用于升级FCC产品的带有具有充分混合功能的附加反应器的设备制造技术

本文公开了在比沸腾床更剧烈的条件下，优选在快速流化流动条件下的反应器中使烃原料和催化剂接触的方法和设备。剧烈的条件确保烃原料和催化剂的充分混合以抑制干气的形成和促进氢转移反应的进行。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于升级FCC产品的带有具有充分混合功能的附加反应器的设备
技术介绍
本专利技术一般涉及用于流化催化裂化(FCC)重质烃类物流的方法。更具体的说，本专利技术涉及用于在一个不连续的反应器装置中升级催化裂化烃原料的方法。无论是真空瓦斯油，残油或者其它沸点相对较高的烃类原料，FCC方法都是通过起始原料与催化剂接触反应实现的，该催化剂是由精细分割的或颗粒状的固体物质组成的。通过使气体或蒸气以足够产生所需要的流体输送模式的速度通过催化剂使催化剂以所希望流体传输模式被传送。油和流化物质的接触促使裂化反应进行。裂化反应使焦炭沉积在催化剂上，退出反应区的催化剂被称为“废催化剂”，也就是说，由于焦炭在催化剂上沉积而使其部分失活。焦炭由氢和碳组成，并可包括其它的微量物质，如和起始原料一起进入工艺过程的硫和金属。焦炭通过阻塞催化剂表面上发生裂化反应的酸性位点损害废催化剂的催化活性。通常将废催化剂输送到气提器以脱除催化剂上吸附的烃和气体，然后将其送至再生器，从而与含氧气体进行氧化反应以除去焦炭。具有相对于气提器中的废催化剂降低了的焦炭含量的催化剂(在下文中被称作再生催化剂)被收集起来重返反应区。氧化催化剂表面的焦炭释放大量的热，其中一部分随焦炭氧化的气态产物(通常被称作烟气)离开再生器，其余的热量随再生催化剂离开再生器。流化催化剂在反应区和再生区之间不断循环。流化催化剂既提供催化作用，又担当区域间传输热量的工具。FCC方法和其中所用的分离设备在美国专利US-A-5,584,985B1和US-A-4,792,437B1中都有详尽的描述(该文结合于此作为参考)。本领域技术人员熟知各种接触区、再生区和气-->提区的方法细节，并也熟知在不同反应区之间进行催化剂的传输的布局。FCC反应器将瓦斯油或较重的原料裂化为宽范围的产品。来自FCC单元的裂化蒸气进入分离区，该区通常以主塔的形式存在，其提供气体流、汽油馏分、轻循环油(LCO)和包括重循环油(HCO)成分的澄清油(CO)。气体流包括干气，即氢气和C1和C2烃，液化气(LPG)即C3和C4烃。在许多地区，石脑油比液化气和干气更有价值。但是，在一些地区LPG比石脑油有价值。汽油馏分可包括轻、中、重汽油组分，重汽油馏分的主要成分包括稠和的单环芳烃。LCO的主要组分是稠和的双环芳烃。用附加反应器处理产品馏分对升级产品是有用的。将原始裂化的FCC产品中的重质产品馏分再裂化就是一个例子。典型地，在再裂化反应中，来自FCC反应器的第一提升管中的未裂化的流出物和第二段的催化剂再次接触，以使较大分子裂化为较小分子。例如，美国专利US-A-4,051,013B1公开了汽油馏程范围原料和瓦斯油原料在同一提升管的不同的高度发生裂化反应。WO01/00750A1公开在同一提升管的不同的高度引入汽油原料和FCC原料，分离裂化产品并使其中一部分循环返回同一提升管反应器。US-A-2,921,014B1，US-A-3,161,582B1，US-A-5,176,815B1和US-A-5,310,477B1都公开了在FCC单元的提升管中裂化第一烃原料，在反应器中裂化从提升管中退出的第二烃原料，结果，两种裂化产品在反应器中在一定程度上混合，这抵消了第二烃原料裂化的升级的结果，尤其当它是初始原料的裂化馏分时。US-A-2,956,003通过分离提升管流出物的催化剂和蒸气产品并使得第二烃原料在接受分离的催化剂的反应器中接触在一定程度上避免了这种不利影响。在FCC单元中使用两个提升管是已知的。US-A-5,198,590B1、US-A-4,402,913B1、US-A-4,310,489B1、US-A-4,297,203B1、US-A-3,799,864B1、US-A-3,748,251B1、US-A-3,714,024B1和US2002/0,003,103A1公开了有两个提升管FCC单元，其中的原料主要在两个提升管中裂化。在这些专利中，两个提升管与同一回收管路和/或能使-->气相产品混合的反应器连通。在US-A-5,730,859B1中，一个提升管中的所有流出物没有首先经过产品分离过程就被送到另一个提升管中。US-A-4,172,812B1教导了再裂化全部或一部分来自FCC单元提升管中的裂化产品，再裂化所用的催化剂与提升管中的催化剂有着不同的组分。US-A-5,401,387公开了先在固定床、流化床或移动床中使用形状选择性催化剂来裂化原料，然后将全部或部分的裂化流出物与重质原料混合后送至FCC单元。在US-A-5,944,982B1中，尽管两个提升管都终止于同一反应器装置中，每个提升管中的气相产品是互相隔离的。在次级反应器中使用了两种类型的流动模式。在FCC提升管反应器中通常使用输送流动模式。在输送流动中，气体和催化剂的速度差(称做滑动速度)相对低，通常少于0.3m/s(1.0ft/s)，而几乎没有催化剂返混或截留，滑动速度通过下面的公式计算：vs=ug‾-us---(1)]]>其中是vs滑动速度，ug是表观气体速度，us是催化剂速度，是催化剂空隙率，另一种方式是通过这样的滑动比表征的流动模式，即滑动比为流动区的实际密度与非滑动密度之比。非滑动密度是用催化剂流量比表观气体速度来计算的：ns=-cug---(2)]]>其中ns是流动区的非滑动密度，c是催化剂通量，ug是表观气体速度，催化剂通量为催化剂质量流速/反应器横截面积。滑动比与流动区的催化剂截留成正比例。通常，输送流动模式的滑动比达不到2.5，因此，反应区的催化剂保持在低密度和非常稀释的相的条件下流动。输送流动的表观气体速度-->通常远大于3.7m/s(12.0ft/s)，并且催化剂的密度通常不超过48kg/m3(3lb/ft3)(这通常取决于催化剂和蒸气的特征与流速)。在输送模式下，催化剂-蒸气的混合物是均相的，在催化剂相中没有蒸气空洞或者鼓泡形成。沸腾床次级反应器也是已知的。在沸腾床中，流化蒸气形成气泡上升通过清晰的密集催化剂床的上表面。只有被蒸气夹带的催化剂与蒸气一起离开了反应器。蒸气的表观速度通常小于0.5m/s(1.5ft/s)，密集床的密度通常大于640kg/m3(40lb/ft3)(取决于催化剂的特征)。当具有渗透性的蒸气从旁路通过催化剂时，催化剂与蒸气的混合物就是多相的。沸腾床与输送流动模式之间的是湍动床和快速流化模式。US-A-4,547,616B1公开了一种用于氧化转化的湍流模式，在湍动床中，催化剂与蒸气的混合物不是均相的，湍动床具有密集催化剂床，其中在催化剂相内有细长的蒸气空隙，并且表面很难分辨。仅被夹带的催化剂与蒸气一起离开，而且催化剂密度与它在反应器内的高度不很成比例。US-A-6,166,282B1公开了一种用于氧化转化反应的快速流化床模式。在快速的流化模式下，没有密集催化剂床。相反，催化剂与蒸气是均相的。离开反应区的催化剂比退出反应区的蒸气速度仅稍慢。因此，对于快速流化流动模式，滑动速度通常大于或等于0.3m/s(1.0ft/s)，对于大多数FCC催化剂，滑动比大于或等于2.5。快速流化床已经用于使催化剂再生的FCC燃烧室和煤炭气化过程中。US-A-3,928,172B1提出了一种具有次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使烃和催化剂接触的设备，所述设备包括：反应器装置，其包括至少一个与所述反应器装置相连通的反应器，与所述反应器装置相连通的稀释剂喷嘴，以及在反应器的第一末端与所述反应器相连通的原料喷嘴，并且所述反应器的第二末端具有相对于所述反应器 缩小了的横截面积；和分离器装置，其包括和所述反应器的第二末端相连通的输送管道，所述输送管道有和所述分离器装置相连通的卸料口。

【技术特征摘要】
US 2002-4-18 10/125,4681、一种使烃和催化剂接触的设备，所述设备包括：反应器装置，其包括至少一个与所述反应器装置相连通的反应器，与所述反应器装置相连通的稀释剂喷嘴，以及在反应器的第一末端与所述反应器相连通的原料喷嘴，并且所述反应器的第二末端具有相对于所述反应器缩小了的横截面积；和分离器装置，其包括和所述反应器...

【专利技术属性】
技术研发人员：DA洛马斯，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]