[發(fā)明專利]用于固體催化劑裝置外再生的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210007566.8
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102600914A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 菲利普·凱勒尤;皮埃爾·迪弗雷納
• 申請（專利權(quán)）人: 尤雷卡特股份公司
• 主分類號: B01J38/48
• 分類號: B01J38/48;B01J38/56;B01J38/12
• 代理公司: 北京信慧永光知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11290
• 代理人: 張淑珍;梁興龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于廢催化劑再生的方法，該催化劑特別是在煉油及石油化工領(lǐng)域中用于烴處理。

更具體地，本專利申請涉及旨在使烴轉(zhuǎn)化方法中使用的廢催化劑再生的方法，以使所述廢催化劑的活性水平恢復(fù)到至少接近于新鮮催化劑的令人滿意的活性水平。

背景技術(shù)

在精煉廠和/或石油化工裝置中進(jìn)行的用于烴處理的方法涉及特定的催化劑，該催化劑為具有高比表面積(通常為50m²/g-500m²/g)和高孔隙容量(pore?volume)(0.1升/kg-0.7升/kg)的多孔固體。

最常使用的催化劑包含基于一種或多種耐高溫?zé)o機氧化物(refractory?inorganic?oxides)的多孔載體，該無機氧化物上沉積有一種或多種具有催化活性的金屬，該具有催化活性的金屬通常包含一種或多種元素周期表VIII族的金屬，有時包含一種或多種VIII族的金屬與一種或多種其它金屬(特別是來自VIb族的金屬)的組合。這樣的催化劑尤其被用于加氫裂化、重整、加氫及加氫處理方法(如加氫脫硫、加氫脫氮、加氫脫芳或加氫脫金屬方法)中。

例如在烷基化方法和聚合方法中，還可利用基于沸石的催化劑。

在這些催化劑的使用過程中，它們逐漸失活，尤其是由于焦炭(coke)(所述焦炭也就是如下混合物：含有或多或少的重?zé)N、殘?zhí)?，有時還含有金屬雜質(zhì))在它們表面的沉積。這些焦炭沉積物降低了催化劑的孔隙度，阻斷了到達(dá)催化活性位點的通道，并使這些活性位點失活。

為了經(jīng)濟(jì)及保護(hù)環(huán)境的目的，此后便存在著在催化劑使用周期后再利用這些催化劑的研究。

因此，已經(jīng)開發(fā)了“再生”方法，該“再生”方法在于處理這些廢催化劑，以使它們的活性恢復(fù)至足以能夠再利用的水平。

常規(guī)地，廢催化劑的再生通過燃燒所述焦炭進(jìn)行，該催化劑在含氧氣體存在下加熱至高溫。再生可以原位(in?situ)(也就是說，在關(guān)閉該催化劑使用的裝置后，直接在該裝置中)進(jìn)行或異位(ex?situ)(也就是說，在該催化劑從裝置中排出后，在裝置外(off?site))進(jìn)行。

在燃燒焦炭之前，通常會進(jìn)行清除存在于催化劑表面的最具揮發(fā)性的烴和雜質(zhì)(或“游離烴”)的第一步驟。

這是因為游離烴在含氧環(huán)境中的高溫條件下燃燒是難以控制的，并且能夠觸發(fā)著火(ignitions)或爆炸現(xiàn)象(這些現(xiàn)象除了自身的危險性質(zhì)外，還容易對催化劑造成損害)，因此優(yōu)選不對這些廢催化劑直接施加在含氧環(huán)境中的高溫條件。

已知用于該目的的兩種技術(shù)在于以下兩方面：一方面，使烴蒸發(fā)；另一方面，利用液體溶劑清洗催化劑。

在載氣存在下，在適于待清除的烴類型的溫度下，通過加熱所述催化劑而蒸發(fā)所述烴。通常，這些產(chǎn)物的沸點處于石腦油(80℃-150℃)、煤油(150℃-250℃)或常壓粗柴油(atmospheric?gas?oil)(250℃-380℃)的范圍內(nèi)。因此，該蒸發(fā)溫度必須適于待清除的烴類型。該溫度通常在100℃-500℃之間。

所述載氣可以是非活性氣體(如氮氣)或缺氧的空氣，事實上，所述載氣在某些情況下甚至可以是溫度適中的空氣。

隨后，必須從載氣中清除蒸發(fā)出的烴，該過程可以在800℃左右的溫度下運行的焚燒爐中進(jìn)行。

該技術(shù)簡單且有效。然而，該技術(shù)的能量平衡很差，并且產(chǎn)生無法忽略的CO₂釋放。具體地，釋放的第一點是由于氣體的燃燒，所述氣體的燃燒對于將催化劑加熱至烴的蒸發(fā)溫度是必需的。此外，這些烴的蒸發(fā)需要大量的能量貢獻(xiàn)，蒸發(fā)的潛熱(latent?heat)在整個平衡中是無法忽略的。隨后在焚燒爐中焚燒所述烴，即使這些烴的燃燒有助于溫度的提高，也引起了使得這些流出物流達(dá)到大約800℃溫度的額外的能量消耗。由于氣體燃燒爐及實際的烴燃燒，該焚燒爐還導(dǎo)致額外的CO₂產(chǎn)生。

這些用于在非活性氣體下的烴蒸發(fā)的技術(shù)的第二個缺點在于，它們導(dǎo)致在催化劑表面產(chǎn)生額外的焦炭，這本質(zhì)上涉及兩個現(xiàn)象。

第一個現(xiàn)象是由于下述事實：所述蒸發(fā)并不是完全選擇性的。在高溫及非活性氣體下，發(fā)生烴的部分轉(zhuǎn)化。該化學(xué)反應(yīng)被稱為歧化反應(yīng)，產(chǎn)生與起初存在的分子相比而言較小的分子及較大的分子。在加熱作用下，某些分子由熱裂化方法裂化，產(chǎn)生輕質(zhì)烴。對于引起分子量增加的反應(yīng)，這些是烷化反應(yīng)(特別是裂化的烯烴片段的反應(yīng))以及縮合反應(yīng)。不僅存在某些烴分子量的增加，還存在性質(zhì)的部分變化(芳香化程度更高)。