一种催化剂氧化再生的方法和系统技术方案

本公开涉及一种催化剂氧化再生的方法和系统。该方法包括：在氧化再生条件下，使待生催化剂在再生器中与预热后的含氧气体接触进行再生，放出热量，得到高温再生烟气和高温再生催化剂；再生器中设置有第一取热管；使液态的换热介质进入第一取热管中进行取热得到气液混合介质，使气液混合介质经气液分离得到换热介质凝液和气态换热介质；使气态换热介质与再生烟气换热后得到高温气态换热介质，使高温气态换热介质与含氧气体换热以得到预热后的含氧气体。本公开的催化剂氧化再生方法和系统能够充分利用再生器内催化剂氧化再生反应放热及系统内各温位的热能，对含氧气体进行预热，并产生过热蒸汽供给其他装置，实现了再生过程的节能降耗。

A method and system of catalyst oxidation regeneration

【技术实现步骤摘要】
一种催化剂氧化再生的方法和系统
本公开涉及炼油及化工
，具体地，涉及一种催化剂氧化再生的方法和系统。
技术介绍
在炼油及化工
，催化剂失活的情况普遍存在。为了实现不停工情况下的催化剂再生，一般采用循环氧化再生。在再生器中，以空气作为氧化剂，与催化剂上的积碳进行氧化反应，进而恢复催化剂的活性。催化剂的氧化再生为放热过程，现有的催化剂再生装置为了维持合适的温度，一般采用锅炉给水取出再生床层中的多余热量，产生蒸汽后直接送出装置。或者，对烟气进行余热回收，产生蒸汽后送出装置。这些方法未从系统整体的角度考虑用能的合理性，因而对于氧化再生产生的热量利用的不够充分。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种催化剂氧化再生的方法和系统，该装置及方法能够提高催化剂氧化再生热量的利用率，可满足大型工业化装置节能降耗方面的要求。为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种催化剂氧化再生的方法，该方法包括如下步骤：在氧化再生条件下，使待生催化剂在再生器中与预热后的含氧气体接触进行再生，放出热量，得到高温再生烟气和高温再生催化剂；所述再生器中设置有第一取热管；使液态的换热介质进入所述第一取热管中进行取热得到气液混合介质，使所述气液混合介质经气液分离得到换热介质凝液和气态换热介质；使所述气态换热介质与所述高温再生烟气换热后得到高温气态换热介质，使所述高温气态换热介质与含氧气体换热以得到所述预热后的含氧气体。可选地，所述氧化再生条件包括：温度为470～680℃；所述含氧气体中氧气的体积含量为5～25％。可选地，所述液态的换热介质为水；所述气液混合介质中，所述换热介质凝液和所述气态换热介质的质量比为(5～18)：1。可选地，所述液态的换热介质的温度为100～120℃；所述气液混合介质的温度为150～160℃，所述高温气态换热介质的温度为390～420℃，所述预热后的含氧气体的温度为220～280℃。可选地，该方法还包括，使所述高温再生催化剂进入再生器接收器，所述再生器接收器中设置有第二取热管，并使所述气态换热介质进入所述第二取热管与所述高温再生催化剂换热后再与所述高温再生烟气换热，得到所述高温气态换热介质。可选地，该方法还包括，所述再生器中设置第三取热管，使所述气态换热介质进入所述第三取热管进行取热后再与所述高温再生烟气换热，得到所述高温气态换热介质。可选地，该方法还包括，冷态开工过程中用加热器加热所述含氧气体，以启动所述再生反应。本公开第二方面提供一种催化剂氧化再生的系统，该系统包括含氧气体入口、换热介质入口、再生器、气液分离器、再生烟气冷却器、含氧气体预热器、烟气出口和气态换热介质出口；所述含氧气体入口、所述含氧气体预热器和所述再生器依次连通；所述再生器包括再生反应区，所述再生反应区内设有第一取热管，所述第一取热管的入口与所述换热介质入口连通，所述第一取热管的出口与所述气液分离器的入口连通，所述气液分离器的气体出口与所述再生烟气冷却器的气态换热介质入口连通，所述气液分离器的液体出口与所述换热介质入口连通，所述再生烟气冷却器的气态换热介质出口与所述含氧气体预热器的热介质入口连通，所述再生器的烟气出口与所述再生烟气冷却器的热介质入口连通，所述再生烟气冷却器的热介质出口与所述烟气出口连通，所述含氧气体预热器的热介质出口与所述系统的所述气态换热介质出口连通。可选地，该系统还包括再生器接收器，所述再生器接收器的再生剂入口与所述再生器的再生剂出口连通，所述再生器接收器内设有第二取热管，所述第二取热管的入口与所述气液分离器的气体出口连通，所述第二取热管的出口与所述再生烟气冷却器的气态换热介质入口连通；和/或该系统还包括含氧气体电加热器，所述含氧气体电加热器设置于所述含氧气体预热器和所述再生器之间。可选地，所述第一取热管设置于所述再生反应区的下部，所述再生反应区的上部还设有第三取热管，所述第三取热管的入口与所述气液分离器的气体出口连通，所述第三取热管的出口与所述再生烟气冷却器的气态换热介质入口连通。可选地，所述再生器为流化床再生器，所述流化床再生器内由上至下依次设有再生烟气出口、旋风分离器和流化再生反应区，所述第一取热管设置于所述流化再生反应区内；所述第一取热管为U形盘管、蛇形管、垂直换热管或水平换热管，或者为它们中两者或三者或四者的组合。通过上述技术方案，本公开的催化剂氧化再生方法和系统使液态换热介质进入再生器取热产生换热介质蒸气，并利用换热介质蒸气与再生烟气换热进一步提高蒸气温度得到高温换热介质蒸气，该高温蒸气可以为再生过程的含氧气体预热，通过设计上述换热介质蒸气的产生、过热、换热及凝液循环过程和装置，能够充分利用再生器内催化剂氧化再生反应放热及包括再生烟气热量在内的系统内各温位的热能，实现在维持再生器内床层温度的前提下，产生过热蒸汽供给其他装置，并且对含氧气体进行预热，充分有效地利用了催化剂氧化再生的能量，实现了再生过程的节能降耗。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1本公开的一种具体实施方式的催化剂氧化再生的方法的工艺流程图；图2是本公开的另一种具体实施方式的催化剂氧化再生的方法的工艺流程图；图3是本公开的第三种具体实施方式的催化剂氧化再生的方法的工艺流程图。附图标记说明1-再生器；2-第一取热管；3-旋风分离器；4-再生烟气冷却器；5-气液分离器；6-介质循环泵；7-含氧气体预热器；8-含氧气体电加热器；9-再生器接收器；10-第三取热管；11-第二取热管；A-再生烟气；B-液态的换热介质；C-含氧气体；D-气态换热介质；E-惰性气体。具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指装置在正常使用状态下的上和下，具体可参考图1的图面方向。“内、外”是针对装置本身的轮廓而言的。本公开第一方面提供一种催化剂氧化再生的方法，该方法包括如下步骤：在氧化再生条件下，使待生催化剂在再生器中与预热后的含氧气体接触进行再生，放出热量，得到高温再生烟气和高温再生催化剂；再生器中设置有第一取热管；使液态的换热介质进入第一取热管中进行取热得到气液混合介质，使气液混合介质经气液分离得到换热介质凝液和气态换热介质；使气态换热介质与高温再生烟气换热后得到高温气态换热介质，使高温气态换热介质与含氧气体换热以得到预热后的含氧气体。本公开的催化剂氧化再生方法使液态换热介质进入再生器取热产生换热介质蒸气，并利用换热介质蒸气与再生烟气换热进一步提高蒸气温度得到高温换热介质蒸气，该高温蒸气可以为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化剂氧化再生的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：/n在氧化再生条件下，使待生催化剂在再生器中与预热后的含氧气体接触进行再生，放出热量，得到高温再生烟气和高温再生催化剂；所述再生器中设置有第一取热管；/n使液态的换热介质进入所述第一取热管中进行取热得到气液混合介质，使所述气液混合介质经气液分离得到换热介质凝液和气态换热介质；/n使所述气态换热介质与所述高温再生烟气换热后得到高温气态换热介质，使所述高温气态换热介质与含氧气体换热以得到所述预热后的含氧气体。/n

【技术特征摘要】
1.一种催化剂氧化再生的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
在氧化再生条件下，使待生催化剂在再生器中与预热后的含氧气体接触进行再生，放出热量，得到高温再生烟气和高温再生催化剂；所述再生器中设置有第一取热管；
使液态的换热介质进入所述第一取热管中进行取热得到气液混合介质，使所述气液混合介质经气液分离得到换热介质凝液和气态换热介质；
使所述气态换热介质与所述高温再生烟气换热后得到高温气态换热介质，使所述高温气态换热介质与含氧气体换热以得到所述预热后的含氧气体。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氧化再生条件包括：温度为470～680℃；所述含氧气体中氧气的体积含量为5～25％。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述液态的换热介质为水；所述气液混合介质中，所述换热介质凝液与所述气态换热介质的质量比为(5～18)：1；
所述液态的换热介质的温度为100～120℃；所述气液混合介质的温度为150～160℃，所述高温气态换热介质的温度为390～420℃，所述预热后的含氧气体的温度为220～280℃。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括，使所述高温再生催化剂进入再生器接收器，所述再生器接收器中设置有第二取热管，并使所述气态换热介质进入所述第二取热管与所述高温再生催化剂换热后再与所述高温再生烟气换热，得到所述高温气态换热介质。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括，所述再生器中设置有第三取热管，使所述气态换热介质进入所述第三取热管进行取热后再与所述高温再生烟气换热，得到所述高温气态换热介质。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括，冷态开工过程中用加热器加热所述含氧气体，以启动所述再生反应。


7.一种催化剂氧化再生的系统，其特征在于，该系统包括含氧气体入口、换热介质入口、再生器(1)、气液分离器(5)、再生烟气冷却器(4)、含氧气体预热器(7)、烟气出口和气态换热介质出...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴德飞，孙丽丽，黄福荣，袁忠勋，李玉新，
申请(专利权)人：中国石化工程建设有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11