一种催化裂化装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油化工行业的一种催化裂化装置。
【背景技术】
[0002] 目前，石油化工行业所使用的常规流化催化裂化装置普遍存在着以下几方面的缺 点：第一，采用湍动床再生器或湍动床与快速床相结合的再生器，烧焦强度较小。受再生动 力学限制，再生温度较高，导致参与反应的再生催化剂温度较高（一般在700°C左右）。由于 装置热平衡的限制，使重油提升管的剂油比相对较小，一般总剂油比为5~8 (提升管的总 剂油比为提升管内催化剂的重量循环量与提升管各股进料的重量流量总和之比），从而使 单位重量的重油进料所接触到的活性中心数较少，这在很大程度上抑制了催化裂化反应。 同时，提升管中油剂的接触温度较高，在一定程度上促进了热裂化反应。第二，提升管反应 器长度较长（一般超过30m)、油剂接触的时间较长（一般在4s左右，s为秒），这在提高进 料转化率的同时也加剧了裂化生成物的二次反应；表现为裂化气（包括干气和液化气）与 焦炭的产率较高，汽、柴油馏分的收率较低；还使催化柴油的品质较差，不适于作为车用燃 料调合组份。第三，采用单个常规的提升管反应器，缺乏对汽油催化改质的措施，汽油烯烃 含量高、品质较低。第四，装置本身缺乏降低再生烟气中^^^含量的技术措施，导致再生烟 气中N0 X的含量较高；且降低烟气中N0X含量的方法多为使用降低催化裂化烟气N0X含量的 助剂或烟气净化装置及设备，成本较高。多年来，国内外研究机构在克服上述常规流化催化 裂化装置所存在的缺点方面做了大量的研究工作。
[0003] 中国专利CN100338185C公开的一种催化裂化方法及装置，其装置的主要技术特 征是：采用两个提升管反应器，其中一个为重油提升管反应器，另一个为轻烃提升管反应 器；轻烃提升管反应器待生斜管与重油提升管反应器底部设置的催化剂混合罐或重油提升 管反应器再生斜管之间设有待生催化剂输送管。由于以上特征，该装置可利用双提升管催 化裂化装置的技术优势，将部分或全部剩余活性较高（约相当于再生催化剂活性的90% )、 温度较低（50(TC左右）且经过汽提的轻烃提升管反应器待生催化剂与再生催化剂混合并 换热后引入重油提升管反应器参与重油裂化反应。因此，实现了重油提升管反应器"油剂 低温接触、大剂油比"操作，在一定程度上降低了干气、焦炭产率，提高了总液体收率。该技 术的不足之处在于：第一，轻烃待生催化剂与再生催化剂混合，在一定程度上降低了重油提 升管反应器内参与反应的催化剂的活性，对产品分布和产品性质带来不利影响。第二，轻烃 待生催化剂的循环量有限，使重油反应剂油比的提高幅度受到限制。第三，采用传统的提升 管催化裂化反应器，喷嘴设置位置较低，重油提升管反应器的油剂接触时间实际上只能控 制为2~4s，短于2s的反应时间很难实现。由于油剂接触时间较长，导致重油提升管反应 器的产品分布和催化柴油的性质相对较差。第四，催化汽油的改质过程经历了重油提升管 反应器反应油气的分馏操作，汽油的冷凝和再次气化过程产生大量的低温热，能耗较高。第 五，装置本身未采取任何有助于降低再生烟气中N0 X含量的措施。
[0004] 中国专利CN101575534B公开的一种降低催化裂化再生催化剂温度的装置与方 法，其装置的主要技术特征是：在常规湍动床再生器的下方设置一个再生催化剂冷却器，再 生催化剂冷却器底部设有主风分布器。再生催化剂冷却器与再生器之间以内外套置的两根 管道相连，内管为再生催化剂输送管，外管与内管之间的环形空间为换热后的主风进入再 生器的通道。再生催化剂冷却器的催化剂出口通过管道与重油提升管反应器的底部相连。 由于以上特征，该装置可将再生催化剂引入再生催化剂冷却器与主风进行换热；换热后被 加热的主风向上进入再生器内参与烧焦再生，同时被冷却的再生催化剂进入重油提升管反 应器参与重油裂化反应。因此，实现了重油提升管反应器"油剂低温接触、大剂油比"操作， 在一定程度上降低了干气、焦炭产率，提高了总液体收率。该技术的不足之处在于：第一， 再生催化剂冷却器的筒体直径较小，因此就需要对由冷却主风分布器通入的冷却主风量进 行限制。否则，大量再生催化剂冷却器内冷却后的再生催化剂将被加热的冷却主风夹带、经 环形空间向上流入再生器内，形成催化剂内循环，影响装置正常操作。由于冷却主风量受限 制，因而会影响对高温再生催化剂的冷却效果。第二，采用的是传统的提升管催化裂化反应 器，重油反应很难实现较短的油剂接触时间，原因和后果与对CN100338185C的说明相似。 第三，装置本身未采取任何有助于降低再生烟气中N0 X含量的措施。
[0005] 美国专利US5, 462, 652公开的一种催化裂化工艺所涉及装置的主要技术特征是： 反应沉降器顶部设有一个催化剂料斗且通过管道与设置于反应沉降器上方的催化剂罐相 连，催化剂罐通过不同的管道与再生器和反应沉降器的密相段相连。反应沉降器稀相段内 水平设有一个进料喷嘴，进料喷射方向所对应的反应沉降器器壁上开孔并连接有一个外置 旋风分离器，外置旋风分离器通过料腿与反应沉降器的密相段相连。由于以上特征，该装置 可采用与传统提升管反应器不同的油剂接触方式。催化剂由催化剂料斗的中心开口在重力 作用下向下流动，喷嘴的进料喷射方向与催化剂流动方向成90度夹角。进料与催化剂接触 后携带催化剂沿水平方向高速运动并发生反应，一部分催化剂颗粒与反应沉降器器壁碰撞 后即与反应油气分离，另一部分催化剂颗粒与反应油气一起进入外置旋风分离器进行气固 分离。同时，一部分待生催化剂在催化剂罐内与再生催化剂混合并换热后参与重油裂化反 应。因此，所述的装置在操作时在一定程度上缩短了反应时间，也实现了"油剂低温接触、大 剂油比"操作，使产品分布得到改善。该技术的不足之处在于：第一，待生催化剂与再生催 化剂混合，在一定程度上降低了参与反应的催化剂的活性，对产品分布和产品性质带来不 利影响。第二，重油待生催化剂的活性很低，对参与重油反应的催化剂的活性影响很大，只 能少部分地参与重油反应，从而使重油反应剂油比的提高幅度受到限制。第三，油剂接触区 域的空间相对较大，重油反应的油剂接触时间尚未完全得到有效的控制，仍存在一定程度 的二次反应。第四，缺乏对汽油催化改质的措施，汽油烯烃含量高。第五，装置本身未采取 任何有助于降低再生烟气中N0 X含量的措施。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种催化裂化装置，以解决现有的催化裂化装置分别存在的 如下问题：降低再生催化剂温度和提高重油反应剂油比的措施调节不够灵活（采用主风冷 却再生催化剂的方法因冷却主风量受装置的限制而使冷却效果受到影响，通过重油待生催 化剂参与重油反应提高重油反应剂油比的方法因重油待生催化剂活性很低、只能少部分地 参与重油反应而使重油反应剂油比的提高幅度受到限制，或是通过轻烃待生催化剂参与重 油催化裂化反应提高重油反应剂油比的方法由于催化剂的循环量有限而使重油反应剂油 比的提高幅度受到限制），参与重油催化裂化反应的催化剂活性较低（受重油待生催化剂 或轻烃待生催化剂混入的影响），难以实现较短的油剂接触时间，缺乏对汽油催化改质的措 施，催化汽油的改质过程能耗较高（由于在汽油的冷凝和再次气化过程中产生了大量的低 温热），装置本身未采取降低再生烟气中N0 X含量的技术措施，等等。
[0007] 为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种催化裂化装置，设有管式反应 器、气固分离设备、再生器、再生催化剂冷却器，管式反应器包括第一管式反应器和第二管 式反应器，气固分离设备包括沉降器，沉降器的密相段为汽提段，其特征在于：第一管式反 应器反应段的长度为5~15m，第二管式反应器反应段的长度为5~10m，气固分离设备还 包括一个单独外置的气固分离器，再生器包括第一湍动床再生器、管式再生器和第二湍动 床再生器，第一湍动床再生器自下而上由密相段和过渡段串联组成，密相段的主体为圆柱 形筒体，过渡段为圆台形筒体，管式再生器的底部器壁上设有主风入口管，再生催化剂冷却 器包括一级再生催化剂冷却器和二级再生催化剂冷却器，第一管式反应器的出口与气固分 离器相连，气固分离器的油气出口与第二管式反应器的油气入口相连，气固分离器的催化 剂出口通过待生催化剂输送管与汽提段的上部相连，第二管式反应器的出口位于沉降器的 稀相段上部且通过封闭管道与旋风分离器的入口相连，汽提段的底部通过待生催化剂输送 管与第一湍动床再生器的密相段下部相连，第一湍动床再生器的顶端出口与管式再生器的 底端入口相连，管式再生器的出口位于第二湍动床再生器的稀相段，第二湍动床再生器的 密相段分别通过再生催化剂输送管与第一管式反应器的催化剂入口和一级再生催化剂冷 却器的催化剂入口相连，一级再生催化剂冷却器的催化剂出口通过再生催化剂输送管与二 级再生催化剂冷却器的催化剂入口相连，二级再生催化剂冷却器的催化剂出口通过再生催 化剂输送管与低温再生催化剂罐相连，低温再生催化剂罐的催化剂出口通过再生催化剂输 送管与第二管式反应器的催化剂入口相连，低温再生催化剂罐的气体出口通过空气输送管 与第二湍动床再生器的密相段相连。
[0008] 所述的第一管式反应器沿其轴向间隔设置有2~5层重油进料喷嘴。
[0009] 所述的一级再生催化剂冷却器的催化剂出口还可以通过再生催化剂输送管与第 二湍动床再生器的密相段相连，或者通过再生催化剂输送管分别与第二湍动床再生器的密 相段和第一管式反应器的催化剂入口相连。
[0010] 所述第二湍动床再生器的密相段可以通过再生催化剂输送管与汽提段的上部相 连。
[0011] 本发明的一种催化裂化装置，所述的第一管式反应器为只有坚直管段的提升管反 应器，其催化剂入口位于底部器壁上，气固分离器的主体为圆柱形筒体，气固分离器的油气 出口和催化剂出口分别位于顶端和底端，第二管式反应器由坚直管段和水平管段串联组 成，坚直管段的底端为油气入口，催化剂入口位于水平管段上，第一管式反应器与气固分离 器同轴设置，其出口位于气固分离器圆柱形筒体的中部，出口处设有惯性分离器，第二管式 反应器的坚直管段与气固分离器同轴设置，管式再生器只有坚直管段，第一湍动床再生器 与管式再生器和第二湍动床再生器同轴设置，沉降器分别与第一湍动床再生器和第二湍动 床再生器高低并列设置，管式再生器穿过第二湍动床再生器的