[發明專利]催化劑顆粒預分離器和流化床反應器及其應用

有效

• 申請號: 201610961427.7
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN108014724B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 田志鴻;朱丙田;武雪峰;張同旺
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: B01J8/18
• 分類號: B01J8/18;B01J8/30;C10G45/20
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

本發明涉及含硫烴類脫硫領域，公開了一種催化劑顆粒預分離器和流化床反應器及其應用，該催化劑顆粒預分離器包括：預分離器主體；所述筒體上包括切向設置的導向進風口；出風管，插入所述預分離器主體的頂部中心，并向下延伸至預分離器主體的內部空間，向上伸出預分離器主體的頂部；出風管的下部設置有導向出風口，其中，導向出風口為在所述出風管的下部的側壁上對稱設置的至少三道通槽，用于連通所述出風管的內部空間和外部空間。本發明的流化床反應器能夠對稀相含塵氣顆粒預分離且對催化劑顆粒幾乎不產生磨損破壞作用，降低含塵氣的顆粒濃度，延緩催化劑細粉堵塞金屬過濾器時間，實現脫硫裝置與催化裂化裝置同步檢修周期的流化床反應器。

技術領域

本發明涉及含硫烴類脫硫領域，具體地，涉及一種催化劑顆粒預分離器，一種流化床反應器以及該流化床反應器在對含硫烴原料進行吸附脫硫中的應用。

背景技術

石油烴類物質(如汽油和柴油)總是含有部分有機硫。這些有機硫在燃燒時會釋放出SO_x，其中，最主要的是二氧化硫(SO₂)。二氧化硫是大氣環境主要的污染源，是形成酸雨的直接原因。為了控制大氣污染，各國相繼立法對汽油中的硫含量提出了越來越嚴格的限制。歐、美等國家和地區最早提出了汽油硫含量≯10μg/g的“無硫汽油”標準，我國最近也在全面實施國Ⅳ、Ⅴ汽油標準(汽油硫含量≯10μg/g)。

目前，油品的深度脫硫方法主要有加氫精制和吸附脫硫兩種方法，但加氫脫硫普遍存在操作條件苛刻、氫耗高等不足。特別是對催化裂化汽油來說，加氫脫硫易于使汽油中的烯烴和芳烴飽和，從而造成汽油辛烷值的損失。因此，需要一種在保持汽油辛烷值的同時實現脫硫的方法。

CN1110931A提出了一種用含有氧化鋅、二氧化硅和氧化鋁吸附劑的新型流化床工藝，吸附含硫烴原料中的硫組分，與氧化鋅結合，能有效地脫除烴原料中的硫元素，可以實現在汽油辛烷值損失小的條件下脫硫的效果。

CN1658965A提出了一種從含烴流體物流中脫硫的方法和裝置，在流化床反應器內讓烴類與吸附硫的固體顆粒催化劑接觸，在流化床內設置導向內構件來約束烴類流體和固體催化劑顆粒的流動路徑，強化氣固兩相的接觸和反應，從而實現超低硫汽油的生產。

從工業應用來看，通過吸附脫硫模式在深度脫硫的前提下，可大大緩解催化汽油在脫硫中的辛烷值損失。吸附脫硫工藝通過將硫化氫中的硫轉化成為硫化鋅來固定烴原料中的硫，在再生器中通入空氣進行氧化反應，使催化劑顆粒中的ZnS與氧氣反應生成氧化鋅和二氧化硫，從而恢復催化劑吸附活性。

現有的工業催化汽油吸附脫硫裝置一般采用內置式金屬過濾器回收催化劑。但是金屬過濾器的孔徑很小，當裝置運行一段時間以后，裝置內的細粉不斷增加，金屬過濾筒的孔徑慢慢被堵塞，金屬過濾筒阻力會不斷增加，過濾器的反吹頻率也隨之增加，當增加到一定的頻率后，再繼續增加，對過濾器的阻力降(透氣率)的恢復作用視乎很小，以至于最后反應系統中的壓力平衡遭到破壞，造成催化劑流動推動力不足，無法使催化劑正常流入到反應接收器內，造成催化劑的流動不暢，影響裝置的正常運轉。目前的工業應用裝置檢修頻繁，都無法實現與其配套的催化裂化裝置4年一檢修周期的同步運行。

如果在反應器內增加一個分離構件，金屬過濾器設置在反應器外，反應器內的稀相含塵氣首先經過器內預分離器預分離，將會大大降低含塵氣顆粒濃度，如果再對此含塵氣進行過濾，從而大大降低金屬過濾器的負荷，延緩過濾器壓降升高過快的時間，將會實現與其配套的催化裂化裝置4年一檢修周期的同步運行的可能。

這很容易讓人想起采用旋風分離器解決此問題，然而相比于其它固體催化劑而言，吸附脫硫用催化劑的機械強度略低些，如果在吸附脫硫反應器中采用常規旋風分離器對脫硫吸附反應器內稀相懸浮含塵氣體進行預分離處理，由于旋風分離器中氣流的流速較高，因此在分離油氣與催化劑顆粒時，顆粒與顆粒之間以及顆粒與旋風分離器器壁之間的強烈碰撞，極易造成催化劑破碎。反而加上大量催化劑破碎率，造成流化床反應器內細粉量更多，催化劑消耗更快。