CN103588607B - 一种烯烃转化装置开工催化剂加剂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烯烃转化装置开工催化剂加剂方法。一种烯烃转化装置开工催化剂加剂方法，其中烯烃转化装置包括：（A）烯烃转化反应器（3）；（B）催化剂再生器（4），其中，烯烃转化反应器（3）与催化剂再生器（4）之间通过再生催化剂输送管和待生催化剂输送管相连；其中，该方法包括：（a）向催化剂再生器（4）加入催化剂，并升温蓄热；（b）在催化剂再生器（4）升温蓄热的同时，向烯烃转化反应器（3）中加入催化剂，并升温；（c）在催化剂再生器（4）和烯烃转化反应器（3）升温结束后，将催化剂再生器（4）中的催化剂转入烯烃转化反应器（3）。本发明的方法可以根据反应器、再生器催化剂温度灵活调整加剂方式。
Description
技术领域
本发明涉及一种烯烃转化装置开工催化剂加剂方法。
背景技术
随着经济的持续快速发展，以乙烯、丙烯为基本原料生产的化学品消费逐年增加，例如中国乙烯、丙烯长时间以来一直是供不应求，使用乙烯、丙烯生产的化学品进口数量居高不下。而世界上几乎全部乙烯和丙烯是使用轻烃、凝析油、石脑油为原料生产的。由于中国石油的对外依存度已经超过了50%，采用非石油路线生产甲醇，再将甲醇经催化转化生产乙烯、丙烯等轻质烯烃具有重要的意义。
在当今石油化工产业中，乙烯几乎全部是通过石化原料（气体、凝析油、石脑油、轻柴油等）的蒸汽裂化获得，丙烯除了通过以上过程获得外、部分是通过石油馏分催化裂化产生的液化石油气经气体分馏得到。由于多方面的原因，正在寻找一种除石油或轻烃以外的其他大宗原料生产轻质烯烃的方法，现有研发的重点主要集中在使用甲醇或二甲醚，也就是说是利用甲醇或二甲醚作为生产轻烯烃的主要原料。在我国可以使用资源丰富的煤为原料来生产甲醇或二甲醚。
概括起来，以甲醇为原料制取低碳烯烃的工艺方法，包括以生产乙烯和丙烯为目的产物的甲醇制烯烃（MTO）工艺技术，以及以生产丙烯为主要目的产物的甲醇制丙烯工艺技术。
烯烃转化装置尤其甲醇制烯烃装置主要包括反应再生系统、急冷系统和余热回收系统。
烯烃转化装置尤其甲醇制烯烃装置在开工时，需要装入催化剂。由于神华集团的甲醇制烯烃装置是首套工业化甲醇制烯烃装置，目前尚没有现有方法适合于工业化烯烃转化装置尤其甲醇制烯烃装置。
在催化裂化装置，一般是向再生器内加入催化剂，通过辅助燃烧室加热主风，使再生器床层温度升到约320℃左右，向再生器床层喷入燃烧油，将再生床层升温到500℃以上，再将催化剂转入反应器中，实现两器循环。
针对于现有工业化烯烃转化装置工艺特点的要求，开工过程中加催化剂有几项难点：
（1）由于烯烃转化装置催化剂的特殊要求，开工时再生器催化剂升温不能靠喷入燃烧油来进行，此处不同于一般的催化裂化装置，因此加入再生器的催化剂蓄热便成为困难。
（2）由于烯烃转化装置（如甲醇制烯烃装置）反应器较大，其密相直径多达11m以上，建立床层困难，需要较长的装剂时间，而再生器较小，因此单靠再生器催化剂蓄热后向反应器转剂是不合适的。
（3）任何装置的开工过程都是相对不稳定过程，会引起系统催化剂的跑损，因此，这个过程进行的越快越好。既要保证加催化剂的速度，又要避免两器内温度降低幅度不能太大。所以在向反再两器加催化剂时，既要尽量提高加剂速度、又要避免温度降得太低、还要保证建立平稳催化剂床层，对于烯烃转化装置开工是个难点。
（4）烯烃转化装置由于催化剂的特殊要求（成本高等），反应器流化介质尽量要求不对催化剂物理化学等性能产生影响。
因此，需要一种满足烯烃转化装置（尤其是甲醇制烯烃装置）要求的开工催化剂加剂方法。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供适合于烯烃转化装置（如甲醇制烯烃装置）的开工催化剂加剂方法。
本发明涉及一种烯烃转化装置开工催化剂加剂方法，其中烯烃转化装置包括：（A）烯烃转化反应器；（B）催化剂再生器，其中，烯烃转化反应器与催化剂再生器之间通过再生催化剂输送管和待生催化剂输送管相连；其中，该方法包括以下步骤：
（a）向催化剂再生器加入催化剂，并升温蓄热；
（b）在催化剂再生器升温蓄热的同时，向烯烃转化反应器中加入催化剂，并升温；
（c）在催化剂再生器和烯烃转化反应器升温结束后，将催化剂再生器中的催化剂转入烯烃转化反应器。
优选地，烯烃转化反应器、催化剂再生器分别采用各自的外界热源和加热介质加热。
优选地，用于烯烃转化反应器的外界热源为开工加热炉，加热介质为惰性气体；用于催化剂再生器的外界热源为辅助燃烧室，加热介质为空气。
优选地，惰性气体为氮气。
优选地，催化剂再生器内设置有再生器旋风分离器，其中，在步骤（a）中，先快速加入催化剂，当加入的催化剂埋住再生器旋风分离器的料腿后，慢速加入催化剂。
优选地，在烯烃转化反应器内设置有反应器旋风分离器，其中，在步骤（b）中，先快速加入催化剂，当加入的催化剂埋住反应器旋风分离器的料腿后，慢速加入催化剂。
优选地，在步骤（a）之前，包括以下预热步骤：（a1）将未装催化剂的烯烃转化反应器预热至第一预定温度T1，使未装催化剂的催化剂再生器预热至第二预定温度T2。
优选地，第一预定温度T1和第二预定温度T2各自独立地为350℃以上和500℃以上，优选370℃和520℃，更优选390℃和540℃，最优选400和550℃。
优选地，在步骤（b）中，烯烃转化反应器中的催化剂升温至第三预定温度T3，第三预定温度T3为300℃以上，优选320℃，更优选350℃，最优选370℃。
优选地，装剂结束时，通过流化升温，使烯烃转化反应器温度不低于300℃，优选320℃，更优选350℃，最优选370℃，催化剂再生器温度不低于350℃，优选370℃，更优选400℃，最优选420℃。
优选地，进一步包括：（d）待生催化剂和再生催化剂分别从反应器和再生器流出，通过滑阀控制进入催化剂输送管，在输送介质推动力的作用下，实现在反应器和再生器之间的循环。
优选地，在步骤（d）中，斜管松动介质切换成装置正常运行的松动介质。
优选地，再生催化剂输送管和待生催化剂输送管输送介质以及松动介质为蒸汽、氮气、空气中的一种或几种。
优选地，烯烃转化装置为甲醇制烯烃装置或甲醇制丙烯装置。
优选地，烯烃转化反应器用过热氮气作为流化介质和加热媒介。
优选地，过热氮气温度为300-500℃，优选350-480℃，更优选380-450℃，最优选400-450℃。
优选地，催化剂再生器和烯烃转化反应器设置成循环流化床。
本发明的方法可以根据反应器、再生器催化剂温度灵活调整加剂方式。
附图说明
图1是本发明的一种优选实施方式的示意图。
图中：1、开工加热炉；2、辅助燃烧室；3、反应器；4、再生器；5、反应器旋风分离器；6、再生器旋风分离器；7、再生滑阀；8、待生滑阀；9、氮气；10、空气；11、甲醇进料；12、待生催化剂；13、再生催化剂；14、产品气；15、烟气；16、催化剂进料。
具体实施方式
在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。
在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。
在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。
在本发明中，“与…相连”或“连接至”或“连通”，既可以是二者直接相连，也可以隔着常见的部件或装置（例如阀、泵、换热器等）相连或连接。
如图1所示，本发明的烯烃转化装置（优选甲醇制烯烃装置）包括：
（A）烯烃转化反应器（简称反应器）3；
（B）催化剂再生器（简称再生器）4，其中，烯烃转化反应器3与催化剂再生器4之间通过再生催化剂输送管和待生催化剂输送管相连；
（C）催化剂供应装置（图中未示出），连接至催化剂再生器4和烯烃转化反应器3；
（D）开工加热炉1，连接至烯烃转化反应器3；
（E）辅助燃烧室2，连接至催化剂再生器4。
优选地，烯烃转化反应器为甲醇制烯烃反应器或甲醇制丙烯反应器。优选地，烯烃包括乙烯和丙烯。
优选地，在反应器内设置有反应器旋风分离器。优选地，在再生器内设置有再生器旋风分离器。
本发明一种烯烃转化装置开工催化剂加剂方法，主要指的是向反应器、再生器中加入催化剂，催化剂的预热以及催化剂在反应器和再生器之间的转移，其特征在于：再生器或反应器先加催化剂蓄热，蓄热同时，反应器可以先快速加剂保证催化剂不跑损，蓄热后的再生器催化剂可以转入反应器来保证反应器催化剂温度。如此根据反应、再生催化剂温度灵活调整加剂方式。
本发明涉及一种烯烃转化装置开工催化剂加剂方法，主要指的是向反应器3、再生器4中加入催化剂，催化剂的预热以及催化剂在反应器3和再生器4之间的转移，其特征在于：再生器4先加催化剂蓄热，蓄热同时，反应器3可以先快速加剂保证催化剂不跑损，蓄热后的再生器4催化剂可以转入反应器。如此根据反应、再生催化剂温度灵活调整加剂方式。
优选地，反应器3、再生器4加入的催化剂升温依靠各自单独设置的外界热源和加热媒介；
优选地，反应器3设置开工加热炉1，以高温氮气加热催化剂。
优选地，再生器4设置辅助燃烧室2，以高温空气加热催化剂。
优选地，开工加热炉1将氮气温度过热到300-500℃后，注入反应器3直接加热加入反应器的催化剂，使其温度升至300℃以上。
优选地，辅助燃烧室2的加热空气使再生器4的催化剂升温高于300-350℃。
优选地，反应器3引入的过热氮气作为流化介质和加热媒介。
优选地，装剂结束时，反应器3温度不低于300℃、再生器4温度不低于400℃，并且两器均达到0-50KPa，合适藏量（例如60-100t）后，打开再生滑阀8、待生滑阀7，依靠再生催化剂输送管和待生催化剂输送管输送介质以及使反应器3、再生器4压力平衡，达到反应器3和再生器4之间的催化剂循环；此时，斜管松动介质切换成装置正常运行的松动介质。
优选地，再生催化剂输送管和待生催化剂输送管输送介质以及松动介质为蒸汽、氮气、热氮气、空气中的一种或几种。
优选地，烯烃转化装置包括甲醇制烯烃装置和甲醇制丙烯装置。
开工时，氮气9经开工加热炉1过热后进入反应器3先将反应器3加热到一定温度；同时再生器4经辅助燃烧室2来的热空气10预先升温到一定温度。再生器4先行加剂，加剂开始阶段快速加剂，防止从再生旋风分离器6料腿跑损，加入再生器4的催化剂升温通过调节进入再生器4的热空气10量和温度来达到升温要求；再生器4升温蓄热阶段，反应器3开始加剂，开始阶段快速加剂，同时保证不使反应器温度急剧降低；当反应器3加剂藏量埋住反应器旋风分离器5料腿后，放慢加剂速度，维持反应器3温度，同时，反应器3中催化剂的蓄热通过开工加热炉1过来的热氮气9量和温度维持；当再生器4催化剂温度升起后，开始将再生器4催化剂转入反应器3。如此便可达到加剂要求。
对比传统的炼油装置加催化剂方法，本装置由于采用了不同于炼油的反应再生系统加热方式，使得加催化剂更加灵活，由此便保证了开工中可快速加催化剂即节省开工时间又避免了催化剂的跑损。
氮气9经开工加热炉1过热后进入反应器3先将反应器3加热到一定温度；同时再生器4经辅助燃烧室2来的热空气10预先升温到一定温度。再生器4先行加剂，加剂开始阶段快速加剂，防止从再生旋风分离器6料腿跑损，加入再生器4的催化剂升温通过调节进入再生器4的热空气10量和温度来达到升温要求；再生器4升温蓄热阶段，反应器3开始加剂，开始阶段快速加剂，同时保证不使反应器温度急剧降低；当反应器3加剂藏量埋住反应器旋风分离器5料腿后，放慢加剂速度，维持反应器3温度，同时，反应器3中催化剂的蓄热通过开工加热炉1过来的热氮气9量和温度维持；当再生器4催化剂温度升起后，开始将再生器4催化剂转入反应器3。
优选地，反应器、再生器加入的催化剂升温依靠各自单独设置的外界热源和加热媒介。
优选地，反应器设置开工加热炉，以高温氮气加热催化剂，开工加热炉将氮气温度过热到300-500℃后，注入反应器直接加热加入反应器的催化剂，使其温度升至300℃以上。
优选地，再生器设置辅助燃烧室，以高温空气加热催化剂，辅助燃烧室来的加热空气使再生器的催化剂升温高于300-350℃。
优选地，反应器引入的过热氮气作为流化介质和加热媒介。
优选地，烯烃转化装置，其中包括甲醇制烯烃装置和甲醇制丙烯装置。
本申请所能达到的有益效果：
1.本发明因反应器、再生器加剂量不同，加入催化剂终温不同，因此，加剂速度、升温速度不同，有利于灵活控制，时间上达到一致。
2.本发明催化剂升温由于采用两个不同热源提供，因此升温速度快。
3.本发明解决了加剂时间的问题，同时也降低催化剂的跑损，跑损量较一般炼油催化裂化装置更少。
本发明因反应器、再生器加剂量不同，加入催化剂终温不同，因此，加剂速度、升温速度不同，有利于灵活控制，时间上达到一致。催化剂升温由于采用两个不同热源提供，因此升温速度快。解决了加剂时间的问题，同时也降低催化剂的跑损，跑损量较一般炼油催化裂化装置更少。
实施例
实施例1
开工时，氮气9经开工加热炉1过热至450℃后进入反应器3先将反应器3加热到540℃；同时再生器4经辅助燃烧室2来的温度为150℃的热空气10预先升温到540℃。再生器4先行加剂，加剂开始阶段快速加剂，防止从再生旋风分离器6料腿跑损，加入再生器4的催化剂升温通过调节进入再生器4的热空气10量和温度来达到升温要求；再生器4升温蓄热阶段，反应器3开始加剂，开始阶段快速加剂，同时保证不使反应器温度急剧降低；当反应器3加剂藏量埋住反应器旋风分离器5料腿后，放慢加剂速度，维持反应器3温度，同时，反应器3中催化剂的蓄热通过开工加热炉1过来的热氮气9量和温度维持；当再生器4催化剂温度升起后，开始将再生器4催化剂转入反应器3。如此便可达到加剂要求，及节省时间又减少了催化剂的跑损。
当然，本发明还可有其他具体实施方式，以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非用来限定本发明的保护范围；在不背离本发明精神的情况下，本领域普通技术人员凡是依本发明内容所做出各种相应的变化与修改，都属于本发明的权利要求的保护范围。
Claims (26)
1.一种烯烃转化装置开工催化剂加剂方法，
所述烯烃转化装置包括：(A)烯烃转化反应器(3)；(B)催化剂再生器(4)，其中，所述烯烃转化反应器(3)与所述催化剂再生器(4)之间通过再生催化剂输送管和待生催化剂输送管相连；
其中，该方法包括以下步骤：
(a)向所述催化剂再生器(4)加入催化剂，并升温蓄热；
(b)在所述催化剂再生器(4)升温蓄热的同时，向所述烯烃转化反应器(3)中加入催化剂，并升温；
(c)在所述催化剂再生器(4)和所述烯烃转化反应器(3)升温结束后，将所述催化剂再生器(4)中的催化剂转入所述烯烃转化反应器(3)；
其中，所述烯烃转化反应器(3)、所述催化剂再生器(4)分别采用各自的外界热源和加热介质加热；
用于所述烯烃转化反应器(3)的外界热源为开工加热炉(1)，加热介质为惰性气体；
用于所述催化剂再生器(4)的外界热源为辅助燃烧室(2)，加热介质为空气；
其中，在步骤(a)之前，包括以下预热步骤：
(a1)将未装催化剂的所述烯烃转化反应器(3)预热至第一预定温度T1，使未装催化剂的所述催化剂再生器(4)预热至第二预定温度T2。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述惰性气体为氮气。
3.根据权利要求1至2任一项所述的方法，其中，所述催化剂再生器(4)内设置有再生器旋风分离器(6)，其中，在步骤(a)中，先快速加入所述催化剂，当加入的所述催化剂埋住所述再生器旋风分离器(6)的料腿后，慢速加入所述催化剂。
4.根据权利要求1至2任一项所述的方法，其中，在所述烯烃转化反应器(3)内设置有反应器旋风分离器(5)，其中，在步骤(b)中，先快速加入所述催化剂，当加入的所述催化剂埋住所述反应器旋风分离器(5)的料腿后，慢速加入所述催化剂。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一预定温度T1和所述第二预定温度T2各自独立地为350℃以上和500℃以上。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一预定温度T1和所述第二预定温度T2各自独立地为370℃以上和520℃以上。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一预定温度T1和所述第二预定温度T2各自独立地为390℃以上和540℃以上。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一预定温度T1和所述第二预定温度T2各自独立地为400℃以上和550℃以上。
9.根据权利要求1至2任一项所述的方法，其中，在步骤(b)中，所述烯烃转化反应器(3)中的催化剂升温至第三预定温度T3，所述第三预定温度T3为300℃以上。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第三预定温度T3为320℃以上。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第三预定温度T3为350℃以上。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第三预定温度T3为370℃以上。
13.根据权利要求1至2任一项所述的方法，其中，装剂结束时，通过流化升温，使所述烯烃转化反应器(3)温度不低于300℃，所述催化剂再生器(4)温度不低于350℃。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，使所述烯烃转化反应器(3)温度不低于320℃，所述催化剂再生器(4)温度不低于370℃。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，使所述烯烃转化反应器(3)温度不低于350℃，所述催化剂再生器(4)温度不低于400℃。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，使所述烯烃转化反应器(3)温度不低于370℃，所述催化剂再生器(4)温度不低于420℃。
17.根据权利要求1至2任一项所述的方法，其中，进一步包括：
(d)待生催化剂和再生催化剂分别从所述反应器(3)和所述再生器(4)流出，通过滑阀控制进入催化剂输送管，在输送介质推动力的作用下，实现在所述反应器(3)和所述再生器(4)之间的循环。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，在步骤(d)中，斜管松动介质切换成装置正常运行的松动介质。
19.根据权利要求1至2任一项所述的方法，其中，所述再生催化剂输送管和待生催化剂输送管输送介质以及松动介质为蒸汽、氮气、空气中的一种或几种。
20.根据权利要求1至2任一项所述的方法，其中，所述烯烃转化装置为甲醇制烯烃装置或甲醇制丙烯装置。
21.根据权利要求1至2任一项所述的方法，其中，所述烯烃转化反应器(3)用过热氮气作为流化介质和加热媒介。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述过热氮气温度为300‐500℃。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述过热氮气温度为350‐480℃。
24.根据权利要求22所述的方法，其中，所述过热氮气温度为380‐450℃。
25.根据权利要求22所述的方法，其中，所述过热氮气温度为400‐450℃。
26.根据权利要求1至2任一项所述的方法，其中，所述催化剂再生器(4)和所述烯烃转化反应器(3)设置成循环流化床。
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