專利名稱：一種靈活調(diào)整催化裂化反應(yīng)-再生系統(tǒng)熱量平衡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)整重油催化裂化裝置反應(yīng)-再生系統(tǒng)熱量平衡的方法，屬于石 油加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在催化裂化裝置中，催化劑燒焦再生過(guò)程釋放出大量熱量，由于催化劑在再生 器-反應(yīng)器之間的循環(huán)流動(dòng)，高溫位的熱能被攜帶進(jìn)入提升管反應(yīng)器來(lái)滿足較低溫位裂 化反應(yīng)的需要，從而保持再生和裂化過(guò)程都達(dá)到需要的溫度，實(shí)現(xiàn)重油催化裂化裝置反 應(yīng)-再生系統(tǒng)的熱量平衡。然而，近年來(lái)催化裂化原料重質(zhì)化日趨嚴(yán)重，其密度、殘?zhí)亢湍z 質(zhì)、浙青質(zhì)的含量逐漸增高，其結(jié)果是反應(yīng)過(guò)程中焦炭產(chǎn)率上升，再生器內(nèi)催化劑燒焦過(guò)程 放出的熱量大于反應(yīng)_再生系統(tǒng)所需熱量，造成熱量過(guò)剩、再生溫度過(guò)高。因此，在重油催 化裂化裝置的再生器上必須安裝取熱設(shè)施，取出過(guò)剩熱量，才能保證再生溫度不過(guò)高，防止 催化劑水熱失活，同時(shí)能夠保持反應(yīng)-再生系統(tǒng)的熱量平衡。另外一方面，在提升管反應(yīng)器 中，重油催化裂化反應(yīng)過(guò)程是典型的氣-液-固多相吸熱反應(yīng)過(guò)程，再生催化劑攜帶充分的 熱量與原料油接觸，促進(jìn)重油大分子的汽化并進(jìn)一步發(fā)生裂化反應(yīng)，其中油、劑之間快速充 分的接觸、混合可以有效促進(jìn)兩者之間的物質(zhì)和能量傳遞，這對(duì)于提高重油催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化 效率至關(guān)重要。但是，對(duì)于目前的重油催化裂化裝置，由于再生催化劑的溫度過(guò)高(高達(dá) 690 710V )，進(jìn)入提升管反應(yīng)器的催化劑量控制在較小的范圍內(nèi)(一般為原料油進(jìn)料量 的5 7倍)就能攜帶足夠的熱量，滿足提升管反應(yīng)器內(nèi)重油裂化反應(yīng)的需要。如果再生 催化劑的循環(huán)量過(guò)高，就會(huì)造成提升管反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)溫度過(guò)高，熱裂化副反應(yīng)大量增加，從 而使產(chǎn)品分布變差-特別是焦炭產(chǎn)率增加，這又給再生器燒焦進(jìn)一步增加了負(fù)擔(dān)。對(duì)于調(diào)整催化裂化反應(yīng)_再生系統(tǒng)的熱量平衡，目前常規(guī)的方法是在重油催化裂 化裝置的再生器上設(shè)置內(nèi)、外取熱器，例如中國(guó)專利901010480、901034134、921015321公 開(kāi)的一些內(nèi)、外取熱器方面的專利。這些專利的共同特點(diǎn)是當(dāng)焦炭產(chǎn)率高、再生器內(nèi)產(chǎn)生 的熱量過(guò)剩時(shí)，通過(guò)取熱器取走一部分熱量從而維持反應(yīng)_再生系統(tǒng)的熱量平衡，關(guān)鍵是 保證再生器催化劑床層溫度不超高，以防止催化劑在再生過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重的水熱失活。這 些方法對(duì)于維持重油催化裂化裝置的反應(yīng)_再生系統(tǒng)熱量平衡起到了積極的作用，但是為 了保證燒焦充分、恢復(fù)催化劑活性，再生器催化劑床層溫度必須維持在680 710°C，否則 將會(huì)影響催化劑的再生效果、使再生催化劑上的定碳增加。由于再生后的催化劑溫度過(guò)高 (高達(dá)690 720°C )，這就嚴(yán)重限制了進(jìn)入提升管反應(yīng)器的催化劑循環(huán)量，否則高溫催化劑 攜帶的過(guò)多熱量會(huì)使反應(yīng)器內(nèi)的熱裂化反應(yīng)增加，使催化裂化反應(yīng)環(huán)境發(fā)生惡化。然而，如果在保證再生器內(nèi)催化劑適宜再生溫度的前提下，通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)進(jìn) 入提升管反應(yīng)器的再生催化劑攜帶的熱量及其溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，則可以在滿足裂化反應(yīng)需熱 的情況下靈活調(diào)整進(jìn)入提升管反應(yīng)器的催化劑循環(huán)量，這將在提升管反應(yīng)器內(nèi)為重油催化 裂化反應(yīng)創(chuàng)造良好的環(huán)境，主要表現(xiàn)在(1)再生催化劑循環(huán)量提高意味著提升管反應(yīng)器 單位空間內(nèi)催化劑顆粒數(shù)目增加、顆粒之間距離減小，這將使催化劑顆粒與重油霧化液粒的碰撞幾率大幅度增大，從而強(qiáng)化了原料油、催化劑顆粒之間的熱量傳遞，有利于重油的快 速汽化和裂化反應(yīng)。(2)再生催化劑循環(huán)量提高使提升管反應(yīng)器參與催化裂化反應(yīng)的催化 劑活性中心數(shù)目增加，使反應(yīng)器內(nèi)的催化劑整體活性提高，這非常有益于提高反應(yīng)選擇性， 改善重油催化裂化的產(chǎn)品分布，獲得較高的輕質(zhì)油收率和液收率。為了提高催化裂化裝置提升管反應(yīng)器中的催化劑循環(huán)量或是反應(yīng)過(guò)程的劑油比 (參與反應(yīng)的催化劑循環(huán)量與原料油進(jìn)料量的質(zhì)量比)，中國(guó)專利CN99120529公開(kāi)了一種 再生催化劑的冷卻方法，該方法是將再生器取熱器中的一部分冷卻后的催化劑引入提升管 反應(yīng)器以提高催化裂化裝置提升管反應(yīng)器中的催化劑循環(huán)量，另外一部分冷卻后的催化劑 返回再生器以調(diào)節(jié)再生器催化劑床層溫度。但是，在提升管反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)高催化劑循環(huán)量 下的適宜反應(yīng)溫度，同時(shí)要求保持較高的再生器催化劑床層溫度以保證催化劑的再生效 果，僅僅依靠上述專利中描述的使用單獨(dú)再生催化劑取熱設(shè)備實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)節(jié)在工程上難以 實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樘岣咛嵘芊磻?yīng)器內(nèi)催化劑循環(huán)量需要再生器取熱器的取熱負(fù)荷大幅度提高， 這必然干擾再生器催化劑床層溫度。中國(guó)專利CN99120517公開(kāi)了一種重油催化裂化再生催化劑冷卻方法，這個(gè)方法 僅僅依靠再生劑輸送管線上安裝的再生催化劑冷卻器降低再生催化劑溫度，以提高催化裂 化裝置提升管反應(yīng)器中的催化劑循環(huán)量，但是該方法沒(méi)有考慮調(diào)節(jié)取熱器內(nèi)催化劑料位以 實(shí)現(xiàn)取熱負(fù)荷的靈活調(diào)節(jié)，因此存在取熱負(fù)荷相對(duì)固定、調(diào)節(jié)彈性差的缺點(diǎn)。若提升管反應(yīng) 器的催化原料性質(zhì)變重且難氣化，原料氣化需要較高的再生催化劑溫度，則該技術(shù)必須提 高再生器內(nèi)燒焦溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)，其結(jié)果是將使再生器內(nèi)催化劑的水熱失活加??；若不提高再 生催化劑溫度，會(huì)造成原料氣化差，反應(yīng)過(guò)程中干氣和焦炭產(chǎn)率上升，輕質(zhì)油收率下降。中國(guó)專利 CN 200710054737. 1、中國(guó)專利 CN200710054739. 0、中國(guó)專利 CN200710054738. 6、中國(guó)專利200710054772. 3公開(kāi)了催化裂化裝置的再生催化劑調(diào)溫設(shè) 備，該設(shè)備主要通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)溫設(shè)備內(nèi)的流化風(fēng)量，改變催化劑床層密度和高度，實(shí)現(xiàn)傳熱系 數(shù)和取熱面積的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到對(duì)進(jìn)入提升管反應(yīng)器的再生催化劑溫度的調(diào)節(jié)和反應(yīng)過(guò)程 劑油比的提高。但是，依靠上述專利中描述的調(diào)溫設(shè)備實(shí)現(xiàn)取熱負(fù)荷與劑油比雙向提高在 工程上實(shí)施難度大。例如，當(dāng)要求增加取熱負(fù)荷時(shí)，必然要通過(guò)提高流化風(fēng)量使調(diào)溫設(shè)備內(nèi) 催化劑床層膨脹(增加傳熱面積)、提高催化劑湍動(dòng)程度(提高傳熱系數(shù))來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是催 化劑床層膨脹之后使催化劑床層平均密度大幅度降低，這會(huì)造成催化劑進(jìn)入提升管反應(yīng)器 推動(dòng)力的降低，同時(shí)使進(jìn)入提升管反應(yīng)器得催化劑攜帶氣體量增加，這些都直接影響了反 應(yīng)過(guò)程劑油比的提高。同時(shí)，這些專利提出再生催化劑的調(diào)溫范圍為630 660°C，但是這 個(gè)溫度范圍并不是對(duì)任何裝置都可行，特別是當(dāng)裝置的焦炭產(chǎn)率較低時(shí)，把再生催化劑冷 卻到630 660°C需要的取熱量太大，造成再生溫度過(guò)低，影響催化劑燒焦再生。并且630 660°C這個(gè)溫度范圍對(duì)催化裂化裝置加工殘?zhí)看蟮脑厦黠@偏低，會(huì)造成高沸點(diǎn)組分難以 氣化；而對(duì)于殘?zhí)恐敌∮?. Owt %的原料，630 660°C這個(gè)溫度范圍又明顯偏高，會(huì)造成熱 裂化反應(yīng)抑制效果差。中國(guó)專利CN2005100585695. 4公開(kāi)了一種重油催化轉(zhuǎn)化方法及其裝置，該方法提 出了對(duì)兩個(gè)提升管反應(yīng)系統(tǒng)、或一個(gè)提升管反應(yīng)器分為兩個(gè)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行兩股冷卻催化劑參 與反應(yīng)、提高劑油比的操作，該方法沒(méi)有說(shuō)明分別冷卻兩股催化劑時(shí)如何實(shí)現(xiàn)再生器和反 應(yīng)器之間取熱負(fù)荷的分配和調(diào)節(jié)，同時(shí)該方法非針對(duì)目前的常規(guī)催化裂化提升管反應(yīng)體統(tǒng)，業(yè)界技術(shù)人員不能根據(jù)此教導(dǎo)將其發(fā)明推至常規(guī)常規(guī)提升管反應(yīng)體統(tǒng)。綜合上述可以看出，以往專利在強(qiáng)調(diào)對(duì)進(jìn)入提升管反應(yīng)器之前的再生催化劑進(jìn)行 取熱冷卻的發(fā)明時(shí)，沒(méi)有涉及再生器的操作和裝置熱量平衡的維持，特別是常規(guī)取熱器的 調(diào)整和匹配操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供靈活調(diào)整重油催化裂化反應(yīng)-再生系統(tǒng)熱量平衡的方法。針 對(duì)重油催化裂化裝置，反應(yīng)過(guò)程生焦量較大，為充分恢復(fù)催化劑活性，必須在再生器內(nèi)將催 化劑上的定碳降至很低的水平(如0. 以下)，這需要維持較高的再生器催化劑床層溫 度，同時(shí)還要防止溫度過(guò)高造成催化劑水熱失活；然而較高的再生催化劑溫度又制約了提 升管反應(yīng)器所需的高催化劑循環(huán)量。因此，靈活調(diào)整重油催化裂化裝置反應(yīng)-再生系統(tǒng)的 熱量平衡需要從兼顧反應(yīng)-再生兩方面的需要考慮，一方面需要利用常規(guī)的再生器內(nèi)、外 取熱器將再生器燒焦后產(chǎn)生的過(guò)剩熱量取出，冷卻后的催化劑返回再生器，達(dá)到滿足熱量 平衡、維持適宜再生溫度的目的；另一方面，通過(guò)不同的再生催化劑冷卻器布置方式及其取 熱量的控制方式，根據(jù)原料性質(zhì)的特點(diǎn)將參與催化裂化反應(yīng)的高溫再生催化劑進(jìn)行靈活取 熱，然后進(jìn)入提升管反應(yīng)器，以提高催化劑循環(huán)量和劑油比，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化產(chǎn)品分布的目的。這 種針對(duì)不同“位置”進(jìn)行取熱的熱量調(diào)節(jié)方式，客觀上滿足了反應(yīng)系統(tǒng)提高催化劑循環(huán)量對(duì) 調(diào)節(jié)再生催化劑溫度、再生系統(tǒng)對(duì)維持較高適宜溫度燒焦恢復(fù)催化劑活性這兩方面對(duì)操作 溫度的不同需求，可以在提高提升管反應(yīng)器內(nèi)劑油比的同時(shí)，維持相對(duì)較高的再生溫度，從 而相對(duì)獨(dú)立地處理較高的再生溫度以滿足降低再生劑定碳、恢復(fù)催化劑活性的再生要求與 提高劑油比、改善產(chǎn)品分布、提高產(chǎn)品質(zhì)量的反應(yīng)系統(tǒng)要求之間的矛盾。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的靈活調(diào)整重油催化裂化反應(yīng)-再生系統(tǒng)熱量平 衡方法包括如下步驟在重油催化裂化裝置的再生器上設(shè)置常規(guī)催化劑取熱器，通過(guò)催化劑輸送管將進(jìn) 入再生器燒焦再生后的一部分高溫催化劑(占再生器催化劑藏量的 20% )引入常規(guī) 催化劑取熱器進(jìn)行取熱，取熱后的低溫催化劑通過(guò)催化劑輸送管及催化劑流量控制閥返回 再生器，返回的低溫催化劑與再生器內(nèi)的高溫催化劑混合，從而實(shí)現(xiàn)再生器內(nèi)催化劑床層 溫度的調(diào)節(jié)，再生器催化劑床層溫度的調(diào)節(jié)范圍為680 700°C。進(jìn)入常規(guī)催化劑取熱器的 催化劑循環(huán)量由催化劑輸送管上的催化劑流量控制閥調(diào)節(jié)，取熱量由進(jìn)入取熱器的催化劑 循環(huán)量和冷卻介質(zhì)(水或低壓水蒸氣)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)，在帶有常規(guī)催化劑取熱器的重油催化裂化裝置的再生器旁設(shè)置再生催化劑 冷卻器，將再生器來(lái)的高溫再生催化劑通過(guò)輸送管和催化劑流量控制閥部分或全部引入新 增設(shè)的再生催化劑冷卻器適當(dāng)降溫，再生催化劑冷卻器取熱量通過(guò)控制冷卻器內(nèi)的催化劑 料位(即冷卻器內(nèi)催化劑的藏量)和冷卻介質(zhì)(水或低壓水蒸氣)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，而再生 催化劑冷卻后的溫度范圍根據(jù)裝置加工原料的性質(zhì)調(diào)整，然后引入提升管反應(yīng)器與原料油 接觸反應(yīng)，進(jìn)入提升管反應(yīng)器的再生催化劑循環(huán)量通過(guò)調(diào)節(jié)再生催化劑流量控制閥控制， 以控制再生催化劑與原料油在提升管反應(yīng)器中的初始混合溫度和劑油比在最佳范圍內(nèi)，以 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品分布的優(yōu)化。上述步驟中，為了實(shí)現(xiàn)提升管反應(yīng)器的不同劑油比操作，在維持再生器溫度680 700°C條件下，裝置的總?cè)崃客ㄟ^(guò)再生器上常規(guī)催化劑取熱器以及再生催化劑冷 卻器同時(shí)負(fù)擔(dān)和調(diào)節(jié)；上述步驟中，再生催化劑冷卻器是一個(gè)圓柱形筒體，筒體內(nèi)部設(shè)置有若干根取熱 管以通入冷卻介質(zhì)(水或低壓水蒸氣)進(jìn)行換熱，筒體底部設(shè)置一個(gè)氣體分布管，流化氣體 (空氣或水蒸氣)通過(guò)氣體分布管進(jìn)入再生催化劑冷卻器內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)氣體的流量從而調(diào) 節(jié)再生催化劑冷卻器內(nèi)的催化劑床層密度和藏量。再生催化劑冷卻器的頂部、上部、底部各 安裝有催化劑輸送管分別再生器和提升管反應(yīng)器相連接。高溫再生催化劑通過(guò)與再生催化 劑冷卻器上部相連的催化劑輸送管進(jìn)入再生催化劑冷卻器，換熱后通過(guò)與再生催化劑冷卻 器底部相連的催化劑輸送管進(jìn)入提升管反應(yīng)器，而再生催化劑冷卻器內(nèi)換熱后的一部分催 化劑也可以在流化氣體的作用下通過(guò)與再生催化劑冷卻器頂部相連的催化劑輸送管返回 再生器；上述步驟中，對(duì)于不同的重油原料，進(jìn)入提升管反應(yīng)器與原料油接觸混合前的再 生催化劑需要保持不同的最佳溫度，以保證重油原料的有效氣化，即當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?5. ，再生催化劑最佳溫度為660 670°C ；當(dāng)重油原料殘?zhí)繛?. 0 5. ，再生催化 劑最佳溫度為640 660°C ；當(dāng)重油原料殘?zhí)啃∮?. ，再生催化劑最佳溫度為610 640 0C ；上述步驟中，對(duì)于不同的重油原料，再生催化劑與原料油在提升管反應(yīng)器中的初 始混合溫度和劑油比存在最佳范圍，以保證減少熱裂化反應(yīng)的發(fā)生，優(yōu)化產(chǎn)品分布，即在 提升管反應(yīng)器內(nèi)再生催化劑與原料油混合時(shí)要保持不同的劑油比，當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?5. ，最佳油劑混合溫度550 580°C，最佳劑油比為8 9 ；當(dāng)重油原料殘?zhí)繛?. 0 5. ，最佳油劑混合溫度540 570°C，最佳劑油比為7 8;當(dāng)重油原料殘?zhí)啃∮?4. ，最佳油劑混合溫度530 560°C，最佳劑油比為7 8 ；下面根據(jù)附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。


圖1、圖2和圖3為本發(fā)明實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
1本發(fā)明流程可見(jiàn)圖1，簡(jiǎn)述如下在重油催化裂化裝置的再生器1上設(shè)置常規(guī)催化 劑取熱器4，再生器1中的一部分高溫催化劑(占再生器催化劑藏量的 20% )進(jìn)入常 規(guī)催化劑取熱器4與冷卻介質(zhì)13 (水或低壓水蒸氣)交換熱量后通過(guò)催化劑輸送管18及 催化劑流量控制閥19返回再生器，進(jìn)入常規(guī)催化劑取熱器4的催化劑循環(huán)量通過(guò)控制催化 劑流量控制閥19的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，而取熱量由進(jìn)入取熱器內(nèi)催化劑的循環(huán)量和冷卻介質(zhì) 13 (水或低壓水蒸氣)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。返回再生器內(nèi)的低溫催化劑(560 660°C)與再 生器內(nèi)的高溫催化劑混合，從而實(shí)現(xiàn)再生器內(nèi)催化劑床層溫度的調(diào)節(jié)，再生器催化劑床層 溫度的調(diào)節(jié)范圍為680 700°C。同時(shí)在再生器1旁邊設(shè)置再生催化劑冷卻器3，再生催化劑冷卻器3是一個(gè)圓柱形 筒體，筒體內(nèi)部設(shè)置若干根取熱管以通入冷卻介質(zhì)12 (水或低壓水蒸氣)進(jìn)行換熱，筒體內(nèi) 底部設(shè)置一個(gè)氣體分布管18，流化氣體14 (空氣或水蒸氣)通過(guò)氣體分布管18進(jìn)入再生催 化劑冷卻器3內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)氣體14的流量從而調(diào)節(jié)再生催化劑冷卻器3內(nèi)的催化劑床層密
6度和藏量。再生催化劑冷卻器3的頂部、上部、底部各安裝有催化劑輸送管分別與再生器1 和提升管反應(yīng)器2相連接。高溫再生催化劑通過(guò)與再生催化劑冷卻器3上部相連的催化劑 輸送管6進(jìn)入再生催化劑冷卻器3，換熱后通過(guò)與再生催化劑冷卻器3底部相連的催化劑 輸送管17進(jìn)入提升管反應(yīng)器2，而再生催化劑冷卻器3內(nèi)換熱后的一部分催化劑也可以在 流化氣體14的作用下通過(guò)與再生催化劑冷卻器3頂部相連的催化劑輸送管15返回再生器 1。從再生器1出來(lái)的高溫再生催化劑通過(guò)輸送管6進(jìn)入再生催化劑冷卻器3通過(guò)換 熱介質(zhì)12適當(dāng)降溫(當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?. ，再生催化劑最佳溫度為660 670°C ； 當(dāng)重油原料殘?zhí)繛?. 0 5. ，再生催化劑最佳溫度為640 660°C;當(dāng)重油原料殘?zhí)啃?于4. ，再生催化劑最佳溫度為610 640°C )，再生催化劑冷卻器取熱量及冷卻后的再 生劑溫度通過(guò)再生催化劑冷卻器3內(nèi)的催化劑料位和冷卻介質(zhì)12 (水或低壓水蒸氣)的流 量進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如增加取熱量及要求冷卻后的再生劑溫度較低時(shí)，可通過(guò)增加冷卻介質(zhì)12 的流量或調(diào)小催化劑輸送管17上的催化劑流量控制閥8的開(kāi)度，使再生催化劑冷卻器3內(nèi) 的催化劑料位提高。冷卻后的再生催化劑經(jīng)過(guò)再生催化劑滑閥8和催化劑輸送管17進(jìn)入 提升管反應(yīng)器2并在提升氣體10的提升作用下向上流動(dòng)與原料油接觸反應(yīng)，提升管反應(yīng)器 2內(nèi)的反應(yīng)溫度通過(guò)調(diào)節(jié)再生催化劑滑閥8開(kāi)度由進(jìn)入提升管反應(yīng)器2的再生催化劑循環(huán) 量控制；控制催化劑與原料油在重油提升管反應(yīng)器2中的初始混合溫度和劑油比處于最優(yōu) 范圍內(nèi)，(當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?. ，最佳油劑混合溫度550 580°C，最佳劑油比為8 9 ；當(dāng)重油原料殘?zhí)繛?. 0 5. ，最佳油劑混合溫度540 570°C，最佳劑油比為7 8 ； 當(dāng)重油原料殘?zhí)啃∮?. ，最佳油劑混合溫度530 560°C，最佳劑油比為7 8)，重油 原料預(yù)熱溫度為200 300°C。反應(yīng)后的催化劑和油氣經(jīng)過(guò)油氣分離系統(tǒng)9分離后，油氣出 催化裂化裝置而催化劑進(jìn)入汽提段5汽提，后經(jīng)過(guò)催化劑輸送管7進(jìn)入再生器1與主風(fēng)11 接觸燒焦再生。
具體實(shí)施方式
2本發(fā)明流程也可見(jiàn)圖2，簡(jiǎn)述如下在重油催化裂化裝置的再生器1上設(shè)置常規(guī)催 化劑取熱器4，再生器1中的一部分高溫催化劑(占再生器催化劑藏量的 20% )進(jìn)入 常規(guī)催化劑取熱器4與冷卻介質(zhì)13 (水或低壓水蒸氣)交換熱量后通過(guò)催化劑輸送管18 及催化劑流量控制閥19返回再生器，進(jìn)入常規(guī)催化劑取熱器4的催化劑循環(huán)量通過(guò)控制催 化劑流量控制閥19的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，而取熱量由進(jìn)入取熱器內(nèi)催化劑的循環(huán)量和冷卻介 質(zhì)13 (水或低壓水蒸氣)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。返回再生器內(nèi)的低溫催化劑(550 660°C)與 再生器內(nèi)的高溫催化劑混合，從而實(shí)現(xiàn)再生器內(nèi)催化劑床層溫度的調(diào)節(jié)，再生器催化劑床 層溫度的調(diào)節(jié)范圍為680 700°C。同時(shí)在再生器1旁邊設(shè)置再生催化劑冷卻器3，再生催化劑冷卻器3是一個(gè)圓柱形 筒體，筒體內(nèi)部設(shè)置若干根取熱管以通入冷卻介質(zhì)12 (水或低壓水蒸氣)進(jìn)行換熱，筒體底 部設(shè)置一個(gè)氣體分布管18，流化氣體14 (空氣或水蒸氣)通過(guò)氣體分布管18進(jìn)入再生催化 劑冷卻器3內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)氣體14的流量從而調(diào)節(jié)再生催化劑冷卻器3內(nèi)的催化劑床層密度 和藏量。再生催化劑冷卻器3的頂部、上部、底部各安裝有催化劑輸送管分別與再生器1和 提升管反應(yīng)器2相連接。高溫再生催化劑通過(guò)與再生催化劑冷卻器3上部相連的催化劑輸 送管6進(jìn)入再生催化劑冷卻器3，換熱后通過(guò)與再生催化劑冷卻器3底部相連的催化劑輸送管17進(jìn)入提升管反應(yīng)器2，而再生催化劑冷卻器3內(nèi)換熱后的一部分催化劑也可以在流化 氣體14的作用下通過(guò)與再生催化劑冷卻器3頂部相連的催化劑輸送管15返回再生器1。從再生器1分別引出兩路再生催化劑，一路高溫再生催化劑(占進(jìn)入提升管反應(yīng) 器催化劑總量的10 90 % )通過(guò)催化劑輸送管20及催化劑流量控制閥21進(jìn)入提升管反應(yīng) 器2的底部；另外一部分高溫再生催化劑(占進(jìn)入提升管反應(yīng)器催化劑總量的10 90% ) 通過(guò)輸送管6進(jìn)入再生催化劑冷卻器3通過(guò)冷卻介質(zhì)12適當(dāng)降溫，再生催化劑冷卻器取熱 量及冷卻后的再生劑溫度通過(guò)再生催化劑冷卻器3內(nèi)的催化劑料位和冷卻介質(zhì)12 (水或低 壓水蒸氣)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如增加取熱量及要求冷卻后的再生劑溫度較低時(shí)，可通過(guò) 增加冷卻介質(zhì)12的流量或調(diào)小催化劑輸送管17上的催化劑流量控制閥8的開(kāi)度，使再生 催化劑冷卻器3內(nèi)的催化劑料位提高。冷卻后的再生催化劑經(jīng)過(guò)再生催化劑滑閥8和催化 劑輸送管17進(jìn)入提升管反應(yīng)器2底部。上述從再生器1引出的兩路再生催化劑進(jìn)入提升管反應(yīng)器2底部的催化劑混合器 22中充分混合，并在提升氣體10的提升作用下向上流動(dòng)與原料油接觸反應(yīng)，調(diào)節(jié)再生催化 劑冷卻器的取熱量及冷熱兩股再生催化劑的混合比例，使進(jìn)入提升管反應(yīng)器與原料油接觸 前的再生催化劑溫度處于最佳范圍(當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?. ，再生催化劑最佳溫度為 660 670°C;當(dāng)重油原料殘?zhí)繛?. 0 5. ，再生催化劑最佳溫度為640 660°C;當(dāng)重 油原料殘?zhí)啃∮?. ，再生催化劑最佳溫度為610 640°C )，提升管反應(yīng)器2內(nèi)的反應(yīng) 溫度通過(guò)調(diào)節(jié)再生催化劑流量閥8和再生催化劑流量閥21的開(kāi)度由進(jìn)入提升管反應(yīng)器2 的再生催化劑循環(huán)量控制；控制催化劑與原料油在重油提升管反應(yīng)器4中的初始混合溫度 和劑油比處于最優(yōu)范圍內(nèi)，(當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?. ，最佳油劑混合溫度550 580°C， 最佳劑油比為8 9 ；當(dāng)重油原料殘?zhí)繛?. 0 5. ，最佳油劑混合溫度540 570°C， 最佳劑油比為7 8 ；當(dāng)重油原料殘?zhí)啃∮?. ，最佳油劑混合溫度530 560°C，最佳 劑油比為7 8)，重油原料預(yù)熱溫度為200 300°C。反應(yīng)后的催化劑和油氣經(jīng)過(guò)油氣分 離系統(tǒng)9分離后，油氣出催化裂化裝置而催化劑進(jìn)入汽提段5汽提，后經(jīng)過(guò)催化劑輸送管7 進(jìn)入再生器1與主風(fēng)11接觸燒焦再生。
具體實(shí)施方式
3本發(fā)明流程也可見(jiàn)圖3，簡(jiǎn)述如下在重油催化裂化裝置的再生器1上設(shè)置常規(guī)催 化劑取熱器4，再生器1中的一部分高溫催化劑(占再生器催化劑藏量的 20% )進(jìn)入 常規(guī)催化劑取熱器4與冷卻介質(zhì)13 (水或低壓水蒸氣)交換熱量后通過(guò)催化劑輸送管18 及催化劑流量控制閥19返回再生器，進(jìn)入常規(guī)催化劑取熱器4的催化劑循環(huán)量通過(guò)控制催 化劑流量控制閥19的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，而取熱量由進(jìn)入取熱器內(nèi)催化劑的循環(huán)量和冷卻介 質(zhì)13(水或低壓水蒸氣)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。返回再生器內(nèi)的低溫催化劑(550 660°C)與 再生器內(nèi)的高溫催化劑混合，從而實(shí)現(xiàn)再生器內(nèi)催化劑床層溫度的調(diào)節(jié)，再生器催化劑床 層溫度的調(diào)節(jié)范圍為680 700°C。在再生器1旁邊設(shè)置再生催化劑冷卻器3，再生催化劑冷卻器3是一個(gè)圓柱形筒 體，筒體內(nèi)部設(shè)置若干根取熱管以通入冷卻介質(zhì)12 (水或低壓水蒸氣)進(jìn)行換熱，筒體底部 設(shè)置一個(gè)氣體分布管18，流化氣體14 (空氣或水蒸氣)通過(guò)氣體分布管18進(jìn)入再生催化劑 冷卻器3內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)氣體14的流量從而調(diào)節(jié)再生催化劑冷卻器3內(nèi)的催化劑床層密度和 藏量。再生催化劑冷卻器3的頂部、上部、底部各安裝有催化劑輸送管分別與再生器1和提升管反應(yīng)器2相連接。高溫再生催化劑通過(guò)與再生催化劑冷卻器3上部相連的催化劑輸送 管6進(jìn)入再生催化劑冷卻器3，換熱后通過(guò)與再生催化劑冷卻器3底部相連的催化劑輸送管 17進(jìn)入提升管反應(yīng)器2，而再生催化劑冷卻器3內(nèi)換熱后的一部分催化劑也可以在流化氣 體14的作用下通過(guò)與再生催化劑冷卻器3頂部相連的催化劑輸送管15返回再生器1。同時(shí)在再生器1旁邊設(shè)置再生催化劑冷卻器23，再生催化劑冷卻器23是一個(gè)圓柱 形筒體，筒體內(nèi)部設(shè)置若干根取熱管以通入冷卻介質(zhì)26 (水或低壓水蒸氣)進(jìn)行換熱，筒體 底部設(shè)置一個(gè)氣體分布管25，流化氣體24 (空氣或水蒸氣)通過(guò)氣體分布管25進(jìn)入再生催 化劑冷卻器23內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)氣體24的流量從而調(diào)節(jié)再生催化劑冷卻器23內(nèi)的催化劑床層 密度和藏量。再生催化劑冷卻器23的上部、底部各安裝有催化劑輸送管分別與再生器1和 提升管反應(yīng)器2相連接。高溫再生催化劑通過(guò)與再生催化劑冷卻器3上部相連的催化劑輸 送管20進(jìn)入再生催化劑冷卻器23，換熱后通過(guò)與再生催化劑冷卻器23底部相連的催化劑 輸送管27進(jìn)入提升管反應(yīng)器2。從再生器1分別引出兩路再生催化劑，一部分高溫再生催化劑(占進(jìn)入提升管反 應(yīng)器催化劑總量的10 90% )通過(guò)輸送管6進(jìn)入再生催化劑冷卻器3通過(guò)換熱介質(zhì)12適 當(dāng)降溫，再生催化劑冷卻器取熱量及冷卻后的再生劑溫度通過(guò)再生催化劑冷卻器3內(nèi)的催 化劑料位和冷卻介質(zhì)12 (水或低壓水蒸氣)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如增加取熱量及要求冷卻 后的再生劑溫度較低時(shí)，可通過(guò)增加冷卻介質(zhì)12的流量或調(diào)小催化劑輸送管17上的催化 劑流量控制閥8的開(kāi)度，使再生催化劑冷卻器3內(nèi)的催化劑料位提高。冷卻后的再生催化 劑經(jīng)過(guò)再生催化劑滑閥8和催化劑輸送管17進(jìn)入提升管反應(yīng)器2底部。上述從再生器1引出的另外一路高溫再生催化劑(占進(jìn)入提升管反應(yīng)器催化劑 總量的10 90% )通過(guò)催化劑輸送管20進(jìn)入再生催化劑冷卻器23通過(guò)冷卻介質(zhì)26適 當(dāng)降溫至550 660°C，再生催化劑冷卻器23取熱量及冷卻后的再生劑溫度通過(guò)冷卻介質(zhì) 26 (水或低壓水蒸氣)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如增加取熱量及要求冷卻后的再生劑溫度較低 時(shí)，可通過(guò)增加冷卻介質(zhì)26的流量。冷卻后的再生催化劑經(jīng)過(guò)再生催化劑滑閥21和催化 劑輸送管27進(jìn)入提升管反應(yīng)器2底部。上述從再生器1分別引出的兩路再生催化劑經(jīng)冷卻后進(jìn)入提升管反應(yīng)器2底部的 催化劑混合器22中充分混合并在提升氣體10的提升作用下向上流動(dòng)與原料油接觸反應(yīng)， 調(diào)節(jié)再生催化劑的取熱量及冷熱兩股再生催化劑的混合比例，使進(jìn)入提升管反應(yīng)器與原料 油接觸前的再生催化劑溫度處于最佳范圍(當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?. 0w%，再生催化劑最 佳溫度為660 670°C ；當(dāng)重油原料殘?zhí)繛?. 0 5. Ow%，再生催化劑最佳溫度為640 660°C ；當(dāng)重油原料殘?zhí)啃∮?. ，再生催化劑最佳溫度為610 640°C )，提升管反應(yīng)器 2內(nèi)的反應(yīng)溫度通過(guò)調(diào)節(jié)再生催化劑流量閥8和再生催化劑流量閥21的開(kāi)度由進(jìn)入提升 管反應(yīng)器2的再生催化劑循環(huán)量控制；控制催化劑與原料油在重油提升管反應(yīng)器4中的初 始混合溫度和劑油比處于最優(yōu)范圍內(nèi)，(當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?. ，最佳油劑混合溫度 550 580°C，最佳劑油比為8 9 ；當(dāng)重油原料殘?zhí)繛?. 0 5. ，最佳油劑混合溫度 540 570°C，最佳劑油比為7 8 ；當(dāng)重油原料殘?zhí)啃∮?. ，最佳油劑混合溫度530 560°C，最佳劑油比為7 8)，重油原料預(yù)熱溫度為200 300°C。反應(yīng)后的催化劑和油氣 經(jīng)過(guò)油氣分離系統(tǒng)9分離后，油氣出催化裂化裝置而催化劑進(jìn)入汽提段5汽提，后經(jīng)過(guò)催化 劑輸送管7進(jìn)入再生器1與主風(fēng)11接觸燒焦再生。
本發(fā)明所提供的一種靈活調(diào)整重油催化裂化反應(yīng)-再生系統(tǒng)熱量平衡的方法，其 優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)對(duì)不同位置的再生催化劑取熱，即對(duì)再生器內(nèi)催化劑進(jìn)行取熱及再生后即 將進(jìn)入提升管反應(yīng)器的催化劑進(jìn)行取熱，從而有效滿足了反應(yīng)系統(tǒng)要求降低再生催化劑溫 度以提高催化劑循環(huán)量、再生系統(tǒng)要求維持較高溫度以保證燒焦效果對(duì)各自操作溫度的不 同需求，這對(duì)于優(yōu)化提升管反應(yīng)器操作條件和確保再生器內(nèi)催化劑的再生效果提供了一種 相對(duì)靈活、獨(dú)立的調(diào)節(jié)方法。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為通過(guò)對(duì)重油催化裂化裝置中不同位置高溫再生催化劑進(jìn)行取熱 調(diào)溫，靈活調(diào)整反應(yīng)_再生系統(tǒng)熱量平衡，從而解決催化劑循環(huán)量受兩器熱平衡限制而無(wú) 法靈活調(diào)節(jié)的問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)重油催化裂化工藝條件的優(yōu)化，顯著提高輕質(zhì)油及液收率。最后需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參 照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明 的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。實(shí)施例1為驗(yàn)證本發(fā)明的效果，采用圖2所示的工藝流程，在某煉油廠的40萬(wàn)噸/年重油 催化裂化裝置上進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果列于表1。采用該發(fā)明后，在保持再生器催化劑床層溫度在690°C的情況下，將進(jìn)入提升管反 應(yīng)器的再生催化劑冷卻到660°C，油劑混合溫度560°C，劑油比從6提高到9，反應(yīng)溫度保持 在490°C，從而使輕質(zhì)油收率提高了 2. 3個(gè)百分點(diǎn)，干氣和焦炭產(chǎn)率明顯降低。詳細(xì)可見(jiàn)表 1。表1重油原料性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種靈活調(diào)整重油催化裂化反應(yīng)-再生系統(tǒng)熱量平衡的方法，其特征在于在重油 催化裂化裝置的再生器上設(shè)置常規(guī)催化劑取熱器，通過(guò)催化劑的循環(huán)冷卻實(shí)現(xiàn)再生器內(nèi)催 化劑床層溫度的調(diào)節(jié)；同時(shí)在再生器與提升管反應(yīng)器之間設(shè)置再生催化劑冷卻器，從再生 器出來(lái)的全部或部分高溫再生催化劑通過(guò)輸送管進(jìn)入再生催化劑冷卻器適當(dāng)降溫，然后通 過(guò)輸送管及再生催化劑滑閥進(jìn)入提升管反應(yīng)器；通過(guò)耦合聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)常規(guī)催化劑取熱器、再 生催化劑冷卻器的取熱量，在保證再生器內(nèi)催化劑再生狀況良好的條件下提高進(jìn)入提升管 反應(yīng)器的催化劑循環(huán)量或劑油比而實(shí)現(xiàn)重油催化裂化裝置反應(yīng)-再生系統(tǒng)的熱量平衡的 靈活調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靈活調(diào)整重油催化裂化反應(yīng)_再生系統(tǒng)熱量平衡的 方法，其特征在于為了實(shí)現(xiàn)提升管反應(yīng)器的不同劑油比操作，在維持再生器溫度680 700°C條件下，裝置的總?cè)崃客ㄟ^(guò)再生器常規(guī)催化劑取熱器以及再生催化劑冷卻器同時(shí) 負(fù)擔(dān)和調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靈活調(diào)整重油催化裂化反應(yīng)_再生系統(tǒng)熱量平衡的方 法，其特征在于再生催化劑冷卻器是一個(gè)圓柱形筒體，筒體內(nèi)部設(shè)置若干根取熱管以通入 冷卻介質(zhì)(水或低壓水蒸氣)進(jìn)行換熱，筒體內(nèi)底部設(shè)置一個(gè)氣體分布管，流化氣體(空氣 或水蒸氣)通過(guò)氣體分布管進(jìn)入再生催化劑冷卻器內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)氣體的流量從而調(diào)節(jié)再生 催化劑冷卻器內(nèi)的催化劑床層密度和藏量；再生催化劑冷卻器的頂部、上部、底部各安裝有 催化劑輸送管分別再生器和提升管反應(yīng)器相連接；高溫再生催化劑通過(guò)與再生催化劑冷卻 器上部相連的催化劑輸送管進(jìn)入再生催化劑冷卻器，換熱后通過(guò)與再生催化劑冷卻器底部 相連的催化劑輸送管進(jìn)入提升管反應(yīng)器，而再生催化劑冷卻器內(nèi)換熱后的一部分催化劑也 可以在流化氣體的作用下通過(guò)與再生催化劑冷卻器頂部相連的催化劑輸送管返回再生器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靈活調(diào)整重油催化裂化反應(yīng)_再生系統(tǒng)熱量平衡的 方法，其特征在于對(duì)于不同的重油原料，進(jìn)入提升管反應(yīng)器與原料油接觸混合前的再生 催化劑需要保持不同的最佳溫度，以保證重油原料的有效氣化，即當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?5. ，再生催化劑最佳溫度為660 670°C ；當(dāng)重油原料殘?zhí)繛?. 0 5. ，再生催化 劑最佳溫度為640 660°C ；當(dāng)重油原料殘?zhí)啃∮?. ，再生催化劑最佳溫度為610 640 "C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靈活調(diào)整重油催化裂化反應(yīng)-再生系統(tǒng)熱量平衡的 方法，其特征在于對(duì)于不同的重油原料，再生催化劑與原料油在提升管反應(yīng)器中的初始 混合溫度和劑油比存在最佳范圍，當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?. ，最佳油劑混合溫度550 580°C，最佳劑油比為8 9 ；當(dāng)重油原料殘?zhí)繛?. 0 5. ，最佳油劑混合溫度540 5700C，最佳劑油比為7 8 ；當(dāng)重油原料殘?zhí)啃∮?. ，最佳油劑混合溫度530 560°C， 最佳劑油比為7 8。
全文摘要
本發(fā)明是一種靈活調(diào)整重油催化裂化反應(yīng)-再生系統(tǒng)熱平衡的方法，它通過(guò)在再生器旁邊設(shè)置常規(guī)再生催化劑取熱器的同時(shí)，在再生催化劑輸送管上設(shè)置再生催化劑冷卻器，兩者耦合聯(lián)動(dòng)，一方面控制再生器內(nèi)催化劑床層溫度以解決現(xiàn)有重油催化裂化裝置由于燒焦量大，再生器內(nèi)熱量過(guò)多而導(dǎo)致溫度過(guò)高引起的催化劑失活問(wèn)題，另外一方面對(duì)進(jìn)入提升管反應(yīng)器再生催化劑攜帶的熱量及其溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)不同性質(zhì)原料油在裂化反應(yīng)中所需不同劑油比的調(diào)節(jié)。本發(fā)明通過(guò)對(duì)現(xiàn)有重油催化裂化裝置中不同位置高溫再生催化劑進(jìn)行取熱調(diào)溫，靈活調(diào)整反應(yīng)-再生系統(tǒng)熱量平衡，從而可以實(shí)現(xiàn)重油催化裂化工藝條件的優(yōu)化，顯著提高輕質(zhì)油及液收率。
文檔編號(hào)C10G11/00GK101993712SQ200910162649
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者盧春喜, 徐春明, 文堯順, 王剛, 藍(lán)興英, 高金森 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)