[发明专利]一种催化裂化催化剂在线老化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化裂化工艺中使新鲜催化裂化催化剂活性稳定的方法，更具体地说，涉及一种催化裂化催化剂在线连续快速老化的方法。

技术背景

催化裂化技术是一种重要的原油二次加工过程。工业上催化裂化采用流化床反应-再生系统，原料油和催化剂在提升管反应器内接触，在催化剂表面发生催化裂化反应，在生成液化气、汽油、柴油等产品的同时也生成部分焦炭沉积在催化剂上。沉积有焦炭的待生催化剂经催化剂输送管送往再生器烧焦再生完成一个循环。催化剂在反应-再生过程中缓慢降低活性，同时一部分催化剂细粉会有跑损，因此需要不断往系统中补充新鲜催化剂以维持催化剂的活性。

催化裂化催化剂为分子筛催化剂，新鲜催化剂初始活性高且不稳定。在测试新鲜催化剂的活性时一般都需要对催化剂进行水热老化。裂化催化剂水热失活是指催化剂中分子筛在较高温度和水蒸气存在的条件下，结构崩塌、结晶度降低、比表面积和活性中心减少的现象。分子筛在水热环境下水解脱铝和硅迁移，铝氧四面体遇水水解，骨架上的Si-O-Al被Si-O-Si所取代。由于Si原子直径比Al原子直径小，使得键长变短，晶胞收缩。如果硅来不及迁移，有可能造成结构崩塌。由于骨架上Al原子减少，分子筛提供的酸中心H⁺减少，活性下降。高温下催化剂基质孔体积和分子筛孔体积的减少，使分子筛活性中心的可接近性下降，也是催化剂水热失活的另一个原因。

催化裂化工业装置中，催化剂在反应器中反应约几秒钟，经水蒸气汽提后循环到再生器中用空气进行烧焦再生，再生时间约有几分钟。再生后的催化剂再循环到反应器中，整个过程连续进行，周而复始。催化剂的失活主要在操作条件最苛刻的再生器内发生。在常规再生器操作条件下，水蒸气分压约为21.3～26.7kPa，再生温度约为650～720℃。在此环境下，新鲜催化剂在起始阶段的循环过程中，活性中心数目下降较快，约有25％的分子筛和40％～60％的基质遭到损坏，此后分子筛以大约每天下降0.5％的速率缓慢失活，基质部分活性基本不变。这样催化剂从新鲜剂到活性达到平衡大约需要45～90天的时间。由于新鲜催化剂的添加是根据催化剂的消耗与活性来添加的，因此，在系统中总有一部分催化剂活性很高，接近新鲜剂的水平，而这部分高活性催化剂在与原料接触反应时会产生较多副反应，生成低价值的干气和焦炭，造成目标产品如液化气、汽油、柴油等的产率降低。

由于上述新鲜催化剂直接加入催化裂化反应-再生系统中的弊端，有必要在新鲜催化剂加入系统之前就将其老化，使其接近系统中平衡剂的活性水平，这样将大大提高系统中催化剂的均匀性，改善反应的选择性。

目前催化剂的老化方法与装置均为实验室小型装置，工业上尚未有催化剂老化器。将新鲜催化剂在老化器内预先老化好再添加至装置的间歇老化是一种可选的老化方法，但老化器的尺寸较大，投资和能耗较大。本发明决定采用一种催化剂在线老化的方式对新鲜催化剂进行老化。新鲜催化剂连续添加入老化器内老化，同时从老化器内连续的将一部分催化剂输送到催化裂化系统中去。采用本发明能，大大减小老化器结构尺寸，减少投资和操作费用，改善催化剂活性均匀度，提高产品选择性。

发明内容

本发明要解决技术问题是提供一种用于催化裂化工业装置上的快速将新鲜催化剂的活性降低到稳定水平的催化剂在线老化方法。

本发明提供的一种催化裂化催化剂在线老化方法，包括以下步骤：

(1)催化剂老化器为流化床反应器，新鲜催化裂化催化剂连续加入催化剂老化器，含有水蒸气的老化介质由底部引入催化剂老化器，在温度为500～900℃，压力为常压～1.0MPa的条件下，催化裂化催化剂与水蒸气接触水热反应，同时催化剂和气体向上流动；

(2)催化剂老化器顶部催化剂和气体进行气固分离，分离出的降低活性的催化裂化催化剂引出催化剂老化器，连续输送至催化裂化反应-再生系统中。

本发明提供的方法中，所述的新鲜催化裂化催化剂在催化剂老化器中平均老化时间为1～24小时，催化剂的活性降低到稳定水平后，老化完成的催化剂连续输送至催化裂化反应-再生系统中。

本发明提供的催化剂在线老化方法的有益效果为：