用于传送催化剂的方法和与其相关的装置制造方法
【专利摘要】一示例性实施例可为用于在流化催化裂解装置中传送催化剂的方法。所述方法可包括使所述催化剂穿过传送机，其中所述传送机包括用于传送所述催化剂的螺杆。所述装置可包括：提升管-反应器，其包括终止于反应罐中的提升管；再生罐，其与提升管-反应器连通以用于接纳来自所述提升管-反应器的用过的催化剂且用于将再生的催化剂送至所述提升管-反应器；和传送机，其位于管线中以利于所述催化剂的传送。
【专利说明】用于传送催化剂的方法和与其相关的装置
[0001]优先权声明
[0002]本申请要求于2013年3月26日提交的美国专利申请N0.13/850, 440的优先权，以引用其全文的方式将该文献的内容纳入本文。
【技术领域】
[0003]本发明总体地涉及一种用于传送催化剂的方法和一种与其相关的装置。
【背景技术】
[0004]当前的用于流化催化裂解装置的催化剂抽取系统会具有催化剂腐蚀的问题，这会导致运行的缩短。腐蚀(作用)可出现在空气注入附近的管道组件处、阀处和内部部件处。同样包括翅片管可具有难以以可接受的成本找到合适管道系统的困难。此外，在当前的系统中催化剂的抽取还可能具有堵塞的问题。此外，传统的抽取系统不能自热再生器至冷的平衡催化剂料斗足够地冷却所抽取的催化剂。而且，期望从所抽取的催化剂回收热量以用于工厂设施。
[0005]当前的带有滑阀的流化催化裂解壳管式冷却器可能会非常昂贵并且在正常运行期间产生带有腐蚀和堵塞的可靠性问题。优选地，可提供一减轻腐蚀和堵塞问题并且允许热回收的替代方案。
【发明内容】
[0006]一个示例性实施例可为用于在流化催化裂解装置中传送催化剂的方法。此方法可包括将催化剂传送通过传送机。该传送机可包含用于传送催化剂的螺杆。
[0007]另一个示例性实施例可为流化催化裂解装置。该装置可包括:提升管-反应器，其包括终止在反应罐中的提升管；再生罐，其与提升管-反应器连通以用于接收来自提升管-反应器的用过的催化剂并且用于将再生催化剂传递至提升管-反应器；和传送机，其位于管线中以便于催化剂的传送。通常，再生罐包括用于在再生罐中传送催化剂的管线并且传送机包括联接至螺纹的轴。
[0008]另一个示例性实施例可为用于在流化催化裂解装置中传送催化剂的方法。该方法可包括将催化剂传送通过传送机。该传送机可包含用于传送催化剂的螺杆，与再生罐的壳体的不同部分连通并用于将催化剂传送通过另一传送机。该另一传送机还可包含用于传送催化剂以用于处理/处置的螺杆。
[0009]催化剂抽取冷却螺杆组件可允许精炼装置每天移除催化剂而不用在组件处注入空气，因此大体上将腐蚀降至最低程度。冷却螺杆组件还可容易获得，因为这样的设计经常用于其他工业应用中的冷却致密相固体传送。采用变速电动机冷却螺杆传送机可使热的催化剂移动，同时可在热的催化剂与夹套和轴之间发生热传递，同时冷却水可从螺杆传送机带走热量。因为热传递由致密相传送完成，所以不需要翅片管并且腐蚀没有快速的、稀释相系统那么严重。
[0010]流化催化裂解冷却螺杆传送机可提供冷却催化剂的较低成本、易于操作的替代方式并且将经加热的水供应至烟道气蒸汽发生器以用于产生蒸汽。冷却螺杆传送机除了螺杆外并未具有许多内部零部件，从而在每分钟低的转数下运行，使腐蚀降至最低，并且自再生罐沿着轴移动热的催化剂。
[0011]冷却介质一例如水一可沿着夹套或沿着轴循环，该冷却介质从热的催化剂获得热量同时按照装置的热平衡所需冷却催化剂。冷却的催化剂可返回至再生罐。热水可被送至精炼厂内所需的各种位置。在流化催化裂解装置中，该热水可被送入烟道气蒸汽发生器的节煤器、过热降温器、和/或用于产生蒸汽的主塔底部蒸汽发生器。
[0012]定义
[0013]如本文所采用的，术语 “蒸汽”可包括各种烃分子:例如直链、支链的、或环烷烃、烯烃、二烯烃和炔烃，和视情况地包括其他物质:例如气体(诸如，氢气或杂质)、例如重金属、和硫和含氮化合物。蒸汽还可包括芳香烃和非芳香烃。此外，上标“ + ”或可与缩写的一个或多个烃符号一起使用，例如C3+或C3—，其包括缩写的一种或多种烃。例如，缩写的“C3+”意为含三个碳原子和/或更多的一个或多个烃分子。“流”还可以是或包括除了烃之外的例如流体或表现为流体的物质，例如空气或催化剂。
[0014]如本文中所采用的，术语“区”可指代包括一个或多个设备物件的区域和/或一个或多个分区。设备物件可包括一个或多个反应器或反应器罐、加热器、换热器、管、泵、压缩机和控制器。此外，一设备物件(例如反应器、干燥器、或罐)还可包括一个或多个区或分区。
[0015]如本文中所采用的，术语“联接”可意为两个物件直接地或间接地通过化学或机械手段，由包括冲压、模塑或焊接的工艺相结合、紧固、关联、连接、或成型为一体。而且，可通过采用第三部件(例如机械紧固件，诸如螺钉、钉、卡钉或铆钉；粘合剂；焊料)联接两个物件。
[0016]如本文中所采用的，术语“小时”可缩写成“hr”，术语“千克”可缩写成“kg”，术语“千帕”可缩写成“KPa”，并且术语“摄氏度”可缩写成“ V ”。
[0017]如所描述的，图中的工艺流管线可互换地指代例如管道、管、进料、产品或流。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是示例性流化催化裂解装置的示意性截面视图；
[0019]图2是示例性第一传送机的示意性截面视图；
[0020]图3是示例性第二传送机的示意性截面视图。
【具体实施方式】
[0021 ] 参照图1，流化催化裂解装置10可包括提升管反应器100和再生罐200。提升管反应器100可包括提升管120，该提升管120终止在反应罐160内部。提升管120能够以一个或多个分离臂124的方式终止，该分离臂124可把烃和催化剂分离。反应罐160还可容置一个或多个旋风分离器180，该旋风分离器180可将一种或多种烃传送至出口 184。一个或多个浸入管(dip leg) 128可向汽提区140提供来自一个或多个旋风分离器180的用过的催化剂。可采用任何适当的催化剂，其包括多种催化剂(包括MFI沸石和Y-沸石)的混合物。例如美国专利7，312，370B2中公开了示例性的催化剂混合物。例如美国专利7，261，807B2、美国专利7，312，370B2和美国专利2008/0035527A1中公开了示例性的反应罐和再生罐。
[0022]再生罐200可包括直燃式空气加热器204、壳体210、通气格栅230、一个或多个旋风分离器260和集气室268。再生罐200可包括具有一个或多个浸入管264的一个或多个旋风分离器260。一个或多个分离器260可将烟道气传送至集气室268,转而将烟道气传送至出口 270。一个或多个浸入管264可将催化剂传送至再生罐200的基底部。
[0023]在运行中，烃进料110—可包括瓦斯油、真空瓦斯油、常压瓦斯油、焦油、瓦斯油、加氢瓦斯油、加氢尾油和常压渣油中的至少一个——可被提供至提升管120并且用气体114流化。烃进料110还可与经由传送导管290提供至提升管120的基底部的催化剂接触，该传送导管290可以是第二传送导管290。通常地，再生催化剂和进料的混合物可以处在500-650°C，并且压力在110-450KPa。催化剂和进料可在提升管120内部上升并且采用任何适当的装置在反应罐160处分离。催化剂可朝向反应罐160的基底部落下而产品气体可上升并且与催化剂分离。产品气体可进入出口 184并且作为产品流190离开。烃产品可例如在下游的分馏区被进一步处理。在例如美国专利3，470，084中公开了示例性分馏区。
[0024]分离开的催化剂可穿过浸入管128并且落至汽提区140。汽提蒸汽148可被提供至汽提区140以去除烃。催化剂可穿过传送导管280—例如第一传送导管280——至再生罐200。
[0025]再生罐200可通过第一传送导管280接收用过的催化剂。可在管线394中将一气体——如下文进一步细节所讨论的——提供至直燃式加热器204。该气体——通常为空气一可穿过管线304至通气栅230并且与来自第一传送导管280的用过的催化剂混合。该催化剂可被再生并且落至再生罐200的基底部。此外，一个或多个旋风分离器260可接收烟道气和夹带的催化剂的混合物。催化剂可在旋风分离器260中被分离并且穿过浸入管264并且同样落至再生罐200的基底部。再生催化剂和任何补充的催化剂一起可从(再生罐的)基底部穿过第二传送导管290至提升管120。分离的烟道气从一个或多个旋风分离器260上升至集气室268并且经由出口 270离开。通常，直燃式加热器204可燃烧包括燃料气的任何适当的燃料384，例如辅助燃料。通常，在流化催化裂解装置10的启动期间使用直燃式加热器，但是在稳态运行期间直燃式加热器并不被激活。再生罐200能够在例如高于650°C的任何适当的温度下运行或在用于移除积聚在催化剂颗粒上的焦炭的其他适当条件下运行。
[0026]如本文进一步描述的，通过穿过导管320到第一传送机400，催化剂可在再生罐200的内部再循环。由第一传送机400冷却的催化剂可穿过管线324并且到管线398中，该管线398将催化剂返回至再生罐200。在管线398中的催化剂可被管线382中的空气流化，并且该空气的另一部分被提供至管线394。
[0027]如下文所描述的，催化剂还可经由管线490离开再生罐200并且被传到第二传送机500。可经由管线494抽取经冷却的催化剂。
[0028]参照图2，第一传送器400可包括通常为水冷套的夹套410、螺杆420、和变速电动机430。经由导管320从再生罐200抽取的催化剂可进入传送机400并且经由螺杆420移动。通常催化剂从管线324离开。螺杆420可包括其中形成空隙426的轴424并且具有联接至轴424的一个或多个螺旋状的螺纹或叶片428。该一个或多个螺旋状的螺纹428视情况还可以是中空的。变速电动机430可被联接至螺杆420以用于使螺杆420旋转。夹套410可具有形成环形结构的间隔开的壁，即一对间隔开的筒，以用于在其中接纳热交换介质。
[0029]管线402可提供热交换介质一例如冷却水一以冷却催化剂。阀412可调节在水管线402中流过的水。水管线402可被分为管线404、406和408以将水提供至夹套410和空隙426。在某些情况下，一个或多个螺旋状的螺纹428还可接纳热交换介质。热可从催化剂传递至水，经由管线432、434和436取出并且被汇合到管线440中。通常，冷却水沿着传送机400的轴424和/或夹套410吸收来自热催化剂的热量。取决于设计要求，冷却水流相对于热的催化剂可为逆流或顺流。
[0030]经加热的水可被提供至用于发电的设施或其他设施。例如，经加热的水可被送入烟道气蒸汽发生器的节煤器、过热降温器、和/或用于产生蒸汽的主塔底部蒸汽发生器。
[0031]变速电动机430可控制穿过夹套410的催化剂的速度。通常，变速电动机430以较低速度运行来防止流化作用并且控制再生罐200中的催化剂流通的速率。通常，第一传送机400将催化剂从至少700°C冷却至不超过600°C并且以130，000-450, 000kg/hr传送。例如美国专利2008/0295356A1中公开了示例性传送机。
[0032]参照图3，第二传送机500可包括通常为水冷套的夹套510、螺杆520、和变速电动机530，并且具有与第一传送机400基本相同的部件和类似地运行方式。例如，螺杆520可包括形成空隙526的轴524和联接至轴524的一个或多个螺旋状的螺纹或叶片528。一个或多个螺旋的螺纹528视情况可为中空的以用于接纳热交换介质。变速电动机500可被联接至螺杆520以转动螺杆520。夹套510可形成相间隔的壁以形成环形结构，即一对以定距离间隔的圆筒，以用于在其中接纳热交换介质。一个不同之处为通过第二传送器500的吞吐量可比通过第一传送器400的吞吐量小很多。通常，第二传送机500可将催化剂从至少700°C冷却至不超过100°C，并且以15-200kg/hr传送。
[0033]从再生罐200抽取的催化剂可由管线490提供至第二传送机500。经由管线494可将催化剂从第二传送机500传送至处理/处置前的任何适当的目的地，例如储存器(诸如平衡催化剂料斗)。由阀562视情况调节的管线560可提供例如空气的流化介质至管线494以流化催化剂。管线502可提供由阀512视情况调节的热交换介质例如水。管线502可被分成504、506和508以将水提供至夹套510和轴524的空隙526。来自催化剂的热量的至少一部分可被传递给水，随后水转而可流过管线532、534、和536汇合到管线540中并且可被用于任何适当的效用，例如(优选为高压的)蒸汽发生用途。
[0034]虽然再生罐200示出为单级，应当理解的是第一和/或第二传送机可与例如高效率再生罐、两级再生罐或鼓泡床再生罐的任何合适的再生罐200 —起使用。例如提交于2012年3月21日的美国申请N0.13/425，657中公开了示例性两级再生罐。在此情况下，第一传送机400可将催化剂从第二级传送至第一级。冷的催化剂可沿着螺杆行进并且沿着立管返回至再生罐以获得高效或两级再生罐。针对于鼓泡床再生罐，可需要提升冷催化剂提升立管来将催化剂返回至鼓泡床。
[0035]虽然描述了两个传送机400和500，应当理解的是可采用任何适当数量的传送机。特别是，可并行使用多个传送机400以与较高的催化剂生产量相符。
[0036]本文中提供的实施例允许经由致密相移除(而不是采用例如翅片管的稀释相的移除)通过传送机抽取热的催化剂。能够采用变速控制器以低的每分钟转速设置以可控的速率抽取催化剂。内螺杆可以低的速度运行，同时利用联接至轴的旋转的叶片移动热的催化剂。通常，所使用的仅有的空气注入为将在冷却螺杆传送机之后的冷却的催化剂传递至平衡催化剂料斗的空气。每分钟低的整体转数可将腐蚀降至最低程度。从热的催化剂到冷却水的热传递可沿着传送机的轴、夹套、和视情况地螺旋状的螺纹发生。来自传送机的出口的热水可被送至适当的设施以产生例如高压蒸汽。
[0037]通常，变速电动机允许螺杆控制运行所需要的催化剂循环率，而不用采用传统式滑阀。催化剂冷却器的循环率如有需要可通过关闭变速电动机来完全地停止。
[0038]具体实施例
[0039]尽管下文是结合具体实施例描述的，应该理解的是此描述意在示出而不是限制前面的描述和附加的权利要求书的范围。
[0040]本发明的第一实施例为用于在流化催化裂解装置中传递催化剂的方法，其包括使催化剂穿过一传送机，其中该传送机包括用于传送催化剂的螺杆。本发明的实施例是直到本段中的第一实施例的本段中先前实施例的一个、任何或所有，其中催化剂从再生罐处获取。本发明的实施例是直到本段中的第一实施例的本段中先前实施例中的一个、任何或所有，其中催化剂从传送机返回至再生罐。本发明的实施例是直到本段中的第一实施例的本段中先前实施例中的一个、任何或所有，其中催化剂被从传送机传送到储存器并且随后被处理/处置。本发明的实施例是直到本段中的第一实施例的本段中先前实施例中的一个、任何或所有，其中传送机还包括夹套。本发明的实施例是直到本段中的第一实施例的本段中先前实施例中的一个、任何或所有，其中夹套适用于接纳冷却水。本发明的实施例是直到本段中的第一实施例的本段中先前实施例中的一个、任何或所有，其中螺杆包括联接至螺纹的轴，其中轴适用于接纳冷却水。本发明的实施例是直到本段中的第一实施例的本段中先前实施例中的一个、任何或所有，其中冷却水被传送机内的催化剂加热并且经加热的水被提供至一设施。本发明的实施例是直到本文中的第一实施例的本段中先前实施例中的一个、任何或所有，其中传送机还包括变速电动机。本发明的实施例是直到本文中的第一实施例的本段中先前实施例中的一个、任何或所有，还包括将再生催化剂从再生罐传送到流化催化剂裂解提升管-反应器的提升管。本发明的实施例是直到本段中的第一实施例的本段中先前实施例中的一个、任何或所有，其中催化剂被从传送器传送至再生罐。本发明的实施例是直到本段中的第一实施例本段中先前实施例中的一个、任何或所有，其中传送机将催化剂从至少700°C冷却至不超过600°C。本发明的实施例是直到本段中的第一实施例的本段中先前实施例中的一个、任何或所有，其中传送机将催化剂从至少700°C冷却至不超过100°C。本发明的实施例是直到本段中的第一实施例的本段中先前实施例中的一个、任何或所有，其中传送机以130，000-450，000kg/hr传送。本发明的实施例是直到本段中的第一实施例的本段中先前实施例中的一个、任何或所有，其中传送机以15-200kg/hr传送。
[0041]本发明的第二实施例为流化催化裂解装置，其包括:A)提升管-反应器，其包括终止在反应罐中的提升管；B)再生罐，其与提升管-反应器连通以用于接收来自所述提升管-反应器的用过的催化剂并且用于将再生催化剂传递至提升管-反应器，其中再生罐包括用于在再生罐内传送催化剂的管线；和0传送机，其位于管线中以便于催化剂的传送，其中传送机包括联接至螺纹的轴。本发明的实施例是直到本段中的第二实施例的本段中先前的实施例中的一个、任何或所有，还包括用于处理/处置用过的催化剂的另一管线，其中第二传送机置于用于转移催化剂的处理管线/处置管线内，并且传送机包括联接至螺纹的轴。本发明的实施例是直到本段中的第二实施例的本段中先前实施例中的一个、任何或所有，其中每个传送机还包括水冷套并且每个轴限定用于接纳冷却流体的空隙。
[0042]本发明的第三实施例为用于在流化催化裂解装置中传送催化剂的方法，其包括:A)将催化剂传送通过传送机，其中传送机包含用于传送催化剂的螺杆，传送机与再生罐的壳体的不同部分连通；B)将催化剂传送通过另一传送机，其中传送机包括用于传送催化剂以用于处理/处置的螺杆。本发明的实施例是直到本段中的第三实施例的本段中先前实施例中的一个、任何或所有，其中每个传送机还包括用于接纳冷却水的水冷套。
[0043]无需进一步赘述，可以相信，采用前面的说明，本领域的技术人员可将本发明运用至其最大范围。因此，前文的优选具体实施例认为仅仅是示意性的，并且无论如何不对本公开的其余部分构成限制。
[0044]在上文中，所有温度以摄氏温度的方式表示并且，除非另有说明，所有部分和百分比均以重量计算。
[0045]从上文描述中，本领域的技术人员可很容易地确定本发明的基本特征，并且在不背离其精神和范围的情况下，本领域的技术人员可作出本发明的各种改变和变型以使其适用于各种用途和条件。
【权利要求】
1.一种用于在流化催化裂解装置中传送催化剂的方法，包括: 使所述催化剂穿过传送机，其中所述传送机包括用于传送所述催化剂的螺杆。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述催化剂从再生罐处获得。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述催化剂从所述传送机返回至所述再生罐。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述催化剂被从所述传送机处传送至储存器且随后被处理。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述传送机还包括夹套。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述夹套适用于接纳冷却水。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述螺杆包括联接到螺纹的轴，其中所述轴适用于接纳所述冷却水。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述冷却水被传送机内的催化剂加热且经加热的水被提供至一设施。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述传送机还包括变速电动机。
10.一种流化催化裂解装置，包括: A)提升管-反应器，其包 括终止于反应罐中的提升管； B)再生罐，其与提升管-反应器连通以用于接纳来自所述提升管-反应器的用过的催化剂且用于将再生的催化剂送至所述提升管-反应器，其中所述再生罐包括用于在所述再生罐内传送催化剂的管线；和 C)传送机，其位于所述管线中以便于所述催化剂的传送，其中所述传送机包含联接至螺纹的轴。
【文档编号】C10G11/18GK104073284SQ201410116655
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2013年3月26日
【发明者】S·库尔普拉蒂潘加, P·帕尔马斯 申请人:环球油品公司