專利名稱：一種逆流移動床重整工藝裝置及其催化劑輸送方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油化工加工過程的重整工藝，特別是涉及一種逆流移動床重整工藝催化劑從低壓反應(yīng)器向高壓反應(yīng)器輸送的裝置和方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有已經(jīng)工業(yè)化的連續(xù)重整工藝，反應(yīng)物料從第一反應(yīng)器依次流到最末反應(yīng)器， 在各反應(yīng)器中的催化劑上進(jìn)行反應(yīng)。催化劑在各反應(yīng)器間的移動方向是與反應(yīng)物料一致的，即再生過的高活性催化劑按反應(yīng)物流的順序先進(jìn)入第一反應(yīng)器，然后依次通過第二反應(yīng)器，第三反應(yīng)器直到最末反應(yīng)器，從第一反應(yīng)器到最末反應(yīng)器壓力逐漸下降，從最末反應(yīng)器出來的催化劑活性較低，被送到再生器中進(jìn)行再生，再生后的催化劑再提升到第一反應(yīng)器完成催化劑的循環(huán)。各反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)與催化劑活性不相匹配。在催化劑循環(huán)輸送過程中，催化劑從第一反應(yīng)器到最末反應(yīng)器都是從高壓向低壓提升輸送，在循環(huán)回路的某一點上，催化劑要從低壓區(qū)提升到高壓區(qū)。根據(jù)不同的工藝，當(dāng)再生器壓力高于最末反應(yīng)器壓力時，催化劑從最末反應(yīng)器向再生器的輸送就是從高壓向低壓的輸送。反之，當(dāng)再生器壓力低于最末反應(yīng)器壓力時，催化劑從再生器向第一反應(yīng)器的輸送就是從低壓向高壓的輸送。為了實現(xiàn)反再系統(tǒng)之間催化劑從低壓向高壓的輸送，現(xiàn)有已經(jīng)工業(yè)化的技術(shù)都在反再之間設(shè)置了復(fù)雜的“閉鎖料斗系統(tǒng)”，如圖1所示。本申請人于1998年申請的專利號為ZL98117972. X，名稱為〈多個反應(yīng)器逆流移動床催化轉(zhuǎn)化工藝 > 的逆流移動床重整工藝專利，通過改變催化劑在多個移動床反應(yīng)器之間的流向來克服現(xiàn)有已經(jīng)工業(yè)化的技術(shù)中各反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)與催化劑活性不相匹配的缺點，從而優(yōu)化反應(yīng)條件，提高產(chǎn)品收率。并且通過改變催化劑在多個移動床反應(yīng)器之間的流向，使得催化劑從反應(yīng)區(qū)向再生區(qū)的輸送以及從再生區(qū)向反應(yīng)區(qū)的輸送都是從高壓向低壓的輸送，而在反應(yīng)器之間是從后面的低壓反應(yīng)器向前面的高壓反應(yīng)器輸送，把催化劑輸送循環(huán)回路上的逆壓差分散在各個反應(yīng)器之間。其工藝過程如圖2所示，反應(yīng)物流(烴和氫)依次通過換熱器1、第一加熱爐2、第一反應(yīng)器3、第二加熱爐4、第二反應(yīng)器5、第三加熱爐6、第三反應(yīng)器7、第四加熱爐8、第四反應(yīng)器9、換熱器1進(jìn)入后續(xù)反應(yīng)分離設(shè)備。再生后催化劑用輸送器10提升到料斗11后進(jìn)入第四反應(yīng)器9，然后依次通過輸送器12、料斗13、第三反應(yīng)器7、輸送器14、料斗15、第二反應(yīng)器5、輸送器16、料斗17、第一反應(yīng)器3、輸送器18、料斗19、再生器20、再到輸送器10，構(gòu)成催化劑循環(huán)。本發(fā)明專利申請正是本申請人在催化劑輸送方面，對上述發(fā)明專利的進(jìn)一步完
業(yè)
口 ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于進(jìn)一步完善逆流移動床重整工藝催化劑從低壓反應(yīng)器向高壓反應(yīng)器輸送的方法，不采用設(shè)置在反再系統(tǒng)之間的“閉鎖料斗系統(tǒng)”，簡化流程，節(jié)省投資。本發(fā)明之一的逆流移動床重整工藝裝置是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
本發(fā)明的工藝裝置，包括催化劑再生系統(tǒng)，多級重整反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述的逆流移動床重整工藝裝置包括由緩沖料斗、上部料斗、密封料腿、重整反應(yīng)器、下部料斗和管線組成的料封系統(tǒng)；所述的每一級重整反應(yīng)器的上部設(shè)有一個緩沖料斗和一個上部料斗；緩沖料斗高于上部料斗，緩沖料斗與上部料斗之間是長度為10 30米的催化劑密封料腿；所述的每一級重整反應(yīng)器的下部設(shè)有一個下部料斗，每一個下部料斗與前一級重整反應(yīng)器的緩沖料斗連接。所述的催化劑再生系統(tǒng)自上而下由分離料斗、催化劑計量罐、催化劑再生器、再生器下部料斗30、氮封罐31、再生催化劑提升器10組成；所述的分離料斗連接第一級重整反應(yīng)器的下部料斗，所述的再生催化劑提升器10 連接第四級重整反應(yīng)器的上部的緩沖料斗。本發(fā)明之二的重整工藝裝置的逆流移動床重整工藝催化劑輸送方法，其特征在于催化劑在各反應(yīng)器之間的流動方向與反應(yīng)物流的流動方向相反，催化劑從低壓反應(yīng)器向高壓反應(yīng)器逆差壓連續(xù)輸送。所述的催化劑逆差壓的輸送是靠料封系統(tǒng)實現(xiàn)的；所述的緩沖料斗的壓力低于上部料斗的壓力，上部料斗的壓力略高于本級反應(yīng)器；在上部料斗中注入氫氣，氫氣既向下流入反應(yīng)器以阻止反應(yīng)物流到上部料斗，又經(jīng)催化劑密封料腿向上流入緩沖料斗以提供從緩沖料斗到上部料斗的逆差壓。催化劑從后一個反應(yīng)器向前一個反應(yīng)器的提升輸送需克服的逆差壓為0. 04 0. IlOMPa 左右。所述的重整反應(yīng)系統(tǒng)的級數(shù)為3 4級。以4級重整反應(yīng)系統(tǒng)為例再生后的催化劑用氫氣從再生催化劑提升器(10)提升到四反緩沖料斗(11)后， 經(jīng)催化劑密封料腿(35)、還原罐04)進(jìn)入第四反應(yīng)器(9)，經(jīng)四反下部料斗( )，用氫氣由四反提升器(1 提升至三反緩沖料斗(13)，經(jīng)過催化劑密封料腿(34)，再經(jīng)過三反上部料斗03)進(jìn)入第三反應(yīng)器(7)，然后依次經(jīng)過三反下部料斗08)、三反提升器(14)、二反緩沖料斗(15)、催化劑密封料腿(33)、二反上部料斗02)、第二反應(yīng)器(5)、二反下部料斗(XT)、 二反提升器(16)、一反緩沖料斗(17)、催化劑密封料腿(32)、一反上部料斗、第一反應(yīng)器(3)、一反下部料斗( )、一反提升器(18)、分離料斗(19)、催化劑計量罐(25)、再生器 (20)、再生器下部料斗(30)、氮封罐(31)，再到再生催化劑提升器(10)，構(gòu)成催化劑循環(huán)。綜上所述，這種逆流移動床重整工藝催化劑輸送方法，催化劑在各反應(yīng)器之間的流動方向與反應(yīng)物流的流動方向相反，催化劑從低壓反應(yīng)器向高壓反應(yīng)器逆差壓連續(xù)輸送，由于前后反應(yīng)器的壓力不同，前邊高后面低，催化劑從后一個反應(yīng)器向前一個反應(yīng)器的提升輸送需克服0. 04 0. IlOMI5a左右的逆差壓。本發(fā)明的特征在于這一催化劑的逆差壓的輸送是靠料封系統(tǒng)實現(xiàn)的。所述的料封系統(tǒng)就是在每個反應(yīng)器的上部設(shè)有一個緩沖料斗和一個上部料斗；緩沖料斗高于上部料斗，緩沖料斗與上部料斗之間是長度為10 30米的催化劑密封料腿，緩沖料斗的壓力低于上部料斗的壓力，上部料斗的壓力略高于本級反應(yīng)器的壓力，在上部料斗中注入氫氣，氫氣既向下流入反應(yīng)器以阻止反應(yīng)物流到上部料斗，又經(jīng)催化劑密封料腿向上流入緩沖料斗以提供從緩沖料斗到上部料斗的逆差壓。由于逆流移動床重整工藝通過改變催化劑在多個移動床反應(yīng)器之間的流向來克服現(xiàn)有技術(shù)中各反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)與催化劑活性不相匹配的缺點，從而優(yōu)化反應(yīng)條件， 提高產(chǎn)品收率。并且通過改變催化劑在多個移動床反應(yīng)器之間的流向，使得催化劑從反應(yīng)區(qū)向再生區(qū)的輸送以及從再生區(qū)向反應(yīng)區(qū)的輸送都是從高壓向低壓的輸送，而在反應(yīng)器之間是從后面的低壓反應(yīng)器向前面的高壓反應(yīng)器輸送，把催化劑輸送循環(huán)回路上的逆壓差分散在各個反應(yīng)器之間，不采用設(shè)置在反再系統(tǒng)之間的“閉鎖料斗系統(tǒng)”。注入上部料斗的氫氣既向下流入反應(yīng)器以阻止反應(yīng)物流到上部緩沖料斗，又向上流入緩沖料斗以提供從緩沖料斗到上部料斗的逆差壓。這一逆差壓即為后一個反應(yīng)器至本反應(yīng)器的逆差壓。該料封系統(tǒng)產(chǎn)生的逆差壓與料腿的料封高度L成正比?？稍O(shè)定料封的高度使之產(chǎn)生的的逆差壓與兩個反應(yīng)器之間的壓力降相匹配，就可實現(xiàn)催化劑由低壓的上部高位緩沖料斗向高壓的反應(yīng)器的連續(xù)流動。本發(fā)明的效果是采用逆流移動床重整工藝，新鮮物料進(jìn)入前端反應(yīng)器中，在活性較低的催化劑進(jìn)行容易的反應(yīng)，使反應(yīng)不致過于劇烈。反應(yīng)物料進(jìn)入后端反應(yīng)器中進(jìn)行難于進(jìn)行的反應(yīng)時與其接觸的是剛再生過的活性較高的催化劑，有利于推動反應(yīng)的進(jìn)行。進(jìn)入最末反應(yīng)器的剛再生過的催化劑上的積碳量為0，活性最高，通過各反應(yīng)器活性逐步下降，從第一反應(yīng)器出來的催化劑上的積碳量為3 5%，活性最低。因此，與現(xiàn)有的連續(xù)重整技術(shù)相比，達(dá)到同樣反應(yīng)深度的床層平均溫度可以降低，從而減少了加氫裂化副反應(yīng)，預(yù)計可以提高重整油收率約1 %。按一套規(guī)模為60萬噸/年的催化重整裝置估算，年增產(chǎn)汽油約6000噸，年增效益約1000萬元。由于反應(yīng)器催化劑床層平均反應(yīng)溫度降低，催化劑活性也可延長。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述圖1是現(xiàn)有已經(jīng)工業(yè)化的連續(xù)重整工藝催化劑循環(huán)系統(tǒng)示意2是專利號為ZL98117972. X的多個反應(yīng)器逆流移動床催化轉(zhuǎn)化工藝流程示意3是本發(fā)明的逆流移動床重整工藝催化劑循環(huán)系統(tǒng)示意圖
具體實施例方式如圖3所示，這種逆流移動床重整工藝催化劑輸送方法，催化劑在各反應(yīng)器之間的流動方向與反應(yīng)物流的流動方向相反，催化劑從低壓反應(yīng)器向高壓反應(yīng)器逆差壓連續(xù)輸送，由于前后反應(yīng)器的壓力不同，前邊高后面低，催化劑從后一個反應(yīng)器向前一個反應(yīng)器的提升輸送需克服0. 04 0. IlOMI5a左右的逆差壓。本發(fā)明的特征在于這一催化劑的逆差壓的輸送是靠料封系統(tǒng)實現(xiàn)的。所述的料封系統(tǒng)就是在每個反應(yīng)器的上部設(shè)有一個緩沖料斗17，15，13和一個上部料斗21，22，23 ；緩沖料斗17，15，13高于上部料斗21，22，23，緩沖料斗17，15，13與上部料斗21，22，23之間是長度為10 30米的催化劑密封料腿32，33， 34，緩沖料斗17，15，13的壓力低于上部料斗21，22，23的壓力，上部料斗21，22，23的壓力略高于本級反應(yīng)器3，5，7的壓力，在上部料斗21，22，23中注入氫氣，氫氣既向下流入反應(yīng)器3，5，7以阻止反應(yīng)物流到上部料斗21，22，23，又經(jīng)催化劑密封料腿32，33，34向上流入緩沖料斗17，15，13，以提供從緩沖料斗到上部料斗的逆差壓。如圖3所示，這種逆流移動床重整工藝催化劑循環(huán)系統(tǒng)的詳細(xì)工藝過程如下再生后的催化劑用再生催化劑提升器10提升到四反緩沖料斗11后，經(jīng)催化劑密封料腿35、還原罐M進(jìn)入第四反應(yīng)器9，經(jīng)四反下部料斗四由四反提升器12提升至三反緩沖料斗13，經(jīng)過催化劑密封料腿34，再經(jīng)過三反上部料斗23進(jìn)入第三反應(yīng)器7，然后依次經(jīng)過三反下部料斗觀、三反提升器14、二反緩沖料斗15、催化劑密封料腿33、二反上部料斗 22、第二反應(yīng)器5、二反下部料斗27、二反提升器16、一反緩沖料斗17、催化劑密封料腿32、 一反上部料斗21、第一反應(yīng)器3、一反下部料斗沈、一反提升器18、分離料斗19、催化劑計量罐25、再生器20、再生器下部料斗30、氮封罐31，再到再生催化劑提升器10，構(gòu)成催化劑循環(huán)。
實施例如圖3所示，C6 C7石腦油烴類在氫氣環(huán)境中進(jìn)行環(huán)烷脫氫、烷烴環(huán)化脫氫、異構(gòu)化及加氫裂化等反應(yīng)，反應(yīng)條件為壓力0. 3 0. 8MPa，溫度400 550°C。反應(yīng)物料(石腦油和氫氣混合物)經(jīng)換熱器1換熱后，通過加熱爐2加熱，然后進(jìn)入第一重整反應(yīng)器3， 由于反應(yīng)吸熱溫度降低，送入加熱爐4加熱后進(jìn)入第二重整反應(yīng)器5，然后依次通過加熱爐 6，第三反應(yīng)器7，加熱爐8，第四反應(yīng)器9，然后再與進(jìn)料在換熱器1中換熱后去后續(xù)分離設(shè)備。再生后的催化劑用再生催化劑提升器10提升到四反緩沖料斗11后，經(jīng)催化劑密封料腿35、還原罐M進(jìn)入第四反應(yīng)器9，經(jīng)四反下部料斗四由四反提升器12提升至三反緩沖料斗13，經(jīng)過催化劑密封料腿34，再經(jīng)過三反上部料斗23進(jìn)入第三反應(yīng)器7，然后依次經(jīng)過三反下部料斗觀、三反提升器14、二反緩沖料斗15、催化劑密封料腿33、二反上部料斗 22、第二反應(yīng)器5、二反下部料斗27、二反提升器16、一反緩沖料斗17、催化劑密封料腿32、 一反上部料斗21、第一反應(yīng)器3、一反下部料斗沈、一反提升器18、分離料斗19、催化劑計量罐25、再生器20、再生器下部料斗30、氮封罐31，再到再生催化劑提升器10，構(gòu)成催化劑循環(huán)。反應(yīng)物料在前端反應(yīng)器中主要進(jìn)行反應(yīng)速率較快的環(huán)烷脫氫反應(yīng)，雖然與其接觸的催化劑活性較低，對完成反應(yīng)不會有影響，相反，由于在此進(jìn)行的脫氫反應(yīng)不象現(xiàn)有已經(jīng)工業(yè)化的連續(xù)重整技術(shù)那樣激烈，反應(yīng)器上下溫差小，催化劑的作用更能得到充分發(fā)揮。反應(yīng)物料在后端反應(yīng)器中主要進(jìn)行烷烴環(huán)化脫氫及異構(gòu)化等反應(yīng)。反應(yīng)速率較低，熱效應(yīng)又少，床層反應(yīng)溫度較高，與剛再生過的活性較高的催化劑接觸，可以降低床層平均溫度約 5°C，從而可以減少加氫裂化等附反應(yīng)，與現(xiàn)有已經(jīng)工業(yè)化的連續(xù)重整技術(shù)相比可增加產(chǎn)品收率約1%，并可減少催化劑上的積碳，延長催化劑的壽命。
權(quán)利要求
1.一種逆流移動床重整工藝裝置，包括催化劑再生系統(tǒng)，多級重整反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述的逆流移動床重整工藝裝置包括由緩沖料斗、上部料斗、密封料腿、重整反應(yīng)器、 下部料斗和管線組成的料封系統(tǒng)；所述的每一級重整反應(yīng)器的上部設(shè)有一個緩沖料斗和一個上部料斗；緩沖料斗高于上部料斗，緩沖料斗與上部料斗之間是長度為10 30米的催化劑密封料腿(32，33，34)；所述的每一級重整反應(yīng)器的下部設(shè)有一個下部料斗，每一個下部料斗與前一級重整反應(yīng)器的緩沖料斗連接。
2.如權(quán)利要求1的逆流移動床重整工藝裝置，其特征在于所述的催化劑再生系統(tǒng)自上而下由分離料斗、催化劑計量罐、催化劑再生器、再生器下部料斗30、氮封罐31、再生催化劑提升器10組成；所述的分離料斗連接第一級重整反應(yīng)器的下部料斗，所述的再生催化劑提升器10連接第四級重整反應(yīng)器的上部的緩沖料斗。
3.如權(quán)利要求1或2所述的重整工藝裝置的逆流移動床重整工藝催化劑輸送方法，其特征在于催化劑在各反應(yīng)器之間的流動方向與反應(yīng)物流的流動方向相反，催化劑從低壓反應(yīng)器向高壓反應(yīng)器逆差壓連續(xù)輸送。
4.如權(quán)利要求3所述的重整工藝裝置的逆流移動床重整工藝催化劑輸送方法，其特征在于所述的催化劑逆差壓的輸送是靠料封系統(tǒng)實現(xiàn)的；所述的緩沖料斗的壓力低于上部料斗的壓力，上部料斗的壓力略高于本級反應(yīng)器；在上部料斗中注入氫氣，氫氣既向下流入反應(yīng)器以阻止反應(yīng)物流到上部料斗，又經(jīng)催化劑密封料腿向上流入緩沖料斗以提供從緩沖料斗到上部料斗的逆差壓。
5.如權(quán)利要求3所述的重整工藝裝置的逆流移動床重整工藝催化劑輸送方法，其特征在于催化劑從后一個反應(yīng)器向前一個反應(yīng)器的提升輸送需克服的逆差壓為0. 04 0. IlOMPa 左右。
6.如權(quán)利要求3 5之一所述的重整工藝裝置的逆流移動床重整工藝催化劑輸送方法，其特征在于所述的重整反應(yīng)系統(tǒng)的級數(shù)為3 4級。
7.如權(quán)利要求6所述的重整工藝裝置的逆流移動床重整工藝催化劑輸送方法，其特征在于催化劑輸送的步驟如下再生后的催化劑用氫氣從再生催化劑提升器(10)提升到四反緩沖料斗(11)后，經(jīng)催化劑密封料腿(35)、還原罐(24)進(jìn)入第四反應(yīng)器(9)，經(jīng)四反下部料斗( )，用氫氣由四反提升器(1 提升至三反緩沖料斗(13)，經(jīng)過催化劑密封料腿(34)，再經(jīng)過三反上部料斗 (23)進(jìn)入第三反應(yīng)器(7)，然后依次經(jīng)過三反下部料斗08)、三反提升器(14)、二反緩沖料斗(15)、催化劑密封料腿(33)、二反上部料斗(22)、第二反應(yīng)器(5)、二反下部料斗(27)、 二反提升器(16)、一反緩沖料斗(17)、催化劑密封料腿(32)、一反上部料斗(21)、第一反應(yīng)器(3)、一反下部料斗( )、一反提升器(18)、分離料斗(19)、催化劑計量罐(25)、再生器(20)、再生器下部料斗(30)、氮封罐(31)，再到再生催化劑提升器(10)，構(gòu)成催化劑循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明為一種逆流移動床重整工藝裝置及其催化劑輸送方法。催化劑在各反應(yīng)器之間的流動方向與反應(yīng)物流的流動方向相反，催化劑從低壓反應(yīng)器向高壓反應(yīng)器逆差壓連續(xù)輸送。在每個反應(yīng)器的上部設(shè)有一個緩沖料斗和一個上部料斗；緩沖料斗高于上部料斗，緩沖料斗與上部料斗之間是長度為10～30米的催化劑密封料腿，緩沖料斗的壓力低于上部料斗的壓力，上部料斗的壓力略高于本級反應(yīng)器的壓力，在上部料斗中注入氫氣，氫氣既向下流入反應(yīng)器以阻止反應(yīng)物流到上部料斗，又經(jīng)催化劑密封料腿向上流入緩沖料斗以提供從緩沖料斗到上部料斗的逆差壓。與現(xiàn)有已經(jīng)工業(yè)化的連續(xù)重整相比，可提高重整油的收率，增產(chǎn)汽油，并可減少催化劑上積碳，延長催化劑的壽命。
文檔編號C10G35/12GK102295954SQ20101020892
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者劉永芳, 司馬堅, 姜曉花, 羅家弼, 袁忠勛 申請人:中國石化工程建設(shè)公司, 中國石油化工股份有限公司