一种催化转化反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种催化转化反应器，其特征在于，该催化转化反应器包括中部设置有扩径段的提升管反应器(2)，所述提升管反应器(2)的下部设置有第一再生催化剂入口和第一原料油入口，所述提升管反应器(2)的顶部设置有反应产物出口，所述扩径段的中下部设置有半待生催化剂出口，所述提升管反应器(2)还设置有位于所述半待生催化剂出口上方所述反应产物出口下方的第二再生催化剂入口。本实用新型专利技术的催化转化反应器能够提高催化转化的转化率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种催化转化反应器。
技术介绍
原油品质随着原油开采量的不断增加而越来越差，主要表现在原油密度变大，粘度变高，重金属含量、硫含量、氮含量、胶质和沥青质含量及酸值变高。目前，劣质原油与优质原油的价格差别随着石油资源的短缺也越来越大，导致价格低廉的劣质原油开采和加工方法越来越受到关注，也就是说，从劣质原油中尽可能地提高轻质油的收率，这给传统的原油加工技术带来了巨大的挑战。催化裂化是石油重质馏分加工的重要技术手段，在炼油工业中占有相当重要的地位。迄今为止的现有流化催化裂化装置大多采用提升管反应器。提升管长度一般在30～36米之间。在提升管催化裂化装置中，原料油和催化剂从提升管的底部进入，沿提升管上行发生反应，然后从提升管顶部出口离开。催化剂在沿提升管上升的过程中，不断有焦炭生成并沉积在催化剂表面活性中心上，使催化剂活性逐渐下降。在提升管高度的一半处活性已经丧失一半以上，在提升管出口处的活性只及初始活性的三分之一左右。因此，在提升管反应的后半段催化作用变差。由于提升管后半段温度仍较高，加剧了对产品选择性和产品性质不利的热裂化反应的效应，导致干气和焦炭产率高，轻质油收率低，催化汽油烯烃含量过高，无法满足汽油新标准对其烯烃含量的要求。中国专利CN1302843A公开了一种“两段提升管催化裂化新技术”，该技术将提升管分为上下两段，第一反应段催化剂来自再生器，反应结束后催化剂与油气在第一反应段末端分离，油气进入第二段反应。第二反应段的催化剂为来自再生器的经过外取热器取热的再生催化剂，用活性较高的再生剂全部置换第一反应段由于结焦部分失活的催化剂。通过两段式的提升管反应器实现油气串联、催化剂接力、分段反应、缩短反应时间和提高催化剂平均性能的目的，但是专利全部置换催化剂的方式降低了催化剂的利用效率，而且提升管中间必须增加分离设备，使工艺流程复杂化，增加了操作难度。同时，在加工渣油时，也存在沉降器结焦严重，焦炭和干气产率高，整个产品分布也趋于恶化。中国专利CN1226388A公布了一种提升管催化裂化方法与装置，该专利公开的装置包括提升管反应器、第一再生器和第二再生器。提升管反应器分为两段，提升管反应器的中部设有中部催化剂入口，中部催化剂入口与第二再生器之间设有二段催化剂输送管，提升管反应器底部催化剂入口与第一再生器之间设有一段催化剂输送管，中部催化剂入口之下的提升管反应器构成第一反应段，中部催化剂入口之上的提升管反应器构成第二反应段。相比专利CN1302843A，该专利虽然改善了催化剂的利用效率，省掉了提升管反应器中间的分离设备，但却增加了再生器的投资，增加了能耗，而且第二反应段无法灵活调节控制。中国专利CN102925207A公开了一种加工重油的催化裂化装置，该装置的特点是提升管装置分为主提升管和副提升管两部分，副提升管上部与主提升管的中上部相连通，两者中轴线不在同一平面上。主提升管为变径的提升管，中部为扩径段，上部为径向主提升管的下部提升管等大或缩小了的出口段。该装置将劣质原料和优质原料分开裂化，有利于降低焦炭和干气产率，提高轻油收率。但是设置两个提升管增加了操作费用，而且对提升管的线速有较高的控制要求。中国专利CN1237477A公开了一种用于流化催化转化的提升管反应器，该专利将提升管反应器沿垂直方向从下至上分为依次互为同轴的预提升段、第一反应区、直径扩大了的第二反应区、直径缩小了的出口区。该反应器可以在第一和第二反应区灵活调节，控制原料发生不同的反应类型，且反应器结构简单，无需对原有装置进行过多改动。但是该专利无法解决提升管反应区后半段催化剂活性变差的问题，在加工劣质原料油时难以实现较高的轻油收率和较好的汽油品质。另外，与国外的原油相比，我国原油的特点是少硫高氮，原油中氮的质量分数一般大于0.3％，且80％以上分布在重油里面。近年来为了扩大FCC装置的原料来源，越来越多的炼厂掺炼重质原料，使得原料中的氮含量不断增加。石油中的含氮化合物给石油加工工艺和产品的使用性能带来诸多不利的影响：FCC原料中的碱性氮化合物会与催化剂的酸性中心结合，降低催化剂活性，导致转化率降低，生焦增大，且影响液体产物分布；燃料油和润滑油中即使含有微量的含氮化合物，也易形成胶质，使油品变色变质，从而影响产品的质量和储存安定性；油品储存或运输中含氮化合物会腐蚀设备；含氮燃料燃烧形成的氮氧化物排放到大气中会污染环境；催化剂再生过程中产生的NOx引起环境污染。所以，在环保要求和石油产品质量标准日趋严格的形势下，研究适应高氮原料油的催化裂化或催化转化技术日益受到重视。美国专利US4090948公开了一种加工高氮原料的催化裂化方法，将高氮原料首先与从汽提段引出的待生催化剂接触，从而使原料油中的氮化物、金属等污染物沉积在待生催化剂表面，未完全反应的烃类和待生催化剂混合物再与从再生器来的再生催化剂接触进一步反应，采用这种方法可以减轻再生催化剂的失活。美国专利US4436613公开了一种采用两级催化裂化工艺处理高氮原料的方法，在第一级催化裂化反应器将高氮原料与低活性催化剂(待生催化剂和再生催化剂的混合物)接触，从而移除催化剂的氮化合物、重金属等污染物；得到的反应油气冷却后进入分离罐，重质油经加热后用泵重新注入第二级反应器，与高活性催化剂(再生催化剂和新鲜催化剂的混合物)接触进行高苛刻度的裂化反应。美国专利US5051163公开了一种耐高氮原料的催化裂化工艺，来自再生器的再生催化剂一部分进入预接触区，与高氮原料预接触反应，然后油气和待生催化剂一同进入反应区，与另一部分再生催化剂接触反应。反应油气与待生催化剂分离后，待生催化剂去再生器再生后循环使用，反应油气进入后续加工过程。该方法可以降低进入反应区的原料的氮含量，从而降低产物氮含量，但是牺牲了一部分再生催化剂的活性，使反应区的剂油比降低，不利于裂化反应。美国专利US5660716公开了一种加工高碱性氮原料的催化裂化工艺和设备，该工艺采用下行式提升管技术，原料和来自反应器上部的再生催化剂接触，在重力作用下沿反应器向下流动并反应，在反应器底部油气分离，经汽提后的待生催化剂在提升气的作用下向上移动进入再生器再生后循环使用。应用该技术，在适宜的催化裂化操作条件下可以加工碱性氮含量在0.035％～0.13wt％之间的FCC原料。美国专利US6149875公开了一种高氮原料的催化裂化工艺和设备，首先高氮原料与吸附剂接触反应，移除高氮原料中的含氮、硫等污染物，然后再与再生催化剂进行裂化反应，反应后的吸附剂和待生催化剂经汽提后一同送至分离器，在分离器利用吸附剂和催化剂的密度不同将两者分离后分别送至独立的再生器再生后循环使用。美国专利US7008595也公开了类似的催化裂化工艺和设备，其主要的差别在于待生催化剂和吸附剂的分离是在汽提器上完成的，在汽提器中分离待生催化剂和吸附剂后分别送至独立的再生器再生后循环使用。美国专利US7744745B2公开了一种采用双提升管催化裂化高氮原料的工艺和设备，该工艺具有共用的催化剂汽提器和再生器的双提升管反应器系统，再生催化剂从再生器出来后分别进入两个提升管反应器，利用主反应器加工优质原料，用副反应器裂化高氮原料，两者氮含量差别至少大于0.02wt％。中国专利CN1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化转化反应器，其特征在于，该催化转化反应器包括中部设置有扩径段的提升管反应器(2)，所述提升管反应器(2)的下部设置有第一再生催化剂入口和第一原料油入口，所述提升管反应器(2)的顶部设置有反应产物出口，所述扩径段的中下部设置有半待生催化剂出口，所述提升管反应器(2)还设置有位于所述半待生催化剂出口上方所述反应产物出口下方的第二再生催化剂入口。

【技术特征摘要】
1.一种催化转化反应器，其特征在于，该催化转化反应器包括中部设置有扩径段的提升管反应器(2)，所述提升管反应器(2)的下部设置有第一再生催化剂入口和第一原料油入口，所述提升管反应器(2)的顶部设置有反应产物出口，所述扩径段的中下部设置有半待生催化剂出口，所述提升管反应器(2)还设置有位于所述半待生催化剂出口上方所述反应产物出口下方的第二再生催化剂入口。2.根据权利要求1所述的催化转化反应器，其特征在于，所述提升管反应器(2)设置有位于所述扩径段上方的出口段(7)、以及由上至下依次位于所述扩径段下方的第一反应段(I)和预提升段，所述扩径段、出口段(7)、第一反应段(I)和预提升段同轴设置且流体连通，所述扩径段的内径大于所述第一反应段(I)和出口段(7)的内径；所述第一再生催化剂入口位于所述预提升段上，所述第一原料油入口位于所述第一反应段(I)的下部，所述反应产物出口位于所述出口段(7)的顶部。3.根据权利要求2所述的催化转化反应器，其特征在于，所述扩径段设置为第一扩径段(III)，所述提升管反应器(2)还设置有位于所述第一扩径段(III)上方所述出口段(7)下方的第二反应段(II)，所述第二反应段(II)与所述第一扩径段(III)以及所述出口段(7)同轴且流体连通；所述半待生催化剂出口位于所述第一扩径段(III)的中下部，所述第二再生催化剂入口位于所述第二反应段(II)的中下部。4.根据权利要求3所述的催化转化反应器，其特征在于，所述提升管反应器(2)的高度为10-60米；所述预提升段的内径为0.2-5米，所述预提升段的高度占提升管反应器(2)高度的5-10％；所述第一反应段(I)与预提升段的内径之比为(0.5-1.5)：1，所述第一反应段(I)的高度占提升管反应器(2)高度的10-40％；所述第一扩径段(III)与第一反应段(I)的内径之比为(1.2-5.0)：1，所述第一扩径段(III)的高度占提升管反应器(2)高度的5-10％；所述第二反应段(II)与第一反应段(I)的内径之比为(1.2-5.0)：1，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学峰，魏晓丽，谢朝钢，张久顺，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11