[发明专利]一种催化裂化提升管反应器

说明书

本发明涉及一种石油炼制反应设备，特别涉及一种催化裂化提升管反应器。

催化裂化装置是炼油厂原料油二次加工的重要设备之一，而提升管反应器又是催化裂化装置的核心设备，因此提高提升管反应器的效率对增加炼厂效益有至关重要作用。

提升管反应器，可分为三个工况段：底部预提升段、主反应段、出口快速分离段。来自再生器的高温再生催化剂，通过再生斜管进入提升管底部预提升段，在预提升气体的作用下，高温催化剂向上流动进入主反应段，与原料油喷嘴喷出的原料油雾滴接触，进行闪蒸、汽化和裂化，反应后的产物进入提升管出口快速分离段进行分离，分离出的油气送出本系统，分离出的待生催化剂经汽提后进入再生器进行再生，再生后的高温催化剂由再生斜管进入提升管底部预提升段，完成一个催化剂的循环过程。

现有提升管反应器大多数是直筒式的。中国发明专利，公开号：CN1174094A、公开日：1998年2月25日、名称：催化裂化提升管反应器，公开了一种底部预提升段为扩大管的提升管反应器，与直筒式提升管反应器相比，其改善了再生斜管的下料状态和催化剂在底部预提升段的分布状态，并一定程度地改善了主反应段中催化剂和原料油的接触条件，但其主反应段仍为直筒式。反应段采用直筒式的缺点是：因反应段内流通面积相同，原料油经喷咀雾化后，形成微小液滴与高温催化剂接触后迅速汽化裂解，体积突然膨胀，气固湍流加剧，返混严重，造成在该段内气固接触效率降低；当裂化反应接近完成时，需要提高线速以减少气固停留时间，减少二次反应，而直筒式反应段无法控制气体线速。

本发明的目的在于提供一种催化裂化提升管反应器，可有效控制主反应段内返混，提高接触效率，并具有减少二次反应的措施。

本发明提供了一种催化裂化提升管反应器，由底部预提升段、主反应段、出口快速分离段组成。本发明的特征在于对主反应段的改进，本发明提升管反应器的主反应段由第一反应段、第二反应段、反应控制段组成；所述第一反应段为锥形管，其下部入口与底部预提升段连通，上部出口与第二反应段连通，上部出口面积比下部入口面积大，锥形管下部设有原料雾化喷嘴；所述第二反应段为圆柱形管，其内设导流套管，导流套管下端与第一反应段锥形管上部出口连接，导流套管上端开口向上，在第二反应段外壁与导流套管之间形成的环隙下部设有气体接管，第二反应段上端设有缩径锥体与反应控制段连接；所述反应控制段为等径管，其下端与第二反应段上端的缩径锥体相连，上端与出口快速分离段相连。

特别地，本发明所述第一反应段锥形管上部出口与下部入口面积比不大于3；通常根据原料油性质，锥形管下部所设的原料雾化喷嘴，在锥形管不同高度处可设1～3排，每排数量1～8个。

本发明技术方案所产生的显著效果在于：本发明的第一反应段为锥形管，流通面积从下到上逐渐增大，在原料雾化喷嘴处流通面积较小，提高了原料雾化喷嘴处起始反应区的线速，同时也降低了局部高温催化剂的密度，改善了反应条件，降低了高温区反应程度，从而减少了热裂化反应；在该段内反应以裂化为主，随着裂化反应的进行，气相体积逐渐增加，锥形管用流通面积增加来适应气体量的增加，因此本发明第一反应段采用锥形管实现了“等速”高速反应。本发明第二反应段内设导流套管，既起导流作用，又起到使催化剂二次分布作用，使来自第一反应段的催化剂分配到第二反应段中心区；在第二反应段外壁与导流套管之间形成的环隙下部设气体接管，气体可经气体接管进入环隙，沿环形通道向上流动，进入第二反应段边壁区，这样可实现第二反应段的边壁布气，防止该反应段的催化剂返混，并可有效控制边壁结焦的问题；本发明第二反应段上端设缩径锥体，这也可减少第二反应段内催化剂返混。本发明的反应控制段为一高速段，用来控制反应深度，其流通面积较第二反应段小，气体线速提高，减少了气固停留时间，使反应产物快速引出，减少了二次反应。采用本发明技术方案后，在提升管主反应段实现了热催化剂中心分配，使提升管中心区催化剂密度提高20％以上，边壁区催化剂密度下降50％，明显提高了气固接触效率，使原料油与催化剂有效接触区域占提升管总面积的90％以上，基本消除了死区。

本发明的第一反应段和第二反应段的反应程度可根据原料油性质和产品要求调节，一般情况按2∶1考虑，本发明的反应控制段基本不参与反应。本发明油气在第一、第二反应段的停留时间可根据加工方案调整，一般为1.0-1.5秒，油气在反应控制段停留时间为0.55秒左右，一般不大于1秒。

下面结合附图用具体实施例详细说明本发明，但附图并不限制本发明。

附图及图面说明：

图1：本发明一种典型结构示意图。