專利名稱：使用粉碎固體粒子的裂化裝置及裂化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從烴類原料生產(chǎn)有用烴的工藝。更準確地說，本發(fā)明涉及一種使用熱的固體粒子來裂化烴類原料的方法和設(shè)備。
把烴類原料轉(zhuǎn)化為諸如燃料、烯烴等有用產(chǎn)品的方法，已是現(xiàn)有技術(shù)。已經(jīng)研究了很多工藝方法來把粗烴裂化以制備有用的產(chǎn)品。在這些常規(guī)的方法中有高溫裂化及催化裂化兩大類。近年來，在高溫裂化和催化裂化這兩種工藝中都應(yīng)用了將粉碎固體粒子用作熱源，以加速烴類原料的裂化的系統(tǒng)。
在實行中，不管這些粉碎固體粒子，是惰性的或催化性的都被加熱，并與烴類原料一起被送入裂化區(qū)中。在裂化區(qū)中，烴類原料被裂化，同時熱的粉碎固體粒子失去它的熱量，并被烴類原料中所含的焦油及其他重組分沾污。因此，通常要把這些被沾污的固體粒子進行再生，以便重新用于烴類原料的裂化工藝中。再生工藝需要把沾污物從固體粒子上燒掉，并把粉碎固體粒子的溫度提高到能使烴類原料裂化所需的溫度。
每一種使用粉碎固體粒子的裂化工藝，都需要輸送設(shè)備和分離設(shè)備，以便使固體粒子和烴類原料接觸，以及把固體粒子和工藝過程中所產(chǎn)生的裂化產(chǎn)物氣體分離開。
最近，Stone和Webster工程公司(StoneandWebsterEngineeringCorporation)已發(fā)展了一種能十分有效地把粉碎固體粒子與離開裂化反應(yīng)器的裂化氣體分離的方法和設(shè)備。美國專利US4，433，984等記載了一種分離方法和設(shè)備，該種設(shè)備可把粉碎固體粒子和裂化氣體分離所需的接觸時間減到最少，而同時可使分離達到為終止裂化反應(yīng)所需的程度。
同樣，Stone和Webster工程公司還發(fā)展了一種可把粉碎固體粒子送進諸如流化床燃燒爐一類裝置中的方法和設(shè)備，這種設(shè)備免去了活動的機械部件，因此提高了輸送系統(tǒng)的功能和可靠性。這種方法和設(shè)備記載于美國專利US4，459，071中。本質(zhì)上，該體系是依靠調(diào)節(jié)壓力差的方法來加速或中斷進入某一設(shè)備的固體粒子流。
此外，Stone和Webster工程公司還發(fā)展了一種方法和設(shè)備，它能把烴類原料噴射入熱的粉碎固體粒子的流動途程中，使烴類原料迅速而完全地裂化。美國專利US4，338，187等記載了一種這樣的烴原料和熱的粉碎固體粒子的進料系統(tǒng)，該系統(tǒng)能使原料和固體粒子迅速混合并伴隨發(fā)生所要求的迅速的裂化。
本發(fā)明的目的之一是，提供一種能促使烴類原料的裂化過程迅速而完全，并可接著把裂化氣和粉碎固體粒子迅速分離開的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的目的之二是，提供一種能把裂化流出氣與粉碎固體粒子迅速分開，并用驟冷使裂化流出氣中的反應(yīng)終止的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的目的之三是，提供一種能可控地和可靠地把粉碎固體粒子輸送到諸如裂化反應(yīng)器一類的操作部位中的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的目的之四是，提供一種能十分有效地再生粉碎固體粒子的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的目的之五是，提供一種能把再生的粉碎固體粒子與廢氣基本上完全分離開的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的目的之六是，提供一種能利用由再生的粉碎固體粒子所載的熱量使烴類原料裂化;接著把粉碎固體粒子與裂化流出氣分離開;最后把固體粒子再生以重新用作裂化反應(yīng)器的熱源的方法和設(shè)備。
因此，本發(fā)明提供的設(shè)備包括一套反應(yīng)器系統(tǒng)，一套再生裝置和一套固體粒子輸送裝置。該反應(yīng)器系統(tǒng)包含一個基本上是矩形的混合區(qū);一個連接于混合區(qū)與分離裝置之間的管式反應(yīng)器;一個能使裂化流出氣與粉碎固體粒子迅速分開的分離裝置;一個緊接于分離裝置下游的裂化流出氣驟冷設(shè)備;以及一個最終分離裝置。該再生裝置包括一個汽提塔、一個流化床加熱器(entrainedbedheater)和一個廢氣-再生的固體粒子的分離器。該固體粒子輸送系統(tǒng)包括一根立管和一個上位的漏斗。
該方法的實施，是以一種可控的速率來輸送熱的粉碎固體粒子的幕流(acurtainofhotParticulateSolids)，使其通過一些分散的基本上是矩形的入口到達反應(yīng)器的混合區(qū)，并同時使烴類原料與固體粒子的幕流接觸。在反應(yīng)器內(nèi)停留一段短時間后，把裂化流出氣與熱的固體粒子分開，將裂化氣驟冷并輸送到用來收集產(chǎn)品的常規(guī)回收設(shè)備中。
粉碎固體粒子以較高的溫度進入反應(yīng)器，并在其中被來自烴類原料的焦油和焦炭之類物質(zhì)沾污，而當它從反應(yīng)器排出時溫度就隨之降低。首先把這些粉碎固體粒子上的某些雜質(zhì)汽提除去，然后在一個流化床加熱器中加熱，用燃料和空氣燒去附在固體粒子上的焦炭污物。
在流化床加熱器中所產(chǎn)生的燃燒氣體與再生的固體粒子一起向上流動，進入一個再生的固體粒子分離器，在其中燃燒氣體與再生的固體粒子分開并被作為廢氣排放掉。
把再生的粉碎固體粒子收集于一個在立管上方的滑動床(aslumpedbed)該立管和反應(yīng)器漏斗相連，此漏斗直接和反應(yīng)器的矩形固體粒子入口連通。
參看以下附圖將可更好理解本發(fā)明

圖1是本發(fā)明的整套系統(tǒng)的立視圖;
圖2是本發(fā)明的反應(yīng)器與裂化氣-固體粒子分離器的放大立面剖視圖;
圖3是通過圖2的3-3線剖開的立面剖視圖;
圖4是通過圖2的4-4線剖開的平面圖;
圖5是通過圖2的5-5線剖開的平面圖;
圖6是圖5中所示的固體粒子進入反應(yīng)器的入口的局部剖視圖;
圖7是通過圖2的7-7線剖開的平面圖;
圖8是通過圖1的8-8線剖開的剖視圖;
圖9是固體粒子再生裝置的示意立視圖。
本發(fā)明的方法和設(shè)備已應(yīng)用于各種各樣的裂化場合，其中所用的固體粒子可以是惰性的也可以是催化性的。然而，下面將參照一種從烴類原料生產(chǎn)烯烴的催化裂化工藝來描述本發(fā)明的方法和設(shè)備。
正如圖1所示，系統(tǒng)2主要包括反應(yīng)器系統(tǒng)4，一套固體粒子再生裝置8和一套固體粒子輸送系統(tǒng)10。
正如圖2所示，反應(yīng)器系統(tǒng)4包括一個逐漸收縮的混合區(qū)11，一個細長反應(yīng)區(qū)12，一個位于反應(yīng)區(qū)12下游的擴張區(qū)13，一套分離器6和一套驟冷系統(tǒng)7(示于圖7)?；旌蠀^(qū)11的構(gòu)成中帶有一個以剖面形式示出的塞子14，它帶有一段弧形的下表面15。一塊水平配置的平面孔板17設(shè)置在塞子14的上面，它與塞子14之間保持一定間隙，以形成一個進入混合區(qū)11內(nèi)部的固體粒子入口通道19。固體粒子入口通道19的剖面圖呈一直角轉(zhuǎn)彎的形狀，該通道的下端為一矩形的開口25，粉碎固體粒子通過開口25以固體粒子幕流26的形式進入混合區(qū)11，這正如圖3所示。水平開口25直接位于各個烴類原料入口的上方。從固體粒子入口通道19到烴類原料入口28之間有一條文丘里管狀的通管3。
正如圖5和圖6所示，沿著水平開口25的縱向的每一側(cè)皆設(shè)置有蒸氣集氣室21，以把預(yù)加速的氣體(蒸氣)通過噴嘴29射向通過水平開口25落下的固體粒子幕流。使用一個氣體輸送管路27，把加壓氣體(通常為蒸氣或輕烴類)送入噴嘴29。噴嘴29與水平面形成一個45°的傾角。預(yù)加速的氣體以高于反應(yīng)器內(nèi)壓3～5磅/英寸2的壓力進入集氣室21，并以同樣的壓力和以約150英尺/秒的速度從噴嘴29噴出。預(yù)加速的氣體把通過水平開口25落下的固體粒子流加速，使其速度由微小的3～6英尺/秒變?yōu)榧s50英尺/秒，借此把固體粒子與預(yù)加速氣體充分混合。
烴類原料進口28設(shè)置在反應(yīng)器的器壁22上，該原料進口或以與固體粒子幕流26成正交的方向或以30°仰角的方向指向固體粒子幕流26。通過管路24把烴類原料通入一個集流腔23。從集流腔來的烴類原料從進料噴嘴28噴出。正如圖2所示，進料噴嘴28在同一水平面上以相反的噴射方向互相面對著。正如圖4所示，反應(yīng)器的混合區(qū)11的輪廓為矩形，它與細長反應(yīng)區(qū)12的管式反應(yīng)器之間形成一過渡結(jié)構(gòu)。
通過噴嘴28進入混合區(qū)11的原料立即噴射到固體粒子幕流26上，這樣就使原料和熱的粉碎固體粒子達到所需的混合。從兩邊相對的噴嘴組28射出的兩邊相對的原料氣流，與固體粒子幕流26中攜帶的固體粒子被塞子14的弧形外表15導(dǎo)向，并在接近于混合區(qū)11的垂直中心線的位置處互相沖撞。如果通過噴嘴28進入的是一種氣-液混合相的烴類，那么噴嘴28就要安裝成與固體粒子幕流26成正交或說是成90°角。如果烴類原料是氣體，則噴嘴28就要安裝成30°仰角來指向固體粒子幕流。通過水平入口19進入反應(yīng)系統(tǒng)混合區(qū)11的固體粒子流量，主要是靠反應(yīng)系統(tǒng)混合區(qū)11與倉室21之間的壓力差來控制，所說的倉室處于固體粒子控制漏斗31內(nèi)的固體粒子貯槽18之上，而貯槽18則緊靠水平入口19的上方。壓力傳感器33和35分別設(shè)置在反應(yīng)系統(tǒng)混合區(qū)11和控制漏斗的倉室21內(nèi)，以測定二者之間的壓差。通過管路30往控制漏斗倉室21中通入加壓氣體(蒸氣)，以調(diào)節(jié)反應(yīng)系統(tǒng)混合區(qū)11和控制漏斗的倉室21之間的壓差，借此提高或中斷從固體粒子控制漏斗31進入反應(yīng)系統(tǒng)混合區(qū)11的固體粒子流量。有關(guān)固體粒子流量的調(diào)節(jié)方法在美國專利US4，459，071和US4，453，865中有詳細描述，此處作為參考引用。
烴類原料在進入反應(yīng)系統(tǒng)混合區(qū)11時的溫度為200-1100°F，然后被提高到裂化溫度，即1000-1500°F。在通過混合區(qū)11及細長裂化區(qū)12時發(fā)生裂化反應(yīng)。然后，裂化流出氣與夾帶入的粉碎固體粒子一起排出到分離器6中。從烴類原料進入反應(yīng)系統(tǒng)，到它進入反應(yīng)系統(tǒng)的分離器6，這一段的停留時間為0.05～0.5秒。這一段時間就是催化劑與烴類原料緊密接觸的時間。
正如圖2所示，分離器6包括一個混合相入口32、一個水平倉室34、一組裂化氣出口36及一組粉碎固體粒子出口38。該分離器6是對在美國專利US4，433，984中所描述的固-氣分離器的一種改進，該專利的主要內(nèi)容在此處作為參考引用。再一次驗證了美國專利US4，433，984中所記載的關(guān)于直徑(Di、Dog、Dos)、倉室高度(H)及長度(L)之間的相互關(guān)系的基本原理。但是，分離器6是與反應(yīng)系統(tǒng)的細長裂化區(qū)12和擴張區(qū)13結(jié)合在一起。反應(yīng)系統(tǒng)的擴張區(qū)13的下端是一個分離器的混合相入口32，它處于水平區(qū)34頂部的中心部位。由于包括分離器6在內(nèi)的復(fù)合反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形狀，使固體粒子床42堆積于水平區(qū)34的底板40之上，而粒子床42的截面輪廓43形成了可讓氣-固混合相在其上面流動的弧形曲線。固體粒子和裂化氣在擴張區(qū)13發(fā)生膨脹，加速了熱交換并降低了固-氣混合物進入分離器6的速度。
固體粒子被送到水平區(qū)的側(cè)壁46處并通過固體粒子出口38往下排放。裂化氣在和固體粒子分開后沿著與固體粒子流成180°角的方向通過氣體出口36排出，該氣體出口處于側(cè)壁46中間的水平區(qū)34的頂上。一組固體出口38和一組氣體出口36，可保證同時達到在分離區(qū)中最少的停留時間和最好的固-氣分離效果。
如圖7所示，分離系統(tǒng)還包括一個常規(guī)的旋風分離器50，它緊接地處于每一個氣體出口管36的下游。通往每一個旋風分離器的輸入管54與氣體出口管36成一90°角，而旋風分離器50則垂直地安裝在系統(tǒng)中。旋風分離器50可用來收集從分離器6排出的裂化器中所夾帶的殘余的粉碎固體粒子。一根插入管把粉碎固體粒子送往再生裝置8，而裂化氣則通過氣體出口51被送往后續(xù)工序。
實際上，分離器6從氣固混合物中分離出95～99%的固體粒子，這種氣固混合物的粉塵載帶量為每立方英尺氣體含0.2～0.3磅固體，固體粒子的平均粒度為90微米。
每一個從裂化氣出口36延伸到旋風器50的旋風器進口管54，連接一個直接驟冷管52。驟冷油通常為來自下游蒸餾塔的100～400°F的餾分，把它通過直接驟冷管52引入旋風分離器50，就可使裂化氣的反應(yīng)終止。對于每一磅裂化氣要往旋風分離器50的上游引入0.1～0.3加侖的驟冷油。
實際上已發(fā)現(xiàn)，裂化時間，即有效動力學(xué)停留時間，就是從原料進入反應(yīng)系統(tǒng)時開始，到旋風分離器50中的裂化氣反應(yīng)終止時所經(jīng)過的這段時間。有效動力學(xué)停留時間包括，烴類與催化劑密切接觸的時間和從分離到驟冷的時間。這有效動力學(xué)停留時間為0.1～0.6秒。
正如圖9所示，再生裝置8是由汽提塔53、控制漏斗55、流化床加熱器58、氣升管57和再生的固體粒子容器60所組成。
汽提塔53是一個管狀容器，從分離器6來的粉碎固體粒子，通過固體粒子出口支管被送入這個汽提塔，而這個固體粒子出口支管，是從分離器的固體粒子出口38和從旋風分離器的插入管49連接過來的。從圖9清楚地看出，帶有噴嘴64的環(huán)管62是安裝在汽提塔53的底部。汽提所用氣體通常是蒸氣，它被送到環(huán)管62以便通過噴嘴64噴出。汽提蒸氣向上通過粉碎固體粒子床，以便把雜質(zhì)從粉碎固體粒子表面上除去。每0.5噸的粉碎固體粒子要送入1.0～3.0磅溫度為200°F至500°F，壓力為20～200磅/英寸2(表壓)的蒸氣到汽提塔。汽提蒸氣和夾帶的雜質(zhì)向上，通過在汽提塔53中的粉碎固體粒子，然后通過排氣管(未示出)排出到裂化氣管路中。
經(jīng)汽提的固體粒子堆集在控制漏斗55中，以便最后送往流化床加熱器58?？刂坡┒?5是一個收集容器，固體粒子通過豎管66進入這個收集容器，從漏斗55下方接有一根出口管73，以便把固體粒子送往流化床加熱器58?？刂坡┒?5和豎管66的裝配是為了形成一個滑動床的固體粒子輸送系統(tǒng)，這正如美國專利US4，459，071和US4，453，865所述，這里將其引用以作參考?？刂坡┒?5中的滑動床表面68與出口管73的出口70之間的壓差，決定了控制漏斗55與流化床加熱器58之間的固體粒子的流量。管線72是用于可選擇地把蒸氣通入控制漏斗55以便調(diào)節(jié)壓力差。傳感器67和69分別設(shè)置在控制漏斗55和流化床加熱器58中，以便監(jiān)控壓力差并調(diào)節(jié)蒸氣管線72中的閥65。
流化床加熱器58基本上是管狀結(jié)構(gòu)。由燃料管63供料的一排燃料噴嘴61，基本上是均勻地安裝在流化床加熱器58底部的傾斜表面75上。壓縮空氣通過噴嘴77進入流化床加熱器58，噴嘴77的安裝，使空氣通過流化床加熱器58向上流動，空氣射流一方面提供了動力以提升固體粒子，使其通過流化床加熱器58往上進入再生的固體粒子容器60，另一方面提供了燃燒所需的空氣。燃料是由于在空氣存在下與熱的固體粒子接觸而被點燃的。
燃燒氣體/固體混合物向上運動，通過提升管57進入再生固體粒子容器60，而為了使燃燒氣體與固體粒子分離，最好是使進氣流的方向與該容器相切而與提升管相垂直。如圖1所示，在容器60的氣體出口噴嘴86處有一個分離管(distube)85，以提供可提高系統(tǒng)分離效率的旋流運動。
在操作中，固體粒子滑下流化床加熱器58的內(nèi)側(cè)邊緣，并被其中心的空氣射流吹起，該射流的速度為80～150英尺/秒。流化床加熱器58主體的表觀速度為8～15英尺/秒。速度的降低和單一中心射流的使用，使得在流化床擴大部分里面的稀相中產(chǎn)生循環(huán)。被夾帶的固體粒子落到旁邊，而又重新被氣流所夾帶。速度是這樣來選擇，即必須有一定量凈輸送的固體粒子進入提升管57，并在管內(nèi)較寬的區(qū)域產(chǎn)生一個再循環(huán)區(qū)，因而獲得較高的固體粒子密度和較長的停留時間。實踐表明，再循環(huán)的固體粒子平均大約為凈輸送的10～15倍。流化床加熱器58的特征和優(yōu)點，包括一套再循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能獲得較高的固體粒子密度，因此能把損害催化劑或固體粒子的溫度高峰降到最低限度。另外，流化床加熱器58內(nèi)的燃燒發(fā)生在氣相中。固體粒子被懸浮在氣體中，因此燃燒是迅速的，并且在燃燒區(qū)域，氣體與燃料的混合是充分的。
在流化床加熱器中的燃燒反應(yīng)，包括復(fù)蓋在固體粒子上的焦炭的燃燒。這樣，原料與空氣的比例可維持在空氣超過燃料10%的比值，以保證所有在固體粒子上的焦炭都被燒掉，這有助于固體粒子的加熱過程。反應(yīng)類型如下CHX+O2→H2O+CO2再生的固體粒子容器60是一個圓筒形的容器，它帶有連接到反應(yīng)器漏斗31的豎管71，見圖2。另一方面，再生的固體粒子容器的結(jié)構(gòu)必須保證滑動床81能積累起來(見圖9)，因此才有可能調(diào)節(jié)滑動床上空的壓力，并借此控制進入反應(yīng)器漏斗31的再生粉碎固體粒子的輸送量。
從圖1、圖2和圖9可見，上部固體粒子的收集容器60的下部有一汽提區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)裝有一個汽提環(huán)管79，并構(gòu)成了固體粒子輸送系統(tǒng)10的一部分。在環(huán)管79的上面，固體粒子被流化，而在環(huán)管79下面，固體粒子向下滑動并進入豎管71。如圖2所示，豎管71把滑動床料供應(yīng)給控制漏斗31。固體粒子通過豎管71流入控制漏斗31，以取代那些已流入反應(yīng)器4的粒子。一旦通往漏斗31的入口82被覆蓋住，向下滑的固體粒子將不繼續(xù)流入反應(yīng)器漏斗31。因此，入口82的位置就決定了漏斗31中固體粒子水平面的高度。由于在粒子床18上面的倉室21的空間，與混合區(qū)11之間存在壓力差，使固體粒子從漏斗31往下流動，這時入口82又被打開，因此允許另外的固體粒子流入漏斗31。
可以把從矩形小孔或固體粒子通道經(jīng)過的固體粒子流，描述為一種擠壓式的流動。這些固體粒子一直處于密相狀態(tài)，直到它被預(yù)加速氣體帶走為止。使用0.5～5.0磅/英寸2的壓力降，來控制流入反應(yīng)器混合區(qū)11的固體粒子流量。
本發(fā)明的方法包括如下步驟把預(yù)加速氣體原料送入反應(yīng)器4中，其中，如為水蒸氣，則以400～1100°F的溫度通過預(yù)加速氣入口送入，如為烴類原料，如液化石油氣、石腦油、粗柴油或渣油，則以300～1100°F的溫度通過進料噴嘴28送入。熱的粉碎固體粒子以1200～1700°F的溫度通過矩形小孔加入反應(yīng)器4。烴類原料與熱的粉碎固體粒子混合并在裂化溫度(1100～1500°F)下發(fā)生裂化。反應(yīng)器內(nèi)的壓力為6～60磅/英寸2，而從烴類原料進料起，至裂化流出氣被驟冷時止，這一段停留時間(或稱接觸時間)為0.1～0.6秒。熱的粉碎固體粒子從它通過矩形小孔進料時起，到它從分離器固體出口排出時止，共需0.1～0.6秒，而它的溫度則從起初的1200～1700°F降至1100～1500°F。
裂化氣被旋風分離器中的直接驟冷油驟冷，使其溫度降到1000～1200°F。然后，再進行一次驟冷，使裂化流出氣的溫度降低到300～700°F，以供分餾使用。
固體粒子在汽提塔中用1100～1500°F的蒸氣進行汽提，以除去固體表面的雜質(zhì)。然后把經(jīng)汽提過的粉碎固體粒子，送入溫度為1100～1500°F的流化床加熱器。把熱值為17，000～22，000英熱量單位/磅的燃料和空氣不斷地送入流化床加熱器中，其中對每一磅的燃料和焦炭所用的空氣為12～17磅，在溫度為1200～1700°F及壓力為6～60磅/英寸2的條件下，把粉碎固體粒子上的焦炭(碳)燒掉。溫度為1200～1700°F的粉碎固體粒子則送往再生的固體粒子容器，在這里，燃燒氣體被分離器及旋風器分離出來并被作為廢氣排放掉。這種廢氣不具有熱值，可用來預(yù)熱原料或用來產(chǎn)生蒸氣。
溫度為1200～1500°F的熱固體粒子通過反應(yīng)器漏斗和矩形小孔返回反應(yīng)器4中。
予計的物料平衡如下-石腦油進料50，000磅/小時(僅有第二級進料)-稀釋用蒸氣第一級進料1，600磅/小時～3，000磅/小時第二級進料13，000磅/小時-固體粒子循環(huán)流量850，000磅/小時-石腦油預(yù)熱溫度900°F-稀釋用蒸氣預(yù)熱溫度1100°F-反應(yīng)器出口溫度1340°F-固體粒子入口溫度1590°F-空氣流量75，000磅/小時(用廢氣預(yù)熱至700°F)-燃料用量來自反應(yīng)區(qū)的固體粒子上的焦炭250磅/小時
(3.9百萬英熱量單位/小時)外加燃料4670磅/小時(77百萬英熱量單位/小時)本發(fā)明的實踐表明，粉碎固體粒子在循環(huán)中的損失為0.005%。從50，000磅/小時的石腦油原料所獲的產(chǎn)品及其產(chǎn)額如下產(chǎn)品收率(重量%)H20.67CH413.05C2H20.39C2H427.47C2H63.52C3H40.51C3H615.01C3H80.49C4H63.82其它C4烴類 4.58C5烴類 5.08苯5.09甲苯3.98乙苯+二甲苯3.17苯乙烯1.20其它C6烴類 2.05其它C7烴類 2.45其它C8烴類 1.34C9-400°F 2.72
輕燃料油3.05重燃料油0.05焦炭0.49
權(quán)利要求
1.采用熱的粉碎固體粒子來裂化烴類原料的方法，其特征在于該方法包括如下步驟(a)把熱的粉碎固體粒子幕流加入反應(yīng)器中，(b)穿過熱的粉碎固體粒子幕流加入烴類原料。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包含如下步驟，即通過安裝在同一水平面上兩邊的噴射方向相對的兩組入口噴嘴把烴類原料噴入反應(yīng)器中。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于還包含如下步驟，即把烴類原料和它所攜帶的固體粒子，引入位于反應(yīng)器中心具有弧形外表的部件所確定的通道中。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于還包含如下步驟，即把預(yù)加速的氣體噴射到固體粒子幕流上以加速熱固體粒子幕流的流動。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包含如下步驟，即通過一個由垂直于反應(yīng)器中心線然后平行于反應(yīng)器中心線的偏心小孔所組成的通道，把熱的粉碎固體粒子送進反應(yīng)器中。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于還包含把固體粒子幕流沿著反應(yīng)器壁送進反應(yīng)器的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于還包含如下步驟，即把裂化氣與粉碎固體粒子分離開;把裂化氣通入一個旋風分離器并同時向緊靠旋風分離器的上游噴入直接驟冷油，終止已裂化的氣體中的裂化反應(yīng)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于還包含如下步驟，即通過一個單獨的入口把裂化氣和粉碎固體粒子送進一個分離器中;在分離器中把裂化氣和粉碎固體粒子分開;通過一組裂化氣出口向上排出裂化氣和通過一組固體粒子出口向下排出粉碎固體粒子。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于其中的有效動力學(xué)停留時間為0.1～0.6秒。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于還包含如下步驟，即把分離出來的粉碎固體粒子送入一個汽提塔，并用汽提蒸氣通過粉碎固體粒子，以除去粉碎固體粒子表面上的雜質(zhì)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于還包含如下步驟，即把汽提過的固體粒子送進一個漏斗中;在該漏斗中積累起一個粉碎固體粒子的滑動床;通過一根豎管把固體粒子從滑動床中連續(xù)流動地輸送到流化床加熱器的底部。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于還包含如下步驟，即通過流化床加熱器底部的一排燃料噴嘴將燃料噴進去，使燃料充分地穿過流化床加熱器的整個橫截面，并通過流化床加熱器的底部噴進一股軸向的空氣射流，以使生成的熱的燃燒氣體與固體粒子充分混合。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于把熱值為17，000～22，000英熱量單位/磅的燃料以及對每一磅的燃料和來自粉碎固體粒子上的焦炭所用的量為12～17磅的空氣送進流化床加熱器。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于還包含如下步驟，即通過流化床加熱器把熱的粉碎固體粒子和燃燒氣體送進一個再生的固體粒子容器，并在該容器中將熱的粉碎固體粒子從燃燒氣體中分離出來。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于還包含如下步驟，即在再生的固體粒子容器中積累固體粒子的滑動床，通過一根豎管把這種熱的再生固體粒子輸送到一個反應(yīng)器漏斗的粉碎固體粒子滑動床上，所說的豎管的排料端插入到反應(yīng)器漏斗的固體粒子滑動床物料中。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于反應(yīng)器漏斗中的固體粒子滑動床堆積于反應(yīng)器的一些偏心小孔之上，其特征還在于包含對反應(yīng)器漏斗的固體粒子滑動床上空與裂化反應(yīng)器之間的壓差進行調(diào)節(jié)的步驟。
17.一個裂化反應(yīng)器，包含有(a)一些用來把粉碎固體粒子送進反應(yīng)器的偏心小孔(b)至少有兩個處在同一水平面上并且兩邊相對的烴類原料入口噴嘴。
18.如權(quán)利要求17所述的裂化反應(yīng)器，其特征在于還包含一個位于固體粒子入口與烴類原料入口噴嘴之間的文丘里管狀的區(qū)域。
19.如權(quán)利要求18所述的裂化反應(yīng)器，其特征在于，其中所說的偏心小孔是由一個水平通道與緊接于該水平通道下游的一個垂直通道所構(gòu)成，垂直通道的末端有一個矩形開口，而烴類原料入口噴嘴在矩形開口的下方按直立方向排列成行。
20.如權(quán)利要求19所述的裂化反應(yīng)器，其特征在于還包含有一個在反應(yīng)器內(nèi)的中心部位設(shè)置的塞子部件，在其下方為安裝有烴類原料噴嘴的平面。
21.如權(quán)利要求18所述的裂化反應(yīng)器，其特征在于，在用來讓固體粒子進入反應(yīng)器的一些矩形開口的邊緣上設(shè)置有預(yù)加速氣體的噴嘴。
22.如權(quán)利要求17所述的裂化反應(yīng)器，其特征在于含有一個矩形混合區(qū)、一個細長管狀反應(yīng)區(qū)和一個緊接在細長管狀反應(yīng)區(qū)下端的擴張區(qū)。
23.如權(quán)利要求22所述的裂化反應(yīng)器，其特征在于還包含一個分離器，該分離器的中心部位有一個與反應(yīng)器擴張區(qū)相連接的氣-固體混合物入口。
24.如權(quán)利要求23所述的裂化反應(yīng)器，其特征在于還包含一個處于反應(yīng)器之上的反應(yīng)器漏斗，在該漏斗中堆積有固體粒子滑動床，所說的反應(yīng)器漏斗直接與偏心小孔的水平通道相連通。
25.一個流化床加熱器，其特征在于包含有(a)一根用來把包有積炭的粉碎固體粒子輸送到位于流化床加熱器底部的一個開口的豎管，(b)一排安裝于流化床加熱器底部一個平面上的燃料入口噴嘴，(c)一個按軸向安裝于流化床加熱器底部的空氣入口噴嘴。
26.如權(quán)利要求25中所述的流化床加熱器，其特征在于還包含有一個連接有豎管的控制容器，所說的控制容器適用于接納固體粒子的滑動床，另外還包含一個用來控制進入流化床加熱器的固體粒子流量的裝置。
27.一個用于從氣體中分離粉碎固體粒子的裝置，其特征在于它包含(a)一個分離室，(b)一個單一的位于分離室頂上中心部位的固-氣混合相入口，(c)一組由分離室中間頂部向上延伸的氣體出口，(d)一組由分離室下端向下延伸的粉碎固體粒子的出口。
28.如權(quán)利要求27所述的一套分離裝置，其特征在于還包含有緊接在氣體出口下游的水平地設(shè)置的旋風分離器組，并分別有一根驟冷油輸送管與旋風分離器相連接。
29.一套固體輸送裝置，其特征在于包含有(a)一個已再生的固體粒子容器，(b)一個適合于接納粉碎固體粒子滑動床的反應(yīng)器漏斗，(c)一根豎管，該豎管從已再生的固體粒子容器延伸經(jīng)過反應(yīng)器漏斗并插入該漏斗的滑動床中，(d)用來調(diào)節(jié)滑動床上空壓力的裝置。
30.如權(quán)利要求29所述的一套固體輸送裝置，其特征在于還包含有在再生時固體粒子容器中的用來從已再生的固體粒子和燃燒氣體的混合物流中把再生的固體粒子分離出來的裝置。
31.如權(quán)利要求30所述的一套固體輸送裝置，其特征在于，其中所說的用來從已再生的固體粒子和燃燒氣體的混合物流中把再生的固體粒子分離出來的裝置，包含有一根讓再生的固體粒子與燃燒氣體混合物流通過的提升管，一根位于提升管頂部的排放管，所說的排放管正切相交于提升管，一根與排放管相連接的廢氣管以及一組在廢氣管線上的旋風分離器，該旋風分離器帶有一根延伸到再生的固體粒子容器的插入管。
32.如權(quán)利要求31所述的一套固體輸送裝置，其特征在于，其中所說的排放管與提升管直角相交。
33.如權(quán)利要求30所述的一套固體輸送裝置，其特征在于，其中所說的再生的固體粒子容器還包含一個帶有插入管的出口。
全文摘要
用于快速裂化烴類原料和接著從固體粒子中快速分離裂化氣的方法和設(shè)備。包括一個帶有偏心小孔和至少兩個處在同一平面的相對入口噴嘴的裂化反應(yīng)器，一個在底部一個平面上裝有一排燃料入口噴嘴和按軸向安裝的空氣入口噴嘴的流化床加熱器，及用于從這樣產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物中分離固體粒子的分離裝置。
文檔編號B01J8/12GK1031245SQ8810264
公開日1989年2月22日 申請日期1988年5月10日 優(yōu)先權(quán)日1987年8月11日
發(fā)明者羅伯特·J·加特塞, 理查德·C·諾頓 申請人:史東及韋伯斯特工程公司