一種催化裂化反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種催化裂化反應(yīng)器。該催化裂化反應(yīng)器包括混合器、反應(yīng)管、原料油噴嘴、旋風(fēng)分離器、第I再生催化劑輸送管和第II再生催化劑輸送管，第I再生催化劑輸送管與混合器相連通，第II再生催化劑輸送管與反應(yīng)管中部相連通，反應(yīng)管出口與旋風(fēng)分離器相連通，混合器與反應(yīng)管進(jìn)口相連通，所述混合器由錐形筒體和球形封頭構(gòu)成，原料油噴嘴穿過混合器球形封頭與混合器相連通。本實(shí)用新型可將反應(yīng)時(shí)間有效控制在0.5～1.5秒之間，從而抑制催化裂化反應(yīng)過程的二次裂化，改善產(chǎn)品分布，使裂化氣產(chǎn)率降低，提高汽、柴油餾分的收率，解決了短反應(yīng)時(shí)間催化裂化生成的高烯烴汽油改質(zhì)問題。
【專利說明】一種催化裂化反應(yīng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于非臨氫情況下烴油的催化裂化領(lǐng)域，特別涉及一種催化裂化反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在石油化工行業(yè)催化裂化過程中所使用的提升管催化裂化裝置存在以下問題:首先，提升管式反應(yīng)器反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)(一般在4s左右)加劇了原料裂化生成物的二次反應(yīng)，使裂化氣產(chǎn)率增加，從而降低了汽、柴油餾分的收率；其次，由于提升管式反應(yīng)器中結(jié)炭催化劑的滑落形成返混，惡化了產(chǎn)品分布，降低了催化劑對(duì)原料裂化的產(chǎn)品選擇性；另外，催化裂化作為我國(guó)煉油企業(yè)石油二次加工的主要手段使催化裂化汽油在我國(guó)汽油產(chǎn)品中的份額達(dá)70%以上，催化裂化汽油烯烴含量一般在40?60v%之間，致使成品汽油中的烯烴含量嚴(yán)重超標(biāo)，遠(yuǎn)高于我國(guó)現(xiàn)在執(zhí)行的國(guó)IV油品質(zhì)量要求汽油的烯烴含量不大于35v%的標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]傳統(tǒng)的加氫精制雖然能夠?qū)⑵椭械南N降到很低，但卻大幅度的損失了汽油的辛烷值。因此，目前國(guó)內(nèi)各研究機(jī)構(gòu)針對(duì)降低汽油烯烴含量開發(fā)了各種技術(shù):中石化石油化工科學(xué)研究院開發(fā)了降低催化汽油烯烴含量的GOR系列催化劑(《石油煉制與化工》2002年7期第5?8頁)，可以使FCC汽油烯烴降低10個(gè)百分點(diǎn)左右；中石化洛陽石化工程公司煉制研究所開發(fā)了降低催化汽油烯烴含量的LAP系列助劑(《煉油設(shè)計(jì)》2001年9期第23?27頁)，可以使FCC汽油烯烴降低10個(gè)百分點(diǎn)左右。在工藝方法上，中石化石油化工科學(xué)研究院開發(fā)了具有降低汽油烯烴含量功能的MGD工藝(《石油煉制與化工》2002年2期第19?22頁)，該工藝兼顧主提升管重油催化裂化的反應(yīng)條件，汽油改質(zhì)的量有限，降烯烴幅度也不太理想，F(xiàn)CC汽油烯烴降低10?12個(gè)百分點(diǎn)。
[0004]中國(guó)專利ZL200510017751.5所涉及再生催化劑降溫技術(shù)是利用催化裂化雙提升管的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行催化汽油獨(dú)立改質(zhì)，改質(zhì)后汽油烯烴含量降至10?25v%，降幅25?50個(gè)百分點(diǎn)；汽油辛烷值(RON)提高0.1?2個(gè)單位；但該技術(shù)優(yōu)勢(shì)僅體現(xiàn)于兩根以上提升管的催化裂化裝置。由于該技術(shù)為傳統(tǒng)的提升管式催化裂化，仍表現(xiàn)出了反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、干氣及焦炭產(chǎn)率相對(duì)高、產(chǎn)品分布相對(duì)差、改質(zhì)汽油質(zhì)量過剩、裝置能耗增加10%以上等方面的不足。
[0005]美國(guó)專利USP =5462652技術(shù)在反應(yīng)沉降器中實(shí)現(xiàn)了原料與催化劑毫秒反應(yīng)，大劑油比操作，使裝置的干氣、焦炭產(chǎn)率下降，液體收率提高，產(chǎn)品分布得到改善。但該技術(shù)不涉及生成的高烯烴含量汽油降低烯烴技術(shù)。
[0006]因此，采用一種催化裂化短反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)器對(duì)原料的強(qiáng)化催化裂化并降低自身生成汽油的烯烴含量以及反應(yīng)油氣與待生催化劑的快速分離，降低裂化氣和焦炭產(chǎn)率，改善催化裂化反應(yīng)的產(chǎn)品分布、產(chǎn)品性質(zhì)和降低裝置能耗均具有重要的意義。
實(shí)用新型內(nèi)容[0007]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有催化裂化技術(shù)中原料和再生催化劑混合傳熱反應(yīng)后不能快速分離造成的反應(yīng)油氣二次裂化和短反應(yīng)時(shí)間造成的生成汽油烯烴高的問題。提出了一種催化裂化反應(yīng)器，目的是解決短時(shí)間反應(yīng)催化裂化工程中的催化劑與原料快速反應(yīng)和分離以及生成汽油的降烯烴問題。
[0008]本實(shí)用新型提供一種催化裂化反應(yīng)器，包括混合器、反應(yīng)管、原料油噴嘴、再生催化劑輸送管、旋風(fēng)分離器，其特征在于:再生催化劑輸送管有兩根，為第I再生催化劑輸送管和第II再生催化劑輸送管，第I再生催化劑輸送管與混合器相連通，第II再生催化劑輸送管與反應(yīng)管中部相連通，反應(yīng)管出口與旋風(fēng)分離器相連通，混合器與反應(yīng)管進(jìn)口相連通，所述混合器由錐形筒體和球形封頭構(gòu)成，原料油噴嘴穿過混合器球形封頭與混合器相連通。
[0009]本實(shí)用新型提供進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述混合器錐形筒體和球形封頭均為外保溫或內(nèi)襯隔熱襯里的金屬外殼。
[0010]本實(shí)用新型提供進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述錐形筒體的錐角a為40?120°，錐形筒體底部直徑D為0.3?5m，錐形筒體體積為0.05?60m3。
[0011]本實(shí)用新型提供進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述第I再生催化劑輸送管和第II再生催化劑輸送管均為外保溫或內(nèi)襯隔熱襯里的金屬管。
[0012]本實(shí)用新型提供進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述第I再生催化劑輸送管和第II再生催化劑輸送管的直徑均為φ 0.01?3.0m。
[0013]本實(shí)用新型提供進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述第I再生催化劑輸送管與混合器錐形筒體側(cè)表面垂直，第I再生催化劑輸送管出口中心位于混合器錐形筒體中心線上，出口位于距球形封頭底部0.2?2.0m處；第II再生催化劑輸送管與反應(yīng)管的水平夾角為45?135°，第II再生催化劑輸送管的入口位置距反應(yīng)管出口 0.5?10m。
[0014]本實(shí)用新型提供進(jìn)一步技術(shù)特征在于:反應(yīng)管為外保溫或內(nèi)襯隔熱襯里的金屬管，反應(yīng)管入口位于混合器錐形筒體頂部，反應(yīng)管出口與旋風(fēng)分離器相通，反應(yīng)管直徑Φ0.01 ?3.0m,長(zhǎng)度 I ?20m。
[0015]本實(shí)用新型提供進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述原料油噴嘴在混合器球形封頭底部中心線上，在混合器球形封頭底部中心線周圍可對(duì)稱設(shè)置多個(gè)原料油噴嘴，原料油噴嘴距第I再生催化劑輸送管出口高度H為0.2?1.5m。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比:采用本實(shí)用新型，具有以下的有益效果:
[0017]I)本實(shí)用新型采用的混合器為錐形結(jié)構(gòu)，在催化劑有密度差異的混合器內(nèi)，可加強(qiáng)原料與再生催化劑的快速接觸與均勻混合，抑制原料裂化生成物的二次反應(yīng)，使裂化氣產(chǎn)率降低，從而提高汽、柴油餾分的收率；這種重油短反應(yīng)時(shí)間催化裂化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適用于重油短反應(yīng)時(shí)間催化裂化的裝置。
[0018]2)本實(shí)用新型采用兩根再生催化劑輸送管，來自第I再生催化劑輸送管的再生催化劑進(jìn)入錐形筒體混合器與來自噴嘴的原料經(jīng)過充分混合傳熱和反應(yīng)，反應(yīng)物流經(jīng)0.3?
0.8s到達(dá)第II再生催化劑輸送管進(jìn)入反應(yīng)器的入口處基本完成了催化裂化反應(yīng)，而來自第II再生催化劑輸送管經(jīng)降溫的再生催化劑從反應(yīng)器中部進(jìn)入對(duì)已經(jīng)生成的汽油和未轉(zhuǎn)化的重油進(jìn)一步強(qiáng)化反應(yīng)，總的反應(yīng)時(shí)間控制在0.5?1.5s之間，以此降低生成汽油的烯烴含量并提高重油的轉(zhuǎn)化深度，從而達(dá)到短反應(yīng)器抑制原料裂化生成物的二次反應(yīng)，使裂化氣產(chǎn)率降低，從而提高了汽、柴油餾分的收率的目的，同時(shí)，該反應(yīng)器可以有效降低生成的汽油烯烴含量；這種短反應(yīng)時(shí)間催化裂化的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適用于催化原料油短反應(yīng)時(shí)間催化裂化裝置。
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但并不限制本實(shí)用新型的使用范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型一種催化裂化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0021]圖2是圖1的俯視圖。
[0022]圖3是本實(shí)用新型一種催化裂化反應(yīng)器在短反應(yīng)時(shí)間催化裂化裝置中的應(yīng)用位置示意圖。
[0023]1-第I再生催化劑輸送管，2-混合器，3-球形封頭，4-第II再生催化劑輸送管，5-反應(yīng)管，6-旋風(fēng)分離器，7-錐形筒體，8-原料油噴嘴，9-沉降器，10-沉降器汽提段，11-待生斜管，12-管式燒焦器，13-再生器。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型一種催化裂化反應(yīng)器，包括混合器2、反應(yīng)管5、原料油噴嘴8、再生催化劑輸送管、旋風(fēng)分離器6，其中再生催化劑輸送管有兩根，為第I再生催化劑輸送管I和第II再生催化劑輸送管4，第I再生催化劑輸送管I與混合器2相連通，第II再生催化劑輸送管4與反應(yīng)管5中部相連通，反應(yīng)管5出口與旋風(fēng)分離器6相連通，混合器2與反應(yīng)管5進(jìn)口相連通，所述混合器2由錐形筒體7和球形封頭3構(gòu)成，原料油噴嘴8穿過混合器2的球形封頭3與混合器2相連通。
[0025]圖2為本實(shí)用新型催化裂化反應(yīng)器圖1的俯視圖，說明第I再生催化劑輸送管I與混合器2以及第II再生催化劑輸送管4與反應(yīng)管5相連的情況。
[0026]圖3所示，本實(shí)用新型一種催化裂化反應(yīng)器在短反應(yīng)時(shí)間催化裂化裝置中的應(yīng)用。催化裂化反應(yīng)器設(shè)置在沉降器9外部，旋風(fēng)分離器6設(shè)置在沉降器9內(nèi)部，沉降器9通過沉降器汽提段10、待生斜管11與管式燒焦器12連通，管式燒焦器12進(jìn)一步與再生器13連通，第I再生催化劑輸送管I 一端直接或通過取熱器與再生器13底部相連通，另一端與混合器2相連通，第II再生催化劑輸送管4 一端直接或通過取熱器與再生器13底部相連通，另一端與反應(yīng)管5中部相連通，反應(yīng)管5出口與旋風(fēng)分離器6相連通，混合器2與反應(yīng)管5進(jìn)口相連通，其中混合器2由錐形筒體7和球形封頭3構(gòu)成，原料油噴嘴8穿過混合器球形封頭3進(jìn)入到反應(yīng)器混合器2內(nèi)與混合器2相連通。
[0027]本實(shí)用新型一種催化裂化反應(yīng)器，混合器錐形筒體7的尺寸確定可根據(jù)原料油性質(zhì)、霧化水量在操作條件下原料油氣的停留時(shí)間0.2?0.5秒，錐形筒體底部油氣線速1.5?3.0米/秒進(jìn)行計(jì)算確定。
[0028]本實(shí)用新型的混合器錐形筒體7和球形封頭3均為外保溫或內(nèi)襯隔熱襯里的金屬外殼。錐形筒體7的錐角a為40?120°，錐形筒體底部直徑D為0.3?5m，錐形筒體7體積為0.05?60m3 ο
[0029]本實(shí)用新型的第I再生催化劑輸送管I和第II再生催化劑輸送管4均為外保溫或內(nèi)襯隔熱襯里的金屬管，第工再生催化劑輸送管I和第II再生催化劑輸送管4的直徑均為Φ0.0l?3.0m。第I再生催化劑輸送管I與混合器2的錐形筒體7側(cè)表面垂直，第I再生催化劑輸送管I出口中心位于混合器2的錐形筒體7中心線上，出口位于距球形封頭3底部0.2?2.0m處；第II再生催化劑輸送管4與反應(yīng)管5的水平夾角為45?135°，第II再生催化劑輸送管4的入口位置距反應(yīng)管5出口 0.5?10m。
[0030]本實(shí)用新型的反應(yīng)管5為外保溫或內(nèi)襯隔熱襯里的金屬管，反應(yīng)管5入口位于混合器2的錐形筒體7頂部，反應(yīng)管5出口與旋風(fēng)分離器6相通，直徑Φ0.01?3.0m,長(zhǎng)度I ?20mo
[0031]本實(shí)用新型的原料油噴嘴8在混合器2的球形封頭3底部中心線上，在混合器2的球形封頭3底部中心線周圍可對(duì)稱設(shè)置多個(gè)原料油噴嘴。原料油噴嘴8距第I再生催化劑輸送管出口高度H為0.2?1.5m。
[0032]本實(shí)用新型一種催化裂化反應(yīng)器，反應(yīng)管5直徑根據(jù)油氣線速I?20米/秒進(jìn)行計(jì)算確定，長(zhǎng)度根據(jù)反應(yīng)時(shí)間0.5?1.0秒進(jìn)行計(jì)算確定。第II再生催化劑輸送管4入口至反應(yīng)管5出口長(zhǎng)度根據(jù)油氣停留時(shí)間0.3?0.7秒進(jìn)行計(jì)算確定。
[0033]實(shí)驗(yàn)表明，本實(shí)用新型在可有效控制原料與催化劑的接觸反應(yīng)時(shí)間為0.5?
1.5s,再生催化劑輸送管4導(dǎo)入的再生催化劑保證了原料的轉(zhuǎn)化率，降低了自產(chǎn)汽油的烯烴含量。
[0034]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，易于在工業(yè)裝置中實(shí)現(xiàn)，適用于重油短反應(yīng)時(shí)間催化裂化的裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種催化裂化反應(yīng)器，包括混合器、反應(yīng)管、原料油噴嘴、再生催化劑輸送管、旋風(fēng)分離器，其特征在于:再生催化劑輸送管有兩根，為第I再生催化劑輸送管和第II再生催化劑輸送管，第I再生催化劑輸送管與混合器相連通，第II再生催化劑輸送管與反應(yīng)管中部相連通，反應(yīng)管出口與旋風(fēng)分離器相連通，混合器與反應(yīng)管進(jìn)口相連通，所述混合器由錐形筒體和球形封頭構(gòu)成，原料油噴嘴穿過混合器球形封頭與混合器相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化裂化反應(yīng)器，其特征在于:所述混合器錐形筒體和球形封頭均為外保溫或內(nèi)襯隔熱襯里的金屬外殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化裂化反應(yīng)器，其特征在于:所述錐形筒體的錐角a為40?120°，錐形筒體底部直徑D為0.3?5m，錐形筒體體積為0.05?60m3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化裂化反應(yīng)器，其特征在于:所述第I再生催化劑輸送管和第II再生催化劑輸送管均為外保溫或內(nèi)襯隔熱襯里的金屬管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化裂化反應(yīng)器，其特征在于:所述第I再生催化劑輸送管和第II再生催化劑輸送管的直徑均為Φ0.01?3.0m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化裂化反應(yīng)器，其特征在于:所述第I再生催化劑輸送管與混合器錐形筒體側(cè)表面垂直，第I再生催化劑輸送管出口中心位于混合器錐形筒體中心線上，出口位于距球形封頭底部0.2?2.0m處；第II再生催化劑輸送管與反應(yīng)管的水平夾角為45?135°，第II再生催化劑輸送管的入口位置距反應(yīng)管出口 0.5?10m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化裂化反應(yīng)器，其特征在于:反應(yīng)管為外保溫或內(nèi)襯隔熱襯里的金屬管，反應(yīng)管入口位于混合器錐形筒體頂部，反應(yīng)管出口與旋風(fēng)分離器相通，反應(yīng)管直徑Φ0.01?3.0m，長(zhǎng)度I?20m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化裂化反應(yīng)器，其特征在于:所述原料油噴嘴在混合器球形封頭底部中心線上，在混合器球形封頭底部中心線周圍對(duì)稱設(shè)置多個(gè)原料油噴嘴，原料油噴嘴距第I再生催化劑輸送管出口高度H為0.2?1.5m。
【文檔編號(hào)】C10G11/14GK203820719SQ201420179103
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】王文柯, 樊麥躍, 陳曼橋, 湯海濤, 楊少鋒, 陳章淼 申請(qǐng)人:中石化洛陽工程有限公司, 中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司