一種催化裂化方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及石油化工行業的一種催化裂化方法。
【背景技術】
[0002] 石油化工行業所采用的傳統催化裂化工藝技術普遍存在著以下缺點：第一，重油 反應的油劑接觸時間較長（一般在4s左右，s為秒），這在提高重油轉化率的同時也加劇了 裂化生成物的二次反應，使裂化氣（包括干氣和液化氣）與焦炭的產率較高，汽、柴油餾分 的收率較低；還使催化柴油的品質較差，不適于作為車用燃料調合組份。第二，缺乏對汽油 催化改質的措施，汽油烯烴含量高，品質較低。多年來，國內外研究機構在克服上述常規催 化裂化技術所存在的缺點方面做了大量的研究工作。
[0003] 中國專利CN100338185C所公開的一種催化裂化方法及裝置，其主要技術特征是： 采用兩個提升管反應器，分別進行重油催化裂化和輕烴催化改質。由于以上特征，該技術實 現了對催化汽油的單獨改質，汽油烯烴含量較常規催化裂化工藝大幅降低。但該技術存在 著以下不足之處：第一，該技術采用的是傳統的提升管反應器，噴嘴設置位置較低，重油提 升管反應器的油劑接觸時間實際上只能控制為2~4s，短于2s的反應時間很難實現。由于 油劑接觸時間較長，導致重油提升管反應器的產品分布和催化柴油的性質相對較差。第二， 催化汽油的改質過程經歷了重油提升管反應器反應油氣的分餾操作，汽油的冷凝和再次氣 化過程產生大量的低溫熱，能耗較高。
[0004] 美國專利US5,462,652所公開的一種催化裂化工藝，其主要技術特征是：采用與 傳統提升管反應器不同的油劑接觸方式，催化劑與進料的反應以及待生催化劑的汽提均在 反應沉降器中進行。催化劑由設在反應沉降器頂部的混合催化劑室中心開口在重力作用下 向下流動，噴嘴的進料噴射方向與催化劑流動方向成90度夾角，進料與催化劑接觸后攜帶 催化劑沿水平方向高速運動并發生反應，之后反應物流進入反應沉降器外掛旋風分離器進 行氣固分離。由于以上特征，該技術在一定程度上縮短了反應時間，使產品分布得到改善。 但該技術存在著以下不足之處：第一，油劑接觸的區域空間相對較大，重油反應的油劑接觸 時間尚未完全得到有效的控制，仍存在一定程度裂化生成物的二次反應。第二，缺乏對汽油 催化改質的措施，汽油烯烴含量高。
[0005] 中國專利CN1118539C所公開的一種催化裂化工藝，其主要技術特征是：采用兩個 提升管反應器，實現雙路循環、油氣串連、催化劑接力、分段反應、較短的反應時間（總反應 時間為常規催化裂化的1/2~2/3)。由于以上特征，該技術提高了參與反應的催化劑的平 均活性，在一定程度上改善了汽油質量。但該技術存在著以下不足之處：進入第二段提升管 參與二段反應的再生催化劑只經過一個外取熱器一級冷卻，受氣固間接傳熱過程規律的限 制，以常規型式的外取熱器難以將該催化劑冷卻至500°C以下。受熱平衡限制，二段反應的 反應溫度難以降低至460°C以下，第二段提升管內會不可避免地發生大量裂化生成物的二 次反應，從而帶來催化柴油的收率損失和質量下降，并且重油和柴油組分的繼續反應使第 二段提升管內催化劑的平均活性較低，進而使催化汽油的改質效率較低，催化汽油質量提 升幅度較小且收率損失較大。

【發明內容】

[0006] 本發明的目的是提供一種催化裂化方法，以解決現有的催化裂化技術分別存在的 裂化生成物的二次反應尚未得到有效控制（由于油劑接觸的區域空間相對較大或第二段 提升管內會不可避免地發生大量裂化生成物的二次反應）、汽油催化改質效率低（由于汽 油改質過程受到在同一個反應器內進行的重油和柴油組分二次反應的不利影響）、催化汽 油的改質過程能耗較高（由于在汽油的冷凝和再次氣化過程中產生了大量的低溫熱）等問 題。
[0007] 為解決上述問題，本發明采用的技術方案是：一種催化裂化方法，反應分兩段進 行，一段反應為在第一管式反應器內進行的重油催化裂化反應，一段反應物流進入氣固分 離器進行氣固分離，一段反應油氣進入第二管式反應器進行二段反應，二段反應物流進入 沉降器進行氣固分離，二段反應油氣進入分餾塔進行分餾，一段待生催化劑與二段待生催 化劑均進入汽提段進行汽提，之后進入再生器進行燒焦再生，一部分再生催化劑直接返回 第一管式反應器與重油進料接觸，一部分再生催化劑進入再生催化劑冷卻器進行冷卻降溫 后返回第二管式反應器與一段反應油氣接觸，其特征在于：再生器內的一部分再生催化劑 進入一級再生催化劑冷卻器進行一級冷卻，再進入二級再生催化劑冷卻器進行二級冷卻， 待溫度降至400~450°C后返回第二管式反應器參與二段反應，第二管式反應器內進行的 二段反應為汽油催化改質反應，二段反應溫度為430~460°C。
[0008] 所述的第一管式反應器同時加工1~5種重油進料。
[0009] 所述再生器內的一部分再生催化劑進入一級再生催化劑冷卻器進行一級冷卻后， 溫度降至500~550°C。
[0010] 所述的經過一級冷卻的再生催化劑可以全部進入二級再生催化劑冷卻器進行二 級冷卻。
[0011] 所述的經過一級冷卻的再生催化劑還可以分為兩部分，其中一部分返回再生器， 另一部分進入二級再生催化劑冷卻器進行二級冷卻。
[0012] 或者是，所述的經過一級冷卻的再生催化劑分為兩部分，其中一部分返回第一管 式反應器，另一部分進入二級再生催化劑冷卻器進行二級冷卻。
[0013] 或者是，所述的經過一級冷卻的再生催化劑分為三部分，其中一部分返回再生器， 一部分返回第一管式反應器，一部分進入二級再生催化劑冷卻器進行二級冷卻。
[0014] 與現有的催化裂化技術相比，采用本發明，具有以下的有益效果：
[0015] (1)由于采用第一管式反應器進行油劑接觸時間為0. 3~I. 2s的重油催化裂化反 應，且一段反應物流進入其專用的氣固分離器進行氣固快速分離，從而有效抑制了重油催 化裂化的二次反應，使催化裂化產品分布和催化柴油的性質得到顯著改善。
[0016] (2)由于采用對一部分再生催化劑進行二級冷卻技術，將參與二段反應的再生催 化劑的溫度降低至400~450°C，可以實現一段反應油氣未經分餾而直接進入第二管式反 應器進行反應溫度為430~460°C的汽油催化改質反應（即二段反應）。在此溫度條件下， 一段反應油氣中的重油和柴油組分基本上不發生反應（也就避免了二次反應），同時汽油 催化改質反應的副產物較少，從而在避免汽油冷凝和再次氣化過程、使汽油催化改質過程 的能耗有所降低的前提下實現對催化汽油的高效率單獨改質，避免了催化柴油的收率損失 和質量下降，使催化汽油的性質顯著改善且收率較高。
[0017] 本發明可用于重油催化裂化和汽油催化改質。
[0018] 下面結合附圖、【具體實施方式】和實施例對本發明作進一步詳細的說明。附圖、具體 實施方式和實施例并不限制本發明要求保護的范圍。
【附圖說明】
[0019] 圖1是實現本發明催化裂化方法的一種催化裂化裝置的示意簡圖。
[0020] 圖1中的附圖標記表示：1.第一管式反應器，2.第二管式反應器，3.氣固分離 器，4.沉降器，5.汽提段，6.再生器，7. -級再生催化劑冷卻器，8.二級再生催化劑冷卻 器，9.低溫再生催化劑罐，IOaUOb.重油進料，11.二段反應油氣，12.主風，13.再生煙氣， 14.旋風分離器，15a、15b.重油進料噴嘴。
【具體實施方式】
[0021] 如圖1所示，實現本發明催化裂化方法的一種催化裂化裝置，主要包括第一管式 反應器1、第二管式反應器2、氣固分離器3、沉降器4、再生器6、一級再生催化劑冷卻器7、 二級再生催化劑冷卻器8、低溫再生催化劑罐9。沉降器4與再生器6并列設置；沉降器4 內設有旋風分離器14,沉降器4的密相段為汽提段5。第一管式反應器1和第二管式反應 器2均由垂直管段和水平管段組成。第一管式反應器1的出口與氣固分離器3相連；氣固 分離器3的油氣出口與第二管式反應器2的油氣入口相連，氣固分離器3的催化劑出口通 過管道與汽提段5的頂部相連。第二管式反應器2的出口位于沉降器4的稀相段上部，且 通過封閉管道與旋風分離器14的入口相連。汽提段5的底部通過管道與再生器6相連，再 生器6通過管道分別與第一管式反應器1的催化劑入口、一級再生催化劑冷卻器7的催化 劑入口和汽提段5的上部相連。一級再生催化劑冷卻器7的催化劑出口通過管道與二級再 生催化劑冷卻器8的催化劑入口相連，一級再生催化劑冷卻器7的催化劑出口還通過管道 與再生器6相連；二級再生催化劑冷卻器8的催化劑出口與低溫再生催化劑罐9相連。低 溫再生催化劑罐9的催化劑出口通過管道與第二管式反應器2的催化劑入口相連，低溫再 生催化劑罐9的氣體出口通過管道與再生器6相連。
[0022] 本發明所用的催化裂化裝置，第一管式反應器1反應段的長度為5~15m，第二管 式反應器2反應段的長度為5~10m。根據一段反應需要，可以沿第一管式反應器1的軸向 間隔設置1~5層重油進料噴嘴；圖1所示的第一管式反應器1設置的是兩層重油進料噴 嘴15a、15b。再生器6可以是現有各種類型的再生器，例如湍動床再生器、快速床再生器、管 式再生器或由上述再生器組合形成的再生器。氣固分離器3可以是旋風分離器或內置氣固 快分設備的密閉容器。
[0023] 采用圖1所示催化裂化裝置進行本發明催化裂化的方法如下：反應分兩段進行。 一段反應中，重油進料在第一管式反應器1內進行油劑接觸時間為〇. 3~I. 2s的重油催化 裂化反應，一段反應物流進入氣固分離器3進行氣固分離。一段反應油氣進入第二管式反 應器2進行二段反應，二段反應為汽油催化改質反應，反應溫度為430~460°C;二段反應物 流進入沉降器4,經旋風分離器14進行氣固分離。二段反應油氣11經油氣管線進入分餾塔 進行分餾。一段待生催化劑與二段待生催化劑均進入汽提段5進行水蒸汽汽提，之后一起 進入再生器6與主風12接觸進行燒焦再生。再生煙氣13進入再生煙氣能量回收系統。再 生器6內的一部分再生催化劑直接返回第一管式反應器1與重油進料接觸循環使用；一部 分再生催化劑先后經一級再生催化劑冷卻器7、二級再生催化劑冷卻器8進行冷卻降溫后， 返回第二管式反應器2與一段反應油氣接觸循環使用。
[0024] 在以上操作過程中，第一管式反應器1同時加工兩種重油進料IOa和10b。重油進 料IOa和IOb分別從設置在第一管式反應器1不同軸向位置的兩層重油進料噴嘴15a、15b 進入第一管式反應器1與催化劑接觸，進行一段反應。
[0025] 在以上操作過程中，根據維持全裝置熱平衡及高效回收熱能的需要，從再生器6 進入一級再