CN1288932A - 再生剂输送管路之催化剂冷却方法 - Google Patents

Abstract

一种重油催化裂化过程中优化反再系统操作的再生催化剂冷却降温方法。该方法是将已冷却的低温再生剂与来自再生器的高温再生剂在再生斜管或提升管预提升段内混合,创造出一种高再生温度、高剂油比、高原料预热温度的“三高”操作条件,可提高装置的掺渣比,提高转化率和轻油收率,改善产品分布。

Description

再生剂输送管路之催化剂冷却方法

本发明涉及一种重油催化裂化再生催化剂冷却降温的方法。

重油催化裂化装置因原料重，残炭值高，使焦炭产率上升，造成反再系统热量过剩，其不良后果一是再生器超温，使设备和催化剂受到损坏；另一方面，因为再生剂(再生后的催化剂)温度过高，由再生剂带入反应系统的热量过多，使反应系统超温。所以重油催化裂化装置必须安装取热器，取出系统过剩热量，以满足两器热量平衡的需求。现有重油催化裂化过程中取热器的种类很多。中国专利901010480公布的取热器属下流式外取热器。中国专利901034134公布的取热器属上流式外取热器。中国专利921015321公布的取热器属气控外循环式催化剂冷却器，采用气控方法控制催化剂循环量，不使用滑阀。US4438071,US4757039,US4923824公布的三种取热器，基本属于返混型，冷热催化剂同在上部一个口进出。上述几种取热器尽管型式不同，但其取热方式有两点是共同的，一是都安装在再生器的密相段，二是催化剂冷却后又返回再生器密相床。这种取热方式虽然能控制再生温度，防止再生器超温，但这种取热方式使再生器的烧焦温度与去反应器的再生催化剂的温度相同，使反应温度与再生温度相互制约，给优化操作带来一定困难。按现行取热方法，为了保证再生器有较高的烧焦速率和烧焦效率，需较高的再生温度，取热负荷不能过大。为防止再生剂带入反应系统的热量过多以及反应器超温，只能减小剂油比或降低原料预热温度。为使剂油比在合理范围内，现行重油催化裂化装置普遍(不得不)采用降低原料预热温度的方法，有些装置甚至将原料预热温度降至120℃～160℃，这对重质原料的雾化非常不利。如果采用较高的原料预热温度，剂油比将减小。如果维持高剂油比和高原料预热温度，按现行的取热技术，势必要降低再生器温度，其后果必然是降低烧焦速率。对于设置第二再生器的两段再生装置，因取热器安装在第一再生器密相，第二再生器温度一般为760℃甚至更高，原料预热温度和剂油比之间的矛盾更为突出。所以现行取热技术使再生温度、剂油比、原料预热温度三者之间总有一个是非独立变量，只能采用“二高一低”操作方案。为了改善这种状况，国内外相继开发了几种新技术以优化反应系统的操作。重点是在反应温度不变的前提下提高剂油比。文献《催化裂化工艺与工程》(石化出版社)介绍了法国IFP公司开发的混合温度控制技术和国内开发的提升管注终止剂技术，这两种技术是将提升管分成两个反应区，其上游区混合温度高，剂油比大，油剂接触时间短，下游区在常规FCC反应条件下进行，用循环油吸收反应系统过剩热量并在分馏塔回收。它们的不足之处是打入的循环油不可避免地参与反应，并且将再生剂的高温位热能降低为分馏塔的低温位热能，

损增大。UOP公司开发了“X设计”技术(《世界石油科学》，1996,3(9))，特点是部分待生催化剂不经烧碳再生而与再生剂在混合罐掺混后直接返回提升管反应器，因再生剂降温，使剂油比提高。该技术的缺点是再生剂和待生剂直接混合，使进入提升管反应器的催化剂活性降低，不利于催化裂化反应。

现行取热技术因只在再生器密相段取热而对反应系统的优化造成不利影响，而现行优化反应系统操作的技术又都有其不足之处。本发明的目的在于克服上述现有技术中的缺点与不足，提出一种再生催化剂在其输送管路中冷却降温的方法，在保证再生器温度得到有效控制和良好的再生效果的前提下，降低进入反应器的再生剂之温度，提高原料油预热温度，改善原料油雾化效果，提高剂油比，改善产品分布，提高液体收率。

本发明的方法是将现行催化裂化装置经外取热器冷却后的低温再生催化剂的一部分返回再生器密相段，而另一部分用提升风输送至再生剂输送管路中，与从再生器出来的高温再生剂混合，使去反应系统的再生剂的温度适当降低，从而使剂油比增大，原料预热温度提高。又由于再生器的温度不再受再生催化剂温度的制约，再生器温度可尽可能提高，从而实现高再生温度、高剂油比、高原料预热温度的“三高”操作，使掺渣比提高，转化率提高，产品分布得到改善。

本发明的任务是这样实现的：在现有催化裂化装置的外取热器内安装一个催化剂引出管，该引出管也可以安装在外取热器催化剂出口管内，用提升风将冷却后的催化剂提升至一台新设置的气固分离器内，空气返回再生器密相段，而催化剂经脱气后通过输送管进入再生斜管，与来自再生器的高温催化剂(再生剂)混合后一同进入反应器。由于混合后再生催化剂温度下降30℃-160℃，这样可以在不降低再生温度甚至提高再生温度的条件下，使剂油比提高到6-8，原料预热温度提高到200℃-400℃，使操作可以在高再生温度、高剂油比、高原料预热温度下进行，使反再系统得到很好的优化.

对于受设计因素制约而剂油比很难提高的催化裂化装置，可以将冷却后的催化剂提升至气固分离器脱气后送入提升管反应器的预提升段，形成一种“双斜管”结构，这样催化剂的循环量就可以不受再生剂输送线路推动力的制约，达到提高剂油比的目的。

本发明是利用已有外取热器的催化裂化装置，改变现有技术中将取热后的再生剂全部返回再生器密相段的做法，而将部分冷却的再生剂与进入再生剂输送管路的热再生剂混合，使混合再生剂控制在合理的温度下，进入提升管反应器的反应段。本发明所说的再生剂输送管路既包括再生斜管也包括提升管反应器的预提升段。

本发明的再生剂输送管路催化剂冷却方法，其特征在于将经催化裂化外取热器冷却后的部分再生剂，通过再生斜管引入提升管反应器，与原料油接触反应。所说的经催化裂化外取热器冷却后的部分再生剂，首先引入到一个气固分离器中，分出气体后进入再生斜管，与来自再生器的热再生剂混合后，一同进入提升管反应器。也可以将所说的经催化裂化外取热器冷却后的部分再生剂脱气后，由一条独立的管路输送到提升管反应器的预提升段，与来自再生器的热再生剂混合，进入提升管反应器的反应段。

本发明结合附图作进一步描述：

图1是再生剂输送管之催化剂冷却方法的示意图。图中：(1)再生器；(2)外取热器；(3)再生剂提升弯管；(4)气固分离器；(5)冷再生剂输送管；(6)冷热再生剂混合器；(7)再生斜管；(8)提升风返回管；(9)主风分布管；(10)主风入口；(11)流化风；(12)提升风；(13)流化风返回管；(14)待生斜管。在外取热器(2)冷却的再生剂，其中一部分返回再生器，用来调节再生器温度，另一部分用提升风(12)提升至气固分离器(4)进行气固分离。空气经返回管(8)返回再生器密相段，催化剂脱气后经冷再生剂输送管(5)流进冷热再生剂混合器(6)，用已冷却的低温再生剂来降低直接从再生器(1)流出的高温再生剂的温度，然后二者一同经过再生斜管(7)进入提升管反应器。冷再生剂的引出位置可以如图1所示在取热器内，也可以在取热器催化剂的返回管(15)上。

如果考虑压力平衡等限制因素，可以考虑将引出的低温再生剂送入提升管的预提升段，如图2所示。图中(16)预提升段，(17)提升管反应器，(18)进料喷嘴，(19)再生斜管，(20)从再生器来的热再生催化剂，(21)冷再生剂斜管，(22)从外取热器引出的低温再生催化剂，(23)预提升气。从外取热器引出的冷催化剂经气固分离器分离出提升风后，将低温再生剂用冷再生剂斜管(21)输送至预提升段(16)中，与原有装置的再生斜管一同构成双斜管结构。

本发明相比现有技术有如下优点：

1、本发明在再生剂输送管路上使再生剂冷却降温，在不降低再生温度的条件下，靠降低再生催化剂温度，使剂油比成为独立可调变量。在相同反应温度下，可提高剂油比，提高原料预热温度。

2、再生温度不受剂油比和原料预热温度的制约，再生温度可以提高，有利于高效再生，并起到钝化重金属的作用。高再生温度使烟气带出热量增多，取热量减少。

3、因再生剂温度降低，使催化裂化过程热反应减少，再生剂在提升管预提升段的水热失活减轻。

4、高再生温度、高剂油比特别适用于超稳分子筛催化剂的应用。

5、与混合温度控制技术、注终止剂等技术相比，本发明没有直接参与化学反应，并且因取热温位高，热量利用更加合理。

6、本发明提出的再生剂冷却方式不必安装滑阀。

7、使用本发明，并不影响其它技术的使用，如与终止剂注入技术共同使用，效果更好。

                      实施例1

在小型提升管催化裂化装置上验证本发明的效果。原料油为大庆减三线馏分油掺20％(m)减压渣油，催化剂为兰州炼油化工总厂催化剂分厂生产的LCS-7工业平衡剂，反应温度为500℃，质量空速为20/h，外取热器将再生剂冷却至550℃。实验1采用现有技术，剂油比为5.2，再生温度为700℃，原料预热温度为160℃。实验2采用本发明的操作方案，即通过调整分别来自外取热器和再生器的冷热再生剂的比例，使剂油比提高到6.7，原料预热温度提高到240℃，再生温度提高到720℃，实验结果列于表1：表1序号    产品分布，m％             轻油收率  选择性，m/m

 气体  汽油  柴油  油浆  焦炭    m％    (汽油/焦炭)1    22.1  46.3  22.1  3.0   6.5    68.4       7.12    21.8  47.5  22.4  2.1   6.2    69.4       7.7

由实施例1的实验结果看出，采用本发明的操作方案，可使气体产率降低，轻油收率提高，焦炭产率下降，选择性提高，效果非常明显。

                          实施例2

在小型提升管催化裂化实验装置上验证采用本发明后原料预热温度提高的效果。原料油为大庆减压馏分油掺60％(m)减压渣油，催化剂为长岭催化剂厂生产的CC-15，反应温度为495℃，再生温度为730C，剂油比6.0；质量空速为15/h。来自外取热器的再生剂温度为550℃，通过调整冷热再生剂的流率，在保证反应系统热平衡的前提下，将原料预热温度定为200℃、250℃、350℃进行催化裂化实验，结果见表2。

表2序号原料预热温度    产品分布，m％        轻油收率    选择性，m/m

℃      气体  汽油  柴油  重油  焦炭    m％    (汽油/焦炭)3    350    12.51 43.22 21.41 15.73 7.13   64.63      6.064    250    13.18 42.04 18.52 18.01 8.25   60.56      5.105    200    14.30 39.93 16.32 20.71 8.74   56.25      4.57

采用本发明，可有效改善现有催化裂化装置普遍存在的原料预热温度偏低这一不利现状。由实验结果看出，采用高的原料预热温度是极为有利的，气体和焦炭产率下降，轻油收率升高，选择性变好；而采用较低的原料预热温度，由于重质原料雾化效果变差，使产品分布变差。

                           实施例3

在小型固定流化床反应装置上进行烧焦实验，不同烧焦温度的使用结果列于表3：表3烧焦温度，℃    时间，min    再生剂定碳，m％

760            15          0.049

730            15          0.073

700            15          0.101

670            15          0.122

结果表明，再生温度高对催化剂活性恢复是非常有利的，由于本发明可以在提高剂油比和原料预热温度的同时提高再生温度，再生效果加强，再生剂活性提高，有利于重质原料的转化。

                    实施例4

处理量为60万吨/年大庆常渣催化裂化装置，回炼比为0.1，反应温度510℃，再生温度750℃，原料预热温度165℃，剂油比4.25。来自外取热器的再生剂温度为550℃，通过调整冷热再生剂的比例，在冷热催化剂混合后温度每降低10℃的条件下，剂油比和原料预热温度的改变情况见表4：

表4再生剂温度，℃    剂油比    原料预热温度，℃

750           4.25        165(现有技术)

740           4.46        192

730           4.70        215

720           4.96        237

710           5.25        260

700           5.58        275

690           5.95        295

680           6.37        315

670           6.87        335

660           7.44        360

650           8.62        385

从以上结果看出，在再生温度保持750℃的情况下，通过掺入冷却再生剂使去反应系统的再生剂温度降低100℃，即可使剂油比提高到8.62，原料预热温度提高385℃。若按现行取热技术，要想使剂油比和原料预热温度达到上述水平，就需要将再生器的烧焦温度降低到650℃，这显然会影响烧焦效果。可见，采用本发明，会使反再系统的操作趋于合理与优化。

Claims (3)

1、再生剂输送管路催化剂冷却方法，其特征在于将经催化裂化外取热器冷却后的部分再生剂，通过再生剂输送管路引入提升管反应器，与原料油接触反应。

2、按照权利要求1的方法，其特征在于所说的经催化裂化外取热器冷却后的部分再生剂，首先引入到一个气固分离器中，分出气体后进入再生斜管，与来自再生器的热再生剂混合后，一同进入提升管反应器。

3、按照权利要求1的方法，其特征在于所说的经催化裂化外取热器冷却后的部分再生剂脱气后，由一条独立的管路输送到提升管反应器的预提升段，与来自再生器的热再生剂混合，进入提升管反应器的反应段。

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