用于多区流化床反应器中的催化剂再生的集成循环系统及其使用方法技术方案

多区流化床反应器系统可包括多区流化床反应器和至少一个催化剂再生回路。多区流化床反应器包括壳体、位于壳体底部的流化床分配器、竖直布置在流化床分配器上方的流化催化剂床和竖直布置在流化催化剂床上方的冷凝区。催化剂再生回路可以与剥离区和反应区流体接合。催化剂再生回路可操作以用于从剥离区收回一部分用过的催化剂、再生该部分用过的催化剂以产生再生催化剂、并将该再生催化剂返回到反应区。一种在多区流化床反应器中再生催化剂的方法可包括将一部分用过的催化剂从剥离区递送到催化剂再生回路。到催化剂再生回路。到催化剂再生回路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于多区流化床反应器中的催化剂再生的集成循环系统及其使用方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年2月1日提交的标题为“用于多区流化床反应器中的催化剂再生的集成循环系统及其使用方法”的美国专利申请序列号17/164,137的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。


[0003]本说明书一般涉及化学处理，更具体地，涉及用于再生用过的催化剂的系统和方法。

技术介绍

[0004]烃进料，如原油，可以转化为化学产品和中间体，如烯烃和芳香族化合物，它们是大部分石化工业的基本中间体。全球对轻质烯烃和芳香族化合物的需求不断增加，这仍然是许多综合炼油厂面临的主要挑战。特别是，一些有价值的轻质烯烃，如乙烯、丙烯和丁烯的生产引起了越来越多的关注，因为纯烯烃流被认为是用于聚合物合成的有价值组成部分。此外，芳香族化合物，如苯、甲苯、乙苯和二甲苯，可以是合成聚合物和其他有机化合物以及燃料添加剂的有价值中间体。
[0005]流化催化裂化(FCC)单元是现代炼油厂的一级烃转化单元。FCC单元可以将高沸点高分子量烃进料转化为更有价值的化学产品，例如汽油、丙烯、烯烃或芳香族化合物。常规的FCC反应器系统可以包括FCC单元和催化剂再生单元。FCC单元通常指反应器系统中发生主要工艺反应的部分，例如烃进料的升级。FCC单元可以包括提升管部分、反应区和分离区。烃进料可以与蒸汽或其它合适的气体一起引入FCC单元的反应区，以用于烃进料的雾化。烃进料可以与有效量的加热的新鲜或再生催化剂颗粒混合和接触。
[0006]在常规FCC单元的操作过程中，催化剂颗粒可能会焦化，这可能导致进入催化剂颗粒的活性催化位点的途径有限或不存在。含有来自反应的积炭的催化剂颗粒可以被连续地传入催化剂再生单元。在催化剂再生单元中，焦化的催化剂颗粒可以与再生气体接触，再生气体可以燃烧沉积在催化剂颗粒上的焦炭。在催化剂颗粒上的焦炭燃烧之后，再生的催化剂颗粒可以从催化剂再生单元输送到FCC单元。尽管FCC工艺取得了许多进步，但该行业仍在不断寻求改进的系统和方法来升级烃和再生催化剂。

技术实现思路

[0007]随着时间的推移，很明显，在流化催化转化过程中，烃和催化剂之间更高的温度和更长的接触时间可以增加烃向有价值的化学产品、中间体或两者的转化。当催化剂再生器(它是热源)和反应器模块在不同的容器中保持物理分离时，可能很难保持更高的温度，就像常规FCC单元中的情况一样。此外，FCC提升管和下行管反应器的长度受到限制，因此烃和催化剂之间的最大接触时间也受到限制。
[0008]目前存在对用于流化催化裂化以将烃转化为有价值的化学产品、中间体或两者的改进的系统和方法的需求。本公开涉及多区流化床反应器，其允许烃在单个反应器单元中催化转化为有价值的化学产品、中间体或两者。本公开的多区流化床反应器提供了常规FCC单元的替代方案。与常规FCC单元相比，本公开的多区流化床反应器是更简单的替代方案。与常规FCC单元相比，本公开的多区流化床反应器可需要较少的资金和操作支出，因为整个操作可在单个反应器容器中进行。
[0009]多区流化床反应器内能够完成用过的催化剂的再生。然而，在多区流化床反应器的再生区中的用过的催化剂的再生中，由于用过的催化剂上焦炭的燃烧以及反应产生的有价值的化学产品、中间体或两者，可能导致废气，比如一氧化碳和二氧化碳。将有价值的化学产品、中间体或两者与催化剂再生期间产生的废气分离可能较困难、成本高并且耗时。
[0010]因此，本公开的多区流化床反应器包括一个或多个与多区流化床反应器流体接合的催化剂再生回路。催化剂再生回路可以从多区流化床反应器的剥离区移除用过的催化剂；在催化剂再生回路中再生用过的催化剂；将废气、水蒸气或两者与再生催化剂分离；并且将再生催化剂返回到多区流化床反应器进行进一步处理。催化剂再生回路可以减少与反应产物混合的废气量，从而降低分离反应产物与废气成分的成本。与常规FCC系统催化剂再生器相比，再生回路还可以提供高效且经济的用过的催化剂再生和降低的能量需求，以及本公开的其他特征。
[0011]根据一个或多个方面，多区流化床反应器系统可包括多区流化床反应器系统，其可以包括多区流化床反应器。多区流化床反应器可包括壳体、位于壳体底部的流化床分配器、竖直布置在流化床分配器上方的流化催化剂床和竖直布置在流化催化剂床上方的冷凝区。流化催化剂床可包括剥离区和竖直布置在剥离区上方的反应区。多区流化床反应器系统还可包括与剥离区和反应区流体接合的至少一个催化剂再生回路。该至少一个催化剂再生回路的入口可以与流化催化剂床的剥离区流体连通，并且该至少一个催化剂再生回路的出口可以与流化催化剂床的反应区流体连通。该至少一个催化剂再生回路可操作以用于从剥离区收回一部分用过的催化剂、再生该部分用过的催化剂以产生再生催化剂、并将该再生催化剂返回到反应区。
[0012]根据一个或多个其他方面，一种在多区流化床反应器中再生催化剂的方法可包括将一部分用过的催化剂从多区流化床反应器的剥离区递送到多区流化床反应器的催化剂再生回路；使该部分用过的催化剂与催化剂再生回路中的再生气体接触，以产生再生催化剂；将废气、水蒸气或两者与催化剂再生回路中的再生催化剂分离；以及将再生催化剂从催化剂再生回路返回到多区流化床反应器的反应区。多区流化床反应器可包括流化催化剂床和竖直布置在流化催化剂床上方的冷凝区。流化催化剂床可包括剥离区和竖直布置在剥离区上方的反应区。催化剂再生回路的入口可以与流化催化剂床的剥离区流体连通，并且催化剂再生回路的出口可以与流化催化剂床的反应区流体连通。
[0013]附加特征和优点将在下面的详细描述中阐述，并且对于本领域的技术人员来说，从该描述或通过实践本公开中描述的实施例(包括下面的详细说明和权利要求)将容易部分地显而易见。
[0014]附图的简要说明
[0015]当结合以下附图阅读时，可以最佳地理解本公开的具体实施例的以下具体实施方
式，其中相同的结构用相同的附图标记表示并且其中：
[0016]图1示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的多区流化床反应器系统；
[0017]图2示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的具有带有热回收单元的提升管再生器的多区流化床反应器系统；
[0018]图3示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的具有催化剂泄放部的多区流化床反应器系统；
[0019]图4示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的在多区流化床反应器的底部处或靠近该底部具有烃进料的多区流化床反应器系统；
[0020]图5示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的具有两种烃进料的多区流化床反应器系统；
[0021]图6示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的具有更大直径的冷凝区的多区流化床反应器系统；
[0022]图7示意性地描绘了根据本公开示出和描述的一个或多个实施例的具有不同直径的剥离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种多区流化床反应器系统，包括：多区流化床反应器，包括壳体、位于所述壳体底部的流化床分配器、竖直布置在所述流化床分配器上方的流化催化剂床和竖直布置在所述流化催化剂床上方的冷凝区，其中：所述流化催化剂床包括剥离区和竖直布置在所述剥离区上方的反应区；流体接合到所述剥离区和所述反应区的至少一个催化剂再生回路，其中：所述至少一个催化剂再生回路的入口与所述流化催化剂床的所述剥离区流体连通；并且所述至少一个催化剂再生回路的出口与所述流化催化剂床的所述反应区流体连通；其中所述至少一个催化剂再生回路可操作以用于从所述剥离区收回一部分用过的催化剂、再生所述部分用过的催化剂以产生再生催化剂并将所述再生催化剂返回到所述反应区。2.根据权利要求1所述的多区流化床反应器系统，其中所述至少一个催化剂再生回路还包括：第一滑动阀，其将所述剥离区连接到所述至少一个催化剂再生回路；和第二滑动阀，其将所述至少一个催化剂再生回路连接到所述反应区；其中：所述第一滑动阀可操作以在分批或半连续的基础上控制从所述剥离区收回的所述部分用过的催化剂；并且所述第二滑动阀可操作以控制返回到所述反应区的所述再生催化剂。3.根据权利要求1或2中任一项所述的多区流化床反应器系统，其中所述至少一个催化剂再生回路还包括与所述至少一个催化剂再生回路流体连通的再生气体入口，其中所述至少一个催化剂再生回路可操作以将再生气体与所述部分用过的催化剂在所述至少一个催化剂再生回路中结合。4.根据权利要求1至3中任一项所述的多区流化床反应器系统，还包括与所述至少一个催化剂再生回路流体连通的废气出口，其中：所述废气出口可操作以将一部分废气从所述至少一个催化剂再生回路中的所述再生催化剂中移除；并且所述废气出口与热回收单元流体连通以将所述部分废气递送到所述热回收单元，其中所述热回收单元可操作以预热烃进料或生成高压蒸汽。5.根据权利要求1至4中任一项所述的多区流化床反应器系统，包括多个催化剂再生回路，其中：所述多个催化剂再生回路中的每一个与所述多区流化床反应器的所述剥离区和所述反应区流体连通；所述多个催化剂再生回路中的每一个包括将所述剥离区连接到所述催化剂再生回路的第一滑动阀和将所述催化剂再生回路连接到所述反应区的第二滑动阀；并且所述多个催化剂再生回路中的每一个的所述第一滑动阀可操作以从所述剥离区收回用过的催化剂。6.根据权利要求5所述的多区流化床反应器系统，其中所述多个催化剂再生回路按顺序操作以模拟催化剂的连续再生。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的多区流化床反应器系统，其中所述至少一个催化剂再生回路包括流化床再生器、鼓泡流化床或湍动流化床。8.根据权利要求1至7中任一项所述的多区流化床反应器系统，其中所述至少一个催化剂再生回路还包括与所述至少一个催化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫塔兹，
申请(专利权)人：阿卜杜拉国王科技大学，
类型：发明
国别省市：