CN107999042B - 一种脱硫吸附剂再生器及再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及脱硫吸附剂再生领域，公开了一种脱硫吸附剂再生器及再生方法。再生器包括外壳，且在外壳的内部由下至上依次分布有直筒段、扩张段和分离段，其中，再生器还包括沿轴向方向设置在直筒段中的搅拌装置，搅拌装置包括搅拌轴、至少一个螺带式搅拌桨和第一刮壁式搅拌桨组；螺带式搅拌桨沿搅拌轴轴向盘旋在搅拌轴的周边；第一刮壁式搅拌桨组中包括多个第一刮壁式搅拌桨，各第一刮壁式搅拌桨沿搅拌轴的轴向依次排布。该再生器的使用有利于在床层正常流化时，增强流化质量，破碎气泡、小结块，强化传质传热过程，减少硅酸锌形成。当流化床发生节涌、沟流或结块时，增大搅拌桨转速，可以破碎颗粒团聚，延长运转周期，减少开停工消耗。

Description

一种脱硫吸附剂再生器及再生方法

技术领域

本发明涉及脱硫吸附剂再生领域，具体地，涉及一种脱硫吸附剂再生器及再生方法。

背景技术

随着环境保护的迫切要求，汽/柴油中硫含量的标准也在不断降低。汽油吸附脱硫技术(简称S-Zorb)工艺已经成为油品质量升级的重要手段。该工艺具有非常高的硫选择性，投资和运行成本较低，已经进入工业运行阶段。

S-Zorb工艺过程主要包括：进料与脱硫反应、吸附剂再生、吸附剂循环和产品稳定四个部分。其中进料与脱硫反应过程是将含硫烃加热汽化后和氢气送入反应器进行脱硫反应得到脱硫的含硫烃和载硫的待生剂；吸附剂再生过程是将待生剂在再生器内氧化再生，恢复其脱硫活性形成再生剂；吸附剂循环过程是本装置的关键和核心部分，通过闭锁料斗的操作，将反应器内的待生剂送往再生器，再将再生器内的再生剂送往反应器，完成吸附剂的反应—再生循环；产品稳定过程是将脱硫后的汽油产品通过稳定塔，将液化气和轻烃组分从塔顶排出，得到稳定后的合格汽油产品，并送出装置。

现有的S-Zorb吸附剂大多是以硅/铝材料为载体、氧化锌/镍为活性组元制备的脱硫吸附剂，在反应过程中由于积炭及硫化锌的形成造成吸附活性的降低，需要再生还原恢复吸附剂的活性。然而，随着这种S-Zorb吸附剂的连续循环再生，S-Zorb吸附剂往往会出现破碎(强度降低)和活性下降的问题，进而导致脱硫效率的下降和剂耗的增加。

发明内容

本发明的目的是针对于吸附剂循环再生后活性下降的技术问题，提供一种脱硫吸附剂再生器及再生方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种脱硫吸附剂再生器，所述再生器包括外壳，且在所述外壳的内部由下至上依次分布有直筒段、扩张段和分离段，其中，所述再生器还包括沿轴向方向设置在所述直筒段中的搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴、至少一个螺带式搅拌桨和第一刮壁式搅拌桨组；所述螺带式搅拌桨沿所述搅拌轴轴向盘旋在所述搅拌轴的周边；所述第一刮壁式搅拌桨组中包括多个第一刮壁式搅拌桨，各所述第一刮壁式搅拌桨沿所述搅拌轴的轴向依次排布。

同时，在本发明中还提供了一种脱硫吸附剂的再生方法，该再生方法包括：在再生条件下，在根据本发明所述的再生器中，促使待生剂与再生气混合接触得到再生剂。

本发明所提供的脱硫吸附剂再生器及再生方法，具有如下有益效果：

(1)通过设置螺带式搅拌桨，促进吸附剂和再生气之间的气固两相接触反应的发生，抑制并破碎固体颗粒结块，增强流化质量，避免局部传热质量差，抑制硅酸锌的生成；

(2)通过设置多个第一刮壁式搅拌桨，抑制并刮除再生器的外壳内吸附剂的粘附，避免飞温现象的发生，抑制硅酸锌的生成；

(3)通过将螺带式搅拌桨和刮壁式搅拌桨的搭配组合，有利于合理避免因气体短路导致的再生不均匀现象。

(4)在本发明中通过设置搅拌装置，有利于在床层正常流化时，增强流化质量，破碎气泡、小结块，强化传质传热过程。当流化床发生节涌、沟流或结块时，增大搅拌桨转速，可以破碎颗粒团聚，延长运转周期，减少开停工消耗。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明一种实施方式中脱硫吸附剂再生器的结构示意图；

图2示出了图1所示再生器中搅拌装置的结构示意图；

图3示出了图2所示搅拌装置的俯视结构示意图；

图4示出了根据本发明另一种实施例的脱硫吸附剂再生器的结构示意图；

图5示出了图4所示再生器中搅拌装置的结构示意图；

图6示出了图5所示搅拌装置的俯视结构示意图。

附图标记说明

10为外壳、11、为直筒段、111为集气段、112为反应段、12为扩张段、13为分离段、14为再生气体入口、15为待生剂入口、16为再生剂出口、20为气体分布器、30为搅拌装置、31为搅拌轴、311为轴套、32为螺带式搅拌桨、33为第一刮壁式搅拌桨、331为第一支撑梁、332为第一刮壁叶片、34为第二刮壁式搅拌桨、341为第二支撑梁、342为第二刮壁叶片、34为减速器、35为电机、40为旋风分离器。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指立式再生器按照正常生产状态放置，沿垂直于地面的方向的相对上下位置关系。

在本发明中，术语“待生剂”和“再生剂”均为吸附剂，而为了区分该吸附剂的不同状态，根据本发明含硫烃吸附脱硫方法的工序环节，将其进行不同的命名。其中术语“待生剂”为脱硫反应完成后的吸附剂；术语“再生剂”是完成再生处理的工序后得到的吸附剂。

发明人在研发的过程中发现，对于以硅/铝材料为载体、氧化锌/镍为活性组元制备的脱硫吸附剂而言，在吸附剂再生过程中，除了体系中的水含量对硅酸锌的形成有所影响之外，流化床的流态化质量对产品质量和选择性也有较大影响，在流化床的流态化质量不佳时，也会不可避免的产生硅酸锌，而过量的硅酸锌的生成将直接造成吸附剂失活(不可再生)速率陡然加快。发明人在研究过程中进一步发现，硅酸锌的生成的原因可能包括：(1)工业反应器(再生器)尺度较大，易导致气固两相的接触不充分，进而导致局部传热质量差，产生热点，促使在高温下硅酸锌的生成；(2)吸附剂易粘附在反应器内壁上，诱导流化床中产生局部过热现象，进而产生热点，促使在高温下硅酸锌的生成。

为了改善上述技术问题，在本申请中提供了一种脱硫吸附剂再生器，如图1所示，该再生器包括外壳10，且在所述外壳10的内部由下至上依次分布有直筒段11、扩张段12和分离段13，其中，所述再生器还包括沿轴向方向设置在所述直筒段11中的搅拌装置30，所述搅拌装置30包括搅拌轴31、至少一个螺带式搅拌桨32和第一刮壁式搅拌桨组；所述螺带式搅拌桨32沿所述搅拌轴31轴向盘旋在所述搅拌轴31的周边；所述第一刮壁式搅拌桨组中包括多个第一刮壁式搅拌桨33，各所述第一刮壁式搅拌桨33沿所述搅拌轴31的轴向依次排布。

本发明所提供的上述脱硫吸附剂再生器通过设置螺带式搅拌桨，促进吸附剂和再生气之间的气固两相接触反应的发生，抑制并破碎固体颗粒结块，增强流化质量，避免局部传热质量差，抑制硅酸锌的生成；通过设置一组(多个，例如三至十个)第一刮壁式搅拌桨，抑制并刮除吸附剂的粘附，避免飞温现象的发生，抑制硅酸锌的生成；通过将螺带式搅拌桨和第一刮壁式搅拌桨的搭配组合，在有效抑制硅酸锌生产的同时，还能够有利于合理避免因气体短路导致的再生不均匀现象。其中所述“气体短路”是指气体沿着装置中某一连续结构直线流动，不发生反应的现象。

本发明所提供的上述脱硫吸附剂再生器通过设置搅拌装置，有利于在床层正常流化时，增强流化质量，破碎气泡、小结块，强化传质传热过程。当流化床发生节涌、沟流或结块时，增大搅拌桨转速，可以破碎颗粒团聚，延长运转周期，减少开停工消耗。

根据本发明的再生器，为了尽可能避免造成气体短路，采用了同时设置非连续的多个第一刮壁式搅拌桨33的方式，而为了简化第一刮壁式搅拌桨33的结构，优选情况下，如图2所示，各所述第一刮壁式搅拌桨33包括第一支撑梁331和第一刮壁叶片332，所述第一支撑梁331固定连接在所述搅拌轴31上、且一侧端部向外延伸用于固定支撑所述第一刮壁叶片332。

根据本发明的再生器，为了进一步优化再生气体的气体流路，避免再生气体沿各刮壁式搅拌桨33的刮壁叶片上升造成短路，优选情况下，各所述各第一刮壁式搅拌桨33沿所述搅拌轴31的轴向螺旋排布、且各第一刮壁式搅拌桨33的水平投影具有轴对称结构。更为优选所述第一刮壁式搅拌桨组中相邻的两个刮壁式搅拌桨33中的第一刮壁叶片332设置在所述搅拌轴31的两侧。

在本发明中术语“水平投影”是指在水平面上的正投影，即垂直平行光线照射到物体后，该物体在水平平面上的影子。

根据本发明的再生器，为了进一步优化螺带式搅拌桨32和第一刮壁式搅拌桨33之间的联动性，优选情况下，如图2和图3所示，各所述第一支撑梁331远离第一刮壁叶片332的另一侧端部向外延伸与所述螺带式搅拌桨32相连；优选所述第一支撑梁331与所述搅拌轴31垂直相连。更优选将各所述第一刮壁式搅拌桨33对应的设置在所述螺带式搅拌桨32中相邻两圈螺带的中心位置。

根据本发明的再生器，优选情况下，如图4-6所示，所述搅拌装置30还包括第二刮壁式搅拌桨组，所述第二刮壁式搅拌桨组沿所述搅拌轴31的轴向方向设置在所述第一刮壁式搅拌桨组的上方；所述第二刮壁式搅拌桨组中包括多个第二刮壁式搅拌桨34，各所述第二刮壁式搅拌桨34沿所述搅拌轴31的轴向依次排布。在搅拌装置30高度相同的条件下，具有这种结构的搅拌装置30中螺带式搅拌桨32的高度相对降低，使其主要在直筒段11下部密相反应床中起到增强流化质量效果，进而简化装置结构，降低装置成本。

根据本发明的再生器，优选情况下，所述第一刮壁式搅拌桨组和第二刮壁式搅拌桨组的垂直投影高度的比值为1:1-3，优选1:2-3。其中术语“垂直投影”是指在垂直面上的正投影，即水平平行光线照射到物体后，该物体在垂直平面上的影子。

根据本发明的再生器，优选情况下，如图5-6所示，各所述第二刮壁式搅拌桨34包括第二支撑梁341和两个第二刮壁叶片342，所述第二支撑梁341固定连接在所述搅拌轴31上，两个所述第二刮壁叶片342轴对称的连接在所述第二支撑梁341的两侧端部。

根据本发明的再生器，优选情况下，如图6所示，各所述第二刮壁式搅拌桨34的水平投影具有轴对称结构，优选所述第二刮壁式搅拌桨组中相邻的两个第二刮壁式搅拌桨34的水平投影垂直设置。

根据本发明的再生器，为了加固所述第一刮壁式搅拌桨33和第二刮壁式搅拌桨34的设置，以适应于搅拌装置在不同的搅拌速度下运行，优选情况下，如图1-6所示，所述搅拌轴31上与第一支撑梁331和第二支撑梁341相固定的位置上设置有轴套311，所述轴套311套设在所述搅拌轴31上用于支撑所述第一支撑梁331和第二支撑梁341。以所述第一支撑梁331为例说明，所述第一支撑梁331通过依次贯穿所述搅拌轴31和所述轴套311固定在所述搅拌轴31上。

根据本发明的再生器，优选情况下，包括各所述第一支撑梁331和各所述第二支撑梁341的各支撑梁沿所述搅拌轴31的轴向方向均匀分布；优选所述第一刮壁叶片332和第二刮壁叶片342的垂直高度等于相邻两个支撑梁之间的垂直距离。

根据本发明的再生器，所述第一刮壁叶片332和第二刮壁叶片342的结构相同。以下将以第一刮壁叶片332的结构为例进行说明。为了增强所述搅拌装置30中各所述刮壁叶片332的作用力，以清除外壳10内壁所粘附的颗粒，优选情况下，如图3所示，各所述第一刮壁叶片332上形成有沿所述搅拌装置30旋转的方向向外凸起的刮壁凸棱，所述刮壁凸棱与所述外壳10内壁之间的距离为1-15mm，优选为2-8mm。通过控制刮壁凸棱与所述外壳10内壁之间的距离，有利于在实现上述目的的同时，避免因刮壁叶片挤压而破坏固体颗粒。

根据本发明的再生器，优选情况下，如图3所示，所述第一刮壁叶片332具有三棱柱结构、且所述三棱柱结构的水平投影为三角形。通过设置这种三棱柱结构，利用三角形的稳定结构，不但能节省空间，而且还能增强第一刮壁叶片332与第一支撑梁331之间的连接力。优选情况下，所述三角形中沿所述搅拌装置30旋转的方向向外凸出的尖角的角度为10°-60°，优选为15°-45°。通过控制所述三角形中以所述刮壁凸棱为端点的角的角度，有利于在保证达到清除粘壁颗粒的作用的同时，降低颗粒对第一刮壁叶片332的粘附。所述第二刮壁叶片342具有与所述第一刮壁叶片332相同的结构，在此不再赘述。

根据本发明的再生器，对于螺带式搅拌桨32的设置可以没有特殊要求，按照前述说明进行设置即可。其中当再生器的流化质量相对较好时，在搅拌装置30中设置单一螺带式搅拌桨32即可，而当再生器的流化质量较差，例如针对于流动性较差的颗粒时，在搅拌装置30中可以设置两至三个螺带式搅拌桨32，各螺带式搅拌桨32水平投影的内径可以相同，也可以依次增大。

根据本发明的再生器，为了便于破碎结块，优选情况下，所述螺带式搅拌桨32的水平投影所形成的环形结构的外径为所述外壳10内径的1/3-2/3；优选情况下，所述螺带式搅拌桨32的螺带面宽度为所述外壳10内径的1/20-2/3，优选为1/15-1/8。

根据本发明所提供的再生器，优选情况下，所述再生器还包括设置在所述直筒段11中的气体分布器20，所述气体分布器20将所述直筒段11分为集气段111和反应段112，所述搅拌装置30中的螺带式搅拌桨32、第一刮壁式搅拌桨组和可选的第二刮壁式搅拌桨组设置在位于所述气体分布器20上方的反应段112中。该气体分布器20的设置可以没有特殊要求，参照本领域所公知的常规设置方式即可。

根据本发明所提供的再生器，其中气体分布器20的选择可以根据反应体系具体要求，可直接选用泡沫金属，也可以采用多孔式分布器。如果采用泡帽式或浮头式分布器，适当提高搅拌桨安装高度，防止搅拌桨叶片与分布器摩擦损坏。

根据本发明所提供的再生器，优选情况下，所述搅拌装置30中搅拌轴31贯穿所述外壳10的底壁，一端向所述外壳10外部延伸与减速器35和电机36相连，另一端向所述外壳10的内部延伸，依次穿过集气段111、气体分布器20，延伸至所述反应段112中。

根据本发明所提供的再生器，为了进一步优化再生器内壁与气体分布器20交接处的流化质量。优选所述螺带式搅拌桨32与所述气体分布器20之间的最小距离为1-60mm，优选为5-30mm。

根据本发明所提供的再生器，所述搅拌装置30在所述直筒段11(反应段112)中的最高位置，有第二刮壁式搅拌桨34时指第二刮壁式搅拌桨34的最高位置，没有第二刮壁式搅拌桨34时指第一刮壁式搅拌桨33的最高位置，不超出直筒段11(反应段112)所在区域，且不低于再生器静止时的床层高度的1/3。

根据本发明所提供的再生器，在分离段13中还设有旋风分离器40，所述旋风分离器40用于吸收再生烟气中的吸附剂粉尘，并将吸附剂粉尘返回至反应段112。

本发明还提供了一种含硫烃脱硫的装置，该装置包括反应器、反应器接收器、变压单元(闭锁料斗)、再生器进料罐、再生器、再生器接收器、缓冲器及相应的连接管路和阀。其中反应器与反应器接收器连接将由反应器生产的待生吸附剂输送至反应器接收器中；反应器接收器通过闭锁料斗与再生器进料罐连接，将待生吸附剂输送至再生器进料罐；再生器进料罐与所述再生器相连，将待生吸附剂输送至再生器中进行再生处理形成再生吸附剂；所述再生器与所述再生器接收器连接，将由再生器所生产的再生吸附剂输送至再生器接收器；所述再生器进料罐和再生器接收器的顶部气体出口分别与所述再生器的顶部出口相连；所述再生器接收器通过闭锁料斗与缓冲器连通，将所述再生吸附剂输送至缓冲器，并通过所述缓冲器将所述还原再生吸附剂回流至反应器中作为吸附剂与含硫烃和供氢体混合进行脱硫处理(脱硫过程中再生剂与氢气发生还原反应后进一步与含硫烃发生脱硫反应)。其中所述再生器为根据本发明的再生器。

根据本发明的含硫烃脱硫的装置，其中对于反应器、反应器接收器、闭锁料斗、再生器进料罐、再生器接收器和缓冲器的结构和连接方式可以没有特殊要求，参照本领域所公知的常规流化床装置的相关信息即可，具体内容在此不再赘述。其中闭锁料斗的作用在于吸附剂输送过程中吸附剂所处环境的变换以及吸附剂上吸附物的脱附，为了节省空间，待生剂和再生剂共用一个闭锁料斗。在闭锁料斗用于输送待生剂时，可将待生剂从反应器接收器的高压临氢环境变化为低压惰性环境，此时需要停止闭锁料斗的再生剂输送；同样，在闭锁料斗用于输送再生剂时，可将再生剂由低压惰性气氛变为高压临氢环境，此时需要停止闭锁料斗的待生剂输送。

同时，在本发明中还提供了一种脱硫吸附剂的再生方法，以对待生进行再生，将其中含有的具有储硫性能的金属氧化物上的硫元素脱除得到再生剂，使再生剂可以重新用于含硫烃脱硫。该再生方法包括：在再生条件下，在本发明所提供的再生器中，促使所述待生剂与再生气混合接触得到再生剂。

根据本发明的再生方法，其中对于再生条件可以没有特殊条件，在本领所公知的再生条件的基础上，增加搅拌装置的搅拌速率即可。该搅拌速率可以在较大的范围内进行调整，例如1-450rpm。对于搅拌速率的选择可以综合考虑床层直径、电机功率、颗粒流化性能及现场的流化质量进行调整。再生器正常使用时，优选该搅拌装置以低转速为主，主要作用在于减少吸附剂在壁面上的吸附，强化传热效果。

根据本发明的再生方法，优选情况下，所述再生条件包括：温度为300-800℃，压力为0.01-0.5MPa，再生气体的表观气速为0.1-0.8m/s，搅拌速率为1-450rpm；更优选，所述再生条件包括：温度为320-600℃，压力为0.1-0.3MPa，再生气体的表观气速为0.3-0.5m/s，搅拌速率为2-200rpm。

根据本发明的再生方法，其中作为再生气的含氧气体为氧气含量为1体积％-99.999体积％，优选5体积％-21体积％的含氧气体，该含氧气体可以是氧气、氧气与惰性气体(保护气体)的混合气体，或者空气。优选情况下，该含氧气体为空气。其中惰性气体(保护气体)可以为氮气、氦气、氖气和氩气中的一种或几种。

此外，在本发明中还提供了一种含硫烃吸附脱硫方法，所述方法包括：脱硫处理：将含硫烃和供氢体与吸附剂混合接触，得到脱硫的含硫烃和载硫的待生剂；再生处理：将所述载硫的待生剂与含氧再生气体混合接触，得到作为吸附剂循环使用的再生剂；其中，所述再生处理步骤采用根据本发明所述的脱硫吸附剂的再生方法。该方法通过采用根据本发明所述的脱硫吸附剂再生方法，能够有效降低再生过程中再生剂表面硫酸锌和硅酸锌的形成，从而更好的改善再生剂活性和强度，并降低吸附剂消耗。

根据本发明所提供的含硫烃吸附脱硫方法，其中对于脱硫处理的方法可以没有特殊要求，参照本领域所公知的常规技术方法即可。例如在脱硫处理步骤中，脱硫反应条件包括：反应温度为300～500℃，反应压力为0.2～10MPa，氢气与含硫烃摩尔比为0.01～1，含硫烃的重时空速为2～10h^-1。

根据本发明的含硫烃吸附脱硫方法，所述含硫烃可以选自天然气、干气、液化气、汽油、煤油、柴油和瓦斯油中的一种或多种，优选为汽油和/或柴油。上述汽油、煤油、柴油和瓦斯油馏分为其全馏分和/或其部分窄馏分。所述含硫烃的硫含量在50微克/克以上，优选在100微克/克以上。例如所述含硫烃的硫含量可以在100～1500微克/克。

本发明中，涉及的压力均以表压表示。

以下将结合具体实施例进一步说明本发明脱硫吸附剂再生器及再生方法的有益效果。

以下实施例和对比例中的含硫烃中硫含量通过离线色谱分析方法，采用安捷仑公司的GC6890-SCD仪器进行测定。

以下实施例和对比例中硅酸锌的含量通过X射线衍射法方法，采用日本理学TTR3X射线衍射仪仪器测量获得。

实施例1

用于说明本发明脱硫吸附剂再生器及再生方法的有益效果

(一)、再生器的结构说明如下：

如图4至6所示，该再生器包括外壳10、气体分布器20、搅拌装置30、旋风分离器40、其中外壳10的内部由下至上依次分布有集气段111、反应段112(集气段111和反应段112合成直筒段11，所述直筒段11的内径为200mm、高度为1500mm)、扩张段12和分离段13，所述集气段111所对应的外壳10上形成有再生气体入口14，所述反应段所对应的外壳10上形成有待生剂入口15和再生剂出口16；所述气体分布器20设置在所述集气段111和反应段112中间，所述搅拌装置设置在反应段112中，所述旋风分离器40设置所述分离段13中；所述搅拌装置在所述反应段112中的最高位置与再生器静止时的床层高度等高，且所述搅拌装置30包括搅拌轴31、螺带式搅拌桨32、第一刮壁式搅拌桨组和第二刮壁式搅拌桨组。

所述搅拌装置30中搅拌轴31贯穿所述外壳10的底壁，一端向所述外壳10外部延伸与减速器35和电机36相连，另一端向所述外壳10的内部延伸，依次穿过集气段111、气体分布器20，延伸至所述反应段112中。

所述搅拌装置30的第一刮壁式搅拌桨组中包括三个第一刮壁式搅拌桨33，且各第一刮壁式搅拌桨33沿搅拌轴31的轴向方向交替设置在位于反应段112中的搅拌轴的两侧；各所述第一刮壁式搅拌桨33包括第一支撑梁331和第一刮壁叶片332，各所述第一支撑梁331通过依次贯穿搅拌轴31和套设在搅拌轴31上的轴套311固定连接在所述搅拌轴31上、一侧端部向外延伸用于固定支撑所述第一刮壁叶片332、另一侧端部向外延伸固定支撑所述螺带式搅拌桨32。

所述搅拌装置30的第二刮壁式搅拌桨组沿搅拌轴31的轴向设置在所述第一刮壁式搅拌桨组的上方，所述第二刮壁式搅拌桨组的垂直投影高度为所述第一刮壁式搅拌桨组的垂直投影高度的比值为2:1。所述第二刮壁式搅拌桨组中包括六个沿搅拌轴31轴向排布的第二刮壁式搅拌桨34，且相邻两个第二刮壁式搅拌桨34的水平投影垂直排布。各所述第二刮壁式搅拌桨34包括第二支撑梁341和两个第二刮壁叶片342，所述第二支撑梁341固定连接在所述搅拌轴31上，两个所述第二刮壁叶片342轴对称的连接在所述第二支撑梁341的两侧端部。

所述第一刮壁叶片332和第二刮壁叶片342的结构相同，均具有三棱柱结构，且所述三棱柱结构的水平投影为三角形；该三角形中沿所述搅拌装置30旋转的方向向外凸出的尖角的角度为30°，该尖叫所对应的棱边为刮壁凸棱，该刮壁凸棱与外壳10内壁之间的距离为6mm。所述搅拌装置30中包括所述第一支撑梁331和所述第二支撑梁341的各支撑梁(共9根)沿所述搅拌轴31的轴向方向均匀分布、且所述第一刮壁叶片332和第二刮壁叶片342的垂直高度等于相邻两个支撑梁之间的垂直距离。

所述螺带式搅拌桨32与所述气体分布器20之间的最小距离为20mm；所述螺带式搅拌桨32的外径为所述外壳10内径的1/3；所述螺带式搅拌桨32的螺带面宽度为所述外壳10内径的1/10。

(二)、加速试验：

2.1、在加速试验中所使用的汽油组成的如表1所示：

表1.

项目	分析数据	项目	分析数据
				密度(20℃)/kg.m<sup>-3</sup>	727.3	诱导期/min	922
实际胶质/mg.(mL)<sup>-1</sup>	0.34	馏程/℃
				折光指数(20℃)	1.4143	初馏点	38.5
硫含量/ng.(μL)<sup>-1</sup>	960.48	5％	49.0
				硫醇硫含量/ng.(μL)<sup>-1</sup>	10.2	10％	55.5
硫化氢含量/ng.(μL)<sup>-1</sup>	0	30％	74.7
				辛烷值(RON/MON)	93.7/83.6	50％	97.2
族组成休积/％		70％	124.2
				饱和烃	44.0	90％	155.2
烯烃	41.2	95％	165.2
				芳烃	14.8	终馏点	185.0

2.2、在加速试验中所采用的吸附剂为由石油化工科学研究院生产的FACS-09，其组成如下表2所示：

表2.

吸附剂商品牌号	FACS-09
		化学组成，重量％
ZnO(wt％)	45.7
		Ni(wt％)	15.0
ZnS(wt％)	0
		ZnAl<sub>2</sub>O<sub>4</sub>(wt％)	8.9
Zn<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>(wt％)	0
		表观密度，kg/m<sup>3</sup>	1100
磨损指数，重量％	2
		筛分组成，重量％
0～40μm	9.8
		40～80μm	63.9
>80μm	26.3

2.3、吸附剂脱硫-再生循环方法

(1)脱硫过程：以氢气为供氢介质在温度410℃、压力2.8MPa、汽油重时空速为5h^-1、供氢体与汽油的摩尔比为0.3的脱硫反应条件下，采用前述表2所示的吸附剂对前述表1中所示汽油进行脱硫反应得到脱硫的汽油和载硫的待生剂；

(2)再生过程：以空气(含氧气20.947体积％)作为再生气体，将载硫的待生剂在510℃，0.2MPa下，再生气体的表观气速为0.2m/s，搅拌装置的搅拌速度为45rpm的再生条件下再生6h得到再生剂。其中，由于硅酸锌在含水量较高的环境下会更快产生，为了实现加速试验的目的，在该步骤中在通入空气的同时，以1g/min用量通入水蒸气。

按顺序重复上述步骤(1)至(2)，将步骤(1)中生成的载硫的待生剂输送至步骤(2)中进行再生，将步骤(2)中生成的再生剂循环回用至至步骤(1)中进行脱硫反应。

按照10kg/h的汽油处理量重复上述步骤，并在上述方法吸附剂循环运行的首次、第10次、第20次、第40次、第60次后检测再生吸附剂中硅酸锌的含量，以及产物硫含量如表3所示。

实施例2

用于说明本发明脱硫吸附剂再生器及再生方法的有益效果

(一)再生器的结构说明如下：采用如图1-3所示的脱硫吸附剂再生器，其与实施例1中再生器的区别在于，所设置搅拌装置30的结构不同，该搅拌装置30中不包括第二刮壁式搅拌桨组，其中第一刮壁式搅拌桨组的高度等于实施例1中第一刮壁式搅拌桨组和第二刮壁式搅拌桨组的轴向总高度，且第一刮壁式搅拌桨组中包括九个第一刮壁式搅拌桨33。

(二)吸附剂脱硫-再生循环方法：参照实施例1，区别在于采用前述再生器代替实施例1中再生器，上述方法吸附剂循环运行的首次、第10次、第20次、第40次、第60次后检测待生吸附剂中硅酸锌的含量，以及产物硫含量如表3所示。

对比例1

用于对比说明本发明脱硫吸附剂再生器及再生方法的有益效果

(一)再生器的结构说明如下：参照实施例1中的再生器，区别在于在该再生器中并未设置搅拌装置30。

(二)吸附剂脱硫-再生循环方法：参照实施例1，区别在于采用前述再生器代替实施例1中再生器；且在再生步骤中，不含有搅拌装置的相关数据；上述方法吸附剂循环运行的首次、第10次、第20次、第40次、第60次后检测待生吸附剂中硅酸锌的含量，以及产物硫含量如表3所示。

对比例2

用于对比说明本发明脱硫吸附剂再生器及再生方法的有益效果

(一)再生器的结构说明如下：参照实施例1中的再生器，区别在于在该再生器中所设置搅拌装置30的结构不同，该搅拌装置30中不包括第一刮壁式搅拌桨组和第二刮壁式搅拌桨组，所述螺带式搅拌桨32局部设置支撑衡量的方式固定在所述搅拌轴上，且所述螺带式搅拌桨32的轴向高度等于实施例1中第一刮壁式搅拌桨组和第二刮壁式搅拌桨组的轴向总高度。

(二)吸附剂脱硫-再生循环方法：参照实施例1，区别在于采用前述再生器代替实施例1中再生器；上述方法吸附剂循环运行的首次、第10次、第20次、第40次、第60次后检测待生吸附剂中硅酸锌的含量，以及产物硫含量如表3所示。

表3.

注：所述原料汽油的硫含量为960ppm。

由表3中加速试验数据可以看出，与在再生器中不设置搅拌装置的对比例1、以及在再生器中设置常规搅拌装置的对比例2相比，采用本发明所提供的再生器时，再生吸附剂中硅酸锌的含量明显降低，进而有利于改善吸附剂的活性，延长吸附剂的使用周期。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (28)

1.一种脱硫吸附剂再生器，所述再生器包括外壳(10)，且在所述外壳(10)的内部由下至上依次分布有直筒段(11)、扩张段(12)和分离段(13)，其特征在于，所述再生器还包括沿轴向方向设置在所述直筒段(11)中的搅拌装置(30)，所述搅拌装置(30)包括搅拌轴(31)、至少一个螺带式搅拌桨(32)和第一刮壁式搅拌桨组；所述螺带式搅拌桨(32)沿所述搅拌轴(31)轴向盘旋在所述搅拌轴(31)的周边；所述第一刮壁式搅拌桨组中包括多个第一刮壁式搅拌桨(33)，各所述第一刮壁式搅拌桨(33)沿所述搅拌轴(31)的轴向依次排布；

其中，各所述第一刮壁式搅拌桨(33)包括第一支撑梁(331)和第一刮壁叶片(332)，所述第一支撑梁(331)固定连接在所述搅拌轴(31)上、且一侧端部向外延伸用于固定支撑所述第一刮壁叶片(332)；

其中，各所述第一支撑梁(331)远离第一刮壁叶片(332)的另一侧端部向外延伸与所述螺带式搅拌桨(32)相连。

2.根据权利要求1所述的再生器，其中，各所述第一刮壁式搅拌桨(33)沿所述搅拌轴(31)的轴向螺旋排布、且各第一刮壁式搅拌桨(33)的水平投影具有轴对称结构。

3.根据权利要求2所述的再生器，其中，所述第一刮壁式搅拌桨组中相邻的两个刮壁式搅拌桨(33)中的第一刮壁叶片(332)设置在所述搅拌轴(31)的两侧。

4.根据权利要求1所述的再生器，其中，所述第一支撑梁(331)与所述搅拌轴(31)垂直相连。

5.根据权利要求1所述的再生器，其中，所述搅拌装置(30)还包括第二刮壁式搅拌桨组，所述第二刮壁式搅拌桨组沿所述搅拌轴(31)的轴向方向设置在所述第一刮壁式搅拌桨组的上方；所述第二刮壁式搅拌桨组中包括多个第二刮壁式搅拌桨(34)，各所述第二刮壁式搅拌桨(34)沿所述搅拌轴(31)的轴向依次排布。

6.根据权利要求5所述的再生器，其中，所述第一刮壁式搅拌桨组和第二刮壁式搅拌桨组的垂直投影高度的比值为1:1-3。

7.根据权利要求6所述的再生器，其中，所述第一刮壁式搅拌桨组和第二刮壁式搅拌桨组的垂直投影高度的比值为1:2-3。

8.根据权利要求5所述的再生器，其中，各所述第二刮壁式搅拌桨(34)包括第二支撑梁(341)和两个第二刮壁叶片(342)，所述第二支撑梁(341)固定连接在所述搅拌轴(31)上，两个所述第二刮壁叶片(342)轴对称的连接在所述第二支撑梁(341)的两侧端部。

9.根据权利要求8所述的再生器，其中，各所述第二刮壁式搅拌桨(34)的水平投影具有轴对称结构。

10.根据权利要求9所述的再生器，其中，所述第二刮壁式搅拌桨组中相邻的两个第二刮壁式搅拌桨(34)的水平投影垂直设置。

11.根据权利要求8所述的再生器，其中，所述搅拌轴(31)上与第一支撑梁(331)和第二支撑梁(341)相固定的位置上设置有轴套(311)，所述轴套(311)套设在所述搅拌轴(31)上用于支撑所述第一支撑梁(331)和第二支撑梁(341)。

12.根据权利要求8所述的再生器，其中，所述搅拌装置(30)包括所述第一支撑梁(331)和所述第二支撑梁(341)的各支撑梁沿所述搅拌轴(31)的轴向方向均匀分布。

13.根据权利要求12所述的再生器，其中，所述第一刮壁叶片(332)和第二刮壁叶片(342)的垂直高度等于相邻两个支撑梁之间的垂直距离。

14.根据权利要求8所述的再生器，其中，所述第一刮壁叶片(332)和第二刮壁叶片(342)的结构相同。

15.根据权利要求14所述的再生器，其中，所述第一刮壁叶片(332)上形成有沿所述搅拌装置(30)旋转的方向向外凸出的刮壁凸棱，所述刮壁凸棱与所述外壳(10)内壁之间的距离为1-15mm。

16.根据权利要求15所述的再生器，其中，所述刮壁凸棱与所述外壳(10)内壁之间的距离为2-8mm。

17.根据权利要求14所述的再生器，其中，所述第一刮壁叶片(332)具有三棱柱结构，且所述三棱柱结构的水平投影为三角形。

18.根据权利要求17所述的再生器，其中，三角形中沿所述搅拌装置(30)旋转的方向向外凸出的尖角的角度为10°-60°。

19.根据权利要求18所述的再生器，其中，三角形中沿所述搅拌装置(30)旋转的方向向外凸出的尖角的角度为15°-45°。

20.根据权利要求1所述的再生器，其中，所述螺带式搅拌桨(32)的水平投影所形成的环形结构的外径为所述外壳(10)内径的1/3-2/3。

21.根据权利要求1所述的再生器，其中，所述螺带式搅拌桨(32)的螺带面宽度为所述外壳(10)内径的1/20-2/3。

22.根据权利要求21所述的再生器，其中，所述螺带式搅拌桨(32)的螺带面宽度为所述外壳(10)内径的1/15-1/8。

23.根据权利要求1至22中任意一项所述的再生器，其中，所述再生器还包括设置在所述直筒段(11)中的气体分布器(20)，所述气体分布器(20)将所述直筒段(11)分为集气段(111)和反应段(112)，所述搅拌装置(30)中的螺带式搅拌桨(32)、第一刮壁式搅拌桨组以及任选的第二刮壁式搅拌桨组设置在位于所述气体分布器(20)上方的反应段(112)中。

24.根据权利要求23所述的再生器，其中，所述螺带式搅拌桨(32)与所述气体分布器(20)之间的最小距离为1-60mm。

25.根据权利要求24所述的再生器，其中，所述螺带式搅拌桨(32)与所述气体分布器(20)之间的最小距离为5-30mm。

26.一种脱硫吸附剂的再生方法，其特征在于，所述再生方法包括：在再生条件下，在权利要求1至25中任意一项所述的再生器中，促使待生剂与再生气体混合接触得到再生剂。

27.根据权利要求26所述的再生方法，其中，所述再生条件包括：温度为300-800℃，压力为0.01-0.5MPa，再生气体的表观气速为0.1-0.8m/s，搅拌速率为1-450rpm。

28.根据权利要求27所述的再生方法，其中，所述再生条件包括：温度为320-600℃，压力为0.1-0.3MPa，再生气体的表观气速为0.3-0.5m/s，搅拌速率为2-200rpm。

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