[發明專利]一種催化劑脫氣塔和脫除催化劑攜帶氣體的方法

有效

• 申請號: 00103384.0
• 申請日: 2000-03-03
• 公開（公告）號: CN1311059A
• 公開（公告）日: 2001-09-05
• 發明（設計）人: 魯維民;汪燮卿;鐘孝湘;李松年
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團公司;中國石油化工集團公司石油化工科學研究院
• 主分類號: B01J38/06
• 分類號: B01J38/06;B01J8/08
• 代理公司: 石油化工科學研究院專利事務所
• 代理人: 李首先

本發明屬于從固體中分離出氣體的設備和方法，更具體地說，是一種從石油烴類催化轉化過程的催化劑中所攜帶氣體的設備和方法。

催化熱裂解是以重質石油烴為原料生產以乙烯、丙烯等輕烯烴為主要目的產品的方法。該方法的主要過程為：重質石油烴原料在提升管或下行式輸送線反應器內，在高溫蒸氣存在下與固體酸催化劑接觸，在反應溫度650～750℃、反應壓力0.15～0.4MPa、反應時間0.2～5秒、催化劑與原料油的重量比(以下簡稱劑油比)為15～40∶1，水蒸氣與原料油的重量比為0.3～1∶1的條件下，進行催化熱裂解反應。反應產物、水蒸氣和待生催化劑經快速氣固分離后，分離反應產物得到主要目的產品乙烯、丙烯；待生催化劑經水蒸氣汽提后進入再生器，與含氧氣體接觸進行燒焦再生，熱的再生催化劑返回反應器循環使用。

由于催化劑顆粒中有大量的孔，在再生催化劑孔內和外表面上留存有煙氣，盡管催化劑上每個孔內留存的煙氣量很小，但由于采用的劑油比很大，催化劑循環量很多，有相當多量的煙氣被再生催化劑帶入反應器。對于一套年處理量為100萬噸的催化熱裂解裝置，按回煉比0.4、劑油比20計，催化劑的循環量為3500噸/小時，帶到反應器的煙氣量約為3500米³/小時，占反應干氣量的10％以上。煙氣中含有N₂、O₂、CO₂、CO、NO_x、SO_x等氣體，若直接將再生催化劑流化輸送到反應器，則煙氣被再生催化劑夾帶進入反應器成為雜質氣體，這不僅增大氣體壓縮機負荷，而且阻礙后續深冷分離過程的正常進行。因此，對再生催化劑進行脫除煙氣的處理，是催化熱裂解必須解決的問題。對于其它的催化轉化方法，當劑油比較大時都存在較多煙氣進入反應器的問題。

USP4,051,013采用再生催化劑汽提塔，以汽提介質(一般為水蒸氣)與再生催化劑逆流接觸的方式，將催化劑吸附的再生煙氣以及顆粒間的再生煙氣汽提掉。汽提介質從塔底引入汽提塔，汽提塔中有擋板，但該專利中未說明擋板的具體形狀和結構。由于該專利未考慮水蒸氣會引起高溫再生催化劑水熱減活的問題，實際上無法應用。

CN1154400A提出：采用調溫脫氣罐對再生催化劑進行處理，流化、汽提介質為催化干氣。由于其主要目的是為了改變催化劑進入反應器的溫度，所以調溫脫氣罐內的構件為垂直取熱管。此種結構無法控制氣泡的長大，導致氣固接觸變差，汽提效率不高。而且干氣的競爭吸附能力不強，置換效率不夠高，在達到相同的汽提后再生催化劑含煙氣量時，消耗的干氣量較多，并且在使用過程中干氣與再生煙氣混在一起，被稀釋了，無法進一步利用，效益不夠好。

在催化熱裂解過程中，再生后的催化劑為700～750℃，若與水蒸氣長時間接觸會引起催化劑減活，因此USP4,051,013提出的再生催化劑汽提方法不適合催化熱裂解再生催化劑的脫煙氣處理，CN1154400A提出的方法和設備結構也存在不足之處。

本發明的目的之一是提供一種催化劑脫氣塔。

本發明的目的之二是提供一種脫除催化劑所攜帶氣體的方法。

本發明提供的催化劑脫氣塔結構特征為：

催化劑脫氣塔為一個直立的圓筒，筒內包括：包括：(1)、位于縱軸線上的脫氣管，(2)、與脫氣管末端相連的水平管，(3)、固定在脫氣管上的內環擋板，(4)、固定在圓筒的內表面的外環擋板，(5)、在外環擋板的下方空間內的、開有若干小孔的環形水蒸氣管，(6)、與環形水蒸氣管相連的水蒸氣引入管，(7)、頂端的氣體出口，(8)、上部的催化劑入口。

所述的圓筒的高度與其直徑之比為5～20∶1。脫氣管與水平管的直徑相等，均為圓筒橫截面圓的直徑的2～20％。脫氣管上端通過金屬拉筋與塔內表面相連，起支承作用

內環擋板和外環擋板沿垂直方向間隔一定距離交錯排列。

內環擋板由上部的斜面和下部的裙罩組成，斜面和裙罩上不開孔，斜面的正視圖為梯形，俯視圖為圓環，圓環的外徑為圓筒的直徑之比為0.4～0.7∶1；裙罩的正視圖為矩形，俯視圖為圓，該圓的直徑與圓環的外徑相等。所述的脫氣管在內環擋板下方部分為多孔隙的陶瓷管、開有若干小孔并覆蓋金屬絲網的普通金屬管或者金屬絲網卷成的管。內環擋板通過金屬拉筋與塔內表面相連，起支承作用。

外環擋板由上部的斜面和下部的裙罩組成，斜面和裙罩上均開有若干小孔，開孔率為1～5％。斜面的正視圖為梯形，俯視圖為圓環，圓環的外徑為圓筒的直徑之比為0.4～0.7∶1；裙罩的正視圖為矩形，俯視圖為圓，該圓的直徑與圓環的外徑相等。