[發明專利]一種固定流化床反應器進料系統

有效

• 申請號: 201611229577.5
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN108236890B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 任世宏;馬燕青;張忠東;張晨曦;孫艷波;王辰晨;曹蘭花;廖翼濤;曹庚振;魏昭成;周穎;史曉杰;高雄厚;張海濤;劉宏海;王智峰;王寶杰;汪毅
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: B01J8/18
• 分類號: B01J8/18;B01J8/24;C10G69/04
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 高龍鑫;王玉雙

本發明涉及一種固定流化床反應器進料系統，該進料系統沿反應器頂端的中心進入反應器內，進料系統包括內流化管、原料管、外流化管、分流器、內流化管注射口；所述的內流化管、原料管、外流化管為筒形，三者上端對齊同軸環繞連接但互不相通，從外到內依次為外流化管、原料管和內流化管，且長度依次遞增；內流化管的底端為密封的圓錐體，且內流化管的底部設置有能使流化氣體向上流動的內流化管注射口。該進料系統能夠較好的控制原料在進料管內的溫度、有效控制反應溫度、減小原料管內部原料的結焦。

技術領域

本發明涉及一種固定流化床反應器進料系統，尤其是將氣體和液體進給到反應器中的進料系統。

背景技術

催化裂化進料系統會因催化裂化裝置不同而有所不同。

目前，催化裂化進料系統的發明與設計主要針對工業提升管而改進，CN104768638A、CN103965949、CN20399510等發明對提升管進料噴嘴進行改進。工業提升管進料噴嘴的作用是為了將流動介質霧化為氣體，并噴射進入提升管反應器，其中的流動介質為原料油和氣體(一般為霧化蒸汽)，工業提升管進料噴嘴改進主要目的是提高原料油的霧化效果，使原料油和氣體(一般為霧化蒸汽)形成均一、穩定原料油氣。

固定流化床裝置因其結構簡單、操作彈性好、床層等溫、傳熱效率高等優點被廣泛應用于石油化工領域，特別是催化裂化/催化裂解實驗研究領域。在催化裂化單元和類似工藝中，進料系統可以用來將重油餾分與彌散氣體進給到反應器，在反應器中，碳氫化合物物料與顆粒狀固體催化劑相接觸。原油中含有的大鏈烴分子借助于裂化催化劑被裂解成更小且更有價值的商業產品，例如汽油和柴油類碳氫化合物。催化劑可選擇性地幫助所要的裂化反應來主要地生成所希望的碳氫化合物產品。

目前，廣泛使用的固定流化床反應器的進料系統主要由內管和外管組成，所述內管為碳氫化合物物料管道，外管繞內管同軸地布置以作為流化氣體管道。這種進料系統典型地用于將液態碳氫化合物物料進給到反應器中的主要噴射點。也就是說，在固定流化床的進料系統中，其包括原料油等在內為碳氫化合物物料的在進料時已經為霧化狀態，需要通過流動氣體使油氣和催化劑在床層有效接觸、反應。常用的固定流化床反應器的進料管線自上而下地沿中心軸線插入反應器中，其插入深度一般為反應器垂直高度的1/2以上。盡管該進料系統具有結構簡單、易于加工等特點，但由于受到進料方式的限制，原料油的實際預熱溫度往往偏離試驗所要求的預熱溫度，而接近于反應器內部溫度，處于易生焦溫度范圍，導致原料在內管內發生過度熱裂化使得干氣和焦炭的產量增大，并在內管的內壁結焦，對反應和再生產生影響，嚴重時導致進料系統內管的堵塞，縮短進料系統的使用壽命。此外，原料油在進料管出口處的分布以及在床層內部的分布不理想，尤其是當原料油中538℃以上餾分含量較高時，試驗得到的焦炭產率遠大于工業生產數據，試驗數據的可比性將受到影響。

CN102553496公布了一種試驗用固定流化床反應器，所述的反應器的進料管其結構從內向外依次為原料油進料管、霧化蒸汽進料管和隔熱管；該發明由于隔熱管和霧化蒸汽均位于原料由進料管外側，容易被催化劑床層加熱，實際操作中當達到反應條件時隔熱管內的溫度往往與床層溫度接近，不能很好地起到隔熱的作用；另一方面，原料油進來管、霧化蒸汽進料管在出口處縮小，對原料油進行霧化，由于出口過于狹小，并處于高溫催化劑床層內部，容易發生結焦甚至出現堵塞霧化噴嘴的結果，無法實現精準控制反應溫度的目的。

專利US 6069012、CN 2512495Y、CN 202438304U、CN04056581A、CN104056580A、CN104549071A針對實驗室固定流化床的改進與創新主要是從反應器的構型和內部輔助構件的方面以優化反應器內的流動狀態和油劑接觸狀態，以更好模擬工業實驗。

綜上所述，現有技術對固定流化床的進料系統的研究較少，而現有技術的固定流化床反應器進料系統存在原料管內溫度高、容易引起結焦、使用壽命短、有機接觸不充分等缺點，而影響最終的產物分布。同時存在反應溫度較高時，原料預熱溫度無法準確控制的問題，不適用于多原料，多條件的催化裂化工藝的研究需求。