專利名稱:一種催化裂化催化劑連續(xù)老化方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種催化裂化工藝中催化劑預(yù)處理的方法和設(shè)備,更具體地說(shuō),涉及一種使催化裂化催化劑活性快速降低到一定穩(wěn)定水平的方法和設(shè)備。
背景技術(shù):
催化裂化技術(shù)是煉油企業(yè)的主要二次加工工藝。該技術(shù)將重質(zhì)烴油原料轉(zhuǎn)化為汽油、柴油、丙烯和液化氣等產(chǎn)品。在催化裂化裝置運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,裝置中催化劑的活性需要保持在穩(wěn)定水平,催化劑活性過(guò)高,會(huì)造成干氣和焦炭產(chǎn)率過(guò)高,產(chǎn)品選擇性很差;催化劑活性過(guò)低低,例如低于55,會(huì)造成轉(zhuǎn)化率下降,輕質(zhì)油產(chǎn)品收率降低。催化劑的活性可以由催化裂化的微反活性實(shí)驗(yàn)法《石油化工分析方法(RIPP試驗(yàn)方法)》測(cè)量,裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,催化裂化催化劑的活性一般為60-70。
催化裂化在開(kāi)工時(shí)一般使用催化活性穩(wěn)定的平衡催化劑,平衡催化劑是指催化裂化裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)再生器內(nèi)的再生催化劑。在沒(méi)有平衡催化劑的時(shí)候也可以在再生器內(nèi)通入水蒸汽和燃料油將新鮮催化劑的活性降低到一定程度再使用。在裝置運(yùn)行過(guò)程中,由于催化劑顆粒的平均粒徑為40-80 μ m,微球狀的催化劑不斷從裝置中跑損,需要及時(shí)補(bǔ)充新鮮催化劑。另外,一些催化裂化重質(zhì)原料中金屬含量較高,在加工這些重質(zhì)原料時(shí),原料中的金屬鐵、鎳、釩、鈣等金屬會(huì)污染催化劑,使催化劑失去活性。這種情況下,催化裂化裝置中需要卸出部分催化劑,同時(shí)補(bǔ)充部分新鮮催化劑以減輕金屬污染水平和維持適當(dāng)催化劑活性。補(bǔ)充的新鮮催化劑活性很高,活性一般大于80,甚至大于90。這部分高活性新鮮催化劑可以迅速恢復(fù)催化裂化系統(tǒng)催化劑活性,但是同時(shí)這部分高活性催化劑也給催化裂化裝置帶來(lái)負(fù)面影響。試驗(yàn)表明,這部分高活性催化劑可以明顯增加焦炭產(chǎn)率,降低汽油辛烷值,同時(shí),高活性催化劑的活性降低也很快,活性穩(wěn)定性差。因此在催化裂化裝置運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,也需要將新鮮高活性的催化裂化催化劑的活性降低到穩(wěn)定水平,并不斷補(bǔ)充到裝置中。在新鮮催化劑加入裝置之前,必須將新鮮催化劑活性降低到穩(wěn)定水平,即對(duì)催化劑進(jìn)行老化,現(xiàn)有技術(shù)中采用的催化劑的老化方法,一般是將新鮮催化劑置于催化裂化裝置再生器中,往再生器內(nèi)通入水蒸汽、燃料油和含氧氣體,使催化劑在高溫下與水蒸汽反應(yīng)降低活性。由于燃料油噴入不均勻,催化劑在再生器中的分布也不均勻,造成催化劑活性降低不均勻,有的催化劑在燃燒油噴入部位超高溫環(huán)境嚴(yán)重失活,有的催化劑活性還很高。另夕卜,常規(guī)的催化裂化催化劑的老化方法,在催化劑進(jìn)入再生器之前需要使用氣態(tài)燃料和含氧氣體和催化劑混合燃燒將催化劑升溫到一定溫度后,再噴入重質(zhì)燃料油進(jìn)去燃燒提供熱量,在一批催化劑老化到合適活性卸出后,再生器即降溫,上述間歇老化流程比較繁瑣。為了提高催化劑老化效果和效率,改善催化裂化工藝產(chǎn)品分布,需要開(kāi)發(fā)新的催化劑老化方法和設(shè)備
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高效的催化裂化催化劑老化方法,即催化裂化催化劑降低初始活性到穩(wěn)定水平的連續(xù)操作方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種體積小、效率高、節(jié)省能耗的催化劑老化設(shè)備。本發(fā)明提供的催化劑老化方法,包括(I)催化劑老化器包括流化床反應(yīng)器和稀相燃燒管,催化劑進(jìn)入稀相燃燒管底部,與含氧氣體、燃料混合后燃燒并向上流動(dòng),反應(yīng)完全的氣體和催化劑在稀相燃燒管出口氣固分離,分離出的催化劑進(jìn)入流化床反應(yīng)器中;(2)流化床反應(yīng)器內(nèi)注入水蒸汽,與高溫催化劑接觸進(jìn)行水熱反應(yīng),降低催化劑的活性,催化劑和氣體在催化劑老化器頂部氣固分離,氣體排出裝置,分離出的催化劑返回流化床反應(yīng)器;(3)流化床反應(yīng)器底部設(shè)置催化劑緩沖罐,催化劑由流化床反應(yīng)器底部進(jìn)入催化劑緩沖罐中,催化劑緩沖罐中的催化劑經(jīng)控制閥進(jìn)入稀相燃燒管底部;(4)催化劑活性降低到合適水平后,由流化床反應(yīng)器底部卸出大部分老化完成的催化劑,維持催化劑緩沖罐內(nèi)料位,催化劑繼續(xù)在稀相燃燒管和流化床反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)反應(yīng),直至加入新鮮催化劑繼續(xù)老化。本發(fā)明提供的催化劑老化方法的有益效果為(I)將催化劑水熱老化反應(yīng)和燃料油燃燒放熱反應(yīng)分開(kāi),可以分別控制二者操作條件和反應(yīng)速度。(2)稀相燃燒管尺寸小,有利于催化劑、含氧氣體和燃料混合均勻并有利于燃燒放熱后催化劑均勻吸收熱量,避免局部溫度過(guò)高。(3)稀相燃燒管中反應(yīng)后的氣體引出催化劑老化器,不進(jìn)入流化床反應(yīng)器,可增加流化床反應(yīng)器中的水蒸汽分壓,使催化劑活性降低到穩(wěn)定水平的速度更快,從而降低能耗。(4)由于卸出大部分老化完成的催化劑后,少量催化劑仍在催化劑老化器中循環(huán),維持了催化劑老化器的溫度,再次老化時(shí),新鮮催化劑進(jìn)入老化器之前不需要使用氣相燃料預(yù)先升溫,可以提高老化效率并降低能耗。(5)使用本發(fā)明提供的方法老化后的催化劑活性分布均勻,催化裂化產(chǎn)品分布明
顯改善。本發(fā)明提供的催化裂化催化劑老化器,包括流化床反應(yīng)器和稀相燃燒管,稀相燃燒管的頂部設(shè)置氣固分離器,所述的氣固分離設(shè)備的氣相出口引出催化劑老化器,固相出口引入流化床反應(yīng)器催化劑密相床層,流化床反應(yīng)器頂部為氣固分離設(shè)備,所述流化床頂部的氣固分離設(shè)備上部連通氣體排出口,流化床反應(yīng)器底部連通催化劑緩沖罐,催化劑緩沖罐底部通過(guò)控制閥與稀相燃燒管底部連通。本發(fā)明提供的催化劑老化設(shè)備的有益效果為本發(fā)明提供的催化劑老化設(shè)備可用于老化催化裂化催化劑,催化劑老化時(shí)間短,效率高,降低能耗;可以減少老化器的設(shè)備尺寸和投資;使用時(shí)方便分別控制催化劑水熱老化反應(yīng)和燃料油燃燒放熱反應(yīng)的操作條件和反應(yīng)速度;使用該催化劑老化器老化后的催化劑活性分布均勻,催化裂化產(chǎn)品分布明顯改善。
圖1為本發(fā)明提供的催化裂化催化劑老化方法流程示意圖;圖2為對(duì)比例中采用的常規(guī)催化劑老化方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的催化裂化催化劑老化方法,具體是這樣實(shí)施的(I)催化劑老化器包括流化床反應(yīng)器和稀相燃燒管,稀相燃燒管可以設(shè)置在流化床反應(yīng)器外部或內(nèi)部,優(yōu)選設(shè)置在流化床反應(yīng)器內(nèi)部,所述的稀相燃燒管為稀相反應(yīng)器,催化劑經(jīng)管線和控制閥進(jìn)入稀相燃燒管中,稀相燃燒管底部通入含氧氣體,在含氧氣體入口之上引入燃料,催化劑、含氧氣體和燃料混合后燃燒,燃燒完全后的氣體和催化劑經(jīng)稀相燃燒管出口氣固分離,分離出的氣體從頂部排出催化劑老化器,分離出的催化劑進(jìn)入流化床反應(yīng)器中; (2)在流化床反應(yīng)器底部注入水蒸汽,水蒸汽和高溫裂化催化劑接觸進(jìn)行水熱反應(yīng),降低催化劑活性,同時(shí)氣體向上流動(dòng),催化劑處于返混床流化狀態(tài),流化床反應(yīng)器中的氣體及其所攜帶的催化劑在老化器頂部進(jìn)行氣固分離,分離出的氣體從頂部排出催化劑老化器;分離出的催化劑返回流化床反應(yīng)器底部;(3)流化床反應(yīng)器底部設(shè)置橫截面積更小的催化劑緩沖罐,催化劑由流化床反應(yīng)器底部進(jìn)入催化劑緩沖罐中,催化劑緩沖罐中的催化劑經(jīng)控制閥進(jìn)入稀相燃燒管底部,由于所述催化劑緩沖罐的截面面積比流化床反應(yīng)器更小,當(dāng)流化床反應(yīng)器中催化劑的存量較少時(shí),也可以在 隹化劑緩沖te中保持穩(wěn)定的料位;(4)催化劑活性降低到合適水平后,由流化床反應(yīng)器底部卸出大部分老化完成的催化劑,優(yōu)選卸出全部催化劑的80%-95%,將老化完成后的催化劑弓I入催化裂化裝置的反應(yīng)器中,余下的5% -20%的催化劑繼續(xù)在催化劑老化器的稀相燃燒管和流化床反應(yīng)器中循環(huán);以維持催化劑老化器的溫度,直至加入新鮮催化劑繼續(xù)老化。本發(fā)明提供的方法中,所述的催化劑是指催化裂化催化劑,尤其是指含有分子篩的催化裂化催化劑。所述的催化劑老化是指在高溫下,用水蒸汽和催化裂化催化劑中的分子篩反應(yīng),降低催化劑的活性。催化劑老化的目的是降低新鮮催化劑的活性,由于新鮮催化劑活性很高,加入到催化裂化裝置中后,會(huì)明顯增加催化裂化產(chǎn)品分布中的焦炭產(chǎn)率,并降低汽油辛烷值。因此,需要將催化裂化催化劑初始活性降低到穩(wěn)定水平。本發(fā)明提供的方法中,步驟(I)中所述的催化劑老化器流化床反應(yīng)器底部注入水蒸汽,通過(guò)控制水蒸汽的流量,來(lái)控制流化床反應(yīng)器的氣體空塔線速。所述的催化劑老化器流化床反應(yīng)器的氣體空塔線速為O. 05-1. 5m/s、優(yōu)選O. 1-0. 9m/s,平均溫度為500-790°C、優(yōu)選550-720。表觀壓力為常壓-10kg/cm2、優(yōu)選l_5kg/cm2。本發(fā)明提供的方法中,步驟(2)中所述的稀相燃燒管為稀相反應(yīng)器,氣體空塔線速為1. 2-20m/s、優(yōu)選為1.5-15m/s。在稀相燃燒管底部注入含氧氣體,通過(guò)控制含氧氣體的流量控制稀相燃燒管的氣體空塔線速。本發(fā)明提供的方法中,所述的稀相燃燒管內(nèi)含氧氣體中的氧氣和燃料與催化劑進(jìn)行燃燒反應(yīng),生成水和二氧化碳,并加熱催化裂化催化劑,控制含氧氣體流量使得燃燒反應(yīng)過(guò)程中氧氣過(guò)量。優(yōu)選控制稀相燃燒管出口氣體中氧氣體積含量為O. l-10v%,更優(yōu)選為l-5v%,稀相燃燒管出口氣體中的氧氣含量可以通過(guò)氣體奧氏分析儀測(cè)定。
稀相燃燒管中的氣體停留時(shí)間為0. 2-20秒、優(yōu)選0. 4-15秒,平均溫度為600-800°C、優(yōu)選650-750°C。其中氣體停留時(shí)間為含氧氣體與燃料接觸后混合,到稀相燃燒器出口的對(duì)數(shù)平均停留時(shí)間。其中稀相燃燒管頂部出口溫度可以通過(guò)控制燃料流量控制和調(diào)整。本發(fā)明提供的方法中,所述的含氧氣體中氧氣的含量大于5v%,優(yōu)選空氣。本發(fā)明提供的方法中,步驟(2)中的稀相燃燒管中注入的燃料,為可燃燒的氣體或液體燃料,其中氣體燃料為天然氣、液化氣、各種煉油裝置的干氣、瓦斯氣等,液體燃料為汽油、柴油或重質(zhì)油。燃料優(yōu)選柴油和重質(zhì)油。本發(fā)明提供的方法中,在稀相燃燒管頂部設(shè)置氣固分離設(shè)備,反應(yīng)后氣體和燃燒升溫后的催化劑在稀相燃燒管頂部氣固分離,分離出的氣體直接引出催化劑老化器;分離出的高溫催化劑經(jīng)固相料管引到流化床反應(yīng)器的中下部。所述的流化床反應(yīng)器中下部?jī)?yōu)選流化床反應(yīng)器內(nèi)催化劑密相床層從下至上的0-80%處,最好為0-40%處。將燃燒反應(yīng)后的氣體直接引出反應(yīng)器,可以增加流化床反應(yīng)器中水蒸汽的分壓,有利于流化床反應(yīng)器中催化劑的快速老化。另外,將來(lái)自稀相燃燒管的高溫催化劑引到流化床反應(yīng)器的中下部,可以促進(jìn)催化劑間的返混,促進(jìn)熱量交換,提高催化劑老化反應(yīng)效率。本發(fā)明提供的方法中,所述的流化床反應(yīng)器的反應(yīng)溫度可以通過(guò)控制流化床反應(yīng)器和稀相燃燒管中交換的催化劑循環(huán)流量,以及引入稀相然是哦管中的燃料流量調(diào)節(jié)。即可以通過(guò)流化床反應(yīng)器底部和稀相燃燒管底部聯(lián)通的管線上的控制閥來(lái)控制催化劑的循環(huán)流量,并進(jìn)一步通過(guò)調(diào)整燃料流量調(diào)節(jié)稀相燃燒管出口溫度,從而控制和調(diào)節(jié)催化劑老化器流化床反應(yīng)器的溫度。本發(fā)明提供的方法中,步驟(4)中將催化劑活性降低到合適的水平后,停工卸出大部分催化劑,所述的合適的水平一般指催化劑的活性降低到60-78時(shí),可以根據(jù)后續(xù)反應(yīng)需要確定停止老化的時(shí)間。本發(fā)明提供的方法中,所述的停工不需要將全部的催化劑都卸出,而是卸出大部分老化完成的催化劑,優(yōu)選卸出催化劑老化器中全部催化劑總量的80-95%,更優(yōu)選90% -95%,而剩余的少量催化劑可以在催化劑緩沖罐內(nèi)維持穩(wěn)定的料位,繼續(xù)在催化劑老化器的流化床反應(yīng)器和稀相燃燒管中循環(huán),維持裝置較高的反應(yīng)溫度,反應(yīng)溫度為500-790°C。如果不設(shè)置催化劑緩沖罐,在催化劑老化完成后,至少要保留全部催化劑的20-40%才能維持催化劑在流化床反應(yīng)器和稀相燃燒管中中循環(huán),維持催化劑老化器中的溫度。保留太多的催化劑,導(dǎo)致的問(wèn)題是這部分催化劑又進(jìn)行一次老化失活,造成部分催化劑活性過(guò)低,一部分活性過(guò)高。采用本發(fā)明提供的方法,可以保留很少量的催化劑以維持老化系統(tǒng)的溫度,不影響催化劑整體活性。本發(fā)明提供的催化劑老化器,包括流化床反應(yīng)器和稀相燃燒管,稀相燃燒管的頂部設(shè)置氣固分離設(shè)備,所述稀相燃燒管頂部的氣固分離設(shè)備的氣相出口設(shè)置于催化劑老化器之外,其固相出口位于流化床反應(yīng)器催化劑密相床層中,流化床反應(yīng)器頂部為氣固分離設(shè)備,所述流化床反應(yīng)器頂部氣固分離設(shè)備的氣相出口位于催化劑老虎起外,其固相出口位于流化床反應(yīng)器內(nèi)部,流化床反應(yīng)器底部經(jīng)催化劑緩沖罐和控制閥與稀相燃燒管底部連通。本發(fā)明提供的催化劑老化器中,所述的稀相燃燒管為提升管反應(yīng)器,流化床反應(yīng)器底部連通催化劑緩沖罐,催化劑緩沖罐底部經(jīng)閥門連通燃燒器底部。催化劑老化器上設(shè)置新鮮催化劑入口,新鮮催化劑入口可以設(shè)在流化床反應(yīng)器器壁或直接聯(lián)通稀相燃燒管。在流化床反應(yīng)器底部設(shè)置催化劑排出口,用于卸出老化完成后的催化劑。含氧氣體入口設(shè)置在稀相燃燒管下部、水蒸汽入口位于流化床反應(yīng)器下部、燃料入口位于稀相燃燒管上、含氧氣體入口上部。本發(fā)明提供的催化劑老化器中,所述的稀相燃燒管頂部設(shè)置氣固分離設(shè)備,氣固分離設(shè)備分離出的氣體直接引出催化劑老化器;氣固分離設(shè)備的的固相催化劑出口設(shè)置于流化床反應(yīng)器的中下部。所述的流化床反應(yīng)器中下部?jī)?yōu)選老化器密相料位的從下至上0-80%處,最好為0-40%處。以便稀相燃燒管出口的高溫催化劑在流化床反應(yīng)器中流化床的中下部進(jìn)入,與流化床反應(yīng)器中的催化劑進(jìn)行有效返混。本發(fā)明提供的催化劑老化器中,所述的氣固分離設(shè)備為能將氣相與固相分離的各種分離設(shè)備,本發(fā)明對(duì)此沒(méi)有限制,可以是旋風(fēng)分離器,或者過(guò)濾設(shè)備,使得氣體從催化劑老化器上部引出,催化劑返回到催化劑老化器底部。所述的過(guò)濾設(shè)備可以為金屬或陶瓷濾管,也可以是高溫濾袋。本發(fā)明提供的方法中,稀相燃燒管與流化床反應(yīng)器的管徑比為1: 40-300。稀相燃燒管的長(zhǎng)徑比為100-500 I。本發(fā)明提供的方法中,所述的催化劑緩沖罐的截面積為流化床反應(yīng)器的截面積的5% -20%。下面參照附圖,具體說(shuō)明本發(fā)明提供的催化裂化催化劑老化方法,但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。附圖1為本發(fā)明提供的催化劑連續(xù)老化方法的流程示意圖,如圖1所示,催化劑老化器包括流化床反應(yīng)器5和設(shè)置于流化床反應(yīng)器5中的稀相燃燒管4,催化劑經(jīng)管線9和控制閥10進(jìn)入稀相燃燒管4的底部,與來(lái)自管線I的含氧氣體混合后沿稀相燃燒管4向上,然后與來(lái)自管線2的燃料混合進(jìn)行燃燒反應(yīng)。反應(yīng)完成后的氣體和催化劑上行至稀相燃燒管出口,經(jīng)氣固分離設(shè)備21進(jìn)行氣固分離,分離出的氣體排出裝置,分離出的催化劑經(jīng)固相料管25引入流化床反應(yīng)器5密相床的中下部。催化劑老化器的流化床反應(yīng)器5中,由管線7來(lái)的水蒸汽注入流化床反應(yīng)器5底部,催化劑和水蒸氣進(jìn)行水熱反應(yīng)降低催化劑初始活性,水蒸汽和催化劑與來(lái)自稀相燃燒管4燃燒反應(yīng)完全后分離的高溫催化劑混合,以保持老化溫度,將稀相燃燒管出口的氣體分離出并直接引出裝置,可最大程度保持流化床反應(yīng)器催化劑床層內(nèi)的水蒸汽分壓,增加催化劑老化速度。流化床反應(yīng)器5底部設(shè)置催化劑緩沖罐22,催化劑由流化床反應(yīng)器底部進(jìn)入催化劑緩沖罐22中,催化劑緩沖罐22中的催化劑經(jīng)管線9和控制閥10進(jìn)入稀相燃燒管4底部;催化劑流出管線上的控制閥10可調(diào)節(jié)催化劑的循環(huán)流量,可以通過(guò)控制催化劑的循環(huán)流量和調(diào)整稀相燃燒管出口溫度調(diào)節(jié)流化床反應(yīng)器內(nèi)的溫度。流化床反應(yīng)器5中的氣體及其所攜帶的催化劑在流化床反應(yīng)器頂部由氣固分離設(shè)備6氣固分離后,氣體經(jīng)管線8進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng),催化劑返回流化床反應(yīng)器底部。所述的氣固分離設(shè)備6可以為旋風(fēng)分離器或過(guò)濾器。當(dāng)催化劑老化達(dá)所需活性后,大部分催化劑經(jīng)管線23卸出,剩余小部分在催化劑緩沖罐22中維持料位,并繼續(xù)在喜愛(ài)系那個(gè)燃燒管和流化床反應(yīng)器中循環(huán)。當(dāng)大部分催化劑卸出后,可以立即將新鮮催化劑通過(guò)管線7加入到流化床反應(yīng)器5中,此時(shí)加大燃料油的流量和催化劑循環(huán)量,使加入的催化劑迅速升到所需的老化溫度;當(dāng)全部催化劑加入后,調(diào)整燃料的流量和催化劑循環(huán)量控制所需的老化溫度。下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明提供的方法,但本發(fā)明并不因此受到任何限制。對(duì)比例I對(duì)比例I說(shuō)明常規(guī)催化劑老化方法的效果。如附圖2所示,催化劑老化器15為流化床反應(yīng)器,先將需要老化的新鮮催化裂化催化劑CTZ-1裝入催化劑老化器15中,水蒸汽由反應(yīng)器底部經(jīng)管線17進(jìn)入催化劑老化器中,空氣和燃料從中部經(jīng)管線11、13進(jìn)入催化劑老化器,燃料和含氧氣體反應(yīng)燃燒升溫,高溫催化裂化催化劑在蒸汽作用下活性降低到穩(wěn)定水平,在催化劑老化器15頂部,催化劑和反應(yīng)后的氣體經(jīng)過(guò)濾器16后氣固分離,分離出的氣體經(jīng)管線18排出裝置。催化劑活性滿足要求后,停工卸出催化劑。新鮮催化劑CTZ-1由中國(guó)石化有限公司長(zhǎng)嶺催化劑分公司生產(chǎn),性質(zhì)見(jiàn)表I。燃料為柴油,性質(zhì)見(jiàn)表2。操作條件見(jiàn)表3,老化后催化劑性質(zhì)見(jiàn)表I。對(duì)比例2對(duì)比例2說(shuō)明由常規(guī)催化劑老化方法老化的催化劑用于裂化反應(yīng)的效果。將對(duì)比例I中老化的催化劑中型試驗(yàn)裝置上進(jìn)行試驗(yàn),提升管反應(yīng)器的高度為5. 5米,管徑為16毫米。大慶常壓渣油(性質(zhì)見(jiàn)表4)預(yù)熱到260°C進(jìn)入提升管反應(yīng)器的底部,在水蒸汽存在下,與熱的由對(duì)比例I老化后的催化劑接觸反應(yīng)。生成的油氣和待生催化劑一起提升到分離器,氣固分離后,待生催化劑經(jīng)汽提后進(jìn)入再生器中燒焦再生,循環(huán)使用。分離出的反應(yīng)油氣進(jìn)入分餾塔,進(jìn)一步分離為干氣、液化氣、汽油、柴油。重油等產(chǎn)品。主要的反應(yīng)條件、產(chǎn)品分布見(jiàn)表5。實(shí)施例1實(shí)施例1說(shuō)明本發(fā)明提供的催化劑連續(xù)老化方法的效果。催化劑老化器結(jié)構(gòu)及流程如附圖1所示,新鮮催化劑進(jìn)入稀相燃燒管4的底部與來(lái)自管線I的空氣混合后沿稀相燃燒管向上流動(dòng),然后與來(lái)自管線2的柴油混合后燃燒。燃燒反應(yīng)完全后的氣體和催化劑在稀相燃燒管出口氣固分離,分離出的氣體排出裝置,分離出的催化劑經(jīng)固相料管25引入到流化床反應(yīng)器密相床由下向上50%處。由管線7來(lái)的蒸汽注入流化床反應(yīng)器底部,催化劑與高溫蒸汽反應(yīng)降低活性。氣體向上流動(dòng),經(jīng)流化床反應(yīng)器頂部的陶瓷濾管過(guò)濾后經(jīng)管線8排出裝置。流化床反應(yīng)器5底部設(shè)置催化劑緩沖罐22,催化劑由流化床反應(yīng)器底部進(jìn)入催化劑緩沖罐22中,催化劑緩沖罐22中的催化劑經(jīng)管線9和控制閥10進(jìn)入稀相燃燒管4底部。當(dāng)催化劑老化到所需活性后,大部分催化劑經(jīng)管線23卸出,剩余小部分留在催化劑緩沖罐22中。當(dāng)大部分催化劑卸出后,將新鮮催化劑通過(guò)管線7加入流化床反應(yīng)器5中,此時(shí)加大燃料的流量和催化劑循環(huán)量,使加入的催化劑迅速升溫;當(dāng)全部催化劑加入后,調(diào)整燃料的流量和催化劑循環(huán)量控制所需的老化溫度。其中,稀相燃燒管與流化床反應(yīng)器直徑比為1: 80,稀相燃燒管的長(zhǎng)徑比為100 1,催化劑緩沖罐的橫截面積為流化床反應(yīng)器的5%。新鮮催化劑CTZ-1性質(zhì)見(jiàn)表1,柴油性質(zhì)見(jiàn)表2,催化劑老化操作條件見(jiàn)表3,老化后催化劑性質(zhì)見(jiàn)表I。
實(shí)施例2實(shí)施例2說(shuō)明本發(fā)明提供的方法老化的催化劑用于催化裂化反應(yīng)的效果。采用對(duì)比例2中的中型裝置、原料油,操作步驟和反應(yīng)條件同對(duì)比例2,所不同的是催化劑采用實(shí)施例1中老化得到的活性降低的催化劑。原料油性質(zhì)見(jiàn)表4,反應(yīng)條件和結(jié)果見(jiàn)表5。表I
權(quán)利要求
1.一種催化裂化催化劑連續(xù)老化方法,其特征在于,包括以下步驟(1)催化劑老化器包括流化床反應(yīng)器和稀相燃燒管,催化劑進(jìn)入稀相燃燒管底部,與含氧氣體、燃料混合后燃燒并向上流動(dòng),反應(yīng)完全的氣體和催化劑在稀相燃燒管出口氣固分離,分離出的催化劑進(jìn)入流化床反應(yīng)器中密相床層的中下部;(2)流化床反應(yīng)器內(nèi)注入水蒸汽,與高溫催化劑接觸進(jìn)行水熱反應(yīng),降低催化劑的活性,催化劑和氣體在催化劑老化器頂部氣固分離,氣體排出裝置,分離出的催化劑返回流化床反應(yīng)器;(3)流化床反應(yīng)器底部設(shè)置催化劑緩沖罐,催化劑由流化床反應(yīng)器底部進(jìn)入催化劑緩沖罐中,催化劑緩沖罐中的催化劑經(jīng)控制閥進(jìn)入稀相燃燒管底部;(4)催化劑活性降低到合適水平,由流化床反應(yīng)器底部卸出大部分老化完成的催化劑, 維持催化劑緩沖罐內(nèi)料位,催化劑繼續(xù)在稀相燃燒管和流化床反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)反應(yīng),直至加入新鮮催化劑繼續(xù)老化。
2.按照權(quán)利要求1的方法,其特征在于所述的流化床反應(yīng)器密相床層的中下部為流化床反應(yīng)器密相料位從下至上的0-80%處。
3.按照權(quán)利要求2的方法,其特征在于所述的流化床反應(yīng)器的中下部為流化床反應(yīng)器器密相料位從下至上的0-40%處。
4.按照權(quán)利要求1 3中任一種方法,其特征在于,所述的催化劑老化器流化床反應(yīng)器的氣體空塔線速為O. 05-1. 5m/s,平均溫度為500-790°C,表觀壓力為常壓-10kg/cm2。
5.按照權(quán)利要求4的方法,其特征在于,所述的催化劑老化器流化床反應(yīng)器的氣體空塔線速為O. 1-0. 9m/s,平均溫度為550-720,表觀壓力為l_5kg/cm2。。
6.按照權(quán)利要求1-3中的任一種方法,其特征在于,所述的稀相燃燒管的氣體空塔線速為1. 2-20m/s。
7.按照權(quán)利要求6的方法,其特征在于,所述的稀相燃燒管的氣體空塔線速為1.5_15m/s。
8.按照權(quán)利要求1-3中的任一種方法,其特征在于,所述的稀相燃燒管的反應(yīng)溫度為 600-800。。。
9.按照權(quán)利要求8的方法,其特征在于,所述的稀相燃燒管的反應(yīng)溫度為650-750°C。
10.按照權(quán)利要求1-3中的任一種方法,其特征在于,所述的稀相燃燒管的氣體停留時(shí)間為O. 2-20秒。
11.按照權(quán)利要求10的方法,其特征在于,所述的稀相燃燒管的停留時(shí)間為O.4-15秒。
12.按照權(quán)利要求1-3中的任一種方法,其特征在于,步驟(4)中催化劑活性老化到合適水平后,由流化床反應(yīng)器底部卸出全部催化劑的80-95%。
13.按照權(quán)利要求1-3中任一種方法,其特征在于,所述的稀相燃燒管頂部出口氣體中氧氣的體積含量為O.1-1Ov%。
14.按照權(quán)利要求13的方法,其特征在于,所述的稀相燃燒管頂部出口氣體中氧氣的體積含量為l_5v%。
15.一種催化裂化催化劑老化器,其特征在于,包括流化床反應(yīng)器和稀相燃燒管,稀相燃燒管的頂部設(shè)置氣固分離設(shè)備,所述的氣固分離設(shè)備的氣相出口引出催化劑老化器,固相出口引入流化床反應(yīng)器催化劑密相床層,流化床反應(yīng)器頂部設(shè)置氣固分離設(shè)備,所述流化床頂部的氣固分離設(shè)備的氣相出口引出催化劑老化器,流化床反應(yīng)器底部連通催化劑緩沖罐,催化劑緩沖罐底部通過(guò)控制閥與稀相燃燒管底部連通。
16.按照權(quán)利要求15的催化劑老化器,其特征在于,所述的稀相燃燒管頂部氣固分離設(shè)備的固相出口設(shè)置于流化床反應(yīng)器的密相床層中下部。
17.按照權(quán)利要求16的催化劑老化器,其特征在于所述的流化床反應(yīng)器中下部為流化床反應(yīng)器密相料位從下至上的0-80%處。
18.按照權(quán)利要求17的催化劑老化器,其特征在于所述的流化床反應(yīng)器的中下部為流化床反應(yīng)器器密相料位從下至上的0-40%處。
19.按照權(quán)利要求15或16的催化劑老化器,其特征在于,所述的氣固分離設(shè)備為過(guò)濾器。
20.按照權(quán)利要求反應(yīng)器的管徑比為1:
21.按照權(quán)利要求為 100-500 I。
22.按照權(quán)利要求15或16的催化劑老化器,其特征在于,所述的稀相燃燒管與流化床 40-300。15或16的催化劑老化器,其特征在于,所述的稀相燃燒管的長(zhǎng)徑比 15的催化劑老化器,其特征在于,所述的催化劑緩沖罐的截面面積為流化床反應(yīng)器的5% -20%。
全文摘要
一種催化裂化催化劑連續(xù)老化方法及設(shè)備,包括催化劑進(jìn)入稀相燃燒管底部,與含氧氣體、燃料混合后燃燒并向上流動(dòng),在稀相燃燒管出口氣固分離,分離出的催化劑進(jìn)入流化床反應(yīng)器中;與水蒸汽反應(yīng)降低活性,流化床反應(yīng)器頂部氣固分離,氣體排出裝置;催化劑由流化床反應(yīng)器底部進(jìn)入催化劑緩沖罐中,再經(jīng)控制閥循環(huán)回稀相燃燒管底部;老化完成后,卸出催化劑,維持催化劑緩沖罐內(nèi)料位,催化劑繼續(xù)在稀相燃燒管和流化床反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)反應(yīng)。以及實(shí)現(xiàn)該老化方法的設(shè)備。采用本發(fā)明提供的老化方法和設(shè)備可以分別控制燃燒反應(yīng)和水熱反應(yīng)操作條件,老化后的催化劑活性分布均勻,用于烴油催化裂化反應(yīng)能夠改善產(chǎn)品分布。
文檔編號(hào)C10G11/02GK102989519SQ20111027264
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者張執(zhí)剛, 許友好, 謝朝鋼, 毛安國(guó), 陳昀, 朱根權(quán), 劉銀亮, 劉煒 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石油化工科學(xué)研究院