[发明专利]一种重油催化裂化方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，特别涉及一种重油催化裂化方法及装置。

背景技术

催化裂化过程是重质油在催化剂上发生气固催化裂化反应生成轻质油过程。催化裂化工业装置中液体重质原料油经雾化后进入提升管反应器底部，与高温再生剂接触首先使重质原料油汽化，然后再发生气固催化裂化反应，反应产物油气和待生催化剂从提升管反应器出口流出，经气固分离后反应产物油气排出反应器，待生催化剂去再生。由于催化裂化是吸热反应且有焦炭生成，所以提升管反应器中随着油气的向上流动温度、催化剂活性逐步降低。通常提升管反应器底部与出口温差20～30℃，蜡油在提升管底部条件下基本可完全汽化，当装置加工重质油时，由于重质油沸点大幅度提高，部分重质油汽化不了以未汽化油形式存在，导致装置生焦率升高，甚至使提升管反应器、沉降器结焦。常规提升管反应器中进料以上～1/3总长度处催化剂活性只有初始活性的1/2，1/2总长度后催化剂活性只有初始活性的1/3，即提升管后1/2长度内是在低催化剂活性条件下进行的，严重偏离优化催化裂化反应条件。近期有的重油催化裂化装置采用了再生剂冷却技术，应用该技术后催化剂循环量增加，剂油比增加有利于提高催化裂化反应过程催化剂活性，但提升管反应器出口温度不变情况下底部进料混合温度进一步降低，使未汽化油进一步增加，导致生焦率升高。

气固快速分离是重油催化裂化过程的关键之一，早期有伞帽、倒L、T型等结构型式，分离效率一般在70％～80％，分离后的油气在直径较大的沉降器内慢速上升，然后进入沉降器顶部旋风分离器(简称顶旋)。这部分油气在沉降器停留时间在20～50秒，在500℃高温下仍存在过渡热裂化、缩合等反应，影响轻质油收率，在加工重质油时甚至在沉降器结焦。有的装置提升管出口设置1～4台初级旋风分离器(简称粗旋)，效率可达95％以上，粗旋料腿是在正压差条件下排出催化剂，同时排出15％～30％油气，这部分油气在沉降器下部慢速上升到上部停留时间在30～90秒，在500℃高温下存在明显的过渡热裂化、缩合等反应，影响轻质油收率，加工重质油时甚至在沉降器结焦。有的装置将粗旋升气管向上延伸到顶旋入口附近，这种方案油气主流停留时间大幅度缩短，但粗旋料腿排出的少量油气在沉降器停留时间更长(达100秒)，沉降器有结焦更严重的趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种重油催化裂化方法，提高剂油比、提高催化裂化反应过程催化剂活性，同时提高提升管反应器进料混合温度、提高重质油汽化率，减少未汽化油；并缩短油气在沉降器停留时间，降低干气、焦炭产率提高产品收率，改善产品质量，解决提升管反应器、沉降器结焦问题。

本发明解决其技术问题所采用的方法是：包括催化剂进入、原料油进料、原料汽化、气固接触、催化裂化反应、气固分离过程，其特征是：设置再生剂降温、预提升器取热、提升管反应器中部取热提高剂油比、提高进料段混合温度，提高催化裂化过程催化剂活性、提高进料重质油汽化率；设置密闭快速分离系统缩短油气在沉降器停留时间。

进一步，提升管中部取热是设置取热管方案，媒质是除氧水或是蒸汽或是烃类介质；或是补入低温介质方案，补入低温介质是粗汽油或石脑油，或是再生催化剂，或是烃类介质与催化剂混合物；或是设置热超导取热管方案。

进一步，再生剂降温是高温再生剂直接降温方案或是冷热两股催化剂混合降温方案，设置流化气体单独返回再生器或不设置，设置再生剂汽提或不设置；预提升器取热是内取热或是外取热，取热媒质是水或是饱和蒸汽或是烃类介质或是热超导介质。

进一步，所述技术措施同时使用，或其中2项或3项组合方式使用。

一种实现所述发明方法的装置，包括催化剂输送管、预提升器、下段提升管、上段提升管及中部取热段、沉降器及密闭快速分离设施、再生器及再生剂降温器。

进一步，提升管中部取热段包括取热段壳体、组合型分配器、取热管或补入低温介质输送管或和急冷油喷嘴；取热段壳体是扩大直径结构；取热管是套管结构或是U型管结构或是蛇管结构，管外侧设置翅片或钉头或不设置；补入低温介质输送管是补入低温轻烃和催化剂输送管，或是补入低温再生剂输送管，进入位置在分配器的上方或下方，补入低温介质出口设置分配器或不设置；急冷油喷嘴设置在分配器的上方或下方，急冷油是粗汽油或轻烃介质；组合型分配器包括立式分配器和板式分配器，立式分配器是单支或多只柱型或帽型或蘑菇型或管型分配器，分配器均开设若干耐磨孔或耐磨短管。