專利名稱：一種催化劑多段汽提方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油烴催化轉(zhuǎn)化過程中催化劑的汽提方法，更具體地說，是一種催化劑多段汽提方法。
背景技術(shù)：
流化催化裂化(FCC)是石油煉制工業(yè)中一種重要的二次加工過程，使用重質(zhì)原料油生產(chǎn)汽油、柴油、液化石油氣等輕質(zhì)油品。其主要步驟如下，烴類原料與熱的再生催化劑在提升管中接觸，在450℃～550℃下進(jìn)行催化裂化反應(yīng)；反應(yīng)后油氣和待生催化劑的混合物進(jìn)入沉降器，在沉降器中，通過旋風(fēng)分離器將待生催化劑分離下來，進(jìn)入到汽提器，油氣則進(jìn)入到后續(xù)產(chǎn)品分離系統(tǒng)。待生催化劑在汽提器內(nèi)與水蒸汽逆流接觸，除去夾帶的烴類物質(zhì)后，進(jìn)入到再生器內(nèi)進(jìn)行燒焦再生，使催化劑恢復(fù)活性；再生后的催化劑重新進(jìn)入提升管反應(yīng)器中，進(jìn)行下一輪的反應(yīng)。
催化劑從提升管出來后，在顆粒之間、顆粒微孔中會夾帶相當(dāng)一部分油氣，另外催化劑顆粒本身也吸附了大量的油氣。據(jù)統(tǒng)計，這部分油氣約占產(chǎn)品總量的2～4％，所以必須采取措施先汽提出這部分油氣后，再讓這部分催化劑進(jìn)入到再生器中。否則不僅造成有用的輕質(zhì)油品的損失，而且由于這部分油氣的帶入，會增加再生器負(fù)荷；其次，由于這部分油氣中H/C比較高，燃燒后會導(dǎo)致大量水蒸汽的產(chǎn)生，在高溫的環(huán)境下，大大加劇了催化劑的水熱失活。隨著催化裂化原料日趨變重，原料的品質(zhì)的下降和雜質(zhì)含量的增加，會帶來諸如環(huán)保、再生負(fù)荷不夠、催化劑失活嚴(yán)重、產(chǎn)品分布變差等一系列問題。而改善待生催化劑汽提是緩解上述問題的一條有效途徑。
此外，近年來出現(xiàn)了許多用類似催化裂化工藝的方法來加工重油、以低碳烯烴為主要目的產(chǎn)品的新工藝，如HCC、DCC、CPP等，這些工藝統(tǒng)稱為催化裂化家族技術(shù)。在這些工藝中，原料的裂化深度都比較高，因此所采用劑油比都比較大，催化劑會夾帶大量煙氣進(jìn)入到產(chǎn)品分離系統(tǒng)，這不僅增加了富氣壓縮機(jī)的負(fù)荷，增加了能耗和設(shè)備投資，而且這部分煙氣也會給后續(xù)的低碳烯烴分離系統(tǒng)帶來的很多問題，因此很有必要采取措施汽提出這部分煙氣。
汽提過程是一個典型的氣固逆流接觸過程，在逆流流動過程中實現(xiàn)了油氣的置換和脫附。國內(nèi)外在汽提方法和汽提器的專利基本都在以下三個方面著手，以達(dá)到提高汽提效率的目的1.改進(jìn)汽提段內(nèi)構(gòu)件，改善氣固接觸，提高傳質(zhì)效率；2.采用多段汽提，并分別引出各段汽提出的油氣，避免脫附的油氣被上層的催化劑重新吸附；3.提高汽提段的操作溫度，提高脫附效率。
CN1311060A提出了一種帶有中心脫氣管的擋板式再生催化劑煙氣汽提結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中心設(shè)置了一根脫氣管，可以使部分已脫附的煙氣提前從脫氣管中排出，同時在擋板上開孔，使水蒸汽和催化劑形成逆流和錯流接觸，以提高其傳質(zhì)效率。但這種結(jié)構(gòu)也存在著操作彈性差和安裝不便的問題。中心脫氣管為了防止催化劑進(jìn)入，一般采用具有微孔結(jié)構(gòu)的陶瓷介質(zhì)，要達(dá)到一定的排氣量，陶瓷管不僅要占很大的體積，而且需要經(jīng)常反吹，操作和控制比較復(fù)雜；另外在裝置安裝和運(yùn)行過程中，陶瓷管易破裂，必須采用其他的強(qiáng)化措施。
USP6,652,736中披露了一種實現(xiàn)多段汽提的方法，在該型汽提器中，設(shè)置了兩個或多個汽提段，每個汽提段中的汽提出來的油氣和汽提蒸汽都直接沿設(shè)定的通道進(jìn)入沉降器稀相空間中，避免其進(jìn)入上一級汽提器中，導(dǎo)致已脫附的油氣重新被吸附，從而達(dá)到提高汽提效率的目的。底部各段汽提器油氣引出通道的末端設(shè)置慣性分離結(jié)構(gòu)，可分離出催化劑，使其進(jìn)入到第一級汽提段中，減少旋風(fēng)分離器負(fù)荷，降低油漿固含量。這種結(jié)構(gòu)的缺點在于各級汽提器的底部排料結(jié)構(gòu)操作彈性較差，在催化劑質(zhì)量流率過大的情況下，容易產(chǎn)生催化劑架橋，或?qū)⒂蜌庖鐾ǖ姥蜎]，使汽提器多段作用失效；另外油氣引出通道末端的慣性分離裝置的作用有限，也使該結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜。
USP 5,260,034中披露了一種具有多個環(huán)形套筒的汽提器結(jié)構(gòu)，在該型汽提器中，多個不同半徑的環(huán)形擋板將汽提器分成體積不等的多個環(huán)形小室，其體積由內(nèi)向外依次減小，在汽提器下部布置多個汽提分布器，使催化劑依次從內(nèi)向外經(jīng)過各個環(huán)形室，最終離開汽提器，通過這種方式實現(xiàn)了多級汽提。這種結(jié)構(gòu)的缺點在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別不適合用于催化劑循環(huán)量比較大的工況。
USP 5,320,740提出了一種兩段汽提的新方法，其主要特點在于在第一段汽提器中先將催化劑冷卻，以減少在汽提段內(nèi)焦炭的生成，經(jīng)第一段汽提器汽提后，再引入一部分熱的再生催化劑，將催化劑加熱，并用熱蒸汽作為汽提介質(zhì)，再進(jìn)行汽提。這種方法的缺點在于整個工藝過程過于復(fù)雜，冷卻和加熱方法比較難以實現(xiàn)和控制，而且所能溫度變化范圍過小，對汽提效果的改善程度有限。
綜上所述，盡管在催化劑多段汽提方法和多段汽提器方面已經(jīng)有了很多專利技術(shù)，但是本發(fā)明所述溢流式多段汽提方法尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上提供一種催化劑多段汽提方法，以進(jìn)一步改善催化劑汽提效果。
本發(fā)明提供的催化劑多段汽提方法包括如下步驟在設(shè)有兩個或兩個以上的催化劑汽提段的汽提器中，待汽提的催化劑被輸送至位于最上方的汽提段的底部，并在汽提介質(zhì)的作用下在該汽提段內(nèi)自下而上地流動，脫除其所吸附或夾帶的氣體或液體物質(zhì)，催化劑流動至該汽提段頂部后溢流至下方的汽提段內(nèi)；在下方汽提段內(nèi)，重復(fù)上述汽提步驟，直至催化劑流入最下方的汽提段內(nèi)；在最下方的汽提段內(nèi)，催化劑在汽提介質(zhì)的作用下自上而下地流動至該汽提段的底部，然后通過催化劑管線將汽提后的催化劑排出汽提器外；經(jīng)上述各汽提段汽提出來的物質(zhì)連同汽提介質(zhì)經(jīng)氣體通道、汽提器稀相空間排出。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下方面
本發(fā)明所提供的多段汽提方法包括兩個或兩個以上的汽提段，每個汽提段所汽提出的油氣或再生煙氣都直接引至稀相空間，這樣可以達(dá)到提高傳質(zhì)推動力的目的，同時也可以避免某一汽提段下方汽提出的油氣或再生煙氣重新被該汽提段內(nèi)的催化劑吸附，從而達(dá)到提高汽提效率的目的。由于在催化劑的質(zhì)量流率出現(xiàn)波動時，傳統(tǒng)的兩段式汽提容易造成催化劑架橋，或者使下方的汽提段的升氣管被催化劑淹沒，使升氣管失效。為了能夠保證操作的穩(wěn)定性，在本發(fā)明中，汽提器上方的汽提段采用溢流的方式使催化劑流到下一級汽提段中，這樣即使在催化劑質(zhì)量流率變化很大的情況下，也可以保證操作穩(wěn)定運(yùn)行。
為了保證上部的汽提段中的催化劑在該汽提段中有足夠的停留時間，本發(fā)明將旋風(fēng)分離器的料腿直接延長至第一汽提段的底部，或者將催化劑先收集到一個催化劑料斗中，再集中送至第一汽提段的底部。
本發(fā)明在每個汽提段中均采用高效汽提內(nèi)構(gòu)件或汽提填料。它們的作用是破碎氣泡、提高氣泡相和流化床乳化相之間的傳質(zhì)效率以及提高催化劑表面吸附油氣的脫附速率，從而達(dá)到提高汽提效率的目的。


圖1-圖6是本發(fā)明所提供方法的示意圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明所述方法中，汽提器中設(shè)置兩個或兩個以上的催化劑汽提段，優(yōu)選設(shè)置兩個或三個催化劑汽提段，且所述汽提段自上而下地同軸設(shè)置。
在本發(fā)明所提供的方法中，當(dāng)采用多個汽提段時，例如，在汽提器中設(shè)置3個汽提段，將待汽提的催化劑輸送至位于最上方的汽提段，即，第一級汽提段的底部，并在汽提介質(zhì)的作用下脫除所吸附或夾帶的氣體或液體物質(zhì)，同時，催化劑在該汽提段內(nèi)自下而上地流動至該汽提段頂部后，溢流至下方的第二級汽提段底部；進(jìn)入第二級汽提段內(nèi)的催化劑在汽提介質(zhì)的作用下自下而上地流動，與汽提介質(zhì)并流接觸，所汽提出來的物質(zhì)連同汽提介質(zhì)經(jīng)氣體通道，例如，環(huán)形通道或中心升氣管等，排入到汽提器稀相空間中，而汽提后的催化劑溢流至第三級汽提段；在第三級汽提段中，催化劑與汽提介質(zhì)逆流接觸，汽提出的物質(zhì)和汽提介質(zhì)經(jīng)氣體通道、汽提器稀相空間排出，汽提后的催化劑經(jīng)過催化劑管線排出汽提器外。其它多段汽提的情況依次類推。盡管本發(fā)明所列舉的實施方式及所給出的說明書附圖只涉及兩段和三段汽提的情況，但不應(yīng)將此解釋為對本發(fā)明的限制。
下面結(jié)合附圖并通過六種具體的實施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明所提供的方法，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。
實施方式一如圖1所示，來自提升管反應(yīng)器10(部分)的反應(yīng)后的油氣和待生催化劑進(jìn)入到旋風(fēng)分離器13中，使油氣和待生催化劑初步分離。從不同的旋風(fēng)分離器出來的油氣匯集至沉降器集氣室11后，經(jīng)管線12進(jìn)入到后續(xù)的分餾系統(tǒng)中，進(jìn)行產(chǎn)品的后續(xù)分離。經(jīng)旋風(fēng)分離器13分離出來的待生催化劑通過旋風(fēng)分離器的料腿進(jìn)入到第一汽提段2的底部，汽提蒸汽經(jīng)分布器4盡可能均勻地分布于第一汽提段2中。在汽提蒸汽的作用下，催化劑從第一汽提段2的底部通過多層汽提填料3流動至該汽提段的頂部，并經(jīng)該汽提段的頂部邊緣溢流而出，經(jīng)環(huán)形通道6流動至下部的第二汽提段7中。汽提蒸汽和汽提出的油氣直接排入到沉降器1的稀相空間內(nèi)。第二汽提段的汽提蒸汽經(jīng)分布器8盡可能均勻地分布于第二汽提段中，催化劑從上至下流經(jīng)多層汽提填料3后，經(jīng)待生斜管9輸送至再生器(未畫出)中，進(jìn)行再生以恢復(fù)其活性。流經(jīng)第二汽提段的蒸汽連同汽提出的油氣經(jīng)環(huán)形通道6直接排入到沉降器稀相空間內(nèi)。排入到沉降器中的油氣和汽提蒸汽經(jīng)集氣室11，隨同反應(yīng)油氣一起進(jìn)入到后續(xù)分餾系統(tǒng)中。
圖1所示的汽提器包括兩個汽提段，其中第一汽提段2為底部進(jìn)料、頂部溢流排料，第二汽提段7為頂部進(jìn)料、底部排料。這兩個汽提段中都設(shè)有用以提高汽提效率的汽提構(gòu)件或汽提填料。當(dāng)采用多段汽提時，例如汽提器中設(shè)置兩段或兩段以上的汽提段，所述汽提段所采用的汽提構(gòu)件或汽提填料可以相同，也可以不同。當(dāng)然，也可以不采用汽提構(gòu)件或汽提填料。當(dāng)如圖1所示采用汽提填料時，每一汽提段內(nèi)所設(shè)置的汽提填料可以是一層，也可以是多層。當(dāng)采用多層汽提填料，所述每兩層汽提填料之間的間距優(yōu)選間距相等。對于汽提構(gòu)件或汽提填料的具體設(shè)置方法，本發(fā)明并沒有特殊的要求，按照常規(guī)的工藝要求進(jìn)行設(shè)計即可。
本發(fā)明所述汽提構(gòu)件或汽提填料是用以改善氣固兩相接觸效率的單元構(gòu)件，可以選用填料式內(nèi)構(gòu)件，也可以選用其他高效的擋板式內(nèi)構(gòu)件。推薦使用高效的填料式內(nèi)構(gòu)件。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可根據(jù)上述原則在現(xiàn)有技術(shù)中選擇，例如，USP6224833、USP5716585、CN1335356A等所披露的構(gòu)件均可用于本發(fā)明。
此外，汽提介質(zhì)在汽提段中的分布狀況也會直接影響汽提效率。為了確保本發(fā)明具有理想的汽提效果，建議采用的分散性能較好的汽提介質(zhì)分布器，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的枝狀分布器。在實際設(shè)計過程中，優(yōu)選在最底部的汽提段中采用枝狀分布器，而在上部汽提段中可采用枝狀分布器或板式分布器。
本發(fā)明所述多段汽提方法的有關(guān)操作參數(shù)與常規(guī)汽提過程基本相同，例如，汽提蒸汽的總消耗量為1-10kg/噸催化劑，優(yōu)選2-8kg/噸催化劑；汽提線速0.05-0.5m/s，優(yōu)選0.06-0.48m/s；催化劑質(zhì)量流率10-120kg.(m2.s)-1，優(yōu)選20-110kg.(m2.s)-1；催化劑平均停留時間0.2-4min，優(yōu)選0.3-2min。
在圖1所示的實施方式中，第一汽提段2的高度占汽提器有效汽提高度的30％-70％，環(huán)形通道6的橫截面積占汽提器橫截面積的1％-30％，該汽提段中可設(shè)置1-5層高效汽提填料3，填料開孔率40-80％。汽提介質(zhì)分布器4可以為枝狀分布器，也可以為板式分布器，其開孔率為0.05-3％，射流速度為10-50m/s，該汽提段內(nèi)汽提蒸汽用量占總蒸汽消耗量的20％-80％。旋風(fēng)分離器13料腿下料結(jié)構(gòu)5的最下端距離分布器4上端面的高度為100-400mm。
在圖1所示的實施方式中，第二汽提段7的高度占汽提器有效汽提高度的30-70％，該汽提段中亦可設(shè)置1-5層高效汽提填料，每層填料高100-500mm，填料開孔率40％-80％，汽提介質(zhì)分布器8為枝狀分布器，其開孔率為0.05-3％，射流速度為10-50m/s，該汽提段內(nèi)汽提蒸汽用量占總蒸汽消耗量的20％-80％。
實施方式二如圖2所示，該汽提器包括兩個汽提段，其與圖1所示汽提器的不同之處在于經(jīng)第一汽提段2a溢流出的催化劑由中心下料管6a進(jìn)入第二汽提段7中，而從第二汽提段中汽提出來的油氣和汽提蒸汽則沿環(huán)形通道14a進(jìn)入到沉降器1的稀相空間中。為實現(xiàn)這一目的，第一汽提段2a的頂部外側(cè)邊緣要比中心下料管6a的頂部高50-400mm，這樣就可以保證催化劑從中心下料管進(jìn)入到第二汽提段中，而不致進(jìn)入到升氣用的環(huán)形通道14a中。這里中心下料管的橫截面積占汽提器橫截面積的5-20％，環(huán)形通道的截面積占汽提器橫截面積的0.5-10％，中心下料管6a的底部要一直延伸到第二汽提段7的頂部。
實施方式三如圖3所示，該汽提方法與圖2所示方法的不同之處在于第一汽提段2b溢流出的催化劑是由該汽提段的頂部外側(cè)邊壁溢流出來，然后經(jīng)環(huán)形通道14b輸送至第二汽提段7；而從第二汽提段中汽提出來的油氣和汽提蒸汽則從中心升氣管6b進(jìn)入到沉降器1的稀相空間中。為實現(xiàn)這一目的，第一汽提段2b頂部外側(cè)邊緣要比中心升氣管6b頂部低50-400mm，這樣就可以保證催化劑從邊壁的環(huán)形下料通道14b進(jìn)入到第二汽提段中，而不致進(jìn)入到中心升氣管中。這里環(huán)形通道14b的橫截面積占汽提器橫截面積的5-20％，環(huán)形通道14b的底部要一直延伸到第二汽提段的頂部，中心升氣管6b的截面積占汽提器橫截面積的0.5-10％。
實施方式四如圖4所示的汽提方法與圖1所示方法的不同之處在于從旋風(fēng)分離器13的料腿排出的待生催化劑先匯集到排料斗15中，然后再通過排料管16輸送至第一汽提段2c的底部。待生催化劑在第一汽提段內(nèi)自下而上流動，流動至第一汽提段頂部的催化劑經(jīng)該汽提段頂部外側(cè)邊緣溢流而出，通過環(huán)形通道6進(jìn)入第二汽提段7中。催化劑在第二汽提段中自上而下流動，與汽提蒸汽逆流接觸，盡可能地脫除催化劑所夾帶的反應(yīng)油氣。經(jīng)第二汽提段汽提后的催化劑通過待生斜管9進(jìn)入到再生器燒焦再生。采用這種實施方式可減小旋風(fēng)分離器13的料腿和排料結(jié)構(gòu)5所占用的汽提空間，同時排料斗也可以起到一定的汽提作用。
為了保證排料通暢，排料斗15底部設(shè)置汽提蒸汽分布器17，使汽提蒸汽與催化劑逆流接觸，排料斗內(nèi)的表觀線速為0.03-0.2m/s。另外，在實際設(shè)計過程中還可以根據(jù)具體情況在排料管16上設(shè)置松動風(fēng)入口。排料管16內(nèi)的催化劑質(zhì)量流率的設(shè)計范圍最好在300-1000kg.(m2.s)-1之間。
實施方式五如圖5所示，本發(fā)明所提供的方法同樣適用于再生催化劑的汽提。如該圖所示，再生催化劑從斜管20直接引入到第一汽提段2d的底部，汽提介質(zhì)，如蒸汽，經(jīng)汽提介質(zhì)分布器4均勻分散至第一汽提段中。催化劑在第一汽提段中自下而上經(jīng)過多層汽提填料3，到達(dá)第一汽提段的頂部。催化劑自第一汽提段的頂部邊緣溢流而出，并沿環(huán)形通道6流動至第二汽提段7中。催化劑在第二汽提段7中與經(jīng)分布器8而分散于該段內(nèi)的汽提蒸汽逆流接觸，并在該汽提段內(nèi)自上而下地流動。汽提蒸汽和從催化劑中所汽提出來的再生煙氣通過環(huán)形通道6排至該汽提器的稀相空間1中，并與來自第一汽提段的汽提蒸汽和再生煙氣一道經(jīng)管線19輸送至再生器煙氣回收部分。而汽提后的催化劑經(jīng)過管線18排出、送至反應(yīng)部分循環(huán)使用。
圖5所示的汽提器包括兩個汽提段，其中第一汽提段2d為底部進(jìn)料、頂部溢流排料，第二汽提段7為頂部進(jìn)料、底部排料。兩個汽提段中都包含多層高效的汽提填料。汽提蒸汽總消耗量為1-8kg/噸催化劑。其中第一汽提段的高度是該汽提器有效汽提高度的30-70％，環(huán)形通道6的截面積占汽提器總橫截面積的1-30％，汽提線速0.05-0.5m/s，催化劑質(zhì)量流率10-120kg.(m2.s)-1，催化劑平均停留時間0.2-2min。所述汽提段內(nèi)設(shè)置1-5層高效汽提填料3，填料開孔率40-80％。汽提介質(zhì)分布器4和8可以為枝狀分布器，也可以為板式分布器，其開孔率為0.05-3％，射流速度為10-50m/s。第一汽提段的汽提蒸汽用量占總汽提介質(zhì)消耗量的20-80％。斜管20的出口距離汽提介質(zhì)分布器上端面的垂直高度為100-400mm。
第二汽提段7的高度占該汽提器有效汽提高度的30-70％，汽提線速0.05-0.5m/s，催化劑質(zhì)量流率10-120kg.(m2.s)-1，催化劑平均停留時間0.2-2min。該段汽提器中設(shè)置1-5層高效汽提填料，每層填料高100-500mm，填料開孔率40-80％，汽提介質(zhì)分布器8為枝狀分布器，其開孔率為0.05-3％，射流速度為10-50m/s，汽提蒸汽用量用量占總汽提介質(zhì)消耗量的20-80％。
實施方式六如圖6所示，在設(shè)有三個汽提段的汽提器中，待汽提的催化劑經(jīng)旋風(fēng)分離器的料腿排入到第一汽提段23的底部，汽提蒸汽由該段內(nèi)的汽提蒸汽分布管25分散于該汽提段內(nèi)，催化劑與汽提蒸汽接觸，并在該汽提段內(nèi)自下而上流動。流動至該汽提段頂部的催化劑通過中心溢流管26進(jìn)入到第二汽提段27的底部。在第二汽提段中，重復(fù)進(jìn)行上述汽提步驟，完成該段汽提的催化劑經(jīng)該汽提段的頂部外側(cè)邊緣溢流而出，通過環(huán)形通道28進(jìn)入到第三汽提段31中。在第三汽提段中，催化劑和汽提蒸汽逆流接觸，催化劑自上而下流動，匯集至該汽提段底部的催化劑經(jīng)催化劑管線33排出。經(jīng)上述各汽提段所汽提出的物質(zhì)連同汽提介質(zhì)分別經(jīng)過環(huán)形通道24、升氣管30及汽提器稀相空間排出。上述三級汽提段中亦可布置用于提高汽提效率的汽提構(gòu)件，推薦采用如USP6224833、USP5716585、CN1335356A等所提出的填料式內(nèi)構(gòu)件。對上述中心溢流管、升氣管、環(huán)形通道的橫截面積的要求同前述實施方式。
需要特別說明的是以上所列舉的僅僅是本發(fā)明的幾種具體的實施方式，對于其它結(jié)構(gòu)的催化裂化裝置，如內(nèi)提升管FCC裝置、緊湊式FCC裝置等，都可以采用本發(fā)明所提供的方法。另外，本發(fā)明所述的催化劑環(huán)形通道以及汽提蒸汽和油氣的升氣通道的設(shè)計可以不局限于上述幾種實施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員完全可以根據(jù)本領(lǐng)域的常識以及具體的設(shè)計要求，按照本發(fā)明所提供方法的實質(zhì)性內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計，只要能達(dá)到本發(fā)明所述發(fā)明目的即可。
下面的實施例將對本發(fā)明提供的方法予以進(jìn)一步的說明，但并不因此而使本發(fā)明受到任何限制。
實施例1該實施例說明采用本發(fā)明所述的多段汽提方法，可明顯改善汽提效果。
對一套處理能力為100×104噸/年的FCC裝置進(jìn)行改造，在該裝置的汽提器上采用本發(fā)明所提供的方法。改造后的待生催化劑汽提器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，該汽提器直徑2500mm，高8250mm，汽提器內(nèi)設(shè)置兩個汽提段。其中，第一汽提段高4000mm，用于催化劑溢流和氣體上行的通道所占的截面積占總汽提器截面積的9.5％；第二汽提段高4250mm。一段汽提線速為0.1m/s，二段汽提線速為0.15m/s。兩個汽提段中均設(shè)置了三層如USP6224833所述的填料式內(nèi)構(gòu)件，該填料開孔率為75％。經(jīng)試驗證明，采用本發(fā)明所述方法后，在原料油、催化劑以及其它工藝條件基本不變的前提下，所生成焦炭的氫碳比(H/C)由原來的10.2％降低到7.1％。因此，汽提效果得到了明顯改善。
權(quán)利要求
1.一種催化劑多段汽提方法，其特征在于該方法包括如下步驟在設(shè)有兩個或兩個以上的催化劑汽提段的汽提器中，待汽提的催化劑被輸送至位于最上方的汽提段的底部，并在汽提介質(zhì)的作用下在該汽提段內(nèi)自下而上地流動，脫除其所吸附或夾帶的氣體或液體物質(zhì)，催化劑流動至該汽提段頂部后溢流至下方的汽提段內(nèi)；在下方汽提段內(nèi)，重復(fù)上述汽提步驟，直至催化劑流入最下方的汽提段內(nèi)；在最下方的汽提段內(nèi)，催化劑在汽提介質(zhì)的作用下自上而下地流動至該汽提段的底部，然后通過催化劑管線將汽提后的催化劑排出汽提器外；經(jīng)上述各汽提段汽提出來的物質(zhì)連同汽提介質(zhì)經(jīng)氣體通道、汽提器稀相空間排出。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述汽提器設(shè)置兩個或三個催化劑汽提段，且所述汽提段自上而下同軸設(shè)置。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述汽提段內(nèi)設(shè)置用以提高汽提效率的汽提構(gòu)件或汽提填料，且不同的汽提段內(nèi)所設(shè)置的汽提構(gòu)件或汽提填料相同或不同。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述汽提段底部設(shè)置汽提介質(zhì)分布器。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于所述最底部的汽提段中采用枝狀汽提介質(zhì)分布器，而在上部的汽提段中采用枝狀或板式汽提介質(zhì)分布器。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于當(dāng)該方法用于待生催化劑汽提時，經(jīng)旋風(fēng)分離器(13)分離出來的待生催化劑通過料腿進(jìn)入到第一汽提段(2)的底部，在汽提蒸汽的作用下，待生催化劑由第一汽提段(2)的底部經(jīng)過多層汽提填料(3)流動至該汽提段的頂部，并經(jīng)該汽提段的頂部邊緣溢流而出，經(jīng)環(huán)形通道(6)流動至下部的第二汽提段(7)中；汽提蒸汽和汽提出的油氣直接排入到沉降器(1)的稀相空間內(nèi)；在第二汽提段內(nèi)催化劑與汽提蒸汽逆流接觸，從上至下流經(jīng)多層汽提填料(3)后，經(jīng)待生斜管(9)輸出；流經(jīng)第二汽提段的汽提蒸汽連同汽提出的油氣經(jīng)環(huán)形通道(6)排入沉降器稀相空間內(nèi)。
7.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于當(dāng)該方法用于待生催化劑汽提時，經(jīng)第一汽提段(2a)溢流出的催化劑由中心下料管(6a)進(jìn)入第二汽提段(7)中，而從第二汽提段中汽提出來的油氣和汽提蒸汽則沿環(huán)形通道(14a)進(jìn)入到沉降器(1)的稀相空間中；其中，第一汽提段(2a)的頂部外側(cè)邊緣比中心下料管(6a)的頂部高50-400mm；所述中心下料管的橫截面積占汽提器橫截面積的5-20％；所述環(huán)形通道的截面積占汽提器橫截面積的0.5-10％；所述中心下料管(6a)的底部一直延伸到第二汽提段(7)的頂部。
8.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于當(dāng)該方法用于待生催化劑汽提時，由第一汽提段(2b)溢流出的催化劑是由該汽提段的頂部外側(cè)邊壁溢流而出，并經(jīng)環(huán)形通道(14b)輸送至第二汽提段(7)；而從第二汽提段中汽提出來的油氣和汽提蒸汽則經(jīng)中心升氣管(6b)進(jìn)入到沉降器(1)的稀相空間中；所述第一汽提段(2b)頂部外側(cè)邊緣比中心升氣管(6b)頂部低50-400mm；所述環(huán)形通道(14b)的橫截面積占汽提器橫截面積的5-20％；所述環(huán)形通道(14b)的底部一直延伸到第二汽提段的頂部；所述中心升氣管(6b)的截面積占汽提器橫截面積的0.5-10％。
9.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于當(dāng)該方法用于待生催化劑汽提時，從旋風(fēng)分離器(13)的料腿排出的待生催化劑先匯集到排料斗(15)中，然后通過排料管(16)輸送至第一汽提段(2c)的底部；待生催化劑在第一汽提段內(nèi)自下而上流動，流動至第一汽提段頂部的催化劑經(jīng)該汽提段頂部外側(cè)邊緣溢流而出，并通過環(huán)形通道(6)進(jìn)入第二汽提段(7)中；催化劑在第二汽提段中自上而下流動，與汽提蒸汽逆流接觸，經(jīng)第二汽提段汽提后的催化劑通過待生斜管(9)輸出。
10.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于當(dāng)該方法用于再生催化劑汽提時，再生催化劑從管線(20)引入到第一汽提段(2d)的底部，汽提介質(zhì)經(jīng)汽提介質(zhì)分布器(4)分散于第一汽提段中，催化劑在第一汽提段中自下而上經(jīng)過多層汽提填料(3)到達(dá)第一汽提段的頂部后，自該汽提段頂部邊緣溢流而出，并沿環(huán)形通道(6)流動至第二汽提段(7)中；催化劑在第二汽提段(7)中與經(jīng)分布器(8)分散于該段內(nèi)的汽提介質(zhì)逆流接觸，并在該汽提段內(nèi)自上而下地流動；汽提介質(zhì)和從催化劑中所汽提出來的再生煙氣通過環(huán)形通道(6)排至該汽提器的稀相空間(1)中，并與來自第一汽提段的汽提介質(zhì)和再生煙氣一道經(jīng)管線(19)排出；而汽提后的催化劑經(jīng)過管線(18)送至反應(yīng)部分循環(huán)使用。
11.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于當(dāng)該方法用于待生催化劑汽提時，待汽提的催化劑經(jīng)旋風(fēng)分離器的料腿排入第一汽提段(23)的底部，汽提蒸汽經(jīng)該段內(nèi)的汽提蒸汽分布管(25)分散于該汽提段內(nèi)，催化劑與汽提蒸汽接觸，并在該汽提段內(nèi)自下而上流動；流動至該汽提段頂部的催化劑通過中心溢流管(26)進(jìn)入到第二汽提段(27)的底部；在第二汽提段中，重復(fù)進(jìn)行上述汽提步驟，完成該段汽提的催化劑經(jīng)該汽提段的頂部外側(cè)邊緣溢流而出，通過環(huán)形通道(28)進(jìn)入到第三汽提段(31)中；在第三汽提段中，催化劑和汽提蒸汽逆流接觸，催化劑自上而下流動，匯集至該汽提段底部的催化劑經(jīng)催化劑管線(33)排出；經(jīng)上述各汽提段所汽提出的物質(zhì)連同汽提蒸汽一道經(jīng)環(huán)形通道(24)、升氣管(30)及汽提器稀相空間排出。
全文摘要
一種催化劑多段汽提方法，包括如下步驟在設(shè)有兩個或兩個以上的催化劑汽提段的汽提器中，待汽提的催化劑被輸送至位于最上方的汽提段的底部，并在汽提介質(zhì)的作用下在該汽提段內(nèi)自下而上地流動，脫除其所吸附或夾帶的氣體或液體物質(zhì)，催化劑流動至該汽提段頂部后溢流至下方的汽提段內(nèi)；在下方汽提段內(nèi)，重復(fù)上述汽提步驟，直至催化劑流入最下方的汽提段內(nèi)；在最下方的汽提段內(nèi)，催化劑在汽提介質(zhì)的作用下自上而下地流動至該汽提段的底部，然后通過催化劑管線將汽提后的催化劑排出汽提器外；經(jīng)上述各汽提段汽提出來的物質(zhì)連同汽提介質(zhì)經(jīng)氣體通道、汽提器稀相空間排出。采用本發(fā)明所提供的方法可改善汽提效果、提高操作穩(wěn)定性。
文檔編號C10G11/00GK1754625SQ200410080229
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者張永民, 侯栓弟, 李松年, 龍軍, 張占柱, 張久順, 武雪峰, 何峻 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院