一種催化裂化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及催化裂化技術領域，尤其是涉及一種催化裂化裝置。
【背景技術】
[0002] 催化裂化裝置是煉油過程中重要的二次加工裝置之一，其工作流程是在熱和催化 劑的作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹?、汽油和柴油等的過程；反應過程中生 成的焦炭沉積于催化劑上，使催化劑失去活性，吹入空氣燒去焦炭可使催化劑再生，循環(huán)使 用。熱的再生催化劑可以提供反應所需熱量。在上述工藝中，追求的是高價值燃料產(chǎn)品的 收率和質(zhì)量，同時降低副產(chǎn)物干氣和焦炭的產(chǎn)率，提高熱量回收率。而實現(xiàn)這一目標，往往 通過催化劑再生后熱量回收方式的改變。近年來，國內(nèi)外各研究機構對此進行了深入的研 究，開發(fā)的技術主要有以下幾項：
[0003] US 6059958公開的IsoCat工藝，其特點是將經(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入提升管與原料油反應。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。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。 但該工藝提升管底部混合催化劑的溫度較難得到平穩(wěn)控制。
[0004] US 5451313公開的"X設計"，UOP公司于1995年實用新型了這種新設計，其目的 是提高劑油比，改善產(chǎn)品分布。其特點是反應器與再生器之間設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，剩下的混合劑流 入再生器進行再生。這種結構的好處是混合劑進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，所以熱反應減少、催化反應增加、焦炭和干氣產(chǎn)率降低、汽油產(chǎn) 率增加。但該設計缺點就是混合催化劑中的待生劑活性很低，導致混合劑的活性偏低，不利 于原料油的裂化。
[0005] CN 1288933公開的再生斜管催化劑冷卻技術，這種方法就是直接在再生斜管外設 置一個冷卻水夾套，通過冷卻水把進入提升管反應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。
[0006] CN 1710029公開的一種催化裂化方法和裝置，該方法采用雙提升管并增設汽油沉 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 化劑預提升混合器，與高溫再生劑混合后進入原料油提升管，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，但與再生催化劑活性相比還是有一定的差 距。
[0007] 上述專利公開的催化裂化裝置無法兼顧以下兩點：一，保證循環(huán)進入到提升管中 的催化劑全部為再生催化劑，不含待生催化劑，以保證反應所用的催化劑的活性；二，回收 熱量后平穩(wěn)控制混合催化劑的溫度。
[0008] 有鑒于此，特提出本實用新型。 【實用新型內(nèi)容】
[0009] 本實用新型的目的在于提供一種催化裂化裝置，以解決現(xiàn)有技術中存在的混合催 化劑活性低、無法平穩(wěn)控制催化劑的溫度等技術問題。
[0010] 本實用新型提供的催化裂化裝置，包括提升管反應器、沉降器、再生器和催化劑換 熱器；所述提升管反應器的頂部與所述沉降器相通，所述沉降器的汽提段通過待生立管與 所述再生器連通，所述再生器與所述催化劑換熱器通過再生立管和第一風管連通，所述催 化劑換熱器通過第一再生斜管與所述提升管反應器的底部連通；此外，所述催化劑換熱器 和所述再生器還分別連接有進風管。
[0011] 上述催化裂化裝置的工作原理是：原料油進入提升管反應器下部，與來自催化劑 換熱器的催化劑接觸，完成原料的升溫、汽化及反應。反應后的油氣與待生催化劑在提升管 反應器的頂部經(jīng)粗旋迅速分離，分離出的氣體進入沉降器，在其中分離除去攜帶的催化劑 細粉后，反應油氣離開沉降器，進入分餾塔實現(xiàn)分離。待生催化劑經(jīng)粗旋料腿進入沉降器的 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。汽提后的待生催化劑經(jīng) 待生立管進入再生器與第二風管引進的系統(tǒng)主風以及第一風管引進的催化劑換熱器中的 熱風接觸進行燒焦，實現(xiàn)完全再生。再生后的高溫再生劑經(jīng)再生立管進入催化劑換熱器，與 第二風管引進的系統(tǒng)主風接觸換熱，經(jīng)充分換熱后，一方面換熱后的主風溫度升高，再通過 第一風管進入再生器進行燒焦，另一方面再生催化劑溫度降低，再通過第一再生斜管進入 提升管反應器的底部與原料油接觸反應，使油劑接觸溫度降低，原料油熱裂化反應程度減 弱，干氣和焦炭產(chǎn)率大幅下降，總液體收率明顯提高。以上即為反應與再生的循環(huán)過程。
[0012] 與現(xiàn)有技術相比，上述催化裂化裝置在再生器與提升管反應器之間增設了催化劑 換熱器，從而將裂化反應一沉降一再生一換熱這一系列工藝循環(huán)起來，實現(xiàn)了循環(huán)生產(chǎn)以 增加劑油比的目的。
[0013] 其中，換熱過程是在單獨的設備一催化劑換熱器中進行的，并且高溫再生催化劑 是與流動的空氣接觸換熱，實現(xiàn)再生催化劑降溫及回收余熱的目的，因而避免了與待生催 化劑接觸換熱導致催化劑活性降低的問題。
[0014] 其次，催化劑換熱器中的風速及風量可以通過第一風管及第二風管來控制，從而 達到平穩(wěn)控制換熱器中催化劑溫度的目的。
[0015] 另外，再生器中的燒焦溫度也可以通過控制第一風管及第二風管的風量實現(xiàn)平穩(wěn) 控制。
[0016] 第四，在上述生產(chǎn)過程中，催化劑循環(huán)量顯著提高，即劑油比增大，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SO x含量。
[0017] 由此可見，與現(xiàn)有技術相比，本實用新型可兼顧催化劑活性和溫度平穩(wěn)控制兩個 方面，因此生產(chǎn)時劑油比進一步提高，熱反應減少、催化反應增加、焦炭和干氣產(chǎn)率降低、汽 油產(chǎn)率增加，并且完全可以實現(xiàn)工業(yè)應用。另外，上述裝置適用于常壓渣油、減壓渣油、直餾 蠟油、焦化蠟油、脫瀝青油、加氫尾油、回煉油、油漿、原油、頁巖油、合成油、煤焦油等原料的 深度加工。
[0018] 優(yōu)選地，所述再生器還連接有外取熱器。
[0019] 增設外取熱器可以將催化劑再生時放出的多余熱量回收利用起來，也可以與催化 劑換熱器協(xié)同作用來控制熱量的回收率。
[0020] 優(yōu)選地，所述催化劑換熱器通過第二再生斜管與所述提升管反應器的中間段連 接。
[0021] 通常情況下，催化裂化反應總體表現(xiàn)為吸熱反應，隨著提升管高度的增加，反應不 斷進行，催化劑的溫度會持續(xù)下降。在噴嘴上方進料混合段，射流相（代表油霧）與顆粒相 (代表催化劑）的分布形態(tài)很不利于兩相間的接觸均勾，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。而上述優(yōu)選設計在提升管反應器的中間段增加第二再生斜管，以便將再生 催化劑輸送至顆粒相相對分布較少的中間段，此時補入的再生催化劑可適當提高顆粒相濃 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，促進催化反應的進行。
[0022] 另外，由于再生催化劑帶有熱量，因此在提升管其它區(qū)域補入再生催化劑可為反 應補充熱量，同時提高提升管內(nèi)催化劑平均活性，保證催化反應持續(xù)進行，使產(chǎn)品分布得以 優(yōu)化。
[0023] 優(yōu)選地，所述第二再生斜管通過多個支管分別與所述提升管反應器的中間段連 接，并且所述多個支管分布在所述提升管反應器的不同高度。
[0024] 通過多個支管將再生催化劑分流至提升管反應器中間段的不同位置，以便使提升 管反應器各處的反應溫度分布均勻，接近提升管反應器各處等溫反應（即提升管反應器的 軸向溫度是近似相等的）的理想狀態(tài)，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量及收率。
[0025] 針對現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝，提升管反應器的軸向溫度優(yōu)選為450_560°C，較好為 460-550°C，最好為470-540°C;反應時間一般為0. 5-5秒，較好為1. 0-4. 5秒，最好1. 5-4. 0 秒；劑油比一般為3-20,較好為5-18,最好為7-15 ;反應絕對壓力一般為0. 15-0. 45MPa，較 好為 0? 20-0. 42MPa，最好為 0? 22-0. 40MPa。
[0026] 設置多個支管后，進催化劑換熱器的換熱主風量一般占全部主風量的 20 % -100 % (體積比），較好為30 % -90 % (體積比），最好為40 % -85 % (體積比）；在 催化劑換熱器換熱后再生劑溫度一般為580-670 °C，較好為600-660 °C，最好為610-660 °C。 由催化劑輸送斜管、主管、支管輸送至提升管反應器的總催化劑循環(huán)量為提升管反應器 總循環(huán)量的5-30% (重量比）；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% (重量比），微反活性一般為55-70。
[0027] 優(yōu)選地，位于所述提升管反應器最下方的所述支管與所述提升管反應器的相連位 置位于所述提升管反應器的原料油進口上方〇. 5-10m。
[0028] 在原料油進口上方0. 5-10m處，顆粒相與射流相的濃度分布匹配性明顯較差，因 此在此處設置第一個支管意義更大。
[0029] 優(yōu)選地，相鄰兩個所述支管與所述提升管反應器的相連位置間隔4-10m。
[0030] 設置此間隔長度，可以保證提升管反應器的軸向溫度處于最優(yōu)的范圍內(nèi) (470-540 0C ) 〇
[0031] 另外，針對現(xiàn)有的提升管反應器規(guī)格，所述支管可設置1-5根，優(yōu)選設置5根。
[0032] 為了方便控制催化劑的流量及風量，可以在各個支管、風管、斜管上設置閥門，例 如，優(yōu)選地，所有所述支管設有閥門，優(yōu)選地，所述第二再生斜管設有閥門，優(yōu)選地，所述第 一再生斜管設有