化剂的装置，其中在容器侧壁和分离装置之间有一护罩，该护罩在容器壁和护罩之间形成外部空间同时在护罩内形成内部空间，内部空间与反应容器的下端在其下端处开放连通，外部空间与内部空间借助于一个或几个开口被流体连通地连接起来，其中焦炭前体中缺少的气体被供应到外部空间，和在一个分立的冲洗容器得到的气体流被用作焦炭前体中缺少的气体。
附图说明
下面将参照图1进一步说明本发明。
图1表示一种3容器流态化催化分裂蒸馏设备的一部分的流态化催化分裂蒸馏反应容器。
具体实施方式
该反应容器1在其上端包括稀相流态化催化分裂蒸馏反应器溢水口的下游部分2。2个一级水平旋风分离器3设在该下游部分。通过这些分离器3，溢流物被切向地送进到水平安装的圆筒4中。一个第一级旋风器流体连通地连接到2个第二级旋风器6上(只示出其中一个)。一级分离器3和气体出口开口5被流体连通地连接到二级旋风器6的气体入口(未表示)上。二级旋风器6为设有浸入管7的垂直旋风器。一级旋风器也设有浸入管8。二级旋风器被连接到排放管道10上，被清除的反应器溢水口的溢流物通过该管道排出反应容器1。在连接第一和第二级旋风器的管道中具有二次气体排放开口(未表示)，通过该排放开口，从下面进入内部空间的气体可以通过气体出口管道9和10从反应容器排放出。反应容器1还在其下端设置管道11用以从反应容器排放催化剂到冲洗容器中(未表示)。在反应容器1的下端具有冲洗区12设有装置13用以供给冲洗气体(一种流态化介质)。在部分或全部分离装置3，6的周围有一护罩14在其下端有一开口15。该护罩14具有一平顶18、垂直壁19和倾斜的下壁部分20。该护罩14围起一个内空间16与外部空间17隔开。外部和内部空间二者与下端21连通。设有供应管道用以从分立的冲洗容器(未表示)向外部空间17供应焦炭前体中缺乏的气体。此气体将通过排放开口23排离外空间17并通过反应容器1的下端21和开口15流到内部空间16。
管道22的气体出口开口最好这样安排，即焦炭中缺少的气体切向地进入容器1。这是一个优点因为在外部空间17中可达到在焦炭中缺少的气体的好的混合。

Claims (8)

1.一种流态化催化分裂蒸馏反应容器，在其上端包括用以从稀相流态化催化分裂蒸馏反应器溢水口的溢流物分离催化剂颗粒的分离装置，该分离装置流体连通地连接到反应器溢水口的下游部分、和流体连通地与用以从容器排放清除的反应器溢水口的溢流物的装置连接并流体连通地连接到用以排放分离的催化剂到容器的下端的位置上，该容器还在其下端包括用以从反应容器排放催化剂的装置，其中(a)在容器侧壁和分离装置之间有一护罩，该护罩在容器壁和护罩之间形成外部空间同时在护罩内形成内部空间，其中内部空间与反应容器的下端在其下端处开放连通，和其中外部空间与内部空间借助于一个或几个开口被流体连通地连接起来，以及
(b)具有用以供应焦炭前体中缺少的气体到外部空间的装置。
2.根据权利要求1的流态化催化分裂蒸馏反应容器，其特征在于所述的连接外部空间与内部空间的开口是由反应容器侧壁和护罩下端之间的一个开口而形成，该开口对反应容器的下端开放。
3.一种使用权利要求1的反应容器进行流态化催化分裂的方法，其中在反应容器上端，分离催化剂颗粒从稀相流态化分裂蒸馏反应器溢水口溢流物中分离出来，分离装置与反应器溢水口的下游部分流体连通地连接，与从容器排放清除的反应器溢水口的溢流物的装置流体连通地连接、和与排放分离的催化剂到容器的下端的位置的装置流体连通地连接，所述的容器的下端包括从反应容器排放催化剂的装置，其中在容器侧壁和分离装置之间有一护罩，该护罩在容器壁和护罩之间形成外部空间同时在护罩内形成内部空间，内部空间与反应容器的下端在其下端处开放连通，外部空间与内部空间借助于一个或几个开口被流体连通地连接起来，和一个蒸汽或氮气供应到外部空间中。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于当通过开口时气体离开外部空间的气体速度为2-5米/秒。
5.根据权利要求3的方法，其特征在于对流态化催化处理的进料具有大于1重量％的康拉德逊碳，和其成份的大于40容积％具有大于475℃的沸点。
6.一种使用权利要求2的反应器进行流态化催化分裂的方法，其中在反应容器上端，分离催化剂颗粒从稀相流态化分裂蒸馏反应器溢水口溢流物中分离出来，分离装置与反应器溢水口的下游部分流体连通地连接，与从容器排放清除的反应器溢水口的溢流物的装置流体连通地连接、和与排放分离的催化剂到容器的下端的位置的装置流体连通地连接，所述的容器的下端包括从反应容器排放催化剂的装置，其中在容器侧壁和分离装置之间有一护罩，该护罩在容器壁和护罩之间形成外部空间同时在护罩内形成内部空间，内部空间与反应容器的下端在其下端处开放连通，外部空间与内部空间借助于一个或几个开口被流体连通地连接起来，其中焦炭前体中缺少的气体被供应到外部空间，和在一个分立的冲洗容器得到的气体流被用作焦炭前体中缺少的气体。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于当通过开口时气体离开外部空间的气体速度为2-5米/秒。
8.根据权利要求6的方法，其特征在于对流态化催化处理的进料具有大于1重量％的康拉德逊碳，和其成份的大于40容积％具有大于475℃的沸点。
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