专利名称：一种提升管反应器的利记博彩app
技术领域：
本发明属于在不存在氢的情况下烃油催化转化的设备，更具体地说，本发明是一种用于流化催化转化的提升管反应器。
背景技术：
目前常规的催化裂化反应-再生系统中普遍采用等径提升管反应器，预热的原料油经进料喷嘴进入提升管反应器，与来自再生器的高温催化剂接触、汽化并进行反应，油气携催化剂以10米/秒左右的平均线速沿提升管向上流动，边流动边反应，经历大约3秒钟左右的时间。反应过程中不断有焦炭生成并沉积在催化剂表面及活性中心上，使催化剂的活性及选择性急剧下降。为此，结焦催化剂必须及时与反应油气分离并进入再生器进行烧焦再生后再循环使用，形成催化剂的循环回路。反应油气则进入分离系统分离出所需要的产品，原料中经过一次反应未转化为所需轻质产品的部分(通常称为循环油)再次进入提升管反应器进行反应。这就是催化裂化反应-再生系统的基本过程。
由大量的实验数据和工业实际操作经验来看，降低汽油中硫和烯烃含量的手段和措施为强化反应过程中有利的二次反应，如异构化、氢转移反应。而常规提升管反应器，反应器入口流体流速为4-5米/秒，随着裂化反应的进行，平均分子量减小，流体出口流速达到15-18米/秒，反应时间只有2-3秒，抑制了一些对产品质量有益的二次反应。另外，研究表明，目前提升管出口处的催化剂活性只及初始活性的三分之一左右，反应进行一秒钟后，催化剂的活性下降50％左右。在提升管反应器的后半段，催化剂活性及选择性已急剧下降，催化作用变差。为此，传统的提升管需要进行改进，以适应新的催化裂化技术的要求。
CN1078094C公开了一种新型的提升管反应器形式，通过设立两个反应区来分别强化重油转化过程中的两个阶段，首先在第一反应区通过高温、短停留时间来强化重油的裂化；在第二反应区通过低温、长反应时间来使汽油馏分发生有利的二次反应，主要为异构化和氢转移反应，来改善汽油的质量。采用该反应器的工业实验表明，该设备可大大降低汽油中的烯烃含量，但在工业实际中发现，其第二反应区很难达到工艺和设计中要求的催化剂密度，致使该工艺优势未能充分的发挥。
发明内容
本发明就是在该工业实际现象和现有技术的基础上，提出一种新型的提升管反应器形式，以强化烃类的二次反应。
本发明提供的提升管反应器自下而上依次包括预提升段、第一反应段、第二反应段和任选的出口段，其中第二反应段的下部设置导流管。
在所述预提升段的底部设置预提升介质分布器，预提升介质分布器的下部和再生催化剂输送管固定连接并连通。预提升段的长度占反应器总高度的5-25％。
进料喷嘴设置在第一反应段的下部。第一反应段的下端和预提升段的上端固定连接并联通，其上端和第二反应段的下端通过一个直径自下而上逐渐扩大的锥台形筒体固定连接并联通。
第一反应段的结构类似于常规的等直径提升管反应器，其直径与预提升段之比为0.5-2∶1，其高度占反应器总高度的20-60％。当预提升段的直径与第一反应段的直径不同时，两者通过一个锥台形筒体固定连接并连通。第一反应段和第二反应段优选同轴布置，两者之间锥台形过渡段的锥顶角可以为30-120°。
第二反应段的直径为第一反应段直径的1.25-5.0倍，其高度占反应器总高度的15-50％。第二反应段内的导流管通过筋板与第二反应段和/或第一反应段与第二反应段之间的锥台形过渡段固定相连，并与第二反应段同轴，两者之间形成环形空腔。
导流管的下端口位于第一反应段上端口以上，两者间的距离可以为第一反应段直径的0.05-1.25倍。导流管的长度可以为第二反应段长度的0.1-0.95倍。
导流管可以是直管，也可以是下小上大的锥台形筒体，还可以是由直管段和锥台形筒体组合而成的变直径管。当导流管为直管时，其外径可以为与导流管入口端相同高度处反应器内径的0.65-0.95倍；当导流管为锥台形筒体并且其锥顶角大于30°时，最好在该锥台形筒体的侧壁上开孔，开孔面积可以为第一反应段横截面积的0.3-1.5倍，导流管下口的内径可以为与下口相同高度处反应器内径的0.05-0.25倍，而其上口的直径可以为与上口相同高度处反应器内径的0.85-0.99倍；当导流管为锥台形筒体并且其锥顶角小于等于30°时，其下口的外径可以为与下口相同高度处反应器内径的0.6-0.9倍，而其上口的外径可以为与上口相同高度处反应器内径的0.65-0.95倍；当导流管是由直管段和锥台形筒体组合而成的变直径管并且其入口段为一个锥台形筒体时，其直管段的外径可以为反应器第二反应段内径的0.7-0.98倍，入口段锥台形筒体的直径从下往上应该是逐渐扩大的，该锥台形筒体下口的外径可以为与下口相同高度处反应器内径的0.6-0.95倍，其锥顶角可以在15-120°的范围内选择；当导流管是由直管段和锥台形筒体组合而成的变直径管并且其的上部包含一个锥台形筒体段时，其直管段的外径可以为反应器第二反应段内径的0.75-0.98倍，其出口段锥台形筒体的直径从下往上应该是逐渐缩小的，该锥台形筒体上口的外径可以为与上口相同高度处反应器内径的0.5-0.9倍，其锥顶角可以在10-120°的范围内选择。
在导流管的上方设置锥型或球台形导流挡板，可以进一步提高第二反应段的催化剂浓度。反应器的中心线通过挡板的顶点并与挡板的下端面垂直。挡板下端面直径为与该端面相同高度处反应器内径的0.6-0.9倍，该端面距离导流管上端面的高度为导流管上端口直径的0.25-2.5倍。在导流挡板的顶部可以开孔，以防止油气在导流挡板下方长期滞留而导致结焦。所有开孔的面积之和为提升管第二反应段横截面积的0.001-0.01倍。
如果在导流管出口和其上方的导流挡板之间设置导向叶片，使导流管内的油气和催化剂沿切向流出，则反应器第二反应段内的催化剂浓度还可以进一步得到提高。导向叶片的上、下端分别固定连接在导流挡板和导流管上，导向叶片的数目可以是3-24片，叶片之间总的流通面积可以为导流管出口截面积的0.25-2倍。
该提升管反应器可以设出口段，也可以不设出口段。如果不设出口段，第二反应段的上端直接与气固分离器固定连接并连通；如果设出口段，出口段的结构类似于常规的等直径提升管反应器上部出口部分，其直径与第一反应段的直径之比为0.5-1.5∶1，其高度占反应器总高度的0-30％，该段与第二反应段之间的锥台形过渡段的锥顶角可以为30-120°，出口段的下端和第二反应段的上端通过一个直径自下而上逐渐缩小的锥台形筒体固定连接并连通，其末端与气固分离器固定连接并连通。
该反应器的原料油入口部位、预提升介质入口部位、再生催化剂入口部位、原料油雾化方式、原料油与催化剂混合方法均与常规的等直径提升管反应器相同，该反应器的操作方式和操作条件也类似于常规的等直径提升管反应器。该反应器的材质要求与常规的等直径提升管反应器完全相同。
和现有技术相比，本发明具有以下特点1、通过在第二反应段内设置导流管，降低第二反应段边壁区的气体流速，使第二反应段的边壁形成催化剂密相区。该密相区的催化剂在压力平衡的作用下可以回流到第二反应段的中心区，使中心区域催化剂的循环强度增大，从而提高中心区的催化剂浓度；2、通过导流管上方导流挡板的阻挡作用，使气固两相在第二反应段的运动方向发生改变，迅速消除气固两相向上运动的冲量，消弱了油气将催化剂带出第二反应段的能力，并使部分催化剂在第二反应段从导流管流出后由向上运动转为向下运动，增大了第二反应段边壁区通过回流进入中心区的催化剂流量，从而有利于进一步提高第二反应段的催化剂密度；3、通过在导流管出口处设置导向叶片，使催化剂颗粒沿切向进入导流管和第二反应段器壁之间的环形区域时受到离心力的作用与油气分离落入第二反应段的边壁区，可以更有效地强化催化剂在第二反应段的内循环，从而更进一步提高第二反应段催化剂的浓度。
图1-6为本发明提供的提升管反应器的6种实施方式。
图7-9为第二反应段催化剂平均质量浓度随高度变化的曲线。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明所提供的提升管反应器予以进一步的说明。以下几种实施方案只是为了对本发明进行详细的说明，其中的导流管和导流挡板的形式可以分别组合，并不因此而受到限制。
图1至图6为本发明优选的6种实施方式。图中各标号分别表示1-预提升介质分布器；2-预提升段；3-再生催化剂流量控制阀；4-再生催化剂输送管；5-进料喷嘴；6-第一反应段和第二反应段之间的锥台形扩径段；7-导流管；8-固定导流管的连接筋板；9-第二反应段；10-第二反应段和出口段之间的锥台形缩径段；11-出口段；12-导流挡板；13-固定导流挡板的连接筋板；14-导流管下部的锥台形扩径段；15-导流管上部的锥台形缩径段；16-导向叶片；17-挡板顶部的开孔；18-导流管上开孔；19-第一反应段；20-反应器和气固分离器之间的连通管。
图1为本发明的第一种实施方式。该实施方式中导流管7为一段直管。
图2为本发明的第二种实施方式。该实施方式和第一种实施方式的区别是导流管7的上方设置导流挡板12，该挡板为锥形。
图3为本发明的第三种实施方式。该实施方式和第二种方式的区别是其导流管7为直径自下而上逐渐扩大的扩径管，导流管上方的导流挡板12为球台形板。
图4为本发明的第四种实施方式。该实施方式和第三种实施方式的区别是导流管7的侧壁设有开孔18，并在球台形导流挡板12的顶部设有开孔17。
图5为本发明的第五种实施方式。该实施方式和第二种实施方式的区别是导流管7的下部和上部各有一个扩径段14和缩径段15。
图6为本发明的第六种实施方式，该实施方式和第五种实施方式的区别是在导流管出口和导流管上方的导流挡板12之间设置导向叶片16，使导流管内流体通过导向叶片导向后沿切向流出。
该反应器适用的原料油可以是不同沸程的石油馏分、渣油或原油，具体地说，它们是一次加工馏分油，包括汽油、柴油、减压蜡油、渣油等；两种或两种以上的上述一次加工馏分油的任意比例的混合物；掺有焦化蜡油、脱沥青油或其它二次加工馏分油的一次加工馏分油或其混合物；原油。
本发明提供的反应器适用所有现有类型的催化剂，例如活性组分选自含或不含稀土的Y或HY型沸石、含或不含稀土的超稳Y型沸石、ZSM-5系列沸石或用其它方法制得的具有五元环结构的高硅沸石中的一种、两种或三种的催化剂，以及无定型硅铝催化剂。
本发明的反应器可以用于制取不同的目的产物，例如制取富含异构烷烃的低烯烃汽油；制取适量的丙烯和富含异构烷烃的低烯烃汽油；制取最大产率的气体烯烃和富含芳烃的汽油；制取最大产率的柴油；催化热裂解和催化裂解工艺组合等。
下面结合附图对本发明所提供的提升管反应器操作过程予以进一步的说明。
预提升介质经管线从预提升段2进入，热的再生催化剂经再生催化剂输送管4进入预提升段2由预提升介质进行提升。预热后的原料油和雾化蒸汽经管线从喷嘴5进入，与热催化剂混合后进入第一反应段19内，在一定的条件下进行裂化反应。反应物流通过导流管7进入第二反应段9，并在导流挡板12的作用下改变流动方向，气固两相由向上流动转变为向下、向器壁方向流动。由于油气的突然转向和向上动量的锐减，夹带催化剂能力下降，部分催化剂和油气脱离，在导流管7与第二反应段器壁的环隙区域沉降，形成催化剂局部密相区。由于导流管7的内外区域催化剂密度的差异，导流管7的外环隙密相区的催化剂颗粒通过导流管7与第一反应段19提升管的间隔区域进入导流管7，形成催化剂的内循环，加强了催化剂的流通强度，有利于增强第二反应段区域的催化剂密度，增大了油气与催化剂的接触几率，有利于烃油进行二次反应。反应物流最后经水平管流出，通过旋风分离器和沉降器进行气固两相的最终分离。
下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。实施例、对比例中所使用的原料油和催化剂的性质分别列于表1和表2。表2中的催化剂由中国石油化工集团公司齐鲁催化剂厂生产，其商品牌号为MLC-500。
实施例1本实施例说明在流态化冷模实验装置上采用本发明提供的图3所示的提升管反应器，通过实验测得的提升管第二反应段中催化剂平均密度沿轴向变化的情况。
实验所用提升管反应器的总高度为13.5米，其预提升段内径为0.25米，高度为2.5米；第一反应段内径为0.2米，高度为4米；第二反应段内径为0.5米，高度为5米；出口段的内径为0.2米，高度为2米；第一反应段和第二反应段之间的扩径段以及第二反应段与出口段之间的缩径段的锥顶角均为60°；导流管下端的外径为0.25米，内径为0.24米，上端的外径为0.35米，内径为0.34米，其下端与第一反应段顶端的间距为0.2米，导流管的高度为1米；球台形挡板的高度为0.16米，其下端面的直径为0.4米，位于导流管出口端以上0.8米处。实验时第二反应段的催化剂循环强度为38.4kg/m2s，气体平均表观线速为1.5m/s。实验测得第二反应段(简称二反)催化剂平均质量浓度随高度变化的曲线如图7所示。
实施例2
本实施例说明在流态化冷模实验装置上采用本发明提供的图4所示的提升管反应器，通过实验测得的提升管第二反应段中催化剂平均密度沿轴向变化的情况。
实验所用提升管反应器的总高度为13.5米，其预提升段内径为0.25米，高度为2.5米；第一反应段内径为0.2米，高度为4米；第二反应段内径为0.5米，高度为5米；出口段的内径为0.2米，高度为2米；第一反应段和第二反应段之间的扩径段和第二反应段与出口段之间的缩径段的锥顶角均为90°；锥台形导流管的高度为0.5米。其下端的外径为0.03米，内径为0.02米；其上端的外径为0.49米，内径为0.48米。在该导流管的侧壁上均匀地开有80个直径20mm的圆孔。导流管下端与第一反应段顶端的间距为0.05米。球台形挡板高度为0.2米，其下端面的直径为0.45米，位于导流管出口端以上1.2米处。在球台形挡板的顶部设置了5个直径10毫米的通孔。实验时第二反应段的催化剂循环强度为38.5kg/m2s，气体平均表观线速为1.5m/s。实验测得第二反应段(简称二反)催化剂平均质量浓度随高度变化的曲线如图8所示。
实施例3本实施例说明在流态化冷模实验装置上采用本发明提供的图6所示的提升管反应器，通过实验测得的提升管第二反应段中催化剂平均密度沿轴向变化的情况。
实验所用提升管反应器的总高度为13.5米，其预提升段内径为0.25米，高度为2.5米；第一反应段内径为0.2米，高度为4米；第二反应段内径为0.5米，高度为5米；出口段的内径为0.2米，高度为2米；连接第一反应段和第二反应段之间的扩径段锥顶角为60°，连接第二反应段与出口段之间的缩径段的锥顶角均为120°；组合形导流管的总高度为3.56米。导流管的下部为锥台形扩径段，其锥顶角为45°。导流管的下端口的外径为0.25米，内径为0.24米，位于距离第一反应段的上端口0.15米处。其上端的外径为0.45米，内径为0.44米。导流管直管段的外径为0.45米，内径为0.44米。直管段上方的缩径段的锥顶角为60°，其下端的外径为0.45米，内径为0.44米，上端外径为0.3米，内径为0.29米。导流管上方锥形挡板的锥顶角为60°，其下端面的直径为0.35米，位于导流管出口端以上250毫米处。在导流管出口和导流挡板之间设置了4个导向叶片。导向叶片的高度为250毫米，曲率半径为150毫米，弧度为140°，相邻两导向叶片构成的流通通道最窄处的间距为36毫米。实验时第二反应段的催化剂循环强度为38.2kg/m2s，气体平均表观线速为1.5m/s。实验测得第二反应段(简称二反)催化剂平均质量浓度随高度变化的曲线如图9所示。
对比例1对比例所用的反应器的外观结构和尺寸与实施例1-3基本相同，只是对比例的第二反应段内没有设置导流管和导流挡板，而是象现有技术那样在第二反应段的底部设置了开孔分布板，该开孔分布板的开孔面积为第一反应段提升管截面积的0.8倍。实验时的操作条件与实施例1-3相同。实验测得反应器内催化剂平均质量浓度随反应器高度变化的曲线见图7-9。由图7-9可以看出，采用本发明提供的反应器，在相同的操作条件下，第二反应段无论是导管内部还是导管外部的催化剂平均质量浓度都得到了明显提高。
实施例4本实施例说明在中型试验装置上，采用本发明提供的图1所示的提升管反应器形式，使用催化剂和减压蜡油进行烃油裂化实验的结果。
反应器的预提升段、第一反应段、第二反应段、出口段总高度为6米，预提升段内径为16毫米，高度为0.5米；第一反应段内径为16毫米，高度为2.5米；第二反应段内直径为35毫米，高度为2米；出口段的内径为16毫米，高度为1米；第一反应段和第二反应段之间的扩径段锥顶角均为60°，第二反应段与出口段之间的缩径段的扩径段锥顶角均为90°；导流管外径为27毫米，内径为23毫米，高度为1.5米，导流管下端与第一反应段顶端的间距为15毫米。操作条件和产品分布列于表3，汽油产品性质列于表4。
实施例5本实施例说明在中型试验装置上，采用本发明提供的图2所示的提升管反应器形式，使用催化剂和减压蜡油进行烃油裂化实验的结果。
反应器的预提升段、第一反应段、第二反应段、出口段总高度为6米，预提升段内径为16毫米，高度为0.5米；第一反应段内径为16毫米，高度为2.5米；第二反应段内直径为35毫米，高度为2米；出口段的内径为16毫米，高度为1米；第一反应段和第二反应段之间的扩径段锥顶角为90°，第二反应段与出口段之间的缩径段锥顶角为120°；导流管内径为25毫米，外径为30毫米，长度为1米。导流管下端与第一反应段顶端的间距为10毫米。导流管上方的锥形挡板的锥顶角为60°，其下端面位于导流管上端面以上30毫米处，直径为30毫米。操作条件和产品分布列于表3，汽油产品性质列于表4。
实施例6本实施例说明在中型试验装置上，采用本发明提供的图5所示的提升管反应器形式，使用催化剂和减压蜡油进行烃油裂化实验的结果。
反应器的预提升段、第一反应段、第二反应段、出口段总高度为6米，预提升段内径为16毫米，高度为0.5米；第一反应段内径为16毫米，高度为2.5米；第二反应段内直径为35毫米，高度为2米；出口段的内径为16毫米，高度为1米；第一反应段和第二反应段之间的扩径段锥顶角为30°，第二反应段与出口段之间的缩径段锥顶角为90°；组合形导流管的总高度为1.5米。导流管的下部为锥台形扩径段，其锥顶角为45°。该锥台下端的外径为20毫米，内径为17毫米。导流管下端口距离第一反应段出口端20毫米。导流管中部直管段的内径28毫米，外径31毫米。导流管上部缩径段的锥顶角为90°，其上端外径为24毫米，内径为21毫米。导流管上方的锥形挡板的锥顶角为90°，其下端面直径为28毫米，位于导流管上端面以上25毫米处。在该挡板的顶部开有一个直径3毫米的通孔。操作条件和产品分布列于表3，汽油产品性质列于表4。
对比例2与实施例4-6相比，不同的是本对比例使用的反应器没有内导流管和导流挡板，在过渡段圆台的顶部和第二反应段入口处设有大孔分布板，大孔分布板的开孔面积与第一反应段提升管截面积相同，其它操作条件与实施例4-6相同。操作条件和产品分布列于表3，汽油产品性质列于表4。从表3和表4可以看出，采用本发明提供的方法，烃油转化为高附加值产品(液化气+汽油+柴油)的产率提高了1.3个百分点，汽油的烯烃含量可以降低到25％以下，汽油MON增加了1个单位以上。
表1
表2
表3
表4
权利要求
1.一种提升管反应器，该反应器自下而上依次包括预提升段、第一反应段、第二反应段和任选的出口段，其特征在于第二反应段的下部设置导流管。
2.按照权利要求1的反应器，其特征是在所述导流管的上方设置导流挡板。
3.按照权利要求1的反应器，其特征是在所述导流管的出口和导流挡板之间设置导向叶片。
4.按照权利要求1、2或3的反应器，其特征在于所述导流管是直管、锥台形筒体或由直管段和锥台形筒体组合而成的变直径管。
5.按照权利要求1、2或3的反应器，其特征在于所述导流管的下端口位于第一反应段上端口以上，两者间的距离为第一反应段直径的0.1-1.5倍，导流管的长度为第二反应段长度的0.1-0.95倍。
6.按照权利要求4的反应器，其特征在于所述导流管为直管段，该直管段外径为与导流管入口端相同高度处反应器内径的0.65-0.95倍。
7.按照权利要求4的反应器，其特征在于所述导流管为锥台形筒体并且其锥顶角大于30°，在该锥台形筒体的侧壁上开孔，开孔面积为第一反应段横截面积的0.3-1.5倍，而导流管下口的直径为与下口相同高度处反应器内径的0.05-0.25倍，其上口的直径为与上口相同高度处反应器内径的0.85-0.99倍。
8.按照权利要求4的反应器，其特征在于所述导流管为锥台形筒体并且其锥顶角小于30°，该管下口的外径为反应器相同高度处的内径的0.6-0.9倍，导流管上口外径可以为反应器相同高度处内径的0.65-0.95倍。
9.按照权利要求4的反应器，其特征在于所述导流管为中部是直管段入口段和/或出口段是锥台形筒体组合而成的变直径管，所述直管段的外径为反应器第二反应段内径的0.7-0.98倍。
10.按照权利要求9的反应器，其特征在于所述导流管入口段为一个锥台形筒体，该锥台形筒体的直径从下往上是逐渐扩大的，其锥顶角为15-120°，该锥台形筒体下口的外径为与下口相同高度处反应器内径的0.6-0.95倍。
11.按照权利要求9的反应器，其特征在于所述导流管出口段为一个锥台形筒体，该锥台形筒体的直径从下往上是逐渐缩小的，其锥顶角为10-120°，该锥台形筒体上口的外径为与上口相同高度处反应器内径的0.5-0.9倍。
12.按照权利要求2的反应器，其特征是所述导流挡板为锥型或球台形导流挡板，所述锥型或球台形导流挡板的顶点通过反应器的中心线，其下端面与反应器中心线垂直，该端面的直径为与该端面相同高度处反应器内径的0.6-0.9倍，该端面的位置低于第二反应段的上端面并且距离导流管上端面的高度为导流管上端口直径的0.25-2.5倍。。
13.按照权利要求2或12的反应器，其特征是在所述导流挡板的顶部开孔，所有开孔的面积之和为提升管第二反应段横截面积的0.001-0.01倍。
14.按照权利要求3的反应器，其特征是所述导向叶片的上下端分别固定连接在导流挡板和导流管上，叶片的数目为3-24片，叶片之间总的流通面积为所述导流管出口截面积的0.25-2倍。
全文摘要
一种提升管反应器，该反应器自下而上依次包括预提升段、第一反应段、第二反应段和任选的出口段，其中第二反应段的下部设置导流管。该反应器通过在第二反应段内设置导流管，降低第二反应段边壁区的气体流速，使第二反应段的边壁形成催化剂密相区，从而提高第二反应段的催化剂浓度。
文档编号C10G11/18GK101028588SQ20061000807
公开日2007年9月5日 申请日期2006年2月28日 优先权日2006年2月28日
发明者侯栓弟, 龙军, 许克家, 张久顺, 张占柱, 许友好, 何峻, 武雪峰 申请人: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