CN103657744B

CN103657744B - 一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器及再生方法

Info

Publication number: CN103657744B
Application number: CN201310444595.5A
Authority: CN
Inventors: 王彤; 魏飞; 汤效平; 骞伟中; 黄晓凡; 高长平; 崔宇; 丁焕德
Original assignee: HUADIAN COAL INDUSTRY GROUP Co Ltd; Tsinghua University
Current assignee: HUADIAN COAL INDUSTRY GROUP Co Ltd; Tsinghua University
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2033-09-23
Also published as: CN103657744A

Abstract

本发明属于化学工艺过程及设备技术领域，特别涉及一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器及再生方法。在多段再生流化床中轴向设置一个至多个横向多孔挡板，形成两个或多个堆积催化剂的密相区。在一个或多个催化剂密相区中设置换热器，控制各个密相区操作温度沿轴向（从低到高）逐渐降低的变温操作；同时可以实现再生器热量的综合利用，用于原料的预热、生产蒸汽。本发明能够显著降低高温烧焦过程引起的催化剂失活与整体寿命缩短等问题。同时，在多段再生流化床外的外部设置催化剂回收系统，保证在开工及不稳定工况下，可有效地回收催化剂颗粒，减少催化剂跑损。具有操作易控，安全性高的特点。

Description

一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器及再生方法

技术领域

本发明属于化学工艺过程及设备技术领域，特别涉及一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器及再生方法。

背景技术

甲醇芳构化技术是新兴的芳烃的生产工艺，它是一种以甲醇为原料，在金属与分子筛双功能催化剂上反应生成苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等芳烃的过程。反应温度在400～500℃，因而催化剂的积碳失活现象严重。同时由于这个催化剂需要高的酸性，同时还需要具有高的金属分散性与活性，因而，其在高温及水蒸汽条件下的失活现象非常严重。即失活的催化剂在需要烧碳再生的同时，需要适当的结构控制催化剂不进行严重的高温水热脱铝而失去酸性，或金属发生迁移现象，导致催化剂彻底失活。

专利CN101244969B报道了一种由甲醇芳构化流化床反应器与再生器组成的连续反应再生系统。然而其再生器是单段流化床形式，其中气固返混严重，催化剂上的积碳燃烧时生成的水在整个反应器中浓度均匀，长期操作会导致催化剂逐渐失活。炼油过程中对Y形分子筛的再生提出了先烧氢，再烧碳的两段流化床结构，可有效将一部分生成的水蒸汽除去，不与催化剂接触，能够起到保护催化剂的作用。但其催化剂仅为Y形分子筛与结构增强剂的复合体，强度高，耐温度范围宽，因此其流化床结构及温度控制不严格，不能够满足本过程的催化剂由于金属的存在，使其耐温范围窄的需要。许多固定床烧碳过程中提出了控制氧含量来进行缓慢烧碳的操作方式，但控制温度过低，催化剂再生后携带的热量少，不能满足连续反应再生过程中供给吸热反应的能量的需要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器及再生方法，能够抑制水蒸气的反混，具有既能够实现“先烧氢与后烧碳”的反应器结构，同时在再生器的第二密相区域以上引入惰性气体对于催化剂进行进一步气体，脱除催化剂上吸附的一氧化碳、二氧化碳、水蒸气及空气等含氧气体达到既能够有效烧去碳，又不使催化剂失活的效果。

一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器，所述再生器为流化床形式，其底部设置气体入口，所述气体入口上方设置气体分布器；所述再生器的中上部设置一个或多个带有孔道的横向气体分布板，将所述再生器分为两个或多个催化剂密相区；所述再生器中的一个或多个催化剂密相区设置燃料油喷嘴，所述再生器中的一个或多个催化剂密相区设置惰性气体注入点，在所述再生器内部设置一组或多组内构件系统，并与再生器内壁相连，用以改善再生器内的流化质量，提高再生效率；所述再生器的外部或内部，在不同催化剂密相区之间设置与所述再生器筒壁相连的溢流管，所述溢流管与再生器的催化剂密相区相通，最上层催化剂密相区的所述溢流管的上部设置与所述再生器顶部催化剂密相区相连的溢流管脱气管，以保证催化剂在溢流管中的流动通畅；所述再生器的中上部设置失活催化剂入口，所述再生器底部设置再生催化剂出口；所述再生器上部设置与再生器壁相连的气固分离装置，所述再生器中的一个或多个催化剂密相区设置换热器，所述再生器顶部设置与气固分离装置相连的气体出口。

所述再生器外部设置一个或多个与再生器顶部的气体出口相连的外气固分离装置，其底部与所述再生器相连或直接连接催化剂储罐，所述外气固分离装置顶部设置气体出口。

所述气体分布器的形式为管式、多孔板式或锥帽式；所述气体分布器与相邻的横向气体分布板之间的安装距离为再生器直径的5～10倍，相邻的两个横向气体分布板之间的安装距离为再生器直径的0.5～3倍。

所述惰性气体注入点的安装位置距其下方相邻横向气体分布板的距离为再生器直径的0.2～3倍。

所述溢流管的上端安装位置距其下方相邻横向气体分布板的距离为再生器直径的0.2～3倍，所述最下层催化剂密相区的溢流管下端的安装位置距气体分布器的距离为再生器直径的0.05～0.7倍；所述脱气管的上端安装位置距气固分离装置入口的距离为再生器直径的0～0.3倍。

所述再生器总的催化剂密相区高度为再生器直径的1～10倍。

所述换热器为外换热器或内换热器。

所述气固分离装置由一个或多个旋风分离器组成。

所述再生器外部设置一组或多组由旋风分离器与快分装置组成的催化剂回收系统，保证在开工及不稳定工况下，有效地回收催化剂颗粒，减少催化剂跑损。

利用一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器进行催化剂再生的方法，其具体方案如下：

甲醇芳构化反应中的失活催化剂首先从失活催化剂入口进入再生器，分别在再生器的上部和下部，完成烧氢和烧碳过程；再生后的催化剂由再生催化剂出口从再生器中移出，催化剂再生所需的含氧气体由气体入口进入再生器，经过气体分布器后与失活催化剂进行逆流接触，在不同温度下烧焦；烧焦过程中生成的一氧化碳、二氧化碳和水经过气固分离装置脱除固体颗粒后，由再生器顶部的气体出口排出；由惰性气体注入点注入惰性气体，在各催化剂密相区汽提催化剂上吸附的一氧化碳、二氧化碳和空气；换热介质由各换热器进出再生器，控制再生器各催化剂密相区的再生温度；所需的燃料由设置在催化剂密相区内部的燃料油喷嘴喷入再生器，用以在催化剂开工及系统热量不足时提供补充热量。

所述催化剂再生需要的含氧气体为空气、氧气或惰性气体与氧气的混合物，其中所述惰性气体与氧气的混合物中氧气的体积分数为0.5%～100%。

所述惰性气体为氮气、氩气和氦气中的一种或多种，所述通过惰性气体注入点注入的惰性气体的体积为通入再生器（1）含氧气体体积的0.05～1倍。

所述换热介质为催化剂、水、甲醇和C1～C8烃类中的一种或多种，利用再生器（1）中的余热对于甲醇芳构化系统中的甲醇、C1～C8烃类进行预热或使用催化剂和水将热量转移进一步利用。

所述燃料为柴油、煤油和汽油中的一种或多种。

所述催化剂的再生温度为400～700℃，压力为0.1～1.0MPa，再生器中的表观气速为0.1～0.8m/s。

该方法采用逆流变温控制方式，从再生器气体入口到再生器气体出口的温度沿再生器轴向递减。

当采用两段再生器操作时，靠近再生器底部的第一段催化剂密相区的温度为500～700℃，第二段催化剂密相区的温度为350～550℃；当采用三段再生器操作时，靠近再生器底部的第一段催化剂密相区的温度为550～700℃，第二段催化剂密相区的温度为450～600℃，第三段催化剂的密相区的温度为350～500℃；当采用四段再生器操作时，靠近再生器底部的第一段催化剂密相区的温度为550～700℃，第二段催化剂密相区的温度为500～650℃，第三段催化剂的密相区的温度为400～550℃，第四段催化剂的密相区的温度为350～450℃。

本发明的有益效果为：

（1）本发明在低温烧氢区上方进一步引入横向多孔挡板，阻止水蒸汽返混，并且通过在第三催化剂密相区与第四催化剂密相区引入惰性气体，进一步汽提除去水蒸汽及吸附的CO₂、CO，可使上方的催化剂通过外溢流管或旋风分离器的料腿，返回到第一催化剂密相区（高温环境）时，稳定性大幅度提高；同时通过惰性气体加入量的调节也为控制再生器各个密相区域的温度提供了一个有效的手段；与目前已有的催化剂再生装置相比，本发明可使催化剂的再生寿命延长50%以上，过程安全性也大幅度增加；

（2）在再生器内部设置一个或多个换热装置，一方面可以控制再生器各催化剂密相区的温度，同时可以实现再生器热量的综合利用，包括原料的预热和蒸汽的生产；

（3）在再生器的内部及外部设置气固分离装置，能够有效的回收再生器出口气体的夹带的催化剂颗粒，使得本再生器在开工及不稳定操作的状态下也较少发生催化剂跑损的情况；

（4）通过在再生器的一段催化剂密相区域注入惰性气体，有效的脱除催化剂上的携带再生烟气限制催化剂带入反应体系的氧气量，减少反应器中CO2、CO、脂肪酸类副产物的生成。

附图说明

图1为芳构化催化剂的两段再生器的示意图（含一个外溢流管）；

图2为本发明含外气固分离装置的芳构化的再生器示意图；

图3为本发明芳构化催化剂的三段再生器的示意图（含一个外溢流管及一个内溢流管）；

图4为本发明芳构化催化剂的四段再生器的示意图（含三个外溢流管）；

图5为本发明气体分布器为管式的芳构化催化剂的两段再生器的示意图（含一个外溢流管）；

图6为本发明芳构化催化剂的两段流化床再生器的示意图（含一个外溢流管、外气固分离装置及催化剂储罐）；

图中标号：1-再生器；2-气体入口；3-气体分布器；4，4a，4b-横向气体分布板；5，5a，5b，5c-催化剂密相区；6，6a，6b-溢流管；7-失活催化剂入口；8-再生催化剂出口；9-气固分离装置；10，10a，10b-换热器；11-气体出口；12-燃料油喷嘴；13-溢流管脱气管；14，14a，14b，14c-惰性气体注入点；15-外气固分离装置；16-催化剂储罐，17，17a，17b，17c-内构件系统。

具体实施方式

本发明提供了一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器及再生方法，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器，所述再生器1为流化床形式，其底部设置气体入口2，所述气体入口2上方设置气体分布器3；所述再生器1的中上部设置一个或多个带有孔道的横向气体分布板，将所述再生器1分为两个或多个催化剂密相区；所述再生器1中的一个或多个催化剂密相区设置燃料油喷嘴12，所述再生器1中的一个或多个催化剂密相区设置惰性气体注入点，在所述再生器1内部设置一组或多组内构件系统，并与再生器内壁相连，用以改善再生器内的流化质量，提高再生效率；所述再生器1的外部或内部，在不同催化剂密相区之间设置与所述再生器1筒壁相连的溢流管，所述溢流管与再生器1的催化剂密相区相通，最上层催化剂密相区的所述溢流管的上部设置与所述再生器1顶部催化剂密相区相连的溢流管脱气管13，以保证催化剂在溢流管中的流动通畅；所述再生器1的中上部设置失活催化剂入口7，所述再生器1底部设置再生催化剂出口8；所述再生器1上部设置与再生器1壁相连的气固分离装置9，所述再生器1中的一个或多个催化剂密相区设置换热器，所述再生器1顶部设置与气固分离装置9相连的气体出口。

所述再生器1外部设置一个或多个与再生器1顶部的气体出口相连的外气固分离装置15，其底部与所述再生器1相连或直接连接催化剂储罐16，所述外气固分离装置15顶部设置气体出口。

所述气体分布器3的形式为管式、多孔板式或锥帽式；所述气体分布器3与相邻的横向气体分布板之间的安装距离为再生器1直径的5～10倍，相邻的两个横向气体分布板之间的安装距离为再生器1直径的0.5～3倍。

所述惰性气体注入点的安装位置距其下方相邻横向气体分布板的距离为再生器1直径的0.2～3倍。

所述溢流管的上端安装位置距其下方相邻横向气体分布板的距离为再生器1直径的0.2～3倍，所述最下层催化剂密相区的溢流管下端的安装位置距气体分布器3的距离为再生器1直径的0.05～0.7倍；所述脱气管的上端安装位置距气固分离装置9入口的距离为再生器1直径的0～0.3倍。

所述再生器1总的催化剂密相区高度为再生器1直径的1～10倍。

所述换热器为外换热器或内换热器。

所述气固分离装置9由一个或多个旋风分离器组成。

所述再生器1外部设置一组或多组由旋风分离器与快分装置组成的催化剂回收系统，保证在开工及不稳定工况下，有效地回收催化剂颗粒，减少催化剂跑损。

实施例1

使用如图1所示的双段流化床再生器1，其气体分布器3（多孔板式）与其上方的横向气体分布板4的安装距离为流化床直径的10倍，溢流管采用外置在再生器1外壁的表面，连接第一段催化剂密相区5和第二段催化剂密相区5a的溢流管6a，其上端安装的位置距第一横向气体分布板4的距离为流化床再生器1直径的3倍，其下端安装位置距再生器1的气体分布器3的距离为流化床再生器1直径的0.7倍。内部气固分离装置9由一个旋风分离器构成，换热方式为内换热器10，换热介质为水。溢流管脱气管13的下端安装位置与溢流管6a的上端相连，溢流管脱气管13的上端安装位置与内部气固分离装置9的气体入口的距离为再生器1直径的0.3倍。第一段催化剂密相区床层中惰性气体注入点14的安装位置距其下方气体分布器3的距离为再生器直径的0.1倍。第二段催化剂密相区床层区中惰性气体注入点14a的安装位置距其下方横向气体分布板4的距离为再生器1直径的3倍。

催化剂的总床层的高度为再生器1直径的10倍，再生介质为空气，再生器1的操作气速为0.3m/s，再生器1压力为0.1MPa，所述的惰性气体为氮气，通入体积与再生气体通入体积相等。采用再生器1中的换热器10控制再生器的第二段催化剂密相区5a床层的温度为350℃，第一段催化剂密相区5床层的温度为700℃。第一段催化剂密相区5床层的催化剂占催化剂总质量的80%，第二段催化剂密相区5a床层的催化剂占催化剂总质量的20%，再生催化剂的残碳量不高于0.03%。

实施例2

使用如图2所示的含外气固分离装置的双段流化床再生器1，其气体分布器3（锥冒式）与其上方的横向气体分布板4的安装距离为流化床直径的0.5倍，溢流管采用外置在再生器外壁的表面，连接第一段催化剂密相区5和第二段催化剂密相区5a的溢流管6a，其上端安装的位置距第一横向气体分布板4的距离为流化床再生器1直径的0.2倍，下其端安装位置距再生器1的气体分布器3的距离为流化床再生器1直径的0.05倍。溢流管脱气管13的下端安装位置与溢流管6a的上端相连，溢流管脱气管13的上端安装位置与内部气固分离装置9的气体入口位置一致。第一段催化剂密相区床层中惰性气体注入点14的安装位置距其下方的气体分布器3的距离为再生器1直径的0.1倍。第二段催化剂密相区床层区中惰性气体注入点的安装位置距下部气体分布板的距离为再生器直径的0.1倍。内部气固分离装置9由两个旋风分离器构成，换热方式为内换热器10，10a，换热介质为气态甲烷、乙烷、丙烷、丁烷，苯，甲苯，其体积分数分别为40%，30%，15%，10%，2%，3%。在再生器1气体出口后安装外气固分离装置15其底部连接到再生器1内部将气固分离装置9分离得到的催化剂返回再生器1。所述外气固分离装置15由连接着金属过滤器的两组旋风分离器构成。

催化剂的总床层的高度为再生器1直径的1倍，再生器的操作气速为0.1m/s,所述的惰性气体为氩气，通入体积为再生气体通入体积的0.05倍。再生器1压力为1MPa，再生介质为氧气，采用再生器1中的换热器10，10a控制再生器1的第二催化剂密相区5a床层的温度为400℃，第一催化剂密相区5床层的温度为500℃。第一段催化剂密相区5床层的催化剂占催化剂总质量的70%，第二段催化剂密相区5a床层的催化剂占催化剂总质量的30%，再生催化剂的残碳量不高于0.1%。

实施例3

使用如图3所示的三段流化床再生器1，其具体结构为气体分布器3（多孔板式）与其上方的第一横向气体分布板4的安装距离为再生器1直径的4倍，第二横向气体分布板4a与第一横向气体分布板4的安装距离为再生器1直径的3倍，溢流管采用外置和内置结合式，连接第一段催化剂密相区5和第二段催化剂密相区5a的溢流管6a采用外置式，其上端的安装位置距第二横向气体分布板4a的距离为再生器1直径的0.5倍，其下端安装位置距气体分布器3的距离为再生器1直径的0.5倍。连接第一段催化剂密相区5和第三段催化剂密相区5b的溢流管6b为内置式，其上端距第二横向气体分布板4a的距离为流化床再生器1直径的0.3倍，其下端安装位置距再生器1的气体分布器3的距离为流化床再生器1直径的0.1倍。内部气固分离装置9由三个旋风分离器构成，换热方式为内换热器10，10a，10b，换热介质为甲醇。溢流管脱气管13的下端与溢流管6a的上端相连，溢流管脱气管13的上端安装位置距内部气固分离装置9的气体入口位置的垂直距离为再生器1直径的0.2倍。第一段催化剂密相区5床层中惰性气体注入点14的安装位置距其下方气体分布器3的距离为再生器1直径的1倍。第二段催化剂密相区5a床层中惰性气体注入点14a的安装位置距第一横向气体分布板4的距离为再生器1直径的0.5倍。第三段催化剂密相区5b床层中惰性气体注入点14b的安装位置距第二横向气体分布板4a的距离为再生器1直径的0.2倍。在再生器1气体出口后安装如图2所示的外气固分离装置15，其底部连接到再生器1内部将气固分离装置9分离得到的催化剂返回再生器1。所述外气固分离装置15由连接着金属过滤器的一组旋风分离器构成。

催化剂的总床层的高度为再生器1直径的6倍，再生器1的操作气速为0.8m/s，所述的惰性气体为氮气，通入体积为再生气体通入体积的0.5倍。再生器1的压力为0.5MPa，再生介质为体积分数分别为50%的氧气与50%的氮气混合气体，打开再生器1中的换热器10，10a，10b控制再生器1的第三催化剂密相区5b床层的温度为350℃，第二催化剂密相区5a床层的温度为450℃，第一催化剂密相区5床层的温度为550℃。第一段催化剂密相区5床层的催化剂占催化剂总质量的70%，第二段催化剂密相区5a床层的催化剂占催化剂总质量的20%，第三段催化剂密相区5b床层的催化剂占催化剂总质量的10%，再生催化剂的残碳量不高于0.03%。

实施例4

使用如图3所示的三段流化床再生器1，其具体结构为气体分布器3（多孔板式）与其上方的第一横向气体分布板4的安装距离为再生器1直径的4倍，第二横向气体分布板4a与第一横向气体分布板4的安装距离为再生器1直径的3倍，溢流管采用外置和内置结合式，连接第一段催化剂密相区5和第二段催化剂密相区5a的溢流管6a采用外置式，其上端的安装位置距第二横向气体分布板4a的距离为再生器1直径的0.5倍，其下端安装位置距气体分布器3的距离为再生器1直径的0.5倍。连接第一段催化剂密相区5和第三段催化剂密相区5b的溢流管6b为内置式，其上端距第二横向气体分布板4a的距离为流化床再生器1直径的0.3倍，其下端安装位置距再生器1的气体分布器3的距离为流化床再生器1直径的0.1倍。内部气固分离装置9由三个旋风分离器构成，换热方式为内换热器10，10a，10b，换热介质为甲醇。溢流管脱气管13的下端与溢流管6a的上端相连，溢流管脱气管13的上端安装位置距内部气固分离装置9的气体入口位置的垂直距离为再生器1直径的0.2倍。第一段催化剂密相区5床层中惰性气体注入点14的安装位置距其下方气体分布器3的距离为再生器1直径的1倍。第二段催化剂密相区5a床层中惰性气体注入点14a的安装位置距第一横向气体分布板4的距离为再生器1直径的1倍。第三段催化剂密相区5b床层中惰性气体注入点14b的安装位置距第二横向气体分布板4a的距离为再生器1直径的0.4倍。在再生器1气体出口后安装如图2所示的外气固分离装置15，其底部连接到再生器1内部将气固分离装置9分离得到的催化剂返回再生器1。所述外气固分离装置15由连接着金属过滤器的一组旋风分离器构成。

催化剂的总床层的高度为再生器1直径的6倍，再生器1的操作气速为0.8m/s，所述的惰性气体为体积分数分别为80%的氮气和20%的氩气混合气体，通入体积为再生气体通入体积的0.5倍。再生器1的压力为0.5MPa，再生介质为体积分数分别为50%的氧气与50%的氮气混合气体，打开再生器1中的换热器10，10a，10b控制再生器1的第三催化剂密相区5b床层的温度为500℃，第二催化剂密相区5a床层的温度为600℃。第一催化剂密相区5床层的温度为700℃，第一段催化剂密相区5床层的催化剂占催化剂总质量的50%，第二段催化剂密相区5a床层的催化剂占催化剂总质量的30%，第三段催化剂密相区5b床层的催化剂占催化剂总质量的20%，再生催化剂的残碳量不高于0.03%。

实施例5

使用如图3所示的三段流化床再生器1，其具体结构为气体分布器3（多孔板式）与其上方的第一横向气体分布板4的安装距离为再生器1直径的4倍，第二横向气体分布板4a与第一横向气体分布板4的安装距离为再生器1直径的3倍，溢流管采用外置和内置结合式，连接第一段催化剂密相区5和第二段催化剂密相区5a的溢流管6a采用外置式，其上端的安装位置距第二横向气体分布板4a的距离为再生器1直径的0.5倍，其下端安装位置距气体分布器3的距离为再生器1直径的0.5倍。连接第一段催化剂密相区5和第三段催化剂密相区5b的溢流管6b为内置式，其上端距第二横向气体分布板4a的距离为流化床再生器1直径的0.3倍，其下端安装位置距再生器1的气体分布器3的距离为流化床再生器1直径的0.1倍。内部气固分离装置9由三个旋风分离器构成，换热方式为内换热器10，10a，10b，换热介质为甲醇。溢流管脱气管13的下端与溢流管6a的上端相连，溢流管脱气管13的上端安装位置距内部气固分离装置9的气体入口位置的垂直距离为再生器1直径的0.1倍。第一段催化剂密相区5床层中惰性气体注入点14的安装位置距其下方气体分布器3的距离为再生器1直径的2倍。第二段催化剂密相区5a床层中惰性气体注入点14a的安装位置距第一横向气体分布板4的距离为再生器1直径的1倍。第三段催化剂密相区5b床层中惰性气体注入点14b的安装位置距第二横向气体分布板4a的距离为再生器1直径的1倍。在再生器1气体出口后安装如图2所示的外气固分离装置15，其底部连接到再生器1内部将气固分离装置9分离得到的催化剂返回再生器1。所述外气固分离装置15由连接着金属过滤器的一组旋风分离器构成。

催化剂的总床层的高度为再生器1直径的6倍，再生器1的操作气速为0.8m/s，所述的惰性气体为氮气，通入体积为再生气体通入体积的0.6倍。再生器1的压力为0.5MPa，再生介质为体积分数分别为50%的氧气与50%的氮气混合气体，打开再生器1中的换热器10，10a，10b控制再生器1的第三催化剂密相区5b床层的温度为450℃，第二催化剂密相区5a床层的温度为550℃，第一催化剂密相区5床层的温度为620℃。第一段催化剂密相区5床层的催化剂占催化剂总质量的65%，第二段催化剂密相区5a床层的催化剂占催化剂总质量的25%，第三段催化剂密相区5b床层的催化剂占催化剂总质量的15%，再生催化剂的残碳量不高于0.03%。

实施例6

使用如图4所示的四段流化床再生器1，其气体分布器3（多孔板式）与其上方第一横向气体分布板4的安装距离为再生器1直径的7倍，第一横向气体分布板4与第二横向气体分布板4a的距离为再生器1直径的2倍，第二横向气体分布板4a与第三横向气体分布板4b的距离为再生器1直径的0.5倍。溢流管采用外置式，安装位置如下：连接第一段催化剂密相区5和第二段催化剂密相区5a的溢流管6，其上端安装位置距第一横向气体分布板4的距离为再生器1直径的0.4倍，其下端安装位置距气体分布器3的距离为再生器1直径的0.1倍；连接第一段催化剂密相区5和第三段催化剂密相区5b的溢流管6b，其上端安装位置距第二横向气体分布板4a的距离为再生器1直径的0.4倍，其下端安装位置距气体分布器3的距离为再生器1直径的0.1倍；连接第一段催化剂密相区5和第四段催化剂密相区5c的溢流管6a，其上端安装位置距第三横向气体分布板4b的距离为再生器1直径的0.4倍，其下端安装位置距气体分布器3的距离为再生器1直径的0.1倍。溢流管脱气管13的下端与溢流管6a的上端相连，溢流管脱气管13的上端安装位置距内部气固分离装置9的气体入口位置的垂直距离为再生器1直径的0.1倍。第一段催化剂密相区5床层中惰性气体注入点14的安装位置距其下方气体分布器3的距离为再生器1直径的1倍，第二段催化剂密相区5a床层中惰性气体注入点14a的安装位置距第一横向气体分布板4的距离为再生器1直径的1倍，第三段催化剂密相去5b床层中惰性气体注入点14b的安装位置距第二横向气体分布板4a的距离为再生器1直径的1倍，第四段催化剂密相去5c床层中惰性气体注入点14c的安装位置距第三横向气体分布板4b的距离为再生器1直径的2倍。内部气固分离装置9由三个旋风分离器构成，换热方式为内换热和外换热结合，外换热器10a的换热介质为催化剂，内换热器10的换热介质为甲醇。在再生器1气体出口后安装如图2所示的外气固分离装置15，其底部连接到再生器1内部将气固分离装置9分离得到的催化剂返回再生器1。所述外气固分离装置15由连接着金属过滤器的三个旋风分离器构成。

催化剂的总床层的高度为再生器直径的10倍，再生器的操作气速为0.4m/s,所述的惰性气体为氩气，总通入体积为再生气体通入体积的0.2倍。再生器1的压力为0.5MPa，再生介质为体积分数分别为10%的氧气与90%的氮气混合气体，打开再生器1中的换热器10，10a控制再生器1的第四段催化剂密相区5c床层的温度为350℃，第三段催化剂密相区5b床层的温度为400℃，第二段催化剂密相区5a床层的温度为500℃，第一段催化剂密相区5床层的温度为550℃，第一段催化剂密相区5床层的催化剂占催化剂总质量的55%，第二段催化剂密相区床层5a的催化剂占催化剂总质量的20%，第三段催化剂密相区5b床层的催化剂占催化剂总质量的15%，第四段催化剂密相区5c床层的催化剂占催化剂总质量的10%，再生催化剂的残碳量不高于0.03%。

实施例7

使用如图4所示的四段流化床再生器1，其气体分布器3（多孔板式）与其上方第一横向气体分布板4的安装距离为再生器1直径的8倍，第一横向气体分布板4与第二横向气体分布板4a的距离为再生器1直径的2倍，第二横向气体分布板4a与第三横向气体分布板4b的距离为再生器1直径的0.5倍。溢流管采用外置式，安装位置如下：连接第一段催化剂密相区5和第二段催化剂密相区5a的溢流管6，其上端安装位置距第一横向气体分布板4的距离为再生器1直径的0.4倍，其下端安装位置距气体分布器3的距离为再生器1直径的0.2倍；连接第一段催化剂密相区5和第三段催化剂密相区5b的溢流管6b，其上端安装位置距第二横向气体分布板4a的距离为再生器1直径的0.4倍，其下端安装位置距气体分布器3的距离为再生器1直径的0.1倍；连接第一段催化剂密相区5和第四段催化剂密相区5c的溢流管6a，其上端安装位置距第三横向气体分布板4b的距离为再生器1直径的0.4倍，其下端安装位置距气体分布器3的距离为再生器1直径的0.1倍。溢流管脱气管13的下端与溢流管6a的上端相连，溢流管脱气管13的上端安装位置距内部气固分离装置9的气体入口位置的垂直距离为再生器1直径的0.1倍。第一段催化剂密相区5床层中惰性气体注入点14的安装位置距其下方气体分布器3的距离为再生器1直径的1倍，第二段催化剂密相区5a床层中惰性气体注入点14a的安装位置距第一横向气体分布板4的距离为再生器1直径的1倍，第三段催化剂密相去5b床层中惰性气体注入点14b的安装位置距第二横向气体分布板4a的距离为再生器1直径的1倍，第四段催化剂密相去5c床层中惰性气体注入点14c的安装位置距第三横向气体分布板4b的距离为再生器1直径的2倍。内部气固分离装置9由三个旋风分离器构成，换热方式为内换热和外换热结合，外换热器10a的换热介质为催化剂，内换热器10的换热介质为甲醇。在再生器1气体出口后安装如图2所示的外气固分离装置15，其底部连接到再生器1内部将气固分离装置9分离得到的催化剂返回再生器1。所述外气固分离装置15由连接着金属过滤器的三个旋风分离器构成。

催化剂的总床层的高度为再生器直径的10倍，再生器的操作气速为0.6m/s,所述的惰性气体为氮气，总通入体积为再生气体通入体积的0.6倍。再生器1的压力为0.5MPa，再生介质为体积分数分别为10%的氧气与90%的氮气混合气体，打开再生器1中的换热器10，10a控制再生器1的第四段催化剂密相区5c床层的温度为450℃，第三段催化剂密相区5b床层的温度为550℃，第二段催化剂密相区5a床层的温度为650℃，第一段催化剂密相区5床层的温度为700℃，第一段催化剂密相区5床层的催化剂占催化剂总质量的50%，第二段催化剂密相区床层5a的催化剂占催化剂总质量的20%，第三段催化剂密相区5b床层的催化剂占催化剂总质量的20%，第四段催化剂密相区5c床层的催化剂占催化剂总质量的10%，再生催化剂的残碳量不高于0.03%。

实施例8

使用如图4所示的四段流化床再生器1，其气体分布器3（多孔板式）与其上方第一横向气体分布板4的安装距离为再生器1直径的5倍，第一横向气体分布板4与第二横向气体分布板4a的距离为再生器1直径的2倍，第二横向气体分布板4a与第三横向气体分布板4b的距离为再生器1直径的0.5倍。溢流管采用外置式，安装位置如下：连接第一段催化剂密相区5和第二段催化剂密相区5a的溢流管6，其上端安装位置距第一横向气体分布板4的距离为再生器1直径的0.4倍，其下端安装位置距气体分布器3的距离为再生器1直径的0.1倍；连接第一段催化剂密相区5和第三段催化剂密相区5b的溢流管6b，其上端安装位置距第二横向气体分布板4a的距离为再生器1直径的0.4倍，其下端安装位置距气体分布器3的距离为再生器1直径的0.1倍；连接第一段催化剂密相区5和第四段催化剂密相区5c的溢流管6a，其上端安装位置距第三横向气体分布板4b的距离为再生器1直径的0.4倍，其下端安装位置距气体分布器3的距离为再生器1直径的0.1倍。溢流管脱气管13的下端与溢流管6a的上端相连，溢流管脱气管13的上端安装位置距内部气固分离装置9的气体入口位置的垂直距离为再生器1直径的0.1倍。第一段催化剂密相区5床层中惰性气体注入点14的安装位置距其下方气体分布器3的距离为再生器1直径的1倍，第二段催化剂密相区5a床层中惰性气体注入点14a的安装位置距第一横向气体分布板4的距离为再生器1直径的1倍，第三段催化剂密相去5b床层中惰性气体注入点14b的安装位置距第二横向气体分布板4a的距离为再生器1直径的1倍，第四段催化剂密相去5c床层中惰性气体注入点14c的安装位置距第三横向气体分布板4b的距离为再生器1直径的2倍。内部气固分离装置9由三个旋风分离器构成，换热方式为内换热和外换热结合，外换热器10a的换热介质为催化剂，内换热器10的换热介质为甲醇。在再生器1气体出口后安装如图2所示的外气固分离装置15，其底部连接到再生器1内部将气固分离装置9分离得到的催化剂返回再生器1。所述外气固分离装置15由连接着金属过滤器的三个旋风分离器构成。

催化剂的总床层的高度为再生器直径的8倍，再生器的操作气速为0.4m/s,所述的惰性气体为氮气，总通入体积为再生气体通入体积的0.4倍。再生器1的压力为0.5MPa，再生介质为体积分数分别为40%的氧气与60%的氮气混合气体，打开再生器1中的换热器10，10a控制再生器1的第四段催化剂密相区5c床层的温度为400℃，第三段催化剂密相区5b床层的温度为500℃，第二段催化剂密相区5a床层的温度为550℃，第一段催化剂密相区5床层的温度为630℃，第一段催化剂密相区5床层的催化剂占催化剂总质量的55%，第二段催化剂密相区床层5a的催化剂占催化剂总质量的20%，第三段催化剂密相区5b床层的催化剂占催化剂总质量的15%，第四段催化剂密相区5c床层的催化剂占催化剂总质量的10%，再生催化剂的残碳量不高于0.03%。

实施例9

使用如图5所示的双段流化床再生器1，其气体分布器3（管式）与其上方的横向气体分布板4的安装距离为流化床再生器1直径的4倍，溢流管采用外置在再生器外壁的表面，连接第一段催化剂密相区5和第二段催化剂密相区5a的溢流管6a，其上端安装的位置距横向气体分布板4的距离为流化床再生器直径1的0.3倍，其下端安装位置距再生器1的气体分布器3的距离为流化床再生器1直径的0.1倍。溢流管脱气管13的下端与溢流管6a的上端相连，溢流管脱气管13的上端安装位置与内部气固分离装置9的气体入口位置的垂直距离为再生器1直径的0.2倍。第一段催化剂密相区5床层中惰性气体注入点14的安装位置距其下方气体分布器3的距离为再生器1直径的0.5倍。第二段催化剂密相区5a床层中惰性气体注入点14a的安装位置距横向气体分布板4的距离为再生器1直径的3倍。

催化剂的总床层的高度为再生器直径的7倍，再生器1的操作气速为0.3m/s，所述的惰性气体为氮气，总通入体积为再生气体通入体积的0.4倍。再生器1的压力为0.7MPa，再生介质为体积分数分别为50%的氧气与50%的氩气混合气体，打开再生器1中的换热器10，10a控制再生器1的第二催化剂密相区5a床层的温度为430℃，第一催化剂密相区5床层的温度为620℃，第一段催化剂密相区5床层的催化剂占催化剂总质量的65%，第二段催化剂密相区5a床层的催化剂占催化剂总质量的35%，再生催化剂的残碳量不高于0.05%。

实施例10

使用如图6所示的含外气固分离装置15及催化剂储罐16的的双段流化床再生器1，其气体分布器3（锥冒式）与其上方的横向气体分布板4的安装距离为流化床再生器1直径的2倍，溢流管采用外置在再生器外壁的表面，连接第一段催化剂密相区5和第二段催化剂密相区5a的溢流管6a，其上端安装的位置距横向气体分布板的距离为流化床再生器1直径的0.3倍，其下端安装位置距再生器1的气体分布器3的距离为流化床再生器1直径的0.1倍。溢流管脱气管13的下端与溢流管的上端相连，溢流管脱气管13的上端安装位置与内部气固分离装置9的气体入口位置的垂直距离为再生器1直径的0.2倍。第一段催化剂密相区5床层中惰性气体注入点14的安装位置距其下方气体分布器3的距离为再生器1直径的0.5倍。第二段催化剂密相区5a床层中惰性气体注入点14a的安装位置距横向气体分布板4的距离为再生器1直径的3倍。在再生器1的气固分离装置9的气体出口外设置外气固分离装置15，外气固分离装置15的底部与催化剂储罐16相连，外气固分离装置15的顶部设置气体出口。

催化剂的总床层的高度为再生器1直径的4倍，再生器1的操作气速为0.5m/s，所述的惰性气体为氮气，总通入体积为再生气体通入体积的0.2倍。再生器1的压力为0.7MPa，再生介质为体积分数分别为50%的氧气与50%的氩气混合气体，打开再生器1中的换热器10，10a控制再生器1的第二催化剂密相区5a床层的温度为430℃，第一催化剂密相区5床层的温度为580℃，第一段催化剂密相区5床层的催化剂占催化剂总质量的50%，第二段催化剂密相区5a床层的催化剂占催化剂总质量的50%，再生催化剂的残碳量不高于0.03%。

Claims

1.一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器，其特征在于：所述再生器(1)为流化床形式，其底部设置气体入口(2)，所述气体入口(2)上方设置气体分布器(3)；所述再生器(1)的中上部设置一个或多个带有孔道的横向气体分布板，将所述再生器(1)分为两个或多个催化剂密相区；所述再生器(1)中的一个或多个催化剂密相区设置燃料油喷嘴(12)，所述再生器(1)中的一个或多个催化剂密相区设置惰性气体注入点，在所述再生器(1)内部设置一组或多组内构件系统，并与再生器内壁相连，用以改善再生器内的流化质量，提高再生效率；所述再生器(1)的外部或内部，在不同催化剂密相区之间设置与所述再生器(1)筒壁相连的溢流管，所述溢流管与再生器(1)的催化剂密相区相通，最上层催化剂密相区的所述溢流管的上部设置与所述再生器(1)顶部催化剂密相区相连的溢流管脱气管(13)，以保证催化剂在溢流管中的流动通畅；所述再生器(1)的中上部设置失活催化剂入口(7)，所述再生器(1)底部设置再生催化剂出口(8)；所述再生器(1)上部设置与再生器(1)壁相连的气固分离装置(9)，所述再生器(1)中的一个或多个催化剂密相区设置换热器，换热器采用逆流变温控制方式，从再生器(1)气体入口(2)到再生器(1)气体出口的温度沿再生器(1)轴向递减，所述再生器(1)顶部设置与气固分离装置(9)相连的气体出口。

2.根据权利要求1所述的一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器，其特征在于：所述再生器(1)外部设置一个或多个与再生器(1)顶部的气体出口相连的外气固分离装置(15)，其底部与所述再生器(1)相连或直接连接催化剂储罐(16)，所述外气固分离装置(15)顶部设置气体出口。

3.根据权利要求1所述的一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器，其特征在于：所述气体分布器(3)的形式为管式、多孔板式或锥帽式；所述气体分布器(3)与相邻的横向气体分布板之间的安装距离为再生器(1)直径的5～10倍，相邻的两个横向气体分布板之间的安装距离为再生器(1)直径的0.5～3倍。

4.根据权利要求1所述的一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器，其特征在于：所述惰性气体注入点的安装位置距其下方相邻横向气体分布板的距离为再生器(1)直径的0.2～3倍。

5.根据权利要求1所述的一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器，其特征在于：所述溢流管的上端安装位置距其下方相邻横向气体分布板的距离为再生器(1)直径的0.2～3倍，所述最下层催化剂密相区的溢流管下端的安装位置距气体分布器(3)的距离为再生器(1)直径的0.05～0.7倍；所述脱气管的上端安装位置距气固分离装置(9)入口的距离为再生器(1)直径的0～0.3倍。

6.根据权利要求1所述的一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器，其特征在于：所述再生器(1)总的催化剂密相区高度为再生器(1)直径的1～10倍。

7.根据权利要求1所述的一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器，其特征在于：所述换热器为外换热器或内换热器。

8.根据权利要求1所述的一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器，其特征在于：所述气固分离装置(9)由一个或多个旋风分离器组成。

9.根据权利要求1所述的一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器，其特征在于：所述再生器(1)外部设置一组或多组由旋风分离器与快分装置组成的催化剂回收系统，保证在开工及不稳定工况下，有效地回收催化剂颗粒，减少催化剂跑损。

10.利用权利要求1所述的一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器进行催化剂再生的方法，其特征在于，具体方案如下：

甲醇芳构化反应中的失活催化剂首先从失活催化剂入口(7)进入再生器(1)，分别在再生器(1)的上部和下部，完成烧氢和烧碳过程；再生后的催化剂由再生催化剂出口(8)从再生器(1)中移出，催化剂再生所需的含氧气体由气体入口(2)进入再生器(1)，经过气体分布器后与失活催化剂进行逆流接触，在不同温度下烧焦；烧焦过程中生成的一氧化碳、二氧化碳和水经过气固分离装置(9)脱除固体颗粒后，由再生器(1)顶部的气体出口排出；由惰性气体注入点注入惰性气体，在各催化剂密相区汽提催化剂上吸附的一氧化碳、二氧化碳和空气；换热介质由各换热器进出再生器(1)，控制再生器(1)各催化剂密相区的再生温度，采用逆流变温控制方式，从再生器(1)气体入口(2)到再生器(1)气体出口的温度沿再生器(1)轴向递减；所需的燃料由设置在催化剂密相区内部的燃料油喷嘴(12)喷入再生器(1)，用以在催化剂开工及系统热量不足时提供补充热量。

11.根据权利要求10所述的利用一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器进行催化剂再生的方法，其特征在于：所述催化剂再生需要的含氧气体为空气、氧气或惰性气体与氧气的混合物，其中所述惰性气体与氧气的混合物中氧气的体积分数为0.5％～100％。

12.根据权利要求10或11任意一项权利要求所述的利用一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器进行催化剂再生的方法，其特征在于：所述惰性气体为氮气、氩气和氦气中的一种或多种，所述通过惰性气体注入点注入的惰性气体的体积为通入再生器(1)含氧气体体积的0.05～1倍。

13.根据权利要求10所述的利用一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器进行催化剂再生的方法，其特征在于：所述换热介质为催化剂、水、甲醇和C1～C8烃类中的一种或多种，利用再生器(1)中的余热对于甲醇芳构化系统中的甲醇、C1～C8烃类进行预热或使用催化剂和水将热量转移进一步利用。

14.根据权利要求10所述的利用一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器进行催化剂再生的方法，其特征在于：所述燃料为柴油、煤油和汽油中的一种或多种。

15.根据权利要求10所述的利用一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器进行催化剂再生的方法，其特征在于：所述催化剂的再生温度为400～700℃，压力为0.1～1.0MPa，再生器(1)中的表观气速为0.1～0.8m/s。

16.根据权利要求10所述的利用一种甲醇芳构化过程的催化剂再生器进行催化剂再生的方法，其特征在于：当采用两段再生器(1)操作时，靠近再生器(1)底部的第一段催化剂密相区的温度为500～700℃，第二段催化剂密相区的温度为350～550℃；当采用三段再生器(1)操作时，靠近再生器(1)底部的第一段催化剂密相区的温度为550～700℃，第二段催化剂密相区的温度为450～600℃，第三段催化剂的密相区的温度为350～500℃；当采用四段再生器(1)操作时，靠近再生器(1)底部的第一段催化剂密相区的温度为550～700℃，第二段催化剂密相区的温度为500～650℃，第三段催化剂的密相区的温度为400～550℃，第四段催化剂的密相区的温度为350～450℃。