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CN111944558A - 一种催化裂化中反应再生循环装置系统 - Google Patents

一种催化裂化中反应再生循环装置系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种催化裂化中反应再生循环装置系统，包括密相床层反应器、一级旋风分离器、再生管段、燃烧罐、二级旋风分离器、冷却器、提升管反应器和汽提管段；密相床层反应器内通入反应油气以及来自提升管反应器的低碳烯烃和催化剂的混合物；密相床层反应器排出的气固混合物经一级旋风分离器回收催化剂后，催化剂再经燃烧罐进行高温再生，再生后的催化剂经冷却后，重新通入提升管反应器内与C4馏分及蒸汽混合反应，实现催化剂的反应‑再生循环系统。本申请在分离气体产物与催化剂后，催化剂直接送人再生管段中，再生管段内的催化剂直接被新鲜的热空气吹入燃烧罐中，进行高温烧焦再生。本申请还设置两个串联旋风分离器，以求达到净化烟气的目的。

Description

一种催化裂化中反应再生循环装置系统
技术领域
本申请属于石油化工技术领域，具体涉及一种催化裂化中反应再生循环装置系统。
背景技术
在我国，催化裂化是炼油工业的核心过程，在重油加工过程中起着不同寻常的作用。反应再生部分更是尤为重要，反应的高效、安全、稳定运行对整个炼化系统都有着不同寻常的意义。
催化裂化工艺是现代炼油厂最重要的重质原料轻质化的手段之一，它利用催化剂将重质的大分子石油烃类裂化成所需的高价值小分子运输燃料和化工原料。该工艺通常采用分子筛酸性催化剂，重质油在提升管反应后，除生成轻质烃类外，还生成一部分焦炭沉积在催化剂表面，造成催化剂活性下降。因此必须通入含氧气体（通常是空气）烧掉这部分焦炭，以恢复催化剂活性，这一过程在催化裂化中通常称为催化剂再生过程。
现有反应再生部分中失活催化剂的处理措施大体是将其与反应产物进行分离后，再将失活催化剂通过外置斜管道落入烧焦罐，但是这样管道中催化剂滞留率高，对再生催化剂有一定的阻碍影响，催化剂再生率有待提高。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本申请的目的在于提供一种催化裂化中反应再生循环装置系统。
所述的一种催化裂化中反应再生循环装置系统，其特征在于包括密相床层反应器、一级旋风分离器、再生管段、燃烧罐、二级旋风分离器、冷却器、提升管反应器和汽提管段；
所述密相床层反应器的进口分为两路，一路通入由重油裂化产生的反应油气，另一路通入来自提升管反应器的低碳烯烃和催化剂的混合物；密相床层反应器的出口与一级旋风分离器的进口由管路连接，一级旋风分离器顶部出口排出气体产物；
一级旋风分离器底部出口通过星形出料器与再生管段由管路连接，再生管段的进口端通入热空气，再生管段的出口端与燃烧罐底部进口连接，以便一级旋风分离器分离的催化剂通过星形出料器排入再生管段内，催化剂再被通入的热空气吹入燃烧罐内进行高温加热再生；
燃烧罐顶部出气口与二级旋风分离器的进口由管路连接，再生后的催化剂在燃烧烟气的携带下进入二级旋风分离器进行气固分离；二级旋风分离器底部出口通过星形出料器与汽提管段由管路连接，汽提管段的进口端通入水蒸气，汽提管段的出口端通过冷却器与提升管反应器底部进口由管路连接，以便二级旋风分离器分离的催化剂通过星形出料器排入汽提管段内，催化剂再被通入的水蒸气吹入提升管反应器内进行反应；
提升管反应器底部进口还通入有C4馏分，提升管反应器内反应形成的低碳烯烃和催化剂的混合物自提升管反应器的顶部出口排出，并重新通入密相床层反应器内，实现催化剂的反应-再生循环过程。
所述的一种催化裂化中反应再生循环装置系统，其特征在于还包括第一调节阀和进料泵，第一调节阀通过进料泵与密相床层反应器的其中一路进口由管路连接，以便在进料泵的输送作用下将由重油裂化产生的反应油气通入密相床层反应器内进行反应，且所述反应油气的输送流量由第一调节阀进行调节。
所述的一种催化裂化中反应再生循环装置系统，其特征在于还包括第二调节阀、空气风机和辅助燃烧室，第二调节阀通过空气风机和辅助燃烧室与再生管段的进口端由管路连接，以便在空气风机的运行作用下将环境空气通入到辅助燃烧室内进行预热形成热空气，热空气再将进入再生管段内的催化剂吹入燃烧罐内加热再生。
所述的一种催化裂化中反应再生循环装置系统，其特征在于还包括三级旋风分离器，二级旋风分离器顶部出气口排出的粗烟气送入三级旋风分离器内进行气固分离，三级旋风分离器底部出口排出细粉催化剂，三级旋风分离器顶部出气口排出净化后的烟气。
所述的一种催化裂化中反应再生循环装置系统，其特征在于一级旋风分离器顶部出口由管路连接有离心压缩机，一级旋风分离器顶部出口排出的气体产物由离心压缩机加压引出后送入下一工序。
所述的一种催化裂化中反应再生循环装置系统，其特征在于还包括输送泵、轻汽油进料管以及设置于轻汽油进料管上的第三调节阀，输送泵的进口分为两路，一路与轻汽油进料管连接，另一路与提升管反应器的顶部出口由管路连接，输送泵的出口与密相床层反应器的一路进口由管路连接；提升管反应器的顶部出口排出的低碳烯烃和催化剂的混合物，以及由轻汽油进料管通入的轻汽油，在输送泵的运行作用下一并通入密相床层反应器内进行反应。
所述的一种催化裂化中反应再生循环装置系统，其特征在于提升管反应器的上端内部设置有低压降分布器，提升管反应器内的水蒸气、反应产生的低碳烯烃及催化剂的混合物通过低压降分布器后由提升管反应器的顶部出口排出。
本申请取得的有益效果是：
1、本申请为了提高催化剂再生率，在分离气体产物与催化剂后，催化剂直接送人再生管段中，再生管段内的催化剂直接被新鲜的热空气吹入燃烧罐中，进行高温烧焦再生。此外，系统中设置两个串联旋风分离器，以求达到净化烟气的目的，保护后续工艺所使用的烟气轮机的稳定性。
2、本申请的装置系统中，催化剂的反应-再生过程均能够在气体的吹动下实现流态化，催化反应过程中反应物与催化剂接触均匀，反应过程稳定；催化剂的高温烧焦再生过程中，催化剂再生效率高。
附图说明
图1为本申请反应再生循环装置系统的结构示意图；
图1中：1-第一调节阀，2-第二调节阀，3-辅助燃烧室，4-一级旋风分离器，5-燃烧罐，6-进料泵，7-密相床层反应器，8-离心压缩机，9-输送泵，10-第三调节阀，11-二级旋风分离器，12-三级旋风分离器，13-冷却器，14-第四调节阀，15-第五调节阀，16-提升管反应器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例：对照图1
一种催化裂化中反应再生循环装置系统，包括密相床层反应器7、一级旋风分离器4、再生管段、燃烧罐5、二级旋风分离器11、冷却器13、提升管反应器16和汽提管段。
密相床层反应器7的进口分为两路，一路通入由重油裂化产生的反应油气，另一路通入来自提升管反应器16的低碳烯烃和催化剂的混合物；密相床层反应器7的出口与一级旋风分离器4的进口由管路连接，一级旋风分离器4顶部出口排出气体产物。
一级旋风分离器4底部出口通过星形出料器与再生管段由管路连接，再生管段的进口端通入热空气，再生管段的出口端与燃烧罐5底部进口连接，以便一级旋风分离器4分离的催化剂通过星形出料器排入再生管段内，催化剂再被通入的热空气吹入燃烧罐5内进行高温加热再生；
燃烧罐5顶部出气口与二级旋风分离器11的进口由管路连接，再生后的催化剂在燃烧烟气的携带下进入二级旋风分离器11进行气固分离；二级旋风分离器11底部出口通过星形出料器与汽提管段由管路连接，汽提管段的进口端通入水蒸气，汽提管段的出口端通过冷却器13与提升管反应器16底部进口由管路连接，以便二级旋风分离器11分离的催化剂通过星形出料器排入汽提管段内，催化剂再被通入的水蒸气吹入提升管反应器16内进行反应。
对照图1，提升管反应器16底部进口还通接有C4馏分进料管，C4馏分进料管上设有用于调节进料流量的第四调节阀14，以便向提升管反应器16底部进口通入C4馏分，提升管反应器16内反应形成的低碳烯烃和催化剂的混合物自提升管反应器16的顶部出口排出，并重新通入密相床层反应器7内，实现催化剂的反应-再生循环系统。
进一步地，本申请的装置还包括第一调节阀1和进料泵6，第一调节阀1通过进料泵6与密相床层反应器7的其中一路进口由管路连接，以便在进料泵6的输送作用下将由重油裂化产生的反应油气通入密相床层反应器7内进行反应，且所述反应油气的输送流量由第一调节阀1进行调节。
进一步地，本申请的装置还包括第二调节阀2、空气风机和辅助燃烧室3，第二调节阀2通过空气风机和辅助燃烧室3与再生管段的进口端由管路连接，以便在空气风机的运行作用下将环境空气通入到辅助燃烧室3内进行预热形成热空气，热空气再将进入再生管段内的催化剂吹入燃烧罐5内进一步加热再生。
进一步地，本申请的装置还包括三级旋风分离器12，二级旋风分离器11顶部出气口排出的粗烟气送入三级旋风分离器12内进行气固分离，三级旋风分离器12底部出口排出细粉催化剂，三级旋风分离器12顶部出气口排出净化后的烟气。
对照图1，一级旋风分离器4顶部出口由管路连接有离心压缩机8，一级旋风分离器4顶部出口排出的气体产物由离心压缩机8加压引出后送入下一工序，例如：将气体产物送入分馏塔进行分离处理。
进一步地，本申请的装置还包括输送泵9、轻汽油进料管以及设置于轻汽油进料管上的第三调节阀10，输送泵9的进口分为两路，一路与轻汽油进料管连接，另一路与提升管反应器16的顶部出口由管路连接，输送泵9的出口与密相床层反应器7的一路进口由管路连接；提升管反应器16的顶部出口排出的低碳烯烃和催化剂的混合物，以及由轻汽油进料管通入的轻汽油，在输送泵9的运行作用下一并通入密相床层反应器7内进行反应。
在本申请中，提升管反应器16的上端内部设置有低压降分布器，提升管反应器16内的水蒸气、反应产生的低碳烯烃及催化剂的混合物通过低压降分布器后由提升管反应器16的顶部出口排出。
对照图1，冷却器13可采用换热器结构，冷却器13的冷流体通道通接有冷却介质输送管路，冷却介质输送管路上设有用于调节冷却介质输送流量的第五调节阀15。
对照图1，本申请的密相床层反应器7是卧式的，主要考虑到催化裂解工艺中反应再生器一体化的原因，密相床层存在其内部，像是一个气流腔体，混合热气流会携带反应物在密相床层汇集，并在其中与催化剂进行最大限度的接触反应。
本申请的装置系统在工作时：
重油裂化反应生成的反应油气通过第一调节阀1，经进料泵6打出，进入到密相床层反应器7进一步发生反应。同时，自提升管反应器16排出的蒸汽、低碳烯烃和催化剂的混合物，与轻汽油在输送泵9的运行作用下，进入到密相床层反应器7进一步发生反应。其中，重油可以为直馏蜡油、焦化蜡油、脱沥青油等。轻汽油就是石脑油，即C4~C12的烃类混合物。而输送泵9主要是起到增压泵的作用，以便将提升管反应器16排出的蒸汽、低碳烯烃和催化剂的混合物加压排送到反应密相床层7内反应。
反应油气、低碳烯烃、蒸汽、催化剂在密相床层反应器7内进一步反应形成富气、粗汽油和未反应的蒸汽；气体携带催化剂进入一级旋风分离器4进行气固分离，分出的催化剂通过星形出料器直接排入再生管段内，去除催化剂后的气体产物、惰性物质和蒸汽由离心压缩机8加压引出后送入下一工序，例如：将气体产物送入分馏塔进行分离处理。
再生管段内的催化剂被通入的新鲜热空气持续吹出，新鲜热空气将催化剂吹入燃烧罐5，并沿燃烧罐向上流动，在高速流化过程中烧掉催化剂上附着的焦炭。再生烟气携带高温再生催化剂进入二级旋风分离器11，回收烟气携带的催化剂细粉后，进入串联的三级旋风分离器12，继续分离出细粉催化剂。三级旋风分离器12的气体出口由管路连接烟气轮机，高温烟气进入到三级旋风分离器12后，将剩余的大部分细粉催化剂分离出来，以保证烟气轮机叶片长期正常运转。
经过二级旋风分离器11回收的高温再生催化剂细粉温度过高，需要降温处理以求保证催化剂不会因为温度过高失活，因此进入冷却器13，经换热后的高温再生催化剂进入到提升管反应器16下部。
其中，催化剂在燃烧罐5及提升管反应器16内均能够实现流态化。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (7)

1.一种催化裂化中反应再生循环装置系统，其特征在于包括密相床层反应器（7）、一级旋风分离器（4）、再生管段、燃烧罐（5）、二级旋风分离器（11）、冷却器（13）、提升管反应器（16）和汽提管段；
所述密相床层反应器（7）的进口分为两路，一路通入由重油裂化产生的反应油气，另一路通入来自提升管反应器（16）的低碳烯烃和催化剂的混合物；密相床层反应器（7）的出口与一级旋风分离器（4）的进口由管路连接，一级旋风分离器（4）顶部出口排出气体产物；
一级旋风分离器（4）底部出口通过星形出料器与再生管段由管路连接，再生管段的进口端通入热空气，再生管段的出口端与燃烧罐（5）底部进口连接，以便一级旋风分离器（4）分离的催化剂通过星形出料器排入再生管段内，催化剂再被通入的热空气吹入燃烧罐（5）内进行高温加热再生；
燃烧罐（5）顶部出气口与二级旋风分离器（11）的进口由管路连接，再生后的催化剂在燃烧烟气的携带下进入二级旋风分离器（11）进行气固分离；二级旋风分离器（11）底部出口通过星形出料器与汽提管段由管路连接，汽提管段的进口端通入水蒸气，汽提管段的出口端通过冷却器（13）与提升管反应器（16）底部进口由管路连接，以便二级旋风分离器（11）分离的催化剂通过星形出料器排入汽提管段内，催化剂再被通入的水蒸气吹入提升管反应器（16）内进行反应；
提升管反应器（16）底部进口还通入有C4馏分，提升管反应器（16）内反应形成的低碳烯烃和催化剂的混合物自提升管反应器（16）的顶部出口排出，并重新通入密相床层反应器（7）内，实现催化剂的反应-再生循环过程。
2.如权利要求1所述的一种催化裂化中反应再生循环装置系统，其特征在于还包括第一调节阀（1）和进料泵（6），第一调节阀（1）通过进料泵（6）与密相床层反应器（7）的其中一路进口由管路连接，以便在进料泵（6）的输送作用下将由重油裂化产生的反应油气通入密相床层反应器（7）内进行反应，且所述反应油气的输送流量由第一调节阀（1）进行调节。
3.如权利要求1所述的一种催化裂化中反应再生循环装置系统，其特征在于还包括第二调节阀（2）、空气风机和辅助燃烧室（3），第二调节阀（2）通过空气风机和辅助燃烧室（3）与再生管段的进口端由管路连接，以便在空气风机的运行作用下将环境空气通入到辅助燃烧室（3）内进行预热形成热空气，热空气再将进入再生管段内的催化剂吹入燃烧罐（5）内加热再生。
4.如权利要求1所述的一种催化裂化中反应再生循环装置系统，其特征在于还包括三级旋风分离器（12），二级旋风分离器（11）顶部出气口排出的粗烟气送入三级旋风分离器（12）内进行气固分离，三级旋风分离器（12）底部出口排出细粉催化剂，三级旋风分离器（12）顶部出气口排出净化后的烟气。
5.如权利要求1所述的一种催化裂化中反应再生循环装置系统，其特征在于一级旋风分离器（4）顶部出口由管路连接有离心压缩机（8），一级旋风分离器（4）顶部出口排出的气体产物由离心压缩机（8）加压引出后送入下一工序。
6.如权利要求1所述的一种催化裂化中反应再生循环装置系统，其特征在于还包括输送泵（9）、轻汽油进料管以及设置于轻汽油进料管上的第三调节阀（10），输送泵（9）的进口分为两路，一路与轻汽油进料管连接，另一路与提升管反应器（16）的顶部出口由管路连接，输送泵（9）的出口与密相床层反应器（7）的其中一路进口由管路连接；提升管反应器（16）的顶部出口排出的低碳烯烃和催化剂的混合物，以及由轻汽油进料管通入的轻汽油，在输送泵（9）的运行作用下一并通入密相床层反应器（7）内进行反应。
7.如权利要求1所述的一种催化裂化中反应再生循环装置系统，其特征在于提升管反应器（16）的上端内部设置有低压降分布器，提升管反应器（16）内的水蒸气、反应产生的低碳烯烃及催化剂的混合物通过低压降分布器后由提升管反应器（16）的顶部出口排出。
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