专利名称：烃转化催化剂的再生方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种烃转化催化剂的再生方法及其设备，尤其是临氢反应催化剂的再生方法及其设备。
本类烃转化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之间。在反应过程中催化剂表面因积炭而失活，其再生方法一般需要以下三个步骤(1)用较低含氧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，使之依次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，如美国专利US4578370和本公司开发的申请号为99106878.5、申请日为1999年5月19日的中国专利申请，属于第二种催化剂再生方法。
专利申请99106878.5采用移动床催化剂再生方法，待生催化剂顺次通过烧焦区、氯氧化区和煅烧区进行再生。在再生过程中，再生气体分两路进入再生器烧焦区，一路温度较低，流量较大，主要用于烧焦，另一路温度较高，流量较小，引入烧焦区下部，主要用于调节烧焦区出口催化剂温度，以下称烧焦区下部为过热区，两路气体与催化剂形成错流，径向流过催化剂烧焦区床层，然后从催化剂床层中心出口排出，与由氯氧化区抽出的含氯气体混合，经脱氯、干燥、升压后分为上述二路气体，引入烧焦区开始下一个循环。此循环回路称为再生气循环回路。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，与含氯含氧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。上述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，与再生循环气混和进入再生气循环回路。上述煅烧区的含氧气体分两路排出，一路注入有机氯，经加热后作为含氯气体进入氯氧化区，其流量由烧焦耗氧来决定；另一路是把多余的含氧气体放空，这一路放空气体中含氯，必须经碱洗或其它手段除氯后方可排入大气，后续处理复杂。
本发明的目的是提供一个可连续再生、流程简单的烃转化催化剂再生方法及其专用设备，在这种方法中，煅烧区无多余含氧气体放空。
为达到上述目的，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，其再生步骤包括a)待生催化剂进入再生器的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；b)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，与含氯气体接触进行氯氧化；c)氯氧化后的催化剂在重力作用下，进入轴向催化剂移动床预干燥区，在高温、干燥的预干燥气作用下进行预干燥；d)预干燥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；e)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，进入反应系统开始下一个循环。以上步骤a)～d)中，气体循环和处理的方式是煅烧区内引入含氧气体，含氧气体经过煅烧区的催化剂床层后导出，注氯后进入氯氧化区，与氯氧化区的催化剂床层接触后引出，与由烧焦区导出的再生循环贫氧气混合进入脱氯系统、干燥系统脱氯、干燥，或者单独进行脱氯处理后再与再生循环贫氧气混合进入干燥系统，处理后的混合气分成两路，一路为烧焦气，加热后进入烧焦区，一路为预干燥气，加热后进入预干燥区，与催化剂接触后返回烧焦区底部的过热区，进而进入再生气循环回路，所述脱氯系统本身，如脱氯塔上，或者在所述脱氯系统之后设置有气体放空口。
本发明还提供了一种用于实现本发明再生方法的专用再生设备，该设备从上至下依次包括烧焦区、氯氧化区、预干燥区和煅烧区，其中，烧焦区的下部是过热区，预干燥区与过热区之间有过热气导管相连，烧焦区与氯氧化区之间，氯氧化区与预干燥区之间，预干燥区与煅烧区之间，只有催化剂导管相连通。
本发明方法的显著效果在于，因在氯氧化区与煅烧区之间增设了预干燥区，用经脱氯、干燥后的高温再生循环气把已烧焦和氯氧化的催化剂预干燥，预干燥后的催化剂再进入煅烧区，这样就有效地降低了煅烧区的干燥气体用量，使煅烧区的含氧气体进入量由烧焦所需耗氧量来决定，进入煅烧区的气体可全部进入氯氧化区，进而进入再生气循环回路，为烧焦供氧，从而使煅烧区无多余含氧气体放空，可以取消煅烧区放空气体的净化措施。在整个气体循环中，只在脱氯系统或脱氯系统之后设置气体放空口，用来调节烧焦区的压力，这样简化了流程，降低了设备投资和操作费用。
本发明所提供的专用再生设备，是根据再生方法的特点，增设了预干燥区，使预干燥区与过热区的过热气导管相连，且烧焦区与氯氧化区之间，氯氧化区与预干燥区之间，预干燥区与煅烧区之间，只有催化剂导管相连通，在操作过程中，催化剂导管中充满了催化剂，形成密相床，使得氯氧化区的气体由密相催化剂床分别与烧焦区和预干燥区隔离，预干燥区的气体由密相催化剂床分别与氯氧化区和煅烧区隔离。这种设备结构方式可以很好地实现本发明方法的气体循环方式，完成本发明烃转化催化剂的再生。
下面结合附图详细说明本发明，但附图并不限制本发明。
附图及图面说明附
图1是本发明再生设备及周围流程简图。
如附图1所示，待生催化剂从再生器1顶部经催化剂入口9连续或分批进入缓冲区40，缓冲区40是再生器1内压力最高点，有氮气密封管线117相连，以维持该区为氮气控制。在重力作用下，催化剂经多条催化剂输送管线2从缓冲区40连续地进入径向催化剂移动床烧焦区41由内网4与外网3围成的圆筒形空间，与含氧气体错流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小时之间，催化剂焦炭含量在0.01～10％(重量)范围内，烧焦气自管106引入，烧焦气的入口温度在400～500℃之间，一般在440～480℃之间，氧含量在0.4～1.0％(摩尔)之间，一般在0.5～0.7％(摩尔)之间。烧焦区41的下部是过热区42，它由一根过热气导管115与预干燥区44相连，烧焦区41的催化剂床层温度一般为400～550℃，其最高温度控制在使本区及氯氧化区43、煅烧区45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0.2％(重量)以下，烧焦后的再生循环贫氧气经管101由烧焦区41导出。烧焦后的催化剂在重力作用下，通过催化剂导管5进入轴向催化剂移动床氯氧化区43，与含氯气体接触，进行氯氧化。
催化剂在催化剂导管5底部自然堆止，形成密相催化剂床，氯氧化区43的床层温度与过热区42出口温度大致相同，在510～540℃之间，一般为525～535℃，压力与烧焦区41相等或略低5～10kPa，催化剂在此的停留时间为1～3小时，一般为2小时，本区至少有一含氯气体出口管108和一个含氯气体入口管109，经管109进入氯氧化区43的含氯气体入口温度在510～550℃之间，一般为530℃，氯含量在0.1～1.0％(重量)之间，氧含量在3～21％(摩尔)之间，经过催化剂床层后的含氯气体由密相催化剂床分别与烧焦区41和预干燥区44隔离，催化剂经氯氧化后，其氯含量达到0.5～1.5％(重量)，一般在1％(重量)，氯氧化后的催化剂在重力作用下，进入轴向催化剂移动床预干燥区44。
预干燥区44的催化剂床层温度在510～550℃之间，一般为530℃左右，催化剂的停留时间为0.5～3小时，一般为1小时。预干燥区和氯氧化区之间由催化剂导管6相连，催化剂导管6的底部催化剂自然堆止，可以阻止氯氧化区43的含氯气体进入预干燥区44。经预干燥后的催化剂经催化剂导管7进入轴向催化剂移动床煅烧区45，催化剂导管7的底部催化剂自然堆止，可以阻止煅烧区45的高含氧气体进入预干燥区44，在煅烧区45中催化剂经含氧气体煅烧，促进金属在催化剂表面分散。
在煅烧区45，催化剂床层温度比预干燥区44的床层温度高10～60℃，一般高30～40℃，本区压力是维持煅烧区45经管111去氯氧化区43含氧气体流量的自动平衡压力，比氯氧化区43略高0.1～10kPa，在本区内，催化剂的停留时间为0.5～3小时，一般为1小时。经管114引入本区的含氧气体的氧含量在5～21％(摩尔)之间，进入本区前先经干燥和煅烧加热器13加热，其温度以保持催化剂床层温度为准，一般为540～580℃，其水含量不高于50ppm，一般在20ppm以下。含氧气体经过催化剂床层后，被抽出并全部进入氯氧化区43。
以上步骤气体循环和处理的方式是煅烧区45内自管114引入含氧气体，含氧气体经过煅烧区45的催化剂床层后自管111导出，由管110注氯后经含氯气体入口管109进入氯氧化区43，与氯氧化区43的催化剂床层接触后由含氯气体出口管108引出，与由烧焦区41导出且经再生循环换热器10换热后进入管102的再生循环贫氧气混合进入脱氯系统15、干燥系统17脱氯、干燥，或者单独进行脱氯处理后，再与再生循环贫氧气混合进入干燥系统17，脱氯系统15本身，如脱氯塔上或在脱氯系统15之后设置有气体放空口16。从脱氯系统15、干燥系统17出来的干冷再生循环气，其水蒸汽含量低于100ppm，一般低于50ppm，经管116进入再生循环压缩机14升压，然后在再生循环换热器10中与从再生器出来的再生循环贫氧气换热升温至350～470℃，换热升温后分成两路，一路为烧焦气，经管105进入循环加热器11，加热后经管106进入烧焦区41；一路为预干燥气，经管107进入加热器12，加热到510～550℃之间，一般为530℃左右，之后经管112进入预干燥区44，对从氯氧化区43来的已烧焦和氯氧化的催化剂进行预干燥，然后自过热气导管115返回到烧焦区41底部的过热区42，进而进入再生气循环回路。
煅烧后的催化剂由再生器1底部经催化剂出口8离开再生器，经脱气、还原后进入反应系统，开始下一个循环。
图1所示本发明，在烧焦区41上方设有缓冲区40，这是为了更好地实现催化剂在再生器中的连续移动，实现严格的连续再生，当然没有此缓冲区也是可以的，这在现有技术中已有成功的应用。
权利要求
1．一种烃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，催化剂的颗粒直径在0.5～5.0mm之间，在反应过程中，催化剂表面因积炭而失活，其再生步骤包括a)待生催化剂进入再生器(1)的径向催化剂移动床烧焦区(41)，与含氧再生气体接触烧去催化剂表面的积炭；b)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(43)，与含氯气体接触进行氯氧化；c)氯氧化后的催化剂在重力作用下，进入轴向催化剂移动床预干燥区(44)，在高温、干燥的预干燥气作用下进行预干燥；d)预干燥后的催化剂在重力作用下，进入轴向催化剂移动床煅烧区(45)，在含氧气体作用下进行煅烧；e)煅烧后的催化剂由再生器(1)底部离开再生器，经脱气、还原处理后，进入反应系统开始下一个循环；以上步骤a)～d)中，气体循环和处理的方式是煅烧区(45)内引入含氧气体，含氧气体经过煅烧区(45)的催化剂床层后导出，注氯后进入氯氧化区(43)，与氯氧化区(43)的催化剂床层接触后引出，与由烧焦区(41)导出的再生循环贫氧气混合进入脱氯系统(15)、干燥系统(17)脱氯、干燥，或者单独进行脱氯处理后再与再生循环贫氧气混合进入干燥系统(17)，处理后的混合气分成两路，一路为烧焦气，加热后进入烧焦区(41)，一路为预干燥气，加热后进入预干燥区(44)，与催化剂接触后返回烧焦区(41)底部的过热区(42)，进而进入再生气循环回路，所述脱氯系统(15)本身，如脱氯塔上，或者在所述脱氯系统(15)之后设置有气体放空口(16)。
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，a)在烧焦区(41)，催化剂的处理条件是压力在0.35～1.5MPa之间，催化剂的停留时间在0.5～3.0小时之间，催化剂焦炭含量在0.01～10％(重量)范围内，烧焦气的入口温度在400～500℃之间，氧含量在0.4～1.0％(摩尔)之间，催化剂床层最高温度控制在使本区及氯氧化区(43)、煅烧区(45)的床层温度均在催化剂载体允许承受的最高温度之下；b)在氯氧化区(43)，催化剂的处理条件是氯氧化区(43)的床层温度在510～540℃之间，压力与烧焦区(41)相等或略低5～10kPa，催化剂在此的停留时间为1～3小时，经管(109)引入氯氧化区(43)的含氯气体入口温度在510～550℃之间，氯含量在0.1～1.0％(重量)之间，氧含量在3～21％(摩尔)之间；c)在预干燥区(44)，催化剂的处理条件是预干燥区(44)的床层温度在510～550℃之间，催化剂的停留时间在0.5～3小时之间；d)在煅烧区(45)中，催化剂的处理条件是床层温度比预干燥区(44)的床层温度高10～60℃，本区压力是维持煅烧区(45)经管(111)去氯氧化区(43)含氧气体流量的自动平衡压力，催化剂的停留时间为0.5～3小时，经管(114)引入本区的含氧气体的氧含量在5～21％(摩尔)之间，含氧气体经过催化剂床层后，被抽出并全部进入氯氧化区(43)。
3．一种实现权利要求1所述再生方法的再生设备，该设备从上至下依次包括烧焦区(41)、氯氧化区(43)、预干燥区(44)和煅烧区(45)，其中，烧焦区(41)的下部是过热区(42)，预干燥区(44)与过热区(42)之间有过热气导管(115)相连，烧焦区(41)与氯氧化区(43)之间，氯氧化区(43)与预干燥区(44)之间，预干燥区(44)与煅烧区(45)之间，只有催化剂导管相连通。
4．根据权利要求3所述再生方法的再生设备，其特征在于烧焦区(41)上方设有缓冲区(40)。
全文摘要
本发明涉及一种烃转化催化剂的再生方法及其专用设备,待生催化剂从上至下依次通过再生器的烧焦区、氯氧化区、预干燥区和煅烧区,其中煅烧区内引入含氧气体,导出注氯后全部进入氯氧化区,再进入再生气循环回路,为烧焦供氧,利用该发明,可使再生器的煅烧区无多余含氧气体放空,从而可取消煅烧区放空气体的净化措施,简化流程。
文档编号B01J38/02GK1298924SQ0010153
公开日2001年6月13日 申请日期2000年1月10日 优先权日2000年1月10日
发明者刘德辉, 彭世浩, 刘太极, 徐又春, 尹祚明, 伍于璞, 杨宝贵 申请人:中国石化集团洛阳石油化工工程公司