[发明专利]改进的FCC催化剂气提器结构

说明书

发明领域

本发明涉及烃原料的催化裂化。特别地，本发明涉及利用这样的流体催化裂化(FCC)反应器的催化剂气提器部分的装置和方法，即其具有弦式塔板，其设计用以提供改进在FCC反应器的气提区中的失效的FCC催化剂中的烃的气提。 

发明背景

高分子量的石油原料转化为更有价值的产物对石油加工例如流态化催化裂化(FCC)和焦炭发生很重要。在FCC方法中，高分子量原料与流态化催化剂颗粒在FCC单元的升管反应器中接触。根据期望的产物的类型控制原料和催化剂之间的接触。在原料的催化裂化中。控制反应器条件例如温度和接触时间使期望的产物最大化并且使不期望的产物例如轻质气体和焦炭最小化。 

已经设计利用了多种FCC升管和反应器。但是随着沸石裂化催化剂的发展，其具有显著改进了的裂化活性，为了最小化导致较小价值的产物的制备的过度裂化增加，例如轻质烃气体以及裂化催化剂上焦炭沉积的增加，大多数现代FCC反应器利用短接触时间裂化构造，其中催对化剂和FCC原料流接触的时间量没有限制。大多数短接触时间FCC构造利用了升管裂化构造，其中催化剂和FCC反应器烃原料流在升管中接触，且催化剂和烃混合物离开升管并进入反应器之后催化剂和烃反应产物立刻分离。虽然设计使用了许多不同的FCC反应器，大多数在反应器的内部使用机械旋风器从烃反应器产物中尽可能快的且有效的分离催化剂。这一快速的分离过程的优点在于既使催化剂和烃之间的后升管反应最小化， 又提供了用于在再引入作为再生催化剂返回到反应过程之前从送到再生阶段的失效的催化剂中分离送去进行进一步加工的产物的物理手段。 

这种改进的催化剂技术导致现有的FCC单元提高现有设备的反应器部分的生产量的能力。但是这种改进的反应部分的性能导致加工速率瓶颈转移到其它现有的FCC设备上，这会阻止反应器部分在改进的或最大速率下运行。关注于速度的提高改进的设备的非限制性实施例为FCC反应器气提部分和FCC再生器部分。 

特别地，FCC反应器气提部分对于FCC反应/再生器部分的生产量的最大化是很重要的。在将催化剂送到FCC再生器中之前，FCC气提器利用气提介质，通常是蒸汽从失效FCC催化剂中气提烃。在FCC再生器中，在将处于再生状态的催化剂送回到FCC过程的反应阶段之前，为了通过从催化剂燃烧剩余的烃和焦炭沉积再生催化剂的活性，失效的催化剂经受大约1100到大约1400℉(593到760℃)的温度。在气提部分中不能有效的从催化剂中气提出的烃被送到再生器区域，会导致FCC再生器上增加的燃烧负载并且对FCC单元都有几种其它不利的影响。如果再生器速率限制了特别的FCC过程，在FCC气提器中不充分的烃的气提会直接导致损失单元的总生产能力。 

因此该过程中气提部分的效率对于FCC过程总生产能力以及FCC单元的效率和环境性能非常重要。除了上述不适当或不充分的烃的气提的速率限制的方面，不充分的烃的气提还会导致产物的损失、增加的排放物、增加的蒸汽消耗以及相关的有害影响。任何不能从FCC气提器中失效的催化剂中除去的剩余的烃产物变为损失的产物。如果在离开气提器部分之前烃剩余物没有气提出来，它就在FCC反应器部分中燃烧。除了相应的产物损失，这种额外的燃烧是不期望的，因为它增加了再生器烟道气中污染物的浓度和/或增加了来自FCC单元的再生器的烟道气速率，导致增加气体污染排放物。此外，不充分设计的FCC气提部分将会导致在FCC气提器和反应器中过量的使用蒸汽。这种过量的蒸汽可能导致相关 FCC分馏塔的总烃加工容量的减少以及并增加必需从烃产物中除去并之后在抛弃和重新使用之前处理的水量增加。 

已经有设备设计为改进FCC气提器中催化剂/气提气体的接触。许多“盘式和圆环形”气提器塔板被提出以改进与“环形升管”FCC反应器相关的气提过程。FCC环形升管反应器具有从反应器底部进入并且上升贯穿通过FCC反应器中心轴的升管部分。美国专利5,531,884和6,248,298中可以看到这种环形塔板设计的实例。与FCC轴向升管设计的升管构造相对比，设计了一种外部升管FCC反应器构造，其中主要的原料/催化剂升管并不在轴向上进入FCC反应器的底部，但是替代性地，其在FCC反应器的外部直到它进入反应器，通常在反应器的侧面，在FCC反应器上部部分的某处。其它有些混合设计在此说明为并更充分的描述为FCC“S”升管反应器设计。