CN201962247U - 一种催化裂化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种催化裂化装置，属于石油化工技术领域。该催化裂化装置包括反应器、催化剂温控器，其特征在于：反应器自下而上设置有裂化反应区、催化剂补充区和直径较裂化反应区扩大的产品改质反应区；在催化剂补充区和产品改质反应区之间设置隔板，所述隔板下部与反应器器壁之间的空间形成催化剂补充区；催化剂温控器通过管路与催化剂补充区连通。本实用新型提供的装置，催化剂补充区的设置强化了产品改质反应区中反应油气与催化剂的接触反应效果、隔板的设计能够实现产品改质反应区低反应温度、长反应时间的操作要求；降低了工程投资和操作能耗。

Description

一种催化裂化装置

技术领域

本实用新型涉及石油化工技术领域，特别是涉及一种石油烃类原料催化裂化装置。

背景技术

催化裂化装置是最主要的汽油生产装置，世界绝大部分车用汽油来自催化裂化装置，常规催化裂化采用提升管反应器。

现有提升管反应器的直径是均匀的，随着催化反应的进行，更多小分子生成，分子膨胀使提升管内垂直向上的流速急剧增加，不利于能改善产品质量分布的烯烃二次反应的进行，解决这一问题的理想方法是在均匀直径的提升管反应区的中上部进行扩径，使烯烃有更长时间参加二次反应。

CN99105903.4公开了一种用于流化催化转化的提升管反应器，沿垂直方向从下至上依次为互为同轴的预提升段、第一反应区、直径扩大了的第二反应区、直径缩小了的出口区，在出口区末端连有一段水平管。该技术中，下部的裂化反应区为一次裂解反应区，反应温度较高，物料停留时间较短，而上部的改质反应区的反应温度降低，物料停留时间较长，物料进行烷基化反应和氢转移反应，提高汽油组成中异构烷烃的含量；CN01102240.X公开了一种生产低烯烃汽油和多产柴油的催化转化方法，将原料油和热的再生催化剂在反应器的第一反应区接触发生大分子裂化反应，生成的油气和带炭催化剂上行至第二反应区进行裂化反应、氢转移反应和异构化反应；工程设计上第二反应区比第一反应区直径扩大，其作用是降低油气和催化剂的流速和反应温度。

上述技术即石油化工科学研究院开发的MIP工艺，工业装置运行结果表明，该工艺技术能显著降低汽油中的烯烃含量，产品液收增加，焦炭选择性变强，干气和油浆产率下降。

但是，由于提升管第二反应区的直径扩大，第二反应区流体速度急剧减小，需要向第二反应区补充部分催化剂以调节、维持需要的空速。为解决上述问题，在现有设计上，石油化工科学研究院在MIP工艺的工程实施上采用从沉降器向第二反应区补入待生催化剂，其具体装置设计在《石油炼制与化工》2003年第34卷第11期第1-6页的“多产异构烷烃的催化裂化工艺的工业应用”一文中有详细介绍：采用MIP工艺对高桥石化分公司炼油厂1.4Mt/a催化裂化装置进行改造，提升管整体更换，提升管下部作为第一反应区，在提升管中部增加了一个扩径段作为第二反应区；其中沉降器整体抬高2m，在沉降器汽提段上锥段设置溢流斗，溢流斗在沉降器壁上设有抽出口，通过循环待生管线和改质反应区底部连通，从而将沉降器内的部分待生催化剂引入改质反应区。

这样就解决了第二反应区维持空速的问题，但直接向第二反应区补充催化剂，存在催化剂混合不均匀等问题。由于第二反应区直径的扩大造成第二反应区流速太低，催化剂返混较严重，催化剂活性很低，效率不高，影响了烯烃的二次转化反应程度，结果造成反应生焦增加。

针对现有问题，石油化工科学研究院进行了改进，CN200610169512.6公开了一种改进的流化催化转化反应器，在裂化反应区与改质反应区之间设置混合区，并在混合区内安放带孔分布板，使沉降器或/和汽提器的待生催化剂进入改质反应区时均匀分布，有利于反应油气与催化剂的充分接触。

实用新型内容

在上述催化裂化方法的基础上，本实用新型的目的在于提供一种石油烃类原料催化裂化装置，实现强化催化裂化过程生产低烯烃高辛烷值汽油的目标。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种催化裂化装置，包括反应器、催化剂温控器，其特征在于：反应器自下而上设置有裂化反应区、催化剂补充区和直径较裂化反应区扩大的产品改质反应区；在催化剂补充区和产品改质反应区之间设置隔板，所述隔板下部与反应器器壁之间的空间形成催化剂补充区；催化剂温控器通过管路与催化剂补充区连通。

催化剂补充区和产品改质反应区之间的隔板外壁与催化剂补充区器壁之间的夹角角度为6-40°。

裂化反应区出口延伸至所述催化剂补充区内，裂化反应区出口与所述隔板之间设置有介质通道。进入催化剂补充区的催化剂与裂化反应区的油气和催化剂一起经上述介质通道向上进入产品改质反应区继续反应。

在催化剂补充区内竖向设置导流管，该导流管与隔板之间、导流管与裂化反应区出口之间均设置有介质通道。裂化反应区的油气和催化剂沿导流管向上进入产品改质反应区，进入催化剂补充区的降温催化剂则由导流管外部向上进入产品改质反应区，上述混合物流在产品改质反应区接触并反应。

催化剂补充区设置有冷却介质入口和流化蒸汽入口。

所述反应器的裂化反应区和产品改质反应区可以由不同直径的反应部分组成。

催化剂温控器进入反应器催化剂补充区的催化剂温度为450-580℃；催化剂温控器的设计可以实现对进入催化剂补充区的催化剂温度的灵活调节，优先选用ZL200920223355.1中所述的催化剂降温设备。

本实用新型的技术方案是这样实现的：来自再生器的再生催化剂在反应器裂化反应区与原料油接触反应，反应混合物沿反应器向上流动；一部分来自再生器的催化剂经催化剂温控器冷却降温至适宜温度后进入催化剂补充区，在催化剂补充区内先经过水平运动后混合上行，与来自裂化反应区的反应混合物均匀混合后进入扩径的产品改质反应区继续反应；由于产品改质反应区下部隔板的设计，使上述混合物流按流体力学规律缓慢扩张进入产品改质反应区，降低产品改质反应区的空速和反应温度，使油气在产品改质反应区充分进行烷基化反应和氢转移反应；反应结束后油气和催化剂进入沉降器进行分离，油气经油气出口管线引出送入后续分馏系统，催化剂则流入汽提段，汽提后送入再生器再生。

采用本实用新型的技术方案，至少具有以下有益效果：

(1)本实用新型中，由于催化剂补充区的设置，使补充的催化剂与裂化反应区的反应物流在裂化反应区或导流管周边经过水平运动、上行运动实现均匀混合，强化了产品改质反应区中反应油气与催化剂的接触反应效果；

(2)本实用新型中，由于向产品改质反应区补充的是低温、高活性的再生催化剂，在调节、维持产品改质反应区需要空速的同时，有效提高了反应器产品改质反应区的催化剂活性及选择性；

(3)本实用新型中，催化剂不是直接补入产品改质反应区内，而是先进入催化剂补充区，工程实施上，催化剂补入口可以比现有MIP技术设计的补剂口标高至少低6m以上，大大降低了工程投资和操作能耗；

(4)本实用新型中，催化剂补充区与产品改质反应区之间设置的隔板能够使进入产品改质反应区的油气、催化剂等物流按流体力学规律缓慢均匀扩张，使上述物流和壁面间的相对速度降为最小，实现产品改质反应区低反应温度、长反应时间的操作要求。

附图说明

图1-3为本实用新型的催化裂化装置示意图。

图中编号说明：10进料喷嘴；11裂化反应区；12产品改质反应区；13出口区；14隔板；15催化剂补充区；16裂化反应区出口；17沉降器；18汽提段；19待生立管；20再生器；21催化剂温控器；22催化剂补充管；23再生立管；24油气出口；25预提升段；26输送管；27急冷剂入口；α隔板与反应器器壁之间的夹角。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围包括但是不限于此：

实施例1：

图1-2为某炼油厂280万吨/年催化裂化装置示意图，反应器与沉降器17、汽提段18采用同轴连体设计；反应器自下而上设置有预提升段25(直径2.0m，高度5m)、裂化反应区11(直径1.6m，高度6m)、催化剂补充区15(高度2.5m)、产品改质反应区12(直径4.2m，高度14m)及出口区13(高度20m)；裂化反应区11下部设有进料喷嘴10；裂化反应区11与产品改质反应区12间设有隔板14，隔板外壁与催化剂补充区器壁之间的夹角α为20°；裂化反应区出口16延伸至催化剂补充区15内；汽提段18通过待生立管19与再生器20连通；再生器20设置有催化剂温控器21；催化剂温控器21通过催化剂补充管22与催化剂补充区15连通；汽提段18及催化剂补充区15内均设置有气体分布器。

本实施例中，预热的常压渣油、回炼油浆采用分段进料；再生器20按680-700℃条件再生；一部分再生催化剂进入催化剂温控器21冷却降温至540℃后进入催化剂补充区15内，补充的催化剂沿裂化反应区周边上行，与裂化反应区的催化剂及反应油气均匀混合后再进入改质反应区继续反应；急冷水由急冷剂入口27喷入反应器；产品汽油中烯烃含量降至26％以下。

实施例2：

图3为另一种工业应用的催化裂化装置示意图，在催化剂补充区15内设置导流管16(直径1.4m，高度1.8m)，导流管为内套管形式；一部分再生催化剂进入催化剂温控器21冷却降温至500℃后进入催化剂补充区15内，补充的催化剂沿导流管16周边上行，与裂化反应区的催化剂及反应油气均匀混合后一起进入改质反应区继续反应；其余部分装置结构同例1。本实施例中，产品汽油烯烃含量降至25％以下。

Claims (6)

1.一种催化裂化装置，包括反应器、催化剂温控器，其特征在于：反应器自下而上设置有裂化反应区、催化剂补充区和直径较裂化反应区扩大的产品改质反应区；在催化剂补充区和产品改质反应区之间设置隔板，所述隔板下部与反应器器壁之间的空间形成催化剂补充区；催化剂温控器通过管路与催化剂补充区连通。

2.根据权利要求1所述的催化裂化装置，其特征在于：催化剂补充区和产品改质反应区之间的隔板外壁与催化剂补充区器壁之间的夹角角度为6-40°。

3.根据权利要求1所述的催化裂化装置，其特征在于：裂化反应区出口延伸至所述催化剂补充区内，裂化反应区出口与所述隔板之间设置有介质通道。

4.根据权利要求1所述的催化裂化装置，其特征在于：在催化剂补充区内竖向设置导流管，该导流管与隔板之间、导流管与裂化反应区出口之间均设置有介质通道。

5.根据权利要求1所述的催化裂化装置，其特征在于：催化剂补充区设置有冷却介质入口和流化蒸汽入口。

6.根据权利要求1所述的催化裂化装置，其特征在于：所述反应器的裂化反应区和产品改质反应区由不同直径的反应部分组成。

Images