[发明专利]一种催化裂化工艺与装置

说明书

技术领域

本发明属于烃油催化裂化领域，特别涉及一种短程、高效催化裂化工艺及装置。

背景技术

目前，在石油化工行业催化裂化过程中所使用的单根或多根提升管催化裂化装置的各提升管反应器顶部出口分别与各自的沉降器相连通，底部通过各自的待生斜管和待生立管与再生器相连通。在上述的常规催化裂化装置中，有以下几方面的问题：第一，是再生器温度无法实现灵活控制，催化剂的再生温度一般都高于650℃，使提升管反应器中油剂瞬间接触温度较高，过高的油剂接触温度会加具热裂化反应、降低催化裂化反应的程度，结果是产品分布恶化，干气和焦炭产率上升、总液体收率下降(总液体收率指液化气产率、汽油产率和柴油产率之和)，由于较高的再生催化剂温度，受装置热平衡限制，使重油提升管反应器的剂油比相对较小，一般为5～8(提升管反应器的剂油比为提升管反应器内催化剂的重量循环量与重油提升管反应器进料的重量流量之比)；第二，由于提升管式反应器的长度决定了原料的反应时间(一般在4s左右)。过长的反应时间在提高原料单程转化率的同时也加剧了原料裂化生成物的二次反应，使裂化气产率增加，从而降低了汽、柴油馏分的收率；第三，由于提升管式反应器中的油气线速高于催化剂线速而造成结炭催化剂的滑落而形成返混，由此，在提升管式反应器原料喷嘴上部，结炭滑落的催化剂与雾化原料和初期裂化生成物再次接触，从而恶化了产品分布，降低了催化剂对原料裂化的产品选择性；第四，由于再生器烧焦能力及烧焦效率相对较低，使再生器的尺寸较大和催化剂藏量较高，造成设备投资相对较大。

中国专利ZL200510017751.5所涉及再生催化剂降温技术是利用催化裂化双提升管的技术优势，将轻烃提升管反应后保留有高剩余活性(相当于再生剂活性的90％)、低温(500℃左右)的待生剂部分或全部返回重油提升管底部设置的混合器，在混合器中与来自再生器的再生催化剂混合后进入重油提升管与重油接触反应。由于混合器中两股催化剂的热交换作用使混合催化剂的温度有效下降至630℃左右，进入重油提升管与重质原料接触反应，使剂油比得到显著提高，并有效降低了装置的干气、焦炭产率，液体收率提高，产品分布得到改善，炼厂的经济效益提高。但该技术存在以下几点不足：首先，再生器温度无法实现灵活控制，该技术优势仅体现于两根以上提升管的催化裂化装置。其次，由于该技术为传统的提升管式催化裂化，仍表现出了反应时间长、干气及焦炭产率相对高、产品分布相对差、再生器烧焦能力低及装置能耗高的不足。

中国专利ZL97106088.6所涉及的分子筛催化剂高效再生工艺技术主要包括：1.待生催化剂在第一根再生管再生后进入外置旋风分离器组，经料腿进入第二根再生管。2.第二根再生管外置旋风分离器组料腿直接进入外取热器，经底部斜管进入提升管反应器。技术烧焦时间在10秒以内，烧焦强度(每小时、每吨催化剂的烧碳量)是现有技术的10倍左右。但该技术也存在以下两点不足：1.采用提升管式反应器而无法实现原料短反应时间。2.工艺过程及操作复杂，工程上难以实施。

中国专利ZL93242428.7所涉及的一种催化裂化提升管烧焦再生器技术特点为：提升管再生器上设有多段空气进气口进行待生催化剂再生，强化了待生催化剂的烧焦再生过程，其结构简单，操作方便。但该技术存在提升管式反应器而无法实现原料短反应时间操作。

美国专利USP：5462652所涉及的工艺技术特点为：1.反应沉降器上部设置催化剂混合罐，混合罐采用水蒸汽进行催化剂的均匀混合；反应沉降器顶部设置混合催化剂室，催化剂由混合催化剂室中心开口进入反应沉降器。2.催化剂与原料的反应以及待生催化剂的汽提均在反应沉降器中进行，催化剂流动方向向下，喷嘴的原料喷射方向与催化剂流动方向成90°夹角，反应沉降器外挂旋风分离器。3.一部分待生催化剂由第一根气升管提升至再生器进行烧焦再生，另一部分待生催化剂由第二根气升管提升至催化剂混合罐，再生后的催化剂由第三根气升管提升至催化剂混合罐与待生催化剂混合来降低进入反应沉降器的混合催化剂温度。由于以上特征，美国专利USP：5462652技术在反应沉降器中实现原料短反应时间，低油剂接触温度，大剂油比操作，使装置的干气、焦炭产率下降，液体收率提高，产品分布得到改善。但该技术仍存在以下几点不足：1.采用常规催化裂化再生器，其烧焦能力低。2.参与反应的催化剂为再生后的催化剂和待生催化剂的混合物，该混合催化剂对原料的裂化活性必然受到影响，也势必对产品分布带来不利影响。3.工艺过程及操作复杂。