CN117282472B - 一种催化裂化催化剂老化方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及催化裂化催化剂活性稳定测试技术领域，提出了一种催化裂化催化剂老化方法及设备，包括以下步骤：S1、通过催化剂进入管一向管式炉一中加入加热后的高温催化裂化催化剂，并通过水蒸气进入管一向管式炉一中注入水蒸气，水蒸气和加热后的高温催化裂化催化剂接触降低催化剂的活性，同时，打开管式炉一两侧的疝气光源，光源经过透明罩进入管式炉一中，在经过反射镜反射将催化剂暴露在光照条件下，进一步加速降低催化剂的活性；S2、通过氮气进入管向管式炉一内部通入氮气，并保持升温、注入水蒸气和光照。通过疝气光源的光照和通氮对催化裂化催化剂处理后，经循环催化剂和燃烧燃料，对催化剂老化的效率有显著的提高。

Description

一种催化裂化催化剂老化方法及设备
技术领域
本发明涉及催化裂化催化剂活性稳定技术领域，尤其涉及一种催化裂化催化剂老化方法及设备。
背景技术
催化裂化技术是炼油企业的主要二次加工工艺。该技术将重质烃油原料转化为汽油、柴油、丙烯和液化气等产品。在催化裂化装置运转过程中，装置中催化剂的活性需要保持在稳定水平，催化剂活性过高，会造成干气和焦炭产率过高，产品选择性很差；催化剂活性过低，如低于55，会造成转化率下降，轻质油产品收率降低。
催化裂化在开工时一般使用催化活性稳定的平衡催化剂，平衡催化剂是指催化裂化装置正常运转时再生器内的再生催化剂。在没有平衡催化剂的时候也可以在再生器内通入水蒸气和燃料油将新鲜催化剂的活性降低到一定程度再使用。
现有技术中，一般是将新鲜催化剂置于催化裂化装置再生器中，往再生器内通入水蒸气、燃料油和含氧气体，使催化剂在高温下与水蒸气反应降低活性，但是该种催化剂老化的效率低下，不利于当下对催化裂化催化剂的老化加工。
因此我们对此做出改进，提出一种催化裂化催化剂老化方法及设备。
发明内容
（一）本发明要解决的技术问题是：通过氙气光源的光照和通氮对催化裂化催化剂处理后，经循环催化剂和燃烧燃料，提高催化剂老化的效率。
（二）技术方案
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种催化裂化催化剂老化方法，包括以下步骤：
S1、通过催化剂进入管一向管式炉一中加入加热后的高温催化裂化催化剂，并通过水蒸气进入管一向管式炉一中注入水蒸气，水蒸气和加热后的高温催化裂化催化剂接触降低催化剂的活性，同时，打开管式炉一两侧的氙气光源，光源经过透明罩进入管式炉一中，在经过反射镜反射将催化剂暴露在光照条件下，进一步加速降低催化剂的活性；
S2、通过氮气进入管向管式炉一内部通入氮气，并保持升温、注入水蒸气和光照；
S3、管式炉一中的气体及其所携带的催化剂在管式炉一顶部，经过滤器一分离，气体从老化器顶部排气管一排出进入后续处理系统，分离出的催化裂化催化剂返回管式炉一底部，并打开控制阀，将分离出的催化裂化催化剂进入循环管稀相燃烧器的底部进行循环；
S4、通过燃油进入管一向稀相燃烧器中引入燃料，来自管式炉一底部的催化裂化催化剂与氧气进入管一将含氧气体引入稀相燃烧器中与燃料混合后进行燃烧反应，燃烧反应完全后的气体和催化裂化催化剂进入管式炉一的中部；
S5、催化剂活性降低到目标活性后，停止装置，卸出催化剂。
优选的，所述步骤S1中，氙气光源为300W的BF型疝灯和UV增强型疝灯。
优选的，所述BF型疝灯光谱范围为320nm-2500nm，UV增强型氙灯的光谱范围为260nm-2500nm。
优选的，所述步骤S1中，管式炉一中的气体空塔线速为0.1-2m/s，平均温度为520-800℃。
优选的，所述步骤S2中，向管式炉一中通入氮气的时长为10-20min，气体停留时间为2-20s，平均温度为500-700℃。
优选的，所述步骤S4中，稀相燃烧器中的气体空塔线速为2-20m/s，气体停留时间为2-20s，平均温度为650-850℃。
优选的，所述步骤S4中，使用的燃料为气体燃料或液体燃料。
优选的，所述步骤S4中，稀相燃烧器顶部出气口中氧气体积含量为1-5v％。
一种催化裂化催化剂老化设备，应用于上述中任一项所述的一种催化裂化催化剂老化方法，包括管式炉一、氮气进入管、稀相燃烧器、氧气进入管一、燃油进入管一、控制阀、循环管、过滤器一、排气管一、BF型疝灯、UV增强型疝灯、透明罩、反射镜、水蒸气进入管一以及催化剂进入管一，所述氮气进入管、稀相燃烧器、循环管、催化剂进入管一均与管式炉一连通，所述稀相燃烧器的下端与氧气进入管一的上端连通，所述燃油进入管一的左端与稀相燃烧器的下端连通，所述循环管的下端与控制阀连通，所述控制阀的下端与稀相燃烧器的中下部连通，所述管式炉一的内中部均匀分布有反射镜，所述管式炉一的两侧中上部开口内均固定连接有透明罩，左侧透明罩的左端固定连接有BF型疝灯，右侧透明罩的右端固定连接有UV增强型疝灯，所述管式炉一的内顶部开口内固定连接有过滤器一，所述过滤器一的上端开口内固定连接有排气管一。
（三）有益效果
本发明所提供的一种催化裂化催化剂老化方法及设备，其有益效果是：
通过本发明提供的催化裂化催化剂老化方法与常规的催化裂化催化剂老化相比，将催化剂老化时长分别缩短至7.7个小时和8.5个小时，提高了老化的效率，缩短了老化所需的时长，证明了通过氙气光源的光照和通氮处理后，经循环催化剂和燃烧燃料，对催化剂老化的效率有显著的提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种催化裂化催化剂老化方法及设备的反应流程示意图；
图2为对比例中采用的常规催化裂化催化剂老化方法及设备的反应流程示意图。
图中：1、管式炉一；2、氮气进入管；3、稀相燃烧器；4、氧气进入管一；5、燃油进入管一；6、控制阀；7、循环管；8、过滤器一；9、排气管一；10、BF型疝灯；11、UV增强型疝灯；12、透明罩；13、反射镜；14、排气管二；15、燃油进入管二；16、氧气进入管二；17、水蒸气进入管二；18、管式炉二；19、水蒸气进入管一；20、催化剂进入管一；21、过滤器二。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
实施例一
如图1所示，本实施方式提出了一种催化裂化催化剂老化方法，包括以下步骤：
S1、通过催化剂进入管一20向管式炉一1中加入加热后的高温催化裂化催化剂，并通过水蒸气进入管一19向管式炉一1中注入水蒸气，水蒸气和加热后的高温催化裂化催化剂接触降低催化剂的活性，同时，打开管式炉一1两侧的氙气光源，光源经过透明罩12进入管式炉一1中，在经过反射镜13反射将催化剂暴露在光照条件下，进一步加速降低催化剂的活性；
S2、通过氮气进入管2向管式炉一1内部通入氮气，并保持升温、注入水蒸气和光照；
S3、管式炉一1中的气体及其所携带的催化剂在管式炉一1顶部，经过滤器一8分离，气体从老化器顶部排气管一9排出进入后续处理系统，分离出的催化裂化催化剂返回管式炉一1底部，并打开控制阀6，将分离出的催化裂化催化剂进入循环管7稀相燃烧器3的底部进行循环；
S4、通过燃油进入管一5向稀相燃烧器3中引入燃料，来自管式炉一1底部的催化裂化催化剂与氧气进入管一4将含氧气体引入稀相燃烧器3中与燃料混合后进行燃烧反应，燃烧反应完全后的气体和催化裂化催化剂进入管式炉一1的中部；
S5、催化剂活性降低到目标活性后，停止装置，卸出催化剂。
本实施例中，步骤S1中，氙气光源为300W的BF型疝灯10和UV增强型疝灯11。
本实施例中，BF型疝灯10光谱范围为2500nm，UV增强型疝灯11的光谱范围为2500nmnm。
本实施例中，步骤S1中，管式炉一1中的气体空塔线速为0.1m/s，平均温度为800℃。
本实施例中，步骤S2中，向管式炉一1中通入氮气的时长为10min，气体停留时间为2s，平均温度为500℃。
本实施例中，步骤S4中，稀相燃烧器3中的气体空塔线速为2m/s，气体停留时间为20s，平均温度为850℃。
本实施例中，步骤S4中，使用的燃料为气体燃料或液体燃料。
本实施例中，步骤S4中，稀相燃烧器3顶部出气口中氧气体积含量为1v％。
一种催化裂化催化剂老化设备，应用于上述中任一项的一种催化裂化催化剂老化方法，包括管式炉一1、氮气进入管2、稀相燃烧器3、氧气进入管一4、燃油进入管一5、控制阀6、循环管7、过滤器一8、排气管一9、BF型疝灯10、UV增强型疝灯11、透明罩12、反射镜13、水蒸气进入管一19以及催化剂进入管一20，氮气进入管2、稀相燃烧器3、循环管7、催化剂进入管一20均与管式炉一1连通，稀相燃烧器3的下端与氧气进入管一4的上端连通，燃油进入管一5的左端与稀相燃烧器3的下端连通，循环管7的下端与控制阀6连通，控制阀6的下端与稀相燃烧器3的中下部连通，管式炉一1的内中部均匀分布有反射镜13，管式炉一1的两侧中上部开口内均固定连接有透明罩12，左侧透明罩12的左端固定连接有BF型疝灯10，右侧透明罩12的右端固定连接有UV增强型疝灯11，管式炉一1的内顶部开口内固定连接有过滤器一8，过滤器一8的上端开口内固定连接有排气管一9。
实施例二
如图1所示，本实施方式提出了一种催化裂化催化剂老化方法，包括以下步骤：
S1、通过催化剂进入管一20向管式炉一1中加入加热后的高温催化裂化催化剂，并通过水蒸气进入管一19向管式炉一1中注入水蒸气，水蒸气和加热后的高温催化裂化催化剂接触降低催化剂的活性，同时，打开管式炉一1两侧的氙气光源，光源经过透明罩12进入管式炉一1中，在经过反射镜13反射将催化剂暴露在光照条件下，进一步加速降低催化剂的活性；
S2、通过氮气进入管2向管式炉一1内部通入氮气，并保持升温、注入水蒸气和光照；
S3、管式炉一1中的气体及其所携带的催化剂在管式炉一1顶部，经过滤器一8分离，气体从老化器顶部排气管一9排出进入后续处理系统，分离出的催化裂化催化剂返回管式炉一1底部，并打开控制阀6，将分离出的催化裂化催化剂进入循环管7稀相燃烧器3的底部进行循环；
S4、通过燃油进入管一5向稀相燃烧器3中引入燃料，来自管式炉一1底部的催化裂化催化剂与氧气进入管一4将含氧气体引入稀相燃烧器3中与燃料混合后进行燃烧反应，燃烧反应完全后的气体和催化裂化催化剂进入管式炉一1的中部；
S5、催化剂活性降低到目标活性后，停止装置，卸出催化剂。
本实施例中，步骤S1中，氙气光源为300W的BF型疝灯10和UV增强型疝灯11。
本实施例中，BF型疝灯10光谱范围为320nm，UV增强型疝灯11的光谱范围为260nm。
本实施例中，步骤S1中，管式炉一1中的气体空塔线速为2m/s，平均温度为520℃。
本实施例中，步骤S2中，向管式炉一1中通入氮气的时长为20min，气体停留时间为20s，平均温度为700℃。
本实施例中，步骤S4中，稀相燃烧器3中的气体空塔线速为20m/s，气体停留时间为2s，平均温度为650℃。
本实施例中，步骤S4中，使用的燃料为气体燃料或液体燃料。
本实施例中，步骤S4中，稀相燃烧器3顶部出气口中氧气体积含量为5v％。
一种催化裂化催化剂老化设备，应用于上述中任一项的一种催化裂化催化剂老化方法，包括管式炉一1、氮气进入管2、稀相燃烧器3、氧气进入管一4、燃油进入管一5、控制阀6、循环管7、过滤器一8、排气管一9、BF型疝灯10、UV增强型疝灯11、透明罩12、反射镜13、水蒸气进入管一19以及催化剂进入管一20，氮气进入管2、稀相燃烧器3、循环管7、催化剂进入管一20均与管式炉一1连通，稀相燃烧器3的下端与氧气进入管一4的上端连通，燃油进入管一5的左端与稀相燃烧器3的下端连通，循环管7的下端与控制阀6连通，控制阀6的下端与稀相燃烧器3的中下部连通，管式炉一1的内中部均匀分布有反射镜13，管式炉一1的两侧中上部开口内均固定连接有透明罩12，左侧透明罩12的左端固定连接有BF型疝灯10，右侧透明罩12的右端固定连接有UV增强型疝灯11，管式炉一1的内顶部开口内固定连接有过滤器一8，过滤器一8的上端开口内固定连接有排气管一9。
对比例
如图2所示，先将新鲜的催化裂化催化剂装入管式炉二18中，水蒸气经水蒸气进入管二17进入管式炉二18底部，含氧气体从氧气进入管二16进入管式炉二18中，燃料经燃料进入管二15进入管式炉二18中，催化剂、燃料、空气和水蒸气混合进行反应，催化剂温度升高，活性降低，管式炉二18经过顶部的过滤器二21对催化剂和气体进行分离，气体经过排气管二14引入后续系统，分离出的催化剂返回管式炉二18内底部，当取样分析的催化剂活性降低到目标活性后，停止装置，卸出催化剂。
表1为老化后的催化裂化催化剂质量组成表。
表2为老化后的催化裂化催化剂性质表。
表3为反应条件表。
由表1和表2可见，本发明提供的催化裂化催化剂老化方法与常规的催化裂化催化剂老化相比，老化后的催化剂物理性质几乎一样，由表3可见，在催化剂老化温度相同、压力相同、质量相同的情况下，本发明提供的催化裂化催化剂老化方法与常规的催化裂化催化剂老化相比，将催化剂老化时长分别缩短至7.7个小时和8.5个小时，提高了老化的效率，缩短了老化所需的时长，证明了通过氙气光源的光照和通氮处理后，经循环催化剂和燃烧燃料，对催化剂老化的效率有显著的提高。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种催化裂化催化剂老化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过催化剂进入管一（20）向管式炉一（1）中加入加热后的高温催化裂化催化剂，并通过水蒸气进入管一（19）向管式炉一（1）中注入水蒸气，水蒸气和加热后的高温催化裂化催化剂接触降低催化剂的活性，同时，打开管式炉一（1）两侧的氙气光源，光源经过透明罩（12）进入管式炉一（1）中，在经过反射镜（13）反射将催化剂暴露在光照条件下，进一步加速降低催化剂的活性；
S2、通过氮气进入管（2）向管式炉一（1）内部通入氮气，并保持升温、注入水蒸气和光照；
S3、管式炉一（1）中的气体及其所携带的催化剂在管式炉一（1）顶部，经过滤器一（8）分离，气体从老化器顶部排气管一（9）排出进入后续处理系统，分离出的催化裂化催化剂返回管式炉一（1）底部，并打开控制阀（6），将分离出的催化裂化催化剂进入循环管（7）稀相燃烧器（3）的底部进行循环；
S4、通过燃油进入管一（5）向稀相燃烧器（3）中引入燃料，来自管式炉一（1）底部的催化裂化催化剂与氧气进入管一（4）将含氧气体引入稀相燃烧器（3）中与燃料混合后进行燃烧反应，燃烧反应完全后的气体和催化裂化催化剂进入管式炉一（1）的中部；
S5、催化剂活性降低到目标活性后，停止装置，卸出催化剂；
所述步骤S1中，氙气光源为300W的BF型氙灯（10）和UV增强型氙灯（11），所述BF型氙灯（10）光谱范围为320nm-2500nm，UV增强型氙灯（11）的光谱范围为260nm-2500nm；
所述步骤S1中，管式炉一（1）中的气体空塔线速为0.1-2m/s，平均温度为520-800℃；
所述步骤S2中，向管式炉一（1）中通入氮气的时长为10-20min，气体停留时间为2-20s，平均温度为500-700℃；
所述步骤S4中，稀相燃烧器（3）中的气体空塔线速为2-20m/s，气体停留时间为2-20s，平均温度为650-850℃，使用的燃料为气体燃料或液体燃料，稀相燃烧器（3）顶部出气口中氧气体积含量为1-5v％。
2.一种催化裂化催化剂老化设备，应用于权利要求1所述的一种催化裂化催化剂老化方法，包括管式炉一（1）、氮气进入管（2）、稀相燃烧器（3）、氧气进入管一（4）、燃油进入管一（5）、控制阀（6）、循环管（7）、过滤器一（8）、排气管一（9）、BF型氙灯（10）、UV增强型氙灯（11）、透明罩（12）、反射镜（13）、水蒸气进入管一（19）以及催化剂进入管一（20），其特征在于，所述氮气进入管（2）、稀相燃烧器（3）、循环管（7）、催化剂进入管一（20）均与管式炉一（1）连通，所述稀相燃烧器（3）的下端与氧气进入管一（4）的上端连通，所述燃油进入管一（5）的左端与稀相燃烧器（3）的下端连通，所述循环管（7）的下端与控制阀（6）连通，所述控制阀（6）的下端与稀相燃烧器（3）的中下部连通，所述管式炉一（1）的内中部均匀分布有反射镜（13），所述管式炉一（1）的两侧中上部开口内均固定连接有透明罩（12），左侧透明罩（12）的左端固定连接有BF型氙灯（10），右侧透明罩（12）的右端固定连接有UV增强型氙灯（11），所述管式炉一（1）的内顶部开口内固定连接有过滤器一（8），所述过滤器一（8）的上端开口内固定连接有排气管一（9）。
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