專(zhuān)利名稱(chēng)：烴類(lèi)原料提升管反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油煉制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種石油煉制過(guò)程中使用的烴類(lèi)原料催化轉(zhuǎn)化提升管反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
催化裂化裝置是煉油廠(chǎng)原料油二次加工的重要裝置之一。在催化裂化裝置中，烴類(lèi)原料在催化劑存在下發(fā)生氣固相裂化反應(yīng)。提升管反應(yīng)器是催化裂化裝置的核心設(shè)備，現(xiàn)有的反應(yīng)器通常采用等直徑的提升管反應(yīng)器，反應(yīng)器入口反應(yīng)物氣相流速一般為5-8米/秒，因隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物不斷裂解，大分子變?yōu)樾》肿?，摩爾?shù)不斷增加，出口流速已增至15至18米/秒。提升管反應(yīng)器的高度一般在30米以上，反應(yīng)器的上部反應(yīng)效率很低。這種普通管式反應(yīng)器不能很好的與其內(nèi)的反應(yīng)工況相適應(yīng)。顯然提升管內(nèi)不同高度處反應(yīng)條件和反應(yīng)效果相差很多，反應(yīng)器應(yīng)能適應(yīng)反應(yīng)工況，不同位置應(yīng)有不同結(jié)構(gòu)。近幾年，就催化裂化提升管反應(yīng)器做了許多改進(jìn)。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)98125665.1對(duì)提升管反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)出發(fā)進(jìn)行改進(jìn)，按氣相流速基本相等將反應(yīng)器橫截面沿軸向高度設(shè)計(jì)成向上逐漸增加的曲線(xiàn)形式，使反應(yīng)器高度大副降低，但該方案在工程上很難實(shí)現(xiàn)。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)99105904.2、99105905.0、99109196.5、99109193.0也對(duì)提升管結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，其核心是把提升管分成a、b、c、d四個(gè)區(qū)(預(yù)提升段、第一、第二、第三反應(yīng)段)，在中部的c區(qū)將直徑擴(kuò)大，一般擴(kuò)大2至3倍。使得反應(yīng)中該區(qū)氣速降低，反應(yīng)溫度降低，催化劑密度增加。該區(qū)上下進(jìn)出口分別縮徑，以與b、d區(qū)聯(lián)接；縮徑程度由各自的錐角α、β控制。a、b、d三區(qū)仍為常規(guī)提升管。該方案雖充分考慮了反應(yīng)過(guò)程工藝要求，但反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)還不夠合理，催化劑循環(huán)量和密度不易調(diào)節(jié)控制，裝置操作范圍窄，其c區(qū)入口區(qū)催化劑回流明顯，返混嚴(yán)重。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)96106441.2、98125665.1和99118229.4也提出了提升管反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形式，其改進(jìn)點(diǎn)主要是在預(yù)提升段和原料油進(jìn)料段，在預(yù)提升段內(nèi)設(shè)催化劑輸送導(dǎo)管，使催化劑強(qiáng)制分配在提升管中心區(qū)，采用邊壁補(bǔ)氣的辦法減少催化劑提升管邊壁區(qū)的滑落。將反應(yīng)器進(jìn)料處的起始反應(yīng)段(b區(qū))設(shè)計(jì)為錐形，與該區(qū)因高速裂化導(dǎo)致的反應(yīng)物體積膨脹相適應(yīng)。目的是減少原料進(jìn)入?yún)^(qū)的返混，提高油劑接觸效率。但該發(fā)明提升管的后部反應(yīng)區(qū)，即c區(qū)和d區(qū)仍為常規(guī)形式，不能對(duì)該部分的反應(yīng)改進(jìn)。上述反應(yīng)器結(jié)構(gòu)不能很好的與其內(nèi)的反應(yīng)工況相適應(yīng)，所形成的流態(tài)化狀態(tài)對(duì)裝置操作造成不利影響，尤其是不能與反應(yīng)過(guò)程相協(xié)調(diào)，不利于提高產(chǎn)品收率和質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理、反應(yīng)效果好的烴類(lèi)原料提升管反應(yīng)器。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案烴類(lèi)原料提升管反應(yīng)器，自下而上分成預(yù)提升段和三個(gè)反應(yīng)段，預(yù)提升段和三個(gè)反應(yīng)段同軸串聯(lián)，預(yù)提升段下部設(shè)有催化劑進(jìn)管、底部設(shè)有預(yù)提升介質(zhì)接管，第一反應(yīng)段下部設(shè)有進(jìn)料噴嘴，第三反應(yīng)段上部設(shè)有出口管，第二反應(yīng)段為錐度＞0-20度的倒錐形段，其下端直徑同第一反應(yīng)段。
第三反應(yīng)段采用縮徑區(qū)縱截面呈 型或者 型的縮放結(jié)構(gòu)，縮徑區(qū)直徑為未縮徑區(qū)直徑的0.7-1倍。
預(yù)提升段直徑為第一反應(yīng)段直徑的1-1.5倍；第三反應(yīng)段為直徑擴(kuò)大的管式反應(yīng)器，平均直徑為第一反應(yīng)段的2-3倍。
第一反應(yīng)段下部設(shè)有1-3層進(jìn)料噴嘴，每層按偶數(shù)對(duì)稱(chēng)布置；第二反應(yīng)段側(cè)壁設(shè)有冷卻介質(zhì)接管。
第二反應(yīng)段、第三反應(yīng)段下部設(shè)有外來(lái)油氣回?zé)捊庸堋?br> 預(yù)提升段高度3-6米，第一反應(yīng)段高度10-20米，第二反應(yīng)段高度4-10米，第三反應(yīng)段高度5-15米。
本發(fā)明工作過(guò)程為(再生)催化劑經(jīng)催化劑進(jìn)管進(jìn)入預(yù)提升段底部，在預(yù)提升氣體作用下，輸送入第一反應(yīng)段；反應(yīng)原料油經(jīng)噴嘴進(jìn)入第一反應(yīng)段，與高活性、高溫催化劑接觸，進(jìn)行裂解反應(yīng)；然后進(jìn)入第二反應(yīng)段繼續(xù)進(jìn)行催化裂解反應(yīng)，進(jìn)入第三反應(yīng)段進(jìn)行產(chǎn)品重構(gòu)，改善產(chǎn)品質(zhì)量；最后經(jīng)出口管離開(kāi)提升管反應(yīng)器。
本發(fā)明中，預(yù)提升段直徑較第一反應(yīng)段擴(kuò)大，有利于催化劑流動(dòng)穩(wěn)定，反應(yīng)溫度波動(dòng)較小。該段溫度一般控制在650-700℃，流化氣流速0.5-2米/秒，流化介質(zhì)用蒸汽或干氣；第一反應(yīng)段中主要進(jìn)行裂化反應(yīng)，多層噴嘴設(shè)計(jì)可以適應(yīng)不同原料分開(kāi)的要求，通過(guò)選用不同高度位置噴嘴還可以調(diào)整反應(yīng)時(shí)間，改變反應(yīng)結(jié)果。由于該段高度較常規(guī)大幅度減小，可以適當(dāng)提高反應(yīng)溫度，以提高反應(yīng)效率，同時(shí)減少副反應(yīng)發(fā)生，提高目的產(chǎn)物收率和質(zhì)量。每層噴嘴按偶數(shù)對(duì)稱(chēng)布置，可保證高壓進(jìn)料不致?lián)p壞反應(yīng)器。該段中，經(jīng)噴嘴霧化后反應(yīng)物料進(jìn)入其中，氣相流速10-25米/秒，出口反應(yīng)溫度500-550℃；第二反應(yīng)段呈錐度＞0-20度的倒錐形結(jié)構(gòu)，自下而上管徑逐漸擴(kuò)大，小錐角射流擴(kuò)散段可有效防止因橫截面急劇擴(kuò)大引起的催化劑回流，保證該段應(yīng)有的催化劑量，保證反應(yīng)的正常進(jìn)行。該段反應(yīng)溫度490-520℃。反應(yīng)器側(cè)面設(shè)置的冷卻介質(zhì)接管可通入20-70℃水或者汽油調(diào)整反應(yīng)溫度；第三反應(yīng)段流動(dòng)狀態(tài)屬于典型的快速流態(tài)化，邊壁催化劑含量遠(yuǎn)高于中心區(qū)，且滑落明顯，易造成嚴(yán)重的返混。該反應(yīng)段采用縮放型結(jié)構(gòu)，縮徑區(qū)直徑為未縮徑區(qū)直徑的0.7-1倍，可使催化劑脫離管壁表面，明顯減少催化劑返混，催化劑密度高，有利于反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)一步完成烷基化和氫轉(zhuǎn)移，提高汽柴油質(zhì)量。該段氣相流速2-4米/秒，反應(yīng)溫度470-500℃。第二、第三反應(yīng)段下部設(shè)置的外來(lái)油氣回?zé)捊庸芸梢杂米髌渌磻?yīng)器生成油氣的再加工、提高產(chǎn)品質(zhì)量或改變產(chǎn)品分布，如降低烯烴含量或者多產(chǎn)液化氣。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、圖3為第三反應(yīng)段結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1、烴類(lèi)原料提升管反應(yīng)器，自下而上分成預(yù)提升段1和三個(gè)反應(yīng)段2、3、4，預(yù)提升段1和三個(gè)反應(yīng)段2、3、4同軸串聯(lián)。預(yù)提升段1總高5米，下部直徑1.5米、高2.5米，上部直徑0.8米、高2.5米，下部設(shè)有直徑0.7米的催化劑進(jìn)管5、底部設(shè)有預(yù)提升介質(zhì)接管6。第一反應(yīng)段2上下等徑，直徑0.8米、高1 5米，其下部設(shè)有兩層進(jìn)料噴嘴7，下層四個(gè)、上層兩個(gè)，原料油在下層進(jìn)入、回?zé)捰驮谏蠈舆M(jìn)入，兩層間距3米。第二反應(yīng)段3下端直徑0.8米、錐度10度、高6.5米，其側(cè)壁設(shè)有冷卻介質(zhì)接管8。第三反應(yīng)段4采用圖2中縮放型結(jié)構(gòu)，總高15米，每2米設(shè)一縮徑，縮徑區(qū)9直徑1.85米、未縮徑區(qū)10直徑2米，其上部設(shè)有直徑1米的油氣出口管11。第二反應(yīng)段3、第三反應(yīng)段4下部設(shè)有直徑0.4米的外來(lái)油氣回?zé)捊庸?2。
實(shí)施例2、本實(shí)施例中，預(yù)提升段1上下等徑，直徑1.5米。第二反應(yīng)段3錐度20度。第三反應(yīng)段4采用圖3中縮放型結(jié)構(gòu)，總高15米，每2米設(shè)一縮徑，縮徑區(qū)9直徑2.2米、未縮徑區(qū)10直徑2.5米。油氣出口管直徑1.2米。本實(shí)施例中不設(shè)油氣回?zé)捊庸?。其他同?shí)施例1。
權(quán)利要求
1.烴類(lèi)原料提升管反應(yīng)器，自下而上分成預(yù)提升段和三個(gè)反應(yīng)段，預(yù)提升段和三個(gè)反應(yīng)段同軸串聯(lián)，預(yù)提升段下部設(shè)有催化劑進(jìn)管、底部設(shè)有預(yù)提升介質(zhì)接管，第一反應(yīng)段下部設(shè)有進(jìn)料噴嘴，第三反應(yīng)段上部設(shè)有出口管，其特征在于，第二反應(yīng)段為錐度＞0-20度的倒錐形段，其下端直徑同第一反應(yīng)段。
2.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，第三反應(yīng)段采用縮徑區(qū)縱截面呈 型或者 型的縮放結(jié)構(gòu)，縮徑區(qū)直徑為未縮徑區(qū)直徑的0.7-1倍。
3.如權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器，其特征在于，預(yù)提升段直徑為第一反應(yīng)段直徑的1-1.5倍；第三反應(yīng)段為直徑擴(kuò)大的管式反應(yīng)器，平均直徑為第一反應(yīng)段的2-3倍。
4.如權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器，其特征在于，第一反應(yīng)段下部設(shè)有1-3層進(jìn)料噴嘴，每層按偶數(shù)對(duì)稱(chēng)布置；第二反應(yīng)段側(cè)壁設(shè)有冷卻介質(zhì)接管。
5.如權(quán)利要求3所述的反應(yīng)器，其特征在于，第一反應(yīng)段下部設(shè)有1-3層進(jìn)料噴嘴，每層按偶數(shù)對(duì)稱(chēng)布置；第二反應(yīng)段側(cè)壁設(shè)有冷卻介質(zhì)接管。
6.如權(quán)利要求4所述的反應(yīng)器，其特征在于，第二反應(yīng)段、第三反應(yīng)段下部設(shè)有外來(lái)油氣回?zé)捊庸堋?br> 7.如權(quán)利要求5所述的反應(yīng)器，其特征在于，第二反應(yīng)段、第三反應(yīng)段下部設(shè)有外來(lái)油氣回?zé)捊庸堋?br> 8.如權(quán)利要求1、2、5、6或7所述的反應(yīng)器，其特征在于，預(yù)提升段高度3-6米，第一反應(yīng)段高度10-20米，第二反應(yīng)段高度4-10米，第三反應(yīng)段高度5-15米。
9.如權(quán)利要求3所述的反應(yīng)器，其特征在于，預(yù)提升段高度3-6米，第一反應(yīng)段高度10-20米，第二反應(yīng)段高度4-10米，第三反應(yīng)段高度5-15米。
10.如權(quán)利要求4所述的反應(yīng)器，其特征在于，預(yù)提升段高度3-6米，第一反應(yīng)段高度10-20米，第二反應(yīng)段高度4-10米，第三反應(yīng)段高度5-15米。
全文摘要
烴類(lèi)原料提升管反應(yīng)器，屬于石油煉制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。其中自下而上分成預(yù)提升段和三個(gè)反應(yīng)段，預(yù)提升段和三個(gè)反應(yīng)段同軸串聯(lián)，預(yù)提升段下部設(shè)有催化劑進(jìn)管、底部設(shè)有預(yù)提升介質(zhì)接管，第一反應(yīng)段下部設(shè)有進(jìn)料噴嘴，第三反應(yīng)段上部設(shè)有出口管，第二反應(yīng)段為錐度＞0－20度的倒錐形段，其下端直徑同第一反應(yīng)段。第三反應(yīng)段采用縮放型結(jié)構(gòu)，縮徑區(qū)直徑為未縮徑區(qū)直徑的0.7－1倍。第一反應(yīng)段下部設(shè)有1－3層進(jìn)料噴嘴，每層按偶數(shù)對(duì)稱(chēng)布置；第二反應(yīng)段側(cè)壁設(shè)有冷卻介質(zhì)接管。第二反應(yīng)段、第三反應(yīng)段下部設(shè)有外來(lái)油氣回?zé)捊庸?。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、反應(yīng)效果好。
文檔編號(hào)C10G35/04GK1640537SQ20041001001
公開(kāi)日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2004年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月9日
發(fā)明者石寶珍 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)石化設(shè)備研究所