[实用新型]一种三提升管催化裂化反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于石油烃的催化裂化设备，更具体地说，是一种具有三根提升管的催化裂化反应器。

背景技术

催化裂化是将重质原料转化为汽油、柴油等高价值石油产品的重要工艺过程，即在催化剂和较高的反应温度下，把高沸点烃类转化成价值更高的低沸点烃类的过程。催化裂化装置包括反应再生系统、分馏系统、吸收稳定系统和能量回收系统。其核心是反应再生系统。新鲜原料油经换热后，通常与回炼油混合，用蒸汽雾化并喷入提升管反应器的底部，与来自再生器的高温催化剂接触，随即汽化并反应。油气和催化剂的混合物通过提升管反应器进入由旋风分离器等设备构成的分离系统，使油气与积炭的催化剂分离。油气进入后续的分馏系统和吸收稳定系统，进一步分离为液化气、汽油、柴油等各种产品。积炭的催化剂(待生剂)由沉降器落入汽提器，通过与汽提蒸汽逆流接触，脱除催化剂上吸附的油气及颗粒间的油气。汽提后的催化剂经过待生斜管进入再生器。再生器的主要作用是烧去待生剂上沉积的焦炭，恢复催化剂的活性，同时燃烧放出大量的热量，使催化剂的温度提高，为反应部分提供足够的反应热。再生后的催化剂(再生剂)经再生斜管循环返回反应器循环使用。

最初的催化裂化反应器型式为固定床反应器，主要将蜡油转化为高辛烷值汽油和低碳烃类。后来逐渐发展为移动床反应器、流化床反应器以及提升管反应器。在50～60时年代，催化裂化过程所采用的催化剂为无定形硅铝，其活性非常低，需要较长的反应时间(如10-60秒)才能达到可以接受的转化率水平。如果使用直管式反应器，反应器会不切实际的长，因此，需要使用折叠式提升管反应器，以克服高度的限制。为了增加反应时间，有些折叠式提升管反应器改进为直径扩大的反应器；还有一些反应器改进为密相的流化床反应器。六十年代中期以前，大多数催化裂化装置都采用密相流化床裂化反应器。

六十年代中期以后，随着分子筛的出现，催化裂化催化剂的活性比无定型硅铝催化剂提高了几个数量级，催化裂化过程普遍采用直立的管状反应器，油气在该反应器中的停留时间为1-10秒，转化率高达85v％。

现在，绝大多数的FCC装置都采用提升管反应器。有些装置为了达到提高转化深度、增产低碳烯烃或者是降低汽油烯烃含量等目的，在提升管反应器的下游设置密相流化床反应器。为了克服提升管反应器的轴向滑落，同时进一步缩短反应时间，部分催化裂化装置采用了下行管式反应器。

具有代表性的催化裂化反应器主要有以下几种：

密相床裂化反应器：原料油和再生催化剂通过很短的一段提升管，进入密相床反应器，提升管的出口一般有比提升管直径大的分离器隔栅。密相床反应器也有一段提升管，但提升管的主要作用是将催化剂和原料油输送到床层反应器。如美国UOP公司开发的“快速冷却”反应器就是其中的一种。该反应器是UOP多种FCC反应器的一种，装置是垂直设计，反应器位于再生器上部。

正流式反应器：为美国KELLOGG公司开发，即设计一个低位再生器和一个带内汽提段的高位反应器，催化剂通过内部的立管和提升管流动到反应器中。此后，KELLOGG公司又开发了正流C型结构，第一次提出采用两根提升管，将新鲜原料油和回炼油分别在不同的提升管内进行选择性的裂化反应。此外，正流F型及超正流型，都是采用提升管反应器，只是有些采用多喷嘴进料，有些采用快分结构设计等。

IV型流化催化裂化：为美国EXXON公司设计，其主要特点是催化剂循环主要靠U型管密相输送，是典型的流化床密相反应器。

灵活催化裂化反应器：为美国EXXON公司设计，其反应器型式有两种：提升管加密相床和全提升管。提升管加密相床的主要特点是：在提升管顶部有一个可变的密相床层，可调节床层空速，以便控制原料的转化率和裂化产品的分布，空速可在15～50h^-1的较大范围内变化。对于全提升管反应器，全部反应过程都在提升管中进行，其空速可高达60h^-1。

下行管反应器：USP4985136、NPRA96-27等介绍了MSCC专利技术及其工业应用。催化剂向下流动，进料垂直穿过催化剂的“帘子”，反应产物和催化剂水平通过反应区，实现气固快速分离。下行管反应器具有反应空间小、气固分离效果好的特点，因此，该工艺可减少二次反应，提高目的产物的选择性。USP5462652介绍的超短接触FCC，其反应器是原料油水平通过下落的催化剂形成的“幕布”，同时将部分汽提后但又没有烧焦再生的带炭剂与完全再生的催化剂混合返回到催化剂混合器，以增加反应的剂油比。