CN1241454A - 一种烃转化催化剂的再生工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烃转化催化剂的再生工艺。待生催化剂被提升至再生器顶部的分离料斗,淘析后进入隔离料斗的低压区,在隔离料斗变压区的压力调节下进入再生器的缓冲区,靠重力通过再生器的烧焦区、氯氧化区和煅烧区。在氯氧化区,与催化剂接触后的含氯气体抽出后与经过换热的再生循环气混合,经脱氯处理后,循环至再生器的烧焦区。
Description
本发明涉及一种烃转化催化剂的再生工艺，尤其是临氢反应催化剂的再生。此催化剂含有一种载体，至少一种催化活性金属以及一定含量的卤素，催化剂的颗粒直径在0.5～5.0mm之间。
本类烃转化催化剂在反应过程中催化剂表面因积炭而失活，其再生工艺一般需要以下三个步骤：
(1)用较低含氧量的气体烧去催化剂表面的积炭。
(2)用较高含氧量的气体加入含卤化合物对催化剂进行处理，以补充催化剂上的卤素。
(3)用较高含氧量的气体对催化剂进行煅烧。
工程上一般用两种再生工艺实现以上步骤：一种再生工艺是将催化剂置于固定床中先后分别用上述三个步骤所需的三种不同气流通过床层；第二种再生工艺是将催化剂置于移动床中，使之依次通过三个不同的区域，这三个区域从上至下分别通过上述三个步骤所需的三种不同气流。其中第二种催化剂再生工艺，由于催化剂装入量少，再生效率高，可实现装置长周期运转等优点，而在工业上得到广泛的应用，如US4578370和CN1045411A就是属于第二种催化剂再生工艺。
US4578370采用移动床催化剂再生工艺，在这种工艺中，再生设备包括一段径向催化剂移动床烧焦区、氯氧化区和煅烧区，待生催化剂经过分离槽进行分离后，顺次通过上述三个区进行再生，在再生过程中，采用一部分温度较高的燃烧气体作为热气流，其余的燃烧气体经过冷却后循环回烧焦区。在该方法中，催化剂通过输送系统直接进入再生器的烧焦区，由于此类催化剂的输送不可能严格连续，因此烧焦也不可能严格连续，造成整个过程的不连续，这样就会造成烧焦效率低。此专利中还存在再生气体采用热循环，气相中含水量大，催化剂比表面积下降快的缺点。此外，氯氧化区和烧焦区直接相通，氯氧化区内的含氯气体可直接进入烧焦区，这样提高了对烧焦区设备材质的要求，加大了设备投资。在CN1045411A专利中，待生催化剂由反应器底部提升到再生器顶部的分离料斗，经淘析后进入变压设备区，在变压区压力调节下，进入再生器顶部的缓冲区，然后在重力作用下相继通过两个径向催化剂移动床烧焦区、轴向催化剂移动床氯氧化区和轴向催化剂移动床煅烧区，从第二个径向催化剂移动床燃烧区排出的燃烧气体，在与氯氧化区和煅烧区出来的气体预先混合后，再送到洗涤回路，在这种方法中，由于烧焦分两段进行，所以再生器结构复杂，再生器标高太高。另外，分离料斗除淘析外，还充当催化剂输送过程中的低压器，由于分离料斗的压力受各种因素的影响，压力容易产生不稳定，特别是在开工初期，这样对催化剂输送的操作平稳性产生较大影响。
本发明的目的是提供一个可连续再生、流程简单的催化剂再生工艺，且不存在高温含氯气体腐蚀烧焦区设备的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了这样一种再生工艺，含有一种载体，至少一种催化活性金属以及一定含量的卤素，且颗粒直径在0.5～5.0mm之间的待生催化剂，由反应器底部提升到再生器顶部的分离料斗，经淘析后进入隔离料斗的低压区，在隔离料斗变压区的压力调节下，催化剂从低压区经变压区进入再生器顶部的缓冲区，然后靠重力由缓冲区进入径向催化剂移动床烧焦区，与含氧再生气体接触烧去催化剂表面的积炭，再生气循环使用，烧焦后的催化剂在重力作用下再进入轴向催化剂移动床氯氧化区，与含氯气体接触进行氯氧化，氯氧化后的催化剂在重力作用下，进入轴向催化剂移动床煅烧区，在含氧气体作用下进行煅烧，煅烧后的催化剂由再生器底部离开再生器，经脱气、还原处理后，进入反应器顶部开始下一个循环。所述氯氧化区中与催化剂接触后的含氯气体，由密相催化剂床与烧焦区隔离，并由氯氧化区的含氯气体出口排出，与由烧焦区抽出的再生循环气混合后，进行脱氯处理，然后循环至再生器的烧焦区。
本发明的特征还在于，由氯氧化区的含氯气体出口排出的含氯气体，经冷却器冷却后，与经冷却后的由烧焦区抽出的再生循环气混合，然后进入脱氯塔脱氯，再经干燥器、过滤器、压缩机和换热器进行干燥、过滤、升压和换热后，分两路分别进入加热器加热，然后进入烧焦区，其中一路用于烧焦，另一路用于调节烧焦区底部催化剂床层的温度。
本发明产生的显著效果在于，与US4578370相比，因再生器的上部增设了缓冲区，隔离料斗置于再生器的上面，使催化剂连续地进入烧焦区，从而实现了连续再生；其次，氯氧化区中与催化剂接触后的含氯气体，由密相催化剂床与烧焦区隔离，所以含氯气体不会进入烧焦区，这样一来就不存在高温含氯气体腐蚀烧焦区设备的问题，降低了对烧焦区设备材质的要求；与CN1045411A技术相比，用带有低压区和变压区的隔离料斗替代了原单独的变压设备，使分离料斗只承担淘析的功能，从而减少了分离料斗区压力的不稳定对再生系统平稳操作的影响；烧焦区为一段催化剂移动床，减化了流程，降低了再生器的标高，减少了设备投资。
使用本发明还可达到另外的效果，由于再生循环气采用冷循环，使用常温压缩机推动，减小了投资，再生器操作压力可以在0.3～1.5Mpa之间变化，再生循环气中含水量少，可以减缓再生催化剂比表面积的减少速率，延长催化剂的使用寿命。
下面结合附图详细说明本发明，但附图并不限制本发明。
附图及图面说明：
附图1是本发明的一种典型流程图。
如附图1所示，将待生催化剂由反应器25的底部提升器22提升到再生器3顶部的分离料斗1内，在此催化剂中的粉尘被淘析出去，沉降下来的催化剂进入隔离料斗2的低压区201，此处为催化剂循环回路中压力最低点，在隔离料斗2的变压区202的压力调节下，催化剂从低压区201经过变压区202进入再生器3顶部的缓冲区4，该处是催化剂循环回路中压力最高点，在重力作用下，催化剂由缓冲区4进入径向催化剂移动床烧焦区5，与含氧气体接触烧去催化剂表面的积炭，烧焦区的压力在0.35～1.5MPa之间，一般为0.6～1.2MPa，催化剂的停留时间在0.5～3.0小时，催化剂焦炭含量在0.01～10wt％范围内，此处至少有一个压力平衡口39，一个再生循环气36入口，一个过热气37入口和一个再生循环气35排出口，再生循环气36的入口温度在400～500℃之间，一般在440～480℃之间，氧含量在0.4～1.0mol％之间，一般在0.5～0.7％之间。催化剂床层温度一般为400～550℃，总之其最高温度控制在使本区及氯氧化区6、煅烧区7的床层温度均在催化剂载体允许承受的最高温度之下，经烧焦后，催化剂上的焦炭含量降到0.02wt％以下，烧焦区的压力靠压力平衡口39调节。烧焦后的催化剂在重力作用下，通过多条催化剂导管70进入轴向催化剂移动床氯氧化区6，与含氯气体接触，进行氯氧化。
催化剂在催化剂导管70底部自然堆止，形成密相催化剂床，氯氧化区6的床层温度比烧焦区5的床层温度高10～50℃，一般高30℃，压力与烧焦区5相等，催化剂在此的停留时间为1～3小时，一般为2小时，本区至少有一含氯气体出口34和一个含氯气体59入口，含氯气体33与由煅烧区7来的含氧气体32混合成含氯气体59，该含氯气体59经加热器15加热后进入氯氧化区6，含氯气体59的入口气相温度在510～550℃之间，一般为530℃，气相中氯含量在0.1～1.0wt％之间，氧含量在3～21mol％之间，经过催化剂床层后的含氯气体由在催化剂导管70底部自然堆止的密相催化剂床与烧焦区5隔离，从而不能进入烧焦区5，此含氯气体由氯氧化区6的含氯气体出口34排出，经氯氧化后催化剂的氯含量达到0.5～1.5wt％，一般在1wt％，氯氧化后的催化剂在重力作用下，进入轴向催化剂移动床煅烧区7，在含氧气体作用下进行煅烧。从氯氧化区6的含氯气体出口34排出的含氯气体，经换热冷却器19换热冷却后，与经换热器18冷却后的再生循环气35混和，进入脱氯塔8脱氯，再经干燥器9、过滤器10、压缩机11和换热器18进行干燥、过滤、升压和加热后，分两路分别进入加热器17、16进行加热，由加热器17加热后的循环气36和由加热器16加热后的过热气37分别被引入再生器3的烧焦区5，循环气36用于烧焦，过热气37用于调节烧焦区5底部催化剂的床层温度。
在煅烧区7，催化剂床层温度比氯氧化区6的床层温度高10～50℃，一般高30℃，本区压力是维持煅烧区7去氯氧化区6含氧气体32流量的自动平衡压力，比氯氧化区6高，在本区内，催化剂的停留时间为1～3小时，一般为2小时。引入本区的含氧气体31的氧含量在5～21mol％之间，进入本区前先经干燥和加热，含氧气体经过催化剂床层后，一股含氧气体32被抽出后去氯氧化区6，过量部分经由管线38被放空，煅烧后的催化剂由再生器3底部离开再生器，进入缓冲区20，经过脱气后，由提升器21提升到反应器25顶部缓冲区23，然后进入还原区24，在氢环境下，对催化剂表面上的金属进行还原处理，使催化剂恢复活性后进入反应器25开始下一个循环。
在附图1中，提升器22中的提升气54，提升器21中的提升气53，分离料斗1中的淘析气45均采用氮气，用压缩机12循环，隔离料斗2中的输送气流57也采用氮气，这与采用氢气作介质相比，既经济，又安全。
附图1所示本发明可以很好地实现本发明的目的，达到本发明的效果。
显然，在附图1中，反应器25也可是多级反应器在竖直方向重叠布置或水平方向上并列布置，从再生器3出来的催化剂也可以先脱气，还原后再提升到反应器25顶部。
Claims (4)
1.一种烃转化催化剂的再生工艺，所述的催化剂含有一种载体，至少一种催化活性金属以及一定含量的卤素，催化剂颗粒直径在0.5～5.0mm之间，在反应过程中，催化剂表面因积炭而失活，其再生工艺包括：
a)将待生催化剂由反应器底部提升至再生器(3)顶部的分离料斗(1)内，经淘析后进入隔离料斗(2)的低压区(201)，在隔离料斗(2)的变压区(202)的压力调节下，催化剂从低压区(201)经变压区(202)进入再生器(3)顶部的缓冲区(4)；
b)催化剂在重力作用下，由缓冲区(4)进入径向催化剂移动床烧焦区(5)，与含氧再生气接触烧去催化剂表面的积炭，再生气循环使用；
c)烧焦后的催化剂在重力作用下，进入轴向催化剂移动床氯氧化区(6)，与含氯气体接触，进行氯氧化；
d)氯氧化后的催化剂在重力作用下，进入轴向催化剂移动床煅烧区(7)，在含氧气体作用下，进行煅烧；
e)煅烧后的催化剂由再生器(3)底部离开再生器，经脱气、还原处理后，进入反应器顶部开始下一个循环；
所述的氯氧化区(6)中与催化剂接触后的含氯气体，由密相催化剂床与烧焦区(5)隔离，并由氯氧化区(6)的含氯气体出口(34)排出，与由烧焦区(5)抽出的再生循环气(35)混合后进行脱氯处理，然后循环至再生器的烧焦区(5)。
2.根据权利要求1所述之烃转化催化剂的再生工艺，其特征在于：所述的由氯氧化区(6)的含氯气体出口(34)排出的含氯气体，经冷却器(19)冷却后，与经换热器(18)冷却后的由烧焦区(5)抽出的再生循环气(35)混合，然后进入脱氯塔(8)除氯，再经干燥器(9)、过滤器(10)、压缩机(11)和换热器(18)后，分两路分别进入加热器(17)、(16)加热，由加热器(17)加热后的循环气(36)和由加热器(16)加热后的过热气(37)分别被引入烧焦区(5)，循环气(36)用于烧焦，过热气(37)用于调节烧焦区(5)底部催化剂床层温度。
3.根据权利要求2所述之烃转化催化剂的再生工艺，其特征在于：
a)在烧焦区(5)，催化剂的处理条件是：压力在0.35～1.5MPa之间，催化剂的停留时间为0.5～3.0小时，催化剂焦炭含量在0.01～10wt％之间，再生循环气(36)入口温度在400～500℃之间，氧含量在0.4～1.0mol％之间，催化剂床层最高温度控制在使本区及氯氧化区(6)、煅烧区(7)的床层温度均在催化剂载体允许承受的最高温度之下，经烧焦后，催化剂上的焦炭含量降到0.02wt％以下，然后进入氯氧化区(6)；
b)在氯氧化区(6)，催化剂的处理条件是：床层温度比烧焦区(5)的床层温度高10～50℃，压力与烧焦区相等，催化剂在此的停留时间为1～3小时，含氯气体(33)与由煅烧区(7)来的含氧气体(32)混合成含氯气体(59)，经加热器(15)加热后进入氯氧化区(6)，含氯气体(59)入口气相温度在510～550℃之间，气相中氯含量在0.1～1.0wt％之间，氧含量在3～21mol％之间，经过催化剂床层后的含氯气体，由氯氧化区(6)的含氯气体出口(34)排出，经氯氧化后催化剂的氯含量达到0.5～1.5wt％，然后进入煅烧区(7)；
c)在煅烧区(7)，催化剂的处理条件是：煅烧区(7)的床层温度比氯氧化区(6)的床层温度高10～50℃，本区压力是维持煅烧区(7)去氯氧化区(6)含氧气体(32)流量的自动平衡压力，催化剂停留时间为1～3小时，引入本区的含氧气体(31)的氧含量在5～21mol％之间，进入本区前先经干燥和加热，含氧气体经过催化剂床层后，一股含氧气体(32)被抽出后去氯氧化区(6)，过量的部分放空，煅烧后的催化剂由再生器(3)底部离开再生器。
4.根据权利要求3所述之烃转化催化剂的再生工艺，其特征在于：提升器(22)中的提升气(54)，提升器(21)中的提升气(53)，分离料斗(1)中的淘析气(45)均采用氮气，用压缩机(12)循环，隔离料斗(2)中的输送气流(57)也采用氮气。
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