一种下行式催化裂化反应器制造技术

一种下行式催化裂化反应器，其特征在于该反应器包括以下构件：再生催化剂输送管（１）、顶盖（２）、原料喷嘴（３）、外筒体（６）、预提升介质分布器（８）、下行反应管（９）、催化剂预提升管（１４）；其中，催化剂预提升管（１４）的上部出口端位于外筒体（６）内部，其下部与再生催化剂输送管（１）连通；预提升介质分布器（８）位于催化剂预提升管（１４）底部；外筒体上端与顶盖沿圆周方向密闭连接；下行反应管（９）与外筒体的侧壁或底部固定连接，或通过对称设置的支管使二者连通；原料喷嘴设置在催化剂预提升管出口上方的外筒体侧壁上和／或顶盖上。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种下行式催化裂化反应器
本专利技术属于在不存在氢的情况下石油烃的催化裂化设备，更具体地说，是一种下行式催化裂化反应器。
技术介绍
随着经济的发展，世界各国对车用燃料和以石油为原料的低碳烯烃的需求将不断增加。由于石油资源有限，发展重油深度加工，增加轻质油品和低碳烯烃的供应仍将是21世纪炼油行业的重大发展战略。催化裂化原料适应性广、转化深度大，在将重质原料转化为汽、柴油等车用燃料的同时，生成的液化气中含有较多的低碳烯烃，是对重质油进行二次加工最重要的工艺。催化裂化装置规模大、设备投资相对较少，是世界上所有炼厂经济效益的支柱。改善催化裂化装置的产品分布和产品选择性，对于提高炼油企业的经济效益和市场竞争力都有着十分重要的意义，是所有炼厂努力追求的目标。因为石化产品的价值远高于炼油产品，炼油化工一体化是提高资源有效利用、增加炼油企业经济效益的重要途径，也是当今国际石油加工业的发展趋势。近年来由于丙烯的需求迅速增加，为了满足市场的需求，国内外都重视通过FCC装置增产丙烯。在提升管式催化裂化反应器上通过采用高温、大剂油比的反应条件和合适的催化剂可以增加产品中低碳烯烃的产率。提升管反应器中，烃油原料通过喷嘴喷入提升管底部的密相催化剂床层中，难以全部充分地雾化和及时地汽化。为了使全部原料得到足够深度的转化以生成较多的低碳烯烃，必须要有较长的反应时间。同时，由于催化剂在提升管内逆重力方向流动，存在着较严重的返混。在这样的反应环境下，原料在生成较多的低碳烯烃的同时也生成了大量的干气和焦炭，结果导致高附加值产品的收率降低。-->在下行管反应器内，油气和催化剂顺重力方向流动，近似为平推流，返混很少。催化剂的返混程度降低使其表面的积碳减少，因而有利于提高其催化的活性和对高附加值产品的选择性。从80年代开始，国外著名的石油公司，如Exxon、Mobi1、UOP、Stone & Webster等，先后开发了各自的下行式反应器，用来提高催化裂化或催化裂解反应的产品选择性，并申请了一系列的专利。USP4514285公开了一种下行管和稀相提升管再生的催化裂化反应系统。催化剂通过稀相提升管再生后，在再生脱气罐中脱除烟气，提高催化剂密度，形成密相床层后，通过催化剂分布板进入下行反应管，原料油通过烃油进料分配环管，经多管径向喷入下行反应管，与自由下落过程中的催化剂接触，并在下行反应管中进行裂化反应。这种下行管反应器由于原料烃和催化剂初始接触时催化剂的浓度较低，油剂接触、混合的效率不够理想，原料转化率较低。USP5296131、CN1205028A公开了一种下行管反应器。在该反应器中，再生催化剂通过锥形塞阀的阀芯和阀座之间的环缝流出形成一个环形“幕帘”，原料油由锥面下的周向均匀布置的喷嘴径向喷射到催化剂“幕帘”上，与催化剂错流接触，然后进入下行式反应器中进行反应。这种下行式反应器尽管通过错流接触强化了催化剂和原料油的混合，但由于烃油原料经喷嘴喷出后仍是和自由落体过程中的催化剂接触，催化剂的浓度仍然很低，所提供的活性中心的数量非常有限。因此，该反应器的重油转化能力也欠佳。USP4985136、USP5462652披露了一种超短接触催化裂化方法，即MSCC。在该方法中，催化剂以幕帘的形式向下流动，而石油烃垂直地喷入该催化剂幕帘中，反应产物和催化剂水平穿过反应区后，油剂混合物快速分离；部分汽提后的催化剂不经再生直接进入催化剂混合器，与完全再生后的催化剂混合，以提高剂油比。该方法虽然通过加大剂油比的办法稍微提高了剂油初始接触段催化剂的浓度，但由于催化剂在自由落体过程中不可能达到重油充分转化所需要的浓度，因此也存在着剂油接触效率不高、重油转化深度不够的问题。-->USP5997726披露了一种下行式的催化裂化反应器。再生催化剂经脱气罐脱除所夹带的再生烟气，使脱气罐中催化剂的密度得到提高；上述催化剂通过一个控制再生催化剂流量的塞阀进入下行式反应器中。催化剂从塞阀的阀芯和阀座之间的环形缝隙落入下部的油剂接触室内。原料油通过烃油喷嘴喷到剂油接触室内呈幕帘状自由落体的催化剂上，然后和催化剂一起进入下行管反应器内反应。这种反应器中再生催化剂虽然经托气罐脱气后密度可以得到提高，但是它和原料油进行初始接触时仍呈自由落体状态，无法达到烃油转化所需要的浓度，所以油剂的接触效率仍不够高，烃油的转化效果也不够理想。国内的清化大学等单位在下行式反应器的开发方面也做了大量的研究工作，并申请了几项专利技术专利。CN1265937A公开了一种在提升管内同心安装下行管的套筒式反应器。在该反应器中，烃油原料喷入催化剂床层的位置有两种方案，第一种方案是将烃油原料通过喷嘴喷入提升管和下行管之间的环形催化剂提升区，在该环形区域内和催化剂接触进行反应同时上升至下行管入口，再流入下行管，在下行管内并行向下流动同时进行反应；第二种方案是将烃油原料直接喷入下行管内，和自由落体过程中的催化剂接触。第一种方案虽然可以提高剂油初始接触区催化剂的浓度从而提高剂油接触的效率，但是将重质烃油原料通过喷嘴喷入提升管和下行管之间的环形夹套区内，烃油不可避免地会喷射到夹套内下行管的外壁面上，从而导致重油在夹套的器壁上严重结焦，影响装置的正常运转；而第二种方案中由于烃油原料仍然是喷射到自由落体过程中的催化剂上和催化剂并流接触，由于催化剂浓度低，剂油接触的效率不高，重油转化的能力也就不可能理想。CN1275434公开了一种适用与气固并流下行床反应器的催化剂入口装置。该装置的特点是其外壳与下行床反应器主体同轴安装，外壳的顶部为气固两相的湍流混合区，载气入口布置在下行管反应器入口以下的外壳侧壁上。载气将外-->壳和下行管之间环形催化剂预提升区的催化剂吹入外壳顶部的气固两相湍流混合区进行混合，再进入下行管反应器内进行反应。烃油原料经喷嘴喷入下行管内，和稀相洒落状态的催化剂接触。这种催化剂入口装置虽然可以使下行管内的催化剂分布比较均匀，但无法提高下行管内的催化剂浓度，因而仍然存在油剂接触效率低的问题，烃油原料在采用该入口结构的下行式反应器上的转化率偏低。综上所述，现有的下行式反应器均不同程度地存在着油剂接触效率低、重油转化能力不足或催化剂返混和设备结焦倾向严重的问题，迄今为止，能够妥善解决上述问题、且反应性能良好的下行式反应器尚未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种下行式催化裂化反应器，用以改善烃油原料的雾化效果，提高烃油原料和催化剂的接触效率，并将油气和催化剂的返混以及原料的裂化深度控制在适当的范围内，从而在提高重油转化能力的同时，增加产品中低碳烯烃的产率，减少产品中的干气和焦炭。本专利技术所提供的下行式反应器包括以下构件：再生催化剂输送管1、顶盖2、原料喷嘴3、外筒体6、预提升介质分布器8、下行反应管9、催化剂预提升管14；其中，催化剂预提升管14的上部出口端位于外筒体6内部，其下部与再生催化剂输送管1连通；预提升介质布置器8位于催化剂预提升管14底部；外筒体上端与顶盖沿圆周方向密闭连接；下行反应管9与外筒体的侧壁或底部固定连接，或通过对称设置的支管15使二者连通；原料喷嘴设置在催化剂预提升管出口上方的外筒体侧壁上和/或顶盖上。与现有技术相比，本专利技术所提供的下行式烃油催化转化反应器主要具有以下几方面的优点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1、一种下行式催化裂化反应器，其特征在于该反应器包括以下构件：再生催化剂输送管(1)、顶盖(2)、原料喷嘴(3)、外筒体(6)、预提升介质分布器(8)、下行反应管(9)、催化剂预提升管(14)；其中，催化剂预提升管(14)的上部出口端位于外筒体(6)内部，其下部与再生催化剂输送管(1)连通；预提升介质分布器(8)位于催化剂预提升管(14)底部；外筒体上端与顶盖沿圆周方向密闭连接；下行反应管(9)与外筒体的侧壁或底部固定连接，或通过对称设置的支管使二者连通；原料喷嘴设置在催化剂预提升管出口上方的外筒体侧壁上和/或顶盖上。2、按照权利要求1的反应器，其特征在于所述催化剂预提升管(14)的上部垂直设置在外筒体内部，外筒体底部通过底板(16)与催化剂预提升管的外壁密闭连接。3、按照权利要求2的反应器，其特征在于所述催化剂预提升管(14)与外筒体同轴设置。4、按照权利要求2的反应器，其特征在于所述底板(16)倾斜于水平方向设置。5、按照权利要求1的反应器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：许克家，侯栓弟，龙军，张久顺，张占柱，李松年，何俊，武雪峰，朱丙田，赵俊鹏，
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：发明
国别省市：