[发明专利]并列式内嵌提升管循环反应-再生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种并列式内嵌提升管循环反应-再生装置。

背景技术

乙烯、丙烯是重要的基本有机合成原料，近年来，受下游衍生物需求的驱动，全球乙烯、丙烯的市场需求持续增长。目前，乙烯、丙烯的生产主要依赖蒸汽热裂解。约90％的乙烯和61％的丙烯来自蒸汽热裂解过程，该工艺虽然已在全球范围内得到广泛应用，但仍存在不尽人意之处，尤其是反应需要高温(800～1000℃)，能耗大，低附加值的干气收率高。如果引入催化剂，采用催化裂解的方法，则可使反应温度降低50～200℃，减少能耗和干气的生成，并提高丙烯选择性，所以目前不少研究者都致力于催化裂解制乙烯、丙烯的研究。

催化裂解制乙烯、丙烯的原料可分为两大类：重油和轻烃/轻油。轻烃、轻油由于氢含量高于重油，乙烯、丙烯的选择性高，更适合作为乙烯、丙烯的裂解原料。然而，轻烃、轻油的碳数低，难裂解，反应需要比较高的温度，一般高于550℃。该反应过程可采用固定床反应器和循环流化床反应器。对于固定床反应器，工艺流程比较简单，但对催化剂稳定性和抗结焦性能的要求高；而轻烃、轻油的碳链短，将其裂解为乙烯、丙烯所需的催化活性高，所以催化剂在提高活性和抑制焦炭方面存在较难调和的矛盾，这也就成为制约固定床工艺发展的瓶颈。对于循环流化床反应器，可以实现催化剂的连续反应再生，不必考虑催化剂抑制结焦的性能，催化剂活性可大幅提高，利于促进催化反应，提高低碳烯烃选择性，抑制干气。该技术可借鉴传统重油流化催化剂裂化的工艺模式，即反应-再生系统包括一个提升管反应器、再生器、沉降器；沉降器下部为汽提段；沉降器位于再生器之上，汽提段位于再生器内部，下端和待生催化剂输送管相连，待生催化剂输送管在再生器的催化剂床层中，沉降器、汽提段和再生器同轴排布；再生器下部通过再生斜管与提升管反应器的下部相连；提升管反应器的上部与沉降器内的气固快速分离器相连；沉降器、再生器和提升管反应器相互独立，呈并列排布。然而，由于轻烃、轻油的氢含量较高，虽然高温反应但生焦量较少，而循环流化床工艺中反应所需热量由再生器烧去催化剂反应时生成的焦碳而提供，如果生较量少，再生器烧焦产生的热量不足，难以保证裂解所需的高温。因此，轻烃、轻油催化裂解制乙烯、丙烯的循环流化床工艺在高温反应和生焦量少、热量供给不足这方面存在矛盾。为解决这一问题，有些技术将轻烃、轻油催化裂解和重油催化裂化耦合在一起，采用两根提升管反应器分别裂解轻烃/轻油和重油，共用一个再生器，相关专利有WO99/57230、US2002/01899732002、ZL03126213.9等。由于重油催化裂解结焦剂的焦炭含量高，重油结焦剂再生产生的热量可以供给轻烃/轻油催化裂解和重油催化裂化共同所需热量。然而两个反应过程共用一种催化剂，该催化剂如何兼顾两个反应过程的要求又成为一个难题。另外，现行的重油流化催化裂化提升管装置，提升管反应器和再生斜管自身的散热不可忽视，若反应温度更高，则散热量加大，这部分热量对于热量供给难以保证的轻油催化裂化而言，更加弥足珍贵。

发明内容

本发明为解决轻烃、轻油催化裂解过程中，采用提升管反应器进行循环反应再生时，难以实现高温反应的技术问题，提供一种新的并列式内嵌提升管反应-再生装置。该方法用于轻烃、轻油的高温催化裂解制乙烯、丙烯过程，具有乙烯、丙烯收率高，经济性好的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种并列式内嵌提升管循环反应-再生装置，主要包括内嵌提升管反应器1、再生器2、沉降器3；沉降器3内部设有气固旋风分离器8和气固快速分离器20，顶部开有产品出口12，下部为汽提段4，汽提段4位于再生器2内部，经待生催化剂输送管18和再生器2相连；再生器2内部设有气固旋风分离器19，上部开有烟气出口16，下部通过再生斜管5与内嵌式提升管反应器1的下部相连；内嵌式提升管反应器1的上部出口与沉降器3内的气固快速分离器20相连，中部为主反应区，设在再生器2内部，下部位于再生器2外部，并设有至少一个进料喷嘴11；沉降器3、汽提段4和内嵌提升管反应器1相互并列。