[發(fā)明專利]一種催化裂化冷熱催化劑預(yù)提升器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210163259.9
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102698661A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范怡平;朱麗云;張永民;鄂承林;王祝安;盧春喜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號: B01J8/08
• 分類號: B01J8/08;C10G11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種催化裂化冷熱催化劑預(yù)提升器，屬于石油加工技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

流化催化裂化是現(xiàn)代煉油企業(yè)最核心的輕質(zhì)油品生產(chǎn)工藝之一，它利用分子篩催化劑將低價值的重質(zhì)原料(蠟油或渣油)裂解成高價值的輕質(zhì)油品，如汽油、柴油和液化石油氣等。在國內(nèi)，流化催化裂化工藝的核心地位更加突出，它生產(chǎn)了70％～80％的商品汽油、約30％的商品柴油以及約30％的丙烯。

在催化裂化工藝中，劑油比是影響催化裂化產(chǎn)品分布的一個重要操作參數(shù)，它決定了提升管反應(yīng)器單位體積內(nèi)的催化劑活性中心的數(shù)目，因此，在裝置操作許可的條件下提高劑油比對改善產(chǎn)品選擇性和提高轉(zhuǎn)化率具有十分積極的作用。但是，在傳統(tǒng)設(shè)計的催化裂化裝置中，劑油比的大小直接由反應(yīng)溫度控制，是一個非自主變量，受再生溫度、原料預(yù)熱溫度以及反應(yīng)苛刻度等多個因素共同影響，不能自由提高。

近年來，隨著催化裂化原料的重質(zhì)化和劣質(zhì)化，裝置生焦量不斷增加，為了保持催化劑活性不得不采用較高的再生溫度，這直接導(dǎo)致劑油比下降和產(chǎn)品選擇性變差。另外，高溫再生劑直接和油氣接觸容易造成油氣過度熱裂化，使目標(biāo)產(chǎn)品收率降低。若想提高劑油比，只能降低原料預(yù)熱溫度或再生溫度，但這樣均帶有不同程度的副作用，而且劑油比增加的幅度也不顯著。

工業(yè)上常用的一類保持劑油比、控制再生溫度的方法是安裝取熱器，取出系統(tǒng)過剩的熱量，以維持系統(tǒng)的熱平衡。目前已有的重油催化裂化裝置中采用的取熱器種類很多，例如中國專利CN?1045644A公布的下流式外取熱器、US4438071、US?4757039、US?4923824公布的返混型外取熱器等。這些取熱器一般安裝在再生器密相段，催化劑冷卻后再返回再生器。但由于裝置需要保持適當(dāng)?shù)脑偕鷾囟纫员ＷC催化劑的再生效果，因此這種方法并不能大幅度提高劑油比。

另一類比較有效的提高劑油比的方法是通過降低再生催化劑的溫度，這既可以通過在再生立管上安裝催化劑冷卻器實現(xiàn)，如CN?1114677C、CN?1324116、US?5800697等專利所述方法，也可以通過將熱的再生劑和一股冷的催化劑混合實現(xiàn)，這種方法中冷催化劑既可以是冷卻后的再生催化劑(如專利CN?101191071A、CN?101191072A、CN?101191067A、CN?101104816A等)，也可以是冷的循環(huán)待生催化劑，例如UOP公司開發(fā)的“X設(shè)計”催化裂化裝置(《世界石油科學(xué)》，1996，3(9))，即是將部分待生催化劑不經(jīng)再生就與再生劑混合后直接返回提升管反應(yīng)器中。由于再生立管操作的穩(wěn)定性對催化裂化裝置操作的穩(wěn)定性至關(guān)重要，上述前一種方法由于增加了再生立管結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，勢必降低再生立管的可靠性，也對冷卻設(shè)備的可靠性提出了非常高的要求。相對而言，后一種方法則具有較高的可靠性，即使冷催化劑管路完全失效也可以保證整個裝置能夠順暢運行。但是，這種方法必須配備一種高效的冷熱催化劑混合預(yù)提升器。如果冷熱催化劑不能快速混合換熱，那么原料油將分別接觸過高和過低溫度的兩股催化劑，非但不能達(dá)到改善產(chǎn)品分布的效果，反而可能惡化產(chǎn)品分布，降低裝置的運行周期。

在CN?100338185和CN?201842821U兩種催化裂化新工藝方法專利中，均采用了具有冷熱催化劑混合功能的預(yù)提升器，但是它們所報道的預(yù)提升器均是一段直徑大于提升管的低氣速流化床，利用低氣速流化床自身顆粒的混合能力實現(xiàn)冷熱催化劑的混合換熱。但是，在這種預(yù)提升器中，顆粒的橫向混合能力較弱，催化劑易出現(xiàn)偏流。要想實現(xiàn)兩股催化劑的均勻混合必須采用較長的顆粒停留時間分布，這樣不僅增加了提升管的阻力，影響裝置的平穩(wěn)操作，也加劇了催化劑的水熱失活(工業(yè)上一般采用水蒸氣作為預(yù)提升氣體介質(zhì))。

中國專利CN?201020348Y公布了一種細(xì)粉固體介質(zhì)流態(tài)化混合器，可用于上述具有冷熱兩股催化劑流的催化裂化預(yù)提升器。該結(jié)構(gòu)中設(shè)計了兩個向下傾斜的螺旋形網(wǎng)狀格柵層，格柵層設(shè)置在兩股催化劑流入口的下方，期望兩股流出的催化劑在格柵層的作用下，均勻散布在預(yù)提升器的橫截面上，實現(xiàn)均勻混合后再進(jìn)入提升管反應(yīng)器。但是，這種預(yù)提升器結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，兩股催化劑流入預(yù)提升器時呈稀相灑落方式，這勢必對格柵層產(chǎn)生較強(qiáng)的沖蝕作用，影響格柵層的使用壽命和可靠性。另外，網(wǎng)狀格柵層本身對顆粒流的橫向分散作用十分有限，很難將催化劑流均勻散布在整個預(yù)提升器橫截面上，因此也很難實現(xiàn)兩股催化劑流的均勻混合。