专利名称：一种烃类催化转化工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油加工过程的一种烃类催化转化工艺，尤其是涉及含有催化剂连续再生系统的烃类催化转化工艺。
烃类催化转化的过程中，在改变烃类组成的同时一般伴有焦炭生成，催化剂表面附着焦炭，使催化剂活性逐渐降低，催化剂需要定期或连续(至少半连续)地恢复活性。以烃类连续重整工艺为例，石脑油在有氢气存在的情况下与移动的催化剂接触并发生反应，提高了石脑油的辛烷值，且改善了产品质量。同时，在催化剂的表面产生焦炭，使催化剂的活性逐渐降低。通过反应系统的催化剂被输送到催化剂连续再生系统中进行再生，再生后的催化剂被送回反应系统，开始下一循环。
CN 1042559A对法国IFP公司(法国石油公司)的连续重整技术作了详细的描述。该技术中，反应物依次通过几个并排的反应区，每个反应区内都充满催化剂并靠重力向下移动。依反应物流动方向，前一个反应区内的催化剂从反应区底部取出，用氢气输送到下一个反应区的顶部。最后一个反应区的催化剂用氮气输送到再生系统进行再生，经过再生的催化剂用氮气输送到第一个反应区的顶部。
UOP公司(环球油品公司)的连续重整装置中，反应系统一般采用重叠式反应区，如公开号为CN 85103262A的中国专利申请所公开的叠置式反应器。催化剂从第一个反应区到最后一个反应区都是靠重力流动；从最后一个反应区排出的催化剂用氮气提升到再生系统进行再生，经过再生的催化剂用氢气提升到第一个反应区的顶部。
在上述两种典型的重整技术中，催化剂与反应油气都是从第一个反应器进入直至最后一个反应器排出，二者移动方向一致，我们简称之为“传统顺流床”。该技术的最大不足是在越靠后的反应器中重整反应越难发生而催化剂活性越低。为解决这一反应难易程度与催化剂活性不匹配矛盾，袁忠勋等在CN 1247886A中提出了“逆流床重整技术”，即反应油气依次从第一反应器、第二反应器直至最后一个反应器顺着压力逐渐降低的方向流动，而催化剂则是从最后一个反应器顺着压力逐渐升高的方向向前一个反应器直至第一反应器移动，该技术虽然解决了反应难易程度与催化剂活性不匹配矛盾，但该技术要求催化剂颗粒从压力较低的后一个反应器向压力高的前一个反应器移动，这为该技术的工程实施带来了很多困难。
催化剂颗粒顺着压力逐渐降低的方向，如果是从较高位置向较低位置移动可以靠重力来完成，如果是从较低位置向较高位置移动则可以通过气体稀相输送来完成；但若要催化剂颗粒顺着压力逐渐升高的方向移动，有两个办法，第一个办法是采用工程上称为“闭锁料斗”的装置来完成，所述“闭锁料斗”一般包括按位置由高到低依次排列的低压区、变压区、高压区以及它们之间的催化剂输送管线和与之配套的气体通道。气体通道的作用是使变压区的压力在高压和低压之间周期变化。当变压区为低压时，催化剂靠自重由低压区进入变压区，当变压区升为高压时，催化剂又从变压区进入高压区。至于上述三个区之间存在逆向压差时，区与区之间的催化剂流动可以靠阀门中止，也可以靠选用合适长度的催化剂输送管由压差而中止。习惯上前者称之为有阀输送，后者称之为无阀输送(例如中国专利CN 1005247 B所述的装置)。第二个办法是象流化催化裂化(简称FCC)技术一样，靠催化剂料位差形成的静压差来使催化剂从压力较低的沉降器向压力较高的再生器移动(简称为料位差法)。
连续重整装置中，后一个反应器的底部压力一般比前一个反应器的上部压力低30-60Kpa，从后一个反应器的底部向前一个反应器顶部料斗低稀相输送催化剂的提升管约有10-30Kpa压差，因此反应器顶部料斗比对应反应器上部压力低40-90Kpa，对于如此大的静压差，即使在FCC装置中采用“料位差法”，实现起来也相当困难，更何况对于连续重整装置催化剂而言，其颗粒平均直径较FCC催化剂大，约为1.4-1.8mm，并且颗粒堆密度较FCC催化剂小，一般不超过600Kg/m3，因此在连续重整装置采用“料位差法”实现催化剂移动难度很大。
很显然，若采用多个“闭锁料斗”实现“逆流床重整技术”中催化剂的多级输送，则会提高装置投资和操作成本。
本发明是为解决现有技术中烃类反应难易程度与催化剂活性不匹配的问题，而提供一种容易实现而又能使反应难易程度与催化剂活性相匹配的烃类催化转化工艺。
本发明采用的技术方案是，烃类原料顺着压力降低的方向依次通过至少二个反应器，与反应器中的催化剂接触，进行烃类催化转化反应，失活的催化剂不断白反应器取出送入再生器进行再生，再生后的催化剂返回反应器循环使用，其特征在于再生后的催化剂至少分成两路进入不同的反应器，每路催化剂可以经过一个反应器，也可以经过两个或两个以上的反应器，经过两个或两个以上反应器的，其催化剂与反应油气采用顺流的方式，每个反应器都仅处于一路催化剂循环中，各路催化剂经过该路催化剂循环中的反应器或最后一个反应器后，被输送到公用的再生器，在再生器中进行再生。
采用本发明所提供的烃类催化转化工艺，就反应油气而言，各反应器串联连接，但对于催化剂循环而言，再生过的具有较高压力和较高活性的催化剂是至少分成两路进入不同的反应器，因此存在着反应器之间的并联，使各反应器中的催化剂可保持较高的活性，从而能灵活地使反应的难易程度与催化剂的活性相匹配，并且在催化剂循环过程中，只使用一次上述“闭锁料斗”提升催化剂压力，减少了资金。
本发明所述的烃类催化转化工艺，适用于所有存在催化剂连续再生系统和多个反应器的烃类转化过程，例如，重整、异构化、轻烃芳构化等，尤其适用于含有催化剂连续再生系统的重整工艺。
下面以催化重整工艺为例，结合附图
对本发明作进一步详细的说明。但这并不限制本发明的范围。
附图是本发明含有多个反应器至少包括两路催化剂循环的简图。
如图所示，C5-C11烃类在氢气存在的条件下，进行环烷脱氢和烷烃环化脱氢生成芳烃、烃类异构化、烃类加氢裂化等反应，典型反应条件为压力0.2-1.0Mpa，温度为380-550℃。C5-C11烃类和氢气混和物的反应油气由管5，经换热和加热至380-550℃后，经过第一反应器1、至第N反应器2、第N+1反应器3、再至第N+M反应器4，反应产物由管6输出装置，其中N和M为正整数。当N和M均为1时，代表系统中只有2个反应器。该实施例中催化剂分成两路。由于上述反应总体表现为吸热反应，所以反应油气经每个反应器(最后一个反应器除外)后进入中间加热炉或加热器，加热至所需反应温度后再进入下一个反应器。再生催化剂缓冲料斗31中再生过的催化剂至少分成两路，第一路经第一反应器上部料斗21进入第一反应器1，并顺着压力逐步降低方向靠重力或用氢气将催化剂颗粒稀相输送至下一个反应器，直至第N反应器2，从第N反应器2底部出来的催化剂顺着压力降低方向，由第N反应器下部提升器23稀相输送至再生器上部料斗32；第二路经第N+1反应器上部料斗22进入第N+1反应器3，并顺着压力逐步降低方向靠重力或用氢气将催化剂颗粒稀相输送至下一个反应器，直至第N+M反应器4，从第N+M反应器4底部出来的催化剂顺着压力降低方向，由第N+M反应器下部提升器24稀相输送至再生器上部料斗32。
显然当N+M≥3时，可将系统中N+M个反应器分成3组或3组以上，催化剂相应地也可分成3组或3组以上的回路，完成上述工艺。
再生器上部料斗32中需要再生的催化剂，经催化剂再生器33，用公知的方法，例如中国专利ZL98112916.1中所述的方法，对催化剂进行烧焦、氯化、焙烧、还原等恢复催化剂活性的必要步骤，同时用公知的方法，例如中国发明专利申请公开说明书CN 1259478A所述的方法，将催化剂升压提升压力后，由再生系统下部提升器34顺着压力降低方向，稀相输送至再生催化剂缓冲料斗31开始下一个循环。
本发明中恢复催化剂活性和提升催化剂压力的设备对上述两路催化剂而言是共用的，至于恢复催化剂活性的必要步骤和提升压力在上述共用设备中具体实施方案并不影响本发明的保护范围。更具体地说，本发明并不排除上述还原步骤在再生催化剂缓冲料斗31中进行，也不限制上述各必要步骤和提升压力的先后顺序排列。
作为最佳实施例，本发明推荐附图所示实例中前N个反应器重叠布置，N取2或3，最好为3，后M个反应器重叠布置，M取1或2，最好为1。
权利要求
1.一种烃类催化转化工艺，烃类原料顺着压力降低的方向依次通过至少二个反应器与反应器中的催化剂接触进行烃类催化转化反应，失活的催化剂不断自反应器取出送入再生器进行再生，再生后的催化剂返回反应器循环使用，其特征在于再生后的催化剂至少分成两路进入不同的反应器，每路催化剂可以经过一个反应器，也可以经过两个或两个以上的反应器，经过两个或两个以上反应器的，其催化剂与反应油气采用顺流的方式，每个反应器都仅处于一路催化剂循环中，各路催化剂经过该路催化剂循环中的反应器或最后一个反应器后，被输送到公用的再生器，在再生器中进行再生。
全文摘要
本发明提供了一种烃类催化转化工艺，该工艺的特点是再生后的催化剂至少分成两路进入不同的反应器，每路催化剂可以经过一个反应器，也可以经过两个或两个以上的反应器，经过两个或两个以上反应器的，其催化剂与反应油气采用顺流的方式，每个反应器都仅处于一路催化剂循环中，各路催化剂经过该路催化剂循环中的反应器或最后一个反应器后，被输送到公用的再生器，在再生器中进行再生。本发明工艺不仅易于实现，且各反应器中的催化剂可保持较高的活性，能灵活地使反应的难易程度与催化剂的活性相匹配。
文档编号C10G35/04GK1438298SQ0311451
公开日2003年8月27日 申请日期2003年2月21日 优先权日2003年2月21日
发明者刘德辉, 彭世浩, 杨宝贵, 徐又春 申请人:中国石化集团洛阳石油化工工程公司