專利名稱：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(shuō)，是一種石油烴催化裂化反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
在催化裂化過(guò)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，經(jīng)過(guò)預(yù)熱的烴類原料經(jīng)過(guò)霧化后噴入到一個(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氣化成油氣，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(guò)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使催化劑逐漸失去活性，含炭催化劑在汽提掉油氣后在再生區(qū)的富氧高溫環(huán)境中燒去焦炭、恢復(fù)活性，然后循環(huán)返回到反應(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)的性能影響很大。隨著催化裂化原料的日益重質(zhì)化，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)均勻接觸可以減少裂化過(guò)程中的副反應(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)物的性質(zhì)，例如干氣和焦炭的產(chǎn)率。
傳統(tǒng)的催化裂化噴嘴方向一般與催化劑粒子流的流動(dòng)方向呈小角度夾角，一般為40°～65°，烴類進(jìn)料液滴具有的相上的運(yùn)動(dòng)線速為13～27m/s之間，并與催化劑粒子沿提升管平行向上運(yùn)動(dòng)。而催化劑粒子流在進(jìn)入進(jìn)料區(qū)之前，其向上運(yùn)動(dòng)的速度一般為10～15m/s。上述兩者之間的速度差導(dǎo)致二者之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度很小，從而互相接觸需要一定的時(shí)間，所以在這種情況下不可能做到瞬時(shí)均勻接觸。
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)促使進(jìn)料液體進(jìn)入催化劑粒子表面的孔道內(nèi)進(jìn)行催化裂化反應(yīng)，減少縮合等熱反應(yīng)。US 3,547,805披露了通過(guò)水蒸汽與烴類原料的混合從而對(duì)烴類原料進(jìn)行霧化的方法。
USP 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(guò)套管的外管而水蒸氣通過(guò)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US 4,523,987、US 5,622,677、US 4,578,183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(lái)促進(jìn)烴類進(jìn)料的霧化。這要求烴類液滴在離開(kāi)噴嘴時(shí)具有較高的速度，通常不小于30m/s，而高速度是需要通過(guò)增大進(jìn)料壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常情況下，這需要附加的泵或其他設(shè)備來(lái)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間的接觸效果。一般情況下通過(guò)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(guò)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且直徑較大的烴類進(jìn)料液滴。US 4,479,870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工藝需要的特定的范圍之內(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、反混現(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。US 4,717,467披露了非徑向方向噴入烴類進(jìn)料的方法和設(shè)備。US 5,554,341、US 5,173,175、US 3,654,140和US 5139748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)料液滴在提升管中心處撞擊，以促使其分裂為直徑更小的液滴來(lái)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。US 6,613,290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(guò)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(guò)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)方向相同或呈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，以噴入速度30m/s為例(垂直方向分量為13-23m/s之間)，而催化劑在提升管內(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(guò)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(zhǎng)的時(shí)間才能進(jìn)行完全接觸并進(jìn)行熱量傳遞。US 5,139,748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；US 6,042,717和US 6,627,161披露了烴類原料通過(guò)特殊的設(shè)備通過(guò)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，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)置了特殊部件以讓烴類原料撞擊，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，為了改善石油烴原料與催化劑的接觸效果，為了得到更為理想的產(chǎn)品分布和產(chǎn)品性質(zhì)，幾十年以來(lái)，研究人員在石油烴FCC反應(yīng)器及其進(jìn)料方式方面一直進(jìn)行著不懈的努力。但迄今為止，進(jìn)料方向與反應(yīng)器軸向垂直向上方向所呈夾角大于90°的石油烴催化裂化反應(yīng)器尚未見(jiàn)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)上提供一種新型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，所述進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線所形成的夾角90°＜α＜180°。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的石油烴FCC反應(yīng)器采用了有別于現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)料方式，極大的改善了石油烴原料與催化劑顆粒的接觸效果。首先，烴類進(jìn)料注入本發(fā)明所述的提升管反應(yīng)器后，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)的分量，催化劑粒子流與烴類進(jìn)料液滴主要在提升管軸心處對(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(guò)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，從而極大的增加了提升管內(nèi)催化劑粒子與烴類進(jìn)料接觸的機(jī)會(huì)。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，從而增大了烴類進(jìn)料的總表面積、加速了熱量交換過(guò)程，使烴類進(jìn)料液滴的瞬時(shí)氣化成為可能。
由于采用本發(fā)明所述提升管反應(yīng)器可使烴類進(jìn)料瞬時(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。這種油劑接觸效果的改善使得提升管內(nèi)催化劑與烴類進(jìn)料的混合段長(zhǎng)度的縮短成為可能，因而為降低反應(yīng)器標(biāo)高、壓縮裝置建設(shè)投資創(chuàng)造了條件。


圖1是本發(fā)明所述石油烴催化裂化反應(yīng)器的示意圖。
圖2是本發(fā)明所述反應(yīng)器進(jìn)料部位的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明所述進(jìn)料噴嘴的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明所述反應(yīng)器進(jìn)料部位的俯視截面圖。
圖5是本發(fā)明所述變徑提升管反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所述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。本發(fā)明對(duì)于進(jìn)料噴嘴的結(jié)構(gòu)型式?jīng)]有特殊限制，任何適用于催化裂化或催化轉(zhuǎn)化過(guò)程的進(jìn)料噴嘴均適用于本發(fā)明。本發(fā)明對(duì)于催化裂化或催化轉(zhuǎn)化裝置的型式也沒(méi)有特殊要求，內(nèi)提升管、外提升管、反再同軸式的FCC裝置或在上述裝置基礎(chǔ)上改進(jìn)的裝置型式等均適用本發(fā)明。本發(fā)明所述的提升管反應(yīng)器既可以是常規(guī)的FCC提升管反應(yīng)器，也可以是變徑的提升管反應(yīng)器，其中優(yōu)選變徑的提升管反應(yīng)器。
本發(fā)明所述的進(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90°＜α＜180°，優(yōu)選110°＜α＜160°，進(jìn)一步優(yōu)選130°＜α＜155°。
本發(fā)明對(duì)設(shè)置在提升管反應(yīng)器上的進(jìn)料噴嘴的個(gè)數(shù)以及進(jìn)料噴嘴的設(shè)置位置沒(méi)有特殊要求。每一層進(jìn)料噴嘴可設(shè)置2-20個(gè)，優(yōu)選4-18個(gè)，進(jìn)一步優(yōu)選4-16個(gè)。
當(dāng)在提升管反應(yīng)器上設(shè)置2個(gè)或2個(gè)以上的進(jìn)料噴嘴時(shí)，每一個(gè)進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線所形成的夾角最好是相等的，以便使進(jìn)料噴嘴的中心軸線在提升管反應(yīng)器的中心軸線上匯聚至一點(diǎn)。
在提升管反應(yīng)器上，本發(fā)明所述的石油烴進(jìn)料噴嘴可以設(shè)置在任何需要設(shè)置進(jìn)料噴嘴的位置上，即，可以設(shè)置為單層進(jìn)料噴嘴，也可以設(shè)置為多層進(jìn)料噴嘴。通常情況下，可以根據(jù)催化裂化裝置原料的特點(diǎn)以及目的產(chǎn)物的要求在提升管反應(yīng)器上設(shè)置1-8層進(jìn)料噴嘴，優(yōu)選1-4層，進(jìn)一步優(yōu)選1-3層。
本發(fā)明所述的變徑的提升管反應(yīng)器具有ZL99105903.4所述的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。所述提升管反應(yīng)器沿垂直方向從下至上依次為互為同軸的預(yù)提升段、第一反應(yīng)區(qū)、直徑擴(kuò)大了的第二反應(yīng)區(qū)、直徑縮小了的出口區(qū)，在出口區(qū)末端可連有一段水平管，以使其與沉降器相連。
所述變徑提升管反應(yīng)器的預(yù)提升段、第一反應(yīng)區(qū)、第二反應(yīng)區(qū)、出口區(qū)總高度可以依據(jù)裝置規(guī)模而定，例如可以為10-60米。
所述預(yù)提升段的直徑與常規(guī)的等直徑提升管反應(yīng)器相同，例如，可以為0.2-5米，其高度可占反應(yīng)器總高度的5-20％。其作用是在預(yù)提升介質(zhì)的作用下使再生催化劑向上運(yùn)動(dòng)并加速。
所述第一反應(yīng)區(qū)的結(jié)構(gòu)類似于常規(guī)的等直徑提升管反應(yīng)器，其直徑與預(yù)提升段直徑大致相同，例如，前者與后者之比可為1-1.2∶1，其高度占反應(yīng)器總高度的10-30％。
所述第一、二反應(yīng)區(qū)結(jié)合部位為圓臺(tái)形，其縱剖面等腰梯形的頂角α最好為30-80°。
所述第二反應(yīng)區(qū)的直徑大于第一反應(yīng)區(qū)的直徑，例如，前者與后者之比可以為1.5-5.0∶1，其高度占反應(yīng)器總高度的30-60％。
所述第二反應(yīng)區(qū)與出口區(qū)結(jié)合部位為圓臺(tái)形，其縱剖面等腰梯形的底角β可以為45-85°。
所述出口區(qū)的結(jié)構(gòu)類似于常規(guī)的等直徑提升管反應(yīng)器頂部出口部分，其直徑與第一反應(yīng)區(qū)的直徑之比可以為0.8-1.5∶1，其高度占反應(yīng)器總高度的0-20％，也就是說(shuō)，可以不設(shè)置出口區(qū)，使第二反應(yīng)區(qū)出口直接與沉降器相連。設(shè)置出口區(qū)有助于抑制過(guò)裂化反應(yīng)和熱裂化反應(yīng)，提高反應(yīng)物流的流速。
所述水平管的一端與出口區(qū)相連，另一端與沉降器相連；當(dāng)出口區(qū)的高度為0即提升管反應(yīng)器不設(shè)置出口區(qū)時(shí)，水平管的一端與第二反應(yīng)區(qū)相連，另一端與沉降器相連。水平管的作用是將反應(yīng)生成的產(chǎn)物與待生催化劑輸送至分離系統(tǒng)進(jìn)行氣固分離。其直徑由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)具體情況確定。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明所提供的石油烴催化裂化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和工作方式。
如圖1所示，再生后的催化劑經(jīng)再生管線9循環(huán)至提升管反應(yīng)器7下部的預(yù)提升段6，預(yù)提升介質(zhì)3從噴嘴5噴入提升管預(yù)提升段6中，帶動(dòng)催化劑粒子加速向上運(yùn)動(dòng)。進(jìn)料噴嘴設(shè)置在預(yù)提升段的上部，由2-20個(gè)沿提升管管壁均勻?qū)ΨQ設(shè)置的進(jìn)料噴嘴組成。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α＞90°且＜180°，且進(jìn)料噴嘴的中心軸線交匯至提升管中心軸線上。烴類進(jìn)料2和霧化蒸汽1經(jīng)加壓后通過(guò)進(jìn)料噴嘴4噴入到提升管內(nèi)。被充分霧化后的烴類原料與在預(yù)提升介質(zhì)作用下向上流動(dòng)的催化劑粒子撞擊、混合，生成氣態(tài)的反應(yīng)油氣和催化劑的混合物流，并繼續(xù)沿提升管向上運(yùn)動(dòng)。反應(yīng)油氣在沿提升管7向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，在催化劑的作用下，發(fā)生催化裂化反應(yīng)，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7頂端后經(jīng)分布器13進(jìn)入反應(yīng)器沉降器19。在沉降器19中，油氣和催化劑粒子通過(guò)一級(jí)旋風(fēng)分離器15和二級(jí)旋風(fēng)分離器16的分離作用，油氣進(jìn)入到集氣室17并通過(guò)轉(zhuǎn)油線18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14輸送至位于沉降器19下部的汽提器11中。汽提蒸汽8經(jīng)汽提器11底部的分布器10進(jìn)入到汽提器中，經(jīng)過(guò)人字型擋板12向上流動(dòng)并同向下流動(dòng)的催化劑粒子接觸，將催化劑粒子所攜帶的油氣汽提掉。經(jīng)過(guò)汽提的催化劑粒子從待生斜管20進(jìn)入到再生系統(tǒng)內(nèi)，在含氧氣體的作用下燒焦再生，再生后的催化劑返回反應(yīng)器循環(huán)使用。
圖2是放大后的本發(fā)明所述反應(yīng)器進(jìn)料部位的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖中可以看出，進(jìn)料噴嘴的中心軸線25與提升管反應(yīng)器的中心軸線23的夾角為α，α＞90°且＜180°。進(jìn)料噴嘴的中心軸線交匯至提升管中心軸線上。
圖3是本發(fā)明所述進(jìn)料噴嘴的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。該圖所示的進(jìn)料噴嘴的剖面結(jié)構(gòu)是較為常見(jiàn)的FCC進(jìn)料噴嘴中的一種，僅用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的任何限制。本發(fā)明所述的進(jìn)料噴嘴可以采用該圖所示的方式設(shè)置在提升管反應(yīng)器的管壁上。烴類進(jìn)料由管線39進(jìn)入到進(jìn)料噴嘴的混合腔40中；氣相介質(zhì)(通常為水蒸氣)由管線38高速噴射到噴嘴的混合腔40中；氣相介質(zhì)所帶來(lái)的能量將液相烴類進(jìn)料霧化為較小的液滴，形成氣液兩相高度混合的具有較高動(dòng)量的混合物?；旌锨?0一般設(shè)計(jì)為文丘里管的結(jié)構(gòu)，即，混合腔的出口處迅速縮徑并具有較狹窄的出口43，使氣液兩相混合物在離開(kāi)噴嘴時(shí)具有很大的動(dòng)量，使進(jìn)料液滴充分霧化。
圖4是本發(fā)明所述反應(yīng)器進(jìn)料部位的俯視截面圖。該圖說(shuō)明進(jìn)料噴嘴沿提升管管壁均勻?qū)ΨQ的設(shè)置方式，進(jìn)料噴嘴的中心軸線交匯至提升管中心軸線上。
圖5是本發(fā)明所述變徑反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖中所示，該提升管反應(yīng)器沿垂直方向從下至上依次為互為同軸的預(yù)提升段52、與預(yù)提升段同直徑的第一反應(yīng)區(qū)55、直徑擴(kuò)大了的第二反應(yīng)區(qū)57、直徑縮小了的出口區(qū)59，在出口區(qū)末端有一水平管60。預(yù)提升介質(zhì)經(jīng)管線51從預(yù)提升段52進(jìn)入，熱的再生催化劑經(jīng)再生斜管53進(jìn)入預(yù)提升段在預(yù)提升介質(zhì)的作用下轉(zhuǎn)向并加速向上流動(dòng)。預(yù)熱后的原料油和霧化蒸汽經(jīng)管線54從預(yù)提升段進(jìn)入，與熱催化劑混合后進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)55內(nèi)，在一定的條件下進(jìn)行FCC反應(yīng)。反應(yīng)物流與來(lái)自管線56的冷激劑或另外的反應(yīng)物流混合后進(jìn)入第一、二反應(yīng)區(qū)的結(jié)合部位，進(jìn)行二次反應(yīng)。如果管線56中的物流是冷激劑，其作用為降低第二反應(yīng)區(qū)的溫度，有利于二次反應(yīng)中一些反應(yīng)；如果管線56中的物流是另外的反應(yīng)物流，該物流可以在第二反應(yīng)區(qū)中進(jìn)行反應(yīng)。來(lái)自管線58的冷激劑，從第二反應(yīng)區(qū)與出口區(qū)結(jié)合部位進(jìn)入，與反應(yīng)物流混合，進(jìn)入出口區(qū)59，反應(yīng)物流最后經(jīng)水平管60流出。
下面的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明提供的FCC反應(yīng)器予以進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不因此而限制本發(fā)明。
實(shí)施例1本實(shí)施例說(shuō)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)噴嘴4注入提升管反應(yīng)器中。噴嘴4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135°。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(shuō)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°。主要操作條件和試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)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2.9重％和2.3重％，重油減少了2.8重％。
實(shí)施例2本實(shí)施例說(shuō)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5所示的變徑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)噴嘴54注入第一反應(yīng)區(qū)。噴嘴54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)后的催化劑向上流動(dòng)，經(jīng)直徑擴(kuò)大了的第二反應(yīng)區(qū)、出口區(qū)及水平管進(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US 6,613,290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(jiàn)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US 6,613,290所述方法有大幅度的提高，分別增加了3.7重％和1.0重％，重油減少了2.5重％。因此，本發(fā)明所帶來(lái)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(guó)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，所述進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線所形成的夾角90°＜α＜180°，所述提升管反應(yīng)器為變徑的提升管反應(yīng)器。
2.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)器的中心軸線所形成的夾角110°＜α＜160°。
3.按照權(quán)利要求2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)器的中心軸線所形成的夾角130°＜α＜155°。
4.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于所述的每一個(gè)進(jìn)料噴嘴的中心軸線與提升管反應(yīng)器的中心軸線所形成的夾角相等，進(jìn)料噴嘴的中心軸線在提升管反應(yīng)器的中心軸線上匯聚至一點(diǎn)。
5.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于在提升管反應(yīng)器上設(shè)置所述進(jìn)料噴嘴1-8層。
6.按照權(quán)利要求5的反應(yīng)器，其特征在于在提升管反應(yīng)器上設(shè)置所述進(jìn)料噴嘴1-5層。
7.按照權(quán)利要求6的反應(yīng)器，其特征在于在提升管反應(yīng)器上設(shè)置所述進(jìn)料噴嘴1-3層。
8.按照權(quán)利要求5、6或7之一的反應(yīng)器，其特征在于所述每層設(shè)置進(jìn)料噴嘴2-20個(gè)。
9.按照權(quán)利要求8的反應(yīng)器，其特征在于所述每層設(shè)置進(jìn)料噴嘴4-18個(gè)。
10.按照權(quán)利要求9的反應(yīng)器，其特征在于所述每層設(shè)置進(jìn)料噴4-16個(gè)。
11.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于所述進(jìn)料噴嘴沿與提升管反應(yīng)器中心軸線相垂直的橫截面的外沿均勻?qū)ΨQ設(shè)置。
12.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)器為變徑的提升管反應(yīng)器。
13.按照權(quán)利要求12的反應(yīng)器，其特征在于所述變徑的提升管反應(yīng)器沿垂直方向從下至上依次設(shè)置預(yù)提升段、第一反應(yīng)區(qū)、直徑擴(kuò)大了的第二反應(yīng)區(qū)。
14.按照權(quán)利要求13的反應(yīng)器，其特征在于所述變徑提升管反應(yīng)器第二反應(yīng)區(qū)下游設(shè)置與沉降器相連通的直徑縮小了的出口區(qū)。
15.按照權(quán)利要求13的反應(yīng)器，其特征在于所述變徑提升管反應(yīng)器第二反應(yīng)區(qū)下游設(shè)置直徑縮小了的出口區(qū)，在出口區(qū)末端設(shè)置一段水平管，以使其與沉降器相連。
全文摘要
一種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，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)C10G11/00GK1853769SQ20051006816
公開(kāi)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, 張春城, 王巍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院