[發(fā)明專利]一種下行床反應(yīng)器烴類催化轉(zhuǎn)化方法及其裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910093270.4
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109609174A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李群柱;李莉
• 申請（專利權(quán)）人: 李群柱
• 主分類號: C10G11/00
• 分類號: C10G11/00
• 代理公司: 鄭州大通專利商標(biāo)代理有限公司 41111
• 代理人: 陳勇

本發(fā)明提供一種下行床反應(yīng)器烴類催化轉(zhuǎn)化方法及其裝置，其具體工藝過程如下：經(jīng)過預(yù)熱（或不預(yù)熱）后烴類原料與來自再生劑冷卻器的低溫再生劑進(jìn)入下行床反應(yīng)器入口端，沿反應(yīng)器向下流動發(fā)生催化裂化等反應(yīng)，反應(yīng)油氣與催化劑的混合物下行至反應(yīng)器末端進(jìn)行快速分離，實(shí)現(xiàn)催化劑與油氣的快速分離。主要操作條件如下：反應(yīng)溫度為460～680oC、反應(yīng)壓力為0.11～0.4MPa，接觸時(shí)間0.05～2秒，催化劑與原料重量比（劑油比）為6～50。分離出的待生催化劑（簡稱待生劑）經(jīng)汽提器汽提后，進(jìn)入再生器燒焦再生，再生溫度控制在630?730℃。來自再生器的再生劑進(jìn)入再生劑冷卻器冷卻到200?720℃，至下行床反應(yīng)器循環(huán)使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于烴類的催化轉(zhuǎn)化方法，特別涉及利用下行床反應(yīng)器進(jìn)行烴類的催化轉(zhuǎn)化。

背景技術(shù)

由于原油價(jià)格不斷提高，不斷增長的輕質(zhì)油需求，環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，利用催化裂化技術(shù)加工重質(zhì)原料油，生產(chǎn)更清潔的燃料產(chǎn)品，同時(shí)降低催化裂化裝置本身的排放量成為技術(shù)開發(fā)的熱點(diǎn)。

在提升管催化裂化反應(yīng)過程中，預(yù)熱后的原料與來自再生器的高溫再生催化劑接觸、汽化并進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間大約在2～3秒。研究表明，提升管出口處的催化劑活性只有初始活性的1/3左右；反應(yīng)進(jìn)行1秒鐘左右，催化劑的活性下降50％左右。由于提升管反應(yīng)過程中生成的焦炭沉積在催化劑表面及活性中心上，使催化劑的活性急劇下降，催化作用大為減弱，熱裂化反應(yīng)增多，產(chǎn)生較多干氣和焦炭。

提升管反應(yīng)器和下行床反應(yīng)器各有自己的優(yōu)勢。提升管反應(yīng)器具有催化劑濃度高，氣固接觸面積較大，氣固接觸效率高等優(yōu)點(diǎn)，但是由于其氣固并流逆重力場流動，提升管內(nèi)軸徑向流動的不均勻，催化劑滑落返混較大，停留時(shí)間分布不均勻。而下行床反應(yīng)器為氣固并流順重力場流動，徑向流動更加均勻，催化劑無軸向返混，顆粒濃度及速度的徑向分布較上行式的提升管有明顯改善，特別適合超短接觸(反應(yīng))時(shí)間(與提升管相比通常要縮短1-3倍)、超大劑油比(與提升管相比通常要增大1-3倍)的催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，如渣油的深度催化轉(zhuǎn)化、催化熱裂解、汽油催化裂解制烯烴等，能充分利用催化劑的初始活性，提高輕油收率，降低干氣與焦炭的生成。

因此，國內(nèi)外的研究普遍集中在開發(fā)下行床反應(yīng)器的入口結(jié)構(gòu)、氣固快速分離以及耦合提升管反應(yīng)器和開發(fā)高活性催化劑等方面，以強(qiáng)化原料與催化劑在入口端的混合，提高反應(yīng)的總轉(zhuǎn)化率和選擇性。CN 1113689C公開了一種氣固并流折疊式快速流化床反應(yīng)裝置；CN 1162514C公開一種氣固并流下行與上行耦合的催化裂化反應(yīng)裝置。

研究表明，提高下行床反應(yīng)器中催化劑濃度,可提高下行床催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)選擇性，從而獲得較高的目的產(chǎn)品收率。但卻沒有如何提高劑油比的技術(shù)方案或措施的研究與開發(fā)成果的報(bào)道。

事實(shí)上，要提高燒焦效率和再生效果，通常要采用較高的再生溫度(如700-730℃)，因而再生催化劑(簡稱再生劑)溫度都很高，遠(yuǎn)高于下行床反應(yīng)器系統(tǒng)熱量平衡所需的再生劑溫度；也就是說，要大幅度地提高劑油比,就必須降低再生劑的溫度，這樣才能維持反應(yīng)系統(tǒng)的熱量平衡。同時(shí)，超短反應(yīng)時(shí)間也必須要靠超大劑油比來保證；否則，如果通過提高反應(yīng)溫度來實(shí)現(xiàn)超短反應(yīng)時(shí)間下的高轉(zhuǎn)化率，就勢必會加劇熱裂化等非理想反應(yīng)，從而會導(dǎo)致焦炭和干氣產(chǎn)率的增高、汽油和輕烯烴等目的產(chǎn)品產(chǎn)率的下降。

本發(fā)明的目的是在保證良好的再生效果的前提下，采用冷再生劑循環(huán)方法，實(shí)現(xiàn)大劑油比操作，降低進(jìn)入下行床反應(yīng)器的再生劑的溫度，打破下行床反應(yīng)器系統(tǒng)的熱量平衡限制，從而提高催化劑的循環(huán)量，提高下行床反應(yīng)器中催化劑濃度,提高催化劑活性和活性中心數(shù)，促進(jìn)催化轉(zhuǎn)化、氫轉(zhuǎn)移、異構(gòu)化、芳構(gòu)化等理想反應(yīng)，降低熱裂化等非理想反應(yīng)，提高反應(yīng)選擇性，從而提高汽油和輕烯烴等目的產(chǎn)品的產(chǎn)率，降低焦炭和氣體的產(chǎn)率。

本發(fā)明的另一目的是通過調(diào)節(jié)進(jìn)入下行床反應(yīng)器的再生劑溫度，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化下行床反應(yīng)器反應(yīng)溫度的目的，以適宜的反應(yīng)溫度和適宜的劑油比，優(yōu)化下行床反應(yīng)器的溫度分布，優(yōu)化反應(yīng)深度和產(chǎn)品分布，從而更進(jìn)一步地提高反應(yīng)選擇性，降低焦炭和氣體的產(chǎn)率，提高汽油和輕烯烴等目的產(chǎn)品的產(chǎn)率。