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转化催化剂的再生方法

阅读:703发布:2020-05-18

专利汇可以提供转化催化剂的再生方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 烃 转化催化剂的再生方法。待生催化剂被提升至再生器顶部的分离料斗,淘析后进入隔离料斗的低压区,在隔离料斗变压区的压 力 调节下进入再生器的缓冲区,靠重力通过再生器的烧焦区、氯 氧 化区和 煅烧 区。在氯氧化区,与催化剂 接触 后的含氯气体直接抽出,经 碱 洗后,与经换热后再生循环气混合,循环至再生器的烧焦区。,下面是转化催化剂的再生方法专利的具体信息内容。

1.一种转化催化剂的再生方法,所述的催化剂含有一种载体,至少 一种催化活性金属以及一定含量的卤素,催化剂颗粒直径在0.5~5.0mm之间, 在反应过程中,催化剂表面因积炭而失活,其再生方法包括:
a)将待生催化剂由反应器底部提升至再生器(3)顶部的分离料斗 (1)内,经淘析后进入隔离料斗(2)的低压区(201),在隔离料斗(2) 的变压区(202)的压调节下,催化剂从低压区(201)经变压区(202) 进入再生器(3)顶部的缓冲区(4);
b)催化剂在重力作用下,由缓冲区(4)进入径向催化剂移动床烧 焦区(5),与含再生气接触烧去催化剂表面的积炭,再生气循环使用;
c)烧焦后的催化剂在重力作用下,进入轴向催化剂移动床氯氧化区 (6),与含氯气体接触,进行氯氧化;
d)氯氧化后的催化剂在重力作用下,进入轴向催化剂移动床煅烧区 (7),在含氧气体作用下,进行煅烧;
e)煅烧后的催化剂由再生器(3)底部离开再生器,经脱气、还原 处理后,进入反应器顶部开始下一个循环;
所述的烧焦区(5)与氯氧化区(6)之间只有催化剂导管(70)相 通,氯氧化区(6)中与催化剂接触后的含氯气体,由氯氧化区(6)的含 氯气体出口(34)排出,经脱氯处理后进入再生循环气回路,循环至烧焦 区(5)。
2.根据权利要求1所述之烃转化催化剂的再生方法,其特征在于:所 述的由氯氧化区(6)排出的含氯气体从含氯气体出口(34)出来,经冷 却器(19)冷却后进入洗塔(8)除氯,与经换热器(18)冷却后的由 烧焦区(5)抽出的再生循环气(35)混合,混合气经干燥器(9)、过 滤器(10)、压缩机(11)和换热器(18)后,分两路分别进入加热器 (17)、(16)加热,由加热器(17)加热后的循环气(36)和由加热 器(16)加热后的过热气(37)分别被引入烧焦区(5),循环气(36) 主要用于烧焦,过热气(37)主要用于调节烧焦区(5)底部催化剂床层 温度
3.根据权利要求2所述之烃转化催化剂的再生方法,其特征在于:
a)在烧焦区(5),催化剂的处理条件是:压力在0.35-1.5MPa 之间,一般为0.6-1.2MPa,催化剂的停留时间为0.5-3.0小时,催化剂焦 炭含量在0.01-10wt%之间,循环气(36)入口温度在400--500℃之间, 一般为440--480℃之间,氧含量在0.4-1.0mol%之间,一般在0.5-0.7mol% 之间,催化剂床层最高温度控制在使本区及氯氧化区(6)、煅烧区(7) 的床层温度均在催化剂载体允许承受的最高温度之下,经烧焦后,催化剂上 焦炭含量降到0.02wt%以下,然后进入氯氧化区(6);
b)在氯氧化区(6),催化剂的处理条件是:床层温度比烧焦区(5) 的床层温度高10--50℃,一般高30℃,压力与烧焦区相等,催化剂在此的 停留时间为1-3小时,一般为2小时左右,含氯气体(33)与由煅烧区(7) 来的含氧气体(32)混合成含氯气体(59),经加热器(15)加热后进 入氯氧化区(6),含氯气体(59)入口温度为510--550℃,一般为530 ℃,氯含量为0.1-1.0wt%,氧含量在3-21mol%,经过催化剂床层后的含 氯气体,由氯氧化区(6)的含氯气体出口(34)排出,经氯氧化后催化 剂的氯含量达到0.5-1.5wt%,一般为1wt%,然后进入煅烧区(7);
c)在煅烧区(7),催化剂的处理条件是:煅烧区(7)的床层温 度比氯氧化区(6)床层温度高10--50℃,一般高30℃,本区压力是维持 煅烧区(7)去氯氧化区(6)含氧气体(32)流量的自动平衡压力,催 化剂停留时间为1-3小时,一般为2小时左右,引入本区的含氧气体(31) 的氧含量在5-21mol%,进入本区前先经干燥和加热,含氧气体经过催化剂 床层后,一股含氧气体(32)被抽出后去氯氧化区(6),过量的部分放 空,煅烧后的催化剂由再生器(3)底部离开再生器。
4.根据权利要求3所述之烃转化催化剂的再生方法,其特征在于:提 升器(22)中的提升气(54),提升器(21)中的提升气(53),分离 料斗(1)中的淘析气(45)均采用氮气,用压缩机(12)循环,隔离 料斗(2)中的输送气流(57)也采用氮气。

说明书全文

发明涉及一种转化催化剂的再生方法,尤其是临氢反应催化剂的再 生。此催化剂含有一种载体,至少一种催化活性金属以及一定含量的卤素, 催化剂的颗粒直径在0.5-5.0mm。

本类烃转化催化剂的再生一般需要以下三个步骤:

(1)用较低含量的气体烧去催化剂表面的积炭。

(2)用较高含氧量的气体加入含卤化合物对催化剂进行处理,以补充 催化剂上的卤素。

(3)用较高含氧量的气体对催化剂进行煅烧

工程上一般用两种方法实现以上步骤:一种方法是将催化剂置于固定床 中先后分别用上述三个步骤所需的三种不同气流通过床层;第二种方法是将 催化剂置于移动床中,使之依此通过三个不同的区域,这三个区域从上至下 分别通过上述三个步骤所需的三种不同气流。其中第二种催化剂再生方法, 由于催化剂装入量少,再生效率高,可实现装置长周期运转等优点,而在工 业上得到广泛的应用,如US4578370和CN1045411A就是属于第二种方法。

US4578370采用移动床催化剂再生方法,在这种方法中,再生设备包括 一段径向催化剂移动床烧焦区、氯氧化区和煅烧区,待生催化剂经过分离槽 进行分离后,顺次通过上述三个区进行再生,在再生过程中,采用一部分温 度较高的燃烧气体作为热气流,其余的燃烧气体经过冷却后循环回烧焦区。 在该方法中,催化剂通过输送系统直接进入再生器的烧焦区,由于此类催化 剂的输送不可能严格连续,因此烧焦也不可能严格连续,造成整个过程的不 连续,这样就会造成烧焦效率低。此专利中还存在再生气体采用热循环,气 相中量大,催化剂比表面积下降快的缺点。此外,氯氧化区和烧焦区直 接相通,氯氧化区内的含氯气体可直接进入烧焦区,这样提高了对烧焦区设 备材质的要求,加大了设备投资。在CN1045411A专利中,待生催化剂由反 应器底部提升到再生器顶部的分离料斗,经淘析后进入变压设备区,在变压 区压调节下,进入再生器顶部的缓冲区,然后在重力作用下相继通过两个 径向催化剂移动床烧焦区、轴向催化剂移动床氯氧化区和轴向催化剂移动床 煅烧区,从第二个径向催化剂移动床燃烧区排出的燃烧气体,在与氯氧化区 和煅烧区出来的气体预先混合后,再送到洗涤回路,在这种方法中,由于烧 焦分两段进行,所以再生器结构复杂,再生塔标高太高,其次洗涤回路中 洗设备过于庞大。另外,分离料斗除淘析外,还充当催化剂输送过程中的低 压区,由于分离料斗的压力受各种因素的影响,压力容易产生不稳定,特别 是在开工初期,这样对催化剂输送的操作平稳性产生较大影响。

本发明的目的是提供一个可连续再生、流程简单的催化剂再生工艺,且 不存在高温含氯气体腐蚀烧焦区设备的问题,同时还可缩小碱洗设备的规 格。

为了达到上述目的,本发明提供了这样一种再生方法,含有一种载体, 至少一种催化活性金属以及一定含量的卤素,且颗粒直径在0.5-5.0mm之 间的待生催化剂,由反应器底部提升到再生器顶部的分离料斗,经淘析后进 入隔离料斗的低压区,在隔离料斗变压区的压力调节下,催化剂从低压区经 变压区进入再生器顶部的缓冲区,然后靠重力由缓冲区进入径向催化剂移动 床烧焦区,与含氧再生气体接触烧去催化剂表面的积炭,再生气循环使用, 烧焦后的催化剂在重力作用下再进入轴向催化剂移动床氯氧化区,与含氯气 体接触进行氯氧化,氯氧化后的催化剂在重力作用下,进入轴向催化剂移动 床煅烧区,在含氧气体作用下进行煅烧,煅烧后的催化剂由再生器底部离开 再生器,经脱气、还原处理后,进入反应器顶部开始下一个循环。所述的烧 焦区与氯氧化区之间只有催化剂导管相通,氯氧化区中与催化剂接触后的含 氯气体,由氯氧化区的含氯气体出口排出,经脱氯处理后进入再生循环气回 路,循环至烧焦区。

本发明的特征还在于,由氯氧化区排出的含氯气体从含氯气体出口出 来,经冷却器冷却后进入碱洗塔脱氯,与经冷却后的再生循环气混合,混合 气经干燥器、过滤器压缩机和换热器进行干燥、过滤、升压和换热后,分 两路进入加热器加热,然后进入烧焦区,其中一路用于烧焦,另一路用于调 节烧焦区底部催化剂床层的温度

本发明产生的显著效果在于,与US4578370相比,因再生器的上部增设 了缓冲区,隔离料斗置于再生器的前面,使催化剂连续地进入烧焦区,从而 实现了连续再生;其次,烧焦区与氯氧化区之间只有催化剂导管相通,催化 剂在催化剂导管底部自然堆止,阻止含氯气体进入烧焦区,这样一来就不存 在高温含氯气体腐蚀烧焦区设备的问题,降低了对烧焦区设备材质的要求; 与CN1045411A技术相比,用带有低压区和变压区的隔离料斗替代了原单独 的变压设备,使分离料斗只承担淘析的功能,从而减少了分离料斗区压力的 不稳定对再生系统平稳操作的影响;烧焦区为一段催化剂移动床,减化了流 程降低了再生器的标高,减少了设备投资;含氯气体直接抽出,单独碱洗脱 氯,缩小了碱洗设备的规格。

使用本发明还可达到另外的效果,由于再生循环气采用冷循环,使用常 温压缩机推动,减小了投资,再生器操作压力可以在0.3-1.5Mpa之间变化, 再生循环气中含水量少,可以减缓再生催化剂比表面积的减少速率,延长催 化剂的使用寿命。

下面结合附图,用具体实施例详细说明本发明,但附图并不限制本发明。

附图及图面说明:

附图1  本发明的典型流程图

实施例1:

如附图1所示,将待生催化剂由反应器25的底部提升器22提升到再 生器3顶部的分离料斗1内,在此催化剂中的粉尘被淘析出去,沉降下来 的催化剂进入隔离料斗2的低压区201,此处为催化剂循环回路中压力最 低点,在隔离料斗2的变压区202的压力调节下,催化剂从低压区201经 过变压区202进入再生器3顶部的缓冲区4,该处是催化剂循环回路中压 力最高点,在重力作用下,催化剂由缓冲区4进入径向催化剂移动床烧焦区 5,与含氧气体接触烧去催化剂表面的积炭,烧焦区的压力在0.35-1.5MPa 之间,一般为0.6-1.2MPa,催化剂的停留时间在0.5-3.0小时,催化剂焦 炭含量在0.01-10wt%范围内,此处至少有一个压力平衡口39,一个循环 气36入口,一个过热气37入口和一个再生循环气35排出口,再生循环 气36的入口温度在400--500℃之间,一般在440--480℃之间,氧含量在 0.4-1.0mol%之间,一般在0.5-0.7%之间。催化剂床层温度一般为400--550 ℃,总之其最高温度控制在使本区及氯氧化区6、煅烧区7的床层温度均 在催化剂载体允许承受的最高温度之下,经烧焦后,催化剂上的焦炭含量降 到0.02wt%以下,烧焦区的压力靠压力平衡口39调节。烧焦后的催化剂在 重力作用下,通过多条催化剂导管70进入轴向催化剂移动床氯氧化区6, 与含氯气体接触,进行氯氧化。

催化剂在催化剂导管70底部可自然堆止,阻止氯氧化区6内的含氯气 体进入烧焦区5,氯氧化区6的床层温度比烧焦区5的床层温度高10--50 ℃,一般高30℃,压力与烧焦区5相等,催化剂在此的停留时间为1-3 小时,一般为两小时左右,本区至少有一含氯气体出口34和一个含氯气体 59入口,氯气33与由煅烧区7来的含氧气体32混合,该混合气经加热 器15加热后进入氯氧化区6,含氯气体59的入口气相温度在510--550℃ 之间,一般为530℃,气相中氯含量在0.1-1.0wt%之间,氧含量在3-21mol% 之间,经过催化剂床层后的含氯气体,由氯氧化区6的含氯气体出口34排 出,经氯氧化后催化剂的氯含量达到0.5-1.5wt%,一般在1wt%,氯氧化后 的催化剂在重力作用下,进入轴向催化剂移动床煅烧区7,在含氧气体作 用下进行煅烧。从氯氧化区6排出的含氯气体从含氯气体出口34出来, 经换热冷却器19换热冷却后进入碱洗塔8脱氯,与经换热器18冷却后 的再生循环气35混和,混合气经过干燥器9、过滤器10、压缩机11和 换热器18进行干燥、过滤、升压和加热后,分两路进入加热器17、16进 行加热,由加热器17加热后的循环气36和由加热器16加热后的过热气 37分别被引入再生器3的烧焦区5,循环气36主要用于烧焦,过热气 37主要用于调节烧焦区5底部催化剂的床层温度,

在煅烧区7,催化剂床层温度比氯氧化区6的床层温度高10--50℃, 一般高30℃,本区压力是维持煅烧区7去氯氧化区6含氧气体32流量的 自动平衡压力,比氯氧化区6高,在本区内,催化剂的停留时间为1-3小 时,一般为两小时左右。含氧气体31在引入本区前先经干燥和加热,含氧 气体经过催化剂床层后,一股含氧气体32被抽出后去氯氧化区6,过量部 分经由管线38被放空,煅烧后的催化剂由再生器3底部离开再生器,进 入缓冲区20,经过脱气后,由提升器21提升到反应器25顶部缓冲区23, 然后进入还原区24,在氢环境下,对催化剂表面上的金属进行还原处理, 使催化剂恢复活性后进入反应器25开始下一个循环。

在本实施例中,提升器22中的提升气54,提升器21中的提升气53, 分离料斗1中的淘析气45均采用氮气,用压缩机12循环,隔离料斗2中 的输送气流57也采用氮气,这与采用氢气作介质相比,既经济,又安全。

本实施例可以很好地实现本发明的目的,达到本发明的效果。

显然,在本实施例中,反应器25也可是多级反应器在竖直方向重叠布 置或水平方向上并列布置,从再生器3出来的催化剂也可以先脱气,还原 后再提升到反应器25顶部。

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