專利名稱：催化裂化提升管反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油煉制反應(yīng)設(shè)備，尤其涉及一種催化裂化提升管反應(yīng)器。
眾所周知，催化裂化裝置是煉油工業(yè)中最為重要的二次加工設(shè)備之一，而提升管反應(yīng)器-再生器系統(tǒng)又是催化裂化裝置的重要組成部分。催化裂化提升管反應(yīng)器-再生器系統(tǒng)的工藝流程是這樣的來自再生器的催化劑經(jīng)再生斜管進(jìn)入提升管底部預(yù)提升段，在預(yù)提升氣體的作用下沿提升管上升，同時(shí)與噴嘴噴出的油氣接觸反應(yīng)。在提升管出口處進(jìn)行快速分離，分離出的油氣進(jìn)入分餾系統(tǒng)，而催化劑則經(jīng)汽提后進(jìn)入再生器進(jìn)行再生，燒掉催化劑表面的積碳，然后再由再生斜管進(jìn)入提升管底部預(yù)提升段，完成一個(gè)催化劑的循環(huán)過程。
提升管反應(yīng)器可分為三個(gè)工況段底部預(yù)提升段、反應(yīng)段和出口快速分離段。目前國(guó)內(nèi)許多工業(yè)裝置所使用的提升管反應(yīng)器，預(yù)提升段為一直徑較小的直筒式結(jié)構(gòu)(見《催化裂化1993年年會(huì)·論文集報(bào)告》“再生斜管與提升管中氣固流動(dòng)研究”一文所介紹的)。這種結(jié)構(gòu)形式的提升管反應(yīng)器底部緩沖空間較小，對(duì)再生斜管下料有阻遏作用，使再生斜管催化劑下料阻力加大，從而造成催化劑進(jìn)入提升管反應(yīng)器時(shí)下料不穩(wěn)、產(chǎn)生波動(dòng)，影響平穩(wěn)操作。這也是目前多數(shù)工業(yè)裝置中催化劑循環(huán)強(qiáng)度小、劑油比操作彈性低的重要原因。同時(shí)再生催化劑經(jīng)斜管進(jìn)入提升管反應(yīng)器的一側(cè)易形成偏流，且使得催化劑顆粒群具有側(cè)向速度，在其向上提升過程中與提升管器壁反復(fù)碰撞、彈射，形成“S”型運(yùn)動(dòng)軌跡，直到一定高度后才能消失。這就加劇了提升管下部區(qū)域由邊壁效應(yīng)所造成的催化劑徑向分布不均勻狀況。另外，目前的預(yù)提升技術(shù)還存在催化劑向提升管邊壁集中，中心部分有效反應(yīng)區(qū)較少的問題。從模擬試驗(yàn)中可以看出，目前的工業(yè)裝置中催化劑的徑向密度分布，邊壁比中心區(qū)密度高出2～3倍甚至更多。工程上常采用加長(zhǎng)預(yù)提升段高度的辦法來解決這一矛盾。現(xiàn)工業(yè)提升管反應(yīng)器預(yù)提升段高度大多在2～4米范圍，個(gè)別裝置甚至達(dá)到10米左右。但增加預(yù)提升段高度只能減小催化劑在與原料油接觸反應(yīng)前的“S”型軌跡分布，而對(duì)改善邊壁效應(yīng)及壓力波動(dòng)效果不明顯。目前生產(chǎn)裝置的預(yù)提升線速大多在1米／秒左右，有時(shí)為了提高催化劑循環(huán)量，將線速提高到2～5米／秒。但因預(yù)提升速度的提高相應(yīng)增加了再生斜管下料阻力，所以預(yù)提升線速的提高對(duì)循環(huán)量的增加并無明顯效果。綜上所述，在目前的裝置結(jié)構(gòu)及操作條件下，原料油進(jìn)入提升管反應(yīng)器與分布不均勻的催化劑流接觸，會(huì)產(chǎn)生過裂化和結(jié)焦，或裂化深度不夠，從而影響目的產(chǎn)品產(chǎn)率及質(zhì)量，同時(shí)裝置的操作彈性也小。
為解決上述問題，目前國(guó)內(nèi)外提出了一些催化裂化提升管反應(yīng)器的專利申請(qǐng)，將催化劑預(yù)提升段由直筒式結(jié)構(gòu)改為擴(kuò)大管式流化室結(jié)構(gòu)。較典型的是申請(qǐng)?zhí)枮?6106441．2的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)(公開號(hào)CN 1174094A，
公開日1998年2月25日)。在擴(kuò)大管式流化室內(nèi)，流化氣體使床層中的催化劑流化，并保持較低的流化線速。再生催化劑從再生斜管進(jìn)入流化室，既可減少壓力波動(dòng)，又能克服水平力的作用，并且保證了再生斜管催化劑下料暢通。內(nèi)輸送管向下伸入流化室內(nèi)，流化氣體最終從內(nèi)輸送管進(jìn)入提升管，這樣流化氣體又可起到提升風(fēng)的作用。流化室中頂部是氣室，下部是密相床。密相床催化劑料位比內(nèi)輸送管入口略高。提升氣體可使流化室上部充壓，并向內(nèi)輸送管補(bǔ)充氣體。流化室內(nèi)的催化劑在上部氣室壓力和提升氣體的作用下從內(nèi)輸送管進(jìn)入提升管；催化劑沿內(nèi)輸送管入口進(jìn)入內(nèi)輸送管內(nèi)，然后經(jīng)出口端噴入提升管中心。該發(fā)明，擴(kuò)大管式流化室使再生斜管下來的催化劑有足夠的緩沖空間，減少了壓力波動(dòng)和振動(dòng)。內(nèi)輸送管基本上保證了進(jìn)入提升管內(nèi)的催化劑向提升管中心流動(dòng)。但該發(fā)明仍存在如下兩個(gè)缺點(diǎn)(1)進(jìn)入內(nèi)輸送管的催化劑靠流化室氣室的壓力來推動(dòng)，壓力波動(dòng)會(huì)給催化劑進(jìn)料帶來波動(dòng)；(2)催化劑由內(nèi)輸送管噴入提升管后，催化劑邊壁返混不能完全有效地控制。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種催化裂化提升管反應(yīng)器，對(duì)預(yù)提升段的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，消除現(xiàn)有的催化裂化提升管反應(yīng)器預(yù)提升段流化室因氣室壓力波動(dòng)而給催化劑輸送造成的波動(dòng)，并減少催化劑由內(nèi)輸送管進(jìn)入提升管時(shí)所出現(xiàn)的邊壁返混現(xiàn)象。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種催化裂化提升管反應(yīng)器，包括預(yù)提升段、提升管，預(yù)提升段下部為流化室，流化室與再生斜管相連，流化室內(nèi)再生斜管入口下方設(shè)有流化氣體分布器，在流化室的頂部設(shè)有內(nèi)輸送管，內(nèi)輸送管向上伸入提升管內(nèi)，將流化室與提升管連通，內(nèi)輸送管的出口端位于設(shè)在提升管上的原料油噴嘴入口的下方，在提升管下部的管壁上設(shè)有進(jìn)氣管，進(jìn)氣管通入由內(nèi)輸送管的外壁與提升管的內(nèi)壁之間形成的環(huán)隙。
本實(shí)用新型同現(xiàn)有的催化裂化提升管反應(yīng)器相比，因?qū)︻A(yù)提升段流化室進(jìn)行了改進(jìn)，而具有如下的有益效果(1)本實(shí)用新型，流化室內(nèi)不設(shè)置氣室，不依靠氣室壓力將催化劑由流化室輸入內(nèi)輸送管，避免了壓力波動(dòng)給催化劑進(jìn)料帶來的影響；(2)內(nèi)輸送管由流化室頂部向上伸入提升管內(nèi)，并位于提升管的中心，保證了催化劑流束全部與來自噴嘴的原料油霧滴在提升管中心交匯。同時(shí)，經(jīng)進(jìn)氣管向內(nèi)輸送管外壁與提升管內(nèi)壁之間的環(huán)隙內(nèi)通入邊壁氣體，通過環(huán)隙向提升管邊壁布?xì)?，促使催化劑向提升管中心流?dòng)，減少了催化劑邊壁滑落，降低了邊壁效應(yīng)。同現(xiàn)有的提升管反應(yīng)器相比，邊壁催化劑密度可降低20～30％。因此，本實(shí)用新型可提高氣固接觸效率，防止結(jié)焦及二次反應(yīng)發(fā)生，提高目的產(chǎn)品收率；(3)邊壁氣體和流化氣體由流化室頂部隔離，各行其道，便于控制和操作。
此外，本實(shí)用新型還保持了現(xiàn)有的預(yù)提升段為流化室結(jié)構(gòu)的提升管反應(yīng)器的所有有益性能。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1是本實(shí)用新型催化裂化提升管反應(yīng)器預(yù)提升段的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型帶有布?xì)猸h(huán)的催化劑預(yù)提升段的結(jié)構(gòu)示意圖。
如
圖1所示，本實(shí)用新型提升管反應(yīng)器，預(yù)提升段下部為流化室9。提升管1上設(shè)有原料油噴嘴12。內(nèi)輸送管4沿提升管1的中心線由流化室9的頂部6向上伸入提升管1，將流化室9與提升管1連通。內(nèi)輸送管4的出口端2位于原料油噴嘴12入口的下方。內(nèi)輸送管4的外壁與提升管1的內(nèi)壁之間形成環(huán)隙3，環(huán)隙3的下端封死。在提升管1下部的管壁上設(shè)置進(jìn)氣管5，通入環(huán)隙3。流化室9與再生斜管11相連，再生斜管11上裝有滑閥10。流化室9內(nèi)設(shè)有流化氣體分布器7和流化氣體管8。流化氣體分布器7位于再生斜管11入口的下方，流化氣體管8的一端與流化氣體分布器7連通，另一端經(jīng)流化室9的底部伸出。
本實(shí)用新型的工作情況是這樣的再生催化劑15經(jīng)再生斜管11進(jìn)入流化室9內(nèi)，再生催化劑流量靠滑閥10調(diào)節(jié)。流化氣體13經(jīng)流化氣體管8和流化氣體分布器7進(jìn)入流化室9，流化室9內(nèi)的再生催化劑在流化氣體13的作用下低線速流化，充滿流化室9的內(nèi)部空間。流化氣體13和再生催化劑15一起全部進(jìn)入內(nèi)輸送管4，再經(jīng)內(nèi)輸送管4的出口端2噴入提升管1的中心。再生催化劑15在提升管1中心形成催化劑流束，并向提升管1中心區(qū)分配。同時(shí)，在以上過程中，經(jīng)進(jìn)氣管5不斷地向環(huán)隙3內(nèi)通入邊壁氣體14，將環(huán)隙3充滿。邊壁氣體14在環(huán)隙3內(nèi)向上流動(dòng)，進(jìn)入提升管1邊緣區(qū)，實(shí)現(xiàn)邊壁布?xì)?，防止了催化劑向提升管邊壁集中，保證了催化劑在提升管1的中心流動(dòng)。原料油經(jīng)位于內(nèi)輸送管4的出口端2上方的原料油噴嘴12噴入提升管1中心，催化劑15與原料油在提升管1中心接觸，并發(fā)生反應(yīng)。
顯然，在以上過程中，流化氣體13和邊壁氣體14在進(jìn)入反應(yīng)區(qū)前各行其道，互不接觸。催化劑15和流化氣體13均不進(jìn)入環(huán)隙3內(nèi)。這樣就便于控制和操作。
為了實(shí)現(xiàn)環(huán)隙3更好的布?xì)庑Ч?，可在提升管管壁上均布多個(gè)進(jìn)氣管通入環(huán)隙3。還可如圖2所示，在環(huán)隙3增設(shè)布?xì)猸h(huán)16，并與進(jìn)氣管5連通。邊壁氣體14經(jīng)進(jìn)氣管5進(jìn)入布?xì)猸h(huán)16，再由布?xì)猸h(huán)16噴入環(huán)隙3。由于布?xì)庑Ч茫筛行У乜刂拼呋瘎┓祷臁?br> 圖2中其余未提及的部件和結(jié)構(gòu)均與
圖1相同。
權(quán)利要求1.一種催化裂化提升管反應(yīng)器，包括預(yù)提升段、提升管(1)，預(yù)提升段下部為流化室(9)，流化室(9)與再生斜管(11)相連，流化室(9)內(nèi)再生斜管(11)入口下方設(shè)有流化氣體分布器(7)，在流化室(9)的頂部(6)設(shè)有內(nèi)輸送管(4)，內(nèi)輸送管(4)向上伸入提升管(1)內(nèi)，將流化室(9)與提升管(1)連通，內(nèi)輸送管(4)的出口端(2)位于設(shè)在提升管(1)上的原料油噴嘴(12)入口的下方，在提升管(1)下部的管壁上設(shè)有進(jìn)氣管(5)，進(jìn)氣管(5)通入由內(nèi)輸送管(4)的外壁與提升管(1)的內(nèi)壁之間形成的環(huán)隙(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化裂化提升管反應(yīng)器，其特征在于在環(huán)隙(3)內(nèi)設(shè)布?xì)猸h(huán)(16)，布?xì)猸h(huán)(16)與進(jìn)氣管(5)連通。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種催化裂化提升管反應(yīng)器,對(duì)現(xiàn)有提升管反應(yīng)器的預(yù)提升段進(jìn)行了改進(jìn)。本實(shí)用新型,預(yù)提升段下部為流化室,內(nèi)輸送管由流化室的頂部向上伸入提升管。在提升管下部的管壁上設(shè)進(jìn)氣管,通入內(nèi)輸送管與提升管之間的環(huán)隙內(nèi)。操作過程中向環(huán)隙通入氣體,向提升管邊壁布?xì)?。本?shí)用新型消除了現(xiàn)有的提升管反應(yīng)器因流化室氣室壓力波動(dòng)而給催化劑輸送造成的影響,還可有效控制催化劑邊壁返混,減少邊壁效應(yīng)。
文檔編號(hào)B01J8/08GK2415832SQ0020309
公開日2001年1月24日 申請(qǐng)日期2000年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月30日
發(fā)明者石寶珍, 劉獻(xiàn)玲, 張建成 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工集團(tuán)公司, 中國(guó)石化集團(tuán)洛陽石油化工工程公司