一種催化裂化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油化工行業(yè)的一種催化裂化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 石油化工行業(yè)所采用的傳統(tǒng)催化裂化工藝技術(shù)普遍存在著以下缺點(diǎn)：第一，重油 反應(yīng)的油劑接觸時間較長（一般在4s左右，s為秒），這在提高重油轉(zhuǎn)化率的同時也加劇了 裂化生成物的二次反應(yīng)，使裂化氣（包括干氣和液化氣）與焦炭的產(chǎn)率較高，汽、柴油餾分 的收率較低；還使催化柴油的品質(zhì)較差，不適于作為車用燃料調(diào)合組份。第二，缺乏對汽油 催化改質(zhì)的措施，汽油烯烴含量高，品質(zhì)較低。多年來，國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)在克服上述常規(guī)催 化裂化技術(shù)所存在的缺點(diǎn)方面做了大量的研究工作。
[0003] 中國專利CN100338185C所公開的一種催化裂化方法及裝置，其主要技術(shù)特征是： 采用兩個提升管反應(yīng)器，分別進(jìn)行重油催化裂化和輕烴催化改質(zhì)。由于以上特征，該技術(shù)實 現(xiàn)了對催化汽油的單獨(dú)改質(zhì)，汽油烯烴含量較常規(guī)催化裂化工藝大幅降低。但該技術(shù)存在 著以下不足之處：第一，該技術(shù)采用的是傳統(tǒng)的提升管反應(yīng)器，噴嘴設(shè)置位置較低，重油提 升管反應(yīng)器的油劑接觸時間實際上只能控制為2~4s，短于2s的反應(yīng)時間很難實現(xiàn)。由于 油劑接觸時間較長，導(dǎo)致重油提升管反應(yīng)器的產(chǎn)品分布和催化柴油的性質(zhì)相對較差。第二， 催化汽油的改質(zhì)過程經(jīng)歷了重油提升管反應(yīng)器反應(yīng)油氣的分餾操作，汽油的冷凝和再次氣 化過程產(chǎn)生大量的低溫?zé)?，能耗較高。
[0004] 美國專利US5,462,652所公開的一種催化裂化工藝，其主要技術(shù)特征是：采用與 傳統(tǒng)提升管反應(yīng)器不同的油劑接觸方式，催化劑與進(jìn)料的反應(yīng)以及待生催化劑的汽提均在 反應(yīng)沉降器中進(jìn)行。催化劑由設(shè)在反應(yīng)沉降器頂部的混合催化劑室中心開口在重力作用下 向下流動，噴嘴的進(jìn)料噴射方向與催化劑流動方向成90度夾角，進(jìn)料與催化劑接觸后攜帶 催化劑沿水平方向高速運(yùn)動并發(fā)生反應(yīng)，之后反應(yīng)物流進(jìn)入反應(yīng)沉降器外掛旋風(fēng)分離器進(jìn) 行氣固分離。由于以上特征，該技術(shù)在一定程度上縮短了反應(yīng)時間，使產(chǎn)品分布得到改善。 但該技術(shù)存在著以下不足之處：第一，油劑接觸的區(qū)域空間相對較大，重油反應(yīng)的油劑接觸 時間尚未完全得到有效的控制，仍存在一定程度裂化生成物的二次反應(yīng)。第二，缺乏對汽油 催化改質(zhì)的措施，汽油烯烴含量高。
[0005] 中國專利CN1118539C所公開的一種催化裂化工藝，其主要技術(shù)特征是：采用兩個 提升管反應(yīng)器，實現(xiàn)雙路循環(huán)、油氣串連、催化劑接力、分段反應(yīng)、較短的反應(yīng)時間（總反應(yīng) 時間為常規(guī)催化裂化的1/2~2/3)。由于以上特征，該技術(shù)提高了參與反應(yīng)的催化劑的平 均活性，在一定程度上改善了汽油質(zhì)量。但該技術(shù)存在著以下不足之處：進(jìn)入第二段提升管 參與二段反應(yīng)的再生催化劑只經(jīng)過一個外取熱器一級冷卻，受氣固間接傳熱過程規(guī)律的限 制，以常規(guī)型式的外取熱器難以將該催化劑冷卻至500°C以下。受熱平衡限制，二段反應(yīng)的 反應(yīng)溫度難以降低至460°C以下，第二段提升管內(nèi)會不可避免地發(fā)生大量裂化生成物的二 次反應(yīng)，從而帶來催化柴油的收率損失和質(zhì)量下降，并且重油和柴油組分的繼續(xù)反應(yīng)使第 二段提升管內(nèi)催化劑的平均活性較低，進(jìn)而使催化汽油的改質(zhì)效率較低，催化汽油質(zhì)量提 升幅度較小且收率損失較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種催化裂化方法，以解決現(xiàn)有的催化裂化技術(shù)分別存在的 裂化生成物的二次反應(yīng)尚未得到有效控制（由于油劑接觸的區(qū)域空間相對較大或第二段 提升管內(nèi)會不可避免地發(fā)生大量裂化生成物的二次反應(yīng)）、汽油催化改質(zhì)效率低（由于汽 油改質(zhì)過程受到在同一個反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的重油和柴油組分二次反應(yīng)的不利影響）、催化汽 油的改質(zhì)過程能耗較高（由于在汽油的冷凝和再次氣化過程中產(chǎn)生了大量的低溫?zé)幔┑葐?題。
[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種催化裂化方法，反應(yīng)分兩段進(jìn) 行，一段反應(yīng)為在第一管式反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的重油催化裂化反應(yīng)，一段反應(yīng)物流進(jìn)入氣固分 離器進(jìn)行氣固分離，一段反應(yīng)油氣進(jìn)入第二管式反應(yīng)器進(jìn)行二段反應(yīng)，二段反應(yīng)物流進(jìn)入 沉降器進(jìn)行氣固分離，二段反應(yīng)油氣進(jìn)入分餾塔進(jìn)行分餾，一段待生催化劑與二段待生催 化劑均進(jìn)入汽提段進(jìn)行汽提，之后進(jìn)入再生器進(jìn)行燒焦再生，一部分再生催化劑直接返回 第一管式反應(yīng)器與重油進(jìn)料接觸，一部分再生催化劑進(jìn)入再生催化劑冷卻器進(jìn)行冷卻降溫 后返回第二管式反應(yīng)器與一段反應(yīng)油氣接觸，其特征在于：再生器內(nèi)的一部分再生催化劑 進(jìn)入一級再生催化劑冷卻器進(jìn)行一級冷卻，再進(jìn)入二級再生催化劑冷卻器進(jìn)行二級冷卻， 待溫度降至400~450°C后返回第二管式反應(yīng)器參與二段反應(yīng)，第二管式反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的 二段反應(yīng)為汽油催化改質(zhì)反應(yīng)，二段反應(yīng)溫度為430~460°C。
[0008] 所述的第一管式反應(yīng)器同時加工1~5種重油進(jìn)料。
[0009] 所述再生器內(nèi)的一部分再生催化劑進(jìn)入一級再生催化劑冷卻器進(jìn)行一級冷卻后， 溫度降至500~550°C。
[0010] 所述的經(jīng)過一級冷卻的再生催化劑可以全部進(jìn)入二級再生催化劑冷卻器進(jìn)行二 級冷卻。
[0011] 所述的經(jīng)過一級冷卻的再生催化劑還可以分為兩部分，其中一部分返回再生器， 另一部分進(jìn)入二級再生催化劑冷卻器進(jìn)行二級冷卻。
[0012] 或者是，所述的經(jīng)過一級冷卻的再生催化劑分為兩部分，其中一部分返回第一管 式反應(yīng)器，另一部分進(jìn)入二級再生催化劑冷卻器進(jìn)行二級冷卻。
[0013] 或者是，所述的經(jīng)過一級冷卻的再生催化劑分為三部分，其中一部分返回再生器， 一部分返回第一管式反應(yīng)器，一部分進(jìn)入二級再生催化劑冷卻器進(jìn)行二級冷卻。
[0014] 與現(xiàn)有的催化裂化技術(shù)相比，采用本發(fā)明，具有以下的有益效果：
[0015] (1)由于采用第一管式反應(yīng)器進(jìn)行油劑接觸時間為0. 3~I. 2s的重油催化裂化反 應(yīng)，且一段反應(yīng)物流進(jìn)入其專用的氣固分離器進(jìn)行氣固快速分離，從而有效抑制了重油催 化裂化的二次反應(yīng)，使催化裂化產(chǎn)品分布和催化柴油的性質(zhì)得到顯著改善。
[0016] (2)由于采用對一部分再生催化劑進(jìn)行二級冷卻技術(shù)，將參與二段反應(yīng)的再生催 化劑的溫度降低至400~450°C，可以實現(xiàn)一段反應(yīng)油氣未經(jīng)分餾而直接進(jìn)入第二管式反 應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)溫度為430~460°C的汽油催化改質(zhì)反應(yīng)（即二段反應(yīng)）。在此溫度條件下， 一段反應(yīng)油氣中的重油和柴油組分基本上不發(fā)生反應(yīng)（也就避免了二次反應(yīng)），同時汽油 催化改質(zhì)反應(yīng)的副產(chǎn)物較少，從而在避免汽油冷凝和再次氣化過程、使汽油催化改質(zhì)過程 的能耗有所降低的前提下實現(xiàn)對催化汽油的高效率單獨(dú)改質(zhì)，避免了催化柴油的收率損失 和質(zhì)量下降，使催化汽油的性質(zhì)顯著改善且收率較高。
[0017] 本發(fā)明可用于重油催化裂化和汽油催化改質(zhì)。
[0018] 下面結(jié)合附圖、【具體實施方式】和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。附圖、具體 實施方式和實施例并不限制本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【附圖說明】
[0019] 圖1是實現(xiàn)本發(fā)明催化裂化方法的一種催化裂化裝置的示意簡圖。
[0020] 圖1中的附圖標(biāo)記表示：1.第一管式反應(yīng)器，2.第二管式反應(yīng)器，3.氣固分離 器，4.沉降器，5.汽提段，6.再生器，7. -級再生催化劑冷卻器，8.二級再生催化劑冷卻 器，9.低溫再生催化劑罐，IOaUOb.重油進(jìn)料，11.二段反應(yīng)油氣，12.主風(fēng)，13.再生煙氣， 14.旋風(fēng)分離器，15a、15b.重油進(jìn)料噴嘴。
【具體實施方式】
[0021] 如圖1所示，實現(xiàn)本發(fā)明催化裂化方法的一種催化裂化裝置，主要包括第一管式 反應(yīng)器1、第二管式反應(yīng)器2、氣固分離器3、沉降器4、再生器6、一級再生催化劑冷卻器7、 二級再生催化劑冷卻器8、低溫再生催化劑罐9。沉降器4與再生器6并列設(shè)置；沉降器4 內(nèi)設(shè)有旋風(fēng)分離器14,沉降器4的密相段為汽提段5。第一管式反應(yīng)器1和第二管式反應(yīng) 器2均由垂直管段和水平管段組成。第一管式反應(yīng)器1的出口與氣固分離器3相連；氣固 分離器3的油氣出口與第二管式反應(yīng)器2的油氣入口相連，氣固分離器3的催化劑出口通 過管道與汽提段5的頂部相連。第二管式反應(yīng)器2的出口位于沉降器4的稀相段上部，且 通過封閉管道與旋風(fēng)分離器14的入口相連。汽提段5的底部通過管道與再生器6相連，再 生器6通過管道分別與第一管式反應(yīng)器1的催化劑入口、一級再生催化劑冷卻器7的催化 劑入口和汽提段5的上部相連。一級再生催化劑冷卻器7的催化劑出口通過管道與二級再 生催化劑冷卻器8的催化劑入口相連，一級再生催化劑冷卻器7的催化劑出口還通過管道 與再生器6相連；二級再生催化劑冷卻器8的催化劑出口與低溫再生催化劑罐9相連。低 溫再生催化劑罐9的催化劑出口通過管道與第二管式反應(yīng)器2的催化劑入口相連，低溫再 生催化劑罐9的氣體出口通過管道與再生器6相連。
[0022] 本發(fā)明所用的催化裂化裝置，第一管式反應(yīng)器1反應(yīng)段的長度為5~15m，第二管 式反應(yīng)器2反應(yīng)段的長度為5~10m。根據(jù)一段反應(yīng)需要，可以沿第一管式反應(yīng)器1的軸向 間隔設(shè)置1~5層重油進(jìn)料噴嘴；圖1所示的第一管式反應(yīng)器1設(shè)置的是兩層重油進(jìn)料噴 嘴15a、15b。再生器6可以是現(xiàn)有各種類型的再生器，例如湍動床再生器、快速床再生器、管 式再生器或由上述再生器組合形成的再生器。氣固分離器3可以是旋風(fēng)分離器或內(nèi)置氣固 快分設(shè)備的密閉容器。
[0023] 采用圖1所示催化裂化裝置進(jìn)行本發(fā)明催化裂化的方法如下：反應(yīng)分兩段進(jìn)行。 一段反應(yīng)中，重油進(jìn)料在第一管式反應(yīng)器1內(nèi)進(jìn)行油劑接觸時間為〇. 3~I. 2s的重油催化 裂化反應(yīng)，一段反應(yīng)物流進(jìn)入氣固分離器3進(jìn)行氣固分離。一段反應(yīng)油氣進(jìn)入第二管式反 應(yīng)器2進(jìn)行二段反應(yīng)，二段反應(yīng)為汽油催化改質(zhì)反應(yīng)，反應(yīng)溫度為430~460°C;二段反應(yīng)物 流進(jìn)入沉降器4,經(jīng)旋風(fēng)分離器14進(jìn)行氣固分離。二段反應(yīng)油氣11經(jīng)油氣管線進(jìn)入分餾塔 進(jìn)行分餾。一段待生催化劑與二段待生催化劑均進(jìn)入汽提段5進(jìn)行水蒸汽汽提，之后一起 進(jìn)入再生器6與主風(fēng)12接觸進(jìn)行燒焦再生。再生煙氣13進(jìn)入再生煙氣能量回收系統(tǒng)。再 生器6內(nèi)的一部分再生催化劑直接返回第一管式反應(yīng)器1與重油進(jìn)料接觸循環(huán)使用；一部 分再生催化劑先后經(jīng)一級再生催化劑冷卻器7、二級再生催化劑冷卻器8進(jìn)行冷卻降溫后， 返回第二管式反應(yīng)器2與一段反應(yīng)油氣接觸循環(huán)使用。
[0024] 在以上操作過程中，第一管式反應(yīng)器1同時加工兩種重油進(jìn)料IOa和10b。重油進(jìn) 料IOa和IOb分別從設(shè)置在第一管式反應(yīng)器1不同軸向位置的兩層重油進(jìn)料噴嘴15a、15b 進(jìn)入第一管式反應(yīng)器1與催化劑接觸，進(jìn)行一段反應(yīng)。
[0025] 在以上操作過程中，根據(jù)維持全裝置熱平衡及高效回收熱能的需要，從再生器6 進(jìn)入一級再