专利名称：一种可用于石油烃类原料催化转化的提升管反应器的制作方法
技术领域：
本发明属于石油催化转化装置技术领域，特别涉及一种可用于石油烃类原料催化转化的提升管反应器。
背景技术：
现有石油烃催化转化装置几乎都采用了提升管反应器，石油烃类原料在提升管反应器中催化转化形成汽油、柴油、液化石油气等反应产品。
随着研究工作的深入和普及，催化转化反应工艺和设备不断得到改进。在反应工程方面的进步可分为关联条件和反应过程本身两个方面。在关联条件领域已开发了多种更高效的原料油雾化喷嘴，改进了催化剂的预提升技术，发明了各种新型反应器出口快分技术，对反应转化结果起到了很多的作用。对反应过程本身研究的重大成果是提出了“分区反应”概念，即把反应器分成多个反应区，各自对应不同的条件，并由此产生了多种方案，并得以实施。这些改进可分为“工艺分区”和“设备分区”两类。在工艺分区方面，较早应用的是“混合温度控制技术”(MTC)，即把提升管反应器分成几个不同温度的区域，这可借助在不同位置加入冷却介质实现。另外一个有影响且大量实施的方案是按进料分区，根据反应原料性质不同在提升管不同位置引入，形成多段进料的多区反应过程。例如将蜡油、渣油、回炼油分层进料，使不同原料适用不同的反应条件，国内广泛使用的MGD技术即为以上两者的组合。分区反应还可通过改进设备结构实现，如CN1078094C以及由此派生出的专利是把提升管设计成直径不同的两个反应区，具体措施是把提升管中部直径扩大，形成一个高线速、高温段和一个低线速、低温段串联的反应器，通过延长低温区反应时间改进反应结果；CN1100115C是将提升管下部直径扩大，形成一个流化床；ZL97216545.2公开了一种把预提升段直径扩大的提升管反应器；ZL98125665.1则根据油气流速不变原则提供了一种自下而上直径不断扩大的反应器。
研究结果表明，增加催化剂藏量、提高改质区剂油比能改进产品质量。但是，现有提升管反应器均不具有提高催化剂藏量和剂油比功能，如果要补充催化剂、提高剂油比，只能从其它装置引入。且由于增加的催化剂均随着反应产物排出，影响后面的分离工序。
发明内容
本发明目的在于提供一种可用于石油烃类原料催化转化的、带催化剂自回流功能的提升管反应器。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案一种可用于石油烃类原料催化转化的提升管反应器，由自下而上串联的下部设有预提升气体入口和再生催化剂入口的预提升段、下部设有原料油入口的第一反应段-高温裂化反应段、高剂油比的的第二反应段、第三反应段、直径扩大的第四反应段组成，第三反应段伸入第四反应段、其出口设有气固分离装置，第四反应段下部与第二反应段之间设有催化剂回流管。
催化剂回流管设于反应器外部，其下端与第二反应段下部连接。
第三反应段整体位于连接第二反应段与第四反应段的壳体内；催化剂回流管设于第三反应段与壳体间的环隙内，其上、下端分别与第四和第二反应段下部连接。
第二反应段下部设有辅助催化剂入口。
第一反应段为常规管式反应器，高6-15米；第二反应段为直径扩大的反应区，直径为第一反应段的＞1-3倍；第三反应段为高流速的管式反应段，直径较第二反应段小，为第一反应段的1-1.5倍；第四反应段为直径扩大的低流速反应段，直径为第一反应段的1.2-3倍。
本发明的反应器由预提升段、高温裂化反应段即第一反应段、大剂油比低流速的第二反应段、大剂油比高流速的第三反应段、低剂油比的第四反应段组成。整体上形成三个反应区，第一反应段为高温裂化反应区(第一反应区)，第二、三反应段为高剂油比改质反应区(第二反应区)，第四反应段为低剂油比反应区(第三反应区)。
本发明通过把第三反应段伸入第四反应段、在其出口设置气固分离装置、通过催化剂回流管连接第四与第二反应段的设计，使得提升管反应器带有催化剂自回流功能。进入提升管上部反应段的未充分发挥效能的催化剂，能部分自动向提升管中部补充，从而实现该部分反应段剂油比变化，有利于催化转化反应进行，产品品质得以提高。催化剂回流管可设置于提升管壳体外、也可以设置于提升管壳体内。带有催化剂的反应混合物在第三反应段上端的气固分离装置作用下，从侧面进入第四反应段，催化剂从第四反应段下部经催化剂回流管进入第二反应段。第一、第二、第三三个反应区中，中部为高剂油比区，上、下部为相对低剂油比反应区。在第二反应段下部还可设有催化剂辅助入口，多种催化剂在不同位置进入，从而形成不同反应区不同反应条件的多区反应器。本发明可直接生产低烯烃含量的汽油，较常规提升管反应器生产的汽油烯烃可降低10-15个百分点(重量)。同时，不必另设沉降器，也不需改造原沉降器，使催化剂实现自身回流，优化反应。本发明中的气固分离可通过封闭第三反应段顶端出口、于第三反应段顶部侧面设置若干(一般为三个)与第四反应段连通的弧形通道实现；也可以通过采用本领域技术人员熟知的其他气固分离装置实现。
图1为本发明结构示意图；图2为实施例2结构示意图；图3为实施例3结构示意图；图4为本发明反应器中各反应段剂油比示意图。
具体实施例方式
实施例1、一种可用于石油烃类原料催化转化的提升管反应器，如图1所示，自下而上由预提升段1、第一反应段2、直径扩大了的第二反应段3、第三反应段4、直径扩大了的第四反应段5和催化剂回流管7组成。预提升段1直径1000mm，高度5m，再生剂接管内径600mm；第一反应段2内径800mm，高10m；第二反应段3直径2m，高10m；第三反应段4直径1m，高8m；第四反应段5直径2m，高5m，反应出口管直径600mm；催化剂回流管7直径400mm。第一反应段2为常规管式反应器，设有反应原料进口25。第二反应段3为直径扩大的反应区，来自第四反应段5的催化剂部分经回流管7返回至该段，以增加第二、第三反应段的剂油比。第三反应段4为一高流速的管式反应段，第四反应段5为直径扩大的低流速反应段。第三反应段4出口设置有气固分离器6，气固分离器6呈周向旋流状、为设于第三反应段4出口的三个与第四反应段5连通的弧形通道，它将来自第三反应段4的催化剂部分分离出，经回流管7引入第二反应段。第二、第三反应段形成高催化剂流量、高剂油比的反应区，第一反应段为高温高活性、低剂油比反应区，第四反应段为低温低剂油比的反应区。
反应所需催化剂31经催化剂接管21(9为滑阀)进入预提升段1底部，在经管线24进入的预提升介质33(一般为蒸汽或者干气)作用下，向上流动，进入第一反应段2，反应原料油32经进口25在侧壁进入第一反应段2，在催化剂作用下进行催化转化，该段出口温度一般在500-550℃，反应时间0.6-1.5秒，气相线速一般为10-15米/秒。反应物流继续向上进入第二反应段3，在此段由于回流管7内回流催化剂34的加入，使反应剂油比增加，同时反应温度也根据要求调节，一般使降低15-30℃，此区油气流速较低，一般2-5米/秒。根据对反应产物的不同要求和不同的工艺装置，在该段设有辅助催化剂注入口23(10为滑阀)，可同时注入其他性质的催化剂，比如低温高活性的催化剂(再生剂、汽油反应后的催化剂等)以提高该区的转化率。由于第二反应段扩径的作用，为回流催化剂和其他被注入催化剂与来自第一反应段物流的混合提供了更好的条件。高剂油比反应物流向上进入第三反应段4继续转化，在第三反应段4出口部分催化剂经气固分离器6被分离出。进入第四反应段5后，反应又回到普遍剂油比工况。第四反应段5为低温、低线速反应区，一般流速在3-6米/秒，主要进行烷基化反应。与来自再生器及辅助催化剂注入口23的总量相等的催化剂在第四反应段5参加反应，并与油气36一起流出反应器，进入反应沉降器，进行气固分离。其后，油气进入后续的分馏塔，催化剂则进入再生器再生，完成一个循环。
实施例2、本实施例中，预提升段再生剂接管内径700mm，预提升段直径1400mm，高6m；第一反应段2直径1000mm，高度15m；第二反应段3内径2.5m，高5m；第三反应段4直径1000mm，高7m；第四反应段5内径直径3m，高6m，反应出口管直径1200mm，回流管7内径400mm。第二反应段3与第四反应段5外壁相接，第三反应段4设在其内。催化剂回流管7设在联接第二、第四反应段的壳体内部。第二反应段不设辅助催化剂注入口。其他同实施例1。
实施例3、本实施例中，第二反应段3、第三反应段4与第一反应段2直径相同，形成一个高剂油比的反应区。其他同实施例1。
权利要求
1.一种可用于石油烃类原料催化转化的提升管反应器，其特征在于，由自下而上串联的下部设有预提升气体入口和再生催化剂入口的预提升段、下部设有原料油入口的第一反应段一高温裂化反应段、高剂油比的的第二反应段、第三反应段、直径扩大的第四反应段组成，第三反应段伸入第四反应段、其出口设有气固分离装置，第四反应段下部与第二反应段之间设有催化剂回流管。
2.如权利要求1所述的反应器，其特征在于，催化剂回流管设于反应器外部，其下端与第二反应段下部连接。
3.如权利要求1所述的反应器，其特征在于，第三反应段整体位于连接第二反应段与第四反应段的壳体内；催化剂回流管设于第三反应段与壳体间的环隙内，其上、下端分别与第四和第二反应段下部连接。
4.如权利要求1、2或3所述的反应器，其特征在于，第二反应段下部设有辅助催化剂入口。
5.如权利要求4所述的反应器，其特征在于，第一反应段为常规管式反应器，高6-15米；第二反应段为直径扩大的反应区，直径为第一反应段的＞1-3倍；第三反应段为高流速的管式反应段，直径较第二反应段小，为第一反应段的1-1.5倍；第四反应段为直径扩大的低流速反应段，直径为第一反应段的1.2-3倍。
全文摘要
本发明提供了一种可生产低烯烃含量汽油的提升管反应器。该反应器为一个可实现不同剂油比工况的四段三区反应器，中部为高剂油比反应区，两端为低剂油比反应区。本发明从第四反应段引出部分催化剂补充至第二反应段，使第二、三反应段成为高剂油比反应区。本发明的高剂油比通过从提升管反应器内引出部分催化剂并使之自回流实现。
文档编号C10G11/00GK1789378SQ20041006032
公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月13日 优先权日2004年12月13日
发明者石宝珍 申请人:洛阳石化设备研究所