CN2415832Y - 催化裂化提升管反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种催化裂化提升管反应器,对现有提升管反应器的预提升段进行了改进。本实用新型,预提升段下部为流化室,内输送管由流化室的顶部向上伸入提升管。在提升管下部的管壁上设进气管,通入内输送管与提升管之间的环隙内。操作过程中向环隙通入气体,向提升管边壁布气。本实用新型消除了现有的提升管反应器因流化室气室压力波动而给催化剂输送造成的影响,还可有效控制催化剂边壁返混,减少边壁效应。

Description

催化裂化提升管反应器

本实用新型涉及一种石油炼制反应设备，尤其涉及一种催化裂化提升管反应器。

众所周知，催化裂化装置是炼油工业中最为重要的二次加工设备之一，而提升管反应器-再生器系统又是催化裂化装置的重要组成部分。催化裂化提升管反应器-再生器系统的工艺流程是这样的：来自再生器的催化剂经再生斜管进入提升管底部预提升段，在预提升气体的作用下沿提升管上升，同时与喷嘴喷出的油气接触反应。在提升管出口处进行快速分离，分离出的油气进入分馏系统，而催化剂则经汽提后进入再生器进行再生，烧掉催化剂表面的积碳，然后再由再生斜管进入提升管底部预提升段，完成一个催化剂的循环过程。

提升管反应器可分为三个工况段：底部预提升段、反应段和出口快速分离段。目前国内许多工业装置所使用的提升管反应器，预提升段为一直径较小的直筒式结构(见《催化裂化1993年年会·论文集报告》“再生斜管与提升管中气固流动研究”一文所介绍的)。这种结构形式的提升管反应器底部缓冲空间较小，对再生斜管下料有阻遏作用，使再生斜管催化剂下料阻力加大，从而造成催化剂进入提升管反应器时下料不稳、产生波动，影响平稳操作。这也是目前多数工业装置中催化剂循环强度小、剂油比操作弹性低的重要原因。同时再生催化剂经斜管进入提升管反应器的一侧易形成偏流，且使得催化剂颗粒群具有侧向速度，在其向上提升过程中与提升管器壁反复碰撞、弹射，形成“S”型运动轨迹，直到一定高度后才能消失。这就加剧了提升管下部区域由边壁效应所造成的催化剂径向分布不均匀状况。另外，目前的预提升技术还存在催化剂向提升管边壁集中，中心部分有效反应区较少的问题。从模拟试验中可以看出，目前的工业装置中催化剂的径向密度分布，边壁比中心区密度高出2～3倍甚至更多。工程上常采用加长预提升段高度的办法来解决这一矛盾。现工业提升管反应器预提升段高度大多在2～4米范围，个别装置甚至达到10米左右。但增加预提升段高度只能减小催化剂在与原料油接触反应前的“S”型轨迹分布，而对改善边壁效应及压力波动效果不明显。目前生产装置的预提升线速大多在1米／秒左右，有时为了提高催化剂循环量，将线速提高到2～5米／秒。但因预提升速度的提高相应增加了再生斜管下料阻力，所以预提升线速的提高对循环量的增加并无明显效果。综上所述，在目前的装置结构及操作条件下，原料油进入提升管反应器与分布不均匀的催化剂流接触，会产生过裂化和结焦，或裂化深度不够，从而影响目的产品产率及质量，同时装置的操作弹性也小。

为解决上述问题，目前国内外提出了一些催化裂化提升管反应器的专利申请，将催化剂预提升段由直筒式结构改为扩大管式流化室结构。较典型的是申请号为96106441．2的中国发明专利申请(公开号CN 1174094A，公开日1998年2月25日)。在扩大管式流化室内，流化气体使床层中的催化剂流化，并保持较低的流化线速。再生催化剂从再生斜管进入流化室，既可减少压力波动，又能克服水平力的作用，并且保证了再生斜管催化剂下料畅通。内输送管向下伸入流化室内，流化气体最终从内输送管进入提升管，这样流化气体又可起到提升风的作用。流化室中顶部是气室，下部是密相床。密相床催化剂料位比内输送管入口略高。提升气体可使流化室上部充压，并向内输送管补充气体。流化室内的催化剂在上部气室压力和提升气体的作用下从内输送管进入提升管；催化剂沿内输送管入口进入内输送管内，然后经出口端喷入提升管中心。该发明，扩大管式流化室使再生斜管下来的催化剂有足够的缓冲空间，减少了压力波动和振动。内输送管基本上保证了进入提升管内的催化剂向提升管中心流动。但该发明仍存在如下两个缺点：(1)进入内输送管的催化剂靠流化室气室的压力来推动，压力波动会给催化剂进料带来波动；(2)催化剂由内输送管喷入提升管后，催化剂边壁返混不能完全有效地控制。

本实用新型的目的在于提供一种催化裂化提升管反应器，对预提升段的结构进行改进，消除现有的催化裂化提升管反应器预提升段流化室因气室压力波动而给催化剂输送造成的波动，并减少催化剂由内输送管进入提升管时所出现的边壁返混现象。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种催化裂化提升管反应器，包括预提升段、提升管，预提升段下部为流化室，流化室与再生斜管相连，流化室内再生斜管入口下方设有流化气体分布器，在流化室的顶部设有内输送管，内输送管向上伸入提升管内，将流化室与提升管连通，内输送管的出口端位于设在提升管上的原料油喷嘴入口的下方，在提升管下部的管壁上设有进气管，进气管通入由内输送管的外壁与提升管的内壁之间形成的环隙。

本实用新型同现有的催化裂化提升管反应器相比，因对预提升段流化室进行了改进，而具有如下的有益效果：(1)本实用新型，流化室内不设置气室，不依靠气室压力将催化剂由流化室输入内输送管，避免了压力波动给催化剂进料带来的影响；(2)内输送管由流化室顶部向上伸入提升管内，并位于提升管的中心，保证了催化剂流束全部与来自喷嘴的原料油雾滴在提升管中心交汇。同时，经进气管向内输送管外壁与提升管内壁之间的环隙内通入边壁气体，通过环隙向提升管边壁布气，促使催化剂向提升管中心流动，减少了催化剂边壁滑落，降低了边壁效应。同现有的提升管反应器相比，边壁催化剂密度可降低20～30％。因此，本实用新型可提高气固接触效率，防止结焦及二次反应发生，提高目的产品收率；(3)边壁气体和流化气体由流化室顶部隔离，各行其道，便于控制和操作。

此外，本实用新型还保持了现有的预提升段为流化室结构的提升管反应器的所有有益性能。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型催化裂化提升管反应器预提升段的结构示意图。

图2是本实用新型带有布气环的催化剂预提升段的结构示意图。

如图1所示，本实用新型提升管反应器，预提升段下部为流化室9。提升管1上设有原料油喷嘴12。内输送管4沿提升管1的中心线由流化室9的顶部6向上伸入提升管1，将流化室9与提升管1连通。内输送管4的出口端2位于原料油喷嘴12入口的下方。内输送管4的外壁与提升管1的内壁之间形成环隙3，环隙3的下端封死。在提升管1下部的管壁上设置进气管5，通入环隙3。流化室9与再生斜管11相连，再生斜管11上装有滑阀10。流化室9内设有流化气体分布器7和流化气体管8。流化气体分布器7位于再生斜管11入口的下方，流化气体管8的一端与流化气体分布器7连通，另一端经流化室9的底部伸出。

本实用新型的工作情况是这样的：

再生催化剂15经再生斜管11进入流化室9内，再生催化剂流量靠滑阀10调节。流化气体13经流化气体管8和流化气体分布器7进入流化室9，流化室9内的再生催化剂在流化气体13的作用下低线速流化，充满流化室9的内部空间。流化气体13和再生催化剂15一起全部进入内输送管4，再经内输送管4的出口端2喷入提升管1的中心。再生催化剂15在提升管1中心形成催化剂流束，并向提升管1中心区分配。同时，在以上过程中，经进气管5不断地向环隙3内通入边壁气体14，将环隙3充满。边壁气体14在环隙3内向上流动，进入提升管1边缘区，实现边壁布气，防止了催化剂向提升管边壁集中，保证了催化剂在提升管1的中心流动。原料油经位于内输送管4的出口端2上方的原料油喷嘴12喷入提升管1中心，催化剂15与原料油在提升管1中心接触，并发生反应。

显然，在以上过程中，流化气体13和边壁气体14在进入反应区前各行其道，互不接触。催化剂15和流化气体13均不进入环隙3内。这样就便于控制和操作。

为了实现环隙3更好的布气效果，可在提升管管壁上均布多个进气管通入环隙3。还可如图2所示，在环隙3增设布气环16，并与进气管5连通。边壁气体14经进气管5进入布气环16，再由布气环16喷入环隙3。由于布气效果好，可更有效地控制催化剂返混。

图2中其余未提及的部件和结构均与图1相同。

Claims (2)

1、一种催化裂化提升管反应器，包括预提升段、提升管(1)，预提升段下部为流化室(9)，流化室(9)与再生斜管(11)相连，流化室(9)内再生斜管(11)入口下方设有流化气体分布器(7)，在流化室(9)的顶部(6)设有内输送管(4)，内输送管(4)向上伸入提升管(1)内，将流化室(9)与提升管(1)连通，内输送管(4)的出口端(2)位于设在提升管(1)上的原料油喷嘴(12)入口的下方，在提升管(1)下部的管壁上设有进气管(5)，进气管(5)通入由内输送管(4)的外壁与提升管(1)的内壁之间形成的环隙(3)。

2、根据权利要求1所述的催化裂化提升管反应器，其特征在于：在环隙(3)内设布气环(16)，布气环(16)与进气管(5)连通。

Images