專利名稱：一種催化裂化催化劑的老化方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使催化裂化催化劑活性穩(wěn)定的方法和設(shè)備，更具體地說，涉及一種使催化裂化催化劑活性快速降低到一定穩(wěn)定水平的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
催化裂化技術(shù)是煉油企業(yè)的主要二次加工方法。該技術(shù)將重質(zhì)烴油原料轉(zhuǎn)化為汽油、柴油、丙烯和液化氣等產(chǎn)品。在催化裂化裝置運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于催化劑顆粒的平均粒徑為40_80μπι，在裝置運(yùn)行過程中，微球狀的催化劑不斷從裝置中跑損，需要及時(shí)補(bǔ)充新鮮催化劑。另外，一些催化裂化重質(zhì)原料中金屬含量較高，在加工這些重質(zhì)原料時(shí)，原料中的金屬鐵、鎳、釩、鈣等金屬會(huì)污染催化劑，使催化劑失去活性。這種情況下，催化裂化裝置中需要卸出部分催化劑，同時(shí)補(bǔ)充部分新鮮催化劑以減輕金屬污染水平和維持適當(dāng)催化劑活性。補(bǔ)充的新鮮催化劑活性很高，活性一般大于80，甚至90。這部分高活性新鮮催化劑可以迅速恢復(fù)催化裂化系統(tǒng)催化劑活性，但是同時(shí)這部分高活性催化劑也給催化裂化裝置帶來(lái)負(fù)面影響。試驗(yàn)表明，這部分高活性催化劑可以明顯增加焦炭產(chǎn)率，降低汽油辛烷值，同時(shí)，高活性催化劑的活性降低也很快。針對(duì)這種情況，可以采取適當(dāng)方法將新鮮催化劑活性適當(dāng)降低到穩(wěn)定水平。試驗(yàn)結(jié)果表明適當(dāng)降低新鮮催化劑活性可以明顯改善產(chǎn)品分布。催化裂化在開工時(shí)一般使用催化活性穩(wěn)定的平衡催化劑，在沒有平衡催化劑的時(shí)候也可以在再生器內(nèi)通入水蒸氣和燃燒油將新鮮催化劑的活性降低到一定程度再使用。由于燃燒油噴入不均勻和催化劑分布不均勻，造成催化劑活性降低不均勻，有的催化劑在燃燒油噴入部位超高溫環(huán)境嚴(yán)重失活，有的催化劑活性還很高。目前尚無(wú)在新鮮劑加入前進(jìn)行老化的措施和操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種催化裂化催化劑老化方法，即快速降低催化裂化催化劑初始活性到穩(wěn)定水平的方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種催化裂化催化劑老化設(shè)備。本發(fā)明提供的催化裂化催化劑老化方法，包括以下步驟(1)催化劑老化器中注入水蒸氣，水蒸氣和高溫催化裂化催化劑接觸降低催化劑活性，催化劑老化器中的氣體及其所攜帶的催化劑在老化器頂部分離，氣體從催化劑老化器頂部排出進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)；分離出的催化裂化催化劑返回老化器底部；(2)稀相燃燒器中弓I入燃料，來(lái)自催化劑老化器底部的催化裂化催化劑與含氧氣體、燃料混合進(jìn)行燃燒反應(yīng)，燃燒反應(yīng)完全后的氣體和催化裂化催化劑進(jìn)入催化劑老化器的中部；(3)催化劑活性降低到目標(biāo)活性后，裝置停工，卸出催化劑。本發(fā)明提供的催化裂化催化劑老化設(shè)備，包括催化劑老化器和稀相燃燒器，所述的催化劑老化器為流化床反應(yīng)器，老化器上部設(shè)置氣固分離設(shè)備，所述的稀相燃燒器為提升管反應(yīng)器，催化劑老化器底部經(jīng)閥門連通燃燒器底部，稀相燃燒器頂部和催化劑老化器中部連通。本發(fā)明提供的催化裂化催化劑老化方法的有益效果為采用本發(fā)明提供的催化裂化催化劑老化方法和設(shè)備，催化劑老化和加熱分開反應(yīng)，可以方便分別控制其操作條件和反應(yīng)速度，操作更靈活；稀相燃燒器中含氧氣體與燃料接觸反應(yīng)速度快。采用本發(fā)明的催化劑老化方法老化的催化劑活性分布均勻，用于催化裂化反應(yīng)得到的產(chǎn)品分布明顯改善，可以降低焦炭產(chǎn)率，增加汽油辛烷值。


圖1為本發(fā)明提供的催化裂化催化劑老化方法流程示意圖；圖2為對(duì)比例中采用的常規(guī)催化劑老化方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的催化裂化催化劑老化方法，包括以下步驟(1)催化劑老化器底部注入水蒸氣，水蒸氣和高溫催化裂化催化劑接觸進(jìn)行水熱反應(yīng)，降低催化劑活性，催化劑老化器中的氣體及其所攜帶的催化劑在老化器頂部氣固分離，分離出的氣體從頂部排出進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)；分離出的催化裂化催化劑返回老化器底部；(2)稀相燃燒器中弓I入燃料，來(lái)自催化劑老化器底部的催化裂化催化劑與含氧氣體、燃料混合進(jìn)行燃燒反應(yīng)，燃燒反應(yīng)完全后的氣體和催化裂化催化劑進(jìn)入催化劑老化器的中部；(3)催化劑活性降低到目標(biāo)活性后，裝置停工，卸出催化劑。本發(fā)明提供的方法中，所述的催化裂化催化劑老化是指，由于新鮮催化裂化催化劑活性很高，加入到催化裂化裝置中后，會(huì)明顯增加催化裂化產(chǎn)品分布中的焦炭產(chǎn)率，并降低汽油辛烷值。因此，需要將催化裂化催化劑初始活性降低到穩(wěn)定水平。本發(fā)明提供的方法中，步驟(1)中所述的催化劑老化器底部注入水蒸氣，通過控制水蒸氣的流量，來(lái)控制催化劑老化器的氣體空塔線速。所述的催化劑老化器的氣體空塔線速為 0. 05-1. 5m/s、優(yōu)選 0. 1-0. 9m/s，平均溫度為 500_790°C、優(yōu)選為 550-720。本發(fā)明提供的方法中，步驟O)中所述的稀相燃燒器底部注入含氧氣體，所述的含氧氣體中氧氣的含量大于5%，優(yōu)選空氣。通過控制注入的含氧氣體的流量控制稀相燃燒器的氣體空塔線速為1. 2-20m/s、優(yōu)選為1. 5-15m/s。同時(shí)控制所述注入的含氧氣體流量使得稀相燃燒器出口氣體中氧氣體積含量為0. l-10v%，優(yōu)選為l-5v%。稀相燃燒器中的氣體停留時(shí)間為0. 2-20秒、優(yōu)選0. 4-15秒，平均溫度為600-800°C、優(yōu)選650_750°C。其中氣體停留時(shí)間為含氧氣體與燃料接觸后混合，到稀相燃燒器出口的對(duì)數(shù)平均停留時(shí)間。其中稀相燃燒器頂部出口溫度可以通過控制燃料流量控制和調(diào)整。本發(fā)明提供的方法中，步驟O)中的稀相燃燒器中還需要注入燃料，為反應(yīng)提供熱量。所述的燃料為可燃燒的氣體或液體燃料，其中氣體燃料為天然氣、液化氣、各種煉油裝置的干氣、瓦斯氣等，液體燃料為汽油、柴油或重質(zhì)油。燃料優(yōu)選柴油和重質(zhì)油。
本發(fā)明提供的催化裂化催化劑老化設(shè)備，包括催化劑老化器和稀相燃燒器，所述的催化劑老化器為流化床反應(yīng)器，老化器上部設(shè)置氣固分離設(shè)備，所述的燃燒器為提升管反應(yīng)器，催化劑老化器底部經(jīng)閥門連通燃燒器底部，燃燒器頂部和催化劑老化器中部連通。本發(fā)明提供的催化劑老化設(shè)備中，所述的氣固分離設(shè)備為各種氣固分離設(shè)備，本發(fā)明對(duì)此沒有限制，可以是旋風(fēng)分離器，或者在老化器頂部安裝過濾設(shè)備，使得氣體從催化劑老化器上部引出，催化劑返回到催化劑老化器底部。所述的過濾設(shè)備可以為金屬或陶瓷濾管，也可以是高溫濾袋。本發(fā)明提供的催化劑老化設(shè)備中，所述的催化劑老化器中部指老化器密相料位的從下至上30% -80%處，最好為40% -70%處。下面參照附圖，具體說明本發(fā)明提供的催化裂化催化劑老化方法，附圖1為本發(fā)明提供的催化劑老化方法的流程示意圖，如圖1所示，催化劑老化器5底部的催化劑經(jīng)管線 9和控制閥10進(jìn)入稀相燃燒器4的底部，與來(lái)自管線1的含氧氣體混合后沿稀相燃燒器4 向上，然后與來(lái)自管線2的燃料混合進(jìn)行燃燒反應(yīng)。催化劑老化器5中，由管線7來(lái)的水蒸氣注入催化劑老化器5底部，和催化裂化催化劑進(jìn)行水熱反應(yīng)降低催化劑初始活性，水蒸氣和催化劑沿催化劑老化器5上行，與來(lái)自稀相燃燒器4燃燒反應(yīng)完全后的氣體和催化劑混合后繼續(xù)上行。催化劑老化器5底部抽出催化劑經(jīng)管線9進(jìn)入稀相燃燒器4底部，催化劑流出管線上的控制閥10控制催化劑的循環(huán)流量，也可以通過控制催化劑的循環(huán)流量調(diào)節(jié)催化劑老化器的溫度。催化劑老化器5中的氣體及其所攜帶的催化劑在老化器頂部由氣固分離系統(tǒng)分離后，氣體經(jīng)管線8進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)，催化劑返回老化器底部。所述的氣固分離系統(tǒng)可以為旋風(fēng)分離器或過濾器6。下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明提供的方法，但本發(fā)明并不因此受到任何限制。對(duì)比例對(duì)比例說明現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)催化裂化催化劑老化方法。如附圖2所示，老化器15為流化床反應(yīng)器，直徑為340mm，高為:3m。先將新鮮催化裂化催化劑裝入老化器15中，水蒸氣經(jīng)管線17進(jìn)入老化器15底部，含氧氣體空氣從老化器中部經(jīng)管線11進(jìn)入老化器15中，燃料柴油經(jīng)管線13引入老化器15中，催化劑、燃料、空氣和水蒸氣混合進(jìn)行反應(yīng)，催化劑溫度升高，活性降低，老化器15頂部經(jīng)過濾器16對(duì)催化劑和氣體進(jìn)行分離，氣體經(jīng)管線18引入后續(xù)系統(tǒng)，分離出的催化劑返回老化器15的底部。 當(dāng)取樣分析催化劑的活性降低到目標(biāo)活性后，裝置停工，卸出老化好的催化劑。新鮮催化劑和老化后的催化劑性質(zhì)見表1，燃料柴油的性質(zhì)見表2，催化劑老化操作條件見表3。老化后的催化劑在中型試驗(yàn)裝置上進(jìn)行催化裂化試驗(yàn)，催化裂化原料為減壓蠟油摻渣油，性質(zhì)見表4，操作條件和產(chǎn)品分布見表5。實(shí)施例實(shí)施例說明本發(fā)明提供的催化裂化催化劑老化方法。如附圖1所示，催化劑老化器的直徑為^Omm,高細(xì)；稀相燃燒器的直徑為10mm， 高:3m。先將新鮮催化裂化催化劑裝入催化劑老化器5中，由管線7來(lái)的水蒸氣注入催化劑老化器底部和催化劑接觸進(jìn)行水熱反應(yīng)降低催化劑活性，催化劑老化器5中的氣體及其所攜帶的催化劑在老化器頂部由過濾器6分離，氣體經(jīng)管線8進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)；分離出的催化劑返回老化器底部，老化器底部抽出的催化劑經(jīng)管線9和控制閥10進(jìn)入稀相燃燒器4底部，與來(lái)自管線1的空氣混合后沿稀相燃燒器向上，然后與來(lái)自管線2柴油燃料混合進(jìn)行燃燒反應(yīng)。稀相燃燒器中燃燒反應(yīng)完全后的氣體和催化劑由稀相燃燒器4的頂部進(jìn)入催化劑老化器5的中部。當(dāng)取樣分析催化劑的活性降低到目標(biāo)活性后，裝置停工，卸出老化好的催化劑。新鮮催化劑和老化后催化劑性質(zhì)見表1，柴油燃料性質(zhì)見表2，催化劑老化操作條件見表3。老化后催化劑在中型試驗(yàn)裝置上進(jìn)行催化裂化試驗(yàn)，催化裂化原料同對(duì)比例，性質(zhì)見表4，操作條件和產(chǎn)品分布見表5。表1催化劑老化前后的性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種催化裂化催化劑老化方法，其特征在于，包括以下步驟(1)催化劑老化器中注入水蒸氣，水蒸氣和高溫催化裂化催化劑接觸降低催化劑活性， 催化劑老化器中的氣體及其所攜帶的催化劑在催化劑老化器頂部分離，氣體從老化器頂部排出進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)；分離出的催化裂化催化劑返回老化器底部；(2)稀相燃燒器中引入燃料，來(lái)自催化劑老化器底部的催化裂化催化劑與含氧氣體、 燃料混合進(jìn)行燃燒反應(yīng)，燃燒反應(yīng)完全后的氣體和催化裂化催化劑進(jìn)入催化劑老化器的中部；(3)催化劑活性降低到目標(biāo)活性后，裝置停工，卸出催化劑。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟(1)中所述的催化劑老化器的氣體空塔線速為 0. 05-1. 5m/s，平均溫度為 500-790°C。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，步驟(1)中所述的催化劑老化器的氣體空塔線速為0. 1-0. 9m/s，平均溫度為550-720°C。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟(2)中所述的稀相燃燒器的氣體空塔線速為1. 2-20m/s，氣體停留時(shí)間為0. 2-20秒，平均溫度為600-800°C。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于，步驟(2)中所述的稀相燃燒器的氣體空塔線速為1. 5-15m/s，氣體停留時(shí)間為0. 4-15秒，平均溫度為650-7500C0
6.按照本發(fā)明提供的方法，其特征在于，步驟O)中所述的燃料為氣體或液體燃料。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其特征在于，步驟O)中所述的燃料為柴油或重質(zhì)油。
8.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的稀相燃燒器頂部出口氣體中氧氣體積含量為0. l-10v%。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于，所述的稀相燃燒器頂部出口氣體中氧氣體積含量為l_5v%。
10.一種催化裂化催化劑老化設(shè)備，其特征在于包括催化劑老化器和稀相燃燒器，所述的催化劑老化器為流化床反應(yīng)器，老化器上部設(shè)置氣固分離設(shè)備，所述的稀相燃燒器為提升管反應(yīng)器，催化劑老化器底部經(jīng)閥門連通燃燒器底部，稀相燃燒器頂部和催化劑老化器中部連通。
全文摘要
一種催化裂化催化劑的老化方法及設(shè)備，該方法包括(1)催化劑老化器中，水蒸氣和高溫催化劑接觸降低催化劑活性，催化劑老化器中的氣體及其所攜帶的催化劑在催化劑老化器頂部分離，氣體進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)；催化劑返回老化器底部；(2)稀相燃燒器中引入燃料，老化器底部的催化劑進(jìn)入稀相燃燒器中與含氧氣體、燃料混合進(jìn)行燃燒反應(yīng)，燃燒反應(yīng)完全后的氣體和催化劑進(jìn)入老化器的中部；(3)催化劑活性降低到目標(biāo)活性后，裝置停工，卸出催化劑。采用本發(fā)明的催化劑老化方法催化劑水熱反應(yīng)降低催化劑活性和催化劑加熱分開反應(yīng)，可以方便分別控制其操作條件和反應(yīng)速度，老化后的催化劑活性分布均勻，用于催化裂化裝置后產(chǎn)品分布明顯改善。
文檔編號(hào)B01J38/06GK102527449SQ20101058018
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者劉衛(wèi)東, 劉銀亮, 張執(zhí)剛, 朱根權(quán), 毛安國(guó), 許友好, 謝朝鋼, 陳昀 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院