[发明专利]一种轻质原料、重油组合进料的催化裂解反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻、重原料组合进料的催化裂解反应装置，具体地，涉及一种提高可回炼混合C4、轻汽油催化裂解转化效率的轻、重原料组合进料反应装置。

背景技术

重油催化裂解生产丙烯的优势体现在：①原料来源广泛，可以是蜡油，也可以是常渣等更重的原料；②在生产丙烯的同时可以兼顾汽油和柴油的生产，尤其是重油催化裂解过程生产的汽油辛烷值高，RON可达96左右；③重油催化裂解与石脑油蒸汽裂解相比，反应温度低、水蒸汽用量少和不需要深冷分离，因而能耗低。重油催化裂解多产丙烯代表性的技术有TMP（两段提升管催化裂解多产丙烯技术）和DCC技术等。

TMP技术的特点包括两个方面：工艺方面采用了轻质原料、重油组合进料技术，重油是指减压蜡油（VGO）、焦化蜡油（CGO）、AR或蜡油中掺兑渣油等，轻油可以是本装置重油裂解生成的富含烯烃的轻汽油、混合C4（ZL200610080831.X），也可以是焦化石脑油（CN200910229606.1）；催化剂具有低氢转移活性、高催化裂解活性和高水热稳定性的特点（ZL200410096438.0）。

在TMP技术中，回炼的轻质原料，无论是富含烯烃的混合C4、轻汽油，还是焦化石脑油，都是先同从再生器过来的高温催化剂先接触反应，然后重油再与催化剂接触反应。这些轻质原料进入反应器后的存在状态与重油进入反应器后的存在状态有着显著的差别。重油经雾化喷嘴喷入反应器后，以部分气化的雾滴形式存在，吸附能力强，因而对催化剂的流化密度、油气与催化剂的接触效率没有特殊的要求；而轻质原料的沸点低，最重的焦化石脑油的沸点也基本在200°C以下，混合C4在常温、常压下即为气态，这意味着这些轻质原料无论采用何种进料方式进料，也无论是气相进料还是液相进料，在进入到温度在700°C左右的反应器内的瞬间，都是以气体的形式存在的，以分子的形式分散的。流化床的本质就是催化剂与催化剂颗粒间存在着一定的空间距离，以分子形式分散的轻质进料，吸附能力若，如果不能与催化剂接触，就不能发生选择性的催化反应。因次，提高轻质原料进料段催化剂的流化密度，提高油气分子与催化剂的接触效率，是保证轻质原料单程通过充分转化的关键。

现有技术也公开了提高油分子与催化剂的接触效率的方式，譬如：中国专利ZL200610080831.X，为了改善在TMP装置中以分子形式分散的轻质进料与催化剂的接触与反应，在轻质原料进料段采用扩径的方式，来降低油气的先速度，提高催化剂的流化密度，从而改善油气与催化剂的接触效率。

在最初的TMP技术中，轻质原料也采用类似于重油雾化喷嘴的方式进料，这种进料方式由于射流的作用，即便是轻质进料扩径段催化剂流化密度较高，油气与催化剂接触的并不好。在专利申请CN201010166878.4中，将轻质原料进料喷嘴改成具有多个向上喷射的小喷嘴的环管进料方式，这种改变极大地改善了油气与催化剂的接触效率。对于处理量在0.5Mt/a以下的TMP装置，轻质原料进料段的直径较小，通过强化器壁的约束作用，来进一步提高油气与催化剂的接触效率。

对于处理量在0.5Mt/a的小型TMP装置，轻质原料进料段的直径不大，采用上述结构的反应器，是完全可以满足油气与催化剂接触和反应的要求的。然而，对于0.5Mt/a以上，尤其是1.0Mt/a以上的大型催化裂解装置，由于轻质原料进料段的直径较大，采用上述结构的反应器，虽然催化剂的流化密度可以根据需要通过调整气速来达到200kg/m³甚至更高的水平，然而，受制于带有向上喷射的小喷嘴的环管进料方式的局限，极易产生沟流，尤其是为了回收低温热、减少轻质原料在反应器内气化消耗高温位的热量，以达到降低装置能耗的目的，将轻质原料与低温位的油气换热，轻质原料由液相进料变为气相进料，沟流现象更为严重。显然，高的催化剂流化密度并不意味着高的油气与催化剂的接触效率。

为了提高大型TMP装置内的油气与催化剂的接触效率，特提出本发明。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种轻质原料、重油组合进料的催化裂解反应装置，该反应装置即使在处理量大于0.5Mt/a以上，尤其是1.0Mt/a以上时，重油、轻质原料与催化剂的接触效率很高，有利于减少裂解干气的生成，提高丙烯的收率，也有利于重油中高沸点组分的气化和裂解，同时，催化剂积炭失活速率也很慢。

本发明的另一个目的是提供一种利用上述催化裂解反应装置进行重油、轻质原料催化裂解生产丙烯的方法。