一种模拟催化剂预处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及催化剂开发工程技术领域，具体地，涉及一种模拟催化剂预处理 装置。
【背景技术】
[0002] 在石油资源日益劣质化、重质化的时代背景下，炼油企业面临加工重质、劣质原料 的技术挑战，以催化裂化工艺为代表的流化床加工技术也同样面临加工残炭值高、金属含 量高的原料，如渣油催化裂化原料要求（Ni+V)〈25 μ g/g，一般为10 μ g/g左右，对硫含量也 有限制，如石韦公司的RFCC工艺要求原料油中硫含量为0. 2-2. 4重量％，而流化床加工重 质、劣质原料主要会影响流化床中催化剂的活性和寿命，以及催化剂在装置中的流化状态， 进而对整个工艺产生巨大的影响，因此原料劣质化对流化床催化剂的影响也成为重要的研 究方向。而在实验室内需要模拟出不同劣质原料对催化剂的影响，才能研究其对催化剂性 质及寿命的影响，并为进一步的相应的措施提供理论依据及数据支持。
[0003] 为了研究金属对催化剂的影响，首先要对催化剂进行金属污染，目前实验室一般 使用Mitchell方法进行金属污染。但魏晓丽等人（石油炼制与化工，2008. 06)研究发现， Mi tche 11方法污染、水热老化处理的接触剂，其性质变化不能反映工业平衡剂的综合性能， 与工业实际有较大差别，为了能够更加有效地提高实验室研究催化剂及工艺的研究效率， 需要建立一套更加灵敏的模拟工业在线的催化剂金属污染装置。
[0004] 在流化床加工重质、劣质渣油的新工艺开发中，石油化工科学研究院提出接触裂 化-焦炭气化一体化技术，在此技术中催化剂要进行气化再生，需要经历含氢气、一氧化碳 的还原气氛，当催化剂上的金属在还原-氧化环境不断变化的环境中时又会发生怎样的变 化，这都是研究人员在实验室内想获得的，因此能够模拟不同气氛环境的催化剂预处理装 置也是非常需要的。
[0005] 因此，开发一种新的能够更加灵敏且安全地模拟劣质原料接触裂化过程的模拟催 化剂预处理装置显得尤为必要。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型的目的是提供一种能够更加灵敏且安全地模拟劣质原料接触裂化过 程的模拟催化剂预处理装置。
[0007] 为了实现上述目的，本实用新型提供一种模拟催化剂预处理装置，该装置包括：
[0008] 气体输送单元，含有至少两条输送管路以分别输送还原性气体和非还原性气体， 输送所述还原性气体的管路和输送所述非还原性气体的管路分别具有还原性接头和非还 原性接头；
[0009] 油样加热输送单元，含有用于储油的储油器和用于计量油样的计量器；
[0010] 水蒸气发生单元，用于产生水蒸气；以及
[0011] 裂化-再生单元，含有用于加工原料油的流化床反应器；
[0012] 其中，使得所述油样加热输送单元、所述水蒸气发生单元和所述裂化-再生单元 保持连接的管路选择性连接所述还原性接头和所述非还原性接头。
[0013] 所述"使得所述油样加热输送单元、所述水蒸气发生单元和所述裂化-再生单元 保持连接的管路选择性连接所述还原性接头和所述非还原性接头"是指，使得所述油样加 热输送单元、所述水蒸气发生单元和所述裂化-再生单元保持连接的管路可以连接所述还 原性接头，或者可以连接所述非还原性接头。
[0014] 所述用于加工原料油的流化床反应器可以为本领域内常规的各种流化床反应器， 本实用新型对此没有特别的限定。
[0015] 用于产生水蒸气的所述水蒸气发生单元中产生的水蒸气是为了使得原料稀释和/ 或雾化。本实用新型的水蒸气使原料呈雾化状态与接触剂接触，亦用于使接触剂流化。
[0016] 所述油样加热输送单元是为了形成温度在室温至150°C的油样以输送至裂化-再 生单元中参与反应。
[0017] 优选地，在所述气体输送单元中，各条所述输送管路上分别具有控制管路连通或 关闭的阀门。所述输送管路上设置的阀门能够控制管路的连通或关闭状态，从而能够控制 输送或者不输送所述还原性气体和/或所述非还原性气体。
[0018] 本实用新型中，区分还原性气体和非还原性气体的主要原因在于，在高温的反应 条件下，还原性气体中若是存在一定量的氧化性气体则会严重威胁整个生产过程的安全， 因此，为了防止还原性气体与非还原性气体的窜气问题的发生，本实用新型采用将还原性 气体和非还原性气体分不同管路进行输送的设置。
[0019] 在气体输送单元中，对所述输送管路的数量没有特别的要求，为了操作方便以及 安全起见，可以针对每一种气体设置一条单独的输送管路。优选地，在气体输送单元中，含 有2-5条输送管路以分别输送至少一种还原性气体和至少一种非还原性气体。例如，当所 述还原性气体为氏和C0时，可以设置两条单独的管路分别输送Η 2和C0,而且，通过在所述 管路上设置阀门，还可以随时控制输送氏和C0的管路的连通或关闭状态；又如，当所述非 还原性气体为〇2、队和空气时，可以设置三条单独的管路分别输送02、Ν2和空气，同样地，通 过在所述管路上设置阀门，还可以随时控制输送〇2、Ν2和空气的管路的连通或关闭状态。
[0020] 优选地，输送所述还原性气体的管路为至少两条和/或输送所述非还原性气体的 管路为至少两条。
[0021] 输送所述还原性气体的管路和输送所述非还原性气体的管路可以分别设置有一 个接头以与使得所述油样加热输送单元、所述水蒸气发生单元和所述裂化-再生单元保持 连接的管路保持连接。优选地，至少两条输送所述还原性气体的管路和至少两条输送所述 非还原性气体的管路分别共用一个还原性接头和一个非还原性接头。当输送所述还原性气 体的管路为至少两条时，输送所述还原性气体的所有管路可以通过多通阀门汇合成一条管 路，并且该汇合成的一条管路上设置有一个还原性接头，该还原性接头与使得所述油样加 热输送单元、所述水蒸气发生单元和所述裂化-再生单元保持连接的管路保持连接；或者， 输送所述还原性气体的所有管路均与同一个还原性接头连接，并且该同一个还原性接头与 使得所述油样加热输送单元、所述水蒸气发生单元和所述裂化-再生单元保持连接的管路 保持连接。
[0022] 优选地，所述油样加热输送单元中还含有用于加热所述油样的加热器，储油器中 的油样通过管路引入至所述裂化-再生单元中，同时所述计量器计量从所述储油器引出的 所述油样。所述油样通过管路从所述储油器中引出，同时所述计量器对引出的所述油样进 行计量，从而本领域技术人员能够根据接触剂的设计的金属负载量以及提前配制的油样中 的金属含量控制所述油样的引出量。
[0023] 优选地，所述水蒸气发生单元中含有用于将水蒸气进行气化的水气化器，经气化 的水蒸气通过管路引入至所述裂化-再生单元中。
[0024] 为了使得装置的管路中的油样能够保持可输送状态，以及保持水蒸气的气态形 式，优选在装置中的水蒸气发生单元后的管路上设置有用于保持温度的加热设备。
[0025] 优选地，所述裂化-再生单元还含有用于加热所述流化床反应器的加热炉。为了 能够方便地取出接触剂进行分析，可以将所述流化床反应器设置为可开盖形式。
[0026] 在所述流化床反应器中，引入的所述水蒸气和所述油样可以通过喷嘴与流化床反 应器中处于高温流化态的接触剂进行接触裂化反应，接触裂化反应结束后，引入非还原性 气体例如氧气和/或空气使接触剂上的焦炭进行气化反应，从而使接触剂进行再生。
[0027] 在所述流化床反应器中，当使用非还原性气体例如氮气将流化床反应器及其中的 接触剂以及管路中可能存在的氧气等与还原性气体混合时容易引起爆炸的气体吹扫干净 后，可以将所述还原性接头与使得所述油样加热输送单元、所述水蒸气发生单元和所述裂 化-再生单元保持连接的管路保持连接，以向所述流化床反应器中输送还原性气体。
[0028] 当使用本实用新型的装置考察劣质原料接触裂化过程对接触剂的影响时，对本实 用新型的装置中的裂化-再生单元中产生的气相产物和/或油相产物的收集方式没有特别 的限定，可以采用本领域内常规使用的方法或者设备对产生的气相产物和/或油相产物进 行冷却、收集或者分离等后处理。
[0029] 优选地，本实用新型中，还可以在接触裂化反应进行时对反应产生的油相进行收 集并计量，或者以及通过分析仪器如红外分析仪器对气化反应产生的一氧化碳和二氧化碳 等气体进行分析从而能够确定接触裂化反应的焦炭产率，从而使得本实用新型的装置能够 实现渣油接触裂化反应的评价装置的功能。
[0030] 具体地，为了分析所述裂化-再生单元的反应情况，优选地，所述模拟催化剂预处 理装置还包括：用于接收来自所述裂化-再生单元的液相物的液相接收单元。接收得到的 液相物可以进入本领域内常规的后续单元中进行分离分馏等操作或者进行其它常规分析。
[0031] 为了分析所述裂化-再生单元的反应情况，优选地，所述模拟催化剂预处理装置 还包括：用于检测来自所述裂化-再生单元的气相物的气相检测单元。接收得到的气相物 可以进入本领域内常规的后续单元中进行分离等操作或者进行其它常规分析。例如，所述 气相检测单元中可以包括脱硫罐和红外气体分