專利名稱：一種石油烴催化裂化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于在不存在氫的情況下石油烴的催化裂化，更具體地說，是一種烴油催化裂化裝置。
背景技術(shù)：
催化裂化的目的產(chǎn)品早期為高質(zhì)量的汽油，隨著對化工基礎(chǔ)原料乙烯、丙烯需求增加，開發(fā)了以重質(zhì)油為原料多產(chǎn)低碳烯烴的技術(shù)，如增產(chǎn)液化氣的MGG、ARGG、DCC、CPP工藝，增產(chǎn)液化氣和柴油的MGD工藝等。隨著催化原料變重，反應(yīng)溫度提高，與催化劑未得到及時(shí)分離的產(chǎn)品繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，使催化副反應(yīng)、熱裂化趨勢增加，干氣、焦炭產(chǎn)率增加。為此開發(fā)了多種催化劑和反應(yīng)油氣快速分離技術(shù)，主要有兩類一類為利用慣性的氣固快速分離裝置有L型、T型、多葉型等結(jié)構(gòu)，它們的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，壓降較小，但氣固分離效率低，一次分離效率只有70-80％。分離出的油氣在體積較大的沉降器中停留時(shí)間長，易發(fā)生二次裂化，副產(chǎn)物增加，造成沉降器內(nèi)結(jié)焦。另一類為利用離心式分離裝置，如在提升管出口直連一組旋風(fēng)分離器(粗旋)，其氣固分離效率高達(dá)98％以上。分離出的油氣從升氣管排出進(jìn)入沉降器，以較慢的速度上升，然后進(jìn)入沉降器上部旋分器內(nèi)，進(jìn)一步將夾帶的催化劑分離下來。由于催化劑沿粗旋料腿向下流動時(shí)攜帶一部分油氣，這些油氣與汽提介質(zhì)混合，沿沉降器上升進(jìn)入上部旋風(fēng)器。由于氣體上升速度較慢，導(dǎo)致反應(yīng)油氣在沉降器中停留時(shí)間較長，也會引起過裂化現(xiàn)象，影響輕質(zhì)油收率和裝置長周期安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
為解決上述問題，對快速分離裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一系列改進(jìn)。以下文獻(xiàn)給出了這方面的進(jìn)展。CN1363410A公開了一種多級串連緊湊型氣固快速分離沉降裝置。該裝置的兩級快分和兩級汽提自上而下地設(shè)置在FCC沉降器中，且結(jié)構(gòu)緊湊，可改善氣固分離效果和催化劑汽提效果。但設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作難度大。
USP5314611披露了一種催化裂化沉降器汽提段的設(shè)計(jì)方案，使來自反應(yīng)器的反應(yīng)油氣和催化劑的混合物由切線方向進(jìn)入沉降器中，并沿沉降器的器壁呈渦旋向下流動，催化劑在向下流動的過程中在沉降器的器壁逐漸聚集，并最終進(jìn)入位于沉降器下部的第一汽提段中；經(jīng)第一汽提段汽提后的催化劑進(jìn)入第二汽提段，經(jīng)再次汽提后，送至再生器燒焦再生；反應(yīng)油氣在沉降器的底部由旋轉(zhuǎn)向下的流動方向變?yōu)橐暂^小的渦旋半徑旋轉(zhuǎn)向上流動，并經(jīng)升氣管進(jìn)入位于沉降器外部的旋風(fēng)分離器，經(jīng)再次分離后的反應(yīng)油氣送至后續(xù)產(chǎn)品分離裝置。這種設(shè)計(jì)方案所采用的沉降器的體積較常規(guī)FCC沉降器要小的多，且采用了兩級汽提有利于改善汽提效果，但沉降器汽提段部分的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對安裝、檢修及操作不利。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上提供一種新型的石油烴催化裂化裝置，用以改善反應(yīng)性能和油劑分離效果。
本實(shí)用新型所提供的石油烴催化裂化裝置包括一個(gè)用于石油烴催化裂化反應(yīng)的催化裂化反應(yīng)器4，該反應(yīng)器包括沿垂直方向自下而上設(shè)置的預(yù)提升段16、第一反應(yīng)區(qū)1、直徑擴(kuò)大了的第二反應(yīng)區(qū)2；一個(gè)催化劑汽提器9，該汽提器與催化裂化反應(yīng)器的第二反應(yīng)區(qū)2下端直接相連；一個(gè)再生器12，該再生器通過待生管線11與汽提器相連，通過再生管線13與催化裂化反應(yīng)器4相連；
一個(gè)或多個(gè)第一級旋風(fēng)分離器5，所述第一級旋風(fēng)分離器通過入口管線與催化裂化反應(yīng)器的出口相連，其催化劑料腿19與汽提器9或第二反應(yīng)區(qū)2相連；一個(gè)或多個(gè)第二級旋風(fēng)分離器23，所述第二級旋風(fēng)分離器的入口管線22與第一級旋風(fēng)分離器的出口管相連，其催化劑料腿21與汽提器9或第二反應(yīng)區(qū)2相連；一個(gè)集氣室20，該集氣室與第二級旋風(fēng)分離器23的出口管相連；一個(gè)油氣管線7，該油氣管線的一端與集氣室相連，另一端與后續(xù)產(chǎn)品分離系統(tǒng)相連。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果主要體現(xiàn)在以下方面1.本實(shí)用新型省去了體積龐大的反應(yīng)器沉降器，采用緊密聯(lián)接的兩級旋分器和集氣室。與常規(guī)催化裂化裝置相比，采用本實(shí)用新型可大幅度降低建設(shè)投資。
2.本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)油氣和催化劑的完全密閉分離，可減少催化副反應(yīng)的發(fā)生，有利于降低干氣和焦炭產(chǎn)率，避免常規(guī)催化裂化裝置沉降器內(nèi)的結(jié)焦問題。
3.本實(shí)用新型選用與反應(yīng)器同軸布置的汽提器，進(jìn)一步節(jié)省裝置占地空間和建設(shè)投資。
4.通過選用中部擴(kuò)徑的提升管反應(yīng)器，可靈活調(diào)節(jié)反應(yīng)停留時(shí)間、床層空速和劑油比，使重質(zhì)原料油生成的中間產(chǎn)物進(jìn)一步裂化和進(jìn)行其它二次反應(yīng)，有利于提高汽油和液化氣收率，并使汽油產(chǎn)品中的烯烴含量和硫、氮含量明顯降低。


圖1是本實(shí)用新型所述裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型所提供的石油烴催化裂化裝置，但并不因此而使該實(shí)用新型受到任何限制。
如圖1所示，本實(shí)用新型包括一個(gè)用于石油烴的催化裂化反應(yīng)的催化裂化反應(yīng)器4。該反應(yīng)器沿垂直方向自下而上依次為預(yù)提升段16、第一反應(yīng)區(qū)1、直徑擴(kuò)大了的第二反應(yīng)區(qū)2、直徑縮小了的出口區(qū)3，在出口區(qū)末端連有一段水平管18。在具體實(shí)施過程中，可以根據(jù)裝置改造或新建的情況不設(shè)置上述出口區(qū)或水平管。當(dāng)本實(shí)用新型用于烴油催化裂化過程時(shí)，在所述第二反應(yīng)區(qū)2下部建立催化劑密相床層，其料面高度通過滑閥10的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在密相床中重質(zhì)原料油生成的中間產(chǎn)物進(jìn)一步裂化和進(jìn)行其它二次反應(yīng)，有利于提高汽油和液化氣收率，并使汽油產(chǎn)品中的烯烴含量和硫、氮含量明顯降低。第二反應(yīng)區(qū)的上部為稀相段，反應(yīng)后的油氣、汽提介質(zhì)和攜帶的催化劑經(jīng)直徑縮小了的出口區(qū)3和水平管18進(jìn)入第一級旋風(fēng)分離器5。石油烴原料進(jìn)料噴嘴14與FCC反應(yīng)器預(yù)提升段16固定連接并相連通。
本實(shí)用新型所述汽提器9位于上述直徑擴(kuò)大了的第二反應(yīng)區(qū)2的下部，并與所述第二反應(yīng)區(qū)直接相連，用于對反應(yīng)后積炭的催化劑進(jìn)行蒸汽汽提。汽提介質(zhì)和從催化劑中汽提出來的石油烴類向上通過催化劑密相床進(jìn)入稀相段。此外，該汽提器9還通過待生管線11與再生器12相連，將汽提后的催化劑輸送至再生器，進(jìn)行燒焦再生。
本實(shí)用新型所述再生器12一方面通過待生管線11與汽提器9相連，另一方面通過再生管線13與催化裂化反應(yīng)器4相連，具體地說，是與預(yù)提升段16相連。此外，該再生器還通過管線15從再生器底部輸入催化劑再生所需要的含氧氣體(例如，空氣)，通過設(shè)置在再生器頂部的管線17排出再生煙氣。
本實(shí)用新型對于所述第一級旋風(fēng)分離器和第二級旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)型式?jīng)]有特殊要求，任何適用于氣固分離的旋風(fēng)分離設(shè)備或任何適用于FCC過程的旋風(fēng)分離設(shè)備，均適用于本實(shí)用新型。同理，本實(shí)用新型對于集氣室和有關(guān)油氣管線亦無特殊要求。
本實(shí)用新型所述第一級旋風(fēng)分離器5的入口管與催化裂化反應(yīng)器的反應(yīng)油氣出口，即水平管18相連，第一級旋風(fēng)分離器的氣體出口管與第二級旋風(fēng)分離器23的入口管22相連，而第二級旋風(fēng)分離器的氣體出口管與集氣室20相連；集氣室與油氣管線7相連，且該油氣管線的另一端與后續(xù)產(chǎn)品分離裝置相連；第一級旋風(fēng)分離器的料腿19和第二級旋風(fēng)分離器的料腿21與汽提器9或反應(yīng)器4的第二反應(yīng)區(qū)2相連，優(yōu)選第一級旋風(fēng)分離器的料腿19和第二級旋風(fēng)分離器的料腿21與催化裂化反應(yīng)器的第二反應(yīng)區(qū)2相連，進(jìn)一步優(yōu)選與催化裂化反應(yīng)器第二反應(yīng)區(qū)的密相段相連。
本實(shí)用新型所涉及的各構(gòu)件之間均采用密閉連接，并要求可以承受FCC過程的反應(yīng)或再生壓力，例如1-10atm，以及相應(yīng)的反應(yīng)或再生溫度，例如400-800℃；而且還要考慮到開停工、季節(jié)變化、反應(yīng)物流溫度的變化等因素導(dǎo)致的熱脹冷縮對于構(gòu)件和管線的影響。
本實(shí)用新型不同于常規(guī)FCC裝置，不設(shè)置沉降器，其油劑分離部分所述的各構(gòu)件之間緊密聯(lián)接，使油劑分離過程得以完成。
本實(shí)用新型包括第一級旋風(fēng)分離器1-6個(gè)，優(yōu)選2-4個(gè)；第二級旋風(fēng)分離器1-6個(gè)，優(yōu)選2-4個(gè)。本領(lǐng)域一般將由一個(gè)第一級旋風(fēng)分離器和一個(gè)第二級旋風(fēng)分離器稱為一組旋風(fēng)分離器，所以，也可以說，本實(shí)用新型包括1-6組旋風(fēng)分離器。
本實(shí)用新型的工作流程如下預(yù)熱后的石油烴原料經(jīng)進(jìn)料噴嘴14注入圖所示的反應(yīng)器的底部，來自再生管線13的再生催化劑進(jìn)入預(yù)提升段16并在預(yù)提升介質(zhì)的作用下改變流動方向、加速向上流動，同時(shí)與注入反應(yīng)器內(nèi)的石油烴原料混合，進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)1中進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)油氣、催化劑在預(yù)提升介質(zhì)的作用下繼續(xù)向上流動，依次通過擴(kuò)徑的第二反應(yīng)區(qū)2、出口區(qū)3和水平管18。反應(yīng)油氣和催化劑的混合物經(jīng)水平管18進(jìn)入一級旋分器5，分離出的油氣及少量攜帶的催化劑經(jīng)入口管線22進(jìn)入二級旋分器23，經(jīng)分離后反應(yīng)油氣通過第二級旋風(fēng)分離器的出口管匯集至集氣室20，后經(jīng)管線7進(jìn)入后續(xù)分離系統(tǒng)進(jìn)一步分離為各種產(chǎn)品。從一級旋分器5分離下來的催化劑通過料腿19，二級旋分器23分離下來的催化劑通過料腿21進(jìn)入汽提器9和/或擴(kuò)徑的第二反應(yīng)區(qū)2，然后在重力作用下通過汽提器9。從汽提器9底部通入汽提介質(zhì)，例如，水蒸汽，對反應(yīng)后的催化劑進(jìn)行汽提。在汽提器9中，汽提介質(zhì)和從催化劑中汽提出來的油氣通過第二反應(yīng)區(qū)2下部密相床后進(jìn)入第二反應(yīng)區(qū)2上部稀相段，并經(jīng)出口區(qū)、水平管、一級和二級旋分器匯集至集氣室。經(jīng)汽提器9汽提后的催化劑通過管線11進(jìn)入再生器12燒焦再生，再生后的催化劑經(jīng)再生管線13返回催化裂化反應(yīng)器的預(yù)提升段循環(huán)使用。
權(quán)利要求1.一種石油烴催化裂化裝置，其特征在于該裝置包括一個(gè)用于石油烴催化裂化反應(yīng)的催化裂化反應(yīng)器(4)，該反應(yīng)器包括沿垂直方向自下而上設(shè)置的預(yù)提升段(16)、第一反應(yīng)區(qū)(1)、直徑擴(kuò)大了的第二反應(yīng)區(qū)(2)；一個(gè)汽提器(9)，該汽提器與催化裂化反應(yīng)器的第二反應(yīng)區(qū)(2)下端直接相連；一個(gè)再生器(12)，該再生器通過待生管線(11)與汽提器相連，通過再生管線(13)與催化裂化反應(yīng)器(4)相連；一個(gè)或多個(gè)第一級旋風(fēng)分離器(5)，所述第一級旋風(fēng)分離器通過入口管線與催化裂化反應(yīng)器的出口相連，其催化劑料腿(19)與汽提器(9)或第二反應(yīng)區(qū)(2)相連；一個(gè)或多個(gè)第二級旋風(fēng)分離器(23)，所述第二級旋風(fēng)分離器的入口管線(22)與第一級旋風(fēng)分離器的出口管相連，其催化劑料腿(21)與汽提器(9)或第二反應(yīng)區(qū)(2)相連；一個(gè)集氣室(20)，該集氣室與第二級旋風(fēng)分離器(23)的出口管相連；一個(gè)油氣管線(7)，該油氣管線的一端與集氣室相連，另一端與后續(xù)產(chǎn)品分離系統(tǒng)相連。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述催化裂化反應(yīng)器(4)還包括位于第二反應(yīng)區(qū)上部的直徑縮小了的出口區(qū)(3)，出口區(qū)的末端與一級旋風(fēng)分離器的入口管相連。
3.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述催化裂化反應(yīng)器(4)還包括位于第二反應(yīng)區(qū)上部的直徑縮小了的出口區(qū)(3)以及與出口區(qū)末端相連的水平管(18)，該水平管的末端與一級旋風(fēng)分離器的入口管相連。
4.按照權(quán)利要求1、2或3之一的裝置，其特征在于所述第一級旋風(fēng)分離器和第二級旋風(fēng)分離器的料腿與催化裂化反應(yīng)器第二反應(yīng)區(qū)(2)相連。
5.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述再生器通過管線(15)從再生器底部輸入催化劑再生所需要的含氧氣體，通過設(shè)置在再生器頂部的管線(17)排出再生煙氣。
6.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述第一級旋風(fēng)分離器(5)的入口管與催化裂化反應(yīng)器的水平管(18)相連，第一級旋風(fēng)分離器的氣體出口管與第二級旋風(fēng)分離器(23)的入口管(22)相連，而第二級旋風(fēng)分離器的氣體出口管與集氣室(20)相連；集氣室與油氣管線(7)相連，且該油氣管線的另一端與后續(xù)產(chǎn)品分離裝置相連；第一級旋風(fēng)分離器的料腿(19)和第二級旋風(fēng)分離器的料腿(21)與催化裂化反應(yīng)器的第二反應(yīng)區(qū)的密相段相連。
7.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于該裝置包括第一級旋風(fēng)分離器1-6個(gè)，第二級旋風(fēng)分離器1-6個(gè)。
8.按照權(quán)利要求7的裝置，其特征在于所述其特征在于該裝置包括第一級旋風(fēng)分離器2-4個(gè)，第二級旋風(fēng)分離器2-4個(gè)。
專利摘要一種石油烴催化裂化裝置包括一個(gè)催化裂化反應(yīng)器(4)、一個(gè)汽提器(9)、一個(gè)再生器(12)、一個(gè)或多個(gè)第一級旋風(fēng)分離器(5)、一個(gè)或多個(gè)第二級旋風(fēng)分離器(23)、一個(gè)集氣室(20)、一個(gè)油氣管線(7)。該裝置不僅可節(jié)省裝置建設(shè)投資、降低FCC裝置標(biāo)高，還可以減少不利的催化副反應(yīng)的發(fā)生，進(jìn)一步降低干氣和焦炭產(chǎn)率。
文檔編號C10G11/00GK2841662SQ20042011597
公開日2006年11月29日 申請日期2004年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者毛安國, 侯典國, 侯栓弟, 許克家, 黃克峰 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院