CN102259037A - 一种液化气芳构化和液化气裂解催化剂的连续再生工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于液化气芳构化和液化气裂解催化剂的连续再生工艺。含焦的待生催化剂由反应器下部的提升器进入再生器顶部的分离料斗和隔离料斗后再进入再生器的缓冲罐，然后借重力进入再生器进行烧焦后，即进入再生器底部的催化剂罐，经下部提升器返回反应器。该工艺的特点是再生器只设烧焦区，而无氯氧化区和焙烧区，因此工艺流程和设备简单，并节省了大量的操作费用和投资。

Description

一种液化气芳构化和液化气裂解催化剂的连续再生工艺

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，是一种催化剂连续再生工艺，以液化气为原料通过芳构化和裂解的两种反应工艺，除进行生产目的产品的主反应外，均有生焦反应，反应生成的焦炭沉积在催化剂表面，使催化剂的活性下降，需经烧焦过程，以使催化剂恢复活性。

背景技术

对催化剂上的焦炭有两种再生方法，第一种是半再生式，催化剂在固定床反应器中生焦后，切除该反应器进行烧焦，完成烧焦过程后，再切换进行反应；如申请号200910048029.6和200910054036.7都属于第一种催化剂再生方法；第二种方法是连续再生式，由移动床反应器来的待生催化剂，在移动床再生器内进行连续烧焦。移动床再生器内装入的催化剂少，再生效率高，反应器不需要切换进行再生，具有可实现装置长期连续、安全操作的优点，已在工业上广泛应用于连续重整等烃转化催化剂体系上，如US 4578370、CN 1045411A、CN1089640C和CN 1887951A都是属于第二种催化剂再生方法。

专利申请号200910048029.6公布了一种液化气裂解工艺。该方法主要将普通民用液化气经过脱丙烷、萃取蒸馏等预处理后，得到混合丁烯，再经催化裂解反应后可得气相产物、汽油；气相产物通过进一步分离为干气、循环原料、丙烯，干气进入芳构化单元可制得氢气、芳烃。该工艺属于半再生式工艺，设置双系列的反应器，催化剂生焦后，通过切换来实现连续生产。因此不仅装填的催化剂等投资高，而且存在劳动强度大和安全隐患。

烃转化催化剂的连续再生系统中的再生器，一般由烧焦区和焙烧区组成，另外连续重整的再生器还要增加氧氯化区，补充双功能催化剂流失的氯组份，同时促使催化剂上的活性金属再分散。

影响烃转化催化剂的总寿命主要是比表面积下降的速度，而再生气的含水量和再生床层的温度是其影响因素。待生催化剂上的焦炭在高温燃烧中产生了水汽，因此再生气的含水量是由此产生的。

在US 4578370专利中采用移动床催化剂再生工艺，其再生设备包括一段催化剂移动床烧焦区，氯氧化区和焙烧区。待生催化剂经分离料斗分离出催化剂粉末后，通过上述三个区进行再生。再生过程中，采用一部份温度较高的热气体作为热气流，其余的燃烧气体经过冷却后返回烧焦区。由于催化剂不是严格连续进入再生器，因此烧焦过程也不是严格连续，导致烧焦效率低。该专利还存在再生气体采用热循环，气相中含水量大，有催化剂比表面积下降快的缺点。此外，氯氧化区的含氯气体直接进入烧焦区，就提高了烧焦区设备材质要求，增加了设备投资。

在CN 1045411A专利中，待生催化剂先进入再生器顶部的分离料斗，经淘析后进入变压设备区，在变压设备区压力调节下，进入再生器顶部的缓冲区，然后在重力作用下，相继通过两个径向移动床烧焦区，轴向移动床氯氧化区和轴向移动床焙烧区；燃烧气体从第二个移动床烧焦区出来，在与氯氧化区和焙烧区出来的气体混合后，再经过洗涤回路。这种方法由于烧焦分两段进行，使再生器结构复杂，再生器的高度增加较多。另外，分离料斗除淘析外，还充当催化剂输送过程的低压区，由于分离料斗受到多种因素影响，压力容易产生波动，特别是开工初期，对催化剂输送的操作平稳性产生较大影响。

在CN 1089640C专利中，再生器包括烧焦区、氯氧化区和焙烧区，再生器上部增设了缓冲区，隔离料斗置于再生器上面，使催化剂连续进入烧焦区，实现了连续再生；其次，氯氧化区的含氯气体，由于密相催化剂床与烧焦区隔离，因而不会进入烧焦区，就不存在高氯气体腐蚀烧焦区设备问题，降低了对烧焦区设备材质的要求。此外由氯氧化区含氯气体出口排出的含氯气体，经冷却器冷却后进行脱氯处理后，再与经冷却并脱氯处理过的再生循环气混合，经干燥器、过滤器和压缩机并进行换热及加热后，分两路进入烧焦区，一路用于烧焦，另一路用于调节烧焦区底部催化剂床层温度。该专利再生器由三个区组成，再生设备高，投资大，再生气体循环回路需进行脱氯，流程复杂。

在CN 1387951A专利中，其再生方法主要是待生催化剂向下移动，依次经再生器的烧焦区、氯氧化区和焙烧区。烧焦区分为两段，气体先进入烧焦区由内筛网围成的上部空间，沿径向通过上部催化剂床层，在外筛网与再生器内壁围成的下空间内与补充的常温惰性气体及干燥空气混合后，再沿径向通过下部催化剂床层，进入内筛网围成的下部空间后，引出再生器。经脱氯、干燥、过滤和压缩等步骤后，返回再生器烧焦区循环使用。该方法可使再生在低含水量和较低温度下操作，以使催化剂的比表面积不迅速下降而保持其活性，但由于催化剂分两段进行烧焦，所以再生器结构复杂，再生器标高太高，此外两段烧焦操作较复杂。

发明内容

本发明是提供一种用于轻烃芳构化和轻烃裂解的待生催化剂的连续再生工艺，再生工艺的流程简单。本发明的显著特征是，与上述介绍的四个专利相比，首先再生器只设烧焦区，不设氯氧化区和焙烧区及相关的加热器和冷却器，因此再生器结构简单而标高低，而且大大简化了流程和生产操作。

本发明的特征还在于，由于不设氯氧化区就不存在该区的含氯气体进入烧焦区，从而降低了烧焦区对设备材质的严格要求。

此外，从再生器出来的再生气体不含有氯化物，因此就不设碱洗脱氯塔及其相关机泵，因此简化了流程。再生气体自再生区出来后，经换热、冷却、干燥、脱硫后，经压缩机与换热器换热后，再由加热器加热后进入烧焦区。

另外，本发明还可简化供烧焦用的空气流程，空气自空气压缩机出口，直接注入再生气压缩机入口的再生气管线上，并用以控制再生气入烧焦区的含氧量。不需要将空气注入到焙烧区，经焙烧后下部进入再生区。因此流程短，操作简单。

附图说明

附图为本发明流程图。

具体实施方式

下面结合附图，详细说明本发明的生产流程及操作条件。

如附图所示，待生催化剂由反应器底部提升器提升到再生器顶部的分离料斗(1)内，在此催化剂中的粉尘被淘析出去，沉降下来的催化剂进入隔离料斗(2)的低压区(201)，此处为催化剂回路中压力的最低点，在隔离料斗(2)的变压区(202)的压力调节下，催化剂从低压区(201)经变压区(202)进入再生器顶部缓冲区(4)，该处是催化剂循环回路中压力最高点。在重力的作用下，催化剂由缓冲罐(4)进入催化剂移动床烧焦区(3)与含氧再生气体接触烧去催化剂表面的焦炭。烧焦区压力在0.35～1.5MPa(G)，一般为0.5～1.2MPa(G)，催化剂的停留时间在0.5～4.0小时，再生气氧含量在0.01～1.0％范围内，烧焦区的一个压力平衡口(15)，设在再生气压缩机入口管线上。有一个循环气(16)入口，一个过热气(17)入口，再生循环气排出口可以在上部(也可在下部)。循环气(16)和过热气(17)入口温度一般在400～500℃，通常在440～500℃之间。总之催化剂床层最高温度不超过540℃。烧焦后的催化剂在重力作用下，进入再生区底部，依次进入再生器下部料斗(13)和催化剂提升器(14)，催化剂经提升后，返回反应器(23)的顶部料斗(21)，开始下一个循环。

由再生器顶部(或下部)出来的再生气(18)，经再生气换热器(5)、冷却器(6)、干燥器(7)和脱硫器(8)进入再生气体压缩机(9)压缩后，与再生气换热，分两路进入再生气加热器(10)和再生气过热器(11)加热后，分别进入烧焦区中部和底部。中部再生气(16)用于烧焦，底部过热气(17)用于调节烧焦区底部的催化剂床层温度。烧焦所需空气由再生气压缩机(9)入口进入的空气管线(19)加入，以控制循环再生气的含氧量，多余再生气在再生气压缩机(9)的入口管线相连的管线(15)放空。

Claims (1)

1.一种以液化气芳构化和液化气裂解催化剂的连续再生工艺，所述的催化剂以硅铝为载体，比重为0.9～0.94，并含有一定量的金属，但不含卤素，催化剂为球形，直径为1.5～2mm。催化剂在反应过程中因结焦而失去活性，其再生方法包括：

(1)如权利要求1所述的工艺，其特征在于：用于上述催化剂的再生方法是连续再生，由反应器来的待生催化剂，先进入再生器顶部分离料斗(1)内，经淘析去除催化剂粉尘后，进入隔离料斗(2)的低压区(201)，在闭锁料斗变压区(202)的压力调节下，催化剂从低压区(201)经变压区(202)进入再生器(3)顶部的缓冲区(4)后连续地进入再生器；

(2)如权利要求1所述的工艺，其特征在于：催化剂在重力作用下，由缓冲罐连续进入再生器烧焦区(5)，与含氧的再生气接触进行烧焦，烧去催化剂积炭，烧焦后的再生气(18)，离开再生区，经外部设备处理后，返回再生器循环使用。烧焦区的操作条件是：再生气入口温度400～500℃之间，压力在0.35～1.5MPa(G)之间，氧含量0.2-1.0％(体)间，含水量为50～200ppm之间；

(3)如权利要求1所述的工艺，其特征在于：催化剂在再生区内烧焦后，不需要再进行氯氧化和焙烧工序，即可直接进入再生器下部料斗(13)和提升器(14)返回反应器顶部料斗，因此再生器只设烧焦区，无氯氧化区和焙烧区；

(4)如权利要求1所述的工艺，其特征在于：循环再生气进入烧焦区，从侧壁入，从上部出；另一方法是入口为下部，出口为上部；

(5)如权利要求1所述的工艺，其特征在于：进入烧焦区的循环再生气，经过换热、冷却、干燥和脱硫后，由再生压缩机(9)升压后，经换热和加热后返回烧焦区，由于没有加氯区，因此该气体不需要碱洗脱氯；

(6)如权利要求1所述的工艺，其特征在于：由于没有焙烧区，空气不是通过焙烧区进入烧焦区(3)，而是将烧焦所用空气在再生气压缩机(9)入口管线处注入，并用以控制循环再生气的含氧量。

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