[发明专利]一种生产乙烯的提升管反应装置及烃油转化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于烃油转化的包括提升管的催化裂解装置及方法，更进一步说涉及一种生产乙烯的烃油转化装置及烃油转化方法。

背景技术

乙烯和丙烯是重要的化工原料。目前市场95％以上的乙烯、丙烯由石脑油蒸汽裂解和重油催化制取低碳烯烃技术提供。重油催化裂化制取低碳烯烃技术，能耗低，原料要求低，产品分布调节灵活，在满足未来市场不断增长的需求上具有更大的发展前景。

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而广泛应用。现有提升管催化裂化过程中，预热后的烃油直接进入提升管内，与提升管内的来自再生器的高温催化剂接触、汽化并进行反应，反应后的油气和催化剂离开提升管进行气固分离，催化剂经汽、再生后循环使用，油气进入产品分离系统分离，可得到乙烯、丙烯、汽油、柴油等产品。但催化裂化是一个复杂的平行连串反应过程，反应过程中会发生裂化、环化、异构化、芳构化、氢转移、烷基化、缩合等多种反应，不同的反应条件其产物组成不同，所生成的产物可能进一步转化甚至转化成焦炭、甲烷、H₂等产物使目的产物收率降低，为此，研究者开发了许多提升管技术比如中止剂技术、两段提升管技术(CN1118539C)、串联提升管技术MIP(CN1237477A)、双提升管技术(CN1069054A)技术等以达到不同的生产目的。CN1237477A将催化裂化反应器分成两个反应区，并开发出了相应的提升管反应器，其第一反应区提升管以生成烯烃的裂化反应为主，生成富含烯烃的中间产物再进入扩径的第二反应区进行二次反应，第二反应区的反应主要包括异构化、氢转移和适度的裂化，达到降低汽油烯烃并增产低碳烯烃的目的。然而现有提升管反应器乙烯产率不高，如果采用提高温度的方式提高乙烯产率，会带来干气和焦炭产率大幅度升高，并且可能导致丙烯产率降低。

近年来催化裂化原料逐渐变重变劣，为了提高重油转化的低碳烯烃特别是乙烯的产率，研究者开发了一些用于重油裂解的催化剂。例如，CN1031029A公开了一种层柱粘土分子筛裂化催化剂。制备该催化剂所用的钠型层状粘土是用氯化钠水溶液与天然钙型土交换，经过滤、淋洗而制得的；或是用强酸性的苯乙烯系钠型阳离子交换树脂与天然钙型土在水中混合搅拌交换8小时，静置过夜，取上层悬浮的颗粒直径小于2微米的粘土制成的。虽然用钙型层状粘土制备该催化剂的轻油微反初活性为46％，但经800℃水蒸汽减活处理4小时后的催化裂化轻油微反活性只有28％，不能满足工业对催化剂稳定性的要求。

CN1031489A公开了一种含有层柱粘土分子筛的复合载体或催化剂的制备方法，是将该复合载体或催化剂的各组分原料：蒙托石类或规则间层矿物结构的层状粘土、沸石分子筛、耐高温氧化物、粘土按所需比例混合成型，然后与交联剂进行交联反应，并经老化、焙烧等步骤制成所需载体或催化剂。但该催化剂用于重油裂化乙烯产率不高

CN1211470A指出，催化热裂解制乙烯催化剂需要增加伯正碳离子生成和直接裂化，抑制异构。该方法采用碱土金属钙、镁等改性分子筛增加择形反应性能。但催化剂活性偏低，用于重油裂化乙烯产率不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种用于烃油转化的包括提升管反应器的催化裂解装置。本发明要解决的另外技术问题是提供一种烃油转化生产乙烯的方法，该方法使用本发明提供的催化裂解装置转化烃油生产低碳烯烃，具有较高的乙烯产率，并且重油裂化能力强。

本发明提供一种包括提升管反应器的催化裂解装置，包括：提升管、位于提升管内的套管、沉降器、汽提器和再生器，所述的提升管包括再生催化剂入口、预提升介质入口和油剂出口，提升管油剂出口与气固分离器连通和/或与沉降器连通，沉降器与汽提器连通，汽提器通过待生催化剂输送管线与再生器连通，再生器通过再生催化剂输送线与提升管连通，套管设置有烃油入口和油气出口，套管的油气出口与提升管连通，提升管催化剂入口位置低于套管油气出口位置。

本发明还进一步提供一种利用上述装置进行烃油转化生产乙烯的方法，包括：将烃油原料引入处于提升管内的套管中，然后从套管的油气出口进入提升管；将催化剂引入提升管的底部，然后在预提升介质的作用下向上流动，并与从套管的油气出口流出的油气物流接触，沿着提升管流动并进行反应，然后从提升管的油剂出口流出，进行气固分离，分离后的油气引入后续的产品分离系统，分离后的积炭催化剂引入汽提器汽提后引入再生器再生，再生后的催化剂通过再生催化剂输送管引入提升管循环使用；其中裂解催化剂从套管外部流过套管。