CN206392083U - 一种固体催化剂连续再生及改性系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于催化剂生产系统，特别涉及一种催化剂连续再生及改性系统。一种固体催化剂连续再生及改性系统，从催化剂进入到完成再生及改性，由烧炭区、冷却区、浸渍改性区、干化除湿区和煅烧区依次相连。本实用新型既能适应可再生催化剂的快速再生需求，又能实现不可再生催化剂的改性和二次利用。其一，烧炭区的再生气体的湿度低、烧炭区的催化剂床层的温差小和催化剂再生过程中对催化剂性能影响小的催化剂连续再生系统。其二，新增的催化剂浸渍区可实现失活催化剂的改性，包括中和、离子交换、酸碱改性等功能。其三，采用离心和流化床相结合的干化除湿系统，可将传统干燥所需时间大幅降低。其四，采用流化床煅烧炉可实现催化剂的快速固化。
Description
技术领域
本实用新型属于催化剂生产系统，特别涉及一种催化剂连续再生及改性系统。
背景技术
催化裂化是一种烃组分或其他碳水化合物的转化过程，它以生产高辛烷值汽油、芳烃等高燃烧热值液态燃料或小分子高热值气体为目标，发生的反应主要包括脱氢、环化脱氢、异构化、裂化、脱氧、及生焦等反应，其中生焦反应生成的焦炭沉积在催化剂的表面上，使催化剂的活性下降，需经过再生使催化剂的活性得以恢复。而对于一些发生结构性改变从而导致催化剂永久性失活的催化剂通常作为废弃物被处理。催化剂再生一般包括烧炭、干燥和还原等过程，对于可再生的催化剂而言，其中烧炭过程是用含氧气体烧除催化剂上沉积的焦炭，同时带走燃烧放出的热量，同时使催化剂上的活性金属组分被氧化并均匀分布在催化剂载体的表面；干燥过程是除去催化剂中所含的水分；还原过程则是在氢气环境中使氧化态的金属活性组分还原。而对于永久性失活无法通过烧炭等步骤实现再生的催化剂而言，通常可通过浸渍改性等方法实现催化剂的再次利用。
现有的催化剂再生装置绝大多数是针对可再生的催化剂而设立，其目的在于使得催化剂在反应器和再生器之间实现循环，从而达到了催化剂连续再生的目的，使催化剂的活性始终维持在较高的水平上。催化剂连续再生的再生器一般由烧炭区、干燥区组成。烧炭区的结构一般是径向床层，催化剂在环形结构床层内依靠重力以缓慢的速度向下移动，含氧烧炭气沿径向通过催化剂床层，轴向结构烧炭区也有报道，但并未得到实际工业应用。
而对于永久性失活或其他需要改变其功能或用途的催化剂而言，目前还没有一种设备能可供使用。
另外，现有烧炭床层的床层入口处催化剂具有较高的碳含量，当与径向通过催化剂床层的含氧再生气体接触时，烧炭放出大量的热量，而且逐渐向内筛网处聚集，致使在床层上部内筛网附近床层的温度偏高，而在床层的下部由于催化剂上的碳含量较低，烧炭放出的热量较少，床层的温升较小。所以对于整个床层来讲，床层上部的高温区易给催化剂的性能带来不利的影响，而下部床层温度较低，影响烧炭能力。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本实用新型目的在于提供一种固体催化剂连续再生及改性系统，既能适应可再生催化剂的快速再生需求，又能实现不可再生催化剂的改性和二次利用。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种固体催化剂连续再生及改性系统，从催化剂进入到完成再生及改性，由烧炭区、冷却区、浸渍改性区、干化除湿区和煅烧区依次相连。
所述烧炭区采用烧炭炉内安装螺旋输料器，烧炭炉设置一个进料口、一个进气口、一个排气口和一个排料口，进料口上安装有进料仓，排料口通过出料管连通冷却区。
所述冷却区采用内部有若干折流板的方形或圆形冷却管，冷却管上部为进料口，冷却管底部为卸料口和冷空气进入口，卸料口与浸渍改性区连通。
所述浸渍改性区采用浸渍罐，浸渍罐底部有排渣口和气体入口；浸渍改性区底部出料口连通螺旋输料器，螺旋输料器连通干化除湿区。
所述干化除湿区包括离心机、硫化床干燥器，浸渍改性区的螺旋输料器通过离心机料仓与离心机连通，离心机设置有载气入口、排液口和固体卸料口，固体卸料口经由管链输送机连通流化床干燥器，流化床干燥器包含一个料仓、螺旋输料器和旋风分离器，管链提升机与流化床干燥器的料仓连通，料仓通过螺旋输料器与流化干燥床进料口连通，流化床干燥器出料经旋风分离器后连通煅烧区。
所述煅烧区包括流化床煅烧炉，由进料仓通过进料螺旋输料器连通流化床煅烧炉进料口，煅烧炉底部设置有载气入口，顶部设置有湿空气出口，流化床煅烧炉出料口连通旋风分离器，旋风分离器出料口接冷却装置。
所述烧炭区烧炭温度为400-1200℃，采用外加热式或内部焚烧式烧炭炉。
一种催化剂连续再生系统，从催化剂进入到完成再生及改性，包括烧炭区、冷却区、浸渍改性区、干化除湿区、煅烧（或还原）区。
本实用新型与现有系统相比，具有系统紧凑，反应连续全面等特点：既能适应可再生催化剂的快速再生需求，又能实现不可再生催化剂的改性和二次利用。其一，烧炭区的再生气体的湿度低、烧炭区的催化剂床层的温差小和催化剂再生过程中对催化剂性能影响小的催化剂连续再生系统。其二，新增的催化剂浸渍区可实现失活催化剂的改性，包括中和、离子交换、酸碱改性等功能。其三，采用离心和流化床相结合的干化除湿系统，可将传统干燥所需时间大幅降低。其四，采用流化床煅烧炉可实现催化剂的快速固化。
附图说明
图 1 是本实用新型的示意图。
图中：进料仓1，烧炭炉2，螺旋输料器3，进气口4，排气口5，出料管6，冷却管8，湿空气排出口7，浸渍罐9，气体入口10，螺旋推进电机11，推进螺旋12，离心机14，离心机料仓13，排液口15，固体卸料口16，管链提升机17，电机18，料仓19，流化床螺旋输料器20，流化床干燥器21，湿空气排出口22，旋风分离器23，进料仓24，电机25，螺旋输料器26，载气入口27，载气入口28，流化床煅烧炉29，旋风分离器30，湿空气出口31，冷却装置32。
具体实施方式
下面结合附图，以石油裂解催化剂再生为例，对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型并不局限于具体实施例。
参见图 1的一种催化剂连续再生及改性系统，一种固体催化剂连续再生及改性系统，从催化剂进入到完成再生及改性，由烧炭区、冷却区、浸渍改性区、干化除湿区和煅烧区依次相连。所述烧炭区采用烧炭炉2内安装螺旋输料器3，烧炭炉设置一个进料口、一个进气口4、一个排气口5和一个排料口，进料口上安装有进料仓1，排料口通过出料管6连通冷却区。
所述冷却区采用内部有若干折流板的方形或圆形冷却管8，冷却管上部为进料口，冷却管顶部设置有湿空气排出口7，冷却管底部为卸料口和冷空气进入口，卸料口与浸渍改性区连通。
所述浸渍改性区采用浸渍罐9，浸渍罐底部有排渣口和气体入口10；浸渍改性区底部出料口连通螺旋输料器12，螺旋输料器由电机11驱动且连通干化除湿区。
所述干化除湿区包括离心机14、硫化床干燥器21，浸渍改性区的螺旋输料器20通过离心机料仓13与离心机14连通，离心机设置有排液口15和固体卸料口16，固体卸料口经由管链提升机17连通流化床干燥器21，流化床干燥器包含一个料仓19、螺旋输料器20和旋风分离器23，管链提升机与流化床干燥器的料仓19连通，料仓19通过螺旋输料器20与流化干燥床进料口连通，流化床干燥器出料经旋风分离器23后连通煅烧区。
所述煅烧区包括流化床煅烧炉，由进料仓24通过进料螺旋输料器26连通流化床煅烧炉进料口，煅烧炉底部设置有载气入口28，顶部设置有湿空气出口31，流化床煅烧炉出料口连通旋风分离器30，旋风分离器出料口接冷却装置32。
工作时，失活催化剂由进料仓1进入，在螺旋输料器3的推进下，缓慢先前推进。烧炭区整体外加热，温度为400-1200℃，氧气或空气从进气口4进入，与催化剂充分接触实现炭的充分燃烧，所产生灰分或烟气有排气口5排出，烧尽炭后催化剂由排料管6直接进入冷却区8。
冷却管8内部有若干折流板的方形或圆形管构成，冷却区底部为卸料口和冷空气进入口，催化剂从冷却区上部进入，经折流板与冷空气充分接触，充分冷却至100℃后从冷却区底部进入浸渍罐9，产生的冷空气经由湿空气排出口7排出。
浸渍罐9存有需要采用的金属盐溶液或胶体悬浮液，底部有排渣口和气体入口10，冷却后催化剂在气体入口10底部进入，气流搅拌作用下与金属盐充分接触混合，完成催化剂的中和、离子交换以及酸碱改性等。
完成改性后催化剂进入浸渍罐底部的螺旋输料器12，在螺旋推进电机11的驱动下进入离心机14，在高速离心作用下，催化剂的表面水及部分结合水被分离，从离心机的排液口15排出，固体催化剂颗粒从固体卸料口16排出，经由管链提升机17送入流化床干燥器的料仓19。
流化床干燥器21所用的载气为来自烧炭区的热烟气和空气的混合气，从流化床干燥器底部载气入口27进入，催化剂在100- 300 ℃混合烟气作用下被快速移出所含水分并被干燥至含水率3 wt%以下，经旋风分离器23分离出水分和催化剂后，水分从湿空气排出口22排出，催化剂由螺旋输料器26送入流化床煅烧炉29。
经干燥后催化剂由料仓24进入螺旋输料器26，在电机25的驱动下螺旋输入流化床煅烧炉29，当需要煅烧时，采用空气或N2等惰性气体为载气，当需要还原时，采用H2或含H2的混合气作为载气，载气从炉底部的载气入口28进入，所需煅烧（或还原）温度为200- 1000℃。煅烧（或还原）后催化剂经旋风分离器30分离出固体颗粒后，气体由顶部湿空气出口31排出，固体进入冷却装置32充分冷却后得再生改性的催化剂。
Claims (2)
1.一种固体催化剂连续再生及改性系统，其特征是：从催化剂进入到完成再生及改性，由烧炭区、冷却区、浸渍改性区、干化除湿区和煅烧区依次相连；其中，
所述烧炭区采用烧炭炉内安装螺旋输料器，烧炭炉设置一个进料口、一个进气口、一个排气口和一个排料口，进料口上安装有进料仓，排料口通过出料管连通冷却区；
所述冷却区采用内部有若干折流板的方形或圆形冷却管，冷却管上部为进料口，冷却管底部为卸料口和冷空气进入口，卸料口与浸渍改性区连通；
所述浸渍改性区采用浸渍罐，浸渍罐底部有排渣口和气体入口；浸渍改性区底部出料口连通螺旋输料器，螺旋输料器连通干化除湿区；
所述干化除湿区包括离心机、硫化床干燥器，浸渍改性区的螺旋输料器通过离心机料仓与离心机连通，离心机设置有载气入口、排液口和固体卸料口，固体卸料口经由管链输送机连通流化床干燥器，流化床干燥器包含一个料仓、螺旋输料器和旋风分离器，管链提升机与流化床干燥器的料仓连通，料仓通过螺旋输料器与流化干燥床进料口连通，流化床干燥器出料经旋风分离器后连通煅烧区；
所述煅烧区包括流化床煅烧炉，由进料仓通过进料螺旋输料器连通流化床煅烧炉进料口，流化床煅烧炉底部设置有载气入口，顶部设置有湿空气出口，流化床煅烧炉出料口连通旋风分离器，旋风分离器出料口接冷却装置。
2.根据权利要求1所述的一种固体催化剂连续再生及改性系统，其特征是：所述烧炭区烧炭温度为400-1200℃，采用外加热式或内部焚烧式烧炭炉。
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