[發明專利]用于催化裂化過程的進料噴射系統

有效

• 申請號: 00812148.6
• 申請日: 2000-09-01
• 公開（公告）號: CN1371413A
• 公開（公告）日: 2002-09-25
• 發明（設計）人: 陳岳孟;亨德里克斯·A·迪克塞
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: C10G11/18
• 分類號: C10G11/18;B01J8/24
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王景林

本發明涉及進料噴射系統，尤其是，涉及用于催化裂化法的進料嘴。

在典型的流體催化裂化裝置(FCCU)中，包括再生爐，提升管反應器和汽提塔，如Hedrick專利申請US-A-5562818所表明的那樣，此處作為參考文獻包括在本文中，極細的再生催化劑通過再生爐豎管從再生爐中抽出，并與反應器提升管下面部分中的烴類原料接觸。烴類原料和蒸汽通過進料嘴進入提升管。進料、蒸汽和再生催化劑的混合物，具有從約200℃-約700℃的溫度，該混合物向上流過提升管反應器，將進料轉變成較輕的產品，而同時焦炭層沉積在催化劑的表面上。然后從提升管頂部出來的烴類蒸汽和催化劑流過旋風分離器，以便將廢催化劑與烴類產品流分開。廢催化劑進入汽提塔，在該汽提塔中導入水蒸汽，以便從催化劑中分離出烴類產品。然后將含有焦炭的廢催化劑流經汽提塔豎管，以便進入再生爐，在再生爐中，在存在空氣和約620℃-約760℃溫度下，焦炭層燃燒產生再生催化劑和煙道氣。在再生爐的上部區域中，用旋風分離器將煙道氣與夾帶的催化劑分離，并將再生催化劑返回再生爐流化床。然后將再生催化劑通過再生爐的豎管從再生爐流化床抽出，并重復上述循環，接觸下面提升管中的原料。

FCCU提升管反應器設計的最關鍵要素是進料噴射系統。為了達到最高產率，重要的是進料噴射系統將進料以細噴霧形式分布，該細噴霧具有跨過提升管的均勻覆蓋面和細小微滴尺寸分布。這種噴霧增加了進料微滴的表面積并有利于密切接觸再生催化劑。然而，現有技術的現有噴射系統難以達到這種所希望的性能。

典型的FCCU可以具有側進料嘴或底部進料嘴，以便將烴類進料加入提升管反應器中。底部進料嘴從提升管反應器的底部加入烴類進料，而側進料嘴從提升管反應器的周邊并在較高的高度處加入進料。最現代化的CCUs設計成具有側進料嘴。對具有側進料結構的FCCUs來說，再生催化劑利用流化氣體，通常是蒸汽從提升管底部向上輸送，并利用安裝在提升管反應器周邊上較高標高處的多個噴嘴噴射烴類進料。現代化的側進料嘴，如在US-A-5794857中所公開的，一般，是優質進料霧化器。然而，側進料結構具有幾個顯著的缺點。由于提升管中壓降較高，所以較高的進料噴射點導致較低的提升管反應器容積和較低的催化劑循環。熱的再生催化劑在較低的提升管處與輸送蒸汽接觸，還導致在接觸進料之前較高的催化劑失去活性。

具有底部進料嘴的催化裂化裝置可以避免上述側進料嘴結構的缺點。然而，現有技術的底部進料嘴一般在進料霧化方面不夠好。US-A-4097243公開了一種底部進料嘴設計，該底部進料嘴設計具有多個尖頭，以便把進料分布成多股射流。進料霧化作用相當差。此外，進料是朝提升管的縱向方向上噴射，這導致進料和再生催化劑之間緩慢混合，因為它們二者都朝一基本上平行的方向上運動。這導致一種進料與反應器提升管中很寬的進料汽化區接觸的不希望有的條件。有許多改進，如CA-A-1015004U、S-A-4808383、US-A-5017343、US-A-5108583和EP-A-151882公開了各種不同裝置，以便改善底部進料嘴的進料霧化作用。然而，進料霧化作用仍然不夠，并且進料噴射仍然基本上是縱向，同時導致與再生爐催化劑緩慢混合和不希望有的在很寬的霧化區內進料接觸。

US-A-4784328和EP-A-147664公開了兩種在FCCU反應器提升管底部處的復雜混合箱設計，以便改善進料和再生催化劑之間的混合。然而，這些混合箱具有帶很多通道的很復雜幾何結構，這使它難以始終保持它們的機械完整性和合適的功能，因為下面的提升管區域極具腐蝕性。

US-A-4795547和US-A-55622818公開了兩種底部進料嘴，它們在運送霧化進料的基本上是縱向進料管出口處具有不同的分流器錐體設計。這些分流器錐體的功能是在出口處使基本上軸向流動的進料流改向到稍微朝徑向上排放的進料，這樣供增強與再生催化劑的混合用。然而，在這些分流器設計中有一些主要的缺點。首先，烴類進料是在分流器的上游霧化，并且當霧化的進料在出口處碰到分流器錐體的表面上時，發生許多霧化的進料微滴再聚集，同時導致形成一薄層從分流器錐體中排放的液體。分流器錐體實現進料方向上的改變，但這得到顯著惡化進料霧化的很高代價。其次，以薄層液體形式從分流器錐體中出來的徑向上排放的進料，可以穿透提升管中的催化劑而沒有更多的汽化，并碰到提升管壁上，而導致重大的機械損傷。

本發明的目的是提供一種改進的供催化裂化過程中用的底部進料噴射系統，該系統將在反應器提升管中產生更好的進料分布。