CN116981509A - 用于多区流化床反应器中的催化剂再生的集成循环系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

多区流化床反应器系统可包括多区流化床反应器和至少一个催化剂再生回路。多区流化床反应器包括壳体、位于壳体底部的流化床分配器、竖直布置在流化床分配器上方的流化催化剂床和竖直布置在流化催化剂床上方的冷凝区。催化剂再生回路可以与剥离区和反应区流体接合。催化剂再生回路可操作以用于从剥离区收回一部分用过的催化剂、再生该部分用过的催化剂以产生再生催化剂、并将该再生催化剂返回到反应区。一种在多区流化床反应器中再生催化剂的方法可包括将一部分用过的催化剂从剥离区递送到催化剂再生回路。

Description

用于多区流化床反应器中的催化剂再生的集成循环系统及其 使用方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年2月1日提交的标题为“用于多区流化床反应器中的催化剂再生的集成循环系统及其使用方法”的美国专利申请序列号17/164,137的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本说明书一般涉及化学处理，更具体地，涉及用于再生用过的催化剂的系统和方法。

背景技术

烃进料，如原油，可以转化为化学产品和中间体，如烯烃和芳香族化合物，它们是大部分石化工业的基本中间体。全球对轻质烯烃和芳香族化合物的需求不断增加，这仍然是许多综合炼油厂面临的主要挑战。特别是，一些有价值的轻质烯烃，如乙烯、丙烯和丁烯的生产引起了越来越多的关注，因为纯烯烃流被认为是用于聚合物合成的有价值组成部分。此外，芳香族化合物，如苯、甲苯、乙苯和二甲苯，可以是合成聚合物和其他有机化合物以及燃料添加剂的有价值中间体。

流化催化裂化(FCC)单元是现代炼油厂的一级烃转化单元。FCC单元可以将高沸点高分子量烃进料转化为更有价值的化学产品，例如汽油、丙烯、烯烃或芳香族化合物。常规的FCC反应器系统可以包括FCC单元和催化剂再生单元。FCC单元通常指反应器系统中发生主要工艺反应的部分，例如烃进料的升级。FCC单元可以包括提升管部分、反应区和分离区。烃进料可以与蒸汽或其它合适的气体一起引入FCC单元的反应区，以用于烃进料的雾化。烃进料可以与有效量的加热的新鲜或再生催化剂颗粒混合和接触。

在常规FCC单元的操作过程中，催化剂颗粒可能会焦化，这可能导致进入催化剂颗粒的活性催化位点的途径有限或不存在。含有来自反应的积炭的催化剂颗粒可以被连续地传入催化剂再生单元。在催化剂再生单元中，焦化的催化剂颗粒可以与再生气体接触，再生气体可以燃烧沉积在催化剂颗粒上的焦炭。在催化剂颗粒上的焦炭燃烧之后，再生的催化剂颗粒可以从催化剂再生单元输送到FCC单元。尽管FCC工艺取得了许多进步，但该行业仍在不断寻求改进的系统和方法来升级烃和再生催化剂。

发明内容

随着时间的推移，很明显，在流化催化转化过程中，烃和催化剂之间更高的温度和更长的接触时间可以增加烃向有价值的化学产品、中间体或两者的转化。当催化剂再生器(它是热源)和反应器模块在不同的容器中保持物理分离时，可能很难保持更高的温度，就像常规FCC单元中的情况一样。此外，FCC提升管和下行管反应器的长度受到限制，因此烃和催化剂之间的最大接触时间也受到限制。

目前存在对用于流化催化裂化以将烃转化为有价值的化学产品、中间体或两者的改进的系统和方法的需求。本公开涉及多区流化床反应器，其允许烃在单个反应器单元中催化转化为有价值的化学产品、中间体或两者。本公开的多区流化床反应器提供了常规FCC单元的替代方案。与常规FCC单元相比，本公开的多区流化床反应器是更简单的替代方案。与常规FCC单元相比，本公开的多区流化床反应器可需要较少的资金和操作支出，因为整个操作可在单个反应器容器中进行。

多区流化床反应器内能够完成用过的催化剂的再生。然而，在多区流化床反应器的再生区中的用过的催化剂的再生中，由于用过的催化剂上焦炭的燃烧以及反应产生的有价值的化学产品、中间体或两者，可能导致废气，比如一氧化碳和二氧化碳。将有价值的化学产品、中间体或两者与催化剂再生期间产生的废气分离可能较困难、成本高并且耗时。

因此，本公开的多区流化床反应器包括一个或多个与多区流化床反应器流体接合的催化剂再生回路。催化剂再生回路可以从多区流化床反应器的剥离区移除用过的催化剂；在催化剂再生回路中再生用过的催化剂；将废气、水蒸气或两者与再生催化剂分离；并且将再生催化剂返回到多区流化床反应器进行进一步处理。催化剂再生回路可以减少与反应产物混合的废气量，从而降低分离反应产物与废气成分的成本。与常规FCC系统催化剂再生器相比，再生回路还可以提供高效且经济的用过的催化剂再生和降低的能量需求，以及本公开的其他特征。

根据一个或多个方面，多区流化床反应器系统可包括多区流化床反应器系统，其可以包括多区流化床反应器。多区流化床反应器可包括壳体、位于壳体底部的流化床分配器、竖直布置在流化床分配器上方的流化催化剂床和竖直布置在流化催化剂床上方的冷凝区。流化催化剂床可包括剥离区和竖直布置在剥离区上方的反应区。多区流化床反应器系统还可包括与剥离区和反应区流体接合的至少一个催化剂再生回路。该至少一个催化剂再生回路的入口可以与流化催化剂床的剥离区流体连通，并且该至少一个催化剂再生回路的出口可以与流化催化剂床的反应区流体连通。该至少一个催化剂再生回路可操作以用于从剥离区收回一部分用过的催化剂、再生该部分用过的催化剂以产生再生催化剂、并将该再生催化剂返回到反应区。

根据一个或多个其他方面，一种在多区流化床反应器中再生催化剂的方法可包括将一部分用过的催化剂从多区流化床反应器的剥离区递送到多区流化床反应器的催化剂再生回路；使该部分用过的催化剂与催化剂再生回路中的再生气体接触，以产生再生催化剂；将废气、水蒸气或两者与催化剂再生回路中的再生催化剂分离；以及将再生催化剂从催化剂再生回路返回到多区流化床反应器的反应区。多区流化床反应器可包括流化催化剂床和竖直布置在流化催化剂床上方的冷凝区。流化催化剂床可包括剥离区和竖直布置在剥离区上方的反应区。催化剂再生回路的入口可以与流化催化剂床的剥离区流体连通，并且催化剂再生回路的出口可以与流化催化剂床的反应区流体连通。

附加特征和优点将在下面的详细描述中阐述，并且对于本领域的技术人员来说，从该描述或通过实践本公开中描述的实施例(包括下面的详细说明和权利要求)将容易部分地显而易见。

附图的简要说明

当结合以下附图阅读时，可以最佳地理解本公开的具体实施例的以下具体实施方式，其中相同的结构用相同的附图标记表示并且其中：

图1示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的多区流化床反应器系统；

图2示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的具有带有热回收单元的提升管再生器的多区流化床反应器系统；

图3示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的具有催化剂泄放部的多区流化床反应器系统；

图4示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的在多区流化床反应器的底部处或靠近该底部具有烃进料的多区流化床反应器系统；

图5示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的具有两种烃进料的多区流化床反应器系统；

图6示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的具有更大直径的冷凝区的多区流化床反应器系统；

图7示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的具有不同直径的剥离区、反应区和冷凝区的多区流化床反应器系统；

图8示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的具有两个催化剂再生回路的多区流化床反应器系统的侧视图；

图9示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的具有三个催化剂再生回路的多区流化床反应器系统的俯视图；和

图10示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的多区流化床反应器系统，其中催化剂再生回路包括流化床再生器。

为了描述图1-10的简化示意图和描述，不包括某些化学处理操作领域的普通技术人员可以使用和熟知的许多阀门、温度传感器、电子控制器等。此外，可能没有描绘通常包括在化学处理操作中的伴随部件，例如，气源、热交换器、缓冲罐、催化剂料斗或其他相关系统。应当知道，这些部件在所公开的本实施例的精神和范围内。然而，诸如本公开中所描述的那些操作部件可以被添加到本公开中描述的实施例中。

还应注意，附图中的箭头指的是工艺流程。然而，箭头可以等同地指代可以用于在两个或多个系统部件之间传送工艺蒸汽的传送管线。此外，连接到系统部件的箭头定义了每个给定系统部件中的入口或出口。箭头方向通常对应于包含在由箭头表示的物理传送管线内的流的材料的主要移动方向。此外，不连接两个或多个系统部件的箭头表示离开所描绘的系统的产物流或进入所描绘系统的系统入口流。产物流可以在伴随的化学处理系统中进一步处理，或者可以作为最终产品而商业化。系统入口流可以是从伴随的化学处理系统转移的流，或者可以是未处理的原料流。一些箭头可以表示再循环流，其是再循环回系统中的系统部件的流出流。然而，应当理解，在一些实施例中，任何代表的再循环流都可以被相同材料的系统入口流代替，并且再循环流的一部分可以作为系统产物离开系统。

此外，附图中的箭头可以示意性地描绘将流从一个系统部件输送到另一个系统部件的工艺步骤。例如，从一个系统部件指向另一个系统部件的箭头可以表示将系统部件流出物“递送”到另一个系统部件，这可包括从一个系统部件“离开”或“被移除”的工艺流的内容物，以及将该产物流的内容物“引入”到另一系统部件。

现在将更详细地参考本公开的各种实施例，其一些实施例在附图中示出。只要可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。

具体实施方式

本公开涉及用于将烃流化催化升级为一种或多种有价值的化学产品或中间体并再生催化剂的多区流化床反应器系统。特别是，本公开的多区流化床反应器系统可包括多区流化床反应器和催化剂再生回路。参考图1，示意性地描绘了多区流化床反应器系统100的一个实施例。多区流化床反应器系统100可包括多区流化床反应器110和催化剂再生回路130。多区流化床反应器110可包括壳体112、位于壳体112的底部112A处的流化床分配器114、竖直布置在流化床分配器114上方(例如，在图1的坐标轴的+Z方向)的流化催化剂床116和竖直布置在流化催化剂床116上方(例如，在图1的坐标轴的+Z方向)的冷凝区118。流化催化剂床116可包括剥离区120和竖直布置在剥离区120上方(例如，在图1的坐标轴的+Z方向)的反应区122。催化剂再生回路130可以与剥离区120和反应区122流体接合。催化剂再生回路130的入口131可以与流化催化剂床116的剥离区120流体连通。催化剂再生回路130的出口132可以与流化催化剂床116的反应区122流体连通。催化剂再生回路130可操作以用于从剥离区120收回一部分用过的催化剂164、再生该部分用过的催化剂164以产生再生催化剂166、并将该再生催化剂166返回到反应区122。多区流化床反应器110的其他细节可以参见美国专利申请号62/771,789。

本公开还涉及在多区流化床反应器系统100中再生催化剂的方法。特别是，该方法可包括将一部分用过的催化剂164从多区流化床反应器110的剥离区120递送到多区流化床反应器110的催化剂再生回路130，使该部分用过的催化剂164与催化剂再生回路130中的再生气体134接触，以产生再生催化剂166，将废气136、水蒸气或两者与催化剂再生回路130中的再生催化剂166分离，以及将再生催化剂166从催化剂再生回路130返回到多区流化床反应器110的反应区122。

与再生催化剂的常规系统和方法相比，并且与在多区流化床反应器110中的再生区内再生催化剂160相比，用于再生催化剂的各种多区流化床反应器系统100和再生催化剂的各种方法可以为再生催化剂提供更高的效率。也就是说，用于再生催化剂的各种多区流化床反应器系统100和再生催化剂的各种方法可以有效且高效地再生催化剂160，同时将燃烧产物(CO₂和CO)与再生催化剂分离并且减少多区流化床反应器110中燃烧产物与反应产物的混合。用于再生催化剂的各种系统和方法还可以允许通过控制催化剂再生回路130中的参数而进行热管理和灵活操作，所述参数例如停留时间、催化剂量、流化床类型、焦炭燃烧程度和其他特征。通过实践本公开的主题，本公开的系统的其他特征和益处对本领域的普通技术人员可以显而易见。

如本公开通篇所用，术语“轻质烯烃”可以指代乙烯、丙烯、丁烯或它们的组合中的一种或多种。

如本公开通篇所用，术语“丁烯”可指丁烯的一种或多种异构体，例如1-丁烯、反式-2-丁烯、顺式-2-丁烯、异丁烯或这些异构体的混合物中的一种或多种。如本公开通篇所用，术语“正丁烯”可指1-丁烯、反式-2-丁烯、顺式-2-丁烯或这些异构体的混合物中的一种或多种，并且不包括异丁烯。如本公开通篇所用，术语“2-丁烯”可指反式-2-丁烯、顺式-2-丁烯或这两种异构体的混合物。

如本公开通篇所用，术语“原油”或“全原油”可以指直接从油田或脱盐单元接收的原油，而没有通过蒸馏分离任何馏分。

如本公开所用，“催化剂”可指提高特定化学反应的速率的任何物质。本公开中描述的催化剂可用于促进各种反应，例如但不限于裂化(包括芳烃裂化)、脱金属、脱硫和脱氮。如本公开所用，“裂化”通常是指化学反应，其中具有碳-碳键的分子通过碳-碳键中的一个或多个键的断裂而断裂成一个以上的分子，或者该分子由包括环状部分的化合物转化成不包括环状部分或含有比裂化前更少的环状部分的化合物，所述环状部分例如环烷烃、环烷烃、萘、芳香族化合物等。

如本公开所用，“流化床反应器”可指用于进行多相反应的反应器。在流化床反应器中，流体(例如，流化气体)可以以足够的速度被递送通过固体或颗粒催化剂材料，以使该催化剂材料表现得像流体一样。

现在参照图1，多区流化床反应器系统100可包括多区流化床反应器110和催化剂再生回路130。多区流化床反应器110可包括壳体112、流化床分配器114、流化催化剂床116和冷凝区118。流化床分配器114可以位于或靠近壳体112的底部112A。流化催化剂床116可布置在壳体112内并竖直布置在流化床分配器114上方(例如，在图1的坐标轴的+Z方向)。冷凝区118可布置在壳体112内并竖直布置在流化催化剂床116上方(例如，在图1的坐标轴的+Z方向)。流化催化剂床116可包括剥离区120和反应区122。剥离区120可竖直布置在流化床分配器114上方(例如，在图1的坐标轴的+Z方向)。反应区122可竖直布置在剥离区120上方(例如，在图1的坐标轴的+Z方向)，例如在剥离区120与冷凝区118之间。

催化剂再生回路130可以与剥离区120和反应区122流体接合。催化剂再生回路130可包括入口131和出口132。催化剂再生回路130的入口131可以与流化催化剂床116的剥离区120流体连通。催化剂再生回路130的出口132可以与流化催化剂床116的反应区122流体连通。催化剂再生回路130可操作以用于从剥离区120收回一部分用过的催化剂164、再生该部分用过的催化剂164以产生再生催化剂166、并将该再生催化剂166返回到反应区122。

再次参照图1，壳体112可以是容纳多区流化床反应器110的各个区和部件的任何容器。壳体112可以是包含各个区的单个容器。壳体112可以包围剥离区120、反应区122和冷凝区118。壳体112还可以包括各个入口和出口。壳体112可包括至少一个烃进料入口140、至少一个流化气体入口142和至少一个化学产品出口144。下面更详细地描述这些入口和出口。

烃进料入口140可以位于或靠近多区流化床反应器110的壳体112的顶部112B。烃进料入口140可以与烃进料盘管141流体连通。烃进料盘管141可以将烃进料150从烃进料入口140递送到反应区122。进入烃进料盘管141的烃进料150的温度可以比多区流化床反应器110内部的温度更低。在从烃进料盘管141排放到反应区122中之前，烃进料盘管141中的烃进料150可以利用通过烃进料盘管141的壁的热传递来加热。烃进料盘管141中的相对较冷的烃进料150还可以降低多区流化床反应器110中的温度。烃进料盘管141的降温可以作为冷凝器来冷凝未反应的烃和其他较大分子量的烃，从而它们能够被重新引入反应区122。

流化气体入口142可以位于或靠近多区流化床反应器110的壳体112的底部112A。流化气体入口142可以将流化气体152递送到多区流化床反应器110中。当流化气体152进入多区流化床反应器110时，流化气体152可以通过流化床分配器114传播并进入流化催化剂床116。当流化气体152进入流化催化剂床116时，流化气体152的速度可以搅动流化催化剂床116中的催化剂160和任何焦炭162。也就是说，流化气体152可以使流化催化剂床116中的催化剂160流化，以使流化催化剂床116中的催化剂160分布在多区流化床反应器110中。流化气体152还可以在剥离区120中从催化剂160剥离烃气体。当在剥离区120中从催化剂160剥离烃气体时，流化气体152还可以将烃气体向上(例如，在图1的坐标轴的+Z方向)运输或运送回反应区122进行进一步处理。流化气体152可以帮助减少多区流化床反应器110中的焦炭162、焦炭前体或两者。流化气体152可以是不参与或仅仅最少地参与反应区122中的化学反应的惰性气体。流化气体152可包括水、水蒸气、氮气、其他化学元素或它们的组合，以帮助减少多区流化床反应器110中的焦炭162、焦炭前体或两者。

化学产品出口144可以位于或靠近多区流化床反应器110的壳体112的顶部112B。化学产品出口144可以与多区流化床反应器110的冷凝区118流体连通。化学产品出口144可以将从烃进料150的反应获得的多区流化床反应器流出物154递送出多区流化床反应器110。多区流化床反应器流出物154可包括但不限于轻质烯烃(包括乙烯、丙烯、丁烯或它们的组合)、汽油和其他芳香族化合物。

再次参照图1，流化床分配器114可以是穿孔或多孔盘。流化床分配器114可以布置在或靠近多区流化床反应器110的壳体112的底部112A。流化床分配器114可以支撑流化催化剂床116。流化催化剂床116可包括剥离区120和反应区122。流化床分配器114还可以在流化气体152进入多区流化床反应器110时搅动和分配该流化气体。当流化气体152进入多区流化床反应器110时，流化床分配器114可以分配流化气体152，从而可以确保流化催化剂床116的整个横截面上的稳定和均匀流化。由流化床分配器114支撑的流化催化剂床116最初(即，发生任何反应之前)可以仅包括催化剂160。最初，可能没有任何焦炭162沉积在流化催化剂床116中的催化剂160上。另外地或备选地，催化剂160可以与烃进料150结合。也就是说，催化剂160可以与烃进料150作为混合物或浆料被同时供应到多区流化床反应器110。如本公开进一步讨论的，随着多区流化床反应器110用了一段时间，焦炭162可能开始沉积在催化剂160、壳体112或两者的组合上。

多区流化床反应器110的剥离区120可竖直布置在流化床分配器114上方(例如，在图1的坐标轴的+Z方向)。在多区流化床反应器110的运行期间，未反应的烃(即，焦炭前体)可以由催化剂160吸附，例如吸附到各个催化剂颗粒的多孔结构中或催化剂颗粒的团聚体的间质区域中。在剥离区120中，已经被吸附到催化剂160的未反应的烃可以从催化剂160剥离。这些未反应的烃的至少一部分可以通过流化气体152的流动、多区流化床反应器110中的温度或两者而从催化剂160移除。流化气体152的向上流动可以部分地脱附已经被吸附到催化剂160的未反应的烃。流化气体152可以不与未反应的烃发生反应。也就是说，流化气体152可以在其与已经吸附到催化剂160的未反应的烃相互作用时保持化学性质不变。

催化剂160可以是能够在反应区122中进行期望反应的任何催化剂。在实施例中，催化剂160可以包括但不限于沸石、二氧化硅-氧化铝催化剂、一氧化碳燃烧促进剂添加剂、底部裂化添加剂、轻质烯烃生产添加剂、其他催化剂添加剂或这些组分的组合中的一种或多种。可用于催化剂160的至少一部分中的沸石可包括但不限于Y、REY、USY、RE-USY沸石或这些的组合。催化剂160还可以包括成形的选择性催化剂添加剂，例如ZSM-5沸石晶体或其他五硅烷基型催化剂结构，其通常用于其他流化催化裂化过程中以生产轻质烯烃和/或增加流化催化裂化汽油辛烷值。催化剂160可以包括ZSM-5沸石晶体和裂化催化剂沸石的混合物以及常规流化催化裂化催化剂的基质结构。催化剂160可以是嵌有粘土、氧化铝和粘合剂的Y和ZSM-5沸石催化剂的混合物。

催化剂160可以具有Geldart分类A(可充气)或B(砂状)。催化剂160的平均粒度可以在10微米至200微米的范围内。催化剂160的骨架密度可以在0.5千克/立方米(kg/m³)至3.0kg/m³的范围内。如本公开所用，“骨架密度”可以指构成催化剂颗粒的催化剂160材料的密度，而没有孔隙率。

未反应的烃可以潜在地降低催化剂160的活性。未反应的烃可以最终成为沉积在催化剂160上的焦炭162。沉积在催化剂160上的焦炭162可挡住催化剂160的催化活性位点。催化活性位点可以指催化剂上可能负责催化或促进多区流化床反应器110中的一个或多个期望反应的位点。焦炭162沉积物可以挡住催化剂160上的这些催化活性位点，以防止反应物进入这些位点，从而降低催化剂160的催化活性。如将进一步描述的，具有沉积在催化剂160上的焦炭162的催化剂160(称为“用过的催化剂”164)可以在催化剂再生回路130中再生。

再次参照图1，反应区122可竖直布置在剥离区120上方(例如，在图1的坐标轴的+Z方向)。反应区122还可以竖直布置在冷凝区118下方(例如，在图1的坐标轴的-Z方向)。在反应区122中，烃进料150可以与催化剂160接触。在存在催化剂160的情况下，并且在多区流化床反应器110的操作条件下，来自烃进料150的至少一部分烃可以进行一个或多个裂化反应以产生多区流化床反应器流出物154，该流出物可包括一个或多个化学产品156或中间体。

多区流化床反应器110的反应区122可包括烃进料150、催化剂160、流化气体152、焦炭162、焦炭前体或它们的组合。反应区122可以是多区流化床反应器110的一部分，其中大多数烃进料150可以被转化为多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体。应当理解，一部分烃进料150还可以在剥离区120、冷凝区118或催化剂再生回路130中被转化为多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体，但是烃进料150的大多数转化将在反应区122中发生。

再次参照图1，冷凝区118可竖直布置在反应区122上方(例如，在图1的坐标轴的+Z方向)。冷凝区118可以从反应区122的顶部向壳体112的顶部112B竖直向上延伸(例如，在图1的坐标轴的+Z方向)。多区流化床反应器110中产生的多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体可以从流化催化剂床116的反应区122向冷凝区118竖直向上通过(例如，在图1的坐标轴的+Z方向)。在被递送出多区流化床反应器110之前，冷凝区118中的多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体可以预热烃进料盘管141中的烃进料150。由于冷凝区118中的多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体预热烃进料盘管141中的烃进料150，化学产品156中的较重成分(即，多区流化床反应器流出物154的具有较高沸点的部分)可以冷凝并从冷凝区118竖直通过而回到反应区122。

通过控制多区流化床反应器110和冷凝区118的温度，只有由多区流化床反应器110中的反应获得的多区流化床反应器流出物154的气态化学产品156或中间体可以从反应区122竖直通过到冷凝区118。另外，通过修改多区流化床反应器110的直径从而修改冷凝区118的直径，有可能减少冷凝区118中存在的催化剂160、焦炭162、焦炭前体或它们的组合。修改多区流化床反应器110的直径可以降低冷凝区118中的速度，这可以减少催化剂160、焦炭162、焦炭前体或它们的组合在冷凝区118中的遗留。虽然冷凝区118中可能存在一些催化剂160、焦炭162、焦炭前体或它们的组合，但是最好将冷凝区118中存在的催化剂160、焦炭162和焦炭前体的量保持在最低水平。

冷凝区118竖直地位于反应区122上方(例如，在图1的坐标轴的+Z方向)可以减少或消除再循环被递送出多区流化床反应器110的多区流化床反应器流出物154的需要，这是因为化学产品156的较重成分可以冷凝并返回反应区122进行进一步处理，例如进行进一步反应。

虽然图1示出了剥离区120、反应区122和冷凝区118的特定竖直间隔，但是本领域技术人员将理解，剥离区120、反应区122和冷凝区118可以没有严格的边界。相反，在两个区交汇的地方，第一个区的特性将会缓慢转换为第二个区的特性。还应注意，各个区(剥离区120、反应区122和冷凝区118)的大小(即，容积)可以根据烃进料150的类型、反应和多区流化床反应器流出物154进行修改。

剥离区120和反应区122的容积比可以在1：1到20：1的范围中，例如在5：1到15：1或7：1到12：1的范围中。反应区122和冷凝区118的容积比可以在50：1到0.5：1的范围中，例如在20：1到0.5：1或10：1到1：1的范围中。如本公开前述，冷凝区118的大小可以根据烃进料150、反应和多区流化床反应器流出物154以及冷凝区118中的期望温度进行修改。

参考图1，在多区流化床反应器110的运行期间，烃进料150可以通过烃进料盘管141被引入反应区122。流化气体152可以使流化催化剂床116中的催化剂160流化。在反应区122中，烃进料150可以与催化剂160接触，并且一部分烃进料150可以进行一个或多个裂化反应以形成一个或多个化学产品156或中间体。一个或多个化学产品156或中间体可以是气态的并且可以升到冷凝区118。在冷凝区118中，较重的化学产品156或中间体可以冷凝并返回反应区122，在这里可以发生进一步裂化。一旦与冷凝区118中的较重化学产品156或中间体分开，多区流化床反应器流出物154中的一个或多个化学产品156或中间体就可以被递送出多区流化床反应器110。在多区流化床反应器110的运行期间，焦炭162可以沉积在催化剂160上，如本公开将进一步描述的。其表面上沉积有焦炭162的催化剂160可以指用过的催化剂164。用过的催化剂164可以被递送到催化剂再生回路130，用过的催化剂164可以在这里被处理成再生催化剂166，如本公开将进一步描述的。

现在将更详细地描述多区流化床反应器110的操作条件。多区流化床反应器110的温度可以在400摄氏度(℃)到1000℃的范围中，例如550°C到850℃的范围中。多区流化床反应器110的压力可以在0.1巴(10千帕(kPa))到5巴(500kPa)的范围中，例如1巴(100kPa)到4巴(400kPa)或1巴(100kPa)到3巴(300kPa)的范围中。多区流化床反应器110中的停留时间可以在0.1秒到10分钟的范围中，例如0.1秒到1分钟或0.5秒到1分钟的范围中。

当一部分烃进料150接触催化剂160并且被处理以产生一个或多个化学产品156和中间体时，含碳沉积物(通常指的是焦炭162)可以在催化剂160上形成并使催化剂160失活。为了再生用过的催化剂164，被焦炭162失活的用过的催化剂164可以与一个或多个化学产品156和中间体分离、在剥离区120中由流化气体152剥离可移除烃并被递送到催化剂再生回路130，在该催化剂再生回路中，焦炭162可以在再生气体134存在的情况下从用过的催化剂164中烧掉，以产生催化有效的再生催化剂166。术语“催化有效”是指再生催化剂166开启催化反应的能力。尽管为了效率，最期望的是将用过的催化剂164递送到催化剂再生回路130，但是也设想了其表面没有沉积焦炭162的催化剂160也可以被递送到催化剂再生回路130。递送到催化剂再生回路130的催化剂160可能不全是用过的催化剂164。然而，应当注意，具有焦炭沉积物的用过的催化剂164可能比具有较少或没有焦炭沉积物的催化剂160更重，并且可以通过流化床116向下迁移到剥离区120。因此，递送到催化剂再生回路130的催化剂中的大部分可以是用过的催化剂164。

再次参照图1，多区流化床反应器110可包括一个或多个催化剂再生回路130。每个催化剂再生回路130可以与多区流化床反应器110流体连通。每个催化剂再生回路130可包括入口131和出口132。催化剂再生回路130的入口131可以与流化催化剂床116的剥离区120流体连通。催化剂再生回路130的出口132可以与流化催化剂床116的反应区122流体连通。当用过的催化剂164在催化剂再生回路130中时，催化剂再生回路130可操作以燃烧存在于用过的催化剂164上的一部分焦炭162。催化剂再生回路130可操作以使用过的催化剂164在足以使用过的催化剂164上的至少一部分焦炭162燃烧的温度下接触一种或多种再生气体。

催化剂再生回路130可包括第一滑动阀137和第二滑动阀138。第一滑动阀137可以将剥离区120连接到催化剂再生回路130的入口131。第二滑动阀138可以将催化剂再生回路130的出口132连接到反应区122。第一滑动阀137和第二滑动阀138可以分别控制是否从多区流化床反应器110收回用过的催化剂164以及是否将再生催化剂166返回到多区流化床反应器110。第一滑动阀137可以控制从剥离区120收回的用过的催化剂164的一部分。第二滑动阀138可控制返回到反应区122的再生催化剂166。第一滑动阀137可以在分批或半连续的基础上从剥离区120收回用过的催化剂164。可以在分批或半连续的基础上收回用过的催化剂164，从而允许用过的催化剂164在催化剂再生回路130中的停留时间足以使用过的催化剂164上沉积的焦炭162燃烧。

仍然参照图1，提升气体158可以被引入催化剂再生回路130以将用过的催化剂164从多区流化床反应器110运输到且通过催化剂再生回路130。提升气体158可包括蒸汽。低压、中压或高压蒸汽可以用作提升气体158。优选使用低压蒸汽作为提升气体158。低压蒸汽可以指压力小于或等于2.5巴(250kPa)的蒸汽。中压蒸汽可以指压力大于2.5巴(250kPa)且小于或等于16.5巴(1.65兆帕(MPa))的蒸汽。高压蒸汽可以指压力大于16.5巴(1.65MPa)的蒸汽。

催化剂再生回路130还可包括再生气体入口133和废气出口135。再生气体入口133可以与催化剂再生回路130流体连通。再生气体入口133可以位于或靠近催化剂再生回路130的入口131。再生气体入口133可以将再生气体134与一部分用过的催化剂164在催化剂再生回路130中结合。再生气体134可包括空气、氧气、氮气、蒸汽或它们的组合。当再生气体134包括蒸汽时，再生气体134可包括高压蒸汽。

当用过的催化剂164在催化剂再生回路130中时，用过的催化剂164上存在的至少一部分焦炭162可以燃烧。再生气体134可以在可使用过的催化剂164上的至少一部分焦炭162燃烧以产生废气136的温度下接触用过的催化剂164。废气136可包括但不限于一氧化碳、二氧化碳、水蒸气、氧化氮、氧化硫或它们的组合。废气136可包括焦炭沉积物燃烧期间产生的任何其他气体。用过的催化剂164上存在的至少一部分焦炭162的燃烧可以再生该催化剂160以在多区流化床反应器110中进行进一步处理。

废气136与多区流化床反应器流出物154的分离可能具有挑战性、费时且成本高。因此，高效且有效地分离废气136和再生催化剂166可以减少或防止废气136与多区流化床反应器流出物154的共混，这可以减少或消除与分离废气136和裂化流出物154相关联的挑战和成本。催化剂再生回路130的废气出口135可以高效且有效地分离用过的催化剂164上的焦炭162的燃烧产生的废气136。废气出口135可以与催化剂再生回路130流体连通。废气出口135可以将至少一部分废气136从催化剂再生回路130中的再生催化剂166移除。通过分离废气136并将至少一部分废气136从催化剂再生回路130移除，量减少的废气136可以被引回多区流化床反应器110中。因此，量减少的废气136可以和多区流化床反应器流出物154一起被递送出多区流化床反应器110。这可以避免或减少废气136与多区流化床反应器流出物154的挑战性的、耗时的且成本高的分离的需要。

现在参照图2，废气出口135可以与热回收单元200流体连通。如本公开所用，“热回收单元”可以指可再循环过剩热量以向需要热量的另一部件或蒸汽提供必需的热量的部件。热回收单元200可以是换热器。废气出口135可以将一部分废气136递送到热回收单元200。热回收单元200可以预热烃进料500或者可以生成低压蒸汽、中压蒸汽或高压蒸汽。如图2所示，热回收单元200可以在烃进料500进入多区流化床反应器110之前预热烃进料150。

再次参照图1，催化剂再生回路130可操作以将一部分用过的催化剂164从多区流化床反应器110移除。一些具有较少量焦炭沉积物的催化剂160(即，非用过的催化剂)也可以从多区流化床反应器110移除并被递送到催化剂再生回路130。催化剂再生回路130可操作以使来自多区流化床反应器110的一部分用过的催化剂164与再生气体134接触。再生气体134和催化剂再生回路130的操作条件可操作以燃烧沉积在用过的催化剂164上的一部分焦炭162。沉积在用过的催化剂164上的焦炭162可以燃烧以产生再生催化剂166和废气136。在将再生催化剂166返回到多区流化床反应器110之前，废气136可以与再生催化剂166分离。催化剂再生回路130可在足以使用过的催化剂上的至少一部分焦炭燃烧的温度下操作。在实施例中，催化剂再生回路130中的温度可以在500℃到800℃的范围中，例如550℃到750℃或600℃到700℃的范围中。催化剂再生回路130中的压力可以在1巴(100kPa)到10巴(500kPa)的范围中，例如1巴(100kPa)到4巴(400kPa)或1巴(100kPa)到3巴(300kPa)的范围中。催化剂再生回路130中的停留时间可以少于二十分钟，例如在3秒到20分钟或5分钟到20分钟的范围中。

从多区流化床反应器110移除的用过的催化剂164的量可以通过以下方式来确定：平衡多区流化床反应器110中的目标催化剂活性与维持烃到一个或多个化学产品156或中间体的期望转化所需的能量的量。多区流化床反应器110和催化剂再生回路130中的催化剂160的总量与烃进料150的质量比可以在5.0到50.0的范围中，例如10.0到45.0或15.0到40.0的范围中。

再次参照图2，催化剂再生回路130还可包括与催化剂再生回路130流体连通的催化剂泄放部210。催化剂泄放部210可以从催化剂再生回路130移除用过的催化剂164的一部分212。从催化剂再生回路130移除的用过的催化剂164的该部分212可占转移到催化剂再生回路130中的用过的催化剂164的0.1重量百分比(wt.％)到5.0wt.％。另外地或备选地，催化剂再生回路130可包括与催化剂再生回路130流体连通的催化剂入口214。催化剂入口214可以将新鲜催化剂216引入催化剂再生回路130。由于催化剂160可能通过分层、中毒或其他方式永久失活，所以可能需要将新鲜催化剂216引入催化剂再生回路130和多区流化床反应器110。经由催化剂入口214引入催化剂再生回路130的新鲜催化剂216可以与再生催化剂166结合，使得新鲜催化剂216被再生催化剂166预热以避免多区流化床反应器110中的冷点。

现在参照图8-9，本公开的多区流化床反应器系统100可包括多个催化剂再生回路130，例如2个、3个、4个、5个、6个或多于6个催化剂再生回路130。多个催化剂再生回路130可以各自与多区流化床反应器110的剥离区120和反应区122流体连通。多个催化剂再生回路130可以分布在多区流化床反应器110周边。如图8所示，多区流化床反应器110可具有第一催化剂再生回路130和第二催化剂再生回路130’。第二催化剂再生回路130’可具有第一催化剂再生回路130的所有相同特征和功能，如本公开之前所述。第二催化剂再生回路130’可包括第二催化剂再生回路130’的入口131’和出口132’、再生气体入口133’、废气出口135’、第一滑动阀137’、第二滑动阀138’和催化剂入口214’。类似地，与第一催化剂再生回路130相同或相似的材料可以流入、流过或流出第二催化剂再生回路130’，例如再生气体134’、提升气体158’、废气136’、从第二催化剂再生回路130’移除的用过的催化剂164的一部分212’的一小部分和新鲜催化剂216’。

如图9所示，多区流化床反应器110可具有第一催化剂再生回路130、第二催化剂再生回路130’和第三催化剂再生回路130”。再者，本公开的多区流化床反应器系统100可包括多个催化剂再生回路130，例如2个、3个、4个、5个、6个或多于6个催化剂再生回路130。第三催化剂再生回路130”可具有第一催化剂再生回路130和第二催化剂再生回路130’的所有相同特征和功能，如本公开之前所述。

类似于单个催化剂再生回路130，多个催化剂再生回路130可分别包括将剥离区120连接到每个催化剂再生回路130的第一滑动阀137和将每个催化剂再生回路130连接到反应区122的第二滑动阀138。每个催化剂再生回路130的第一滑动阀137可操作以在连续的基础上从剥离区120收回用过的催化剂164。也就是说，多个催化剂再生回路130中的单独回路仍然可以在分批或半连续的基础上从剥离区120收回用过的催化剂164。然而，在多个催化剂再生回路130中的每一个结合操作的情况下，可以在连续的基础上从剥离区120收回用过的催化剂164。多个催化剂再生回路130中的每一个可以依次操作以使用过的催化剂164的再生模拟用过的催化剂164的连续再生。例如，多个催化剂再生回路130中的第一个可以主动地再生用过的催化剂164，同时多个催化剂再生回路130中的其余回路不再生用过的催化剂164。第一催化剂再生回路130可以再生用过的催化剂164，第二催化剂再生回路130’将用过的催化剂164从多区流化床反应器110转移到第二催化剂再生回路130’中，并且第三催化剂再生回路130”可以将用过的催化剂164从第三催化剂再生回路130”转移到多区流化床反应器110中。总之，可以按顺序操作多个催化剂再生回路130以模拟用过的催化剂164的连续再生。在这种实施例中，再生催化剂166可以以一定频率被引入反应区122，该频率小于通过单个催化剂再生回路130的循环时间。如本公开通篇所用，提及单个催化剂再生回路130还可以包括其中替代地使用多个催化剂再生回路130的实施例。

现在参照图10，催化剂再生回路130可包括流化床再生器910。也就是说，催化剂再生回路130可以将用过的催化剂164以循环的方式在多区流化床反应器110和催化剂再生回路130(在图10中是流化床再生器910)之间运输。在流化床再生器910中，用过的催化剂164可以经由第一向下导管912从多区流化床反应器110的剥离区120运输到流化床再生器910。用过的催化剂164可以利用来自燃烧气流914的提升力被运输通过流化床再生器910的提升管。然后用过的催化剂164可以与附加的燃烧空气接触并在流化床再生器910的再生区916中进行任何堆积的焦炭的受控燃烧。废气198可以从再生区916移除。然后再生催化剂166可以经由第二向下导管920返回到多区流化床反应器的反应区122。在再生器中，由任何焦炭的燃烧产生的热量可以被运输到催化剂160，这可以提高向多区流化床反应器110的流化催化剂床116中的催化反应提供热量所需的温度。在实施例中，流化床再生器910可以是提升管再生器。

图3-7示意性地描绘了多区流化床反应器110的各个实施例。现在将更详细地描述图3-7中的每个图。首先参照图3，多区流化床反应器110可包括壳体112的底部112A处或附近的催化剂泄放部210，其竖直地位于流化床分配器114上方(例如，在图3-10的坐标轴的+Z方向)。在这种实施例中，催化剂160的一部分212可以从流化催化剂床116移除，而不需要经由催化剂再生回路130移除催化剂160。在操作期间，催化剂160的这些部分212可以捕获可使催化剂上的催化活性位点永久失活的金属和其他毒物。催化剂160的这些部分212可以由于其提高的密度而在壳体112的底部112A处或附近浓缩。催化剂160的具有提高的密度的这些部分212可以经由催化剂泄放部210移除。新鲜催化剂216的补充部分可以经由催化剂入口214被送入多区流化床反应器110。在实施例中，新鲜催化剂216可以是补充催化剂。新鲜催化剂216可以占据经由催化剂泄放部210移除的催化剂160的任何部分212。应当注意，催化剂泄放部210和催化剂入口214可以是催化剂再生回路130的催化剂入口214和催化剂泄放部210的附加或替代。

现在参照图4，根据另一实施例，烃进料入口140和烃进料盘管141可以进入壳体112的底部112A处或附近的多区流化床反应器110。烃进料盘管141可以穿过剥离区120进入反应区122，而不是穿过冷凝区118进入反应区122(见图1和图3)。在该实施例中，烃进料150可以由剥离区120预热。另外，烃进料盘管141中的烃进料150可以减少流化催化剂床116中的过热，这是因为烃进料盘管141中的烃进料150可以吸收来自流化催化剂床116的过剩热量。

现在参照图5，根据另一实施例，多区流化床反应器110可包括两个烃进料入口和两个烃进料盘管。第一烃进料入口140和第一烃进料盘管141可以类似于图1和图3中所描绘的那些。第一烃进料盘管141可以进入多区流化床反应器110，穿过冷凝区118并进入反应区122。第二烃进料入口140’和第二烃进料盘管141’可以类似于图4中所描绘的那些。再次参照图5，第二烃进料盘管141’可以进入多区流化床反应器110，穿过剥离区120并进入反应区122。在这种实施例中，烃进料150、150’的单独部分可以分别通过第一烃进料盘管141和第二烃进料盘管141’递送过冷凝区118和剥离区120两者。烃进料150的递送到第一烃进料盘管141中的这部分和烃进料150’的递送到第二烃进料盘管141’中的这部分可以变化以协助控制流化催化剂床116和多区流化床反应器110中的温度。例如，如果流化催化剂床116和多区流化床反应器110中的温度过高，第一烃进料盘管141中的烃进料150可以变化以使第一烃进料盘管141中的烃进料150多于第二烃进料盘管141’中的烃进料150’。备选地，如果流化催化剂床116和多区流化床反应器110中的温度过低，第一烃进料盘管141中的烃进料150或第二烃进料盘管141’中的烃进料150’可以变化以使第二烃进料盘管141’中的烃进料150’多于第一烃进料盘管141中的烃进料150。递送到第二进料盘管141’中的烃进料150’可具有不同于通过第一烃进料盘管141进入的烃进料150的烃组分。例如，轻质烃部分可以通过入口140’进入，而较重烃部分可以通过入口140进入。

现在参照图6，根据再一实施例，可以修改多区流化床反应器110的壳体112以使冷凝区118的大小(即，容积)可以大于剥离区120和反应区122。在图6中，与剥离区120和反应区122相比，冷凝区118的直径增大。如本公开之前所讨论的，冷凝区118的容积增大可以降低从反应区122竖直地递送到冷凝区118的多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体的速度。冷凝区118中多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体的速度降低可以允许冷凝区118中多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体的停留时间延长。冷凝区118中多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体的停留时间延长可以使多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体与烃进料盘管141中的烃进料150之间的热传递增加。另外，冷凝区118中多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体的停留时间的延长可以允许化学产品156的较重成分的冷凝更高效，从而允许化学产品156的较重成分冷凝并回到流化催化剂床116。

现在参照图7，再根据另一实施例，剥离区120、反应区122和冷凝区118可以都包括不同的直径，从而改变每个区的大小。在该实施例中，剥离区120可以比反应区122具有更小的直径，并且反应区122可以比冷凝区118具有更小的直径。改变剥离区120、反应区122和冷凝区118的直径可以允许控制和定制剥离区120、反应区122和冷凝区118之间的比例。

图1-10中的任一个图的特征可适用于任何其他图。本领域技术人员将理解，每个图中描绘的各种实施例可以容易地适用于其余的图。

本公开的多区流化床反应器110可能能够处理各种烃进料150，包括原油。将烃进料150转化为多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体可包括将催化剂160加载到多区流化床反应器110的流化催化剂床116中。将烃进料150转化为多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体还可包括将烃进料150供应到多区流化床反应器110的反应区122以及通过剥离区120将流化气体152供应到反应区122。将烃进料150和流化气体152两者供应到反应区122之后，烃进料150可以在反应条件下与催化剂160接触。该接触可以使至少一部分烃进料150被转化为多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体。多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体可以竖直地上升到冷凝区118，在该冷凝区中，在将多区流化床反应器流出物154递送出多区流化床反应器110之前，多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体的较重部分冷凝并返回到反应区122进行进一步转化。

设想多区流化床反应器110中可以发生任意数量的反应。烃进料150和多区流化床反应器流出物154的期望的一个或多个化学产品156或中间体可以引导在多区流化床反应器110中促进的反应类型。例如，反应可以是裂化反应或脱氢反应。类似地，设想多区流化床反应器110中可以使用任意数量的催化剂160。再者，烃进料150、反应和多区流化床反应器流出物154的期望的一个或多个化学产品156或中间体可以引导在多区流化床反应器110中使用的催化剂160。如果反应是裂化反应或脱氢反应，可以使用裂化催化剂或脱氢催化剂。本领域技术人员将认识到并理解，本公开的多区流化床反应器110将适用于许多不同的烃进料150、反应、催化剂160和多区流化床反应器流出物154的一个或多个化学产品156或中间体。

再次参照图1，在多区流化床反应器110中再生催化剂160的方法可包括将一部分用过的催化剂164从多区流化床反应器110的剥离区120递送到多区流化床反应器110的催化剂再生回路130，使该部分用过的催化剂164与催化剂再生回路130中的再生气体134接触，以产生再生催化剂166，将废气136、水蒸气或两者与催化剂再生回路130中的再生催化剂166分离，以及将再生催化剂166从催化剂再生回路130返回到多区流化床反应器110的反应区122。

在多区流化床反应器110中再生催化剂160的方法可包括将一部分用过的催化剂164从多区流化床反应器110的剥离区120递送到多区流化床反应器110的催化剂再生回路130。多区流化床反应器110可具有本公开之前针对多区流化床反应器110所讨论的特征、催化剂160或操作条件中的任一项。类似地，催化剂再生回路130可具有本公开之前针对催化剂再生回路130所讨论的特征、催化剂160或操作条件中的任一项。

在多区流化床反应器系统100中再生催化剂160的方法可包括在分批或半连续的基础上将剥离区120中的一部分用过的催化剂164递送到催化剂再生回路130。可以通过操作最靠近催化剂再生回路130的入口131的滑动阀来控制这部分用过的催化剂164从剥离区120到催化剂再生回路130的递送。

在多区流化床反应器系统100中再生催化剂160的方法可包括维持催化剂再生回路130中的压力大于剥离区120和反应区122中的压力。通过维持催化剂再生回路130以及剥离区120和反应区122中的不同压力，催化剂160可以高效地送入并送出催化剂再生回路130。

这里描述了本公开的一个或多个方面。本公开的第一方面可包括多区流化床反应器系统，其包括多区流化床反应器。多区流化床反应器可包括壳体、位于壳体底部的流化床分配器、竖直布置在流化床分配器上方的流化催化剂床和竖直布置在流化催化剂床上方的冷凝区。流化催化剂床可包括剥离区和竖直布置在剥离区上方的反应区。多区流化床反应器系统还可包括流体接合到剥离区和反应区的至少一个催化剂再生回路，其中该至少一个催化剂再生回路的入口可以与流化催化剂床的剥离区流体连通，并且该至少一个催化剂再生回路的出口可以与流化催化剂床的反应区流体连通。该至少一个催化剂再生回路可操作以用于从剥离区收回一部分用过的催化剂、再生该部分用过的催化剂以产生再生催化剂、并将该再生催化剂返回到反应区。

本公开的第二方面可包括第一方面，其中该至少一个催化剂再生回路还可包括将剥离区连接到该至少一个催化剂再生回路的第一滑动阀，和将该至少一个催化剂再生回路连接到反应区的第二滑动阀。第一滑动阀可操作以控制从剥离区收回的一部分用过的催化剂，并且第二滑动阀可操作以控制返回到反应区的再生催化剂。

本公开的第三方面可包括第二方面，其中第一滑动阀可操作以在分批或半连续的基础上从剥离区收回用过的催化剂。

本公开的第四方面可包括第一至第三方面中的任一项，其中该至少一个催化剂再生回路还可包括与该至少一个催化剂再生回路流体连通的再生气体入口。该至少一个催化剂再生回路可操作以将再生气体与该至少一个催化剂再生回路中的一部分用过的催化剂结合。

本公开的第五方面可包括第一至第四方面中的任一项，其中催化剂再生回路可操作以在用过的催化剂位于该至少一个催化剂再生回路中时燃烧用过的催化剂上存在的一部分焦炭。

本公开的第六方面可包括第一至第五方面中的任一项，还包括与该至少一个催化剂再生回路流体连通的废气出口。废气出口可操作以将一部分废气从该至少一个催化剂再生回路中的再生催化剂中移除。

本公开的第七方面可包括第六方面，其中废气可包括一氧化碳、二氧化碳或两者的组合。

本公开的第八方面可包括第六或第七方面，其中废气出口可以与热回收单元流体连通以将一部分废气递送到热回收单元。

本公开的第九方面可包括第八方面，其中热回收单元可操作以预热烃进料或生成高压蒸汽。

本公开的第十方面可包括第一至第九方面中的任一项，包括多个催化剂再生回路，其中多个催化剂再生回路中的每一个可以与多区流化床反应器的剥离区和反应区流体连通。

本公开的第十一方面可包括第十方面，其中多个催化剂再生回路中的每一个可包括将剥离区连接到催化剂再生回路的第一滑动阀，和将催化剂再生回路连接到反应区的第二滑动阀。多个催化剂再生回路中的每一个的第一滑动阀可操作以从剥离区收回用过的催化剂。

本公开的第十二方面可包括第十一方面，其中可以按顺序操作多个催化剂再生回路以模拟催化剂的连续再生。

本公开的第十三方面可包括第一至第十二方面中的任一项，其中该至少一个催化剂再生回路可包括流化床再生器。

本公开的第十四方面可包括第一至第十三方面中的任一项，其中该至少一个催化剂再生回路可包括鼓泡流化床或湍动流化床。

本公开的第十五方面可包括第一至第十四方面中的任一项，其中该至少一个催化剂再生回路可操作以使一部分用过的催化剂与再生气体在500摄氏度到800摄氏度的温度中接触。

本公开的第十六方面可包括第一至第十五方面中的任一项，其中该至少一个催化剂再生回路可操作以使一部分用过的催化剂与再生气体在1巴到5巴的压力下接触。

本公开的第十七方面可包括第一至第十六方面中的任一项，其中该至少一个催化剂再生回路可操作以使一部分用过的催化剂与再生气体在少于二十分钟的停留时间内接触。

本公开的第十八方面可包括第一至第十七方面中的任一项，其中该至少一个催化剂再生回路还可包括与该至少一个催化剂再生回路流体连通的催化剂泄放部。催化剂泄放部可操作以将一部分用过的催化剂中的一小部分从该至少一个催化剂再生回路中移除。

本公开的第十九方面可包括第十八方面，其中催化剂泄放部可操作以将占该部分用过的催化剂的0.1重量百分比至5.0重量百分比的这部分用过的催化剂的一小部分从该至少一个催化剂再生回路移除。

本公开的第二十方面可包括第一至第十九方面中的任一项，其中该至少一个催化剂再生回路还可包括与该至少一个催化剂再生回路流体连通的催化剂入口。催化剂入口可操作以将新鲜催化剂引入催化剂再生回路。

本公开的第二十一方面可包括第一至第二十方面中的任一项，其中多区流化床反应器还可包括与剥离区流体连通的催化剂泄放部。催化剂泄放部可操作以将一部分催化剂从多区流化床反应器移除。

本公开的第二十二方面可包括第一至第二十一方面中的任一项，其中冷凝区的直径可以大于反应区和剥离区两者的直径。

本公开的第二十三方面可包括第一至第二十二方面中的任一项，其中冷凝区的直径可以大于反应区的直径。反应区的直径可以大于剥离区的直径。

本公开的第二十四方面可包括一种在多区流化床反应器中再生催化剂的方法，该方法包括将一部分用过的催化剂从多区流化床反应器的剥离区递送到多区流化床反应器的催化剂再生回路，使该部分用过的催化剂与催化剂再生回路中的再生气体接触，以产生再生催化剂，将废气、水蒸气或两者与催化剂再生回路中的再生催化剂分离，以及将再生催化剂从催化剂再生回路返回到多区流化床反应器的反应区。多区流化床反应器可包括流化催化剂床和竖直布置在流化催化剂床上方的冷凝区。流化催化剂床可包括剥离区和竖直布置在剥离区上方的反应区。催化剂再生回路的入口可以与流化催化剂床的剥离区流体连通。催化剂再生回路的出口可以与流化催化剂床的反应区流体连通。

本公开的第二十五方面可包括第二十四方面，包括在分批或半连续的基础上将剥离区中的一部分用过的催化剂递送到催化剂再生回路。

本公开的第二十六方面可包括第二十五方面，包括通过操作最靠近催化剂再生回路的入口的滑动阀，控制这部分用过的催化剂从剥离区到催化剂再生回路的递送。

本公开的第二十七方面可包括第二十四至第二十六方面中的任一项，其中再生气体可包括空气、氧气、氮气、蒸汽或它们的组合。

本公开的第二十八方面可包括第二十七方面，其中蒸汽可包括高压蒸汽。

本公开的第二十九方面可包括第二十四至第二十八方面中的任一项，其中使一部分用过的催化剂与催化剂再生回路中的再生气体接触可以使用过的催化剂上存在的至少一部分焦炭燃烧。

本公开的第三十方面可包括第二十四至第二十九方面中的任一项，还包括从与催化剂再生回路中的再生催化剂分离的废气、水蒸气或两者回收热量。

本公开的第三十一方面可包括第三十方面，包括使用与催化剂再生回路中的再生催化剂分离的废气、水蒸气或两者来预热烃进料或生成高压蒸汽。

本公开的第三十二方面可包括第二十四至第三十一方面中的任一项，其中废气可包括一氧化碳、二氧化碳或两者的组合。

本公开的第三十三方面可包括第二十四至第三十二方面中的任一项，还包括将一部分用过的催化剂从多区流化床反应器的剥离区递送到多区流化床反应器的多个催化剂再生回路。

本公开的第三十四方面可包括第三十三方面，包括按顺序操作多个催化剂再生回路以模拟催化剂的连续再生。

本公开的第三十五方面可包括第二十四至第三十四方面中的任一项，其中催化剂再生回路可包括流化床再生器，并且该方法可包括将一部分用过的催化剂递送到流化床再生器。

本公开的第三十六方面可包括第二十四至第三十五方面中的任一项，其中催化剂再生回路可包括鼓泡流化床或湍动流化床。

本公开的第三十七方面可包括第二十四至第三十六方面中的任一项，包括在500摄氏度到800摄氏度的温度范围中操作催化剂再生回路。

本公开的第三十八方面可包括第二十四至第三十七方面中的任一项，包括在1巴到5巴的压力范围中操作催化剂再生回路。

本公开的第三十九方面可包括第二十四至第三十八方面中的任一项，其中这部分用过的催化剂在催化剂再生回路中的停留时间可以少于二十分钟。

本公开的第四十方面可包括第二十四至第三十九方面中的任一项，还包括从催化剂再生回路移除这部分用过的催化剂中的一小部分。

本公开的第四十一方面可包括第四十方面，其中这部分用过的催化剂中的一小部分可占这部分用过的催化剂的0.1重量百分比至5.0重量百分比。

本公开的第四十二方面可包括第二十四至第四十一方面中的任一项，还包括将新鲜催化剂添加到催化剂再生回路中的再生催化剂。

本公开的第四十三方面可包括第二十四至第四十二方面中的任一项，包括维持催化剂再生回路中的压力大于剥离区和反应区中的压力。

应当注意，以下一项或多项权利要求使用“其中”一词作为过渡短语。为了定义本技术，应当注意，该术语在权利要求中被引入为一个开放式过渡短语，用于引入对结构的一系列特性的叙述，并且应以与更常用的开放式前序术语“包括”类似的方式来解释。

应当理解，分配给一个性质的任何两个定量值都可以构成该性质的范围，并且在本公开中考虑了由给定性质的所有所述定量值形成的范围的所有组合。

在详细描述了本公开的主题并参考特定实施例之后，应当注意，本公开中描述的各种细节不应被视为暗示这些细节涉及作为本公开中所描述的各种实施例的基本部件的元件，即使在伴随本说明书的每个附图中示出了特定元件的情况下也是如此。相反，本文所附的权利要求应被视为本公开的广度和本公开中描述的各种实施例的相应范围的唯一表示。此外，显而易见的是，可以在不脱离所附权利要求的范围的情况下进行修改和变化。

Claims (15)

1.一种多区流化床反应器系统，包括：

多区流化床反应器，包括壳体、位于所述壳体底部的流化床分配器、竖直布置在所述流化床分配器上方的流化催化剂床和竖直布置在所述流化催化剂床上方的冷凝区，其中：

所述流化催化剂床包括剥离区和竖直布置在所述剥离区上方的反应区；

流体接合到所述剥离区和所述反应区的至少一个催化剂再生回路，其中：

所述至少一个催化剂再生回路的入口与所述流化催化剂床的所述剥离区流体连通；并且

所述至少一个催化剂再生回路的出口与所述流化催化剂床的所述反应区流体连通；

其中所述至少一个催化剂再生回路可操作以用于从所述剥离区收回一部分用过的催化剂、再生所述部分用过的催化剂以产生再生催化剂并将所述再生催化剂返回到所述反应区。

2.根据权利要求1所述的多区流化床反应器系统，其中所述至少一个催化剂再生回路还包括：

第一滑动阀，其将所述剥离区连接到所述至少一个催化剂再生回路；和

第二滑动阀，其将所述至少一个催化剂再生回路连接到所述反应区；

其中：

所述第一滑动阀可操作以在分批或半连续的基础上控制从所述剥离区收回的所述部分用过的催化剂；并且

所述第二滑动阀可操作以控制返回到所述反应区的所述再生催化剂。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的多区流化床反应器系统，其中所述至少一个催化剂再生回路还包括与所述至少一个催化剂再生回路流体连通的再生气体入口，其中所述至少一个催化剂再生回路可操作以将再生气体与所述部分用过的催化剂在所述至少一个催化剂再生回路中结合。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的多区流化床反应器系统，还包括与所述至少一个催化剂再生回路流体连通的废气出口，其中：

所述废气出口可操作以将一部分废气从所述至少一个催化剂再生回路中的所述再生催化剂中移除；并且

所述废气出口与热回收单元流体连通以将所述部分废气递送到所述热回收单元，其中所述热回收单元可操作以预热烃进料或生成高压蒸汽。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的多区流化床反应器系统，包括多个催化剂再生回路，其中：

所述多个催化剂再生回路中的每一个与所述多区流化床反应器的所述剥离区和所述反应区流体连通；

所述多个催化剂再生回路中的每一个包括将所述剥离区连接到所述催化剂再生回路的第一滑动阀和将所述催化剂再生回路连接到所述反应区的第二滑动阀；并且

所述多个催化剂再生回路中的每一个的所述第一滑动阀可操作以从所述剥离区收回用过的催化剂。

6.根据权利要求5所述的多区流化床反应器系统，其中所述多个催化剂再生回路按顺序操作以模拟催化剂的连续再生。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的多区流化床反应器系统，其中所述至少一个催化剂再生回路包括流化床再生器、鼓泡流化床或湍动流化床。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的多区流化床反应器系统，其中所述至少一个催化剂再生回路还包括与所述至少一个催化剂再生回路流体连通的催化剂泄放部，其中：

所述催化剂泄放部可操作以将所述部分用过的催化剂中的一小部分从所述至少一个催化剂再生回路中移除；并且

所述催化剂泄放部可操作以将占所述部分用过的催化剂的0.1重量百分比至5.0重量百分比的所述部分用过的催化剂的所述一小部分从所述至少一个催化剂再生回路中移除。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的多区流化床反应器系统，其中所述至少一个催化剂再生回路还包括与所述至少一个催化剂再生回路流体连通的催化剂入口，其中所述催化剂入口可操作以将新鲜催化剂引入所述催化剂再生回路。

10.一种在多区流化床反应器中再生催化剂的方法，包括：

将一部分用过的催化剂从所述多区流化床反应器的剥离区递送到所述多区流化床反应器的催化剂再生回路；

使所述部分用过的催化剂与所述催化剂再生回路中的再生气体接触，以产生再生催化剂；

将废气、水蒸气或两者与所述催化剂再生回路中的所述再生催化剂分离；以及

将所述再生催化剂从所述催化剂再生回路返回到所述多区流化床反应器的反应区，其中：

所述多区流化床反应器包括流化催化剂床和竖直布置在所述流化催化剂床上方的冷凝区；

所述流化催化剂床包括所述剥离区和竖直布置在所述剥离区上方的反应区；

所述催化剂再生回路的入口与所述流化催化剂床的所述剥离区流体连通；并且

所述催化剂再生回路的出口与所述流化催化剂床的所述反应区流体连通。

11.根据权利要求10所述的方法，包括：

在分批或半连续的基础上将所述剥离区中的所述部分用过的催化剂递送到所述催化剂再生回路；以及

通过操作最靠近所述催化剂再生回路的所述入口的滑动阀，控制所述部分用过的催化剂从所述剥离区到所述催化剂再生回路的所述递送。

12.根据权利要求10或11中任一项所述的方法，还包括：从与所述催化剂再生回路中的所述再生催化剂分离的所述废气、水蒸气或两者回收热量；以及使用与所述催化剂再生回路中的所述再生催化剂分离的所述废气、水蒸气或两者来预热烃进料或生成高压蒸汽。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，还包括：

将所述部分用过的催化剂从所述多区流化床反应器的所述剥离区递送到所述多区流化床反应器的多个催化剂再生回路；以及

按顺序操作所述多个催化剂再生回路以模拟催化剂的连续再生。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，包括在以下条件下操作所述催化剂再生回路：温度范围为500摄氏度到800摄氏度，压力范围为1巴到5巴，所述催化剂再生回路中的所述部分用过的催化剂的停留时间少于或等于20分钟，或这些条件的组合。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，还包括：将所述部分用过的催化剂的一小部分从所述催化剂再生回路中移除，其中所述部分用过的催化剂的所述一小部分占所述部分用过的催化剂的0.1重量百分比至5.0重量百分比。