CN1658965A - 具有加强的流体/固体接触的脱硫系统 - Google Patents

具有加强的流体/固体接触的脱硫系统 Download PDF

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Abstract

一种从含烃流体料流中脱硫的方法和装置，其中通过改进含烃流体料流与吸硫固体颗粒在流化床反应器(12)内的接触加强脱硫。

Description

具有加强的流体/固体接触的脱硫系统
本发明涉及一种从含烃流体料流中脱硫的方法和装置。另一方面，本发明涉及一种改进含烃流体料流与吸附硫的固体颗粒在流化床反应器中接触的系统。
含烃流体，如汽油和柴油燃料，通常包含一些硫。由于存在于汽车排出废气中硫的氧化物会不可逆地使汽车催化转化器中所用的贵金属催化剂中毒，在这种车用燃料中高水平的硫是不合乎需要的。来自这种中毒的催化转化器的排放物可能包含高水平的未燃烧的烃、氮的氧化物和/或一氧化碳，其在由日光催化时形成地面的臭氧，更通常称作烟雾污染。
存在于大多数汽油的最终混合物中的大量的硫来源于通常称作“裂化汽油”的汽油混合组份。因此，裂化汽油中硫水平的降低自然将降低大多数汽油，如车用汽油、赛车汽油、航空汽油、船用汽油等等中的硫水平。
从裂化汽油中脱硫有许多常规方法。但是，大多数常规的脱硫方法，如加氢脱硫，易于使裂化汽油中的烯烃和芳烃饱和并因此减少其辛烷值(对于研究法和马达法辛烷值都是如此)。因此，需要一种在维持辛烷值的同时可实现裂化汽油的脱硫的方法。
除了需要从裂化汽油中脱硫，还需要减少柴油燃料中的硫含量。在通过加氢脱硫从柴油燃料中脱硫的过程中，提高了十六烷值，但氢消耗方面的成本较大。所述氢由脱硫和芳烃加氢反应所消耗。因此，需要可完成柴油燃料的脱硫而不显著消耗氢，以便提供一种更经济的脱硫工艺的方法。
传统上，从含烃流体(如裂化汽油和柴油燃料)中脱硫的方法中所用的吸附剂组合物是在固定床应用中所采用的团聚物。但是，由于流化床反应器提供许多超过固定床反应器的优点，因而有时在流化床反应器中处理含烃流体。相对于固定床反应器，流化床反应器既有优点也有缺点。固体的快速混合在整个反应器中产生几乎等温的条件，这导致反应器的可靠控制和(如果必要的话)易于除去热。而且，固体吸附剂颗粒的可流动性使得吸附剂颗粒可以在两个或更多个单元之间循环，这是对于在其中吸附剂需要经常再生的反应器的理想条件。但是，流化床反应器中的气流经常难以描述，与活塞流动有可能很大的偏差，产生气体迂回通过、固体回混和效率低的气体/固体接触。在流化床反应器内这种不希望有的流动特征最终导致较低效率的脱硫方法。
因此，需要提供一种新的烃脱硫系统，所述系统使用含有加强含烃流体料流与可再生的固体吸附剂颗粒的接触的反应器内部构件的流化床反应器，从而加强含烃流体料流的脱硫。
还希望提供一种烃脱硫系统，所述系统使辛烷损失和氢消耗最小化，同时提供加强的脱硫。
应该注意以上所列的希望不是通过此处所要求的本发明所完成的全部，且根据以下优选实施方案的描述和所附加的权利要求，将使本发明的其它目的和优点更明显。
因此，在本发明的一个实施方案中，提供了一种脱硫单元，所述单元包括流化床反应器、流化床再生器和流化床还原器。流化床反应器限定了延长的直立的反应区，在所述反应区中使固体吸附剂细微颗粒与含烃流体料流接触，从而提供脱硫的含烃料流和加载了硫的吸附剂颗粒。流化床反应器包括一系列垂直隔开的加强接触的构件，所述构件通常水平设置在反应区内。每个加强接触的构件包括多个基本平行延伸并侧向隔开的长折流板。相邻的垂直隔开的加强接触的构件的折流板横向延伸彼此成约60度至约120度的交叉角。可操作流化床再生器以使来自反应器的至少部分加载了硫的吸附剂颗粒与含氧再生料流接触，从而提供再生的吸附剂颗粒。可操作流化床还原器，以使至少部分来自再生器的再生的吸附剂颗粒与含氢还原料流接触。
在本发明的另一个实施方案中，提供了一种流化床反应器系统，所述流化床反应器系统包括长直立的容器、气态含烃流体料流、固体颗粒的流化床和一系列垂直隔开的加强接触的构件。该容器限定了反应区，含烃流体料流以约0.076m/s至约1.5m/s(约0.25至约5.0ft/s)的表观速度流经所述反应区。固体颗粒的流化床基本设置在反应区内，且通过流经此处的气态含烃流体料流使之流化。每个加强接触的构件通常水平设置在反应区内，且包括多个基本平行延伸侧向隔开的细长折流板。相邻的垂直隔开的加强接触的构件的折流板彼此横向延伸成约60度至约120度的交叉角。
在本发明的又一个实施方案中，提供了一种用于使向上流动的气态含烃料流与固体颗粒接触的流化床反应器。流化床反应器通常包括长而直立的容器和一系列垂直隔开的加强接触的构件。该容器限定了下部反应区和上部脱离区，在下部反应区中通过气态含烃料流使固体颗粒基本流化，在上部脱离区中使固体颗粒基本从气态含烃料流中脱离。每个加强接触的构件通常水平设置在反应区内，且包括多个基本平行延伸侧向隔开的细长折流板。相邻的垂直隔开的加强接触的构件的折流板彼此横向延伸成约60度至约120度的交叉角。
在本发明的再一个实施方案中，提供了一种脱硫方法。该脱硫方法包括以下步骤：(a)在流化床反应器容器内，在足以从含烃流体料流中脱硫并将至少部分氧化锌转化成硫化锌的脱硫条件下，使含烃流体料流与包括还原价态的促进剂金属组份和氧化锌的固体吸附剂颗粒接触，从而提供脱硫的含烃料流和加载了硫的吸附剂颗粒；(b)在步骤(a)的同时，使至少部分含烃流体料流和固体颗粒与多个基本水平的、垂直隔开的、成水平交叉角的折流板组接触，从而减少在流化床反应器中的轴向分散，且加强了从含烃流体料流中脱硫；(c)在再生器容器内，在足以使至少部分硫化锌转化为氧化锌的再生条件下，使至少部分加载了硫的吸附剂颗粒与含氧再生料流接触，从而提供包含未还原的促进剂金属组份的再生的吸附剂颗粒；和(d)在还原器容器内，在足以使未还原的促进剂金属组份还原的还原条件下，使至少部分再生的吸附剂颗粒与含氢还原料流接触，从而提供还原的吸附剂颗粒。
附图的简要描述
图1是根据本发明的原理构造的脱硫单元的示意图，特别说明了可再生固体吸附剂颗粒通过反应器、再生器和还原器的循环。
图2是根据本发明的原理构造的流化床反应器的侧视图。
图3是流化床反应器的局部剖面侧视图，特别说明了设置于反应区内的一系列垂直隔开的用来加强接触的折流板组。
图4是流化床反应器的局部立体图，其中将反应器容器的一些部分剖开以更清楚地说明反应区内加强接触的折流板组的方向。
图5是沿图3中的线5-5所得到的流化床反应器的剖视图，特别是说明了一个折流板组的结构。
图6是沿图3中的线6-6所得到的流化床反应器的剖视图，特别说明了由相邻的折流板组的单独的折流板构件所产生的交叉图案。
图7是示踪实验中所使用的工业规模的流化床测试反应器系统的示意图，所述示踪实验用于测量反应器内的流化特性。
首先，参见图1，对脱硫单元说明为通常包括流化床反应器12、流化床再生器14和流化床还原器16。使固体吸附剂颗粒在脱硫单元10中循环，以便进行含硫的烃(如裂化汽油或柴油燃料)的连续脱硫。在脱硫单元10中所使用的固体吸附剂颗粒可以是任何可充分流体化、循环和再生的基于氧化锌的组合物，所述组合物具有足够的脱硫活性和足够的抗磨性。在美国专利6,429,170B1和美国专利申请10/072,209中提供了这种吸附剂组合物的描述，在此将其全文引入作为参考。
在流化床反应器12中，使含烃流体料流向上流过还原的固体吸附剂颗粒的床。与反应器12中的含烃料流接触的还原的固体吸附剂颗粒优选在开始时(即，直接在接触含烃流体料流之前)包含氧化锌和还原价态的促进剂金属组份。尽管不希望受理论的束缚，发明人相信还原的固体吸附剂颗粒的还原价态的促进剂金属组份使得从含烃料流中脱硫变得容易，同时氧化锌通过将其转化为硫化锌而用作硫存储介质。
还原的固体吸附剂颗粒的还原价态的促进剂金属组份优选包含选自镍、钴、铁、锰、钨、银、金、铜、铂、锌、锡、钌、钼、锑、钒、铱、铬、钯的促进剂金属。更优选还原价态的促进剂金属组份包含镍作为促进剂金属。如本文所用，当描述促进剂金属组份时，术语“还原价态”指的是促进剂金属组份化合价低于其常用氧化态中的化合价的促进剂金属组份。更具体地，在反应器12中所使用的还原的固体吸附剂颗粒应包含促进剂金属组份，所述促进剂金属组份所具有的化合价低于离开再生器14的再生的(即，氧化的)固体吸附剂颗粒的促进剂金属组份的化合价。最优选地，基本所有的还原的固体吸附剂颗粒的促进剂金属组份化合价为0。
在本发明的优选实施方案中，还原价态的促进剂金属组份包含、组成为或基本组成为由式MAZnB所表征的取代的固体金属溶液，其中M为促进剂金属，且A和B各为0.01-0.99的数值。对于取代的固体金属溶液，在上式中，优选A为约0.70至约0.97，且最优选为约0.85至约0.95。另外，优选B为约0.03至约0.30，且最优选为约0.05-0.15。优选B等于(1-A)。
取代的固体溶液具有独特的物理和化学特性，所述特征对于本文所述的吸附剂组合物的化学性质是重要的。取代的固体溶液是通过用溶质金属直接取代晶体结构中的溶剂金属原子形成的合金的子集。例如，发明人相信在还原的固体吸附剂颗粒中所发现的取代的固体金属溶液(MAZnB)是通过用溶质锌金属取代溶剂促进剂金属原子形成。存在三种利于形成取代的固体溶液的基本标准：(1)两种元素的原子半径在彼此的15％内；(2)两种纯相的晶体结构是相同的；和(3)两种组份的负电性相似。本文所述的固体吸附剂颗粒中所用的促进剂金属(作为元素金属或金属氧化物)和氧化锌优选满足以上所述三个标准中的至少两个。例如，当促进剂金属为镍时，满足第一和第三个标准，但不满足第二个标准。镍和锌金属原子半径在彼此的10％之内，且负电性相近。但是，氧化镍(NiO)优选形成立方晶体结构，而氧化锌(ZnO)优选为六方晶结构。镍锌固体溶液保持氧化镍的立方结构。强迫氧化锌存在于立方结构中提高了相的能量，这限制了可以溶解在氧化镍结构中的锌的量。化学计量控制微观表现为在还原期间形成的92∶8的镍锌固体溶液(Ni0.92Zn0.08)，且微观表现为固体吸附剂颗粒的重复的可再生性。
除了氧化锌和还原价态的促进剂金属组份，反应器12中所使用的还原的固体吸附剂颗粒可以另外包含多孔性增强剂和促进剂-铝酸锌取代的固体溶液。促进剂金属-铝酸锌取代的固体溶液可由式MZZn(1-Z)Al2O4表征，其中Z为0.01-0.99的数值。多孔性增强剂，当使用时，可以是任一种最终提高固体吸附剂颗粒的宏观孔隙率的化合物。优选多孔性增强剂为珍珠岩。如本文所用，术语“珍珠岩”是硅质火山岩的岩相学术语，其天然存在于世界各地的一些区域。使其不同于其它火山矿石的区别特征是其当加热至一定温度时能够膨胀为原始体积的4-20倍的性能。当加热到871℃(1600°F)以上时，碎珍珠岩由于存在与天然珍珠岩结合的水而膨胀。在加热的过程中，结合的水在加热软化的玻璃态颗粒中气化并形成无数微小气泡。正是这些微小的玻璃密封气泡解释了其轻的重量。可以制备重量仅仅为40kg/m3(2.5磅/立方英尺)的膨胀珍珠岩。膨胀珍珠岩的典型化学分析特征为：二氧化硅73％、氧化铝17％、氧化钾5％、氧化钠3％、氧化钙1％和痕量元素。膨胀珍珠岩的典型物理特征为：软化点871℃-1,093℃(1600-2000°F)、熔点1,260℃-1,343℃(2300°F-2450°F)、pH 6.6-6.8和比重2.2-2.4。如本文所用，术语“膨胀珍珠岩”指的是通过将珍珠岩硅质火山岩加热至871℃(1600°F)以上而膨胀的球形形式的珍珠岩。如本文所用，术语“膨胀珍珠岩颗粒”或“粉碎珍珠岩”指的是已进行压碎以形成颗粒物质形状的膨胀珍珠岩，其中这种物质的粒度包括至少97％的粒径少于2微米的颗粒。术语“粉碎膨胀珍珠岩”指由膨胀的珍珠岩颗粒进行研磨或压碎所得到的产品。
最初在反应器12中与含烃流体料流接触的还原的固体吸附剂颗粒可包含在以下表1中所提供的范围内的氧化锌、还原价态的促进剂金属组份(MAZnB)、多孔性增强剂(PE)和促进剂金属-铝酸锌(MZXn(1-Z)Al2O4)。
                             表1
                   还原的固体吸附剂颗粒的组份
  范围   ZnO(重量％)     MAZnB(重量％)     PE(重量％)   MZZn(1-Z)Al2O4(重量％)
  优选   5-80     5-80     2-50   1-50
  更优选   20-60     20-60     5-30   5-30
  最优选   30-50     30-40     10-20   10-20
显著地影响颗粒用于脱硫单元10的适用性的固体吸附剂颗粒的物理特征包括例如颗粒形状、粒度、颗粒密度和抗磨性。脱硫单元10中所使用的固体吸附剂颗粒优选包括微球形颗粒，所述微球形颗粒具有的平均粒度为约20至约150微米，更优选为约50至约100微米，且最优选为60-80微米。固体吸附剂颗粒的密度优选为约0.5至约1.5克/立方厘米(g/cc)，更优选为约0.8至约0.3g/cm3(g/cc)，且最优选为0.9-1.2g/cm3(g/cc)。固体吸附剂颗粒的粒度和密度优选使固体吸附剂颗粒具有作为根据在PowderTechnol.，7，285-292(1973)中描述的Geldart组分类体系的组A的固体的资格。固体吸附剂颗粒优选具有高抗磨性。如本文所用，术语“抗磨性”指的是在湍动的控制条件下颗粒抗破碎的量度。颗粒的抗磨性可以使用Davidson指数进行量化。Davidson指数表示在测试条件下，超过20微米粒度部分减少至粒度少于20微米的重量百分比。Davidson指数使用喷射杯磨损测试法进行测量。喷射杯磨损测试法包括：将5g吸附剂样品进行筛滤以除去0-20微米粒径范围内的颗粒。然后，将20微米以上的颗粒在21升/分钟的速率下进行空气切向喷射1小时，所述空气切口喷射是通过固定在特别设计的喷射杯(2.54cm内径×5.08cm高度)的底部的1.58mm(0.0625英寸)(1”内径×2”高度)的孔所引入。Davidson指数(DI)如下计算：
在本发明中所使用的固体吸附剂优选具有的Davidson指数数值少于约30，更优选少于约20，且最优选少于10。
与反应器12中与还原的固体吸附剂颗粒接触的含烃流体料流优选包含含硫的烃和氢。进料至反应器12的氢与含硫的烃的摩尔比优选为约0.1∶1至约3∶1，更优选为约0.2∶1至约1∶1，且最优选为0.4∶1-0.8∶1。含硫的烃优选在标准温度和压力下通常为液态的流体，但如上所述，当其与氢混合并暴露于反应器12中的脱硫条件下时，其存在于气态中。含硫的烃优选可以用作燃料或燃料的前体。适合的含硫的烃的例子包括裂化石油、柴油燃料、喷气燃料、直馏石脑油、直馏馏分、焦化瓦斯油、焦化石脑油、烷基化油和直馏瓦斯油。最优选含硫的烃包含选自汽油、裂化汽油、柴油燃料及其混合物的烃流体。
如本文所用，术语“汽油”指的是在约37.7℃至约204.4℃(约100°F至约400°F)的范围内沸腾的烃或其任何馏分的混合物。适合的汽油的例子包括但不限于在炼油厂内的烃料流，如石脑油、直馏石脑油、焦化石脑油、催化汽油、减粘裂化石脑油、烷基化油、异构化油(isomerate)、重整产品等等及其混合物。
如本文所用，术语“裂化汽油”指的是在37.7℃至约204.4℃(约100°F至约400°F)的范围内沸腾的烃的混合物或其任何馏分；其为使较大的烃分子裂化为较小的分子的热裂化方法或催化裂化法的产物。适合的热裂化方法的例子包括但不限于焦化、热裂化、减粘裂化等等及其组合。适合的催化裂化方法的例子包括但不限于流化床催化裂化、重油裂化等等及其组合。因此，适合的裂化汽油的例子包括但不限于焦化汽油、热裂化汽油、减粘裂化汽油、流化床催化裂化汽油、重油裂化汽油等等及其混合物。在某些情况下，当将其用作本发明的方法中的含硫流体时，可以在脱硫之前，将裂化汽油分馏和/或氢化处理。
如本文所用，术语“柴油燃料”指的是在约149℃至约399℃(约300°F至约750°F)的范围内沸腾的烃的混合物或其任何馏分。适合的柴油燃料的例子包括但不限于轻循环油、煤油、喷气燃料、直馏柴油、氢化处理的柴油等等及其混合物。
作为本发明脱硫方法中适合的进料，本文所述的含硫的烃包括一些烯烃、芳烃和硫，以及链烷烃和环烷烃。在气态裂化汽油中烯烃的量通常为约10至约35重量％(基于气态裂化汽油的总重量)。对于柴油燃料，基本不含烯烃。在气态裂化汽油中芳烃的量通常为约20至约40重量％(基于气态裂化汽油的总重量)。在气态柴油燃料中芳烃的量通常为约10至约90重量％(基于气态柴油燃料的总重量)。适于在本发明的脱硫方法中使用的含硫的烃流体(优选裂化汽油或柴油燃料)中原子硫的量通常高于含硫的烃流体的约百万分之50(以重量计)(ppmw)，更优选为约100ppmw的原子硫至约10,000ppmw的原子硫，且最优选为150ppmw的原子硫-500ppmw的原子硫。优选至少约50重量％的存在于本发明所使用的含硫的烃流体中的原子硫为有机硫化合物的形式。更优选至少约75重量％的存在于含硫的烃流体中的原子硫为有机硫化合物的形式，且最优选至少约90重量％的原子硫为有机硫化合物的形式。如本文所用，与“ppmw的硫”连用的“硫”或术语“原子硫”指的是在含硫的烃中的原子硫的量(约32个原子质量单位)，而不是硫化合物(如有机硫化合物)的原子质量或重量。
如本文所用，术语“硫”指的是以任何形式通常存在于含硫的烃(如裂化汽油或柴油燃料)中的硫。可以通过实施本发明从含硫的烃流体中除去的这种硫的例子包括但不限于硫化氢、氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2)、硫醇(RSH)、有机硫化物(R-S-R)、有机二硫化物(R-S-S-R)、噻吩、取代噻吩、有机三硫化物、有机四硫化物、苯并噻吩、烷基噻吩、烷基苯并噻吩、烷基二苯并噻吩等等及其组合，以及通常存在于计划用于本发明的脱硫方法中的类型的含硫的烃中的较大分子量的硫化合物，其中每个R可以是含有1-10个碳原子的烷基、环烷基或芳基。
如本文所用，术语“流体”指的是气体、液体、蒸气及其混合物。
如本文所用，术语“气态”指的是其中含硫的烃流体(如裂化汽油或柴油燃料)主要在气相或蒸气相中的状态。
如本文所用，术语“细微颗粒”指的是平均粒度少于500微米的颗粒。
在流化床反应器12中，使还原的固体吸附剂细微颗粒与向上流动的气态含烃流体料流在足以产生脱硫的烃和加载了硫的固体吸附剂颗粒的一整套脱硫条件下接触。含烃流体料流的流动足以使位于反应器12中的固体吸附剂颗粒的床流化。反应器12中的脱硫条件包括温度、压力、重量时空间速度(WHSV)和表观速度。以下表2中提供了这种脱硫条件的优选范围。
                                                      表2
                                                      脱硫条件
  范围   温度(°F)   温度(℃)   压力(psig)   压力(kPa)     WHSV(hr-1)     表观速度(ft/s)   表观速度(m/s)
  优选   250-1200   121-649   25-750   273-5,268     1-20     0.25-5   0.076-1.525
  更优选   500-1000   260-538   100-400   790-2857     2-12     0.5-2.5   0.152-0.762
  最优选   700-850   371-454   150-250   1,134-1,824     3-8     1.0-1.5   0.305-0.46
当还原的固体吸附剂颗粒与反应器12中的含烃料流在脱硫条件下接触时，将存在于含烃流体料流中的硫化合物，特别是有机硫化合物从这种流体料流中除去。至少部分从含烃流体料流中除去的硫将至少部分还原的固体吸附剂颗粒的氧化锌转化为硫化锌。
与许多常规的脱硫方法(如加氢脱硫)相反，在反应器12中的脱硫过程中，优选在含硫的烃流体中的硫基本不转化为硫化氢并作为硫化氢存在。相反，优选反应器12的流体流出物(通常包含脱硫的烃和氢)中所包含的硫化氢(如果有的话)少于进料至反应器12的流体进料(通常包含含硫的烃和氢)中的硫化氢。优选地，反应器12的流体流出物中所包含的硫少于进料至反应器12的流体进料中所包含的硫的约50重量％，更优选少于约20重量％，最优选少于5重量％。对于反应器12的流体流出物的总的含硫量而言，优选少于总的流体流出物的约百万分之50(以重量计)(ppmw)，更优选少于约30ppmw，更优选少于约15ppmw，且最优选少于10ppmw。
在反应器12中脱硫之后，可以将脱硫的烃流体(优选脱硫的裂化汽油或脱硫的柴油燃料)分离并从流体流出物中进行回收，并优选进行液化。这种脱硫的烃流体的液化可以通过本领域已知的任何方法或方式完成。所得到的液化的、脱硫的烃所包含的硫优选少于进料至反应区的含硫的烃(如裂化汽油或柴油燃料)中所含硫的量的约50重量％，更优选少于含硫的烃中所含硫的量的约20重量％，且最优选少于含硫的烃中所含硫的量的5重量％。脱硫的烃优选包含少于约50ppmw的硫，更优选少于约30ppmw的硫，甚至更优选少于约15ppmw的硫，且最优选少于10ppmw的硫。
在反应器12中脱硫之后，通过第一输送装置18将至少部分的加载了硫的吸附剂颗粒转移到再生器14中。在再生器14中，使加载了硫的吸附剂颗粒与含氧再生料流接触。含氧再生料流优选包含至少1摩尔％的氧，其余部分为气态稀释剂。更优选含氧再生料流包含约1至约50摩尔％的氧和约50至约95摩尔％的氮，甚至更优选约2至约20摩尔％的氧和约70至约90摩尔％的氮，且最优选3-10摩尔％的氧和75-85摩尔％的氮。
再生器14中的再生条件足以使至少部分的加载了硫的固体吸附剂颗粒的硫化锌通过与含氧再生料流接触转化为氧化锌。下面表3中提供了这种再生条件的优选范围。
                                                表3
                                                再生条件
  范围   温度(°F)   温度(℃)   压力(psig)   压力(kPa)     表观速度(ft/s)   表观速度(m/s)
  优选   500-1500   260-815   10-250   170-1,823     0.5-10   0.152-3.05
  更优选   700-1200   371-649   20-150   239-1,134     1.0-5.0   0.305-1.52
  最优选   900-1100   482-593   30-75   308-618     2.0-2.5   0.61-0.762
当加载了硫的固体吸附剂颗粒与含氧再生料流在上述再生条件下接触时，至少部分促进剂金属组份氧化以形成氧化的促进剂金属组份。在再生器14中，优选将加载了硫的吸附剂的取代的固体金属溶液(MAZnB)和/或硫化的取代固体金属溶液(MAZnBS)转化为由式MXZnYO所表征的取代的固体金属氧化物溶液，其中M为促进剂金属，且X和Y各为0.01至约0.99的数值。在上式中，优选X为约0.5至约0.9，且最优选为0.6-0.8。另外优选Y为约0.1至约0.5，且最优选为0.2-0.4。优选Y等于(1-X)。
离开再生器14的再生的固体吸附剂颗粒可包含氧化锌、氧化的促进剂金属组份(MXZnYO)、多孔性增强剂(PE)和促进剂金属-铝酸锌(MZZn(1-Z)Al2O4)，以下表4中提供了上述组份的范围。
                              表4
                   再生的固体吸附剂颗粒的组份
  范围   ZnO(重量％)     MXZnYO(重量％)     PE(重量％)   MZZn(1-Z)Al2O4(重量％)
  优选   5-80     5-70     2-50   1-50
  更优选   20-60     15-60     5-30   5-30
  最优选   30-50     20-40     10-20   10-20
在再生器14中再生之后，将再生的(即，氧化的)固体吸附剂颗粒通过第二输送装置20输送到还原器16。在还原器16中，使再生的固体吸附剂颗粒与含氢的还原料流接触。含氢的还原料流优选包含至少50摩尔％的氢，其余部分为裂化的烃产品，如甲烷、乙烷和丙烷。更优选含氢的还原料流包含至少约70摩尔％的氢，且最优选至少80摩尔％的氢。还原器16中的还原条件足以使再生的固体吸附剂颗粒的氧化的促进剂金属组份的化合价降低。以下表5中提供了这种还原条件的优选范围。
                                      表5
                                      还原条件
范围 温度(°F)   温度(℃)   压力(psig)  压力(kPa)     表观速度(ft/s)
优选 250-1250   121-677   25-750  273-5,268     0.1-4
更优选 600-1000   315-538   100-400  790-2,857     0.2-2.0
最优选 750-850   399-434   150-250  1134-1823     0.3-1.0
当再生的固体吸附剂颗粒与还原器16中的含氢的还原料流在上述还原条件下接触时，至少部分氧化的促进剂金属组份还原形成还原价态的促进剂金属组份。优选至少大部分的取代的固体金属氧化物溶液(MXZnYO)转化为还原价态的促进剂金属组份(MAZnB)。
在已将固体吸附剂颗粒在还原器16中还原之后，可通过第三输送装置22将它们输送回反应器12，用于与反应器12中的含烃流体料流再接触。
再次参见图1，第一输送装置18通常包括反应器气动提升机24、反应器接收器26和反应器闭锁漏斗28，所述闭锁漏斗对于流体而言置于反应器12和再生器14之间。在操作脱硫单元10的过程中，连续地将加载了硫的吸附剂颗粒从反应器12中取出，并由反应器气动提升机24将其从反应器12运送至反应器接收器18。反应器接收器18经反应器回流管线30流体连接到反应器12上。将用于将加载了硫的吸附剂颗粒从反应器12输送到反应器接收器26的提升用气体从反应器接收器26中的加载了硫的吸附剂颗粒中分离，并经反应器回流管线30返回到反应器12中。可操作反应器闭锁漏斗26，以将加载了硫的吸附剂颗粒从反应器12和反应器接收器26的高压烃环境转移到再生器14的低压氧环境。为了完成这种转移，反应器闭锁漏斗28定期接收来自反应器接收器26的加载了硫的吸附剂颗粒的批料，将来自反应器接收器26和再生器14的加载了硫的吸附剂颗粒隔离，并将围绕加载了硫的吸附剂颗粒的环境的压力和组成从高压烃环境改变为低压惰性组份(如氮)环境。如上所述，在加载了硫的吸附剂颗粒的环境已经转变之后，将加载了硫的吸附剂颗粒从反应器闭锁漏斗28分批输送到再生器14。由于将加载了硫的吸附剂颗粒连续地从反应器12中取出，但以分批的方式在反应器闭锁漏斗28中进行处理，因而反应器接收器26起缓冲容器的作用，在其中从反应器12连续取出的加载了硫的吸附剂颗粒可以在将加载了硫的吸附剂颗粒从反应器接收器26到反应器闭锁漏斗28的转移之间进行累积。因此，反应器接收器26和反应器闭锁漏斗28配合，将加载了硫的吸附剂颗粒在反应器12和再生器14之间的流动从连续的方式转变为分批的方式。
第二输送装置20通常包括再生器气动提升机32、再生器接收器34和再生器闭锁漏斗36，所述闭锁漏斗36对于流体而言置于再生器14和还原器16之间。在操作脱硫单元10的过程中，将再生的吸附剂颗粒连续地从再生器14中取出，并通过再生器气动提升机32从再生器14运送至再生器接收器34。再生器接收器34经再生器回流管线38流体连接到接收器14上。将用于将再生的吸附剂颗粒从再生器14输送到再生器接收器34的提升用气体从再生器接收器34中的再生的吸附剂颗粒中分离，并经再生器回流管线38返回到再生器14中。可操作再生器闭锁漏斗36，以将再生的吸附剂颗粒从再生器14和再生器接收器34的低压氧环境转移到还原器16的高压氢环境。为了完成这种转移，再生器闭锁漏斗36定期接收来自再生器接收器34的再生的吸附剂颗粒的批料，将来自再生器接收器34和还原器16的再生的吸附剂颗粒隔离，并将围绕再生的吸附剂颗粒的环境的压力和组成从低压氧环境改变为高压氢环境。如上所述，在已经转变再生的吸附剂颗粒的环境之后，将再生的吸附剂颗粒从再生器闭锁漏斗36分批输送到还原器16。由于将再生的吸附剂颗粒连续地从再生器14中取出，但以分批的方式在再生器闭锁漏斗36中进行处理，因而再生器接收器34起缓冲容器的作用，在其中从再生器14连续取出的再生的吸附剂颗粒可以在将再生的吸附剂颗粒从再生器接收器34到再生器闭锁漏斗36的转移之间进行累积。因此，再生器接收器34和再生器闭锁漏斗36配合，将再生的吸附剂颗粒在再生器14和还原器16之间的流动从连续的方式转变为分批的方式。
现在，参见图2，对反应器12进行说明，反应器12通常包括集气室40、反应器部分42、脱离部分44和固体过滤器46。经反应器部分42内的固体入口48向反应器12提供还原的固体吸附剂颗粒。经反应器部分42上的固体出口50从反应器12中取出加载了硫的固体吸附剂颗粒。经集气室40上的流体入口52将含烃流体料流进料至反应器12。一旦位于反应器12内，含烃流体料流向上流过反应器部分42和脱硫部分44，并在脱离部分44的上部内的流体出口54离开。在流体出口54中容纳有过滤器46，且过滤器46至少部分延伸到脱离部分44的内部。可操作过滤器46以使流体流过流体出口54，同时基本阻止任何固体吸附剂颗粒流过流体出口54。流过流体出口54的流体(通常为脱硫的烃和氢)经过滤器出口56离开过滤器46。
参见图2和3，反应器部分42包括基本为圆柱形的反应器部分的壁58，所述的壁58限定了在反应器部分42以内的细长向上、基本为圆柱形的反应区60。优选反应区60的高度为约3.0m至约45.7m(约10至约150英尺)，更优选为约7.6m至约22.8m(约25至约75英尺)，且最优选为10.7m-16.8m(35-55英尺)。优选反应区60的宽度(即，直径)为约0.30m至约3.0m(约1至约10英尺)，更优选为约0.91m至约2.44m(约3至约8英尺)，且最优选为1.22m-1.52m(4-5英尺)。反应区60的高度和反应区60的宽度(即，直径)的比例优选为约2∶1至约15∶1，更优选为约3∶1至约10∶1，且最优选为约4∶1至约8∶1。在反应区60内，向上流动的流体流经固体颗粒，从而形成固体颗粒的流化床。优选所得到的固体颗粒的流化床基本包含在反应区60以内。流化床的高度与流化床的宽度的比例为约1∶1至约10∶1，更优选为约2∶1至约7∶1，且最优选为2.5∶1-5∶1。流化床的密度优选为约320至约960kg/m3(约20至约60lb/ft3)，更优选为约480至约800kg/m3(约30至约50lb/ft3)，且最优选为约560-720kg/m3(约35-45lb/ft3)。
再次参见图2，脱离部分44基本包括基本为截头圆锥体的下部的壁62、基本为圆柱体的中间的壁64和上部盖66。脱离部分44限定了反应器12内的脱离区。优选脱离部分44的横截面积明显大于反应器部分42的横截面积，从而使向上流过反应器12的流体的速度在脱离部分44内显著低于反应器部分42内的速度，从而使得夹带在向上流动的流体内的固体颗粒由于重力在脱离区内从流体中“落下”。优选由脱离部分44所限定的脱离区的最大横截面积为反应区60中的最大横截面积的约2至约10倍，更优选比反应区60中的最大横截面积大约3至约6倍，且最优选为反应区60中的最大横截面积的3.5-4.5倍。
参见图3和4，反应器12包括一系列设置于反应区60内的、基本为水平的、垂直隔开用来加强接触的折流板组70、72、74、76。可操作折流板组70-76，以便在其中使流体与固体颗粒接触时，使反应区60内的轴向分散最小化。尽管图3和4显示了一系列四个折流板组70-76，但反应区60内的折流板组的数目可以根据反应区60的宽度和高度而改变。优选在反应区60内使用2-10个垂直隔开的折流板组，更优选在反应区60内使用3-7个折流板组。相邻折流板组之间的垂直间隔优选为反应区60的高度的约0.02至约0.5倍，更优选为反应区60的高度的约0.05至约0.2倍，且最优选为反应区60的高度的约0.075至约0.15倍。相邻折流板组之间的垂直间隔优选为约0.152m至约1.83m(约0.5至约6.0英尺)，更优选约0.30m至约1.22m(约1.0至约4.0英尺)，且最优选为0.45m-0.76m(1.5-2.5英尺)。折流板组70-76的相对垂直间隔和水平取向通过多个垂直支承构件78来维持，所述支承构件78与折流板组70-76彼此刚性连接。
现在参见图5，每个折流板组70-76通常包括外环80和多个基本平行延伸、侧向隔开、细长的单独折流板构件82，所述构件82连接到外环80上，并在外环80以内成弦状延伸。每个单独的折流板构件82优选为细长的，基本为圆柱形的杆或管。每个单独的折流板构件82的直径优选为约1.27cm至约12.7cm(约0.5至约5.0英寸)，更优选约2.54cm至约10.16cm(约1.0至约4.0英寸)，且更优选为5.08cm-7.62cm(2.0-3.0英寸)。单独的折流板构件82优选以约5.08至约25.4cm的中心距(约2至约10英寸的中心距)，更优选以约10.16至约20.32cm的中心距(约4至约8英寸的中心距)彼此侧向隔开。每个折流板组优选在单独的折流板构件82之间具有开孔区域，所述开孔区域为在相应的折流板组的垂直位置处反应区60横截面积的约40至约90％，更优选每个折流板组的开孔区域为在相应的折流板组垂直位置处反应区60横截面积的约55至约75％。外环80的外径优选为反应器部分的壁58的内径的约75至约95％。多个固定构件84优选与外环80的外表面刚性连接，且将其调整为与反应器壁部分58的内表面连接，从而将折流板组70-76固定到反应器部分的壁58上。
现在参见图4和6，优选当从反应器部分42的轴向截面观察时，折流板组70-76的相邻的单独的折流板构件82形成交叉的图案(如图6)。优选折流板组70-76的相邻的单独的折流板构件82彼此横向延伸成约60至约120度，更优选为约80至约100度，甚至更优选为约85至约95度，最优选基本为90度(即，基本垂直)的交叉角。如本文所用，术语“交叉角”指的是垂直于反应区60的纵轴进行测量而得到的相邻垂直隔开的折流板组70-76的单独折流板构件82的延伸方向之间的角。
现在参见图3和4，分布栅格86与反应器12在压力集气室40和反应器部分42的连接处刚性连接。分布栅格86限定了反应区60的底部。分布栅格86通常包括基本为盘状的分布板88和多个泡罩90。每个泡罩90限定了其中的流体开孔92，通过流体入口52进入压力集气室40的流体可以通过所述开孔向上进入反应区60。分布栅格86优选包括约15至约90个泡罩90，更优选约30至约60个泡罩90。当向上通过分布栅格86的流体的流动停止时，可操作泡罩90以避免大量的固体颗粒向下流过分布栅格86。
实施例
为了测试工业规模脱硫反应器的流体动力学特性，构造图7中所示的工业规模一半的测试反应器100。除了提供可见度的扁平的Plexglass面板，测试反应器100由钢构成。测试反应器100包括压力集气室102、反应器部分104、扩大部分106和稀相部分108，所述压力集气室高44英寸，且直径从24扩大至54英寸；所述反应器部分高21英尺，且直径为54英寸；所述扩大部分高8英尺，且直径54扩大至108英寸；所述稀相部分高4英尺，且直径为108英寸。具有22个孔的分布栅格位于反应器100内，紧邻压力集气室102和反应器部分104的连接处。测试反应器100还包括初级和次级旋风器110、112，所述旋风器将催化剂返回到分布栅格上方大约1英尺。从压缩机114经空气供应管线116向压力集气室102提供流态化空气。使用毕托管测量进料至反应器100的空气的流速，以实际的立方英尺/分钟表示。在测试的过程中，将流动状态调节至四个目标气流速度，包括0.75、1.0、1.5和1.75ft/s。将催化剂从由催化剂转筒装载催化剂的外部催化剂漏斗装载到反应器100内。通过加入或取出催化剂，获得流化床高度(标称值为4、7和12英尺)。
为了比较当在反应器内使用多组水平折流板构件时与没有内部折流板比较的反应器100内的轴向扩散，进行了示踪试验。在用水平板构件进行示踪试验的过程中，在反应器内放置5个垂直隔开的水平折流板构件。每个折流板构件(图5中所示)包括多个平行的圆柱杆。圆柱杆的直径为2.375英寸，且将其以6英寸的中心距彼此间隔。杆的间隔使每个折流板构件产生约65％的开孔区域。折流板构件在反应器100内彼此垂直间隔2英尺，且使每个折流板构件相对于相邻的折流板构件旋转，以使相邻的垂直隔开的折流板构件的圆柱杆彼此基本垂直延伸，从而产生通常为交叉的折流板图案(图6中所示)。
通过向反应器100注入甲烷(99.99％纯度)作为不吸收的示踪剂进行示踪试验。将甲烷作为120cc缓冲注入样品环管。将环管加压至约40psig。在填充环管2分钟之后，通过使用约10SCF/hr的空气流吹扫环管，将样品注入。如图7中所示，将甲烷注入空气供应管线116，所述空气供应管线116用于将流态化空气送入压力集气室102。
将Foxboro Monitor TN-1000型分析器118用于测量在整个时间范围内甲烷供应的出口浓度，从而产生甲烷在反应器100内的停留时间分布。分析器118具有双检测器，包括火焰离子化检测器(FID)和光致离子化检测器(PID)，并以每秒一次的测量速度取样。使用FID检测甲烷。如图7中所示，从排出管线120对甲烷取样。尽管优选直接在催化剂的流化床上对甲烷取样，但在这样的构造内，催化剂碎屑不能有效地排除到取样管线之外，且会堵塞分析器118内的过滤器。通过分析器118电子采集数据，并在完成实验之后，将这些数据转移到个人计算机。根据气体速度和催化剂床高度，取样持续3-4分钟直至示踪气体浓度回到基线。
为了指示反应器内轴向扩散，测量来自反应器100的甲烷的出口浓度对时间的函数关系。换句话说，测量甲烷的缓冲停留时间分布曲线或示踪曲线。对于偏离活塞流动的小偏差(皮克里特准数高于约100)，示踪曲线窄，且为对称的和高斯型的曲线。而当皮克里特准数小于100时，示踪曲线宽，且足够慢地移动，以致其改变形状并展宽以产生非对称的曲线。在所有的甲烷示踪试验中，停留时间分布曲线展宽，且所述曲线为非对称的。将用于这些曲线的方差的展宽转化为皮克里特准数。
为了根据实测最大方差和实测平均停留时间确定皮克里特准数，使用“封闭系统”模型。在这种封闭系统中，假设甲烷气体在催化剂床之前和之后以活塞移动流动，以致于气体轴向扩散仅是由于催化剂造成的。对于封闭系统，皮克里特准数在以下等式中与方差和平均停留时间相关联：
σ 2 t ‾ 2 = 2 ( 1 / Pe ) 2 [ 1 - exp ( - Pe ) ]
在该等式中，σ2是方差， t2是平均停留时间的平方。因此，皮克里特准数的计算取决于这两个参数的计算。平均停留时间是以时间计的重心，且可以根据以下等式确定，其中分母为曲线下的面积：
t ‾ = ∫ 0 ∞ tCdt ∫ 0 ∞ Cdt
方差表明曲线怎样随时间展开，且由以下等式确定：
σ 2 = ∫ 0 ∞ t 2 Cdt ∫ 0 ∞ Cdt - t ‾ 2
如果数据点是无数个且彼此距离很近，平均时间和方差可以由以下等式进行估计：
t ‾ = Σ i t i C i Δt i Σ i C i Δt i = Σ i t i C i Σ i C i
σ 2 = Σ i t i 2 C i Δt i Σ i C i Δ t i - t ‾ 2 = Σ i t i 2 C i Σ i C i - t ‾ 2
由于在流化床的下游对甲烷取样，甲烷的停留时间分布曲线可以包括体积对峰值方差和时间的影响，所述体积位于催化剂床的下游和分析器118的上游。所幸只要发生在一个容器内的对最大方差和时间的影响与其他容器无关，方差和时间是可加和的。因此，总的方差和总的平均时间可简单地归因于各个体积的方差和平均时间的总和，且可如下表示：
           t总和＝ t催化剂+ t扩大部分+ t旋风器/管线+ t取样
进行特别的注入实验以测量归因于取样、扩大部分106、旋风分离器110、112的体积和管道体积的方差和时间。然后，可以将这些实验的结果从总的方差和平均时间中减去，以获得仅归因于催化剂的数值。
表6总结了在不同的床高、反应器内存在和不存在垂直的水平折流板(HBs)的情况下，对于使用细FCC催化剂的流化试验计算的皮克里特准数的结果。
                                    表6
          无HBs       5个垂直的HBs
    床高(ft)     目标Uo(ft/s)     实测Uo(ft/s)     皮克里特准数     实测Uo(ft/s)     皮克里特准数
    11     0.75     0.86     2.00     0.92     9.50
    11     1.00     1.12     2.30     1.16     18.80
    11     1.50     1.48     2.30     1.47     11.80
    11     1.75     1.74     1.80     1.65     20.70
    7     0.75     0.82     11.70     0.90     19.10
    7     1.00     1.12     13.90     1.15     22.70
    7     1.50     1.47     14.10     1.43     21.10
    7     1.75     1.74     12.70     1.71     19.10
表7总结了在反应器内存在和不存在垂直的水平折流板(HBs)的情况下，对于使用粗FCC催化剂的流化试验计算的皮克里特准数的结果。
                                  表7
          无HBs        5个垂直的HBs
    床高(ft)     目标Uo(ft/s)     实测Uo(ft/s)   皮克里特准数     实测Uo(ft/s)   皮克里特准数
    11     0.75     0.83   6.9     0.93   8.8
    11     1.00     1.18   6.2     1.15   10.0
    11     1.50     1.45   6.0     1.49   9.3
    11     1.75     1.65   6.0     1.71   10.2
表8总结了示踪试验中所用的粗和细FCC催化剂的特性。
                           表8
特性     “细”催化剂     “粗”催化剂
ρs，g/cm3(He置换)     2.455     2.379
ρp，g/cm3(a)     0.973     1.075
ρB，g/cm3     0.805     0.807
孔隙体积，mL/g(Hg压入)     0.62     0.51
Al2O3，重量％(b)     49     49
湿度(LOI)，重量％     31.54     24.09
Davison指数(DI)     7.08     7.74
dsv(c)，微米     51     60
0-20微米，重量％     2.40     0.47
0-40微米，重量％     26.74     14.44
粒度分布
＞212微米     0     0
212-180微米     0     0
180-106微米     4.54     10.04
106-90微米     5.87     9.52
90-45微米     53.94     59.48
45-38微米     12.48     9.14
＜38微米     23.17     11.82
Geldart分类     A     A
流动性指数     5.39     3.88
Umf，cm/s(计算)     0.08     0.13
表6和7中所提供的结果证明，当在流化床反应器100的反应部分104中加入5个垂直的水平折流板时，如皮克里特准数指示的，轴向扩散显著降低。
在本说明书和附加的权利要求的范围内，可进行合理的变动、变更和适应性修改，而不背离本发明的范围。

Claims (55)

1.一种脱硫单元，包括：
流化床反应器，其限定了长而直立的反应区，在所述反应区中使固体吸附剂细微颗粒与含烃流体料流接触，从而提供脱硫的含烃料流和加载了硫的吸附剂颗粒，其中所述反应器包括一系列垂直隔开的加强接触的构件，所述构件基本水平地设置在所述反应区内，其中每个所述加强接触的构件包括多个基本平行延伸而侧向隔开的细长折流板，其中所述相邻的加强接触的构件的折流板彼此横向延伸成约60度至约120度的交叉角；
流化床再生器，用于使至少部分所述加载了硫的颗粒与含氧再生料流接触，从而提供再生的吸附剂颗粒；和
流化床还原器，用于使至少部分所述再生的吸附剂颗粒与含氢还原料流接触。
2.根据权利要求1的脱硫单元，其中每个所述加强接触的构件限定了所述含烃流体料流和所述吸附剂颗粒可以经过的开孔区域，其中每个所述加强接触的构件的所述开孔区域为在相应的加强接触的构件的垂直位置处的所述反应区的横截面积的约40至约90％。
3.根据权利要求2的脱硫单元，其中相邻的所述加强接触的构件之间的垂直间隔为所述反应区高度的约0.02至约0.5倍。
4.根据权利要求3的脱硫单元，其中每个所述折流板具有基本为圆柱形的外表面。
5.根据权利要求1的脱硫单元，其中所述反应区的高度为约7.62m至约22.9m(约25至约75英尺)，且反应区的宽度为约0.91m至约2.44m(约3至约8英尺)。
6.根据权利要求5的脱硫单元，其中相邻的所述加强接触的构件之间的垂直间隔为所述反应区高度的约0.05至约0.2倍。
7.根据权利要求6的脱硫单元，其中每个所述加强接触的构件限定了所述含烃流体料流和所述吸附剂颗粒可以经过的开孔区域，其中每个所述加强接触的构件的所述开孔区域为在相应的加强接触的构件的垂直位置处的所述反应区的横截面积的约55至约75％。
8.根据权利要求7的脱硫单元，其中所述交叉角为80度至约100度。
9.根据权利要求8的脱硫单元，其中相邻的所述加强接触的构件的所述细长折流板彼此基本垂直延伸。
10.根据权利要求1的脱硫单元，另外包含用于将所述加载了硫的吸附剂颗粒从所述反应器输送到所述再生器的第一管道；用于将所述再生的吸附剂颗粒从所述再生器输送到所述还原器的第二管道；和用于将所述还原的吸附剂颗粒从所述再生器输送到所述反应器的第三管道。
11.根据权利要求10的脱硫单元，另外包含流体连接设置在所述管道内的反应器闭锁漏斗，其中所述反应器闭锁漏斗可将加载了硫的吸附剂颗粒从高压烃环境转移到低压氧环境。
12.根据权利要求11的脱硫单元，另外包括设置在所述反应器闭锁漏斗上游的所述第一管道内的反应器接收器，其中所述反应器接收器与所述反应器闭锁漏斗共同作用，以将在所述第一管道内所述加载了硫的吸附剂的流动从连续转化为分批。
13.一种流化床反应器系统，包括：
长而直立的容器，其限定了反应区；
气态的含烃流体料流，其以约0.076m/s至约1.52m/s(约0.25至约5.0ft/s)的表观速度向上流经所述反应区；
固体颗粒的流化床，其基本设置在反应区内，其中所述固体颗粒通过所述气态含烃料流流经此处使之流化；和
一系列垂直隔开的加强接触的构件，其基水平地设置在所述反应区内，其中每个所述加强接触的构件包括多个基本平行延伸且侧向隔开的细长折流板，其中相邻的所述加强接触的构件的所述细长折流板彼此横向延伸成约60度至约120度的交叉角。
14.根据权利要求13的流化床反应器系统，其中所述反应区内的WHSV为约2至约12hr-1。
15.根据权利要求14的流化床反应器系统，其中所述固体颗粒的平均粒度为约20至约150微米。
16.根据权利要求15的流化床反应器系统，其中所述固体颗粒的密度为约0.5至约1.5g/cm3(g/cc)。
17.根据权利要求16的流化床反应器系统，其中所述含烃料流的氢和烃的摩尔比为约0.1∶1至约3∶1。
18.根据权利要求13的流化床反应器系统，其中所述表观速度为约0.15至约0.76m/s(约0.5至约2.5ft/sec)。
19.根据权利要求18的流化床反应器系统，其中所述反应区内的WHSV为约3至约8hr-1。
20.根据权利要求19的流化床反应器系统，其中所述固体颗粒的平均粒度为约50至约100微米。
21.根据权利要求20的流化床反应器系统，其中所述固体颗粒的密度为约0.8至约1.3g/cm3(g/cc)。
22.根据权利要求21的流化床反应器系统，其中所述含烃料流的氢和烃的摩尔比为约0.2∶1至约1∶1。
23.根据权利要求22的流化床反应器系统，其中所述含烃料流包含选自汽油、裂化汽油、柴油燃料及其混合物的烃。
24.根据权利要求13的流化床反应器系统，其中所述流化床的高度与所述流化床的宽度的比例为约2∶1至约7∶1。
25.根据权利要求24的流化床反应器系统，其中流化床的密度为约480至约800kg/m3(约30至约50lb/ft3)。
26.用于使向上流动的气态含烃料流与固体颗粒接触的流化床反应器，所述流化床反应器包括：
长而直立的容器，其限定了下部反应区和上部脱离区，其中在下部反应区中通过所述气态含烃料流使所述固体颗粒基本流化；在上部脱离区中使所述固体颗粒基本与所述气态含烃料流中脱离；和
一系列垂直隔开的加强接触的构件，其基本水平设置在反应区内，其中每个所述加强接触的构件包括多个基本平行延伸且侧向隔开的细长折流板，其中相邻的所述加强接触的构件的所述细长折流板彼此横向延伸成约60度至约120度的交叉角。
27.根据权利要求26的流化床反应器，其中相邻的所述加强接触的构件之间的垂直间隔为所述反应区高度的约0.02至约0.5倍。
28.根据权利要求27的流化床反应器，其中每个所述加强接触的构件限定了所述含烃料流和所述吸附剂颗粒可以经过的开孔区域，其中每个所述加强接触的构件的所述开孔区域为在相应的加强接触的构件的垂直位置处的所述反应区的横截面积的约40至约90％。
29.根据权利要求28的流化床反应器，其中所述反应区的高度与宽度的比例为约2∶1至约15∶1。
30.根据权利要求29的流化床反应器，其中所述脱离区的最大横截面积为所述反应区的最大横截面积的至少2倍。
31.根据权利要求26的流化床反应器，其中所述反应区的高度为约7.62m至约22.9m(约25至约75英尺)，且反应区的宽度为约0.91m至约2.44m(约3至约8英尺)。
32.根据权利要求31的流化床反应器，其中相邻的所述加强接触的构件之间的垂直间隔为所述反应区高度的约0.05至约0.2倍。
33.根据权利要求32的流化床反应器，其中每个所述加强接触的构件限定了所述含烃料流和所述吸附剂颗粒可以经过的开孔区域，其中每个所述加强接触的构件的所述开孔区域为在相应的加强接触的构件的垂直位置处的所述反应区的横截面积的约55至约75％。
34.根据权利要求33的流化床反应器，其中每个所述折流板具有基本为圆柱形的外表面。
35.根据权利要求34的流化床反应器，其中相邻的所述加强接触的构件的所述细长折流板彼此基本垂直延伸。
36.根据权利要求35的流化床反应器，其中每个所述折流板基本为直径为约3.81cm至约7.62cm(约1.5至约3英寸)的圆柱形杆或管，且其中每个所述折流板以约10.16至约20.32cm的中心距(约4至约8英寸的中心距)彼此侧向隔开。
37.根据权利要求26的流化床反应器，另外包括分布板，其限定了所述反应区的底部，其中所述分布板限定了多个用于使含烃流体料流向上流过所述分布板并流入所述反应区的孔。
38.根据权利要求37的流化床反应器，其中所述分布板具有约15至约90个所述的孔。
39.根据权利要求37的流化床反应器，其中所述分布板具有约30至约60个所述的孔。
40.根据权利要求26的流化床反应器，其中所述容器限定了接收所述气态含烃料流进入所述反应区的流体入口、从所述脱离区排出所述气态含烃料流的流体出口、接收所述固体颗粒进入所述反应区内的固体入口和从所述反应区排出所述固体颗粒的固体出口，其中所述固体入口、所述固体出口、所述流体入口和所述流体出口彼此分离。
41、根据权利要求40的流化床反应器，另外包括位于紧邻所述流体出口的过滤器，且所述过滤器的操作可以使所述气态含烃料流流过所述流体出口，同时阻止所述固体颗粒通过所述流体出口。
42.根据权利要求26的流化床反应器，其中所述脱离区的最大横截面积为所述反应区的最大横截面积的至少3倍。
43.根据权利要求42的流化床反应器，其中所述反应区基本为圆柱形，且所述脱离区包括基本为截头圆锥体的底部部分和基本为圆柱体的上部部分。
44、根据权利要求43的流化床反应器，其中所述反应器的高度与宽度的比例为约4∶1至约8∶1。
45.一种脱硫方法，包括以下步骤：
(a)在流化床反应器容器内，在足以从所述含烃流体料流中脱硫并将至少部分所述氧化锌转化成硫化锌的脱硫条件下，使含烃流体料流与包含还原价态的促进剂金属组份和氧化锌的固体吸附剂细微颗粒接触，从而提供脱硫的含烃料流和加载了硫的吸附剂颗粒；
(b)在步骤(a)的同时，使至少部分所述含烃料流和所述吸附剂颗粒与多个基本水平的垂直隔开的交叉折流板组接触，从而减少在所述流化床反应器中的轴向扩散，并加强所述含烃流体料流脱硫；
(c)在再生器容器内，在足以使至少部分所述硫化锌转化为氧化锌的再生条件下，使至少部分所述加载了硫的吸附剂颗粒与含氧再生料流接触，从而提供包含未还原的促进剂金属组份的再生的吸附剂颗粒；和
(d)在还原器容器内，在足以使所述未还原的促进剂金属组份还原的还原条件下，使所述再生的吸附剂颗粒与含氢还原料流接触，从而提供还原的吸附剂颗粒。
46.根据权利要求45的脱硫方法，另外包括以下步骤：
(e)在所述流化床反应器容器内，在所述脱硫条件下，使所述还原的吸附剂颗粒与所述含烃流体料流接触。
47.根据权利要求45的脱硫方法，其中所述含烃流体料流包含在标准温度和压力下为液态的烃。
48.根据权利要求47的脱硫方法，其中所述含烃流体料流具有的氢与烃的摩尔比为约0.1∶1至约3∶1。
49.根据权利要求48的脱硫方法，其中所述含烃流体料流包含选自汽油、裂化汽油、柴油燃料及其混合物的烃。
50.根据权利要求45的脱硫方法，其中所述还原价态的促进剂组份包含选自镍、钴、铁、锰、钨、银、金、铜、铂、锌、钌、钼、锑、钒、铱、铬和钯的促进剂金属。
51.根据权利要求45的脱硫方法，其中所述还原价态的促进剂组份包含镍。
52.根据权利要求45的脱硫方法，其中每个所述折流板组具有的开孔区域为在相应的折流板组的垂直位置处的所述反应器容器的横截面积的约40至约90％。
53.根据权利要求52的脱硫方法，其中所述折流板组系列包括3-7个单独的折流板组。
54.根据权利要求53的脱硫方法，其中相邻的所述折流板组之间的垂直间隔为约0.152至约1.83M(约0.5至约6英尺)。
55.根据权利要求54的脱硫方法，其中每个所述单独折流板组包括多个侧向排列、基本为圆柱形的杆或管。
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