[發明專利]用于蒸汽-固體混合的多方向裝置

有效

• 申請號: 201880085959.6
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN111565835B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: P·馬錢特;R·K·辛格
• 申請（專利權）人: 特恩工藝技術股份有限公司
• 主分類號: B01J19/32
• 分類號: B01J19/32;B01J8/44
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;韓爍

公開了一種填料系統，其具有一系列扁平的薄片構件，這些扁平的薄片構件布置成促進在流化床(例如FCC汽提塔中的一個)中的向上流動的氣流和向下流動的固體顆粒流的混合。薄片構件布置在填料系統的單層內提供了不同的氣固流動方向，以增強氣體和催化劑在所有方向上的交叉混合，并減少了氣體與催化劑繞開的可能性。薄片構件布置具有分裂部，這使薄片構件周圍的相分離趨勢最小化。薄片構件的布置和尺寸設定旨在促進兩個相之間的緊密接觸，以確保將捕集在顆粒內部的材料有效地傳質到氣相。薄片構件的布置防止了氣泡過度的生長和竄流(這兩者都會減少用于傳質的表面積)。

相關申請的交叉引用

本申請要求2017年11月30日提交的名稱為“用于蒸汽-固體混合的多方向裝置”的美國專利申請No.15/827，410的優先權，該申請的全部內容結合于此用于通過該引用的所有目的。

技術領域

本發明涉及用于流化床中的內部構件，其中固體顆粒和流體以逆向流動的關系流動。更具體地，本文公開的實施方案針對包括多個隔板的填料元件，其用于促進流化床中固體顆粒與流體之間的接觸。

背景技術

流化催化裂化(FCC)工藝是煉油廠中常用的化學工藝，其目的是將重的高分子量烴類物質轉化為更輕的較低分子量烴類餾分。在這種類型的工藝中，烴原料在高溫下蒸發，并且同時與保持懸浮在原料蒸汽中并由此被夾帶的裂化催化劑的顆粒接觸。在裂化反應產生所需的分子量范圍且沸點相應降低之后，將獲得的產物蒸汽與催化劑顆粒分離。隨后顆粒被汽提以回收夾帶的烴，顆粒通過燃燒在其上形成的焦炭而再次生成，并通過再次與要裂化的原料接觸而進行再循環。

在該工藝中，通過受控的催化和熱反應實現了烴沸點的所需降低。當精細霧化的原料與催化劑顆粒接觸時，這些反應幾乎立即發生。在催化劑顆粒與原料接觸的短時間內，由于烴吸附以及焦炭和其他污染物沉積在催化劑的活性部位上，因而顆粒基本失活。有必要連續地汽提(例如用蒸汽)失活的催化劑，從而在催化劑再生之前，連續且不改變其性能的情況下，通過在將催化劑顆粒回收到反應區之前在單級多級再生區段中控制焦炭的燃燒，以回收被吸附和夾帶在空隙中的揮發性烴。

汽提是流體催化裂化工藝中的確定步驟之一。實際上，汽提不足會導致反應器流出物殘留在催化劑顆粒上以及催化劑顆粒之間，從而在再生步驟的過程中，額外的燃燒負荷會施加在再生器上，產生的過量的熱量超過了驅動催化反應所需的熱量。結果，進入再生器中的夾帶的烴蒸汽的燃燒表示轉化產物的最終產率的損失。

在FCC工藝中，催化劑顆粒的汽提通常在深流化床中進行，以促進容器內流體流和催化劑顆粒的激烈混合、緊密接觸，并為汽提提供足夠的停留時間。流化床通常是通過使流體流(通常為蒸汽流)以足以使顆粒懸浮并在床內引起氣固混合的流速而向上經過固體顆粒床而產生的。

通常，在將反應器流出物與催化劑顆粒分離之后，將顆粒引導至汽提室，在汽提室中以下降的致密流化相進行汽提。在腔室底部處注入的氣態流體用于流化焦化的催化劑顆粒，并置換位于顆粒之間的間隙空間中的夾帶的烴。對于這種氣態流體，優選使用極性材料，例如蒸汽，這是因為其會被催化劑顆粒更強烈地吸附，從而烴更容易被置換。最終，汽提的催化劑顆粒被轉移到再生區。

此外，汽提操作是具有挑戰性的。特別地，難以控制催化劑顆粒的行進，并且難以避免與竄流(大氣泡直接通過流化床)和逆混合(流化不良的顆粒的向下流動或甚至這樣的顆粒再循環，特別是在汽提室壁的區域中)關聯的局部的去流化。因此，特別是在大容量流化床中，難以控制失活的催化劑顆粒的范圍和平均汽提時間以及顆粒與氣態流體之間的接觸質量。過量的蒸汽會增加連接到汽提塔的設備上的氣體和液體負荷。例如，過量蒸汽會增加每磅處理的烴所產生的酸性水的量，并增加用于生產和加工過量蒸汽的運行成本。