CN104549565B

CN104549565B - 一种用于催化转化的再生器及再生方法

Info

Publication number: CN104549565B
Application number: CN201310488051.9A
Authority: CN
Inventors: 崔守业; 李首先; 陈昀; 刘守军
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2017-09-29
Anticipated expiration: 2033-10-17
Also published as: CN104549565A

Abstract

一种用于催化转化的再生器，该再生器包括再生区、输送管、气固分离设备、烟气集气室，其中输送管的一端与再生区连通，输送管的另一端与气固分离设备密闭连通，气固分离设备位于再生区外，气固分离设备的料腿伸入再生区内，气固分离设备的升气管与烟气集气室连通。待生催化剂进入再生区，在再生介质存在下烧焦，再生催化剂离开再生区；来自再生区的再生烟气与携带的催化剂经输送管进入气固分离设备；从气固分离设备分离的烟气进入烟气集气室经再生烟气输送管线排出。本发明将气固分离器设置在再生器外，减少再生区高温和尾燃对气固分离器的损害，再生器也可以不设沉降段，降低再生器的高度，采用三级气固分离器后，气固分离效果大幅提高。

Description

一种用于催化转化的再生器及再生方法

技术领域

本发明涉及催化裂化过程中含炭催化剂烧焦的再生器及再生方法。

背景技术

原料油在进行催化裂化反应的同时，由于存在缩合反应，除生成轻质烃类外，还生成一部分焦炭，沉积在催化剂上从而使催化剂的活性和选择性降低。因此，采用高温氧化再生方法，将催化剂上的焦炭燃烧除掉以恢复催化剂的使用性能，这一过程称为催化剂的再生，通常将沉积焦炭的催化剂称为待生催化剂，氧化再生后的催化剂称为再生催化剂。烧焦过程在再生器内完成，按照再生器流化床类型不同可以分为湍流床、快速床和输送床等；按照一氧化碳燃烧程度可以分为完全燃烧和部分燃烧；按照催化剂和烧焦空气流程不同可以分为并流、错流和逆流烧焦；按照烧焦流化床区域不同可以分为单段和两段再生；按照烧焦区域容器的不同可以分为单器、两器和多器烧焦。催化裂化再生器一般包括用于待生催化剂再生的再生功能区、用于沉降催化剂和放置气固分离器的沉降功能区，随着重油催化裂化的发展，再生器增加了具有催化剂取热功能的降温功能区。

早期的催化剂再生方法是在低速流化床内通入含氧气体，并采用单段再生方式，在这种低线速、气固全返混的流化床内，气体和固体接触效率低，催化剂再生速度慢，导致了再生器催化剂藏量过大，催化剂的再生效果差，再生催化剂含炭量为约0.2重%，烧焦强度低，约为100kg（焦炭量）/[h（单位时间）·T（催化剂藏量）]。随着分子筛催化剂在催化裂化装置上广泛地使用，尤其USY类型的分子筛催化剂的使用，再生催化剂上残余的炭含量和再生方式对恢复催化剂的活性及选择性影响很大。因此，有效地降低再生过程中催化剂藏量和改善催化剂再生效果成为再生技术开发的方向。这是因为在催化裂化装置运行中，催化剂不断地受到高温与水蒸汽的作用，原料油中携带的重金属沉积在催化剂表面上，催化剂的活性不断降低，需补充新鲜催化剂以维持催化剂在反应-再生***中的平衡活性，当新鲜催化剂补充量一定时，反应-再生***中催化剂总藏量越低，催化剂置换率就越高，那么反应-再生***催化剂的平衡活性也就越高。

USP3563911公开了一种两段再生方法，待生催化剂顺序通过第一密相流化床和第二密相流化床，与含氧的气体接触使催化剂表面上焦炭发生燃烧反应，所产生的烟气混合并夹带催化剂进入稀相沉降段。第一密相流化床再生温度大于1050°F（即565.5℃）；第二密相流化床的气体表观线速度为1.25英尺/秒～6英尺/秒（即0.381米/秒～1.83米/秒），再生温度为1125～1350°F（即607.2～732.2℃）。该方法与催化剂单段再生方法相比，在再生过程烧焦负荷不高的条件下，再生器内催化剂的藏量可减少近40%，再生催化剂的含炭量可低于0.1重量%。

CN1052688A公开了一种流化床催化剂的两段氧化再生方法，待生催化剂在第一密相流化床内与含氧的气体接触并发生焦炭燃烧反应，第一密相流化床的气体表观线速度为0.8～2.5米/秒，催化剂平均停留时间为0.6～1.0分钟，再生温度为650～750℃；催化剂在第一流化床内除去大部分焦炭后，部分再生的催化剂和气体一起并流向上穿过分布器，进入第二流化床，再与含氧的气体接触并发生焦炭燃烧反应，第二密相流化床的气体表观线速度为1.2～3.0米/秒，催化剂平均停留时间为1.0～2.2分钟，再生温度为700～800℃，催化剂得到充分再生后，再生催化剂和烟气分离，一部分再生催化剂进入反应器，另一部分再生催化剂返回到第一流化床。

CN1221022A公开了一种重油流化催化裂化重叠式两段再生技术，该方法包括重叠布置的两个再生器，第一段再生在上，第一段的温度为650～720℃，第二段再生在下，第二段再生器的温度为650～780℃，两个再生器之间用低压降的分布板连为一体，而且两个再生器只需用一条烟道和一台双动滑阀或蝶阀。再生剂含碳量为0.01～0.1％重量。

目前，再生器稀相段的作用除了用于放置气固分离***等设备，另外一个重要作用就是提供一定的空间，使带入稀相的催化剂颗粒尽量多地靠颗粒本身重力的作用沉降下来，返回密相床层。从而使再生烟气带入旋风分离器的催化剂沉降到最低程度，以减少旋风分离器的固体负荷，降低催化剂的损耗，因此再生器稀相段有时也被称为沉降器。稀相段的高度通常需要高于输送沉降高度，超过这个高度后，携带固体量基本不在继续下降。由于稀相段线速越高，所需输送沉降高度越高，因此，稀相段直径必须不能小于密相段直径。在实际生产中，由于沉降器中布置了设备，稀相段高度约为输送沉降高度的1.8～2.0倍，从而造成装置高度增加。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种催化转化催化剂再生器，可以有效地降低装置高度，降低烟气出口粉尘浓度。

本发明提供的一种用于催化转化的再生器，其特征在于该再生器包括再生区、输送管、气固分离设备、烟气集气室，其中输送管的一端与再生区连通，输送管的另一端与气固分离设备密闭连通，气固分离设备位于再生区外，气固分离设备的料腿伸入再生区内，气固分离设备的升气管与烟气集气室连通。

本发明所述再生器的一些实施方案中，所述再生区为1-2个密相流化床。

本发明所述再生器的一些实施方案中，所述再生区为1-2个快速流化床。

本发明所述再生器的一些实施方案中，所述再生区为密相流化床和快速流化床。

本发明所述再生器的一些实施方案中，所述气固分离设备为1-3个旋风分离器，优选2-3个旋风分离器。

本发明所述再生器的一些实施方案中，所述旋风分离器串联。

本发明所述再生器的一些实施方案中，所述第一个旋风分离器与第二个旋风分离器之间由烟气分配管相连。

本发明所述再生器的一些实施方案中，所述再生区设有再生介质入口、待生催化剂入口和再生催化剂出口。

本发明所述再生器的一些实施方案中，所述烟气集气室连有再生烟气输送管线。

本发明提供的一种用于催化转化的再生方法，其特征在于该方法包括下列步骤：

（1）、待生催化剂进入再生区，在再生介质存在下烧焦，再生催化剂离开再生区；

（2）、来自再生区的再生烟气与携带的催化剂经输送管进入气固分离设备；

（3）、从气固分离设备分离的烟气进入烟气集气室经再生烟气输送管线排出。

本发明所述再生方法的一些实施方案中，所述气固分离设备位于再生区外，气固分离设备的料腿伸入再生区内。

本发明所述再生方法的一些实施方案中，所述气固分离设备为1-3个旋风分离器，优选2-3个旋风分离器。

本发明所述再生方法的一些实施方案中，所述旋风分离器串联。

本发明所述再生方法的一些实施方案中，所述第一个旋风分离器与第二个旋风分离器之间由烟气分配管相连。

本发明所述再生方法的再生区的再生温度为600～900℃优选650～750℃，气体表观线速度为0.2～10.0米/秒优选0.3～3.0米/秒。

本发明的优点在于:

1、气固分离器可以设置在再生器外，减少再生区高温和尾燃对气固分离器的损害。

2、再生器也可以不设沉降段，再生器高度得到降低。

3、采用三级气固分离器后，气固分离效果大幅提高。

附图说明

图1、2、3、4为是本发明提供的实施方式的基本设备示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明所提供的设备及方法，但本发明并不因此而受到任何限制。

实施方式一：

图1是本发明提供的实施方式一的基本设备示意图。

图1设备包括密相流化床再生区1，输送管2，第一气固分离器3，第二气固分离器4，第三气固分离器5，料腿6、7和9，翼阀8和10，烟气集气室11，主风管线12，待生催化剂输送管线13，主风分配器14，再生催化剂输送管线15，烟气输送管线16。

如图1所示，待生催化剂经管线13进入再生区1，与经主风分配器14分配后的再生气体12逆流接触再生，再生烟气及其携带的催化剂粉尘进入输送管2，进入第一级气固分离器3，第一级气固分离器分离后的催化剂及其携带的烟气经料腿6返回再生区1，第一级气固分离器分离后的烟气及其携带的催化剂粉尘进入第二级气固分离器4，第二级气固分离器分离后的催化剂及其携带的烟气经料腿7、翼阀8返回再生区1，第二级气固分离器分离后的烟气及其携带的催化剂粉尘进入第三级气固分离器5，第三级气固分离器分离后的催化剂及其携带的烟气经料腿9、翼阀10返回再生区1，第三级气固分离器分离后的烟气及其携带的微量催化剂粉尘进入烟气集气室11，经管线16送入后续烟气处理装置（图中未标示）。

实施方式二：

图2是本发明提供的实施方式二的基本设备示意图。

图2设备包括密相流化床再生区1，输送管2，第一气固分离器3，第二气固分离器4，第三气固分离器5，料腿6、7和9，翼阀8和10，烟气集气室11，主风管线12，待生催化剂输送管线13，快速流化床再生区14，再生催化剂输送管线15，烟气输送管线16，取热器17，再生催化剂循环管线18。

如图2所示，待生催化剂经管线13进入再生区14，与再生气体12接触再生，再生烟气及其携带的催化剂粉尘进入再生区1，部分热催化剂经循环管线18返回再生区14，部分热再生催化剂经取热器17取热后进入再生区14。部分再生催化剂经管线15送往反应器（图中未标示）。再生区1内的再生烟气及其携带的催化剂粉尘输送管2，进入第一级气固分离器3，第一级气固分离器分离后的催化剂及其携带的烟气经料腿6返回再生区1，第一级气固分离器分离后的烟气及其携带的催化剂粉尘进入第二级气固分离器4，第二级气固分离器分离后的催化剂及其携带的烟气经料腿7、翼阀8返回再生区1，第二级气固分离器分离后的烟气及其携带的催化剂粉尘进入第三级气固分离器5，第三级气固分离器分离后的催化剂及其携带的烟气经料腿9、翼阀10返回再生区1，第三级气固分离器分离后的烟气及其携带的微量催化剂粉尘进入烟气集气室11，经管线16送入后续烟气处理装置（图中未标示）。

实施方式三：

图3是本发明提供的实施方式三的基本设备示意图。

图3设备包括密相流化床再生区1，输送管2，第一气固分离器3，第二气固分离器4，第三气固分离器5，料腿6、7和9，翼阀8和10，烟气集气室11，主风管线12，待生催化剂输送管线13，密相流化床再生区14，再生催化剂输送管线15，烟气输送管线16。

如图3所示，待生催化剂经管线13进入再生区14，与再生气体12接触再生，再生烟气及其携带的催化剂粉尘进入再生区1，部分热催化剂经循环管线（图中未标示）返回再生区14，部分热再生催化剂经取热器（图中未标示）取热后进入再生区14。部分再生催化剂经管线15送往反应器（图中未标示）。再生区1内的再生烟气及其携带的催化剂粉尘输送管2，进入第一级气固分离器3，第一级气固分离器分离后的催化剂及其携带的烟气经料腿6返回再生区1，第一级气固分离器分离后的烟气及其携带的催化剂粉尘进入第二级气固分离器4，第二级气固分离器分离后的催化剂及其携带的烟气经料腿7、翼阀8返回再生区1，第二级气固分离器分离后的烟气及其携带的催化剂粉尘进入第三级气固分离器5，第三级气固分离器分离后的催化剂及其携带的烟气经料腿9、翼阀10返回再生区1，第三级气固分离器分离后的烟气及其携带的微量催化剂粉尘进入烟气集气室11，经管线16送入后续烟气处理装置（图中未标示）。

实施方式四：

图4是本发明提供的实施方式四的基本设备示意图。

图4设备包括输送管2，第一气固分离器3，第二气固分离器4，烟气分配管19，烟气集气室11，烟气输送管线16。

如图4所示，来自再生区（图中未标示）的再生烟气及其携带的催化剂粉尘进入垂直输送管2，进入第一级气固分离器3，第一级气固分离器分离后的催化剂及其携带的烟气返回再生区，第一级气固分离器分离后的烟气及其携带的催化剂粉尘进入烟气分配管19，烟气分配管中烟气进入第二级气固分离器4，第二级气固分离器分离后的催化剂及其携带的烟气返回再生区，第二级气固分离器分离后的烟气及其携带的催化剂粉尘进入烟气集气室11，经管线16送入后续烟气处理装置（图中未标示）。

下面的实施例将对本发明予以进一步说明，但并不因此而限制本发明。实施例和对比例中所使用的原料油为掺减压渣油的减压瓦斯油（简称掺渣瓦斯油），其性质列于表1。催化剂由中国石油化工股份有限公司催化剂分公司生产，商品编号为CGP-1。

实施例1

本实施例是在中型催化裂化装置上进行的，如图1所示。按照本发明所提出的再生器进行再生，气固分离器为旋风分离器，再生气体为空气，再生器的主要操作条件和结果见表2。

表1

原料油名称	掺渣瓦斯油
		密度（20℃），千克/米³	906.0
运动粘度，毫米²/秒
		80℃	32.45
100℃	12.35
		残炭值，重%	3.3
凝点，℃	28
		酸值，mgKOH/g	1.42
总氮，重%	0.18
		硫，重%	0.57
碳，重%	87.21
		氢，重%	12.04
金属含量，ppm
		镍	24.9
钒	0.7
		铁	4.4
铜	0.7
		钠	1.8
馏程，℃
		HK（初馏点）	316
10%	354
		30%	415
50%	450
		70%	493
KK（终馏点）	520

表2

	实施例1
		床层气体表观速度，米/秒	0.9
再生温度，℃	700
		第一级旋风分离器入口线速，米/秒	19
再生催化剂碳含量，重%	0.06
		烟气中粉尘量（湿基），毫克/立方米	102

Claims

1.一种用于催化转化的再生器，其特征在于该再生器包括再生区、输送管、气固分离设备、烟气集气室，其中输送管的一端与再生区连通，输送管的另一端与气固分离设备密闭连通，气固分离设备位于再生区外，气固分离设备的料腿伸入再生区内，气固分离设备的升气管与烟气集气室连通；所述气固分离设备为2-3个旋风分离器，第一个旋风分离器与第二个旋风分离器之间由烟气分配管相连。

2.按照权利要求1所述的再生器，其特征在于所述再生区为1-3个密相流化床。

3.按照权利要求1所述的再生器，其特征在于所述再生区为1-2个快速流化床。

4.按照权利要求1所述的再生器，其特征在于所述再生区为密相流化床和快速流化床。

5.按照权利要求1所述的再生器，其特征在于所述旋风分离器串联。

6.按照权利要求1所述的再生器，其特征在于所述再生区设有再生介质入口、待生催化剂入口和再生催化剂出口。

7.按照权利要求1所述的再生器，其特征在于所述烟气集气室连有再生烟气输送管线。

8.一种用于催化转化的再生方法，其特征在于该方法包括下列步骤：（1）、待生催化剂进入再生区，在再生介质存在下烧焦，再生催化剂离开再生区；（2）、来自再生区的再生烟气与携带的催化剂经输送管进入气固分离设备，所述气固分离设备位于再生区外，气固分离设备的料腿伸入再生区内；（3）、从气固分离设备分离的烟气进入烟气集气室经再生烟气输送管线排出；所述气固分离设备为2-3个旋风分离器，第一个旋风分离器与第二个旋风分离器之间由烟气分配管相连。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于所述旋风分离器串联。

10.按照权利要求8所述的方法，其特征在于所述再生区的再生温度为600-900℃，气体表观线速度为0.2-10.0米/秒。

11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于所述再生区的再生温度为650-750℃，气体表观线速度为0.3-3.0米/秒。