[发明专利]一种催化剂脱气塔和脱除催化剂携带气体的方法

说明书

本发明属于从固体中分离出气体的设备和方法，更具体地说，是一种从石油烃类催化转化过程的催化剂中所携带气体的设备和方法。

催化热裂解是以重质石油烃为原料生产以乙烯、丙烯等轻烯烃为主要目的产品的方法。该方法的主要过程为：重质石油烃原料在提升管或下行式输送线反应器内，在高温蒸气存在下与固体酸催化剂接触，在反应温度650～750℃、反应压力0.15～0.4MPa、反应时间0.2～5秒、催化剂与原料油的重量比(以下简称剂油比)为15～40∶1，水蒸气与原料油的重量比为0.3～1∶1的条件下，进行催化热裂解反应。反应产物、水蒸气和待生催化剂经快速气固分离后，分离反应产物得到主要目的产品乙烯、丙烯；待生催化剂经水蒸气汽提后进入再生器，与含氧气体接触进行烧焦再生，热的再生催化剂返回反应器循环使用。

由于催化剂颗粒中有大量的孔，在再生催化剂孔内和外表面上留存有烟气，尽管催化剂上每个孔内留存的烟气量很小，但由于采用的剂油比很大，催化剂循环量很多，有相当多量的烟气被再生催化剂带入反应器。对于一套年处理量为100万吨的催化热裂解装置，按回炼比0.4、剂油比20计，催化剂的循环量为3500吨/小时，带到反应器的烟气量约为3500米³/小时，占反应干气量的10％以上。烟气中含有N₂、O₂、CO₂、CO、NO_x、SO_x等气体，若直接将再生催化剂流化输送到反应器，则烟气被再生催化剂夹带进入反应器成为杂质气体，这不仅增大气体压缩机负荷，而且阻碍后续深冷分离过程的正常进行。因此，对再生催化剂进行脱除烟气的处理，是催化热裂解必须解决的问题。对于其它的催化转化方法，当剂油比较大时都存在较多烟气进入反应器的问题。

USP4,051,013采用再生催化剂汽提塔，以汽提介质(一般为水蒸气)与再生催化剂逆流接触的方式，将催化剂吸附的再生烟气以及颗粒间的再生烟气汽提掉。汽提介质从塔底引入汽提塔，汽提塔中有挡板，但该专利中未说明挡板的具体形状和结构。由于该专利未考虑水蒸气会引起高温再生催化剂水热减活的问题，实际上无法应用。

CN1154400A提出：采用调温脱气罐对再生催化剂进行处理，流化、汽提介质为催化干气。由于其主要目的是为了改变催化剂进入反应器的温度，所以调温脱气罐内的构件为垂直取热管。此种结构无法控制气泡的长大，导致气固接触变差，汽提效率不高。而且干气的竞争吸附能力不强，置换效率不够高，在达到相同的汽提后再生催化剂含烟气量时，消耗的干气量较多，并且在使用过程中干气与再生烟气混在一起，被稀释了，无法进一步利用，效益不够好。

在催化热裂解过程中，再生后的催化剂为700～750℃，若与水蒸气长时间接触会引起催化剂减活，因此USP4,051,013提出的再生催化剂汽提方法不适合催化热裂解再生催化剂的脱烟气处理，CN1154400A提出的方法和设备结构也存在不足之处。

本发明的目的之一是提供一种催化剂脱气塔。

本发明的目的之二是提供一种脱除催化剂所携带气体的方法。

本发明提供的催化剂脱气塔结构特征为：

催化剂脱气塔为一个直立的圆筒，筒内包括：包括：(1)、位于纵轴线上的脱气管，(2)、与脱气管末端相连的水平管，(3)、固定在脱气管上的内环挡板，(4)、固定在圆筒的内表面的外环挡板，(5)、在外环挡板的下方空间内的、开有若干小孔的环形水蒸气管，(6)、与环形水蒸气管相连的水蒸气引入管，(7)、顶端的气体出口，(8)、上部的催化剂入口。

所述的圆筒的高度与其直径之比为5～20∶1。脱气管与水平管的直径相等，均为圆筒横截面圆的直径的2～20％。脱气管上端通过金属拉筋与塔内表面相连，起支承作用

内环挡板和外环挡板沿垂直方向间隔一定距离交错排列。

内环挡板由上部的斜面和下部的裙罩组成，斜面和裙罩上不开孔，斜面的正视图为梯形，俯视图为圆环，圆环的外径为圆筒的直径之比为0.4～0.7∶1；裙罩的正视图为矩形，俯视图为圆，该圆的直径与圆环的外径相等。所述的脱气管在内环挡板下方部分为多孔隙的陶瓷管、开有若干小孔并覆盖金属丝网的普通金属管或者金属丝网卷成的管。内环挡板通过金属拉筋与塔内表面相连，起支承作用。

外环挡板由上部的斜面和下部的裙罩组成，斜面和裙罩上均开有若干小孔，开孔率为1～5％。斜面的正视图为梯形，俯视图为圆环，圆环的外径为圆筒的直径之比为0.4～0.7∶1；裙罩的正视图为矩形，俯视图为圆，该圆的直径与圆环的外径相等。