專利名稱：再生劑輸送管路之催化劑冷卻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種重油催化裂化再生催化劑冷卻降溫的方法。
重油催化裂化裝置因原料重，殘?zhí)恐蹈?，使焦炭產(chǎn)率上升，造成反再系統(tǒng)熱量過剩，其不良后果一是再生器超溫，使設(shè)備和催化劑受到損壞；另一方面，因為再生劑(再生后的催化劑)溫度過高，由再生劑帶入反應(yīng)系統(tǒng)的熱量過多，使反應(yīng)系統(tǒng)超溫。所以重油催化裂化裝置必須安裝取熱器，取出系統(tǒng)過剩熱量，以滿足兩器熱量平衡的需求。現(xiàn)有重油催化裂化過程中取熱器的種類很多。中國專利901010480公布的取熱器屬下流式外取熱器。中國專利901034134公布的取熱器屬上流式外取熱器。中國專利921015321公布的取熱器屬氣控外循環(huán)式催化劑冷卻器，采用氣控方法控制催化劑循環(huán)量，不使用滑閥。US4438071,US4757039,US4923824公布的三種取熱器，基本屬于返混型，冷熱催化劑同在上部一個口進(jìn)出。上述幾種取熱器盡管型式不同，但其取熱方式有兩點是共同的，一是都安裝在再生器的密相段，二是催化劑冷卻后又返回再生器密相床。這種取熱方式雖然能控制再生溫度，防止再生器超溫，但這種取熱方式使再生器的燒焦溫度與去反應(yīng)器的再生催化劑的溫度相同，使反應(yīng)溫度與再生溫度相互制約，給優(yōu)化操作帶來一定困難。按現(xiàn)行取熱方法，為了保證再生器有較高的燒焦速率和燒焦效率，需較高的再生溫度，取熱負(fù)荷不能過大。為防止再生劑帶入反應(yīng)系統(tǒng)的熱量過多以及反應(yīng)器超溫，只能減小劑油比或降低原料預(yù)熱溫度。為使劑油比在合理范圍內(nèi)，現(xiàn)行重油催化裂化裝置普遍(不得不)采用降低原料預(yù)熱溫度的方法，有些裝置甚至將原料預(yù)熱溫度降至120℃～160℃，這對重質(zhì)原料的霧化非常不利。如果采用較高的原料預(yù)熱溫度，劑油比將減小。如果維持高劑油比和高原料預(yù)熱溫度，按現(xiàn)行的取熱技術(shù)，勢必要降低再生器溫度，其后果必然是降低燒焦速率。對于設(shè)置第二再生器的兩段再生裝置，因取熱器安裝在第一再生器密相，第二再生器溫度一般為760℃甚至更高，原料預(yù)熱溫度和劑油比之間的矛盾更為突出。所以現(xiàn)行取熱技術(shù)使再生溫度、劑油比、原料預(yù)熱溫度三者之間總有一個是非獨立變量，只能采用“二高一低”操作方案。為了改善這種狀況，國內(nèi)外相繼開發(fā)了幾種新技術(shù)以優(yōu)化反應(yīng)系統(tǒng)的操作。重點是在反應(yīng)溫度不變的前提下提高劑油比。文獻(xiàn)《催化裂化工藝與工程》(石化出版社)介紹了法國IFP公司開發(fā)的混合溫度控制技術(shù)和國內(nèi)開發(fā)的提升管注終止劑技術(shù)，這兩種技術(shù)是將提升管分成兩個反應(yīng)區(qū)，其上游區(qū)混合溫度高，劑油比大，油劑接觸時間短，下游區(qū)在常規(guī)FCC反應(yīng)條件下進(jìn)行，用循環(huán)油吸收反應(yīng)系統(tǒng)過剩熱量并在分餾塔回收。它們的不足之處是打入的循環(huán)油不可避免地參與反應(yīng)，并且將再生劑的高溫位熱能降低為分餾塔的低溫位熱能， 損增大。UOP公司開發(fā)了“X設(shè)計”技術(shù)(《世界石油科學(xué)》，1996,3(9))，特點是部分待生催化劑不經(jīng)燒碳再生而與再生劑在混合罐摻混后直接返回提升管反應(yīng)器，因再生劑降溫，使劑油比提高。該技術(shù)的缺點是再生劑和待生劑直接混合，使進(jìn)入提升管反應(yīng)器的催化劑活性降低，不利于催化裂化反應(yīng)。
現(xiàn)行取熱技術(shù)因只在再生器密相段取熱而對反應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化造成不利影響，而現(xiàn)行優(yōu)化反應(yīng)系統(tǒng)操作的技術(shù)又都有其不足之處。本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點與不足，提出一種再生催化劑在其輸送管路中冷卻降溫的方法，在保證再生器溫度得到有效控制和良好的再生效果的前提下，降低進(jìn)入反應(yīng)器的再生劑之溫度，提高原料油預(yù)熱溫度，改善原料油霧化效果，提高劑油比，改善產(chǎn)品分布，提高液體收率。
本發(fā)明的方法是將現(xiàn)行催化裂化裝置經(jīng)外取熱器冷卻后的低溫再生催化劑的一部分返回再生器密相段，而另一部分用提升風(fēng)輸送至再生劑輸送管路中，與從再生器出來的高溫再生劑混合，使去反應(yīng)系統(tǒng)的再生劑的溫度適當(dāng)降低，從而使劑油比增大，原料預(yù)熱溫度提高。又由于再生器的溫度不再受再生催化劑溫度的制約，再生器溫度可盡可能提高，從而實現(xiàn)高再生溫度、高劑油比、高原料預(yù)熱溫度的“三高”操作，使摻渣比提高，轉(zhuǎn)化率提高，產(chǎn)品分布得到改善。
本發(fā)明的任務(wù)是這樣實現(xiàn)的在現(xiàn)有催化裂化裝置的外取熱器內(nèi)安裝一個催化劑引出管，該引出管也可以安裝在外取熱器催化劑出口管內(nèi)，用提升風(fēng)將冷卻后的催化劑提升至一臺新設(shè)置的氣固分離器內(nèi)，空氣返回再生器密相段，而催化劑經(jīng)脫氣后通過輸送管進(jìn)入再生斜管，與來自再生器的高溫催化劑(再生劑)混合后一同進(jìn)入反應(yīng)器。由于混合后再生催化劑溫度下降30℃-160℃，這樣可以在不降低再生溫度甚至提高再生溫度的條件下，使劑油比提高到6-8，原料預(yù)熱溫度提高到200℃-400℃，使操作可以在高再生溫度、高劑油比、高原料預(yù)熱溫度下進(jìn)行，使反再系統(tǒng)得到很好的優(yōu)化.
對于受設(shè)計因素制約而劑油比很難提高的催化裂化裝置，可以將冷卻后的催化劑提升至氣固分離器脫氣后送入提升管反應(yīng)器的預(yù)提升段，形成一種“雙斜管”結(jié)構(gòu)，這樣催化劑的循環(huán)量就可以不受再生劑輸送線路推動力的制約，達(dá)到提高劑油比的目的。
本發(fā)明是利用已有外取熱器的催化裂化裝置，改變現(xiàn)有技術(shù)中將取熱后的再生劑全部返回再生器密相段的做法，而將部分冷卻的再生劑與進(jìn)入再生劑輸送管路的熱再生劑混合，使混合再生劑控制在合理的溫度下，進(jìn)入提升管反應(yīng)器的反應(yīng)段。本發(fā)明所說的再生劑輸送管路既包括再生斜管也包括提升管反應(yīng)器的預(yù)提升段。
本發(fā)明的再生劑輸送管路催化劑冷卻方法，其特征在于將經(jīng)催化裂化外取熱器冷卻后的部分再生劑，通過再生斜管引入提升管反應(yīng)器，與原料油接觸反應(yīng)。所說的經(jīng)催化裂化外取熱器冷卻后的部分再生劑，首先引入到一個氣固分離器中，分出氣體后進(jìn)入再生斜管，與來自再生器的熱再生劑混合后，一同進(jìn)入提升管反應(yīng)器。也可以將所說的經(jīng)催化裂化外取熱器冷卻后的部分再生劑脫氣后，由一條獨立的管路輸送到提升管反應(yīng)器的預(yù)提升段，與來自再生器的熱再生劑混合，進(jìn)入提升管反應(yīng)器的反應(yīng)段。
本發(fā)明結(jié)合附圖作進(jìn)一步描述


圖1是再生劑輸送管之催化劑冷卻方法的示意圖。圖中(1)再生器；(2)外取熱器；(3)再生劑提升彎管；(4)氣固分離器；(5)冷再生劑輸送管；(6)冷熱再生劑混合器；(7)再生斜管；(8)提升風(fēng)返回管；(9)主風(fēng)分布管；(10)主風(fēng)入口；(11)流化風(fēng)；(12)提升風(fēng)；(13)流化風(fēng)返回管；(14)待生斜管。在外取熱器(2)冷卻的再生劑，其中一部分返回再生器，用來調(diào)節(jié)再生器溫度，另一部分用提升風(fēng)(12)提升至氣固分離器(4)進(jìn)行氣固分離?？諝饨?jīng)返回管(8)返回再生器密相段，催化劑脫氣后經(jīng)冷再生劑輸送管(5)流進(jìn)冷熱再生劑混合器(6)，用已冷卻的低溫再生劑來降低直接從再生器(1)流出的高溫再生劑的溫度，然后二者一同經(jīng)過再生斜管(7)進(jìn)入提升管反應(yīng)器。冷再生劑的引出位置可以如圖1所示在取熱器內(nèi)，也可以在取熱器催化劑的返回管(15)上。
如果考慮壓力平衡等限制因素，可以考慮將引出的低溫再生劑送入提升管的預(yù)提升段，如圖2所示。圖中(16)預(yù)提升段，(17)提升管反應(yīng)器，(18)進(jìn)料噴嘴，(19)再生斜管，(20)從再生器來的熱再生催化劑，(21)冷再生劑斜管，(22)從外取熱器引出的低溫再生催化劑，(23)預(yù)提升氣。從外取熱器引出的冷催化劑經(jīng)氣固分離器分離出提升風(fēng)后，將低溫再生劑用冷再生劑斜管(21)輸送至預(yù)提升段(16)中，與原有裝置的再生斜管一同構(gòu)成雙斜管結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點1、本發(fā)明在再生劑輸送管路上使再生劑冷卻降溫，在不降低再生溫度的條件下，靠降低再生催化劑溫度，使劑油比成為獨立可調(diào)變量。在相同反應(yīng)溫度下，可提高劑油比，提高原料預(yù)熱溫度。
2、再生溫度不受劑油比和原料預(yù)熱溫度的制約，再生溫度可以提高，有利于高效再生，并起到鈍化重金屬的作用。高再生溫度使煙氣帶出熱量增多，取熱量減少。
3、因再生劑溫度降低，使催化裂化過程熱反應(yīng)減少，再生劑在提升管預(yù)提升段的水熱失活減輕。
4、高再生溫度、高劑油比特別適用于超穩(wěn)分子篩催化劑的應(yīng)用。
5、與混合溫度控制技術(shù)、注終止劑等技術(shù)相比，本發(fā)明沒有直接參與化學(xué)反應(yīng)，并且因取熱溫位高，熱量利用更加合理。
6、本發(fā)明提出的再生劑冷卻方式不必安裝滑閥。
7、使用本發(fā)明，并不影響其它技術(shù)的使用，如與終止劑注入技術(shù)共同使用，效果更好。
實施例1在小型提升管催化裂化裝置上驗證本發(fā)明的效果。原料油為大慶減三線餾分油摻20％(m)減壓渣油，催化劑為蘭州煉油化工總廠催化劑分廠生產(chǎn)的LCS-7工業(yè)平衡劑，反應(yīng)溫度為500℃，質(zhì)量空速為20/h，外取熱器將再生劑冷卻至550℃。實驗1采用現(xiàn)有技術(shù)，劑油比為5.2，再生溫度為700℃，原料預(yù)熱溫度為160℃。實驗2采用本發(fā)明的操作方案，即通過調(diào)整分別來自外取熱器和再生器的冷熱再生劑的比例，使劑油比提高到6.7，原料預(yù)熱溫度提高到240℃，再生溫度提高到720℃，實驗結(jié)果列于表1表1序號產(chǎn)品分布，m％ 輕油收率 選擇性，m/m氣體 汽油 柴油 油漿 焦炭m％(汽油/焦炭)122.1 46.3 22.1 3.0 6.568.4 7.1221.8 47.5 22.4 2.1 6.269.4 7.7由實施例1的實驗結(jié)果看出，采用本發(fā)明的操作方案，可使氣體產(chǎn)率降低，輕油收率提高，焦炭產(chǎn)率下降，選擇性提高，效果非常明顯。
實施例2在小型提升管催化裂化實驗裝置上驗證采用本發(fā)明后原料預(yù)熱溫度提高的效果。原料油為大慶減壓餾分油摻60％(m)減壓渣油，催化劑為長嶺催化劑廠生產(chǎn)的CC-15，反應(yīng)溫度為495℃，再生溫度為730C，劑油比6.0；質(zhì)量空速為15/h。來自外取熱器的再生劑溫度為550℃，通過調(diào)整冷熱再生劑的流率，在保證反應(yīng)系統(tǒng)熱平衡的前提下，將原料預(yù)熱溫度定為200℃、250℃、350℃進(jìn)行催化裂化實驗，結(jié)果見表2。
表2序號原料預(yù)熱溫度產(chǎn)品分布，m％輕油收率選擇性，m/m℃ 氣體 汽油 柴油 重油 焦炭m％(汽油/焦炭)335012.51 43.22 21.41 15.73 7.13 64.63 6.06425013.18 42.04 18.52 18.01 8.25 60.56 5.10520014.30 39.93 16.32 20.71 8.74 56.25 4.57采用本發(fā)明，可有效改善現(xiàn)有催化裂化裝置普遍存在的原料預(yù)熱溫度偏低這一不利現(xiàn)狀。由實驗結(jié)果看出，采用高的原料預(yù)熱溫度是極為有利的，氣體和焦炭產(chǎn)率下降，輕油收率升高，選擇性變好；而采用較低的原料預(yù)熱溫度，由于重質(zhì)原料霧化效果變差，使產(chǎn)品分布變差。
實施例3在小型固定流化床反應(yīng)裝置上進(jìn)行燒焦實驗，不同燒焦溫度的使用結(jié)果列于表3表3燒焦溫度，℃時間，min再生劑定碳，m％76015 0.04973015 0.07370015 0.10167015 0.122結(jié)果表明，再生溫度高對催化劑活性恢復(fù)是非常有利的，由于本發(fā)明可以在提高劑油比和原料預(yù)熱溫度的同時提高再生溫度，再生效果加強(qiáng)，再生劑活性提高，有利于重質(zhì)原料的轉(zhuǎn)化。
實施例4處理量為60萬噸/年大慶常渣催化裂化裝置，回?zé)挶葹?.1，反應(yīng)溫度510℃，再生溫度750℃，原料預(yù)熱溫度165℃，劑油比4.25。來自外取熱器的再生劑溫度為550℃，通過調(diào)整冷熱再生劑的比例，在冷熱催化劑混合后溫度每降低10℃的條件下，劑油比和原料預(yù)熱溫度的改變情況見表4表4再生劑溫度，℃劑油比原料預(yù)熱溫度，℃750 4.25165(現(xiàn)有技術(shù))740 4.46192730 4.70215720 4.96237710 5.25260700 5.58275690 5.95295680 6.37315670 6.87335660 7.44360650 8.62385從以上結(jié)果看出，在再生溫度保持750℃的情況下，通過摻入冷卻再生劑使去反應(yīng)系統(tǒng)的再生劑溫度降低100℃，即可使劑油比提高到8.62，原料預(yù)熱溫度提高385℃。若按現(xiàn)行取熱技術(shù)，要想使劑油比和原料預(yù)熱溫度達(dá)到上述水平，就需要將再生器的燒焦溫度降低到650℃，這顯然會影響燒焦效果?？梢?，采用本發(fā)明，會使反再系統(tǒng)的操作趨于合理與優(yōu)化。
權(quán)利要求
1.再生劑輸送管路催化劑冷卻方法，其特征在于將經(jīng)催化裂化外取熱器冷卻后的部分再生劑，通過再生劑輸送管路引入提升管反應(yīng)器，與原料油接觸反應(yīng)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所說的經(jīng)催化裂化外取熱器冷卻后的部分再生劑，首先引入到一個氣固分離器中，分出氣體后進(jìn)入再生斜管，與來自再生器的熱再生劑混合后，一同進(jìn)入提升管反應(yīng)器。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所說的經(jīng)催化裂化外取熱器冷卻后的部分再生劑脫氣后，由一條獨立的管路輸送到提升管反應(yīng)器的預(yù)提升段，與來自再生器的熱再生劑混合，進(jìn)入提升管反應(yīng)器的反應(yīng)段。
全文摘要
一種重油催化裂化過程中優(yōu)化反再系統(tǒng)操作的再生催化劑冷卻降溫方法。該方法是將已冷卻的低溫再生劑與來自再生器的高溫再生劑在再生斜管或提升管預(yù)提升段內(nèi)混合,創(chuàng)造出一種高再生溫度、高劑油比、高原料預(yù)熱溫度的“三高”操作條件,可提高裝置的摻渣比,提高轉(zhuǎn)化率和輕油收率,改善產(chǎn)品分布。
文檔編號C10G11/02GK1288932SQ99120529
公開日2001年3月28日 申請日期1999年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月17日
發(fā)明者趙學(xué)波, 亓玉臺, 宮畔偉, 陳文藝 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司, 撫順石油學(xué)院