流化催化裂化催化剂再生设备制造技术

本发明专利技术是为了解决现有流化催化裂化催化剂单器多级逆流再生设备烧焦效率低，而提出了一种在再生器下部密相区内加入类似填料层的内构件式再生设备。本发明专利技术在再生器筒节下部主风分配器上方，从下到上依次设置：至少一层带竖直通道的填料层和一层由斜交叉的条形板组成的立体网格填料层，相邻填料层间设空间，填料层的空隙率为０．３～０．９５，填料层总体积占再生器筒节下部催化剂密相区体积的２０～９０％。待生催化剂在此区域实现多级逆流再生。本发明专利技术可有效地减轻密相段催化剂的返混，降低主风耗量和再生剂的定碳含量，并防止再生器稀相段发生尾燃。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流化催化裂化催化剂再生设备
：本专利技术属于石油化工领域，涉及一种烃类流化催化裂化催化剂再生设备。
技术介绍
：催化剂再生器是烃类原料流化催化裂化(FCC)及催化裂解等装置必不可少的组成设备。目前工业上常用的再生方式主要有：单器再生、两器两段再生及快速床再生等。其中两器两段再生是目前应用较为普遍的一种再生形式，可充分满足工程及工艺的要求，但存在着再生设备结构复杂、操作难度大、工程投资高的缺点。而单器再生由于工艺及设备都比较简单，迄今为止一直被广泛地使用，但存在着再生效率低的缺点。因此，开发既能强化再生过程，又可以降低设备投资和操作费用的单器再生设备是一项重要课题。单器再生方式可分为单器单段再生和单器两段再生，其中单器单段再生由于再生器床层内部返混严重，催化剂烧焦效率较低，再生效果较差。而目前单器两段再生主要有两种实现方式：一是在再生器下部密相区内加垂直隔板，将再生器隔为I密相、II密相，使催化剂再生依次在两个密相区中进行。虽然两个密相区内催化剂的平均碳含量不同，较单器单段再生效率提高，但在每个密相区内催化剂返混依然严重，气泡较多，气固接触效率低，从而使催化剂烧焦效率较低。第二种，如中国专利ZL 00268317.2所提出的再生方式，即在再生器密相段内设置隔板，在再生器底部设有主风分布器，实现单器两级或多级逆流再生，但隔板只能起到破碎气泡的作用，对提高烧焦效率非常有限。
技术实现思路
：本专利技术是为了解决现有的单器多级逆流再生设备烧焦效率低，而提出了一种在再生器下部密相区内加入类似填料层的内构件式再生设备。待生催化剂在此区域实现多级逆流再生。本专利技术可有效地减轻密相段催化剂的返混，降低主风耗量和再生剂的定碳含量，并防止再生器稀相段发生尾燃。本专利技术采用的具体技术方案是：对现有包括一个垂直的再生器筒节，再生器筒节底部设有主风分配器的流化催化裂化催化剂的再生设备进行改进，-->在再生器筒节下部主风分配器上方，从下到上依次设置：至少一层带竖直通道的填料层和一层由斜交叉的条形板组成的立体网格填料层，相邻填料层间设空间，填料层的空隙率为0.3～0.95，填料层总体积占再生器筒节下部催化剂密相区体积的20～90％。本专利技术推荐设置一层或两层带竖直通道的填料层。并在填料层之间的空间内设置次级主风分配器。本专利技术再生设备是在普通单器再生器内设置至少2层填料层，填料层放置在再生器筒节下部的催化剂颗粒和流化气体介质的逆流流动区域。待生催化剂从待生斜管进入再生器，首先经过由斜交叉的条形板组成的立体网格填料层，网格对催化剂起到了均匀分配的作用，同时，所有的网格相当于多个微分化的挡板，催化剂在其中均匀地与空气接触进行燃烧反应，催化剂停留时间较无构件再生器或普通构件再生器长，因而再生效率得到提高。经过初步再生的催化剂进入下方空间并经过带竖直通道的填料层。在填料层之间的空间内，由于气固的径向流动和更为均一的固/气比，再生作用被进一步加强。事实上，空间使得任何碎片在径向上从一个填料元件流过另一填料元件。而且空间通过在填料间形成湍动的、密相的流化混合体，使得气固重新分布。空间可以解决沟流和填料层间积聚的碎片，如脱落的衬里碎片。带竖直通道的填料层与普通流化床相比，填料层的每个网格将床层均分成了多个小流动单元，气固在每个单元内进行交换，各单元之间气固不返混。在正常流化状态下，该床层比普通流化床流化的更均匀。因此，提高了再生反应效率。本专利技术可在填料层之间的空间内设次级主风分配器，分别给各填料层供风，以保证再生器烧焦。分级供风，可提高了各填料层区的氧浓度梯度，加快烧焦反应速度。纵上所述，在整个烧焦过程中，本专利技术设置的填料层所具有的效果可概括为：①使待生催化剂在再生器内得到了较均匀的分配，提高了烧焦效果；②使再生器密相床内气泡直径减小，降低了气泡相向乳化相的传质阻力，提高了密相中氧气的利用率，使得主风用量减少；③减少了床层表面气泡破裂所携带的催化剂量，降低了再生器稀相密度。位于上面的，由斜交叉的条形板组成的立体网格填料层的作用更偏重于提高催化剂的分配及烧焦效果；而下面的，带竖直通道的填料层的作用则偏重于均匀分配主风和破碎气泡，并减少催化剂的返混。-->下面结合附图详细说明本专利技术。附图说明：图1：本专利技术再生设备应用于高低并列式FCC装置的结构简图；图2：本专利技术再生设备应用于两器同轴式FCC装置的结构简图；图3：由斜交叉的条形板组成的立体网格填料层的立体结构示意图；图4：一种带竖直通道的填料层的横截面图；图5：另一种带竖直通道的填料层的横截面图。具体实施方式：如图1所示，本专利技术再生设备应用于高低并列式FCC装置，在再生器筒节13下部的密相区，主风分配器20的上方，从下到上依次设有：带竖直通道的填料层19和由斜交叉的条形板组成的立体网格填料层15，填料层19和立体网格填料层15之间由空间14隔开，空间14内设次级主风分配器16。立体网格填料层15的立体结构如图3所示，由斜交叉的条形板组成。网格的大小取决于斜板的角度、板间距和板宽。一般取：30°≤β≤75°，30mm≤c≤500mm，30mm≤d≤500mm，板宽20mm～200mm。带竖直通道的填料层19，由一些供催化剂和再生气体逆流通过的垂直方向的通道组成。通道的横截面形状可以是矩形，也可以是菱形。图4为菱形形状，一般取30°≤α≤75°，30mm≤H3≤500mm；图5为矩形形状，一般取30mm≤a≤500mm，30mm≤b≤500mm。立体网格填料层15和填料层19的空隙率(填料层内空隙的总体积占填料层总体积的比率)均为0.3～0.95，填料层总体积占再生器筒节13下部催化剂密相区体积的20～90％。图1所示本专利技术再生设备的工作情况是这样的：待生催化剂从待生斜管8进入再生器筒节13，首先与立体网格填料层15接触，当待生催化剂通过立体网格填料层15时，催化剂在其中均匀与含氧气体(空气)接触进行燃烧反应，催化剂停留时间较无构件再生器或普通构件再生器长。经过初步再生的催化剂进入空间14和填料层19区域，填料层19的每个网格将床层均分成了多个小流动单元，气固在每个单元内进行交换，各单元之间气固不返混。在以上过程中含氧气体由主风分配器20和次级主风分配器16输送。经烧焦再生后的催化剂经再生斜管10返回提升管反应器2。图2是本专利技术应用于两器同轴式FCC装置的结构简图。在再生筒节13内-->设有2层填料层19，待生催化剂由待生直管9和输送套筒送入再生器筒节13。其工作情况与图1所示相同。实施例：某FCC装置按本专利技术图1所示的催化剂再生方案进行再生器改造。来自于待生斜管8含碳为1.0～1.2重量％的待生催化剂进入再生器筒节13内。再生筒节13的顶部压力为0.121Mpa，温度为690℃，气体线速为1.2米/秒。来自于次级主风分配器16中的含氧气体17(5520m3/h，约占总风量的40％)和来自于主风分配器20的含氧气体21(8280m3/h，约占总风量的60％)进入再生器筒节13内与向下流动的催化剂逆流接触，实现催化剂的烧焦反应，再生器内的再生温度为700～730℃，最终得到含碳量为0.1重量％的再生催化剂，完成全部再生过程。反应生成的再生烟气与催化剂经旋风分离器分离出夹带的催化剂后排出器外，再生后的催本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流化催化裂化催化剂再生设备，包括一个垂直的再生器筒节（１３），再生器筒节（１３）底部设有主风分配器（２０），其特征在于：在再生器筒节（１３）下部主风分配器（２０）上方，从下到上依次设有：至少一层带竖直通道的填料层（１９）和一层由斜交叉的条形板组成的立体网格填料层（１５），相邻填料层间设空间（１４），填料层（１９）和网格填料层（１５）的空隙率为０．３～０．９５，填料层总体积占再生器筒节（１３）下部催化剂密相区体积的２０～９０％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流化催化裂化催化剂再生设备，包括一个垂直的再生器筒节(13)，再生器筒节(13)底部设有主风分配器(20)，其特征在于：在再生器筒节(13)下部主风分配器(20)上方，从下到上依次设有：至少一层带竖直通道的填料层(19)和一层由斜交叉的条形板组成的立体网格填料层(15)，相邻填料层间设空间(14)，填料层(19)和网格填料层(15)的空隙率为0.3～0.95，填料层总体积占再生器筒节(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振千，毕志予，田耕，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，中国石化集团洛阳石油化工工程公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]