[发明专利]一种切入式超短接触旋流反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种切入式超短接触旋流反应器，该技术属于石油炼制行业中的催化裂化工艺，特别适用于重质、劣质油加工用催化裂化工艺。其技术特点是原料引入装置具有两个端部，一个端部与进料喷嘴相连，另一个端部与切入式旋流反应器内部相通；原料引入装置与反应器的连接形式为直切式或蜗壳式，

背景技术

传统催化裂化反应器装置的一般形式：油气在提升管内反应形成气固混合物，经提升管末端出口快分结构快速分离，再经旋风分离器进入油气集气室，然后经转油线引入分馏塔。近些年来，为了适应重质原油、渣油特点，许多石油公司及研究机构对催化裂化提升管反应器进行了一系列的改进，主要包括：进料段预提升技术、重油进料喷嘴技术、分段进料技术、提升管反应终止技术、提升管末端快速分离技术、待生催化剂高效汽提技术、高效再生技术等，有关催化裂化的各种新技术、新设备和新型催化剂的不断出现，不同程度地促进了催化裂化技术的发展。

但是，由于提升管反应器本身问题，存在轴向返混较大、气固分布不均匀、催化剂由于积炭而活性和选择性迅速下降、提升管中后部不利的二次反应严重、有价值的中间产物收率和选择性不高、汽油烯烃含量较高以及反应器末端和后续沉降器结焦等缺点。针对这些缺陷，国内外各大石油公司及研究单位相继开发出了不同形式的剂油短时接触催化裂化技术，如：毫秒级催化裂化(MSCC)工艺、短接触时间催化裂化(SCT)工艺、下行床反应器催化裂化工艺、折叠床催化裂化工艺多反应区(MIP)工艺、两段提升管催化裂化(TSRFCC)工艺、灵活多效催化裂化(FDFCC)工艺等，其目的就是减少二次裂化反应和氢转移反应的发生，使生成的汽油、柴油馏分等一次裂化反应产物以及轻烯烃得以保留，从而获得较好的产品分布和较高的产品质量。这些技术的开发，使得催化裂化提升管反应器技术取得了重大进步，对于石化工业满足清洁燃料生产和对石油产品需求不断增长做出了巨大贡献。

针对催化裂化沉降器内油气停留时间长、容易导致油气发生二次裂化和装置结焦问题，有研究人员提出了无沉降器催化裂化工艺的设想方案，提出将已无实际用途的传统的催化裂化沉降器取消，消除油气滞留的大空间，采用油气和催化剂快速分离装置，实现气固高效分离，油气快速引出并及时高效汽提，三者组成一体。此方案如若能够最终实现工程化，可避免沉降器内结焦问题，但仍不能解决提升管反应器内部的过度裂化和局部结焦等问题。

然而，尽管各种剂油短时接触催化裂化技术形式各不相同，都在一定程度上实现了油气和催化剂的短时间接触，在减少催化裂化二次反应、抑制热裂化反应、改善产品分布等方面取得了不同的效果，现了这种剂油短接触催化裂化技术的优越性。但从装备角度而言，各种技术的反应和再生装置的具体装备形式没有本质区别，基本上都是采用再生器和沉降器两器方式进行催化剂的循环，这些技术也就都有自身难以消除的弊病。对于提升管末端的快分技术和SCT技术，由于只着眼于提升管的出口或进料装置，对提升管本身未作任何改动，因此这种剂油短时接触受到一定限制；由于对提升管内的流动、传热以及反应的规律认识还不是很清楚，目前炼厂采用的急冷技术带有较大的经验性，同时受到现有装置结构状况和操作条件的限制，这种剂油短时接触的操作并不到位，也没有发挥出最大的优势；MSCC技术虽然从一个侧面向我们展示了这种剂油超短时接触带来的优越性，但它对装置的改造过于复杂，投资大，不适合已经存在的大型催化裂化装置；下行床催化裂化反应器也存在着一些需要克服的问题，最重要的是它很难形成像常规提升管那样的有着强烈油剂混合的进料段，而这对于催化裂化过程初期的传热和传质非常关键。另外，下行床反应器在工业上的实施需要从催化剂的流化方式到主要设备的布置都进行较大程度的改动，这不能不说是该工艺过程工业化进程中的主要难题。随着原油的重质化和劣质化加剧，基于目前催化裂化装置的实际情况，作为催化裂化反应过程的核心——传统提升管反应器而言，渣油催化裂化很难再取得突破性的进展。开发出一种适合于现有提升管的改造、投资小、能最大程度地实现剂油短时接触的新型催化裂化技术，将是今后渣油催化裂化领域中的一个重要发展方向。

发明内容

本发明的目的就在于避免上述现有技术的不足之处而提出了一种切入式超短接触旋流反应器。该切入式超短接触旋流反应器主要由三部分组成：圆柱段，圆锥段，汽提器。