[发明专利]催化剂再生的装置和方法

说明书

背景技术

本发明涉及一种通过在流化燃烧区内燃烧催化剂上的焦炭从而使废烃类转化催化剂再生的方法。本发明具体涉及一种使重质烃类转换为带有流化的催化剂粒子流的轻质烃类，以及除去使催化剂活性减弱的焦炭使催化剂粒子再生的方法。 

流化催化裂化(FCC)是一种烃类转化过程，通过在流化反应区使烃类与由磨碎的颗粒材料组成的催化剂相接触完成。所述催化裂化反应与氢化裂解相反，是在没有加入的氢或消耗氢时进行的。裂化反应进行时，大量高含碳物质即焦炭沉积在催化剂上。一种高温再生方法是在再生区操作中燃烧催化剂上的焦炭。包含有焦炭的催化剂，在此称为废催化剂，从反应区连续地除去以及由来自再生区的基本上不含焦炭的催化剂代替。通过不同气态流使催化剂粒子流化从而使得催化剂在反应区和再生区之间传送。裂化在流化的催化剂流中的烃类，使催化剂在反应区和再生区之间传送，以及在再生器中燃烧焦炭的方法是FCC领域技术人员所公知的方法。为此，现有技术中有大量用于使催化剂颗粒分别与进料和再生气体接触的容器结构。 

所述结构通常的目的是使反应器的产品产率最大化而工作和设备投资最小化。最佳的进料转换通常要求使焦炭从催化剂上基本完全去除。所述的焦炭从催化剂上基本完全去除通常被称为完全再生。完全再生产生的催化剂具有小于0.1，优选为0.05重量％焦炭。为了达到完全再生，催化剂与氧接触足够的停留时间以使其达到完全燃烧。 

常见的再生器一般包括容器，该容器具有废催化剂入口、再生催化剂出口和用于供给空气到位于容器中的催化剂密集床的分配器。旋风 分离器使带有催化剂的废的燃烧气体在离开再生器容器之前把催化剂除去。US4,610,851公开了一种带有两个不同高度的空气分配器的再生器容器以保证燃烧气体分布于整个容器。US5,827,793教导了在催化剂紧密床的下半部设置至少两个不同高度的空气分配器以在密集床中促进还原环境。US4,843,051示出了再生容器中不同高度的两个空气分配器格栅以保证充分燃烧。US5,773,378教导了一种带有下部空气分配器的再生器容器，带有废催化剂的空气从所述下部空气分配器以上进入。 

在密集催化剂床，又称气泡床中，燃烧气体形成气泡上升通过密集催化剂床的可识别的上表面。相对很少的催化剂被燃烧气体携带离开密集床。根据催化剂的特性，所述燃烧气体的表观速度一般小于0.3m/s(1.0ft/s)，所述密集床的密度一般大于640kg/m³(40lb/ft³)。催化剂和燃烧气体的混合物是多相的，弥漫的气体绕过催化剂。 

获得完全再生的催化剂的一种方法是分级进行再生。US3,958,953描述了一种分级流动系统，具有通过挡板分离的同心的催化剂床，所述挡板通向用于收集废再生气体和分离催化剂颗粒的共同空间。US4,299,687教导了具有双重催化剂床的分级再生器系统的应用，其特征在于废催化剂颗粒首先进入上部密集催化剂流化床，与来自下部催化剂床的再生气体以及新的再生气体相接触。在第一再生区进行部分再生之后，催化剂粒子靠重力传送流进下部催化剂床在此被充入新的再生气体流。US4,695,370和US4,664,778公开了双级再生器且每级在一个分离的容器中运行。 

US4,430,201，US3,844,973和US3,923,686示出了相对稀释相的再生区以实现完全催化剂再生的应用。这些专利教导了分配有燃烧气体的下部密集床和上部传送区。额外的空气被分配到升管以提供传送区。US5,158,919和US4,272,402示出了一个二级系统，所述系统包括相对稀释相的传送区而不包括用于再生催化剂的下部密集床区。这些专利全部教导了一种上部密集床，在该床收集了从传送区出去的至少部分再生催化剂。

稀释或传送的流动方式一般用于FCC升管反应器。传送流动中，气体和催化剂的速度相差相对很低，很少量催化剂返混或滞留。反应区的催化剂在低密度和适当的稀释相的情况下保持流动。传送流动的表观气体速度一般大于2.1m/s(7.0ft/s)，催化剂的密度一般不超过48kg/m³(3lb/ft³)。再生器的传送区中的密度可以接近80kg/m³(5lb/ft³)。在传送状态中，催化剂-燃烧气体的混合物是均质的，在催化剂相没有形成气体空隙或气泡。