CN115287093A - 一种四级并列式连续重整装置及提升移动床催化剂使用效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四级并列式连续重整装置及提升移动床催化剂使用效率的方法，属于石油化工技术领域。本发明的四级并列式连续重整装置主要包括依次连通的再生装置、反应装置I、反应装置II、反应装置III和反应装置IV，再生装置包括缓冲罐、闭锁料斗、再生器、下部料斗和提升器，反应装置I包括上部料斗I、还原罐、反应器I、下部料斗I和提升器I，反应装置II‑IV包括对应的平衡罐II‑IV、上部料斗II‑IV、反应器II‑IV、下部料斗II‑IV和提升器II‑IV，反应器I‑IV通过管道依次相连，通过改变催化剂提升输送气体的介质，减少提升气体流量，降低催化剂提升过程的碰撞磨损，降低提升管磨损穿孔泄漏的安全风险，保障装置长周期运行。
Description
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，具体涉及连续重整、C3和(或)C4烷烃脱氢、轻烃芳构化等工艺的四级并列式连续重整装置及提升移动床催化剂使用效率的方法。
背景技术
催化重整是石油炼制的主要过程之一，它以生产高辛烷值汽油组分和芳烃为目的，同时副产高品质氢气。不间断的催化剂输送是实现连续重整反应的关键，而催化剂使用效率的提升是确保催化剂在反应和再生系统之间连续循环流动的关键；烷烃脱氢工艺是将C3/C4轻质烷烃通过催化脱氢反应生产相应烯烃产品的工艺，主要涉及C3(丙烷)脱氢和C4(异丁烷)脱氢两种技术；轻烃芳构化工艺是将C3～C6轻烃资源通过催化转化生产芳烃和低碳烯烃的工艺。
近年来，随着新建炼厂建设规模逐渐增加，连续重整、烷烃脱氢及轻烃芳构化等装置加工能力日益增大，以300万吨/年以上大型化连续催化重整装置为例，配套的催化剂再生能力超过3100kg/h，催化剂提升垂直高度超过130m，催化剂提升过程中需要克服的阻力增加，颗粒与管线之间碰撞摩擦机会增多，提升管线磨损机率成倍增加，管线减薄泄漏的安全风险增大。
现有技术中，对提升的催化剂(包括待生催化剂、再生催化剂)进行取样，发现催化剂在提升过程中有约1％-3％碎裂，装置大型化后这一比例接近上限，催化剂损耗增大，堵塞重整反应器内的约翰逊网，降低催化剂与油气的接触时间，严重时甚至造成停工，在更换催化剂，改进催化剂强度后仍收效不大。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种四级并列式连续重整装置及提升移动床催化剂使用效率的方法。
本发明提供如下技术方案：
一种四级并列式连续重整装置，主要包括依次连通的再生装置、反应装置I、反应装置II、反应装置III和反应装置IV，再生装置包括由上到下依次通过管道连通的缓冲罐、闭锁料斗、再生器、下部料斗和提升器，反应装置I包括由上到下依次通过管道连通的上部料斗I、还原罐、反应器I、下部料斗I和提升器I，反应装置II、反应装置III和反应装置IV中的反应装置对应包括由上到下依次通过管道连通的平衡罐II-IV、上部料斗II-IV、反应器II-IV、下部料斗II-IV和提升器II-IV，反应器I-IV通过管道依次相连，每台反应器入口前连接一台反应加热炉，再生装置中的提升器通过管道与反应装置I中的上部料斗I相连，反应装置I的提升器I通过管道与反应装置II中的上部料斗II相连，依次类推，反应装置III的提升器III通过管道与反应装置IV中的上部料斗IV相连，反应装置IV的提升器IV通过管道与再生装置中的缓冲罐1相连；反应装置I、反应装置II和反应装置III中的提升器I-III分别通过管线与高纯氮气管道相连。
进一步地，再生装置的缓冲罐和反应装置I的上部料斗I的顶部分别通过管线依次与粉尘收集器和冷却器相连通，最后通入氮气压缩机的入口，氮气压缩机的出口与再生装置中的提升器和反应装置IV中的提升器IV的底部通过管道相连。
进一步地，反应器II-IV上部的平衡罐II-IV的顶部的氮气通过管道汇集后经除尘过滤器后，通过热风机增压后分别与提升器I-III的入口连通。
本发明另一方面提供一种利用上述的四级并列式连续重整装置提升移动床催化剂使用效率的方法，主要包括以下步骤：
(1)重整原料和循环氢A进入加热炉，加热至反应温度后进入反应器I，反应产物依次进入反应器II-IV，反应器IV出来的反应馏出物B经冷却分离后进入下一单元；
(2)再生器完成再生的氧化态催化剂经提升器进入上部料斗I，然后进入还原罐，经高纯度氢气还原成金属态后，依靠自身重力进入反应器I，在反应器内实现油气与催化剂的接触反应；参与反应后的催化剂依靠自身重力进入提升器I，提升器I将催化剂提升进入反应器II，依次类推，提升器IV将待再生催化剂提升至再生装置的缓冲罐，分离出携带的粉尘后，依靠自身重力进入再生器，完成再生的催化剂后依靠自身重力进入提升器，经提升器提升进入反应器I，完成催化剂的循环；
(3)再生器和反应器I的上部料斗I的循环氮气经过粉尘收集器回收携带的催化剂粉末，滤过的氮气经冷却后进入氮气压缩机，经氮气压缩机增压后，作为提升氮气继续使用；反应器II-IV上部的平衡罐II-IV的顶部的氮气通过管道汇集后经除尘过滤器后，通过热风机增压后，作为提升器I-III的提升氮气继续使用。
进一步地，所述的高纯氮气是纯度≥99.99％的氮气，通过专用氮气管线引入，避免污染风险。
进一步地，所述的平衡罐顶部设置有气体阀门，气体阀门的开度由上部料斗与反应器的压差控制。
进一步地，所述压差控制为微正压，使上部料斗起密封作用，控制反应器内的反应物不倒串至氮气环境。
本发明相对于现有技术具有的有益效果如下：
本发明的利用上述的四级并列式连续重整装置提升移动床催化剂使用效率的方法，通过在反应器之间采用氮气提升，氢气易燃易爆，爆炸范围宽(4％-75.6％)，而氮气是惰性气体，采用氮气作为提升气体，因提升管线磨损减薄泄漏，对大气环境污染小、安全风险低；和氢气相比，氮气密度大，比热容小，提升相同量的催化剂所需的气速小、气量低。采用氮气提升减少大气环境污染、降低安全风险，同时解决了炼化大型化后采用移动床工艺的连续重整、烷烃脱氢及轻烃芳构化等装置催化剂与提升管线的磨损问题，确保装置长周期运行。在实际应用中，通过在反应器之间催化剂提升采用氮气提升，与采用氢气提升相比，提升气体流量减少63.9％，日均淘洗催化剂粉尘减少约25.2％，催化剂损耗率下降了14.3％，效益可观。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例涉及的附图进行简单地介绍。
图1是本发明四级并列式连续重整装置连续重整催化剂提升循环流程示意图，其中，1：缓冲罐、2：闭锁料斗、3：再生器、4：下部料斗、5：提升器、6：上部料斗I、7：还原罐7、8：反应器I、9：下部料斗I、10：提升器I、11：平衡罐II、12：上部料斗II、13：反应器II、14：下部料斗II、15：提升器II、16：平衡罐III、17：上部料斗III、18：反应器III、19：下部料斗III、20：提升器III、21：平衡罐IV、22：上部料斗IV、23：反应器IV、24：下部料斗IV、25：提升器IV、26：加热炉、27：粉尘收集器、28：冷却器、29：氮气压缩机、30：除尘过滤器、31：热风机。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出，对本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干润饰和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种四级并列式连续重整装置，如图1所示，主要包括依次连通的再生装置、反应装置I、反应装置II、反应装置III和反应装置IV，再生装置包括由上到下依次通过管道连通的缓冲罐1、闭锁料斗2、再生器3、下部料斗4和提升器5，反应装置I包括由上到下依次通过管道连通的上部料斗I 6、还原罐7、反应器I 8、下部料斗I 9和提升器I10，反应装置II、反应装置III和反应装置IV中的反应装置对应包括由上到下依次通过管道连通的平衡罐II-IV、上部料斗II-IV、反应器II-IV、下部料斗II-IV和提升器II-IV，反应器I-IV通过管道依次相连，每台反应器入口前连接一台反应加热炉26，再生装置中的提升器5通过管道与反应装置I中的上部料斗I 6相连，反应装置I的提升器I10通过管道与反应装置II中的上部料斗II 12相连，依次类推，反应装置III的提升器III 20通过管道与反应装置IV中的上部料斗IV 22相连，反应装置IV的提升器IV 25通过管道与再生装置中的缓冲罐1相连；再生装置的缓冲罐1和反应装置I的上部料斗I 6的顶部分别通过管线依次与粉尘收集器27和冷却器28相连通，最后通入氮气压缩机29的入口，氮气压缩机的出口与再生装置中的提升器5和反应装置IV中的提升器IV 25的底部通过管道相连；反应装置I、反应装置II和反应装置III中的提升器I-III分别通过管线与高纯氮气管道相连，反应器II-IV上部的平衡罐II-IV的顶部设置有气体阀门，气体阀门的开度由上部料斗与反应器的压差控制，平衡罐顶部的氮气通过管道汇集后，经除尘过滤器30后，通过热风机31增压后分别与提升器I-III的入口连通。
实施例2
一种利用上述的四级并列式连续重整装置提升移动床催化剂使用效率的方法，主要包括以下步骤：
(1)重整原料和循环氢A进入加热炉26，加热至反应温度后进入反应器I 8，反应产物依次进入反应器II-IV，反应器IV出来的反应馏出物B经冷却分离后进入下一单元；
(2)再生器3完成再生的氧化态催化剂经提升器5进入上部料斗I 6，然后进入还原罐7，经高纯度氢气还原成金属态后，依靠自身重力进入反应器I 8，在反应器内实现油气与催化剂的接触反应；参与反应后的催化剂依靠自身重力进入提升器I10，提升器I10将催化剂提升进入反应器II 13，依次类推，提升器IV 25将待再生催化剂提升至再生装置的缓冲罐1，分离出携带的粉尘后，依靠自身重力进入再生器3，完成再生的催化剂后依靠自身重力进入提升器5，经提升器5提升进入反应器I 8，完成催化剂的循环；
(3)再生器3和反应器I的上部料斗I 6的循环氮气经过粉尘收集器27回收携带的催化剂粉末，滤过的氮气经冷却后进入氮气压缩机29，经氮气压缩机29增压后，作为提升氮气继续使用；反应器II-IV上部的平衡罐II-IV顶部的氮气通过管道汇集后经除尘过滤器30后，通过热风机31增压后，作为提升器I-III的提升氮气继续使用。
使用本发明的装置和工艺后，提升气体流量减少63.9％，日均粉尘量下降25.2％，催化剂损耗率下降14.3％。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种四级并列式连续重整装置，其特征在于，主要包括依次连通的再生装置、反应装置I、反应装置II、反应装置III和反应装置IV，再生装置包括由上到下依次通过管道连通的缓冲罐、闭锁料斗、再生器、下部料斗和提升器，反应装置I包括由上到下依次通过管道连通的上部料斗I、还原罐、反应器I、下部料斗I和提升器I，反应装置II、反应装置III和反应装置IV中的反应装置对应包括由上到下依次通过管道连通的平衡罐II-IV、上部料斗II-IV、反应器II-IV、下部料斗II-IV和提升器II-IV，反应器I-IV通过管道依次相连，每台反应器入口前连接一台反应加热炉，再生装置中的提升器通过管道与反应装置I中的上部料斗I相连，反应装置I的提升器I通过管道与反应装置II中的上部料斗II相连，依次类推，反应装置III的提升器III通过管道与反应装置IV中的上部料斗IV相连，反应装置IV的提升器IV通过管道与再生装置中的缓冲罐1相连；反应装置I、反应装置II和反应装置III中的提升器I-III分别通过管线与高纯氮气管道相连。
2.根据权利要求1所述的四级并列式连续重整装置，其特征在于，再生装置的缓冲罐和反应装置I的上部料斗I的顶部分别通过管线依次与粉尘收集器和冷却器相连通，最后通入氮气压缩机的入口，氮气压缩机的出口与再生装置中的提升器和反应装置IV中的提升器IV的底部通过管道相连。
3.根据权利要求1所述的四级并列式连续重整装置，其特征在于，反应器II-IV上部的平衡罐II-IV顶部的氮气通过管道汇集后经除尘过滤器后，通过热风机增压后分别与提升器I-III的入口连通。
4.一种利用权利要求1-3任一项所述的四级并列式连续重整装置提升移动床催化剂使用效率的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
(1)重整原料和循环氢进入加热炉，加热至反应温度后进入反应器I，反应产物依次进入反应器II-IV，反应器IV出来的反应馏出物B经冷却分离后进入下一单元；
(2)再生器完成再生的氧化态催化剂经提升器进入上部料斗I，然后进入还原罐，经高纯度氢气还原成金属态后，依靠自身重力进入反应器I，在反应器内实现油气与催化剂的接触反应；参与反应后的催化剂依靠自身重力进入提升器I，提升器I将催化剂提升进入反应器II，依次类推，提升器IV将待再生催化剂提升至再生装置的缓冲罐，分离出携带的粉尘后，依靠自身重力进入再生器，完成再生的催化剂后依靠自身重力进入提升器，经提升器提升进入反应器I，完成催化剂的循环；
(3)再生器和反应器I的上部料斗I的循环氮气经过粉尘收集器回收携带的催化剂粉末，滤过的氮气经冷却后进入氮气压缩机，经氮气压缩机增压后，作为提升氮气继续使用；反应器II-IV上部的平衡罐II-IV顶部的氮气通过管道汇集后经除尘过滤器后，通过热风机增压后，作为提升器I-III的提升氮气继续使用。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的高纯氮气是纯度≥99.99％的氮气，通过专用氮气管线引入，避免污染风险。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的平衡罐顶部设置有气体阀门，气体阀门的开度由上部料斗与反应器的压差控制。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述压差控制为微正压，使上部料斗起密封作用，控制反应器内的反应物不倒串至氮气环境。
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| CN102295954A (zh) * | 2010-06-25 | 2011-12-28 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种逆流移动床重整工艺装置及其催化剂输送方法 |
| CN103789015A (zh) * | 2012-11-02 | 2014-05-14 | 中国石油化工集团公司 | 一种逆流移动床连续重整装置及催化剂的循环方法 |
| CN104342195A (zh) * | 2013-07-25 | 2015-02-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种连续催化重整装置催化剂提升装置 |
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2022
- 2022-06-28 CN CN202210753803.9A patent/CN115287093A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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