提升管反应装置及烃油转化生产乙烯的方法制造方法及图纸

提升管反应装置及烃油转化生产乙烯的方法，所述提升管反应装置的提升管内设置有第一套管和第二套管，第二套管和第一套管高低布置，第一套管和第二套管分别设置烃油入口以及油气出口，所述油气出口均与提升管连通。本发明专利技术提供的烃油转化方法，将烃油分别引入所述的套管中，然后进入提升管反应器中与催化剂接触反应。采用本发明专利技术的方法能够提高烃油催化转化制低碳烯烃的乙烯产率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括提升管的FCC装置以及烃油转化生产乙烯的方法。
技术介绍
乙烯和丙烯是重要的化工原料，对其需求十分旺盛并且不断增长。目前市场95%以上的乙烯、丙烯由石脑油蒸汽裂解和重油催化制取低碳烯烃技术提供。重油催化制取低碳烯烃技术利用催化裂解技术，能耗低，原料要求低，产品分布调节灵活，在满足未来市场不断增长的需求上具有更大的发展前景。提升管反应器具有单位容积处理量大、气固接触效率高等优点而广泛应用。提升管催化裂化反应过程中，预热后的烃油经喷嘴进入反应器后，与来自再生器的高温催化剂接触、汽化并进行反应。但由于气固并流逆重力场流动，提升管内存在较大的轴径向流动的不均匀性，气固返混大，停留时 间分布不均匀等，而且由于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。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I秒钟左右，催化剂的活性下降50 %左右。这样，在提升管反应器的后半段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，产生较多干气和增加汽油烯烃含量。催化裂化反应是一个复杂的反应体系，总体来说是一个平行连串反应过程。主要的反应有裂化、环化、异构化、芳构化、氢转移、烷基化、缩合等反应。这几种反应都是催化裂化过程中的重要反应，但它们的反应条件是矛盾的。为解决这个问题，研究者开发了许多相应技术解决，比如中止剂技术、两段提升管技术(CN1118539C)、串联提升管技术MIP(CN1237477A)、双提升管技术(CN1069054A)技术等。CN1237477A提出了将催化裂化反应器分成两个反应区的概念，并开发出了相应的提升管反应器。其主要的思想是第一反应区提升管以生成烯烃的裂化反应为主，生成富含烯烃的中间产物再进入扩径的第二反应区进行二次反应。第二反应区的反应主要包括异构化、氢转移和适度的裂化，达到降低汽油烯烃并增产低碳烯烃的目的。另外，近年来原料逐渐变重变劣，炼厂要求提高催化剂裂化重油的能力，提高低碳烯烃特别是乙烯的产率，因此，对其配套催化剂的要求也更加苛刻。重油催化裂解制取乙烯的过程追求的是一系列连串和平行反应中的某些中间产品，属于不可逆复杂反应网络，热反应和催化反应在反应时间和反应程度上存在竞争，最终会生成诸如焦炭、甲烷、H2等非目标产物，副反应多，失活快。与常规FCC和DCC相比，催化热裂解催化剂一次反应与二次反应类型不同，需要抑制的副反应也不同，如何控制热反应和催化反应的程度及选择性至关重要，催化剂在制备过程中应充分考虑到这两类反应的平衡。CN1031029A公开了一种层柱粘土分子筛裂化催化剂。制备该催化剂所用的钠型层状粘土是用氯化钠水溶液与天然钙型土交换，经过滤、淋洗而制得的；或是用强酸性的苯乙烯系钠型阳离子交换树脂与天然钙型土在水中混合搅拌交换8小时，静置过夜，取上层悬浮的颗粒直径小于2微米的粘土制成的。虽然用钙型层状粘土制备该催化剂的轻油微反初活性为46%，但经800°C水蒸汽减活处理4小时后的催化裂化轻油微反活性只有28%，不能满足工业对催化剂稳定性的要求。CN1031489A公开了一种含有层柱粘土分子筛的复合载体或催化剂的制备方法，是将该复合载体或催化剂的各组分原料:蒙托石类或规则间层矿物结构的层状粘土、沸石分子筛、耐高温氧化物、粘土按所需比例混合成型，然后与交联剂进行交联反应，并经老化、焙烧等步骤制成所需载体或催化剂。CN1211470A指出，催化热裂解制乙烯催化剂需要增加伯正碳离子生成和直接裂化，抑制异构。该方法采用碱土金属钙、镁等改性分子筛增加择形反应性能。但催化剂活性仍偏低，生产中必须加大催化剂使用量，加大剂耗，才能保持所需催化剂的活性要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一是提供一种烃油转化生产乙烯的包括提升管的反应装置。本专利技术要解决的另外技术问题是提供一种生产乙烯的烃油转化方法，该方法用于烃油催化转化，具有较高的乙烯产率，重油裂化能力强。 本专利技术提供一种提升管反应装置，包括提升管，所述的提升管包括催化剂入口、预提升介质入口和油剂出口，提升管内设置有第一套管和第二套管，第二套管和第一套管高低布置，第一套管设置烃油入口以及油气出口，第二套管设置烃油入口以及油气出口，第一套管和第二套管的油气出口均与提升管连通。本专利技术提供一种生产乙烯的烃油转化方法，包括:在提升管反应装置中，将第一部分烃油原料引入处于提升管中的第一套管，然后将离开第一套管的油气引入提升管中与催化裂解催化剂接触反应；将第二部分烃油原料引入处于提升管中的第二套管，然后引入提升管反应器与催化裂解催化剂接触反应，其中所述的第二套管处于第一套管的下游。本专利技术提供的烃油转化方法，将烃油原料引入提升管中的套管中然后再进入提升管的反应区内进行催化裂解反应，能够提高烃油特别是重油制低碳烯烃的乙烯的产率，意外的是丙烯产率不降低甚至更高，具有较低的甲烷、氢气产率和焦炭产率。此外，优选情况下，采用本专利技术提供的配套催化剂，能够进一步提高乙烯和丙烯的产率。本专利技术提供的提升管反应装置，通过在提升管内增设至少两个套管，并使套管位于提升管反应器的反应段内形成一种适于生产低碳烯烃尤其是乙烯的反应装置，简单易行。其中，第一套管的一端设置有烃油进口，该端相对于提升管的内部空间密封，从而使得第一套管内的烃油不从该端进入提升管中，提升管中的催化剂不进入第一套管中，这样使用时，将烃油原料引入第一套管，使引入提升管的热催化剂从套管的外部流经套管，一方面使套管内的烃油得到加热，从而使烃油发生热裂解反应，增产乙烯，并可以避免烃油进料温度高引起的喷嘴结焦，另外一方面可以使催化剂得到适当冷却，然后催化剂与来自第一套管的发生了部分热裂解的烃油接触进行催化反应，有利于后续催化裂解反应生产丙烯和乙烯，降低干气的生成；第二套管的一端设置有烃油进口，该端相对于提升管的内部空间密封，从而使得第二套管内的烃油不从该端进入提升管中，提升管中的催化剂不进入第二套管中，这样使用时，将部 分烃油引入第二套管，使得烃油在第二套管中进行热裂解，使得流经第二套管的催化剂和油气的混合物适当冷却，有利于降低有用产物的再转化，降低干气和焦炭的生成；从而有利于烃油特别是重油催化裂解生产低碳烯烃。当套管内设有挡板，可以强化油气在套管内的流动和换热，有利于提高乙烯和丙烯的产率。附图说明图1为本专利技术的方法中所用的提升管反应器的示意图。图2为本专利技术提供的装置一种具体实施方式示意图。其中I为预提升介质入口，2为提升管，31和32为烃油原料入口，41和42为套管，5为提升管2的再生催化剂入口，6为产品分离系统，7为再生器，8为待生催化剂输送管，9为汽提器，10为沉降器，37为汽提介质入口，26为再生空气入口，27为再生烟气出口。图3为套管挡板设置示意图。·图4为套管的挡板示意图。图3和图4中，43为挡板，44为套管管壁。本专利技术所述左右上下前后均以图示状态定义。具体实施例方式本专利技术提供的提升管反应装置，在提升管内设置有第一套管和第二套管，所述第一套管和第二套管各自在其一端设置有烃油入口和/或蒸汽入口，该端与提升管不相通，烃油入口可以设置在端面，也可以设置在距离端面一定距离的套管壁上；第一套管和第二套管的另一端各自设置油气出口，可以设置在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提升管反应装置，包括提升管(2)，其特征在于，所述的提升管(2)包括催化剂入口(5)、预提升介质入口(1)和油剂出口，提升管(2)内设置第一套管(41)和第二套管(42)，第二套管(42)和第一套管(41)高低布置，第一套管(41)设置烃油入口(31)，第二套管(42)设置烃油入口(32)，第一套管(41)和第二套管(42)的油气出口分别与提升管(2)相通。

【技术特征摘要】
1.一种提升管反应装置，包括提升管(2)，其特征在于，所述的提升管(2)包括催化剂入口(5)、预提升介质入口(I)和油剂出口，提升管(2)内设置第一套管(41)和第二套管(42)，第二套管(42)和第一套管(41)高低布置，第一套管(41)设置烃油入口(31)，第二套管(42)设置烃油入口(32)，第一套管(41)和第二套管(42)的油气出口分别与提升管(2)相通。2.按照权利要求1所述的提升管反应装置，其特征在于，第一套管(41)长度为提升管(2)长度的1/15-1/4，第一套管(41)的内径为提升管(2)内径的1/5-1/2 ;第二套管(42)长度为提升管(2)长·度的1/15-1/4，第二套管(42)的内径为提升管(2)内径的1/5-1/2。3.按照权利要求1所述的提升管反应装置，其特征在于，第一套管(41)和第二套管(42)的长度均为提升管总长度的1/12-1/5。4.按照权利要求1-3任一项所述的提升管反应装置，其特征在于，所述的第一套管(41)和/或第二套管(42)内设置有挡板。5.按照权利要求4所述的提升管反应装置，其特征在于，所述的挡板为长方形、弓形或螺旋形挡板中的一种或多种。6.按照权利要求5所述的提升管反应装置，其特征在于，所述的提升管为等直径提升管，内径为800-2000mm;当所述的挡板为矩形片挡板时，所用的挡板为长20-30cm，宽10-15cm的矩形片,挡板间沿着轴向的间隔优选为0.5-1.5m,沿着提升管管壁圆周方向的间隔为40-60cm ;当所述的挡板为弓形挡板时，所述挡板高度为套管半经内径的1/6-3/5。7.按照权利要求1-6任一项所述的提升管反应装置，其特征在于，第一套管(41)底的位置高于提升管催化剂进料口(5)的位置，第一套管(41)的烃油入口(31)处于第一套管(41)的下部，第一套管(41)的油气出口位于第一套管(41)上部；第二套管(42)底的位置高于第一套管(41)顶的位置，第二套管(42)的烃油入口(32)在其下部，第二套管(42)的油气出口在其上部。8.—种生产乙烯的烃油转化方法，包括:在权利要求1-7任一项所述的提升管反应装置中，将第一部分烃油原料引入处于提升管中的第一套管，然后将离开第一套管的油气引入提升管中与提升管中预提升的催化裂解催化剂接触反应；将第二部分烃油原料引入处于提升管中的第二套管，然后将离开第二套管的油气引入提升管中与催化裂解催化剂接触反应，其中所述的第二套管处于第一套管的下游。9.按照权利要求8...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇键，田辉平，许昀，赵留周，周治，任飞，
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：