專利名稱：具有新型吸附劑轉移機構的脫硫系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于從含烴的流體料流中除硫的方法和裝置。另一方面，本發(fā)明涉及一種在烴脫硫單元中的容器之間轉移固體吸附劑顆粒的改進系統(tǒng)。
含烴流體，如汽油和柴油燃料，通常包含一些硫。由于存在于汽車廢氣中硫的氧化物可以不可逆地使汽車催化轉化器中所用的貴金屬催化劑中毒，在這種車用燃料中高水平的硫是不合乎需要的。來自這種中毒的催化轉化器的排放物可能包含高水平的未燃燒的烴、氮的氧化物和/或一氧化碳，其在由日光催化時形成地面的臭氧，更通常稱作煙霧污染。
存在于大多數(shù)汽油的最終混合物中的許多的硫來源于通常稱作“裂化汽油”的汽油混合組份。因此，裂化汽油中硫水平的降低將理所當然地減少大多數(shù)汽油，如車用汽油、賽車汽油、航空汽油、船用汽油等中的硫含量。
存在許多用于從裂化汽油中除硫的常規(guī)方法。但是，大多數(shù)常規(guī)的除硫方法，如加氫脫硫，易于使裂化汽油中的烯烴和芳烴飽和并因此減少其辛烷值(研究和發(fā)動機辛烷值)。因此，需要一種在維持辛烷值的同時實現(xiàn)裂化汽油的脫硫的方法。
除了需要從裂化汽油中除硫，還需要減少柴油燃料中的硫含量。在通過加氫脫硫從柴油燃料中除硫的過程中，提高了十六烷值，但氫消耗方面的成本較大。這些氫是由加氫脫硫和芳烴加氫反應所消耗的。因此，需要一種方法，所述方法可完成柴油燃料的脫硫，而不顯著消耗氫以便提供一種更經濟的脫硫方法。
最近，已開發(fā)了使用可再生固體吸附劑的改進脫硫技術。這種可再生的吸附劑通常包括金屬氧化物組份(如，ZnO)和助催化劑(促進劑)金屬組分(如，Ni)。當其與含硫的烴流體(如，裂化汽油或柴油燃料)在升高了的溫度和壓力下接觸時，可再生吸附劑的助催化劑金屬和金屬氧化物組份相互配合，從烴流體中除硫，并且通過將至少部分的金屬氧化物組份(如，ZnO)轉化為金屬硫化物(如，ZnS)將除去的硫存儲在吸附劑之上/之中。然后，通過將“加載了硫的”吸附劑與含氧料流在升高了的溫度和減壓下接觸，使所得到的加載了硫的吸附劑再生。在該再生過程中，通過與含氧再生料流反應，使加載了硫的吸附劑中的至少部分金屬硫化物(如，ZnS)恢復為金屬氧化物(如，ZnO)，從而提供了一種再生的吸附劑。
傳統(tǒng)上，在烴脫硫方法中所用的固體吸附劑組合物是在固定床應用中所采用的團聚物。但是，由于流化床反應器提供許多優(yōu)于固定床反應器的優(yōu)點，希望在流化床反應器中對含烴流體進行處理。在使用可再生固體吸附劑的脫硫系統(tǒng)中使用流化床反應器的一個顯著的優(yōu)點是，在所述吸附劑加載了硫之后，能夠使固體吸附劑顆粒連續(xù)再生。這種再生可以通過連續(xù)地從流化床脫硫反應器中取出加載了硫的吸附劑顆粒，并將加載了硫的吸附劑顆粒轉移到用于與含氧再生料流接觸的另一個再生器中進行。當將加載了硫的吸附劑顆粒從脫硫反應器轉移到再生器中時，使它們從高溫、高壓、烴環(huán)境(在反應器中)中轉移到高溫、低壓、氧環(huán)境(在再生器中)中。當從反應器中連續(xù)地取出加載了硫的吸附劑顆粒并使其再生時，在反應器和再生器中不同的壓力和氣氛帶來了多種問題。例如，在反應器和再生器之間的壓差使得難以在連續(xù)地將加載了硫的固體吸附劑從反應器轉移到再生器的同時，維持反應器和再生器中正常的壓力。此外，出于安全考慮，為了防止在暴露到再生器中的氧時反應器中的烴的燃燒，需要基本上使反應器的烴環(huán)境與再生器的氧環(huán)境保持彼此隔離。在將加載了硫的吸附劑顆粒從反應器連續(xù)轉移到再生器的過程中，可能難以維持反應器中烴環(huán)境與再生器中氧環(huán)境的這種隔離。
因此，希望提供一種新型的烴脫硫系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使用流化床反應器并提供固體吸附劑顆粒的連續(xù)再生。
再一次地，希望提供一種烴脫硫系統(tǒng)，該系統(tǒng)使辛烷損失和氫消耗最小化，同時提供提高了的脫硫。
應該注意上述所列的目的并不需要是通過此處所要求保護的本發(fā)明所完成的全部內容，并且從優(yōu)選實施方案的以下描述和所附加的權利要求，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將變得更清楚。
因此，在本發(fā)明的一個實施方案中，提供了一種用于將固體細微顆粒從高壓烴環(huán)境轉移到低壓氧環(huán)境的新型方法。該方法通常包括以下步驟(a)向閉鎖料斗加壓至填充壓力，從而提供加壓閉鎖料斗；(b)采用高壓烴環(huán)境中的固體顆粒填充加壓閉鎖料斗，從而提供填充加壓閉鎖料斗；(c)將加壓閉鎖料斗減壓至排放壓力，從而提供減壓填充閉鎖料斗；(d)采用吹掃氣體吹掃減壓填充閉鎖料斗，從而提供吹掃減壓填充閉鎖料斗；和(e)將固體顆粒從吹掃減壓填充閉鎖料斗中排放到低壓氧環(huán)境中，從而提供排放減壓閉鎖料斗。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，提供了一種用于將固體細微顆粒從低壓氧環(huán)境轉移到高壓氫環(huán)境的方法。該方法通常包括以下步驟(a)使閉鎖料斗減壓至填充壓力，從而提供減壓閉鎖料斗；(b)采用低壓氧環(huán)境中的固體顆粒填充減壓閉鎖料斗，從而提供填充減壓閉鎖料斗；(c)采用吹掃氣體吹掃減壓填充閉鎖料斗，從而提供吹掃減壓填充閉鎖料斗；(d)向吹掃減壓填充閉鎖料斗加壓至排放壓力，從而提供加壓吹掃填充閉鎖料斗；和(e)將固體顆粒從加壓吹掃填充閉鎖料斗中排放到高壓氫環(huán)境中。
在本發(fā)明的又一個實施方案中，提供一種脫硫方法，所述方法包括以下步驟(a)在足以產生脫硫的含烴流體和加載了硫的吸附劑顆粒的脫硫條件下，使含烴的流體料流與流化床反應器中的固體吸附劑顆粒接觸；(b)向反應器閉鎖料斗加壓至流化床反應器內的壓力的20％以內的填充壓力，從而提供加壓反應器閉鎖料斗；(c)將至少部分的加載了硫的吸附劑顆粒從反應器轉移到加壓反應器閉鎖料斗，從而提供填充加壓反應器閉鎖料斗；(d)使填充加壓閉鎖料斗減壓至排放壓力，從而提供減壓填充反應器閉鎖料斗。(e)將至少部分加載了硫的吸附劑顆粒從減壓填充反應器閉鎖料斗轉移到流化床再生器，從而提供排空的減壓閉鎖料斗；和(f)在足以產生再生的吸附劑顆粒的再生條件下，使至少部分加載了硫的吸附劑顆粒與再生器中的含氧再生料流接觸，其中再生器中的壓力在排放壓力的20％以內。
在本發(fā)明的再又一個實施方案中，提供了一種脫硫單元，該脫硫單元通常包括流化床反應器、反應器接收器、反應器閉鎖料斗、流化床再生器、再生器接收器、再生器閉鎖料斗和流化床還原器。流化床反應器適于使固體吸附劑細微顆粒與含烴的流體料流接觸，從而提供脫硫的含烴料流和加載了硫的吸附劑顆粒。反應器接收器適于從反應器接收基本上連續(xù)的加載了硫的吸附劑顆粒的進料。反應器閉鎖料斗適于從反應器接收器接收加載了硫的吸附劑顆粒的定期進料。流化床再生器適于從反應器閉鎖料斗接收加載了硫的吸附劑顆粒，并使加載了硫的吸附劑顆粒與含氧的再生料流接觸，從而提供再生的吸附劑顆粒。再生器接收器適于從再生器接收基本上連續(xù)的再生吸附劑顆粒的進料。再生器閉鎖料斗適于從再生器接收器接收再生吸附劑顆粒的定期進料。流化床還原器適于從再生器閉鎖料斗接收再生吸附劑顆粒，并使再生吸附劑顆粒與含氫的還原料流接觸，從而提供還原的吸附劑顆粒。
在本發(fā)明的再又另一個實施方案中，提供一種用于控制固體細微顆粒從第一容器向第二容器轉移的系統(tǒng)，其中第一和第二容器維持在不同的壓力下。系統(tǒng)通常包括閉鎖料斗、顆粒注入閥、顆粒排出閥、第一氣體管線、排氣管線、壓力傳感器、和電子控制裝置。閉鎖料斗對于流體而言置于第一容器和第二容器之間，并可操作以選擇性接收、留滯和排放固體顆粒。顆粒注入閥對于流體而言置于第一容器和閉鎖料斗之間，并可操作以控制固體顆粒流入閉鎖料斗。顆粒排出閥對于流體而言置于閉鎖料斗和第二容器之間，并可操作以控制固體顆粒流出閉鎖料斗。第一氣體管線流體連接到閉鎖料斗上，并且包括控制第一氣體流過第一氣體管線的第一氣閥。排氣管線流體連接到閉鎖料斗，并且包括控制流體流過排氣管線的排氣閥。壓力傳感器適于檢測閉鎖料斗內的壓力。電子控制裝置可操作以與顆粒注入閥、顆粒排出閥、第一氣閥、排氣閥和壓力傳感器通信。對電子控制裝置編程以便以一定的方式控制閥，所述方式是使固體顆粒從第一容器流入第二容器，而不顯著影響第一和第二容器內的壓力。
附圖的簡要說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的原理所構造的脫硫單元的示意圖，特別地說明了可再生固體吸附劑顆粒通過反應器、再生器和還原器的循環(huán)通路。
圖2是反應器閉鎖料斗的工藝流程簡圖，特別地說明了控制反應器閉鎖料斗以將固體吸附劑顆粒的環(huán)境從高壓烴環(huán)境轉換為低壓氧環(huán)境的方式。
圖3是再生器閉鎖料斗的工藝流程簡圖，特別地說明了控制再生器閉鎖料斗以將固體吸附劑顆粒的環(huán)境從低壓氧環(huán)境轉換為高壓氫環(huán)境的方式。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的原理所構造的閉鎖料斗的裝配側視圖，特別地說明了將內部固體過濾器連接到容器主體的方式。
圖5是圖4中所示的閉鎖料斗的剖面?zhèn)纫晥D，特別地說明了閉鎖料斗的內部組件。
圖6是控制固體顆粒從第一容器轉移到第二容器的速率的閥門系統(tǒng)的工藝流程簡圖。
首先參見圖1，對脫硫單元10進行說明，其通常包括流化床反應器12、流化床再生器14和流化床還原器16。使固體吸附劑顆粒在脫硫單元10中循環(huán)，以便從含硫的烴(如裂化汽油或柴油燃料)中連續(xù)除硫。在脫硫單元10中所使用的固體吸附劑顆?？梢允侨我环N可足夠地流體化、循環(huán)和再生的基于氧化鋅的組合物，所述組合物具有足夠的脫硫活性和足夠的抗磨性。
在流化床反應器12中，使含烴流體料流向上流過還原的固體吸附劑顆粒的床。與反應器12中的含烴料流接觸的還原的固體吸附劑顆粒優(yōu)選最初(即，剛好在接觸含烴流體料流之前)包括氧化鋅和還原價態(tài)的助催化劑金屬組份。盡管不希望受理論的束縛，發(fā)明人認為還原的固體吸附劑顆粒的還原價態(tài)的助催化劑金屬組份使得從含烴料流中除硫更容易，同時氧化鋅通過將其轉化為硫化鋅而用作硫存儲介質。
還原的固體吸附劑顆粒的還原價態(tài)的助催化劑金屬組份優(yōu)選包括選自鎳、鈷、鐵、錳、鎢、銀、金、銅、鉑、鋅、錫、釕、鉬、銻、釩、銥、鉻、鈀的助催化劑金屬。更優(yōu)選還原價態(tài)的助催化劑金屬組份包括鎳作為助催化劑金屬。如本文所用，當描述助催化劑金屬組份時，術語“還原價態(tài)”指的是具有低于助催化劑金屬組份在其通用的氧化態(tài)中的化合價的化合價的助催化劑金屬組份。更具體地，在反應器12中所使用的還原的固體吸附劑顆粒應包括助催化劑金屬組份，所述助催化劑金屬組份所具有的化合價低于離開再生器14的再生的(即，氧化的)固體吸附劑顆粒的助催化劑金屬組份的化合價。更優(yōu)選地，基本上所有的還原的固體吸附劑顆粒的助催化劑金屬組份具有的化合價為0。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，還原價態(tài)的助催化劑金屬組份包括、組成為或基本組成為由式MAZnB所表征的取代的固體金屬溶液，其中M為助催化劑金屬，且A和B各為0.01-0.99的數(shù)值。對于取代的固體金屬溶液，在上式中，優(yōu)選A為約0.70至約0.97，最優(yōu)選為約0.85至約0.95。另外，優(yōu)選B為約0.03至約0.30，最優(yōu)選為約0.05至0.15。優(yōu)選B等于(1-A)。
取代的固體溶液具有獨特的物理和化學特性，所述特征對于本文所述的吸附劑組合物的化學性質是重要的。取代的固體溶液是合金的子集，所述合金是通過用溶質金屬直接取代晶體結構中的溶劑金屬原子形成的。例如，發(fā)明人認為在還原的固體吸附劑顆粒中所發(fā)現(xiàn)的取代的固體金屬溶液(MAZnB)是通過溶質鋅金屬取代溶劑助催化劑金屬原子形成的。存在三個有利于形成取代的固體溶液的基本標準(1)兩種元素的原子半徑在彼此的15％內；(2)兩種純相的晶體結構是相同的；和(3)兩種組份的電負性相似。本文所述的固體吸附劑顆粒中所用的助催化劑金屬(作為元素金屬或金屬氧化物)和氧化鋅優(yōu)選滿足以上所述三個標準中的至少兩個。例如，當助催化劑金屬為鎳時，滿足第一和第三個標準，但不滿足第二個標準。鎳和鋅金屬原子半徑在彼此的10％之內，且負電性相近。但是，氧化鎳(NiO)優(yōu)選地形成立方晶體結構，而氧化鋅(ZnO)優(yōu)選為六方晶體結構。鎳鋅固體溶液保持氧化鎳的立方結構。使氧化鋅存在于立方結構中提高了相的能量，這限制了可以溶解在氧化鎳的結構中的鋅的量?；瘜W計量控制微觀表現(xiàn)在為92∶8的鎳鋅固體溶液(Ni0.92Zn0.08)(其在還原期間形成)，且微觀表現(xiàn)為固體吸附劑顆粒的重復的可再生性。
除了氧化鋅和還原價態(tài)的助催化劑金屬組份，在反應器12中所使用的還原的固體吸附劑顆?？梢粤硗獍紫堵试鰪妱┖椭呋瘎┙饘?鋁酸鋅取代的固體溶液。助催化劑金屬-鋁酸鋅取代的固體溶液可由式MZZn(1-Z)Al2O4)所表征，其中Z為0.01-0.99的數(shù)值?？紫堵试鰪妱斒褂脮r，可以是任何最終提高固體吸附劑顆粒的宏觀孔隙率的化合物。優(yōu)選孔隙率增強劑為珍珠巖。如本文所用，術語“珍珠巖”是硅質火山巖的巖相學術語，所述硅質火山巖天然存在于世界各地的一些區(qū)域。使其不同于其它火山礦石的區(qū)別特征是其當加熱至一定溫度時能夠膨脹為原始體積的4-20倍的性能。當加熱到871℃(1600°F)以上時，碎珍珠巖由于存在和粗珍珠巖結合的水而膨脹。在加熱的過程中，結合的水在加熱軟化的玻璃狀顆粒中氣化并形成無數(shù)微小氣泡。這些微小的玻璃密封氣泡解釋了其輕的重量?？梢灾苽渑蛎浾渲閹r至重量僅僅為40kg/m3(2.5磅/立方英尺)。膨脹珍珠巖的典型化學分析特征為二氧化硅73％、氧化鋁17％、氧化鉀5％、氧化鈉3％、氧化鈣1％加上痕量元素。膨脹珍珠巖的典型物理特征為軟化點871℃-1,093℃(1600-2000°F)、熔點1,260℃-1,343℃(2300°F-2450°F)、pH6.6-6.8和比重2.2-2.4。如本文所用，術語“膨脹珍珠巖”指的是通過將珍珠巖硅質火山巖加熱至871℃(1600°F)以上而膨脹的球形珍珠巖。如本文所用，術語“膨脹珍珠巖顆?！被颉把心フ渲閹r”指的是已進行壓碎，以形成細微顆粒物形式的膨脹珍珠巖，其中這種物質的粒度包括97％的粒徑少于2微米的顆粒。術語“研磨膨脹珍珠巖”指對膨脹的珍珠巖顆粒進行研磨和壓碎所得到的產品。
最初在反應器12中與含烴的流體料流接觸的還原的固體吸附劑顆粒可包括在以下表1中所提供的范圍內的氧化鋅、還原價態(tài)的助催化劑金屬組份(MAZnB)、孔隙率增強劑(PE)和助催化劑金屬-鋁酸鋅(MZXn(1-Z)Al2O4)。
表1
固體吸附劑顆粒的顯著地影響顆粒用于脫硫單元10的適用性的物理特征包括，如顆粒形狀、粒度、顆粒密度、和抗磨性。在脫硫單元10中所使用的固體吸附劑顆粒優(yōu)選包括微球形顆粒，所述微球形顆粒具有的平均粒度為約20至約150微米，更優(yōu)選為約50至約100微米，最優(yōu)選為60至80微米。固體吸附劑顆粒的密度優(yōu)選為約0.5至約1.5克/立方厘米(g/cc)，更優(yōu)選為約0.8至約0.3g/cc，最優(yōu)選為0.9-1.2g/cc。固體吸附劑顆粒的粒度和密度優(yōu)選使固體吸附劑顆粒具有作為根據(jù)在PowderTechnol.，7，285-292(1973)中描述的Geldart組分類體系的組A的固體的資格。固體吸附劑顆粒優(yōu)選具有高抗磨性。如本文所用，術語“抗磨性”指的是在湍流運動的控制條件下顆粒抗破碎的量度。顆粒的抗磨性可以使用Davidson指數(shù)進行量化。Davidson指數(shù)表示在測試條件下，減少至粒度少于20微米的超過20微米粒度部分的重量百分比。Davidson指數(shù)使用噴射杯磨損測試法進行測量。噴射杯磨損測試法包括將5g吸附劑樣品進行篩濾以除去0-20微米粒徑范圍內的顆粒。然后，將20微米以上的顆粒在21升/分鐘的速率下進行空氣切向噴射1小時，所述空氣切向噴射是通過固定在特別設計的噴射杯(1”內徑×2”高度)的底部的0.0625英寸的孔所引入。Davidson指數(shù)(DI)如下計算 在本發(fā)明中所使用的固體吸附劑優(yōu)選具有的Davidson指數(shù)小于約30，更優(yōu)選小于約20，最優(yōu)選小于10。
與反應器12中的還原的固體吸附劑顆粒接觸的含烴的流體料流優(yōu)選包括含硫的烴和氫。進料至反應器12的氫與含硫的烴的摩爾比優(yōu)選為約0.1∶1至約3∶1，更優(yōu)選為約0.2∶1至約1∶1，最優(yōu)選為0.4∶1-0.8∶1。優(yōu)選含硫的烴在標準溫度和壓力下通常為液態(tài)的流體，但如上所述，當其與氫混合時，其存在于氣態(tài)中并暴露于反應器12中的脫硫條件下。含硫的烴優(yōu)選可以用作燃料或燃料的前體。適合的含硫的烴的例子包括裂化汽油、柴油燃料、噴氣燃料、直餾石腦油、直餾餾分、焦化瓦斯油、焦化石腦油、烷基化油和直餾瓦斯油。最優(yōu)選地，含硫的烴包括選自汽油、裂化汽油、柴油燃料及其混合物的烴流體。
如本文所用，術語“汽油”指的是在約37.7℃至約204.4℃(約100°F至約400°F)的范圍內沸騰的烴的混合物，或其任何餾分。適合的汽油的例子包括但不限于在煉油廠內的烴料流，如石腦油、直餾石腦油、焦化石腦油、催化裂化汽油、減粘裂化石腦油、烷基化油、異構化油(isomerate)、重整產品等等，及其混合物。
如本文所用，術語“裂化汽油”指的是在37.7℃至約204.4℃(約100°F至約400°F)的范圍內沸騰的烴的混合物，或其任一種餾分；其為將較大的烴分子裂化為較小的分子的熱或催化裂化的產物。適合的熱方法的例子包括但不限于焦化、熱裂化、減粘裂化等等，及其組合。適合的催化裂化法的例子包括但不限于流化床催化裂化、重油裂化等等，及其組合。因此，適合的裂化汽油的例子包括但不限于焦化汽油、熱裂化汽油、減粘裂化汽油、流體催化裂化汽油、重油裂化汽油等等，及其混合物。在一些情況下，當將其用作本發(fā)明的方法中的含硫流體時，可以在脫硫之前將裂化汽油分餾和/或氫化處理。
如本文所用，術語“柴油燃料”指的是在約149℃至約399℃(約300°F至約750°F)的范圍內沸騰的烴的混合物，或其任何餾分。適合的柴油燃料的例子包括但不限于輕循環(huán)油、煤油、噴氣燃料、直餾柴油、氫化處理柴油等等，及其混合物。
作為本發(fā)明脫硫方法中適合的進料，本文所述的含硫的烴包括一些烯烴、芳烴和硫，以及鏈烷烴和環(huán)烷烴。在氣態(tài)裂化汽油中烯烴的量通常為約10至約35重量％(基于氣態(tài)裂化汽油的總重量)。對于柴油燃料，基本上不含烯烴。在氣態(tài)裂化汽油中芳烴的量通常為約20至約40重量％(基于氣態(tài)裂化汽油的總重量)。在氣態(tài)柴油燃料中芳烴的量通常為約10至約90重量％，基于氣態(tài)柴油燃料的總重量。適于在本發(fā)明的脫硫方法中使用的含硫的烴流體(優(yōu)選裂化汽油或柴油燃料)中原子硫的量通常高于約百萬分之50(以重量計)(ppmw)的含硫的烴流體，更優(yōu)選為約100ppmw的原子硫至約10,000ppmw的原子硫，最優(yōu)選為150ppmw的原子硫至500ppmw的原子硫。優(yōu)選至少約50重量％的存在于本發(fā)明所使用的含硫的烴流體中的原子硫為有機硫化合物的形式。更優(yōu)選至少約75重量％的存在于本發(fā)明所使用的含硫的烴流體中的原子硫為有機硫化合物的形式，最優(yōu)選至少約90重量％的存在于本發(fā)明所使用的含硫的烴流體中的原子硫為有機硫化合物的形式。如本文所用，與“ppmw的硫”連用的“硫”或術語“原子硫”指的是在含硫的烴中的原子硫(約32個原子質量單位)的量，而不是硫化合物(如有機硫化合物)的原子質量或重量。
如本文所用，術語“硫”指的是以任一種形式通常存在于含硫的烴(如，裂化汽油或柴油燃料)中的硫?？梢酝ㄟ^實施本發(fā)明從含硫的烴流體中除去的這種硫的例子包括但不限于硫化氫、氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2)、硫醇(RSH)、有機硫化物(R-S-R)、有機二硫化物(R-S-S-R)、噻吩、取代噻吩、有機三硫化物、有機四硫化物、苯并噻吩、烷基噻吩、烷基苯并噻吩、烷基二苯并噻吩等等，及其組合，以及通常存在于計劃用于本發(fā)明的脫硫方法中的類型的含硫的烴中的較大分子量的這種物質，其中每個R可以是含有1-10個碳原子的烷基、環(huán)烷基或芳基。
如本文所用，術語“流體”指的是氣體、液體、蒸氣及其組合。
如本文所用，術語“氣態(tài)”指的是其中含硫的烴流體(如，裂化汽油或柴油燃料)主要在氣相中或為蒸氣相的狀態(tài)。
如本文所用，術語“細微顆?！敝傅氖瞧骄６壬儆?00微米的顆粒。
再次參見圖1，在流化床反應器12中，使還原的固體吸附劑細微顆粒與向上流動的氣態(tài)含烴流體料流在足以產生脫硫的烴和加載了硫的固體吸附劑顆粒的一套脫硫條件下接觸。含烴流體料流的流動足以使位于反應器12中的固體吸附劑顆粒的床流化。反應器12中的脫硫條件包括溫度、壓力、重時空速(WHSV)和表觀速度。以下表2中提供了這種脫硫條件的優(yōu)選范圍。
表2
當還原的固體吸附劑顆粒與反應器12中的含烴料流在脫硫條件下接觸時，可將存在于含烴流體料流中的硫化合物，特別是有機硫化合物從這種流體料流中除去。至少部分從含烴流體料流中除去的硫將至少部分還原的固體吸附劑顆粒的氧化鋅轉化為硫化鋅。
與許多常規(guī)的脫硫方法(如，加氫脫硫)相反，在反應器12中的脫硫過程中，優(yōu)選在含硫的烴流體中基本上沒有硫轉化為硫化氫和保留為硫化氫。相反，優(yōu)選反應器12的流體流出物(通常包括脫硫的烴和氫)含有比在進料至反應器12的流體進料(通常包括含硫的烴和氫)中更少量的硫化氫(如果有的話)。反應器12的流體流出物優(yōu)選包含少于進料至反應器12的流體進料中的硫的量的約50重量％，更優(yōu)選少于流體進料中的硫的量的約20重量％，最優(yōu)選少于流體進料中的硫的量的5重量％。對于反應器12的流體流出物的總的含硫量而言，優(yōu)選少于總的流體流出物的約百萬分之50(以重量計)(ppmw)，更優(yōu)選少于約30ppmw，再更優(yōu)選少于約15ppmw，最優(yōu)選少于10ppmw。
在反應器12中脫硫之后，其后可以將脫硫的烴流體，優(yōu)選脫硫的裂化汽油或脫硫的柴油燃料分離并從流體流出物中進行回收，并優(yōu)選進行液化。這種脫硫的烴流體的液化可以通過本領域已知的任何方法或方式完成。所得到的液化的脫硫的烴優(yōu)選包括少于進料至反應區(qū)的含硫的烴(如，裂化汽油或柴油燃料)中的硫的量的約50重量％，更優(yōu)選少于含硫的烴中的硫的量的約20重量％，最優(yōu)選少于含硫的烴中的硫的量的約5重量％。脫硫的烴優(yōu)選包括少于約50ppmw的硫，更優(yōu)選少于約30ppmw的硫，再更優(yōu)選少于約15ppmw的硫，最優(yōu)選少于10ppmw的硫。在反應器12中脫硫之后，通過第一輸送裝置18將至少部分的加載了硫的吸附劑顆粒轉移到再生器14中。在再生器14中，使加載了硫的吸附劑顆粒與含氧再生料流接觸。含氧再生料流優(yōu)選包括至少1摩爾％的氧，其余部分為氣態(tài)稀釋劑。更優(yōu)選含氧再生料流包括約1至約50摩爾％的氧和約50至約95摩爾％的氮，更優(yōu)選約2至約20摩爾％的氧和約70至約90摩爾％的氮，最優(yōu)選3-10摩爾％的氧和75-85摩爾％的氮。
再生器14中的再生條件足以使至少部分的加載了硫的固體吸附劑顆粒的硫化鋅通過與含氧再生料流接觸轉化為氧化鋅。下面表3中提供了這種再生條件的優(yōu)選范圍。
表3
當加載了硫的固體吸附劑顆粒與含氧再生料流在上述再生條件下接觸時，至少部分的助催化劑金屬組份氧化以形成氧化助催化劑金屬組份。在再生器14中，優(yōu)選將加載了硫的吸附劑的取代的固體金屬溶液(MAZnB)和/或硫化的取代固體金屬溶液(MAZnBS)轉化為由式MXZnYO所表征的取代的固體金屬氧化物溶液，其中M為助催化劑金屬，且X和Y各自為0.01至約0.99的數(shù)值。在上式中，優(yōu)選X為約0.5至約0.9，最優(yōu)選為0.6至0.8。另外優(yōu)選Y為約0.1至約0.5，最優(yōu)選為0.2至0.4。優(yōu)選Y等于(1-X)。
離開再生器14的再生的固體吸附劑顆粒可包括氧化鋅、氧化的助催化劑金屬組份(MXZnYO)、孔隙率增強劑(PE)和助催化劑金屬-鋁酸鋅(MZZn(1-Z)Al2O4)，以下表4中提供了上述組份的范圍。
表4
在再生器14中再生之后，將再生的(即，氧化的)固體吸附劑顆粒通過第二輸送裝置20輸送到還原器16。在還原器16中，再生的固體吸附劑顆粒與含氫的還原料流接觸。含氫的還原料流優(yōu)選包含至少50摩爾％的氫，其余部分為裂化的烴產品，如甲烷、乙烷和丙烷。更優(yōu)選含氫的還原料流包含至少約70摩爾％的氫，最優(yōu)選至少80摩爾％的氫。還原器16中的還原條件足以使再生的固體吸附劑顆粒的氧化的助催化劑金屬組份的化合價降低。以下表5中提供了這種還原條件的優(yōu)選范圍。
表5
當再生的固體吸附劑顆粒與還原器16中的含氫的還原料流在上述還原條件下接觸時，可將至少部分氧化的助催化劑金屬組份還原以形成還原價態(tài)的助催化劑金屬組份。優(yōu)選將至少大部分的取代的固體金屬氧化物溶液(MXZnYO)轉化為還原價態(tài)的助催化劑金屬組份(MAZnB)。
在已將固體吸附劑顆粒在還原器16中還原之后，可通過第三輸送裝置22將其輸送回反應器12，用于與反應器12中的含烴流體料流再接觸。
再次參見圖1，第一輸送裝置18通常包括反應器氣動提升機24、反應器接收器26和反應器閉鎖料斗28，所述閉鎖料斗對于流體而言置于反應器12和再生器14之間。在操作脫硫單元10的過程中，連續(xù)地將加載了硫的吸附劑顆粒從反應器12中取出，并由反應器氣動提升機24將其從反應器12運送至反應器接收器18。反應器接收器18經反應器回流管線30流體連接到反應器12上。將用于將加載了硫的吸附劑顆粒從反應器12輸送到反應器接收器26的提升氣體從反應器接收器26中的加載了硫的吸附劑顆粒中分離，并經反應器回流管線30返回到反應器12中?？刹僮鞣磻鏖]鎖料斗26以將加載了硫的吸附劑顆粒從反應器12和反應器接收器26的高壓烴環(huán)境轉移到再生器14的低壓氧環(huán)境。為了完成這種轉移，反應器閉鎖料斗28定期接收來自反應器接收器26的加載了硫的吸附劑顆粒的批料，將來自反應器接收器26和再生器14的加載了硫的吸附劑顆粒隔離，并將圍繞加載了硫的吸附劑顆粒的環(huán)境的壓力和組成從高壓烴環(huán)境改變?yōu)榈蛪憾栊越M份(如，氮)環(huán)境。如上所述，在已經轉變加載了硫的吸附劑顆粒的環(huán)境之后，將加載了硫的吸附劑顆粒從反應器閉鎖料斗28分批輸送到再生器14。由于將加載了硫的吸附劑顆粒連續(xù)地從反應器12中取出，但以分批的方式在反應器閉鎖料斗28中進行處理，因而反應器接收器26起緩沖容器的作用，在其中從反應器12連續(xù)取出的加載了硫的吸附劑顆?？梢栽趯⒓虞d了硫的吸附劑顆粒從反應器接收器26到反應器閉鎖料斗28的轉移之間進行積累。因此，反應器接收器26和反應器閉鎖料斗28配合，將加載了硫的吸附劑顆粒在反應器12和再生器14之間的流動從連續(xù)的方式轉變?yōu)榉峙姆绞?。加載了硫的吸附劑顆粒從反應器接收器26到反應器閉鎖料斗28，以及從反應器閉鎖料斗28到再生器14的轉移主要通過重力流動，借助于容器之間小幅度(如，6.89-27.56kPa(1-4psi))的壓差來完成。反應器12和反應器接收器26中的壓力優(yōu)選基本上相同。反應器12中的壓力優(yōu)選高于再生器14中的壓力。反應器12和再生器14之間的壓差優(yōu)選為至少約344.5kPa(50psi)，更優(yōu)選至少約517kPa(75psi)，最優(yōu)選至少689kPa(100psi)。
第二輸送裝置20通常包括再生器氣動提升機32、再生器接收器34和再生器閉鎖料斗36，所述閉鎖料斗36對于流體而言置于再生器14和還原器16之間。在操作脫硫單元10的過程中，將再生的吸附劑顆粒連續(xù)地從再生器14中取出，并通過再生器氣動提升機32從再生器14運送至再生器接收器34。再生器接收器34經再生器回流管線38流體連接到接收器14上。使用于將再生的吸附劑顆粒從再生器14輸送到再生器接收器34的提升用氣體從再生器接收器34中的再生的吸附劑顆粒中分離，并經再生器回流管線38返回到再生器14中?？刹僮髟偕鏖]鎖料斗36以將再生的吸附劑顆粒從再生器14和再生器接收器34的低壓氧環(huán)境轉移到還原器16的高壓氫環(huán)境。為了完成這種轉移，再生器閉鎖料斗36定期接收來自再生器接收器34的再生的吸附劑顆粒的批料，將來自再生器接收器34和還原器16的再生的吸附劑顆粒隔離，并將圍繞再生的吸附劑顆粒的環(huán)境的壓力和組成從低壓氧環(huán)境改變?yōu)楦邏簹洵h(huán)境。如上所述，在已經轉變再生的吸附劑顆粒的環(huán)境之后，將再生的吸附劑顆粒從再生器閉鎖料斗36分批輸送到還原器16。由于將再生的吸附劑顆粒連續(xù)地從再生器14中取出，但以分批的方式在再生器閉鎖料斗36中進行處理，因而再生器接收器34起緩沖容器的作用，在其中從再生器14連續(xù)取出的再生的吸附劑顆?？梢栽趯⒃偕奈絼╊w粒從再生器接收器34到再生器閉鎖料斗36的轉移之間進行積累。因此，再生器接收器34和再生器閉鎖料斗36配合，將再生的吸附劑顆粒在再生器14和還原器16之間的流動從連續(xù)的方式轉變?yōu)榉峙姆绞健Ｔ偕奈絼╊w粒從再生器接收器34到再生器閉鎖料斗36，以及從再生器閉鎖料斗36到還原器16的轉移主要通過重力流動，借助于容器之間小幅度(如，6.89-27.56kPa(1-4psi))的壓差來完成。再生器14和再生器接收器34中的壓力優(yōu)選基本上相同。再生器14中的壓力優(yōu)選少于還原器16中的壓力。再生器14和還原器16之間的壓差優(yōu)選為至少約344.5kPa(50psi)，更優(yōu)選至少約517kPa(75psi)，最優(yōu)選至少689kPa(100psi)。
再次參見圖1，可操作反應器閉鎖料斗28，以將固體吸附劑顆粒從反應器12和反應器接收器26中的高壓烴環(huán)境轉移到再生器14中的低壓氧環(huán)境。為了避免來自反應器12的烴在再生器14中燃燒，這種轉移是必須的。為了將反應器12和再生器14中的壓力分別維持在用于脫硫和再生的最佳水平，這種轉移也是必須的。
現(xiàn)在參見圖2，根據(jù)以下連續(xù)的步驟，通過操作反應器閉鎖料斗28可完成固體吸附劑顆粒從高壓烴環(huán)境向低壓氧環(huán)境的轉移1.采用來自“熱N2”源的氮，將氧從已排空的閉鎖料斗吹掃到再生器中；2.采用來自“循環(huán)H2”源的氫，將氮從已排空的閉鎖料斗吹掃到火炬；3.采用來自“循環(huán)H2”源的氫對已排空的閉鎖料斗加壓；4.采用來自反應器接收器的加載了硫的吸附劑顆粒填充已排空的閉鎖料斗；5.通過將氫從閉鎖料斗排出到火炬，對填充的閉鎖料斗減壓；6.采用來自“熱N2”源的氮將烴從填充的閉鎖料斗吹掃到火炬；和7.從填充的閉鎖料斗向再生器排放加載了硫的吸附劑。
下面表6總結了在反應器閉鎖料斗步驟1-7的過程中圖2中所示的閥的控制順序。在表6中，“O”表示開閥，而“-”表示關閥。
表6
現(xiàn)在參見圖2并結合表6，電子控制裝置40可操作地與表6中所列和圖2中所示的閥相連接?？刹僮麟娮涌刂蒲b置40以表6中所示的方式打開和關閉閥，從而自動進行反應器閉鎖料斗步驟1-7。再次參見圖2，壓力指示器42可以用于檢測反應器閉鎖料斗28中的壓力，且水平面指示器44可以用于檢測吸附劑顆粒在反應器閉鎖料斗28中的水平面。壓力和水平面指示器42、44可操作地與電子控制裝置40相連接，從而向電子控制裝置40提供壓力和水平面指示信號。電子控制裝置40包括提供時間信號的計時器45，所述時間信號指示反應器閉鎖料斗步驟1-7的某一步的開始和結束。反應器閉鎖料斗28包括內部過濾器46，所述過濾器使得氣體可以通過此處，同時基本上阻擋了固體吸附劑顆粒流過此處。
再次參見圖2并結合表6，通過打開閥411、418和410進行步驟1，同時使反應器閉鎖料斗28排出任何固體吸附劑顆粒。這種配置使得氮向上流過排放的反應器閉鎖料斗28和過濾器46，從而將存在于反應器閉鎖料斗28中的氧吹掃到再生器。使步驟1進行一定時限，在所述時限內足以將基本上所有的氧從反應器閉鎖料斗28中清除。該時限可以預先確定，且計時器45可以向電子控制裝置40提供時限過去的指示。進行步驟1的時限優(yōu)選為約1至約8分鐘，最優(yōu)選為約2.5至約4.5分鐘。
通過打開閥457、418和409進行步驟2。該配置使得氫向上流過排放的反應器閉鎖料斗28和過濾器46，從而將從步驟1留在反應器閉鎖料斗28中的氮吹掃到火炬。使步驟2進行一定時限，在所述時限內足以將基本上所有的氮從反應器閉鎖料斗28中清除。該時限可以預先確定，且計時器45可以向電子控制裝置40提供時限過去的指示。進行步驟2的時限優(yōu)選為約1至約6分鐘，最優(yōu)選為約1.5至約3分鐘。
通過打開閥455進行步驟3，從而采用向下流過過濾器46的氫向排放的反應器閉鎖料斗28加壓。使步驟3進行直至壓力指示器42提供反應器閉鎖料斗28中的壓力已到達預定的反應器閉鎖料斗填充壓力的指示。該反應器閉鎖料斗填充壓力優(yōu)選在反應器接收器內的壓力的至少20％之內，更優(yōu)選在反應器接收器內的壓力的10％之內，且更優(yōu)選在反應器接收器內的壓力的5％之內。最優(yōu)選反應器閉鎖料斗填充壓力比反應器接收器中的壓力低約6.89kPa至約27.5kPa(約1至約4psi)，從而在反應器接收器和反應器閉鎖料斗28之間提供了小幅度的壓差，從而有助于將加載了硫的吸附劑顆粒從反應器接收器轉移到反應器閉鎖料斗28中。進行步驟3的時限優(yōu)選為約0.2至約2分鐘，最優(yōu)選為約0.4至約1分鐘。
通過打開閥401、402、403、418和409進行步驟4。該配置使得加載了硫的吸附劑顆粒從反應器接收器轉移到排放的反應器閉鎖料斗28中。在加載了硫的吸附劑顆粒進入反應器閉鎖料斗28時，來自步驟3的留在反應器閉鎖料斗28中的氫向上通過過濾器46移動到火炬。使步驟4進行直至水平面指示器44提供反應器閉鎖料斗28中的加載了硫的吸附劑顆粒的量已達到預定的填充水平面的指示。進行步驟4的時限優(yōu)選為約1至約6分鐘，最優(yōu)選為約2至約3分鐘。
通過打開閥418和409進行步驟5。該配置使得留在填充的反應器閉鎖料斗28中的任何加壓的氫向上通過過濾器排放到火炬中，從而使填充的反應器閉鎖料斗28減壓?？墒共襟E5進行預定時限，在所述時限內足以使反應器閉鎖料斗28減壓。該時限可以預先確定，且計時器45可以向電子控制裝置40提供時限過去的指示。另外，可以使步驟5進行直至壓力指示器42提供反應器閉鎖料斗28中的壓力已達到預定的反應器閉鎖料斗排放壓力的指示。該反應器閉鎖料斗排放壓力優(yōu)選在再生器中的壓力的至少20％之內，更優(yōu)選在再生器中的壓力的10％之內，且更優(yōu)選在再生器中的壓力的5％之內。最優(yōu)選反應器閉鎖料斗排放壓力比再生器中的壓力高約6.89kPa至約27.5kPa(約1至約4psi)，從而在反應器閉鎖料斗28和再生器之間提供了小幅度的壓差，從而有助于將加載了硫的吸附劑顆粒從反應器閉鎖料斗28轉移到再生器中。進行步驟5的時限優(yōu)選為約0.5至約4分鐘，最優(yōu)選為約1至約2分鐘。
通過打開閥411、418和409進行步驟6。該配置使得采用向上流過填充的反應器閉鎖料斗28和過濾器46的氮將在步驟4期間轉移到反應器閉鎖料斗28中的烴吹掃到火炬中。經過填充的反應器閉鎖料斗28的氮的流速應足夠低，以便避免大量的固體吸附劑顆粒被夾帶到向上流動的氮氣流中。但是，在向上流動的氮氣流中夾帶的少量固體吸附劑顆粒可以通過過濾器46從氮氣流中過濾出去。使步驟6進行一定時限，在所述時限內足以將基本上所有的烴從反應器閉鎖料斗28中清除。該時限可以預先確定，且計時器45可以向電子控制裝置40提供時限過去的指示。進行步驟6的時限優(yōu)選為約2至約12分鐘，最優(yōu)選為約3至約8分鐘。
通過打開405、406、407和456進行步驟7。該配置使得加載了硫的吸附劑顆?？梢詮奶畛涞姆磻鏖]鎖料斗28轉移到再生器中。在從反應器閉鎖料斗28排放加載了硫的吸附劑顆粒的過程中，氮向下流過過濾器46，從而在反應器閉鎖料斗28中提供背壓，并清除過濾器46上的在步驟6期間所收集固體吸附劑顆粒(如果有的話)。進行步驟7直至水平面指示器44提供反應器閉鎖料斗28已基本上排放了加載了硫的吸附劑顆粒的指示。進行步驟7的時限優(yōu)選為約1至約8分鐘，最優(yōu)選為約2至約4分鐘。
在步驟1-3和5-7的過程中，關閉閥402和403并打開閥454。在這樣的配置中，將反應器閉鎖料斗28通過來自“高壓N2”源的氮與反應器接收器隔離，從而避免了反應器接收器與反應器閉鎖料斗28之間的流體交換。在步驟1-6期間，關閉閥406和407并打開408。在這種的配置中，將反應器閉鎖料斗28通過來自“高壓N2”源的氮與再生器隔離，從而避免了反應器閉鎖料斗28與再生器之間的流體交換。反應器閉鎖料斗28與反應器接收器和再生器的這種隔離通過確保烴和氫不暴露到它們能燃燒的氧環(huán)境，而提供了增強的安全性。
在步驟7之后，可以重復反應器閉鎖料斗步驟1-7，用于另外一批加載了硫的吸附劑顆粒。優(yōu)選進行反應器閉鎖料斗步驟1-7的總的循環(huán)時間為約5至約30分鐘，更優(yōu)選為約10至約20分鐘，最優(yōu)選為14-18分鐘。
再次參見圖1，可操作再生器閉鎖料斗36以將固體吸附劑顆粒從再生器和再生器接收器34中的低壓氧環(huán)境轉移到還原器16中的高壓氫環(huán)境。為了避免來自還原器16的氫在再生器14或再生器接收器中燃燒，這種轉移是必須的。為了將再生器14和還原器16中的壓力分別維持在用于再生和還原的最佳水平，這種轉移也是必須的。
現(xiàn)在參見圖3，根據(jù)以下連續(xù)的步驟，通過操作再生器閉鎖料斗36可完成固體吸附劑顆粒從低壓氧環(huán)境向高壓氫環(huán)境的轉移1.采用來自“熱N2”源的氮，將氧從填充的閉鎖料斗吹掃到再生器；2.采用來自“循環(huán)H2”源的氫，將氮從填充的閉鎖料斗吹掃到火炬；3.采用來自“循環(huán)H2”源的氫對填充的閉鎖料斗加壓；4.將再生的吸附劑從填充的閉鎖料斗排放到還原器；5.通過將氫從閉鎖料斗排出到火炬，使已排空的閉鎖料斗減壓；6.采用來自“熱N2”源的氮，將烴從已排空的閉鎖料斗吹掃到火炬；和7.向已排空的閉鎖料斗填充來自再生器接收器的再生的吸附劑顆粒。
下面表7總結了在再生器閉鎖料斗步驟1-7的過程中圖3中所示的閥的控制順序。
表7
現(xiàn)在參見圖3并結合表7，電子控制裝置40可操作地與表7中所列和圖3中所示的閥相連接。可操作電子控制裝置40以表7中所示的方式打開和關閉閥，從而自動進行再生器閉鎖料斗步驟1-7。再次參見圖3，壓力指示器48可以用于檢測再生器閉鎖料斗36中的壓力，且水平面指示器50可以用于檢測吸附劑顆粒在再生器閉鎖料斗36中的水平面。壓力和水平面指示器48、50可操作地與電子控制裝置40相連接，從而向電子控制裝置40提供壓力和水平面指示信號。電子控制裝置40包括提供時間信號的計時器45，所述時間信號指示再生器閉鎖料斗步驟1-7的某一步的開始和結束。再生器閉鎖料斗36包括內部過濾器52，所述過濾器使得氣體可以通過此處，同時基本上阻擋了固體吸附劑顆粒流過此處。
再次參見圖3并結合表7，通過打開閥432、451和431進行步驟1，同時采用再生的固體吸附劑顆粒填充再生器閉鎖料斗36。這種配置使得氮向上流過填充的再生器閉鎖料斗36和過濾器52，從而將存在于再生器閉鎖料斗36中的氧吹掃到再生器。氮通過再生器閉鎖料斗36的流速應足夠慢，以避免大量的固體吸附劑顆粒被夾帶在向上流動的氮氣流中。但是，少量夾帶在向上流動的氮氣流中的固體吸附劑顆粒可以通過過濾器52從氮氣流中過濾出去。使步驟1進行一定時限，在所述時限內足以將基本上所有的氧從再生器閉鎖料斗36中清除。該時限可以預先確定，且計時器45可以向電子控制裝置40提供時限過去的指示。進行步驟1的時限優(yōu)選為約1至約8分鐘，最優(yōu)選為約2.5至約4.5分鐘。
通過打開閥421、451和430進行步驟2。該配置使得氫向上流過填充的再生器閉鎖料斗36和過濾器52，從而將從步驟1中留在再生器閉鎖料斗36中的氮吹掃到火炬。氫通過再生器閉鎖料斗36的流速應足夠慢，以避免大量固體吸附劑顆粒被夾帶到向上流動的氫氣流中。但是，少量夾帶在向上流動的氫氣流中的固體吸附劑顆粒可以通過過濾器52從氫氣流中過濾出去。使步驟2進行一定時限，在所述時限內足以將基本上所有的氮從反應器閉鎖料斗36中清除。該時限可以預先確定，且計時器45可以向電子控制裝置40提供時限過去的指示。進行步驟2的時限優(yōu)選為約1至約6分鐘，最優(yōu)選為約1.5至約3分鐘。
通過打開閥417進行步驟3，從而采用向下流過過濾器46的氫向填充的再生器閉鎖料斗36加壓。使步驟3進行直至壓力指示器48提供再生器閉鎖料斗36中的壓力已到達預定的再生器閉鎖料斗排放壓力的指示。該再生器閉鎖料斗排放壓力優(yōu)選在還原器內的壓力的至少20％之內，更優(yōu)選在還原器內的壓力的10％之內，且更優(yōu)選在還原器內的壓力的5％之內。最優(yōu)選再生器閉鎖料斗排放壓力比還原器中的壓力高約6.89kPa至約27.5kPa(約1至約4psi)，從而在再生器閉鎖料斗36和還原器之間提供了小幅度的壓差，從而有助于將加載了硫的吸附劑顆粒從再生器閉鎖料斗36轉移到還原器中。進行步驟3的時限優(yōu)選為約0.2至約2分鐘，最優(yōu)選為約0.4至約1分鐘。
通過打開閥426、427、428和417進行步驟4。該配置使得再生的吸附劑顆粒從填充的再生器閉鎖料斗36轉移到還原器中。在從再生器閉鎖料斗36排放再生的吸附劑顆粒的過程中，氮向下流過過濾器52，從而在再生器閉鎖料斗36中提供背壓，且清除了過濾器52在步驟1和2期間所收集的固體吸附劑顆粒(如果有的話)。使步驟4進行直至水平面指示器50提供再生器閉鎖料斗36已基本上排放再生的吸附劑顆粒的指示。進行步驟4的時限優(yōu)選為約1至約8分鐘，最優(yōu)選為約2至約4分鐘。
通過打開閥451和430進行步驟5。該配置使得留在排放的再生器閉鎖料斗36中的任何加壓的氫向上通過過濾器排放到火炬中，從而使再生器閉鎖料斗36減壓?？墒共襟E5進行一定時限，在所述時限內足以使再生器閉鎖料斗36減壓。該時限可以預先確定，且計時器45可以向電子控制裝置40提供時限過去的指示。另外，可以使步驟5進行直至壓力指示器48提供再生器閉鎖料斗36中的壓力已達到預定的再生器閉鎖料斗填充壓力的指示。該再生器閉鎖料斗填充壓力優(yōu)選在再生器接收器中的壓力的至少20％之內，更優(yōu)選在再生器接收器中的壓力的10％之內，且更優(yōu)選在再生器接收器中的壓力的5％之內。最優(yōu)選再生器閉鎖料斗填充壓力比再生器接收器中的壓力高約6.89kPa至約27.5kPa(約1至約4psi)，從而在再生器接收器和再生器閉鎖料斗36之間提供了小幅度的壓差，從而有助于將加載了硫的吸附劑顆粒從再生器接收器轉移到再生器閉鎖料斗36中。進行步驟5的時限優(yōu)選為約0.5至約4分鐘，最優(yōu)選為約1至約2分鐘。
通過打開閥432、451和430進行步驟6。該配置使得采用向上流過排放的再生器閉鎖料斗36和過濾器46的氮將在步驟4期間轉移到再生器閉鎖料斗36中的氫吹掃到火炬中。使步驟6進行一定時限，在所述時限內足以將基本上所有的氫從再生器閉鎖料斗36中清除。該時限可以預先確定，且計時器45可以向電子控制裝置40提供時限過去的指示。進行步驟6的時限優(yōu)選為約1至約10分鐘，最優(yōu)選為約2至約6分鐘。
通過打開422、423、424、451和431進行步驟7。該配置使得再生的吸附劑顆?？梢詮脑偕鹘邮掌鬓D移到排放的再生器閉鎖料斗36中。在再生的吸附劑顆粒進入再生器閉鎖料斗36的同時，將來自步驟6的留在再生器閉鎖料斗36中的氮通過過濾器52向上轉移到再生器中。進行步驟7直至水平面指示器50提供再生器閉鎖料斗36中再生的吸附劑顆粒的量已達到預定的再生器閉鎖料斗填充水平面的指示。進行步驟7的時限優(yōu)選為約1至約6分鐘，最優(yōu)選為約2至約3分鐘。
在步驟1-6的過程中，關閉閥423和424并打開閥425。在這樣的配置中，將再生器閉鎖料斗36通過來自“高壓N2”源的氮與再生器接收器隔離，從而避免了再生器接收器與再生器閉鎖料斗36之間的流體交換。在步驟1-3和5-7的過程中，關閉閥427和428，同時打開429。在這種的配置中，將再生器閉鎖料斗36通過來自“高壓N2”源的氮與還原器16隔離，從而避免了再生器閉鎖料斗36與還原器之間的流體交換。再生器閉鎖料斗36與再生器接收器和還原器的這種隔離通過確保烴和氫不暴露到它們能燃燒的氧環(huán)境，從而提供了增強的安全性。
在步驟7之后，可以重復再生器閉鎖料斗步驟1-7，用于另外一批再生的吸附劑顆粒。優(yōu)選進行再生器閉鎖料斗步驟1-7的總的循環(huán)時間為約5至約30分鐘，更優(yōu)選為約10至約20分鐘，最優(yōu)選為14-18分鐘。
現(xiàn)在參見圖2和3，電子控制裝置40可操作地與圖2和3中所示閥、傳感器和計時器45經電子信號線或無線信號傳遞相連接，并對其編程，以采用上述方式進行用于反應器閉鎖料斗28和再生器閉鎖料斗36的步驟1-7。電子控制裝置40可以是本領域已知的任一種可編程計算裝置，如可編程邏輯控制器(PLC)或個人計算機。壓力傳感器42、48和水平面?zhèn)鞲衅?4、50可以是本領域已知的任一種適合的壓力和水平面指示裝置。優(yōu)選水平面?zhèn)鞲衅?4、50是核水平面計(nuclear level gauge)。
再次參見圖2和3，優(yōu)選來自“循環(huán)H2”源的氫包括至少50摩爾％的氫，更優(yōu)選至少75摩爾％的氫，最優(yōu)選至少95摩爾％的氫。優(yōu)選來自“熱N2”源和“高壓N2”源的氮包括至少50摩爾％的氮，更優(yōu)選包括至少75摩爾％的氮，最優(yōu)選至少95摩爾％的氮。盡管本發(fā)明在此被描述為使用氮作為惰性吹掃氣體和隔離氣體，也可以使用任何惰性氣體代替來自“熱N2”源和“高壓N2”源的氮。此外，盡管本發(fā)明在此被描述為使用氫作為吹掃氣體和加壓氣體，也可以使用任一種適合的氣體，優(yōu)選含氫體或含烴氣體代替來自“循環(huán)H2”源的氫。
現(xiàn)在參見圖4和5，對可用作反應器閉鎖料斗28和/或再生器閉鎖料斗36(圖1-3中所示)的閉鎖料斗100進行說明，閉鎖料斗100通常包括容器主體102和容器蓋104。可以通過將容器蓋104的凸緣與容器主體102的凸緣相對、將多個螺栓穿過兩個凸緣、并將螺母緊固到螺栓上，使容器主體102和容器蓋104能夠彼此剛性相連。容器主體102包括通常為截頭圓錐體狀的底部106和通常為圓柱形的頂部108。底部106的下端帶有固體出口110，通過其將固體顆粒從閉鎖料斗100排出。底部106也帶有第一氣體入口/出口112，通過其可將氣體進料至閉鎖料斗100和從閉鎖料斗100排出。頂部108帶有上部開口，當將容器蓋104緊固到容器主體102時，該上部開口由容器蓋104覆蓋。容器蓋104包括頂板114和過濾器116。并且當將容器主體102和容器蓋104進行組裝時，使過濾器116剛性緊固到頂板114上，容器主體102中的上部開口基本由頂板114所覆蓋。
參見圖5，過濾器116包括固體入口118、下流管120、氣體多支管122、第二氣體入口/出口124和過濾元件126。固體入口118與容器主體102的內部經下流管120流體連接，所述下流管120通過在頂板114中的開口延伸。因此，固體顆?？梢越浌腆w入口118和下流管120進料至閉鎖料斗100。氣體多支管122限定了與第二氣體入口/出口124流體連接的內部空間，從而可以將氣體經氣體入口/出口124進料至氣體多支管122和從氣體多支管122中排出。氣體多支管122的內部與閉鎖料斗100的內部經過濾元件126流體連接，所述過濾元件連接到頂板114上，向下延伸到容器主體102的內部，且與頂板114中的開口流體連接。因此，在容器主體102和第二氣體入口/出口124之間流動的氣體必須經過過濾元件126?？刹僮鬟^濾元件126以避免夾帶在向上流經閉鎖料斗100的流體中的固體顆粒經第二氣體入口/出口124排出閉鎖料斗100。過濾元件126可以通過簡單地將使流過此處的流體的方向換向而清除集中在其中的固體。每一個過濾元件126優(yōu)選包括拉長的管狀截面的金屬過濾材料。將每一個過濾元件126的末端加蓋，以便所有流經過濾元件126的流體必須經過過濾材料。過濾材料優(yōu)選為燒結金屬過濾器，優(yōu)選燒結不銹鋼，其具有在少于10微米，更優(yōu)選少于約5微米，最優(yōu)選為0.5-2.5微米的99％的粒度保留。適合的過濾材料可由紐約East Hills的Pall Corporation獲得。通風墊128容納在容器主體102的底部106中，且覆蓋第一氣體入口/出口112，從而使在第一氣體入口/出口112和容器主體102的內部之間流動的氣體必須經過通氣墊128。通氣墊優(yōu)選由具有與過濾元件126基本上相同的過濾特性的過濾材料形成。因此，通風墊128避免了排出容器主體102的固體顆粒通過第一氣體入口/出口112。
現(xiàn)在參見圖6，對控制固體顆粒從第一容器200轉移到第二容器202的系統(tǒng)進行說明，所述系統(tǒng)通常包括第一管線204、第二管線206、上游的閥208、下游的閥210、壓差指示器212和壓力控制器214?，F(xiàn)在結合參見圖1和6，第一容器200(圖6中所示)可以是反應器12、再生器14和還原器16(圖1中所示)中的任一個或全部，且第二容器202(圖6中所示)可以是反應器接收器26、再生器接收器34和反應器12(圖1中所示)的任一個或全部。
再次參見圖6，第一管線204與第一容器200和第二容器202流體連接，且可對其進行操作以將固體顆粒從第一容器200輸送到第二容器202。第二管線206與第二容器202和第一容器200流體連接，且可對其操作以將流體(主要是提升用氣體)從第二容器202輸送到第一容器200。上游的閥208對于流體而言置于第一容器200和第二容器202之間的管線204中。下游的閥210對于流體而言置于第二容器202和第一容器200之間的第二管線206中。當?shù)谝缓偷诙萜?00、202的相對高度使固體顆粒不能通過重力從第一容器200流動到第二容器202時，可以將氣動提升機216對于流體而言置于管線204中。盡管圖6說明了使用氣動提升機216的固體轉移系統(tǒng)，使用重力流動而不是氣動提升以將固體顆粒從第一容器200轉移到第二容器202的系統(tǒng)完全在本發(fā)明的范圍內。
可操作上游的閥208以通過調節(jié)流過固體的上游的閥208的打開尺度來控制流過第一管線204的固體的速率。上游的閥208優(yōu)選為滑動閥。通常將滑動閥用于煉油工業(yè)以控制固體顆粒通過管道的轉移速率。但是，一般經過這種滑動閥的壓降是相對高(如，13.8kPa-48kPa(2-7psi))。這種大的壓降使得對流速進行調節(jié)和允許滑動閥兩側的壓力驅動力的波動成為可能。在滑動閥兩側的壓力驅動力的波動可能是由于來源或目標閥的壓力方面的操作改變和/或在這些容器內部固體水平面的改變。此外，滑動閥兩側的壓降的選擇有時受到安全性的支配，以避免來自目標容器的氣體的回流。例如，這對于流化床催化裂化單元就是一種擔憂。但是，使用這樣高的滑動閥兩側的壓降可能導致流經此處的固體顆粒的磨損提高，并且當固體顆粒的成本高時特別令人擔憂。此外，當處理要求低固體循環(huán)的系統(tǒng)時，選擇這種高壓降導致滑動閥中的開口很小，以致于可能產生流動問題。
本發(fā)明使用下游的閥210以在第二容器202和第一管線204中提供背壓，從而顯著降低經過上游的閥208的壓降。該配制使得上游的閥208中的開口尺寸足夠大，以便在低固體循環(huán)速率下允許足夠的流量控制。此外，這種配制通過保持經過上游的閥208中的開口的低的固體顆粒速度，有助于使固體顆粒的磨損最小化。為了解決上游的閥208兩側的壓降的波動(所述波動是由于在第一和第二容器200、202中的操作壓力方面的改變，或在第一和第二容器200、202中的固體水平面的改變)的問題，允許第二容器202中的壓力進行波動?？刹僮鲏毫刂破?14以測量第二容器202中的壓力，并調節(jié)下游的閥210以使上游的閥208兩側的壓差(由壓差指示器212測量)保持在所需要水平。為了保持所需要的上游的閥208兩側的壓差，可以使用任選的電子控制裝置218以自動調節(jié)第二容器202中的壓力。
盡管圖6解釋說明了在其中控制第二容器202中的壓力以保持所需要的上游的閥208兩側壓差的固體轉移系統(tǒng)，為了獲得相同的效果控制第一容器200中的壓力也完全在本發(fā)明的范圍之內。
在本說明書和附加的權利要求的范圍內，可進行合理的變動、變更和適應性修改而不背離本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種將固體細微顆粒從高壓烴環(huán)境轉移到低壓氧環(huán)境的方法，所述方法包括以下步驟(a)向閉鎖料斗加壓至填充壓力，從而提供加壓閉鎖料斗；(b)采用來自所述高壓烴環(huán)境中的所述固體顆粒填充所述加壓閉鎖料斗，從而提供填充加壓閉鎖料斗；(c)將所述填充加壓閉鎖料斗減壓至排放壓力，從而提供減壓填充閉鎖料斗；(d)采用吹掃氣體吹掃所述減壓填充閉鎖料斗，從而提供吹掃減壓填充閉鎖料斗；和(e)將所述固體顆粒從所述吹掃減壓填充閉鎖料斗中排放到所述低壓氧環(huán)境，從而提供排放減壓閉鎖料斗。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述填充壓力在所述高壓烴環(huán)境中的壓力的20％以內，且其中所述排放壓力在所述低壓氧環(huán)境中的壓力的20％以內。
3.根據(jù)權利要求2的方法，其中所述高壓烴環(huán)境中的壓力為約446kPa至約5.26MPa(約50至約750psig)，且其中所述低壓氧環(huán)境中的壓力為約170kPa至約1.82MPa(約10至約250psig)。
4.根據(jù)權利要求2的方法，其中所述排放壓力低于所述填充壓力至少344.5kPa(50psi)。
5.根據(jù)權利要求1的方法，其中步驟(a)包括將含氫氣體進料至所述閉鎖料斗，且其中步驟(d)包括將惰性氣體進料至所述閉鎖料斗。
6.根據(jù)權利要求1的方法，其中步驟(a)、(c)、(d)和(e)包括采用隔離氣體將所述閉鎖料斗與所述高壓烴環(huán)境隔離，且其中步驟(a)、(b)、(c)和(d)包括采用所述隔離氣體將所述閉鎖料斗與所述低壓氧環(huán)境隔離。
7.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述的固體顆粒具有的平均粒度為約20至約150微米，且密度為約0.5至約1.5g/cc。
8.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述的固體顆粒具有Geldart組A特征。
9.根據(jù)權利要求1的方法，另外包括以下步驟(f)采用所述吹掃氣體吹掃所述減壓排放閉鎖料斗，從而提供吹掃排放減壓閉鎖料斗。
10.根據(jù)權利要求9的方法，另外包括以下步驟(g)采用含氫氣體吹掃所述吹掃排放減壓閉鎖料斗。
11.根據(jù)權利要求10的方法，另外包括以下步驟(h)在步驟(g)之后，重復步驟(a)至(g)。
12.根據(jù)權利要求10的方法，其中步驟(a)包括將所述含氫氣體進料至所述閉鎖料斗，其中所述吹掃氣體為惰性氣體，且其中所述含氫氣體包括至少50摩爾％的氫。
13.根據(jù)權利要求10的方法，其中步驟(a)至(g)在約5至約30分鐘的循環(huán)時間內完成。
14.根據(jù)權利要求10的方法，其中步驟(a)在約0.2至約2分鐘內完成，其中步驟(b)在約1至約6分鐘內完成，其中步驟(c)在約0.5至約4分鐘內完成，其中步驟(d)在約2至約12分鐘內完成，其中步驟(e)在約1至約8分鐘內完成，其中步驟(f)在約1至約8分鐘內完成，且其中步驟(g)在約1至約6分鐘內完成。
15.根據(jù)權利要求1的方法，其中步驟(d)包括使所述吹掃氣體在第一流動方向上經過至少部分置于所述閉鎖料斗內的過濾器，其中可操作所述過濾器以基本上避免所述固體顆粒離開裝有所述吹掃氣體的所述閉鎖料斗。
16.根據(jù)權利要求15的方法，其中步驟(a)包括使加壓的氣體在基本與所述第一流動方向相反的第二流動方向上經過所述過濾器，從而清洗所述過濾器。
17.一種將固體細微顆粒從低壓氧環(huán)境輸送到高壓氫環(huán)境的方法，所述方法包括以下步驟(a)使閉鎖料斗減壓至填充壓力，從而提供減壓閉鎖料斗；(b)采用來自所述低壓氧環(huán)境中的所述固體顆粒填充所述減壓閉鎖料斗，從而提供填充減壓閉鎖料斗；(c)采用吹掃氣體吹掃所述填充減壓閉鎖料斗，從而提供吹掃填充減壓閉鎖料斗；(d)向所述吹掃填充減壓閉鎖料斗加壓至排放壓力，從而提供加壓吹掃填充閉鎖料斗；和(e)將所述固體顆粒從所述加壓吹掃填充閉鎖料斗中排放到所述高壓氫環(huán)境。
18.根據(jù)權利要求17的方法，其中所述填充壓力在所述低壓氧環(huán)境中的壓力的20％以內，且其中所述排放壓力在所述高壓氫環(huán)境中的壓力的20％以內。
19.根據(jù)權利要求18的方法，其中所述低壓氧環(huán)境中的壓力為約170kPa至約1.82MPa(約10至約250psig)，且其中所述高壓氫環(huán)境中的壓力為約446kPa至約5.26MPa(約50至約750psig)。
20.根據(jù)權利要求18的方法，其中所述填充壓力低于所述排放壓力至少344.5kPa(50psi)。
21.根據(jù)權利要求17的方法，其中步驟(c)包括將惰性氣體進料至所述閉鎖料斗，且其中步驟(d)包括將含氫氣體進料至所述閉鎖料斗。
22.根據(jù)權利要求17的方法，其中步驟(a)、(c)、(d)和(e)包括采用隔離氣體將所述閉鎖料斗與所述低壓氧環(huán)境隔離，且其中步驟(a)、(b)、(c)和(d)包括采用所述隔離氣體將所述閉鎖料斗與所述高壓氫環(huán)境隔離。
23.根據(jù)權利要求17的方法，其中所述的固體顆粒具有的平均粒度為約20至約150微米，且密度為約0.5至約1.5g/cc。
24.根據(jù)權利要求17的方法，其中所述的固體顆粒具有Geldart組A特征。
25.根據(jù)權利要求17的方法，另外包括以下步驟(f)在步驟(a)和(b)之間，采用所述吹掃氣體吹掃所述減壓閉鎖料斗。
26.根據(jù)權利要求25的方法，另外包括以下步驟(g)在步驟(c)和(d)之間，采用含氫氣體吹掃所述吹掃填充減壓閉鎖料斗。
27.根據(jù)權利要求26的方法，另外包括以下步驟(h)在步驟(g)之后，重復步驟(a)至(g)。
28.根據(jù)權利要求26的方法，其中步驟(d)包括將所述含氫氣體進料至所述閉鎖料斗，其中所述吹掃氣體為惰性氣體，且其中所述含氫氣體包括至少50摩爾％的氫。
29.根據(jù)權利要求26的方法，其中步驟(a)至(g)在約5至約30分鐘的循環(huán)時間內完成。
30.根據(jù)權利要求26的方法，其中步驟(a)在約0.5至約4分鐘內完成，其中步驟(b)在約1至約6分鐘內完成，其中步驟(c)在約1至約8分鐘內完成，其中步驟(d)在約0.2至約2分鐘內完成，其中步驟(e)在約1至約8分鐘內完成，其中步驟(f)在約1至約10分鐘內完成，且其中步驟(g)在約1至約6分鐘內完成。
31.根據(jù)權利要求17的方法，其中步驟(c)包括使所述吹掃氣體在第一流動方向上經過至少部分置于所述閉鎖料斗內的過濾器，其中可操作所述過濾器以基本上避免所述固體顆粒離開裝有所述吹掃氣體的所述閉鎖料斗。
32.根據(jù)權利要求31的方法，其中步驟(d)包括使加壓氣體在基本與所述第一流動方向相反的第二流動方向上經過所述過濾器，從而清洗所述過濾器。
33.一種脫硫方法，所述方法包括以下步驟(a)在足以產生脫硫的含烴流體和加載了硫的吸附劑顆粒的脫硫條件下，使含烴的流體料流與流化床反應器中的固體吸附劑顆粒接觸；(b)將反應器閉鎖料斗加壓至所述流化床反應器內壓力的20％以內的填充壓力，從而提供加壓反應器閉鎖料斗；(c)將至少部分所述加載了硫的吸附劑顆粒從所述反應器轉移到所述加壓反應器閉鎖料斗，從而提供填充加壓反應器閉鎖料斗；(d)使所述填充加壓閉鎖料斗減壓至排放壓力，從而提供減壓填充反應器閉鎖料斗。(e)將至少部分所述加載了硫的吸附劑顆粒從所述減壓填充反應器閉鎖料斗轉移到流化床再生器，從而提供排放減壓閉鎖料斗；和(f)在足以產生再生的吸附劑顆粒的再生條件下，使至少部分所述加載了硫的吸附劑顆粒與所述再生器中的含氧再生料流接觸，其中所述再生器中的壓力在所述排放壓力的20％以內。
34.根據(jù)權利要求33的脫硫方法，其中所述反應器中的壓力為約446kPa至約5.26MPa(約50至約750psig)，且其中所述再生器中的壓力為約170kPa至約1.82MPa(約10至約250psig)。
35.根據(jù)權利要求33的脫硫方法，其中所述含烴的流體料流包括含硫的流體，所述含硫的流體選自汽油、裂化汽油、柴油燃料油及其混合物。
36.根據(jù)權利要求35的脫硫方法，其中所述含烴流體料流包括氫，其量使得所述氫與所述含硫的流體的摩爾比為約0.1∶1至約3∶1。
37.根據(jù)權利要求36的脫硫方法，其中所述含氧再生料流包括約1至約50摩爾％的氧和約50至約95摩爾％的氮。
38.根據(jù)權利要求33的脫硫方法，其中在步驟(b)、(d)和(e)的過程中，通過隔離氣體將所述反應器和所述反應器閉鎖料斗相互流體隔離，且其中在步驟(b)、(c)和(d)的過程中，通過所述隔離氣體將所述反應器閉鎖料斗和所述再生器相互流體隔離。
39.根據(jù)權利要求33的脫硫方法，其中步驟(c)包括以下步驟(c1)基本上連續(xù)地以連續(xù)的方式將所述加載了硫的吸附劑顆粒從所述反應器輸送到反應器接收器容器；和(c2)定期以分批的方式將所述加載了硫的吸附劑顆粒從所述反應器接收器容器輸送到所述反應器閉鎖料斗中。
40.根據(jù)權利要求33的脫硫方法，另外包括以下步驟(g)在步驟(d)和(e)之間，采用吹掃氣體吹掃所述減壓填充反應器閉鎖料斗。
41.根據(jù)權利要求40的脫硫方法，另外包括以下步驟(h)采用所述吹掃氣體吹掃所述排放減壓閉鎖料斗，從而提供吹掃排放減壓閉鎖料斗。
42.根據(jù)權利要求41的脫硫方法，另外包括以下步驟(i)采用含氫氣體吹掃所述吹掃排放減壓閉鎖料斗。
43.根據(jù)權利要求42的脫硫方法，其中所述吹掃氣體包括至少50摩爾％的氮，且所述含氫氣體包括至少50摩爾％的氫。
44.根據(jù)權利要求33的脫硫方法，另外包括以下步驟(j)將至少部分所述再生吸附劑顆粒輸送到流化床還原器；和(k)在足以產生還原的吸附劑顆粒的還原條件下，使至少部分所述再生吸附劑顆粒與含氫的還原料流在所述還原器中接觸。
45.根據(jù)權利要求44的脫硫方法，另外包括以下步驟(l)將至少部分所述還原的吸附劑顆粒輸送到所述反應器。
46.根據(jù)權利要求44的脫硫方法，其中步驟(j)包括以下步驟(j1)基本上連續(xù)地將至少部分所述再生吸附劑顆粒從所述再生器輸送到再生器接收器；(j2)定期采用來自所述再生器接收器的所述再生吸附劑顆粒填充再生器閉鎖料斗；和(j3)定期將所述再生吸附劑顆粒從所述再生器閉鎖料斗排放到所述還原器。
47.根據(jù)權利要求44的脫硫方法，其中步驟(j)包括以下步驟(j1)將所述再生器閉鎖料斗減壓至在所述再生器中的壓力的20％以內的再生器填充壓力，從而提供減壓再生器閉鎖料斗；(j2)采用來自所述再生器的所述再生吸附劑顆粒填充所述減壓再生器閉鎖料斗，從而提供填充減壓再生器閉鎖料斗；(j3)采用吹掃氣體吹掃所述減壓的填充再生器閉鎖料斗，從而提供吹掃填充減壓再生器閉鎖料斗；(j4)將所述吹掃填充減壓再生器閉鎖料斗加壓至在所述還原器中的壓力的20％以內的再生器排放壓力，從而提供加壓吹掃填充再生器閉鎖料斗；和(j5)將所述再生吸附劑顆粒從所述加壓吹掃填充再生器閉鎖料斗排放到所述還原器。
48.根據(jù)權利要求47的脫硫方法，其中所述反應器和所述還原器中的壓力為約446kPa至約5.26MPa(約50至約750psig)，且其中所述再生器中的壓力為約239kPa至約1.82MPa(約20至約250psig)。
49.一種脫硫單元，所述脫硫單元包括流化床反應器，用于使固體吸附劑細微顆粒與含烴的流體料流接觸，從而提供脫硫的含烴料流和加載了硫的吸附劑顆粒；反應器接收器，用于從所述反應器接收基本上連續(xù)的所述加載了硫的吸附劑顆粒的進料；反應器閉鎖料斗，用于從所述反應器接收器接收所述加載了硫的吸附劑顆粒的定期進料；流化床再生器，用于從所述反應器閉鎖料斗接收所述加載了硫的吸附劑顆粒，并使所述加載了硫的吸附劑顆粒與含氧的再生料流接觸，從而提供再生的吸附劑顆粒；再生器接收器，用于從所述再生器接收基本上連續(xù)的所述再生吸附劑顆粒的進料；再生器閉鎖料斗，用于從所述再生器接收器接收所述再生吸附劑顆粒的定期進料；流化床還原器，用于從所述再生器閉鎖料斗接收所述再生吸附劑顆粒，并使所述再生吸附劑顆粒與含氫的還原料流接觸，從而提供還原的吸附劑顆粒。
50.根據(jù)權利要求49的脫硫單元，另外包括用于將所述還原的固體顆粒從所述還原器輸送到所述反應器的管道。
51.根據(jù)權利要求49的脫硫單元，其中所述反應器閉鎖料斗包括至少部分置于所述反應器閉鎖料斗內的內部過濾器。
52.根據(jù)權利要求49的脫硫單元，另外包括對于流體而言置于所述反應器接收器和所述反應器閉鎖料斗之間的上游的閉鎖料斗管道，其中所述上游的閉鎖料斗管道包括一對顆粒填充閥，可經所述填充閥以控制所述加載了硫的吸附劑顆粒從所述反應器接收器到所述反應器閉鎖料斗的流動，其中所述上游的顆粒閥共同限定了在其之間的所述上游的閉鎖料斗管道的上游隔離部分。
53.根據(jù)權利要求52的脫硫單元，另外包括與所述上游隔離部分流體連接的隔離氣體源，且可操作隔離氣體源以采用隔離氣體選擇性填充所述上游隔離部分，從而采用所述隔離氣體將所述反應器接收器和所述反應器閉鎖料斗彼此流體隔離。
54.根據(jù)權利要求53的脫硫單元，另外包括對于流體而言置于所述反應器閉鎖料斗和所述再生器之間的下游閉鎖料斗管道，其中所述下游的閉鎖料斗管道包括一對顆粒排放閥，可經所述排放閥控制所述加載了硫的吸附劑顆粒從所述反應器閉鎖料斗到所述再生器的流動，其中所述顆粒排放閥共同限定了在其之間的所述下游閉鎖料斗管道的下游隔離部分，其中所述隔離氣體源與所述下游隔離部份流體連接，且可操作隔離氣體源以采用所述隔離氣體選擇性填充所述下游隔離部分，從而采用所述隔離氣體將所述反應器閉鎖料斗和所述再生器彼此流體隔離。
55.根據(jù)權利要求49的脫硫單元，另外包括用于使用反應器提升用氣體將所述加載了硫的吸附劑顆粒從所述反應器輸送到所述反應器接收器的反應器氣動提升機。
56.根據(jù)權利要求55的脫硫單元，另外包括流體連接到所述反應器和所述反應器接收器的反應器回流管線，且可經所述回流管線將至少部分所述反應器提升用氣體從所述反應器接收器輸送到所述反應器。
57.根據(jù)權利要求56的脫硫單元，另外包括再生器氣動提升機和再生器回流管線，所述再生器氣動提升機使用再生器提升用氣體將所述再生吸附劑顆粒從所述再生器輸送到所述再生器接收器；所述再生器回流管線流體連接到所述再生器和所述再生器接收器，且可經所述再生器回流管線將至少部分所述再生器提升用氣體從所述再生器接收器輸送到所述再生器。
58.一種用于控制固體細微顆粒從第一容器向第二容器轉移的系統(tǒng)，其中將所述第一和第二容器保持在不同壓力下，所述系統(tǒng)包括閉鎖料斗，其對于流體而言置于所述第一和第二容器之間，并選擇性接收、保留和排放所述固體顆粒；顆粒注入閥，其對于流體而言置于所述第一容器和所述閉鎖料斗之間，并可經其控制所述固體顆粒流入所述閉鎖料斗；顆粒排出閥，其對于流體而言置于所述閉鎖料斗和所述第二容器之間，并可操作其以控制所述固體顆粒流出所述閉鎖料斗；第一氣體管線，其流體連接到所述閉鎖料斗上，并且包括控制第一氣體流經所述第一氣體管線的第一氣閥；排氣管線，其流體連接到所述閉鎖料斗，并且包括控制流體流經所述排氣管線的排氣閥；壓力傳感器，其用于檢測所述閉鎖料斗內的壓力；和電子控制裝置，其可操作性地與所述顆粒注入閥、所述顆粒排出閥、所述第一氣閥、所述排氣閥和所述壓力傳感器相連接，其中對所述電子控制裝置編程，以便以一定的方式控制所述閥，使所述固體顆粒從所述第一容器流入所述第二容器，而不顯著影響所述第一和第二容器內的壓力。
59.根據(jù)權利要求60的系統(tǒng)，其中所述第一和第二容器之間的壓差至少為334.5kPa(50psi)。
60.根據(jù)權利要求59的系統(tǒng)，其中所述第一容器內的壓力為約446kPa至約5.26MPa(約50至約750psig)，且其中所述第二容器中的壓力為約170kPa至約1.82MPa(約10至約250psig)。
61.根據(jù)權利要求58的系統(tǒng)，其中對所述電子控制裝置編程以進行以下順序步驟(a)打開所述第一氣閥；(b)對來自所述壓力傳感器的第一壓力讀數(shù)做出反應，關閉所述第一氣閥；(c)打開所述顆粒注入閥；(d)關閉所述顆粒注入閥；(e)打開所述排氣閥；(f)對來自所述壓力傳感器的第二壓力讀數(shù)做出反應，關閉所述排氣閥；(g)打開所述顆粒排出閥；和(h)關閉所述顆粒排出閥。
62.根據(jù)權利要求61的系統(tǒng)，其中所述第一壓力讀數(shù)指所述閉鎖料斗中的填充壓力，所述填充壓力在所述第一容器中的壓力的20％以內；且所述第二壓力讀數(shù)指所述閉鎖料斗中的排放壓力，所述排放壓力在所述第二容器中的壓力的20％以內。
63.根據(jù)權利要求62的系統(tǒng)，另外包括上游的隔離閥，其對于流體而言置于所述第一容器和所述顆粒注入閥之間；上游的隔離管道，其在所述上游的隔離閥和所述顆粒注入閥之間延伸，并與它們流體連接；下游的隔離閥，其對于流體而言置于所述顆粒排出閥和所述第二容器之間；下游的隔離管道，其在所述顆粒排出閥和所述下游的隔離閥之間延伸，并與它們流體連接；和第二氣體管線，其與所述上游和下游的隔離管道流體連接，且包括上游的第二氣閥和下游的第二氣閥，所述上游的第二氣閥用于控制第二氣體流入所述上游的隔離管道；所述下游的第二氣閥用于控制所述第二氣體流入所述下游的隔離管道。
64.根據(jù)權利要求63的系統(tǒng)，其中所述電子控制裝置可操作地與所述上游的隔離閥、所述下游的隔離閥、所述上游的第二氣閥和所述下游的第二氣閥相連接，其中步驟(d)包括關閉所述上游的隔離閥和打開所述上游的第二氣閥，從而將所述閉鎖料斗與帶有所述第二氣體的所述第一容器流體隔離，且其中步驟(h)包括關閉所述下游的隔離閥和打開所述下游的第二氣閥，從而將所述閉鎖料斗與帶有所述第二氣體的所述第二容器流體隔離。
65.根據(jù)權利要求64的系統(tǒng)，其中所述步驟(c)包括打開所述上游的隔離閥和關閉所述第二氣閥，且其中步驟(g)包括打開所述下游的隔離閥和關閉所述下游的第二氣閥。
66.根據(jù)權利要求61的系統(tǒng)，另外包括用于檢測所述閉鎖料斗中所述固體顆粒的量的水平面指示器，其中所述水平面指示器可操作地與所述電子控制裝置相連接，且其中響應來自水平面指示器的第一水平面讀數(shù)開始步驟(d)。
67.根據(jù)權利要求61的系統(tǒng)，另外包括第三氣體管線，其流體連接到所述閉鎖料斗，且包括用于控制第三氣體流經所述第三氣體管線的第三氣閥；其中所述電子控制裝置可操作地與所述第三氣閥相連接，且對電子控制裝置編程以進行以下步驟(i)在步驟(f)和(g)之間，打開所述第三氣閥；和(j)在步驟(i)和(g)之間，關閉所述第三氣閥。
68.根據(jù)權利要求67的系統(tǒng)，另外包括電子計時器，其可操作地與所述電子控制裝置相連接，其中響應來自所述計時器的第一時間指示開始步驟(j)。
69.根據(jù)權利要求67的系統(tǒng)，其中對所述電子控制裝置編程以進行以下步驟(k)在步驟(h)之后，重復步驟(a)至(h)。
70.根據(jù)權利要求69的系統(tǒng)，其中對所述電子控制裝置編程以進行以下步驟(l)在步驟(h)和(a)之間，打開所述第三氣閥；和(m)在步驟(l)和(a)之間，關閉所述第三氣閥。
71.根據(jù)權利要求61的系統(tǒng)，其中步驟(c)包括打開所述排氣閥，且其中步驟(d)包括關閉所述排氣閥。
72.一種控制固體顆粒經固體管道從第一容器向第二容器轉移的方法，所述方法包括以下步驟(a)調節(jié)對于流體而言置于所述固體管道內的第一閥，從而以控制所述固體顆粒通過所述第一閥的流速；和(b)調節(jié)在至少一個所述第一和第二容器中的壓力，從而以控制所述第一閥兩側的壓差。
73.根據(jù)權利要求72的方法，其中步驟(b)包括調節(jié)對于流體而言置于流體管道中的第二閥，所述流體管道與所述第一和第二容器流體連接。
74.根據(jù)權利要求73的方法，其中所述第一閥是滑動閥，且所述第二閥是壓力控制閥。
75.根據(jù)權利要求72的方法，另外包括以下以下步驟(c)測量所述第一閥兩側的壓差。
76.根據(jù)權利要求75的方法，其中響應步驟(c)中所測的壓差進行步驟(b)。
77.根據(jù)權利要求76的方法，其中步驟(b)包括通過調節(jié)對于流體而言置于流體管道中的第二閥，控制所述第二容器中的壓力；所述流體管道與所述第一和第二容器流體連接。
78.一種控制固體顆粒從第一容器流向第二容器的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括固體管道，其與所述第一和第二容器流體連接，且可經所述固體管道將所述固體顆粒從所述第一容器轉移到所述第二容器；第一閥，其對于流體而言置于所述固體管道中，且可經所述第一閥控制所述固體顆粒流過；流體管道，其與所述第一和第二容器流體連接，且可經所述流體管道將流體從所述第二容器轉移到所述第一容器；和第二閥，其對于流體而言置于所述流體管道中，且可經所述第二閥控制所述流體從所述第二容器流入第一容器，從而控制所述第二容器中的壓力。
79.根據(jù)權利要求78的系統(tǒng)，另外包括壓差指示器，可經所述壓差指示器測量所述第一閥兩側的壓差。
80.根據(jù)權利要求79的系統(tǒng)，另外包括壓力控制器，可經所述壓力控制器測量所述第二容器內的壓力，并調節(jié)所述第二閥以在所述第二容器內保持所需要的壓力。
81.根據(jù)權利要求80的系統(tǒng)，另外包括電子控制裝置，其可操作地與所述壓差指示器和所述壓力控制器相連接，且對所述電子控制裝置編程以基于由所述壓差指示器所測量的壓差確定上述所需要的壓力。
82.根據(jù)權利要求81的系統(tǒng)，其中所述電子控制裝置向所述壓力控制器提供上述所需要的壓力。
全文摘要
本文公開了一種在流化床脫硫反應器(12)中使用可再生固體吸附劑顆粒的烴脫硫系統(tǒng)。從反應器(12)中連續(xù)地取出加載了硫的吸附劑顆粒，并將其轉移到再生器(14)。本發(fā)明的固體輸送機構提供了加載了硫的吸附劑顆粒經閉鎖料斗(28)從反應器(12)的高壓烴環(huán)境向再生器(14)的低壓氧環(huán)境安全和有效的轉移。
文檔編號C10G25/09GK1658964SQ03812851
公開日2005年8月24日 申請日期2003年2月24日 優(yōu)先權日2002年4月4日
發(fā)明者M·W·湯普森, B·亞扎葉里, R·扎帕塔, M·埃爾南德斯 申請人:科諾科菲利浦公司