CN102413934A - 用于连续催化剂回收的倾炉热压机设计 - Google Patents
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Abstract
本发明提供用于使催化剂再生的系统和方法，其包括具有冷却区的催化剂再生塔，其接收通过冷却气体回路产生的催化剂冷却料流。所述系统和方法包括使用第一原动蒸汽的第一热压机和使用第二原动蒸汽的第二热压机以将催化剂冷却料流供入再生塔。第二热压机与第一热压机平行操作。第一热压机可使用燃烧空气作为原动蒸汽。第二热压机可使用氮气作为原动蒸汽。
Description
发明领域
本文所公开的系统和方法涉及在将烃催化转化成有用烃产品的领域中废催化剂的再生，更特别地涉及用于连续催化剂再生(CCR)方法中的热压机。
相关技术描述
在用于烃转化的催化方法中使用的催化剂由于一个或多个原因倾向于变得钝化。在焦炭沉积物累积导致钝化的情况下，使催化剂再生以除去焦炭沉积物可恢复催化剂的活性。焦炭通常通过在再生方法中使含焦炭的催化剂在高温下与含氧气体接触以燃烧和除去焦炭而被除去。这些方法可原位进行，或催化剂可从进行烃转化的反应器中除去并输送至用于焦炭除去的单独再生区。已开发了关于从反应区中连续或半连续地除去催化剂颗粒和关于在再生区中除去焦炭的各种配置。
一些连续催化剂再生系统提供热压机以促进在低焦炭条件下的简短操作阶段期间连续催化剂再生方法的连续操作。一个使用热压机的系统例如描述于PCT申请No.PCT/US2006/062647中，通过引用将其内容全部并入本文中。热压机可以使来自空气加热器的出口的空气循环以与进入冷却区的燃烧空气混合并将净量的燃烧空气供入冷却区中。热压机可使用燃烧空气作为原动空气(motive air)，在保持系统操作中可能出现困难，因为净量的燃烧空气在低焦炭条件下可能不足以满足空气加热器和/或冷却催化剂的最小流量要求。
发明概述
本文所公开的系统和方法涉及连续催化剂再生，特别涉及使用多个热压机以在低焦炭条件下促进连续催化再生的系统和方法。
一方面，提供一种催化剂再生系统，其包括催化剂再生塔、第一热压机、与第一热压机平行的第二热压机，和一个或多个阀。催化剂再生塔包括接收催化剂冷却料流的冷却区。第一热压机使用第一原动蒸气(motivevapor)。第二热压机使用氮气作为原动蒸气。一个或多个阀可选择性地引导冷却料流至第一热压机或第二热压机中至少一个中以产生催化剂冷却料流。
第二方面，提供将催化剂冷却料流供入催化剂再生塔中的方法，其包括将冷却料流选择性地供入第一热压机或第二热压机中至少一个中，以产生催化剂冷却料流，且第一热压机使用第一原动蒸气。第二热压机使用第二原动蒸气。可将催化剂冷却料流供入催化剂再生塔中的催化剂冷却区中。
第三方面，提供使催化剂再生的方法，其包括将第一气流从再生塔中取出，使第一气流进入空气加热器中以形成加热的第一气流，将加热的第一气流分离以形成再生塔返回料流和冷却回路料流，将冷却回路料流在冷却区冷却器中冷却以形成冷却料流，将冷却料流选择性地供入第一热压机或第二热压机中至少一个中以产生催化剂冷却料流，和将催化剂冷却料流供入再生塔中。第一热压机使用第一原动蒸气。第二热压机使用第二原动蒸气。
附图简述
已选择具体实施例用于阐述和描述，并显示于附图中，形成说明书的一部分。
附图为一部分包括冷却气体回路的连续催化剂再生方法的简化流程图。
发明详述
附图为通常指示为100的连续催化剂再生(CCR)系统的简化流程图。如所述，废催化剂102可从反应器中取出并供入催化剂再生塔104中。催化剂再生塔104可具有多个再生区或阶段，当经受再生时废催化剂通过这些再生区或阶段。如所述，再生塔104包括燃烧区106、卤化区108、干燥区110和冷却区112。废催化剂可通过入口从再生塔104顶部进入再生塔104中。当进入再生塔104中时，废催化剂可通过进入燃烧区106中，随后通过卤化区108、干燥区110和冷却区112而经受再生过程。再生的催化剂114可从催化剂再生塔104中取出并可返回反应器中。
如附图所述，连续催化剂再生方法100具有冷却气体回路116。冷却气体回路116包括第一气流118，其从再生塔104的冷却区112中的冷却区出口120中取出。第一气流118可含有空气，且温度可以为300°F(149℃)至1000°F(538℃)。第一气流118可通过导管进入空气加热器122中。空气加热器122将第一气流118例如加热至1050°F(566℃)的温度，以形成加热的第一气流124。加热的第一气流124离开空气加热器122，并可被分离成至少两种气流，包括再生塔返回料流126和冷却回路料流128。再生塔返回料流126可通过导管返回再生塔104中，并可供入干燥区110中。在它进入干燥区中以后，再生塔返回料流126中的气体可在再生塔104内上升，并可用于燃烧区106中。
冷却回路料流128可通过导管进入冷却区冷却器130中。冷却区冷却器130可以为换热器，优选为间接换热器，例如套管换热器或管壳式换热器。当冷却区冷却器130为管壳式换热器时，冷却回路料流128可通过冷却区冷却器130的管侧以形成冷却料流132。
可将冷却区冷却器130用任何合适介质如空气或水冷却。例如，如附图所述，冷却鼓风机134可接收来自室外的大气空气或环境空气，并可将大气空气料流136供入冷却区冷却器130中以充当用于冷却回路料流128的冷却流体。当冷却区冷却器为管壳式换热器时，例如可将大气空气料流136供入冷却区冷却器130的壳侧。
如附图所示，冷却气体回路116可包括一个或多个热压机，例如第一热压机138和第二热压机140。通常，热压机138和140可使用初级流体，例如以下所述第一和第二原动蒸气的动能以泵送次级流体如冷却料流132。第一热压机可使用第一原动蒸气，第二热压机可使用第二原动蒸气。第二原动蒸气可优选具有与第一原动蒸气的组成不同的组成。例如，如附图所述，第一热压机138可使用燃烧空气作为第一原动蒸气，第二热压机140可使用氮气作为第二原动蒸气。
第一热压机138和第二热压机140可优选配置为平行操作。可选择性地引导冷却料流132并可供入第一热压机或第二热压机中至少一个中以产生催化剂冷却料流148。冷却料流132可形成至少部分催化剂冷却料流148。催化剂冷却料流148还可包含提供冷却料流132的任何热压机的原动蒸气。催化剂冷却料流148因此可包含第一原动蒸气、第二原动蒸气或第一和第二原动蒸气。催化剂冷却料流148可通过导管进入再生塔104的入口150中，并可供入催化剂再生塔104的冷却区112中。
可将冷却料流132供入第一热压机138，供入第二热压机140中，或可分离并供入第一热压机138和第二热压机140中。可使用一个或多个阀如所述阀154选择性地引导冷却料流132。一个或多个阀可通过一个或多个开关如软件开关操作。冷却料流132可基于操作条件，包括但不限于催化剂焦炭水平、仪器顶部压力和其它操作条件而选择性引导。
在一些情况下，可理想地在第一套操作条件期间操作第一热压机138并在第二套操作条件期间操作第二热压机140。例如，冷却气体回路116可使用在正常操作条件下的第一热压机138，或在低焦炭条件下的短期操作，并可使用第二热压机140用于在连续低焦炭条件期间操作。
关于第一热压机138的使用，可将第一原动蒸气142通过干燥器144供入第一热压机138中。如附图所示，干燥器144可接收气流146，并可将原动蒸气142通过导管供入第一热压机138中。气流146可以为空气，或可包含氧气和氮气。第一原动蒸气142的流速或量可基于燃烧区106所需的氧气量控制。第一原动蒸气142的流速可基于降低的燃烧空气速率，例如设计燃烧空气的25％，和降低的仪器空气顶部压力，例如比在正常操作条件下可得到的压力低69kPa(g)(10psig)的压力。
为促进第一热压机138在某些条件如更长期的低焦炭或非常低焦炭操作条件下的操作，可提供氮气流152并与第一原动蒸气142结合以加入用于第一热压机138的原动流。氮气流152可提供加入的原动气流和气压以帮助满足工艺要求，氮气产生再生塔的氯化区中降低的氧浓度。然而，经延长的时间阶段，再生塔的氯化区中较低的氧浓度可不利地影响催化剂再生的质量。
关于第二热压机140的使用，氮气流152可被第二热压机140接收并可充当第二热压机140的第二原动蒸气。氮气流152可基本完全由氮气组成。可将氮气流152在比用作第一热压机138的原动蒸气的燃烧空气更高的压力下供入第二热压机140中。第二热压机140因此可在比第一热压机138更高的负荷空气/原动空气比下操作。该更高的比可提供另外的负荷气流以保持长期低焦炭操作，同时保持再生塔104的卤化区108中适当的氧浓度。在一些实施例中，氮气流152的压力可以比用作第一热压机138的原动蒸气的燃烧空气的压力高207-2068kPa(g)(30-300psig)。可优选控制氮气流152的流速以保持卤化区108中的氧含量为10％以上的水平，优选18％以上的水平。
从上文中，应当理解尽管已描述了具体实施例用于阐述，可不偏离本公开内容的精神或范围地做出各种改进。因此，意欲前文的详细描述可被认为是说明性，而不是限定性的，并应当理解它为以下权利要求，包括所有等效物，其意欲特别指出和清楚地要求保护所要求保护的主题。
Claims (10)
1.一种催化剂再生系统，所述系统包括：
包括冷却区(112)的催化剂再生塔(104)，其接收催化剂冷却料流(148)；使用第一原动蒸气(142)的第一热压机(138)；和
与第一热压机平行的第二热压机(140)，其使用氮气作为原动蒸气(152)；和一个或多个阀(154)，其选择性地引导冷却料流(132)至第一热压机(138)或第二热压机(140)中至少一个中以产生催化剂冷却料流(148)。
2.根据权利要求1的催化剂再生系统，其进一步包括：
空气加热器(122)，其接收从再生塔(104)中取出的第一气流(118)并产生加热的第一气流(124)；和
冷却区冷却器(130)，其接收至少一部分加热的第一气流(128)并产生冷却料流(132)。
3.根据权利要求2的催化剂再生系统，其中催化剂再生塔(104)包括燃烧区(106)、卤化区(108)、干燥区(110)和冷却区(112)，且第一气流(118)从再生塔(104)的冷却区(112)中取出。
4.根据权利要求1的催化剂再生系统，其中将第一原动蒸气(142)通过干燥器(144)供入第一热压机(138)中。
5.根据权利要求4的催化剂再生系统，其中第一原动蒸气(142)含有氧气和氮气。
6.根据权利要求1的催化剂再生系统，其中将氮气(152)在比将第一原动蒸气(142)供入第一热压机(138)中更高的压力下供入第二热压机(140)中。
7.根据权利要求7的催化剂再生系统，其中氮气(152)的压力比第一原动蒸气(142)的压力高207-2068kPa(g)(30-300psig)。
8.根据权利要求1的催化剂再生系统，其中第二热压机(140)在比第一热压机(138)更高的负荷气体/原动气体比下操作。
9.根据权利要求1的催化剂再生系统，其中氮气(152)具有被控制的流速以保持卤化区(108)中氧含量为18％以上。
10.一种使催化剂再生的方法，所述方法包括：
从再生塔(104)中取出第一气流(118)；
将第一气流(118)通入空气加热器(122)中以形成加热的第一气流(124)；
将加热的第一气流(118)分离以形成再生塔返回料流(126)和冷却回路料流(128)；
将冷却回路料流(128)在冷却区冷却器(130)中冷却以形成冷却料流(132)；
将冷却料流(132)选择性地供入使用第一原动蒸气(142)的第一热压机(138)和使用氮气作为第二原动蒸气(152)的第二热压机(140)中至少一个中，以产生催化剂冷却料流(148)；和
将催化剂冷却料流(148)供入再生塔(104)中。
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