一种防止催化剂热崩的催化裂化反应-再生系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种防止催化剂热崩的催化裂化反应?再生系统，属于催化裂化领域。该催化裂化反应?再生系统中，再生装置上部为气固分离腔，其底部设有第一出口和第二出口，再生装置下部为高温反应腔，其下部设有第一入口和第二入口。反应装置底部设有待生催化剂出口和再生催化剂入口。待生催化剂出口、待生催化剂管线、第二入口顺次连接；第一出口、第一热再生催化剂管线、外取热器、冷再生催化剂管线、第一入口顺次连接；第二出口、第二热再生催化剂管线、再生催化剂入口顺次连接；催化剂加剂管线位于冷再生催化剂管线下游和/或待生催化剂管线下游，通过催化剂加剂管线向高温反应腔加入催化剂。该催化裂化反应?再生系统能防止催化剂热崩。
【专利说明】
一种防止催化剂热崩的催化裂化反应-再生系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及催化裂化领域，特别涉及一种防止催化剂热崩的催化裂化反应-再生系统。
【背景技术】
[0002]流化催化裂化(FCC)装置是重要的石油二次加工装置，其可使重油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等。FCC装置主要包括:反应-再生系统、分馏系统、吸收-稳定系统以及能量回收系统四部分。在反应-再生系统中，需要在反应装置中使用催化剂来促进重油发生裂化反应，并将使用后的低活性催化剂通入再生装置中，进行烧焦再生，实现催化剂的循环利用。但催化剂在反应-再生的过程中会出现磨损或热崩等现象，从而产生细小的催化剂粉末，并被气流带出FCC装置，造成催化剂的损耗。而且，长期对催化剂进行连续循环使用也会使催化剂的反应活性降低，所以，需要在再生循环过程中及时向反应-再生系统中补充新鲜的催化剂，以维持反应-再生系统中催化剂的活性。因此，提供一种能够补充催化剂的催化裂化反应-再生系统是十分必要的。
[0003]现有技术通过在再生装置的高温反应腔下部设置补充管线，将待补充的催化剂通过补充管线直接通入高温反应腔，使新补充的催化剂与需要再生的催化剂同时在再生装置中进行烧焦反应，然后通过与再生装置连接的再生催化剂管线补充至催化裂化反应装置中，完成催化剂的补充。
[0004]设计人发现现有技术至少存在以下技术问题:
[0005]利用现有技术向再生装置的高温反应腔补充催化剂时，常温的催化剂直接进入约700°C的高温环境中，巨大的温差容易使新补充的催化剂发生热崩而碎成更小的颗粒，从而使催化剂更易磨损，增加了催化剂的损耗量，造成资源浪费。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种能防止催化剂热崩、减少催化剂损耗的催化裂化反应-再生系统，具体技术方案如下:
[0007]—种防止催化剂热崩的催化裂化反应-再生系统，该催化裂化反应-再生系统包括:反应装置、再生装置、外取热器、第一热再生催化剂管线、第二热再生催化剂管线、待生催化剂管线、冷再生催化剂管线、催化剂加剂管线。
[0008]所述再生装置上部设置有气固分离腔，所述气固分离腔底部设置有第一出口和第二出口，所述再生装置下部设置有高温反应腔，所述高温反应腔下部设置有第一入口和第二入口。
[0009]所述反应装置底部设置有待生催化剂出口和再生催化剂入口。
[0010]所述待生催化剂出口、所述待生催化剂管线、所述第二入口顺次连接;所述第一出口、所述第一热再生催化剂管线、所述外取热器、所述冷再生催化剂管线、所述第一入口顺次连接;所述第二出口、所述第二热再生催化剂管线、所述再生催化剂入口顺次连接;所述催化剂加剂管线设置在所述冷再生催化剂管线下游和/或所述待生催化剂管线下游，通过所述催化剂加剂管线向所述高温反应腔加入催化剂。
[0011 ]具体地，作为优选，所述催化裂化反应-再生系统还包括第一滑阀和第二滑阀；所述第一滑阀设置在所述冷再生催化剂管线上，且位于所述冷再生催化剂管线与所述催化剂加剂管线连接处的上游;所述第二滑阀设置在所述待生催化剂管线上，且位于所述待生催化剂管线与所述催化剂加剂管线连接处的上游。
[0012]具体地，作为优选，所述气固分离腔中由下至上设置有第一气固分离器和第二气固分离器，所述气固分离腔顶部设置有烟气出口，底部设置有沉降区;通过所述第一气固分离器和所述第二气固分离器对所述再生装置中的气体和固体进行分离，并使所述气体通过所述烟气出口排出，使所述固体进入沉降区。
[0013]具体地，作为优选，所述再生装置为单段催化裂化再生器、两段或多段催化裂化再生器中的一种。
[0014]具体地，作为优选，所述催化剂加剂管线与所述冷再生催化剂管线或者与所述待生催化剂管线之间的夹角均为20°-85°。
[0015]具体地，作为优选，所述高温反应腔底部设置有主风管线，通过所述主风管线向所述高温反应腔通入空气。
[0016]本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0017]本实用新型实施例提供的防止催化剂热崩的催化裂化反应-再生系统，通过将催化剂加剂管线设置在冷再生催化剂管线和/或待生催化剂管线的下游，在进入再生装置的高温反应腔之前，可使新补充的常温催化剂首先与温度较低的冷再生催化剂和/或待生催化剂接触而预升温，此后其再进入再生装置的高温反应腔，避免新补充的常温催化剂直接进入高温反应腔而因为温差过大发生热崩，从而降低催化剂的损耗，提高催化剂的利用效率。同时，由于冷再生催化剂管线和/或待生催化剂管线中的冷再生催化剂和/或待生催化剂具有一定的流动速度，从而使补充的催化剂与其混合后也具有一定的流速，更有利于催化剂的流化，满足催化裂化反应-再生系统中催化剂循环流动的要求。可见，本实用新型实施例提供的防止催化剂热崩的催化裂化反应-再生系统，能够防止催化剂热崩、减少催化剂损耗，且利于催化剂流化，便于规模化推广应用。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本实用新型实施例提供的防止催化剂热崩的催化裂化反应-再生系统的结构示意图。
[0020]附图标记分别表示:
[0021]I 反应装置，
[0022]101待生催化剂出口，
[0023]102再生催化剂入口，
[0024]2再生装置，
[0025]201气固分离腔，
[0026]2011第一出口，
[0027]2012第二出口，
[0028]2013第一入口，
[0029]2014第二入口，
[0030]2015第一气固分离器，
[0031]2016第二气固分离器，
[0032]2017烟气出口，
[0033]2018沉降区，
[0034]2019主风管线，
[0035]202高温反应腔，
[0036]3外取热器，
[0037]4第一热再生催化剂管线，
[0038]5第二热再生催化剂管线，
[0039]6待生催化剂管线，
[0040]7冷再生催化剂管线，
[0041 ]8催化剂加剂管线，
[0042]9第一滑阀，
[0043]10第二滑阀。
【具体实施方式】
[0044]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0045]如附图1所示，本实用新型实施例提供了一种防止催化剂热崩的催化裂化反应-再生系统，该催化裂化反应-再生系统包括:反应装置1、再生装置2、外取热器3、第一热再生催化剂管线4、第二热再生催化剂管线5、待生催化剂管线6、冷再生催化剂管线7、催化剂加剂管线8。
[0046]再生装置2上部设置有气固分离腔201，气固分离腔201底部设置有第一出口2011和第二出口 2012，再生装置2下部设置有高温反应腔202，高温反应腔202下部设置有第一入口 2013和第二入口 2014;反应装置I底部设置有待生催化剂出口 101和再生催化剂入口 102。
[0047]待生催化剂出口 101、待生催化剂管线6、第二入口 2014顺次连接;第一出口 2011、第一热再生催化剂管线4、外取热器3、冷再生催化剂管线7、第一入口 2013顺次连接;第二出口 2012、第二热再生催化剂管线5、再生催化剂入口 102顺次连接;催化剂加剂管线8设置在冷再生催化剂管线7下游和/或待生催化剂管线6下游，通过催化剂加剂管线8向高温反应腔202加入催化剂。
[0048]本实用新型实施例提供的防止催化剂热崩的催化裂化反应-再生系统，通过将催化剂加剂管线8设置在冷再生催化剂管线7和/或待生催化剂管线6的下游，在进入再生装置2的高温反应腔202之前，可使新补充的常温催化剂首先与温度较低的冷再生催化剂和/或待生催化剂接触而预升温，此后其再进入再生装置2的高温反应腔202，避免新补充的常温催化剂直接进入高温反应腔202而因为温差过大发生热崩，从而降低催化剂的损耗，提高催化剂的利用效率。同时，由于冷再生催化剂管线7和/或待生催化剂管线6中的冷再生催化剂和/或待生催化剂具有一定的流动速度，从而使补充的催化剂与其混合后也具有一定的流速，更有利于催化剂的流化，满足催化裂化反应-再生系统中催化剂循环流动的要求。可见，本实用新型实施例提供的防止催化剂热崩的催化裂化反应-再生系统，能够防止催化剂热崩、减少催化剂损耗，且利于催化剂流化，便于规模化推广应用。
[0049]具体地，由于再生装置2的高温反应腔202内温度较高，一般可达到700°C左右，而新补充的催化剂则处于常温状态，即25°C左右，当新补充的催化剂直接进入高温反应腔202后，需要承受约675°C的温差，巨大的温差容易使催化剂发生热崩而形成更小的颗粒，从而使催化剂在催化裂化反应-再生系统中更易磨损，进而增加了催化剂的损耗率。而催化裂化反应-再生系统中，冷再生催化剂管线7下游和待生催化剂管线6下游的温度则较低，一般为500°C，将催化剂加剂管线8设置在上述地方，可以使新补充的催化剂需要承受的温差降低200°C左右，从而有效防止了催化剂的热崩，降低了催化剂的损耗率。更详细地，催化剂加剂管线8设置在冷再生催化剂管线7下游和/或待生催化剂管线6下游，即本实用新型实施例提供的催化裂化反应-再生系统中，可以根据催化剂加入量或加入位置的具体情况，设置一条或两条催化剂加剂管线8，以满足反应-再生系统对催化剂用量的要求。
[0050]具体地，催化裂化反应-再生系统还包括第一滑阀9和第二滑阀10。第一滑阀9设置在冷再生催化剂管线7上，且位于冷再生催化剂管线7与催化剂加剂管线8连接处的上游;第二滑阀10设置在待生催化剂管线6上，且位于待生催化剂管线6与催化剂加剂管线8连接处的上游。第一滑阀9和第二滑阀10的开度均是由其所在管线内的压力大小所决定的，并使冷再生催化剂管线7中的冷再生催化剂、以及待生催化剂管线6中的待生催化剂与新加入的新鲜催化剂混合均匀。更详细地，在向催化裂化反应-再生系统中添加新鲜催化剂时，冷再生催化剂管线7与待生催化剂管线6中流动的催化剂温度较低，而第一滑阀9和第二滑阀10可以分别对冷再生催化剂管线7和待生催化剂管线6中的冷再生催化剂和待生催化剂的流量进行控制，使新补充的新鲜催化剂能与温度较低的冷再生催化剂和/或待生催化剂相对稳定地均匀混合，然后再进入高温反应腔202，避免催化剂温差变化过大，影响防止催化剂热崩的效果。
[0051]具体地，再生装置2的气固分离腔201中由下至上设置有第一气固分离器2015和第二气固分离器2016，气固分离腔201顶部设置有烟气出口 2017，底部设置有沉降区2018。通过第一气固分离器2015和第二气固分离器2016对再生装置2中的气体和固体进行分离，并使气体部分通过烟气出口2017排出，使固体部分进入沉降区2018。第一气固分离器2015设置在气固分离腔201的中部，并与高温反应腔202相连接，使高温反应腔202中的流体先经过第一气固分离器2015进行分离，然后再通过第二气固分离器2016进行进一步气固分离，以使再生装置2中产生的烟气从烟气出口 2017排出，并使催化剂能够落入沉降区2018，再通过第一出口2011和第二出口2012流出。更详细地，上述各气固分离器可以任选地采用常规气固分离器，比如旋风式气固分离器，也可以采用具有过滤器除尘装置等特殊结构的气固分离器，能满足气固分离的要求即可。
[0052]具体地，再生装置2可根据具体生产需要进行选择，例如可选为单段催化裂化再生器、两段或多段催化裂化再生器中的一种。当选择两段或多段催化裂化再生器时，可将催化剂加剂管线8相应设置在再生器的某一段或几段上，以满足反应-再生系统中催化剂总量的要求，同时使催化剂加剂管线8的设置位置更加灵活，适应性更强。
[0053]具体地，可根据实际换热需要，外取热器3可以为常规外取热器3或气控串联式外取热器3等。外取热器3的作用在于回收再生催化剂中的热量，降低再生催化剂的温度，以使再生催化剂经过外取热器3后再返回再生装置2的高温反应腔202时，使高温反应腔202中的温度稳定在700 °C左右，避免高温反应腔202中温度过高。同时，温度较低的再生催化剂与新补充的催化剂在冷再生催化剂管线7中混合后，再进入高温反应腔202，能够有效避免催化剂的热崩，减少催化剂的损耗。
[0054]具体地，催化剂加剂管线8与冷再生催化剂管线7或者与待生催化剂管线6之间的夹角(其在附图1中表示为Θ)可为0°-180°的任意角度，优选为锐角，即催化剂加剂管线8中新补充催化剂的流动方向与冷再生催化剂管线7或者与待生催化剂管线6中待生催化剂的流动方向保持锐角关系，优选为20°-85°，以避免新补充的催化剂对原有的待生催化剂的运动产生过大影响。同时，由于冷再生催化剂管线7和/或待生催化剂管线6中的待生催化剂具有一定的流动速度，从而使补充的催化剂与其混合后也具有一定的流速，更有利于催化剂的流化，满足催化裂化反应-再生系统中催化剂循环流动的要求。
[0055]具体地，在向催化剂加剂管线8中加入催化剂时，可以根据所需催化剂的用量，选择间歇或连续操作。更详细地，为了加强新补充催化剂的流动性，还可以向催化剂加剂管线8中通入空气或惰性气体，避免催化剂输送不畅。
[0056]具体地，高温反应腔202底部设置有主风管线2019，通过主风管线2019向高温反应腔202通入空气，以使催化裂化反应-再生系统中的催化剂能够保持循环并提供待生催化剂烧掉焦炭所需的氧气，实现催化剂的补充和循环利用。
[0057]具体地，本实用新型实施例提供的防止催化剂热崩的催化裂化反应-再生系统，在使用过程中，首先使反应装置I中的待生催化剂进入待生催化剂出口 101，并通过待生催化剂管线6和第二入口 2014进入再生装置2的高温反应腔202，进行烧焦再生。在此过程中，通过催化剂加剂管线8向待生催化剂管线6中加入新补充的催化剂，使新补充的催化剂与待生催化剂混合后再进入高温反应腔202，避免了新补充催化剂的热崩，并提高其使用效率。同时，通过高温反应腔202底部的主风管线2019向高温反应腔202内通入空气，带动再生催化剂向再生装置2上部的气固分离腔201运动。然后，依次通过第一气固分离器2015和第二气固分离器2016对来自高温反应腔202的气固混合物进行气固分离，分离出的气体部分从烟气出口 2017流出，分离出的固体部分为再生催化剂和新补充的新鲜催化剂，上述固体部分落入沉降区2018，一部分固体流入第一出口 2011，另一部分固体流入第二出口 2012。流入第一出口 2011的再生催化剂和新补充的新鲜催化剂，通过第一热再生催化剂管线4进入外取热器3，通过外取热器3降低再生催化剂的温度后，得到冷再生催化剂，再使冷再生催化剂通过冷再生催化剂管线7回到高温反应腔202，以使高温反应腔202的温度保持稳定。在此过程中，通过催化剂加剂管线8向冷再生催化剂管线7中加入新补充的催化剂，使新补充的催化剂与冷再生催化剂混合后再进入高温反应腔202，以避免新补充催化剂发生热崩，并提高其使用效率。而流入第二出口 2012的再生催化剂和新加入的新鲜催化剂，则直接通过第二热再生催化剂管线5进入反应装置I的再生催化剂入口 102，回到反应装置I中继续发挥催化作用。
[0058]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种防止催化剂热崩的催化裂化反应-再生系统，其特征在于，所述催化裂化反应-再生系统包括:反应装置、再生装置、外取热器、第一热再生催化剂管线、第二热再生催化剂管线、待生催化剂管线、冷再生催化剂管线、催化剂加剂管线； 所述再生装置上部设置有气固分离腔，所述气固分离腔底部设置有第一出口和第二出口，所述再生装置下部设置有高温反应腔，所述高温反应腔下部设置有第一入口和第二入P； 所述反应装置底部设置有待生催化剂出口和再生催化剂入口 ； 所述待生催化剂出口、所述待生催化剂管线、所述第二入口顺次连接;所述第一出口、所述第一热再生催化剂管线、所述外取热器、所述冷再生催化剂管线、所述第一入口顺次连接;所述第二出口、所述第二热再生催化剂管线、所述再生催化剂入口顺次连接;所述催化剂加剂管线设置在所述冷再生催化剂管线下游和/或所述待生催化剂管线下游，通过所述催化剂加剂管线向所述高温反应腔加入催化剂。2.根据权利要求1所述的催化裂化反应-再生系统，其特征在于，所述催化裂化反应-再生系统还包括第一滑阀和第二滑阀； 所述第一滑阀设置在所述冷再生催化剂管线上，且位于所述冷再生催化剂管线与所述催化剂加剂管线连接处的上游； 所述第二滑阀设置在所述待生催化剂管线上，且位于所述待生催化剂管线与所述催化剂加剂管线连接处的上游。3.根据权利要求1所述的催化裂化反应-再生系统，其特征在于，所述气固分离腔中由下至上设置有第一气固分离器和第二气固分离器，所述气固分离腔顶部设置有烟气出口，底部设置有沉降区； 通过所述第一气固分离器和所述第二气固分离器对所述再生装置中的气体和固体进行分离，并使所述气体通过所述烟气出口排出，使所述固体进入沉降区。4.根据权利要求1所述的催化裂化反应-再生系统，其特征在于，所述再生装置为单段催化裂化再生器、两段或多段催化裂化再生器中的一种。5.根据权利要求1所述的催化裂化反应-再生系统，其特征在于，所述催化剂加剂管线与所述冷再生催化剂管线或者与所述待生催化剂管线之间的夹角均为20°-85°。6.根据权利要求1所述的催化裂化反应-再生系统，其特征在于，所述高温反应腔底部设置有主风管线，通过所述主风管线向所述高温反应腔通入空气。
【文档编号】B01J38/02GK205627897SQ201620297708
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】李雅华, 郝希仁, 谢恪谦, 许步建
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油工程建设公司