裂解装置和裂解方法与流程

本申请实施例涉及石油化工反应，尤其涉及一种裂解装置和一种裂解方法。

背景技术：

1、石油化工中的裂解是指采用催化剂或固体热载体，对石油烃类进行高温裂解来生产乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烃，同时兼产轻质芳烃的工艺过程，是炼油厂进行炼化转型升级的关键技术。与催化裂化相比，裂解采用更高的反应温度和更大的剂油比，反应条件更加苛刻，不能单纯沿用常规催化裂化提升管反应器，裂解方法及反应装置的设计和优化一直是各方关注的焦点。

2、中国石化石油化工科学研究院(以下简称石科院)开发了以重油为原料、以生产丙烯为主要目的催化裂解(deep catalytic cracking-dcc)工艺，其特点是采用提升管+密相流化床组合反应器技术，以石蜡基原料为优选，提升管反应器采用较高的反应温度，密相床层采用低空速工艺条件，丙烯收率15-22％。dcc工艺存在的问题是两个反应区(提升管为一反，密相流化床为二反)温度不能独立控制，为保证二反的反应温度，一反提升管重油反应的温度很高，造成其干气和焦炭收率高。

3、在dcc工艺基础上，石科院开发出高丙烯选择性的dcc-plus工艺。dcc-plus工艺增设第二提升管(三反)向密相流化床(二反)补充再生催化剂，可独立控制二反温度，降低主提升管(一反)出口温度，降低干气和焦炭收率。dcc-plus工艺虽然解决了dcc二反反应区无法独立控温的问题，但是三反返回的高活性催化剂无法在二反密相流化床超大截面上均匀分布，造成二反催化剂活性不一，影响烯烃收率和选择性。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本发明的第一方面提供了一种裂解装置。

3、本发明的第二方面提供了一种裂解方法。

4、有鉴于此，根据本申请实施例的第一方面提出了一种裂解装置，包括：

5、第一反应器，所述第一反应器内形成有第一反应区；

6、第二反应器，所述第一反应器的一端位于所述第二反应器的内部，所述第二反应器内形成有第二反应区；

7、套筒，套设在所述第一反应器位于所述第二反应器内的一端，所述套筒的外壁与所述第二反应器之间留有间隙；

8、油剂分配器，设置在所述套筒和所述第一反应器之间。

9、在一种可行的实施方式中，所述油剂分配器包括：

10、分配管，所述分配管上开设有第一通孔；其中，所述油剂分配器为多个。

11、在一种可行的实施方式中，所述第一反应器包括：流化床反应器或提升管反应器；所述第二反应器为密相流化床。

12、在一种可行的实施方式中，裂解装置还包括：

13、提升器，连接于所述第一反应器背离于所述第二反应器的一端。

14、在一种可行的实施方式中，裂解装置还包括：

15、第一流化环，所述流化环上开设有第二通孔，所述第一流化环上设置在所述第二反应器内，位于所述套筒和所述第二反应器之间；

16、第二流化环，所述流化环上开设有第三通孔，所述第二流化环上设置在所述第一反应容器靠近于所述第二反应器的一端；

17、蒸汽提供装置，连通于所述第一流化环和所述第二流化环。

18、在一种可行的实施方式中，裂解装置还包括：

19、第一进料管，连通于所述第一反应器；

20、输送管，连接于所述第二反应器远离于所述第一反应器的一端；

21、汽提部，所述传输管穿过所述汽提部；

22、沉降器，连接于所述输送管的另一端；

23、分离器，设置在所述沉降器内；

24、待生斜管，连通于所述汽提部。

25、在一种可行的实施方式中，裂解装置还包括：

26、催化再生系统，连通于所述待生斜管。

27、在一种可行的实施方式中，裂解装置还包括：

28、第一再生斜管，连通于所述第一反应器和所述催化再生系统。

29、在一种可行的实施方式中，裂解装置还包括：

30、催化剂分配器，所述催化剂分配器设置在所述第二反应器内，所述催化剂分配器的输出端朝向所述套筒设置。

31、在一种可行的实施方式中，裂解装置还包括：

32、第二再生斜管，连通于所述催化剂分配器；

33、第二进料管，连通于所述第二反应器，位于所述催化剂分配器和所述第一反应容器之间；或

34、第三反应区提升管，连通于所述催化剂分配器；

35、第三再生斜管，连通于所述第三反应区提升管；

36、第三进料管，连通于所述第三反应区提升管。

37、根据本申请实施例的第二方面提出了一种用于上述任一技术方案所述的裂解装置，所述裂解方法包括：

38、通过控制原料油的供给速度，使得原料油在第一反应区的停留时间为1s至2s，使得油气在所述第二反应区的停留时间为2s至5s；

39、其中，所述第一反应区的反应温度为550℃至600℃，所述第二反应区的反应温度为630℃至730℃。

40、相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：本申请实施例提供的裂解装置包括第一反应器、第二反应器、套筒和油剂分配器，在使用过程中，原料油、高温高活性的催化剂和固体热载体输送到第一反应器内，在第一反应器的第一反应器区进行重油的裂解反应，可以采用较低反应苛刻度，较短停留时间，主要生成液化气、汽油和柴油等中间组分，控制干气和焦炭收率；原料油、高温高活性的催化剂和固体热载体经过在第一反应区进行裂解反应之后高温高活性的催化剂会变为低温低活性的催化剂，低温低活性的催化剂和固体热载体经由第一反应器输送到第二反应器之内，在此过程中套筒和油剂分配器可以对经由第一反应器向第二反应器供给的物料中的油气与低温低活性的催化剂和低温固体热载体进行初步的分离，油气会通过油剂分配器向第二反应器内供给，而部分低温低活性的催化剂和低温固体热载体会被油剂分配器所阻挡，进入到第二反应器内的油气可以与新加入到第二反应器内的高温高活性催化剂/高温固体热载体接触混合，形成高苛刻度反应区，用于c4、汽油和柴油等中间组分的深度裂解；而被套筒和油剂分配器所初步分离的低温低活性催化剂和低温固体热载体会，一部分低温低活性的催化剂从套筒内部向上流动，一部分低温低活性的催化剂从套筒外部向上流动，如此设置使得至少部分低温低活性的催化剂不会与新给入到第二反应器内的高温高活性催化剂进行混合，能够保证第二反应器内的反应效率，提高石油化工反应的效率。

技术特征：

1.一种裂解装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的裂解装置，其特征在于，所述油剂分配器包括：

3.根据权利要求1所述的裂解装置，其特征在于，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的裂解装置，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求1至3中任一项所述的裂解装置，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1至3中任一项所述的裂解装置，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的裂解装置，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求1至3中任一项所述的裂解装置，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求8所述的裂解装置，其特征在于，还包括：

10.一种裂解方法，其特征在于，用于权利要求1至9中任一项所述的裂解装置，所述裂解方法包括：

技术总结
本申请实施例公开了一种裂解装置和裂解方法，裂解装置包括：第一反应器，第一反应器内形成有第一反应区；第二反应器，第一反应器的一端位于第二反应器内部，第二反应器内形成有第二反应区；套筒，套设在第一反应器位于第二反应器内的一端；油剂分配器，设置在套筒和第一反应器之间；催化剂分配器，设置在套筒上部。通过本申请实施例的裂解装置，各自反应区的反应温度分别由进入各自反应区的再生催化剂/固体热载体循环量控制，实现了不同反应区反应温度独立控制的目的。实现针对不同性质原料按照各自反应机理要求进行分区反应，实现不同反应区温度独立控制，可以显著降低干气和焦炭等副产品的收率，提高低碳烯烃的收率和选择性。

技术研发人员：谢恪谦,高雄厚,朱大亮,刘超伟,刘艳苹,王智峰,王志刚,刘春阳,侯凯军
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15