在氯化區域中使用擋板以使催化劑連續再生的製作方法
2023-10-10 19:30:29
專利名稱：在氯化區域中使用擋板以使催化劑連續再生的製作方法
技術領域：
這裡描述的系統和方法總體上涉及失效的烴轉化催化劑的修復(recondition) 以便在烴轉化反應中可以重複使用催化劑的技術，並且更具體地涉及引導和控制催化劑再生塔內的流的分布和流動。
背景技術：
用於烴轉化的催化方法是眾所周知且被廣泛使用的。在這些方法中所使用的催化劑總是由於一種或多種原因而失效。在焦炭沉積的積累導致所述失效的情況下，去除焦炭沉積以修復催化劑能夠恢復催化劑的活性。通常通過使含有焦炭的催化劑在高溫下與含氧氣體接觸以可燃地去除焦炭的再生操作來從催化劑去除焦炭。再生可以就地實施，或者可以從發生烴轉化的容器中移出催化劑並將其輸送到用於焦炭去除的單獨的再生容器中。連續地或半連續地從再生容器中的用於去除焦炭的反應區域移出催化劑顆粒的布置是眾所周知的。在連續的或半連續的催化劑再生方法中，在焦炭被燃燒的再生容器中，載有焦炭的顆粒至少周期性地被加入催化劑床和從催化劑床抽取。隨著焦炭的燃燒，延伸穿過催化劑床的一部分的劇烈燃燒的區域逐漸發展。在這種劇烈燃燒之後，需要修復某些催化劑以恢復其效力。例如重整催化劑通常包含含氯化物的化合物和通常為鉬的貴金屬。這些催化劑需要修復以將貴金屬的活性恢復至其高催化狀態並且補充催化劑上的可能在反應區域中或焦炭燃燒過程中損失的氯化物。用於重整催化劑的修復通常包括在再生容器的氯化區域中與含氯化物的化合物接觸以重新分配鉬金屬和補充可能從催化劑損失的氯化物，接著是乾燥步驟以減少催化劑的含溼量，最後是還原步驟以將鉬金屬從各種氧化狀態轉化到還原金屬狀態。
發明內容
這裡描述的系統和方法涉及引導和控制催化劑再生容器的氯化區域內的氣流的流動。一方面，本發明提出了一種催化劑再生容器中的氯化區域，該氯化區域包括外部混合腔、內部混合腔和催化劑床。所述外部混合腔在氯化區域的外邊緣處。所述外部混合腔可以包括下部部分和上部部分。外部混合腔的下部部分可以包括至少一個將乾燥空氣流注入外部混合腔的空氣管嘴、至少一個將氯輸入流注入外部混合腔的氯輸入管嘴，以及至少一個第一擋板。所述催化劑床可以位於氯化區域的中央。所述內部混合腔可以置於外部混合腔與催化劑床之間。另一方面，本發明提出了一種催化劑再生容器中的氯化區域，該氯化區域包括外壁、向下延伸的氯化區域壁，以及置於向下延伸的氯化區域壁與外壁之間的向上延伸的氯化壁。外壁和向上延伸的氯化壁可以限定出外部混合腔。外部混合腔可以包括下部部分和上部部分。外部混合腔的下部部分可以包括至少一個將乾燥空氣流注入外部混合腔的空氣管嘴、至少一個將氯輸入流注入外部混合腔的氯輸入管嘴，以及至少一個第一擋板。向下延伸的氯化壁和向上延伸的氯化壁可以限定出內部混合腔。第二擋板可以位於向上延伸的氯
化壁上方。
為了闡明和描述的目的，選取了如附圖中所示的構成說明書的一部分的具體實例。圖1示出了催化劑再生容器的截面圖；圖2示出了圖1的催化劑再生容器的氯化區域的放大圖；圖3示出了圖2的氯化區域的區段3的詳細視圖。
具體實施例方式圖1示出了催化劑再生容器10的截面圖。可以通過一個或多個例如催化劑輸入管12的輸入管將包含失效催化劑顆粒的失效催化劑流100引入再生容器10。失效催化劑顆粒包含焦炭，並且可以包含例如按重量計5%的焦炭。包含經再生的催化劑的再生催化劑流102通過底部管嘴13離開再生容器10。從底部管嘴13抽取再生催化劑流102可以控制通過催化劑再生容器10的催化劑的流量，並且該抽取可以是連續的或間歇的。催化劑再生容器10的布置可以提供通過再生容器10的連續的、向下的催化劑流路。優選地，催化劑再生容器10內的連續的催化劑流路的全部容積在催化劑再生容器10的運行過程中保持充滿催化劑。再生容器10可以具有上部燃燒區域14。失效催化劑顆粒可以從一個或多個催化劑輸入管12被分配到催化劑床20內。再生容器10可以優選地為柱形，並且催化劑床20 可以具有延伸的環面構型。外部柱形隔板22和內部柱形隔板M可將失效催化劑顆粒保留在延伸的環形床的布置結構中。優選地，隔板22和M中的一者或兩者使得所述床具有錐形構型。恰在再生容器10的殼體內側到隔板22的外側之間的環形空間可以限定出用於接納含氧再生氣體104的輸入腔沈。隔板M內的容積可以限定出中央收集腔觀。含氧再生氣體104或循環氣體可以通過管嘴30進入輸入腔26。含氧再生氣體104可以流經床20並通過位於燃燒區域14的上部中的上部管嘴32從收集腔離開燃燒區域14。可以使用一個或多個密封氣體入口 16來將密封氣體112注入位於一個或多個催化劑輸入管12的底部處的催化劑上方的氣體空間中。密封氣體流112可以與再生氣體104具有相同的成分。密封氣體流112可以經過催化劑向下流動，進入中央收集腔觀，並且與再生氣體104混合。在燃燒區域14中通過燃燒去除焦炭可以生產焦炭耗盡的失效催化劑顆粒。失效催化劑顆粒可以從燃燒區域14的床20向下流動進入以緻密床34的形式保持催化劑的氯化區域200。失效催化劑顆粒可以通過隔板出口 36進入由形成緻密床34的向下延伸的氯化區域壁37限定的開放容積。可以包含氯化合物(chlorine compound)輸入流106與乾燥氣體108組成的混合物的氯化氣體可以在進入氯化區域200的緻密床34 的底部之前經過兩通道擋板系統38。氯化合物輸入流106可以經至少一個氯輸入管嘴40 進入擋板系統38。可選地，再生容器10可以具有優選地位於再生容器的相對兩側並且彼此成180°角的兩個氯輸入管嘴40。優選地，氯輸入流106為蒸氣形式，以防止酸性液滴進入擋板系統38。可在至少一個氯輸入管嘴40的上遊加入小型蒸發加熱器，以確保氯化合物輸入流106被完全蒸發。氯化氣體在與氯化區域200的緻密床34中的催化劑顆粒接觸後，可以向上進入中央收集腔28。當氯化氣體進入收集腔觀上部時，該氯化氣體可以為隨循環氣體返回燃燒區域的失效再生氣體供氧，由此提供進一步燃燒來自催化劑顆粒的焦炭所需的氧。氯化區域200產生經氯化的催化劑，經氯化的催化劑可以通過繞錐形擋板42流動而從緻密床34向下流至乾燥區域41，進入由錐形擋板42的下部柱形部分43和截錐形擋板44的下部柱形部分限定的環形阻滯區域45。保留在擋板44和43之間的環形容積的催化劑可以提供氣體密封，以限制乾燥氣體向上流經催化劑顆粒進入緻密床34。離開環面45 的催化劑顆粒形成了由下部乾燥擋板48限定的乾燥區域41的中央緻密床46。乾燥氣體108可以經由管嘴50進入乾燥區域41並且向下流經由容器10的壁和下部乾燥擋板48的外側限定出的環面52。環面52可以圍繞乾燥區域41的中央緻密床46 的周圍分配乾燥氣體108。乾燥氣體可以在其向上經過乾燥區域46時帶走溼氣。由環面45 造成的壓力下降可以迫使大部分向上流動的乾燥氣體108進入環面M。容器10的殼體的內側與上部乾燥擋板44的外側之間的空間可以限定出環面M。載有溼氣的乾燥氣體108 的至少一部分可以從環形空間M進入擋板系統38。進入擋板系統38的乾燥氣體108的流動的控制可以通過限制從空間M進入擋板系統38的流通面積進行調節。乾燥區域41 傾向於使用與經由氯化區域200向燃燒區域供氧所需的乾燥氣體108相比更多的乾燥氣體 108。為此，乾燥氣體108的過量部分可以通過管嘴56排出。來自乾燥區域41的經乾燥的催化劑顆粒可以繼續向下進入冷卻區域58。上部冷卻擋板59和帶有中央柱形部分61的錐形冷卻擋板60可以接納來自乾燥區域41的經乾燥的催化劑顆粒並且將經乾燥的催化劑顆粒保持於在柱形部分61和上部冷卻擋板59的內側之間限定出的環面62中。經乾燥的催化劑的中央緻密床67可由乾燥擋板64的中央部分限定。經乾燥的催化劑的中央緻密床67可以接納來自環面62的催化劑。冷卻氣體110可以通過管嘴66進入冷卻區域58並且可以向下流經環形空間68以便在緻密床冷卻區域的整個周緣上分配冷卻氣體。冷卻氣體110可以向上流經緻密床67，並且由環形空間62中的催化劑顆粒的積累所引起的壓力下降可以將大部分冷卻氣體110轉移到環形空間70中。 管嘴72可以從冷卻區域58抽取冷卻氣體110。來自冷卻區域的經冷卻的催化劑顆粒可以向下繞過錐形擋板74，並通過管嘴13排出再生容器10。氯化區域200的詳細視圖如圖2和圖3所示。氯化區域200可以大體為柱形，並且可以包括位於氯化區域200的中央的催化劑床34、位於氯化區域200外邊緣處的外部混合腔80以及置於催化劑床34與外部混合腔80之間的內部混合腔82。含溼氣的乾燥氣體可以通過至少一個空氣管嘴208注入氯化區域200。乾燥氣體可以被注入氯化區域200的外部混合腔80，並且可以向上流經外部混合腔80。至少一個氯輸入管嘴40可以優選地將氯輸入流注入與乾燥氣體直接接觸。如上面論述的，再生容器10可以具有優選地位於再生容器的相對兩側的兩個氯輸入管嘴40。在這樣的實例中，再生容器也優選地包括也位於再生容器的相對兩側、彼此成180°角的兩個空氣管嘴208。優選地，每個空氣管嘴208位於氯輸入管嘴40的緊下方。向下延伸的氯化區域壁37、外壁212以及可置於向下延伸的氯化區域壁37與外壁212之間的向上延伸的氯化壁84可以限定出外部混合腔80和內部混合腔82。內部混合腔 82可以優選地為環形。外部混合腔80可以具有下部部分206和上部部分210。至少一個空氣管嘴208可以位於下部部分206的底部處，並且至少一個氯輸入管嘴40可以位於空氣管嘴108上方， 優選地位於緊上方。外部混合腔80的上部部分210優選地為環形，並且具有在再生容器10 內的周界。外部混合腔80的下部部分206可以具有高度X、寬度Y和長度Z。下部部分206 優選地不為環形，並且下部部分206的寬度Y優選地小於上部部分210的周長的一半。寬度Y可以作為弧被測量。外部混合腔的長度Z從外壁212延伸到向上延伸的氯化壁84。第一擋板202可以位於氯輸入管嘴40上方，並且可以在外部混合腔80的下部部分206內。第一擋板202可以具有與外部混合腔的下部部分206的長度Z相等的長度。所述第一擋板可以具有小於外部混合腔80的下部部分206的長度Y的長度，並且可以優選地具有小於或等於外部混合腔80的下部部分206的長度Y的一半的長度。第一擋板202可以是金屬板，並且可以是平的或彎曲的。第二擋板204可以位於向上延伸的氯化壁84上方。第二擋板204可以為環形，並且可以從外壁212延伸到向下延伸的氯化壁37。第二擋板204可以是金屬板，並且可以是平的或彎曲的。實際上，在外部混合腔80的下部部分206中的氯輸入氣體流與乾燥氣體之間的接觸引起迅速混合從而形成氯化氣體。一旦乾燥氣體和氯輸入氣體由於氯輸入氣體的注入而接觸，它們則會遇到能夠促進兩種氣體混合的第一擋板202。兩種混合氣體流的體積在它們通過外部混合腔80上升期間趨於增加，並且可以在外部混合腔80的上部部分210的環形區域內擴張。然後，兩種混合氣體流會遇到第二擋板204，並且被向下引導到內部混合腔82 內並與氯化區域200的催化劑床34接觸。儘管未被任何特定的理論約束，可以相信第二擋板204能夠起到控制混合氣體的膨脹或體積增加以及減少對催化劑床34的幹擾量的作用。綜上所述，可以理解儘管為了說明的目的在這裡描述了具體的實例，但是可以在不偏離本發明的精神或範圍的情況下做出各種更改。因此，前面的詳細描述應被理解為說明性的而非限制性的，並且應該理解包括所有等同方案的下述權利要求用於具體地指出和清楚地主張要求保護的主題。
權利要求
1.一種催化劑再生容器中的氯化區域，所述氯化區域包括在所述氯化區域的外部邊緣處的外部混合腔，所述外部混合腔包括下部部分和上部部分，所述外部混合腔的下部部分包括至少一個將乾燥空氣流注入所述外部混合腔的空氣管嘴、至少一個將氯輸入流注入所述外部混合腔的氯輸入管嘴，以及至少一個第一擋板；位於所述氯化區域中央的催化劑床；和置於所述外部混合腔與所述催化劑床之間的內部混合腔。
2.根據權利要求1所述的氯化區域，其特徵在於，所述外部混合腔和所述內部混合腔由向下延伸的氯化區域壁、外壁以及置於所述向下延伸的氯化區域壁與所述外壁之間的向上延伸的氯化壁限定。
3.根據權利要求2所述的氯化區域，其特徵在於，所述氯化區域還包括位於向上延伸的氯化壁上方的第二擋板。
4.根根據權利要求3所述的氯化區域，其特徵在於，所述第二擋板從所述外壁延伸至所述向下延伸的氯化壁。
5.根據權利要求1所述的氯化區域，其特徵在於，所述內部混合腔為環形。
6.根據權利要求1所述的氯化區域，其特徵在於，所述外部混合腔的上部部分為環形並具有一周長。
7.根據權利要求6所述的氯化區域，其特徵在於，所述外部混合腔的下部部分具有小於所述上部部分的周長的一半的寬度。
8.根據權利要求5所述的氯化區域，其特徵在於，所述第一擋板的長度小於所述外部混合腔的下部部分的長度。
9.根據權利要求1所述的氯化區域，其特徵在於，所述第一擋板位於所述至少一個氯輸入管嘴上方。
10.根據權利要求1所述的氯化區域，其特徵在於，所述第一擋板具有從所述外壁延伸至所述向上延伸的氯化壁的長度。
全文摘要
催化劑再生容器包括氯化區域，所述氯化區域包括外部混合腔、內部混合腔和催化劑床。外部混合腔可以包括下部部分和上部部分，外部混合腔的下部部分包括至少一個將乾燥空氣流注入外部混合腔的空氣管嘴、至少一個將氯輸入流注入外部混合腔的氯輸入管嘴，以及至少一個第一擋板。所述氯化區域也可以包括將混合的乾燥空氣流和氯輸入流從外部混合腔引導到內部混合腔的第二擋板。
文檔編號B01J38/42GK102307664SQ201080006899
公開日2012年1月4日 申請日期2010年1月14日 優先權日2009年2月6日
發明者B·孫, P·A·瑟克裡斯特 申請人:環球油品公司