轉移顆粒的方法

2023-06-13 15:06:16 6

專利名稱：轉移顆粒的方法
轉移顆粒的方法
背景技術：
本發明整體上涉及固體顆粒傳輸領域。具體而言，本發明涉及從上部區域經中間區域向下部區域轉移顆粒的方法和裝置。更具體地，本發明涉及包括反應區、再生區和顆粒轉移區的烴轉化工藝，其中催化劑移動穿過這些區。有許多化學工藝都需要使流體與固體顆粒例如吸附劑和催化劑物接觸。經常地， 化學反應和物理現象都在接觸區內發生預定的時長，例如在反應區或吸附區內。在許多這類工藝中，顆粒在兩個或多個容納顆粒的容器之間傳輸。取決於工藝，顆粒可因各種原因被傳輸。例如，為了利用不同的處理條件以改善提高產品的產率和/或純度，可將顆粒從一個接觸容器或區域傳輸到另一個接觸容器或區域之中。又例如，可將顆粒從反應區傳輸到再生區中以將顆粒恢復，並在恢復之後，可將顆粒傳輸回到反應區。可以將顆粒以足以保持期望的連續接觸工藝的連續或半連續的方式導入或導出容器或區域。催化劑在期間傳輸的容器不必相鄰。催化劑從其傳輸的源容器的出口可以與催化劑向其傳輸的目標容器的入口相距相當大的水平或垂直距離。通過管道風力輸送是公知且常用的傳輸催化劑經過垂直或水平距離的方法。風力輸送的一個特點在於，由於貫穿起源地與目標地之間的管線的壓差，目標地的壓力必須小於起源地的壓力以配合貫穿風力輸送系統的壓降。然而，工藝條件可能要求目標容器在比該值(源壓力減去風力輸送系統的壓降)高的壓力下操作。實例包括將顆粒在保持在不同壓力下的兩個區域之間循環；以及將顆粒從一個容器向另一個容器轉移，這兩個容器都保持在相同的壓力下。在這種條件下，單獨的風力輸送系統不足以轉移顆粒。閘鬥倉常用於將顆粒從壓力較低的區域轉移到壓力較高的區域。閘鬥倉與風力輸送聯合使用也是本領域公知的，用於將顆粒在保持在不同壓力下的容器或區域之間轉移。 首先，閘鬥倉將顆粒從上部的、低壓源區域轉移到中部區域，然後到下部高壓區域。然後，風力輸送系統將顆粒從高壓區域轉移到目標區域。儘管目標區域的壓力低於高壓區域，但是目標區域的壓力可以高於低源壓區域。本領域中，術語「閘鬥倉」用於命名上部、中部和下部區域的組合，並且「閘鬥倉」也僅用於命名中部區域。在一種實例中，通過位於連接這些區域的管道或轉移管中的閥控制自上部容器進入中部區域以及離開中部區域進入下部區域的顆粒流。閥可以是雙關-洩球閥。由此，當下部閥關閉時，可以通過上部閥將一批顆粒轉移到中部區域。然後可以通過關閉上部閥而將中部區域隔離。可將各種管道與該隔離的容腔連接，以引入或引出流體相，通常為氣體， 或者改變中部區域內部的壓力。例如，再生催化劑可進入該容器，在被轉移到壓力高於該再生催化劑的反應器之前，先用氮氣吹掃以除去氧氣，再用氫氣充壓。在催化劑離開該中部區域之後，在再次填充催化劑之前，用氮氣吹掃該中部區域以除去氫氣。US4, 576，712披露了一種方法和裝置，用於在兩個區域中保持實質上連續的氣流通過顆粒固體。採用無閥閘鬥倉系統將固體從低壓區域轉移到高壓區域。在區域之間轉移顆粒的同時保持氣流而不使用行動裝置如閥。US4, 872，969披露了一種方法和裝置，採用了顆粒收集和顆粒轉移管道來控制顆粒在壓力不同的區域之間的轉移。採用無閥閘鬥倉系統將固體從低壓區域轉移到高壓區域，該系統從收集區域經顆粒收集管道排空所有氣體。氣體的排空通過改變區域間轉移管道的尺寸來實現。如本領域公知，顆粒的物理性質與基本工藝信息，如上部和下部區域中的操作壓力以及可接受的氣體流速範圍，都是初始設計信息。工藝從該初始設計信息以及標準顆粒與氣體工程原理出發而設計，以日常提供穩定的操作單元。令人驚奇地，已經發現在具體的單元中主要以穩定的方式運行但也經歷零星的擾動。這些擾動包括顆粒從一個區域突然湧入另一個區域，這會使顆粒流向倒轉；相對於將被影響的單元以及將在被影響的單元內經歷擾動的顆粒轉移循環，這些擾動是不可預知的。儘管遵循相同的設計方法，仍然發生這些擾動。這類擾動打斷顆粒的一致性流動並會有形地損害顆粒和設備。因而，期望消除這些零星的擾動以使對設備和顆粒的損害最小化並確保顆粒的一致性流動。顆粒的一致性流動以及轉移包括一系列能夠以循環方式重複以分批地轉移顆粒的步驟。儘管設備中任何特定的循環期間是否會發生擾動仍然是不可預知的，但是我們已經發現擾動通常發生在中部區域減壓步驟或中部區域清空步驟期間。我們的發明提供一種改善的方法和步驟，其消除所有的或者許多這類零星的擾動而不對絕大部分不經歷擾動的操作單元或循環產生負面影響。發明概述本發明是一種用於將顆粒從上部區域經中部區域向下部區域轉移的方法和設備， 其中區域之間通過無閥管道連接。下部區域可以具有高於上部區域的壓力。下部區域內的部件與無閥管道顆粒連通。顆粒從上部區域向下部區域的轉移通過改變中部區域的壓力以及向上穿過無閥管道的氣體流速來控制。部件在下部區域內將顆粒流阻隔。在寬範圍的實施方式中，本發明為一種方法，用於將顆粒從上部區域經中部區域向下部區域轉移，包括將第一氣流引入下部區域；將顆粒經上部無閥管道從上部區域向下轉移到中部區域，並將氣體經下部無閥管道從下部區域向上轉移到中部區域中；將中部區域增壓；將顆粒經下部無閥管道從中部區域向下轉移到下部區域，在下部區域中用不透過顆粒的具有平坦表面的部件將顆粒流阻隔，並將氣體經上部無閥管道從中部區域向上轉移到上部區域中；以及將中部區域減壓。在另一個寬範圍的實施方式中，本發明為一種用於轉移顆粒的裝置，包括上部區域；中部區域；下部區域；位於下部區域內的部件，該部件不透過顆粒且包含平坦的表面； 上部無閥管道，從上部區域向中部區域延伸；下部無閥管道，從中部區域向下部區域延伸， 下部無閥管道包含出口，該出口位於部件的平坦表面的上方且與之垂直對齊；氣體入口管道，為下部區域提供流體連通；以及與中部區域流體連通的第一氣體管道。在另一個寬範圍的實施方式中，本發明為移動床烴轉化工藝，包含使向下移動穿過反應區的催化劑與烴進料接觸；從反應區取出催化劑；將該催化劑傳送到再生區，其中催化劑向下移動穿過再生區；從再生區取出催化劑並將催化劑向下傳送至顆粒轉移裝置的上部區域；將第一氣流引入該顆粒轉移裝置的下部區域中；將催化劑經上部無閥管道從顆粒轉移裝置的上部區域向下轉移到中部區域，並將氣體經下部無閥管道從下部區域向上轉移到中部區域中；將中部區域增壓；將催化劑經下部無閥管道從中部區域向下轉移到下部區域，在下部區域中用不透過顆粒的具有上平坦表面的部件將催化劑流阻隔，並將氣體經上部無閥管道從中部區域向上轉移到上部區域中；將中部區域減壓；將催化劑從下部區域傳送到反應區；其中下部區域的壓力高於上部區域的壓力。
附圖簡介

圖1是代表性視圖，描述在不同容器中的裝置的區域以及下部區域中部件的實施方式。圖2是代表性視圖，描述下部區域中的部件的另一種實施方式以及用在本發明一種實施方式中的氣體管道的排布。圖3圖示本發明所包含的部件、氣體管道和無閥管道的其他實施方式，並表明裝置的區域可在單一容器中。圖4A-4C圖示下部無閥管道的出口在分別對應圖1-3的部件的平坦表面上的投影。圖5A-5D圖示本發明所包含的下部區域中的部件以及下部無閥管道的其他配置。附圖僅欲舉例說明本發明，不欲將本發明的範圍限定為權利要求中所列的範圍。 繪圖為表示有助於理解發明的示例性實施方式的簡圖。本領域所公知的細節可以不示出， 例如錐形導流器(cone deflector)、控制閥、儀表設備以及類似的對本發明的理解並非必需的硬體。發明詳述本發明可用於將固體顆粒物從上部區域經中部區域向下部區域轉移，其中下部區域的壓力高於上部區域的壓力。本發明轉移顆粒而不採用行動裝置如閥來阻塞顆粒流動路徑。通常，將接收在上部區域中的顆粒經上部無閥豎管或轉移管道轉移到中部區域中。用下部無閥豎管或轉移管道將顆粒從中部區域向位於下部區域中的阻隔體或部件轉移。由此， 區域、無閥管道以及阻隔體或部件可以顆粒連通，並且無閥管道可以提供顆粒連通。本發明可用在各種壓力單元之中或之間以轉移顆粒，如催化劑和吸附劑。本發明的上部區域可以接收來自另外的工藝處理區域的顆粒，下部區域可以向另一另外的工藝處理區域釋放顆粒。例如，相關處理單元可以包括另外的作為反應區運行的容器，其向上部區域提供催化劑顆粒，下部區域可將催化劑釋放到另外的處理容器，如風力輸送裝置的進料鬥，該處理容器同樣會將催化劑釋放到另一個反應區的頂部。在另一種實施方式中，可以排布本發明以使上部區域和/或下部區域與處理單元整合，從而一個或多個處理步驟，或其部分，在上部和/或下部區域中或者在含有上部和/或下班區域的容器中進行。例如，上部區域可以是處理單元的還原區容器的下部或者是整個還原區容器；和/或下部區域可以是處理單元的緩衝(surge)容器的上部或者是整個緩衝容器。緩衝容器反過來可將顆粒引入該相同或不同處理單元的其他區域中。本發明可以連通或者可以包含處理單元的一部分，提供該處理單元以改變與顆粒接觸的流體。例如，處理單元可以包括在反應區中使催化劑與含烴和/或氫的氣體接觸， 以及在再生區中用含氧的氣體從催化劑除去沉積的碳。當催化劑在反應區和再生區之間轉移時，必須小心以防烴/氫氣氛與氧氣氛的混合。可採用本發明的烴轉化工藝的例子包括烷基化、加氫重整、加氫裂化、脫氫、加氫、加氫處理、異構化、脫氫異構化、脫氫環化以及蒸汽重整。可採用本發明的一種廣泛應用的烴轉化工藝為採用催化劑顆粒的催化重整。示例性的反應以及再生區域例如描述在US5，858，210中。本發明的上部、中部和下部區域可以是經無閥轉移管道連接的分隔的容器或分隔的容器的部分。在其他實施方式中，單一容器中可以含有兩個或多個上部、中部和下部區域，並且通過容器內的間隔物分隔。本發明的上部、中部和下部區域還可以提供相關處理單元的一個或多個功能或處理步驟。在一種實施方式中，上部、中部和下部區域足夠垂直對齊，以使至少部分催化劑從較高高度的至少一個容器以重力流動到較低高度的至少一個容器中。進出中部區域的顆粒流可以通過調節中部區域的壓力、穿過每個無閥顆粒轉移管道的氣體的流速以及氣體流動路徑來控制。相同的基本方法步驟可以通過氣體和顆粒管道的用以引入、排出和改變用於控制顆粒轉移的氣體流動路徑的各種配置來實現。 US4, 576，712和US4，872，969披露了不同的用以控制顆粒轉移的方法和裝置，在此全文引入作為參考。本發明可以採用相同的基本方法步驟，並不限於氣體流動路徑和管道的任何特定配置。現有配置和控制模式完全適合用於本發明。從上部區域10向下部區域30轉移顆粒的方法可以通過重複以下四步循環來實現，而無因活動設備如閥導致的顆粒轉移路徑的堵塞1)裝填和裝載步驟，將顆粒從上部區域向中部區域轉移；幻增壓步驟，提高中部區域的壓力；幻排空步驟，將顆粒從中部區域向下部區域內的障礙體和部件轉移；以及4)減壓步驟，降低中部區域的壓力。步驟可以重疊。例如，在中部區域的壓力正在增加或降低的同時開始顆粒的轉移，以及在顆粒正在轉移的同時開始增加或降低中部區域的壓力。單一循環使得一批顆粒從上部區域轉移到下部區域。完成一個循環所需的時間即循環時間將取決於各種因素，包括顆粒的性質；該批次的大小，或每次循環轉移的顆粒量；改變中部區域的壓力所需的時間。本發明不受循環時間的限制。在一種實施方式中， 循環時間可以是50秒。在另一種實施方式中，循環時間可以是少於10分鐘，該循環時間可以在2分鐘與4分鐘之間。控制器如工藝控制計算機以及可編程控制器可用於調節循環。 控制器可以接收各種輸入，例如顆粒水平面傳感器、壓力計或指示器、壓差傳感器、以及計時器(例如對單個步驟和/或整個循環)的信號。控制器還可以發送信號，例如用以開啟、 關閉以及調整閥以控制各種氣流的流動模式和速度。這類控制器和相關的信號未在圖中示出，因為它們對於本發明不是必要的且為技術人員所公知。現在結合圖1描述本發明寬範圍的實施方式。在該方法的步驟1中，顆粒從上部區域10經上部無閥管道40向中部區域20轉移。上部和中部區域在步驟1期間為大致相同的壓力。經上部無閥管道40上升的氣體，即使有，也不足以將顆粒保持在管道40中。步驟1期間，氣體可以經氣體入口管道11進入下部區域30。氣體還可以從未示出的相關處理區域進入下部區域30。閥12可以調節流入下部區域30的氣體量，該流速可以在本發明中獨立地以未示出的手段進行改變以控制下部區域30的壓力。選擇氣體以與被轉移的顆粒相容，並且可以是與用在相關處理單元中的氣體相同的氣體。氮氣、氫氣和空氣都是可以採用的非限制性的氣體實例。步驟1期間，氣體經下部無閥管道50以足以將顆粒保持在管道內的速度從下部區域30向上流動，由此使中部區域20充滿顆粒。可以採用氣體流動路徑的各種配置方式。 例如，從下部無閥管道50進入中部區域20的氣體的一部分可以經氣體管道15流道上部區域10，如圖2所示。在另一種未示出的實施方式中，該氣體的一部分可以經氣體管道15流到另外的目的地或者簡單地排放。在圖3所示的實施方式中，其描述了在一個容器中的裝置的三個區域，上部無閥管道40具有比下部無閥管道50大的直徑，使得所有進入中部區域 20的氣體都可以以不足以將催化劑保持在其中的流量流過上部無閥管道40。上部40和/或下部50無閥顆粒轉移管道可以具有限制構造，即，與各管道的其餘部分相比，較小的顆粒流動橫截面。限制構造的橫截面(如果存在)以及管道的其餘部分可以是任何規則的或不規則的形狀，包括圓形、橢圓形、正方形、四邊形和三角形。管道的橫截面形狀可以相同或者沿其長度變化，並且上部無閥管道40和下部無閥管道50中的可以相同或不同。限制構造的橫截面以及管道的其餘部分可以具有不同的形狀或相同的形狀。 限制構造可以位於管道的下部，即在各管道高度的下部1/3內。限制構造可以由各種方式構建，包括將管道卷邊、採用嵌入物以及形成帶限制構造的管道。限制構造可以位於接近管道最底端的出口。在一種實施方式中，管道或其部分向出口逐漸縮小以在出口處形成限制構造。上部無閥管道40和下部無閥管道50的類型、橫截面形狀和/或限制構造的位置可以相同或不同。當中部區域20被顆粒填充至其操作容量時，步驟1結束。如圖1中所示，上部無閥管道40可以延伸進入中部區域20以界定其操作容量。即，當中部區域中的顆粒積累至達到上部無閥管道出口 45時，顆粒停止流入中部區域。由此，可以有這樣的連續顆粒團(mass)， 即其來自上部區域10的下部，穿過上部無閥管道40、中部區域20和下部無閥管道50。在另一種實施方式中，中部區域20的操作容量是預定的，並且用未示出的非必須的上部水平面傳感器來檢測顆粒何時升到該預設水平面。在這種實施方式中，顆粒無需達到上部無閥管道出口 45，並且上部無閥管道40無需延伸穿過中部區域20的外殼。在另一種實施方式中，中部區域20的操作容量可由預設的時間間隔確定。採用可調節的時間間隔或水平面預設點，使得能夠從循環到循環改變每批顆粒的量。當中部區域完成填充後，可以測量顆粒的水平面和/或時間增量，並發送信號給控制器以啟動步驟2。由此，如果在步驟1結束時顆粒在上部無閥管道出口 45之下，顆粒還可以在步驟2開始之後連續流入中部區域20 —段時間。在另一種實施方式中，顆粒可以在循環中的該點停止流動，設備可以保持將中部區域填充至其操作容量，直至期望繼續顆粒轉移循環。循環的這部分也可以稱為獨立保持或準備步驟。例如，在圖2所示的實施方式中，將閥16關閉迫使所所有的氣體向上通過無閥管道，由此停止顆粒流出上部和中部兩個區域。類似地，在圖3所示的實施方式中，除了閥12 之外，還可打開閥14，以實現同樣的效果。在循環的步驟2中，提高中部區域20中的壓力。中部區域的壓力可以提高至阻止顆粒從上部區域的遷移。在一種實施方式中，中部區域的壓力提高至與下部區域30的高壓相平衡。這可以通過將氣體經氣體管道13引入中部區域20來實現。引至氣體管道30的氣體可以自各種來源供應，包括但不限於氣體入口管道11、下部區域30和另外的供應源如相關或其他處理單元中的設備集管(facility header)和其他區域。在圖2所示的實施方式中，閥14開啟、閥16關閉，以將中部區域20增壓。在圖3所示的實施方式中，通過開啟閥14並關閉閥12來將中部區域20增壓。當循環從步驟2移至步驟3時，無需改變氣體的流動路徑。然而，如上所闡述的，存在大量的氣體流動路徑的路線設計方式，以控制期望的顆粒移動。由此，本發明包含改變步驟2和步驟3之間和/或之內的氣體流動路徑以平衡中部和下部區域的壓力並將顆粒保持在上部無閥管道40之中。步驟3可以稱作循環的清空步驟。隨著中部區域和下部區域的壓力平衡，顆粒開始從中部區域20經下部無閥管道50流向位於下部區域30內的阻隔體或部件60。即，部件 60在下部區域30內將顆粒流阻隔。步驟3期間，氣體經上部無閥管道40以足以防止顆粒從上部區域10轉移進入中部區域20的速度向上流動。當顆粒流出下部無閥管道50時，中部區域20中的顆粒水平面下降。中部區域20中的最小顆粒水平面可以用於降低下部無閥管道50的長度要求。這可以通過各種方式實現，例如對轉移採用預設的時間間隔、測量已經進入下部區域30的顆粒量以及測量保留在中部區域20中的顆粒水平面。例如，低位傳感器25可以檢測顆粒在低位設定點的缺失，並發送信號給控制器以啟動對中部區域的減壓或排空，步驟4。可以採用多個輸入來控制顆粒轉移循環步驟。在一種實施方式中，步驟 3的時長可以由帶低位傳感器25的計時器控制，該傳感器用於如果顆粒下落到低於最低位設定點則儘早啟動步驟4。在步驟4即減壓步驟中，可以降低中部區域20的壓力以平衡中部和上部區域的壓力。在另一種實施方式中，可以降低中部區域壓力以停止顆粒從中部區域轉移。這可以例如通過重建用在步驟1中的氣流來實現。由此，在圖2的實施方式中，可以關閉閥14和開啟閥16，以使下部無閥管道50中向上的氣體通量足以將顆粒保持在其內，同時足量的氣體流過氣體管道15以平衡上部和中部區域之間的壓力。在未示出的實施方式中，部分氣體可經氣體管道15流向另外的目的地或者簡單地被排空。在圖3所示的實施方式中，將閥14 關閉並將閥12開啟以重建該實施方式的步驟1的氣體流動路徑。當中部區域20的壓力在步驟4中降低以與上部區域10平衡以及在步驟2中增加以與下部區域30平衡時，可以理解被平衡的兩個區域(較高的和較低的)壓力可以相同或者不同。例如，如果兩個被平衡的區域之間存在相同的氣流，或者，如果它們各自獨立地控制，也可以存在壓差。而且，並不要求被平衡的兩個區域的較低區域的壓力與較高區域的相同或者比其低。即，即使較低區域的壓力比較高區域的壓力高，顆粒也可以從較高的區域向各自較低的區域轉移。對圖2和圖3的實施方式所述的氣體流動路徑表明本發明可以為整個循環的每個上部、中部和下部區域提供連續流動的氣體。此外，圖2的實施方式提供在整個循環中提供不間斷的氣流從下部區域經中部區域進入上部區域。在未示出的另一種實施方式中，可以採用各種氣體管道來控制中部區域的壓力以及穿過上部和下部無閥顆粒轉移管道的氣體流速，以調整顆粒的移動，如文中所述。可以理解文中所用步驟的數目為任意的，並且可以考慮以任意步驟開始轉移循環，且每個步驟在循環期間至少採用一次。本發明包含各種順序的步驟，一些步驟可以在顆粒從上部區域向下部區域的單批轉移期間重複。例如，轉移循環期間，步驟1和/或3中的顆粒轉移可以被多次採用步驟2和4而打斷。由此，在一種實施方式中，步驟順序可以為
1-將顆粒從上部區域轉移到中部區域；2-提高中部區域的壓力以停止顆粒的轉移；4-降低中部區域的壓力以平衡中部與上部區域的壓力；1-將顆粒從上部區域轉移到中部區域;
2-提高中部區域的壓力以平衡中部與下部區域的壓力；3-將顆粒從中部區域向下部區域內的部件轉移；以及4-減低中部區域的壓力以平衡中部與上部區域的壓力。在另一種實施方式中，步驟的順序可以為1、2、4、1、2、3、4、2、3和4。其他步驟如吹掃中部區域可以包含在轉移循環中。
返回討論步驟3，阻隔體或部件60位於下部區域內以在下部區域30內將顆粒流阻隔。下部無閥管道50的出口 55位於部件的平坦表面62之上且與之垂直對齊。S卩，出口 55 垂直位於平坦表面之上、在水平面內。部件60可以與下部區域的內表面間隔開，並經如圖 1中的一個或多個支撐元件67固定。例如，部件60可以懸空，如在圖2中通過線或杆67』 ； 固定或支撐於圖3所示的相對水平的橫杆或橫梁67」;或者位於固定到區域下部的支架上。 本領域已知的這類支撐件可任意組合使用，以將部件60相對於如文中所述的下部無閥管道50定位。這些支撐元件同樣也可以固定於下部區域的內表面或包括下部無閥管道50的下部區域內的任何其他內部結構。部件和支撐元件可以是相同或不同的適宜於工藝條件的材質。在一種實施方式中，支撐件為與下部區域內表面相同的材質。在圖1的實施方式中，下部無閥管道50的出口 55位於部件60的平坦表面62的垂直上方。出口 55可以與平坦表面62垂直間隔開。部件60可以是實心的無孔物體，或者它可以包含一個或多個穿孔以是氣體流過部件。如文中所用，「穿孔」包括小得足以防止顆粒穿過部件的孔、間隙、槽、其他開口，及其組合。該部件可為不透過被轉移的顆粒的，即，是不透過顆粒的部件。出口 55，如圖1所示，可以在平坦表面62之上相同的距離D，平坦表面可以是上部平坦表面。當顆粒出現或從下部無閥管道50的出口 55排向可以是水平的平坦表面62時，部件60阻隔顆粒流。顆粒可能反彈、滾動或者轉向離開平坦表面，送到平坦表面之下的下部區域30的部分。從出口 55排出的顆粒可能撞擊積累在平坦表面上的其他顆粒，從部件60偏離或轉向而不與部件本身實際接觸。在這種實施方式中，下部區域內的顆粒流被不透過顆粒的部件阻隔。下部無閥管道50優選延伸進入下部區域30，如圖1中所示，儘管這種延伸進入下部區域30不是必需的。下部無閥管道50的出口 55也水平位於平坦表面62之內。S卩，可以如圖4A描畫出口 55向下到下部區域內的平坦表面上的投影。下部無閥管道50在出口 55處的的內表面界定了出口周邊(perimeter) 58，其水平位於平坦表面62的周邊68之內， 如出口周邊58在平坦表面62上的投影所示。在圖4A所示的實施方式中，出口周邊58和平坦表面周邊68為同心圓，由此以恆定的水平間距R相間隔。圖4A還示出平坦表面周邊 68與下部區域的內表面31之間的水平間隔。部件60可以製作成任何足以阻隔由下部無閥管道50在步驟3期間排放的顆粒的形狀。顆粒可以在步驟3期間積累或堆積在部件平坦表面上，並可以達到與下部無閥轉移管道出口 55接觸的高度。即，設置部件60和下部無閥管道50以在部分顆粒轉移循環期間促進在中部區域20與部件60之間形成穿過下部無閥管道50的連續顆粒團。該連續顆粒團包含與部件接觸的顆粒、在下部無閥管道內的顆粒、以及在中部區域內的顆粒。儘管優選在每個顆粒轉移循環中形成這種連續顆粒團，但這也並非必需的。即使這種連續顆粒團沒有形成，本發明仍將持續將顆粒從上部區域轉移到下部區域。顆粒的性質是影響顆粒堆或垛形成的變量或因素。進行實驗以確定具體設計的固體的流動性質為涉及固體流動系統領域的技術人員所公知。顆粒的靜止角(angele of repose)是顆粒的公知性質，通過將顆粒以可忽略的速度沉積到水平表面上形成堆來測定。堆的斜面與水平表面之間形成的夾角即為靜止角。參見Andrew W. Jenike,固體的流動和貯存，猶他工業試驗局第123號公報，第6 次印刷(修訂)，1970 年 3 月，猶他大學(Storage and Flow of Solids,Bulletin No. 123 of the Utah Engineering Experiment Station Sixth Printing (revised),March,1970,University of Utah)。在測定靜止角的實驗條件下，所形成的堆的高度等於排出點與堆底部的周邊之間的水平距離乘以tan θ，其中θ是以度表示的靜止角。然而，發明中顆粒轉移期間的條件會與用於測定靜止角的條件存在顯著變化，發明中顆粒堆的高度會大於或小於測定靜止角時所得高度。許多變量會影響顆粒堆在平坦表面上的形成和斜率，以及顆粒是否達到足以與下部無閥轉移管道出口陽接觸的高度。這類變量的非限制性的例子可以包括流向平坦表面的顆粒速度；氣體流動路徑和速度；中部與下部區域之間的壓差；顆粒轉移速度；中部區域中的顆粒高度；以及顆粒變量，如顆粒之間以及顆粒與平坦表面之間的摩擦係數、顆粒的大小、形狀以及大小和形狀的變化。連續顆粒團可以在步驟3期間形成。顆粒可從管道50向部件平坦表面62以高於顆粒從平坦表面如同顆粒離開平坦表面周邊向平坦表面之下的下部區域容積轉移的速度轉移。顆粒可以作為連續顆粒團持續從中部區域進入下部區域朝向部件平坦表面62轉移。 當來自管道50的顆粒轉移速度降低時，顆粒在平坦表面上的高度會降至低於管道出口 55。 類似向步驟2的過渡，即增壓步驟，顆粒朝向部件平坦表面62的轉移在部分步驟4即減壓步驟期間可以繼續。同樣，顆粒從平坦表面62向平坦表面之下下部區域容積的轉移在至少部分步驟4期間可以繼續。平坦表面的大小為至少足以包含出口 55的投影並提供顆粒朝向出口堆積的面積。平坦表面的大小受到下部區域設計的限制。平坦表面與下部區域的內表面之間必須有足有的間隔以容納(accommodate)顆粒轉移速率。出口 55與平坦表面62之間的垂直距離D可以為最大值所限定。在一種實施方式中，該分隔平坦表面62與下部無閥管道出口 55的垂直距離D不大於1. 25 * R * tan θ，其中 R是分隔出口周邊58與平坦表面周邊68的水平距離，θ是以度表示的顆粒靜止角。在另一種實施方式中，D不大於1. 15* R* tan θ ；D可以不大於廣R、an θ。同樣地，分隔出口 55與平坦表面62的垂直距離D必須足以排放被轉移的顆粒並且D可以被限定為最小值。 在一種實施方式中，該垂直距離D至少為平均粒徑的5倍。在另一種實施方式中，D至少為 0. 35 *R* tan θ ；D可以至少為0. 75 * R* tan θ。在一種實施方式中，該垂直距離D被限定為在最小值與最大值之間的範圍。例如，D可以從最少0.35* R* tan θ至1. 25 * R* tan θ， 在另一種實施方式中，D可以為最少0.75* R* tan θ至1. 25 * R * tan θ。以上限制範圍可在一些實施方式中採用，並當出口 55與出口周邊58為平坦表面62上方均一的垂直距離並且分隔出口周邊58與平坦表面周邊68的水平距離R為均一的時，易於進行評價。然而，本發明包含下部無閥管道、各種顆粒以及操作條件的許多不同配置，其中每個都會影響垂直距離D與水平距離R之間的關係。在圖2所示的實施方式中，部件60包含底板61，側壁63以及界定部件的平坦表面62的保留顆粒。由此，部件可以是單一的，或者可以包含各種相似或不相似的元件以阻隔顆粒流並界定平坦表面。如所示，一些顆粒可以被部件保留。儘管顆粒不能穿過不透過顆粒的部件，但是保留顆粒可以從部件移動或移位，例如通過撞擊其他顆粒。在另一種實施方式中，保留顆粒用任何傳統技術固定在適當位置，如通過熔接、粘合、用網或柵覆蓋。當被轉移的顆粒也界定部分平坦表面時，將它們在第一或隨後的顆粒轉移循環中的操作期間添加到部件。如圖2中所示，側壁63可以是垂直的且界定平坦表面的周邊68。在另外的未示出的實施方式中，側壁可成角度，以構建大於或小於底部表面的平坦表面。採用粘附或未粘附的顆粒來界定至少部分平坦表面例證了平坦表面或其部分可以是不規則的、粗糙的和不均勻的。界定至少部分平坦表面的顆粒可以與被轉移的顆粒不同。在這類實施方式中，如果移位進入裝置或工藝的其他部分會有害，則優選將表面顆粒粘附於部件。這種實施方式說明了平坦表面的位置可以由形成的顆粒堆的底部界定。例如，沉積到堆上的額外顆粒會滑落、滾動或落下堆的斜面並沿堆的底部離開堆。而且，平坦表面的周邊與顆粒堆的周邊或其部分可以重合，從而顆粒從重合周邊落至較低的高度而不形成其他具有在更低平面上的底部的較大的堆。由此，如圖2中所示，部件底板61的上表面並不是平坦表面。從形成的堆的斜面落下的顆粒並不沿著或者從部件底板61的上表面落下。相反，虛線表示的平坦表面62是假想的二維平面，其由側壁的上表面界定，而顆粒堆的底部將在這個高度上形成。類似地，當表面位粗糙或包含小的無規物時，假想的平面可用於界定平坦表面。圖4B示出圖2下部區域的實施方式的向下投影圖，表明出口周邊58可以是在四邊形平坦表面周邊68之內的正方形。同樣，平坦表面62與下部區域的內表面31間隔開以允許顆粒通到平坦表面之下區域30的下部。如所示，出口 55和平坦表面62的橫截面或周邊無需是任何特定形狀或者具有相同的形狀或者等距離地間隔開。同樣如所示，出口 55和平坦表面無需位於下部區域的中心。配置下部轉移管道50的出口 55和部件60，使得出口垂直位於平坦表面之上和水平位於平坦表面之內。即，出口 55在平坦表面的上方且與其垂直對齊，部件將顆粒阻隔在下部區域內。如在這種實施方式中，當出口 55與平坦表面62之間的垂直距離D為均一的且出口與平坦表面周邊之間的水平距離變化時，D與R之間的規定關係式，若有，會更加明確。 例如，如果顆粒堆到達出口周邊，其中R為其所示最小值，那麼顆粒堆將達到出口的整個周邊，阻礙任何非正常的情況如固定的氣流。由此，最大垂直距離可以定義為D不大於1. 25 * R * tan θ，其中R為R的最小值。在另一種實施方式中，顆粒並未到達出口，其中R為最小值，但位於沿出口周邊的另一個位置。由此，即使堆並未到達出口的所有部分也可以形成連續顆粒團。即，需要對D與R之間的關係式求值，以確定沿出口周邊的每個點的D，並且相應的R值為該點到平坦表面周邊的最短水平距離。如果最小垂直距離被定義從而使D為至少0. 35 * R * tan θ，這在其中R為其最小值的部分出口周邊被滿足就足夠了。無需出口周邊的每部分都滿足最小垂直距離的要求。只要顆粒堆不妨礙顆粒的流動，本發明就可以實施。例如，顆粒可以從堆落下，例如，與堆一起以連續團向下移動和/或從堆的斜面落下，以及在對顆粒轉移速率足夠的周邊部分離開平坦表面至下部區域的下部。來自出口 55的顆粒轉移速率甚至在步驟3中都可以變化，並且顆粒也可以停止流動一小段時間。如圖3以及相應的圖4C中所示，下部無閥管道50的出口 55可以配置具有圓形周邊，但是一半出口周邊間隔平坦表面62的距離為D1,而另一半出口周邊距離平坦表面的距離為D2。圖4C如上所述說明D與R之間規定的關係式，如果有，可由每個Dn及其相應的& 確定。在一種實施方式中，當平坦表面上的顆粒堆到達沿出口周邊55的一個或多個點時， 可以形成部件與中部區域之間的連續顆粒團。在另一種實施方式中，部分出口周邊與平坦表面的間隔足以使得能夠轉移顆粒，而另一部分出口周邊更接近甚至與平坦表面接觸。顆粒無需在沿出口周邊的每一點轉移。例如，至少25%的出口周邊與平坦表面的垂直間距為平均粒徑的至少五倍可以是足夠的。在另一種實施方式中，至少10%的出口周邊與平坦表面的垂直間距為D，其中D至少為0. 35 * R * tan θ。滿足這類實施方式的出口周邊部分無需處在平坦表面上的相同垂直高度上，並且無需為出口周邊的連續部分。圖5A-5D描述幾個可包含在本發明中的非限定性的下部無閥轉移管道50以及阻隔體或部件60的配置。儘管配置不同，但是相同的附圖標記用於標識每個圖中的相應元件。如同圖4A-4C中，支撐元件在這些圖中未示出，因為它們對於理解該配置並非必須的。 很顯然無數其他配置也包含在本發明中。圖5Α表示部件60的平坦表面62可以β角偏離水平方向。通常，當平坦表面62 與假想水平面之間的該β角增加時，平坦表面62與出口 55之間的垂直距離將減少以利於顆粒堆的形成。優選該β角不大於被轉移顆粒的靜止角Θ。S卩，平坦表面可以在與水平面θ度之內。在一種實施方式中，平坦表面在與水平面0.5* θ度之內，在另一種實施方式中，平坦表面在與水平面0.25* θ度之內。傾斜的平坦表面可以如所示配以垂直非均一的出口 55，或者配以垂直均一的出口。如前所述，可在沿出口 55的周邊58的每一點處測定 D，如D1和D2所示。如圖5Β中所示，下部無閥管道50無需延伸進入下部區域30，並且可以採用一個以上這種管道。出口 55都位於平坦表面62的垂直方向之上、水平方向之內。儘管部件60 可以包含多個平坦表面，但是本發明的平坦表面可定義為將支撐或界定顆粒堆的底部的平坦表面。由此，當如其他實施方式中部件側部斜面是垂直的或者如本實施方式中雖然不垂直但是過陡而不能支撐顆粒堆時，平坦表面62與其周邊68由能支撐顆粒堆的上表面界定。 部件的側面無需均勻地傾斜，可以一側傾斜或包含其他的平坦表面以支撐顆粒堆並由此作為界定下部周邊的平坦表面的一部分，而另一側不是該平坦表面的一部分。由此，平坦表面無需位於單一的水平面內。如文中許多實施方式所示，平坦表面62可以是部件60的上部平坦表面或最上面的平坦表面，但這並不是必需的。部件60可以包含任何數量的凸起或伸出，構成蓋有或不蓋有顆粒的平坦表面但不界定本發明的平坦表面，因為升高的平坦表面不界定顆粒堆的底部。圖5C示出部分平坦表面62可以與下部區域的內表面鄰接或連接，而另一部分平坦表面則與下部區域的內表面相間隔。這類配置會影響顆粒堆的形成。例如，區域的內表面會充當側壁，顆粒不能在這個位置離開平坦表面會使平坦表面更接近出口，如圖2中所述。 這種實施方式還突出了以下一點，即限定最小D (或同樣地最大R)的D與R之間的關係，如果存在的話，考慮了這樣的R，即此時顆粒能自由地從平坦表面的周邊經過而顆粒不受例如來自下部區域內表面的阻礙。這種實施方式還表示下部無閥管道50無需嚴格垂直，而是可以與真實垂直呈夾角。而且，管道可以沿其整個長度或其部分向出口 55逐漸縮小。在另一種未示出的實施方式中，無閥管道向出口的逐漸縮小無需沿管道很長的距離。這些非垂直且逐漸縮小的實施方式也可用於上部管道40中。這些管道配置可以獨立地使用。圖5D示出本發明的另一種實施方式，其中出口 55位於部件60的平坦表面62的垂直方向之上、水平方向之內。儘管部件60可以將顆粒保留在平坦表面62上，但是部件60 並不具有內部顆粒保留容積。部件60可以包含至少一個通道65，該通道提供從平坦表面穿過部件到達部件之下的下部區域容積的顆粒連通。採用一個或多個這種通道給顆粒穿過下部區域提供了另外的路徑。可以改變通道65的配置，例如尺寸、數量、穿過部件的位置、幾何形狀以及其他參數，以獲得期望的顆粒流。所有顆粒都可以流過所述通道。在另一種實施方式中，部分顆粒可以穿過通道而另一部分顆粒越過或繞過部件的平坦表面的周邊。類似於採用傾斜的平坦表面，穿過部件的通道會有助於確保在從部件經下部無閥管道至中部區域形成連續顆粒團後，該團不會阻止顆粒的繼續轉移。如上所述，當顆粒循環進行時，本發明可以包括瞬時顆粒團，其包含與平坦表面接觸的顆粒、在下部無閥管道內的顆粒以及在中部區域內的顆粒。對於給定配置的下部無閥管道和部件，通過調節顆粒向部件的平坦表面轉移的速率，可以控制自中部區域向部件的連續顆粒團的形成和持續存在。在一種實施方式中，這種連續顆粒團對於部分步驟3可存在。在另一種實施方式中，該連續顆粒團對於部分步驟4 可存在；並且在開始步驟1之前，部件平坦表面62上顆粒堆的高度可降至管道出口 55的高度之下。由此，在步驟4期間，顆粒可從平坦表面向平坦表面之下的下部區域30的容積轉移。在又一種實施方式中，平坦表面62設置為在後續步驟3之前釋放基本上所有積累在平坦表面上的顆粒，例如通過具有非水平的平坦表面。這種設置單獨或者與其他參數結合，可以促進顆粒的滑動、滾動或者下落離開平坦表面，其他參數例如表面光滑程度、D與R之間的關係以及該關係的均一度。即，當步驟3開始時，至少一些從出口 55排出的顆粒會與平坦表面接觸。下部無閥管道50提供與部件60的平坦表面62的顆粒連通，並且即使下部無閥管道與部件或平坦表面並不接觸，下部無閥管道50也可以與部件或平坦表面顆粒連通。顆粒轉移循環期間，上部區域10中的存量可以用顆粒連續和/或間歇地補充，例如從相關或整合的處理區域和/或例如從新鮮顆粒進料鬥。同樣，輸送到下部區域30的顆粒可從下部區域連續和/或間歇地抽出或流出。優選在整個顆粒轉移循環期間將顆粒的存量或緩衝體積保持在上部和下部區域中。如前所述，上部區域10還可以提供相關或整合的處理單元的一種或多種功能，包括再生區。非限制性的例子包括顆粒進料鬥、反應區、氣體吹掃區域、另一催化劑轉移區域、還原區和洗滌區。上部區域10的內部壓力可用公知的手段獨立地控制。例如，上部區域10可以與處理區域流體連通，從而上部區域的壓力取決於該處理區域的壓力並隨之變化。上部區域的壓力並非關鍵的，可以是大氣壓、低於大氣壓或超過大氣壓的壓力。下部區域30可以是儲存容器或緩衝區域，從其以其它手段如風力輸送轉移顆粒。 在另外的實施方式中，下部區域30可以提供一種或多種功能的相關或整合的處理單元，包括再生區。非限制性的例子包括顆粒進料鬥、反應區、氣體吹掃區域、另一催化劑轉移區域、還原區和洗滌區。下部區域30的內部壓力可用公知的手段獨立地控制。例如，下部區域 30可以與處理區域流體連通，從而下部區域的壓力取決於該處理區域的壓力並隨之變化。 在一種實施方式中，對於部分轉移循環，上部區域的壓力可以高於下部區域的壓力。在另一種實施方式中，下部區域30的壓力可以保持在比上部區域10高的壓力。例如，上部區域10 可以保持在34kPa(g)的標稱壓力並允許在14-55kPa(g)的範圍內變動，同時下部區域30 的標稱壓力可以為241kPa(g)且在207-276kPa(g)的範圍內變動。在另一種實施方式中， 上部區域10可以保持在MlkPa(g)的標稱壓力並允許在172-310kPa(g)的範圍內變動，同時下部區域30的壓力在345-2068kPa(g)範圍內。由此，下部區域30與上部區域10之間的壓差可在35-1896kPa的範圍內。然而，當區域之間的壓差小如0. 7kPa以及超過2000kPa 時，仍然可以使用本發明。中部區域20充當中間區域，調節其標稱壓力以調整顆粒的流速。本發明的裝置可用作整個工藝的固體流動控制設備，因為從上部區域到下部區域的顆粒流速可以變化，如上所述。上部、中部和下部區域可以包含其他未示出的本領域已知的設備，例如擋板、篩、錐形導流器，其可以用於促進顆粒流動和/或引導顆粒或氣體以期望的方式通過區域。本發明的組件可以從適宜的構造材料和操作條件製作，材料例如是金屬、塑料、聚合物和技術人員已知的與顆粒相容的複合物，操作條件例如是氣體、溫度和壓力。顆粒的尺寸、形狀和密度僅受限於裝置的大小以及所用氣體的類型和流速。在一種實施方式中，顆粒為球形並具有0. 7mm-6. 5mm的直徑。在另一種實施方式中，顆粒具有 1. 5mm-3mm的直徑。顆粒可以是催化劑，US6, 034，018披露了一種例子。如前所述，可以調整現有技術的顆粒轉移裝置結合到本發明中。同樣的，標準工程原理，特別是那些於固體和氣體流動相關的，以及已知的設計方法也可以用在本發明中。除了本文中的教導之外，US4, 576，712和US4，872，969中所述的設計思想以及方法學也可用於實施本發明。例如，上部和下部區域中的壓力、向上穿過區域和無閥管道的最小和最大氣體流速、以及所需的顆粒轉移速度都是設計要素，其常常由相關處理單元所固定。可以平衡無閥管道內顆粒柱的長度、無閥管道之上區域內顆粒的高度以及管道的直徑，從而改變壓力和氣體流速，如文中所述，控制了無論顆粒將向下流過或保留在管道中。設計方法包括限制氣流流速和壓差以避免顆粒在區域內的流態化，以及防止顆粒突然在無閥管道內被迫上升或下降。由此可知，上部和下部區域的內部壓力、最小和最大氣體流速、氣體和顆粒的種類以及所需的顆粒轉移速率範圍可用於確定不同的發明參數。這些參數包括區域內顆粒所佔最小和最大標稱容積、轉移管道之上區域內所需的顆粒高度、轉移管道的直徑、轉移管道的長度。這些或其他參數如氣體管道尺寸和排布可以表徵本發明所包含的特定實施方式。在一種實施方式中，烴進料與下移穿過烴轉化工藝反應區的催化劑顆粒接觸。催化劑從反應區取出並向上傳送到再生區的頂部。催化劑向下經過再生區經歷一個或多個處理步驟。催化劑從再生區取出並向下送至顆粒轉移裝置的上部區域。上部區域的壓力可以小於反應區的壓力。顆粒轉移裝置將顆粒從上部區域向下部區域轉移，其中催化劑流被不透過顆粒的部件阻隔，如前所述。此時處於較高壓力下的催化劑可以通過已知的風力輸送系統向上傳送至反應區的頂部或上部，該輸送系統如US5，716，516和US5，338，440所述。移動床系統和以及採用移動床系統的工藝過程為本領域所公知。例如參見 US3，725，249*US3，692，496。反應區被定向於實質垂直(即，垂直到足以使催化劑至少以部分重力向下流動)並可以分割成多個反應區或者子區域，例如由此控制反應熱。反應區可以由一個或多個子區域的單一垂直疊加組合(stack)構成，反應區也可以分離成兩個或多個垂直疊加組合以應對結構高度限制。疊加組合可以包含一個以上的容器。同樣重要的是指出反應物可以與催化劑床以向上、向下或徑向流動方式接觸，優選後者。此外，與催化劑床接觸時，烴進料可以為蒸氣相。即，催化劑以非流態化的密集相或密實床在反應區和再生區中逐漸下移，從反應區和再生區的底部或下部取出，並通過向這些區域的頂部添加催化劑進行補充。從反應區取出的催化劑用本領域已知的設備包括機械設備提升到再生區的頂部，機械設備包括螺杆或鏟鬥傳送機或星形閥。優選地，催化劑由風力輸送系統提升。在反應區中，催化劑會隨時間以一種或多種機理失活，包括含碳材料或焦炭在催化劑上的沉積、催化劑材料的燒結或聚集、催化促進劑如滷素的損失以及暴露於高達760V 的反應溫度以及0至6，900kPa(g)的壓力範圍下的反應氣氛中。如文中所用，「反應溫度」是指加權平均入口溫度(WALT)，其為以相應反應區內的催化劑量加權的、與進料接觸的催化劑第一床以及跟著加熱和冷卻階段以控制反應熱的每個後續催化劑床的入口溫度的平均值。經常地，反應條件包括氫氣的存在，氫氣可以獨立地或與烴進料合併。常常將來自反應器的烴產物冷卻並分離成蒸氣流和液流，例如在閃蒸釜或蒸氣/液體分離器中。可將含有氫氣的全部或部分蒸氣流循環回反應區，同時可將液流送去貯存，與其他料流混合或者進一步加工。再生區可被設計和操作以使催化劑性能恢復或復原，可以包括多個區域和/或處理步驟。非限制性的例子包括燃燒區、滷化區、乾燥區和冷卻區。再生區可以包括其他已知的區域，如洗滌區和分離區。再生區可以在一個或多個疊加組合中包含一個或多個實質上垂直對齊的容器。其他的再生區細節可從本領域中獲得，如US6，034，018。再生區可在通常為0至6900kPa(g)的壓力範圍內以及370°C到538°C的溫度下操作。經常地，與反應區的烴/氫氣氛相反，再生區包括含氧氣氛。由此，反應區和再生區氣氛的分離對防止不期望的副反應很重要。各種已知的要素如氮氣密封或泡罩、隔離閥、保持期望的吹掃的壓差、以及氣流可用於防止氫氧氣氛混合。從反應區取出的催化劑可用氫氣吹掃以在反應產物流中保持烴過量。在一種實施方式中，在將催化劑進入含氧氣氛之前，用氮氣吹掃包圍催化劑的反應區氣氛如氫和/或殘留烴氣體。可將氧引入再生器容器、或者可以將氧添加到再生器的上遊，例如，在再生區的分離容器或隔離閥中。這種從反應區氣氛向惰性或氮氣氣氛的改變可以在將催化劑從反應區的底部提升或傳送至再生區的頂部之前或之後進行。同樣地，從再生區的氧氣氛的改變可以通過氮氣吹掃、隨後引入反應區氣體或還原氣體例如氫氣來實現。這種氣氛改變通常在催化劑進入顆粒轉移區域或裝置的上部之前，在再生區之下完成。然而，這種氣氛改變還可以在顆粒轉移裝置之中進行，或者在催化劑離開顆粒轉移裝置之後、催化劑提升至反應區頂部之前或之後進行。低壓差範圍如2-14沙&就足以保持適宜的氮氣吹掃或流動，以保持再生區與反應區的氣氛隔離。催化劑可在管中用氮氣吹掃，或者，催化劑可以在其移動通過該處理工藝時進入含有氮氣的容器。催化劑還可以經歷還原步驟。如果需要，還原步驟通常在催化劑離開再生器容器之後、催化劑處於還原氣體或再生區氣體氣氛下時進行。在一種實施方式中，還原步驟在顆粒轉移裝置的上部區域進行。在另一種實施方式中，還原步驟在反應區內位於反應器頂部的還原區域內進行。典型的還原條件包括含氫氣氛、3151至討01的溫度範圍以及超過大氣壓的壓力。在一種實施方式中，烴轉化工藝是石油精製和石化工業中公知的重整工藝。簡要而言，重整進料包含通稱為石腦油的石油餾分，其具有40°C至120°C的初始沸點和145°C至 218°C的終沸點。在一種實施方式中，石腦油具有65°C至104°C的初始沸點和150°C至195°C 的終沸點。石腦油進料可以是直餾石油餾分和/或得自一種或多種石油或石化工藝的產物，所述工藝例如加氫裂化、加氫處理、FCC、焦化、蒸汽裂化以及其他生成石腦油沸點範圍內的烴產物的工藝。重整過程中發生許多不同的反應，包括環己烷脫氫以及烷基環戊烷脫氫異構化生成芳香族化合物，鏈烷烴脫氫生成烯烴，鏈烷烴和烯烴脫氫環化生成族化合物， 鏈烷烴異構化、烷基環烷烴異構化生成環己烷，取代族化合物的異構化，以及鏈烷烴的加氫裂化。結果，重整是總體吸熱的過程，為了獲得期望的性能，常常採用一個以上反應區以保證反應物的重新加熱。重整條件可以包括425°C至580°C、優選450°C至560°C的反應溫度，240kPa (g)至 4830kPa(g)、優選 310kPa(g)至 1380kPa(g)的壓力，以及 0. 2 至 IOhr.1 的液時空速(LHSV)， 定義為每體積催化劑每小時的新鮮進料液體體積。重整反應在足以提供0.5 1至10 1 的氫/烴摩爾比的氫的存在下進行。重整催化劑通常包含一種或多種貴金屬(例如鉬、銥、 銠和鈀)、滷素組分以及多孔載體，如氧化鋁。示例性的催化劑披露在US6，034，018中。再生區壓力可以在OkPa(g)至345kPa(g)的範圍內。在一種實施方式中，再生區壓力範圍為 OkPa(g)至 103kPa(g)，在另一種實施方式中為 172kPa(g)至 310kPa(g)。烴轉化工藝可以為脫氫環化二聚工藝，其中進料包含C2至C6脂肪烴，將其轉化成芳香族化合物。優選的進料組分包括C3和C4烴，如異丁烷、正丁烷、異丁烯、正丁烯、丙烷和丙烯。稀釋劑，例如氮氣、氦氣、氬氣和氖氣也可以包含在進料流中。脫氫環化二聚反應的操作條件可以包括350°C至650°C的反應溫度、OkPa (g)至2068kPa(g)的壓力和0. 2至Shr.1 的液時空速。優選的工藝條件包括400°C至600°C的反應溫度、OkPa(g)至1034kPa(g)的壓力和0. 5至3. Ohr-1的液時空速。可以理解，當進料的平均碳原子數增加時，需要處於反應溫度範圍低端的反應溫度，以優化性能；相反，當進料的平均碳原子數減少時，需要的反應溫度較高。脫氫環化二聚工藝的細節例如可在US4，654，455和US4，746，763中找到。脫氫環化二聚作用的催化劑可以是雙功能催化劑，包含酸性和脫氫組分。酸性功能通常由沸石提供，其促進低聚和芳構化反應，而非貴金屬的金屬組分促進脫氫功能。示例性的沸石包括 ZSM-5、ZSM-8、ZSM-IU ZSM-12 和 ZSM_;35。US4, 746，763 中披露的一種具體的催化劑實例，由ZSM-5類型沸石、鎵和作為粘結劑的含磷氧化鋁構成。可以採用多個反應器或者反應區來控制如上所述的重整工藝的反應熱。脫氫環化二聚工藝再生區的壓力可以在OkPa(g)至103kPa(g)的範圍內。在一種特定的實施方式中，再生條件可以包括這樣的步驟，該步驟包含將催化劑暴露於液體水或水蒸汽中，如US6，657，096中所詳細描述的。在一種實施方式中，烴轉化工藝為從含有鏈烷烴的進料生成烯烴的脫氫工藝。進料可以包含C2-C3tl的鏈烷烴，在優選的實施方式中，包含C2-C5的鏈烷烴。通常的脫氫工藝條件包括0kPa(g)至3500kPa(g)的壓力，480°C至760°C的反應溫度，1至lOhr—1的液時空速、0.1 1至10 1的氫/烴摩爾比。(；至(5鏈烷烴進料的脫氫條件可以包括0kPa(g) 至500kPa(g)的壓力，540°C至705°C的反應溫度，0. 1 1至2 1的氫/烴摩爾比，以及小於4的LHSV。脫氫工藝和催化劑的其他細節例如可在US4，430, 517和US6，969，496中找到。通常，脫氫催化劑包含鉬族組分、非必須的鹼金屬組分以及多孔無機載體材料。催化劑還可以含有促進劑金屬和滷素組分，其改善催化劑的性能。在一種實施方式中，多孔載體材料是耐熱無機氧化物。多孔載體材料可以是氧化鋁，優選材料是θ氧化鋁。鉬族包括鈀、銠、釕、鋨和銥，通常含量為最終催化劑的0.01重量％至2重量％，優選採用鉬。鉀和鋰是優選的鹼金屬組分，含量為最終催化劑的0. 1重量％至5重量％。優選的促進劑金屬為錫，含量為使得錫與鉬的原子比在1 1與6 1之間。關於載體材料的製備以及鉬組分和錫組分向載體材料的添加的更詳細的描述可參考US3，745，112獲得。同樣，可以採用多個反應器或反應區來控制如上對重整工藝所述的反應熱。脫氫工藝再生區的壓力可以在 OkPa (g)至 103kPa(g)的範圍內。
總之，本發明包括一種方法，用於將顆粒從上部區域經中部區域向下部區域轉移， 包括(a)將第一氣流引入下部區域；(b)將顆粒經上部無閥管道從上部區域向下轉移到中部區域，並將氣體經下部無閥管道從下部區域向上轉移到中部區域中；(c)將中部區域增壓；(d)將顆粒經下部無閥管道從中部區域向下轉移到下部區域，在下部區域中用不透過顆粒的具有平坦表面的部件將顆粒流阻隔，並將氣體經上部無閥管道從中部區域向上轉移到上部區域中；以及(e)將中部區域減壓。該方法進一步包括保持上部區域中的顆粒存量， 以及保持下部區域中的顆粒存量。該方法還進一步包括測量中部區域中的顆粒水平面，並將發射信號啟動步驟(e)。轉移到下部區域的顆粒可從下部無閥管道的出口排向不透過顆粒的部件的平坦表面。可以被轉移到下部區域的顆粒從下部無閥管道的出口排出，出口位於下部區域內。上部區域可在第一壓力下，下部區域可在第二壓力下，第二壓力高於第一壓力。在至少部分步驟(c)期間，中部區域的壓力可以高於上部區域的壓力。該方法還包括形成連續顆粒團，所述顆粒包含與不透過顆粒的部件的平坦表面接觸的顆粒、下部無閥管道內的顆粒以及中部區域內的顆粒。連續顆粒團可以在步驟(d)期間形成。當步驟(e)啟動時，連續顆粒團可仍然存在。該方法進一步包括將顆粒從不透過顆粒的部件的平坦表面傳送到平坦表面之下的下部區域容積內。該方法還進一步包括在步驟(c)中將第二氣流引入中部區域以提高中部區域的壓力並在步驟(e)中通過上部無閥管道從中部區域向上部區域排氣。該方法還可進一步包括在步驟(c)中通過將至少部分氣體經第一氣體管道從下部區域轉移到中部區域來提高中部區域的壓力，和在步驟(e)中從中部區域經第二氣體管道排氣。步驟(e)中，中部區域可以通過第二氣體管道向上部區域排氣。步驟(c)期間，中部區域的壓力可以與下部區域的壓力平衡，並且在步驟(e)期間，中部區域的壓力可以與上部區域的壓力平衡。本發明還是一種從上部區域經中部區域向下部區域轉移顆粒的方法，該方法包括(a)將第一氣流引入下部區域；(b)將顆粒經上部無閥管道從上部區域向下轉移到中部區域，將氣體經上部無閥管道從中部區域轉移到上部區域，並將氣體經下部無閥管道從下部區域向上轉移到中部區域中；(c)將第二氣流引入中部區域以將中部區域增壓； (d)將顆粒經下部無閥管道從中部區域向下轉移到下部區域，在下部區域中用不透過顆粒的具有平坦表面的部件將顆粒流阻隔，並將氣體經上部無閥管道從中部區域向上轉移到上部區域中；以及(e)經上部無閥管道將中部區域向上部區域排氣，以將中部區域減壓。本方法還進一步包括形成連續顆粒團的方法，所述顆粒包含與不透過顆粒的部件的平坦表面接觸的顆粒、下部無閥管道內的顆粒以及中部區域內的顆粒。本發明還是一種從上部區域經中部區域向下部區域轉移顆粒的方法，該方法包括(a)將第一氣流引入下部區域；(b)將顆粒經上部無閥管道從上部區域向下轉移到中部區域，並將氣體經下部無閥管道從下部區域向上轉移到中部區域中；(c)將至少部分氣體經第一氣體管道從下部區域轉移到中部區域以將中部區域增壓；(d)將顆粒經下部無閥管道從中部區域向下轉移到下部區域，在下下部區域中用不透過顆粒的具有平坦表面的部件將顆粒流阻隔，並將氣體經上部無閥管道從中部區域向上轉移到上部區域中；以及(e)經第二氣體管道將中部區域排空以將中部區域減壓。中部區域可以經第二排氣管道向上部區域排氣。本方法還進一步包括形成連續顆粒團的方法，所述顆粒包含與不透過顆粒的部件的平坦表面接觸的顆粒、下部無閥管道內的顆粒以及中部區域內的顆粒。本發明還是一種用於轉移顆粒的裝置，該裝置包括(a)上部區域；(b)中部區域；(d)下部區域；(d)位於下部區域內的部件，該部件不透過顆粒且包含平坦的表面；(e)上部無閥管道，從上部區域向中部區域延伸；(f)下部無閥管道，從中部區域向下部區域延伸， 下部無閥管道包含出口，該出口位於部件的平坦表面的上方且與之垂直對齊；(g)氣體入口管道，為下部區域提供流體連通；以及(h)與中部區域流體連通的第一氣體管道。部件的平坦表面可以在水平的θ度數之內，θ是以度表示的顆粒靜止角。部件可以包含保留容積，部件的平坦表面可以包含顆粒。部件的平坦表面可以是無孔固體。對於下部無閥管道出口的部分周邊，D可以不大於1.25*R、ane，其中θ是以度表示的顆粒靜止角，D是該部分下部無閥管道出口周邊與平坦表面之間的垂直距離，以及R是該部分下部無閥管道出口周邊與平坦表面周邊之間的最小水平距離。對於下部無閥管道出口的部分周邊，D可以至少為0.35*R、ane，其中θ是以度表示的顆粒靜止角，D是該部分下部無閥管道出口周邊與平坦表面之間的垂直距離，以及R是該部分下部無閥管道出口周邊與平坦表面周邊之間的最小水平距離。本裝置還可以包含一容器，上部區域、中部區域、下部區域、上部無閥管道和下部無閥管道位於該容器內。本裝置還可進一步包含提供中部區域與下部區域之間的流體連通的第二氣體管道，其中第一氣體管道提供中部區域與上部區域之間的流體連通。部件的至少部分平坦表面與下部區域的內表面水平隔開。本裝置還可進一步包含從部件延伸到下部區域的內表面支撐元件。上部無閥管道和下部無閥管道中至少之一可具有流量限制構造。上部無閥管道和下部無閥管道中至少之一可以是向出口逐漸縮小的，以形成出口限制構造。上部無閥管道可延伸進入中部區域。下部無閥管道可延伸進入下部區域。本裝置可以進一步包含從部件延伸到下部無閥管道的支撐元件。上部無閥管道的最小橫截面積可以大於下部無閥管道的最小橫截面積。本發明還是一種用於轉移顆粒的裝置，該裝置包括(a) 上部區域；(b)中部區域；(d)下部區域；(d)位於下部區域內的部件，該部件包含平坦的表面，該部件不具有內部顆粒保留容積；(e)上部無閥管道，從上部區域向中部區域延伸；(f) 下部無閥管道，從中部區域向下部區域延伸，下部無閥管道包含出口，該出口位於部件的平坦表面的垂直方向之上以及水平方向之內；(g)氣體入口管道，為下部區域提供流體連通； 以及(h)與中部區域流體連通的第一氣體管道。部件可以包含通道，該通道提供通過部件從平坦表面到部件之下的下部區域的容積的顆粒連通。本裝置還可以進一步包含瞬時顆粒團，顆粒團包含與平坦表面接觸的顆粒、下部無閥管道內的顆粒以及中部區域內的顆粒。
本發明還是一種移動床烴轉化工藝，包含(a)使向下移動穿過反應區的催化劑與烴進料接觸；(b)從反應區取出催化劑；(c)將該催化劑傳送到再生區，其中催化劑向下移動穿過再生區；(d)從再生區取出催化劑並將催化劑向下傳送至顆粒轉移裝置的上部區域；(e)將第一氣流引入顆粒轉移裝置的下部區域；(f)將催化劑經上部無閥管道從上部區域向下轉移到顆粒轉移裝置的中部區域，並將氣體經下部無閥管道從下部區域向上轉移到中部區域中；(g)將中部區域增壓；(h)將催化劑經下部無閥管道從中部區域向下轉移到下部區域，在下部區域中用不透過顆粒的具有平坦表面的部件將顆粒流阻隔，並將氣體經上部無閥管道從中部區域向上轉移到上部區域中；(i)將中部區域減壓；以及(j)將催化劑從下部區域傳送到反應區；其中下部區域的壓力高於上部區域的壓力。該工藝可以進一步包含將氧引入再生區，在引入氧氣之前先用氮氣從催化劑吹掃反應區氣體，用氮氣從催化劑吹掃氧氣，將還原氣體引到催化劑，之後將其轉移到顆粒轉移裝置的中部區域。該工藝可以進一步包含在反應區的上部將催化劑在315°C到540°C之間的溫度及超過大氣壓的壓力下還原，其中將催化劑傳送到在還原氣體中的反應區上部，還原氣體包含氫氣。該工藝還可以進一步包含在顆粒轉移裝置的上部區域將催化劑在315°C到540°C之間的溫度及超過大氣壓的壓力下還原，其中還原氣體包含氫氣。可在將催化劑傳送到再生區之前從催化劑吹掃反應區氣體。再生區可以包含燃燒區、滷化區、乾燥區和冷卻區。烴轉化工藝可以是重整工藝，烴進料包含石腦油，反應區壓力範圍為240kPa(g)至3450kPa(g)，再生區壓力範圍為 OkPa(g)至345kPa(g)。烴轉化工藝可以是脫氫環化二聚工藝烴進料包含C2-C6脂族烴，反應區壓力範圍為OkPa (g)至2068kPa(g)，再生區壓力範圍在OkPa(g)與103kPa(g)之間。烴轉化工藝可以是脫氫工藝烴進料包含鏈烷烴，反應區壓力範圍在OkPa(g)與3500kPa(g) 之間，再生區壓力範圍在OkPa(g)與103kPa(g)之間。轉移到下部區域的催化劑可從下部無閥管道的出口排向不透過顆粒的部件的平坦表面。轉移到下部區域的催化劑可從下部無閥管道的出口排出，該出口位於下部區域之內。本方法可以進一步包含形成連續催化劑團， 其包含與不透過顆粒的部件的平坦表面接觸的催化劑、下部無閥管道內的催化劑以及中部區域內的催化劑。連續團的催化劑可以在步驟(h)期間形成。當步驟(i)啟動時，催化劑的連續團可以仍然存在。該方法還進一步包括在步驟(g)中將第二氣流引入中部區域以提高中部區域的壓力並在步驟(i中通過上部無閥管道從中部區域向上部區域排氣。該方法還進一步包括在步驟(g)中通過將至少部分氣體經第一氣體管道從下部區域轉移到中部區域來提高中部區域的壓力，並且在步驟(i)中從中部區域經第二氣體管道排氣。步驟 (i)中，中部區域可以通過第二氣體管道向上部區域排氣。步驟(g)期間，中部區域的壓力可以與下部區域的壓力平衡，以及在步驟(i)期間，中部區域的壓力與上部區域的壓力平衡。至少部分步驟(g)期間，中部區域的壓力可以高於上部區域的壓力。
權利要求
1.一種方法，用於將顆粒從上部區域經中部區域向下部區域轉移，包括(a)將第一氣流引入下部區域；(b)將顆粒經上部無閥管道從上部區域向下轉移到中部區域，並將氣體經下部無閥管道從下部區域向上轉移到中部區域；(c)將中部區域增壓；(d)將顆粒經下部無閥管道從中部區域向下轉移到下部區域，在下部區域中用不透過顆粒的具有平坦表面的部件將顆粒流阻隔，並將氣體經上部無閥管道從中部區域向上轉移到上部區域；以及(e)將中部區域減壓。
2.權利要求1的方法，進一步包括，在步驟(b)中，將氣體經上部無閥管道從中部區域轉移到上部區域，並將第二氣流引入中部區域以提高中部區域的壓力；其中通過中部區域經上部無閥管道向上部區域排氣來降低中部區域的壓力。
3.權利要求1的方法，其中通過將至少部分氣體經第一氣體管道從下部區域轉移到中部區域來提高中部區域的壓力，其中通過將中部區域經第二氣體管道排氣來降低中間區域的壓力。
4.權利要求1的方法，其中進一步包括保持上部區域中的顆粒存量，以及保持下部區域中的顆粒存量。
5.權利要求1的方法，其中上部區域在第一壓力下，下部區域在第二壓力下，並且第二壓力高於第一壓力。
6.權利要求1的方法，進一步包括，在步驟(a)之前 (i)使向下移動穿過反應區的催化劑與烴進料接觸； ( )從反應區取出催化劑；(iii)將該催化劑傳送到再生區，其中催化劑向下移動穿過再生區；(iv)從再生區取出催化劑並將催化劑向下傳送至顆粒轉移裝置的上部區域； 以及在權利要求1的步驟(e)之後(ν)將催化劑從下部區域傳送到反應區； 其中下部區域的壓力高於上部區域的壓力。
7.權利要求6的方法，其中所述烴轉化工藝選自重整工藝，烴進料包含石腦油，反應區壓力範圍為240kPa(g)至3450kPa(g)，再生區壓力範圍為OkPa(g)至345kPa(g)；脫氫環化二聚工藝，烴進料包含C2-CfJg族烴，反應區壓力範圍為OkPa(g)至 2068kPa(g)，再生區壓力範圍在OkPa(g)與103kPa(g)之間；以及脫氫工藝，烴進料包含鏈烷烴，反應區壓力範圍在OkPa (g)與3500kPa(g)之間，再生區壓力範圍在OkPa(g)與103kPa(g)之間。
8.一種用於轉移顆粒的裝置，該裝置包括(a)上部區域；(b)中部區域；(c)下部區域；(d)位於下部區域內的部件，該部件不透過顆粒且包含平坦的表面；(e)上部無閥管道，從上部區域向中部區域延伸；(f)下部無閥管道，從中部區域向下部區域延伸，下部無閥管道包含出口，該出口位於部件的平坦表面的上方且與之垂直對齊；(g)氣體入口管道，為下部區域提供流體連通；以及(h)與中部區域流體連通的第一氣體管道。
9.權利要求8的裝置，其中部件的平坦表面在水平面的θ度之內，θ是以度表示的顆粒靜止角。
10.權利要求8的裝置，其中對於下部無閥管道出口的部分周邊，D不大於1.25 * R * tane，其中θ是以度表示的顆粒靜止角，D是該下部無閥管道出口的部分周邊與平坦表面之間的垂直距離，以及R是該下部無閥管道出口的部分周邊與平坦表面周邊之間的最小水平距離。
全文摘要
提供用於從上部區域經中間區域向下部區域轉移顆粒的方法和裝置。顆粒經無閥管道在區域之間的轉移通過改變中間區域的壓力、經過無閥管道的氣體的流速來調節。下部區域中的部件與無閥管道顆粒連通並在下部區域中將顆粒流阻隔。
文檔編號C10G35/10GK102317413SQ200980156480
公開日2012年1月11日 申請日期2009年11月11日 優先權日2008年12月11日
發明者C·瑙恩海默, P·A·瑟克裡斯特 申請人:環球油品公司