專利名稱：一種催化裂化方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于在不存在氫的情況下，烴油的催化裂化領(lǐng)域，特別涉及一種新的催化裂化方法及裝置。
背景技術(shù)：
近年來國(guó)內(nèi)外催化裂化工藝發(fā)展迅速，各種新型增產(chǎn)低碳烯烴和清潔汽油生產(chǎn)工藝層出不窮，但經(jīng)濟(jì)效益的最大化永遠(yuǎn)是企業(yè)追求的目標(biāo)，而低干氣和焦炭產(chǎn)率、高液收， 則一直是催化裂化技術(shù)提高經(jīng)濟(jì)效益的根本手段。國(guó)內(nèi)外各研究機(jī)構(gòu)在這方面做出了卓有成效的研究，開發(fā)的技術(shù)主要有以下幾項(xiàng)UOP公司的“X設(shè)計(jì)”(US 5451313)，U0P公司于1995年發(fā)明了這種新設(shè)計(jì)，其目的是提高劑油比，其特點(diǎn)是反應(yīng)器與再生器之間設(shè)置了一個(gè)催化劑混合器，待生劑與再生劑在混合器內(nèi)混合，部分混合劑流入提升管與原料接觸反應(yīng)，剩下的混合劑流入再生器進(jìn)行再生。這種結(jié)構(gòu)的好處是混合劑進(jìn)入提升管的溫度比再生器來的低，使催化劑循環(huán)量增加， 劑油比提高，所以熱反應(yīng)減少、催化反應(yīng)增加、焦炭和干氣產(chǎn)率降低、汽油產(chǎn)率增加。但該設(shè)計(jì)缺點(diǎn)就是混合催化劑中的待生劑活性很低，使混合劑的活性偏低，不利于原料油的裂化。Petrobras公司的IsoCat工藝(US 6059958)，其特點(diǎn)是將經(jīng)外取熱器冷卻的催化劑分成兩股，一股返回再生器床層，另一股與熱的再生催化劑混合后進(jìn)入提升管與原料油反應(yīng)。顯然，混合再生催化劑的溫度低于常規(guī)的再生催化劑的溫度。與UOP公司的“X設(shè)計(jì)” 道理類似，IsoCat工藝可以降低焦炭和干氣產(chǎn)率，并且IsoCat工藝兩股催化劑均為再生催化劑，混合劑的活性更高，更有利于催化反應(yīng)。但該工藝實(shí)現(xiàn)起來較為復(fù)雜，而且混合催化劑溫度難以控制。CN 1288933公開的再生斜管催化劑冷卻技術(shù)，這種方法就是直接在再生斜管外設(shè)置一個(gè)冷卻水夾套，通過冷卻水把進(jìn)入提升管反應(yīng)器的再生催化劑溫度降下來。雖然這種方法在中試裝置上得到了很好的效果，使干氣和焦炭產(chǎn)率顯著下降，但在工業(yè)實(shí)踐中卻給反應(yīng)溫度的控制帶來很大的困難，也就是說這種方法看似簡(jiǎn)單，實(shí)踐起來難度卻較大。CN 1710029公開的的FDFCC- III工藝技術(shù)，該技術(shù)由洛陽石化工程公司開發(fā)， FDFCC- III工藝采用雙提升管并增設(shè)汽油沉降器和副分餾塔，同時(shí)將部分相對(duì)溫度較低的汽油提升管待生催化劑引入原料油提升管催化劑預(yù)提升混合器，與高溫再生劑混合后進(jìn)入原料油提升管，這樣既降低了原料油提升管的油劑接觸溫度，又充分利用了汽油提升管待生催化劑的剩余活性，提高原料油提升管催化裂化的劑油比和產(chǎn)品選擇性，降低干氣和焦炭產(chǎn)率，提高丙烯收率和丙烯選擇性。該工藝不足之處在于汽油待生劑雖然剩余活性較高，但與再生催化劑相比還是有一定的差距。中國(guó)石油大學(xué)提出了新型多區(qū)協(xié)控重油MZCC催化裂化技術(shù)(《煉油技術(shù)與工程》 2008年第12期)，MZCC技術(shù)以優(yōu)化重油與再生劑的混合熱量來促進(jìn)烴類大分子裂化、減少干氣和焦炭為工藝基礎(chǔ)，提出了進(jìn)料強(qiáng)返混、反應(yīng)平流推進(jìn)、產(chǎn)物超快分離及化學(xué)汽提的分區(qū)協(xié)同控制新理念。該技術(shù)擬新增一根再生斜管和空氣提升管，并在此新增再生斜管上設(shè)置催化劑冷卻器，冷卻后的催化劑與原再生斜管來的熱催化劑進(jìn)行混合，混合后較低溫度的再生劑與原料進(jìn)行接觸反應(yīng)，此技術(shù)可降低油劑混合溫度，提高劑油比，改善產(chǎn)品分布， 但該技術(shù)再生劑降溫措施稍顯復(fù)雜，需增設(shè)設(shè)備較多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了降低催化裂化裝置干氣和焦炭產(chǎn)率，提高總液收，同時(shí)降低汽油烯烴含量和催化煙氣中的SOx排放而提供的一種新的催化裂化方法。本發(fā)明的一種催化裂化方法，其特征在于包括下述步驟1)原料油進(jìn)入提升管反應(yīng)器下部，與來自換熱器的催化劑接觸，進(jìn)行反應(yīng)；2)反應(yīng)后的油氣與待生催化劑進(jìn)行粗分離，分離出的反應(yīng)油氣進(jìn)一步分離出催化劑細(xì)粉后進(jìn)入分餾塔，分離出的待生催化劑進(jìn)行汽提，汽提后的待生催化劑進(jìn)入再生器再生。3)再生后的高溫再生劑一部分從提升管不同位置進(jìn)入提升管反應(yīng)器；另一部分進(jìn)入換熱器，降溫后的再生劑進(jìn)入1)。所述的一種催化裂化方法，還有一部分再生后的高溫再生劑通過外循環(huán)管進(jìn)入換熱器。所述的一種催化裂化方法，從提升管不同高度進(jìn)入提升管反應(yīng)器的再生劑是通過催化劑輸送主管、催化劑輸送支管進(jìn)入提升管反應(yīng)器；所述的一種催化裂化方法，待生催化劑與部分系統(tǒng)主風(fēng)及來自催化劑換熱器的主風(fēng)接觸進(jìn)行燒焦再生。所述一種催化裂化方法，再生后進(jìn)入換熱器的高溫再生劑與FCC系統(tǒng)主風(fēng)逆流接觸換熱，換熱后的主風(fēng)進(jìn)入再生器進(jìn)行燒焦。進(jìn)入換熱器的主風(fēng)量一般占FCC全部主風(fēng)量的20% 100%，較好為30% 90%，最好為40% 85% ；經(jīng)換熱器換熱后再生催化劑溫度一般為580 670V，較好為600 660°C，最好為610 660°C。所述提升管反應(yīng)器軸向溫度是近似相等的，一般為450 560 V，較好為460 5400C，最好為470 530°C ；反應(yīng)時(shí)間一般為0. 5 5秒，較好為1. 0 4. 5秒，最好1. 5 4. 0秒；劑油重量比，催化劑循環(huán)量按提升管出口循環(huán)量計(jì)，一般為3 20，較好為5 18， 最好8 15 ；反應(yīng)絕對(duì)壓力一般為0. 15 0. 40Mpa，較好為0. 20 0. 36Mpa，最好為0. 22 0. 33Mpa ；由催化劑輸送主管、催化劑輸送支管輸送至提升管反應(yīng)器的催化劑量為提升管反應(yīng)器總循環(huán)量的5 30% ；再生器的再生溫度為650 750°C，再生催化劑的含碳量為 0. 02 0. 2重量％，再生催化劑微反活性一般為55 70。所述的提升管反應(yīng)器進(jìn)料至少含有常壓渣油、減壓渣油、直餾蠟油、焦化蠟油、脫浙青油、加氫尾油、回?zé)捰?、油漿、原油、頁巖油、合成油、煤焦油一種。本發(fā)明的一種催化裂化裝置，含有提升管反應(yīng)器、沉降器、再生器、換熱器、待生斜管、外循環(huán)管、立管、再生斜管、催化劑輸送主管、催化劑輸送支管，提升管反應(yīng)器頂部出口與沉降器入口相連通，提升管反應(yīng)器底部與換熱器底部相連通，沉降器與再生器相連通，再生器與換熱器頂部相連通，再生器與提升管反應(yīng)器相連通。所述的一種催化裂化裝置，再生器通過外循環(huán)管與換熱器底部連通。所述的一種催化裂化裝置，再生器通過催化劑輸送主管和催化劑輸送支管與提升管反應(yīng)器相連通，催化劑輸送主管與催化劑輸送支管連通，催化劑輸送支管為1 5根，其中最下方催化劑輸送支管與提升管反應(yīng)器相連位置在原料油進(jìn)料位置上方0. 5 10米處， 其它催化劑輸送支管與提升管反應(yīng)器相連位置距下方輸送支管位置4 10米。所述的一種催化裂化裝置，提升管反應(yīng)器底部通過再生斜管與換熱器相連，再生器通過待生斜管與沉降器汽提段相連，再生器通過立管與換熱器頂部相連，本發(fā)明通過設(shè)置換熱器，使部分或全部主風(fēng)在換熱器內(nèi)與再生器來的高溫再生劑進(jìn)行換熱，一方面使進(jìn)入再生器的主風(fēng)溫度升高，另一方面降低了進(jìn)入提升管反應(yīng)器底部的再生劑溫度，降低油劑接觸溫度，原料油熱裂化反應(yīng)程度減弱，干氣和焦炭產(chǎn)率大幅下降，總液收提高；由于提升管反應(yīng)器的劑油比提高，有助于催化反應(yīng)的進(jìn)行，有利于產(chǎn)品分布的改善，同時(shí)可降低汽油的烯烴含量。劑油比增大，催化劑循環(huán)量顯著提高，因催化劑中含有一定的金屬氧化物，提高的催化劑循環(huán)量相當(dāng)于可起到更多硫轉(zhuǎn)移劑的作用，因此可明顯降低催化煙氣中SOx含量。本發(fā)明通過將少量高溫再生劑，經(jīng)催化劑輸送主管、支管分段注入提升管不同高度區(qū)域，為反應(yīng)補(bǔ)充熱量，提出等溫提升管概念，使提升管軸向接近等溫分布。通常情況下， 催化裂化反應(yīng)總體表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)，隨著提升管高度的增加，反應(yīng)不斷進(jìn)行，催化劑的溫度會(huì)持續(xù)下降。在噴嘴上方進(jìn)料混合段，代表油霧的射流相與代表催化劑顆粒相的分布形態(tài)很不利于兩相間的接觸均勻，射流相濃度大的位置，顆粒相的濃度卻小，不相匹配，顆粒相與射流相的濃度分布匹配不好，是影響油劑兩相不能良好均勻接觸的主要原因。而本發(fā)明可較好地解決進(jìn)料混合段油劑兩相不能良好均勻接觸的問題。本發(fā)明將少量高溫再生劑分段注入提升管不同高度區(qū)域，使提升管軸向接近等溫分布。在原料油進(jìn)料位置上方的進(jìn)料混合段，補(bǔ)入的催化劑可適當(dāng)提高顆粒相濃度較小的區(qū)域，使射流相與顆粒相濃度相匹配， 實(shí)現(xiàn)油劑兩相均勻接觸，抑制顆粒相濃度較小區(qū)域發(fā)生的熱裂化反應(yīng)，促進(jìn)催化反應(yīng)的進(jìn)行；在提升管其它區(qū)域補(bǔ)入的再生劑可為反應(yīng)補(bǔ)充熱量，同時(shí)提高提升管內(nèi)催化劑平均活性，保證催化反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，使產(chǎn)品分布得以優(yōu)化。與常規(guī)催化裂化裝置相比，在原料和催化劑相同的情況下，本發(fā)明的有益效果在于(1)提升管反應(yīng)器劑油比可提高至10以上。(2)裝置干氣和焦炭總產(chǎn)率下降0. 8 1. 5個(gè)百分點(diǎn)，液化氣、汽油和柴油總液收提高1個(gè)百分點(diǎn)以上。(3)汽油烯烴體積含量可降低5 15個(gè)百分點(diǎn)。(4)催化煙氣中SOx含量降低30%以上。下面利用附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，但并不限制本發(fā)明的范圍。


圖1為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種催化裂化方法的裝置示意圖。1-反應(yīng)油氣；2-沉降器；3-待生斜管；4-主風(fēng)A ;5_催化劑輸送主管；6-提升管反應(yīng)器；7-催化劑輸送支管；8-原料油；9-再生斜管；10-主風(fēng)B ；11-換熱器；12-外循環(huán)管；13-立管；14-再生器；15-煙氣
具體實(shí)施例方式如圖1所示本發(fā)明一種催化裂化方法，具體步驟為1)原料油8進(jìn)入提升管反應(yīng)器6下部，與來自換熱器11的催化劑接觸，進(jìn)行反應(yīng)；2)反應(yīng)后的油氣與待生催化劑在沉降器2中進(jìn)行粗分離，分離出的反應(yīng)油氣1進(jìn)一步分離出催化劑細(xì)粉后進(jìn)入后續(xù)分餾塔，分離出的待生催化劑在沉降器2底部進(jìn)行汽提，汽提后的待生催化劑進(jìn)入再生器14進(jìn)行再生。3)再生后的高溫再生劑一部分從提升管6不同高度進(jìn)入提升管反應(yīng)器6 ；另一部分進(jìn)入換熱器11，降溫后的再生劑進(jìn)入1)。如圖1所示為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一種催化裂化方法的裝置，包括提升管反應(yīng)器6、沉降器2、再生器14、換熱器11、待生斜管3、外循環(huán)管12、立管13、再生斜管9、催化劑輸送主管 5、催化劑輸送支管7。提升管反應(yīng)器6的頂部出口與沉降器2相連通，提升管反應(yīng)器6底部通過再生斜管9與換熱器11相連通，通過待生斜管3將沉降器2汽提段與再生器14相連通，再生器14內(nèi)部通過立管13與換熱器11連通，再生器14外部通過外循環(huán)管12與換熱器11底部相連通，換熱器11底部通過再生斜管9與提升管反應(yīng)器6底部相連通，再生器 14通過催化劑輸送主管5與催化劑輸送支管7相連通，催化劑輸送主管5通過催化劑輸送支管7與提升管反應(yīng)器6相連通。本發(fā)明催化劑輸送支管7可設(shè)置1 5根，其中最下方催化劑輸送支管7與提升管反應(yīng)器6相連位置在原料油8進(jìn)料位置上方0. 5 10米處，其它催化劑輸送支管7與提升管反應(yīng)器6相連位置距下方輸送支管7位置4 10米。實(shí)施例1為對(duì)比例在常規(guī)的提升管催化裂化試驗(yàn)裝置上進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)料為管輸混合重油，主要性質(zhì)列于表1，處理量為30千克/天，試驗(yàn)所用催化劑為CDC工業(yè)平衡劑，平衡催化劑的微反活性為62，含碳量為0. 05重量％。提升管反應(yīng)器的主要操作條件、產(chǎn)品分布及產(chǎn)品的主要性質(zhì)列于表2和表3。實(shí)施例2對(duì)比例按實(shí)施例1，所不同的是進(jìn)料為加氫蠟油，主要性質(zhì)列于表1，處理量為30千克 /天，試驗(yàn)所用催化劑為RSC-2006工業(yè)平衡劑，平衡催化劑的微反活性為60，含碳量為 0. 06%。提升管反應(yīng)器的主要操作條件、產(chǎn)品分布及產(chǎn)品的主要性質(zhì)列于表2和表3。實(shí)施例3對(duì)比例按實(shí)施例1，所不同的是進(jìn)料為加氫重油，主要性質(zhì)列于表1，處理量為30千克/ 天，試驗(yàn)所用催化劑為MLC-500工業(yè)平衡劑，平衡催化劑微反活性為63，含碳量為0. 03重量％。提升管反應(yīng)器的主要操作條件、產(chǎn)品分布及產(chǎn)品的主要性質(zhì)列于表2和表3。實(shí)施例4在如圖1所示本發(fā)明的催化裂化試驗(yàn)裝置上進(jìn)行試驗(yàn)，處理量為30千克/天，進(jìn)料、催化劑與實(shí)施例1相同，提升管反應(yīng)器的主要操作條件、產(chǎn)品分布及產(chǎn)品的主要性質(zhì)列于表4和表5。實(shí)施例5在如圖1所示本發(fā)明的催化裂化試驗(yàn)裝置上進(jìn)行試驗(yàn)，處理量為30千克/天，進(jìn)料、催化劑與實(shí)施例2相同，提升管反應(yīng)器的主要操作條件、產(chǎn)品分布及產(chǎn)品的主要性質(zhì)列于表4和表5。實(shí)施例6在如圖1所示本發(fā)明的催化裂化試驗(yàn)裝置上進(jìn)行試驗(yàn)，處理量為30千克/天，進(jìn)料、催化劑與實(shí)施例3相同，提升管反應(yīng)器的主要操作條件、產(chǎn)品分布及產(chǎn)品的主要性質(zhì)列于表4和表5。表1提升管反應(yīng)器進(jìn)料的主要性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種催化裂化方法，其特征在于包括下述步驟1)原料油進(jìn)入提升管反應(yīng)器下部，與來自換熱器的催化劑接觸反應(yīng)；2)反應(yīng)后的油氣與待生催化劑進(jìn)行粗分離，分離出的反應(yīng)油氣進(jìn)一步分離出催化劑細(xì)粉后進(jìn)入分餾塔，分離出的待生催化劑進(jìn)行汽提，汽提后的待生催化劑進(jìn)入再生器再生。3)再生后的高溫再生劑一部分從提升管不同位置進(jìn)入提升管反應(yīng)器；另一部分進(jìn)入換熱器，降溫后的再生劑進(jìn)入1)。
2.依照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于還有一部分再生后的高溫再生劑通過外循環(huán)管進(jìn)入換熱器。
3.依照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于從提升管不同高度進(jìn)入提升管反應(yīng)器的再生劑是通過催化劑輸送主管、催化劑輸送支管進(jìn)入提升管反應(yīng)器。
4.依照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于待生催化劑與部分系統(tǒng)主風(fēng)及來自催化劑換熱器的主風(fēng)接觸進(jìn)行燒焦再生。
5.依照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于再生后進(jìn)入換熱器的高溫再生劑與FCC系統(tǒng)主風(fēng)逆流接觸換熱，進(jìn)入換熱器的主風(fēng)量占FCC全部主風(fēng)量的20體積％ 100體積％，換熱后再生催化劑溫度為580 670°C。
6.依照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于進(jìn)入換熱器的主風(fēng)量占FCC 全部主風(fēng)量的30體積％ 90體積％，換熱后再生催化劑溫度為600 660°C。
7.依照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于進(jìn)入換熱器的主風(fēng)量占FCC 全部主風(fēng)量的40體積％ 85體積％，換熱后再生催化劑溫度為610 660°C。
8.依照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于提升管反應(yīng)器軸向溫度是為450 560°C，反應(yīng)時(shí)間一般為0. 5 5秒，劑油重量比，為3 20，反應(yīng)絕對(duì)壓力為 0. 15 0. 40Mpa。
9.依照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于提升管反應(yīng)器軸向溫度是為460 540°C，反應(yīng)時(shí)間為1. 0 4. 5秒，劑油重量比，為5 18，反應(yīng)絕對(duì)壓力一般為 0. 20 0. 36Mpa。
10.依照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于提升管反應(yīng)器軸向溫度是為470 530°C，反應(yīng)時(shí)間為1. 5 4.0秒，劑油重量比，為8 15，反應(yīng)絕對(duì)壓力為0. 20 0.36Mpa。
11.依照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于由催化劑輸送主管、催化劑輸送支管輸送至提升管反應(yīng)器的催化劑量為提升管反應(yīng)器總循環(huán)量的5 30%。
12.依照權(quán)利要求1至11所述的任一種催化裂化方法，其特征在于所述原料油為常壓渣油、減壓渣油、直餾蠟油、焦化蠟油、脫浙青油、加氫尾油、回?zé)捰?、油漿、原油、頁巖油、 合成油、煤焦油中至少一種。
13.一種催化裂化裝置，含有提升管反應(yīng)器(6)、沉降器(2)、再生器(14)、換熱器(11)、 待生斜管(3)、立管(13)、再生斜管(9)、催化劑輸送主管(5)、催化劑輸送支管(7)，提升管反應(yīng)器(6)頂部出口與沉降器(2)入口相連通，提升管反應(yīng)器(6)底部與換熱器(11)底部相連通，沉降器(2)與再生器(14)連通，再生器(14)與換熱器(11)頂部連通，再生器(14) 通過催化劑輸送主管(5)和催化劑輸送支管(7)與提升管反應(yīng)器(6)連通。
14.依照權(quán)利要求13所述的一種催化裂化裝置，其特征在于再生器(14)通過外循環(huán)管(12)與換熱器(11)連通。
15.依照權(quán)利要求13所述的一種催化裂化裝置，其特征在于催化劑輸送主管與催化劑輸送支管連通，催化劑輸送支管為1 5根，最下方催化劑輸送支管與提升管反應(yīng)器相連位置在原料油進(jìn)料位置上方0. 5 10米處，催化劑輸送支管為2根或者多于2根時(shí)，催化劑輸送支管之間的距離為4 10米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種催化裂化方法及裝置，克服了現(xiàn)有技術(shù)二次裂化造成的氣體和焦炭產(chǎn)率高，液收低的不足。原料油進(jìn)入提升管反應(yīng)器下部，與來自換熱器的催化劑接觸反應(yīng)；反應(yīng)后的油氣與待生催化劑進(jìn)行粗分離，分離出的反應(yīng)油氣進(jìn)一步分離出催化劑細(xì)粉后進(jìn)入分餾塔，分離出的待生催化劑進(jìn)行汽提，汽提后的待生催化劑進(jìn)入再生器再生。再生后的高溫再生劑一部分從提升管不同高度進(jìn)入提升管反應(yīng)器；另一部分進(jìn)入換熱器，降溫后的再生劑循環(huán)使用。
文檔編號(hào)C10G55/06GK102268290SQ20101018883
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者劉昱, 孟凡東, 張亞西, 張振千, 湯海濤, 王文柯, 王龍延, 閆鴻飛, 陳曼橋 申請(qǐng)人:中國(guó)石化集團(tuán)洛陽石油化工工程公司, 中國(guó)石油化工集團(tuán)公司