[發明專利]汽提裝置和方法

有效

• 申請號: 200680052721.0
• 申請日: 2006-02-13
• 公開（公告）號: CN101400511A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: B·W·赫德里克
• 申請（專利權）人: 環球油品公司
• 主分類號: B32B5/02
• 分類號: B32B5/02;B32B27/12;B32B15/08;B01J31/00;B32B27/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 林柏楠;劉金輝

技術領域

本發明涉及催化劑和烴流化接觸的裝置和方法。更具體的，本發明涉及對催化劑中夾帶和吸附的烴進行汽提的裝置和方法。?

背景技術

存在多種將細碎的顆粒材料與包含烴的進料接觸的方法，其中液體將顆粒維持于流化狀態下，實現固體顆粒運輸到過程的其他階段。流化床催化裂化(FCC)是這種方法的一個常見例子，其中使反應區中的烴與細碎顆粒狀催化劑接觸。?

FCC過程單元包括反應區和催化劑再生區。在反應區，進料和保持在升高的溫度和適當正壓力下的細碎流化固體顆粒或催化劑接觸。進料和催化劑的接觸經常發生在升管中，但也可能發生在任何可行的設備，例如已知的短接觸時間的接觸設備。在升管的情況下，主要是垂直的導管組成反應位置，導管流出物排空到大容量的處理容器，其可以是反應容器或者單獨的容器。催化劑和烴在升管中基本完成裂化反應所需的停留時間只有幾秒或者更少。離開升管的流動蒸氣/催化劑流可經升管到位于分離的容器中的固體-蒸氣分離設備，或者無需經過中間分離裝置直接進入到分離容器。當沒有中間裝置時，流動的蒸氣/催化劑流離開升管進入分離容器時，大量催化劑從液體中脫離。一個或多個額外的固體/蒸氣分離裝置，幾乎總是旋風分離器，通常位于大分離容器的內部頂端。反應產物通過旋風分離器從仍由蒸氣流夾帶的催化劑的一部分中分離，蒸氣流由旋風分離器和分離區中放出。失效催化劑在分離容器中掉落到低處。?

催化劑不斷從反應區到再生區再到反應區循環。因此催化劑作?為一個從區到區傳遞熱量的媒介，同時提供必要的催化活性。在過程中可以用任何FCC催化劑。顆粒粒徑通常小于100微米。從再生區中取回的催化劑被稱為“再生的”催化劑。進入再生區的催化劑和含氧氣體接觸，例如空氣或富氧空氣，在該環境下使焦炭燃燒。結果是增加了催化劑溫度，再生區中去除的大量熱氣體流被稱為煙道氣流。再生區的操作溫度通常在600℃(1112℉)到800℃(1472℉)。更多關于FCC反應和再生區的操作信息可以從US?4,541,922，US?4,541,923，US?4,431,749，US?4,419,221和US4,220,623中得到。?

反應區中原料的轉化率由溫度、維持在反應區中的催化劑的活性和數量(即催化劑-油料比)控制。反應區中最常用的調節溫度的方法是調整催化劑從再生區流動到反應區的速率，同時調節催化劑-油料比。就是說，如果想提高反應區中的轉化率，就要增加催化劑從再生區流動到反應區的速率。這導致在反應區相對相同體積的油中出現更多催化劑。由于正常操作情況下再生區的溫度明顯高于反應區的溫度，從再生區流動到反應區的催化劑比例增加就會導致反應溫度提高。?

向FCC裝置中的進料的化學組成和結構，會影響反應區中催化劑上沉積的焦炭量。通常，分子量、康拉遜碳值、庚烷不溶物和進料中碳氫的比例越大，失效催化劑的焦炭水平越高。更大的轉化率也增加了失效催化劑的焦炭水平。另外，高含量的結合氮，例如來源于頁巖的油中的，會增加失效催化劑的焦炭水平。處理重原料，如脫瀝青油或原油分餾裝置的常壓塔底油(通常稱為減壓原油)，會導致增加部分或所有這些因素，并導致失效催化劑的焦炭水平的增加。這里使用的，術語“失效催化劑”是為了表示應用于反應區且將會被轉移到再生區以消除其中沉積的焦炭的催化劑。這一術語并不打算表示催化劑顆粒完全失去催化活性。術語“用過的催化劑”與“失效催化劑”的含義相同。?

反應區中大多數與催化劑接觸的烴蒸氣，在反應區中通過碰撞和/或離心的方法從固體顆粒中分離。然而，FCC方法中使用的催化劑顆?粒有大的表面積，這是因為顆粒中有大量的孔隙。因此，催化劑材料在進入汽提區時將烴保持在孔隙內、外表面上和各催化劑顆粒之間。雖然各催化劑顆粒保持的烴數量非常少，但現代FCC過程中通常使用的大量催化劑和高催化劑循環速率，結果是大量烴與催化劑從反應區中被取出。?

因此，通常的做法在失效催化劑進入再生區之前除去或汽提烴。進入再生器的失效催化劑中烴濃度越高，會增加相對碳的燃燒負荷，并導致更高的再生器溫度。重進料(相對具有較高的分子量)過程中避免不必要的烴燃燒尤其重要，因為相比較于輕進料，處理這些進料會增加反應中催化劑的焦炭沉積，并提高再生區的溫度。改進的汽提過程產生更低的再生器溫度和更高的轉化率。?

最常用的汽提失效催化劑的方法包括通過汽提氣體，通常是蒸汽，逆流方向穿過流動的催化劑。這種蒸汽汽提操作，具有不同程度的效果，從催化劑中去除了夾帶和吸附的烴蒸氣。在US4,481,103中公開了在簡單開放容器中使催化劑與汽提介質接觸。?