專利名稱：一種不同失活程度催化劑的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不同失活程度催化劑的分離方法，具體地說(shuō)涉及一種不同失活程度的沸騰床渣油加氫催化劑的分離方法。
背景技術(shù)：
重油深度加工是緩解石油資源不足的途徑之一，而重油加氫技術(shù)是解決重油深加工最有效的方法?，F(xiàn)有的重油加氫技術(shù)分為固定床加氫處理、沸騰床加氫裂化、懸浮床加氫裂化和移動(dòng)床加氫處理技術(shù)四種類型。其中固定床加氫處理技術(shù)相對(duì)最為成熟，應(yīng)用最為廣泛。但其對(duì)原料的適應(yīng)性較差而局限性日漸突出。沸騰床渣油加氫裂化技術(shù)具有對(duì)原料油適應(yīng)性強(qiáng)、反應(yīng)器內(nèi)基本無(wú)壓降、溫度分布均勻、傳質(zhì)和傳熱良好、催化劑可在線加入和排出、催化劑利用率高、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)、裝置操作靈活等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)得到不斷的發(fā)展。在沸騰床加氫處理過(guò)程中，原料油和氫氣從反應(yīng)器底部以一定的速度進(jìn)入反應(yīng)器，使反應(yīng)器內(nèi)的催化劑處于膨脹狀態(tài)。為了維持一定的反應(yīng)活性，需要不斷地或定期地卸出一部分失活的催化劑，同時(shí)加入一部分新鮮的催化劑。這就造成催化劑床層中含有不同金屬和炭沉積的催化劑，在反應(yīng)器中停留時(shí)間較短的催化劑只有少量的金屬和炭沉積，從而具有較高的活性，而這樣的催化劑粒子會(huì)由于反應(yīng)器的劇烈返混而被卸出，從而造成催化劑的浪費(fèi)。對(duì)不同失活程度的催化劑進(jìn)行分離，使未失活或失活程度較輕的催化劑回收重新使用，可以減少催化劑損失，大大降低催化劑的使用費(fèi)用。US5209840公開了用空氣淘析分離方法從廢的催化劑粒子中將活性催化劑粒子分離出來(lái)的方法。將從沸騰床最后的反應(yīng)器卸出失活的催化劑送入汽提單元，洗滌催化劑，除去催化劑上的油。然后將汽提后的催化劑送入空氣淘析單元，用具有足夠速度的向上的空氣流化催化劑床層，使其膨脹，從而將不同失活程度的催化劑分開，高活性、低污染的催化劑在上層，而低活性、高污染的催化劑在下層。該方法分離的效率不高，且操作難于控制。US5147527公開了一種高金屬污染的催化劑用磁性分離方法分離為低金屬含量、 中度金屬污染和高金屬含量以及活性催化劑的方法。將卸出的裂化催化劑汽提后，燒炭再生，之后送入一個(gè)導(dǎo)電傳送帶去除靜電荷，然后送入有磁強(qiáng)度梯度的高磁區(qū)，對(duì)催化劑進(jìn)行分離，足夠的磁場(chǎng)強(qiáng)度和一定的傳送速度可以使催化劑實(shí)現(xiàn)分離，低磁性的粒子進(jìn)入第一個(gè)容器，這部分粒子高活性、低金屬。高磁性的粒子進(jìn)入第二個(gè)容器，這部分粒子低活性、高金屬。將高活性催化劑還原再生，送回反應(yīng)器再利用。但該方法需要將所有的催化劑燒炭再生之后才可以進(jìn)行分離，過(guò)程復(fù)雜。US5171423公開了一種F⑶催化劑的分離工藝，該方法為旋風(fēng)分離方法，第一步是使結(jié)焦的FCC催化劑和烴類原料分離，第二步是使結(jié)焦的催化劑和催化劑粉末分離。該方法只能分離催化劑密度和粒度差異大的催化劑和催化劑粉末。加拿大專利CA1159402是利用催化劑粒子的密度差異通過(guò)輕烴或水的流化來(lái)回收使用過(guò)、被污染的催化劑，該工藝適合處理從流化床或沸騰床卸出的催化劑，低密度的催化劑除去輕烴后通過(guò)燒炭再生，送回反應(yīng)器；高密度的催化劑通過(guò)處理，回收沉積的金屬。該方法需要使用大量的水或輕烴，雖然可以循環(huán)使用，但過(guò)程較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種方法，提供一種不同失活程度催化劑的分離方法。分離使用過(guò)的有炭沉積和硫及各種金屬污染的沸騰床渣油加氫催化劑，將高活性、低污染的催化劑進(jìn)行回收、再利用。本發(fā)明方法具有可連續(xù)進(jìn)行、操作靈活等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明不同失活程度催化劑的分離方法包括如下內(nèi)容1、去除卸出催化劑上的油，使催化劑呈自由流動(dòng)狀態(tài)；2、分離不同失活程度的催化劑，設(shè)置垂直的恒速分離通道，待分離催化劑從垂直恒速分離通道的中上部用斜向下方向的支管引入，空氣從垂直恒速分離通道的下部用斜向上方的支管引入，垂直的恒速分離通道頂部出口與旋風(fēng)分離器連通，旋風(fēng)分離器回收的物料為失活程度輕的催化劑，垂直恒速分離通道底部回收的物料為失活程度重的催化劑，確定空氣流速和待分離催化劑的流速，使從旋風(fēng)分離器回收的物料占待分離催化劑重量的 5% 85%，優(yōu)選為20% 70%。本發(fā)明方法中，垂直的恒速分離通道為直筒結(jié)構(gòu)，根據(jù)裝置的規(guī)模設(shè)置直徑和高度，如恒速分離通道為內(nèi)徑為IOmm 30mm，優(yōu)選為15mm 25mm，長(zhǎng)度為50mm 1000mm。 恒速分離通道可以設(shè)置一根，也可以根據(jù)需要設(shè)置并列的多根。本發(fā)明分離方法分離的催化劑為渣油沸騰床加氫處理催化劑，沸騰床加氫處理催化劑由于操作時(shí)處于完全返混狀態(tài)，造成在線排出催化劑的失活程度不同，可以采用本發(fā)明方法進(jìn)行分離。渣油沸騰床加氫處理催化劑為有規(guī)則幾何形狀的催化劑，優(yōu)選為球形，顆粒直徑為0. 08mm 1. 50mm,優(yōu)選為0. Imm 1. 20mm。催化劑為負(fù)載型催化劑，活性金屬組分Mo、Ni、Co、W等負(fù)載在A1203、TiO2、粘土等載體上。本發(fā)明方法中，去除卸出催化劑上油的方法可以是本領(lǐng)域常規(guī)方法，一種具體方法如下從沸騰床各級(jí)反應(yīng)器卸出的催化劑，首先送到催化劑汽提單元，先用烴類溶劑洗滌，除去催化劑表面附著的重油。這些烴類溶劑可以是煤油、石腦油、甲苯、戊烷等以及它們的混合物。然后將初步洗滌的催化劑用甲苯、乙醇、石油醚等溶劑或混合溶劑進(jìn)行汽提，徹底去除催化劑孔內(nèi)的油，然后真空干燥使催化劑達(dá)到自由流動(dòng)的狀態(tài)。本發(fā)明方法中，由于不同失活程度催化劑之間存在密度差，可以用本發(fā)明方法進(jìn)行分離，將失活程度較輕的催化劑回收加以再利用，將失活程度較重的催化劑處理、回收活性金屬。本發(fā)明方法用于分離不同失活程度催化劑的密度差>0.08kg/m3，優(yōu)選為> 0. 13kg/m3，即失活程度重催化劑的密度比失活程度輕催化劑的密度> 0. 08kg/m3，優(yōu)選為> 0. 13kg/m30本發(fā)明方法中，采用適宜的分離裝置，處理沸騰床加氫處理過(guò)程排出的催化劑，可以使其中失活程度輕的催化劑與失活程度重的催化劑進(jìn)行有效分離，分離過(guò)程連續(xù)進(jìn)行， 分離操作靈活，可以根據(jù)需要，設(shè)定靈活的分離比例，獲得所需性能的失活程度輕的催化劑。本發(fā)明方法可以使不同失活程度的催化劑得以分離，未失活的或失活程度較輕的催化劑可以回收重新使用，從而減少催化劑損失，降低催化劑使用費(fèi)用。
具體實(shí)施方式
將抽提處理后的催化劑加入到分離裝置的加料斗中，根據(jù)需要設(shè)定適宜的加料、 出料速度和風(fēng)速，將不同失活程度的催化劑分離成密度較低、失活程度較輕的催化劑和密度較高、失活程度重的催化劑。可以先通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定失活程度輕的催化劑的使用性能，然后確定分離比例。操作時(shí)，加料速度和風(fēng)速要保持恒定，以保證分離效果。恒速分離通道指的即是加料速度和風(fēng)速恒定。分離裝置的加料斗位于恒速分離通道的斜上方，當(dāng)待分離物料進(jìn)入恒速分離通道的同時(shí)，具有一定速度的空氣由下而上通過(guò)，不同密度的顆粒物料在不同風(fēng)速條件下可以實(shí)現(xiàn)平衡懸浮，物料的密度是與平衡懸浮的風(fēng)速一一對(duì)應(yīng)的，這樣密度低的顆粒在上部進(jìn)入旋風(fēng)分離系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)顆粒與空氣的分離，密度低的顆粒就被分離出來(lái)。密度大的顆粒在恒速分離通道中逐漸沉降，從下部的出料口流出，從而實(shí)現(xiàn)不同密度顆粒的分離。本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)包括一是不同失活程度的催化劑分離前必須進(jìn)行抽提處理， 保證失活催化劑可以呈自由流動(dòng)狀態(tài)。二是不同失活程度的催化劑分離加料速度要與風(fēng)速相配合，保證分離的效率。下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)特征，但不局限于實(shí)施例。實(shí)施例1用甲苯和乙醇1 1的混合物抽提不同失活程度的催化劑，使催化劑可以自由流動(dòng)，分別稱取不同失活程度的催化劑各20克，失活程度輕的催化劑的密度是0. 68克/毫升，失活程度重的催化劑的密度是0. 90克/毫升，將二者混合均勻，將物料加入到分離裝置的加料斗中，分離此密度差的催化劑顆粒，選擇的恒速分離通道長(zhǎng)度為1000mm，設(shè)定加料速度和風(fēng)速進(jìn)行分離。稱取分離后的密度低的催化劑，重量為13. 8克，分離效率為69. 0%。實(shí)施例2用甲苯和乙醇1 1的混合物抽提不同失活程度的催化劑，使催化劑可以自由流動(dòng)，分別稱取不同失活程度的催化劑各20克，失活程度輕的催化劑的密度是0. 68克/毫升，失活程度重的催化劑的密度是1. 17克/毫升，將二者混合均勻，將物料加入到分離裝置的加料斗中，分離此密度差的催化劑顆粒，選擇的恒速分離通道長(zhǎng)度為200mm，設(shè)定加料速度和風(fēng)速進(jìn)行分離。稱取分離后的密度低的催化劑，重量為15. 2克，分離效率為76. 0%。實(shí)施例3用甲苯和乙醇1 1的混合物抽提從沸騰床反應(yīng)器卸出的不同失活程度的催化劑，使催化劑可以自由流動(dòng)，稱取不同失活程度的催化劑200克，將物料加入到分離裝置的加料斗中，選擇的恒速分離通道長(zhǎng)度為1000mm，設(shè)定加料速度和風(fēng)速進(jìn)行分離，得到失活程度輕的催化劑75克，密度為0. 71克/毫升，得到的失活程度重的催化劑的密度為1. 02克 /毫升。將分離后的催化劑分別進(jìn)行燒炭再生處理，并在實(shí)驗(yàn)室對(duì)其進(jìn)行高壓釜評(píng)價(jià)，和對(duì)應(yīng)的新鮮催化劑活性進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表1。表1分離出的不同密度催化劑的加氫性能
權(quán)利要求
1.一種不同失活程度催化劑的分離方法，包括如下內(nèi)容去除卸出催化劑上的油，使催化劑呈自由流動(dòng)狀態(tài)；分離不同失活程度的催化劑，其特征在于設(shè)置垂直的恒速分離通道，待分離催化劑從垂直恒速分離通道的中上部用斜向下方向的支管引入，空氣從垂直恒速分離通道的下部用斜向上方的支管引入，垂直的恒速分離通道頂部出口與旋風(fēng)分離器連通，旋風(fēng)分離器回收的物料為失活程度輕的催化劑，垂直恒速分離通道底部回收的物料為失活程度重的催化劑，確定空氣流速和待分離催化劑的流速，使從旋風(fēng)分離器回收的物料占待分離催化劑重量的5% 85%。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于使從旋風(fēng)分離器回收的物料占待分離催化劑重量的20% 70%。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于垂直的恒速分離通道為直筒結(jié)構(gòu)，恒速分離通道為內(nèi)徑為IOmm 30mm，優(yōu)選為15mm 25mm，長(zhǎng)度為50mm 1000mm。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于垂直的恒速分離通道為的內(nèi)徑為15mm 25mm0
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于恒速分離通道設(shè)置一根，或者設(shè)置并列的多根。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于催化劑為渣油沸騰床加氫處理催化劑，渣油沸騰床加氫處理催化劑為有規(guī)則幾何形狀的催化劑。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于催化劑為渣油沸騰床加氫處理催化劑為球形，顆粒直徑為0. 08mm 1. 50mm。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于渣油沸騰床加氫處理催化劑的球形顆粒直徑為0. Imm 1. 20mm。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于失活程度重催化劑的密度比失活程度輕催化劑的密度> 0. 08kg/m3。
10.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于失活程度重催化劑的密度比失活程度輕催化劑的密度> 0. 13kg/m3。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種不同失活程度催化劑的分離方法，首先去除卸出催化劑上的油，使催化劑呈自由流動(dòng)狀態(tài)；分離不同失活程度的催化劑，設(shè)置垂直的恒速分離通道，待分離催化劑從垂直恒速分離通道的中上部用斜向下方向的支管引入，空氣從垂直恒速分離通道的下部用斜向上方的支管引入，垂直的恒速分離通道頂部出口與旋風(fēng)分離器連通，旋風(fēng)分離器回收的物料為失活程度輕的催化劑，垂直恒速分離通道底部回收的物料為失活程度重的催化劑。本發(fā)明方法可以將高活性、低污染的催化劑進(jìn)行回收、再利用，本發(fā)明方法可連續(xù)進(jìn)行、操作靈活，最適宜的渣油沸騰床加氫處理過(guò)程排出催化劑的分離。
文檔編號(hào)B07B4/02GK102441527SQ201010509289
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者劉杰, 孫素華, 方向晨, 朱慧紅, 楊光 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院