[发明专利]一种催化剂再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及重、劣质烃类油品加工过程中积炭催化剂的再生方法，更具体地说，是一种重、劣质烃类油品裂化反应过程中积炭催化剂的活性再生，再生烟气制备氢气的方法。

背景技术

重、劣质油品在进行裂化反应时会生成部分焦炭，沉积在催化剂上使催化剂活性降低。通常采用高温氧化方法以除去催化剂表面焦炭，恢复催化剂活性，对催化剂进行再生。随着催化剂循环使用次数的增加，催化剂活性下降，为保证催化剂活性就必须卸出催化剂，这样会增加催化剂消耗，因此改善催化剂再生效果成为再生技术开发的方向。

此外，为了改善汽油、柴油的品质以及对重质油进行加氢预处理。加氢工艺使用越来越多，催化剂再生过程中表面积碳与氧反应会生成部分CO，利用催化剂再生烟气中CO制氢可以提供部分廉价氢源。

CN1179118A提供一种被碳和/或含硫材料污染的催化剂的再生方法，催化剂在流化床中与含氧气体接触，除去部分污染物，而后催化剂转到移动带上，使移动带移动催化剂颗粒通过一加热炉区，在一定温度下除去残留的部分污染物。

CN1052688A公开了流化床催化剂的两段氧化再生方法，采用高的气体线速度操作，两段再生气体采用串联流程，简化了再生设备和工艺流程.

CN101850274A提出了一种改善催化剂选择性的催化剂再生方法，待生剂在密相流化床再生器内，与含氧气体接触，在温度550-750℃，催化剂平均停留时间为4-30分钟的条件再生，发生焦炭燃烧反应，再生后的催化剂进入反应器，烟气经旋风分离器进入烟气能量回收系统.通过该方法催化剂选择性得到提高。

CN1400159A提出了一种利用催化裂化再生烟气制氢的方法，积炭催化剂与含氧气体在500-600℃条件下反应，温度较低，催化剂上积炭转化CO的比例不高，催化剂单位积炭产氢率不高，催化剂活性没有提高。

CN101143289A公开了催化裂化再生烟气制备氢和氮的方法，第二再生器的高温含氧烟气进入第一再生器再次利用，第一再生器烟气进入后续工艺制氢、制氮。该方法同样产氢率不高，催化剂活性没有提高。

发明内容

本发明在现有催化剂再生工艺基础上，提供了一种提高再生后催化剂活性，同时生产氢气的方法。

本发明包括以下步骤：

(1)经接触反应后的积碳催化剂和含碳物料混合进入第一流化床再生器，与含氧气体I在550-800℃接触进行不完全再生，得到半再生催化剂，

(2)步骤(1)所得的半再生催化剂进入第二流化床再生器，与含氧气体II在590-700℃接触进行完全再生，得到完全再生的催化剂。

以积碳催化剂的质量为基准，含碳物料的质量为1％-30％。

所述的含碳物料选自碳粉、石油焦和煤粉中的一种或几种，含碳物料的粒径为40-80μm。

所述步骤(1)中含氧气体I可以是空气，也可以是二氧化碳或水蒸气与氧的混合气，该混合气的氧质量百分含量为15％-25％。

所述步骤(1)中积碳催化剂和含碳物料在550-800℃，空床气速0.3-1.0米/秒，床层压力100-500kPa条件下，进行不完全再生，得到半再生催化剂。优选再生条件为550-780℃，空床气速0.3-0.8米/秒，床层压力100-450kPa。所述积碳催化剂的焦炭含量为1重量％-4重量％，所述半再生催化剂的焦炭含量为大于0.1重量％-1.0重量％。在步骤(1)中与含氧气体I接触进行不完全再生的时间为0.5-25分钟。

步骤(1)所产生的再生烟气经旋风分离器分离后进入后续制气单元，在制气单元，将再生烟气分离所得的CO，通过水蒸汽变换制得氢气。在制气单元气体经分离CO，烟气温度降至300-650℃进入后续水蒸汽变换单元制氢。再生烟气经压力能回收系统经换热、洗涤、降温脱水后，进入变压吸附系统，分离CO、CO₂。CO进入水汽变换单元采用一段高变和一段低变的串联流程，并在低变温度：150～300℃，高变温度：300～530℃，压力：1～8MPa，水碳比：2-5，的条件下制得氢气。

在步骤(2)中，步骤(1)所得的半再生催化剂进入第二流化床再生器与含氧气体II在590-700℃的条件下进行完全，完全再生后的催化剂返回接触反应器循环使用。完全再生催化剂的焦炭含量小于等于0.1重量％。在步骤(2)中与含氧气体II接触进行完全再生的时间为5-30秒，优选15-30秒。所述的含氧气体II的氧质量百分含量15％-25％。