專利名稱：一種催化轉(zhuǎn)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油化工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種石油烴類原料催化轉(zhuǎn)化方法及裝置。
背景技術(shù)：
催化轉(zhuǎn)化裝置是最主要的汽油生產(chǎn)裝置，世界絕大部分車用汽油來自催化轉(zhuǎn)化裝置，常規(guī)催化轉(zhuǎn)化采用提升管反應(yīng)器。現(xiàn)有提升管反應(yīng)器的最大弊端是提升管過長，提升管出口處的催化劑活性只有初始活性的1/3左右，因此，在提升管反應(yīng)器的后半段，催化劑活性及選擇性已急劇下降，催化作用變差，熱裂化反應(yīng)及其他不利二次反應(yīng)增加，不但限制了單程轉(zhuǎn)化率的提高，同時導(dǎo)致催化汽油烯烴含量高達(dá)45%以上，遠(yuǎn)不能滿足汽油的新標(biāo)準(zhǔn)要求。隨著催化劑活性的降低，催化反應(yīng)的選擇性必然下降，副反應(yīng)自然增加。要提高催化過程的單程轉(zhuǎn)化率，核心問題是提高現(xiàn)有提升管反應(yīng)器后半段的催化劑活性，石油大學(xué)在CN99213769. 1提出了用于催化裂化的兩段串聯(lián)式提升管反應(yīng)器，該反應(yīng)器由兩結(jié)構(gòu)相同提升管頭尾相接串聯(lián)而成，該技術(shù)通過采用兩段接力式的反應(yīng)裝置，強(qiáng)化了常規(guī)提升管催化裂化反應(yīng)過程，從而提高了催化劑的有效活性和選擇性；但該技術(shù)限于原理，缺乏可操作的實施辦法；工程實施時相當(dāng)于建設(shè)兩套上下重疊的催化裂化裝置，投資費用高，實施可能性很小。CN00122845. 5公開了一種烴油的兩段催化裂化方法，使烴油首先在第一反應(yīng)器中與裂化催化劑接觸并反應(yīng)，所生成的油氣送入第二反應(yīng)器中與含有五元環(huán)高硅沸石的催化劑接觸并反應(yīng)，所生成的油氣送入分餾塔進(jìn)行分離。該方法兩反應(yīng)器中的催化劑是組成和性質(zhì)不同的催化劑，雖然使第一反應(yīng)器的反應(yīng)油氣與第二反應(yīng)器中的新鮮催化劑接觸，提高了第二反應(yīng)器中的產(chǎn)品選擇性，但該方法采用了兩種催化劑，兩套反應(yīng)-再生系統(tǒng)，投資費用較高。CN00134054. 9公開了一種兩段提升管催化裂化新技術(shù)，將提升管分為上下兩段， 第一區(qū)催化劑來自再生器，第一區(qū)反應(yīng)結(jié)束，催化劑、油氣通過設(shè)置在第一區(qū)末端的中間分流器分離，僅油氣繼續(xù)進(jìn)入第二反應(yīng)段反應(yīng)；第二反應(yīng)段的催化劑為來自再生器的經(jīng)過外取熱器取熱的再生催化劑。該技術(shù)是在反應(yīng)第二段(即后半段)用高活性的經(jīng)取熱的低溫再生催化劑與油氣繼續(xù)接觸反應(yīng)，提高了第二段的催化劑活性，提高了單程轉(zhuǎn)化率。但該技術(shù)中第一區(qū)分離出來的催化劑在進(jìn)入再生器前必須經(jīng)過汽提，同時再生催化劑必須由輸送介質(zhì)輸送才能進(jìn)入第二段，汽提蒸汽、輸送介質(zhì)將全部進(jìn)入第二段，勢必影響到第二段的反應(yīng)；若限制汽提蒸汽量，則會影響到汽提效果，進(jìn)而影響再生過程；此外，從外取熱器底部到第二反應(yīng)段入口高度差幾十米，輸送介質(zhì)量很大，需要消耗大量能耗；且該技術(shù)需要兩個沉降器，兩個汽提段，投資大幅增加
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既能改善產(chǎn)品分布和產(chǎn)品質(zhì)量又降低工程投資和方便工程實施的催化轉(zhuǎn)化方法，本發(fā)明同時提供了實現(xiàn)該方法的裝置。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種催化轉(zhuǎn)化方法，催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)在設(shè)置有兩個提升管反應(yīng)器的反應(yīng)部分和再生部分的反-再裝置中進(jìn)行，其特征在于
⑴反應(yīng)部分由用于原料油反應(yīng)的主提升管反應(yīng)器、用于回?zé)捰头磻?yīng)的次提升管反應(yīng)器、催化劑汽提區(qū)及沉降器組成；次提升管反應(yīng)器單獨設(shè)置沉降器或者與主提升管反應(yīng)器共用沉降器；主提升管反應(yīng)器包括自下而上的預(yù)提升段、原料油反應(yīng)區(qū)、催化劑分流區(qū)、催化劑補充分配區(qū)和油氣再反應(yīng)區(qū)，原料油反應(yīng)區(qū)和油氣再反應(yīng)區(qū)均為管式反應(yīng)器，氣體流速為4-30m/s ；催化劑汽提區(qū)設(shè)置于催化劑分流區(qū)下方；催化劑分流區(qū)設(shè)置在原料油反應(yīng)區(qū)出口外，分流區(qū)內(nèi)設(shè)置有催化劑分流器，該分流器入口直接與原料油反應(yīng)區(qū)出口連接，催化劑分流區(qū)殼體下端直接與催化劑汽提區(qū)殼體連接，內(nèi)部空間直接連通，分流出的催化劑直接靠重力流入催化劑汽提區(qū)；催化劑分流區(qū)和催化劑補充分配區(qū)殼體連接，在催化劑分流區(qū)和催化劑補充分配區(qū)間設(shè)置隔板，隔板上設(shè)有上升物流通道，催化劑分流區(qū)的物流經(jīng)該通道向上進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)；上升物流通道出口和油氣再反應(yīng)區(qū)入口間留有開口，催化劑補充分配區(qū)的催化劑和流化介質(zhì)通過該開口向上進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)，和來自原料油反應(yīng)區(qū)的物流混合；催化劑補充分配區(qū)設(shè)置獨立的催化劑流化介質(zhì)； ⑵再生部分的再生器中部設(shè)置有密相流化床區(qū)；
⑶來自再生器中部密相流化床區(qū)的再生催化劑按以下方式分別進(jìn)入主提升管反應(yīng)器預(yù)提升段和催化劑補充分配區(qū)
進(jìn)入預(yù)提升段再生催化劑直接靠重力向下進(jìn)入主提升管原料油反應(yīng)區(qū)噴嘴下方的預(yù)提升段，或者再生催化劑先在重力作用下進(jìn)入催化劑溫度控制器調(diào)節(jié)降溫后再靠重力向下進(jìn)入預(yù)提升段，或者再生催化劑和經(jīng)過催化劑溫度控制器調(diào)節(jié)降溫后的再生催化劑分兩路同時靠重力向下進(jìn)入預(yù)提升段；
進(jìn)入催化劑補充分配區(qū)再生催化劑直接靠重力向下進(jìn)入催化劑補充分配區(qū)，或者再生催化劑先在重力作用下進(jìn)入催化劑溫度控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)降溫，降溫后的催化劑不需介質(zhì)輸送直接在重力作用下經(jīng)立管向下進(jìn)入催化劑補充分配區(qū)；催化劑補充量由滑閥控制。在上述的催化轉(zhuǎn)化方法中，進(jìn)一步地，主反應(yīng)器原料油反應(yīng)區(qū)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度510-550°C、反應(yīng)時間0. 3-0. 8s、油氣平均流速5. 0_26m/s。在上述的催化轉(zhuǎn)化方法中，進(jìn)一步地，進(jìn)入主反應(yīng)器預(yù)提升段的再生催化劑的溫度或混合溫度為620-750°C。在上述的催化轉(zhuǎn)化方法中，進(jìn)一步地，進(jìn)入催化劑補充分配區(qū)的再生催化劑經(jīng)再生催化劑溫度控制器調(diào)節(jié)降溫至480-650°C。在上述的催化轉(zhuǎn)化方法中，進(jìn)一步地，對以汽柴油收率為目的的油品型催化轉(zhuǎn)化， 油氣再反應(yīng)區(qū)反應(yīng)溫度480-515°C，反應(yīng)時間0. 6-1. 2s ；對以低碳烯烴收率為目的的化工型催化轉(zhuǎn)化，油氣再反應(yīng)區(qū)反應(yīng)溫度530-630°C，反應(yīng)時間1. 0-3. Os。在上述的催化轉(zhuǎn)化方法中，進(jìn)一步地，主提升管反應(yīng)器油氣再反應(yīng)區(qū)與原料油反應(yīng)區(qū)共用催化劑汽提區(qū)，或者在沉降器下方單獨設(shè)置第二催化劑汽提區(qū)，用于汽提油氣再反應(yīng)區(qū)的待生催化劑，第二催化劑汽提區(qū)與沉降器連通；汽提后的催化劑經(jīng)立管進(jìn)入再生器再生。在上述的催化轉(zhuǎn)化方法中，進(jìn)一步地，部分油氣再反應(yīng)區(qū)反應(yīng)后的待生催化劑靠重力返回油氣再反應(yīng)區(qū)內(nèi)，在油氣再反應(yīng)區(qū)循環(huán)，增加油氣再反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)劑油比或降低反應(yīng)空速。在上述的催化轉(zhuǎn)化方法中，進(jìn)一步地，所述主提升管反應(yīng)器原料油反應(yīng)區(qū)待生催化劑的5-50%進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)；所述原料油反應(yīng)區(qū)的待生催化劑進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)的量根據(jù)油氣再反應(yīng)區(qū)催化劑的含碳量控制。在上述的催化轉(zhuǎn)化方法中，進(jìn)一步地，次提升管反應(yīng)器回?zé)捰瓦M(jìn)料噴嘴下部或主提升管反應(yīng)器原料油反應(yīng)區(qū)下部用于C4-C8組分反應(yīng)。在上述的催化轉(zhuǎn)化方法中，進(jìn)一步地，再生催化劑在進(jìn)入次提升管反應(yīng)器前先進(jìn)入催化劑溫度控制器調(diào)節(jié)降溫；或者在次提升管反應(yīng)器進(jìn)料噴嘴下方設(shè)置預(yù)冷器，使再生催化劑在次提升管反應(yīng)器進(jìn)料噴嘴下方冷卻降溫。本發(fā)明所述催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)流程如下 催化劑流程
在主提升管反應(yīng)器中，所述進(jìn)入預(yù)提升段的催化劑與預(yù)熱的反應(yīng)原料油接觸混合并沿主提升管反應(yīng)器向上進(jìn)入原料油反應(yīng)區(qū)，進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)；催化劑和反應(yīng)油氣在原料油反應(yīng)區(qū)出口進(jìn)入催化劑分流區(qū)內(nèi)的催化劑分流器，采用氣固向外旋流方式使部分催化劑切向旋流并靠重力向下流入催化劑汽提區(qū)，保持反應(yīng)油氣中留存有催化劑；未被分流的催化劑和反應(yīng)油氣經(jīng)與催化劑補充分配區(qū)間隔板上設(shè)置的上升物流通道繼續(xù)向上流動進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)；所述的進(jìn)入催化劑補充分配區(qū)的催化劑先在流化介質(zhì)的作用下分配在該通道周邊，經(jīng)設(shè)在該通道與油氣再反應(yīng)區(qū)入口間的開口自周邊均勻進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)，與來自原料油反應(yīng)區(qū)的物流混合并催化再反應(yīng)；主提升管油氣再反應(yīng)區(qū)內(nèi)的催化劑在沉降器內(nèi)實現(xiàn)氣固分離后，經(jīng)回流管進(jìn)入催化劑汽提區(qū)或直接向下進(jìn)入第二催化劑汽提區(qū)經(jīng)蒸汽汽提后，自催化劑待生立管進(jìn)入再生器回復(fù)活性；
在次提升管反應(yīng)器中，來自再生器中部密相流化床區(qū)的再生催化劑直接靠重力向下或經(jīng)降溫后進(jìn)入次提升管反應(yīng)器進(jìn)料噴嘴下方的預(yù)提升段或在預(yù)提升段內(nèi)冷卻降溫后在預(yù)提升介質(zhì)的提升下沿次提升管反應(yīng)器向上流動，與自進(jìn)料噴嘴進(jìn)入的回?zé)捰徒佑|并進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，待生催化劑在提升管出口從油氣中分離出來，向下進(jìn)入催化劑汽提區(qū)或第二催化劑汽提區(qū)，經(jīng)蒸汽汽提后，返回再生器回復(fù)活性； 反應(yīng)原料流程
在主提升管反應(yīng)器中，經(jīng)換熱流程預(yù)熱的反應(yīng)原料油自噴嘴霧化后進(jìn)入主提升管反應(yīng)器，與所述進(jìn)入預(yù)提升段并沿主提升管反應(yīng)器向上流動的催化劑接觸混合后進(jìn)入原料油反應(yīng)區(qū)，進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)；催化劑和反應(yīng)油氣在原料油反應(yīng)區(qū)出口進(jìn)入催化劑分流區(qū)內(nèi)分流出部分催化劑，反應(yīng)油氣和未被分流的催化劑繼續(xù)向上流動進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)，與所述流經(jīng)催化劑補充分配區(qū)的催化劑混合后進(jìn)行油氣的催化再反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)油氣在沉降器內(nèi)實現(xiàn)氣固分離后，經(jīng)油氣管線進(jìn)入分餾塔系統(tǒng)；
在次提升管反應(yīng)器中，回?zé)捰妥試娮祆F化后進(jìn)入次提升管反應(yīng)器，與在預(yù)提升介質(zhì)提升下的再生催化劑或降溫的再生催化劑接觸混合，進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后在次提升管出口從油氣中分離出待生催化劑，油氣或者與主提升管反應(yīng)器的反應(yīng)油氣混合，或者經(jīng)單獨的油氣管線引出。在上述催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中，C4-C8組分等其他烴類組分也可以進(jìn)入主反應(yīng)器原料油反應(yīng)區(qū)下部或次提升管反應(yīng)器回?zé)捰瓦M(jìn)料噴嘴下部參與催化轉(zhuǎn)化；相應(yīng)地，可以在兩反應(yīng)器適當(dāng)位置設(shè)置一排到多排進(jìn)料噴嘴，具體可根據(jù)原料性質(zhì)、工藝要求進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)原料變化及目標(biāo)產(chǎn)品需要。本發(fā)明同時提供了一種催化轉(zhuǎn)化裝置，包括主提升管反應(yīng)器、次提升管反應(yīng)器、沉降器和再生器，其特征在于
(1)所述主提升管反應(yīng)器包括自下而上的預(yù)提升段、原料油反應(yīng)區(qū)、催化劑分流區(qū)、催化劑補充分配區(qū)和油氣再反應(yīng)區(qū)，原料油反應(yīng)區(qū)和油氣再反應(yīng)區(qū)均為管式反應(yīng)器；在催化劑分流區(qū)下方設(shè)置有催化劑汽提區(qū)，所述催化劑汽提區(qū)與原料油反應(yīng)區(qū)并列設(shè)置或者同軸設(shè)置；
⑵所述次提升管反應(yīng)器設(shè)置有回?zé)捰瓦M(jìn)料噴嘴；次提升管反應(yīng)器與主提升管反應(yīng)器共用沉降器和油氣出口管線，用于引出兩反應(yīng)器的混合油氣；
⑶所述再生器包括同軸設(shè)置的下部的第一再生區(qū)、中部的密相流化床區(qū)和上部的稀相催化劑沉降分離區(qū)，第一再生區(qū)和密相流化床區(qū)間設(shè)置有帶孔隔板；
⑷所述主提升管反應(yīng)器的催化劑分流區(qū)設(shè)置在原料油反應(yīng)區(qū)出口外，在分流區(qū)內(nèi)設(shè)置催化劑分流器，該分流器入口直接與原料油反應(yīng)區(qū)出口連接，分流器設(shè)置有至少三個外向旋流通道，供原料油反應(yīng)器內(nèi)的物流流出；分流區(qū)殼體下端直接與催化劑汽提區(qū)殼體連接， 內(nèi)部空間直接連通，分流出的催化劑可自由進(jìn)入催化劑汽提區(qū)進(jìn)行汽提；分流區(qū)殼體上端與催化劑補充分配區(qū)連接，在分流區(qū)和催化劑補充分配區(qū)間設(shè)置隔板，隔板上設(shè)有上升物流通道；在所述上升物流通道出口和油氣再反應(yīng)區(qū)入口間留有開口 ；該上升物流通道流通面積按物流氣體流速8-30m/s設(shè)計；
( 所述主提升管反應(yīng)器的催化劑補充分配區(qū)殼體上端與油氣再反應(yīng)區(qū)殼體連接，在殼體上設(shè)置有補充催化劑入口，在催化劑補充分配區(qū)內(nèi)、補充催化劑入口下方設(shè)置有催化劑流化分布器；
(6)設(shè)置再生催化劑溫度控制器，該催化劑溫度控制器與再生器密相流化床區(qū)間設(shè)置有再生催化劑進(jìn)入管，與上述催化劑補充分配區(qū)間設(shè)置有降溫再生催化劑管線，在所述管線上設(shè)置滑閥，控制催化劑補充量；催化劑溫度通過進(jìn)入該溫度控制器的流化氣體量調(diào)節(jié)；
⑵在沉降器、催化劑汽提區(qū)之間設(shè)置催化劑回流管，回流管上設(shè)置滑閥；或者在沉降器下方另外設(shè)置第二催化劑汽提區(qū)，用于汽提油氣再反應(yīng)區(qū)的待生催化劑，第二催化劑汽提區(qū)與沉降器連通，所述第二催化劑汽提區(qū)與油氣再反應(yīng)區(qū)并列設(shè)置或同軸設(shè)置。在上述的催化轉(zhuǎn)化裝置中，進(jìn)一步地，設(shè)置連通沉降器與催化劑補充分配區(qū)的催化劑循環(huán)管或連通第二催化劑汽提區(qū)與催化劑補充分配區(qū)的催化劑循環(huán)管，使部分油氣再反應(yīng)區(qū)反應(yīng)后的待生催化劑靠重力返回油氣再反應(yīng)區(qū)內(nèi)，在所述催化劑循環(huán)管上設(shè)置滑閥。在上述的催化轉(zhuǎn)化裝置中，進(jìn)一步地，在次提升管反應(yīng)器回?zé)捰瓦M(jìn)料噴嘴下方或主提升管原料油噴嘴下方還設(shè)置有C4-C8組分進(jìn)料噴嘴。在上述的催化轉(zhuǎn)化裝置中，進(jìn)一步地，在次提升管反應(yīng)器進(jìn)料噴嘴下方設(shè)置預(yù)冷器，使再生催化劑在次提升管反應(yīng)器進(jìn)料噴嘴下方冷卻降溫。
本發(fā)明中，催化劑溫控器的設(shè)計可以實現(xiàn)對進(jìn)入反應(yīng)器的催化劑溫度的靈活調(diào)節(jié)，催化劑溫控器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)先選用ZL200920223355. 1中所述的催化劑降溫設(shè)備； 此外，在催化劑汽提區(qū)、分布板、催化劑補充分配區(qū)及催化劑溫控器等相應(yīng)區(qū)域均根據(jù)工程需要設(shè)置相應(yīng)的氣體分布器。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，至少具有以下有益效果
⑴由于向油氣再反應(yīng)區(qū)補充的是高活性的低溫、再生催化劑，總體上強(qiáng)化了整個主反應(yīng)器中的催化活性及反應(yīng)選擇性，有效抑制了熱反應(yīng)，可使反應(yīng)總液收增加1. 0%以上；
⑵原料油反應(yīng)區(qū)的待生催化劑在進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)之前先進(jìn)行分流，從而控制進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)的待生催化劑與補充進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)的再生催化劑的比例，整體上實現(xiàn)對油氣再反應(yīng)區(qū)催化劑流量及催化劑活性的控制，實現(xiàn)改善產(chǎn)品分布和產(chǎn)品質(zhì)量的目標(biāo)；
⑶主反應(yīng)器原料油反應(yīng)區(qū)、催化劑分流區(qū)、催化劑補充分配區(qū)及油氣再反應(yīng)區(qū)的緊湊設(shè)計，使得原料油的反應(yīng)、分流、再反應(yīng)可以在一個反應(yīng)器中實現(xiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，既降低了工程投資，也方便工程實施；
⑷由于C4-C8組分等其他烴類組分可進(jìn)入主反應(yīng)器原料油反應(yīng)區(qū)或次提升管反應(yīng)器參與催化轉(zhuǎn)化，主、次反應(yīng)器的油氣也可根據(jù)實踐需要進(jìn)行合并處理或單獨處理，增加了裝置處理的靈活性。


圖1-6為本發(fā)明的催化裂化方法裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中編號說明1、33預(yù)提升段；2、25、沈進(jìn)料噴嘴；3原料油反應(yīng)區(qū)；4分流器；5 催化劑分流區(qū)；6上升物流通道；7催化劑補充分配區(qū)；8油氣再反應(yīng)區(qū)；9沉降器、10、30、 31油氣出口 ；11催化劑回流管；12催化劑汽提區(qū)；13、四待生立管；14再生器；15第一再生區(qū)；16密相流化床區(qū)；17催化劑沉降分離區(qū)；18帶孔隔板；19催化劑溫控器；20再生催化劑進(jìn)入管；21低溫再生催化劑管線；22、23、37再生立管；對次提升管反應(yīng)器；27煙氣出口 ； 28第二催化劑汽提區(qū)；32催化劑循環(huán)管；34預(yù)冷器；35冷卻介質(zhì)進(jìn)口 ；36冷卻介質(zhì)出口 ； 37油氣再反應(yīng)區(qū)入口 ；38開口 ；39隔板。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍包括但是不限于此
實施方式一
某煉油廠催化裂化裝置設(shè)計如圖1所示
設(shè)置主提升管反應(yīng)器、次提升管反應(yīng)器對、催化劑汽提區(qū)12及沉降器9，在沉降器9和汽提區(qū)12間設(shè)有催化劑回流管11 ；
主提升管反應(yīng)器包括自下而上的預(yù)提升段1、原料油反應(yīng)區(qū)3、催化劑分流區(qū)5、催化劑補充分配區(qū)7和油氣再反應(yīng)區(qū)8 ；催化劑汽提區(qū)12設(shè)置于催化劑分流區(qū)5下方、與原料油反應(yīng)區(qū)3同軸，催化劑分流區(qū)5設(shè)置在原料油反應(yīng)區(qū)3出口外，分流區(qū)5內(nèi)設(shè)置有催化劑分流器4，分流器4入口直接與原料油反應(yīng)區(qū)3出口連接，催化劑分流區(qū)5殼體下端直接與催化劑汽提區(qū)12殼體連接，內(nèi)部空間直接連通，分流出的催化劑直接靠重力流入催化劑汽提區(qū)12 ；催化劑分流區(qū)5和催化劑補充分配區(qū)7殼體連接，在催化劑分流區(qū)5和催化劑補充分配區(qū)7間設(shè)置隔板39，隔板39上設(shè)有上升物流通道6，通道6設(shè)置在催化劑補充區(qū)7中心區(qū)域，催化劑分流區(qū)5的物流經(jīng)該通道6向上進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)8 ；上升物流通道6出口和油氣再反應(yīng)區(qū)入口 37間留有開口 38 ；催化劑補充分配區(qū)7設(shè)置獨立的催化劑流化介質(zhì)； 次提升管反應(yīng)器對與主提升管反應(yīng)器共用沉降器9，次反應(yīng)器對設(shè)置有回?zé)捰瓦M(jìn)料噴嘴26 ；
再生器14中部設(shè)置有密相流化床區(qū)16，下部設(shè)置有第一再生區(qū)15，上部設(shè)有催化劑沉降分離區(qū)17，第一再生區(qū)15和密相流化床區(qū)16間設(shè)置有隔板18 ；催化劑溫度控制器19與再生器密相流化床區(qū)16間設(shè)置有再生催化劑進(jìn)入管20，與催化劑補充分配區(qū)7間設(shè)置有低溫再生催化劑管線21，在管線21上設(shè)置有滑閥；主反應(yīng)器設(shè)置有重質(zhì)原料油進(jìn)料噴嘴2。主提升管反應(yīng)器中，來自再生器密相流化床區(qū)16的690°C左右的再生催化劑沿再生立管22流入預(yù)提升段1中，與預(yù)熱至220°C經(jīng)噴嘴2霧化后的重油混合進(jìn)入提升管反應(yīng)器原料油反應(yīng)區(qū)3內(nèi)，沿原料油反應(yīng)區(qū)3向上流動并不斷反應(yīng)，反應(yīng)時間0.8s，反應(yīng)溫度 5200C ；反應(yīng)混合物向上經(jīng)分流器4分離出的催化劑進(jìn)入汽提區(qū)12中汽提后沿待生立管13 進(jìn)入再生器14中進(jìn)行再生，油氣及未分離的催化劑經(jīng)上升物流通道6向上進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)8內(nèi)；同時，自催化劑溫控器19引出的低溫再生催化劑沿低溫再生催化劑管線21進(jìn)入催化劑分配區(qū)7內(nèi)，經(jīng)開口 38向上進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)8，與進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)8的上述原料油反應(yīng)區(qū)3的反應(yīng)油氣及待生催化劑接觸混合并繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)溫度510°C，反應(yīng)時間0. 6s。 反應(yīng)結(jié)束后，油氣進(jìn)入沉降器9內(nèi)，分離出催化劑的油氣經(jīng)出口 10引出，待生催化劑則經(jīng)催化劑回流管11流入汽提區(qū)12內(nèi)，汽提出催化劑中夾帶的油氣，經(jīng)待生立管13返回再生器 14再生，再生煙氣由煙氣出口 27排出裝置。本實施方式中，進(jìn)入主提升管預(yù)提升段的再生催化劑直接靠重力向下進(jìn)入噴嘴2 下方的預(yù)提升段1，進(jìn)入催化劑補充分配區(qū)的再生催化劑是先在重力作用下進(jìn)入催化劑溫度控制器19進(jìn)行調(diào)節(jié)降溫，降溫后的催化劑不需介質(zhì)輸送直接在重力作用下經(jīng)立管21向下進(jìn)入催化劑補充分配區(qū)7內(nèi)。實施方式二
如圖2所示，在沉降器9下方單獨設(shè)置第二催化劑汽提區(qū)觀，用于汽提油氣再反應(yīng)區(qū)8 的待生催化劑，第二催化劑汽提區(qū)觀與沉降器9連通、與油氣再反應(yīng)區(qū)8同軸。其余部分裝置結(jié)構(gòu)同例1。本實施方式中，進(jìn)入主提升管預(yù)提升段的再生催化劑直接靠重力向下進(jìn)入噴嘴2 下方的預(yù)提升段1，進(jìn)入催化劑補充分配區(qū)的再生催化劑是先在重力作用下進(jìn)入催化劑溫度控制器19調(diào)節(jié)降溫后的催化劑；主提升管反應(yīng)結(jié)束后，油氣進(jìn)入沉降器9內(nèi)，分離出的待生催化劑直接流入第二催化劑汽提區(qū)觀內(nèi)，汽提出催化劑中夾帶的油氣，經(jīng)待生立管四返回再生器14再生。實施方式三
如圖3所示，原料油反應(yīng)區(qū)3與汽提區(qū)12并列設(shè)置；在沉降器9下方單獨設(shè)置第二催化劑汽提區(qū)觀，用于汽提油氣再反應(yīng)區(qū)8的待生催化劑，第二催化劑汽提區(qū)觀與沉降器9 連通、與油氣再反應(yīng)區(qū)8同軸；在次提升管反應(yīng)器M進(jìn)料噴嘴沈下方設(shè)置預(yù)冷器34，預(yù)冷器；34設(shè)有冷卻介質(zhì)進(jìn)口 35和冷卻介質(zhì)出口 36 ；其余部分裝置結(jié)構(gòu)同例1。本實施方式中，再生催化劑進(jìn)入次提升管反應(yīng)器M內(nèi)先經(jīng)預(yù)冷器34冷卻降溫后再沿反應(yīng)器M向上流動參與反應(yīng)。實施方式四
如圖4所示，在沉降器9下方單獨設(shè)置第二催化劑汽提區(qū)觀，用于汽提油氣再反應(yīng)區(qū)8 的待生催化劑，第二催化劑汽提區(qū)觀與沉降器9連通、與油氣再反應(yīng)區(qū)8并列設(shè)置；設(shè)置連通沉降器9與催化劑補充分配區(qū)7的催化劑循環(huán)管32，催化劑循環(huán)管32上設(shè)置滑閥；再生立管37 —端與次提升管反應(yīng)器M底部連通，另一端與催化劑溫度控制器19直接連通，其余部分裝置結(jié)構(gòu)同例1。本實施方式中，部分油氣再反應(yīng)區(qū)反應(yīng)后的待生催化劑在沉降器9中氣固分離后靠重力沿催化劑循環(huán)管32進(jìn)入催化劑補充分配區(qū)7，經(jīng)開口 38向上返回油氣再反應(yīng)區(qū)8， 增加油氣再反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)劑油比；經(jīng)催化劑溫度控制器19調(diào)節(jié)降溫后的再生催化劑一部分經(jīng)低溫再生催化劑管線21進(jìn)入主提升管催化劑補充分配區(qū)7內(nèi)參與主提升管反應(yīng)器的反應(yīng)，一部分經(jīng)再生立管37進(jìn)入次提升管反應(yīng)器參與反應(yīng)。實施方式五
如圖5所示，原料油反應(yīng)區(qū)3與汽提區(qū)12并列設(shè)置；在沉降器9下方單獨設(shè)置第二催化劑汽提區(qū)觀，用于汽提油氣再反應(yīng)區(qū)8的待生催化劑，第二催化劑汽提區(qū)觀與沉降器9 連通、與油氣再反應(yīng)區(qū)8并列設(shè)置；設(shè)置連通沉降器9與催化劑補充分配區(qū)7的催化劑循環(huán)管32，催化劑循環(huán)管32上設(shè)置滑閥；在次提升管反應(yīng)器M回?zé)捰瓦M(jìn)料噴嘴沈下方還設(shè)置有C4-C8組分進(jìn)料噴嘴25 ；其余部分裝置結(jié)構(gòu)同例1。本實施方式中，次提升管反應(yīng)器中，C4-C8組分在反應(yīng)器下部與再生催化劑接觸反應(yīng)，反應(yīng)混合物流沿反應(yīng)器向上與回?zé)捰徒佑|并繼續(xù)反應(yīng)。實施方式六
如圖6所示，在沉降器9內(nèi)分別設(shè)置有主提升管和次提升管反應(yīng)器氣固分離單元、 主提升管油氣出口 30和次提升管油氣出口 31 ；在沉降器9下方單獨設(shè)置第二催化劑汽提區(qū)觀，第二催化劑汽提區(qū)觀與沉降器9連通、與油氣再反應(yīng)區(qū)8并列設(shè)置；在次提升管反應(yīng)器M回?zé)捰瓦M(jìn)料噴嘴沈下方還設(shè)置有C4-C8組分進(jìn)料噴嘴25 ；其余部分裝置結(jié)構(gòu)同例 1。本實施方式中，次提升管反應(yīng)器中，C4-C8組分在反應(yīng)器下部與再生催化劑接觸反應(yīng)，反應(yīng)混合物流沿反應(yīng)器向上與回?zé)捰徒佑|并繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后在沉降器9中進(jìn)行氣固分離，油氣由出口 31引出裝置；主提升管反應(yīng)器反應(yīng)油氣則由出口 30引出裝置；兩反應(yīng)器的反應(yīng)油氣單獨處理。最后所應(yīng)說明的是以上說明僅用以說明本發(fā)明而非限制，盡管參照較佳實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種催化轉(zhuǎn)化方法，催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)在設(shè)置有兩個提升管反應(yīng)器的反應(yīng)部分和再生部分的反-再裝置中進(jìn)行，其特征在于⑴反應(yīng)部分由用于原料油反應(yīng)的主提升管反應(yīng)器、用于回?zé)捰头磻?yīng)的次提升管反應(yīng)器、催化劑汽提區(qū)及沉降器組成；次提升管反應(yīng)器單獨設(shè)置沉降器或者與主提升管反應(yīng)器共用沉降器；主提升管反應(yīng)器包括自下而上的預(yù)提升段、原料油反應(yīng)區(qū)、催化劑分流區(qū)、催化劑補充分配區(qū)和油氣再反應(yīng)區(qū)，原料油反應(yīng)區(qū)和油氣再反應(yīng)區(qū)均為管式反應(yīng)器，氣體流速為4-30m/s ；催化劑汽提區(qū)設(shè)置于催化劑分流區(qū)下方；催化劑分流區(qū)設(shè)置在原料油反應(yīng)區(qū)出口外，分流區(qū)內(nèi)設(shè)置有催化劑分流器，該分流器入口直接與原料油反應(yīng)區(qū)出口連接，催化劑分流區(qū)殼體下端直接與催化劑汽提區(qū)殼體連接，內(nèi)部空間直接連通，分流出的催化劑直接靠重力流入催化劑汽提區(qū)；催化劑分流區(qū)和催化劑補充分配區(qū)殼體連接，在催化劑分流區(qū)和催化劑補充分配區(qū)間設(shè)置隔板，隔板上設(shè)有上升物流通道，催化劑分流區(qū)的物流經(jīng)該通道向上進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)；上升物流通道出口和油氣再反應(yīng)區(qū)入口間留有開口，催化劑補充分配區(qū)的催化劑和流化介質(zhì)通過該開口向上進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)，和來自原料油反應(yīng)區(qū)的物流混合；催化劑補充分配區(qū)設(shè)置獨立的催化劑流化介質(zhì)；⑵再生部分的再生器中部設(shè)置有密相流化床區(qū)；⑶來自再生器中部密相流化床區(qū)的再生催化劑按以下方式分別進(jìn)入主提升管反應(yīng)器預(yù)提升段和催化劑補充分配區(qū)進(jìn)入預(yù)提升段再生催化劑直接靠重力向下進(jìn)入主提升管原料油反應(yīng)區(qū)噴嘴下方的預(yù)提升段，或者再生催化劑先在重力作用下進(jìn)入催化劑溫度控制器調(diào)節(jié)降溫后再靠重力向下進(jìn)入預(yù)提升段，或者再生催化劑和經(jīng)過催化劑溫度控制器調(diào)節(jié)降溫后的再生催化劑分兩路同時靠重力向下進(jìn)入預(yù)提升段；進(jìn)入催化劑補充分配區(qū)再生催化劑直接靠重力向下進(jìn)入催化劑補充分配區(qū)，或者再生催化劑先在重力作用下進(jìn)入催化劑溫度控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)降溫，降溫后的催化劑不需介質(zhì)輸送直接在重力作用下經(jīng)立管向下進(jìn)入催化劑補充分配區(qū)；催化劑補充量由滑閥控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化轉(zhuǎn)化方法，其特征在于主反應(yīng)器原料油反應(yīng)區(qū)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度510-550°C、反應(yīng)時間0. 3-0. 8s、油氣平均流速5. 0-26m/so
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化轉(zhuǎn)化方法，其特征在于進(jìn)入主反應(yīng)器預(yù)提升段的再生催化劑的溫度或混合溫度為620-750°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化轉(zhuǎn)化方法，其特征在于進(jìn)入催化劑補充分配區(qū)的再生催化劑經(jīng)再生催化劑溫度控制器調(diào)節(jié)降溫至480-650°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化轉(zhuǎn)化方法，其特征在于對以汽柴油收率為目的的油品型催化轉(zhuǎn)化，油氣再反應(yīng)區(qū)反應(yīng)溫度480-515°C，反應(yīng)時間0. 6-1. 2s ；對以低碳烯烴收率為目的的化工型催化轉(zhuǎn)化，油氣再反應(yīng)區(qū)反應(yīng)溫度530-630°C，反應(yīng)時間1. 0-3. Os。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化轉(zhuǎn)化方法，其特征在于主提升管反應(yīng)器油氣再反應(yīng)區(qū)與原料油反應(yīng)區(qū)共用催化劑汽提區(qū)，或者在沉降器下方單獨設(shè)置第二催化劑汽提區(qū)，用于汽提油氣再反應(yīng)區(qū)的待生催化劑，第二催化劑汽提區(qū)與沉降器連通；汽提后的催化劑經(jīng)立管進(jìn)入再生器再生。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化轉(zhuǎn)化方法，其特征在于部分油氣再反應(yīng)區(qū)反應(yīng)后的待生催化劑靠重力返回油氣再反應(yīng)區(qū)內(nèi)，在油氣再反應(yīng)區(qū)循環(huán)，增加油氣再反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)劑油比或降低反應(yīng)空速。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化轉(zhuǎn)化方法，其特征在于所述主提升管反應(yīng)器原料油反應(yīng)區(qū)待生催化劑的5-50%進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)；所述原料油反應(yīng)區(qū)的待生催化劑進(jìn)入油氣再反應(yīng)區(qū)的量根據(jù)油氣再反應(yīng)區(qū)催化劑的含碳量控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化轉(zhuǎn)化方法，其特征在于次提升管反應(yīng)器回?zé)捰瓦M(jìn)料噴嘴下部或主提升管反應(yīng)器原料油反應(yīng)區(qū)下部用于C4-C8組分反應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化轉(zhuǎn)化方法，其特征在于再生催化劑在進(jìn)入次提升管反應(yīng)器前先進(jìn)入催化劑溫度控制器調(diào)節(jié)降溫；或者在次提升管反應(yīng)器進(jìn)料噴嘴下方設(shè)置預(yù)冷器，使再生催化劑在次提升管反應(yīng)器進(jìn)料噴嘴下方冷卻降溫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種石油烴類原料催化轉(zhuǎn)化方法，屬于石油化工技術(shù)領(lǐng)域。催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)在設(shè)置有兩個提升管反應(yīng)器的反應(yīng)部分和再生部分的反-再裝置中進(jìn)行，反應(yīng)部分由用于原料油反應(yīng)的主提升管反應(yīng)器、用于回?zé)捰头磻?yīng)的次提升管反應(yīng)器、催化劑汽提區(qū)及沉降器組成；次提升管反應(yīng)器單獨設(shè)置沉降器或者與主提升管反應(yīng)器共用沉降器；主提升管反應(yīng)器包括自下而上的預(yù)提升段、原料油反應(yīng)區(qū)、催化劑分流區(qū)、催化劑補充分配區(qū)和油氣再反應(yīng)區(qū)。本發(fā)明主反應(yīng)器的緊湊設(shè)計，原料油的反應(yīng)、分流、再反應(yīng)可以在一個反應(yīng)器中實現(xiàn)；C4-C8組分可參與主反應(yīng)器或次提升管反應(yīng)器催化轉(zhuǎn)化，主、次反應(yīng)器的油氣也可合并處理或單獨處理，增加了裝置處理的靈活性。
文檔編號C10G55/06GK102391889SQ20111030408
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月10日
發(fā)明者石寶珍 申請人:石寶珍