[发明专利]气固环流混合汽提器和固体颗粒的混合与汽提方法

说明书

技术领域

本发明涉及石化领域，涉及流化催化裂化过程中催化剂的冷却循环技术以及汽提，具体而言，涉及一种气固环流混合汽提器(属于一种混合器)和一种固体颗粒的混合与汽提方法，用于流化催化裂化过程中提升管与流化床之间不同温度的两种固体颗粒(再生剂之间和/或待生剂之间)的混合和混合中的固体颗粒的汽提。

背景技术

流化催化裂化是重要的原油二次加工手段，具有巨大的经济效益。催化裂化反应再生系统通常由提升管反应器、再生器以及输送管线组成。原料油通过喷嘴雾化后，在提升管反应器内与高温再生催化剂接触、气化、发生热裂化反应和催化反应，与此同时发生缩合反应并产生焦炭，焦炭附着在催化剂表面使催化剂失活，失活的催化剂(待生剂)在提升管出口被气固分离设备分离下来后进入汽提段，在汽提段内待生剂夹带的油气被汽提蒸汽置换出去，然后待生剂通过待生管线进入再生器进行燃烧再生，再生后的催化剂(再生剂)通过再生管线进入提升管底部。催化裂化的反应产物既有希望的目的产品如：汽油、柴油、液化气，也有不希望产生的副产品，如干气。

剂油比是催化裂化最重要的控制参数，反映了催化剂和油的质量流量比。在同样的工艺条件下，适宜的较大的剂油比意味着原料油可以接触到更多的高活性催化剂，或者说更多的活性中心，因而也具有更高的产品收率和选择性。但是在实际生产中，催化剂的循环量因受到热平衡的限制，并不能随意调节。要增加再生剂的循环量并维持带入反应系统的总热量不变，只能降低再生剂温度。这在实际生产中往往意味着降低再生器的再生温度，会严重降低催化剂的再生效果。因此，增大再生剂循环量和提高剂油比一对无法兼顾的矛盾。为此，人们提出了各种技术以解决这一问题。

目前，流化催化裂化过程中，冷催化剂循环技术可分为以下几种类型：(1)将冷的待生剂与高温再生剂直接在提升管内或预提升段中混合(专利01144955.1，201020608020.4)，但由于没有后续的再生工序，混合后的催化剂中含有许多待生剂，因而活性较低，这样会降低喷嘴处催化剂的活性，进而影响产品收率。(2)不进行冷、热催化剂的混合，而是将再生剂直接冷却：在再生线路上设置取热器，将取热器冷却的催化剂引入提升管，但由于取热器提供的总热量为定值，如果要保证从取热器流出的冷却的催化剂的温度一定，则不能满足催化剂流量调整的要求，同理，如果要保证从取热器流出的冷却的催化剂的流量一定，则不能满足催化剂温度调整的要求，所以其催化剂流量不是独立变量，难以调节(专利99120517.0)，而且如果再建一个取热器则流程复杂、改造工程量大、流化输送困难、需要再生线路上留有较大空间(专利200810146601.8)。(3)将提升管底部预提升段作为冷热再生催化剂的混合器(专利99120529.4，200710054772，200510017751.5)。这种技术虽然是对已经再生的催化剂进行混合，无需如第(1)种情形所需的催化剂的再生的过程，但这样对预提升段的结构要求极高，导致预提升段的结构复杂、成本增加，而且预提升段内混合时间和传热时间都很短，即便冷热催化剂能够混合均匀，也没有足够的时间传热。

例如，在上述第(3)种方式的基础上，现有技术有以下专门针对冷、热催化剂混合器的专利：专利200710054772.3所采用的预提升段混合器为一个直径大于提升管的直筒段，直筒段上部用一个圆锥段与提升管相连，但预提升段内部并未采用任何内构件。专利200510017751.5采用的预提升段混合器内部设置有蒸汽气体分布器，但没有其他内构件。可以看出专利200710054772.3和专利200510017751.5所采用的预提升段混合器内均没有设置能够促进混合的内构件，只是依靠冷、热催化剂在流化床内的自然混合，由于催化剂在预提升段内停留时间很短，因而催化剂混合效果较差，而且由于冷、热催化剂的流量一般不一样，很容易造成提升管内的偏流。专利200720090003.4在提升管预提升段筒体不同高度处设有冷、热催化剂入口，在筒体内部设置内套管，每个催化剂入口管下方设置螺旋向下的通道底板。该专利能够较好的实现颗粒的混合，但是冷、热催化剂在预提升段内的流动较为复杂、流动阻力较大，从而影响混合效果，而且螺旋向下的通道底板不易安装，也容易变形。专利200810140821.X在预提升段的每个催化剂入口处都设置了一个水平的导流管，导流管出口与设备轴线成一定角度，将提升介质出口管设置成倒锥形的喇叭口，预提升段出口设置有折流筒，以破坏提升过程中形成的中心稀、边壁浓的环核流动结构，促使颗粒浓度沿径向均匀分布，但是该专利存在催化剂混合、传热时间较短、混合和传热不均匀的问题。