專(zhuān)利名稱(chēng)：一種重油催化裂化反應(yīng)的多區(qū)耦合強(qiáng)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種強(qiáng)化重油催化裂化反應(yīng)過(guò)程的方法，屬于石油加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
催化裂化工藝作為一項(xiàng)重要的流化催化技術(shù)已有70多年的發(fā)展歷史，它是重質(zhì) 油輕質(zhì)化的有效手段，是液化石油氣、汽油、柴油等輕質(zhì)油品的主要生產(chǎn)過(guò)程。盡管催化裂化技術(shù)在不斷發(fā)展，但是人們?nèi)匀豢吹?，作為催化裂化裝置核心部分 的提升管反應(yīng)器系統(tǒng)仍存在一些不完善之處，如“進(jìn)料區(qū)”的原料霧滴與催化劑混合效果 差，原料氣化慢，從而造成輕質(zhì)油收率降低；“反應(yīng)區(qū)”催化劑平均活性低、存在熱裂化和催 化裂化反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)，影響了反應(yīng)選擇性的進(jìn)一步提高；反應(yīng)“出口區(qū)”的提升管出口油劑快 分系統(tǒng)未有效解決反應(yīng)后油氣的返混問(wèn)題，使油氣在沉降器內(nèi)平均停留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)20秒左 右，造成嚴(yán)重的過(guò)裂化；催化劑“汽提區(qū)”溫度低并且待生催化劑活性低，嚴(yán)重影響了吸附在 催化劑上烴類(lèi)重組分的汽提和進(jìn)一步裂化反應(yīng)。針對(duì)這些問(wèn)題，近年出現(xiàn)了優(yōu)化提升管反 應(yīng)器的新型霧化噴嘴、提升管反應(yīng)控制、提升管末端氣固快分和高效汽提段等方面的新設(shè) 想、新技術(shù)。目前，催化裂化裝置原料油霧化進(jìn)料技術(shù)多采用預(yù)膜式噴嘴或靶式噴嘴，例如中 國(guó)石油公開(kāi)的催化裂化進(jìn)料霧化噴嘴(CN 00109776. 8)，荷蘭殼牌公司公開(kāi)的用于催化裂 化過(guò)程的進(jìn)料噴射系統(tǒng)(CN 00812148. 6)，清華大學(xué)公開(kāi)的一種催化裂化進(jìn)料用噴嘴裝置 (CN 89207964. 9)，中國(guó)石化公開(kāi)的一種重油催化裂化進(jìn)料噴嘴(CN 90209410. 6)，這些霧 化噴嘴各有特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，但是它們總體的特征是需要極大的汽(氣)液兩相速度差，來(lái)達(dá)到 撕裂和破碎液體的目的，使原料油的霧化平均粒徑分布在在20 SOum左右。這些噴嘴的 主要作用是通過(guò)動(dòng)量傳遞使原料在提升管反應(yīng)器進(jìn)料區(qū)實(shí)現(xiàn)霧化液滴的均勻分布，以達(dá)到 催化劑與之均勻混合。而在提升管反應(yīng)器進(jìn)料區(qū)，劑、油的均勻混合和快速氣化不僅僅與噴 嘴的霧化效果有關(guān)，還與提升管反應(yīng)器內(nèi)催化劑攜帶的熱量及單位空間催化劑顆粒數(shù)目有 關(guān)。傳統(tǒng)的方法認(rèn)為促進(jìn)重油大分子的快速氣化可以依靠高溫再生催化劑的熱沖擊作用， 但再生催化劑與原料之間巨大溫差勢(shì)必造成油劑混合瞬間熱裂化反應(yīng)的劇增，產(chǎn)生較多的 干氣和焦炭，不利于原料中的碳、氫元素的優(yōu)化分配。對(duì)于提升管反應(yīng)器進(jìn)料區(qū)，劑、油的均 勻混合和快速氣化是可以通過(guò)增加單位空間內(nèi)催化劑顆粒數(shù)目(即增加劑油比)來(lái)實(shí)現(xiàn) 的，因?yàn)樵谔嵘芊磻?yīng)器進(jìn)料區(qū)空間不變條件下，單位空間內(nèi)催化劑顆粒數(shù)目增加、顆粒之 間距離減小，并且攜帶充足熱量，這將使催化劑顆粒以及催化劑顆粒與重油霧化液粒的碰 撞幾率大幅度增大，這非常有利于強(qiáng)化原料油、催化劑顆粒之間的均勻混合及熱量傳遞，從 而實(shí)現(xiàn)催化裂化反應(yīng)的優(yōu)化。對(duì)于催化裂化裝置提升管反應(yīng)器的“反應(yīng)區(qū)”，有研究者利用工業(yè)提升管在線(xiàn)取樣 裝置進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)取樣研究，研究結(jié)果表明，提升管反應(yīng)器內(nèi)的催化劑活性剛與原料油接觸 就由高活性水平一下跌到很低，然后又慢慢恢復(fù)到某個(gè)水平，再逐漸下降，催化劑的活性在 提升管中一直處于較低水平。這種狀況就嚴(yán)重制約了催化劑裂化性能的發(fā)揮和輕質(zhì)油的收率和質(zhì)量。(“工業(yè)提升管在線(xiàn)取樣及反應(yīng)歷程分析”.徐春明，呂亮功，唐清林，林世雄， 石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1997，21 (2) :114-120;“重油催化裂化裝置提升管內(nèi)反應(yīng)歷 程研究”.鈕根林，楊朝合，徐春明，等.燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，2003，30 (3) :248-253 ； “重油催化裂 化裝置提升管在線(xiàn)取樣研究”王瑜，鈕根林，杜峰，等.石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2002， 26(5) :79-83.)。而對(duì)于重油催化裂化反應(yīng)過(guò)程，整個(gè)提升管內(nèi)的溫度都高達(dá)500°C以上， 與熱裂化、延遲焦化等重油熱轉(zhuǎn)化過(guò)程反應(yīng)溫度相近甚至更高，因而在反應(yīng)器內(nèi)始終存在 著催化裂化和熱裂化兩種不同機(jī)理反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)，由于催化劑活性低，這就必然影響催化裂 化目的產(chǎn)品的選擇性。為了提高提升管反應(yīng)器“反應(yīng)區(qū)”內(nèi)的催化劑平均活性，提高劑油 比是必然的選擇，然而劑油比的提高卻受到裝置熱量平衡的限制。因此，針對(duì)提高劑油比， 法國(guó)IFP公司提出了混合溫度控制技術(shù)(MTC)，即將一種合適的餾分油或其它介質(zhì)注入到 提升管的中部將提升管反應(yīng)器分成兩個(gè)反應(yīng)區(qū)，前區(qū)混合溫度高、劑油比大、油劑接觸時(shí)間 短，后區(qū)在常規(guī)催化裂化反應(yīng)條件下進(jìn)行。(“渣油催化裂化工藝技術(shù)的新進(jìn)展”.鈕根林，徐 春明，催化裂化，1997，16(5) 1-7.)該技術(shù)可在一定程度上實(shí)現(xiàn)較大劑油比的操作，但是， 由于另外餾分的注入，使裝置的能耗增加，此外也在一定程度上減少了裝置的處理量。美國(guó) UOP公司提出了 RxCat技術(shù)，該技術(shù)是將催化裂化裝置汽提段上部部分待生催化劑返回到 提升管底部，在一個(gè)混合室內(nèi)與熱再生催化劑混合，從而靈活增加劑油比。(“Controlling FCCYields and Emissions UOP Technology for a Changing Environment". Couch K. A., Seibert K. D. , et al,2004NPRA Annual Meeting, AM-04-45San Antonio.)RxCat 于增加的催化劑循環(huán)量大多是活性低的積炭待生催化劑，因此，這種提高劑油比的方法使 提升管“反應(yīng)區(qū)”的催化劑活性狀態(tài)的改善受到限制。對(duì)于提高劑油比，CN 99120517、CN 99120529公開(kāi)了一種通過(guò)再生催化劑冷卻提高提升管反應(yīng)器內(nèi)劑油比的方法，這種方法雖 然對(duì)于提高提升管“反應(yīng)區(qū)”的催化劑平均活性是比較有效的，但是該方法并沒(méi)有指出劑油 比提高到什么程度會(huì)對(duì)催化裂化反應(yīng)發(fā)生有利的影響。因?yàn)橹赜痛呋鸦磻?yīng)為復(fù)雜的平 行-順序反應(yīng)，反應(yīng)深度對(duì)產(chǎn)品分布有著非常重要的影響，劑油比提高必然增加反應(yīng)深度， 而較大的反應(yīng)深度會(huì)造成目的產(chǎn)品的過(guò)度裂化反而不利于輕質(zhì)油收率的最大化。
對(duì)于提升管的“出口區(qū)”-提升管反應(yīng)器出口的快速分離，國(guó)內(nèi)外雖然有眾 多專(zhuān)禾|J，但早期的專(zhuān)利(例如 US 4，364，905 (1982 年)、US 4，495，063 (1985 年)、US 5，294，331 (1994 年)、US 5，364，515 (1995 年)、US 5，393，414 (1995 年)開(kāi)發(fā)的彈射式 快分方法及裝置)，只從提高氣固一次分離效率入手，并未注意分離后的反應(yīng)油氣的返混 問(wèn)題，致使反應(yīng)油氣在沉降器系統(tǒng)內(nèi)的平均停留時(shí)間高達(dá)10 20s，容易產(chǎn)生過(guò)度熱裂 化，增加干氣產(chǎn)率，減少了輕質(zhì)油收率。接下來(lái)發(fā)展的閉式直聯(lián)旋分系統(tǒng)基本解決了沉降 器上部的油氣反混問(wèn)題(美國(guó)專(zhuān)利US 4，502,947(1985年)、US 4，579，716 (1986年)、 US4, 624，772(1986年))，但沒(méi)有解決催化劑下流時(shí)夾帶油氣的快速預(yù)汽提問(wèn)題，使這部分 油氣在沉降器內(nèi)的停留時(shí)間仍然過(guò)長(zhǎng)，而且操作彈性小，靈活性不好。后來(lái)，在直聯(lián)式粗旋 下部加了一個(gè)預(yù)汽提器(美國(guó)專(zhuān)利US 5，518，669 (1992年)、US 5，314，611(1994年)、歐洲 專(zhuān)利 EP 0593827A1，中國(guó)專(zhuān)利 CN 92112441 (1992 年)、中國(guó)專(zhuān)利 CN 96103419. X (1996 年)， 中國(guó)專(zhuān)利CN 96103478. 5(1996年))使催化劑在圓筒中下落的過(guò)程中得到汽提，但這種預(yù) 汽提器由于沒(méi)有采用使催化劑和預(yù)汽提蒸汽良好接觸的有效結(jié)構(gòu)，因此汽提效果還有待提 高。另外由于預(yù)汽提汽和絕大部分汽提蒸汽都要通過(guò)粗旋的升氣管導(dǎo)出，這樣不僅大大降低了粗旋的氣固分離效率，同時(shí)也限制了裝置的操作彈性。提升管反應(yīng)器出口快速分離裝 置其主要作用是對(duì)催化裂化反應(yīng)深度進(jìn)行控制，縮短油氣在高溫環(huán)境的停留時(shí)間，從而實(shí) 現(xiàn)輕質(zhì)油收率的提高及干氣和焦炭產(chǎn)率的降低。長(zhǎng)期以來(lái)，提升管反應(yīng)器出口快速分離技術(shù)的開(kāi)發(fā)一直針對(duì)目前采用傳統(tǒng)工藝條 件的催化裂化裝置(劑油比尚未顯著提高)進(jìn)行的，對(duì)于氣體流率發(fā)生較大變化的工況研 究充分，但是對(duì)于采用大劑油比操作條件后油氣中催化劑顆粒濃度、催化劑流率發(fā)生較大 改變的工況條件該如何改進(jìn)提升管反應(yīng)器出口快速分離技術(shù)，提高出口快速分離裝置的操 作彈性以配合工藝條件的優(yōu)化是重油催化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。針對(duì)重油催化裂化反應(yīng)過(guò)程，原料沸程分布很寬(最輕的組分沸點(diǎn)小于350°C，最 重的組分沸點(diǎn)大于750°C )，輕重組分在反應(yīng)器中的反應(yīng)步調(diào)是不一致，它們存在各自的最 優(yōu)反應(yīng)時(shí)間。例如，輕組分在小于3s的時(shí)間內(nèi)就完成了反應(yīng)，在提升管反應(yīng)器出口經(jīng)過(guò)氣 固分離，終止反應(yīng)從而避免過(guò)裂化；而吸附在待生催化劑上的重組分需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能 完成縮合與裂化反應(yīng)，這部分反應(yīng)需要在汽提段中繼續(xù)完成(“重油催化裂化催化劑上吸附 物的汽提過(guò)程分析”.戴鑑，王剛，徐春明，等.煉油技術(shù)與工程，2009，39 (3) :8-12)。在目 前催化裂化裝置的汽提段內(nèi)，由于催化劑已經(jīng)失活、并且汽提段內(nèi)溫度較反應(yīng)器低了 20°C 左右，這種環(huán)境并不適合吸附在待生催化劑上重組分被汽提或進(jìn)一步反應(yīng)，一部分在提升 管內(nèi)沒(méi)有反應(yīng)徹底的重組分在蒸汽的作用下被汽提出來(lái)而進(jìn)入沉降器，在沉降器內(nèi)的流動(dòng) 過(guò)程中，有95%以上被器壁捕獲而發(fā)生縮合生焦反應(yīng)，這是導(dǎo)致重油催化裂化裝置沉降器 結(jié)焦的主要原因。因此，針對(duì)催化裂化裝置汽提段內(nèi)依然存在著化學(xué)反應(yīng)、而對(duì)于吸附在待 生催化劑上的重組分目前僅是依靠蒸汽進(jìn)行物理汽提的操作方式，有必要對(duì)汽提段的功能 進(jìn)行強(qiáng)化，促進(jìn)重組分的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，從而避免其進(jìn)入沉降器引起結(jié)焦。對(duì)于重油催化裂化反應(yīng)這一復(fù)雜的平行_順序反應(yīng)，反應(yīng)深度對(duì)各產(chǎn)物產(chǎn)率分布 有著重要影響。這一反應(yīng)過(guò)程時(shí)序通貫發(fā)生于整個(gè)提升管反應(yīng)器系統(tǒng)中，從“進(jìn)料區(qū)”到“反 應(yīng)區(qū)”到“出口區(qū)”再到“汽提區(qū)”，各個(gè)反應(yīng)區(qū)間相互耦合，相互補(bǔ)充。但是由于每個(gè)區(qū)在平 行_順序反應(yīng)中分別針對(duì)不同反應(yīng)階段及對(duì)應(yīng)原料不同的轉(zhuǎn)化深度發(fā)揮作用，因此每個(gè)區(qū) 所要求的理想操作條件各不相同。如果要促進(jìn)汽、柴油等中間產(chǎn)物的生成，減少干氣和焦炭 的生成，提高催化裂化過(guò)程的輕質(zhì)油收率，必須針對(duì)不同區(qū)域內(nèi)不同的反應(yīng)特征以及這些 過(guò)程發(fā)生的序列特點(diǎn)及相互影響，從工藝工程與裝備方面將其高效協(xié)同在一起發(fā)揮作用， 一方面使不同區(qū)域的反應(yīng)環(huán)境得到強(qiáng)化，另一方面使多個(gè)區(qū)域的反應(yīng)相互促進(jìn)。但是，目前 針對(duì)重油催化裂化技術(shù)的開(kāi)發(fā)只是針對(duì)局部的問(wèn)題單獨(dú)開(kāi)發(fā)，沒(méi)有考慮到提升管反應(yīng)系統(tǒng) 中進(jìn)行的重油催化裂化反應(yīng)是高度耦合在一起以及它們的時(shí)序通貫性和分區(qū)需優(yōu)特性。因 此，取得的效果是有限的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種重油催化裂化反應(yīng)的多區(qū)耦合強(qiáng)化方法，它是針對(duì)提 升管反應(yīng)器不同區(qū)域內(nèi)不同的反應(yīng)特征以及這些過(guò)程發(fā)生的序列特點(diǎn)及相互影響，從工藝 工程上將其協(xié)同在一起發(fā)揮作用，一方面使不同區(qū)域的反應(yīng)過(guò)程得到強(qiáng)化，另一方面使多 個(gè)區(qū)域的反應(yīng)相互促進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)催化裂化反應(yīng)的精密控制，這將對(duì)提高催化裂化裝置的輕 質(zhì)油收率和實(shí)現(xiàn)裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮巨大作用，并且能夠有效地實(shí)現(xiàn)提升管器內(nèi)催化裂化反應(yīng)的有效調(diào)控，大幅度提高裝置的經(jīng)濟(jì)效益。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的重油催化裂化反應(yīng)的多區(qū)耦合強(qiáng)化方法包括如 下步驟首先，在提升管反應(yīng)器“進(jìn)料區(qū)”，使用常規(guī)重油霧化噴嘴，通過(guò)調(diào)節(jié)再生催化劑溫 度使再生催化劑與不同性質(zhì)原料油混合接觸時(shí)保持最佳溫度，同時(shí)提高原料預(yù)熱溫度，在 盡量減少催化劑與原料油之間溫度差的條件下提高劑油比，增加提升管反應(yīng)器“進(jìn)料區(qū)”內(nèi) 催化劑顆粒濃度，從而強(qiáng)化原料油、催化劑顆粒之間的均勻混合及熱量傳遞。其次，在提升管“反應(yīng)區(qū)”，兼顧催化劑與原料油之間最優(yōu)混合條件下進(jìn)行大劑油 比工藝條件操作，保持“反應(yīng)區(qū)”內(nèi)的催化劑微反活性，優(yōu)選在50 60之間，提高目的產(chǎn)品 催化裂化反應(yīng)的選擇性；然后，對(duì)于反應(yīng)“出口區(qū)”，采用提升管反應(yīng)器出口快速分離系統(tǒng)，優(yōu)選采用閉式直 聯(lián)旋分系統(tǒng)，該系統(tǒng)可適應(yīng)提升管反應(yīng)器的大劑油比操作，有效處理催化劑濃度5 50kg/ m3的油氣，使用該分離系統(tǒng)使油氣在沉降器內(nèi)的停留時(shí)間不超過(guò)3s，油氣通過(guò)分離系統(tǒng)快 速引出提升管反應(yīng)器，催化劑通過(guò)分離系統(tǒng)進(jìn)入汽提區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)催化裂化反應(yīng)深度的 精密控制；最后經(jīng)過(guò)氣固分離的待生催化劑進(jìn)入“汽提區(qū)”，通過(guò)對(duì)“汽提區(qū)”內(nèi)引入高溫再生 催化劑使“汽提區(qū)”內(nèi)的溫度提高到490 510°C，使其中的催化劑平均微反活性指數(shù)提高 5 10個(gè)單位，從而對(duì)吸附在待生催化劑上的重組分進(jìn)一步有效轉(zhuǎn)化，控制待生催化劑上 焦炭中的氫含量低于6%。上述步驟中，對(duì)于不同的重油原料，進(jìn)入提升管反應(yīng)器“進(jìn)料區(qū)”的再生催化劑需 要保持不同的最佳溫度，以保證重油原料的有效氣化，即當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?. ，再 生催化劑最佳溫度為670 690°C;當(dāng)重油原料殘?zhí)繛?. 0 5. ，再生催化劑最佳溫度 為650 670°C ；當(dāng)重油原料殘?zhí)?. 0 5. Ow%，再生催化劑最佳溫度為630 650°C ；當(dāng) 重油原料殘?zhí)啃∮?. ，再生催化劑最佳溫度為610 630°C。進(jìn)入提升管反應(yīng)器“進(jìn)料 區(qū)”的再生催化劑溫度可通過(guò)常規(guī)的催化劑取熱器進(jìn)行調(diào)節(jié)，取熱介質(zhì)使用水或低壓蒸汽。上述步驟中，在提升管反應(yīng)器“進(jìn)料區(qū)”內(nèi)再生催化劑與原料油混合時(shí)兩者之間溫 度差應(yīng)保持350 450°C之間(最佳值為350 410°C )。上述步驟中，對(duì)于不同的重油原料，在提升管反應(yīng)器“進(jìn)料區(qū)”內(nèi)再生催化劑與原 料油混合時(shí)要保持不同的劑油比，當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?. 時(shí)，最佳劑油比為8 9，當(dāng) 重油原料殘?zhí)啃∮?. 時(shí)，最佳劑油比為7 8。上述步驟中，引入“汽提區(qū)”內(nèi)高溫再生催化劑的量為整個(gè)裝置催化劑循環(huán)量的 5 % 15 %，高溫再生催化劑從再生器通過(guò)新增的催化劑輸送管引入“汽提區(qū)”。上述步驟中，可根據(jù)原料油性質(zhì)、生產(chǎn)操作方案及裝置操作周期選擇采用3區(qū)或4 區(qū)的耦合強(qiáng)化。當(dāng)原料殘?zhí)看笥?. ，沉降器內(nèi)易結(jié)焦使裝置操作周期小于1年時(shí)，可采 用“進(jìn)料區(qū)+反應(yīng)區(qū)+出口區(qū)+汽提區(qū)”4區(qū)耦合強(qiáng)化；當(dāng)裝置長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好，而產(chǎn)品 分布有待進(jìn)一步改進(jìn)，干氣和焦炭產(chǎn)率有待進(jìn)一步降低時(shí)，可采用“進(jìn)料區(qū)+反應(yīng)區(qū)+出口 區(qū)” 3區(qū)耦合強(qiáng)化。本發(fā)明所提供的是一種重油催化裂化反應(yīng)的多區(qū)耦合強(qiáng)化方法，其優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì) 于現(xiàn)有的催化裂化裝置，針對(duì)提升管反應(yīng)器不同區(qū)域內(nèi)不同的反應(yīng)特征以及這些過(guò)程發(fā)生的序列特點(diǎn)及相互影響，從工藝工程方面將其協(xié)同在一起發(fā)揮作用，目的是強(qiáng)化不同區(qū)域 的反應(yīng)環(huán)境，使多個(gè)區(qū)域的反應(yīng)相互促進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)催化裂化反應(yīng)深度的精密控制并且得到 最大化的目的產(chǎn)品。下面根據(jù)附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，為本發(fā)明的流程圖。從圖1中可知，重油原料5經(jīng)過(guò)預(yù)熱器13預(yù)熱 到200 300°C (最優(yōu)值是260 300°C )，通過(guò)常規(guī)重油霧化噴嘴進(jìn)入提升管進(jìn)料區(qū)1 ；同 時(shí)再生催化劑從再生器6、再生催化劑輸送管8進(jìn)入催化劑取熱裝置7，根據(jù)原料的性質(zhì)調(diào) 節(jié)取熱介質(zhì)10 (水或低壓蒸汽)的流量以控制從催化劑取熱裝置7流出的再生催化劑的溫 度(當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?. ，再生催化劑最佳溫度為670 690°C ；當(dāng)重油原料殘?zhí)?為5. 0 5. ，再生催化劑最佳溫度為650 670°C ；當(dāng)重油原料殘?zhí)?. 0 5. ，再 生催化劑最佳溫度為630 650°C ；當(dāng)重油原料殘?zhí)啃∮?. ，再生催化劑最佳溫度為 610 630°C )，經(jīng)過(guò)溫度調(diào)節(jié)后的再生催化劑通過(guò)催化劑控制閥9進(jìn)入提升管進(jìn)料區(qū)1與 原料5接觸混合，此時(shí)再生催化劑與原料油混合時(shí)兩者之間溫度差應(yīng)保持350 450°C之間 (最佳值為350 410°C )，通過(guò)調(diào)節(jié)催化劑控制閥9使再生催化劑與原料油混合時(shí)劑油比 保持在7 9(當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?. 時(shí)，最佳劑油比為8 9，當(dāng)重油原料殘?zhí)啃∮?5. 時(shí)，最佳劑油比為7 8)。原料和催化劑在提升管進(jìn)料區(qū)1混合后進(jìn)入提升管反應(yīng)區(qū)2，油氣和催化劑在劑 油比7 9條件下進(jìn)行反應(yīng)，保持提升管反應(yīng)區(qū)2內(nèi)的催化劑微反活性指數(shù)在40 60之 間；隨后油氣與催化劑進(jìn)入提升管出口區(qū)3，油氣在提升管出口區(qū)3內(nèi)的停留時(shí)間不超過(guò) 3s，經(jīng)過(guò)分離后的油氣11通過(guò)提升管出口區(qū)3快速引出提升管反應(yīng)器，催化劑通過(guò)提升管 出口區(qū)3進(jìn)入汽提區(qū)4。通過(guò)催化劑輸送管14在提升蒸汽15作用下從再生器6向汽提區(qū)4內(nèi)引入高溫再 生催化劑(引入催化劑的量為整個(gè)裝置催化劑循環(huán)量的5% 15% )，控制汽提區(qū)4內(nèi)的溫 度為490 510°C，催化劑平均微反活性指數(shù)為35 45，保持待生催化劑上焦炭中的氫含 量低于6%。汽提后的待生催化劑進(jìn)入再生器6進(jìn)行燒焦再生。上述步驟中，當(dāng)原料殘?zhí)看笥?. ，沉降器內(nèi)易結(jié)焦使裝置操作周期小于1年 時(shí)，可采用“進(jìn)料區(qū)1+反應(yīng)區(qū)2+出口區(qū)3+汽提區(qū)4”四區(qū)耦合強(qiáng)化；當(dāng)裝置長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)狀 況良好，而產(chǎn)品分布有待進(jìn)一步改進(jìn)，干氣和焦炭產(chǎn)率有待進(jìn)一步降低時(shí)，可采用“進(jìn)料區(qū) 1+反應(yīng)區(qū)2+出口區(qū)3”三區(qū)耦合強(qiáng)化。最后需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參 照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明 的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。實(shí)施例1為驗(yàn)證本發(fā)明的效果，采用圖1所示的工藝流程，在某煉油廠的100萬(wàn)噸/年重油催化裂化裝置上進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，由于該裝置長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好，而產(chǎn)品分布有待進(jìn)一步 改進(jìn)，干氣和焦炭產(chǎn)率有待進(jìn)一步降低，顧采用“進(jìn)料區(qū)1+反應(yīng)區(qū)2+出口區(qū)3”三區(qū)耦合強(qiáng) 化。試驗(yàn)結(jié)果列于表1。針對(duì)重油原料殘?zhí)繛?. 6w%，將重油原料預(yù)熱溫度提高到260°C，將進(jìn)入提升管 反應(yīng)器的再生催化劑冷卻到650°C，油劑混合時(shí)劑油比為8. 5，原料與再生催化劑的溫差為 390°C，在保持再生器催化劑床層溫度在690°C的情況下，反應(yīng)溫度為500°C，油氣在提升管 出口區(qū)的停留時(shí)間降低到3s。表1重油原料性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種重油催化裂化反應(yīng)的多區(qū)耦合強(qiáng)化方法，其特征在于該方法包括如下步驟首先，在提升管反應(yīng)器“進(jìn)料區(qū)”，使用常規(guī)重油霧化噴嘴，通過(guò)調(diào)節(jié)再生催化劑溫度使再生催化劑與不同性質(zhì)原料油混合接觸時(shí)保持最佳溫度，同時(shí)提高原料預(yù)熱溫度，在盡量 減少催化劑與原料油之間溫度差的條件下提高劑油比，增加提升管反應(yīng)器“進(jìn)料區(qū)”內(nèi)催化 劑顆粒濃度，從而強(qiáng)化原料油、催化劑顆粒之間的均勻混合及熱量傳遞；其次，在提升管“反應(yīng)區(qū)”，兼顧催化劑與原料油之間最優(yōu)混合條件下進(jìn)行大劑油比工 藝條件操作，保持“反應(yīng)區(qū)”內(nèi)的催化劑微反活性指數(shù)在50 60之間，提高目的產(chǎn)品催化 裂化反應(yīng)的選擇性；然后，對(duì)于反應(yīng)“出口區(qū)”，采用提升管反應(yīng)器出口快速分離系統(tǒng)，優(yōu)選采用閉式直聯(lián)旋 分系統(tǒng)，該系統(tǒng)可適應(yīng)提升管反應(yīng)器的大劑油比操作，有效處理催化劑濃度5 50kg/m3的 油氣，使用該分離系統(tǒng)使油氣在沉降器內(nèi)的停留時(shí)間不超過(guò)3s，油氣通過(guò)分離系統(tǒng)快速引 出提升管反應(yīng)器，催化劑通過(guò)分離系統(tǒng)進(jìn)入汽提區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)催化裂化反應(yīng)深度的精密 控制；最后經(jīng)過(guò)氣固分離的待生催化劑進(jìn)入“汽提區(qū)”，通過(guò)對(duì)“汽提區(qū)”內(nèi)引入高溫再生催化 劑使“汽提區(qū)”內(nèi)的溫度提高到490 510°C，使其中的催化劑平均微反活性指數(shù)提高5 10個(gè)單位，從而對(duì)吸附在待生催化劑上的重組分進(jìn)一步有效轉(zhuǎn)化，控制待生催化劑上焦炭 中的氫含量低于6%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重油催化裂化反應(yīng)的多區(qū)耦合強(qiáng)化方法，其特征在于 所述的對(duì)于不同的重油原料，進(jìn)入提升管反應(yīng)器“進(jìn)料區(qū)”的再生催化劑需要保持不同的最 佳溫度，以保證重油原料的有效氣化，即當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?. ，再生催化劑最佳溫 度為670 690°C;當(dāng)重油原料殘?zhí)繛?. 0 5. ，再生催化劑最佳溫度為650 670°C; 當(dāng)重油原料殘?zhí)?. 0 5. ，再生催化劑最佳溫度為630 650°C;當(dāng)重油原料殘?zhí)啃∮?4. ，再生催化劑最佳溫度為610 630°C;進(jìn)入提升管反應(yīng)器“進(jìn)料區(qū)”的再生催化劑溫 度可通過(guò)常規(guī)的催化劑取熱器進(jìn)行調(diào)節(jié)，取熱介質(zhì)使用水或低壓蒸汽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重油催化裂化反應(yīng)的多區(qū)耦合強(qiáng)化方法，其特征在于 所述的在提升管反應(yīng)器“進(jìn)料區(qū)”內(nèi)再生催化劑與原料油混合時(shí)兩者之間溫度差應(yīng)保持在 350 450°C之間(最佳值為350 410°C )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重油催化裂化反應(yīng)的多區(qū)耦合強(qiáng)化方法，其特征在于 所述的在提升管反應(yīng)器“進(jìn)料區(qū)”內(nèi)再生催化劑與原料油混合時(shí)兩者之間溫度差應(yīng)保持在 350 410°C之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重油催化裂化反應(yīng)的多區(qū)耦合強(qiáng)化方法，其特征在于 所述的對(duì)于不同的重油原料，在提升管反應(yīng)器“進(jìn)料區(qū)”內(nèi)再生催化劑與原料油混合時(shí)要保 持不同的劑油比，當(dāng)重油原料殘?zhí)看笥?. 時(shí)，最佳劑油比為8 9，當(dāng)重油原料殘?zhí)啃?于5. 時(shí)，最佳劑油比為7 8。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重油催化裂化反應(yīng)的多區(qū)耦合強(qiáng)化方法，其特征在于 所述的引入“汽提區(qū)”內(nèi)高溫再生催化劑的量為整個(gè)裝置催化劑循環(huán)量的5% 15%，高溫 再生催化劑從再生器通過(guò)新增的催化劑輸送管引入“汽提區(qū)”。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重油催化裂化反應(yīng)的多區(qū)耦合強(qiáng)化方法，其特征在于 可根據(jù)原料油性質(zhì)、操作方案及裝置操作周期選擇采用3區(qū)或4區(qū)的耦合強(qiáng)化；當(dāng)原料殘?zhí)看笥?. ，沉降器內(nèi)易結(jié)焦使裝置操作周期小于1年時(shí)，可采用“進(jìn)料區(qū)+反應(yīng)區(qū)+出口 區(qū)+汽提區(qū)”4區(qū)耦合強(qiáng)化；當(dāng)裝置長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好，而產(chǎn)品分布有待進(jìn)一步改進(jìn)，干氣 和焦炭產(chǎn)率有待進(jìn)一步降低時(shí)，可采用“進(jìn)料區(qū)+反應(yīng)區(qū)+出口區(qū)” 3區(qū)耦合強(qiáng)化。
全文摘要
本發(fā)明是一種強(qiáng)化重油催化裂化反應(yīng)過(guò)程的方法，它是針對(duì)提升管反應(yīng)器不同區(qū)域內(nèi)不同的反應(yīng)特征以及這些過(guò)程發(fā)生的序列特點(diǎn)及相互影響，從工藝工程上將其協(xié)同在一起發(fā)揮作用，一方面使不同區(qū)域的反應(yīng)過(guò)程得到強(qiáng)化，另一方面使多個(gè)區(qū)域的反應(yīng)相互促進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)催化裂化反應(yīng)的精密控制，這將對(duì)提高催化裂化裝置的輕質(zhì)油收率和實(shí)現(xiàn)裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮巨大作用，并且能夠有效地實(shí)現(xiàn)提升管器內(nèi)催化裂化反應(yīng)的有效調(diào)控，大幅度提高裝置的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C10G11/00GK101993711SQ200910162648
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者盧春喜, 徐春明, 文堯順, 王剛, 藍(lán)興英, 高金森 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)