专利名称：流化催化转化进料及反应温度控制的方法
技术领域：
本发明属于石油炼制领域，特别涉及烃类原料催化转化进料预热及反应温度的控制技术。
背景技术：
流化催化裂化是最重要的石油化工加工工艺过程之一，目的是从重质油中制取高 质量的汽油和作为石油化工原料的液化石油气。在催化裂化装置中，烃类原料在催化剂存 在下发生气固相裂化反应，高温催化剂经再生处理后进入催化裂化装置发挥催化作用。提 升管反应器是催化裂化装置的核心设备，现有提升管反应器包括预提升段和反应段，再生 后的催化剂从催化剂进口进入预提升段，在预提升介质提升下进入反应段发挥作用。对于 提升管反应器，反应温度是指提升管反应器出口温度，是流化催化转化过程的一个至关重 要的独立变量。流化催化转化过程的反应温度主要影响因素有原料油流量和预热温度、循 环催化剂流量和温度等。现有技术中，影响流化催化转化过程的反应温度的主要因素中，原料油流量和预 热温度采用定值控制(其中重质烃类原料的预热温度是通过调节加热炉的燃料量或/和 循环油浆的旁路流量或原料油的旁路流量控制在180 230°C间，轻烃原料的预热温度很 低约90°C或不预热)；回炼油、回炼油浆的温度也保持恒定；由于再生器的再生温度恒温控 制，所以循环催化剂的温度也保持恒定。因此，流化催化转化过程的反应温度主要是通过调 节进入提升管反应器的催化剂流量来控制的(催化裂化装置操作指南，P46 49，中国石化 出版社)。这样通过调节催化剂循环量来控制提升管的反应温度必然影响反应器中的催化 剂活性中心数，从而影响反应的选择性和转化率，对改善产品分布和提高轻馏分的收率不 利。为了进一步优化流化催化转化过程，本发明在上述背景下提出一种新的进料及反 应温度控制的方法。
发明内容
本发明的目的是在现有流化催化转化反应器进料预热及反应温度控制方法的基 础上，提出一种原料油进料及反应温度控制的方法，在保证适宜剂油比和原料油雾化效果 的前提下，通过调节原料油的入口(预热)温度来调节提升管的热平衡，优化反应部分的操 作，提高反应的选择性和转化率，改善产品分布，提高轻馏分的收率；且具有运转可靠，调节 灵活，节约能源，节省投资的特点。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案提供一种流化催化转化进料及反应温度控制的方法，其特征在于未预热或预热 后的一路、两路或多路原料油全部或部分不经过原料油换热器换热直接进入，或/和全部 或部分经过原料油换热器换热升温或降温后进入反应器，与进入反应器的循环催化剂混合 后进行催化转化反应，控制所述反应器的反应温度时需要单独调节其中的一路、或/和同时调节其中的两路或多路原料油的入口温度；所述的反应器具有一个、两个或多个反应区， 是提升管反应器、或流化床反应器，或者是它们中的任意组合。所述的原料油中的一种、两种或多种原料油混合后进入所述的反应器；或/和其 中的一种、两种或多种原料油不混合分一路、两路或多路进入所述的同一反应器的不同反 应区或同一反应区或/和不同反应器的不同反应区或同一反应区；或/和其中的一种、两种 或多种原料油部分混合分一路、两路或多路进入所述的同一反应器的不同反应区或同一反 应区或/和不同反应器的不同反应区或同一反应区。控制所述反应器或/和不同反应区的 反应温度时需要分别单独调节其中的一路，或/和同时调节其中的、两路或多路原料油的 参数包括温度或/和流量等。 本发明的控制方法可以是自动控制，也可以是手动控制。所述的原料油是重质烃类原料或轻烃原料或者是它们的混合物；是气态或液态或 气液混合物。所述原料油入口温度是O 600°C，优选90 480°C ；最佳230 360°C。所述的重质烃类原料是任何蜡油(馏分油)包括直馏蜡油(馏分油)、焦化蜡油 (馏分油)、加氢裂化尾油等中的一种、两种、多种及其任意比例的混合物，所述的蜡油(馏 分油)馏分包括高密度环烷基或环烷中间基蜡油(馏分油)等；是全馏分，例如初馏点至 560°C左右的馏分；或者是其中的部分窄馏分，例如，450 520°C馏分；或者是任何重油包 括直馏蜡油(馏分油)、焦化蜡油(馏分油)、加氢裂化尾油、常压渣油、减压渣油、热裂化重 油、减粘重油、页岩油、合成油、原油、煤焦油、回炼油、油浆、脱浙青油、重柴油在内的油品中 的一种、两种、多种及其任意比例的混合物。所述的轻烃原料是液化石油气包括主要由丙烷、丙烯组成的C3馏分，或者是主要 由丁烷、丁烯组成的C4馏分，或者是主要C3 C5组成的任意比例的混合物；或者是轻油包 括直馏汽油、凝析油、催化裂化汽油、热裂化汽油、减粘汽油、焦化汽油、裂解制乙烯汽油在 内的汽油、芳烃、柴油等中的一种、两种、多种及其任意比例的混合物；是全馏分如初馏点至 220°C左右的馏分或其中的部分窄馏分如初馏点至80°C的馏分。所述的未预热或预热后的一种、两种、多种原料油及其任意比例的混合物的温度 是0 550°C，可以全部或部分是热进料(如350°C左右的常压渣油、减压渣油或油浆、或 300°C左右的回炼油、80 300°C的常减压装置的各种侧线油；或者全部或部分是低温重质 烃类原料或轻烃原料或者是它们的混合物。所述原料油换热器是工业上使用的各种加热炉、蒸汽(或电)加热器、与工艺物 流的换热器，或者是它们中的任意组合；所述工艺物流是工业上使用的任何流体，包括水、 蒸汽、空气、各种油品等中的一种、两种或多种的混合物；所述的各种油品包括顶循环油、柴 油、中段循环油、回炼油、油浆、常减压装置的各种侧线油等；所述的原料油的预热温度通过 调节加热炉的燃料量、或/和工艺物流的参数如流量等、或/和原料油的旁路流量进行控 制。所述循环催化剂为任何碳含量的再生催化剂或不完全再生催化剂，或者是任何碳 含量的冷再生催化剂、热再生催化剂、待生催化剂，或者是它们中的任意两种或多种的混合 物。所述待生催化剂可以是所述提升管反应产物分离后的待生催化剂，也可以是双或 多提升管催化转化装置中的其他提升管反应产物分离后的待生催化剂。所述再生催化剂是指完全再生的再生催化剂或两段再生后的二段再生催化剂；半再生催化剂是指不完全再生 的再生催化剂或两段再生的一段再生催化剂。当然，本发明的方法可单独实施，也可联合实施，可与许多其他工艺和控制方法中 的一种、两种或多种联合使用，或/和两个或多个本发明的方法联合实施，不构成对本发明 构思的任何具体实施方式
的限制。所述控制方法应用于冷再生催化剂循环催化裂化装置时，控制所述反应器的反应 温度时，除了调节原料油的入口温度外，还可以调节循环的冷再生催化剂温度、或/和循环 催化剂流量、或/和冷激剂的流量控制。所述循环的冷再生催化剂温度通过调节再生催化 剂冷却器的流化介质或取热介质的参数如流量等控制。冷、热再生催化剂混合或待生催化剂、再生催化 剂混合后进入反应器时，控制所述 反应器的反应温度时，除了调节原料油的预热温度外，还可以调节循环的混合催化剂温度， 或/和调节一路、两路或多路所述循环催化剂的流量，或/和冷激剂的流量。所述的气态或液态冷激剂是水、任何轻烃包括液化石油气等、任何油品包括汽油、 回炼油、澄清油、馏分油等以及各种催化剂包括任何碳含量的冷再生催化剂、任何碳含量的 待生催化剂等中的一种、两种或两种以上的混合物。 本发明的进料及反应温度控制的方法应用广泛，可用于各种流化催化裂化过程包 括重油催化裂化、蜡油催化裂化、轻烃(液化石油气、碳四、碳五、汽油、芳烃、柴油等)催化 转化等，也可用于其它气固流态化反应烧焦过程包括渣油预处理、甲醇制乙烯、流化焦化、 灵活焦化等；可单独用于各种流化催化裂化过程的一个提升管反应器(或流化床反应器) 各反应区；或者同时用于具有不同功能的两个或多个提升管反应器中的一个、两个或多个 提升管反应器(或流化床反应器)各反应区包括用于双提升管催化裂化装置的重油提升管 和汽油提升管、加工不同原料的两个或多个提升管等中的一个或两个提升管反应器各反应 区。所述的提升管反应器带有或不带有流化床反应器，带有或不带有预提升区。流化催化转化工艺及装置为成熟工业过程，本领域普通技术人员对其组合型式、 操作和控制过程非常清楚，对提升管反应器的操作条件(如原料入口或预热温度、反应温 度、反应压力、接触时间、剂油比等)的选择、控制方案及其组合方案的选择和催化剂的选 用也非常清楚，均不构成对本发明构思的任何具体实施方式
的限制。本发明的方法与现有技术相比有如下优点1)剂油比可保持恒定。由于本发明的方法中，不是通过调节催化剂循环量来控制反应温度，所以反应中 催化剂活性中心数更稳定，提升管反应器可采用更适宜的反应时间和更适宜的反应温度， 优化了反应部分的操作，提高了反应的选择性和转化率，改善了产品分布。2)原料油雾化效果好。较高的原料油入口温度降低了原料油的粘度，改善了原料油雾化效果；对轻烃原 料，可采用气相进料，从而改进了油剂接触效果，可提高反应的选择性和转化率，从而降低 焦碳和干气产率。3)反应温度调节更加灵活。4)能量利用效率高。采用热进料(如350°C的常压渣油或减压渣油等直接进料)，或者用低温位的热量加热低温原料油，提高了过程的能量回收率和利用效率。
下面结合附图详细说明本发明的内容，附图是为了说明本发明而绘制的，不构成 对本发明构思的任何具体实施方式
的限制。附图1 为本发明的一种具体实施方式
。附图2 为本发明的另一种具体实施方式
。
具体实施例方式实例1如附图1所示采用本发明的进料及反应温度控制的方法的催化转化装置，包括 沉降器1，提升管反应器包括预提升区2、提升管第一反应区3、第二反应区7、再生器4，再生 催化剂输送管8 (包括控制阀12)，再生催化剂冷却器5和流化介质流量控制阀10 (用于调 节再生催化剂冷却器的流化介质流量进而调节冷再生催化剂的温度)，原料油换热器6和 控制阀11 (用于调节原料油的旁路流量进而调节原料油的入口温度)。未预热的原料油20 (如减压蜡油等)，温度约90 230°C，经过本发明的原料油换 热器6用加热介质21加热升温后，与回炼油25、回炼油浆26、原料油27 (如热进料，来自常 减压蒸馏装置的350°C的常压渣油或减压渣油等)混合后，进入重油提升管反应器第一反 应区3，在此与用预提升介质23提升输送来的冷再生催化剂混合，在或不在水蒸汽存在下 进行裂化反应；第一反应区主要操作条件如下原料入口温度为180 450°C (优选200 4800C，最佳 260 360°C )、反应温度 400 650°C (优选 460 560°C，最佳 460 530°C )、 反应压力为0. 11 0. 4MPa,接触时间0. 05 5秒(优选0. 1 3秒)，催化剂与原料重量 比(剂油比)一般为3 15，优选5 12，最佳7 10。重油提升管第一反应区3或/和重油提升管(第二反应区)的反应温度通过调节 原料油的旁路控制阀11进而调节原料油的入口温度；或/和通过调节再生催化剂冷却器的 流化介质22流量控制阀10进而调节冷再生催化剂的温度；或/和通过调节冷激剂24的流 量(未画出控制系统)进行控制。或/和设置热再生催化剂或待生催化剂输送管(包括控制阀)与重油提升管反应 器相连，冷再生催化剂、待生催化剂、热再生催化剂在重油提升管反应器预提升区2 (即循 环催化剂混合器)混合后温度达到均衡，通过调节一路、两路或多路所述循环催化剂的流 量进行控制。根据工艺要求和原料特性，还可以将原料油20、回炼油25、回炼油浆26、原料油27 中的任意两种混合(如回炼油25和原料油20混合、回炼油25和原料油27混合)或任意 三种混合(如原料油27、回炼油25和原料油20混合)；上述4种原料中的一种，或/和任 意两种或/和三种混合形成的混合物分两路或三路(分段)进入重油提升管第一反应区3 的不同高度，将第一反应区3形成两个或三个反应区。两路或三路进料时，控制所述反应器或/和不同反应区的反应温度时还可以分别 单独调节其中的一路，或/和同时调节其中的两路或三路原料油的参数包括温度或/和流 量等(未画出控制阀和控制系统)；或/和通过调节再生催化剂冷却器的流化介质22流量控制阀10进而调节冷再生催化剂的温度；或/和通过调节冷激剂24的流量(未画出控制系统)进行控制。或/和设置热再生催化剂或待生催化剂输送管(包括控制阀)与重油提升管反应 器相连，冷再生催化剂、待生催化剂、热再生催化剂在重油提升管反应器预提升区2 (即循 环催化剂混合器)混合后温度达到均衡，通过调节一路、两路或多路所述循环催化剂的流 量进行控制。离开第一反应区3的反应产物与催化剂的混合物沿提升管与冷激剂24混合降温 后进入第二反应区7进行反应，然后进入沉降器进行催化剂与油气的分离，得到汽油、液化 气、柴油和少量的干气。实例2如附图2所示采用本发明的进料及反应温度控制的方法的催化转化装置，包 括沉降器1，提升管反应器包括预提升区2、提升管反应区3、再生器4，再生催化剂输送管 8 (包括控制阀12)，再生催化剂冷却器5和流化介质流量控制阀10 (用于调节再生催化剂 冷却器的流化介质流量进而调节冷再生催化剂的温度)，原料油换热器6和控制阀11 (用于 调节加热介质21的旁路流量进而调节原料油的入口温度)。未预热或预热后的轻烃原料(汽油)20，温度约40 230°C，经过本发明的原料油 换热器6用加热介质21加热升温后，与冷再生催化剂混合进入轻烃提升管反应器反应区 3，在或不在水蒸汽存在下，在原料入口温度为40 600°C (优选90 460°C，最佳230 3600C )，反应温度350 720°C (优选400 650°C )、反应压力为0. 11 0. 4MPa条件下 接触，接触时间0. 5 30秒(优选1 15秒)，催化剂与原料重量比一般为1 50，优选 2 25，进行催化转化反应。根据工艺要求和原料特性，还可以将轻烃原料25 (液化石油气)、重油原料27 (减 压蜡油、常压渣油、减压渣油、回炼油或回炼油浆等)分两路分别(分段)进入提升管反应 器轻烃原料(汽油)20注入点的上游或下游，将提升管反应器形成两个或三个反应区。轻烃提升管的反应温度通过调节加热介质21的控制阀11进而调节轻烃原料20 的入口温度进行控制；或/和轻烃提升管不同反应区的反应温度时还可以分别单独调节其 中的一路，或/和同时调节其中的两路或三路原料油的参数包括温度或/和流量等(未画 出控制阀和控制系统)；或/和通过调节再生催化剂冷却器的流化介质22流量控制阀10进 而调节冷再生催化剂的温度进行控制；或/和设置热再生催化剂或待生催化剂输送管(包括控制阀)与提升管反应器相 连，冷再生催化剂、待生催化剂、热再生催化剂在提升管反应器预提升区2 (即循环催化剂 混合器)混合后温度达到均衡，通过调节一路、两路或多路所述循环催化剂的流量进行控 制，使其保持在最佳值。离开提升管反应器的反应产物与催化剂的混合物沿提升管进入沉降器进行催化 剂与油气的分离，得到汽油、液化石油气、柴油和少量的干气。
权利要求
一种流化催化转化进料及反应温度控制的方法，其特征在于未预热或预热后的一路、两路或多路原料油全部或部分不经过原料油换热器换热直接进入，或/和全部或部分经过原料油换热器换热升温或降温后进入反应器，与进入反应器的循环催化剂混合后进行催化转化反应，控制所述反应器的反应温度时需要单独调节其中的一路、或/和同时调节其中的两路或多路原料油的入口温度；所述的反应器具有一个、两个或多个反应区，是提升管反应器、或流化床反应器，或者是它们中的任意组合；所述的原料油中的一种、两种或多种原料油混合后进入所述的反应器；或/和其中的一种、两种或多种原料油不混合分一路、两路或多路进入所述的同一反应器的不同反应区或同一反应区或/和不同反应器的不同反应区或同一反应区；或/和其中的一种、两种或多种原料油部分混合分一路、两路或多路进入所述的同一反应器的不同反应区或同一反应区或/和不同反应器的不同反应区或同一反应区；控制所述反应器或/和不同反应区的反应温度时需要分别单独调节其中的一路，或/和同时调节其中的、两路或多路原料油的参数包括温度或/和流量；所述的控制方法是自动控制，或/和是手动控制；所述的控制方法单独实施，或者联合实施，与许多其他工艺和控制方法中的一种、两种或多种联合使用，或/和两个或多个所述的方法联合实施；所述原料油入口或预热温度是0～600℃。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于所述的原料油换热器是工业上使用的任何加 热或换热设备，包括各种加热炉、蒸汽或电加热器、与工艺物流的换热器，或者是它们中的 任意组合；所述工艺物流是工业上使用的任何流体，包括水、蒸汽、空气、各种油品等中的一 种、两种或多种的混合物；所述的原料油的入口或预热温度采用工业上使用的任何控制方 法等中的一种、两种或多种，包括通过调节加热炉的燃料量、工艺物流的流量或原料油的流 量进行控制；所述的未预热或预热后的一种、两种、多种原料油或/和它们的任意比例的混 合物的温度是O 550°C，所述的原料油是气态或液态或气液混合物，是重质烃类原料或轻 烃原料或者是它们的混合物；所述的各种油品包括顶循环油、柴油、中段循环油、回炼油、油 浆、常减压装置的各种侧线油等；所述循环催化剂为任何碳含量的再生催化剂或不完全再 生催化剂，或者是任何碳含量的冷再生催化剂、热再生催化剂、待生催化剂，或者是它们中 的任意两种或多种的混合物。
3.权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述反应器或/和不同反应区的反应温 度通过单独调节其中的一路、或/和同时调节其中的两路或多路原料油的入口温度、或/和 循环的冷再生催化剂温度、或/和循环催化剂流量、或/和冷激剂的流量进行控制。
4.权利要求1或2所述的方法，其特征在于冷、热再生催化剂混合或待生催化剂、再 生催化剂混合后进入反应器时，所述反应器或/和不同反应区的反应温度通过单独调节其 中的一路、或/和同时调节其中的两路或多路原料油的入口温度、或/和循环的混合催化剂 温度、或/和调节一路、两路或多路所述循环催化剂的流量、或/和冷激剂的流量进行控制。
5.权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述反应器或/和不同反应区的反应温度 通过调节原料油的旁路流量进而调节原料油的入口温度、或/和通过调节再生催化剂冷却 器的流化介质流量进而调节冷再生催化剂的温度、或/和通过调节循环催化剂流量或/和 冷激剂的流量进行控制。
6.权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述原料油入口温度是90 480°C。
7.权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述原料油入口温度是230 360°C。
8.权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的一种、两种、多种原料油可以全 部或部分是热进料包括350°C左右的常压渣油、减压渣油或油浆、或300°C左右的回炼油、 80 300°C的常减压装置的各种侧线油，或/和全部或部分是低温重质烃类原料或轻烃原 料或是它们的混合物，或/和它们的任意比例的混合物。
9.权利要求1 8所述的方法的应用，其特征在于所述方法广泛用于各种流化催化 裂化过程，包括重油催化裂化、蜡油催化裂化、轻烃催化转化；或用于其它气固流态化反应 烧焦过程，包括渣油预处理、甲醇制乙烯、流化焦化、灵活焦化；或者单独用于各种流化催化 裂化过程的一个催化裂化反应器的各反应区，或者同时用于具有不同功能的两个或多个反 应器的各反应区，包括用于双提升管催化裂化装置的重油提升管和汽油提升管、加工不同 原料的两个或多个提升管等中的一个或两个提升管反应器各反应区。
全文摘要
本发明提供一种流化催化转化进料及反应温度控制的方法，未预热或预热后的一路、两路或多路原料油全部或部分不经过原料油换热器换热直接进入，或/和全部或部分经过原料油换热器换热升温或降温后进入反应器，与进入反应器的循环催化剂混合后进行催化转化反应，控制所述反应器的反应温度时需要单独调节其中的一路、或/和同时调节其中的两路或多路原料油的入口温度；本发明的控制方法克服了现有技术中的缺陷，提高了流化催化转化反应的选择性和转化率，改善了产品分布，提高了轻馏分的收率；且具有运转可靠，调节灵活，节约能源，节省投资的特点。
文档编号C10G11/18GK101864325SQ20091013090
公开日2010年10月20日 申请日期2009年4月17日 优先权日2009年4月17日
发明者李群柱, 李莉 申请人:李群柱