[发明专利]一种催化裂化反应再生方法和装置

说明书

一种催化裂化反应再生方法，用于石油烃类原料催化反应过程；其特征在于，再生器本身分成烧焦气体预热区、第一再生区、第二再生区和气固分离区；烧焦气体在再生器内直接与再生剂混合换热实现预热，使烧焦过程生成的NOx减少；烧焦气体同时使再生剂冷却，使反应器的剂油比增加，改善反应的产品分布；同时为反应器提供另外的低温催化剂，该低温催化剂可以是待生剂或降温的再生剂，进一步优化反应器条件，控制产品分布。

技术领域

本发明涉及一种化工领域气固相催化反应技术，特别是涉及一种用于石油烃催化反应再生方法。

背景技术

石油烃催化裂化反应是原油的二次加工工艺，由原料反应和催化剂再生反应两个反应过程组成。原料反应过程一般生成进料量5.5％～10.0％的焦炭，这些焦炭附着在催化剂表面，堵塞催化剂微孔，必须循环烧焦使催化剂恢复活性。原料催化反应和催化剂再生反应都是重要的技术环节。

原料反应决定目的产品，但在装置投资、操作能耗、装置维护费用方面，催化剂再生过程占有主要地位。

已有比较典型的催化剂再生技术包括两段再生，逆流两段再生技术。尤其是UOP公司和中石化北京设计院开发的逆流两段再生技术体现了较高的效率。UOP公司和Ashland公司在US4299687中公开了其联合开发的两段逆流再生反应再生技术，CN 97121795.5公开了一种重油流化催化转化重叠式两段再生技术。

已有技术催化剂再生过程仅关注焦炭燃烧反应。但焦炭和烧焦气体接触反应过程中氮气会生成氮氧化物(NOx)。随着环保要求的提高，传统方案采用建设烟气脱硝装置控制NOx的排放，增加投资、能耗和操作费用，影响经济效益。在烧焦过程中直接降低燃烧反应过程NOx生成的技术是更好的途径。

已有技术中，催化剂再生(烧焦)反应过程中从压缩机来的190℃左右的烧焦气体(一般为空气)直接参与催化剂焦炭烧焦反应。提高焦炭燃烧的烧焦气体温度，降低燃烧区的温度尤其是局部“高温”都能有效的减少NOx生成。

在再生器设置再生剂冷却器的催化裂化过程中，已有技术中再生剂冷却器产生的低温再生剂返回了烧焦反应区，会降低烧焦反应的温度，影响烧焦反应速度，也就降低了烧焦反应效率；往往需要加大再生剂的循环量弥补再生区温度。但循环回的再生剂含碳量很低，又会降低燃烧反应区焦炭的含量，同时也增加了催化剂循环输送的能耗。

在石油烃催化裂化反应过程中，催化剂是核心问题，但反应过程中反应器内催化剂的性能和未反应前催化剂的性能是不同的。以烃类化合物催化裂化反应为例，反应过程中催化剂会因生焦、碱性成分和金属污染、钝化，使实际反应过程中催化剂的性能逐渐变差，反应器内，尤其是管式反应器内各部位催化剂的性能是不同的，起到的催化作用效率也不同。另外反应过程中催化剂的活性、反应剂油比或空速、反应原料和催化剂的温度及温度差等反应条件都是影响原料反应结果的重要因素，这些条件的改变和控制都会改变反应结果。

石油烃催化裂化以碳数大于C₃的组分为主要目的产品，C₂及以下的小分子产品主要是热裂化的产物。强化催化裂化反应，减少热裂化反应是催化裂化过程一直追求的目标。在催化裂化反应过程中反应条件的选择和控制直接关系到反应转化率和反应产品的选择性。现行优化反应系统操作的技术很多，以石油烃原料催化转化反应为例，干气预提升技术、采用改变原料注入点和注入介质的混合温度控制技术、出口区快速分离技术、急冷终止反应技术等都对反应结果影响明显，已在工业上得到较好应用。反应过程中催化剂性能的改进和控制也是至关重要的。