一種重油接觸裂化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種重油接觸裂化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對輕質(zhì)、潔凈燃料油的需求也快速增長，而世界范圍內(nèi)原油 重質(zhì)化、劣質(zhì)化程度加劇，主要表現(xiàn)在密度大、粘度高、殘?zhí)扛?、重金屬含量高、硫、氮含量?等，同時環(huán)保要求日益嚴(yán)格，給煉油工業(yè)提出許多新的難題。
[0003]目前，對重油加工按機(jī)理分主要為脫碳和加氫兩類。加氫主要包括加氫精制、加氫 裂化等。煉油的加氫過程對于提高原油加工深度、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高輕質(zhì)油收率等具有 重要意義，但渣油加氫工藝操作溫度高、壓力高，轉(zhuǎn)化率通常為30% -50%左右。同時需要 大量的氫氣，加氫過程氫氣的來源問題一直困擾著煉油行業(yè)。脫碳工藝是目前重油加工的 主要方法，主要包括重油催化裂化、溶劑脫瀝青、焦化等。催化裂化是一種催化過程，因此并 不是所有原料不經(jīng)預(yù)處理就可以直接進(jìn)行催化裂化的。國內(nèi)重油催化裂化原料一般殘?zhí)?4% -6%，金屬含量為10 μ g/g左右。延遲焦化是轉(zhuǎn)化深度最高的一種重油加工方法，現(xiàn)在 國外60%的渣油都是采用這種方法，其缺點(diǎn)是液體產(chǎn)品質(zhì)量差。當(dāng)加工含硫渣油時，焦炭的 含硫量高，出路存在問題。為了比延遲焦化多產(chǎn)輕質(zhì)油，20世紀(jì)50年代開發(fā)將流化催化裂 化技術(shù)應(yīng)用于渣油熱分解的流化焦化技術(shù)。該技術(shù)把流動態(tài)的粉焦作為熱載體連續(xù)地進(jìn)行 熱分解，分解油的收率高，而且完全連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，是獨(dú)特的熱分解工藝。這種方法裂化時間短， 所以焦炭收率低，裂化油收率高。然而，因煙氣需洗滌，焦粉硬且揮發(fā)份低，難以處理，該工 藝的發(fā)展曾陷入停滯狀態(tài)。靈活焦化是把傳統(tǒng)的流化焦化與焦炭氣化相結(jié)合的重油加工工 藝，可以大大減少焦炭產(chǎn)量并產(chǎn)生低熱值合成氣體。
[0004] 化學(xué)反應(yīng)器是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的場所，眾所周知，在反應(yīng)進(jìn)行的過程中，既有物理的 過程，又有化學(xué)反應(yīng)過程。在反應(yīng)器內(nèi)，不僅有熱量、質(zhì)量傳遞，而且還有化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反 應(yīng)是千變?nèi)f化的，種類是多種多樣的，如：氧化一還原反應(yīng)，分解一化合反應(yīng)，聚合反應(yīng)，烴 化反應(yīng)，鹵化反應(yīng)，中和反應(yīng)等等。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)有無催化劑，可分為催化反應(yīng)和非催化反 應(yīng)。由于各種化學(xué)反應(yīng)條件的不同，和反應(yīng)特性的不同，為適合不同反應(yīng)，反應(yīng)所進(jìn)行的場 所也應(yīng)有所不同，所以，化學(xué)反應(yīng)器的型式也是多種多樣的。
[0005]目前用于烴油轉(zhuǎn)化的反應(yīng)器有固定床反應(yīng)器、移動床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器等。固 定床反應(yīng)器具有反應(yīng)流體的流動接近于平推流，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，能以較高的收率獲得串聯(lián) 反應(yīng)的中間生成物，容易在大范圍內(nèi)改變反應(yīng)氣體與催化劑的接觸時間，從快反應(yīng)到慢反 應(yīng)都能適用。但固定床有以下缺點(diǎn)：固定床的傳熱效率低，不能充分除去（或補(bǔ)給）反應(yīng) 熱，催化劑層內(nèi)溫度分布不均，對于強(qiáng)放限熱反應(yīng)，床內(nèi)溫度不易控制，易造成飛溫等。與固 定床反應(yīng)器相比，移動床反應(yīng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是固體和流體的停留時間可以在較大范圍內(nèi)改 變，對固體物料性狀以中等速度（以小時計）變化的反應(yīng)過程也能適用。與此相比，固定床 反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器分別僅適用于固體物料性狀變化很慢（以月計）和很快（以分、秒 計）的反應(yīng)過程。移動床反應(yīng)器的缺點(diǎn)是控制固體顆粒的均勻下移比較困難。
[0006] 由于流化床具有可以實(shí)現(xiàn)固體物料的連續(xù)輸入和輸出；流體和顆粒的運(yùn)動使床層 具有良好的傳熱性能，床層內(nèi)部溫度均勻，而且易于控制，特別適用于強(qiáng)放熱反應(yīng)；便于進(jìn) 行催化劑的連續(xù)再生和循環(huán)操作，適于催化劑失活速率高的過程的進(jìn)行，流化床反應(yīng)器廣 泛應(yīng)用與石油和化學(xué)工業(yè)。國內(nèi)外各大石油公司及研究單位相繼開發(fā)出了不同形式的技 術(shù)，如：毫秒級催化裂化（MSCC)工藝、短接觸時間催化裂化（SCT)工藝、下行床反應(yīng)器催化 裂化工藝、折疊床催化裂化工藝多反應(yīng)區(qū)（MIP)工藝、兩段提升管催化裂化（TSRFCC)工藝、 靈活多效催化裂化（FDFCC)工藝等。
[0007] 由于劣質(zhì)重油的初始沸點(diǎn)甚至高于反應(yīng)溫度，重油和催化劑接觸時不能全部汽化 為氣體，大部分以液相附著在催化劑上發(fā)生裂解/裂化反應(yīng)，部分重油進(jìn)入催化劑孔道內(nèi)， 影響催化劑活性；而且傳統(tǒng)的催化裂化催化劑并不適合劣質(zhì)重油的裂化。傳統(tǒng)的催化裂化 裝置只能摻煉部分重油，而且也只能針對性質(zhì)較好的重油。如果進(jìn)料全部為劣質(zhì)重油，易造 成催化劑由于重油在顆粒表面覆蓋堵死顆?？椎?，影響分子篩的活性，造成催化劑迅速失 活，導(dǎo)致焦炭產(chǎn)率升高，影響裝置穩(wěn)定操作。由此可見，催化裂化工藝已不適合劣質(zhì)重油的 裂化，故此研究者開發(fā)了重質(zhì)油接觸裂化，所采用的接觸劑具有一定的活性，但傳統(tǒng)的提升 管裝置不適合劣質(zhì)重油的加工要求，需要開發(fā)新的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)與之相適應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是為了克服傳統(tǒng)的催化裂化工藝難以裂化劣質(zhì)重油的缺陷，提供一 種新的重油接觸裂化方法。
[0009] 本發(fā)明提供了一種重油接觸裂化方法，該方法在裂化反應(yīng)器中實(shí)施，所述裂化反 應(yīng)器從下至上依次包括預(yù)提升段、第一反應(yīng)區(qū)、過渡區(qū)、第二反應(yīng)區(qū)和出口區(qū)，所述第一反 應(yīng)區(qū)的直徑和第二反應(yīng)區(qū)的直徑均大于所述過渡區(qū)的直徑，所述出口區(qū)的直徑小于所述第 二反應(yīng)區(qū)的直徑，所述方法包括：將接觸劑加入所述預(yù)提升段，并通過所述預(yù)提升段進(jìn)入所 述第一反應(yīng)區(qū)；使重油與所述接觸劑在所述第一反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行第一裂化反應(yīng)；使經(jīng)過所述 第一裂化反應(yīng)得到的物料通過過渡區(qū)進(jìn)入第二反應(yīng)區(qū)進(jìn)行第二裂化反應(yīng)；使經(jīng)過所述第二 裂化反應(yīng)得到的物料通過出口區(qū)排出裂化反應(yīng)器外。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的所述重油接觸裂化方法，通過使重油的接觸裂化反應(yīng)在包括預(yù)提升 段、第一反應(yīng)區(qū)、過渡區(qū)、第二反應(yīng)區(qū)和出口區(qū)，所述過渡區(qū)的直徑小于第一反應(yīng)區(qū)和第二 反應(yīng)區(qū)的直徑，所述出口區(qū)的直徑小于所述第二反應(yīng)區(qū)的直徑的裂化反應(yīng)器中進(jìn)行，使得 增加了油劑初始接觸時的固體密度，有利于傳熱和傳質(zhì)，為重油提供更多的固體表面積和 孔體積，減少了平均液膜厚度，從而減少焦炭的生成，同時第二反應(yīng)區(qū)可以調(diào)節(jié)產(chǎn)物分布， 增加輕質(zhì)油品收率。在其他條件相同的情況下，與傳統(tǒng)提升管反應(yīng)器相比能夠提高1-2個 百分點(diǎn)的液收。
[0011] 通過在裂化反應(yīng)器預(yù)提升段的中上部設(shè)置套管，能夠使反應(yīng)器內(nèi)接觸劑物流的徑 向分布更加均勻，改善油劑接觸效果，為重油的轉(zhuǎn)化創(chuàng)造良好的初始反應(yīng)條件，并有效避免 反應(yīng)器內(nèi)形成大量的結(jié)塊，使得操作更加穩(wěn)定。
[0012] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0013] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0014] 圖1是用于本發(fā)明方法的接觸裂化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 附圖標(biāo)記說明
[0016] 1 預(yù)提升介質(zhì)管線 2 氣體分布器
[0017] A 預(yù)提升段 B 第一反應(yīng)區(qū)
[0018] C 過渡區(qū) D 第二反應(yīng)區(qū)
[0019] E 出口區(qū)
[0020] 4 預(yù)提升段A中部 5 套管
[0021] 6 霧化噴嘴 7 過渡段
【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0023] 在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如"上、下"通常是指參考附 圖所示的上、下；"內(nèi)、外"是指相對于各部件本身的輪廓的內(nèi)、外。
[0024] 本發(fā)明提供了一種重油接觸裂化方法，該方法在裂化反應(yīng)器中實(shí)施，如圖1所示， 所述裂化反應(yīng)器從下至上依次包括預(yù)提升段A、第一反應(yīng)區(qū)B、過渡區(qū)C、第二反應(yīng)區(qū)D和出 口區(qū)E，所述第一反應(yīng)區(qū)B的直徑和第二反應(yīng)區(qū)D的直徑均大于過渡區(qū)C的直徑，所述出口 區(qū)E的直徑小于所述第二反應(yīng)區(qū)D的直徑，所述方法包括：將接觸劑加入所述預(yù)提升段A， 并通過所述預(yù)提升段A進(jìn)入所述第一反應(yīng)區(qū)B ;使重油與所述接觸