專利名稱：從輕質(zhì)烯烴的流化床催化裂化流出物中回收催化劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及從流化床催化裂化形式的輕質(zhì)的流出物中回收催化劑，還涉及回收的催化劑的再生。
背景技術：
已提出通過使用流化床催化裂化(FCC)系統(tǒng)，從較重的石蠟和烯烴的混合物中制造例如乙烯和丙烯的輕質(zhì)烯烴，在Leyshon等人的美國專利5043522、Gaffney等人的美國專利5171921、以及Fung等人的美國專利6118035中描述了該系統(tǒng)的反應條件。在該系統(tǒng)中，特定的催化劑和原料進入在特定反應條件下的反應器。該反應器流出物在通常容納在容器中的串聯(lián)的旋風式分離器中進行處理，以便將大部分催化劑從流出物中分離出來，以便通過常規(guī)FCC(流化床催化裂化)精煉操作類似的方式再循環(huán)進入再生器中進行再生，以及隨后進入反應器。從旋風式分離器中流出的含少量催化劑的熱的流出氣體隨后被冷卻并通過分餾分離成例如多種產(chǎn)物成分。
然而在輕質(zhì)烯烴的FCC(流化床催化裂化)過程與常規(guī)FCC精煉操作之間存在一些顯著的區(qū)別。常規(guī)FCC過程產(chǎn)生了大量的具有重質(zhì)碳氫化合物的流出物，該重質(zhì)碳氫化合物在急冷塔中冷凝。在該流出物中還夾帶有少量的殘余催化劑，其不能由旋風式分離器去除，并且與在急冷塔中冷凝的重質(zhì)碳氫化合物一起被收集，以形成油漿。來自急冷塔中的油漿通常難以處理和/或處置；該油漿通常作為燃料油燃燒。在輕質(zhì)烯烴的FCC過程中，在流出氣體中僅存在非常少的重質(zhì)碳氫化合物，也就是說催化劑與燃料油相比的比率較高，因為極少的重油被回收并且任何“油漿”具有比常規(guī)FCC精煉過程的情況中高得多的催化劑裝載，所以催化劑粉末的去除出現(xiàn)了問題。
在輕質(zhì)烯烴的FCC過程中的另一問題是通過旋風式分離器從上浮器流出物中分離的催化劑的再生。在常規(guī)FCC精煉單元中，大量的焦炭在上浮器中形成并沉積在催化劑顆粒上。在再生器中，該焦炭用于在再生器容器中與氧氣燃燒的燃料源，以提供所需的熱量使得該單元熱平衡。該再生器通常需要被冷卻，以防止催化劑過熱，特別是當原料在催化劑上沉積了大量的碳時。另一方面，現(xiàn)有技術的輕質(zhì)烯烴的FCC過程通常具有在輕質(zhì)烯烴的FCC過程中的不充分的碳沉積，以便支持催化劑再生和反應熱。
在常規(guī)的汽油FCC過程中，已經(jīng)提出了例如燃料氣體或燃料油(燃燒油)的補充燃料引入到再生器中，以便在非穩(wěn)態(tài)的狀況下實現(xiàn)催化劑再生所需的溫度和反應熱，例如，當該單元啟動時獲得足夠的再生器溫度。然而，據(jù)本申請人所知，沒有已知的系統(tǒng)用于將燃料引入到用于連續(xù)運行的處理低碳催化劑的FCC再生器的密相流化床中。
另外，存在對一種可處理輕質(zhì)原料的輕質(zhì)烯烴FCC過程和系統(tǒng)的需要，該輕質(zhì)原料以常規(guī)方式導致焦碳的形成不充分，然而這在某種程度上的改進獲得到在反應器中的所需反應熱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過以下方式解決了在輕質(zhì)烯烴的FCC(流化床催化裂化)過程中出現(xiàn)的上述的催化劑處理的問題，即優(yōu)選地通過使用加入到急冷塔中的燃料油并使該急冷塔油再循環(huán)以便從流出氣體中沖洗出催化劑；通過從再循環(huán)的急冷油中回收在燃料油中的催化劑漿；并且通過連續(xù)地該漿引入該再生器以便回收催化劑并提供用于催化劑再生所需的熱量和反應熱。以這種方式，用于從流出氣體中沖洗出催化劑而供給的該燃料油可優(yōu)選地用于提供再生器所需的熱量，并且同時可消除在流出氣體中的催化劑損失。
本發(fā)明涉及用于從輕質(zhì)FCC形式的流出物中回收粉末的方法和系統(tǒng)。用于這種輕質(zhì)FCC單元的原料是通常產(chǎn)生不充分的碳形成的原料，例如C4-C12的原料、優(yōu)選為C4-C8的原料。來自反應器的裂化氣體通過與例如在急冷塔中的循環(huán)油的直接接觸從而被冷卻。該催化劑粉末與反應器流出物一起從該氣體中沖洗出來。循環(huán)油的泵送回路冷卻該氣體并去除該粉末。急冷油的滑流傳送到用于催化劑粉末分離的催化劑分離系統(tǒng)中。可借助例如過濾、水力旋流分離、靜電沉淀、及其組合方式來實現(xiàn)催化劑的去除。例如，當使用催化劑過濾時，急冷油的滑流可經(jīng)至少兩個過濾器中的一個傳送，以便去除粉末。另一過濾器通過使用壓縮氣體去除收集的粉末，以便進行反洗操作?；厥盏姆勰┡c急冷油組合，以形成油漿，以便將粉末攜帶到FCC再生器。在油漿中的急冷油在再生器中燃燒，以適當方式向FCC系統(tǒng)提供所需熱量，同時使得從反應器流出氣體中收集的催化劑粉末返回到FCC系統(tǒng)中。以這種方式，催化劑損失限制在夾帶在從稀相中排出的再生器排出物的任何粉末中。因為在FCC中產(chǎn)生最小量的油，所以急冷油進入到急冷塔的油存量中并在再生器中提供所需的熱量。
在一個方面中，本發(fā)明總體上提供了一種用于從輕質(zhì)的FCC形式的流出氣體中回收粉末的方法。該方法包括(a)供給急冷油以便保持其油存量為穩(wěn)態(tài)；(b)使流出氣體與急冷油接觸，以便冷卻急冷油并將催化劑粉末沖洗出來，以獲得大致不含粉末的冷卻的流出氣體；(c)使從接觸步驟中獲得的急冷油返回到油存量中；(d)連續(xù)地使急冷油從油存量再循環(huán)到接觸步驟中；(e)將粉末與來自油存量的急冷油流分離，以便回收該粉末并防止粉末積聚在油存量中；和(f)使得從該分離步驟中回收的粉末漿化。
在該方法中，接觸步驟和收集步驟可在急冷塔中進行，該急冷塔包括蒸氣-液體接觸元件以及保持急冷油的存儲量的區(qū)域。再循環(huán)的急冷油可在接觸步驟之前被冷卻。分離步驟可通過任何適當?shù)难b置來實現(xiàn)，例如過濾、靜電沉淀、和使用水力旋流分離，并且該分離最好是連續(xù)的。
當使用過濾時，該分離優(yōu)選地使用至少兩個過濾器來進行，其中第一過濾器處于過濾模式，同時并聯(lián)的第二過濾器用于反洗，以去除收集的粉末。濾出的物質(zhì)可返回到油存量中。該過濾和反洗還可包括使得第一過濾器和第二過濾器周期性地在過濾和反洗模式之間交替。反洗優(yōu)選地包括在反洗模式中使得至少一個壓縮氣體脈沖經(jīng)過至少一個過濾器，以便去除該分離的粉末，并且收集在存儲容器中的該分離粉末。該分離粉末與例如燃料油或急冷油的重油組合，以便優(yōu)選地在存儲容器內(nèi)形成油漿。
靜電沉淀過程在一定程度上類似于過濾過程，其中多個單元是直聯(lián)的，以便收集催化劑粉末，通過一個或多個單元進行反洗。該反洗步驟使用清潔的燃料油或循環(huán)的急冷油。該分離過程通過感應產(chǎn)生橫貫填料介質(zhì)的電場來實現(xiàn)。催化劑顆粒被離子化和/或極化，并且收集在填料介質(zhì)中的接觸點處。該顆粒的去除通過電極的斷電和游離顆粒的反洗來實現(xiàn)。
水力旋流分離過程優(yōu)選地具有至少兩級的串聯(lián)的水力旋流分離器，每一級具有多個小直徑的并聯(lián)的水力旋流分離器。該水力旋流分離器通過類似于旋風式分離器的原理來操作；具體地說是利用離心力來分離油和催化劑顆粒。在最小程度上兩個級是必需的，以集中底流。來自水力旋流分離器的底流是總流量的20-40％。該過程的要求為固體集中在底流中，該底流是總流入量的5-10％。例如，如果循環(huán)油為50,000lbs/hr，而凈燃料油為5,000lbs/hr，則凈底流必需是總流量的10％或來自每一級的31.6％(0.316×0.316＝1)。來自每一級的底流不是必需為相等的，但是凈底流必須滿足燃料油的要求。底流的量通常由在溢流和底流出口的控制閥來控制。
油漿通過粉末與急冷油的組合來形成。有時，加入蒸氣進一步將該粉末分配到急冷油中。來自存儲容器的油漿優(yōu)選地引入到輕質(zhì)FCC單元的催化劑再生器中，以便燃燒以提供FCC過程所需的熱量。燃燒所需的過量的油漿引入到FCC單元中的反應器中，在其中油漿汽化進入流出氣體中。補充的急冷油可直接加入到油存量或再循環(huán)回路中，或在過濾器反洗時加入。
在另一方面中，本發(fā)明提供了一種用于從輕質(zhì)的FCC形式的流出氣體中回收催化劑粉末的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于供給急冷油以便保持其油存量為穩(wěn)態(tài)的裝置；用于使流出氣體與急冷油接觸以便冷卻流出氣體并將催化劑粉末沖洗出來以獲得大致不含粉末的冷卻的流出氣體的裝置；用于使急冷油從接觸步驟中返回到油存量中的裝置；用于連續(xù)地使急冷油從油存量再循環(huán)到接觸步驟中的裝置；用于將粉末與來自油存量的急冷油流分離以便回收該粉末并防止粉末積聚在油存量中的裝置；和用于使得從該分離步驟中回收的粉末漿化的裝置。
本發(fā)明的另一方面在于一種用于從輕質(zhì)的FCC形式的流出氣體中回收催化劑粉末的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有用于接收流出氣體的入口的急冷塔，設置在該入口之上以用于冷卻該流出氣體并沖洗出該催化劑粉末的蒸氣-液體接觸元件，在該接觸元件之上以用于排出冷卻后的大致不含夾帶粉末的流出氣體的氣體出口，以及在該入口之下以用于從該接觸元件中收集急冷油的液體停留區(qū)域。再循環(huán)回路設置用于使得急冷油從液體停留區(qū)域循環(huán)到接觸元件。至少兩個過濾器在過濾和反洗模式下交替工作。過濾回路設置用于使急冷油從液體停留區(qū)域經(jīng)處于過濾模式的過濾器循環(huán)并且使濾出物返回到液體停留區(qū)域。反洗回路設置用于去除收集在過濾器中的粉末并將該收集的粉末傳送到油漿收集區(qū)。來自油存量的例如為燃料油或急冷油的重油加入到油漿收集區(qū)中，以形成包含收集的粉末的油漿。
該系統(tǒng)還包括用于將流出氣體引入到入口中的急冷管路，該急冷管路包括用于接收急冷油以便冷卻流出氣體的混合區(qū)，還包括從該處于過濾模式的過濾器到混合區(qū)以便供給作為濾出物的急冷油的濾出物管路。設置一用于向急冷塔或再循環(huán)回路供給補充急冷油的管路。在反洗和再循環(huán)回路中可使用閥，以便選擇性地使過濾器處于過濾和反洗模式。該系統(tǒng)還可包括壓縮氣體源，從該源到反洗回路的管路，以及在該管路中的閥，以用于使該壓縮氣體以脈沖方式進入反洗回路以有助于從反洗模式的過濾器中去除催化劑粉末。
該系統(tǒng)可另外地或附加地包括用于將油漿從油漿收集區(qū)供給到FCC單元的反應器中的管路。優(yōu)選的是，該系統(tǒng)可包括用于將油漿從油漿收集區(qū)供給到再生器的密相流化床的管路，以便接收來自汽提器的循環(huán)到FCC反應器的催化劑并使該催化劑再生，該反應器向汽提器供給流出物。優(yōu)選的是，該再生器包括用于使油漿與來自汽提器的催化劑混合的混合區(qū)，以及用于將該混合物從該混合區(qū)引出的排出區(qū)，該混合區(qū)在密相流化床內(nèi)，優(yōu)選為在密相流化床的頂部之下?；旌蠀^(qū)優(yōu)選為居中設置在該密相流化床內(nèi)的環(huán)帶區(qū)域。該再生器具有一在下方的空氣分配器，以便將排出區(qū)附近的含氧氣的氣體引入，該分配器的形式為帶有孔或多個噴口管環(huán)，或者為帶有多個圍繞該環(huán)帶區(qū)域并在該排出區(qū)之下的支臂的管柵格。
另外，本發(fā)明提供了一種用于使失效的輕質(zhì)FCC催化劑再生的催化劑再生器。該再生器包括容納密相催化劑流化床的再生器容器；用于接收待再生的該失效催化劑的中央豎直的豎管部分；以及接收該豎管部分的下端部的中央井，該中央井在該豎管部分與該中央井的內(nèi)徑之間限定一環(huán)帶區(qū)域。設置有一閥用于經(jīng)該豎管部分將失效催化劑引入到該環(huán)帶區(qū)域中。在一個用于具有中央豎直的豎管構(gòu)形的實施例中，該閥位于豎管部分的下端部，該豎管部分位于該豎直豎管的下端部。在另一實施例中，該FCC單元是并排結(jié)構(gòu)，并且該閥是位于傾斜到再生器側(cè)面中的管道中的催化劑滑閥。該傾斜管路延伸到再生器的中央部，并且豎管部分連接到其端部上或作為其一部分形成。設置燃料分配器以用于將燃料引入到該中央井中，以便在該環(huán)帶區(qū)域中與該催化劑混合。設置流態(tài)化分配器以用于將流態(tài)化氣體引入到該中央井中，以便使該催化劑在該環(huán)帶區(qū)域中流態(tài)化。徑向槽口形成在中央井中，其用于將該催化劑和燃料的混合物從該環(huán)帶區(qū)域引入到在其上表面之下的該密相流化床中?？諝夥峙洵h(huán)或管分配器設置在該密相流化床中位于該徑向槽口之下，其用于將燃燒用空氣引入到該密相流化床中。催化劑排出口與該密相流化床流體連通。廢氣排出口在該密相流化床之上與稀相流體連通的。再生器還可包括用于將燃料油供給到燃料分配器的燃料油源；用于將流態(tài)化介質(zhì)和廢氣供給到流態(tài)化分配器的流態(tài)化介質(zhì)源，該介質(zhì)不是含氧氣的氣體，例如蒸氣和惰性氣體；和/或可選擇地將蒸氣供給到廢氣分配器的蒸氣源。該再生器還包括在凈空氣分配器引入空氣之前(例如在啟動過程中)用于加熱空氣的空氣預熱器。
本發(fā)明的另一方面在于提供一種將并排構(gòu)形的原有的流化床催化裂化單元改造成用于處理輕質(zhì)原料的經(jīng)改造的流化床催化裂化單元的方法。在該方法中，該原有的流化床催化裂化單元至少具有原有的再生器，連接到該失效催化劑入口上的傾斜的失效催化劑供給管路，和在該傾斜的供給管路中的催化劑滑閥。該再生器具有失效催化劑入口；空氣入口；和在該再生器內(nèi)并且在再生器的底部附近連接到該空氣入口上的空氣分配組件。該改造涉及使用本發(fā)明的再生器替代原有的再生器。
在依據(jù)本發(fā)明的該改造的一個實施例中，該方法包括去除該空氣供給組件。將中央并安裝到該再生器的內(nèi)底部。流態(tài)化氣體入口和至少一個燃料入口設置成在該中央井內(nèi)穿過該再生器底部。流態(tài)化氣體分配環(huán)安裝并連接到該流態(tài)化氣體入口上。至少一個燃料分配噴口連接到相應的在中央井內(nèi)位于該再生器的內(nèi)底部處的燃料入口上?？諝馊肟谠O置在中央井外側(cè)穿過該再生器。轉(zhuǎn)向器板安裝在中央井內(nèi)。內(nèi)管安裝并連接到該失效催化劑入口上。該內(nèi)管具有傾斜部分、豎管部分、和連接到該豎管部分上的環(huán)形板，該傾斜部分的傾斜角類似于該失效催化劑供給管路的傾斜角。該豎管的下端部延伸進入中央井，以便在該環(huán)形板與中央井的頂邊緣之間形成徑向槽口。該豎管部分的下端部在該轉(zhuǎn)向器板之上間隔設置，以便當該改造后的流化床催化裂化單元工作時允許失效催化劑流經(jīng)該豎管部分并提供該失效催化劑流動方向的轉(zhuǎn)向，以用于使該失效催化劑與在中央井中汽化的燃料油混合。空氣分配管圍繞該中央井并在該徑向槽口之下安裝并連接到該空氣入口上。


圖1是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的FCC單元的簡化的流程示意圖，其包括用于裂化輕質(zhì)碳水化合物的油急冷塔。
圖2是圖1所示的用于在輕質(zhì)FCC單元中使催化劑再生的再生器的下部的放大立視圖，依據(jù)本發(fā)明該單元使用來自油急冷塔的反洗過濾器的粉末漿。
圖3是圖2所示的再生器沿圖2的線3-3截取的平面圖。
圖4是(現(xiàn)有技術的)催化劑側(cè)面進入口的再生器的下部的放大立視圖，該再生器用于在并排構(gòu)形的常規(guī)FCC單元中使催化劑再生。
圖5是依據(jù)本發(fā)明的另一實施例的再生器的下部的放大立視圖，該再生器用于在并排構(gòu)形的輕質(zhì)或常規(guī)FCC單元中使催化劑再生。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及用于從輕質(zhì)FCC流出物中回收粉末并使失效催化劑再生的方法和系統(tǒng)。在本說明書和權(quán)利要求書所述的輕質(zhì)FCC單元或過程中，加入到FCC上浮器中的碳水化合物原料具有非常低的殘留量，以使不充分的碳沉積到催化劑上，以便在沒有補充燃料源的情況下維持用于再生的燃燒，并且使得在上浮器流出物中具有不充分的燃料油以用于常規(guī)的油漿回收，即，來自上浮器中的反應器流出氣體中的小于2％質(zhì)量百分比的碳水化合物具有高于550°F(288℃)的與大氣壓對應的沸點。然而，如果該量大于2％質(zhì)量百分比，則過濾器可選擇地被旁通，并且該材料用作油漿。FCC過程包括流化催化反應系統(tǒng)，該系統(tǒng)將最好具有大量烯烴的輕質(zhì)的碳水化合物原料流轉(zhuǎn)化成含有大量乙烯和丙烯的產(chǎn)物。來自反應器的典型的丙烯/乙烯產(chǎn)物比率大約為2.0。該FCC反應器的適應性較好，該反應器可處理多種從烯烴制造廠或精練廠獲得的富含烯烴的原料流，例如從烯烴制造廠獲得的C4/C5原料流、精練的C4、以及在熱裂化或催化裂化過程中產(chǎn)生的輕質(zhì)石腦油等。
參照圖1，通常為800°F的過熱原料經(jīng)管路100引入到上浮器102中，該原料在該上浮器中與經(jīng)管路104供給的熱的再生后的催化劑混合。如果需要，蒸氣也可在該點噴射到上浮器102中。在上浮器102中的反應條件保持成美國專利5043522、5171921、以及6118035所述的條件，每一專利在此全部引入作為參考。該碳水化合物氣體和催化劑向上流入上浮器102中，在上浮器102中發(fā)生裂化反應。該碳水化合物氣體和催化劑在串聯(lián)的常規(guī)的旋風式分離器106、108中分離，并且通常溫度為1100-1200°F的產(chǎn)物氣體經(jīng)管路112引出汽提器容器110的頂部。
在管路112中的流出氣體可在(未示出的)廢熱鍋爐中冷卻以產(chǎn)生蒸氣，并且該流出氣體傳送到急冷塔114，在急冷塔中夾帶的催化劑通過與循環(huán)的急冷油接觸從而從該氣體中沖洗分離出來。來自急冷塔114的在管路通常為200-400°F的過熱蒸氣隨后傳送到常規(guī)的產(chǎn)物回收設備(例如未示出的蒸餾塔)中，以便乙烯、丙烯和其它產(chǎn)物的回收。
由旋風式分離器106、108分離的催化劑收集在汽提器110的底部并與(未示出的)蒸氣接觸，以便從催化劑中汽提殘留的碳水化合物氣體。該蒸氣和碳水化合物與其它流出氣體一起經(jīng)上述的旋風式分離器108和管路112離開該汽提器110。
催化劑隨后經(jīng)豎管118向下流入在下方的再生器120。在該再生器120中，形成在催化劑上的少量焦碳在密相流化床122中燃燒，并且催化劑活性恢復，以便經(jīng)管路104進入上浮器102進行再循環(huán)。因為不充分的焦碳提供必需的反應熱，以便維持再生溫度通常為1250-1350°F的再生過程，所以需要另外的燃料來完成反應器系統(tǒng)的熱平衡。該燃料優(yōu)選為燃料油的形式，例如裂解燃料油，該燃料油包含來自急冷塔114的催化劑粉末，這將在以下詳細描述，但是如果需要，加入的燃料氣體可用于提供補充加熱。油漿連續(xù)地從油漿收集器124經(jīng)管路126供給到再生器120，該管路設計成可防腐蝕的。
輔助系統(tǒng)包括常規(guī)FCC系統(tǒng)，例如空氣供給裝置、催化劑料斗和廢氣處理裝置和熱回收裝置?？諝鈮嚎s機(未示出)經(jīng)管路128供給空氣，以用于催化劑的再生。設置空氣加熱器(未示出)以用于啟動。新鮮催化劑和失效催化劑的料斗(未示出)設置用于儲存補充的和使用/平衡的催化劑，即加入或離開再生器的催化劑，正如現(xiàn)有技術所公知的。
在再生器120中，催化劑在一個或多個旋風式分離器130中與廢氣分離。如果需要，可使用一常規(guī)的第三級旋風式分離器(未示出)，以便將催化劑的損失減至最小。廢氣通常由過熱的高壓蒸氣來冷卻并排放出。失效催化劑包括來自該第三級分離器的粉末，由于在輕質(zhì)烯烴FCC過程中使用較清潔的原料，所以該失效催化劑不含或僅包含微量的在典型的精練FCC催化劑中發(fā)現(xiàn)的抑制劑，并且該失效催化劑可作為制造混凝土或磚的添加劑或填埋處理。
急冷塔114包括蒸氣-液體接觸區(qū)130，其包括常規(guī)的填料或塔盤并且設置在液體停留區(qū)132之上。來自管路112的流出氣體在接觸區(qū)130之下被引入。再循環(huán)回路134包括泵136、熱交換器138、以及返回管路140，以便將連續(xù)供給的急冷油引入到在接觸區(qū)130之上的液體分配器142。在接觸區(qū)130中，在流出氣體中的催化劑粉末被沖洗到急冷油中，并且該流出氣體被冷卻。該流出氣體通常以800-1000°F進入急冷塔并以200-400°F離開。急冷油可在350-700°F的溫度下保持在停留區(qū)132中，并在熱交換器138中與原料流或蒸氣換熱冷卻到300-550°F。
如果需要，急冷塔114可包括在主接觸區(qū)130之上的第二冷卻區(qū)144，其類似地構(gòu)造有泵循環(huán)回路146，該回路例如包括用于進一步將急冷油冷卻到200-450°F的熱交換器148。來自收集區(qū)150的急冷油的一部分可經(jīng)管路152引入到管路112中，以便在急冷塔114的上游的混合區(qū)154中提供對流出氣體的初始冷卻。例如，在管路152中500-550°F的急冷油可冷卻在混合區(qū)154中的800-1000°F的流出氣體。
過濾回路156包括泵158、過濾器160a、160b、和管路162，以便使過濾出的物質(zhì)直接或經(jīng)再循環(huán)回路134返回到急冷塔114。反洗氣態(tài)介質(zhì)經(jīng)管路164提供，以便加壓并將收集的粉末沖洗到管路166和油漿筒124中。反洗氣態(tài)介質(zhì)可從惰性氣體、空氣和燃料氣體中選擇。過濾器160a、160b中的一個過濾器處于過濾模式，另一個處于反洗模式。例如，當過濾器160a在過濾而過濾器160b被反洗時，閥168、170、172、174是開啟的，閥175、176、180、182是關閉的；在催化劑粉末已收集在過濾器160a中并準備好進行反洗之后，這些閥切換。過濾優(yōu)選為是連續(xù)的并保持一定的速率，以防止該粉末在急冷油中過度地積聚，優(yōu)選為在急冷油中不超過0.5重量百分比的粉末，較優(yōu)選為不超過0.2重量百分比的粉末，更優(yōu)選為不超過0.1重量百分比的粉末。在所示的實施例中，在急冷塔中以50-200lbs/hr收集流出氣體中的催化劑粉末，例如以100lbs/hr收集粉末，則急冷油必須以50,000lbs/hr的速率進行過濾，以便在再循環(huán)回路134中保持0.2重量百分比的催化劑濃度。
反洗流體包含高濃度的催化劑粉末，數(shù)量級為10-20重量百分比。該濃度通過在油漿筒124中用燃料油和/或循環(huán)的急冷油稀釋從而下降到可處理的程度，例如2-4重量百分比。稀釋油的量優(yōu)選為等于在再生器中燃燒所需的量。如果該催化劑粉末的濃度大于可處理的程度，可將另外的燃料油和/或急冷油引入到油漿筒124中，并且該過量物可經(jīng)管路127再循環(huán)到上浮器中。
如果需要，壓縮空氣可適當?shù)貙τ蜐{筒124加壓，以便不必使用泵將油漿經(jīng)管路126傳輸?shù)皆偕?20中。如上所述，來自油漿筒124的急冷油漿供給到再生器120，以用于燃燒，以提供供熱要求并使催化劑返回到再生器-上浮器系統(tǒng)中；然而，如果存在過多的油漿，可使其經(jīng)管路127引入到上浮器102中。以這種方式，在油漿中供給到上浮器102的急冷油經(jīng)旋風式分離器106、108加入到流出氣體中，并隨后在急冷塔114中冷凝，然而夾帶的催化劑與來自旋風式分離器106、108的其它催化劑一起最終傳送到再生器120中。
在再生器120中(參照圖2和3)，設置有豎管118和塞閥200。失效催化劑在豎管118中向下流并流經(jīng)塞閥200，同時使用經(jīng)管路125引入到位于中央井204中在塞閥200之下的分配環(huán)204b的流態(tài)化氣體，該催化劑改變方向并向上流經(jīng)失效催化劑中央井204的環(huán)帶區(qū)域202。該流態(tài)化介質(zhì)或氣體可以是例如蒸氣、惰性氣體和燃料氣體。油漿(管路126)和流態(tài)化氣體(管路123)經(jīng)噴口204a引入。當油漿排放到在中央井204中的催化劑中時，例如為蒸氣的流態(tài)化氣體有助于油漿的分散和霧化。蒸氣和油漿的分散使得氣霧與熱的失效催化劑接觸，提供對于催化劑的額外流態(tài)化作用。此時，油漿需要汽化。含氧氣的氣體最好不作為流態(tài)化氣體，以避免在中央井204中燃燒，或至少將其程度減至最小。該催化劑改變方向，以便從油中央井204的上末端和環(huán)形板208的外圍限定的圓形槽口206向外流向密相流化床122。環(huán)形板208圍繞豎管118固定并優(yōu)選地具有至少為中央井204的直徑的外直徑。以這種方式，該催化劑徑向向外分配到在其上表面209之下的密相催化劑流化床122中。
密相流化床122由通風格柵提供的空氣進行充氣，該通風格柵優(yōu)選地采用空氣分配環(huán)210的形式。該分配環(huán)210具有的直徑在中央井204的外徑與再生器120中的密相流化床122的外徑之間。當充氣空氣從孔或噴口211向上進入到密相流化床122中時，油漿和在催化劑上的碳發(fā)生燃燒以形成CO2。重要的是，將油漿/催化劑混合物以較接近空氣并處于密相流化床122的上表面209之下的方式引入到密相流化床122中，以確保在密相流化床122內(nèi)較佳的燃燒并產(chǎn)熱。通常，再生器120在1250-1350°F下優(yōu)選為在1275-1325°F下工作。來自分配環(huán)210的空氣與來自槽口206的催化劑/油混合物以較高的速率在密相流化床122中會聚，這有助于在密相流化床122的燃燒區(qū)中良好的混合，以提供均勻的加熱和催化劑的再生。再生器床應設計成用于0.5-7ft/s的表面蒸氣流速，優(yōu)選為1.5-5ft/s，更優(yōu)選為2-3ft/s。密相流化床122在空氣分配環(huán)210之上的容積應設計成具有足夠的停留時間，以確保催化劑的基本上完整的再生。
廢氣通常經(jīng)旋風式分離器130和高架管路212(見圖1)從再生器120中收集排出。因為再生器120在完全燃燒模式下工作，所以在排放到大氣中之前通常不需要CO燃燒器將CO轉(zhuǎn)變成CO2，但是如果需要也可設置。燃燒產(chǎn)生大部分的熱，因此當實現(xiàn)完全燃燒時需要較少的燃料油。通常不需要過多的空氣，但是實際情況中需要稍微過量的空氣以實現(xiàn)完全燃燒。
再生器可使用或不使用CO促進劑，通常為加入的例如鉑的催化劑，以便促進CO轉(zhuǎn)變成CO2。
現(xiàn)有技術的并排的常規(guī)FCC再生器的下部在圖4中示出。催化劑經(jīng)傾斜的管414、催化劑滑閥416、和入口420輸入到再生器中。一對水力旋流器430的端部在密相流化床122的上表面209之下延伸。燃燒用的空氣經(jīng)空氣供給設備409供給到密相流化床122中。
在圖5中示出了本發(fā)明的再生器400，其適用于具有并排構(gòu)形的FCC單元并可代替圖4所示的再生器。無論在新的安裝系統(tǒng)中或作為系統(tǒng)改型的一部分，這種再生器400可提供更大的供給通用性一接收常規(guī)或輕質(zhì)的供料，這是因為當處理輕質(zhì)FCC供料時提供了燃料油、急冷油或油漿的供給能力，以便提供必需的反應熱。
用于催化劑供給的傾斜管414不再終止于如圖4所示的入口420。相反的，傾斜管414經(jīng)催化劑滑閥416連接到傾斜管417上，傾斜管417從該滑閥大致延伸到再生器400的中心垂直軸線并且具有延伸到中央井204中的垂直的豎直部分418。圓形轉(zhuǎn)向器板450位于豎直部分418的下端部之下，以便使得流經(jīng)該板的催化劑改變方向。其它部件與其它圖中的相同部件具有相同的附圖標記。
另外，并排構(gòu)形的FCC單元具有常規(guī)的再生器，例如圖4所示的再生器，這種單元可轉(zhuǎn)變成具有如圖5所示的再生器的轉(zhuǎn)變后的FCC單元，由此降低制造新的再生器的相關費用?？墒∪タ諝夤┙o組件460。中央井204、流態(tài)化介質(zhì)分配環(huán)204b和燃料分配噴口204a可安裝在中央井204內(nèi)位于再生器的內(nèi)底部處?？諝夥峙涔?10可圍繞中央井204安裝并位于徑向槽口206之下。圓形轉(zhuǎn)向器板450可安裝在中央井204內(nèi)。帶有豎直部分418和環(huán)形板208的傾斜管417可安裝成使得豎直部分418在轉(zhuǎn)向器板450之上延伸到中央井204中足夠的距離，以便允許催化劑流動并提供催化劑流動方向的足夠轉(zhuǎn)向，以用于使催化劑與在中央井204中汽化的燃料油混合。水力旋流器430可以在再生器400中置于新位置或復位或重新定位，或者不進行所述重新定位，以便水力旋流器430的端部在密相流化床122的上表面209之下延伸。
參照特定實施例對本發(fā)明進行了描述。對于本領域的普通技術人員來說，可進行各種改變和變型。所有這些變型應落在后附的權(quán)利要求限定的范圍和精神內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于從輕質(zhì)的流化床催化裂化形式的流出氣體中回收粉末的方法，該方法包括(a)向急冷油存量供給急冷油以便保持該存量為穩(wěn)態(tài)；(b)使該流出氣體與該急冷油接觸，以便冷卻該急冷油并將催化劑粉末沖洗出來，以獲得大致不含粉末的冷卻的流出氣體；(c)使從該接觸步驟中獲得的該急冷油返回到該存量中；(d)連續(xù)地使該急冷油從該存量再循環(huán)到該接觸步驟中；(e)連續(xù)地將粉末與來自存量的急冷油流分離，以便回收該粉末并防止該粉末積聚在該存量中；和(f)使得從該分離步驟中回收的粉末漿化。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該接觸步驟和該收集步驟在急冷塔中進行，該急冷塔包括蒸氣-液體接觸元件以及保持該存量的底部區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其還包括在該接觸步驟之前冷卻該再循環(huán)的急冷油。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該分離步驟包括過濾。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在該過濾步驟中，該流動連續(xù)地流經(jīng)處于過濾模式的第一過濾器以便從其中分離該粉末，同時與該第一過濾器并聯(lián)的第二過濾器處于反洗模式，以便從其中去除所分離的粉末。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，從該第一過濾器濾出的物質(zhì)返回到該存量中。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，該至少一個過濾器的反洗還可包括使得第一過濾器和第二過濾器周期性地在過濾和反洗模式之間交替。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，該反洗包括至少一個氣體脈沖經(jīng)過用于粉末去除的該第二過濾器。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，其還包括將來自該反洗步驟中的粉末收集在存儲容器中并加入重油以形成油漿。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該重油是來自該存量中的急冷油的一部分。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，來自該存儲容器的該油漿引入到輕質(zhì)流化床催化裂化單元的催化劑再生器中，以便燃燒以使催化劑再生并加熱催化劑。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，補充急冷油的速率與油漿引入到該再生器中的速率進行平衡，以保持在存量中的急冷油的穩(wěn)定量。
13.一種用于從輕質(zhì)的流化床催化裂化形式的流出氣體中回收粉末的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于使該流出氣體與重油連續(xù)接觸以便冷卻該流出氣體并將夾帶在其中該粉末沖洗出來以獲得大致不含夾帶粉末的冷卻的流出氣體的裝置；用于將來自接觸步驟的該重油收集到貯液器中的裝置；用于連續(xù)地使該重油從該貯液器再循環(huán)到該接觸步驟中的裝置；用于將該重油從該貯液器傳送經(jīng)過至少一個過濾器以去除來自該重油的粉末并且將該粉末收集在該至少一個過濾器中的裝置；用于使得該至少一個過濾器至少周期性地反洗以便去除該收集的粉末的裝置；和用于通過使用該收集的粉末與從第二重油、該重油的一部分及其組合物中選擇的油漿制成富含粉末的漿體的裝置。
14.一種用于從輕質(zhì)的流化床催化裂化形式的流出氣體中回收粉末的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括急冷塔，該急冷塔具有用于該接收流出氣體的入口，設置在該入口之上以用于冷卻該流出氣體并沖洗出該粉末的蒸氣-液體接觸元件，在該接觸元件之上以用于排出冷卻后的大致不含夾帶粉末的流出氣體的氣體出口，以及在該入口之下以用于從該接觸元件中收集急冷油的液體停留區(qū)域；用于使得急冷油從該液體停留區(qū)域連續(xù)地再循環(huán)到該接觸元件的再循環(huán)回路；在過濾和反洗模式下交替工作的至少兩個過濾器；用于使急冷油從該液體停留區(qū)域經(jīng)處于過濾模式的過濾器循環(huán)并且使濾出物返回到液體停留區(qū)域的過濾回路；和用于使壓縮氣體流經(jīng)處于反洗模式的過濾器并將其中的粉末引入油漿收集區(qū)的反洗回路。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括用于將該流出氣體引入到該入口中的急冷管路，該急冷管路包括用于接收急冷油以便冷卻流出氣體的混合區(qū)，以及從該處于過濾模式的過濾器到該混合區(qū)以便供給作為濾出物的急冷油的濾出物管路。
16.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括用于向急冷塔供給補充急冷油的管路。
17.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括在反洗回路和再循環(huán)回路中的閥，以便選擇性地使過濾器處于過濾和反洗模式。
18.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括壓縮氣體源，從該源到反洗回路的管路，以及在該管路中的閥，以便使該壓縮氣體以脈沖方式進入反洗回路以有助于從反洗模式的過濾器中去除粉末。
全文摘要
一種用于從流化床催化裂化形式的輕質(zhì)流出物中回收催化劑粉末的方法和系統(tǒng)。來自反應器的裂化氣體通過與在急冷塔中的循環(huán)油的直接接觸從而被冷卻。循環(huán)油沖洗攜帶在流出物中的催化劑粉末。來自急冷塔底部的油流傳送到一對過濾器中的一個過濾器并循環(huán)回到急冷塔。另一過濾器通過使用壓縮氣體去除收集的粉末，以便進行反洗操作。燃料油或急冷油加入到存儲筒中，以形成油漿，以便將催化劑粉末攜帶到再生器，在再生器中所述油燃燒，以向FCC系統(tǒng)提供所需熱量。由于在FCC中產(chǎn)生最小量的油，急冷油補充到急冷塔的油存量中。
文檔編號B01J38/00GK1497040SQ20031010064
公開日2004年5月19日 申請日期2003年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月10日
發(fā)明者M·塔爾曼, R·B·彼得森, M·F·吉爾伯特, M 塔爾曼, 吉爾伯特, 彼得森 申請人:凱洛格·布朗及魯特有限公司, 凱洛格 布朗及魯特有限公司