CN203820717U - 一种油剂短接触催化裂化反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于石油化工行业的油剂短接触催化裂化反应器，主要由反应管，反应器壳体，再生剂输送管，原料输送管和喷嘴组成，反应管同轴设置于反应器壳体内，喷嘴同轴设置于反应管内，再生剂输送管与反应管连通，原料输送管与喷嘴相连通，其特征在于：还包括快速分离器，快速分离器顶部通过过渡段与反应器壳体底部相连通。本实用新型的油剂短接触催化裂化反应器与常规催化裂化提升管反应器相比，其反应时间大大缩短，在缓和反应区由于降低了催化剂的浓度，从而降低了裂化的反应程度；从而抑制了过裂化现象的发生，降低了干气和焦炭产率。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油化工行业，尤其涉及用于石油化工行业催化裂化技术领域。
背景技术
催化裂化是石油二次加工中最重要的一个加工过程。近年来，针对原料油日益变重以及对环境友好燃料油品的需求，国内外各大石油公司、研究机构及大院校围绕进一步优化催化裂化反应、提高转化率、改善产品分布进行了深入的研究，各种新技术，新设备及新型催化剂不断出现，不同程度地促进了催化裂化工艺技术的的发展。然而，随着原油的重质化和劣质化，作为催化裂化反应过程的传统的提升管反应器而言，主要表现在提升管过长造成反应时间过长；催化剂在提升管中由于向下的重力作用，不可避免的产生滑落和返混现象；随着原料油的重质化以及对产品选择性要求的提高，提升管反应器因催化剂滑落和返混带来的问题也日益明显。提升管催化裂化由于催化剂积炭而使其活性和选择性下降及由于热烈化与非理想的二次反应发生等现象。这种现象对催化裂化产品的选择性和裂化产品的质量有很大的影响，干气和焦炭产率高，轻油收率低，产品质量差，催化裂化汽油中烯烃含量高。
为了克服上述缺点，国内外各大石油公司、研究单位及石油炼制研究者做了大量工作，相继开发了不同形式的油剂短接触催化裂化技术，其目的是最大限度地克服油气和催化剂之间的返混，减少二次裂化和氢转移反应的发生，使得裂化产品的选择性好，干气、焦炭产率降低，轻质油品收率高，裂化产品的质量好。
美国专利US4985136、USP5462652公开了一种超短接触催化裂化方法，即MSCC。在该方法中，催化剂以幕帘的形式向下流动，而石油烃垂直喷入该催化剂以幕帘中，反应产物和催化剂水平穿过反应区后，油剂混合物快速分离；部分汽提后的催化剂不经再生直接进入催化剂混合器，与完全再生后的催化剂混合，以提高剂油比。该方法虽然通过加大剂油比的办法提高了油剂初始接触段催化剂的浓度，但是由于催化剂在自由落体过程中不可能达到重油充分转化所需的浓度，因此也存在着油剂接触效率不高，重油转化深度不够的问题。
本实用新型提供的一种油剂短接触催化裂化反应器，将其应用于重油催化裂化工艺过程。设置有主反应区和缓和反应区。油剂短接触反应主要在主反应区完成后，进入缓和反应区和快速分离器。在缓和反应区由于降低了催化剂的浓度，从而降低了裂化的反应程度；在快速分离器内反应生成物和催化剂实现了快速分离，避免了裂化反应产物二次反应的现象发生。由于采用了油剂适宜的短接触反应时间及快速分离器，可以避免由于提升管反应器过长造成催化剂滑落和返混程度加剧的现象和裂化反应产物二次反应的现象发生，从而降低干气、液化石油气及焦炭产率，提高轻油收率和产品质量。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种油剂短接触催化裂化反应器，将其应用于重油催化裂化工艺过程，通过采用了油剂适宜的短接触反应时间及快速分离器，可以解决现有技术中由于提升管反应器过长造成催化剂滑落和返混程度加剧的现象和裂化反应产物二次反应的现象发生，从而降低干气、液化石油气及焦炭产率，达到提高轻油收率和产品质量的目的。
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种油剂短接触催化裂化反应器，主要由反应管，反应器壳体，再生剂输送管，原料输送管和喷嘴组成，反应管同轴设置于反应器壳体内，喷嘴同轴设置于反应管内，再生剂输送管与反应管连通，原料输送管与喷嘴相连通，其特征在于：还包括快速分离器，快速分离器顶部通过过渡段与反应器壳体底部相连通，快速分离器上面肩部还设置有裂化产物输送管，底部出口与催化剂输送管相连通。
本实用新型一种油剂短接触催化裂化反应器，其进一步特征在于：所述反应器壳体为倒圆锥型，采用金属不锈钢管制成，反应器壳体顶部直径D为0.5～2.0m，反应器壳体底部直径d为0.3～1.8m，长度H为1.5～5.0m。反应器壳体顶部通过反应器内顶和反应器外顶封闭，反应器内顶为圆弧型，反应器外顶采用椭圆形封头设置在反应器内顶的外部。
本实用新型一种油剂短接触催化裂化反应器，其进一步特征在于：所述反应管采用金属不锈钢管制成，直径为0.2～1.5m，长度为1.0～4.0m。反应管出口到反应器壳体内顶的距离h1为0.5～2.0m。
本实用新型一种油剂短接触催化裂化反应器，其进一步特征在于：所述催化剂输送管与反应器壳体中心线的构成的夹角α为15～75°，最佳为30～58°。
本实用新型一种油剂短接触催化裂化反应器，其进一步特征在于：所述快速分离器中部采用圆形筒体，顶部采用正圆锥形筒体，下部采用斜圆锥形筒体。快速分离器底部连通催化剂输送管，快速分离器顶部通过过渡段与反应器壳体底部连通在一起，快速分离器上面肩部连通裂化产物输送管。
本实用新型一种油剂短接触催化裂化反应器，其进一步特征在于：所述喷嘴与原料输送管连通，喷嘴采用常用的套管式喷嘴。原料输送管采用圆环型套管，内管输送原料油，外套管输送雾化水蒸气。喷嘴到反应管出口的距离h2为0.5～3.0m。
本实用新型一种油剂短接触催化裂化反应器，反应器组件中的管线与连通件均采用金属不锈钢材料制成。用于工业装置时均采用内衬隔热衬里加工制成。在该油剂短接触催化裂化反应器中油剂反应时间有效控制为0.1～1.0秒。
本实用新型一种油剂短接触催化裂化反应器，由喷嘴与反应管构成主反应区，反应管与反应器壳体及反应器内顶构成的圆锥形空间为缓和反应区。油剂短接触反应主要在主反应区完成后，进入缓和反应区和快速分离器。在缓和反应区由于降低了催化剂的浓度，从而降低了裂化的反应程度；在快速分离器内反应生成的裂化产物和催化剂实现了快速分离，避免了裂化反应产物二次反应的现象发生。
与现有技术相比，采用本实用新型发明，具有如下的有益效果：
1、本实用新型提供的油剂短接触催化裂化反应器与常规催化裂化提升管反应器相比，反应主要在主反应进行区进行，其反应时间大大缩短，在缓和反应区由于降低了催化剂的浓度，从而降低了裂化的反应程度；从而抑制了过裂化现象的发生，降低了干气和焦炭产率。
2、本实用新型提供的油剂短接触催化裂化反应器在反应器底部设置了快速分离器，反应后的裂化产物与反应后的催化剂在快速分离器实时分离，避免了裂化产物二次反应的现象发生，减少了二烯烃及炔烃的浓度，降低了裂化气产率，从而提高了汽、柴油产品质量的安定性。
附图说明
图1本实用新型一种油剂短接触催化裂化反应器示意图。
图中所示附图标记为：1-再生剂输送管，2-反应管，3-反应器壳体，4-反应器外顶，5-反应器内顶，6-喷嘴，7-过渡段，8-原料输送管，9-裂化产物输送管，10-陕速分离器，11-催化剂输送管。
为了更好的说明本实用新型，用具体实施例说明，但不限制本实用新型的范围。
具体实施方式
本实用新型提供的油剂短接触催化裂化反应器主要由再生剂输送管1，反应管2，反应器壳体3，反应器外顶4，反应器内顶5，喷嘴6，原料输送管8，裂化产物输送管9，快速分离器10，催化剂输送管11等组成。
油剂短接触催化裂化反应器的反应管2同轴设置于反应器壳体3内，而喷嘴6又同轴设置于反应管2内，反应器壳体采用反应器内顶5封闭，再生剂输送管1与反应管2连通，原料输送管8与喷嘴6相连通，反应器壳体3底部与快速分离器10顶部相连通，快速分离器10的上面肩部和底部分别与裂化产物输送管9和催化剂输送管11相连通。
所述的喷嘴6与反应管2构成主反应区，反应管2与反应器壳体3及反应器内顶5构成的圆锥形空间为缓和反应区。
油剂短接触反应主要在主反应区完成后，进入缓和反应区和快速分离器10。在缓和反应区内由于降低了催化剂的浓度，从而降低了裂化的反应程度；在快速分离器10内反应生成物和催化剂实现了快速分离，避免了裂化反应产物二次反应的现象发生。
所述的反应器壳体3为倒圆锥型，采用金属不锈钢管制成，其顶部直径D为0.5～2.0m，底部d为0.3～1.8m，且D＞d，长度H为1.5～5.0m。反应器内顶采用圆弧行流线型设计，反应器外顶4采用椭圆形封头将设置反应器内顶5的外部。
所述的反应管2采用金属不锈钢管制成，直径0.2～1.5m，长度1.0～4.0m。反应管2出口到反应器内顶5的距离h10.5～2.0m。
所述的喷嘴6与原料输送管8连通，喷嘴6采用常用的套管式喷嘴，原料输送管8采用圆环型套管，内管输送原料油，外套管输送雾化水蒸气。喷嘴6到反应管2出口的距离h2为0.5～3.0m。
所述的催化剂输送管11与反应器壳体中心线的构成的夹角α为15～75°，最佳为30～58°，充分保证来自快速分离器10的待生催化剂顺畅的流过催化剂输送管11。
所述的快速分离器10中部采用圆形筒体，顶部采用正园锥形筒体，下部采用斜园锥形筒体。快速分离器10底部连通催化剂输送管(11)；快速分离器10顶部与通过过渡段7与反应器壳体3底部连通在一起，肩部连通裂化产物输送管9。
所述的反应器组件中的管线与连通件均采用金属不锈钢材料制成，用于工业装置时均采用内衬隔热衬里加工制成。
首先再生后催化剂，经再生剂输送管1进入到反应管2内，在反应管2与来自喷嘴5雾化原料油在主反应区进行催化裂化反应；反应后生成的裂化产物和结了炭的待生催化剂(以下称待生剂)向上进入到缓和反应区内，并向下流动，在缓和反应区内，部分没有参与反应的催化剂继续进行反应；在缓和反应区内，由于降低了催化剂的浓度，从而降低了裂化的反应程度。反应后裂化产物和反应后待生剂进入到快速分离器10中，在快速分离器中，反应后待生剂由于自身的重量沿着快速分离器10下部斜园锥形筒体向下流动，流入催化剂输送管11。反应生成的裂化产物向上通过快速分离器10肩部进入裂化产物输送管9。在主反应区控制0.1～0.6秒反应时间。
Claims (8)
1.一种油剂短接触催化裂化反应器，主要由反应管，反应器壳体，再生剂输送管，原料输送管和喷嘴组成，反应管同轴设置于反应器壳体内，喷嘴同轴设置于反应管内，再生剂输送管与反应管连通，原料输送管与喷嘴相连通，其特征在于：还包括快速分离器，快速分离器顶部通过过渡段与反应器壳体底部相连通，快速分离器上面肩部还设置有裂化产物输送管，底部出口与催化剂输送管相连通。
2.根据权利要求1所述的催化裂化反应器，其特征在于：所述反应器壳体为倒圆锥型，反应器壳体顶部直径D为0.5～2.0m，反应器壳体底部直径d为0.3～1.8m，长度H为1.5～5.0m。
3.根据权利要求1所述的催化裂化反应器，其特征在于：所述反应器壳体顶部通过反应器内顶和反应器外顶封闭，反应器内顶为圆弧型，反应器外顶采用椭圆形封头设置在反应器内顶的外部。
4.根据权利要求1所述的催化裂化反应器，其特征在于：所述反应管直径为0.2～1.5m，长度为1.0～4.0m，反应管出口到反应器壳体内顶的距离h1为0.5～2.0m。
5.根据权利要求1所述的催化裂化反应器，其特征在于：所述催化剂输送管与反应器壳体中心线的构成的夹角α为15～75°。
6.根据权利要求1所述的催化裂化反应器，其特征在于：所述快速分离器中部采用圆形筒体，顶部采用正圆锥形筒体，下部采用斜圆锥形筒体。
7.根据权利要求1所述的催化裂化反应器，其特征在于：所述喷嘴为套管式喷嘴，喷嘴到反应管出口的距离h2为0.5～3.0m。
8.根据权利要求1所述的催化裂化反应器，其特征在于：所述原料输送管为圆环型套管。
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