本發(fā)明涉及催化劑的再生,特別涉及一種催化裂化再生裝置及多產(chǎn)一氧化碳的催化裂化再生方法。
背景技術(shù):
1、催化裂化工藝作為我國石油加工最重要的二次加工手段,承擔(dān)了我國70%汽油、35%柴油和40%丙烯的生產(chǎn)任務(wù),是重質(zhì)油加工的重要手段,在我國煉油行業(yè)中占有舉足輕重的地位。催化裂化裝置燒焦再生過程會產(chǎn)生大量的二氧化碳,國內(nèi)催化裝置每年排放約5000萬噸的二氧化碳,是煉廠最大的單一碳排放源,會對環(huán)境產(chǎn)生重大影響。同時(shí),再生煙氣中還含有部分一氧化碳,工業(yè)上通常是通過一氧化碳燃燒爐直接燃燒來回收熱量。一氧化碳可作為化工原料生產(chǎn)低碳烷烴、低碳烯烴、醇類化合物、酯類化合物等,若對再生煙氣中的一氧化碳進(jìn)行捕集利用,能產(chǎn)生不小的經(jīng)濟(jì)效益,并且也是催化裂化裝置實(shí)現(xiàn)碳減排的一項(xiàng)技術(shù)路徑。
2、但再生煙氣中一氧化碳的濃度較低,一般不超過5v%,若再生過程中使用一氧化碳助燃劑,將進(jìn)一步降低煙氣中的一氧化碳濃度,直接對傳統(tǒng)催化裂化煙氣中的一氧化碳進(jìn)行捕集利用的能耗較大且不具有實(shí)用價(jià)值。更高的一氧化碳濃度通常意味著更低的一氧化碳捕集成本,相應(yīng)的一氧化碳捕集也更加具有現(xiàn)實(shí)意義。但在傳統(tǒng)的催化裂化再生過程中,需要保證再生煙氣中有一定的過剩氧來維持燒焦強(qiáng)度,若再生器內(nèi)一氧化碳的濃度過高,會大幅增加煙氣發(fā)生二次燃燒和尾燃的可能性,其中二次燃燒是一氧化碳在再生器稀相燃燒生成二氧化碳,尾燃是一氧化碳在煙氣管道、煙囪燃燒生成二氧化碳,均會提高裝置的事故風(fēng)險(xiǎn);若通過降低主分量,采用貧氧環(huán)境再生,依然要求煙氣中過剩氧控制在0.5v%—1v%,以滿足整體催化劑再生的需要,對co濃度的提高作用有限。因此,在傳統(tǒng)的催化裂化再生工藝條件下,實(shí)現(xiàn)一氧化碳濃度的提高較為困難。研究表明(luciana等,mechanistic?insights?ofco2-coke?reaction?during?the?regeneration?step?ofthefluid?cracking?catalyst,applied?catalysisa:general,volume336;shenyong?li等,non-destructive?characterisation?of?coke?deposit?on?fcc?catalyst?and?itstransient?evolution?upon?air-firing?and?oxy-fuel?regeneration,chemicalengineering?journal,volume?430),在正常催化裂化再生溫度范圍內(nèi),即使是有氧氣的存在,二氧化碳-焦炭反應(yīng)也會發(fā)生,進(jìn)而在氧氣/二氧化碳?xì)夥障陆固肯牡母?,同時(shí)產(chǎn)生更多的一氧化碳。因此通過采用富含二氧化碳的再生氣體,利用催化劑上焦炭燃燒過程中產(chǎn)生的大量熱能,促進(jìn)再生器內(nèi)二氧化碳—焦炭反應(yīng)的發(fā)生,可以在待生催化劑燒焦再生的同時(shí)提高煙氣中一氧化碳的濃度,進(jìn)而能夠高效捕集再生煙氣中的一氧化碳,實(shí)現(xiàn)其化工利用的目的。
3、中國專利文獻(xiàn)cn103725309a公開了一種降低二氧化碳排放的催化劑再生方法,帶炭催化劑先在燒焦罐中經(jīng)純氧部分再生后,經(jīng)稀相管進(jìn)入再生裝置的密相床層中燒掉剩余焦炭,密相床層設(shè)置取熱器以控制密相床層的溫度,煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離后依次進(jìn)入煙氣能量回收系統(tǒng)、二氧化碳分離系統(tǒng)分離二氧化碳后捕集,再生催化劑直接返回反應(yīng)器循環(huán)使用。該方法不僅可使催化劑完全再生,催化劑活性分布更均勻,從而降低催化裂化副產(chǎn)物焦炭和干氣產(chǎn)率;而且可大幅減少碳排放,甚至達(dá)到零碳排放;
4、中國專利文獻(xiàn)cn103721766a公開了一種降低二氧化碳排放并改善選擇性的催化劑再生方法,帶炭催化劑先在第一再生器中經(jīng)純氧部分再生后,經(jīng)外循環(huán)管進(jìn)入位于第一再生器下方的第二再生器中經(jīng)純氧燒掉剩余焦炭,從第一再生器出來的催化劑進(jìn)入外取熱器,冷卻后返回第二再生器,大部分煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離后依次進(jìn)入煙氣能量回收系統(tǒng)、二氧化碳分離系統(tǒng)分離二氧化碳后捕集,少量煙氣循環(huán)到第二再生器底部,再生催化劑經(jīng)催化劑冷卻、活化后進(jìn)入反應(yīng)器循環(huán)使用。該方法不僅可使催化劑完全再生,催化劑活性分布更均勻,從而降低催化裂化副產(chǎn)物焦炭和干氣產(chǎn)率;而且可大幅減少碳排放,甚至達(dá)到零碳排放;
5、中國專利文獻(xiàn)cn103721763a公開了一種降低二氧化碳排放并改善選擇性的催化劑再生方法,帶炭催化劑先在純氧氣體攜帶下在燒焦管中上行,發(fā)生焦炭燃燒反應(yīng),燒焦管中的燒焦比例為30-50%,從燒焦管出來的催化劑經(jīng)純氧燒掉剩余焦炭,煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離后依次進(jìn)入煙氣能量回收系統(tǒng)、二氧化碳分離系統(tǒng)分離二氧化碳后捕集,再生催化劑經(jīng)催化劑冷卻、活化后進(jìn)入反應(yīng)器循環(huán)使用。該方法不僅可使催化劑完全再生,催化劑活性分布更均勻,從而降低催化裂化副產(chǎn)物焦炭和干氣產(chǎn)率;而且可大幅減少碳排放,甚至達(dá)到零碳排放;
6、中國專利文獻(xiàn)cn103725311a公開了一種降低二氧化碳排放并改善選擇性的催化劑再生方法,帶炭催化劑先在第一再生器中經(jīng)純氧部分再生后,經(jīng)u型輸送管進(jìn)入第二再生器中經(jīng)純氧燒掉剩余焦炭,從第一再生器出來的煙氣分為三部分,其中第一部分煙氣循環(huán)補(bǔ)充至第二再生器底部;第二部分將半再生催化劑從第一再生器送至第二再生器;第三部分進(jìn)入煙氣能量回收系統(tǒng);從第二再生器出來的煙氣和從煙氣能量回收系統(tǒng)出來的第一再生器的煙氣匯合后進(jìn)入二氧化碳分離系統(tǒng),分離二氧化碳后捕集,再生催化劑經(jīng)催化劑冷卻、活化后進(jìn)入反應(yīng)器循環(huán)使用。該方法不僅可使催化劑完全再生,催化劑活性分布更均勻,從而降低催化裂化副產(chǎn)物焦炭和干氣產(chǎn)率;而且可大幅減少碳排放,甚至達(dá)到零碳排放。
7、中國專利文獻(xiàn)cn103721765a公開了一種降低二氧化碳排放的催化劑再生方法,帶炭催化劑先在第一再生器中經(jīng)純氧部分再生后,經(jīng)外循環(huán)管進(jìn)入位于第一再生器下方的第二再生器中經(jīng)純氧燒掉剩余焦炭,從第一再生器出來的催化劑進(jìn)入外取熱器,冷卻后返回第二再生器,煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離后依次進(jìn)入煙氣能量回收系統(tǒng)、二氧化碳分離系統(tǒng)分離二氧化碳后捕集,再生催化劑直接返回反應(yīng)器循環(huán)使用。該方法不僅可使催化劑完全再生,催化劑活性分布更均勻,從而降低催化裂化副產(chǎn)物焦炭和干氣產(chǎn)率;而且可大幅減少碳排放,甚至達(dá)到零碳排放;
8、中國專利文獻(xiàn)cn103725308a公開了一種降低二氧化碳排放的催化劑再生方法,帶炭催化劑先在純氧氣體攜帶下在燒焦管中上行,發(fā)生焦炭燃燒反應(yīng),燒焦管中的燒焦比例為30-50%,從燒焦管出來的催化劑經(jīng)純氧燒掉剩余焦炭,煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離后依次進(jìn)入煙氣能量回收系統(tǒng)、二氧化碳分離系統(tǒng)分離二氧化碳后捕集,再生催化劑直接返回反應(yīng)器循環(huán)使用。該方法不僅可使催化劑完全再生,催化劑活性分布更均勻,從而降低催化裂化副產(chǎn)物焦炭和干氣產(chǎn)率;而且可大幅減少碳排放,甚至達(dá)到零碳排放;
9、中國專利文獻(xiàn)cn103721743a公開了一種降低二氧化碳排放的催化劑再生方法,帶炭催化劑先在燒焦罐中經(jīng)純氧部分再生后,經(jīng)大孔分布板進(jìn)入再生裝置的密相床層中燒掉剩余焦炭,密相床層設(shè)置取熱器以控制密相床層的溫度,煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離后依次進(jìn)入煙氣能量回收系統(tǒng)、二氧化碳分離系統(tǒng)分離二氧化碳后捕集,再生催化劑直接返回反應(yīng)器循環(huán)使用。該方法不僅可使催化劑完全再生,催化劑活性分布更均勻,從而降低催化裂化副產(chǎn)物焦炭和干氣產(chǎn)率;而且可大幅減少碳排放,甚至達(dá)到零碳排放;
10、中國專利文獻(xiàn)cn103725310a公開了一種降低二氧化碳排放的催化劑再生方法,帶炭催化劑先在第一再生器中經(jīng)純氧部分再生后,經(jīng)u型輸送管進(jìn)入第二再生器中經(jīng)純氧燒掉剩余焦炭,從第一再生器出來的煙氣分為三部分,其中第一部分煙氣循環(huán)補(bǔ)充至第二再生器底部;第二部分將半再生催化劑從第一再生器送至第二再生器;第三部分進(jìn)入煙氣能量回收系統(tǒng);從第二再生器出來的煙氣和從煙氣能量回收系統(tǒng)出來的第一再生器的煙氣匯合后進(jìn)入二氧化碳分離系統(tǒng),分離二氧化碳后捕集,再生催化劑直接返回反應(yīng)器循環(huán)使用。該方法不僅可使催化劑完全再生,催化劑活性分布更均勻,從而降低催化裂化副產(chǎn)物焦炭和干氣產(chǎn)率;而且可大幅減少碳排放,甚至達(dá)到零碳排放;
11、中國專利文獻(xiàn)cn103721764a公開了一種降低二氧化碳排放并改善選擇性的催化劑再生方法,帶炭催化劑先在第一再生器中經(jīng)純氧部分再生后,經(jīng)提升管進(jìn)入位于第一再生器上方的第二再生器中經(jīng)純氧燒掉剩余焦炭,從第一再生器出來的煙氣分為兩部分,其中一部分循環(huán)補(bǔ)充至第二再生器底部,另一部分進(jìn)入煙氣能量回收系統(tǒng);從第二再生器出來的煙氣和從煙氣能量回收系統(tǒng)出來的第一再生器的煙氣匯合后進(jìn)入二氧化碳分離系統(tǒng),分離二氧化碳后捕集,再生催化劑經(jīng)催化劑冷卻、活化后進(jìn)入反應(yīng)器循環(huán)使用。該方法不僅可使催化劑完全再生,催化劑活性分布更均勻,從而降低催化裂化副產(chǎn)物焦炭和干氣產(chǎn)率;而且可大幅減少碳排放,甚至達(dá)到零碳排放;
12、中國專利文獻(xiàn)cn103721762a公開了一種降低二氧化碳排放并改善選擇性的催化劑再生方法,帶炭催化劑先在燒焦罐中經(jīng)純氧部分再生后,經(jīng)稀相管進(jìn)入再生裝置的密相床層中燒掉剩余焦炭,密相床層設(shè)置取熱器以控制密相床層的溫度,煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離后依次進(jìn)入煙氣能量回收系統(tǒng)、二氧化碳分離系統(tǒng)分離二氧化碳后捕集,再生催化劑經(jīng)催化劑冷卻、活化后進(jìn)入反應(yīng)器循環(huán)使用。該方法不僅可使催化劑完全再生,催化劑活性分布更均勻,從而降低催化裂化副產(chǎn)物焦炭和干氣產(chǎn)率;而且可大幅減少碳排放,甚至達(dá)到零碳排放;
13、中國專利文獻(xiàn)cn103721761a公開了一種降低二氧化碳排放并改善選擇性的催化劑再生方法,帶炭催化劑先在燒焦罐中經(jīng)純氧部分再生后,經(jīng)大孔分布板進(jìn)入再生裝置的密相床層中燒掉剩余焦炭,密相床層設(shè)置取熱器以控制密相床層的溫度,大部分煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離后依次進(jìn)入煙氣能量回收系統(tǒng)、二氧化碳分離系統(tǒng)分離二氧化碳后捕集,少量煙氣循環(huán)到燒焦罐底部,再生催化劑經(jīng)催化劑冷卻、活化后進(jìn)入反應(yīng)器循環(huán)使用。該方法不僅可使催化劑完全再生,催化劑活性分布更均勻,從而降低催化裂化副產(chǎn)物焦炭和干氣產(chǎn)率;而且可大幅減少碳排放,甚至達(dá)到零碳排放;
14、中國專利文獻(xiàn)cn103721742a公開了一種降低二氧化碳排放的催化劑再生方法,帶炭催化劑先在第一再生器中經(jīng)純氧部分再生后,經(jīng)提升管進(jìn)入位于第一再生器上方的第二再生器中經(jīng)純氧燒掉剩余焦炭,從第一再生器出來的煙氣分為兩部分,其中一部分循環(huán)補(bǔ)充至第二再生器底部,另一部分進(jìn)入煙氣能量回收系統(tǒng);從第二再生器出來的煙氣和從煙氣能量回收系統(tǒng)出來的第一再生器的煙氣匯合后進(jìn)入二氧化碳分離系統(tǒng),分離二氧化碳后捕集,再生催化劑直接返回反應(yīng)器循環(huán)使用。該方法不僅可使催化劑完全再生,催化劑活性分布更均勻,從而降低催化裂化副產(chǎn)物焦炭和干氣產(chǎn)率;而且可大幅減少碳排放,甚至達(dá)到零碳排放。
15、但是,上述對比文獻(xiàn)公開的技術(shù)只是將催化劑再生過程產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)再生器循環(huán),未能對再生過程產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)換來多產(chǎn)一氧化碳,造成資源上的浪費(fèi)。而且,以上技術(shù)的煙氣中氧氣含量較高,氧氣使用總量大,會提高再生器內(nèi)發(fā)生二次燃燒的風(fēng)險(xiǎn),也會增加催化劑再生過程的成本。
16、中國專利文獻(xiàn)cn101497811a,技術(shù)相關(guān)描述:在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中,提供了一種加熱具有再生器和反應(yīng)器的fcc裝置用于總體co2降低的方法。該方法包括將合成氣壓縮以得到壓縮的合成氣。從壓縮的合成氣分離出含co2的第一氣流。將含o2的第二氣流用第一氣流膨脹以得到進(jìn)料氣體。向再生器引入所述進(jìn)料氣體,再生器在氣化條件下燃燒來自反應(yīng)器的嚴(yán)重結(jié)焦廢催化劑上的焦炭,從而產(chǎn)生合成氣和用于在反應(yīng)溫度下操作反應(yīng)器的熱量。
17、中國專利文獻(xiàn)cn101538475a,技術(shù)相關(guān)描述:在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中,提供了一種加熱具有反應(yīng)器和再生器的流化催化裂化裝置用于總體二氧化碳降低的方法。該方法包括將合成氣壓縮以得到壓縮的合成氣。從壓縮的合成氣分離出co2以提供含co2的第一氣流。將第一氣流與含o2的第二氣流膨脹以得到進(jìn)料氣體。將進(jìn)料氣體和注入的烴進(jìn)料引入裝有來自反應(yīng)器的廢催化劑的再生器。再生器在氣化條件下燃燒注入的烴進(jìn)料和來自廢催化劑的焦炭,從而產(chǎn)生合成氣和用于在反應(yīng)溫度下操作反應(yīng)器的熱量。
18、上述兩篇對比文獻(xiàn)中的方案均需要向再生器注入溶劑脫瀝青器瀝青燃燒補(bǔ)熱,但是瀝青中重金屬含量較高,容易導(dǎo)致催化劑重金屬污染失活。此外,瀝青分布不均勻會導(dǎo)致燃燒時(shí)催化劑局部過熱,也會破壞催化劑活性。
19、中國專利文獻(xiàn)cn202210478668.1公開了一種催化裂化待生催化劑再生的方法,涉及石油化工技術(shù)領(lǐng)域。催化裂化待生催化劑再生的方法包括:將待生催化劑先通過第一再生器進(jìn)行貧氧再生,然后再通過第二再生器進(jìn)行富氧再生,第一再生器和第二再生器的主風(fēng)主要是循環(huán)煙氣和氧氣,取代了傳統(tǒng)的空氣(氧氣和氮?dú)饣旌蠚怏w)作為再生器主風(fēng),促進(jìn)再生劑進(jìn)行燒焦再生,在第一再生器中生成的煙氣中一氧化碳含量可以達(dá)到30%以上,顯著降低了一氧化碳分離提純的費(fèi)用。該方案中第二再生器采用富氧再生氛圍,對氧氣的使用較大,且第一再生器未能對再生過程產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)換來多產(chǎn)一氧化碳,煙氣中一氧化碳濃度僅為30%,一氧化碳提純分離成本仍較高。
20、中國專利文獻(xiàn)cn105521832b公開了一種催化裂化催化劑再生方法。該方法包括以下步驟:(1)將待生催化劑引入第一再生器中,使待生催化劑在第一再生器中與第一含氧氣體接觸進(jìn)行燒焦再生,得到半再生催化劑;(2)將半再生催化劑引入第二再生器中,使半再生催化劑在第二再生器的催化劑密相區(qū)中與第二含氧氣體接觸繼續(xù)燒焦再生,并使燒焦后產(chǎn)生的氣體與甲醇接觸并繼續(xù)燃燒。該設(shè)備包括第一再生器和第二再生器,第一再生器和第二再生器具有密相區(qū)和稀相區(qū),第一再生器的密相區(qū)與第二再生器的密相區(qū)通過導(dǎo)管連通,第二再生器內(nèi)設(shè)置有甲醇分布器。該方法可以明顯降低再生器的催化劑稀相床層溫度,能夠?qū)崿F(xiàn)再生器的平穩(wěn)運(yùn)行,改善催化裂化工藝的產(chǎn)品分布。
21、中國專利文獻(xiàn)cn1221022a公開了一種適用于重油和/或渣油流化催化裂化結(jié)焦催化劑的重疊式兩段再生方法,該方法包括:重疊布置的兩個(gè)再生器,一段再生在上,二段再生在下,兩個(gè)再生器之間用低壓降分布板連為一體,充分利用含一定過剩氧量的二段再生煙氣作為一段再生燃燒氣,以節(jié)約含氧氣體用量即節(jié)約能源和生產(chǎn)費(fèi)用;而且兩個(gè)再生器只需要一條煙道和一臺雙動滑閥或蝶閥,結(jié)構(gòu)簡單,便于控制;同時(shí),由于減少設(shè)備,布置緊湊,占地少,降低了建設(shè)投資。
22、但是,上述兩篇對比文獻(xiàn)中涉及的再生器都是傳統(tǒng)的高低并列式雙再生器,這種再生形式的設(shè)置目的是為了提高再生器的燒焦效率,一般再生煙氣中的一氧化碳濃度不會超過5%,不涉及也無法達(dá)到多產(chǎn)一氧化碳的效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種催化裂化再生裝置及多產(chǎn)一氧化碳的催化裂化再生方法,采用該裝置進(jìn)行催化裂化催化劑的再生,能夠促進(jìn)二氧生化碳的資源化利用,提高煙氣中一氧化碳的含量,減少一氧化碳的提純分離成本。
2、為達(dá)到上述目的,本發(fā)明提供了一種催化裂化再生裝置,所述催化裂化再生裝置為嵌套式兩段再生型結(jié)構(gòu),第一再生器位于第二再生器內(nèi)部;
3、所述第一再生器包括燒焦罐和預(yù)提升管,所述燒焦罐的內(nèi)部底端設(shè)有用于輸送第二再生氣體的主風(fēng)分布器,所述預(yù)提升管的一端從所述主風(fēng)分布器中通過;所述預(yù)提升管的另一端設(shè)有第一再生氣體入口,且延伸至所述第二再生器的底部外側(cè),所述第二再生器的底部外側(cè)的預(yù)提升管的側(cè)壁上設(shè)有待生催化劑入口;所述燒焦罐的頂部與第一旋風(fēng)分離器連通;
4、所述第二再生器的底部設(shè)有第三再生氣體入口,頂部設(shè)有第二煙氣出口,底部側(cè)面設(shè)有再生催化劑出口,頂部側(cè)面設(shè)有第一煙氣出口,所述第一煙氣出口與所述第一旋風(fēng)分離器連通;內(nèi)部頂端設(shè)有第二旋風(fēng)分離器,且所述第二旋風(fēng)分離器與所述第二煙氣出口連通。
5、本發(fā)明提供的催化裂化再生裝置中,來自催化裂化裝置汽提段的結(jié)焦催化劑在第一再生氣體入口輸入的第一再生氣體的作用下,進(jìn)入預(yù)提升管向上輸送至燒焦罐中,并在預(yù)提升管內(nèi)進(jìn)行預(yù)燃燒反應(yīng),進(jìn)入燒焦罐后,與經(jīng)燒焦罐內(nèi)底部的主風(fēng)分布器補(bǔ)充的第二再生氣體混合進(jìn)行燃燒反應(yīng),從燒焦罐頂部出來的半再生催化劑經(jīng)過第一旋風(fēng)分離裝置進(jìn)行氣固分離得到第一煙氣和半再生催化劑,第一煙氣通過單獨(dú)管路引出再生裝置并捕集其中的一氧化碳作為化工原料,半再生催化劑通過第一旋風(fēng)分離裝置的料腿引入第二再生器,并與第二再生器底部的第三再生氣體入口輸入第三再生氣體混合進(jìn)行燃燒反應(yīng),使不完全再生的催化劑在第二再生器的催化劑床層中進(jìn)一步反應(yīng)、完全再生。
6、可選的,所述第一旋風(fēng)分離器的料腿出口位置不做具體限定,優(yōu)選所述第一旋風(fēng)分離器的料腿出口位于所述第二再生器內(nèi)的密相段。
7、可選的,所述第一再生器在水平位置上位于所述第二再生器的中間區(qū)域;優(yōu)選的,所述燒焦罐位于所述第二再生器的稀相區(qū)域。
8、可選的,所述燒焦罐與所述預(yù)提升管的內(nèi)徑比為(4-6):1,所述第二再生器的密相段與所述燒焦罐的內(nèi)徑比為(1.5-2):1,通過限定內(nèi)徑比來保證第二再生器內(nèi)催化劑的流化受內(nèi)置燒焦罐的影響較小。
9、可選的,所述第一再生器的材質(zhì)為導(dǎo)熱耐磨的復(fù)合材料,所述復(fù)合材料包括錳合金鋼、鉻鑄鐵和碳鋼。
10、可選的,所述第二再生器上設(shè)有至少一個(gè)取熱器,設(shè)置取熱器的目的是控制第二再生器內(nèi)床層的溫度;所述取熱器的設(shè)置位置可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整,如可設(shè)置在所述第二再生器的內(nèi)部或外部。
11、可選的,所述催化裂化再生裝置通過所述待生催化劑入口和所述再生催化劑出口與催化裂化反應(yīng)裝置連通:將從第二再生器的再生催化劑出口排出的再生后的催化劑返回催化裂化反應(yīng)裝置參與催化裂化反應(yīng);催化裂化反應(yīng)裝置排出的待生催化劑經(jīng)待生催化劑入口進(jìn)入催化裂化再生裝置進(jìn)行再生,實(shí)現(xiàn)催化裂化反應(yīng)和催化劑再生的連續(xù)運(yùn)行。
12、本發(fā)明還提供了一種多產(chǎn)一氧化碳的催化裂化再生方法,采用上述的催化裂化再生裝置,包括如下步驟:
13、待生催化劑與第一再生氣體在預(yù)提升管內(nèi)進(jìn)行預(yù)燃燒,并向上輸送至燒焦罐中與燒焦罐內(nèi)底部的主風(fēng)分布器補(bǔ)充的第二再生氣體混合進(jìn)行部分再生反應(yīng),并控制第一再生器的燒焦比例為20%-50%;
14、從燒焦罐中排出的物料經(jīng)第一旋風(fēng)分離裝置分離得到第一煙氣和半再生催化劑;所述第一煙氣經(jīng)第一煙氣出口排出;所述半再生催化劑經(jīng)第一旋風(fēng)分離裝置的料腿輸送至第二再生器內(nèi)的密相段與第三再生氣體進(jìn)行再生反應(yīng),并控制第二再生器的燒焦比例為50%-80%;
15、其中,所述第一再生氣體為氧氣;所述第二再生氣體為二氧化碳、或二氧化碳與氧氣的混合氣體;所述第三再生氣體為含氧氣體。
16、可選的,本發(fā)明提供的多產(chǎn)一氧化碳的催化裂化再生方法中,從第一再生氣體入口輸入的所述第一再生氣體(氧氣)的氣體濃度大于99v%;
17、從所述主風(fēng)分布器輸入的所述第二再生氣體中采用的二氧化碳的氣體濃度大于99v%;
18、從第三再生氣體入口輸入的所述第三再生氣體為二氧化碳和/或氮?dú)馀c氧氣的混合氣體(二氧化碳和氧氣的混合氣體,氮?dú)夂脱鯕獾幕旌蠚怏w,或二氧化碳、氮?dú)夂脱鯕獾幕旌蠚怏w)、或空氣。
19、其中,二氧化碳來源包括其他工藝過程捕集的二氧化碳,氧氣來源包括空分裝置制氧、電解水制氫過程副產(chǎn)氧氣。
20、可選的,本發(fā)明提供的多產(chǎn)一氧化碳的催化裂化再生方法中,所述燒焦罐內(nèi)再生氣體的氧氣的濃度不高于10v%,優(yōu)選不高于8v%。
21、可選的,本發(fā)明提供的多產(chǎn)一氧化碳的催化裂化再生方法中,所述第二再生器內(nèi)再生氣體的氧氣濃度為18v%-30v%,優(yōu)選21v%-25v%。
22、可選的,本發(fā)明提供的多產(chǎn)一氧化碳的催化裂化再生方法中,所述第一再生器采用快速流化床操作;所述第二再生器采用鼓泡床或湍流床操作。
23、可選的,本發(fā)明提供的多產(chǎn)一氧化碳的催化裂化再生方法中,所述第一再生器內(nèi)催化劑的量占所述第一再生器總?cè)菁{量的20%-30%。
24、可選的,本發(fā)明提供的多產(chǎn)一氧化碳的催化裂化再生方法中,所述第一再生器的操作條件為:再生溫度為700-850℃,優(yōu)選720-820℃;預(yù)提升管內(nèi)氣體表觀線速度為8-10m/s;燒焦罐內(nèi)催化劑的平均停留時(shí)間為2.0-4.0min,優(yōu)選2.5-3.5min,所述燒焦罐內(nèi)氣體的表觀線速度1-3m/s。
25、可選的,本發(fā)明提供的多產(chǎn)一氧化碳的催化裂化再生方法中,所述第二再生器的操作條件為:再生溫度650-820℃,優(yōu)選670-800℃;催化劑在所述第二再生器內(nèi)的平均停留時(shí)間為5.0-15.0min,優(yōu)選8.0-12.0min;所述第二再生器內(nèi)氣體的表觀線速度為0.3-0.9m/s,優(yōu)選0.4-0.8m/s。
26、可選的,本發(fā)明提供的多產(chǎn)一氧化碳的催化裂化再生方法中,適用于任一常規(guī)催化裂化催化劑的再生,如可選用包括沸石、無機(jī)氧化物和粘土的催化劑進(jìn)行再生,以催化劑的總重量為100%計(jì),所述沸石含量為2wt%-55wt%、所述無機(jī)氧化物含量為4wt%-97wt%、所述粘土含量為1wt%-75wt%。
27、可選的,本發(fā)明列舉的上述催化劑中,優(yōu)選的,所述沸石為采用ⅰa族金屬元素(堿金屬,如鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁)和/或ⅱa族金屬元素(堿土金屬,如鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鐳)改性后的,采用業(yè)內(nèi)常規(guī)的方法改性即可,此處不再贅述。
28、可選的,本發(fā)明列舉的上述催化劑中,所述沸石包括介孔沸石和大孔沸石,所述介孔沸石占所述占沸石總重量的5wt%-100wt%,優(yōu)選10wt%-80wt%,所述大孔沸石占占沸石總重量的0wt%-90wt%,優(yōu)選10wt%-80wt%。
29、可選的,本發(fā)明列舉的上述催化劑中,所述介孔沸石選自zsm系列沸石中的一種或多種、或zrp沸石;
30、所述無機(jī)氧化物選自二氧化硅和/或三氧化二鋁;
31、所述粘土選自高嶺土、蒙脫土、硅藻土、皂石、累托石、海泡石、水滑石和膨潤土中的一種或幾種。
32、相比于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
33、有益效果1:本發(fā)明提供的催化裂化再生裝置,通過將燒焦罐與預(yù)提升管連通,使得待生催化劑和氧氣在預(yù)提升管中迅速混合接觸,能夠提高待生催化劑與氧氣之間的氣固傳質(zhì),實(shí)現(xiàn)待生催化劑的快速起燃和升溫,并且第一再生器位于第二再生器內(nèi)部的嵌套式兩段再生型結(jié)構(gòu),能夠充分利用第二再生器燒焦過程中產(chǎn)生的熱量來進(jìn)一步促進(jìn)燒焦罐內(nèi)催化劑部分再生過程中焦炭的燃燒和co2的化學(xué)轉(zhuǎn)化,進(jìn)而生成高濃度的一氧化碳作為化工原料(第一旋風(fēng)分離器分離得到的第一煙氣中co的含量達(dá)50v%以上),能夠產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益;此外,也一定程度上促進(jìn)二氧化碳的資源化利用,達(dá)到碳減排的效果。
34、有益效果2:本發(fā)明提供的多產(chǎn)一氧化碳的催化裂化再生方法,通過利用第一再生器內(nèi)部分焦炭-o2反應(yīng)提供熱量,以及第二再生器內(nèi)半再生催化劑燃燒所產(chǎn)生的熱量,能夠維持第一再生器內(nèi)床層溫度整體高于第二再生器,以促進(jìn)c+co2→co這一吸熱反應(yīng)的發(fā)生以及提高燒焦效率,結(jié)合限定第一再生器與第二再生器內(nèi)的燒焦比例,通過第二再生器燒焦來維持第一再生器處于較高的溫度,可顯著提高煙氣中co的濃度,減少一氧化碳的提純分離成本。而且,通過進(jìn)一步限定第一再生器采用快速流化床操作,氣體表觀線速度更高,催化劑停留時(shí)間更短,在促進(jìn)氣固接觸利于co2轉(zhuǎn)化的同時(shí)降低催化劑長期處于高溫環(huán)境下導(dǎo)致的減損。
35、有益效果3:本發(fā)明提供的多產(chǎn)一氧化碳的催化裂化再生方法,在預(yù)提升管內(nèi)通入純氧氣,燒焦罐內(nèi)通入低氧含量、高二氧化碳含量的氣體,使得第一再生器整體上采用貧氧氣氛,通過c+co2→co反應(yīng)來使一部分焦炭轉(zhuǎn)化,能夠節(jié)省催化劑再生過程中燃燒時(shí)總的氧氣使用量,在氧含量較低的情況下,一方面降低再生成本,另一方面,能夠在高濃度co的情況下避免再生煙氣二次燃燒以及一氧化碳發(fā)生尾燃而損壞旋風(fēng)分離器等設(shè)備。
36、有益效果4:本發(fā)明提供的多產(chǎn)一氧化碳的催化裂化再生方法,可以實(shí)現(xiàn)再生器催化劑活性的靈活調(diào)節(jié),從而控制催化裂化的產(chǎn)物中預(yù)期組分的含量。具體地,通過控制再生溫度,再生氣體的表觀線速度,氧氣含量等手段,可以對再生催化劑的活性進(jìn)行調(diào)節(jié),進(jìn)而影響催化裂化反應(yīng)深度,從而控制催化裂化的產(chǎn)物中預(yù)期組分的含量。
37、附圖說明
38、圖1為本發(fā)明提供的一種催化裂化再生裝置與催化裂化裝置聯(lián)用的結(jié)構(gòu)示意圖;
39、圖2為本發(fā)明對比例1中采用的常規(guī)兩段并列再生工藝的再生裝置。