催化剂再生设备和再生方法技术

本发明专利技术提供用于失活的颗粒催化剂的再生设备和再生方法，包括用于加载第一失活程度的颗粒催化剂的第一提升管再生器和围绕该提升管再生器并与其同轴的、用于加载第二失活程度的颗粒催化剂的第二提升管再生器，所述第一提升管再生器的上部延伸超出第二提升管再生器的顶部，且所述第一提升管再生器上部的至少一部分和所述第二提升管再生器上部的至少一部分均位于混合脱气区内部，以使得第一和第二失活程度的颗粒催化剂分别通过所述第一和第二提升管再生器输送至所述混合脱气区内部并混合。合。

【技术实现步骤摘要】
催化剂再生设备和再生方法


[0001]本专利技术涉及用于催化剂再生的设备和相应的再生方法，尤其是用于需要催化剂部分再生的设备和相应的再生方法；且特别地，该再生设备和再生方法尤其适合用于制备乙烯丙烯的反应系统。

技术介绍

[0002]低碳烯烃，即乙烯和丙烯，是两种重要的基础化工原料，其需求量在不断增加。近年来，甲醇转化制烯烃(MTO)的工艺得到很大的发展，已有三家技术实现了工业应用，相关专利较多。
[0003]CN102464534B和CN102372538A公布了分区的甲醇转化制低碳烯烃的方法，甲醇分别进入下部的预混区或催化剂混合管和上部的主反应区进行反应。
[0004]CN102276398A公布的方法中，液态甲醇进入初始接触区和待生催化剂进行换热，再上行进入主反应区反应生成乙烯、丙烯。
[0005]在MTO工艺中，颗粒催化剂涉及失活（尤其是例如结焦）、再生，而催化剂一定程度的结焦有可能有利于反应的进行。这是因为，甲醇在SAPO
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34催化剂上反应高选择性生成乙烯丙烯，需要催化剂有一定积碳量，温度在450~500℃之间。现有MTO技术中催化剂再生有两种方式：完全再生和不完全再生。完全再生得到的再生剂上基本没有积炭，碳含量小于0.1重量%，不能满足MTO反应对催化剂积碳量的需求，甲醇接触该再生剂产物分布差，乙烯丙烯选择性低。不完全再生得到的再生剂上有一定量的积炭，烧焦过程烧掉了待生剂上的一部分积炭，可以满足MTO反应对催化剂积碳量的需求，但未烧掉的积炭长时间运转会出现重质化、石墨化现象，甲醇在含有该积炭的催化剂上反应不能得到高的乙烯丙烯选择性。另外，现有技术再生剂进入反应系统前不进行取热，再生剂温度一般为550~650℃，不利于甲醇高选择性转化为乙烯丙烯。
[0006]因此，在以MTO为代表的多种工艺中，存在对失活催化剂部分再生、以及将不同失活程度的催化剂混合的需求。

技术实现思路

[0007]基于对MTO工艺的研发改进，本专利技术提供了一种用于颗粒催化剂的双区再生混合的再生设备，包括用于加载第一失活程度的颗粒催化剂的提升管再生器（位于中心区）和围绕该提升管再生器并与其同轴的、用于加载第二失活程度的颗粒催化剂的外嵌套再生器（位于外围区），且所述提升管再生器上部的至少一部分和所述外嵌套再生器上部的至少一部分均位于混合脱气区内部；所述第一和第二失活程度的颗粒催化剂具有不同的失活程度，和/或在结构和/或组成上不同；其中：该提升管再生器底部具有第一再生介质入口，其用于使得该提升管再生器中加载的第一失活程度的颗粒催化剂向上输送并再生，以得到第一再生程度的颗粒催化剂；该提升管再生器顶部具有提升管再生器出口构件，其用于使得第一再生程度的颗粒催化剂经由
该提升管再生器出口构件进入所述混合脱气区的内部；该外嵌套再生器底部具有第二再生介质入口，其用于使得该外嵌套再生器中加载的第二失活程度的颗粒催化剂向上输送并再生，以得到第二再生程度的颗粒催化剂；该外嵌套再生器顶部具有外嵌套再生器出口构件，其用于使得第二再生程度的颗粒催化剂经由该外嵌套再生器出口构件进入所述混合脱气区的内部，并且与所述第一再生程度的颗粒催化剂混合，以得到混合催化剂；以及该混合脱气区用于所述混合催化剂与第一和第二再生介质脱气分离，以得到脱气催化剂。
[0008]在一个优选实施方案中，所述脱气催化剂的部分或全部作为所述再生设备提供的再生催化剂产品从该设备取出。
[0009]在一个优选实施方案中，所述提升管再生器出口构件和外嵌套再生器出口构件各自优选为支管结构分离器。
[0010]在一个优选实施方案中，所述提升管再生器外设置换热盘管或夹套，用于取走或补充提升管再生器和/或外嵌套再生器热量。
[0011]在一个优选实施方案中，所述混合脱气区内设置有内换热器，以通过换热来降低或升高混合脱气区的温度。
[0012]根据本专利技术，具有不同的失活程度、和/或在结构和/或组成上不同的两种颗粒催化剂可用作所述第一和第二失活程度的颗粒催化剂，对其具体来源没有特别限制。相应地，在一个优选实施方案中，所述脱气催化剂的一部分可以循环催化剂的形式用作所述第一失活程度的颗粒催化剂或所述第二失活程度的颗粒催化剂。在一个优选实施方案中，来自所述再生设备外部的颗粒催化剂用作所述第一失活程度的颗粒催化剂或所述第二失活程度的颗粒催化剂。在一个优选实施方案中，所述脱气催化剂的一部分可以循环催化剂的形式与来自所述再生设备外部的颗粒催化剂混合，所得混合物用作所述第一失活程度的颗粒催化剂或所述第二失活程度的颗粒催化剂。
[0013]在一个优选实施方案中，来自再生设备外部的颗粒催化剂是来自与本专利技术所述再生设备对应配置的反应系统，为该反应系统的待生催化剂；即，该反应系统的催化剂出现失活，其失活后的待生催化剂通过本专利技术所述再生设备适当再生，适当再生后的催化剂送回反应系统反应。
[0014]根据本专利技术，提供的是双区再生混合的再生设备，包含处于中心区的提升管再生器和在外围区的围绕该提升管再生器、并与其同轴布置的外嵌套再生器。以上相应讨论了在双区中分别进料的两种失活程度的颗粒催化剂；然而，理解的是，本专利技术所述双区再生混合的再生设备也可适用于对多于两种的失活程度的颗粒催化剂进行处理。在一个优选实施方案中，例如，可以将所述处于中心区的提升管再生器替换为两个或更多个同轴的提升管，从而使得所述双区再生混合的再生设备变为多区再生混合的再生设备。在一个优选实施方案中，例如，可以串联使用两个或更多个本专利技术所述的双区再生混合的再生设备。
[0015]本专利技术还提供利用本专利技术所述再生设备进行催化剂再生的再生方法。
[0016]相应地，本专利技术还提供一种制备乙烯丙烯的例示方法，该方法包括：a）第一再生介质经第一再生介质入口进入提升管再生器与来自混合脱气区的循环催化剂或来自反应系统的待生催化剂接触烧焦，上行得到第一再生程度的颗粒催化剂，
其经提升管再生器出口构件进入所述混合脱气区内部；b）第二再生介质经第二再生介质入口进入外嵌套再生器与来自混合脱气区的循环催化剂或来自反应系统的待生催化剂接触烧焦，上行得到第二再生程度的颗粒催化剂，其经外嵌套再生器出口构件进入所述混合脱气区内部；c）所述第一再生程度的颗粒催化剂和所述第二再生程度的颗粒催化剂在混合脱气区内部混合，得到混合催化剂，经脱气介质脱气得到脱气催化剂；和d）所述脱气催化剂的一部分作为再生催化剂进入反应系统发生甲醇制乙烯丙烯的反应，得到待生催化剂；所述脱气催化剂的另一部分作为所述循环催化剂。
[0017]本专利技术还提供一种用于颗粒催化剂的再生设备，其具有用于加载第一失活程度的颗粒催化剂的第一催化剂进料装置和用于加载第二失活程度的颗粒催化剂的第二催化剂进料装置，以及位于所述第一和第二催化剂进料装置上部的混合脱气区，所述第一和第二失活程度的颗粒催化剂进入所述混合脱气区内混合以得到混合催化剂；其中：在所述混合脱气区内，所述第一和第二失活程度的颗粒催化剂的分布使得所述混合催化剂的Peclet准数小于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于颗粒催化剂再生的双区再生混合的再生设备，包括：位于中心区的提升管再生器，其用于加载第一失活程度的颗粒催化剂；位于外围区的外嵌套再生器，其围绕该提升管再生器并与其同轴，用于加载第二失活程度的颗粒催化剂；和混合脱气区，使得所述提升管再生器上部的至少一部分和所述外嵌套再生器上部的至少一部分位于混合脱气区内部；其中：该提升管再生器底部具有第一再生介质入口，其用于使得该提升管再生器中加载的第一失活程度的颗粒催化剂向上输送并再生，以得到第一再生程度的颗粒催化剂；该提升管再生器顶部具有提升管再生器出口构件，其用于使得第一再生程度的颗粒催化剂经由该提升管再生器出口构件进入所述混合脱气区的内部；该外嵌套再生器底部具有第二再生介质入口，其用于使得该外嵌套再生器中加载的第二失活程度的颗粒催化剂向上输送并再生，以得到第二再生程度的颗粒催化剂；该外嵌套再生器顶部具有外嵌套再生器出口构件，其用于使得第二再生程度的颗粒催化剂经由该外嵌套再生器出口构件进入所述混合脱气区的内部，并且与所述第一再生程度的颗粒催化剂混合，以得到混合催化剂；以及该混合脱气区用于所述混合催化剂与第一和第二再生介质脱气分离，以得到脱气催化剂。2.根据权利要求1所述的再生设备，其包含如下之一的连接方式：混合脱气区连接至提升管催化剂入口；混合脱气区连接至外嵌套再生器催化剂入口；外部催化剂管线连接至提升管催化剂入口；外部催化剂管线连接至外嵌套再生器催化剂入口；混合脱气区连接至提升管催化剂入口，且所述外部催化剂管线连接至外嵌套提升管催化剂入口；混合脱气区连接至外嵌套再生器催化剂入口，且所述外部催化剂管线连接至外嵌套再生器催化剂入口；外部催化剂管线一和外部催化剂管线二分别连接至提升管催化剂入口和外嵌套再生器催化剂入口；外部催化剂管线一和外部催化剂管线二合并，然后连接至提升管催化剂入口；或外部催化剂管线一和外部催化剂管线二合并，然后连接至外嵌套再生器催化剂入口。3.根据权利要求1所述的再生设备，其中来自所述再生设备外部的颗粒催化剂用作所述第一失活程度的颗粒催化剂或所述第二失活程度的颗粒催化剂，其中所述来自再生设备外部的颗粒催化剂来自与所述再生设备对应配置的反应系统，为该反应系统产生的需要通过所述再生设备再生的待生催化剂。4.根据权利要求1
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3任一项所述的再生设备，其中所述提升管再生器和外嵌套再生器各自具有一个或多个催化剂入口。5.根据权利要求1
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3任一项所述的再生设备，其中所述提升管再生器外设置换热盘管或夹套，用于取走或补充提升管再生器和/或外嵌套再生器热量。
6.根据权利要求1
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3任一项所述的再生设备，其中所述混合脱气区内设置有内换热器，以通过换热来降低或升高混合脱气区的温度。7.根据权利要求1
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3任一项所述的再生设备，其中所述外嵌套再生器直径与提升管再生器直径之比为（200~2）:1；和/或混合脱气区直径与外嵌套再生器直径之比为（3~1）:1。8.根据权利要求1
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3任一项所述的再生设备，其中：在所述双区再生混合的再生设备的中心提升管外面还同轴地包含直径处于该中心提升管和所述外嵌套再生器，尤其是其上部的提升区，之间的一个或多个中间提升管；和/或在所述双区再生混合的再生设备的中心提升管内部还同轴地包含直径小于该中心提升管的一个或多个内部提升管。9.用于颗粒催化剂的多区再生混合的再生设备，包括两个或更多个串联或串并联连接的如权利要求1
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8中任一项所述的再生设备。10.用于MTO工艺的颗粒催化剂再生的反应
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再生系统，包括如权利要求1
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8中任一项所述的再生设备；其中：提升管再生器（2）下部具有提升管催化剂入口（5），用于加载第一失活程度的颗粒催化剂；该提升管再生器（2）底部具有第一再生介质入口（11），通过其加入的例如包含氧气的气体作为第一再生介质，用于使得该提升管再生器（2）中加载的第一失活程度的颗粒催化剂向上输送并除去催化剂上的积炭，从而得到第一再生程度的颗粒催化剂；该提升管再生器（2）顶部具有提升管再生器出口构件（13），其用于使得所述第一再生程度的颗粒催化剂经由该提升管再生器出口构件（13）进入所述混合脱气区（4）的内部；外嵌套再生器（3）下部具有外嵌套再生器催化剂入口（8），用于加载第二失活程度的催化剂；该外嵌套再生器具有在所述外嵌套再生器催化剂入口（8）下方的第二再生介质入口（10），通过其加入的例如包含氧气的气体作为第二再生介质，用于使得该外嵌套再生器（3）中加载的第二失活程度的催化剂向上输送并除去催化剂上的积碳，从而得到第二再生程度的颗粒催化剂；该外嵌套再生器（3）顶部具有外嵌套再生器出口构件（14），其用于使得所述第二再生程度的颗粒催化剂经由该外嵌套再生器出口构件（14）进入所述混合脱气区（4）的内部，并且与所述第一再生程度的颗粒催化剂混合，以得到混合催化剂；该混合脱气区下部具有混合脱气区脱气介质入口（20），用于输入脱气介质，使混合催化剂脱除夹带的再生介质中的再生活性成分，例如氧气，得到脱气催化剂；混合脱气区（4）下部具有处于所述脱气介质入口（20）上方的混合脱气区循环催化剂出口（6），用于将脱气催化剂的一部分作为循环催化剂输送到提升管再生器（2）作为第一失活程度的颗粒催化剂或外嵌套再生器（3）作为第二失活程度的催化剂进一步除去催化剂上的积炭以提高再生程度；该混合脱气区（4）下部具有处于所述脱气介质入口（20）上方的混合脱气区再生催化剂出口（7），用于将脱气催化剂的一部分作为再生催化剂移出混合脱气区，以输送到反应系统（1）；混合脱气区（4）顶部具有混合脱气区烟气出口（9）。11.根据权利要求10所述的反应
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再生系统，其中所述循环催化剂用作所述第一失活程度的颗粒催化剂，且来自所述反应系统（1）的待生催化剂用作所述第二失活程度的催化剂。12.根据权利要求10所述的反应
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再生系统，其中来自所述反应系统（1）的待生催化剂用作所述第一失活程度的颗粒催化剂，且所述循环催化剂用作所述第二失活程度的催化剂。
13.根据权利要求10
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12中任一项所述的反应
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再生系统，其中：所述提升管再生器出口构件（13）由n根提升管再生器出口构件主支管（18）组成，提升管再生器出口构件主支管（18...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓红，齐国祯，俞志楠，郑毅骏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：