一种催化剂再生装置、方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种催化剂再生装置、方法及系统，该装置包括：第一存储器、第二存储器及再生反应器；所述第一存储器，用于接收外部流化床反应器释放出的低活性的待生催化剂，并在去除所述待生催化剂中夹杂的还原性物质后将所述待生催化剂传输给所述再生反应器；所述再生反应器，用于对所述第一存储器传输的待生催化剂进行再生处理，形成恢复活性的再生催化剂，并将所述再生催化剂传输给所述第二存储器；所述第二存储器，用于在去除所述再生催化剂中夹杂的氧化性物质后，将所述再生催化剂传输到所述流化床反应器中。本方案能够降低通过流化床反应器进行生产的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种催化剂再生装置、方法及系统
本专利技术涉及化工
，特别涉及一种催化剂再生装置、方法及系统。
技术介绍
流化床反应器能够将固体颗粒悬浮于运动的流体之中，使固体颗粒与流体充分接触，以进行气固相反应或液固相反应的反应器，由于其优异的传质和传热性质而广泛应用于化工、石油、冶金、制药及核工业等领域。在流化床应用于化工领域时，一般以催化剂作为固体颗粒，气态反应物作为流体，催化剂与气态反应物接触催化反应的进行，生成相应的气态生成物。在含有烃类物质的反应过程中，催化剂会不断结焦，催化剂表面形成积碳，造成催化剂的活性降低。为了保证反应速率和反应效率，需要对催化剂进行再生，以恢复催化剂的活性。目前的流化床反应器，在催化剂活性降低需要再生时，需要停止流化床反应器中进行的反应，将催化剂取出进行再生或者直接在流化床内进行再生。针对于目前流化床反应器中催化剂的再生方法，由于需要停止流化床反应器中进行的反应，而化工领域应用的流化床反应器一般都具有较大的规模，流化床反应器停车后重新开始反应，需要耗费大量的时间和成本，造成通过流化床反应器进行生产的成本较高。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了催化剂再生装置、方法及系统，能够降低通过流化床反应器进行生产的成本。本专利技术实施例提供了一种催化剂再生装置，包括：第一存储器、第二存储器及再生反应器；所述第一存储器，用于接收外部流化床反应器释放出的低活性的待生催化剂，并在去除所述待生催化剂中夹杂的还原性物质后将所述待生催化剂传输给所述再生反应器；所述再生反应器，用于对所述第一存储器传输的待生催化剂进行再生处理，形成恢复活性的再生催化剂，并将所述再生催化剂传输给所述第二存储器；所述第二存储器，用于在去除所述再生催化剂中夹杂的氧化性物质后，将所述再生催化剂传输到所述外部流化床反应器中。优选地，所述再生反应器，用于利用外部输入的空气，使所述待生催化剂上的积碳与所述空气进行反应生成富含二氧化碳的再生烟气，以去除所述待生催化剂表面的积碳，形成恢复活性的再生催化剂。优选地，所述再生反应器，用于利用外部输入的氧气，使所述待生催化剂上的积碳与所述氧气进行反应生成富含一氧化碳的再生烟气，以去除所述待生催化剂表面的积碳，形成恢复活性的再生催化剂，并将所述一氧化碳气体输出。优选地，所述再生反应器，用于利用外部输入的氧气和水蒸气的混合气体，使所述待生催化剂上的积碳与所述氧气和水蒸气的混合气体进行反应，生成富含甲烷和氢气的再生烟气，以去除所述待生催化剂表面的积碳，形成恢复活性的再生催化剂，并将所述甲烷和氢气输出。优选地，所述再生反应器包括：流化床再生器及旋风分离器；所述旋风分离器连接于所述流化床再生器的烟气出口处；所述流化床再生器，用于使外部输入的再生反应气与所述待生催化剂进行接触，以对所述待生催化剂进行去除积碳的处理，形成恢复活性的再生催化剂；所述旋风分离器，用于将所述待生催化剂及所述再生催化剂与再生烟气分离，其中所述旋风分离器升气管与所述旋风分离器筒体的直径比为0.5-0.7。优选地，所述再生反应器，进一步包括：金属过滤器，其中所述金属过滤器的材质包括耐高温金属纤维；所述金属过滤器连接于所述旋风分离器与所述流化床再生器的烟气出口之间；所述金属过滤器，用于从所述旋风分离器排出的再生烟气中过滤所述待生催化剂及所述再生催化剂。优选地，所述再生反应器，进一步包括：至少一个虹吸式换热器；所述虹吸式换热器包括汽包、回流管及蒸发管，其中，所述蒸发管的封闭端位于所述流化床再生器的内部，所述蒸发管的开放端与位于所述流化床再生器外部的所述汽包相连，所述回流管位于与所述蒸发管内部并与所述汽包相连；所述蒸发管，用于通过将所容纳的液态水蒸发形成水蒸气的相变，吸收所述流化床再生器产生的热量，并将形成的水蒸气传输给所述汽包；所述汽包，用于对所述蒸发管传输的水蒸气进行冷凝形成液态水，以将所述流化床再生器产生的热量散发到所述流化床再生器的外部；所述回流管，用于将所述汽包形成的液态水传输给所述蒸发管。优选地，所述蒸发管位于所述流化床再生器内部部分的外壁上设置有至少一个翅片。优选地，所述蒸发管的材质包括铜合金、不锈钢或碳钢。优选地，所述第一存储器，用于利用外部输入的第一置换气体，使所述待生催化剂处于悬浮运动或固定状态，以去除所述待生催化剂中夹杂的还原性物质，其中，所述第一置换气体包括水蒸气、惰性气体及氮气中的任意一种或多种，所述还原性物质包括氢气、烃类有机物中的任意一种或多种。优选地，所述第二存储器，用于利用外部输入的第二置换气体，使所述再生催化剂处于悬浮运动或固定状态，以去除所述再生催化剂中夹杂的氧化性物质，其中，所述第二置换气体包括水蒸气、惰性气体及氮气中的任意一种或多种，所述氧化性物质包括氧气。优选地，所述第一存储器上所述第一置换气体的出口处设置有金属过滤器，以过滤从所述第二存储器流出的所述第一置换气体中夹杂的所述待生催化剂，其中，所述金属过滤器的材质包括耐高温金属纤维。优选地，所述第二存储器上所述第二置换气体的出口处设置有金属过滤器，以过滤从所述第二存储器流出的所述第二置换气体中夹杂的所述再生催化剂，其中，所述金属过滤器的材质包括耐高温金属纤维。本专利技术实施例还提供了一种催化剂再生方法，包括：接收流化床反应器释放出的低活性的待生催化剂；去除所述待生催化剂中夹杂的还原性物质；对去除还原性物质后的所述待生催化剂进行再生处理，形成恢复活性的再生催化剂；去除所述再生催化剂中夹杂的氧化性物质；将去除氧化性物质后的所述再生催化剂传输到所述流化床反应器中。本专利技术实施例还提供了一种催化剂再生系统，包括：流化床反应器及上述实施例提供的任意一种催化剂再生装置；所述流化床反应器，用于定量释放低活性的待生催化剂给所述催化剂再生装置，并接收所述催化剂再生装置传输的再生催化剂。本专利技术实施例提供了一种催化剂再生装置、方法及系统，随着流化床反应器中反应的进行，当流化床反应器中催化剂的活性降低到一定水平后，将部分低活性的待生催化剂引出至第一存储器中，在第一存储器中去除待生催化剂中夹杂的还原性物质后，在再生反应器中对待生催化剂进行再生处理，获得恢复活性的再生催化剂，由第二存储器去除再生催化剂中夹杂的氧化性物质后，将再生催化剂传输回流化床反应器参与反应。这样，在流化床反应器中催化剂活性降低时，无需停止流化床反应器中进行的反应，只需将部分低活性的催化剂引出后进行再生，再生完成后将恢复活性的催化剂返回到流化床反应器中参与反应，以在流化床反应器不停车的前提下完成催化剂的再生，节省了流化床反应器停车后重新开始反应所需的时间和成本，从而可以降低通过流化床反应器进行生产的成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一个实施例提供的一种催化剂再生装置的示意图；图2是本专利技术一个实施例提供的一种旋风分离器及金属过滤器的安装位置示意图；图3是本专利技术一个实施例提供的一种虹吸式换热器的示意图；图4是本专利技术一个实施例提供的一种包括翅片的虹吸式换热器的示意图；图5是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化剂再生装置，其特征在于，包括：第一存储器、第二存储器及再生反应器；所述第一存储器，用于接收外部流化床反应器释放出的低活性的待生催化剂，并在去除所述待生催化剂中夹杂的还原性物质后将所述待生催化剂传输给所述再生反应器；所述再生反应器，用于对所述第一存储器传输的待生催化剂进行再生处理，形成恢复活性的再生催化剂，并将所述再生催化剂传输给所述第二存储器；所述第二存储器，用于在去除所述再生催化剂中夹杂的氧化性物质后，将所述再生催化剂传输到所述外部流化床反应器中。

【技术特征摘要】
1.一种催化剂再生装置，其特征在于，包括：第一存储器、第二存储器及再生反应器；所述第一存储器，用于接收外部流化床反应器释放出的低活性的待生催化剂，并在去除所述待生催化剂中夹杂的还原性物质后将所述待生催化剂传输给所述再生反应器；所述再生反应器，用于对所述第一存储器传输的待生催化剂进行再生处理，形成恢复活性的再生催化剂，并将所述再生催化剂传输给所述第二存储器；所述第二存储器，用于在去除所述再生催化剂中夹杂的氧化性物质后，将所述再生催化剂传输到所述外部流化床反应器中。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述再生反应器，用于利用外部输入的空气，使所述待生催化剂上的积碳与所述空气进行反应生成富含二氧化碳的再生烟气，以去除所述待生催化剂表面的积碳，形成恢复活性的再生催化剂；或，所述再生反应器，用于利用外部输入的氧气，使所述待生催化剂上的积碳与所述氧气进行反应生成富含一氧化碳的再生烟气，以去除所述待生催化剂表面的积碳，形成恢复活性的再生催化剂，并将所述一氧化碳气体输出；或，所述再生反应器，用于利用外部输入的氧气和水蒸气的混合气体，使所述待生催化剂上的积碳与所述氧气和水蒸气的混合气体进行反应，生成富含甲烷和氢气的再生烟气，以去除所述待生催化剂表面的积碳，形成恢复活性的再生催化剂，并将所述甲烷和氢气输出。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述再生反应器包括：流化床再生器及旋风分离器；所述旋风分离器连接于所述流化床再生器的烟气出口处；所述流化床再生器，用于使外部输入的再生反应气与所述待生催化剂进行接触，以对所述待生催化剂进行去除积碳的处理，形成恢复活性的再生催化剂；所述旋风分离器，用于将所述待生催化剂及所述再生催化剂与再生烟气分离，其中所述旋风分离器升气管与所述旋风分离器筒体的直径比为0.5-0.7。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述再生反应器，进一步包括：金属过滤器，其中所述金属过滤器的材质包括耐高温金属纤维；所述金属过滤器连接于所述旋风分离器与所述流化床再生器的烟气出口之间；所述金属过滤器，用于从所述旋风分离器排出的再生烟气中过滤所述待生催化剂及所述再生催化剂。5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述再生反应器，进一步包括：至少一个虹吸式换热器；所述虹吸式换热器包括汽包、回流管及蒸发管，其中，所述蒸发管的封闭端位于所述流化床再生器的内部，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏飞，张晨曦，骞伟中，朱畅，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11