CN115461129A - 用于从产物料流中回收催化剂的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从流化催化反应器流出物中回收催化剂的方法，该方法包括通过使反应物料流与流化催化剂的料流接触而反应，以提供包含催化剂和产物的蒸汽反应器流出物料流。使该蒸汽反应器流出物料流与液体冷却剂料流接触以冷却该蒸汽反应器流出物料流并将该催化剂转移到该液体冷却剂料流中。将贫催化剂蒸汽反应器流出物料流与富催化剂液体冷却剂料流分离。将返回催化剂料流与该富催化剂液体冷却剂料流分离，以提供贫催化剂液体冷却剂料流，并将该返回催化剂料流输送回所述反应步骤。

Description

用于从产物料流中回收催化剂的方法和设备
优先权声明
本申请要求2020年4月17日提交的暂时申请63/011,634的优先权，该申请全文并入本文。
技术领域
该领域是从反应器流出物料流中回收催化剂，并且特别是从流化催化反应器流出物料流中回收催化剂。
背景技术
流化催化反应是在高温下使用可自由移动出反应器的流化催化剂进行的。离开流化催化反应器的热蒸汽流出物携带催化剂细粒负载，尽管设备设计将催化剂保留在反应器中或将其从反应器流出物中去除。下游设备需要冷却反应器流出物并从其去除催化剂。流化催化工艺包括流化催化裂化(FCC)、甲醇制烯烃(MTO)、甲苯甲基化(TM)和石蜡脱氢(PDH)。如果不捕获，则包含催化剂的反应器流出物可能会污染下游设备。
在应用中，轻质烯烃生产对于生产足够的塑料至关重要，以满足全球需求。PDH是其中轻质烷烃如乙烷和丙烷可以分别脱氢以制备乙烯和丙烯的方法。脱氢是需要外部热量以驱动反应完成的吸热反应。在PDH中，生产必须与轻质烯烃产物分离的重质烃副产物。
流体催化裂化(FCC)是另一种生产乙烯和丙烯的吸热方法。
在具有流化催化剂的PDH和FCC反应中，焦炭可以沉积在催化剂上，同时催化反应。可以通过在存在氧气的情况下从催化剂中燃烧焦炭来在催化剂再生器中再生催化剂。然后可以将热再生催化剂转移回反应器以催化反应。
需要从反应器流出物中回收催化剂的改善方法。流化催化系统依赖于催化剂的有效捕获以维持系统内的催化剂。这种催化剂捕获方法根据应用而变化。一种常见的捕获方式是使用利用冲击、流动重定向和/或气旋分离的串联的一个或多个脱离步骤。旋风除尘器在工业中广泛使用，并且特别适用于从流化介质中分离催化剂。
旋风除尘器可表现出高效率，诸如对于大于20微米的颗粒大于99.99％。然而，随着固体大小减少到20微米以下，颗粒捕获的效率迅速下降。以额外的压降为代价，可获得更高的旋风除尘器捕获效率。气旋分离所需的速度很高，通常超过20m/s。高速度导致夹带固体的额外磨损，从而产生额外的细粒，大多数直径小于20μ，未被旋风除尘器捕获。
过滤器对于捕获夹带颗粒非常有效。过滤器可直接放置在流化催化剂排放管线中，作为旋风除尘器的替代物，或作为旋风除尘器下游的二级捕获器。尽管有效，但过滤器昂贵，并且可能成本过高。过滤器也引入额外的压降、结垢和堵塞问题。过滤器更适合于再生器烟气，其中不存在重质烃副产物，不存在很大的结垢风险。
需要用于从反应器流出物料流中回收催化剂颗粒的改善方法。
发明内容
公开了一种从流化催化反应器流出物料流中回收催化剂的方法，该方法包括通过使反应物料流与流化催化剂的料流接触而反应，以提供包含催化剂和产物的蒸汽反应器流出物料流。使蒸汽反应器流出物料流与液体冷却剂料流接触以冷却该蒸汽反应器流出物料流，洗涤催化剂颗粒，并将催化剂转移到液体冷却剂料流中。将贫催化剂蒸汽反应器流出物料流与富催化剂液体冷却剂料流分离。将返回催化剂料流与该富催化剂液体冷却剂料流分离，以提供贫催化剂液体冷却剂料流，并将该返回催化剂料流输送回所述反应步骤。冷却剂可以是吸收来自流出物料流的重质烃副产物的溶剂。
本文所述的方法是使用过滤器来从流化催化反应器流出物中直接回收固体的另选方案。该方法的益处是用于从该方法中回收催化剂的高效方法。该方法还可同时去除重质烃副产物，这些重质烃副产物可促进设备结垢和堵塞。另外，所述催化剂回收方法与流化催化脱氢方法要求组合为该方法中细粒再循环提供了令人惊讶的协同作用。
附图说明
附图是本公开的方法的示意图。
定义
术语“连通”是指在列举的部件之间可操作地允许流体流动，其可被表征为“流体连通”。
术语“下游连通”意指在下游连通中流向主体的至少一部分流体可以从与其流体连通的对象可操作地流动。
术语“上游连通”意指在上游连通中从主体流出的至少一部分流体可以可操作地流向与其流体连通的对象。
术语“直接连通”意指来自上游部件的流体流进入下游部件而不穿过任何其他居间容器。
术语“间接连通”意指来自上游部件的流体流在穿过居间容器之后进入下游部件。
术语“绕过”意指对象至少在绕过的范围内与绕过主体失去下游连通。
术语“燃料气体”包括烃、氢气及其混合物。
如本文所用，术语“主要的”或“大部分”意指大于50％，适当地大于75％，并且优选地大于90％。
术语“塔”意指用于分离具有不同挥发度的一种或多种组分的一个或多个蒸馏塔。除非另外指明，否则每个塔包括在塔的塔顶上的用于冷凝一部分塔顶料流并使其回流回塔的顶部的冷凝器，以及在塔的塔底处的用于汽化一部分塔底料流并将其送回塔的塔底的再沸器。可以预热塔的进料。顶部压力是塔的蒸气出口处塔顶蒸气的压力。底部温度是液体塔底出口温度。塔顶管线和塔底管线是指从塔下游任意回流或再沸腾到塔的净管线。汽提塔可省略塔的塔底处的再沸器，并且相反提供对液化的惰性介质(诸如蒸汽)的加热要求和分离动力。汽提塔通常从顶部塔板进料并从塔底取出主要产物。
如本文所用，术语“分离器”意指这样的容器，其具有一个入口和至少一个塔顶蒸气出口和一个塔底液体出口，并且还可具有来自储槽(boot)的含水料流出口。闪蒸罐是可与可在较高的压力处操作的分离器下游连通的一种类型的分离器。
术语“Cx”应理解为是指具有由字母“x”表示的碳原子数的分子。类似地，术语“Cx-”是指含有小于或等于x、并且优选地x和更少个的碳原子的分子。术语“Cx+”是指具有大于或等于x、并且优选地x和更多个碳原子的分子。
如本文所用，术语“富组分流”是指从容器出来的富流具有比到容器的进料大的组分浓度。
如本文所用，术语“贫组分流”是指从容器出来的贫流具有比到容器的进料小的组分浓度。
具体实施方式
本公开提供了一种冷却热蒸汽反应器流出物并从其回收催化剂以返回到方法和设备的方法。本文的教导内容可适用于利用在反应器中流化的催化剂的任何方法和设备。PDH、MTO、TM和FCC是此类方法的示例。例如，FCC催化剂用于在大约大气压和427℃(800℉)至538℃(1000℉)和5至30的催化剂与油的比率下裂解较大的烃分子为较小的烃分子。MTO催化剂用于在200℃至575℃和65kPa至500kPa(标准尺寸)的压力下将含氧化合物诸如甲醇或二甲基醚转化成烯烃。PDH催化剂用于脱氢反应方法中以催化乙烷和/或丙烷脱氢为乙烯和丙烯。将示例性地描述PDH方法以说明所公开的设备和方法。所述方法还通过在去除催化剂的同时去除重质烃副产物而与PDH方法具有协同作用。
附图中示出了示例性PDH方法。管线10中浓缩在丙烷中的反应物料流可以通过脱丙化液化石油气流来制备，以分离来自较重质烃的丙烷和乙烷中浓缩的反应物料流。反应物料流在包括进料流出物热交换器的热交换器中预热，并且进料到反应器12中。在反应器12中，反应物料流可进料到立管14中，并且通过与来自导管16的流化再生催化剂的料流接触而反应。反应物料流和流化催化剂的料流两者均向上行进到立管14，同时将反应物催化转化为产物。产物气体与催化剂的初始分离可通过具有切向臂的初始分离器24进行，这些切向臂在圆柱形保护容器26中切向抛掷催化剂和产物气体。产物气体和催化剂的旋转角移动通过向心加速度实现了催化剂与产物气体的分离。分离的催化剂失去动量并下降到催化剂床层中，同时分离的产物气体在反应器12中上升。初始分离器也可以是弹道式分离器。气体回收导管28向上携带产物气体，以在设备诸如旋风除尘器27中与夹带催化剂进一步分离。包含残留催化剂的轻负载和所有气态产物的蒸汽反应器流出物料流通过管线30中的反应器出口29从反应器12中排出。热产物气体可在反应器12中在初始分离器24中的催化剂初始分离的下游淬火，诸如在位于初始分离器24和反应器出口29之间的气体回收导管28中。淬火可发生在初始分离器24和旋风除尘器27之间。淬火介质可通过管线32递送到反应器12，诸如到气体回收导管28。
脱氢反应中的条件可包括500℃至800℃的温度、40kPa至310kPa的压力以及5至100的催化剂与油的比率。脱氢反应可以流化方式进行，使得可以是反应物链烷烃或流化用惰性气体的气体以在反应器容器中提升脱氢催化剂同时催化丙烷、乙烷和/或其他烃脱氢的方式分配到反应器。在催化脱氢反应期间，焦炭沉积在脱氢催化剂上，以便降低催化剂的活性。然后必须再生脱氢催化剂。
废脱氢催化剂通过导管18被输送到再生器20以燃烧焦炭并使废催化剂再生成再生催化剂。催化剂再生器20包括燃烧室21和催化剂分离器23，当废气进入分离室25时，该催化剂分离器从燃烧室20中产生的废气中分离再生催化剂。将氧气供应气体提供给燃烧室21，该氧气供应气体将燃烧室21中的废催化剂提升到分离室25中。通过在再生条件下与氧气供应气体接触，将焦炭燃烧离开废催化剂。在示例性实施方案中，空气用作氧气供应气体，因为空气容易获得并且提供足够的氧气用于燃烧。每千克烧尽废催化剂的焦炭需要10kg至15kg空气。示例性再生条件包括在再生器20中的温度从500℃(900℉)至900℃(1700℉)并且压力为103kPa(abs)(15psia)至450kPa(abs)(70psia)。
再生催化剂返回到导管16中的反应器12。可将烃燃料添加到再生器中，诸如通过管线22，以增强其中产生的热量。
脱氢催化剂可以是适用于流化脱氢单元的多种催化剂中的任一种。所选脱氢催化剂应最小化裂化反应并有利于脱氢反应。适用于本文的催化剂包括可以分散在多孔无机载体材料如二氧化硅、铝、锆或粘土中的无定形材料或分子筛。催化剂的示例性实施方案包括晶体二氧化硅-氧化铝或二氧化硅-氧化铝-磷酸盐作为主要活性组分、基质、粘结剂和填料。
基质组分可以包括无定形氧化铝或二氧化硅，并且粘结剂和填料提供物理强度和完整性。硅溶胶或氧化铝溶胶可用作粘结剂，并且高岭土可用作填料。催化剂颗粒的标称直径可以为20微米至150微米，平均直径为70微米至90微米。
脱氢催化剂可支承脱氢金属。脱氢金属可为过渡金属的一种或组合。贵金属可为优选的脱氢金属；然而，IIB或IIIB金属可为合适的脱氢金属，单独地或与其他脱氢金属组合。单独或彼此或与贵金属组合的铁、钨、镓、铜、锌或锆可为合适的脱氢金属。除了催化剂之外，还可以利用燃烧促进剂。金属可以并入分子筛的晶格结构中。
催化剂的酸官能应最小化以防止裂化并有利于脱氢。碱金属和碱土金属也可以包含在催化剂中以减弱催化剂的酸度。稀土金属可以包含在催化剂中以控制催化剂的活性。可以将0.05重量％至10重量％浓度的金属并入催化剂中。就贵金属而言，优选使用0.05重量％至2重量％的贵金属。
管线30中的蒸汽反应器流出物料流包括轻质烃和重质烃产物以及夹带催化剂。催化剂主要是具有不超过40μ并且优选地不超过20μ的最大直径的催化剂细粒。蒸汽反应器流出物料流可在冷却器15(诸如流出物冷却器)中冷却，并且通过冷却器入口喷嘴35进料到接触冷却器34。接触冷却器34可具有包括半球形顶盖的顶部33。接触冷却器34还可包括可由接触冷却器34的顶部33限定的第一室36、外壁38和第一蒸汽液体分离器42。冷却器入口喷嘴35可包括位于外壁38中的喷嘴，但是它可位于接触冷却器的顶部33中。冷却器入口喷嘴35可与反应器12下游连通，并且将热蒸汽反应器流出物料流进料到第一室36和接触冷却器34中。
接触冷却器34包括蒸汽反应器流出物料流和冷却液体的顺流接触。尽管顺流接触是优选实施方案，但是可在各种接触区段中的一者或多者中利用的逆流接触。逆流接触增加了冷却的有效性，并因此允许反应器流出物和淬火介质之间的温度更接近。为了增强催化剂细粒的捕获，顺流接触是优选的。然而，可能存在可能超过顺流接触的益处的其他超控问题，从而有利于逆流接触。
具有下部液体喷嘴的阵列的第一冷却剂分配器40位于反应器流出物入口喷嘴35的正上方，或当喷嘴位于顶部中时位于该喷嘴正下方。下部液体喷嘴将第一液体冷却剂料流从管线41进料并向下喷涂到热蒸汽反应器流出物料流上，以使热蒸汽反应器流出物料流冷却。第一液体冷却剂料流接触蒸汽反应器流出物料流以将蒸汽反应器流出物料流冷却到其露点，同时将其留在蒸汽相中。此外，接触还将催化剂从蒸汽反应器流出物料流转移到第一液体冷却剂料流中，以提供富催化剂液体冷却剂料流。另外，第一液体冷却剂料流可以是将较重质烃(诸如C4+烃)吸收到溶剂液相中同时将C3-烃留在蒸汽相中的溶剂。
管线41中的第一液体冷却剂料流可包括管线44中的第一冷却泵循环冷却剂料流、管线46中的第一再循环冷却剂料流和管线48中的补充冷却剂料流，它们组合在一起以提供管线41中的第一液体冷却剂料流。第一液体冷却剂料流可具有在30℃至65℃范围内的温度。喷嘴通常具有锥形的喷涂形状和有利的滴径分布，以最大限度地捕获液相颗粒。喷嘴可向下指向，但是第一冷却剂分配器40上的另外的喷嘴可在接触冷却器34的顶部上向上指向，以防止在容器顶部上细催化剂颗粒积聚。
液体冷却剂料流应该能够选择性地吸收反应器流出物料流中的重质烃产物，同时将轻质烃产物留在反应器流出物料流中。冷却剂可以是C9+烃流，其将在反应器流出物料流中容易地与重质烃产物分离。合适的冷却剂料流可包括包含C9-C11烃的料流，诸如来自芳族化合物复合物的重质芳族化合物塔的塔底料流。合适地，至少50重量％，并且优选地至少70％的冷却剂料流包括具有至少九个碳原子的烃。
泵送到第一冷却剂分配器40的冷却剂料流的量将是使第一室36中的温度达到60℃至90℃的温度所需的冷却剂的100％至110％。喷嘴将定位成与接触冷却器34中的内部表面具有足够的间隙，以能够完全形成预期的喷雾模式。典型的间隙为0.3米至3米。位于反应器流出物入口喷嘴35正下方的空间(其中冷却剂料流将接触热蒸汽反应器流出物料流)可被称为脱过热区45，因为蒸汽热反应器流出物料流是脱过热的，但是保持在蒸汽相中。
在第一室36中，液体冷却剂流还捕获催化剂颗粒以将它们转移到液相中。第一床层50可位于脱过热区45和反应器流出物入口喷嘴35下方，以促进颗粒捕获。来自第一冷却剂分配器40的液滴被定尺寸成捕获催化剂颗粒以及湿润第一床层50，以使得能够将颗粒捕获到液相中。可利用另外的冷却剂液体分配器来进一步润湿第一床层50以用于颗粒捕获。
第一床层50可包括规整填料，该规整填料可包括由层层堆叠的相邻金属波纹板组成的栅格，以促进床层中的迂回行进，从而促进液体和蒸汽之间的接触。第一床层50中的填料在严酷的环境下应该是耐污的。合适的填料应具有最小的水平表面，以最小化催化剂的滞留量，诸如每单位体积的表面积小于90m2/m3，适当地小于70m2/m3，并且优选地小于40m2/m3。合适的规整填料可具有至少95％的自由体积。随机填料也可用于床层40中，但是它应当耐污。可使用的规整填料的典型示例是Koch Glitsch的Proflux、Sulzer的Raschig GridPacking和Mellagrid。
喷涂到第一床层50上的液体冷却剂润湿了填料。冷却剂液体将充分润湿第一床层50中的填料，以防止颗粒积聚和床层中的结垢。填料的充分润湿还将最大化催化剂润湿并捕获到整个第一床层50中的液相中。冷却剂料流分配器40和反应器流出物入口喷嘴35应该优选设置在第一床层50的相同垂直侧上，并且优选地设置在床层上方，以在一个实施方案中在床层中提供向下顺流。然而，还设想了逆流。
冷却剂料流和蒸汽反应器流出物料流以顺流布置方式一起穿过第一床层50，同时使催化剂从蒸汽反应器流出物料流分离以减少其催化剂负载，并将催化剂转移到冷却剂料流中以增加其催化剂负载。从蒸汽反应器流出物料流到液体冷却剂料流中的颗粒转移和另外的热交换将发生在第一床层50中。床层还将促进混合以增加冷却剂料流的重质烃产物的吸收，从而增加其重质烃产物浓度。
在第一床层50下方的第一蒸汽液体分离器42中，将包含富第一催化剂富重质烃冷却剂料流的催化剂负载增加的液体冷却剂料流与在第一室36的塔底的包含贫催化剂贫重质烃蒸汽反应器流出物料流的催化剂负载降低且重质烃产物浓度降低的蒸汽反应器流出物料流分离。第一蒸汽液体分离器42可以是烟囱式塔板。第一蒸汽液体分离器42可具有一个或多个烟道52，每个烟道包括从塔板向上延伸并密封到塔板上并与塔板中的相应开口或蒸汽通道54对齐的开口垂直管，在相应开口管上具有顶盖。烟道52的管允许在塔板上形成液位，其被设计成上升到开口管的顶部下方。烟道52的管上的顶盖防止下降的液体在塔板中通过烟道以及通过蒸汽通道54。通常，仅贫催化剂贫重质烃蒸汽反应器流出物料流以迂回路线通过烟道52，从第一室36通过蒸汽通道54到达第一蒸汽液体分离器42的另一垂直侧，诸如下方，到达出口或下游室。
第一蒸汽液体分离器42的塔板的外围处的孔56收集与蒸汽分离的富催化剂富重质烃液体冷却剂料流。在孔中收集的富第一催化剂液体富重质烃冷却剂料流从第一室36的液体出口排放到管线58中。富第一催化剂富重质烃液体冷却剂料流的一部分通过冷却器再循环为管线44中的第一冷却泵循环冷却剂料流并且进料回第一冷却剂分配器40。富第一催化剂富重质烃液体冷却剂料流的其余部分进料到管线62中的催化剂分离容器60。进料到第一室36的液体冷却剂料流中的第一冷却剂料流中的催化剂负载和重质烃浓度由从管线44和46添加的冷却剂的比例确定，以使液体冷却剂料流进料到管线41中的第一冷却剂分配器40。在接触冷却器34中的中间位置处从接触冷却器获取富催化剂冷却剂料流。
蒸汽液体分离器52可能需要搅拌或冲洗，以防止催化剂积聚和操作破坏。可在蒸汽液体分离器52附近提供额外的喷嘴和液体入口装置，以减少颗粒在塔板停滞区域积聚的风险，否则可能导致催化剂团聚。烟囱式塔板可朝向井凹56倾斜以促进颗粒收集，从而降低破坏操作的风险。
接触冷却器34可包括第二室64。贫催化剂贫重质烃反应器流出物料流通过蒸汽通道54进入第二室64。
具有液体喷嘴阵列的第二冷却剂料流分配器66位于蒸汽通道54下方。下部液体喷嘴将第二液体冷却剂料流从管线67进料并向下喷涂到贫催化剂贫重质烃反应器流出物料流上，以冷却贫催化剂贫重质烃反应器流出物料流。第二液体冷却剂料流接触贫蒸汽催化剂贫重质烃反应器流出物料流以将贫催化剂贫重质烃反应器流出物料流冷却到其露点，同时将其留在蒸汽相中。此外，接触还将剩余的催化剂从贫催化剂贫重质烃反应器流出物料流转移到第二液体冷却剂料流中，以提供富第二催化剂液体冷却剂料流。另外，第二液体冷却剂料流可以是将较重质烃(诸如C4+烃)吸收到溶剂液相中以提供富第二重质烃液体冷却剂料流同时将C3-烃留在蒸汽相中的溶剂。
管线67中的第二液体冷却剂料流可包括从第二室64的液体出口74获取的第二冷却泵循环冷却剂料流。第二液体冷却剂料流可具有在30℃至70℃或优选地40℃至65℃范围内的温度。喷嘴通常具有锥形的喷涂形状和有利的滴径分布，以最大限度地捕获液相颗粒。喷嘴可向下指向，但是第二冷却剂分配器66上的另外的喷嘴可在接触冷却器34的顶部上向上指向，以防止在容器顶部上细催化剂颗粒积聚。
液体冷却剂料流应该能够选择性地吸收贫催化剂贫重质烃反应器流出物料流中的重质烃产物，同时将轻质烃产物留在反应器流出物料流中。冷却剂可以是C9+烃流，其将在反应器流出物料流中容易地与重质烃产物分离。合适的冷却剂料流可包括包含C9-C11烃的料流，诸如来自芳族化合物复合物的重质芳族化合物塔的塔底料流。合适地，至少50重量％，并且优选地至少70％的冷却剂料流包括具有至少九个碳原子的烃。第二冷却剂料流可具有与第一冷却剂料流相同的底层组合物，并且两者可最终由相同的补充管线48供应。
泵送到第二冷却剂分配器66的冷却剂料流的量将是使第二室64中的温度达到30℃至70℃所需的冷却剂的100％至110％。喷嘴将定位成与第二室64中的内部表面具有足够的间隙，以能够完全形成预期的喷雾模式。典型的间隙为0.3米至3米。
在第二室64中，液体冷却剂流还捕获另外的催化剂颗粒以将它们转移到液相中。第二床层68可位于蒸汽入口54和第二冷却剂分配器66下方，以促进颗粒捕获。来自第二冷却剂分配器66的液滴被定尺寸成捕获催化剂颗粒以及湿润第二床层68，以使得能够将颗粒捕获到液相中。
第二床层68可包括规整填料，该规整填料可包括由层层堆叠的相邻金属波纹板组成的栅格，以促进床层中的迂回行进，从而促进液体和蒸汽之间的接触。第二床层68中的填料在严酷的环境下应该是耐污的。合适的填料应具有最小的水平表面，以最小化催化剂的滞留量，诸如每单位体积的表面积小于90m2/m3，适当地小于70m2/m3，并且优选地小于40m2/m3。合适的规整填料可具有至少95％的自由体积。随机填料也可用于第二床层68中，但是它应当耐污。可使用的规整填料的典型示例是Koch Glitsch的Proflux、Sulzer的RaschigGrid Packing和Mellagrid。
喷涂到第二床层68上的第二液体冷却剂润湿了填料。第二冷却剂液体将充分润湿第二床层68中的填料，以防止颗粒积聚和床层中的结垢。填料的充分润湿还将最大化催化剂润湿并捕获到整个第二床层68中的液相中。第二冷却剂分配器66和蒸汽通道54应设置在第二床层68同一侧上，并且优选地设置在床层上方，以在一个实施方案中在床层中的提供向下流动。
第二冷却剂料流和贫催化剂贫重质烃反应器流出物料流以顺流布置方式一起穿过第二床层68，同时使催化剂从贫催化剂贫重质烃反应器流出物料流分离以进一步减少其催化剂负载，并将催化剂转移到第二冷却剂料流中以增加其催化剂负载。从贫催化剂贫重质烃反应器流出物料流到第二液体冷却剂料流中的颗粒转移和另外的热交换将发生在第二床层68中。第二床层68还将促进混合以增加第二冷却剂料流的重质烃产物的吸收，从而增加其重质烃产物浓度。
第二液体冷却剂料流获得增加的催化剂负载，由此包括富第二催化剂富重质烃冷却剂料流。贫催化剂贫重质烃反应器流出物料流获得降低的催化剂负载和降低的重质烃产物浓度，从而产生贫另外的催化剂贫另外的重质烃蒸汽反应器流出物料流。在第二室64的塔底，富第二催化剂富重质烃冷却剂料流在第二床层68下方的第二蒸汽液体分离器70中与贫另外的催化剂贫另外的重质烃蒸汽反应器流出物料流分离。第二蒸汽液体分离器70可被构造为位于液体出口74上方以及位于第二室64的塔底78上方的第二蒸汽通道72。富第二催化剂富重质烃冷却剂料流通过液体出口74抽出到管线76中。液体出口74可位于第二室64的塔底78中。贫另外的催化剂贫另外的重质烃蒸汽反应器流出物料流在高于液体出口74的高度处通过第二蒸汽通道72去除，从而实现贫另外的催化剂贫另外的重质烃蒸汽反应器流出物料流与富第二催化剂富重质烃冷却剂料流的分离。蒸汽通道72可在蒸汽通道上方配置有挡板79，以确保下降的材料在通过蒸汽通道之前必须在低于挡板的下边缘时反转方向，以防止液体通过蒸汽通道。还设想，液体出口74可位于第二室74的侧面。在所示实施方案中，第二室90由第一蒸汽液体分离器42、外壁38和塔底78限定。
接触冷却器34可在0kPa至50kPa(标准尺寸)的压力下操作。
管线76中的富第二催化剂富重质烃冷却剂料流在管线67中的第二冷却剂料流和管线77中的富最终催化剂富重质烃冷却剂料流之间分开。管线67中的第二冷却剂料流被冷却并泵循环到第二冷却剂分配器66以分配回第二室64。必须分馏管线77中的富最终催化剂富重质烃冷却剂料流，以将所吸收的重质烃产物与冷却剂分离。在分馏之前，富最终催化剂富重质烃冷却剂料流可进料到第一催化剂过滤器80。
第一催化剂过滤器80可以是离心机、水力旋流器、屏障过滤器或从液体中分离固体的其他装置。在实施方案中，催化剂过滤器80是滤网81。滤网81可包括串联流体通道82，其中管篮84以与通道成互补角插置在通道中。篮84可具有穿孔，这些穿孔允许流体通过通道82，但是倾向于捕获通过篮的悬垂端排出的固体。通过管线86从催化剂过滤器81中的篮84中去除第一催化剂浆料料流，而富最终重质烃冷却剂料流通过管线88进入冷却剂分馏塔90。
通过去除本体催化剂，富最终重质烃冷却剂料流进入冷却剂分馏塔90。由于期望获得冷却剂料流和重产物料流，因此操作冷却剂分馏塔90以分离两个级分，一个为富含重质烃产物的重质烃吹扫料流，在一个实施方案中，包括塔顶管线92中的C4+烃，并且另一个为塔底管线94中的贫重质烃冷却剂料流。重质烃吹扫料流从塔顶管线92中的冷却剂塔90的塔顶抽出，在冷却器中冷凝并进料到分离器。冷凝的重质烃吹扫料流的一部分作为回流通过回流管线再循环到冷却剂分馏塔90，并且冷凝的重质烃吹扫流的剩余部分通过净塔顶管线93中的净重质烃吹扫料流抽出。管线93中的重质烃吹扫料流可被输送并进料到管线22中的再生器20，以用作燃料以增强其中产生的热量。
贫重质烃冷却剂料流通过塔底管线94从冷却剂塔90抽出，塔底的一部分从该塔底管线流过再沸器管线和再沸器加热器并返回加热到冷却剂塔90。在与管线44中的补充冷却剂料流和第一冷却泵循环冷却剂料流混合之后，贫重质烃也贫催化剂冷却剂料流的剩余部分通过塔底管线95流动到管线46，作为冷却剂经由管线41再循环到接触冷却器34。
冷却剂塔可在25kPa至50kPa(标准尺寸)的塔顶压力和200℃至240℃的塔底温度下操作。
返回管线62中的富第一催化剂富重质烃液体冷却剂料流比管线76中的富第二催化剂富重质烃液体冷却剂料流具有更重的催化剂负载，因为其与具有较重浓度催化剂的反应器流出物料流接触。必须从管线62中的富第一催化剂富重质烃液体冷却剂料流中去除催化剂，因此将其进料到催化剂分离容器60。
催化剂分离容器60可包括外壳和多个气旋分离器100。管线62中的富第一催化剂富重质烃液体冷却剂料流可进料到设置在两个管片之间的入口室102中的旋风除尘器100中的旋风除尘器入口。旋风除尘器100使进入的富催化剂冷却剂涡旋，以将较重固体催化剂颗粒与较轻液体冷却剂向心地分离。贫催化剂液体冷却剂料流通过管线104离开入口室102上方的旋风除尘器，并且包括催化剂浆料的催化剂返回料流通过管线106离开入口室102下方的旋风除尘器。催化剂分离容器60可另选地是过滤器或其他类似的设备，用于将富第一催化剂富重质烃液体冷却剂料流分离成管线62中的贫催化剂液体冷却剂料流和催化剂返回料流。
管线104中的贫催化剂液体冷却剂料流可在如上文针对过滤器80所述的过滤器108中进一步过滤，以提供管线110中的更多的贫催化剂液体冷却剂料流和管线112中的第二催化剂浆料料流。在与塔底管线95中的贫重质烃冷却剂料流混合之后，可冷却更多的贫催化剂液体冷却剂料流并返回到接触冷却器，从而在管线48中补充冷却剂料流以在管线46中产生第一再循环冷却剂料流。管线46中的第一再循环冷却剂料流与管线44中的第一冷却泵循环冷却剂料流混合，以产生管线41中的第一冷却剂料流，该第一冷却剂料流经由第一冷却剂分配器40进料到接触冷却器34。
管线112中的第二催化剂浆料料流可与管线106中的返回催化剂料流汇合。补充有管线112中的第二催化剂浆料料流的管线106中的返回催化剂料流可进一步补充有管线86中的第一催化剂浆料料流，并通过管线116输送回反应器12。
返回催化剂料流可以两种方式中的至少一种返回反应器12。以一种方式，返回催化剂料流直接递送到反应器12。在一个方面，返回催化剂料流可用作管线32中的淬火介质，该淬火介质与发生流体催化反应的反应器12中的热蒸汽反应器流出物料流接触。以此方式，打开管线32上的控制阀。当递送到气体回收导管28时，烃将在返回催化剂料流中闪蒸出催化剂浆料，并通过管线30中的反应器出口29与从反应器12排出的蒸汽产物一起回收。来自浆料的干燥催化剂将在旋风除尘器27中与气态产物分离，并且返回到催化剂床，其中一些返回到反应器立管14以与进料接触。来自床层的其他剩余的催化剂将返回到再生器20以进行再生并且在再生之后返回反应器12。还设想，管线32可将返回催化剂流递送到反应器12的其他部分。
在另一种方式中，管线116中的返回催化剂料流在其被进料到反应器12之前被进料到催化剂再生器20。管线118可将返回催化剂流通过其上的打开控制阀进料到催化剂再生器20。在其上具有打开控制阀的管线120优选地将返回催化剂料流从管线118输送到催化剂再生器20中的催化剂的下部床层。另选地，其上具有打开控制阀的管线122将返回催化剂料流从管线118输送到催化剂再生器中的催化剂的上部收集床层。然而，催化剂再生器20的其他入口可接收返回催化剂料流。浆料中的烃可在热再生器中燃烧，留下再生催化剂，该再生催化剂可通过导管16返回到反应器12中的反应步骤。
所公开的方法提供了一种冷却来自流化催化反应器的反应器流出物同时回收反应器流出物中的催化剂用于再循环并回收反应器流出物中的重质烃副产物的方式。
具体的实施方案
虽然结合具体的实施方案描述了以下内容，但应当理解，该描述旨在说明而不是限制前述描述和所附权利要求书的范围。
本发明的第一实施方案是一种从流化催化反应器流出物中回收催化剂的方法，所述方法包括通过使反应物料流与流化催化剂的料流接触而反应，以提供包含催化剂和产物的蒸汽反应器流出物料流；使所述蒸汽反应器流出物料流与液体冷却剂料流接触；冷却所述蒸汽反应器流出物料流；将所述催化剂转移到所述液体冷却剂料流中；将贫催化剂蒸汽反应器流出物料流与富催化剂液体冷却剂料流分离；将返回催化剂料流与所述富催化剂液体冷却剂料流分离，以提供贫催化剂液体冷却剂料流；以及将所述返回催化剂料流输送回所述反应步骤。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述蒸汽反应器流出物料流包括轻质烃产物和重质烃产物，并且所述液体冷却剂料流是溶剂，并且所述方法进一步包括将所述重质烃产物吸收到所述液体冷却剂料流中，以提供贫催化剂贫重质烃反应器流出物料流和富催化剂富重质烃液体冷却剂料流。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法进一步包括将重质烃吹扫料流与所述富重质烃液体冷却剂料流分离，以提供贫重质烃液体冷却剂料流。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法进一步包括将所述贫重质烃液体冷却剂料流再循环至所述接触步骤。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法进一步包括从所述富重质烃液体冷却剂料流中过滤催化剂。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法进一步包括将所述贫催化剂液体冷却剂料流再循环回所述接触步骤。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法进一步包括在将所述贫催化剂液体冷却剂料流再循环到所述接触步骤之前，从所述贫催化剂液体冷却剂料流中过滤催化剂。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中在接触冷却器中的中间位置处从所述接触冷却器获取所述富催化剂冷却剂料流。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法进一步包括在发生所述反应步骤的反应器中使所述催化剂返回料流与热蒸汽反应器流出物料流接触。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法进一步包括将废催化剂料流与所述蒸汽反应器流出物料流分离，并将所述废催化剂料流传递到再生器，并在将所述催化剂返回料流输送到所述反应步骤之前将所述催化剂返回料流输送到所述再生器。
本发明的第二实施方案是一种从流化催化反应器流出物中回收催化剂的方法，所述方法包括使反应物料流在流化催化剂料流上反应，以提供包含催化剂以及包括轻质烃和重质烃的产物的蒸汽反应器流出物料流；使所述蒸汽反应器流出物料流与液体冷却剂料流接触；冷却所述蒸汽反应器流出物料流；转移所述催化剂并将所述重质烃产物吸收到所述液体冷却剂料流中，以提供富催化剂富重质烃液体冷却剂料流；将贫催化剂富轻质烃蒸汽反应器流出物料流与所述富催化剂富重质烃液体冷却剂料流分离。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法进一步包括将重质烃吹扫料流与所述富重质烃液体冷却剂料流分离，以提供贫重质烃液体冷却剂料流。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法进一步包括将所述贫重质烃液体冷却剂料流再循环至所述接触步骤中的一者。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法进一步包括从所述富催化剂富重质烃液体冷却剂料流中过滤催化剂。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法进一步包括将所述贫催化剂液体冷却剂料流再循环回所述接触步骤中的一者。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法进一步包括在将所述贫催化剂液体冷却剂料流再循环到所述接触步骤中的一者之前，从所述贫催化剂液体冷却剂料流中过滤催化剂。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法进一步包括将返回催化剂料流与所述富催化剂液体冷却剂料流分离，以提供贫催化剂液体冷却剂料流，以及将所述返回催化剂料流输送回所述反应步骤。
本发明的第三实施方案是一种从流化催化反应器流出物料流中回收催化剂的方法，所述方法包括使反应物料流在流化催化剂料流上反应，以提供包含催化剂和产物的反应器流出物料流；将所述蒸汽反应器流出物料流与废催化剂料流分离；使所述蒸汽反应器流出物料流与液体料流接触；将所述催化剂转移到所述液体料流中，以提供富催化剂液体料流；将贫催化剂蒸汽反应器流出物料流与所述富催化剂液体料流分离；将返回催化剂料流与所述富催化剂液体冷却剂料流分离，以提供贫催化剂液体冷却剂料流；以及使所述返回催化剂料流与所述蒸汽反应器流出物料流接触。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第三实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法进一步包括将重质烃产物吸收到所述液体冷却剂料流中，以提供富重质烃液体冷却剂料流。本发明的实施方案是本段中的先前实施方案至本段中的第三实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法进一步包括将重质烃吹扫料流与所述富重质烃液体冷却剂料流分离，以提供重质烃料流。
尽管没有进一步的详细说明，但据信，本领域的技术人员可通过使用前面的描述最大程度利用本公开并且可以容易地确定本公开的基本特征而不脱离本发明的实质和范围，并且可做出本公开的各种变化和修改，并使其适合各种使用和状况。因此，前述优选的具体的实施方案应理解为仅例示性的，而不以无论任何方式限制本公开的其余部分，并且旨在涵盖包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等效布置。
在前述内容中，所有温度均以摄氏度示出，并且所有份数和百分比均按重量计，除非另外指明。

Claims (10)

1.一种从流化催化反应器流出物中回收催化剂的方法，所述方法包括：
通过使反应物料流与流化催化剂的料流接触而反应，以提供包含催化剂和产物的蒸汽反应器流出物料流；
使所述蒸汽反应器流出物料流与液体冷却剂料流接触；
冷却所述蒸汽反应器流出物料流；
将所述催化剂转移到所述液体冷却剂料流中；
将贫催化剂蒸汽反应器流出物料流与富催化剂液体冷却剂料流分离；
将返回催化剂料流与所述富催化剂液体冷却剂料流分离，以提供贫催化剂液体冷却剂料流；以及
将所述返回催化剂料流输送回所述反应步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述蒸汽反应器流出物料流包括轻质烃产物和重质烃产物，并且所述液体冷却剂料流是溶剂，并且所述方法进一步包括：
将所述重质烃产物吸收到所述液体冷却剂料流中，以提供贫催化剂贫重质烃反应器流出物料流和富催化剂富重质烃液体冷却剂料流。
3.根据权利要求2所述的方法，所述方法进一步包括将重质烃吹扫料流与所述富重质烃液体冷却剂料流分离，以提供贫重质烃液体冷却剂料流。
4.根据权利要求3所述的方法，所述方法进一步包括将所述贫重质烃液体冷却剂料流再循环到所述接触步骤。
5.根据权利要求3所述的方法，所述方法进一步包括从所述富重质烃液体冷却剂料流中过滤催化剂。
6.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括将所述贫催化剂液体冷却剂料流再循环回所述接触步骤。
7.根据权利要求5所述的方法，所述方法进一步包括在将所述贫催化剂液体冷却剂料流再循环到所述接触步骤之前从所述贫催化剂液体冷却剂料流中过滤催化剂。
8.根据权利要求6所述的方法，其中在接触塔中的中间位置处从所述塔获取所述富催化剂冷却剂料流。
9.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括在发生所述反应步骤的反应器中使所述催化剂返回料流与热蒸汽反应器流出物料流接触。
10.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括将废催化剂料流与所述蒸汽反应器流出物料流分离并将所述废催化剂料流传递到再生器，并在将所述催化剂返回料流输送到所述反应步骤之前将所述催化剂返回料流输送到所述再生器。
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