專利名稱：一種催化裂化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在不存在氫的情況下，烴油的催化裂化領(lǐng)域，特別涉及一種催化裂化方法及裝置。
背景技術(shù)：
在注重環(huán)境保護(hù)的同時，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。近年來，國內(nèi)各研究機(jī)構(gòu)在致力于優(yōu)化反應(yīng)-再生系統(tǒng)、改善催化裂化產(chǎn)品分布方面進(jìn)行了卓有成效的研究，開發(fā)的技術(shù)主要有以下幾項:US 5451313公開了 UOP于1995年發(fā)明了催化裂化工藝，命名為“X設(shè)計”，其目的是提高劑油比，改善產(chǎn)品分布。其特點是反應(yīng)器與再生器之間設(shè)置了一個催化劑混合器，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)，另一部分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催化劑低，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。缺點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。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單，實踐起來難度卻較大。CN 1710029公開的的FDFCC-1II工藝技術(shù)，該技術(shù)由洛陽石化工程公司開發(fā)，采用雙提升管并增設(shè)汽油沉降器和副分餾塔，同時將部分相對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。中國石油大學(xué)在煉油技術(shù)與工程，2008年第12期上發(fā)表文章，公開了新型多區(qū)協(xié)控重油MZCC催化裂化技術(shù)，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)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)再生劑降溫措施較復(fù)雜，需增加較多的設(shè)備
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了提高催化裂化裝置的劑油比，降低催化裂化干氣和焦炭產(chǎn)率，提高總液收，同時降低汽油烯烴含量和催化煙氣中的SOx排放而提供的一種催化裂化方法。本發(fā)明還提出了一種催化裂化裝置。一種催化裂化方法，其特征在于:包括下述步驟:I)原料油進(jìn)入提升管反應(yīng)器下部，與來自催化劑預(yù)提升混合器的催化劑接觸，進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的油氣與待生催化劑進(jìn)入步驟2)；2)反應(yīng)后的油氣與待生催化劑進(jìn)行分離，分離出的反應(yīng)油氣進(jìn)入分餾塔，分離出的待生催化劑經(jīng)汽提后進(jìn)步驟3)；3)再生后的部分高溫再生劑進(jìn)入外取熱器，另一部分經(jīng)催化劑輸送支管從提升管經(jīng)不同高度位置進(jìn)入提升管反應(yīng)器，經(jīng)外取熱器降溫的再生劑一部分返回再生器，一部分進(jìn)入催化劑預(yù)提升混合器。所述另一部分降溫后再生劑進(jìn)入催化劑預(yù)提升混合器與再生后的另一部分高溫再生劑混合。所述的反應(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。所述由經(jīng)催化劑輸送支管輸送至提升管反應(yīng)器不同高度的催化劑量為提升管反應(yīng)器3 25重量％，經(jīng)預(yù)提升混合器進(jìn)入為提升管反應(yīng)器75 97重量％，以催化劑總循環(huán)量計。所述經(jīng)外取熱器降溫后的再生劑48 % 63重量％進(jìn)入催化劑輸送支管，5 % 24重量％進(jìn)入催化劑預(yù)提升混合器，13% 47重量％返回再生器，以進(jìn)入外取熱器催化劑總量計。所述一種催化裂化方法，經(jīng)外取熱器降溫的再生劑溫度為360 630°C，較好為400 600°C，最好為430 580°C，催化劑預(yù)提升混合器內(nèi)混合催化劑溫度為560 670°C，較好為580 660°C，最好為590 660°C。所述的提升管反應(yīng)器出口溫度一般為450 560°C，較好為460 540°C，最好為470 530°C ;反應(yīng)時間一般為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)量與進(jìn)料量重量比，催化劑循環(huán)量按提升管出口循環(huán)量計)一般為3 20，較好為5 18，最好7 15 ;反應(yīng)絕對壓力一般為0.15 0.40Mpa,較好為0.20 0.36Mpa，最好為0.22 0.33Mpa ;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，有提升管反應(yīng)器、沉降器、待生立管、再生器、外取熱器、催化劑預(yù)提升混合器、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，催化劑預(yù)提升混合器與提升管反應(yīng)器底部、再生器、外取熱器連通，沉降器與再生器連通，外取熱器與再生器、催化劑輸送主管和催化劑預(yù)提升混合器連通，催化劑輸送支管分別與再生器和提升管反應(yīng)器相連。

所述的催化劑輸送支管為I 4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I 12米處，催化劑輸送支管之間距離為5 10米。
本發(fā)明對現(xiàn)有的提升管催化裂化裝置進(jìn)行了改進(jìn)，一方面通過設(shè)置催化劑預(yù)提升混合器，使部分外取熱器來的降溫再生劑與再生斜管來的高溫再生劑在催化劑預(yù)提升混合器內(nèi)混合，混合后較低溫度的再生劑與原料油接觸反應(yīng)，實現(xiàn)低溫接觸、大劑油比操作。一方面油劑接觸溫度降低，原料油熱反應(yīng)減弱，干氣和焦炭產(chǎn)率顯著下降，總液收明顯提高；同時提升管反應(yīng)器的劑油比也顯著提高，而劑油比的提高更有助于催化反應(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。同時，本發(fā)明通過將部分較低溫度的再生劑經(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，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，催化劑的溫度會持續(xù)下降。在噴嘴上方進(jìn)料混合段，油霧射流相與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)明將部分降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。對于同一原料，并使用同一種催化劑，與常規(guī)催化裂化裝置相比，本發(fā)明的有益效果在于:(1)催化裂化反應(yīng)器的劑油比可提高至10以上。(2)催化裂化干氣和焦炭總產(chǎn)率下降0.8 2.0個百分點，液化氣、汽油和柴油總液收提高1.5個百分點以上。(3)汽油烯烴體積含量可降低5 15個百分點。(4)催化煙氣中SOx含量降低30%以上。下面利用附圖和具體實施方式
對本發(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是本發(fā)明一種催化裂化裝置的示意圖。1.反應(yīng)油氣，2.提升管反應(yīng)器，3.催化劑輸送支管，4.催化劑輸送主管，5.外取熱器，6.原料油，7.斜管，8.催化劑預(yù)提升混合器，9.再生斜管，10.主風(fēng)，11.待生立管，
12.再生器，13.沉降器。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明一種催化裂化裝置:由提升管反應(yīng)器2、沉降器13、再生器12、外取熱器5、催化劑預(yù)提升混合器8、斜管7、待生立管11、再生斜管9、催化劑輸送支管3、催化劑輸送主管4組成，提升管反應(yīng)器2頂部出口與沉降器13連通，催化劑預(yù)提升混合器8與再生器12連通和外取熱器5連通，沉降器13汽提段與再生器12連通，外取熱器5與再生器12、催化劑輸送支管3和催化劑預(yù)提升混合器8連通。如圖1所示，原料油6進(jìn)入提升管反應(yīng)器2下部，與來自催化劑預(yù)提升混合器8的催化劑接觸，完成原料油6的升溫、汽化及反應(yīng)。反應(yīng)后的油氣與待生催化劑在提升管出口經(jīng)粗旋迅速分離，氣體進(jìn)入沉降器13單級旋風(fēng)分離器，進(jìn)一步除去攜帶的催化劑細(xì)粉后，反應(yīng)油氣I離開沉降器13，進(jìn)入分餾塔實現(xiàn)分離。待生催化劑經(jīng)料腿進(jìn)入汽提段，在此與汽提蒸汽逆流接觸，以汽提催化劑中所攜帶的油氣。汽提后的催化劑經(jīng)待生立管11進(jìn)入再生器12與主風(fēng)10接觸進(jìn)行燒焦，實現(xiàn)完全再生。再生后的部分高溫再生劑進(jìn)入外取熱器5與水換熱發(fā)生蒸汽并實現(xiàn)自身降溫，從外取熱5引出的50重量％降溫再生劑通過催化劑輸送主管4、催化劑輸送支管3進(jìn)入提升管反應(yīng)器2不同高度區(qū)域，35重量％降溫再生劑返回再生器，再生后的高溫再生劑經(jīng)再生斜管9進(jìn)入提升管反應(yīng)器2底部催化劑預(yù)提升混合器8，與從外取熱器5過來的15重量％降溫再生劑混合，混合催化劑與原料油6接觸反應(yīng)，提升管反應(yīng)器的出口溫度 500°C，反應(yīng)時間一般為2.0秒；劑油比一般為10 ;反應(yīng)絕對壓力為0.25Mpa ;再生后進(jìn)入外取熱器的高溫再生劑與水換熱后的再生劑溫度550°C ;催化劑預(yù)提升混合器內(nèi)混合催化劑溫度620°C ;再生器的再生溫度為690°C，再生催化劑的含碳量為
0.15重量％ ,微反活性為62。提升管反應(yīng)器進(jìn)料包括常壓渣油、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。
實施例實施例1 (對比例)在普通的提升管催化裂化試驗裝置上進(jìn)行試驗，進(jìn)料為魯寧管輸混合重油，主要性質(zhì)列于表I，處理量為30千克/天，試驗所用催化劑為CDC工業(yè)平衡劑，平衡催化劑微反活性為62，含碳量為0.05w%。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。實施例2 (對比例)按實施例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，試驗所用催化劑為RSC-2006工業(yè)平衡劑，平衡催化劑微反活性為60，含碳量為
0.06w%。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。實施例3 (對比例)按實施例1，所不同的是進(jìn)料為加氫重油，主要性質(zhì)列于表I，處理量為30千克/天，試驗所用催化劑為MLC-500工業(yè)平衡劑，平衡催化劑微反活性為63，含碳量為0.03w%。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。實施例4在本發(fā)明的催化裂化試驗裝置上進(jìn)行試驗，處理量為30千克/天，進(jìn)料、催化劑與實施例1相同，經(jīng)外取熱器降溫后再生劑50重量％進(jìn)入催化劑輸送支管，15重量％進(jìn)入催化劑預(yù)提升混合器，35重量％返回再生器，以進(jìn)入外取熱器的催化劑總量計，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，。
實施例5在本發(fā)明的催化裂化試驗裝置上進(jìn)行試驗，處理量為30千克/天，進(jìn)料、催化劑與實施例2相同，經(jīng)外取熱器降溫后再生劑55重量％進(jìn)入催化劑輸送支管，20重量％進(jìn)入催化劑預(yù)提升混合器，25重量％返回再生器，以進(jìn)入外取熱器的催化劑總量計，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。實施例6在所示本發(fā)明的催化裂化試驗裝置上進(jìn)行試驗，處理量為30千克/天，進(jìn)料、催化劑與實施例3相同，經(jīng)外取熱器降溫后再生劑60重量％進(jìn)入催化劑輸送支管，10重量％進(jìn)入催化劑預(yù)提升混合器，30重量％返回再生器，以進(jìn)入外取熱器的催化劑總量計，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I提升管反應(yīng)器進(jìn)料的主要性質(zhì)
權(quán)利要求
1.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，與來自催化劑預(yù)提升混合器的催化劑接觸，進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的油氣與待生催化劑進(jìn)入步驟2)； 2)反應(yīng)后的油氣與待生催化劑進(jìn)行分離，分離出的反應(yīng)油氣進(jìn)入分餾塔，分離出的待生催化劑經(jīng)汽提后進(jìn)步驟3)； 3)再生后的部分 高溫再生劑進(jìn)入外取熱器，另一部分經(jīng)催化劑輸送支管從提升管經(jīng)不同高度位置進(jìn)入提升管反應(yīng)器，經(jīng)外取熱器降溫的再生劑一部分返回再生器，一部分進(jìn)入催化劑預(yù)提升混合器。
2.照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于:所述另一部分降溫后再生劑進(jìn)入催化劑預(yù)提升混合器與再生后的另一部分高溫再生劑在催化劑預(yù)提升混合器中混口 ο
3.照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于:所述的反應(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。
4.照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于:所述由經(jīng)催化劑輸送支管輸送至提升管反應(yīng)器不同高度的催化劑量為3 25重量％，經(jīng)預(yù)提升混合器進(jìn)入提升管反應(yīng)器為75 97重量％，以催化劑總循環(huán)量計。
5.照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于:所述經(jīng)外取熱器降溫后再生劑48% 63重量％進(jìn)入催化劑輸送支管，5% 24重量％進(jìn)入催化劑預(yù)提升混合器，13% 47重量％返回再生器，以進(jìn)入外取熱器催化劑總量計。
6.照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于:經(jīng)外取熱器降溫的再生劑溫度為360 630°C，催化劑預(yù)提升混合器內(nèi)混合催化劑溫度為560 670°C。
7.照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于:經(jīng)過外取熱器降溫的再生劑溫度為400 600°C，催化劑預(yù)提升混合器內(nèi)混合催化劑溫度為580 660°C。
8.照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于:經(jīng)過外取熱器降溫的再生劑溫度為430 580°C，催化劑預(yù)提升混合器內(nèi)混合催化劑溫度為590 660°C。
9.照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于:所述的提升管反應(yīng)器出口溫度為450 560°C，反應(yīng)時間為0.5 5秒，劑油重量比為3 20，反應(yīng)絕對壓力為0.15 0.40Mpa,再生器的再生溫度為650 750°C。
10.照權(quán)利要求1所述的一種催化裂化方法，其特征在于:所述的原料油至少含有常壓渣油、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。
11.種催化裂化裝置，主要由提升管反應(yīng)器、沉降器、待生立管、再生器、外取熱器、催化劑預(yù)提升混合器、催化劑輸送主管、催化劑輸送支管組成，提升管反應(yīng)器頂部出口與沉降器入口連通，特征在于:催化劑預(yù)提升混合器與提升管反應(yīng)器底部、再生器和外取熱器連通，沉降器與再生器連通，外取熱器與再生器、催化劑輸送主管和催化劑預(yù)提升混合器連通，催化劑輸送支管分別與再生器和提升管反應(yīng)器相連。
12.照權(quán)利要求11所述的一種催化裂化裝置，其特征在于:所述的催化劑輸送支管為I 4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I 12米處，催化劑輸送支管之間距離為5 10米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種催化裂化方法及裝置，原料油進(jìn)入提升管反應(yīng)器下部與來自催化劑預(yù)提升混合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)行分離，分離出的反應(yīng)油氣進(jìn)入分餾塔，分離出的待生催化劑進(jìn)行再生，再生后的部分高溫再生劑進(jìn)入外取熱器，降溫后再生劑一部分返回再生器，一部分進(jìn)入催化劑預(yù)提升混合器，另一部分從提升管不同高度位置進(jìn)入提升管反應(yīng)器。本發(fā)明可降低干氣和焦炭總產(chǎn)率，總液收提高1.5個百分點以上，汽油烯烴體積含量降低5～15個百分點，煙氣中SOx含量降低30％以上。
文檔編號C10G11/00GK103087768SQ20111034101
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者閆鴻飛, 王龍延, 湯紅年, 劉昱, 孟凡東, 張聚越, 喬立功, 樊麥躍, 張振千, 陳曼橋, 昌國平 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中石化洛陽工程有限公司