[发明专利]一种下行式反应器与提升管反应器串联的催化裂化方法

说明书

技术领域

本发明涉及在不存在氢的情况下烃油的催化裂化方法及其装置，更具体地说，是一种石油流化催化裂化的方法及其装置。

背景技术

流化催化裂化、催化裂解是石油炼制领域最重要的二次加工手段。早期的流化催化裂化使用活性较低的无定形微球硅铝催化剂，采用床层反应器，随着高活性高选择性分子筛催化剂的出现，提升管催化裂化工艺得到了长足的发展，目前已广泛应用于分子筛催化裂化。

由于原油价格不断提高，不断增长的轻质油需求，环保法规的日益严格，利用催化裂化技术加工重质原料油，生产更清洁的燃料产品，同时降低催化裂化装置本身的排放量成为技术开发的热点。

催化裂化反应是一个复杂的反应体系，总体来说是一个平行连串反应过程。主要的反应有裂化、环化、异构化、芳构化、氢转移、烷基化、缩合等反应。上述反应需要不同的反应条件，如高温利于吸热的裂化反应，而不利于氢转移、异构化和烷基化反应。这几种反应都是催化裂化过程中重要反应，但它们的反应条件是矛盾的。

在提升管催化裂化反应过程中，预热后的原料油经喷嘴进入反应器后，与来自再生器的高温催化剂接触、汽化并进行反应，反应时间大约在2～3秒。由于反应过程中生成的焦炭沉积在催化剂表面及活性中心上，使催化剂的活性急剧下降。研究表明，目前提升管出口处的催化剂活性只有初始活性的1/3左右，反应进行1秒钟左右，催化剂的活性下降50％左右。这样，在提升管反应器的后半段催化剂的活性急剧下降，催化作用大为减弱，热裂化反应增多，产生较多干气和增加汽油烯烃含量。

提升管反应器和下行式反应器各有自己的优势，提升管反应器具有单位容积处理量大、气固接触效率高等优点，但是由于气固并流逆重力场流动，提升管内轴径向流动的不均匀，气固返混较大，停留时间分布不均匀。导致催化裂化过程中容易出现过度裂化，使得焦炭产率增加，同时制约了轻油收率的提高。下行式反应器为气固并流顺重力场流动，有效地消除了催化剂的轴向返混，径向流动更加均匀，颗粒浓度及速度的径向分布较上行式的提升管有明显改善，气固短接触(接触时间为0.1～2秒)，更加适合条件苛刻的(高温、大剂油比、短接触)催化裂化反应如渣油的催化裂化、催化裂解等。能充分利用催化剂的初始活性，提高轻油收率，降低干气与焦炭的生成。但和提升管反应器相比，下行式反应器中的催化剂浓度较低，导致一些催化反应深度不够。

CN1162514C公开了一种气固并流下行与上行串联的催化裂化反应工艺及反应装置，该方法采用了先下行后上行的反应工艺，提出了在下行反应段出口处设置或不设置气固快速分离器的两种结构形式，进行灵活操作。在设置气固快速分离器的情况下，将分离出的油气引出反应装置，分离出的催化剂进入提升管反应器内继续反应。该方法中，反应器型式类似于U形管，由于下行段反应完成后没有将催化剂更新为再生剂，而是与反应物料一起继续进入上行反应段反应，在上行反应段内，催化剂活性与初活性相比已大大降低，影响原料的进一步转化，使得热裂化反应影响加大，产物干气、焦炭选择性升高，而原料转化率较低。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种原料单程转化率高、目标产品选择性高的催化裂化方法。

本发明的另一个目的是提供一种下行式反应器与提升管反应器串联的催化裂化装置。

一种下行式反应器和提升管反应器串联的催化裂化方法，包括以下步骤：预热后的原料油进入下行式反应器与来自再生器的高温再生催化剂接触，汽化并进行裂解反应，从下行式反应器出口出来的油气进入提升管反应器继续反应，从提升管反应器出口出来的油气与催化剂进入沉降分离器分离，分离出的油气进入后续的分馏系统，分离出的待生催化剂经汽提后去再生器烧焦再生，返回反应器循环使用；其中从提升管反应器入口引入另一股再生催化剂参与反应。

本发明提供的方法中，所述的从下行式反应器出口来的油气和催化剂可以不经分离直接进入提升管反应器反应，也可以进入中间沉降分离器分离，积炭的催化剂经汽提后去再生器烧焦再生，返回反应器循环使用，分离出的油气再引入提升管反应器，与引入提升管反应器的另一股催化剂接触继续进行反应。