[发明专利]一种低炭催化剂的流化床再生设备及其再生方法

说明书

技术领域

本发明属于石油化工领域，涉及一种低炭催化剂的流化床再生设备及其再生方法。

背景技术

由于石油化工原料如烃类、醇类在反应器内反应时会生成焦炭，焦炭沉积在催化剂的表面会使催化剂的活性和选择性降低，因此，在一个工业装置中必须经常采用氧化再生的方式烧掉沉积在催化剂表面上的焦炭，以恢复催化剂的活性。失活的催化剂可以在固定床装置或流化床装置中进行再生。通常，失活速率较快的催化剂在流化床装置中进行再生，如烃类原料的流化催化裂化工艺(FCC)，通常在离开反应器时待生催化剂含炭量在1％(重量)左右，经过流化床再生器的烧焦后，分子筛催化剂上的含炭量一般可降至0.2％(重量)以下。工业上常用的流化床再生方式主要有单器再生、两器两段再生及快速床再生等。其中单器再生由于工艺及设备都比较简单，迄今为止一直被广泛使用。

由于流化催化裂化等烃类转化工艺中催化剂失活迅速，催化剂循环量大。为保证催化剂能够完全再生，流化床再生器中催化剂的藏量也较大。另一方面，需要再生的催化剂上炭含量较高，再生烧焦时放出的热量足以满足本装置的热平衡。例如在以重油为裂化原料时，再生催化剂的烧焦还可以提供大量的剩余热量。流化床的再生器是采用流化床工艺的反应装置中的核心设备。

CN1034320A公开了一种流化床催化剂再生的方法和设备，该再生设备由一个或两个再生器组成，在不同的再生器中可采用不同的烧焦温度，从而使再生催化剂上的含炭量很低。CN1385495A公开一种流化催化裂化催化剂再生方法和装置。该方法为管式烧焦器与多段逆流湍流床烧焦器相并列的催化剂串联组合再生方式，可在管式烧焦器内烧掉40％～50％的炭及全部的氢，然后在湍流烧焦器内完成全部烧焦。CN1137789C公开了一种流化催化裂化催化剂再生设备，在再生器下部密相区内加入类似填料层的内构件再生设备，待生催化剂在此区域实现多级逆流再生，可有效减轻再生器内密相段催化剂的返混，增加再生效率，降低再生催化剂上的炭含量。

上述现有技术中所设计的再生设备是目前工业上烃类转化工艺中最为常用的再生设备，但仅适用于催化剂循环量大、催化剂上焦炭含量较高、烧焦放热量较大的再生工艺，如炼油工艺的催化裂化催化剂的再生。而在化工生产中通常需要再生的催化剂量往往不大，当需要采用流化床的方式再生少量催化剂如几百公斤至数吨而且催化剂上含炭量不高、焦炭燃烧的热量不足以维持再生器中的热平衡时，虽然也能用普通的流化床再生器进行催化剂的再生，但再生效率低，而且需要由大量的再生空气提供热量维持再生器的热平衡，从技术经济角度来看，极不合理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是待生催化剂数量少、焦炭含量不高，用现有流化床再生技术时，焦炭燃烧热量不足以维持再生器热量平衡的问题。本发明的目的在于提供一种新的流化床再生器和再生方法，使用该再生器能够有效地对少量的低炭催化剂进行再生。

本发明提供的低炭催化剂的流化床再生设备：包括再生器壳体16，催化剂进料口14和催化剂出料口15，所述的再生器壳体16自下而上分为密相段11和稀相段12，再生空气进料管8位于再生器壳体16的底部，再生空气进料管8的上方是气体分布器9，在密相段11处设置加热装置10，稀相段12的顶部设置催化剂过滤器13。

本发明提供的流化床再生器主要部分自下而上分为密相段11、扩大段和稀相段12。扩大段包括一个圆台体结构与一个圆柱体结构组件，圆柱体与密相段连接，圆台体一个圆截面与稀相段连接，另一个圆截面与圆柱体相连。所述稀相段的直径与高之比为1∶1～8，优选为1∶2～5，密相段的直径与高之比为1∶1～20，优选为1∶5～15。在密相段的再生器侧壁上设置有催化剂出料口和催化剂进料口。

密相段11中设置的加热装置10是独立控温加热。加热装置10设置在再生器壳体16内部或再生器壳体16外部。加热装置10设置在再生器壳体16内部时，为电加热管加热器或内电极式加热器，即在催化剂密相床层内直接加热催化剂；加热装置10设置在再生器壳体16外部时，为铸金属电加热器，即当再生器直径过小，可采用铸金属电加热器包裹在密相段的壳体外侧进行加热。