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两段提升管反应器技术在重油 催化裂化装置中的应用 * 第 38 卷第 3 期 2009 年 6 月 当代化工 contemporarychemical industry vo1.38， no.3 june， 2009 * 收稿日期：2009-04-13 作者简介：刘彦林 （1965 ） ， 男， 吉林松原人， 工程师， 1992 年毕业于大庆石化职工大学， 主要从事炼油企业的生产调度和油品调合工 作。e- mail： 。 中国石油天然气股份有限公司前郭石化分 公司重油催化装置， 由中石化总公司洛阳石化工 程公司设计， 加工能力 80104t/a， 进料为常压 渣油，产品主要以生产汽油、柴油为主。采用 doco 降烯烃催化剂，同时应用终止剂技术， 并 选用 upc 高效雾化喷嘴、 提升管出口 csc 快分 系统、 分层进料等多种先进技术， 但装置仍存在 总液收较低， 加工量低， 操作弹性较小等缺点， 所 以在 2007 年 7 月对装置进行了采用石油大学研 究开发的两段提升管反应器技术， 并取得了较的 效果。 1两段提升管反应器技术介绍 1.1两段提升管反应器的结构形式 两段提升管反应器示意图见图 1。 1.2两段提升管反应器的作用原理1 1.2.1催化剂接力原理 所谓催化剂接力是指当原料进行短反应时 间后、 由于积炭而使催化剂活性下降到一定程度 时，及时将其与油气分开并返回再生器再生， 需 要继续进行反应的中间物料在第二段提升管与 来自再生器的另一路催化剂接触， 形成两路催化 剂循环2。两段提升管重油催化裂化技术在提高 中间目的产物产率的同时可以提高目的产品的 选择性， 从而显著改善产品分布。 图 1两段提升管反应器示意图 fig.1two- stage riser reactor sketch map 1.2.2分段反应原理 所谓分段反应就是让不同的馏分在不同的 场所和条件下进行反应， 排除相互干扰。第一段 提升管只进新鲜原料， 目的产物从段间抽出作为 最终产品以保证收率和质量， 难以裂化的油浆和 刘 彦 林 摘要： 论述了两段提升管反应器技术在前郭石化分公司重油催化裂化装置中的应用。 通过对 单段和两段提升管反应器催化裂化装置运行和标定数据分析对比，说明了两段提升管反应器技术的 优越性。应用后装置的产品分布和液体产品收率均明显好转， 处理量的加大和液体收率的提高， 使装 置的经济效益明显提高。 关键词： 催化裂化； 两段提升管； 反应器； 产品分布； 产品质量 中图分类号： te 624.4+1文献标识码： a文章编号： 1671- 0460 （2009 ） 03- 0262- 03 （中国石油前郭石化分公司， 吉林 松原 138008 ） 回炼油 （循环油 ） 单独进入第二段提升管， 从而提 高原料转化深度、 改善产品分布3。 1.2.3短反应时间 两段提升管重油催化裂化工艺技术采用分 段反应， 总反应时间4一般为 2 s 左右。 1.2.4大剂油比 两段提升管技术采用两段反应， 第一段反只 达到较小的转化程度，进入分馏塔将柴油分出， 从而使进第二段提升管循环油的量明显增加， 故 使循环催化剂对新鲜进料的剂油比得到大幅度 提高， 反应过程的催化作用得到显著强化。 2装置的工艺改造内容 采用两段提升管催化裂化技术， 用两段提升 管反应器取代原来的单一提升管反应器， 构成两 路循环的新反应再生系统流程。装置处理量由 80104t/a增加到100104t/a， 具体改造情况如下： 2.1提升管反应器 更换提升管反应器， 更换后的提升管分为两 段， 下段为预提升段， 直径为 1 050 mm， 上段 为反应段， 直径 1 150 mm； 提升管进料段设置 4 个混合原料油进料喷嘴； 更换提升管出口 2 组 粗旋。 2.2沉降器 更换汽提段，更换后的汽提段直径为 2 200 mm， 采用 8 层高效环盘式汽提挡板； 增加一 组同型号的单级旋分分离器， 与原来 3 组重新布 置位置。 2.3第一再生器 新增待生催化剂分配器； 密相床增加格栅。 2.4第二再生器 第二再生器底部新增烧焦罐，烧焦罐直径 2 300 mm， 烧焦罐高度 20 000 mm； 增加一组 同型号的两级旋分分离器， 与原来的两组重新布 置位置。 3两段提升管反应器重油催化裂化 标定实验 装置在2008 年 12 月进行了两段提升管反 应器的标定实验， 标定情况简介： 前郭石化分公 司重油催化裂化装置改造后设计为 100 万 t/a， 采用两段提升管催化裂化新技术，应用 skh 型 高校雾化喷嘴，一段提升管设有一组终止剂喷 嘴， 二段提升管在进料喷嘴的上下设有两组粗汽 油回注喷嘴。装置采用两段再生工艺， 第一再生 器与第二再生器并列， 第二再生器下部设有烧焦 罐5。装置加工吉林原油常压渣油馏分， 并实行 dcs 先进控制。具体标定数据如表 1、 表 2、 表 3 所示。 表 1原料油性质 table 1feed oil properties 表 2物料平衡 table 2mass balance 从以上各表数据可以看出： 干气、 汽油、 油浆 产率有所下降， 而液化气和柴油产率均有大幅度 提高。对总体来说， 虽然损失了一定量的轻质油 收率， 但总液收提高了 0.59 个百分点， 分析原因 是改造后装置的剂油比增加、 第二段提升管的反 应时间缩短、 雾化效果的改善等造成的。在焦炭 产率和加工损失基本不改的情况下， 装置的加工 能力有了较大的提高，基本达到了设计能力的 项 目单段提升管两段提升管 入 方 新鲜原料量 / （t h-1）90.32120.6 出 方 w （干气 ） ， %3.783.40 w （液化气 ） ， %13.2318.73 w （汽油 ） ， %45.9435.48 w （轻柴油 ） ， %23.6729.22 w （油浆 ） ， %4.203.69 w （焦炭 ） ， %8.688.98 损失， %0.500.49 合计， %100.00100.00 w （轻质油收率 ） ， %69.6164.70 w （液化气 + 汽油 + 柴油收率 ） ， %82.8483.43 性质两段提升管标定数据单段提升管数据 密度 （20 ） /(kg m-3)895.8898.3 馏程 / hk/10%265/366269/370 30%/50%434/504440/515 凝固点 /4038 w （硫 ） ， %0.120.14 w （残炭 ） ， %3.74.2 w （芳烃 ） ， %30.3626.83 w （饱和烃 ） ， %57.0162.32 w （胶质 ） ， %12.2510.55 w （沥青质 ） ， %0.380.3 刘彦林： 两段提升管反应器技术在重油催化裂化装置中的应用2632009 年 6 月 application of two- stage riser reactor technology in the heavy oil catalytic cracking equipments liu yan- lin （qianguo petrochmeical branch company of cnpc， jilin songyuan 138008， china ） abstract： application of the two- stage riser technology in the heavy oil catalytic cracking equipments of qian guo petrochemical branch company was discussed through comparison of the standardization data between the two- stage and the one- stage riser reactors catalytic cracking equipments， advantages of the two- stage riser technol- ogy was explainedafter the two- stage two- stage riser technology was used， the product distribution and the yield of liquid product had changed well in evidenceby this technology， the processing capacity and the yield of the liq- uid product were increased， so the good economy benefit was gained key words： catalytic cracking； two- stage riser； reactor； product distribution； product quality 125 t/h。从产品质量来说， 汽油的烯烃含量有所 增加， 主要原因是优化后因重整加氢装置的开 表 3稳定汽油、 轻柴油性质 table 3stable gasoline and light diesel fuel properties 工，本装置对汽油的烯烃含量要求放开所至， 同 时因汽油烯烃含量的增加， 使汽油的辛烷值也有 所提高； 柴油的十六烷值也增加了一个点， 这对 柴油产品的调合是非常有利的。 4结论 （1 ）本次两段提升管反应器技术的应用， 在 装置不做大的结构调整的基础上使装置的加工 能力得到明显提高。 （2 ）装置改造后的产品分布得到一定的改 善， 总液体收率有所提高， 对装置的经济运行具 有深远的意义。 （3 ）轻质油收率下降较大， 这将是分公司下 一步进行技术攻关的主要课题。 参 考 文 献 1杨朝合， 山红红， 张建两段提升管催化裂化系列技术 j炼油技术与工程， 2005， 35 （3） ： 28- 33 2李毅， 山红红， 张建芳两段提升管 fcc 新工艺改善催 化裂化产品分布研究j石油大学学报 （自然科学学报） ， 2002， 26 （5） ： 18- 26 3赵威， 山红红， 张建芳两段提升管催化裂化新技术的 开发 （i 型） 新工艺的初步研究j化工学报， 2004， 55 （5 ） ： 9- 15 4杨朝合， 郑俊生， 钮根林， 等重油催化裂化反应工艺研究 进展j炼油技术与工程， 2003， 33 （9） ： 1- 2 5戈军降低催化汽油烯烃含量的催化裂化工艺分析j 石油化工设计， 2004， 21 （2） ： 1- 5 项 目轻柴油稳定汽油 密度 （20 ） / （kg m-3） 馏程 / hk/10% 30%/50% 70%/90% 95%/ kk 闪点 / 凝固点 / 酸度 / （mgkoh 100 ml-1） 蒸气压 /kpa 苯胺点 / 十六烷指数 w （残炭 ） ， % 诱导期 /min 运动粘度 （20 ） ， mm2/s 族组成， % 稳定 汽油 两段 提升管 878.7864.6 193/222 168/193 244/270 219/257 306/351 305/348