本发明专利技术提供一种下行床反应器烃类催化转化方法及其装置，其具体工艺过程如下：经过预热（或不预热）后烃类原料与来自再生剂冷却器的低温再生剂进入下行床反应器入口端，沿反应器向下流动发生催化裂化等反应，反应油气与催化剂的混合物下行至反应器末端进行快速分离，实现催化剂与油气的快速分离。主要操作条件如下：反应温度为460～680ºC、反应压力为0.11～0.4MPa，接触时间0.05～2秒，催化剂与原料重量比（剂油比）为6～50。分离出的待生催化剂（简称待生剂）经汽提器汽提后，进入再生器烧焦再生，再生温度控制在630‑730℃。来自再生器的再生剂进入再生剂冷却器冷却到200‑720℃，至下行床反应器循环使用。
【技术实现步骤摘要】
一种下行床反应器烃类催化转化方法及其装置
本专利技术属于烃类的催化转化方法，特别涉及利用下行床反应器进行烃类的催化转化。
技术介绍
由于原油价格不断提高，不断增长的轻质油需求，环保法规的日益严格，利用催化裂化技术加工重质原料油，生产更清洁的燃料产品，同时降低催化裂化装置本身的排放量成为技术开发的热点。在提升管催化裂化反应过程中，预热后的原料与来自再生器的高温再生催化剂接触、汽化并进行反应，反应时间大约在2～3秒。研究表明，提升管出口处的催化剂活性只有初始活性的1/3左右；反应进行1秒钟左右，催化剂的活性下降50％左右。由于提升管反应过程中生成的焦炭沉积在催化剂表面及活性中心上，使催化剂的活性急剧下降，催化作用大为减弱，热裂化反应增多，产生较多干气和焦炭。提升管反应器和下行床反应器各有自己的优势。提升管反应器具有催化剂浓度高，气固接触面积较大，气固接触效率高等优点，但是由于其气固并流逆重力场流动，提升管内轴径向流动的不均匀，催化剂滑落返混较大，停留时间分布不均匀。而下行床反应器为气固并流顺重力场流动，径向流动更加均匀，催化剂无轴向返混，颗粒浓度及速度的径向分布较上行式的提升管有明显改善，特别适合超短接触(反应)时间(与提升管相比通常要缩短1-3倍)、超大剂油比(与提升管相比通常要增大1-3倍)的催化转化反应，如渣油的深度催化转化、催化热裂解、汽油催化裂解制烯烃等，能充分利用催化剂的初始活性，提高轻油收率，降低干气与焦炭的生成。因此，国内外的研究普遍集中在开发下行床反应器的入口结构、气固快速分离以及耦合提升管反应器和开发高活性催化剂等方面，以强化原料与催化剂在入口端的混合，提高反应的总转化率和选择性。CN1113689C公开了一种气固并流折叠式快速流化床反应装置；CN1162514C公开一种气固并流下行与上行耦合的催化裂化反应装置。研究表明，提高下行床反应器中催化剂浓度,可提高下行床催化转化反应过程的转化率和反应选择性，从而获得较高的目的产品收率。但却没有如何提高剂油比的技术方案或措施的研究与开发成果的报道。事实上，要提高烧焦效率和再生效果，通常要采用较高的再生温度(如700-730℃)，因而再生催化剂(简称再生剂)温度都很高，远高于下行床反应器系统热量平衡所需的再生剂温度；也就是说，要大幅度地提高剂油比,就必须降低再生剂的温度，这样才能维持反应系统的热量平衡。同时，超短反应时间也必须要靠超大剂油比来保证；否则，如果通过提高反应温度来实现超短反应时间下的高转化率，就势必会加剧热裂化等非理想反应，从而会导致焦炭和干气产率的增高、汽油和轻烯烃等目的产品产率的下降。本专利技术的目的是在保证良好的再生效果的前提下，采用冷再生剂循环方法，实现大剂油比操作，降低进入下行床反应器的再生剂的温度，打破下行床反应器系统的热量平衡限制，从而提高催化剂的循环量，提高下行床反应器中催化剂浓度,提高催化剂活性和活性中心数，促进催化转化、氢转移、异构化、芳构化等理想反应，降低热裂化等非理想反应，提高反应选择性，从而提高汽油和轻烯烃等目的产品的产率，降低焦炭和气体的产率。本专利技术的另一目的是通过调节进入下行床反应器的再生剂温度，实现优化下行床反应器反应温度的目的，以适宜的反应温度和适宜的剂油比，优化下行床反应器的温度分布，优化反应深度和产品分布，从而更进一步地提高反应选择性，降低焦炭和气体的产率，提高汽油和轻烯烃等目的产品的产率。
技术实现思路
本专利技术的要解决的技术问题是采用再生剂冷却技术，打破下行床反应器系统的热量平衡限制，真正实现大剂油比操作，提高下行床反应器中催化剂浓度和催化剂活性；同时采用适宜的反应温度(相对低0-50℃)，优化下行床反应器的温度分布，实现反应深度的优化控制，从而提高反应选择性，提高丙烯等轻烯烃和汽油产率，提高汽油中的芳烃含量，降低汽油中的烯烃含量，同时降低焦碳和干气产率。本专利技术提供一种下行床反应器烃类催化转化方法，来自再生器的再生催化剂经再生剂冷却器冷却降温后进入下行床反应器，与烃类原料在入口端混合、接触，在下行床反应器内进行烃类的催化转化反应，并流下行至下行床反应器末端进行快速分离；分离出的待生催化剂(简称待生剂)经汽提后进入再生器烧焦再生，再生后的催化剂经再生剂冷却器冷却后返回下行床反应器循环使用。其具体工艺过程如下：1)经过预热(或不预热)后烃类原料与来自再生剂冷却器的低温再生剂进入下行床反应器入口端，沿反应器向下流动发生反应，反应油气与催化剂的混合物下行至反应器末端进行快速分离，实现催化剂与油气的快速分离。主要操作条件如下：反应温度为460～680℃(优选480～660℃，最佳490～650℃)、反应压力为0.11～0.4MPa，接触时间为0.05～2秒(优选0.1～1.5秒)，催化剂与原料重量比(剂油比)为6～50(优选8～40)。2)分离出的待生催化剂(简称待生剂)经待生剂汽提器汽提后，进入再生器烧焦再生，再生温度控制在630-800℃(优选630-730℃，最佳650～730℃)。3)来自再生器的再生剂进入再生剂冷却器冷却到200-720℃，冷却后的再生剂(简称冷再生剂)进入下行床反应器入口端循环使用；或者设置热再生剂(即来自再生器未经冷却的再生剂)旁路，一部分热再生剂与上述冷再生剂混合后，混合再生剂进入下行床反应器入口端循环使用。更进一步地，上述下行床反应器的反应温度主要通过调节剂油比(即在上述冷再生剂输送管上设置控制元件如滑阀、塞阀等)，或/和主要通过调节冷再生剂温度或混合再生剂的温度进行控制,使其分别保持在最佳值。通过调节进入上述下行床反应器的再生剂的温度，实现调节下行床反应器反应温度的目的，进而采用适宜的反应温度和适宜的剂油比，优化下行床反应器的温度分布，优化反应深度和产品分布，从而更进一步地提高反应选择性，降低焦炭和气体的产率，提高汽油和轻烯烃等目的产品的产率。所述的冷再生剂温度通过调节进入再生剂冷却器的流化介质流量和/或返回再生器的冷催化剂的流量和/或其它参数进行控制。所述的流化介质可以是空气、蒸汽或其它气体或者是它们的混合物，取热介质可以是水、蒸汽、空气或其它气体、各种油品等或者是它们的混合物。所述的进入下行床反应器的混合再生剂的温度可通过调节上述冷热再生剂的比例而得到独立控制。所述的进入下行床反应器的冷再生剂温度主要通过调节流化介质和/或取热介质的流量或/和其它参数进行控制；或者冷再生剂温度主要通过调节流化介质和/或取热介质和/或返回再生器的冷催化剂的流量或/和其它参数进行控制。因此，下行床反应器的剂油比(再生催化剂与原料的重量比)和反应温度均可得到独立控制。当然也可有许多其他控制设备和控制方法，不构成对本专利技术构思的任何具体实施方式的限制。本专利技术的方法及其装置，还可在所述的再生剂冷却器的下游设置催化剂混合缓冲空间，强化再生剂的混合，消除非均匀传热和非均匀流动而产生的径向温差(以使再生剂温度达到均衡)，以满足下游反应温度控制的要求，提高下游反应温度控制的精准性和灵活性。同时，还可提高再生剂的密度，提高再生剂循环系统的推动力，以克服剂油比增大引起的循环系统阻力增大，实现大剂油比操作。所述催化剂混合缓冲空间采用低速密相流化床操作，其表观气速(流化介质流量与设备的空塔横截面之比)小于0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种下行床反应器烃类催化转化方法，其特征在于，来自再生器的再生催化剂经再生剂冷却器冷却降温后进入下行床反应器，与烃类原料在入口端混合、接触，在下行床反应器内进行烃类的催化转化反应，并流下行至下行床反应器末端进行快速分离；分离出的待生催化剂经汽提后进入再生器烧焦再生，再生后的催化剂经再生剂冷却器冷却后返回下行床反应器循环使用。
【技术特征摘要】
1.一种下行床反应器烃类催化转化方法，其特征在于，来自再生器的再生催化剂经再生剂冷却器冷却降温后进入下行床反应器，与烃类原料在入口端混合、接触，在下行床反应器内进行烃类的催化转化反应，并流下行至下行床反应器末端进行快速分离；分离出的待生催化剂经汽提后进入再生器烧焦再生，再生后的催化剂经再生剂冷却器冷却后返回下行床反应器循环使用。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下行床反应器的主要操作条件如下：反应温度为460～680ºC、反应压力为0.11～0.4MPa，接触时间为0.05～2秒，剂油比为6～50。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，具体工艺如下：1）经过预热或不预热后烃类原料与来自再生剂冷却器的低温再生剂进入下行床反应器入口端，沿反应器向下流动发生反应，反应油气与催化剂的混合物下行至反应器末端进行快速分离，实现催化剂与油气的快速分离，主要操作条件如下：反应温度为460～680ºC、反应压力为0.11～0.4MPa，接触时间为0.05～2秒，剂油比为6～50；2）分离出的待生催化剂经待生剂汽提器汽提后，进入再生器烧焦再生，再生温度控制在630-730℃；3)来自再生器的再生剂进入再生剂冷却器冷却到200-720℃，冷却后的再生剂进入下行床反应器入口端循环使用；或者设置热再生剂旁路，一部分热再生剂与上述冷再生剂混合后，混合再生剂进入下行床反应器入口端循环使用。4.按照权利要求2或3所述的方法，其特征在，所述下行床反应器的反应温度为490～650ºC、反应压力为0.11～0.4MPa，接触时间为0.1～1.5秒，剂油比为8～40。5.按照权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于通过调节进入下行床反应器的再生剂温度，实现优化下行床反应器反应温度。6.按照权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，在所述的再生剂冷却器的下游设置催化剂混合缓冲空间；所述的催化剂混合缓冲空间采用低速密相流化床操作，其表观气速小于0.3m/s。7.按照权利要求1至6任一项所述的方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：李群柱，李莉，
申请(专利权)人：李群柱，
类型：发明
国别省市：北京,11
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