CN101992130B - 一种待生催化剂或再生催化剂的汽提方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种待生催化剂或再生催化剂汽提方法。其汽提段或脱气罐包括汽提环管和中心管，其特征在于所述的汽提环管由内环管和壁环管构成；内环管直接焊接在中心管上，壁环管直接焊接在汽提段或脱气罐外壁上；内环管和壁环管上下间隔排列，表面均是45°倾斜面结构；板面上分别设置内环管蒸汽喷嘴和壁环管蒸汽喷嘴，蒸汽喷嘴分1圈或2圈或3圈沿圆周均布；各层内环管和壁环管均单独自外部引入汽提介质。采用本发明，与催化剂的接触更趋细致，汽提时间延长，蒸汽在较高线速与催化剂接触，加大了扩散传质推动力，较传统的汽提段的汽提效率可提高30％以上。

Description

一种待生催化剂或再生催化剂的汽提方法
技术领域
本发明涉及油品催化裂化制取油品、烯烃领域，特别是涉及一种甲醇催化转化制烯烃工艺中流化待生催化剂或再生催化剂汽提方法。
背景技术
在该领域的现有技术中，传统的待生催化剂即在反应器部分参与反应并在其上积炭的催化剂，汽提段结构采用45°倾斜的盘型、伞型档板间隔排列，每隔4-5层档板设置一个汽提蒸汽分布环，分段汽提，待生催化剂与汽提蒸汽逆向流动。在盘型及伞型挡板上开孔，目的是尽量增加档板上的催化剂与蒸汽接触。
该现有技术存在的问题是：1.造成蒸汽短路和返混；2.盘型、伞型档板存在死区，造成汽提段空间的浪费；3.催化剂与蒸汽接触的力度不够，对于催化剂颗粒内的烃分子汽提置换效果较弱。
另外，对于再生催化剂即在再生器进行烧焦后恢复活性的催化剂的脱气，过去往往采用结构简单的脱气罐，仅仅通过降低催化剂质量流速、提高密度来脱除一部份催化剂颗粒间夹带的烟气。
该现有技术存在的问题是：由于缺乏足够的扩散传质推动力，该类结构对颗粒间剩余的以及颗粒孔隙内部的烟气脱除效果较差。
在重油催化裂化(RFCC)，催化裂解(DCC，ARGG等)以及催化热裂解(CPP)等工艺、以及其它对产品有选择性等特殊要求的工艺中，均需要较高的剂油比，即催化剂循环量与进料量之比值。一般重油催化裂化所需剂油比为7-8，催化裂解为10-15，催化热裂解为20-25(均对新鲜进料)。在高剂油比(即高催化剂循环量)的情况下，由于待生催化剂循环夹带烃类油气进入再生器，一方面损失了烃类产品，另一方面加大了再生器的烧焦负荷和耗风指标。
再者，在较大剂油比条件下，由再生催化剂夹带的烟气量较常规催化裂化装置会大幅度增加。由于这部分烟气的大量存在，会对后续气体精制、分离系统带来不利的影响，尤其对于采用深冷分离的工艺，大量的烟气存在对安全生产构成一定隐患。
CN 1151871C公开了一种在挡板上具有完全分布的开孔的汽提方法。在汽提开孔(53、55、57、59、61、63、140、141)的、用于FCC工艺的挡板型汽提塔(14、132)，提供了改进的汽提效率和通过汽提塔的催化剂通量。其中，较小的开孔在倾斜挡板(41、45、135、137)的整个表面上的完全分布，阻断了以前已知存在并使汽提流体与催化剂的接触短路的催化剂相对致密的流束。另外，穿过挡板的倾斜区域的汽提气体，以比过去更高的程度分布促进了催化剂和汽提流体在挡板之间的整个汽提塔容积内的活性接触。作为附加益处，汽提塔开孔的更完全覆盖通过将汽提气流限制到倾斜挡板之间窄的开放区域还防止了汽提塔流的阻塞。通过这些优点，以前典型挡板类汽提塔产量的限度可以增加50％。
CN 1170637C公开了一种催化剂脱气塔和脱除催化剂携带气体的方法。圆筒状的催化剂脱气塔主要包括：纵轴线上的脱气管、与脱气管末端相连的水平管、沿垂直方向交替排列的内环挡板和外环挡板。催化剂从脱气塔上部进入塔内，与来自环形水蒸汽管的水蒸汽逆流、错流接触，脱除气体后的催化剂从塔底出塔。脱出的气体和过量水蒸汽进入脱气管，在来自水平管的水蒸汽或空气的作用下，从塔顶端出塔。利用该脱气塔可以使催化剂携带的气体量减至最小。
CN 2455355Y公开了一种涉及石油化工技术领域的高效再生催化剂汽提设备，包括内环分布板2，外环分布管3，内筒4等。其中，内环蒸汽进气管1置于内环分布板2下部的锥体内，内环分布板2和外环分布管3位于内筒4的下部，内筒4置于密相环流汽提器6的下部，再生剂下料管5位于内筒4内，用于脱除再生剂中携带烟气。该装置通过环流可实现催化剂与新鲜预汽提蒸汽多次接触，可获得较高的汽提效果，汽提器结构简单，尺寸也较紧凑。
在催化剂夹带的烃类(烟气)中，包括催化剂颗粒间的气体和催化剂孔隙内气体。其中，催化剂颗粒间的气体较易脱除，而较难脱除的是催化剂孔隙内的气体分子。但是，上述的现有技术对于如何高效率地减少待生催化剂在循环过程中的夹带烃量及再生催化剂夹带的烟气量，都没有提供解决方案，因此，开发新型的待生、再生催化剂汽提工艺和设备结构，尽可能地减少待生催化剂在循环过程中的夹带烃量及再生催化剂夹带的烟气量，对装置优化操作、节能降耗具有十分重要的意义。
发明内容
本发明需要解决的技术问题就是如何减少待生催化剂在循环过程中的夹带烃量及再生催化剂夹带的烟气量，提供一种待生催化剂和再生催化剂的高效汽提方法。
本发明的一种待生催化剂或再生催化剂汽提方法是通过以下技术方案来实现的：
本发明的待生催化剂或再生催化剂汽提方法，其待生催化剂汽提段或再生催化剂脱气罐包括汽提环管和中心管1，其特征在于：
所述的汽提环管由多层内环管2和壁环管3构成；
所述的每一个内环管2水平环绕直接焊接在中心管1上；
所述的每一个壁环管3水平环绕直接焊接在待生催化剂汽提段或再生催化剂脱气罐外壁。
在具体实施中。
所述的多层内环管2彼此之间最好等间距排布；
所述的多层壁环管3彼此之间最好等间距排布。
所述的多层内环管2和壁环管3彼此上下间隔交错排列为佳；
所述的内环管2的表面与中心管1管壁的外侧截面以构成45°等腰三角形截面为佳；
所述的壁环管3的表面与脱气罐外壁截面以构成45°等腰三角形截面为佳；
所述的内环管2和壁环管3的每个环管内均通入蒸汽；
所述的每个内环管2和壁环管3上部的斜面上分别沿环管圆周均匀设置内环管蒸汽喷嘴4和壁环管蒸汽喷嘴5；
所述的每层内环管2和壁环管3上沿圆周均布1～3圈内环管蒸汽喷嘴4和壁环管蒸汽喷嘴5；各层内环管2和壁环管3均单独自外部引入汽提蒸汽；
所述的多层内环管2和壁环管3从上至下，单独自外部引入的各环管汽提蒸汽量依次增多。
本发明在传统的待生催化剂汽提段的基础上，设计具有上述的特点的的高效汽提段：通过对一般的汽提段的汽提挡板进行“密封”，构成内环管和壁环管；各内环管、壁环管单独引入汽提蒸汽；内环管和壁环管上下间隔排列，表面均是45°倾斜的板面结构；板面上分别设置内环管蒸汽喷嘴和壁环管蒸汽喷嘴，构成“汽提挡板”。内环管直接焊接在中心管上，壁环管直接焊接在汽提段或脱气罐外壁上。
这样的结构：
1.既提供催化剂与蒸汽的接触面，又使喷出的蒸汽与催化剂快速接触，使催化剂颗粒内的油气烃分子或烟气分子被汽提出来；
2.间隔排列的内环管和壁环管改变了汽提蒸汽的流动通道，消除了传统汽提挡板存在的蒸汽“死角”，对催化剂向下呈S型流动起导向作用，使催化剂和蒸汽真正做到错流接触，延长汽提时间；
3.每个环管内均通入蒸汽，在其上部侧面上垂直开孔，并沿环管圆周均匀分布。从上至下，各环管单独引入的汽提蒸汽量依次增多。
因此，本发明的效果是：
在宏观上，新型结构的高效汽提段汽提蒸汽自外部单独引入，与催化剂的接触更趋细致，汽提时间延长，蒸汽在较高线速与催化剂接触，加大了扩散传质推动力，催化剂颗粒间和颗粒内的油气烃分子或烟气分子被汽提出来，使汽提效率大大提高。
采用此种新结构，较传统的汽提段或脱气罐的汽提(脱气)效率可提高30％以上。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
图1高效汽提示意图
图中：1、中心管(或内提升管)；2、内环管；3、壁环管；4、内环管蒸汽喷嘴；5、壁环管蒸汽喷嘴；6、汽提段(或脱气罐)；7、催化剂流动方向；8、壁环管外引汽提蒸汽入口；9、内环管外引汽提蒸汽入口
图2高效汽提应用区域示意图(圆形圈住的部位)
图3脱气罐应用实施例示意图
具体实施方式
再生催化剂或待生催化剂自上而下依靠重力流动。对于待生催化剂而言，图1表示的是汽提段，用于汽提出烃类油气；对于再生催化剂而言，图1表示的是脱气罐，用于脱除烟气。
如图1所示，本发明的待生催化剂汽提段或再生催化剂脱气罐包括汽提环管和中心管1，其特征在于：
所述的汽提环管由多层内环管2和壁环管3构成；
所述的每一个内环管2水平环绕直接焊接在中心管1上；
所述的每一个壁环管3水平环绕直接焊接在待生催化剂汽提段或再生催化剂脱气罐外壁；
所述的多层内环管2彼此之间为等间距排布；
所述的多层壁环管3彼此之间为等间距排布。
所述的多层内环管2和壁环管3彼此上下间隔交错排列；
所述的内环管2的表面与中心管1管壁的外侧截面构成45°等腰三角形截面；
所述的壁环管3的表面与脱气罐外壁截面构成45°等腰三角形截面；
所述的内环管2和壁环管3的每个环管内均通入蒸汽；
所述的每个内环管2和壁环管3上部的斜面上分别沿环管圆周均匀设置内环管蒸汽喷嘴4和壁环管蒸汽喷嘴5；
所述的每层内环管2和壁环管3上沿圆周均布1～3圈内环管蒸汽喷嘴4和壁环管蒸汽喷嘴5；各层内环管2和壁环管3均单独自外部引入汽提蒸汽；
所述的多层内环管2和壁环管3从上至下，单独自外部引入的各环管汽提蒸汽量依次增多。在操作中，内环管2、壁环管3引入的蒸汽量自上而下依次增多，催化剂自上下呈S型流动，延长了催化剂的停留时间。
图1所示的高效汽提区域位置见图2圆形圈出的部位。
具体实施效果：
以下为如图3所示的某催化热裂解装置再生催化剂脱气罐的设计和运行参数：
  序号   项目   单位   数值
  1   催化剂温度   ℃   700
  2   脱气罐压力   kPa(g)   130
  3   催化剂流量   t/h   1473
  4   催化剂夹带烟气流量   Nm3/h   2289.5
  5   脱气罐内径   mm   1900
  6   中心管外径   mm   500
  7   1#内环管注入蒸汽量   kg/h   425
  8   2#内环管注入蒸汽量   kg/h   333
  9   3#内环管注入蒸汽量   kg/h   240
  10   4#内环管注入蒸汽量   kg/h   147
  11   5#内环管注入蒸汽量   kg/h   55
  12   床层上部/底部线速   m/s   0.247/0.053
  13   床层平均密度/床高   (kg/m3)/m   600/7.69
  14   床层停留时间   s   29.8
  15   脱气效率   ％   89
注：脱气效率(η)＝(进口催化剂烟气流量-出口催化剂烟气流量)/进口催化剂烟气流量。

Claims (8)

1.一种待生催化剂或再生催化剂汽提方法，其待生催化剂汽提段或再生催化剂脱气罐包括汽提环管和中心管(1)，其特征在于：
所述的汽提环管由多层内环管(2)和壁环管(3)构成；
每一个所述的内环管(2)水平环绕直接焊接在中心管(1)上；
每一个所述的壁环管(3)水平环绕直接焊接在待生催化剂汽提段或再生催化剂脱气罐外壁。
2.如权利要求1的待生催化剂或再生催化剂汽提方法，其特征在于：
所述的多层内环管(2)彼此之间等间距排布；
所述的多层壁环管(3)彼此之间等间距排布。
3.如权利要求1的待生催化剂或再生催化剂汽提方法，其特征在于：
所述的多层内环管(2)和壁环管(3)彼此上下间隔交错排列。
4.如权利要求1的待生催化剂或再生催化剂汽提方法，其特征在于：
所述的内环管(2)的表面与中心管(1)外壁构成45°等腰三角形截面；
所述的壁环管(3)的表面与脱气罐外壁构成45°等腰三角形截面。
5.如权利要求4的待生催化剂或再生催化剂汽提方法，其特征在于：
所述的内环管(2)和壁环管(3)的每个环管内均通入蒸汽；
每个所述的内环管(2)和壁环管(3)上部的斜面上分别沿环管圆周均匀设置内环管蒸汽喷嘴(4)和壁环管蒸汽喷嘴(5)。
6.如权利要求5所述的待生或再生催化剂汽提方法，其特征在于：
每层所述的内环管(2)和壁环管(3)上沿圆周均布1～3圈内环管蒸汽喷嘴(4)和壁环管蒸汽喷嘴(5)；各层内环管(2)和壁环管(3)均分别自外部引入汽提蒸汽。
7.如权利要求6所述的待生或再生催化剂汽提方法，其特征在于：
所述的多层内环管(2)和壁环管(3)从上至下，单独自外部引入的各环管汽提蒸汽量依次增多。
8.如权利要求7所述的待生或再生催化剂汽提方法，其特征在于：
所述的多层内环管(2)彼此之间等间距排布；
所述的多层壁环管(3)彼此之间等间距排布；
所述的多层内环管(2)和壁环管(3)彼此上下间隔交错排列。
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CN2455355Y (zh) * 2000-11-10 2001-10-24 石油大学(北京) 一种高效再生催化剂汽提设备
CN101112679A (zh) * 2006-07-26 2008-01-30 中国石油大学(北京) 组合式催化剂汽提器

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