催化裂化提升管反应器制造技术

本发明专利技术是对催化裂化提升管反应器中的底部预提升区进行改进使其成为扩大管，在扩大管内由于内输送管和提升气体管设置位置的不同以及扩大管与提升管连接形式的不同而获得两种新型催化裂化提升管反应器均能达到改善催化剂和原料油的接触条件，提高目的产品的收率及质量，提高装置的操作弹性，并降低能耗。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
催化裂化提升管反应器本专利技术属于石油炼制领域，尤其涉及对催化裂化装置的提升管反应器进行改进。众所周知催化裂化装置是炼油工业中最为重要的二次加工手段，而该装置的反应器-再生器系统又是催化裂化反应过程中最主要的设备，几十年来，随着原料及加工工艺的不断改变，其工艺流程和加工设备也不断地改进，反应过程也逐渐由床层裂化发展成为提升管裂化，在提升管反应器中，可分为三个工况区：底部预提升区(I)，反应区(II)和出口快速分离区(III)(见附图1)，在提升管底部预提升区来自再生器的催化剂经再生斜管进入底部预提升区，在预提升气体的作用下，沿提升管上升的同时与喷嘴喷出的油汽接触反应，在提升管出口处进行快速分离，分离出的油汽进入分馏系统，而催化剂则经汽提后进入再生器进行再生，烧掉催化剂表面的积碳，然后，再由再生斜管进入提升管，完成一个催化剂的循环过程。目前国内工业装置所使用的提升管反应器，大多是直筒式和底部缩径两种。由于这两种结构形式的提升管反应器底部无缓冲空间，且预提升蒸汽直向上吹，对再生斜管下料口有阻遏作用，使再生斜管催化剂下料阻力加大，从而造成催化剂进入提升管反应器时下料不稳即产生压力波动，影响平稳操作。这也是目前多数工业装置中催化剂循环量上不去，剂油比操作弹性低的主要原因。同时再生催化剂经斜管进入提升管反应器的一侧易形成偏流；且使得催化剂颗粒群具有侧向速度，在其向上提升过程中与提升管器壁反复碰撞、弹射，形成“S”型运动轨迹，直到一定高度后才能消失。这就加剧了提升管下部区域，由边壁效应所造成径向分布不均匀状况，从模拟试验中可看出，目前的工业装置中催化剂的径向密度分布，边壁比中心区密度高出3倍左右。为了解决这些问题，现工业提升管反应器预提升段高度大多在2～4m范围，个别装置甚至达到6m左右。但增加预提升段高度只能减小催化剂在与原料油接触反应前的“S”型轨迹分布；而对改善边壁效应及压力波动效果不明显。目前生产装置的预提升线速大多在1m/s左右，有时为了提高催化剂循环量，将线速提高到2～3m/s，但因预提升速度的提高相应增加了斜管下料阻力，所以预提升线速的提高对循环量的增加并无明显效-->果。综上所述，在目前的装置结构及操作条件下，原料油进入提升管反应器与分布不均匀的催化剂流接触，会产生过裂化和结焦，或裂化深度不够，从而影响目的产品产率及质量，同时装置的操作弹性也小。有关催化裂化提升管反应器预提升方面的专利较多，比较典型的为美国专利U.S.4,820,493(如图4)。在提升管反应器底部设扩大管4，管内设输送管(14)，预提升蒸汽通过管(3)进入输送管(14)，催化剂经再生斜管(10)进入扩大管4，顶部为气室，下部为催化剂。催化剂在扩大管4气室压力作用下进入输送管(14)，在蒸汽(8)的作用下沿输送管(14)上升，然后喷入提升管(20)中心。在输送管周边布置多个喷嘴。原料油经喷嘴雾化后与提升管内的催化剂流直接接触，产生裂化反应，扩大管4内设有蒸汽调节系统，通过调节(44)的蒸汽量来控制扩大管4的顶部气室压力。从而达到调节扩大管4料位高度的目的。对该结构来讲，由于催化剂从输送管(14)直接喷入提升管(20)中心，使催化剂在提升管截面上的分布打破了原中心稀，边壁密的定常态形式，有利于催化剂与原料油的有效接触。在此专利中，扩大管4是封闭式的，扩大管4与提升管(20)实际上是经过管14串联的两个单元，剂、汽只能经过管14进入提升管(20)。其缺点是：(1)进入扩大管4上部气室的气体(44)没有出路，只能经再生斜管上行或随催化剂经输送管(14)进入提升管，这样将直接影响斜管内催化剂的流动；且催化剂靠气室压力将其压入输送管，这就需要较高的气室压力，而它会造成再生斜管下料中断，从而大大降低装置的操作平稳性。(2)由于扩大管4内不设流化汽，催化剂在管内会形成移动床或死床，不利于催化剂的提升，从而导致催化剂循环量下降，影响效率。(3)由于设置料位调节系统使操作复杂化。本专利技术的目的是针对上述提升管反应器存在的缺陷为了改善再生斜管的下料状态和催化剂在预提段的分布状态，从而改善提升管中催化剂和原料油接触条件，提高目的产品的收率及质量；提供两种新型催化裂化提升管反应器，使其提升能力大为增强，提高装置的操作弹性，并降低能耗。本专利技术是一种构思两个方案均是针对催化裂化提升管反应器底部预提升区(I)进行改进而获得两种新型的催化裂化提升管反应器，a方案和b方案均为提升管反应器底部预提升区(I)是扩大管(20)(见附图1)，在扩大管(20)内设置内输送管(25)，提升气体管(23)，流化气体管(21)，流化气体分布环管(22)，这是两个不同方案的共同构思，由于内输送管(25)设置在扩大管(20)内不同的位置及提升气体管设置在不同位置，及-->扩大管(20)与提升管(27)的连接形式不同，而形成了两种不同的方案均能达到共同的目的和相同的效果。第一种方案为(a)见附图2，提升管反应器底部是扩大管(20a)，扩大管(20a)与提升管(27a)是相连通的，在扩大管(20a)内安装内输送管(25a)，内输送管(25a)的入口端(24a)为喇叭形状；而其出口端(26a)为缩径管，内输送管(25a)的入口端(24a)位于再生斜管(29a)端下部，内输送管(25a)的出口端(26a)位于原料油喷咀(28a)之下部，提升气体管(23a)插入内输送管(25a)入口端(24a)的中心部位，伸进入口端(24a)内h＞10mm，在扩大管(25a)的底部设置流化气体管(21a)和流化气体分布环管(22a)，流化气体分布环管(22a)上有许多孔心向下的小孔，且流化气体分布环管(22a)的中径(D3a)大于内输送管(25a)入口端(24a)的直径(M)。提升气体(1a)经提升气体管(23a)进入内输送管(25a)内入口端(24a)内，内输送管(25a)位于扩大管(20a)中心，提升气体介质可以是蒸汽、汽油、原料油、干气等，用干气作提升气体可以钝化重金属对催化剂的污染。扩大管(20a)内床层3a的催化剂是由再生催化剂流(31a)提供的，再生催化剂流(31a)是经过滑阀(30a)及再生斜管(29a)进入扩大管(20a)内，催化剂床层3a内的催化剂在提升气体(1a)的作用下，由内输送管(20a)的入口端(24a)的周边进入内输送管(25a)内，然后从出口端(26a)进入提升管(27a)；内输送管(25a)位于扩大管(20a)内部，其入口端(24a)在再生斜管(29a)的下边缘距离H＞20mm，内输送管(25a)出口端(26a)距原料油喷嘴(28a)的高度Z≤2000mm，内输送管(25a)的长度以其伸入提升管(27a)中为原则，即保证其能伸入至提升管(27a)中即可，内输送管(25a)内的气体线速为1-8m/s；流化气体(2a)经流化气体管(21a)进入流化气体分布环管(22a)，从流化气体分布环管(22a)上的许多向下的小孔喷入扩大管(20a)内使床层(3a)内的催化剂处于流化状态，分布环管(22a)的中径D3a大于内输送管(25a)入口端(24a)的直径(M)即D3a＞M，就可保证流化气体从内输送管(20a)外部环隙内进入提升管(27a)内，流化气体分布环管(22a)距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化裂化提升管反应器包括底部预提升区（Ｉ），中部催化剂与油气直接接触反应区（Ⅱ）和顶部反应产物与催化剂快速分离区（Ⅲ），其特征在于提升管反应器底部是扩大管（２０ａ），扩大管（２０ａ）与提升管（２７ａ）是相连通的；在扩大管（２０ａ）内安装内输送管（２５ａ），内输送管（２５ａ）的入口端为喇叭口形状（２４ａ）；而其出口端为缩径管（２６ａ），内输送管（２５ａ）的入口端（２４ａ）位于再生斜管（２９ａ）之下部，而内输送管出口端（２６ａ）位于原料油喷咀（２８ａ）之下部，预提升气体管（２３ａ）插入内输送管（２５ａ）入口端（２４ａ）的中心部位，在扩大管（２５ａ）的底部设置流化气体管（２１ａ）和流化气体分布环管（２２ａ），流化气体分布环管（２２ａ）上有许多向下的小孔。且流化气体分布环管（２２ａ）的中径（Ｄ↓［３ａ］）大于内输送管（２５ａ）入口端（２４ａ）的直径（Ｍ）。

【技术特征摘要】
1.一种催化裂化提升管反应器包括底部预提升区(I)，中部催化剂与油气直接接触反应区(II)和顶部反应产物与催化剂快速分离(III)，其特征在于提升管反应器底部是扩大管(20a)，扩大管(20a)与提升管(27a)是相连通的；在扩大管(20a)内安装内输送管(25a)，内输送管(25a)的入口端为喇叭口形状(24a)；而其出口端为缩径管(26a)，内输送管(25a)的入口端(24a)位于再生斜管(29a)之下部，而内输送管出口端(26a)位于原料油喷咀(28a)之下部，预提升气体管(23a)插入内输送管(25a)入口端(24a)的中心部位，在扩大管(25a)的底部设置流化气体管(21a)和流化气体分布环管(22a)，流化气体分布环管(22a)上有许多向下的小孔。且流化气体分布环管(22a)的中径(D3a)大于内输送管(25a)入口端(24a)的直径(M)。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘献玲，雷世远，毕志豫，王欣悦，
申请(专利权)人：中国石油化工总公司，中国石化洛阳石油化工工程公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]