CN107531430A - 不使用闭锁料斗的超低压连续催化剂输送 - Google Patents

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Abstract

提出了一种用于将催化剂从上游容器输送到下游容器的设备。该设备包括非机械阀和输送管线，其中提升气体用于携带催化剂经过输送管线。非机械阀具有催化剂入口和提升气体入口以提供恒定流动，从而限制或减少管道侵蚀和催化剂磨耗，以及向输送管线提供催化剂和提升气体。

Description

不使用闭锁料斗的超低压连续催化剂输送
优先权声明
本申请要求2015年6月24日提交的美国临时申请No.62/183943的优先权，该申请的内容在此通过引用整体并入。
技术领域
本发明涉及固体输送设备。具体而言，本发明针对于催化剂颗粒在反应器之间或反应器与再生器之间的低压输送。
背景技术
许多现代化学工艺利用催化剂来使原料转化为更有价值的产品流。催化剂具有需要催化剂的再生之前的有限使用寿命。在许多化学运行中，工艺包含将催化剂从反应器送至再生器并再次送回以提供长时间的连续运行。
然而，目前使用的连续催化剂再生技术不提供催化剂循环的连续恒定速率。目前的工艺包含使用闭锁料斗和提升装置接合器来使催化剂小批量循环以提供半连续过程。这种分批的催化剂输送过程会引起催化剂架桥和催化剂输送管线的堵塞。
需要改进用于在连续催化剂再生系统中输送催化剂的工艺和设备。
发明内容
本发明用于在具有很低的源压力和目的地压力的工艺中减少催化剂磨耗和减少石蜡脱氢工艺中的催化剂堵塞。这是独特的并且与所有当前技术中所采用的方式不同。
本发明的第一实施例是一种用于输送催化剂的设备，其包括：紧接/来自终端反应器的具有入口和出口的第一容器；非机械阀，该非机械阀具有与第一容器出口流体连通的催化剂入口、提升气体入口和出口；输送管线，该输送管线具有出口和与非机械阀出口流体连通的入口；第一下游容器，该第一下游容器具有与输送管路流体连通的入口以及气体出口和催化剂出口，其中第一下游容器包括内部管道和节流孔口；和第二下游容器，该第二下游容器具有出口和与第一下游容器出口流体连通的入口。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第一实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其进一步包括配置在输送管线中并且配置在输送管线中相对于催化剂分离塔处于抬高位置的位置处的无冲击弯头。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第一实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中输送管线进一步包括用于允许第二提升气流进入的第二入口。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第一实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中第二入口处于输送管线中的在紧接/来自非机械阀出口的入口的下方的位置处。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第一实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其进一步包括第二非机械阀，该第二非机械阀具有与第一下游容器出口流体连通的入口、提升气体入口和出口。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第一实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其进一步包括第二输送管线，该第二输送管线具有出口和与第二非机械阀出口流体连通的入口。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第一实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其进一步包括配置在第二输送管线中并且配置在输送管线中相对于第三下游容器处于抬高位置的位置处的第二无冲击弯头。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第一实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中第二输送管线进一步包括用于允许第二提升气体流进入的第二入口。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第一实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中第二入口处于第二输送管线中的在紧接/来自第二非机械阀出口的入口的下方的位置处。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第一实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中非机械阀包括具有用于允许催化剂颗粒进入的第一入口、用于允许提升气体进入的第二入口和出口的一段水平管道。
本发明的第二实施方案是一种用于将催化剂从反应器输送到再生器的设备，其包括：紧接/来自终端反应器的具有入口和出口的第一容器；第一非机械阀，该第一非机械阀具有与第一容器出口流体连通的催化剂入口、提升气体入口和出口；第一输送管线，该第一输送管线具有出口和与第一非机械阀出口流体连通的入口；第一下游容器，该第一下游容器具有与输送管线流体连通的入口以及气体出口和催化剂出口，其中第一下游容器包括内部立管和节流孔口；第二非机械阀，该第二非机械阀具有与第一下游容器出口流体连通的入口、提升气体入口和出口；和第二输送管线，该第二输送管线具有与第二非机械阀出口流体连通的入口和与第三下游容器流体连通的出口。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第二实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中第一输送管线进一步包括用于允许第二提升气体进入的第二入口。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第二实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中第二入口处于第一输送管线中的在紧接/来自第一非机械阀出口的入口的下方的位置处。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第二实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中非机械阀包括具有用于允许催化剂颗粒进入的第一入口、用于允许提升气体进入的第二入口和出口的一段水平管道。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第二实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中第二输送管线进一步包括用于允许第二提升气体进入的第二入口。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第二实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中第二入口处于第二输送管线中的在紧接/来自第二非机械阀出口的入口的下方的位置处。
本发明的第三实施方案是一种用于将催化剂从反应器输送到另一反应器的方法，其包括：将催化剂从第一容器送至非机械阀；使提升气体进入非机械阀以将催化剂运送到输送管线；使提升气体进入输送管线以沿输送管线向上提升催化剂；以及使被提升的催化剂进入第一下游容器；其中非机械阀的入口处的压力为至少10kPa(表压)。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第三实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中非机械阀的入口处的压力为至少7kPa(表压)。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第三实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中非机械阀的入口处的压力为至少4kPa(表压)。本发明的一个实施方案是直至这一段中的第三实施方案的这一段中的一个、任一或所有在先实施方案，其中提升气体包括氮气。
根据以下详细描述和附图，本发明的其它目的、优点和应用对本领域的技术人员来说将变得显而易见。
附图说明
图1是本发明的设备的示意图。
具体实施方式
在当前烯烃转化工艺中，使用连续催化剂再生(CCR)技术，其利用分批输送系统，其中少量催化剂被收集然后输送。这利用诸如闭锁料斗和提升装置接合器以及用于将催化剂从反应器输送到再生器的复杂阀系统的设备。经这种设备输送催化剂容易发生输送管线和阀的催化剂堵塞，以及由于催化剂在输送过程中侵蚀而引起的催化剂的磨耗。
本发明允许减少的催化剂堵塞和减少的催化剂磨耗。该设备还提供了向催化剂再生器的连续流动以便催化剂恒定流向再生器。具体地，在目前的OleflexTM技术中，催化剂从催化脱氢(Oleflex)反应器筛网之间的环形空间经一系列催化剂输送管道流入外部催化剂收集器中。催化剂然后从催化剂收集器流入提升装置接合器中，在此该催化剂批次被提升到下一反应器的顶部中。在最终的Oleflex反应器中，闭锁料斗位于催化剂收集器与提升装置接合器之间；闭锁料斗用于将催化剂气氛从氢/烃环境变更为氮环境以使得催化剂可以被安全地再生。类似地，在从CCR再生器到第一催化脱氢(Oleflex)反应器的催化剂提升中，在提升装置接合器的上游使用闭锁料斗以在催化剂进入第一反应器之前从氮气氛变更为氢气氛。
经该系统批次提升催化剂使得有必要使用对于恒定速率催化剂循环而言将需要的较高催化剂速度。另外，与较高的催化剂速度相关联的闭锁料斗和提升装置接合器所需的复杂阀系统导致增加的催化剂磨耗率。
本发明是一种用于输送催化剂的设备。如图1所示的设备包括紧接/来自终端反应器的具有入口和出口12的第一容器10。该设备包括非机械阀20，该非机械阀具有与第一容器出口12流体连通的催化剂入口22、提升气体入口24和用于气体-催化剂混合物的排出的出口26。该设备还包括输送管线30，该输送管线具有出口34和与非机械阀出口26流体连通的入口32。该设备还包括第一下游容器40，该第一下游容器具有出口44和与输送管线出口34流体连通的入口42。第一下游容器40包括气体出口46和具有节流孔口52的内部管道50。内部管道50具有足够大以便催化剂自由流动并且比第一下游容器的直径窄的直径。优选的管道直径小于下游容器的直径的三分之一。节流孔口用于控制管道中的催化剂的流动，并且具有小于或等于管道直径的开口。在一个实施方案中，该管道可以充当带有适当地确定大小的管道的节流孔口。
该设备还可以包括配置在输送管线出口34处并与输送管线出口34和第一下游容器的入口42流体连通的无冲击弯头60。无冲击弯头是用于接纳携带固体颗粒的流动流体的装置，并且具有扩大的直径以允许流体减慢并使颗粒减慢或甚至沉淀而不会冲击该装置的壁。无冲击弯头可以是具有扩大的直径并且弯曲成重新引导流体/使流动改向而不会使催化剂颗粒撞击在弯头的壁上的管道。这减少了催化剂的磨耗。
输送管线30可以包括用于允许另外的提升气体进入的第二入口36。该输送管线具有竖向取向，其中出口34在入口32上方的一定高度处。第二入口36配置在入口32下方的一定高度处。
在一个实施方案中，该设备可以包括第二非机械阀70，该第二非机械阀具有与第一下游容器出口44流体连通的入口72。第二非机械阀包括提升气体入口74以及用于运送提升气体和催化剂的出口76。该实施方案包括第二输送管线80，该第二输送管线具有输送管线出口84和与第二非机械阀出口76流体连通的入口82。第二输送管线可以包括用于允许另外的提升气体进入的第二入口86，其中第二入口86配置在比通向输送管线的入口82低的高度处。该实施方案还包括第二无冲击弯头90，该第二无冲击弯头具有与第二输送管线出口84流体连通并且配置在第二输送管线80上方抬高的位置的入口92。
在一个实施方案中，第二下游容器100可以具有与第二输送管线出口84流体连通的入口102和与催化剂再生器(未示出)流体连通的出口104。该设备还可以包括配置在第二输送管线出口84处并与输送管线出口84和第二下游容器入口102流体连通的第二无冲击弯头90。第二下游容器是用于更一致地向催化剂再生器给送催化剂的分离料斗。
非机械阀20、70是用于使用流体输送流动的固体的系统。该阀包括具有用于送入固体颗粒的入口和用于用以携带颗粒的流体的第二入口的一段水平管道或管子。该流体可以是提升气体。该管道包括用于包含颗粒的流动流体的出口。非机械阀的出口将包含颗粒的流动流体运送到输送管线30、80，其中颗粒被输送到抬高的位置并允许通过重力流向接收容器。
提升气体将是非氧化气体，且优选的提升气体为氮气。
该过程包括从一系列反应器中的终端反应器抽取催化剂。催化剂在4kPa(表压(gauge))的压力下被抽取。催化剂被送至处于5kPa(表压)下的CCR再生器的分离料斗。催化剂从催化剂收集器向下流动到L阀或非机械阀，其是处于比催化剂收集器高至少20kPa的压力下的压力控制点。该压力差是为了确保存在高(压)提升气体气泡以防止烃泄漏到L阀和再生器塔中。催化剂将被提升到中间分离料斗。基于操作，提升管线压力差可以处于从催化剂提升循环期间的21kPa(表压)到催化剂非提升期间的7kPa(表压)的范围内。这将致使分离料斗中的压力处于从3.5kPa(表压)到18kPa(表压)的范围内。该压力差将被转移到分离容器内的内部立管和节流孔口。
虽然已使用目前被认为是优选实施方案的实施方案描述本发明，但是应理解，本发明不限于所公开的实施方案，而且旨在涵盖被包括在所附权利要求的范围内的各种改型和等同布置结构。

Claims (10)

1.一种用于输送催化剂的设备，包括：
非机械阀，所述非机械阀具有催化剂入口、提升气体入口和出口；
输送管线，所述输送管线具有出口和与所述非机械阀的出口流体连通的入口；
第一下游容器，所述第一下游容器具有与所述输送管线流体连通的入口以及气体出口和催化剂出口，其中所述第一下游容器包括内部管道和节流孔口。
2.根据权利要求1所述的设备，还包括配置在所述输送管线中并且配置在所述输送管线中的相对于催化剂分离塔处于抬高位置的位置处的无冲击弯头。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述输送管线还包括用于允许第二提升气体进入的第二入口。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述第二入口处于所述输送管线中的在紧接所述非机械阀出口的所述入口的下方的位置处。
5.根据权利要求1所述的设备，还包括第二非机械阀，所述第二非机械阀具有与所述第一下游容器的出口流体连通的入口、提升气体入口和出口。
6.根据权利要求5所述的设备，还包括第二输送管线，所述第二输送管线具有出口和与所述第二非机械阀的出口流体连通的入口。
7.根据权利要求6所述的设备，还包括配置在所述第二输送管线中并且配置在所述输送管线中的相对于第三下游容器处于抬高位置的位置处的第二无冲击弯头。
8.根据权利要求5所述的设备，其中，所述第二输送管线还包括用于允许第二提升气体进入的第二入口。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述非机械阀包括：
具有用于允许催化剂颗粒进入的第一入口、用于允许提升气体进入的第二入口和出口的一段水平管道。
10.根据权利要求1所述的设备，还包括紧接终端反应器的第一容器，所述第一容器具有与终端反应器的出口流体连通的入口和与所述非机械阀的催化剂入口流体连通的出口。
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