一种催化裂化短时间反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种催化裂化短时间反应器。该催化裂化短时间反应器包括原料油喷嘴(2)、第I再生催化剂输送管(1)、第II再生催化剂输送管(4)、反应管(3)、分离器(9)和旋风分离器，分离器(9)包括锥形筒体(7)、固相物流管(8)和气相物流管(5)，第I再生催化剂输送管(1)与反应管(3)入口相连通，其与反应管(3)中心线相交处设置原料油喷嘴(2)，反应管(3)出口与分离器(9)侧面底部相通，第II再生催化剂输送管(4)与分离器(9)顶部的气相物流管(5)入口相连通，气相物流管(5)出口和旋风分离器(6)相连通；固相物流管(8)在分离器(9)底部。本实用新型可将反应时间有效控制在0.5～1.5秒之间，从而抑制催化裂化反应过程的二次裂化，改善产品分布，使裂化气产率降低，提高汽、柴油馏分的收率，生产低烯烃含量的催化汽油。
【专利说明】一种催化裂化短时间反应器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于非临氢情况下烃油的催化裂化领域，特别涉及一种催化裂化短时间反应器。
【背景技术】
[0002]目前，在石油化工行业常规的提升管催化裂化装置存在以下几方面的问题:首先，提升管式反应器反应时间长(一般在4s左右)加剧了原料裂化生成物的二次反应，使裂化气产率增加，从而降低了汽、柴油馏分的收率；其次，由于提升管式反应器中结炭催化剂的滑落形成返混，恶化了产品分布，降低了催化剂对原料裂化的产品选择性；另外，催化裂化作为我国炼油企业石油二次加工的主要手段使催化裂化汽油在我国汽油产品中的份额达70%以上，催化裂化汽油烯烃含量一般在40?60v%之间，致使成品汽油中的烯烃含量严重超标，远高于我国现在执行的国IV油品质量要求汽油的烯烃含量不大于35v%的标准。
[0003]美国专利USP =5462652技术在反应沉降器中实现了原料与催化剂毫秒反应，大剂油比操作，使装置的干气、焦炭产率下降，液体收率提高，产品分布得到改善。但该技术并未涉及生成的高烯烃含量汽油降低烯烃技术。
[0004]中国专利ZL200510017751.5所涉及再生催化剂降温技术是利用催化裂化双提升管的技术优势，进行催化汽油独立改质，改质后汽油烯烃含量降至10?25v%，降幅25?50个百分点；汽油辛烷值(RON)提高0.1?2个单位；但该技术优势仅体现于两根以上提升管的催化裂化装置。由于该技术为传统的提升管式催化裂化，仍表现出了反应时间长、干气及焦炭产率相对高、产品分布相对差、改质汽油质量过剩、装置能耗增加10%以上等方面的不足。
[0005]传统的加氢精制虽然能够将汽油中的烯烃降到很低，但却大幅度的损失了汽油的辛烷值。因此，目前国内各研究机构针对降低汽油烯烃含量开发了各种技术:中石化石油化工科学研究院开发了降低催化汽油烯烃含量的GOR系列催化剂(《石油炼制与化工》2002年7期第5?8页)，可以使FCC汽油烯烃降低10个百分点左右；中石化洛阳石化工程公司炼制研究所开发了降低催化汽油烯烃含量的LAP系列助剂(《炼油设计》2001年9期第23?27页)，可以使FCC汽油烯烃降低10个百分点左右。在工艺方法上，中石化石油化工科学研究院开发了具有降低汽油烯烃含量功能的MGD工艺(《石油炼制与化工》2002年2期第19?22页)，该工艺兼顾主提升管重油催化裂化的反应条件，汽油改质的量有限，降烯烃幅度也不太理想，FCC汽油烯烃降低10?12个百分点。
[0006]因此，采用一种催化裂化短反应时间反应器对强化催化裂化原料与再生催化剂反应和快速分离并降低自身生成汽油的烯烃含量，以及降低干气(甚至包括液化气)和焦炭产率，改善催化裂化反应的产品分布和产品性质、降低装置能耗、具有重要的意义。
实用新型内容
[0007]本实用新型针对现有催化裂化技术中原料和再生催化剂混合传热反应后不能快速分离造成的反应油气二次裂化和短反应时间造成的生成汽油烯烃高的问题。提出了一种催化裂化短时间反应器，目的是解决短时间反应催化裂化工程中的催化剂与原料快速反应和分离以及生成汽油的降烯烃问题。
[0008]本实用新型提供一种催化裂化短时间反应器，包括原料油喷嘴2、再生催化剂输送管、反应管、分离器和旋风分离器，其特征在于:再生催化剂输送管有两根，为第I再生催化剂输送管和第II再生催化剂输送管，分离器包括锥形筒体、固相物流管和气相物流管，第I再生催化剂输送管与反应管入口相连通，其与反应管中心线相交处设置原料油喷嘴，反应管出口与分离器侧面底部相通，第II再生催化剂输送管与分离器锥形筒体顶部的气相物流管入口相连通，气相物流管出口和旋风分离器相连通；固相物流管在分离器底部。
[0009]本实用新型进一步技术特征在于:所述第I再生催化剂输送管与反应管连接的水平夹角为45°?135° ;第II再生催化剂输送管与气相物流管连接的水平夹角为45°?135。。
[0010]本实用新型进一步技术特征在于:所述第I再生催化剂输送管和第II再生催化剂输送管与反应管的入口直径相同，均为Φ0.01?1.5m。
[0011]本实用新型进一步技术特征在于:所述分离器的锥形筒体为外保温或内衬隔热衬里的金属外壳，锥形筒体的锥角a为40?120°，锥形筒体底部直径D为0.25?5m，锥形筒体体积为0.01?50m3。
[0012]本实用新型进一步技术特征在于:所述分离器的锥形筒体顶部设置的气相物流管为外保温或内衬隔热衬里的金属管，直径Φ0.01?3.0m，长度可根据油气停留时间0.3?
0.7s计算确定，一般为5?8m。
[0013]本实用新型进一步技术特征在于:所述分离器锥形筒体底部向下设置的固相物流管为外保温或内衬隔热衬里的金属管，固相物流管入口与锥形筒体底部直径内相切，位于分离器锥形筒体物料入口直径方向，固相物流管出口位于沉降器密相段密相界面下方。
[0014]本实用新型进一步技术特征在于:所述固相物流管直径Φ0.01?2.5m，具体长度根据进入沉降器沉降段的需要距离进行确定。
[0015]本实用新型所述的实用新型一种催化裂化短时间反应器，反应管出口与分离器侧面底部相通。反应管直径根据油气线速5?20m/s进行计算确定，长度根据反应时间0.3?
0.8s进行计算确定。
[0016]与现有技术相比:采用本实用新型，具有以下的有益效果:
[0017]I)本实用新型采用的锥形筒体结构使进入其内部的物流上下气体线速存在较大差异，固体在锥形筒体底部得到分离。采用本实用新型后，经反应管反应后的含固体油气物流高速冲出反应管撞上对面锥形筒体斜面发生弹射分离。分离器分离的气相物流进入锥形筒体顶端与来自再生催化剂输送管2的再生催化剂接触在气固物流管内再次反应后进入旋风分离器进行气固分离。分离器内弹射分离的固相物流通过固相物流管进入沉降器密相段。原料与再生催化剂短时间反应后的快速气固分离、抑制了原料裂化生成物的二次反应，降低了生成汽油的烯烃含量，使裂化气产率降低，从而提高了汽、柴油馏分的收率；这种短时间催化裂化反应器结构简单，操作方便，适用于重油短反应时间催化裂化的装置。
[0018]2)本实用新型一种催化裂化短时间反应器，来自第I再生催化剂输送管的再生催化剂与来自喷嘴的原料在反应管中经过0.3?0.8s的催化反应，反应物流进入锥形分离器经锥形分离器侧壁弹射作用，弹射分离的催化剂向下经固相物流管进入沉降器；经锥形分离器侧壁弹射分离的反应油气向上在锥形分离器顶部出口与来自第II再生催化剂输送管经降温的再生催化剂接触对已生成汽油和未转化重油再一次强化反应至气相物流管出口，其反应器反应时间控制在0.7?1.5s之间，以此降低生成汽油的烯烃含量并提高重油的转化深度，从而达到降低裂化气产率，提高了汽、柴油馏分的收率，同时降低生成的汽油烯烃含量的目的；这种短反应时间催化裂化的反应器结构简单，操作方便，适用于催化原料油短反应时间催化裂化装置。
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行进一步的详细说明，但并不限制本实用新型的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型一种催化裂化短时间反应器结构的示意图。
[0021]图2是图1的俯视图。
[0022]图3是本实用新型一种催化裂化短时间反应器在重油短反应时间催化裂化装置的应用位置示意图。
[0023]图中所示附图标记为:
[0024]1-第I再生催化剂输送管，2-原料油喷嘴，3-反应管，4-第II再生催化剂输送管，5-气相物流管，6-旋风分离器，7-锥形筒体，8-固相物流管，9-分离器，10-沉降器，11-沉降器汽提段，12-待生斜管，13-管式烧焦器，14-再生器。
【具体实施方式】
[0025]如图1所示，本实用新型提供一种催化裂化短时间反应器，包括原料油喷嘴2、再生催化剂输送管、反应管3、分离器9和旋风分离器6，所述再生催化剂输送管有两根，为第I再生催化剂输送管I和第II再生催化剂输送管4，分离器9包括锥形筒体7、固相物流管8和气相物流管5，第I再生催化剂输送管I与反应管3入口相连通，其与反应管3中心线相交处设置原料油喷嘴2，反应管3出口与分离器9的侧面底部相通，第II再生催化剂输送管4与分离器9顶部的气相物流管5入口相连通，气相物流管5出口和旋风分离器6相连通；固相物流管8在分离器9底部。
[0026]本实用新型所述第I再生催化剂输送管I与反应管3连接的水平夹角为45°?135° ;第II再生催化剂输送管4与气相物流管5连接的水平夹角为45°?135°。
[0027]本实用新型所述第I再生催化剂输送管I和第II再生催化剂输送管4与反应管3的入口直径相同，第I再生催化剂输送管1、第II再生催化剂输送管4和反应管3的直径一般均为Φ0.01?1.5m。
[0028]本实用新型所述分离器9的锥形筒体7为外保温或内衬隔热衬里的金属外壳，锥形筒体7的锥角a为40?120°，分离器锥形筒体7的尺寸确定可根据原料油性质、雾化水量在操作条件下的原料油气的停留时间0.2?0.5秒、锥形筒体底部油气线速1.5?5.0米/秒进行计算确定。锥形筒体7底部直径D —般为0.25?5m，锥形筒体7体积一般为
0.01 ?50m3。
[0029]本实用新型所述气相物流管5为外保温或内衬隔热衬里的金属管，直径一般为Φ0.0l?3.0m,长度可根据油气停留时间0.3?0.7s计算确定,一般为5?8m。
[0030]本实用新型所述分离器9锥形筒体7底部向下设置的固相物流管8为外保温或内衬隔热衬里的金属管，固相物流管8入口与锥形筒体7底部直径内相切，位于分离器9锥形筒体7物料入口直径方向，固相物流管8出口位于沉降器10密相段密相界面下方。
[0031]本实用新型所述固相物流管8的直径一般为Φ0.01?2.5m，具体长度根据进入沉降器沉降段的需要距离进行确定。
[0032]本实用新型所述反应管3出口与分离器9侧面底部相通。反应管3直径根据油气线速5?20m/s进行计算确定，长度根据反应时间0.5?0.8s进行计算确定。
[0033]图2为本实用新型图1的俯视图，说明反应器的分离器9顶部的气相物流管5入口与第I再生催化剂输送管1、第II再生催化剂输送管4以及和旋风分离器6的相连情况。
[0034]图3为本实用新型一种催化裂化短时间反应器在重油短反应时间催化裂化装置的应用位置示意图。
[0035]本实用新型所述一种催化裂化短时间反应器设置在沉降器10外部，连接反应器的旋风分离器6位于沉降器10内部，沉降器汽提段11通过待生斜管12与管式烧焦器13连通，管式烧焦器13与再生器14连通，再生器14底部分别与两个再生催化剂输送管连通。
[0036]试验表明，本实用新型可有效控制原料与催化剂的总反应时间为0.7?1.5s，生成汽油烯烃降低10?20个体积百分点。
[0037]本实用新型结构简单，操作方便，易于在工业装置中实现，适用于重油短反应时间催化裂化的装置。
【权利要求】
1.一种催化裂化短时间反应器，包括原料油喷嘴(2)、再生催化剂输送管、反应管(3)、分离器(9)和旋风分离器(6)，其特征在于:再生催化剂输送管有两根，为第I再生催化剂输送管(I)和第II再生催化剂输送管(4)，分离器(9)包括锥形筒体(7)、固相物流管(8)和气相物流管(5)，第I再生催化剂输送管(I)与反应管(3)入口相连通，其与反应管(3)中心线相交处设置原料油喷嘴(2)，反应管(3)出口与分离器(9)侧面底部相通，第II再生催化剂输送管(4)与分离器(9)顶部的气相物流管(5)入口相连通，气相物流管(5)出口和旋风分离器(6)相连通；固相物流管(8)在分离器(9)底部。
2.根据权利要求所述的一种催化裂化短时间反应器，其特征在于:所述第I再生催化剂输送管(I)与反应管(3)连接的水平夹角为45°~135° ;第II再生催化剂输送管(4)与气相物流管(5)连接的水平夹角为45°~135°。
3.根据权利要求所述的一种催化裂化短时间反应器，其特征在于:所述第I再生催化剂输送管(I)和第II再生催化剂输送管(4)与反应管(3)的入口直径相同，均为Φ0.01~1.5m。
4.根据权利要求所述的一种催化裂化短时间反应器，其特征在于:所述分离器(9)的锥形筒体(7)为外保温或内衬隔热衬里的金属外壳，锥形筒体(7)的锥角a为40~120°，锥形筒体(7)底部直径D为0.25~5m，锥形筒体(7)体积为0.01~50m3。
5.根据权利要求所述的一种催化裂化短时间反应器，其特征在于:所述分离器(9)的锥形筒体(7)顶部设置的气相物流管(5)为外保温或内衬隔热衬里的金属管，直径Φ0.01~3.0m,长度为5~8m。
6.根据权利要求所述 的一种催化裂化短时间反应器，其特征在于:所述分离器(9)的锥形筒体(7)底部向下设置的固相物流管(8)为外保温或内衬隔热衬里的金属管，固相物流管(8)入口与锥形筒体(7)底部直径内相切，位于分离器锥形筒体(7)物料入口直径方向，固相物流管(8)出口位于沉降器密相段密相界面下方。
7.根据权利要求所述的一种催化裂化短时间反应器，其特征在于:所述固相物流管(8)直径 Φ 0.01 ~2.5mο
【文档编号】C10G11/00GK203820718SQ201420179102
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】王文柯, 樊麦跃, 王龙延, 陈曼桥, 汤海涛, 杨少锋 申请人:中石化洛阳工程有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司