专利名称：一种催化裂化方法
技术领域：
本发明涉及在不存在氢的情况下，烃油的催化裂化领域，特别涉及一种催化裂化方法及装置。
背景技术：
在注重环境保护的同时，经济效益的最大化永远是企业追求的目标。而低干气和焦炭产率、高液收，则一直是催化裂化技术提高经济效益的根本手段。近年来，国内各研究机构在致力于优化反应-再生系统、改善催化裂化产品分布方面进行了卓有成效的研究，开发的技术主要有以下几项:US 5451313公开了 UOP于1995年发明了催化裂化工艺，命名为“X设计”，其目的是提高剂油比，改善产品分布。其特点是反应器与再生器之间设置了一个催化剂混合器，待生剂与再生剂在混合器内混合，部分混合剂流入提升管与原料接触反应，另一部分混合剂流入再生器进行再生。这种结构的好处是混合剂进入提升管的温度比再生器来的催化剂低，使催化剂循环量增加，剂油比提高，所以热反应减少、催化反应增加、焦炭和干气产率降低、汽油产率增加。缺点就是混合催化剂中的待生剂活性很低，使混合剂的活性偏低，不利于原料油的裂化。CN 1288933公开的再生斜管催化剂冷却技术，这种方法就是直接在再生斜管外设置一个冷却水夹套，通过冷却水把进入提升管反应器的再生催化剂温度降下来。虽然这种方法在中试装置上得到了很好的效果，使干气和焦炭产率显著下降，但在工业实践中却给反应温度的控制带来很大的困难，也就是说这种方法看似简单，实践起来难度却较大。CN 1710029公开的的FDFCC-1II工艺技术，该技术由洛阳石化工程公司开发，采用双提升管并增设汽油沉降器和副分馏塔，同时将部分相对温度较低的汽油提升管待生催化剂引入原料油提升管催化 剂预提升混合器，与高温再生剂混合后进入原料油提升管，这样既降低了原料油提升管的油剂接触温度，又充分利用了汽油提升管待生催化剂的剩余活性，提高原料油提升管催化裂化的剂油比和产品选择性，降低干气和焦炭产率，提高丙烯收率和丙烯选择性。该工艺不足之处在于汽油待生剂虽然剩余活性较高，但与再生催化剂相比还是有一定的差距。中国石油大学在炼油技术与工程，2008年第12期上发表文章，公开了新型多区协控重油MZCC催化裂化技术，MZCC技术以优化重油与再生剂的混合热量来促进烃类大分子裂化、减少干气和焦炭为工艺基础，提出了进料强返混、反应平流推进、产物超快分离及化学汽提的分区协同控制新理念。该技术新增一根再生斜管和空气提升管，并在此新增再生斜管上设置催化剂冷却器，冷却后的催化剂与原再生斜管来的热催化剂进行混合，混合后较低温度的再生剂与原料进行接触反应，此技术可降低油剂混合温度，提高剂油比，改善产品分布，但该技术再生剂降温措施较复杂，需增加较多的设备
发明内容
本发明是为了提高催化裂化装置的剂油比，降低催化裂化干气和焦炭产率，提高总液收，同时降低汽油烯烃含量和催化烟气中的SOx排放而提供的一种催化裂化方法。本发明还提出了一种催化裂化装置。一种催化裂化方法，其特征在于:包括下述步骤:I)原料油进入提升管反应器下部，与来自催化剂预提升混合器的催化剂接触，进行反应，反应后的油气与待生催化剂进入步骤2)；2)反应后的油气与待生催化剂进行分离，分离出的反应油气进入分馏塔，分离出的待生催化剂经汽提后进步骤3)；3)再生后的部分高温再生剂进入外取热器，另一部分经催化剂输送支管从提升管经不同高度位置进入提升管反应器，经外取热器降温的再生剂一部分返回再生器，一部分进入催化剂预提升混合器。所述另一部分降温后再生剂进入催化剂预提升混合器与再生后的另一部分高温再生剂混合。所述的反应后的油气与待生催化剂进行粗分离，分离出的反应油气进一步分离出催化剂细粉后进入分馏塔。所述由经催化剂输送支管输送至提升管反应器不同高度的催化剂量为提升管反应器3 25重量％，经预提升混合器进入为提升管反应器75 97重量％，以催化剂总循环量计。所述经外取热器降温后的再生剂48 % 63重量％进入催化剂输送支管，5 % 24重量％进入催化剂预提升混合器，13% 47重量％返回再生器，以进入外取热器催化剂总量计。所述一种催化裂化方法，经外取热器降温的再生剂温度为360 630°C，较好为400 600°C，最好为430 580°C，催化剂预提升混合器内混合催化剂温度为560 670°C，较好为580 660°C，最好为590 660°C。所述的提升管反应器出口温度一般为450 560°C，较好为460 540°C，最好为470 530°C ;反应时间一般为0.5 5秒，较好为1.0 4.5秒，最好1.5 4.0秒；剂油重量比(催化剂循环量与进料量重量比，催化剂循环量按提升管出口循环量计)一般为3 20，较好为5 18，最好7 15 ;反应绝对压力一般为0.15 0.40Mpa,较好为0.20 0.36Mpa，最好为0.22 0.33Mpa ;再生器的再生温度为650 750°C，再生催化剂的含碳量为0.02 0.2重量％，再生催化剂微反活性一般为55 70。所述的提升管反应器进料至少含有常压渣油、减压渣油、直馏蜡油、焦化蜡油、脱浙青油、加氢尾油、回炼油、油浆、原油、页岩油、合成油、煤焦油一种。本发明的一种催化裂化装置，有提升管反应器、沉降器、待生立管、再生器、外取热器、催化剂预提升混合器、催化剂输送主管、催化剂输送支管，提升管反应器顶部出口与沉降器入口相连通，催化剂预提升混合器与提升管反应器底部、再生器、外取热器连通，沉降器与再生器连通，外取热器与再生器、催化剂输送主管和催化剂预提升混合器连通，催化剂输送支管分别与再生器和提升管反应器相连。
所述的催化剂输送支管为I 4根，其中最下方催化剂输送支管与提升管反应器相连位置在原料油进料位置上方I 12米处，催化剂输送支管之间距离为5 10米。
本发明对现有的提升管催化裂化装置进行了改进，一方面通过设置催化剂预提升混合器，使部分外取热器来的降温再生剂与再生斜管来的高温再生剂在催化剂预提升混合器内混合，混合后较低温度的再生剂与原料油接触反应，实现低温接触、大剂油比操作。一方面油剂接触温度降低，原料油热反应减弱，干气和焦炭产率显著下降，总液收明显提高；同时提升管反应器的剂油比也显著提高，而剂油比的提高更有助于催化反应的进行，有利于产品分布的改善，同时可降低汽油的烯烃含量。剂油比增大，催化剂循环量显著提高，因催化剂中含有一定的金属氧化物，提高的催化剂循环量相当于可起到更多硫转移剂的作用，因此可明显降低催化烟气中SOx含量。同时，本发明通过将部分较低温度的再生剂经催化剂输送主管、支管分段注入提升管不同高度区域，为反应补充热量，使提升管轴向接近等温分布。通常情况下，催化裂化反应总体表现为吸热反应，随着提升管高度的增加，反应不断进行，催化剂的温度会持续下降。在喷嘴上方进料混合段，油雾射流相与催化剂颗粒相的分布形态很不利于两相间的接触均匀，射流相浓度大的位置，颗粒相的浓度却小，不相匹配，颗粒相与射流相的浓度分布匹配不好，是影响油剂两相不能良好均匀接触的主要原因。而本发明可较好地解决进料混合段油剂两相不能良好均匀接触的问题。本发明将部分降温再生剂分段注入提升管不同高度区域，使提升管轴向接近等温分布。在原料油进料位置上方的进料混合段，补入的催化剂可适当提高颗粒相浓度较小的区域，使射流相与颗粒相浓度相匹配，实现油剂两相均匀接触，抑制颗粒相浓度较小·区域发生的热裂化反应，促进催化反应的进行；在提升管其它区域补入的再生剂可为反应补充热量，同时提高提升管内催化剂平均活性，保证催化反应持续进行，使产品分布得以优化。对于同一原料，并使用同一种催化剂，与常规催化裂化装置相比，本发明的有益效果在于:(1)催化裂化反应器的剂油比可提高至10以上。(2)催化裂化干气和焦炭总产率下降0.8 2.0个百分点，液化气、汽油和柴油总液收提高1.5个百分点以上。(3)汽油烯烃体积含量可降低5 15个百分点。(4)催化烟气中SOx含量降低30%以上。下面利用附图和具体实施方式
对本发明进行进一步的说明，但并不限制本发明的范围。
图1是本发明一种催化裂化装置的示意图。1.反应油气，2.提升管反应器，3.催化剂输送支管，4.催化剂输送主管，5.外取热器，6.原料油，7.斜管，8.催化剂预提升混合器，9.再生斜管，10.主风，11.待生立管，
12.再生器，13.沉降器。
具体实施例方式如图1所示，本发明一种催化裂化装置:由提升管反应器2、沉降器13、再生器12、外取热器5、催化剂预提升混合器8、斜管7、待生立管11、再生斜管9、催化剂输送支管3、催化剂输送主管4组成，提升管反应器2顶部出口与沉降器13连通，催化剂预提升混合器8与再生器12连通和外取热器5连通，沉降器13汽提段与再生器12连通，外取热器5与再生器12、催化剂输送支管3和催化剂预提升混合器8连通。如图1所示，原料油6进入提升管反应器2下部，与来自催化剂预提升混合器8的催化剂接触，完成原料油6的升温、汽化及反应。反应后的油气与待生催化剂在提升管出口经粗旋迅速分离，气体进入沉降器13单级旋风分离器，进一步除去携带的催化剂细粉后，反应油气I离开沉降器13，进入分馏塔实现分离。待生催化剂经料腿进入汽提段，在此与汽提蒸汽逆流接触，以汽提催化剂中所携带的油气。汽提后的催化剂经待生立管11进入再生器12与主风10接触进行烧焦，实现完全再生。再生后的部分高温再生剂进入外取热器5与水换热发生蒸汽并实现自身降温，从外取热5引出的50重量％降温再生剂通过催化剂输送主管4、催化剂输送支管3进入提升管反应器2不同高度区域，35重量％降温再生剂返回再生器，再生后的高温再生剂经再生斜管9进入提升管反应器2底部催化剂预提升混合器8，与从外取热器5过来的15重量％降温再生剂混合，混合催化剂与原料油6接触反应，提升管反应器的出口温度 500°C，反应时间一般为2.0秒；剂油比一般为10 ;反应绝对压力为0.25Mpa ;再生后进入外取热器的高温再生剂与水换热后的再生剂温度550°C ;催化剂预提升混合器内混合催化剂温度620°C ;再生器的再生温度为690°C，再生催化剂的含碳量为
0.15重量％ ,微反活性为62。提升管反应器进料包括常压渣油、减压渣油、直馏蜡油、焦化蜡油、脱浙青油、加氢尾油、回炼油、油浆、原油、页岩油、合成油、煤焦油。
实施例实施例1 (对比例)在普通的提升管催化裂化试验装置上进行试验，进料为鲁宁管输混合重油，主要性质列于表I，处理量为30千克/天，试验所用催化剂为CDC工业平衡剂，平衡催化剂微反活性为62，含碳量为0.05w%。提升管反应器的主要操作条件、产品分布及产品的主要性质列于表2和表3。实施例2 (对比例)按实施例1，所不同的是进料为加氢蜡油，主要性质列于表1，处理量为30千克/天，试验所用催化剂为RSC-2006工业平衡剂，平衡催化剂微反活性为60，含碳量为
0.06w%。提升管反应器的主要操作条件、产品分布及产品的主要性质列于表2和表3。实施例3 (对比例)按实施例1，所不同的是进料为加氢重油，主要性质列于表I，处理量为30千克/天，试验所用催化剂为MLC-500工业平衡剂，平衡催化剂微反活性为63，含碳量为0.03w%。提升管反应器的主要操作条件、产品分布及产品的主要性质列于表2和表3。实施例4在本发明的催化裂化试验装置上进行试验，处理量为30千克/天，进料、催化剂与实施例1相同，经外取热器降温后再生剂50重量％进入催化剂输送支管，15重量％进入催化剂预提升混合器，35重量％返回再生器，以进入外取热器的催化剂总量计，提升管反应器的主要操作条件、产品分布及产品的主要性质列于表4和表5，。
实施例5在本发明的催化裂化试验装置上进行试验，处理量为30千克/天，进料、催化剂与实施例2相同，经外取热器降温后再生剂55重量％进入催化剂输送支管，20重量％进入催化剂预提升混合器，25重量％返回再生器，以进入外取热器的催化剂总量计，提升管反应器的主要操作条件、产品分布及产品的主要性质列于表4和表5。实施例6在所示本发明的催化裂化试验装置上进行试验，处理量为30千克/天，进料、催化剂与实施例3相同，经外取热器降温后再生剂60重量％进入催化剂输送支管，10重量％进入催化剂预提升混合器，30重量％返回再生器，以进入外取热器的催化剂总量计，提升管反应器的主要操作条件、产品分布及产品的主要性质列于表4和表5。表I提升管反应器进料的主要性质
权利要求
1.种催化裂化方法，其特征在于:包括下述步骤: 1)原料油进入提升管反应器下部，与来自催化剂预提升混合器的催化剂接触，进行反应，反应后的油气与待生催化剂进入步骤2)； 2)反应后的油气与待生催化剂进行分离，分离出的反应油气进入分馏塔，分离出的待生催化剂经汽提后进步骤3)； 3)再生后的部分 高温再生剂进入外取热器，另一部分经催化剂输送支管从提升管经不同高度位置进入提升管反应器，经外取热器降温的再生剂一部分返回再生器，一部分进入催化剂预提升混合器。
2.照权利要求1所述的一种催化裂化方法，其特征在于:所述另一部分降温后再生剂进入催化剂预提升混合器与再生后的另一部分高温再生剂在催化剂预提升混合器中混口 ο
3.照权利要求1所述的一种催化裂化方法，其特征在于:所述的反应后的油气与待生催化剂进行粗分离，分离出的反应油气进一步分离出催化剂细粉后进入分馏塔。
4.照权利要求1所述的一种催化裂化方法，其特征在于:所述由经催化剂输送支管输送至提升管反应器不同高度的催化剂量为3 25重量％，经预提升混合器进入提升管反应器为75 97重量％，以催化剂总循环量计。
5.照权利要求1所述的一种催化裂化方法，其特征在于:所述经外取热器降温后再生剂48% 63重量％进入催化剂输送支管，5% 24重量％进入催化剂预提升混合器，13% 47重量％返回再生器，以进入外取热器催化剂总量计。
6.照权利要求1所述的一种催化裂化方法，其特征在于:经外取热器降温的再生剂温度为360 630°C，催化剂预提升混合器内混合催化剂温度为560 670°C。
7.照权利要求1所述的一种催化裂化方法，其特征在于:经过外取热器降温的再生剂温度为400 600°C，催化剂预提升混合器内混合催化剂温度为580 660°C。
8.照权利要求1所述的一种催化裂化方法，其特征在于:经过外取热器降温的再生剂温度为430 580°C，催化剂预提升混合器内混合催化剂温度为590 660°C。
9.照权利要求1所述的一种催化裂化方法，其特征在于:所述的提升管反应器出口温度为450 560°C，反应时间为0.5 5秒，剂油重量比为3 20，反应绝对压力为0.15 0.40Mpa,再生器的再生温度为650 750°C。
10.照权利要求1所述的一种催化裂化方法，其特征在于:所述的原料油至少含有常压渣油、减压渣油、直馏蜡油、焦化蜡油、脱浙青油、加氢尾油、回炼油、油浆、原油、页岩油、合成油、煤焦油一种。
11.种催化裂化装置，主要由提升管反应器、沉降器、待生立管、再生器、外取热器、催化剂预提升混合器、催化剂输送主管、催化剂输送支管组成，提升管反应器顶部出口与沉降器入口连通，特征在于:催化剂预提升混合器与提升管反应器底部、再生器和外取热器连通，沉降器与再生器连通，外取热器与再生器、催化剂输送主管和催化剂预提升混合器连通，催化剂输送支管分别与再生器和提升管反应器相连。
12.照权利要求11所述的一种催化裂化装置，其特征在于:所述的催化剂输送支管为I 4根，最下方催化剂输送支管与提升管反应器相连位置在原料油进料位置上方I 12米处，催化剂输送支管之间距离为5 10米。
全文摘要
本发明公开了一种催化裂化方法及装置，原料油进入提升管反应器下部与来自催化剂预提升混合器的催化剂接触反应，反应后的油气与待生催化剂进行分离，分离出的反应油气进入分馏塔，分离出的待生催化剂进行再生，再生后的部分高温再生剂进入外取热器，降温后再生剂一部分返回再生器，一部分进入催化剂预提升混合器，另一部分从提升管不同高度位置进入提升管反应器。本发明可降低干气和焦炭总产率，总液收提高1.5个百分点以上，汽油烯烃体积含量降低5～15个百分点，烟气中SOx含量降低30％以上。
文档编号C10G11/00GK103087768SQ20111034101
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者闫鸿飞, 王龙延, 汤红年, 刘昱, 孟凡东, 张聚越, 乔立功, 樊麦跃, 张振千, 陈曼桥, 昌国平 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中石化洛阳工程有限公司