CN201684586U - 一种带有直联粗旋的催化裂化多提升管反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种带有直联粗旋的催化裂化多提升管反应器，包括提升管、粗旋风分离器、顶部旋风分离器和汽提段，其特征在于，所述的提升管数量为2～4个，所述的粗旋风分离器的升气管与顶部旋风分离器的入口直接连接；所述的顶部旋风分离器的上部与集气室相连。本实用新型的反应器，可以根据装置生产方案和产品质量的需要，不同性质的进料分别在各自适宜的反应环境下进行裂化反应，提高了目的产品收率；有效缩短裂化油气在沉降器内的停留时间，降低生焦率，提高目的产品的收率；另外还可以有效抑制沉降器内的结焦，确保装置长周期安全运行；最后，利用粗旋风分离器操作弹性大的特点，大大地降低了操作难度。
Description
技术领域
本实用新型属于石油炼制与化工进行催化裂化反应的设备，更具体地说，是应用于石油炼制催化裂化装置中的一种新型提升管反应器设备。
背景技术
近些年来，围绕着对催化裂化反应技术的深入研究发展和延伸，国内外研究单位和工程公司都开展了大量的研究开发，并形成了一系列的催化裂化家族化技术，如石科院开发的MGD、MIP-CGP、DCC、ARGG以及CPP反应工艺，洛阳工程公司的灵活多效催化裂化工艺方法(FDFCC)，石油大学(华东)的双提升管技术(TSRFCC和TSRCP-MPE)以及石油大学(北京)的辅助反应器技术等具有各自技术特色的催化反应技术，满足市场对催化裂化产品的要求。
如图1所示，为催化裂化装置典型的双提升管技术反应部分示意图。这些催化裂化提升管反应工艺基本上均通过设置1～2根提升管，在不同的提升管或者提升管的不同位置设置不同的反应功能区，以达到不同的进料在适宜的反应环境下，最大化地提高目的产品的收率以及改善产品质量。但是由于提升管数量的局限性，对多种不同性质的进料，在有限的独立提升管上很难达到各自理想的反应环境。另外，这些技术都没有对提升管出口快分系统做出创新，只是对提升管内的反应有所优化，没有进一步对提升管出口的二次反应区做到抑制和消除，因此难于对整个提升管反应器做到最优化考虑。
在催化裂化装置提升管反应器中，提升管出口的气固快速分离系统(简称快分)对反应油气与催化剂尽可能地做到快速分离，从而缩短油气在反应沉降器内的停留时间，减少非理想的二次裂化，改善产品分布起着至关重要的作用，是反应部分的关键设备之一。目前提升管出口快分系统主要有两种：粗旋快分系统和VQS快分系统。粗旋快分系统具有设备简单，分离效率高以及操作弹性大等优点，但不足之处在于尽管目前对该系统结构进行了一些改进，但在进一步的缩短裂化油气在沉降器的停留时间，降低沉降器结焦，保证装置长周期运行等方面不尽理想，适用于在原料性质较好的催化裂化装置上应用；VQS快分系统在减少油气停留时间，降低反应系统结焦方面，尤其是在原料性质很差的情况下，防结焦效果非常显著，但不足点是在生产操作上需要严格精细，对操作人员的操作水平要求较高。总之，这两种快分系统在使用性能上各有优缺点，在一些特定的条件下，才能更好地发挥出各自快分系统的特点和技术先进性。
专利CN201186919Y公开了一种可用于石油烃类原料催化转化的沉降器，为一种可用于石油烃类原料催化转化、供双提升管或多提升管共用的沉降器，使各提升管的反应产物互不混合，实现单沉降器多分馏塔，大幅节省投资。由于该设备至少有一组气固分离器的进口与沉降器内部空间连通，无法构成完全的密闭直联结构，致使油气在沉降器中停留时间过长，增加了二次裂化以及沉降器内结焦的可能性。
实用新型内容
本实用新型的目的，在于针对目前主要的单或双提升管反应器以及提升管出口快分系统的一系列问题，提出了一种新型的多提升管反应器。使用本实用新型的这种新型提升管反应器可以更加有利于优化不同性质原料，在不同的提升管反应条件下，改善目的产品收率，提高轻质油收率；同时可以更有效地降低反应系统结焦，确保装置长周期安全运行。
本实用新型的一种带有直联粗旋的催化裂化多提升管反应器是通过以下技术方案实现的：
本实用新型的带有直联粗旋的催化裂化多提升管反应器，包括汽提段6、提升管1、反应沉降器7以及其中的粗旋风分离器2和顶部旋风分离器3，其特征在于：
所述的提升管1数量为2～4个，各提升管1分别与各粗旋风分离器2相连接；
所述的粗旋风分离器2的升气管与顶部旋风分离器3的入口直接连接，组成直联粗旋快分系统；
所述的顶部旋风分离器3的出口与反应沉降器7上部的集气室9相连。
所述的反应沉降器7的内部设置有油气收集旋风分离器4和油气收集管5；
所述的油气收集旋风分离器4的旋分入口与油气收集管5直接相连；
所述的油气收集旋风分离器4的上部设有升气管8；
所述的升气管8出口与反应沉降器7上部的集气室9相连通；
所述的油气收集管5可以为中空方柱或圆柱结构。
本实用新型可以这样使用：
从各个提升管1来的油剂进入反应沉降器7内的多个粗旋风分离器2进行气固一次快速分离；分离后的油气和少量催化剂经过粗旋风分离器2升气管通过直联方式直接进入顶部旋风分离器3进行气固二次分离；从粗旋风分离器2和顶部旋风分离器3回收下来的待生催化剂进入汽提段6进行汽提。
从汽提段6来的汽提蒸汽以及待生催化剂携带的少量油气首先进入油气收集管5，继而进入油气收集旋风分离器4；回收的油气和蒸汽经升气管8直接进入集气室9，同时回收下来的少量催化剂再次回到汽提段6进行汽提。
从提升管1出口来的反应油气通过直联密闭的粗旋快分系统进入集气室9，反应沉降器7内仅有的汽提蒸汽和少量携带的油气可通过油气收集旋风分离器4进行回收。
通过采用上述的技术方案，本实用新型可以达到的效果主要体现在以下几点：
1.由于设置了不少于两根的独立提升管反应器，使多根不同的独立提升管实现不同的反应功能成为可能，更有利于实现多产汽油、多产柴油以及多产烯烃(如乙烯、丙烯等)的生产方案；同时由于不同的独立提升管的热媒催化剂可以是来自于再生器或汽提段的再生、半再生以及待生催化剂，从而可以更加有利于满足不同性质的反应进料在优化的反应环境下进行裂化反应，达到提高目的产品收率和改善产品质量的目标；另外，根据不同生产方案的灵活调整切换的需要，可以通过在一套多提升管系统中预先设置多根具有不同功能的独立提升管系统，从而可以根据实时市场对催化裂化产品的不同需求，灵活地调整多提升管系统的操作模式和生产方案，更好地提高目的产品的收率和改善产品质量，从而更好地实现炼油企业创造经济效益的稳定性；
2.由于采用了粗旋风分离器升气管与顶部旋风分离器直联的方式，可以有效缩短油气在沉降器内的停留时间，减少非理想的二次裂化反应，提高目的产品的收率；
3.由于采用了多提升管出口粗旋分别与一个顶部旋风分离器直联的方式，可以因生产方案的变化、操作条件的调整，灵活切换某一提升管的投用与否，对其它的提升管没有影响，同时对其它直联的顶部旋风分离器的线速和负荷没有影响，避免因操作负荷的变化引起顶部旋风分离器线速和负荷的变化以致使催化剂跑损量增大的结果，该方案使操作弹性大大增加；
4.由于在多个提升管出口采用了粗旋风分离器形式的一次分离设备，提高了气固分离的效率，同时利用其操作弹性大的优点，极大地降低了操作难度，有利于降低操作人员的工作强度。
下面结合图2和具体实施方式对本实用新型专利作进一步详细描述。
附图说明
图1是现有双提升管反应器的设备内构件组成和结构示意图
图2是本实用新型提升管反应器的设备内构件组成和结构示意图
具体实施方式
如图2所示，本实用新型的带有直联粗旋的催化裂化多提升管反应器，包括提升管1、粗旋风分离器2、顶部旋风分离器3和汽提段6，提升管1数量为3个，粗旋风分离器2的升气管与顶部旋风分离器3的入口直接连接，组成直联粗旋快分系统。顶部旋风分离器3的上部与集气室9相连。
本实用新型的反应器还包括反应沉降器7，在反应沉降器7的内部设置有油气收集旋风分离器4和油气收集管5；
油气收集管5为中空方柱或圆柱结构，油气收集旋风分离器4的旋分入口与油气收集管5直接相连；
油气收集旋风分离器4的上部设有升气管8，该升气管8与集气室9相连通。
其工作原理如下：
(1)从多个提升管1来的油剂进入反应沉降器内的多个粗旋风分离器2进行气固一次快速分离，分离后的油气和少量催化剂经过粗旋风分离器2升气管通过直联方式直接进入顶部旋风分离器3进行气固二次分离，而从粗旋风分离器2和顶部旋风分离器3回收下来的待生催化剂进入汽提段6进行汽提；
(2)从汽提段6来的汽提蒸汽以及待生催化剂携带的少量油气首先进入油气收集管5，继而进入油气收集旋风分离器4，回收的油气和蒸汽经其升气管直接进入集气室，同时回收下来的少量催化剂再次回到汽提段6进行汽提；
(3)由于从提升管出口来的反应油气通过直联密闭的粗旋快分系统进入集气室，反应沉降器7内仅有的汽提蒸汽和少量携带的油气可通过油气收集旋风分离器进行回收，因此大大降低了油气在反应器内大量结焦的可能性。
在具体实施过程中，可以根据生产方案(如多产汽油、柴油或烯烃方案)的需要，设置2～4独立提升管并且将其划分为不同的反应功能区，将不同性质的反应进料注入到功能不同的独立提升管中，通过优化不同提升管中的热媒催化剂活性、剂油比、反应温度，另外还可以根据不同进料在提升管中反应停留时间的需要，在提升管上的适当位置设置进料喷嘴。
同时还需要根据反应操作条件优化粗旋风分离器2、顶旋风分离器3以及油气收集旋风分离器4和收集管5的结构和尺寸，同时采用适当的设备连接方式和吸收热膨胀的结构，另外在工艺上考虑在沉降器内注入适量的防焦蒸汽和采用适当的操作模式，防止集气室内油气泄漏至反应沉降器内。通过以上措施，可以有效缩短油气在沉降器内的停留时间，减少非理想的二次裂化反应，提高目的产品的收率。同时，由于大大降低了油气在沉降器内结焦的可能性，也确保了装置可以达到长周期安全运行的目的。另外，由于粗旋风分离器操作弹性较大，极大地降低了操作难度，有利于降低操作人员的工作强度。
Claims (3)
1.一种带有直联粗旋的催化裂化多提升管反应器，包括汽提段(6)、提升管(1)、反应沉降器(7)以及其中的粗旋风分离器(2)和顶部旋风分离器(3)，其特征在于：
所述的提升管(1)数量为2～4个，各提升管(1)分别与各粗旋风分离器(2)相连接；
所述的粗旋风分离器(2)的升气管与顶部旋风分离器(3)的入口直接连接，组成直联粗旋快分系统；
所述的顶部旋风分离器(3)的出口与反应沉降器(7)上部的集气室(9)相连。
2.如权利要求1所述的带有直联粗旋的催化裂化多提升管反应器，其特征在于：
所述的反应沉降器(7)的内部设置有油气收集旋风分离器(4)和油气收集管(5)；
所述的油气收集旋风分离器(4)的旋分入口与油气收集管(5)直接相连；
所述的油气收集旋风分离器(4)的上部设有升气管(8)；
所述的升气管(8)出口与反应沉降器(7)上部的集气室(9)相连通。
3.如权利要求2所述的带有直联粗旋的催化裂化多提升管反应器，其特征在于：
所述的油气收集管(5)为中空方柱或圆柱结构。
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Cited By (2)
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| CN108102676A (zh) * | 2016-11-25 | 2018-06-01 | 何巨堂 | 两路或多路碳氢料热解产物共用沉降器的组合方法和设备 |
| CN115305114A (zh) * | 2021-05-07 | 2022-11-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种双提升管或多提升管沉降器 |
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