一种流化床催化剂再生方法技术

本发明专利技术涉及石油和化工催化剂再生技术领域，具体涉及一种流化床催化剂再生方法。所述流化床催化剂再生方法，由催化剂再生和气固分离组成，设有催化剂再生反应区和气固分离区，催化剂再生反应区由循环流化床再生区和湍流流化床与流化床串联再生区两段组成，气固分离区分成下方的与循环流化床再生区连接的气固预分离区和上方的后续气固分离区。所述流化床催化剂再生方法中，再生过程分成同轴并列的循环流化床再生区和湍流流化床与流化床串联再生区两段再生，每段再生都采用新鲜空气，提高了再生效率，循环流化床再生烟气设置催化剂预分离器，降低烟气的粉尘排放量。

【技术实现步骤摘要】
一种流化床催化剂再生方法
本专利技术涉及一种石油和化工领域气固相流化床催化反应过程的催化剂再生技术，特别是涉及一种流化床催化剂再生方法。
技术介绍
石油烃催化裂化反应是原油的二次加工过程，反应是气固相裂化为主的反应，催化裂化反应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，必须循环再生。无论是装置投资，操作能耗，还是维护费用，催化剂再生过程在催化裂化过程中都占有主要地位。降低再生过程烟气中过剩氧含量，降低再生系统的气体压降，降低催化剂藏量，减少氢反应引起的催化剂水热失活，对催化裂化工艺都有重要意义。已有比较典型的催化剂再生技术包括上下串联两段再生，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，CN97121795.5公开了一种重油流化催化转化重叠式两段再生技术。国内开发了循环流化床和密相流化床上下串联的再生技术。循环流化床中反应后的气体和催化剂全部进入直径扩大的密相流化床继续反应。这种技术的密相流化床反应区由于气体流速低，且气体主要是循环流化床的再生烟气，反应介质传递速度和氧含量都较低，需要靠增加催化剂藏量、延长反应时间弥补。循环流化床流态化状态下，由于气体成为连续相，反应介质的传递提高的较多，但也存在着催化剂密度低的问题，尤其是随着反应的进行，碳和氧的含量都迅速降低，反应效率下降。循环流化床和密相流化床串联烧焦形式中密相流化床传递效率较低。中国石油华东勘探设计院开发了循环流化床单段烧焦再生技术，通过延长循环流化床内的烧焦时间，使催化剂在循环流化床内完成再生反应。虽然循环流化床流态化形式解决了反应介质传递问题，可以减少催化剂的藏量，但由于随着反应的进行，气体中的氧含量和催化剂的碳含量都逐渐降低，循环流化床单段烧焦技术反应后部碳含量已经是再生剂水平，氧也基本消耗完，反应效率很低，需要增加反应器体积，增加建设投资。已有催化剂再生技术烟气中粉尘排放只能到到200mg/m³的水平。随着环保要求的提高，降低粉尘排放成为重要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种既能提高反应介质的传递效率，也能提高反应介质含量的高效的流化床催化剂再生方法，实现反应速率高、催化剂藏量少、氧气消耗少、催化剂排放少、经济性好、环保的催化剂再生目标。流化床催化剂再生的反应过程，主要是氧、碳反应以及氧、氢的反应，而且氢反应速度更快。提高反应效率，关键是利用好催化剂流态化技术，形成良好的流态化形式，平衡好反应介质传递和反应介质含量的关系。为达上述目的，本专利技术提供了一种流化床催化剂再生方法，用于石油烃类原料催化裂化催化剂再生；所述流化床催化剂再生方法由催化剂再生和气固分离组成，设有催化剂再生反应区和气固分离区，催化剂再生反应区由循环流化床再生区和湍流流化床与流化床串联再生区两段组成，循环流化床再生区为第一段催化剂再生反应区，湍流流化床与流化床串联再生区为第二段催化剂再生反应区，该第二段催化剂再生反应区的催化剂形成下部的湍流流化床和上部的流化床，湍流流化床也简称湍流床；循环流化床再生区分为循环流化床再生上区和循环流化床再生下区，循环流化床再生上区直径小于循环流化床再生下区；湍流流化床再生区与循环流化床再生区同轴并列布置，湍流流化床再生区设置在循环流化床再生上区筒体和催化剂再生反应区壳体之间的环形空间内，形成环形的湍流流化床再生区；气固分离区分成下方的与循环流化床再生区连接的气固预分离区和上方的后续气固分离区，气固预分离区设置预分离器，后续气固分离区设置两组以上的两级串联旋风分离器，或者后续气固分离区同时设置相互独立的两组以上的一级旋风分离器和两级串联旋风分离器；待生催化剂先进入循环流化床再生下区，与新鲜空气接触反应，新鲜压缩空气在循环流化床再生下区底部进入，一边与焦炭反应一边向上输送催化剂，离开循环流化床再生区时循环流化床再生区的催化剂和再生烟气经输送管先在预分离器进行气固分离；然后气体进入上方的后续气固分离区，再进入一级旋风分离器或两级串联旋风分离器进行气固分离或离开预分离器后烟气直接进入一级旋风分离器或两级串联旋风分离器进行气固分离；循环流化床再生后在预分离器分离的含碳催化剂，以及一级旋风分离器或两级串联旋风分离器分离的含碳催化剂，沉降到第二段催化剂再生反应区的湍流流化床再生区继续进行第二段再生；湍流流化床再生区底部进入新鲜空气，使再生催化剂与高含氧的空气接触反应；离开湍流流化床再生区（7）后，湍流流化床再生区的再生烟气和携带的少量催化剂进入两级串联旋风分离器进行气固分离；再生后的再生催化剂从再生催化剂出口引出；气体经烟气出口排出；循环流化床再生区完成全部氢反应和部分碳反应，剩余碳在湍流流化床与流化床串联再生区完成反应。以上再生方法在再生器内完成。再生过程需要取热时，催化剂取热器催化剂入口设在第二段催化剂再生反应区。本专利技术方法中，再生过程取热不是必须的；催化剂再生焦炭反应放热首先通过再生催化剂提供给反应器，只有当再生产生的热量大于反应需要时才需要取热。循环流化床再生区设有空气分布器，该空气分布器使用管式分布器或分布板，优先使用分布板。气固预分离区由预分离器实现气固预分离。直接与循环流化床再生反应区连接的预分离器可采用T型预分离器、旋风分离器式预分离器或周向旋转的旋流器式预分离器，优先使用旋流器式预分离器。所述T型又称倒L型，是指竖直向上的气固物流转向从向下的出口流出，实现气固分离的形式，以T型进行气固预分离的设备则称T型预分离器；所述旋流器，能够使烟气从输送管向周围横向方向形成周向旋转流动，靠离心力作用实现气固分离。当预分离器为旋流器式预分离器时，预分离器外可以设置壳体或预分离器罩；当设置预分离器罩时，在其顶部设置气体出口。循环流化床再生区的烟气离开预分离器后先进入两级串联旋风分离器和气固预分离区间的稀相空间，靠重力沉降降低气体的催化剂含量，然后再进入一级旋风分离器或者两级串联旋风分离器进一步气固分离；湍流流化床再生区的烟气在稀相空间与循环流化床再生区的烟气汇合。预分离器出口与两级串联旋风分离器的初级旋风分离器入口用烟气管连接，循环流化床再生区的烟气在预分离器实现催化剂分离后直接从烟气管进入上方的两级串联旋风分离器，湍流流化床再生区的烟气进入烟气管或直接进入初级旋风分离器入口，与循环流化床再生区的烟气汇合，并进入两级串联旋风分离器继续气固分离。预分离器出口与一级旋风分离器入口或两级串联旋风分离器的初级旋风分离器入口用烟气管连接，循环流化床再生区的烟气在预分离器和催化剂分离后直接从烟气管进入上方的一级旋风分离器或两级串联旋风分离器，然后流出气固分离区；湍流流化床再生区的烟气经过两级串联旋风分离器和气固预分离区间的稀相空间后再进入独立的两级串联旋风分离器，分离出催化剂后流出气固分离区，从烟气出口流出。本专利技术的任务是这样实现的：压缩空气从空气分布器进入循环流化床再生下区；待生催化剂从待生催化剂管在循环流化床再生区底部空气分布器以上进入循环流化床再生下区，与从空气分布器来的压缩空气接触，实现催化剂上的碳和氢反应，同时在气体的输送下，气体和催化剂一起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流化床催化剂再生方法，其特征在于，所述流化床催化剂再生方法由催化剂再生和气固分离组成，设有催化剂再生反应区和气固分离区，催化剂再生反应区由循环流化床再生区和湍流流化床与流化床串联再生区两段组成，循环流化床再生区为第一段催化剂再生反应区，湍流流化床与流化床串联再生区为第二段催化剂再生反应区，该第二段催化剂再生反应区的催化剂形成下部的湍流流化床和上部的流化床；循环流化床再生区分为循环流化床再生上区（8）和循环流化床再生下区（5），循环流化床再生上区（8）直径小于循环流化床再生下区（5）；湍流流化床再生区（7）与循环流化床再生区同轴并列布置，湍流流化床再生区（7）设置在循环流化床再生上区筒体（8‑1）和催化剂再生反应区壳体（4）之间的环形空间内，形成环形的湍流流化床再生区（7）；气固分离区分成下方的与循环流化床再生区连接的气固预分离区和上方的后续气固分离区，气固预分离区设置预分离器，后续气固分离区设置两组以上的两级串联旋风分离器，或者后续气固分离区同时设置相互独立的两组以上的一级旋风分离器和两级串联旋风分离器；待生催化剂先进入循环流化床再生下区（5），与空气接触反应；离开循环流化床再生区后，循环流化床再生区的催化剂和再生烟气先在预分离器进行气固分离，然后再进入一级旋风分离器或两级串联旋风分离器进行气固分离；在预分离器分离的催化剂，以及一级旋风分离器或两级串联旋风分离器分离的催化剂，沉降到湍流流化床再生区（7）继续再生，湍流流化床再生区（7）底部进入空气，使再生催化剂与高含氧的空气接触反应；离开湍流流化床再生区（7）后，湍流流化床再生区（7）的再生烟气和携带的少量催化剂进入两级串联旋风分离器进行气固分离；再生后的再生催化剂从再生催化剂出口（9）引出；气体经烟气出口（16）排出；循环流化床再生区完成全部氢反应和部分碳反应，剩余碳在湍流流化床与流化床串联再生区完成反应。...

【技术特征摘要】
1.一种流化床催化剂再生方法，其特征在于，所述流化床催化剂再生方法由催化剂再生和气固分离组成，设有催化剂再生反应区和气固分离区，催化剂再生反应区由循环流化床再生区和湍流流化床与流化床串联再生区两段组成，循环流化床再生区为第一段催化剂再生反应区，湍流流化床与流化床串联再生区为第二段催化剂再生反应区，该第二段催化剂再生反应区的催化剂形成下部的湍流流化床和上部的流化床；循环流化床再生区分为循环流化床再生上区（8）和循环流化床再生下区（5），循环流化床再生上区（8）直径小于循环流化床再生下区（5）；湍流流化床再生区（7）与循环流化床再生区同轴并列布置，湍流流化床再生区（7）设置在循环流化床再生上区筒体（8-1）和催化剂再生反应区壳体（4）之间的环形空间内，形成环形的湍流流化床再生区（7）；气固分离区分成下方的与循环流化床再生区连接的气固预分离区和上方的后续气固分离区，气固预分离区设置预分离器，后续气固分离区设置两组以上的两级串联旋风分离器，或者后续气固分离区同时设置相互独立的两组以上的一级旋风分离器和两级串联旋风分离器；待生催化剂先进入循环流化床再生下区（5），与空气接触反应；离开循环流化床再生区后，循环流化床再生区的催化剂和再生烟气先在预分离器进行气固分离，然后再进入一级旋风分离器或两级串联旋风分离器进行气固分离；在预分离器分离的催化剂，以及一级旋风分离器或两级串联旋风分离器分离的催化剂，沉降到湍流流化床再生区（7）继续再生，湍流流化床再生区（7）底部进入空气，使再生催化剂与高含氧的空气接触反应；离开湍流流化床再生区（7）后，湍流流化床再生区（7）的再生烟气和携带的少量催化剂进入两级串联旋风分离器进行气固分离；再生后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：石宝珍，
申请(专利权)人：青岛京润石化设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37