專利名稱：一種重油催化裂化沉降器抑制結(jié)焦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有效的催化裂化沉降器結(jié)焦抑制技術(shù)，具體地說(shuō)，涉及一種重油催化裂化沉降器抑制結(jié)焦的方法，是通過(guò)改變汽提段內(nèi)的傳遞和反應(yīng)特性，使液相重組分反應(yīng)完全生成輕質(zhì)油氣，從根本上消除催化裂化沉降器結(jié)焦的內(nèi)在因素的一種方法。
背景技術(shù)：
重油催化裂化過(guò)程采用提升管反應(yīng)器和高活性的分子篩催化劑，使重質(zhì)油在2.5～3.0s的時(shí)間內(nèi)通過(guò)熱和催化劑的作用發(fā)生裂化反應(yīng)，并轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹狻⑿镣橹递^高的汽油和柴油等產(chǎn)品的加工過(guò)程，現(xiàn)已成為我國(guó)煉油工業(yè)加工渣油的主要手段，并且發(fā)展極為迅速，到2002年末，我國(guó)催化裂化裝置總加工能力達(dá)到126.175Mt/a。沉降器是催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)的重要組成部分，其主要作用是將反應(yīng)油氣與催化劑分離開(kāi)來(lái)，并將待生劑導(dǎo)入再生器進(jìn)行再生，反應(yīng)油氣則進(jìn)入沉降器頂部集氣室后再經(jīng)大油氣管線去分餾塔進(jìn)行餾分切割。
由于重油催化裂化過(guò)程的產(chǎn)物是沸點(diǎn)范圍很寬的復(fù)雜混合物，特別是有5～10m％左右的裂化后剩余的重組分——油漿的存在，導(dǎo)致了催化裂化裝置內(nèi)凡是反應(yīng)油氣經(jīng)過(guò)的位置如提升管出口快分、沉降器等部位都存在嚴(yán)重的結(jié)焦，特別是作為反應(yīng)油氣和催化劑分離主要場(chǎng)所的沉降器內(nèi)的結(jié)焦已經(jīng)成為制約催化裂化裝置長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行的重要因素之一。如果壓力或溫度異常波動(dòng)(如切斷進(jìn)料、停工流化、再生器悶床等)，沉降器頂部的焦塊脫落，堵塞沉降器汽提段和旋分器料腿，輕則導(dǎo)致催化劑循環(huán)不暢與催化劑大量跑損，重則導(dǎo)致催化劑循環(huán)中斷，裝置被迫非正常停工。沉降器結(jié)焦給催化裂化裝置生產(chǎn)所帶來(lái)的嚴(yán)重安全隱患，已經(jīng)引起了業(yè)界的高度重視。
大量的研究表明，沉降器結(jié)焦的主要原因是(1)沉降器旋分器入口以上拱頂空間是油氣流動(dòng)的死區(qū)，油氣在此停留時(shí)間較長(zhǎng)，在接觸到溫度較低的器壁時(shí)，油氣中未汽化的霧狀油滴和反應(yīng)產(chǎn)物中的重組分達(dá)到其露點(diǎn)凝析出來(lái)，粘附在器壁表面形成焦核，逐漸長(zhǎng)大炭化結(jié)焦。(2)沉降器頂部防焦蒸汽量小，在沉降器頂部不能形成汽墊。(3)初旋料腿結(jié)焦主要由于反應(yīng)溫度和預(yù)熱溫度低造成的，尤其當(dāng)原料變重時(shí)，溫度太低將使反應(yīng)深度下降，未汽化和未裂化的大分子增多，在低溫部位冷凝結(jié)焦的機(jī)會(huì)加大。至于不飽和度高的熱裂化產(chǎn)物，首先會(huì)吸附在極性強(qiáng)的催化劑上而不是裝置上，因此不是結(jié)焦的主要原因。
由于對(duì)催化裂化裝置沉降器結(jié)焦的機(jī)理還不清楚，對(duì)沉降器結(jié)焦的歷程缺乏詳盡的研究，目前還基本上停留在經(jīng)驗(yàn)的初步定性階段，對(duì)沉降器內(nèi)部的氣粒兩相流動(dòng)狀況、油氣分布狀況、生焦過(guò)程機(jī)理、油氣流動(dòng)死區(qū)，油氣停留時(shí)間的分布知之甚少，沒(méi)有把其中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題弄清楚，沉降器仍然是一個(gè)“黑箱”，因此，所采取的一些對(duì)策的實(shí)際應(yīng)用效果也不是很理想。
由于沉降器結(jié)焦的影響因素較多，各種影響因素的比重和它們對(duì)沉降器結(jié)焦的貢獻(xiàn)大小仍不十分清楚。以往研究中廣泛關(guān)注的沉降器油氣溫度以及油氣在沉降器中的停留時(shí)間所反映的實(shí)際上都是平均值，特別是油氣的停留時(shí)間，其代表性并不強(qiáng)。沒(méi)有認(rèn)識(shí)到反應(yīng)油氣和少量的催化劑在沉降器內(nèi)的停留是沉降器結(jié)焦非常重要的因素，即反應(yīng)油氣在沉降器內(nèi)所處的氣固兩相流動(dòng)、傳熱及傳質(zhì)環(huán)境達(dá)到了反應(yīng)油氣在此結(jié)焦的要求才造成了沉降器內(nèi)的結(jié)焦。實(shí)際上在沉降器內(nèi)存在著嚴(yán)重的速度梯度、溫度梯度、濃度梯度，無(wú)論是從流動(dòng)上，傳熱上，還是停留時(shí)間上都是非常不均勻的。在某些油氣流動(dòng)的緩區(qū)甚至是死區(qū)，其停留時(shí)間較平均值大得多，所以有一些催化裂化裝置，沉降器的油氣平均停留時(shí)間并不長(zhǎng)，但是也出現(xiàn)了結(jié)焦現(xiàn)象。
結(jié)合重油催化裂化在提升管反應(yīng)器及其后續(xù)系統(tǒng)內(nèi)的反應(yīng)歷程的深入研究，分析催化裂化沉降器結(jié)焦的原因，可以看出，重油催化裂化的原料中含有大量的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，在霧化進(jìn)料時(shí)，以液相形式附著在催化劑表面，在提升管2～3s的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)來(lái)不及反應(yīng)就進(jìn)入汽提段。但這部分以液相形式附著在催化劑表明的重組分隨同待生催化劑在汽提段內(nèi)2min左右的停留時(shí)間不足以完全反應(yīng)，在目前的汽提段結(jié)構(gòu)和汽提工藝條件下，被汽提出來(lái)進(jìn)入沉降器，彌漫在整個(gè)沉降器內(nèi)部空間，繼而進(jìn)一步發(fā)生縮合生焦反應(yīng)，造成沉降器的結(jié)焦，此時(shí)，即使油劑分離系統(tǒng)采用密閉直聯(lián)結(jié)構(gòu)仍然不能避免沉降器內(nèi)結(jié)焦。由于來(lái)不及反應(yīng)的容易生焦的重組分被汽提出來(lái)進(jìn)入沉降器后只能從頂旋排出，所以在旋風(fēng)分離系統(tǒng)的結(jié)焦應(yīng)當(dāng)發(fā)生在頂旋之中。在工業(yè)應(yīng)用中初旋之中油氣較重反而結(jié)焦甚少，旋風(fēng)分離系統(tǒng)的結(jié)焦絕大部分發(fā)生在頂旋之中，這個(gè)事實(shí)證實(shí)了上述的分析。
由于催化裂化裝置提升管反應(yīng)器的初旋出口與頂旋入口的連接方式?jīng)Q定了大部分來(lái)自初旋出口的反應(yīng)油氣不可能離開(kāi)頂旋入口而彌散到沉降器內(nèi)，造成沉降器結(jié)焦的絕大部分油氣是來(lái)自汽提段，因此，重油催化裂化原料中含有的大量膠質(zhì)和瀝青質(zhì)來(lái)不及反應(yīng)就進(jìn)入汽提段則是造成催化裂化沉降器結(jié)焦的內(nèi)因，而沉降器內(nèi)的流動(dòng)、傳熱及傳質(zhì)環(huán)境是其結(jié)焦的外因，比如在沉降器內(nèi)的有些區(qū)域內(nèi)(器壁附近)，溫度有所下降，反應(yīng)油氣中的重組分——油漿會(huì)以液滴的形式冷凝下來(lái)而進(jìn)一步縮合結(jié)焦，正是沉降器內(nèi)的這些流動(dòng)傳遞環(huán)境達(dá)到了反應(yīng)油氣在此結(jié)焦的要求才造成了沉降器內(nèi)的結(jié)焦。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種重油催化裂化沉降器抑制結(jié)焦的方法，通過(guò)設(shè)計(jì)和改變汽提段結(jié)構(gòu)和汽提工藝條件延長(zhǎng)汽提時(shí)間、引入再生催化劑或高溫高活性的待生劑到汽提段提高汽提段溫度和催化劑活性，調(diào)整汽提段內(nèi)傳遞和流動(dòng)特性，創(chuàng)造適宜的流動(dòng)與反應(yīng)環(huán)境使待生劑夾帶和吸附的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的重組分反應(yīng)完全，生成輕質(zhì)油氣，將生成的焦炭集中在催化劑上帶入再生器燒掉，從根本上消除催化裂化沉降器結(jié)焦的內(nèi)在因素。
本發(fā)明所述方法，包括如下步驟重油催化裂化反應(yīng)油氣與催化劑通過(guò)提升管反應(yīng)器到達(dá)其出口進(jìn)入初旋，進(jìn)行催化劑和反應(yīng)油氣的分離；分離的催化劑通過(guò)初旋料腿從頂部進(jìn)入汽提段，與從再生器引入汽提段頂部的5～100％的裝置操作催化劑循環(huán)量的再生催化劑接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間為2～60min的條件下，使待生劑中夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分完全反應(yīng)，產(chǎn)生輕質(zhì)油氣；混合后的催化劑向下流動(dòng)到汽提段底部，與從汽提段底部進(jìn)入的汽提蒸汽在汽提段內(nèi)對(duì)催化劑之間和其內(nèi)部夾帶的油氣進(jìn)行汽提分離，之后，催化劑通過(guò)待生斜管進(jìn)入再生器進(jìn)行再生；被汽提出來(lái)的油氣和水蒸汽一起進(jìn)入沉降器底部，再向上緩慢流動(dòng)，同時(shí)會(huì)夾帶著少量的催化劑，到沉降器上部與從初旋分離出來(lái)的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離，分離下來(lái)的催化劑通過(guò)頂旋料腿進(jìn)入汽提段，反應(yīng)油氣在集氣室集中后引出沉降器而進(jìn)入分餾裝置進(jìn)行餾分切割。
在重油催化裂化裝置上設(shè)立用于對(duì)C4烴類和催化汽油進(jìn)行高溫裂解的輔助提升管反應(yīng)器，該方法也可以為以下步驟重油催化裂化反應(yīng)油氣與催化劑通過(guò)提升管反應(yīng)器到達(dá)其出口進(jìn)入初旋進(jìn)行催化劑和反應(yīng)油氣的分離；通過(guò)初旋分離的催化劑通過(guò)初旋料腿從頂部進(jìn)入汽提段，與從輔助提升管反應(yīng)器的出口初旋分離出來(lái)的、經(jīng)過(guò)料腿引入汽提段頂部的高溫高活性待生劑接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使從重油提升管反應(yīng)器出來(lái)的待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)完全，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；之后，混合催化劑向下流動(dòng)到汽提段底部，與從汽提段底部進(jìn)入的汽提蒸汽在汽提段內(nèi)對(duì)催化劑之間和其內(nèi)部夾帶的油氣進(jìn)行汽提分離；之后，催化劑通過(guò)待生斜管進(jìn)入再生器進(jìn)行再生；被汽提出來(lái)的油氣和水蒸汽一起進(jìn)入沉降器底部，再向上緩慢流動(dòng)，同時(shí)會(huì)夾帶著少量的催化劑，到沉降器上部與從初旋中分離出來(lái)的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離；分離下來(lái)的催化劑通過(guò)頂旋料腿進(jìn)入汽提段，反應(yīng)油氣在集氣室集中后引出沉降器，進(jìn)入分餾裝置進(jìn)行餾分切割。
本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)和改變汽提段結(jié)構(gòu)和汽提工藝條件延長(zhǎng)汽提時(shí)間、引入再生催化劑或高溫高活性的待生劑到汽提段提高汽提段溫度和催化劑活性，調(diào)整汽提段內(nèi)傳遞和流動(dòng)特性，從而創(chuàng)造環(huán)境使催化劑顆粒間和顆粒內(nèi)夾帶或吸附的來(lái)不及反應(yīng)但被汽提到沉降器內(nèi)以后又非常容易生焦的液相重組分反應(yīng)完全，生成輕質(zhì)油氣，將生成的焦炭集中在催化劑上帶入再生器燒掉而不是在裝置上結(jié)焦，從本質(zhì)上消除催化裂化沉降器結(jié)焦的內(nèi)在因素，最終實(shí)現(xiàn)有效保障催化裂化裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的目的，從而產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)可以大大消除因?yàn)槌两灯鹘Y(jié)焦而造成的安全生產(chǎn)的隱患，其社會(huì)效益也是十分巨大的。同時(shí)，該方法由于完全消除了容易結(jié)焦的油漿重組分，還可以減少后續(xù)系統(tǒng)的結(jié)焦。


圖1是本發(fā)明所述方法的流程圖；圖2是圖1中將再生催化劑從再生器引入提升管反應(yīng)器的初旋料腿的流程圖；
圖3是圖1中將再生催化劑從再生器同時(shí)引入汽提段和提升管反應(yīng)器的初旋料腿的流程圖；圖4是將高溫高活性待生劑從輔助提升管反應(yīng)器出口引入汽提段的流程圖；圖5是將高溫高活性待生劑從輔助提升管反應(yīng)器出口引入重油提升管反應(yīng)器的初旋料腿的流程圖；圖6是將高溫高活性待生劑從輔助提升管反應(yīng)器出口同時(shí)引入汽提段和提升管反應(yīng)器的初旋料腿的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明本發(fā)明提出通過(guò)引入適量的再生催化劑到汽提段中來(lái)提高汽提段的溫度與催化劑活性，同時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)和改變汽提段結(jié)構(gòu)和汽提工藝條件延長(zhǎng)汽提時(shí)間，從而創(chuàng)造環(huán)境使使這部分來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的重組分反應(yīng)完全，生成輕質(zhì)油氣，從根本上消除催化裂化沉降器結(jié)焦的內(nèi)在因素，由此得到一種有效的催化裂化沉降器抑制結(jié)焦的方法。
本發(fā)明的流程可見(jiàn)圖1，簡(jiǎn)述如下重油催化裂化反應(yīng)油氣與催化劑通過(guò)提升管反應(yīng)器101到達(dá)其出口進(jìn)入初旋102進(jìn)行催化劑和反應(yīng)油氣的分離；分離的催化劑則通過(guò)初旋料腿從頂部進(jìn)入汽提段103，與從再生器引入汽提段103頂部的5～100％的裝置操作催化劑循環(huán)量的再生催化劑104接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)完全，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；混合之后的催化劑向下流動(dòng)到汽提段103底部，與用從底部進(jìn)入的汽提蒸汽105在汽提段103內(nèi)對(duì)催化劑之間和其內(nèi)部夾帶的油氣進(jìn)行汽提分離，之后催化劑通過(guò)待生斜管106進(jìn)入再生器進(jìn)行再生；
被汽提出來(lái)的油氣和水蒸汽一起進(jìn)入沉降器107底部，再向上緩慢流動(dòng)，同時(shí)會(huì)夾帶著少量的催化劑，到沉降器107上部與從初旋102中分離出來(lái)的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋108進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離，分離下來(lái)的催化劑通過(guò)頂旋料腿進(jìn)入汽提段103，反應(yīng)油氣109在集氣室110集中后引出沉降器107，進(jìn)入分餾裝置進(jìn)行餾分切割。
其中，當(dāng)再生催化劑從再生器引入提升管反應(yīng)器的初旋料腿，本發(fā)明的流程如圖2所示的流程圖，簡(jiǎn)述如下重油催化裂化反應(yīng)油氣與催化劑通過(guò)提升管反應(yīng)器201到達(dá)其出口進(jìn)入初旋202進(jìn)行催化劑和反應(yīng)油氣的分離，分離的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋203進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離；反應(yīng)油氣205在集氣室206集中后引出沉降器207而進(jìn)入分餾裝置進(jìn)行餾分切割，通過(guò)頂旋203分離下來(lái)的催化劑通過(guò)頂旋料腿進(jìn)入汽提段204；通過(guò)初旋202分離下來(lái)的催化劑進(jìn)入初旋202的料腿208與從再生器引入料腿208上部的5～100％的裝置操作催化劑循環(huán)量的再生催化劑209接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)完全，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；之后，混合催化劑向下流動(dòng)離開(kāi)初旋202的料腿208，進(jìn)入汽提段204，與用從底部進(jìn)入的汽提蒸汽210在汽提段204內(nèi)對(duì)催化劑之間和其內(nèi)部夾帶的油氣進(jìn)行汽提分離，之后催化劑通過(guò)待生斜管211進(jìn)入再生器進(jìn)行再生；被汽提出來(lái)的油氣和水蒸汽一起進(jìn)入沉降器207底部，再向上緩慢流動(dòng)，同時(shí)會(huì)夾帶著少量的催化劑，到沉降器207上部與從初旋202中分離出來(lái)的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋203進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離。
當(dāng)再生催化劑從再生器同時(shí)引入汽提段和提升管反應(yīng)器的初旋料腿，本發(fā)明流程如圖3所示的流程圖，簡(jiǎn)述如下重油催化裂化反應(yīng)油氣與催化劑通過(guò)提升管反應(yīng)器301到達(dá)其出口進(jìn)入初旋302進(jìn)行催化劑和反應(yīng)油氣的分離，分離的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋303進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離；反應(yīng)油氣305在集氣室306集中后引出沉降器307而進(jìn)入分餾裝置進(jìn)行餾分切割，通過(guò)頂旋303分離下來(lái)的催化劑通過(guò)頂旋料腿進(jìn)入汽提段304；通過(guò)初旋302分離下來(lái)的催化劑進(jìn)入初旋302的料腿308與從再生器引入料腿308上部的5～100％的裝置操作催化劑循環(huán)量的再生催化劑309接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；之后，混合催化劑向下流動(dòng)離開(kāi)初旋302的料腿308而進(jìn)入汽提段304，與從再生器也引入汽提段304頂部的5～100％的裝置操作催化劑循環(huán)量的再生催化劑310接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)完全，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；隨后，混合催化劑向下流動(dòng)到汽提段304底部，與用從底部進(jìn)入的汽提蒸汽311在汽提段304內(nèi)對(duì)催化劑之間和其內(nèi)部夾帶的油氣進(jìn)行汽提分離，之后催化劑通過(guò)待生斜管312進(jìn)入再生器進(jìn)行再生；被汽提出來(lái)的油氣和水蒸汽一起進(jìn)入沉降器307底部，再向上緩慢流動(dòng)，同時(shí)會(huì)夾帶著少量的催化劑，到沉降器307上部與從初旋302中分離出來(lái)的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋303進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離。
目前我國(guó)煉油工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是清潔燃料的生產(chǎn)和調(diào)整煉油產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)增產(chǎn)乙丙烯產(chǎn)率，我國(guó)C4烴資源豐富，但其利用還處于起步階段。煉廠C4餾分雖然可以直接進(jìn)入烷基化裝置生產(chǎn)高辛烷值的烷基化汽油或疊合汽油，但烷基化技術(shù)的發(fā)展制約了C4烴類的大規(guī)模利用；同時(shí)，國(guó)內(nèi)化工利用方面的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品品種及下游產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，大部分C4烴類是直接作燃料燒掉。隨著我國(guó)“西氣東輸”工程的順利實(shí)施，作為燃料使用的C4餾分將嚴(yán)重貶值，這將對(duì)整個(gè)石化企業(yè)造成巨大的沖擊，向石化企業(yè)提出巨大挑戰(zhàn)，另一方面，我國(guó)催化裂化汽油相對(duì)過(guò)剩，因此，提出采用裂化催化劑對(duì)C4烴類和催化裂化汽油進(jìn)行高溫裂解，以生產(chǎn)低烯烴含量的汽油和增產(chǎn)乙丙烯，實(shí)施方法就是在常規(guī)催化裂化裝置上設(shè)立輔助提升管反應(yīng)器對(duì)C4烴類和催化汽油進(jìn)行高溫裂解，經(jīng)過(guò)輔助提升管反應(yīng)器后的催化劑活性損失小，溫度高，完全可以象再生催化劑那樣引入重油催化裂化裝置的汽提段或重油提升管反應(yīng)器的初旋的料腿，實(shí)現(xiàn)待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分的進(jìn)一步反應(yīng)。本發(fā)明所提出的催化裂化沉降器抑制結(jié)焦的方法還包括1、將高溫高活性待生劑從輔助提升管反應(yīng)器出口引入汽提段，則可以得到圖4的流程圖，簡(jiǎn)述如下重油催化裂化反應(yīng)油氣與催化劑通過(guò)提升管反應(yīng)器401到達(dá)其出口進(jìn)入初旋402進(jìn)行催化劑和反應(yīng)油氣的分離；通過(guò)初旋402分離的催化劑則通過(guò)初旋料腿從頂部進(jìn)入汽提段403，與從輔助提升管反應(yīng)器404的出口初旋405分離出來(lái)的經(jīng)過(guò)料腿406也引入汽提段403頂部的高溫高活性待生劑接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使從重油提升管反應(yīng)器401出來(lái)的待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)完全，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；之后，混合催化劑向下流動(dòng)到汽提段403底部，與用從底部進(jìn)入的汽提蒸汽407在汽提段403內(nèi)對(duì)催化劑之間和其內(nèi)部夾帶的油氣進(jìn)行汽提分離；之后催化劑通過(guò)待生斜管408進(jìn)入再生器進(jìn)行再生；被汽提出來(lái)的油氣和水蒸汽一起進(jìn)入沉降器409底部，再向上緩慢流動(dòng)，同時(shí)會(huì)夾帶著少量的催化劑，到沉降器409上部與從初旋402中分離出來(lái)的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋410進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離；分離下來(lái)的催化劑通過(guò)頂旋料腿進(jìn)入汽提段403，反應(yīng)油氣411在集氣室412集中后引出沉降器409而進(jìn)入分餾裝置進(jìn)行餾分切割。
2、將高溫高活性待生劑從輔助提升管反應(yīng)器出口引入重油提升管反應(yīng)器的初旋料腿，則可以得到圖5的流程圖，簡(jiǎn)述如下
重油催化裂化反應(yīng)油氣與催化劑通過(guò)提升管反應(yīng)器501到達(dá)其出口進(jìn)入初旋502進(jìn)行催化劑和反應(yīng)油氣的分離，分離的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋503進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離；反應(yīng)油氣505在集氣室506集中后引出沉降器507而進(jìn)入分餾裝置進(jìn)行餾分切割，通過(guò)頂旋503分離下來(lái)的催化劑通過(guò)頂旋料腿進(jìn)入汽提段504；通過(guò)初旋502分離下來(lái)的催化劑進(jìn)入初旋502的料腿508與從輔助提升管反應(yīng)器509的出口初旋510分離出來(lái)的經(jīng)過(guò)料腿511引入初旋502的料腿508上部的高溫高活性待生劑接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使從重油提升管反應(yīng)器501出來(lái)的待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)完全，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；之后，混合催化劑向下流動(dòng)離開(kāi)初旋502的料腿508而進(jìn)入汽提段504，與用從底部進(jìn)入的汽提蒸汽512在汽提段504內(nèi)對(duì)催化劑之間和其內(nèi)部夾帶的油氣進(jìn)行汽提分離；隨后，催化劑通過(guò)待生斜管513進(jìn)入再生器進(jìn)行再生；被汽提出來(lái)的油氣和水蒸汽一起進(jìn)入沉降器507底部，再向上緩慢流動(dòng)，同時(shí)會(huì)夾帶著少量的催化劑，到沉降器507上部與從初旋502中分離出來(lái)的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋503進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離。
3、將高溫高活性待生劑從輔助提升管反應(yīng)器出口同時(shí)引入汽提段和提升管反應(yīng)器的初旋料腿，則可以得到圖6的流程圖，簡(jiǎn)述如下重油催化裂化反應(yīng)油氣與催化劑通過(guò)提升管反應(yīng)器601到達(dá)其出口進(jìn)入初旋602進(jìn)行催化劑和反應(yīng)油氣的分離，分離的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋603進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離；反應(yīng)油氣605在集氣室606集中后引出沉降器607而進(jìn)入分餾裝置進(jìn)行餾分切割，通過(guò)頂旋603分離下來(lái)的催化劑通過(guò)頂旋料腿進(jìn)入汽提段604；通過(guò)初旋602分離下來(lái)的催化劑進(jìn)入初旋602的料腿608與從輔助提升管反應(yīng)器609的出口初旋610分離出來(lái)的經(jīng)過(guò)料腿611引入初旋602的料腿608上部的30～60％的高溫高活性待生劑接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；之后，混合催化劑向下流動(dòng)離開(kāi)初旋602的料腿608而進(jìn)入汽提段604，與從輔助提升管反應(yīng)器609的出口初旋610分離出來(lái)的經(jīng)過(guò)料腿612引入汽提段4頂部的40～70％的高溫高活性待生劑接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)完全，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；隨后，混合催化劑向下流動(dòng)到汽提段604底部，與用從底部進(jìn)入的汽提蒸汽613在汽提段604內(nèi)對(duì)催化劑之間和其內(nèi)部夾帶的油氣進(jìn)行汽提分離，催化劑通過(guò)待生斜管614進(jìn)入再生器進(jìn)行再生；被汽提出來(lái)的油氣和水蒸汽一起進(jìn)入沉降器607底部，再向上緩慢流動(dòng)，同時(shí)會(huì)夾帶著少量的催化劑，到沉降器607上部與從初旋602中分離出來(lái)的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋603進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離。
發(fā)明所提出的催化裂化沉降器抑制結(jié)焦的方法適合于任何形式的重油催化裂化裝置，如同軸式重油催化裂化裝置。
最后所應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種重油催化裂化沉降器抑制結(jié)焦的方法，其特征在于重油催化裂化反應(yīng)油氣與催化劑通過(guò)提升管反應(yīng)器到達(dá)其出口進(jìn)入初旋，進(jìn)行催化劑和反應(yīng)油氣的分離；分離的催化劑通過(guò)初旋料腿從頂部進(jìn)入汽提段，與從再生器引入汽提段頂部的裝置操作催化劑循環(huán)量的5～100％再生催化劑接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間為2～60min的條件下，使待生劑中夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分完全反應(yīng)，產(chǎn)生輕質(zhì)油氣；混合后的催化劑向下流動(dòng)到汽提段底部，與從汽提段底部進(jìn)入的汽提蒸汽在汽提段內(nèi)對(duì)催化劑之間和其內(nèi)部夾帶的油氣進(jìn)行汽提分離，之后，催化劑通過(guò)待生斜管進(jìn)入再生器進(jìn)行再生；被汽提出來(lái)的油氣和水蒸汽一起進(jìn)入沉降器底部，再向上緩慢流動(dòng)，同時(shí)會(huì)夾帶著少量的催化劑，到沉降器上部與從初旋分離出來(lái)的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離，分離下來(lái)的催化劑通過(guò)頂旋料腿進(jìn)入汽提段，反應(yīng)油氣在集氣室集中后引出沉降器而進(jìn)入分餾裝置進(jìn)行餾分切割。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油催化裂化沉降器抑制結(jié)焦的方法，其特征在于所述的再生催化劑也可以從再生器引入提升管反應(yīng)器的初旋料腿，則該方法的流程為重油催化裂化反應(yīng)油氣與催化劑通過(guò)提升管反應(yīng)器到達(dá)其出口進(jìn)入初旋，進(jìn)行催化劑和反應(yīng)油氣的分離，分離的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋，進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離；反應(yīng)油氣在集氣室集中后引出沉降器而進(jìn)入分餾裝置進(jìn)行餾分切割，通過(guò)頂旋分離下來(lái)的催化劑通過(guò)頂旋料腿進(jìn)入汽提段；通過(guò)初旋分離下來(lái)的催化劑進(jìn)入初旋的料腿與從再生器引入初旋料腿上部裝置操作催化劑循環(huán)量的5～100％的再生催化劑接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)完全，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；混合催化劑向下流動(dòng)離開(kāi)初旋的料腿而進(jìn)入汽提段，與用從底部進(jìn)入的汽提蒸汽在汽提段內(nèi)對(duì)催化劑之間和其內(nèi)部夾帶的油氣進(jìn)行汽提分離，之后催化劑通過(guò)待生斜管進(jìn)入再生器進(jìn)行再生；被汽提出來(lái)的油氣和水蒸汽一起進(jìn)入沉降器底部，再向上緩慢流動(dòng)，同時(shí)會(huì)夾帶著少量的催化劑，到沉降器上部與從初旋中分離出來(lái)的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油催化裂化沉降器抑制結(jié)焦的方法，其特征在于所述的再生催化劑也可以從再生器同時(shí)引入汽提段和提升管反應(yīng)器的初旋料腿，則該方法的流程為重油催化裂化反應(yīng)油氣與催化劑通過(guò)提升管反應(yīng)器到達(dá)其出口進(jìn)入初旋，進(jìn)行催化劑和反應(yīng)油氣的分離，分離的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋，進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離；反應(yīng)油氣在集氣室集中后引出沉降器，進(jìn)入分餾裝置進(jìn)行餾分切割，通過(guò)頂旋分離下來(lái)的催化劑通過(guò)頂旋料腿進(jìn)入汽提段；通過(guò)初旋分離下來(lái)的催化劑進(jìn)入初旋的料腿，與從再生器引入料腿上部的5～100％的裝置操作催化劑循環(huán)量的再生催化劑接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；混合催化劑向下流動(dòng)離開(kāi)初旋的料腿，進(jìn)入汽提段，與從再生器引入汽提段頂部的5～100％催化劑循環(huán)量的再生催化劑接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)完全，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；隨后，混合催化劑向下流動(dòng)到汽提段底部，與用從底部進(jìn)入的汽提蒸汽在汽提段內(nèi)對(duì)催化劑之間和其內(nèi)部夾帶的油氣進(jìn)行汽提分離，之后，催化劑通過(guò)待生斜管進(jìn)入再生器進(jìn)行再生；被汽提出來(lái)的油氣和水蒸汽一起進(jìn)入沉降器底部，再向上緩慢流動(dòng)，同時(shí)會(huì)夾帶著少量的催化劑，到沉降器上部與從初旋中分離出來(lái)的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離。
4.一種重油催化裂化沉降器抑制結(jié)焦的方法，在重油催化裂化裝置上設(shè)立用于對(duì)C4烴類和催化汽油進(jìn)行高溫裂解的輔助提升管反應(yīng)器，其特征在于重油催化裂化反應(yīng)油氣與催化劑通過(guò)提升管反應(yīng)器到達(dá)其出口進(jìn)入初旋進(jìn)行催化劑和反應(yīng)油氣的分離；通過(guò)初旋分離的催化劑通過(guò)初旋料腿從頂部進(jìn)入汽提段，與從輔助提升管反應(yīng)器的出口初旋分離出來(lái)的、經(jīng)過(guò)料腿引入汽提段頂部的高溫高活性待生劑接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使從重油提升管反應(yīng)器出來(lái)的待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)完全，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；之后，混合催化劑向下流動(dòng)到汽提段底部，與從汽提段底部進(jìn)入的汽提蒸汽在汽提段內(nèi)對(duì)催化劑之間和其內(nèi)部夾帶的油氣進(jìn)行汽提分離；之后，催化劑通過(guò)待生斜管進(jìn)入再生器進(jìn)行再生；被汽提出來(lái)的油氣和水蒸汽一起進(jìn)入沉降器底部，再向上緩慢流動(dòng)，同時(shí)會(huì)夾帶著少量的催化劑，到沉降器上部與從初旋中分離出來(lái)的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離；分離下來(lái)的催化劑通過(guò)頂旋料腿進(jìn)入汽提段，反應(yīng)油氣在集氣室集中后引出沉降器，進(jìn)入分餾裝置進(jìn)行餾分切割。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的重油催化裂化沉降器抑制結(jié)焦的方法，其特征在于所述的高溫高活性待生劑也可以從輔助提升管反應(yīng)器出口引入到重油提升管反應(yīng)器的初旋料腿，則該方法的流程為重油催化裂化反應(yīng)油氣與催化劑通過(guò)提升管反應(yīng)器到達(dá)其出口，進(jìn)入初旋進(jìn)行催化劑和反應(yīng)油氣的分離，分離的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋，進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離；反應(yīng)油氣在集氣室集中后引出沉降器而進(jìn)入分餾裝置進(jìn)行餾分切割，通過(guò)頂旋分離下來(lái)的催化劑通過(guò)頂旋料腿進(jìn)入汽提段；通過(guò)初旋分離下來(lái)的催化劑進(jìn)入初旋的料腿與從輔助提升管反應(yīng)器的出口初旋分離出來(lái)的經(jīng)過(guò)料腿引入初旋的料腿上部的高溫高活性待生劑接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使從重油提升管反應(yīng)器出來(lái)的待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)完全，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；之后，混合催化劑向下流動(dòng)離開(kāi)初旋的料腿而進(jìn)入汽提段，與用從底部進(jìn)入的汽提蒸汽在汽提段內(nèi)對(duì)催化劑之間和其內(nèi)部夾帶的油氣進(jìn)行汽提分離；隨后，催化劑通過(guò)待生斜管進(jìn)入再生器進(jìn)行再生；被汽提出來(lái)的油氣和水蒸汽一起進(jìn)入沉降器底部，再向上緩慢流動(dòng)，同時(shí)會(huì)夾帶著少量的催化劑，到沉降器上部與從初旋中分離出來(lái)的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的重油催化裂化沉降器抑制結(jié)焦的方法，其特征在于所述的高溫高活性待生劑也可以從輔助提升管反應(yīng)器出口同時(shí)引入汽提段和提升管反應(yīng)器的初旋料腿，則該方法的流程為重油催化裂化反應(yīng)油氣與催化劑通過(guò)提升管反應(yīng)器到達(dá)其出口進(jìn)入初旋，進(jìn)行催化劑和反應(yīng)油氣的分離，分離的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋，進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離；反應(yīng)油氣在集氣室集中后引出沉降器而進(jìn)入分餾裝置進(jìn)行餾分切割，通過(guò)頂旋分離下來(lái)的催化劑通過(guò)頂旋料腿進(jìn)入汽提段4；通過(guò)初旋分離下來(lái)的催化劑進(jìn)入初旋的料腿與從輔助提升管反應(yīng)器的出口初旋分離出來(lái)的經(jīng)過(guò)料腿引入初旋的料腿上部的30～60％的高溫高活性待生劑接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；之后，混合催化劑向下流動(dòng)離開(kāi)初旋的料腿而進(jìn)入汽提段，與從輔助提升管反應(yīng)器的出口初旋分離出來(lái)的經(jīng)過(guò)料腿引入汽提段頂部的40～70％的高溫高活性待生劑接觸、混合，在溫度480～600℃，停留時(shí)間2～60min的條件下，使待生劑夾帶的來(lái)不及反應(yīng)而容易生焦的液相重組分反應(yīng)完全，生產(chǎn)輕質(zhì)油氣；隨后，混合催化劑向下流動(dòng)到汽提段底部，與用從底部進(jìn)入的汽提蒸汽在汽提段內(nèi)對(duì)催化劑之間和其內(nèi)部夾帶的油氣進(jìn)行汽提分離，催化劑通過(guò)待生斜管進(jìn)入再生器進(jìn)行再生；被汽提出來(lái)的油氣和水蒸汽一起進(jìn)入沉降器底部，再向上緩慢流動(dòng)，同時(shí)會(huì)夾帶著少量的催化劑，到沉降器上部與從初旋中分離出來(lái)的反應(yīng)油氣和少量的催化劑一起進(jìn)入頂旋進(jìn)行反應(yīng)油氣和催化劑的進(jìn)一步分離。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種重油催化裂化沉降器抑制結(jié)焦的方法，通過(guò)設(shè)計(jì)和改變汽提段結(jié)構(gòu)和汽提工藝條件延長(zhǎng)汽提時(shí)間、引入再生催化劑或高溫高活性的待生劑到汽提段，提高汽提段溫度和催化劑活性，調(diào)整汽提段內(nèi)傳遞和流動(dòng)特性，從而創(chuàng)造環(huán)境使催化劑顆粒間和顆粒內(nèi)夾帶或吸附的來(lái)不及反應(yīng)但被汽提到沉降器內(nèi)以后又非常容易生焦的液相重組分反應(yīng)完全，生成輕質(zhì)油氣，將生成的焦炭集中在催化劑上帶入再生器燒掉而不是在裝置上結(jié)焦，從本質(zhì)上消除催化裂化沉降器結(jié)焦的內(nèi)在因素，最終實(shí)現(xiàn)有效保障催化裂化裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的目的，從而產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)可以大大消除因?yàn)槌两灯鹘Y(jié)焦而造成的生產(chǎn)安全隱患，減少后續(xù)系統(tǒng)的結(jié)焦。
文檔編號(hào)C10G11/00GK1626626SQ20031012130
公開(kāi)日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
發(fā)明者高金森, 毛羽, 徐春明, 曹斌 申請(qǐng)人:石油大學(xué)(北京)