專利名稱：一種催化裂化催化劑再生方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不存在氫的情況下烴油催化裂化方法和設(shè)備，更具體地說，涉及一種催化裂化裝置補充反應(yīng)再生系統(tǒng)熱量的方法和催化劑再生器。
背景技術(shù)：
流化催化裂化、催化裂解是石油煉制領(lǐng)域最重要的二次加工手段之一。隨著催化裂化工藝和催化劑的發(fā)展，目前絕大多數(shù)催化裂化裝置的提升管進(jìn)料一般為蠟油摻渣油、常壓渣油甚至減壓渣油等原料油，這些原料在催化裂化反應(yīng)過程中的生焦率較高，再生器燒焦所放熱量一般都可滿足反應(yīng)再生系統(tǒng)熱平衡的需要，甚至熱量過剩，常需要采用各種再生器取熱措施。但早期的流化催化裂化進(jìn)料多為直餾蠟油、減壓蠟油等較輕質(zhì)的原料油，反應(yīng)過程的生焦率較小，有時再生器燒焦所放的熱量無法滿足反應(yīng)再生系統(tǒng)熱量平衡的需要。近年來，催化裂化裝置加工的原料越來越多樣化，隨著技術(shù)的進(jìn)步和對產(chǎn)物需求的不同，烴類催化裂解制低碳烯烴是一種有吸引力的技術(shù)，目前已有多種催化裂化裝置加工輕質(zhì)原料生產(chǎn)低碳烯烴的技術(shù)，例如，CN101190863A公開了一種流化床催化裂解制乙烯和丙烯的方法，以組份為C4 ClO烴的石腦油為原料，在反應(yīng)溫度為550 700°C，使用SiO2或復(fù)合分子篩催化劑，進(jìn)行催化裂解反應(yīng)生成乙烯丙烯。催化裂化輕質(zhì)原料生產(chǎn)低碳烯烴的方法，在輕質(zhì)油催化裂化過程中形成的少量焦炭也不足以提供裝置所需熱量。因此常需采用向再生器噴入燃燒油(一般為柴油)的方法補充熱量。傳統(tǒng)的再生器噴燃燒油方法是在再生器床層適當(dāng)?shù)奈恢脗?cè)面用燃燒油噴嘴噴入，一般噴入柴油餾分，目前催化裂化裝置開工時噴燃燒油均采用這種方法。常規(guī)向再生器中噴入燃料油的方法存在的問題是燃料油噴入不均勻，容易造成床層局部的嚴(yán)重過熱現(xiàn)象，引起催化劑分子篩結(jié)構(gòu)的崩塌，加快催化劑的破損和失活。USP7153479公開了一種帶有“燃燒井”的催化劑再生器，該再生器中結(jié)合待生立管和待生塞閥設(shè)計的“燃燒井”，“燃燒井”設(shè)置于待生立管外部，與待生立管之間圍繞成一個環(huán)形空間，燃料油由噴嘴噴入該環(huán)形空間內(nèi)，與待生催化劑混合分配后，由燃燒井上部進(jìn)入再生器床層與含氧氣體接觸燃燒，通過額外噴入的燃料油燃燒為整個反應(yīng)再生系統(tǒng)補充熱量。上述為催化裂化裝置補充熱量的方法存在的問題是催化劑再生器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且僅適用于同軸式催化裂化裝置及采用待生塞閥的裝置型式，在工業(yè)實施中有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一是在現(xiàn)有催化裂化技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種補充反應(yīng)再生系統(tǒng)熱量以滿足反應(yīng)再生系統(tǒng)熱平衡的催化裂化催化劑再生方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之二是提供一種補充反應(yīng)再生系統(tǒng)熱量以滿足反應(yīng)再生系統(tǒng)熱平衡的催化裂化催化劑再生器。
本發(fā)明提供的補充催化裂化裝置熱量的方法，包括待生催化劑進(jìn)入再生器催化劑床層上部，燃料油進(jìn)入再生器催化劑床層中上部，含氧氣體經(jīng)主風(fēng)分布器引入再生器催化劑床層下部，燃料油和待生催化劑混合均勻后向下運動和含氧氣體接觸燃燒，燒焦再生后的再生催化劑經(jīng)再生催化劑斜管引出催化劑再生器，進(jìn)入催化裂化反應(yīng)器循環(huán)使用，燃燒反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體經(jīng)再生器頂部的煙氣出口排出裝置。本發(fā)明提供的方法的有益效果為本發(fā)明提供的補充催化裂化裝置熱量的方法，包括來自待生催化劑斜管的待生催化劑進(jìn)入再生器催化劑床層上部，燃料油進(jìn)入再生器催化劑床層中上部，含氧氣體經(jīng)主風(fēng)分布器引入再生器催化劑床層下部，燃料油和待生催化劑混合均勻后向下運動和含氧氣體接觸燃燒，燒焦再生后的再生催化劑經(jīng)再生催化劑斜管引出催化劑再生器，進(jìn)入催化裂化反應(yīng)器循環(huán)使用，燃燒反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體經(jīng)再生器頂部的煙氣出口排出裝置。本發(fā)明提供的催化裂化催化劑再生器，包括一個容納催化劑密相床的反應(yīng)器，連通催化劑密相床層和待生催化劑斜管的待生催化劑入口，連通催化劑密相創(chuàng)層和再生催化劑斜管的再生催化劑出口，以及反應(yīng)器頂部的煙氣出口，待生催化劑入口設(shè)置在再生器催化劑床層上部，再生器催化劑床層中上部設(shè)置燃料油進(jìn)口，主風(fēng)分布器設(shè)置在再生器催化劑床層下部，再生催化劑出口設(shè)置在再生器催化劑床層中下部。本發(fā)明提供的催化裂化催化劑再生器的有益效果為本發(fā)明提供的催化裂化催化劑再生器可用于反應(yīng)需熱量較大，而再生器燒焦放熱不能滿足反應(yīng)再生系統(tǒng)熱平衡的催化裂化過程。在需要在催化劑再生器中噴入燃料補熱時，可避免再生器中催化劑局部超溫過熱的現(xiàn)象。


附圖1為本發(fā)明提供的催化裂化催化劑再生方法和再生器結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為常規(guī)催化裂化催化劑再生器補熱示意圖。其中1_待生催化劑斜管，22-燃料油蒸汽分配管，21-燃料油蒸汽噴嘴，5、6_主風(fēng)分布器，7-再生催化劑斜管，8-燃料油管線，9-蒸汽管線。
具體實施例方式本發(fā)明提供的催化裂化催化劑再生方法是這樣具體實施的待生催化劑經(jīng)待生斜管進(jìn)入再生器催化劑床層上部，再生器催化劑床層中上部經(jīng)燃料油分配器或噴嘴引入燃料油，待生催化劑先與燃料油接觸混合均勻，燃料油均勻包覆在待生催化劑上，含氧氣體經(jīng)主風(fēng)分布器引入再生器催化劑床層下部，混合均勻的燃料油和待生催化劑與含氧氣體接觸燃燒，燒焦再生后的再生催化劑向下運動，經(jīng)催化劑再生器下部的再生催化劑出口，由再生催化劑斜管引出催化劑再生器，進(jìn)入催化裂化反應(yīng)器循環(huán)使用，燃燒反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體經(jīng)再生器頂部的煙氣出口排出裝置。本發(fā)明提供的方法中，所述的待生催化劑斜管是指由催化裂化反應(yīng)器到催化裂化催化劑再生器的待生催化劑輸送管道。所述的再生催化劑斜管是指由催化裂化催化劑再生器到催化裂化反應(yīng)器的再生催化劑輸送管道。本發(fā)明提供的方法中，所述的催化劑再生器的反應(yīng)溫度為600 780°C、優(yōu)選680 750°C，催化劑停留時間為I 12min、優(yōu)選3 6min。本發(fā)明提供的方法中，所述的燃料油進(jìn)入從下至上再生器催化劑床層料位的30 80%處，優(yōu)選40 60%處。本發(fā)明提供的方法中，所述的燃料油為重汽油、柴油、重油中的一種或幾種，優(yōu)選柴油、重油。所述的燃料油噴入的量可以由催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)熱平衡計算確定。本發(fā)明提供的方法中，待生催化劑進(jìn)入再生器從下至上催化劑密相床層料位的80 100%處，優(yōu)選95 100%處。本發(fā)明提供的方法中，所述的含氧氣體經(jīng)主風(fēng)分布器引入到再生器催化劑密相床層底部，使得含氧氣體均勻穿過催化劑密相床層。所述的主風(fēng)分布器可以是帶有孔縫的環(huán)管或支管，或帶孔縫的分布板等，本發(fā)明對此沒有限制。本發(fā)明提供的方法中，含氧氣體進(jìn)入再生器從下至上催化劑密相床層料位的O 10%處，優(yōu)選O 5%處。所述的含氧氣體的含氧量可以為15-30V%，優(yōu)選空氣。含氧氣體的噴入量通過監(jiān)測催化劑再生器頂部排出的煙氣中的氧含量決定，應(yīng)控制催化劑再生器排出煙氣中的氧過量，一般地，催化劑再生器頂部排出煙氣中的氧含量為O. 2 10v%、優(yōu)選為I 5v%?？梢岳迷诰€檢測儀器儀表或人工取樣分析的方法檢測煙氣中的氧氣含量。本發(fā)明提供的方法中，所述的催化劑再生器中的催化劑密相床中待生催化劑燒焦再生，再生后恢復(fù)活性的再生催化劑經(jīng)再生催化劑斜管引出催化劑再生器，進(jìn)入催化裂化反應(yīng)系統(tǒng)，再生催化劑出口設(shè)置在由下至上，催化劑密相床層料位的O 20%處，優(yōu)選O 10% 處。本發(fā)明提供的催化裂化催化劑再生器，包括一個容納催化劑密相床的反應(yīng)器，連通催化劑密相床層和待生催化劑斜管的的待生催化劑入口，連通催化劑密相床層和再生催化劑斜管的再生催化劑出口，以及反應(yīng)器頂部的煙氣出口，待生催化劑入口設(shè)置在再生器催化劑床層上部，再生器催化劑床層中上部設(shè)置燃料油進(jìn)口，主風(fēng)分布器設(shè)置在再生器催化劑床層下部，再生催化劑出口設(shè)置在再生器催化劑床層中下部。本發(fā)明提供的催化劑再生器中，所述的燃料油進(jìn)口為燃料油蒸汽噴嘴或燃料油分配管，所述的燃料油分配管為環(huán)管或支管形狀，在管壁的側(cè)下方向均勻開孔或縫。本發(fā)明提供的催化劑再生器中，所述的主風(fēng)分布器為為環(huán)形圓管，在圓管側(cè)面均勻開數(shù)個小孔，每個小孔中均焊接有短管式的氣體噴嘴，氣體分配器可以設(shè)置一層或多層。氣體分配器還可以是樹枝狀分布管或氣體分布板等其它形式。本發(fā)明提供的催化劑再生器中，所述的待生催化劑入口設(shè)置在從下至上再生器催化劑密相床層料位的80 100%處、優(yōu)選95 100%處。本發(fā)明提供的催化劑再生器中，所述的燃料油進(jìn)口設(shè)置在從下至上再生器催化劑密相床層料位的30 80%處、優(yōu)選40 60%處。本發(fā)明提供的催化劑再生器中，所述的含氧主風(fēng)分布器設(shè)置在再生器從下至上催化劑密相床層料位的O 10%處、優(yōu)選O 5%處。本發(fā)明提供的催化劑再生器中，所述的再生催化劑出口設(shè)置在從下至上催化劑密相床層料位的O 20%處、優(yōu)選O 10%處。下面結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明提供的催化裂化催化劑再生方法和再生器的具體內(nèi)容
附圖1為本發(fā)明提供的方法和再生器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，來自反應(yīng)沉降器的溫度為450 700°C的待生催化劑由待生催化劑斜管I由上部進(jìn)入催化劑再生器，燃料油蒸汽由燃料油蒸汽分配管22噴入再生器催化劑密相床層的中部，待生催化劑與燃料油蒸汽混合均勻后，進(jìn)入再生器催化劑密相床層，與含氧氣體分布器5、6來的含氧氣體接觸燃燒，待生催化劑燒焦恢復(fù)活性。溫度為650 780V的高溫再生催化劑經(jīng)設(shè)置于催化劑再生器催化劑密相床層底部的再生催化劑斜管7去催化裂化反應(yīng)器。含氧氣體分配器5、6可以是分布管或分布板等多種形式。附圖2為向催化劑再生器中噴入燃料油補熱的常規(guī)方法，一般地，將經(jīng)管線8來的燃料油和經(jīng)管線9來的蒸汽混合后經(jīng)噴嘴21噴入催化劑再生器的側(cè)壁內(nèi)。易造成燃料油噴入不均勻，容易造成床層局部的嚴(yán)重過熱現(xiàn)象，引起催化劑分子篩結(jié)構(gòu)的崩塌，加快催化劑的破損和失活。下面由實施例具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制?！嵤├蛯Ρ壤?，所用的催化劑商品號為MMC-2，由中石化催化劑公司齊魯催化劑分公司生產(chǎn)。所用的石腦油原料、燃料油取自中國石化燕山石化分公司煉油廠。實施例實施例說明本發(fā)明提供的補充催化裂化裝置熱量的方法和再生器的效果。以石腦油為原料經(jīng)催化裂化多產(chǎn)低碳烯烴，催化劑裂化催化劑為MMC-2，在中型提升管反應(yīng)器上進(jìn)行試驗，提升管反應(yīng)器的高度為5米，管內(nèi)徑為22毫米。再生器的結(jié)構(gòu)如附圖1所示，待生催化劑由待生劑斜管I進(jìn)入催化劑再生器中，柴油和蒸汽由燃料油分配管22噴入催化劑再生器中上部，待生催化劑與燃料油蒸汽混合均勻后，與含氧主風(fēng)分布器5、6來的含氧氣體接觸燃燒，待生催化劑燒焦恢復(fù)活性。高溫再生催化劑經(jīng)再生劑斜管7去提升管反應(yīng)器中循環(huán)使用。含氧主風(fēng)分布器5、6為兩層分布管的結(jié)構(gòu)。石腦油原料的性質(zhì)見表I，催化劑的性質(zhì)見表2,反應(yīng)-再生系統(tǒng)的操作條件和產(chǎn)品分布見表3。對比例對比例說明不補充熱量的催化裂化過程和效果。采用實施例其中的提升管反應(yīng)裝置，石腦油原料和催化劑同實施例1，所不同的是采用常規(guī)的再生器結(jié)構(gòu)，同時，再生器中不噴入燃料油補充熱量。石腦油原料的性質(zhì)見表1，催化劑的性質(zhì)見表2，反應(yīng)-再生系統(tǒng)的操作條件和產(chǎn)品分布見表3。由表3可見，因受熱平衡的限制，對比例的反應(yīng)溫度僅能達(dá)到550°C左右。采用本發(fā)明提供的方法，在再生器噴入燃料油以補充反應(yīng)熱量的不足，實施例的反應(yīng)溫度可達(dá)到6700C，產(chǎn)物分布得到了明顯的改善，其中乙烯、丙烯的產(chǎn)率均高于對比例，達(dá)到增產(chǎn)低碳烯烴的目的。表I石腦油原料性質(zhì)
密度(20°C )，g/cm3~ 0. 7358 蒸氣壓，kPa50. 0
族組成，w%
權(quán)利要求
1.一種催化裂化催化劑再生方法，其特征在于，待生催化劑進(jìn)入再生器催化劑床層上部，燃料油進(jìn)入再生器催化劑床層中上部，含氧氣體經(jīng)主風(fēng)分布器引入再生器催化劑床層下部，燃料油和待生催化劑混合均勻后向下運動和含氧氣體接觸燃燒，燒焦再生后的再生催化劑經(jīng)再生催化劑斜管引出催化劑再生器，進(jìn)入催化裂化反應(yīng)器循環(huán)使用，燃燒反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體經(jīng)再生器頂部的煙氣出口排出裝置。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的待生催化劑進(jìn)入再生器從下至上催化劑密相床層料位的80 100%處。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述的待生催化劑進(jìn)入再生器從下至上催化劑密相床層料位的95 100%處。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的燃料油進(jìn)入從下至上再生器催化劑床層料位的30 80%處。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所述的燃料油進(jìn)入從下至上再生器催化劑床層料位的40 60%處。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的含氧氣體進(jìn)入再生器從下至上催化劑密相床層料位的O 10%處。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其特征在于，所述的含氧氣體進(jìn)入再生器從下至上催化劑密相床層料位的O 5%處。
8.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，連通所述再生催化劑斜管和再生器的再生催化劑出口設(shè)置在從下至上催化劑密相床層料位的O 20%處。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于，所述的再生催化劑出口設(shè)置在從下至上催化劑密相床層料位的5 10%處。
10.按照權(quán)利要求1-9中的任一種方法，其特征在于，所述的催化劑再生器的再生溫度為600 780°C，催化劑停留時間為I 12min。
11.按照權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述的催化劑再生器的再生溫度為680 750°C，催化劑停留時間為3 6min。
12.按照權(quán)利要求1-9中任一種方法，其特征在于，所述的再生器頂部煙氣出口排出的氣體中的氧含量為O. 2 10v%。
13.按照權(quán)利要求12的方法，其特征在于，所述的再生器頂部煙氣出口排出的氣體中的氧含量為I 5v%。
14.按照權(quán)利要求1-9的任一種方法，其特征在于，所述的燃料油為重汽油、柴油、重油中的一種或幾種。
15.一種催化裂化催化劑再生器，其特征在于，包括一個容納催化劑密相床的反應(yīng)器， 連通催化劑密相床層和待生催化劑斜管的待生催化劑入口，連通催化劑密相床層和再生催化劑斜管的再生催化劑出口，以及反應(yīng)器頂部的煙氣出口，待生催化劑入口設(shè)置在再生器催化劑床層上部，再生器催化劑床層中上部設(shè)置燃料油進(jìn)口，主風(fēng)分布器設(shè)置在再生器催化劑床層下部，再生催化劑出口設(shè)置在再生器催化劑床層中下部。
16.按照權(quán)利要求15的催化劑再生器，其特征在于，所述的待生催化劑入口設(shè)置在從下至上再生器催化劑密相床層料位的80 100%處。
17.按照權(quán)利要求15的催化劑再生器，其特征在于，所述的燃料油進(jìn)口設(shè)置在從下至上再生器催化劑密相床層料位的30 80%處。
18.按照權(quán)利要求15的催化劑再生器，其特征在于，所述的主風(fēng)分布器設(shè)置在再生器從下至上催化劑密相床層料位的O 10%處。
19.按照權(quán)利要求15的催化劑再生器，其特征在于，所述的再生催化劑出口設(shè)置在從下至上催化劑密相床層料位的O 20%處。
全文摘要
一種催化裂化催化劑再生方法及設(shè)備，來自待生催化劑斜管的待生催化劑進(jìn)入再生器催化劑床層上部，燃料油進(jìn)入再生器催化劑床層中上部，含氧氣體經(jīng)主風(fēng)分布器引入再生器催化劑床層下部，燃料油和待生催化劑混合均勻后向下運動和含氧氣體接觸燃燒，燒焦再生后的再生催化劑經(jīng)再生催化劑斜管引出催化劑再生器，進(jìn)入催化裂化反應(yīng)器循環(huán)使用，燃燒反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體經(jīng)再生器頂部的煙氣出口排出裝置。本發(fā)明提供的方法和再生器可以避免燃料油噴入局部不均勻，燃燒后導(dǎo)致局部過熱超溫的現(xiàn)象。可用于反應(yīng)需熱量較大，而再生器燒焦放熱不能滿足反應(yīng)再生系統(tǒng)熱平衡的催化裂化過程。
文檔編號B01J38/30GK102989527SQ20111027263
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者常學(xué)良, 魏曉麗, 張久順, 楊克勇 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院