一種催化裂化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油化工行業(yè)的一種催化裂化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，石油化工行業(yè)所使用的常規(guī)流化催化裂化裝置普遍存在著以下幾方面的缺 點：第一，采用湍動床再生器或湍動床與快速床相結(jié)合的再生器，燒焦強(qiáng)度較小。受再生動 力學(xué)限制，再生溫度較高，導(dǎo)致參與反應(yīng)的再生催化劑溫度較高（一般在700°C左右）。由于 裝置熱平衡的限制，使重油提升管的劑油比相對較小，一般總劑油比為5~8 (提升管的總 劑油比為提升管內(nèi)催化劑的重量循環(huán)量與提升管各股進(jìn)料的重量流量總和之比），從而使 單位重量的重油進(jìn)料所接觸到的活性中心數(shù)較少，這在很大程度上抑制了催化裂化反應(yīng)。 同時，提升管中油劑的接觸溫度較高，在一定程度上促進(jìn)了熱裂化反應(yīng)。第二，提升管反應(yīng) 器長度較長（一般超過30m)、油劑接觸的時間較長（一般在4s左右，s為秒），這在提高進(jìn) 料轉(zhuǎn)化率的同時也加劇了裂化生成物的二次反應(yīng)；表現(xiàn)為裂化氣（包括干氣和液化氣）與 焦炭的產(chǎn)率較高，汽、柴油餾分的收率較低；還使催化柴油的品質(zhì)較差，不適于作為車用燃 料調(diào)合組份。第三，采用單個常規(guī)的提升管反應(yīng)器，缺乏對汽油催化改質(zhì)的措施，汽油烯烴 含量高、品質(zhì)較低。第四，裝置本身缺乏降低再生煙氣中^^^含量的技術(shù)措施，導(dǎo)致再生煙 氣中N0 X的含量較高；且降低煙氣中N0X含量的方法多為使用降低催化裂化煙氣N0X含量的 助劑或煙氣凈化裝置及設(shè)備，成本較高。多年來，國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)在克服上述常規(guī)流化催化 裂化裝置所存在的缺點方面做了大量的研究工作。
[0003] 中國專利CN100338185C公開的一種催化裂化方法及裝置，其裝置的主要技術(shù)特 征是：采用兩個提升管反應(yīng)器，其中一個為重油提升管反應(yīng)器，另一個為輕烴提升管反應(yīng) 器；輕烴提升管反應(yīng)器待生斜管與重油提升管反應(yīng)器底部設(shè)置的催化劑混合罐或重油提升 管反應(yīng)器再生斜管之間設(shè)有待生催化劑輸送管。由于以上特征，該裝置可利用雙提升管催 化裂化裝置的技術(shù)優(yōu)勢，將部分或全部剩余活性較高（約相當(dāng)于再生催化劑活性的90% )、 溫度較低（50(TC左右）且經(jīng)過汽提的輕烴提升管反應(yīng)器待生催化劑與再生催化劑混合并 換熱后引入重油提升管反應(yīng)器參與重油裂化反應(yīng)。因此，實現(xiàn)了重油提升管反應(yīng)器"油劑 低溫接觸、大劑油比"操作，在一定程度上降低了干氣、焦炭產(chǎn)率，提高了總液體收率。該技 術(shù)的不足之處在于：第一，輕烴待生催化劑與再生催化劑混合，在一定程度上降低了重油提 升管反應(yīng)器內(nèi)參與反應(yīng)的催化劑的活性，對產(chǎn)品分布和產(chǎn)品性質(zhì)帶來不利影響。第二，輕烴 待生催化劑的循環(huán)量有限，使重油反應(yīng)劑油比的提高幅度受到限制。第三，采用傳統(tǒng)的提升 管催化裂化反應(yīng)器，噴嘴設(shè)置位置較低，重油提升管反應(yīng)器的油劑接觸時間實際上只能控 制為2~4s，短于2s的反應(yīng)時間很難實現(xiàn)。由于油劑接觸時間較長，導(dǎo)致重油提升管反應(yīng) 器的產(chǎn)品分布和催化柴油的性質(zhì)相對較差。第四，催化汽油的改質(zhì)過程經(jīng)歷了重油提升管 反應(yīng)器反應(yīng)油氣的分餾操作，汽油的冷凝和再次氣化過程產(chǎn)生大量的低溫?zé)?，能耗較高。第 五，裝置本身未采取任何有助于降低再生煙氣中N0 X含量的措施。
[0004] 中國專利CN101575534B公開的一種降低催化裂化再生催化劑溫度的裝置與方 法，其裝置的主要技術(shù)特征是：在常規(guī)湍動床再生器的下方設(shè)置一個再生催化劑冷卻器，再 生催化劑冷卻器底部設(shè)有主風(fēng)分布器。再生催化劑冷卻器與再生器之間以內(nèi)外套置的兩根 管道相連，內(nèi)管為再生催化劑輸送管，外管與內(nèi)管之間的環(huán)形空間為換熱后的主風(fēng)進(jìn)入再 生器的通道。再生催化劑冷卻器的催化劑出口通過管道與重油提升管反應(yīng)器的底部相連。 由于以上特征，該裝置可將再生催化劑引入再生催化劑冷卻器與主風(fēng)進(jìn)行換熱；換熱后被 加熱的主風(fēng)向上進(jìn)入再生器內(nèi)參與燒焦再生，同時被冷卻的再生催化劑進(jìn)入重油提升管反 應(yīng)器參與重油裂化反應(yīng)。因此，實現(xiàn)了重油提升管反應(yīng)器"油劑低溫接觸、大劑油比"操作， 在一定程度上降低了干氣、焦炭產(chǎn)率，提高了總液體收率。該技術(shù)的不足之處在于：第一， 再生催化劑冷卻器的筒體直徑較小，因此就需要對由冷卻主風(fēng)分布器通入的冷卻主風(fēng)量進(jìn) 行限制。否則，大量再生催化劑冷卻器內(nèi)冷卻后的再生催化劑將被加熱的冷卻主風(fēng)夾帶、經(jīng) 環(huán)形空間向上流入再生器內(nèi)，形成催化劑內(nèi)循環(huán)，影響裝置正常操作。由于冷卻主風(fēng)量受限 制，因而會影響對高溫再生催化劑的冷卻效果。第二，采用的是傳統(tǒng)的提升管催化裂化反應(yīng) 器，重油反應(yīng)很難實現(xiàn)較短的油劑接觸時間，原因和后果與對CN100338185C的說明相似。 第三，裝置本身未采取任何有助于降低再生煙氣中N0 X含量的措施。
[0005] 美國專利US5, 462, 652公開的一種催化裂化工藝所涉及裝置的主要技術(shù)特征是： 反應(yīng)沉降器頂部設(shè)有一個催化劑料斗且通過管道與設(shè)置于反應(yīng)沉降器上方的催化劑罐相 連，催化劑罐通過不同的管道與再生器和反應(yīng)沉降器的密相段相連。反應(yīng)沉降器稀相段內(nèi) 水平設(shè)有一個進(jìn)料噴嘴，進(jìn)料噴射方向所對應(yīng)的反應(yīng)沉降器器壁上開孔并連接有一個外置 旋風(fēng)分離器，外置旋風(fēng)分離器通過料腿與反應(yīng)沉降器的密相段相連。由于以上特征，該裝置 可采用與傳統(tǒng)提升管反應(yīng)器不同的油劑接觸方式。催化劑由催化劑料斗的中心開口在重力 作用下向下流動，噴嘴的進(jìn)料噴射方向與催化劑流動方向成90度夾角。進(jìn)料與催化劑接觸 后攜帶催化劑沿水平方向高速運動并發(fā)生反應(yīng)，一部分催化劑顆粒與反應(yīng)沉降器器壁碰撞 后即與反應(yīng)油氣分離，另一部分催化劑顆粒與反應(yīng)油氣一起進(jìn)入外置旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固 分離。同時，一部分待生催化劑在催化劑罐內(nèi)與再生催化劑混合并換熱后參與重油裂化反 應(yīng)。因此，所述的裝置在操作時在一定程度上縮短了反應(yīng)時間，也實現(xiàn)了"油劑低溫接觸、大 劑油比"操作，使產(chǎn)品分布得到改善。該技術(shù)的不足之處在于：第一，待生催化劑與再生催 化劑混合，在一定程度上降低了參與反應(yīng)的催化劑的活性，對產(chǎn)品分布和產(chǎn)品性質(zhì)帶來不 利影響。第二，重油待生催化劑的活性很低，對參與重油反應(yīng)的催化劑的活性影響很大，只 能少部分地參與重油反應(yīng)，從而使重油反應(yīng)劑油比的提高幅度受到限制。第三，油劑接觸區(qū) 域的空間相對較大，重油反應(yīng)的油劑接觸時間尚未完全得到有效的控制，仍存在一定程度 的二次反應(yīng)。第四，缺乏對汽油催化改質(zhì)的措施，汽油烯烴含量高。第五，裝置本身未采取 任何有助于降低再生煙氣中N0 X含量的措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種催化裂化裝置，以解決現(xiàn)有的催化裂化裝置分別存在的 如下問題：降低再生催化劑溫度和提高重油反應(yīng)劑油比的措施調(diào)節(jié)不夠靈活（采用主風(fēng)冷 卻再生催化劑的方法因冷卻主風(fēng)量受裝置的限制而使冷卻效果受到影響，通過重油待生催 化劑參與重油反應(yīng)提高重油反應(yīng)劑油比的方法因重油待生催化劑活性很低、只能少部分地 參與重油反應(yīng)而使重油反應(yīng)劑油比的提高幅度受到限制，或是通過輕烴待生催化劑參與重 油催化裂化反應(yīng)提高重油反應(yīng)劑油比的方法由于催化劑的循環(huán)量有限而使重油反應(yīng)劑油 比的提高幅度受到限制），參與重油催化裂化反應(yīng)的催化劑活性較低（受重油待生催化劑 或輕烴待生催化劑混入的影響），難以實現(xiàn)較短的油劑接觸時間，缺乏對汽油催化改質(zhì)的措 施，催化汽油的改質(zhì)過程能耗較高（由于在汽油的冷凝和再次氣化過程中產(chǎn)生了大量的低 溫?zé)幔?，裝置本身未采取降低再生煙氣中N0 X含量的技術(shù)措施，等等。
[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種催化裂化裝置，設(shè)有管式反應(yīng) 器、氣固分離設(shè)備、再生器、再生催化劑冷卻器，管式反應(yīng)器包括第一管式反應(yīng)器和第二管 式反應(yīng)器，氣固分離設(shè)備包括沉降器，沉降器的密相段為汽提段，其特征在于：第一管式反 應(yīng)器反應(yīng)段的長度為5~15m，第二管式反應(yīng)器反應(yīng)段的長度為5~10m，氣固分離設(shè)備還 包括一個單獨外置的氣固分離器，再生器包括第一湍動床再生器、管式再生器和第二湍動 床再生器，第一湍動床再生器自下而上由密相段和過渡段串聯(lián)組成，密相段的主體為圓柱 形筒體，過渡段為圓臺形筒體，管式再生器的底部器壁上設(shè)有主風(fēng)入口管，再生催化劑冷卻 器包括一級再生催化劑冷卻器和二級再生催化劑冷卻器，第一管式反應(yīng)器的出口與氣固分 離器相連，氣固分離器的油氣出口與第二管式反應(yīng)器的油氣入口相連，氣固分離器的催化 劑出口通過待生催化劑輸送管與汽提段的上部相連，第二管式反應(yīng)器的出口位于沉降器的 稀相段上部且通過封閉管道與旋風(fēng)分離器的入口相連，汽提段的底部通過待生催化劑輸送 管與第一湍動床再生器的密相段下部相連，第一湍動床再生器的頂端出口與管式再生器的 底端入口相連，管式再生器的出口位于第二湍動床再生器的稀相段，第二湍動床再生器的 密相段分別通過再生催化劑輸送管與第一管式反應(yīng)器的催化劑入口和一級再生催化劑冷 卻器的催化劑入口相連，一級再生催化劑冷卻器的催化劑出口通過再生催化劑輸送管與二 級再生催化劑冷卻器的催化劑入口相連，二級再生催化劑冷卻器的催化劑出口通過再生催 化劑輸送管與低溫再生催化劑罐相連，低溫再生催化劑罐的催化劑出口通過再生催化劑輸 送管與第二管式反應(yīng)器的催化劑入口相連，低溫再生催化劑罐的氣體出口通過空氣輸送管 與第二湍動床再生器的密相段相連。
[0008] 所述的第一管式反應(yīng)器沿其軸向間隔設(shè)置有2~5層重油進(jìn)料噴嘴。
[0009] 所述的一級再生催化劑冷卻器的催化劑出口還可以通過再生催化劑輸送管與第 二湍動床再生器的密相段相連，或者通過再生催化劑輸送管分別與第二湍動床再生器的密 相段和第一管式反應(yīng)器的催化劑入口相連。
[0010] 所述第二湍動床再生器的密相段可以通過再生催化劑輸送管與汽提段的上部相 連。
[0011] 本發(fā)明的一種催化裂化裝置，所述的第一管式反應(yīng)器為只有堅直管段的提升管反 應(yīng)器，其催化劑入口位于底部器壁上，氣固分離器的主體為圓柱形筒體，氣固分離器的油氣 出口和催化劑出口分別位于頂端和底端，第二管式反應(yīng)器由堅直管段和水平管段串聯(lián)組 成，堅直管段的底端為油氣入口，催化劑入口位于水平管段上，第一管式反應(yīng)器與氣固分離 器同軸設(shè)置，其出口位于氣固分離器圓柱形筒體的中部，出口處設(shè)有慣性分離器，第二管式 反應(yīng)器的堅直管段與氣固分離器同軸設(shè)置，管式再生器只有堅直管段，第一湍動床再生器 與管式再生器和第二湍動床再生器同軸設(shè)置，沉降器分別與第一湍動床再生器和第二湍動 床再生器高低并列設(shè)置，管式再生器穿過第二湍動床再生器的