[發(fā)明專利]加強汽提的用于氣固流化系統(tǒng)的裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880045692.8
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN110869117A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·馬勒;E·A·格博佐依
• 申請（專利權(quán)）人: 德希尼布工藝技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: B01J8/34
• 分類號: B01J8/34;B01J8/00;B01J19/32;C10G11/18
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;喬冠男

一種用于在氣固流化床中緊密混合固體顆粒和氣態(tài)介質(zhì)的裝置，其包括布置在交替相交的平面中的多個波紋狀的和/或肋狀的平面支柱，所述交替相交的平面在交替相交的平面支柱之間或者附近提供多個打開的空間。該元件具有三維格柵構(gòu)造，并且波紋狀的和/或肋狀的平面支柱由具有峰和谷或肋的金屬形成，使得峰和谷或肋在組裝到元件中的時候與平面支柱的下降線成小于90度的角度。成角度的峰和谷或肋形成通道，該通道加強催化劑顆粒進(jìn)入立柱之間的空間的橫向運動，以提供改善的蒸氣/固體混合和接觸。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求享有2017年7月14日提交的題為“加強汽提的用于氣固流體化系統(tǒng)的裝置”的美國專利申請No.15/649,729的優(yōu)先權(quán)，該申請的內(nèi)容通過引用其全文而合并于此用于所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及流化床，在該流化床中固體和流體以逆流關(guān)系流動。更具體而言，本文公開的實施方案涉及內(nèi)部構(gòu)件，更具體而言涉及填充物元件，以促進(jìn)流化床中的固體和流體之間的接觸。

背景技術(shù)

流化催化裂化(FCC)工藝是煉油廠中常用的化學(xué)工藝，其目的是將較重的高分子量碳?xì)浠衔锊牧限D(zhuǎn)化為較輕的低分子量碳?xì)浠衔镳s分。在這種類型的工藝中，碳?xì)浠衔镌显诟邷叵缕瑫r與保持懸浮在原料蒸氣中并由此夾帶的裂化催化劑的顆粒接觸。在裂化反應(yīng)產(chǎn)生所期望的分子量范圍相應(yīng)地沸點降低之后，將獲得的產(chǎn)物與催化劑顆粒分離。隨后將顆粒汽提以回收所夾帶的碳?xì)浠衔铮ㄟ^燃燒在其上形成的焦炭而再生，并且通過再次與待裂化的原料接觸而再循環(huán)。

在該過程中，通過控制的催化反應(yīng)和熱反應(yīng)，帶來了所期望的碳?xì)浠衔锏姆悬c的降低。當(dāng)細(xì)霧化的原料與催化劑顆粒接觸時，這些反應(yīng)幾乎立即發(fā)生。然而，在催化劑顆粒與原料接觸的短時間內(nèi)，顆粒基本上由于碳?xì)浠衔镂揭约敖固亢推渌廴疚镌诖呋瘎┑幕钚圆课簧系某练e而迅速失活。因此，有必要連續(xù)地(例如用蒸汽)汽提失活的催化劑，以回收吸附和夾帶在空隙中的碳?xì)浠衔铮⑶以趯⒋呋瘎╊w粒再循環(huán)到反應(yīng)區(qū)之前，通過在單級或多級再生部分中控制焦炭的燃燒，而連續(xù)地再生催化劑而不改變其性能。

汽提是流化催化裂化過程中的決定性步驟之一。實際上，汽提不足會導(dǎo)致反應(yīng)器流出物殘留在催化劑顆粒上和催化劑顆粒之間，因此在再生步驟中，額外的燃燒負(fù)荷會施加在再生器上，產(chǎn)生過多的熱量超過驅(qū)動催化反應(yīng)所需的熱量。結(jié)果，夾帶的碳?xì)浠衔镎魵膺M(jìn)入再生器燃燒代表了轉(zhuǎn)化產(chǎn)物最終產(chǎn)率的損失。

在FCC工藝中，催化劑顆粒的汽提和再生通常在流化床中進(jìn)行，以促進(jìn)容器內(nèi)的流體流和催化劑顆粒的劇烈混合和緊密接觸。流化床通常通過使流體流(一般是蒸氣流)以足以使顆粒懸浮并且引起固體顆粒湍流混合的流速向上通過小的固體顆粒床而產(chǎn)生。

通常，在將反應(yīng)器流出物與催化劑顆粒分離之后，將顆粒引導(dǎo)至汽提室，在汽提室中以下降的密集流化相進(jìn)行汽提。在腔室的底部處注入的氣態(tài)流體用于流化焦化的催化劑顆粒，并且置換位于顆粒之間的間隙空間中的夾帶的碳?xì)浠衔铩τ谶@種氣態(tài)流體，優(yōu)選使用極性材料(例如蒸汽)，因為它被催化劑顆粒更強烈地吸附，因此碳?xì)浠衔锔菀妆恢脫Q。最后，汽提的催化劑顆粒被輸送到再生區(qū)。

此外，汽提操作具有挑戰(zhàn)性。特別是，難以控制催化劑顆粒的行進(jìn)，并且難以避免與溝流(channeling)(較大氣泡直接經(jīng)過流化床)相關(guān)的部分脫流化(de-fluidization)以及與反向混合(流動性差的顆粒向下流動，或者甚至這種顆粒的再循環(huán)，特別是在汽提室壁的區(qū)域)相關(guān)的部分脫流化。因此，特別是在較大體積的流化床中，難以控制失活的催化劑顆粒的平均汽提時間的范圍以及顆粒與氣態(tài)流體之間的接觸質(zhì)量。另外，當(dāng)催化劑流速降低到遠(yuǎn)低于設(shè)計流速的水平時，需要較高的蒸汽與催化劑比，以保持催化劑在汽提塔中的流化并且實現(xiàn)足夠的汽提效率。過量的蒸汽會增加連接到汽提塔的設(shè)備上的氣體和液體負(fù)荷。例如，過量的蒸汽可能增加每磅處理過的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)生的酸性水的量，以及增加用于生產(chǎn)和加工過量的蒸汽的運行成本。