用于使催化剂床流化的方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种方法和设备，该方法和设备用于从顶部朝下在颗粒床中逐渐开始流化，以避免同时将全部颗粒向上推挤到床中，从而避免能够对床中的内部构件造成损坏。颗粒床能够包括用于FCC单元的催化剂冷却器，该FCC单元包含内部构件，诸如冷却、流化和支撑设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使催化剂床流化的方法和设备
本领域涉及流化床，并且具体地涉及催化再生器(诸如在流化催化裂化(FCC)单元或MTO单元中)的催化剂冷却器流化。
技术介绍
FCC技术已经历了持续的改进，并且仍然是许多精炼厂汽油生产的主要来源。这种汽油以及较轻质产物是由于裂化较重较高分子量、价值较低的烃原料诸如瓦斯油而形成的。FCC方法在其最一般的形式中包括与再生器紧密耦接的反应器，然后进行下游烃产物分离。烃进料接触反应器中的催化剂，以将烃裂化成较小分子量的产物。在该方法中，焦炭趋于积聚在催化剂上。再生器中催化剂上的焦炭必须燃尽。当催化剂暴露于含氧化合物诸如甲醇以促进在甲醇制烯烃方法(MTO)中的制备烯烃的反应时，含碳材料被生成并沉积在该催化剂上。焦炭沉积物的积聚干扰催化剂促进MTO反应的能力。随着焦炭沉积物量的增加，催化剂丧失活性并且较少的原料转化成所需的烯烃产物。再生步骤通过与氧气燃烧从催化剂中去除焦炭，从而恢复催化剂的催化活性。然后可将再生催化剂再次暴露于含氧化合物以促进制备烯烃的转化。常规再生器通常包括容器，该容器具有废催化剂入口、再生催化剂出口以及用于将空气或其他含氧气的气体供应到驻留在容器中的催化剂床的燃烧气体分配器。旋风分离器在烟气离开再生器容器之前去除烟气中夹带的催化剂。存在目前使用的多种类型的催化剂再生器。传统的鼓泡床再生器通常只具有一个腔室，其中空气鼓泡通过致密催化剂床。添加废催化剂，并且从相同致密催化剂床中取出再生催化剂。在离开致密床的燃烧气体中夹带相对少的催化剂。两级鼓泡床和燃烧器再生器具有两个腔室。在两级鼓泡床再生器中，将废催化剂添加至第一上部腔室级中的致密床，并且用空气部分地再生。部分再生催化剂被运送到第二下部腔室级中的致密床，并且用空气完全再生。将完全再生催化剂从第二腔室中取出。可在稀相、快速流化的燃烧再生器中执行完全催化剂再生。将废催化剂添加至下部腔室，并且在快速流化流动条件下通过空气向上输送废催化剂，同时完全再生催化剂。再生催化剂在进入上部腔室时通过初级分离器与烟气分离，在该上部腔室中再生催化剂和烟气彼此脱离。催化剂冷却器已用于冷却再生催化剂并允许再生器和反应器在独立条件下操作。在催化剂冷却器中，热再生催化剂通过与水的间接热交换而冷却，该水在嵌套冷却管中蒸发成蒸汽。从催化剂冷却器中去除该蒸汽用于其他用途；然而，冷却的催化剂返回到再生器。催化剂冷却器通常由悬浮在催化剂冷却器中的流化喷枪从位于冷却器顶部的流化歧管中流化。长流化喷枪下垂靠近嵌套冷却管的底部。流化歧管的供应喷嘴附接到冷却器的壳体上，因此被锚定在适当位置。嵌套冷却管和流化歧管由于热膨胀而相对于供应喷嘴向上生长。因此，流化歧管必须足够柔性以适应这种热生长。由于在停机期间不制造产品的事实，因此再生器的停机是昂贵的。因此，应使停机最小化以使获利能力最大化。如果催化剂冷却器操作被中断，则必须使冷却器中的催化剂床再流化。寻求改进的设计和操作催化剂冷却器的方法。
技术实现思路
我们已发现，在催化剂冷却器中启动催化剂床的流化时，流化气体可将大量催化剂推挤向催化剂冷却器中的内部构件并对内部构件造成损坏。该方法和设备从顶部朝下逐渐开始催化剂床的流化，以避免同时将全部催化剂向上推挤到冷却器中。本专利技术的附加特征和优点将从本文所提供的本专利技术的说明书、附图和权利要求书显而易见。附图说明图1为本专利技术的FCC单元的示意图。图2为在段2-2处截取的放大截面。图3为图1的放大部分。定义术语“连通”意指在枚举的部件之间可操作地允许物质流动。术语“下游连通”意指在下游连通中流向主体的至少一部分物质可以从与其连通的对象可操作地流动。术语“上游连通”意指在上游连通中从主体流出的至少一部分物质可以可操作地流向与其连通的对象。术语“直接连通”意指来自上游部件的料流进入下游部件而不穿过任何其他居间容器。术语“间接连通”意指来自上游部件的料流在穿过居间容器之后进入下游部件。术语“绕过”意指对象至少在绕过的范围内与绕过主体失去下游连通。如本文所用，术语“分离器”意指具有一个入口和至少两个出口的容器。如本文所用，术语“主要的”或“占优势”意指大于50重量％，适当地大于75重量％，并且优选地大于90重量％。如本文所用，术语“富组分流”是指从容器出来的富流具有比到容器的进料大的组分浓度。具体实施方式我们已发现，在流化空气已被中断之后，使催化剂冷却器中的催化剂再流化可导致将大量催化剂推挤向催化剂冷却器内部构件，包括充气喷枪。充气喷枪通常悬浮在催化剂冷却器中，用于将空气输送到催化剂床的下段。建议在催化剂床的上段下方添加流化分配器以在开始下段的流化之前开始上段的流化。因此，使催化剂床逐步分阶段流化。催化剂床的主体没有在一次移动中提升，以便在内部构件处推挤催化剂物质的主体，从而避免对内部构件造成损坏。本文的实施方案适用于颗粒材料的任何流化床。一种此类应用是用于冷却来自FCC或MTO再生器的再生催化剂的催化剂冷却器。为简单起见，将在FCC单元的上下文中描述该方法和设备。现在转到附图，其中类似的数字指示类似的部件，图1示出了包括FCC单元10的方法和设备。FCC单元10包括彼此流体连接的催化反应器12和再生器14。方法变量通常包括400℃至600℃的裂化反应温度和500℃至900℃的催化剂再生温度。裂化和再生两者均在低于5个大气压的绝对大气压下发生。该附图示出了典型的FCC加工单元，其中管线15中的重质烃进料或原油流由分配器16分配到竖管20中以与从再生器导管18进入的新再生裂化催化剂接触。该接触可在窄竖管20中发生，该竖管向上延伸至反应器容器22的底部。通过使来自流化分配器24的气体流化来使催化剂流化并将催化剂提升至重质烃进料流，该流化分配器由流化管线25进料。来自催化剂的热使重质烃进料蒸发，并且此后在催化剂的存在下该重质烃进料催化地裂化成较轻分子量的烃，因为催化剂和重质烃进料两者均在竖管20向上转移到反应器容器22中。此后使用旋风分离器将裂化的轻质烃产物与裂化催化剂分离，该旋风分离器可包括反应器容器22中的粗切割分离器26和一级或两级旋风分离器28。产物气体通过产物出口30离开反应器容器22进入产物管线31以输送到未示出的产物回收段。在竖管20中进行不可避免的副反应，从而在催化剂上留下降低催化剂活性的焦炭沉积物。废催化剂需要再生以供进一步使用。在与气态产物烃分离之后，废催化剂落入汽提段34中，其中将来自管线35的蒸汽进料至汽提分配器38，该汽提分配器从废催化剂汽提任何残余的烃蒸汽。在汽提操作之后，通过废催化剂导管36将废催化剂进料至催化剂再生器14。最常见的此类常规重质烃进料流为VGO，其通常为通过常压渣油的真空分馏制备的具有一定的沸点范围的烃材料，该烃材料具有至少232℃(450°F)的IBP、288℃(550°F)至343℃(650°F)的T5、介于510℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在包括内部构件和催化剂床的容器中使所述催化剂床流化的方法，所述方法包括：/n通过在所述催化剂床的上段下方分配气体使所述上段流化；/n通过在所述催化剂床的下段下方分配气体使所述下段流化，所述下段位于所述上段的下方；以及/n在开始所述下段的所述流化之前开始所述上段的所述流化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171221 US 15/851,6131.一种用于在包括内部构件和催化剂床的容器中使所述催化剂床流化的方法，所述方法包括：
通过在所述催化剂床的上段下方分配气体使所述上段流化；
通过在所述催化剂床的下段下方分配气体使所述下段流化，所述下段位于所述上段的下方；以及
在开始所述下段的所述流化之前开始所述上段的所述流化。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过在所述催化剂床的中间段下方以及所述下段上方分配气体使所述中间段流化，所述中间段位于所述上段下方以及所述下段上方；以及在开始所述中间段的所述流化之前开始所述上段的所述流化；以及在开始所述下段的所述流化之前开始所述中间段的所述流化。


3.根据权利要求1所述的方法，还包括用从横向突出穿过所述容器的侧面的流化分配器分配的气体使所述上段流化。


4.根据权利要求1所述的方法，还包括用从纵向延伸穿过所述容器的细长流化分配器分配的气体使所述下段流化。


5.根据权利要求1所述的方法，还包括降低所述上段下方的流化气体的流速...

【专利技术属性】
技术研发人员：达尔梅什·C·潘卡尔，
申请(专利权)人：环球油品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US