CN1724166A

CN1724166A - 重整催化剂逆流烧焦再生工艺及其再生器

Info

Publication number: CN1724166A
Application number: CN 200510085010
Authority: CN
Inventors: 白跃华; 何卫国; 齐建勋; 赵建春
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2006-01-25

Abstract

重整催化剂逆流烧焦再生工艺及其再生器，属石油加工中催化剂再生技术领域。包括待再生催化剂依次经过一段烧焦和二段烧焦，加热后的再生气体由下而上依次离心经过二段烧焦区和一段烧焦区，经二段烧焦区后的再生气体补充急冷气后再进入一段烧焦区。本发明还提供了该工艺所使用的再生器。该发明再生的催化剂含水量少，比表面积大，较好的解决了再生催化剂的水热失活问题，并有效的延长再生催化剂的使用寿命，该再生器能够实现催化剂的一段和二段逆流离心烧焦，再生烧焦温度低、循环气量小，使用操作简便。两段离心式的气体流动克服了催化剂“贴壁”现象，保证催化剂的顺利流动。本发明可用于代替进口烧焦再生工艺和设备对催化重整用催化剂进行再生。

Description

重整催化剂逆流烧焦再生工艺及其再生器

技术领域

本发明属于石油加工中催化剂的再生技术领域，尤其涉及石油催化重整装置所使用催化剂的再生工艺。

背景技术

催化重整是从石油生产芳烃和高辛烷值汽油组分的主要工艺过程，所副产的氢气又是炼油厂加氢装置所用氢气的重要来源，因此受到世界各国炼油厂和石油化工行业的重视。近年来，催化重整除了催化剂有的极快的发展外，催化剂再生工艺方面也有了很大的发展，特别是70年代的美国和法国相继开发了催化剂连续再生技术，使运转的催化剂的活性始终保持较高的水平，产品质量和收率都有所提高。我国曾先后引进美国环球石油公司(UPO)和法国石油研究院(IFP)研究开发的两种催化剂连续再生工艺(候祥麟主编，《中国炼油技术》，中国石化出版社，1991年12月，P158-183)。

法国石油研究院(IFP)连续重整催化剂再生工艺流程是：催化剂再生过程中催化剂是轴向移动，而再生气是径向移动，两者为错流接触。待生催化剂首先存储在再生器上部的存储区，依靠重力依次通过再生器一段、二段烧焦区烧焦，最后流出再生器。自再生气循环压缩机出口来的再生气体分为两部分：主体部分经过与烧焦产物气体换热、烧焦电加热器加热后进入再生器，首先预热进入再生器烧焦区的催化剂，然后流经一段烧焦区的径向床层烧焦后在中心管处汇合送出再生器，在再生器外与净化风气及急冷气混合以调节氧含量和温度，然后送回再生器二段烧焦区，流经二段烧焦区床层烧焦后进入催化剂的检查段；在检查段，另外一股检查气体进入再生器，在确保催化剂上的积炭全部烧完后与烧焦气体在中心管处混合，混合后气体的摩尔氧含量约为0.3-0.7％，经烧焦进料换热器和再生循环气后冷器换热冷却后进入再生气洗涤罐，以去除气体中的HCl、CO₂等物质，经过洗涤和干燥的气体回到再生气循环压缩机经升压后循环使用，检查段的温度没有增加，可以认为催化剂不含焦炭。再生过程操作条件：一段烧焦区温度为465℃、压力0.55Mpa，入口再生气摩尔氧含量0.8％；二段烧焦区温度为480℃，压力0.54Mpa，入口再生气摩尔氧含量0.8％；检查段入口气体摩尔氧含量1.0％，压力0.53Mpa。

IFP连续重整再生器结构是：再生器顶部有一存储区，待生催化剂存储1-2小时后通过8根下降管流到烧焦区，烧焦区由两个径向床组成。这两个径向床由8根下降管分隔。在第二区的底部有一个烧焦检查区，目的是检查催化剂上的焦炭是否已全部燃烧掉。

IFP工艺采用顺流再生工艺，即催化剂流动方向与再生气流动方向相同，催化剂烧焦过程产生的水造成催化剂烧焦过程中水含量逐渐升高，二段水含量达3000-4000ppm，从而影响催化剂的活性。

美国环球石油公司(UOP)连续重整再生工艺流程是：催化剂依靠重力流入再生器烧焦区，通过内外的柱状和锥状筛网之间的环型区向下流动，最后流出再生器，其中再生气体从再生器顶部进入再生风机，从风机出来的再生气体一路循环到再生加热区，另一路经空冷器、电加热器后，一部分去烧焦区，另一部分经文丘里洗涤器放空，烧焦所用的氧靠氧氯化段来风维持。该再生过程操作条件：烧焦区入口再生气摩尔氧含量为0.5-1.0％，温度为477-565℃，压力0.241Mpa。

UOP工艺催化剂再生为单段再生，再生温度高，循环气无脱水设施，含水量较高，达40000ppm，含氯量大，因此被称作湿热循环，该工艺催化剂失活快，设备腐蚀比较严重，对设备材质要求高。

发明内容

本发明的目的是提供一种催化剂再生含水量少，催化活性高、再生过程中比表面积损失小，再生气体损耗量少，再生后催化剂使用寿命长的催化剂再生工艺和所使用的再生器，克服了现有技术的缺点。

本发明采用的技术方案如下：

一种重整催化剂逆流烧焦再生工艺，包括待再生催化剂依次经过一段烧焦和二段烧焦，其特征在于待再生催化剂由上而下依次经过一段烧焦区和二段烧焦区进行烧焦再生，加热后的再生气体由下而上依次离心经过二段烧焦区和一段烧焦区，经二段烧焦区后的再生气体补充急冷气后再进入一段烧焦区。

该重整催化剂逆流烧焦再生工艺包括如下工艺步骤：

(1)循环再生气体经过循环压缩机后与净化气体混合，再进入换热器与烧焦后的气体换热，然后经过加热器加热后进入催化剂再生烧焦区；

(2)催化剂在重力作用下由上而下依次经过一段烧焦区和二段烧焦区进行烧焦，再生气体由下而上依次离心经过二段烧焦区和一段烧焦区，再生气体离心经过二段烧焦区后与补充入的急冷气混合，混合后的再生气体再进入一段烧焦区进行离心运行烧焦；

(3)流出一段烧焦区的再生气体经过换热器与循环再生气体换热后冷却，然后进入碱液洗涤罐去除气体中的HCl、CO₂等酸性气体，再经过干燥过滤后回到再生循环压缩机循环使用。

上述再生工艺中所述的一段烧焦区的烧焦温度为460-530℃，压力为0.50-0.53Mpa，进入一段烧焦区的再生气体的摩尔含氧量为0.3-0.8％；所述的二段烧焦区的烧焦温度为470-530℃，压力为0.51-0.54Mpa，进入二段烧焦区的再生气体的摩尔含氧量为0.5-1.0％。

该重整催化剂逆流烧焦再生工艺所使用的再生器包括一段烧焦区和二段烧焦区，其顶部设置催化剂缓冲区，中心管腔设置于中间并分为一段内腔室和二段内腔室上下两部分，一段内腔室外依次设置一段催化剂环室、一段外环腔，二段内腔室外依次设置二段催化剂环室和二段外环腔；一段外环腔和二段外环腔间设置隔板，二段外环腔与一段内腔室相通；二段内腔室设置再生气体进口，一段外环腔设置再生气体出口，二段外环腔与一段内腔室连通部位设置急冷气进口，一段催化剂环室通过连通管和二段催化剂环室相通，二段催化剂环室下端设置催化剂排出口。

催化剂缓冲区通过以圆周排列的管状连通管与一段催化剂环室相通；一段催化剂环室和二段催化剂环室间的连通管为以圆周排列的管状连通管。

再生气体出口设置在一段外环腔室的上端部。

所述的催化剂排出口的下端设置催化剂氧氯化室和焙烧室，焙烧室位于催化剂氧氯化室下端。

本发明采用离心式两段逆流再生工艺，在再生烧焦区催化剂流动方向与再生气流动方向相反，由于焦炭中氢的燃烧速度高于碳的燃烧速度，使得催化剂烧焦再生过程中产生的水分沿着催化剂流动方向逐渐减少，一段烧焦区烧去全部的氢及部分的碳，水含量较高，约为2000-4000ppm，但烧焦温度较低，主要是由于再生气首先经过二段烧焦区，消耗了部分氧气，进入一段烧焦区时又补充了不含氧的急冷气，使再生气中氧含量降低，同时降低了床层的峰温。在二段烧焦区温度较高，氧含量较高有利于烧去催化剂上余下的碳，再生气中水含量较低，约为500-1500ppm，这样在一段烧焦区采用低温、低氧含量操作降低了床层的峰温，二段烧焦区采用高温、高氧含量、低水含量操作，较好地解决了催化剂的水热失活问题，有利于保持催化剂的比表面积和活性，延长催化剂的使用寿命。

该再生工艺中催化剂自上而下流动，再生气体通过每一个烧焦区均为离心方向，克服了向心方向穿过烧焦区的缺点。当气体向心式穿过催化剂床层时，由于中心管的开孔率很低，气体的流速很高，靠近中心管附近的催化剂受到很大的向心力，以致催化剂和中心管外网产生很大的摩擦力，容易发生催化剂“贴壁”现象，造成催化剂流动不畅。两段离心式的气体流动方式彻底克服了催化剂“贴壁”现象，保证了催化剂的顺利流动。加快了再生催化剂的流动速度，并有效的减少了再生同等数量催化剂的用气量，同时也能避免再生催化剂由于烧焦时间过长而造成比表面积损失的问题。

与美国环球公司的单段再生催化剂再生工艺相比，本发明再生温度低，循环气量小，由于增加了脱水设施，含水量较低。催化剂在烧炭过程中比表面损失小，有利于延长催化剂的使用寿命。再生循环回路中设置了碱洗系统，脱除了再生气体中的HCL、CO₂，降低了对再生器设备材质的要求。

应用本发明提供的重整催化剂逆流烧焦再生器，能够更方便的实现本发明，催化剂由再生器的顶部进入缓冲区，然后通过与缓冲区连通的连通管进入一段催化剂环室，再由连通管进入过二段催化剂环室，最后由二段催化剂环室下端的排出口排到催化剂氧氯化室和焙烧室。循环再生气体在再生器内的运行路线是：再生气体由气体进口进入二段内腔室，然后离心流经二段催化剂环室烧烧焦区对其内的催化剂进行径向床层烧焦，烧焦后的气体进入二段外环腔与急冷气进口进入的急冷气混合，混合后的气体进入一段内腔室，在一段催化剂环室烧焦区内对催化剂进行烧焦后进入一段外环腔，经过外环腔的再生气出口排出再生器。由此，待再生催化剂由上而下依次经过一段催化剂环室烧焦区和二段催化剂环室烧焦区实现烧焦再生，再生气体也由下而上离心经过二段烧焦区、急冷补充后进入一段烧焦区，实现一段和二段烧焦作业。

本发明的有益效果在于，该重整催化剂逆流烧焦再生工艺为两端离心逆流再生工艺，再生催化剂含水量低，比表面积大，较好的解决了再生催化剂的水热失活问题，并有效的延长了再生催化剂的使用寿命，试验证明，同一种连续重整催化剂，原比表面积200m²/g，经过半年的运行，通过本发明烧焦再生的催化剂比表面积185m²/g以上，而采用其他再生方法再生的催化剂比表面积150～160m²/g，效果差异非常明显。另外，两段烧焦区内再生气体离心通过，有效的增快了催化剂的再生烧焦速度，降低了再生气体的消耗量。本发明提供的重整催化剂逆流烧焦再生器能够简单方便的实现催化剂的一段和二段逆流烧焦，再生烧焦温度低、循环气量小，使用操作简便。本发明可广泛用于代替进口烧焦再生工艺和设备对催化重整用催化剂进行烧焦再生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本发明中再生器的剖面结构示意图；

图2是图1中再生器的A-A向剖面结构放大示意图；

图3是图1中再生器的B-B向剖面结构放大示意图。

具体实施方式

下面用具体实例进一步说明本发明。为了说明本发明的效果，在实施例1-3和比较例1-2中采用相同的催化重整催化剂以增加试验结果的可对比性。但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1待再生催化剂依靠重力由上而下依次通过一段烧焦区和二段烧焦区进行烧焦再生，循环再生气体的回路流程为：自再生循环压缩机出来的再生气体注入净化风，再与进入烧焦进料换热器的烧焦气体换热、电加热器加热至摩尔氧含量为0.5％，温度控制在470-500℃之间后进入二段烧焦区，然后离心式通过二段烧焦区催化剂床层，压力控制在0.51-0.54Mpa之间，此段烧掉了一段烧焦余下的碳，二段烧焦后的再生气与循环压缩机送来的急冷风混合，调节混合后的再生气体的温度为460-500℃，摩尔氧含量为0.3％，再生气体离心流经一段烧焦区床层烧焦后再进入循环回路，此段烧焦区烧掉了全部的氢和40-70％左右的碳。排出的再生气体通过烧焦进料换热器换热冷却后进入碱液洗涤罐进行碱液洗涤以去除其中的HCL、CO₂等酸性气体，最后经过循环气干燥器和过滤器干燥过滤后回到再生气循环压缩机循环使用。由于一段烧焦掉全部的氢，因此水含量较高，约为2000-4000ppm，而二段烧焦掉的是余下的碳，因此水含量较低，约为500-1500ppm。

实施例2待再生催化剂的烧焦再生工艺同实施1，但进入二段烧焦区的再生气体的摩尔氧含量为1.0％，二段烧焦后的再生气与急冷气混合后的再生气体的摩尔氧含量为0.8％。

实施例3如图，本发明提供的重整催化剂逆流烧焦再生工艺所使用的再生器由缓冲区、烧焦区、催化剂氯氧化区和焙烧区组成，其顶部设置催化剂缓冲区5，中心管腔设置于中间并分为一段内腔室1和二段内腔室11上下两部分，一段内腔室外依次设置一段催化剂环室8、一段外环腔7，二段内腔室外依次设置二段催化剂环室12和二段外环腔4；一段外环腔和二段外环腔间设置隔板，二段外环腔与一段内腔室相连通，二段内腔室设置再生气体进口3，一段外环腔的上端部设置再生气体出口2，二段外环腔与一段内腔室连通部位设置急冷气进口10，一段催化剂环室通过连通管9和二段催化剂环室相通，二段催化剂环室下端设置催化剂出口，催化剂排出口的下端设置催化剂氧氯化室13和焙烧室14。催化剂缓冲区通过以圆周排列的管状连通管6与一段催化剂环室相通；一段催化剂环室和二段催化剂环室间的连通管为以圆周排列的管状连通管。再生气体出口2设置在一段外环腔室的上端部。

待再生催化剂的烧焦再生工艺同实施1，催化剂由再生器的顶部进入缓冲区，然后通过与缓冲区连通的连通管进入一段催化剂环室即一段烧焦区，再由连通管进入过二段催化剂环室即二段烧焦区，最后由二段催化剂环室下端的排出口排到催化剂氧氯化室和焙烧室。自再生循环压缩机出来的再生气体注入净化风，再与进入烧焦进料换热器的烧焦气体换热、电加热器加热至摩尔氧含量为0.5％，温度控制在470-500℃之间后由气体进口进入二段内腔室，然后流经二段催化剂环室烧烧焦区对其内的催化剂进行径向床层烧焦，压力控制在0.51-0.54Mpa之间，此段烧掉了一段烧焦余下的碳，烧焦后的气体进入二段外环腔与急冷气进口进入的急冷气混合，混合后的再生气体的温度为460-500℃，摩尔氧含量为0.3％，混合后的气体进入一段内腔室，在一段催化剂环室烧焦区内对催化剂进行烧焦后进入一段外环腔，此段烧焦区烧掉了全部的氢和40-70％左右的碳，经过外环腔的再生气出口排出再生器。排出的再生气体通过烧焦进料换热器换热冷却后进入碱液洗涤罐进行碱液洗涤以去除其中的HCL、CO₂等酸性气体，最后经过循环气干燥器和过滤器干燥过滤后回到再生气循环压缩机循环使用。由此，待再生催化剂由上而下依次经过一段催化剂环室烧焦区和二段催化剂环室烧焦区实现烧焦再生，再生气体也由下而上经过二段烧焦区、急冷补充后进入一段烧焦区，实现一段和二段烧焦作业。

对比例1采用美国环球公司(UOP)的连续重整再生气工艺流程和再生气对待再生催化剂进行再生操作，烧焦区入口再生气体的摩尔含氧量为0.5％，温度控制为477-565℃，压力0.241Mpa。

对比例2采用法国石油研究院(IFP)的连续重整催化剂再生工艺和连续重整再生器对待再生催化剂进行再生操作，再生过程操作条件：一段烧焦区温度为465℃、压力0.55Mpa，入口再生气摩尔氧含量0.8％；二段烧焦区温度为480℃，压力0.54Mpa，入口再生气摩尔氧含量0.8％；检查段入口气体摩尔氧含量1.0％，压力0.53Mpa。

上述实施例和对比例再生得到的催化剂的各项技术指标对比见表一。

表一不同催化再生工艺的各项技术指标对比

由表一可以看出，本发明提供的催化剂的逆流再生工艺处理和采用本逆流再生工艺的再生器处理的催化剂在各项性能上明显优于现有的催化剂再生技术，由于采用再生气体一段和二段烧焦区离心逆流运行，很好的解决了催化剂的“贴壁”问题，保证了催化剂的顺利流动。加快了再生催化剂的流动速度，并有效的减少了再生同等数量催化剂的用气量。同时，经再生后的催化剂的比表面积和使用寿命都有了较大程度的提高。

Claims

1.一种重整催化剂逆流烧焦再生工艺，包括待再生催化剂依次经过一段烧焦和二段烧焦，其特征在于待再生催化剂由上而下依次经过一段烧焦区和二段烧焦区进行烧焦再生，加热后的再生气体由下而上依次离心经过二段烧焦区和一段烧焦区，经二段烧焦区后的再生气体补充急冷气后再进入一段烧焦区。

2.根据权利要求1所述的重整催化剂逆流烧焦再生工艺，其特征在于包括如下工艺步骤：

3.根据权利要求1或2所述的重整催化剂逆流烧焦再生工艺，其特征在于所述的一段烧焦区的烧焦温度为460-530℃，压力为0.50-0.53Mpa，进入一段烧焦区的再生气体的摩尔含氧量为0.3-0.8％；所述的二段烧焦区的烧焦温度为470-530℃，压力为0.51-0.54Mpa，进入二段烧焦区的再生气体的摩尔含氧量为0.5-1.0％。

4.权利要求1所述的重整催化剂逆流烧焦再生工艺所使用的再生器，其特征在于再生器包括一段烧焦区和二段烧焦区，其顶部设置催化剂缓冲区，中心管腔设置于中间并分为一段内腔室和二段内腔室上下两部分，一段内腔室外依次设置一段催化剂环室、一段外环腔，二段内腔室外依次设置二段催化剂环室和二段外环腔；一段外环腔和二段外环腔间设置隔板，二段外环腔与一段内腔室相通；二段内腔室设置再生气体进口，一段外环腔设置再生气体出口，二段外环腔与一段内腔室连通部位设置急冷气进口，一段催化剂环室通过连通管和二段催化剂环室相通，二段催化剂环室下端设置催化剂排出口。

5.根据权利要求4所述的重整催化剂逆流烧焦再生工艺所使用的再生器，其特征在于催化剂缓冲区通过以圆周排列的管状连通管与一段催化剂环室相通；一段催化剂环室和二段催化剂环室间的连通管为以圆周排列的管状连通管。

6.根据权利要求4所述的重整催化剂逆流烧焦再生工艺所使用的再生器，其特征在于再生气体出口设置在一段外环腔室的上端部。

7.根据权利要求4所述的重整催化剂逆流烧焦再生工艺所使用的再生器，其特征在于所述的催化剂排出口的下端设置催化剂氧氯化室和焙烧室，焙烧室位于催化剂氧氯化室下端。