一种催化裂化催化剂老化方法及设备技术

一种催化裂化催化剂老化方法及设备，催化剂老化方法包括：催化剂由催化剂老化器外部反应器底部进入中间燃烧管，与含氧气体、燃料混合后燃烧，温度升高的气体和催化剂经中间燃烧管出口的气固分离器进入外部反应器；外部反应器底部注入水蒸气，水蒸气与高温催化剂接触进行水热反应，降低催化剂的活性，催化剂和气体在催化剂老化器顶部气固分离，分离出的气体排出装置，分离出的催化剂返回到外部反应器；当催化剂活性降低到合适水平时，停工卸出催化剂。以及实现该老化方法的催化剂老化器。采用本发明专利技术提供的老化方法和设备可以分别控制燃烧反应和水热反应操作条件，老化后的催化剂活性分布均匀，用于烃油催化裂化反应产品分布明显改善。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使催化裂化催化剂活性稳定的方法和设备，更具体地说，涉及一种使催化裂化催化剂活性快速降低到一定稳定水平的方法和设备。
技术介绍
催化裂化技术是炼油企业的主要二次加工工艺。该技术将重质烃油原料转化为汽油、柴油、丙烯和液化气等产品。在催化裂化装置运转过程中，装置中催化剂的活性需要保持在稳定水平，催化剂活性过高，会造成干气和焦炭产率过高，产品选择性很差；催化剂活性过低低，如低于55，会造成转化率下降，轻质油产品收率降低。催化剂的活性可以由催化裂化的微反活性实验法《石油化工分析方法(RIPP试验方法)》测量，装置正常运转过程中，催化裂化催化剂的活性一般为60-70。·催化裂化在开工时一般使用催化活性稳定的平衡催化剂，平衡催化剂是指催化裂化装置正常运转时再生器内的再生催化剂。在没有平衡催化剂的时候也可以在再生器内通入水蒸汽和燃料油将新鲜催化剂的活性降低到一定程度再使用。在装置运行过程中，由于催化剂颗粒的平均粒径为40-80 μ m，微球状的催化剂不断从装置中跑损，需要及时补充新鲜催化剂。另外，一些催化裂化重质原料中金属含量较高，在加工这些重质原料时，原料中的金属铁、镍、钒、钙等金属会污染催化剂，使催化剂失去活性。这种情况下，催化裂化装置中需要卸出部分催化剂，同时补充部分新鲜催化剂以减轻金属污染水平和维持适当催化剂活性。补充的新鲜催化剂活性很高，活性一般大于80，甚至大于90。这部分高活性新鲜催化剂可以迅速恢复催化裂化系统催化剂活性，但是同时这部分高活性催化剂也给催化裂化装置带来负面影响。试验表明，这部分高活性催化剂可以明显增加焦炭产率，降低汽油辛烷值，同时，高活性催化剂的活性降低也很快，活性稳定性差。因此在催化裂化装置运转过程中，也需要将新鲜高活性的催化裂化催化剂的活性降低到稳定水平，并不断补充到装置中。在新鲜催化剂加入装置之前，必须将新鲜催化剂活性降低到稳定水平，即对催化剂进行老化，现有技术中采用的催化剂的老化方法，一般是将新鲜催化剂置于催化裂化装置再生器中，往再生器内通入水蒸汽、燃料油和含氧气体，使催化剂在高温下与水蒸汽反应降低活性。由于燃料油喷入不均匀，催化剂在再生器中的分布也不均匀，造成催化剂活性降低不均匀，有的催化剂在燃烧油喷入部位超高温环境严重失活，有的催化剂活性还很高。为了提高催化剂老化效果和效率，改善催化裂化工艺产品分布，需要开发新的催化剂老化方法和设备。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种稳定高效的催化裂化催化剂老化方法，即快速降低催化裂化催化剂初始活性到稳定水平的方法。本专利技术的另一目的是提供一种体积小、效率高、节省能耗的催化剂老化设备。本专利技术提供的催化剂老化方法，包括下列步骤(I)催化剂老化器包括外部反应器和其内部的中间燃烧管，将催化剂装于外部反应器中，催化剂由外部反应器底部进入中间燃烧管底部，与含氧气体、燃料混合后燃烧并向上流动，在中间燃烧管出口气体和燃烧升温后的催化剂气固分离，分离出的催化剂进入外部反应器中； (2)注入外部反应器的水蒸汽与高温催化剂接触进行水热反应，降低催化剂的活性，催化剂和气体在催化剂老化器顶部气固分离，分离出的气体排出装置，分离出的催化剂返回外部反应器；(3)当催化剂活性降低到合适水平时，停工卸出催化剂。本专利技术提供的催化剂老化方法的有益效果为(I)催化剂老化反应和加热分开，可分别控制其操作条件和反应速度。(2)中间燃烧管尺寸小，含氧气体、燃料及催化剂混合、燃烧反应速度快，有利于催化剂和燃料均匀接触并在燃烧放热后均匀吸收热量，避免局部温度过高。而且减少催化剂老化器的设备尺寸和投资。(3)可以增加催化剂在老化器内蒸汽分压，使催化剂活性降低到稳定水平的速度更快，降低能耗。(4)使用本专利技术提供的方法老化后的催化剂活性分布均匀，催化裂化产品分布明显改善。本专利技术提供的催化裂化催化剂老化器，包括外部反应器和设置于外部反应器中的中间燃烧管，中间燃烧管的顶部设置气固分离器，中间燃烧管底部在外部反应器内部或伸出外部反应器之外，外部反应器顶部为气固分离设备，气固分离设备上部连通气体排出口，外部反应器底部与中间燃烧管底部通过控制阀连通。本专利技术提供的催化剂老化设备的有益效果为本专利技术提供的催化剂老化设备可用于老化催化裂化催化剂，催化剂老化时间短，效率高，降低能耗；可以减少老化器的设备尺寸和投资；使用时方便分别控制其操作条件和反应速度；使用该催化剂老化器老化后的催化剂活性分布均匀，催化裂化产品分布明显改善。附图说明图I为本专利技术提供的催化裂化催化剂老化方法流程示意图；图2为对比例中采用的常规催化剂老化方法流程示意图。具体实施例方式本专利技术提供的催化裂化催化剂老化方法，具体是这样实施的(I)催化剂老化器包括外部反应器和设置于外部反应器中的中间燃烧管，其中所述的中间燃烧管为稀相反应器，来自外部反应器底部的催化剂经管线和控制阀进入中间燃烧管中，中间燃烧管底部通入含氧气体，在含氧气体入口之上引入燃料，催化剂、含氧气体和燃料混合后燃烧，燃烧完全后的气体和催化剂经中间燃烧管出口进入催化剂老化器外部反应器中；(2)在外部反应器底部注入水蒸汽，外部反应器为流化床反应器，水蒸汽和高温裂化催化剂接触进行水热反应，降低催化剂活性，同时气体向上流动，催化剂处于返混床流化状态，外部反应器中的气体及其所携带的催化剂在老化器顶部进行气固分离，分离出的气体从顶部排出催化剂老化器；分离出的催化剂返回外部反应器底部；(3)催化剂活性降低到目标活性后，停工卸出催化剂。本专利技术提供的方法中，所述的催化剂是指催化裂化催化剂，尤其是指含有分子筛的催化裂化催化剂。所述的催化剂老化是指在高温下，用水蒸汽和催化裂化催化剂中的分子筛反应，降低催化剂的活性。催化剂老化的目的是降低新鲜催化剂的活性，由于新鲜催化剂活性很高，加入到催化裂化装置中后，会明显增加催化裂化产品分布中的焦炭产率，并降低汽油辛烷值。因此，需要将催化裂化催化剂初始·活性降低到稳定水平。本专利技术提供的方法中，步骤(I)中所述的催化剂老化器外部反应器底部注入水蒸汽，通过控制水蒸汽的流量，来控制外部反应器的气体空塔线速。所述的催化剂老化器外部反应器的气体空塔线速为O. 05-1. 5m/s、优选O. 1-0. 9m/s，平均温度为500-790°C、优选550-720。压力为常压-10kg/cm2 (表压)、优选l_5kg/cm2(表压)。本专利技术提供的方法中，步骤(2)中所述的中间燃烧管为稀相反应器，气体空塔线速为I. 2-20m/s、优选为1.5-15m/s。在中间燃烧管底部注入含氧气体,通过控制含氧气体的流量控制中间燃烧管的气体空塔线速。本专利技术提供的方法中，所述的中间燃烧管内含氧气体和燃料与催化剂进行燃烧反应，生成氧气、水和二氧化碳，并加热催化裂化催化剂，控制含氧气体流量使得燃烧反应过程中氧气过量。控制中间燃烧管出口气体中氧气体积含量为O. l-10v%，优选为l-5v%，气体中的氧气含量可以通过气体奥氏分析仪测定。中间燃烧管中的气体停留时间为O. 2-20秒、优选O. 4-15秒，平均温度为600-800°C、优选650-750°C。其中气体停留时间为含氧气体与燃料接触后混合，到稀相燃烧器出口的对数平均停留时间。其中稀相燃烧器顶部出口温度可以通过控制燃料流量控制和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化裂化催化剂老化方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)催化剂老化器包括外部反应器和其内部的中间燃烧管，将催化剂装于外部反应器中，催化剂由外部反应器底部进入中间燃烧管底部，与含氧气体、燃料混合后燃烧并向上流动，在中间燃烧管出口气体和燃烧升温后的催化剂气固分离，分离出的催化剂进入外部反应器中；(2)注入外部反应器的水蒸汽与高温催化剂接触进行水热反应，降低催化剂的活性，催化剂和气体在催化剂老化器顶部气固分离，分离出的气体排出装置，分离出的催化剂返回外部反应器；(3)催化剂活性降低到合适水平时，停工卸出催化剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张执刚，许友好，谢朝钢，毛安国，陈昀，朱根权，刘银亮，郭家笑，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：