專利名稱：改進(jìn)的石油烴催化裂化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于在不存在氫的情況下石油烴的催化裂化設(shè)備，更具體地說，是一種改進(jìn)的石油烴催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
在催化裂化過程中，重質(zhì)大分子石油烴類被裂化為小分子石油烴類。通常情況下，預(yù)熱后的烴類原料經(jīng)霧化噴入到一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)區(qū)中，在其中與流化態(tài)催化劑粒子流接觸并汽化成油氣，隨后油氣分子在催化劑的作用下發(fā)生裂化反應(yīng)。反應(yīng)過程中，焦炭作為反應(yīng)產(chǎn)物之一逐漸在催化劑粒子表面沉積覆蓋了催化劑上的酸性中心，使催化劑逐漸失去活性，含炭催化劑在汽提掉油氣后進(jìn)入再生區(qū)的高溫富氧環(huán)境中燒去焦炭、恢復(fù)活性，然后循環(huán)回到反應(yīng)區(qū)，重新與烴類原料進(jìn)行接觸反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入后續(xù)分離系統(tǒng)形成產(chǎn)品或部分回流到反應(yīng)區(qū)。
研究發(fā)現(xiàn)，提升管反應(yīng)區(qū)中烴類進(jìn)料與流化態(tài)催化劑粒子流的接觸方式對(duì)催化裂化反應(yīng)的產(chǎn)品分布影響很大。隨著催化裂化原料的日益變重，產(chǎn)品中焦炭和干氣等副產(chǎn)品產(chǎn)率逐漸增加。理論上烴類進(jìn)料與流化態(tài)催化劑粒子流的瞬時(shí)均勻接觸可以減少過熱反應(yīng)，降低焦炭和干氣的產(chǎn)率。烴類原料與流化態(tài)催化劑粒子流的瞬時(shí)均勻接觸要求在進(jìn)料位置的提升管橫截面上，烴類原料應(yīng)該與此截面上的全部催化劑粒子流進(jìn)行瞬時(shí)接觸。但要做到瞬時(shí)與此截面上的全部催化劑接觸，在實(shí)際應(yīng)用中是不可能的。非瞬時(shí)均勻接觸的存在，在一定程度上影響了反應(yīng)產(chǎn)物的分布，例如干氣和焦炭的產(chǎn)率。
烴類進(jìn)料的充分霧化可以改善烴類進(jìn)料與催化劑粒子間的接觸效果。烴類進(jìn)料與催化劑粒子流的均勻接觸程度，部分取決于烴類進(jìn)料的液滴大小。當(dāng)進(jìn)料液滴足夠小時(shí)(通常小于100微米)，就可以近似地認(rèn)為烴類進(jìn)料在接觸催化劑粒子前就被充分霧化了。充分霧化可以增大進(jìn)料液滴的總表面積，從而增加烴類液滴與催化劑粒子接觸的幾率，同時(shí)促進(jìn)進(jìn)料液體進(jìn)入催化劑粒子表面的孔道內(nèi)進(jìn)行催化裂解反應(yīng)。US 3,547,805披露了通過水蒸氣與烴類原料的混合，從而對(duì)烴類原料進(jìn)行霧化的方法。US 3,152,065描述進(jìn)料噴嘴由一根特殊設(shè)計(jì)的套管組成，烴類原料通過套管的外管而水蒸氣通過套管的內(nèi)管，兩種介質(zhì)在套管的末端混合碰撞而進(jìn)行霧化。類似的US4,523,987、US5,622,677、US4,578,183和US 5,318,691等方法或設(shè)備，通常采用縮徑或文丘里效果、渦旋效果、汽液兩相混合來促進(jìn)烴類進(jìn)料的霧化。這要求烴類液滴在離開噴嘴時(shí)具有較高的速度，通常在30m/s-120m/s之間，而高速度需要通過增大進(jìn)料壓力來實(shí)現(xiàn)，通常情況下，這需要附加的泵或其他設(shè)備來提供，從而增加了催化裂化裝置的能耗和維護(hù)費(fèi)用。而且，在接觸催化劑前就達(dá)到完全霧化也存在著缺點(diǎn)，即由于烴類進(jìn)料的液滴直徑變小，其自身動(dòng)能也隨之減小，從而降低了烴類進(jìn)料在提升管橫截面上的穿透力，并不能完全接觸到此橫截面上流動(dòng)的所有催化劑粒子。
提高催化劑粒子流的運(yùn)動(dòng)速度也可以改善烴類進(jìn)料液滴與催化劑粒子流之間的接觸效果。通常的設(shè)備或方法是通過使用預(yù)提升介質(zhì)加速催化劑在提升管內(nèi)向上流動(dòng)的速度，促使催化劑粒子流逐漸加速，接近活塞流的均勻流動(dòng)效果，使烴類進(jìn)料能夠均勻地噴射在催化劑粒子上；同時(shí)預(yù)提升技術(shù)通過提高催化劑粒子的向上流速，使其在接觸烴類進(jìn)料時(shí)，保持高動(dòng)量以撞擊未被完全霧化、直徑較大的烴類進(jìn)料液滴。US4,479,870披露了使用氣體介質(zhì)預(yù)提升催化劑的方法或設(shè)備。然而，催化劑粒子的運(yùn)動(dòng)速度必須被限定在催化裂化特定工藝需要的范圍之內(nèi)，因?yàn)榇呋瘎┝Ｗ拥倪\(yùn)動(dòng)速度也影響到烴類原料在提升管反應(yīng)器中的停留時(shí)間；同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，催化劑粒子在提升管反應(yīng)器中的滑落、返混現(xiàn)象也使催化劑粒子流難以達(dá)到活塞流流動(dòng)的理想狀態(tài)。
烴類進(jìn)料的噴入方向?qū)桃航佑|效果也有很大影響。US4,717,467披露了非徑向方向噴入烴類進(jìn)料的方法和設(shè)備。US5554341、US5173175、US3654140和US5139748披露了徑向噴入烴類進(jìn)料的方法或設(shè)備，一系列噴嘴被布置在提升管管壁的圓周平面上，它們一齊指向提升管的徑向中心。這樣的技術(shù)或設(shè)備一方面使烴類進(jìn)料液滴形成幕簾，增強(qiáng)烴類進(jìn)料液滴與催化劑粒子流間的接觸效果；另一方面也能使未完全霧化、直徑較大的烴類進(jìn)料液滴在提升管徑向中心處撞擊，以促使其分裂為直徑更小的液滴來達(dá)到完全霧化的效果。
進(jìn)料噴嘴的角度也是影響烴類進(jìn)料與催化劑粒子流接觸效果的影響因素之一。通常的技術(shù)或設(shè)備是使噴嘴以一定角度指向催化劑粒子流的流動(dòng)方向，即在通常催化裂化提升管裝置中以一定角度指向垂直向上的方向。US6,613,290指出烴類原料的噴入角度應(yīng)與軸向垂直向上方向呈40°～65°，超過65°可能導(dǎo)致烴類原料噴到提升管內(nèi)壁上。烴類進(jìn)料的這種噴入角度指向垂直向上的方式或設(shè)備一方面可以促進(jìn)油氣形成較短的停留時(shí)間；另一方面可以防止催化劑粒子的滑落、返混，從而防止過裂化反應(yīng)。然而，烴類原料的噴入方向與流化態(tài)催化劑粒子流的流動(dòng)方向相同或成小角度也有不利的方面。烴類原料的噴入速度一般在30m/s-120m/s之間，以30m/s為例(垂直方向分量為13-23m/s之間)，而催化劑在提升管管內(nèi)烴類進(jìn)料噴嘴前的線速一般為10-12m/s左右，最大不超過15m/s，二者之間的速度差造成催化劑與烴類進(jìn)料平行運(yùn)動(dòng)較長的時(shí)間才能進(jìn)行接觸并進(jìn)行熱量傳遞。US5,139,748披露了烴類原料水平方向或與水平方向呈25°噴入提升管的方法或設(shè)備。US6,042,717和US6,627,161披露了烴類原料通過特殊的設(shè)備，即若干小霧化噴嘴水平噴入提升管的方法。烴類進(jìn)料的水平噴入方向要盡量避免烴類進(jìn)料直接噴射到提升管內(nèi)壁上。US5,139,748在提升管軸心處設(shè)置了特殊部件，使烴類原料撞擊該部件，從而防止烴類進(jìn)料直接噴射到提升管內(nèi)壁上。US6,042,717和US6,627,161采用了特殊結(jié)構(gòu)小噴嘴以減少烴類進(jìn)料噴入速度水平方向分量，從而防止烴類進(jìn)料直接噴射到提升管內(nèi)壁上。
綜上所述，雖然本領(lǐng)域技術(shù)人員在進(jìn)料方式、霧化效果、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行著不懈的研究和探索，但迄今為止能夠較好的實(shí)現(xiàn)催化裂化油劑瞬時(shí)均勻接觸的技術(shù)方案至今尚未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上提供一種改進(jìn)的石油烴催化裂化反應(yīng)器，用以改善石油烴原料與催化劑的接觸效果、獲得更為理想的產(chǎn)品分布和產(chǎn)品性質(zhì)。
本發(fā)明所提供的改進(jìn)的石油烴催化裂化反應(yīng)器，包括進(jìn)料噴嘴和與進(jìn)料噴嘴固定連接且相連通的提升管反應(yīng)器；其中，所述進(jìn)料噴嘴設(shè)置于提升管反應(yīng)器的擴(kuò)徑的進(jìn)料段上，且進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線垂直向上方向所形成的夾角90°＜α≤180°。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下方面本發(fā)明在提升管的預(yù)提升段使用預(yù)提升介質(zhì)對(duì)催化劑進(jìn)行預(yù)加速，使催化劑粒子流沿軸向向上流動(dòng)。在提升管反應(yīng)器的進(jìn)料段，若干噴嘴呈環(huán)狀對(duì)稱布置在擴(kuò)徑的提升管管壁上，這些噴嘴以與催化劑粒子流流動(dòng)的軸向垂直向上方向呈90°～180°的角度指向提升管中心軸。烴類進(jìn)料經(jīng)過噴嘴預(yù)霧化后以前面描述的角度噴入提升管，此時(shí)的烴類進(jìn)料小液滴在運(yùn)動(dòng)方向上具有垂直向下的分量和水平運(yùn)動(dòng)的分量，而催化劑粒子流具有垂直向上的運(yùn)動(dòng)分量，催化劑粒子流與烴類進(jìn)料液滴在提升管軸心處對(duì)撞，從而促使烴類進(jìn)料液滴進(jìn)一步分裂成直徑更小的液滴。同時(shí)，烴類進(jìn)料液滴與催化劑粒子對(duì)撞后通過動(dòng)量交換和熱量交換，使烴類進(jìn)料液滴迅速分裂并氣化，從而促使提升管內(nèi)這一橫截面處所有的催化劑粒子與烴類進(jìn)料接觸。由于烴類進(jìn)料小液滴與催化劑粒子間的對(duì)撞作用使烴類進(jìn)料小液滴分裂成直徑更小的液滴，增大了烴類進(jìn)料的總表面積、加速了熱量交換過程，使烴類進(jìn)料液滴的瞬時(shí)氣化成為可能。在前面描述的多個(gè)步驟的綜合作用下，烴類進(jìn)料被瞬時(shí)高度氣化并與催化劑粒子混合，從而實(shí)現(xiàn)烴類進(jìn)料與催化劑粒子的瞬時(shí)均勻接觸，縮短了催化劑與烴類進(jìn)料混合所需要的油劑混合段長度。
烴類進(jìn)料與催化劑相混合接觸的瞬時(shí)均勻接觸程度對(duì)催化裂化反應(yīng)產(chǎn)物分布的影響很大。理想狀態(tài)下，烴類進(jìn)料液滴應(yīng)該在瞬時(shí)與提升管進(jìn)料位置橫截面上所有正在通過的催化劑粒子均勻接觸。在傳統(tǒng)催化裂化進(jìn)料方式下，烴類進(jìn)料液滴與催化劑粒子沿提升管平行向上運(yùn)動(dòng)，兩者之間的速度差導(dǎo)致二者相接觸需要一定的時(shí)間，所以瞬時(shí)均勻接觸是不可能的。非均勻接觸的存在影響了催化裂化反應(yīng)產(chǎn)物的性質(zhì)，尤其是焦炭和干氣等副產(chǎn)品的產(chǎn)率。


圖1為本發(fā)明所提供的改進(jìn)的提升管反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明所述提升管反應(yīng)器進(jìn)料段的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明所述提升管反應(yīng)器進(jìn)料段的示意圖。
圖4為本發(fā)明所述提升管反應(yīng)器進(jìn)料段的俯視截面圖。
圖5為本發(fā)明所述提升管反應(yīng)器進(jìn)料段的側(cè)視剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明所提供的改進(jìn)的石油烴催化裂化反應(yīng)器，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。
如圖1所示，再生后的催化劑經(jīng)再生立管11循環(huán)回到提升管反應(yīng)器3下部的預(yù)提升段8，預(yù)提升介質(zhì)10通過分布器9噴入提升管預(yù)提升段8，帶動(dòng)催化劑粒子加速向上運(yùn)動(dòng)，使催化劑由預(yù)提升段進(jìn)入位于預(yù)提升段下游的進(jìn)料段12。本發(fā)明對(duì)于進(jìn)料段的設(shè)置并沒有特殊的限制，可以根據(jù)FCC裝置的具體情況來確定進(jìn)料段的位置以及進(jìn)料段的相對(duì)長度。一般情況下，進(jìn)料段位于提升管反應(yīng)器的下部，例如，進(jìn)料段可以位于提升管有效長度的5-50％處(以提升管的下端為起點(diǎn))，優(yōu)選位于提升管有效長度的6-40％處，進(jìn)一步優(yōu)選位于提升管有效長度的7-35％處。進(jìn)料段的長度一般占提升管有效長度的5-30％，優(yōu)選5-25％，進(jìn)一步優(yōu)選6-22％。
在本發(fā)明所提供的提升管反應(yīng)器中，所述進(jìn)料段的直徑與提升管反應(yīng)器非進(jìn)料段的平均直徑之比為1.1-3∶1，優(yōu)選1.2-2.5∶1，進(jìn)一步優(yōu)選1.2-2∶1。在本發(fā)明所述的FCC提升管反應(yīng)器上也可以實(shí)施分段進(jìn)料，例如，可以設(shè)置2-6個(gè)上述進(jìn)料段，優(yōu)選設(shè)置2-4個(gè)進(jìn)料段。在具體應(yīng)用過程中，還可以根據(jù)石油烴原料的性質(zhì)設(shè)置不同的進(jìn)料段，例如，有的進(jìn)料段采用擴(kuò)徑設(shè)計(jì)，有的進(jìn)料段不擴(kuò)徑，只要能夠確保得到較為理想的油劑接觸效果即可。如圖1所示，催化劑粒子從下端進(jìn)入擴(kuò)徑的進(jìn)料段12，減速向上運(yùn)動(dòng)，離開此進(jìn)料段后重新加速向上運(yùn)動(dòng)。一系列進(jìn)料噴嘴7呈環(huán)狀對(duì)稱地設(shè)置在進(jìn)料段上。
如圖1所示，烴類原料5和霧化蒸汽6被加壓后通過從一系列噴嘴7噴入到提升管進(jìn)料段內(nèi)。烴類原料在被高度霧化后同流化態(tài)催化劑粒子相混合進(jìn)行熱交換而氣化，生成的油氣繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)。油氣在沿提升管3向上運(yùn)動(dòng)的過程中，通過催化劑的作用下，油氣中的大分子被裂解為小分子石油產(chǎn)品，同時(shí)焦炭逐漸產(chǎn)生并在催化劑粒子表面沉積。油氣與催化劑運(yùn)動(dòng)到提升管3頂端后自分布器18進(jìn)入反應(yīng)器14并在其中進(jìn)行進(jìn)一步的催化裂解反應(yīng)。在反應(yīng)器14中，油氣和催化劑粒子通過一級(jí)旋風(fēng)分離器20和二級(jí)旋風(fēng)分離器21的分離作用，油氣進(jìn)入到集氣室22并通過轉(zhuǎn)油線23進(jìn)入到后續(xù)的分離系統(tǒng)中；催化劑粒子在一系列旋風(fēng)分離器的分離作用下，自旋風(fēng)分離器料腿19回到反應(yīng)器14底部的汽提器16。汽提蒸汽4自汽提器16底部的分布板15進(jìn)入到汽提器中，通過人字型擋板17向上流動(dòng)并同向下流動(dòng)的含油催化劑粒子接觸，汽提掉催化劑粒子所攜帶的油氣。經(jīng)過汽提的催化劑粒子從待生立管25進(jìn)入到再生系統(tǒng)內(nèi)，完成一次循環(huán)。
如圖2所示，進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線垂直向上方向所形成的夾角90°＜β≤180°，優(yōu)選110°＜β≤180°，進(jìn)一步優(yōu)選130°＜β＜155°。本發(fā)明對(duì)于進(jìn)料噴嘴在進(jìn)料段上的具體設(shè)置位置沒有特別限定，進(jìn)料噴嘴既可以如圖1所示設(shè)置在進(jìn)料段的變徑部位，也可以設(shè)置在進(jìn)料段的等徑側(cè)壁上，只要能夠得到理想的油劑接觸效果即可。需要強(qiáng)調(diào)的是，提升管反應(yīng)器上的每一層進(jìn)料噴嘴都需要均勻?qū)ΨQ設(shè)置，各個(gè)進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線垂直向上方向所形成的夾角最好是相等的，以便使各個(gè)進(jìn)料噴嘴的中心軸線交匯于提升管反應(yīng)器的中心軸線上。
預(yù)提升技術(shù)通過對(duì)催化劑粒子的加速作用，使催化劑實(shí)現(xiàn)流化態(tài)粒子流方式，最終形成近似活塞流的流動(dòng)方式。催化劑粒子流的流動(dòng)方式對(duì)烴類進(jìn)料液滴與催化劑粒子間的接觸效果影響很大。一方面，催化劑的近似活塞流流動(dòng)方式可以使烴類進(jìn)料液滴均勻地撞擊催化劑粒子；另一方面，預(yù)提升技術(shù)的采用使催化劑粒子具有較高的線速從而具有較大的動(dòng)量，這樣可以使催化劑粒子在與烴類進(jìn)料液滴撞擊時(shí)將烴類液滴分裂成為直徑更小的液滴。本發(fā)明對(duì)預(yù)提升介質(zhì)沒有限定，水蒸氣是一種很好的預(yù)提升介質(zhì)。在本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式中，如圖2所示，再生催化劑由再生立管11進(jìn)入提升管預(yù)提升段8的底部，此時(shí)的催化劑粒子向上的運(yùn)動(dòng)線速為零或負(fù)值，預(yù)提升介質(zhì)10由預(yù)提升介質(zhì)分布器9噴入提升管預(yù)提升段8中，帶動(dòng)催化劑粒子逐漸加速向上運(yùn)動(dòng)。
噴嘴的預(yù)霧化技術(shù)可以使烴類進(jìn)料被霧化為直徑比較小的液滴。首先是通過高壓下氣液兩相的撞擊使液相分裂成為較小直徑的液滴。如圖5所示，烴類進(jìn)料由管線37進(jìn)入到噴嘴的混合腔38中；氣相介質(zhì)(通常為水蒸氣)由管線36高速噴射到噴嘴的混合腔38中；氣相介質(zhì)所帶來的能量將液相烴類進(jìn)料分裂成較小的液滴，此時(shí)氣液兩相高度混合，成為具有高動(dòng)量的混合物。同時(shí)，混合腔38的迅速縮徑和狹小的噴嘴出口31使噴嘴形成文丘里效果，使氣液兩相混合物離開噴嘴時(shí)具有很大的動(dòng)量，進(jìn)一步促使液相液滴分裂。
噴嘴的設(shè)置對(duì)烴類進(jìn)料與催化劑粒子流間的接觸效果有決定性的影響。在本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式中，如圖2的β角所示，烴類進(jìn)料噴入提升管的方向與催化劑粒子流的流動(dòng)方向呈較大角度。噴嘴的這種大角度指向方式使烴類進(jìn)料經(jīng)過噴嘴的預(yù)霧化后以前面描述的角度噴入提升管，使得烴類進(jìn)料小液滴具有垂直向下的運(yùn)動(dòng)速度分量，而催化劑粒子流具有垂直向上的運(yùn)動(dòng)分量。在本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式中，烴類進(jìn)料液滴具有垂直向下的線速約為13～30m/s，而水平的線速0～23m/s。這樣，催化劑粒子和烴類液滴間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)線速為13～45m/s之間，催化劑粒子和烴類進(jìn)料液滴可以在瞬時(shí)相互撞擊。催化劑粒子流與烴類進(jìn)料小液滴在提升管軸心處對(duì)撞從而促使烴類進(jìn)料小液滴進(jìn)一步分裂成直徑更小的液滴。同時(shí)，在烴類進(jìn)料小液滴與催化劑粒子對(duì)撞后通過熱量交換，烴類進(jìn)料小液滴迅速氣化從而使提升管內(nèi)這一橫截面處所有的催化劑粒子與烴類進(jìn)料相接觸。由于烴類進(jìn)料小液滴與催化劑粒子間的碰撞作用使烴類進(jìn)料小液滴分裂成直徑更小的液滴，從而增大了烴類進(jìn)料的總表面積、加速了熱量交換過程，使烴類進(jìn)料的瞬時(shí)霧化成為可能。
在本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式中，如圖4所示，若干進(jìn)料噴嘴對(duì)稱分布在提升管進(jìn)料段變徑部位的管壁上，其指向皆對(duì)準(zhǔn)提升管中心軸處的B點(diǎn)。進(jìn)料噴嘴的對(duì)稱分布和對(duì)準(zhǔn)提升管中心軸處某一點(diǎn)的方式一方面可以相互抵消或減小烴類進(jìn)料液滴的水平分量，避免烴類進(jìn)料噴射到提升管管壁上。同時(shí)還可以使未與催化劑粒子相對(duì)撞烴類進(jìn)料液滴在提升管中心軸處對(duì)撞，利用動(dòng)量將烴類進(jìn)料液滴分裂成為直徑更小的液滴。
下面的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明提供的方法予以進(jìn)一步的說明，但并不因此而限制本發(fā)明。
實(shí)施例1本實(shí)施例說明采用本發(fā)明可使催化劑粒子與烴類原料瞬時(shí)均勻接觸，從而改善產(chǎn)品分布。
在如圖1所示的催化裂化中型裝置上進(jìn)行試驗(yàn)。主要試驗(yàn)步驟如下預(yù)提升蒸汽從提升管反應(yīng)器的底部注入，原料A(其性質(zhì)如表1所示)經(jīng)進(jìn)料噴嘴注入提升管反應(yīng)器的進(jìn)料段。進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線所形成的夾角為125°。原料油與再生后的催化劑MLC-500(其性質(zhì)如表2所示)接觸、反應(yīng)，生成的油氣和反應(yīng)后的催化劑向上進(jìn)入沉降器；分離反應(yīng)油氣和反應(yīng)后的催化劑，反應(yīng)油氣送入后續(xù)分離系統(tǒng)，進(jìn)一步分離為各種產(chǎn)品；而反應(yīng)后的催化劑經(jīng)汽提后送入再生器燒焦再生；再生后的催化劑返回提升管反應(yīng)器循環(huán)使用。
對(duì)比例1為了說明本發(fā)明的實(shí)施效果，在對(duì)比例1中采用與實(shí)施例1相同的原料油和催化劑以及相同的反應(yīng)條件進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。該對(duì)比試驗(yàn)所采用的烴油進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線的夾角為45°，且進(jìn)料段未擴(kuò)徑。主要操作條件和試驗(yàn)結(jié)果見表3。由表3可以看出，采用本發(fā)明后，輕石腦油、液化氣的產(chǎn)率較對(duì)比例1有大幅度的提高，分別增加了2.5重％和1.7重％，重油減少了2.0重％。
實(shí)施例2本實(shí)施例說明采用本發(fā)明可使催化劑粒子與烴類原料瞬時(shí)均勻接觸，從而改善產(chǎn)品分布。
采用如圖1所示的進(jìn)料段擴(kuò)徑的提升管的催化裂化中型裝置上進(jìn)行試驗(yàn)。主要試驗(yàn)步驟如下預(yù)提升蒸汽從提升管反應(yīng)器底部的預(yù)提升段注入，原料A(其性質(zhì)如表1所示)經(jīng)進(jìn)料噴嘴注入進(jìn)料段。進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線所形成的夾角為155°。原料油與再生后的催化劑MLC-500(其性質(zhì)如表2所示)接觸、反應(yīng)，生成的油氣和反應(yīng)后的催化劑向上流經(jīng)提升管反應(yīng)器進(jìn)入沉降器；分離反應(yīng)油氣和反應(yīng)后的催化劑，反應(yīng)油氣送入后續(xù)分離系統(tǒng)，進(jìn)一步分離為各種產(chǎn)品；而反應(yīng)后的催化劑經(jīng)汽提后送入再生器燒焦再生；再生后的催化劑返回提升管反應(yīng)器循環(huán)使用。
對(duì)比例2采用US6,613,290所述方法，并利用實(shí)施例1中所述的石油烴原料和催化劑進(jìn)行試驗(yàn)所得到的結(jié)果。主要操作條件和產(chǎn)品分布情況參見表4。由表4可以看出，本發(fā)明的輕石腦油和液化氣的產(chǎn)率比US6,613,290所述方法有大幅度的提高，分別增加了5.3重％和1.0重％，重油減少了4.1重％。因此，本發(fā)明所帶來的經(jīng)濟(jì)效益將是非常顯著的。
表1

表2

*MLC-500為商品牌號(hào)，由中國石化齊魯催化劑廠工業(yè)生產(chǎn)，MA＝60。
表3

表4

權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的石油烴催化裂化反應(yīng)器，包括進(jìn)料噴嘴和與進(jìn)料噴嘴固定連接且相連通的提升管反應(yīng)器；其中，所述進(jìn)料噴嘴設(shè)置于提升管反應(yīng)器的擴(kuò)徑的進(jìn)料段上，且進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線垂直向上方向所形成的夾角90°＜α≤180°。
2.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于以提升管反應(yīng)器的下端為起點(diǎn)，所述進(jìn)料段位于提升管有效長度的5-50％處，進(jìn)料段的長度占提升管有效長度的5-30％。
3.按照權(quán)利要求2的反應(yīng)器，其特征在于以提升管反應(yīng)器的下端為起點(diǎn)，所述進(jìn)料段位于提升管有效長度的6-40％處，進(jìn)料段的長度占提升管有效長度的5-25％。
4.按照權(quán)利要求3的反應(yīng)器，其特征在于以提升管反應(yīng)器的下端為起點(diǎn)，所述進(jìn)料段位于提升管有效長度的7-35％處，進(jìn)料段的長度占提升管有效長度的6-22％。
5.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于所述進(jìn)料段的直徑與提升管反應(yīng)器非進(jìn)料段的平均直徑之比為1.1-3∶1。
6.按照權(quán)利要求5的反應(yīng)器，其特征在于所述進(jìn)料段的直徑與提升管反應(yīng)器非進(jìn)料段的平均直徑之比為1.2-2.5∶1。
7.按照權(quán)利要求6的反應(yīng)器，其特征在于所述進(jìn)料段的直徑與提升管反應(yīng)器非進(jìn)料段的平均直徑之比為1.2-2∶1。
8.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于所述的提升管反應(yīng)器上實(shí)施分段進(jìn)料時(shí)，設(shè)置2-6個(gè)進(jìn)料段，且每個(gè)進(jìn)料段設(shè)置相應(yīng)的進(jìn)料噴嘴。
9.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于所述進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線垂直向上方向所形成的夾角90°＜β≤180°。
10.按照權(quán)利要求9的反應(yīng)器，其特征在于所述進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線垂直向上方向所形成的夾角110°＜β≤180°。
11.按照權(quán)利要求10的反應(yīng)器，其特征在于所述進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線垂直向上方向所形成的夾角130°＜β＜155°。
12.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于所述進(jìn)料噴嘴設(shè)置在進(jìn)料段的變徑部位，或設(shè)置在進(jìn)料段的等徑側(cè)壁上。
13.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于所述提升管反應(yīng)器上的每一層進(jìn)料噴嘴均勻?qū)ΨQ設(shè)置，各個(gè)進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線垂直向上方向所形成的夾角相等，各個(gè)進(jìn)料噴嘴的中心軸線交匯于提升管反應(yīng)器的中心軸線上。
全文摘要
一種改進(jìn)的石油烴催化裂化反應(yīng)器，包括進(jìn)料噴嘴和與進(jìn)料噴嘴固定連接且相連通的提升管反應(yīng)器；其中，所述進(jìn)料噴嘴設(shè)置于提升管反應(yīng)器的擴(kuò)徑的進(jìn)料段上，且進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線垂直向上方向所形成的夾角90°＜α≤180°。該反應(yīng)器可提高烴類原料的霧化程度、使催化劑粒子流與烴類原料瞬時(shí)均勻接觸，從而改善產(chǎn)品分布和產(chǎn)品性質(zhì)。
文檔編號(hào)C10G11/18GK1853768SQ20051006816
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者張久順, 龍軍, 達(dá)志堅(jiān), 謝朝鋼, 李 浩, 魏曉麗, 張春城, 王巍 申請(qǐng)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