[发明专利]一种用于流化催化转化的反应器和催化转化方法

说明书

本发明涉及一种用于流化催化转化的反应器和催化转化方法，该反应器主体为密相流化床(1)，所述密相流化床(1)的下部设置有第一原料油入口、顶部设置有反应油气出口和底部设置有催化剂出口，所述密相流化床(1)在所述第一原料油入口的上方设置有多个催化剂入口，所述多个催化剂入口沿高度方向从上至下分布，所述密相流化床(1)的内径由下至上逐渐增大。本发明提供的反应器和方法能够提高催化转化反应的选择性，提高汽油收率和选择性。

技术领域

本发明涉及一种用于流化催化转化的反应器和催化转化方法。

背景技术

流化催化转化工艺如催化裂化工艺，通常是以重质油为原料，在酸性催化剂的作用下，转化成干气、液化气、汽油、轻循环油、油浆和焦炭的过程。伴随着分子筛催化剂的出现，催化裂化工艺的反应器主要包括两大类：一类是提升管反应器；另一类是下流式反应器。

提升管反应器又可分为两大类：一类是常规的等直径的提升管反应器；另一类为变径的提升管反应器。对于等直径提升管反应器，主要的改进是为不同性质的烃类原料油提供适宜的反应条件，如中国专利CN1415700A披露的一种采用套管式反应器的催化裂化方法。对于变径提升管反应器，中国专利CN1237477A披露了一种沿垂直方向从下至上依次为互为同轴的预提升段、第一反应区、扩径的第二反应区、直径缩小了的出口区的变径提升管反应器，可以实现两个反应区的工艺条件的优化控制。在此基础上，中国专利CN100409936A通过改变进料喷嘴的角度以提高原料的雾化程度，从而改善产品分布和产品性质。中国专利CN1095392A披露了一种反应器横截面圆的直径随反应器高度不同而连续变化的变径提升管反应器，以尽可能实现流体入口流速与出口流速基本相同、以满足多产气态烯烃工艺的需求。中国专利CN101191070A披露的一种生产低碳烯烃的方法中采用的反应器与中国专利CN1095392A基本类似，反应器横截面积沿物流流动方向不断扩大，以尽可能使反应器内的催化剂密度、非催化剂物流空塔气速保持相对稳定。

自上世纪80年代以来，国外许多著名石油公司分别提出了高温、短接触时间的下流式反应器专利技术，如美国专利US4514285、US5296131、US4985136、以及中国专利CN1546610A、CN1453334A等等，目的主要是减少非理想的二次反应，减少焦炭等产率，提高汽油和烯烃产率。

对于上述的催化裂化反应器，无论是提升管反应器还是下流式反应器，原料油和催化剂瞬间接触反应后产生的反应油气和催化剂流的流动方向是同向一致的，由于此时的催化剂上已经积炭，这意味着该反应油气在离开反应器与催化剂分离之前，会一直与低活性的积碳催化剂接触，那么带来的结果是该反应油气随后可能伴随发生低选择性的副反应，如热裂化反应等等，导致最终产品选择性变差。此外，无论是提升管反应器还是下流式反应器，从入口到出口，均存在较大的温度梯度，不同的温度梯度对反应的选择性产生影响。

此外，催化裂化的主要目的产品是汽油，但对于一些低生焦率、但由于自身结构特征或者由于自身含有较多催化剂污染物从而导致较难转化的原料油，无论采用提升管反应器还是下流式反应器，目的产品汽油产率和选择性均较低，反应产物主要是性质较差的轻循环油，极大地降低了装置的经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于流化催化转化的反应器和催化转化方法，本发明提供的反应器和方法能够提高催化转化反应的选择性，提高汽油收率和选择性。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于流化催化转化的反应器，所述密相流化床的内径由下至上逐渐增大，该反应器主体为密相流化床，所述密相流化床的下部设置有第一原料油入口、顶部设置有反应油气出口和底部设置有催化剂出口，所述密相流化床在所述第一原料油入口的上方设置有多个催化剂入口，所述多个催化剂入口沿高度方向从上至下分布。

可选的，最上方的催化剂入口距所述密相流化床顶部的距离为0-2米，相邻催化剂入口的距离不低于2米，不高于H/n米，其中，H为所述密相流化床的高度，H≥4米，n为所述催化剂入口的个数，n≥2，H/n＞2。