专利名称：带有中央井的催化剂再生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及从流化床催化裂化形式的轻质的流出物中回收催化剂，还涉及回收的催化剂的再生。
背景技术：
已提出通过使用流化床催化裂化(FCC)系统，从较重的石蜡和烯烃的混合物中制造例如乙烯和丙烯的轻质烯烃，在Leyshon等人的美国专利5043522、Gaffney等人的美国专利5171921、以及Fung等人的美国专利6118035中描述了该系统的反应条件。在该系统中，特定的催化剂和原料进入在特定反应条件下的反应器。该反应器流出物在通常容纳在容器中的串联的旋风式分离器中进行处理，以便将大部分催化剂从流出物中分离出来，以便通过常规FCC(流化床催化裂化)精炼操作类似的方式再循环进入再生器中进行再生，以及随后进入反应器。从旋风式分离器中流出的含少量催化剂的热的流出气体随后被冷却并通过分馏分离成例如多种产物成分。
然而在轻质烯烃的FCC(流化床催化裂化)过程与常规FCC精炼操作之间存在一些显著的区别。常规FCC过程产生了大量的具有重质碳氢化合物的流出物，该重质碳氢化合物在急冷塔中冷凝。在该流出物中还夹带有少量的残余催化剂，其不能由旋风式分离器去除，并且与在急冷塔中冷凝的重质碳氢化合物一起被收集，以形成油浆。来自急冷塔中的油浆通常难以处理和/或处置；该油浆通常作为燃料油燃烧。在轻质烯烃的FCC过程中，在流出气体中仅存在非常少的重质碳氢化合物，也就是说催化剂与燃料油相比的比率较高，因为极少的重油被回收并且任何“油浆”具有比常规FCC精炼过程的情况中高得多的催化剂装载，所以催化剂粉末的去除出现了问题。
在轻质烯烃的FCC过程中的另一问题是通过旋风式分离器从上浮器流出物中分离的催化剂的再生。在常规FCC精炼单元中，大量的焦炭在上浮器中形成并沉积在催化剂颗粒上。在再生器中，该焦炭用于在再生器容器中与氧气燃烧的燃料源，以提供所需的热量使得该单元热平衡。该再生器通常需要被冷却，以防止催化剂过热，特别是当原料在催化剂上沉积了大量的碳时。另一方面，现有技术的轻质烯烃的FCC过程通常具有在轻质烯烃的FCC过程中的不充分的碳沉积，以便支持催化剂再生和反应热。
在常规的汽油FCC过程中，已经提出了例如燃料气体或燃料油(燃烧油)的补充燃料引入到再生器中，以便在非稳态的状况下实现催化剂再生所需的温度和反应热，例如，当该单元启动时获得足够的再生器温度。然而，据本申请人所知，没有已知的系统用于将燃料引入到用于连续运行的处理低碳催化剂的FCC再生器的密相流化床中。
另外，存在对一种可处理轻质原料的轻质烯烃FCC过程和系统的需要，该轻质原料以常规方式导致焦碳的形成不充分，然而这在某种程度上的改进获得到在反应器中的所需反应热。
发明内容
本发明通过以下方式解决了在轻质烯烃的FCC(流化床催化裂化)过程中出现的上述的催化剂处理的问题，即优选地通过使用加入到急冷塔中的燃料油并使该急冷塔油再循环以便从流出气体中冲洗出催化剂；通过从再循环的急冷油中回收在燃料油中的催化剂浆；并且通过连续地该浆引入该再生器以便回收催化剂并提供用于催化剂再生所需的热量和反应热。以这种方式，用于从流出气体中冲洗出催化剂而供给的该燃料油可优选地用于提供再生器所需的热量，并且同时可消除在流出气体中的催化剂损失。
本发明涉及用于从轻质FCC形式的流出物中回收粉末的方法和系统。用于这种轻质FCC单元的原料是通常产生不充分的碳形成的原料，例如C4-C12的原料、优选为C4-C8的原料。来自反应器的裂化气体通过与例如在急冷塔中的循环油的直接接触从而被冷却。该催化剂粉末与反应器流出物一起从该气体中冲洗出来。循环油的泵送回路冷却该气体并去除该粉末。急冷油的滑流传送到用于催化剂粉末分离的催化剂分离系统中。可借助例如过滤、水力旋流分离、静电沉淀、及其组合方式来实现催化剂的去除。例如，当使用催化剂过滤时，急冷油的滑流可经至少两个过滤器中的一个传送，以便去除粉末。另一过滤器通过使用压缩气体去除收集的粉末，以便进行反洗操作。回收的粉末与急冷油组合，以形成油浆，以便将粉末携带到FCC再生器。在油浆中的急冷油在再生器中燃烧，以适当方式向FCC系统提供所需热量，同时使得从反应器流出气体中收集的催化剂粉末返回到FCC系统中。以这种方式，催化剂损失限制在夹带在从稀相中排出的再生器排出物的任何粉末中。因为在FCC中产生最小量的油，所以急冷油进入到急冷塔的存储油中并在再生器中提供所需的热量。
在一个方面中，本发明总体上提供了一种用于从轻质的FCC形式的流出气体中回收催化剂粉末的方法。该方法包括(a)供给急冷油以便保持其存储油为稳态；(b)使流出气体与急冷油接触，以便冷却急冷油并将催化剂粉末冲洗出来，以获得大致不含粉末的冷却的流出气体；(c)使从接触步骤中获得的急冷油返回到存储油中；(d)连续地使急冷油从存储油再循环到接触步骤中；(e)将粉末与来自存储油的急冷油流分离，以便回收该粉末并防止粉末积聚在存储油中；和(f)使得从该分离步骤中回收的粉末浆化。
在该方法中，接触步骤和收集步骤可在急冷塔中进行，该急冷塔包括蒸气-液体接触元件以及保持急冷油的存储量的区域。再循环的急冷油可在接触步骤之前被冷却。分离步骤可通过任何适当的装置来实现，例如过滤、静电沉淀、和使用水力旋流分离，并且该分离最好是连续的。
当使用过滤时，该分离优选地使用至少两个过滤器来进行，其中第一过滤器处于过滤模式，同时并联的第二过滤器用于反洗，以去除收集的粉末。滤出的物质可返回到存储油中。该过滤和反洗还可包括使得第一过滤器和第二过滤器周期性地在过滤和反洗模式之间交替。反洗优选地包括在反洗模式中使得至少一个压缩气体脉冲经过至少一个过滤，以便去除该分离的粉末，并且收集在存储容器中的该分离粉末。该分离粉末与例如燃料油或急冷油的重油组合，以便优选地在存储容器内形成油浆。
静电沉淀过程在一定程度上类似于过滤过程，其中多个单元是直联的，以便收集催化剂粉末，通过一个或多个单元进行反洗。该反洗步骤使用清洁的燃料油或循环的急冷油。该分离过程通过感应产生横贯填料介质的电场来实现。催化剂颗粒被离子化和/或极化，并且收集在填料介质中的接触点处。该颗粒的去除通过电极的断电和游离颗粒的反洗来实现。
水力旋流分离过程优选地具有至少两级的串联的水力旋流分离器，每一级具有多个小直径的并联的水力旋流分离器。该水力旋流分离器通过类似于旋风式分离器的原理来操作；具体地说是利用离心力来分离油和催化剂颗粒。在最小程度上两个级是必需的，以集中底流。来自水力旋流分离器的底流是总流量的20-40％。该过程的要求为固体集中在底流中，该底流是总流入量的5-10％。例如，如果循环油为50,000lbs/hr，而净燃料油为5,000lbs/hr，则净底流必需是总流量的10％或来自每一级的31.6％(0.316×0.316＝1)。来自每一级的底流不是必需为相等的，但是净底流必须满足燃料油的要求。底流的量通常由在溢流和底流出口的控制阀来控制。
油浆通过粉末与急冷油的组合来形成。有时，加入蒸气进一步将该粉末分配到急冷油中。来自存储容器的油浆优选地引入到轻质FCC单元的催化剂再生器中，以便燃烧以提供FCC过程所需的热量。燃烧所需的过量的油浆引入到FCC单元中的反应器中，在其中油浆汽化进入流出气体中。补充的急冷油可直接加入到存储油或再循环回路中，或在过滤器反洗时加入。
在另一方面中，本发明提供了一种用于从轻质的FCC形式的流出气体中回收催化剂粉末的系统。该系统包括用于供给急冷油以便保持其存储油为稳态的装置；用于使流出气体与急冷油接触以便冷却急冷油并将催化剂粉末冲洗出来以获得大致不含粉末的冷却的流出气体的装置；使从接触步骤中获得的急冷油返回到存储油中；用于连续地使急冷油从存储油再循环到接触步骤中的装置；用于将粉末与来自存储油的急冷油流分离以便回收该粉末并防止粉末积聚在存储油中的装置；和用于使得从该分离步骤中回收的粉末浆化的装置。
本发明的另一方面在于一种用于从轻质的FCC形式的流出气体中回收催化剂粉末的系统。该系统包括具有用于接收流出气体的入口的急冷塔，设置在该入口之上以用于冷却该流出气体并冲洗出该催化剂粉末的蒸气-液体接触元件，在该接触元件之上以用于排出冷却后的大致不含夹带粉末的流出气体的气体出口，以及在该入口之下以用于从该接触元件中收集急冷油的液体停留区域。再循环回路设置用于使得急冷油从液体停留区域循环到接触元件。至少两个过滤器在过滤和反洗模式下交替工作。过滤回路设置用于使急冷油从液体停留区域经处于过滤模式的过滤器循环并且使滤出物返回到液体停留区域。反洗回路设置用于去除收集在过滤器中的粉末并将该收集的粉末传送到油浆收集区。来自存储油的例如为燃料油或急冷油的重油加入到油浆收集区中，以形成包含收集的粉末的油浆。
该系统还包括用于将流出气体引入到入口中的急冷管路，该急冷管路包括用于接收急冷油以便冷却流出气体的混合区，还包括从该处于过滤模式的过滤器到混合区以便供给作为滤出物的急冷油的滤出物管路。设置一用于向急冷塔或再循环回路供给补充急冷油的管路。在反洗和再循环回路中可使用阀，以便选择性地使过滤器处于过滤和反洗模式。该系统还可包括压缩气体源，从该源到反洗回路的管路，以及在该管路中用于使该压缩气体以脉冲方式进入反洗回路以有助于从反洗模式的过滤器中去除催化剂粉末。
该系统可另外地或附加地包括用于将油浆从油浆收集区供给到FCC单元的反应器中的管路。优选的是，该系统可包括用于将油浆从油浆收集区供给到再生器的密相流化床的管路，以便接收来自汽提器的循环到FCC反应器的催化剂并使该催化剂再生，该反应器向汽提器供给流出物。优选的是，该再生器包括用于使油浆与来自汽提器的催化剂混合的混合区，以及用于将该混合物从该混合区引出的排出区，该混合区在密相流化床内，优选为在密相流化床的顶部之下。混合区优选为居中设置在该密相流化床内的环带区域。该再生器具有一在下方的空气分配器，以便将排出区附近的含氧气的气体引入，该分配器的形式为带有孔或多个喷口管环，或者为带有多个围绕该环带区域并在该排出区之下的支臂的管栅格。
另外，本发明提供了一种用于使失效的轻质FCC催化剂再生的催化剂再生器。该再生器包括容纳密相催化剂流化床的再生器容器；用于接收待再生的该失效催化剂的中央竖直的竖管部分；以及接收该竖管部分的下端部的中央井，该中央井在该竖管部分与该中央井的内径之间限定一环带区域。设置有一阀用于经该竖管部分将失效催化剂引入到该环带区域中。在一个用于具有中央竖直的竖管构形的实施例中，该阀位于竖管部分的下端部，该竖管部分位于该竖直竖管的下端部。在另一实施例中，该FCC单元是并排结构，并且该阀是位于倾斜到再生器侧面中的管道中的催化剂滑阀。该倾斜管路延伸到再生器的中央部，并且竖管部分连接到其端部上或作为其一部分形成。设置燃料分配器以用于将燃料引入到该中央井中，以便在该环带区域中与该催化剂混合。设置流态化分配器以用于将流态化气体引入到该中央井中，以便使该催化剂在该环带区域中流态化。径向槽口形成在中央井中，其用于将该催化剂和燃料的混合物从该环带区域引入到在其上表面之下的该密相流化床中。空气分配环或管分配器设置在该密相流化床中位于该径向槽口之下，其用于将燃烧用空气引入到该密相流化床中。催化剂排出口与该密相流化床流体连通。废气排出口在该密相流化床之上与稀相流体连通的。再生器还可包括用于将燃料油供给到燃料分配器的燃料油源；用于将流态化介质和废气供给到流态化分配器的流态化介质源，该介质不是含氧气的气体，例如蒸气和惰性气体；和/或可选择地将蒸气供给到废气分配器的蒸气源。该再生器还包括在净空气分配器引入空气之前(例如在启动过程中)用于加热空气的空气预热器。
本发明的另一方面在于提供一种将并排构形的原有的流化床催化裂化单元改造成用于处理轻质原料的经改造的流化床催化裂化单元的方法。在该方法中，该原有的流化床催化裂化单元至少具有原有的再生器，连接到该失效催化剂入口上的倾斜的失效催化剂供给管路，和在该倾斜的供给管路中的催化剂滑阀。该再生器具有失效催化剂入口；空气入口；和在该再生器内并且在再生器的底部附近连接到该空气入口上的空气分配组件。该改造涉及使用本发明的再生器替代原有的再生器。
在依据本发明的该改造的一个实施例中，该方法包括去除该空气供给组件。将中央井安装到该再生器的内底部。流态化气体入口和至少一个燃料入口设置成在该中央井内穿过该再生器底部。流态化气体分配环安装并连接到该流态化气体入口上。至少一个燃料分配喷口连接到相应的在中央井内位于该再生器的内底部处的燃料入口上。空气入口设置在中央井外侧穿过该再生器。转向器板安装在中央井内。内管安装并连接到该失效催化剂入口上。该内管具有倾斜部分、竖管部分、和连接到该竖管部分上的环形板，该倾斜部分的倾斜角类似于该失效催化剂供给管路的倾斜角。该竖管的下端部延伸进入中央井，以便在该环形板与中央井的顶边缘之间形成径向槽口。该竖管部分的下端部在该转向器板之上间隔设置，以便当该改造后的流化床催化裂化单元工作时允许失效催化剂流经该竖管部分并提供该失效催化剂流动方向的转向，以用于使该失效催化剂与在中央井中汽化的燃料油混合。空气分配管围绕该中央井并在该径向槽口之下安装并连接到该空气入口上。
图1是依据本发明的一个实施例的FCC单元的简化的流程示意图，其包括用于裂化轻质碳水化合物的油急冷塔。
图2是图1所示的用于在轻质FCC单元中使催化剂再生的再生器的下部的放大立视图，依据本发明该单元使用来自油急冷塔的反洗过滤器的粉末浆。
图3是图2所示的再生器沿图2的线3-3截取的平面图。
图4是(现有技术的)催化剂侧面进入口的再生器的下部的放大立视图，该再生器用于在并排构形的常规FCC单元中使催化剂再生。
图5是依据本发明的另一实施例的再生器的下部的放大立视图，该再生器用于在并排构形的轻质或常规FCC单元中使催化剂再生。
具体实施例方式
本发明涉及用于从轻质FCC流出物中回收粉末并使失效催化剂再生的方法和系统。在本说明书和权利要求书所述的轻质FCC单元或过程中，加入到FCC上浮器中的碳水化合物原料具有非常低的残留量，以使不充分的碳沉积到催化剂上，以便在没有补充燃料源的情况下维持用于再生的燃烧，并且使得在上浮器流出物中具有不充分的燃料油以用于常规的油浆回收，即，来自上浮器中的反应器流出气体中的小于2％质量百分比的碳水化合物具有高于550°F(288℃)的与大气压对应的沸点。然而，如果该量大于2％质量百分比，则过滤器可选择地被旁通，并且该材料用作油浆。FCC过程包括流化催化反应系统，该系统将最好具有大量烯烃的轻质的碳水化合物原料流转化成含有大量乙烯和丙烯的产物。来自反应器的典型的丙烯/乙烯产物比率大约为2.0。该FCC反应器的适应性较好，该反应器可处理多种从烯烃制造厂或精练厂获得的富含烯烃的原料流，例如从烯烃制造厂获得的C4/C5原料流、精练的C4、以及在热裂化或催化裂化过程中产生的轻质石脑油等。
参照图1，通常为800°F的过热原料经管路100引入到上浮器102中，该原料在该上浮器中与经管路104供给的热的再生后的催化剂混合。如果需要，蒸气也可在该点喷射到上浮器102中。在上浮器102中的反应条件保持成美国专利5043522、5171921、以及6118035所述的条件，每一专利在此全部引入作为参考。该碳水化合物气体和催化剂向上流入上浮器102中，在上浮器102中发生裂化反应。该碳水化合物气体和催化剂在串联的常规的旋风式分离器16、108中分离，并且通常温度为1100-1200°F的产物气体经管路112引出汽提器容器110的顶部。
在管路112中的流出气体可在(未示出的)废热锅炉中冷却以产生蒸气，并且该流出气体传送到急冷塔114，在急冷塔中夹带的催化剂通过与循环的急冷油接触从而从该气体中冲洗分离出来。来自急冷塔114的在管路通常为200-400°F的过热蒸气随后传送到常规的产物回收设备(例如未示出的蒸馏塔)中，以便乙烯、丙烯和其它产物的回收。
由旋风式分离器106、108分离的催化剂收集在汽提器110的底部并与(未示出的)蒸气接触，以便从催化剂中汽提残留的碳水化合物气体。该蒸气和碳水化合物与其它流出气体一起经上述的旋风式分离器108和管路112离开该汽提器110。
催化剂随后经竖管118向下流入在下方的再生器120。在该再生器120中，形成在催化剂上的少量焦碳在密相流化床122中燃烧，并且催化剂活性恢复，以便经管路104进入上浮器102进行再循环。因为不充分的焦碳提供必需的反应热，以便维持再生温度通常为1250-1350°F的再生过程，所以需要另外的燃料来完成反应器系统的热平衡。该燃料优选为燃料油的形式，例如裂解燃料油，该燃料油包含来自急冷塔114的催化剂粉末，这将在以下详细描述，但是如果需要，加入的燃料气体可用于提供补充加热。油浆连续地从油浆收集器124经管路126供给到再生器120，该管路设计成可防腐蚀的。
辅助系统包括常规FCC系统，例如空气供给装置、催化剂料斗和废气处理装置和热回收装置。空气压缩机(未示出)经管路128供给空气，以用于催化剂的再生。设置空气加热器(未示出)以用于启动。新鲜催化剂和失效催化剂的料斗(未示出)设置用于储存补充的和使用/平衡的催化剂，即加入或离开再生器的催化剂，正如现有技术所公知的。
在再生器120中，催化剂在一个或多个旋风式分离器130中与废气分离。如果需要，可使用一常规的第三级旋风式分离器(未示出)，以便将催化剂的损失减至最小。废气通常由过热的高压蒸气来冷却并排放出。失效催化剂包括来自该第三级分离器的粉末，由于在轻质烯烃FCC过程中使用较清洁的原料，所以该失效催化剂不含或仅包含微量的在典型的精练FCC催化剂中发现的抑制剂，并且该失效催化剂可作为制造混凝土或砖的添加剂或填埋处理。
急冷塔114包括蒸气-液体接触区130，其包括常规的填料或塔盘并且设置在液体停留区132之上。来自管路112的流出气体在接触区130之下被引入。再循环回路134包括泵136、热交换器138、以及返回管路140，以便将连续供给的急冷油引入到在接触区130之上的液体分配器142。在接触区130中，在流出气体中的催化剂粉末被冲洗到急冷油中，并且该流出气体被冷却。该流出气体通常以800-1000°F进入急冷塔并以200-400°F离开。急冷油可在350-700°F的温度下保持在停留区132中，并在热交换器138中与原料流或蒸气换热冷却到300-550°F。
如果需要，急冷塔114可包括在主接触区130之上的第二冷却区144，其类似地构造有泵循环回路146，该回路例如包括用于进一步将急冷油冷却到200-450°F的热交换器148。来自收集区150的急冷油的一部分可经管路152引入到管路112中，以便在急冷塔114的上游的混合区154中提供对流出气体的初始冷却。例如，在管路152中500-550°F的急冷油可冷却在混合区154中的800-1000°F的流出气体。
过滤回路156包括泵158、过滤器160a、160b、和管路162，以便使过滤出的物质直接或经再循环回路134返回到急冷塔114。反洗气态介质经管路164提供，以便加压并将收集的粉末冲洗到管路166和油浆筒124中。反洗气态介质可从惰性气体、空气和燃料气体中选择。过滤器160a、160b中的一个过滤器处于过滤模式，另一个处于反洗模式。例如，当过滤器160a在过滤而过滤器160b被反洗时，阀168、170、172、174是开启的，阀175、176、180、182是关闭的；在催化剂粉末已收集在过滤器160a中并准备好进行反洗之后，这些阀切换。过滤优选为是连续的并保持一定的速率，以防止该粉末在急冷油中过度地积聚，优选为在急冷油中不超过0.5重量百分比的粉末，较优选为不超过0.2重量百分比的粉末，更优选为不超过0.1重量百分比的粉末。在所示的实施例中，在急冷塔中以50-200lbs/hr收集流出气体中的催化剂粉末，例如以100lbs/hr收集粉末，则急冷油必须以50,000lbs/hr的速率进行过滤，以便在再循环回路134中保持0.2重量百分比的催化剂浓度。
反洗流体包含高浓度的催化剂粉末，数量级为10-20重量百分比。该浓度通过在油浆筒124中用燃料油和/或循环的急冷油稀释从而下降到可处理的程度，例如2-4重量百分比。稀释油的量优选为等于在再生器中燃烧所需的量。如果该催化剂粉末的浓度大于可处理的程度，可将另外的燃料油和/或急冷油引入到油浆筒124中，并且该过量物可经管路127再循环到上浮器中。
如果需要，压缩空气可适当地对油浆筒124加压，以便不必使用泵将油浆经管路126传输到再生器120中。如上所述，来自油浆筒124的急冷油浆供给到再生器120，以用于燃烧，以提供供热要求并使催化剂返回到再生器-上浮器系统中；然而，如果存在过多的油浆，可使其经管路127引入到上浮器102中。以这种方式，在油浆中供给到上浮器102的急冷油经旋风式分离器106、108加入到流出气体中，并随后在急冷塔114中冷凝，然而夹带的催化剂与来自旋风式分离器106、108的其它催化剂一起最终传送到再生器120中。
在再生器120中(参照图2和3)，设置有竖管118和塞阀200。失效催化剂在竖管118中向下流并流经塞阀200，同时使用经管路125引入到位于中央井204中在塞阀200之下的分配环204b的流态化气体，该催化剂改变方向并向上流经失效催化剂中央井204的环带区域202。该流态化介质或气体可以是例如蒸气、惰性气体和燃料气体。油浆(管路126)和流态化气体(管路123)经喷口204a引入。当油浆排放到在中央井204中的催化剂中时，例如为蒸气的流态化气体有助于油浆的分散和雾化。蒸气和油浆的分散使得气雾与热的失效催化剂接触，提供对于催化剂的额外流态化作用。此时，油浆需要汽化。含氧气的气体最好不作为流态化气体，以避免在中央井204中燃烧，或至少将其程度减至最小。该催化剂改变方向，以便从油中央井204的上末端和环形板208的外围限定的圆形槽口206向外流向密相流化床122。环形板208围绕竖管118固定并优选地具有至少为中央井204的直径的外直径。以这种方式，该催化剂径向向外分配到在其上表面209之下的密相催化剂流化床122中。
密相流化床122由通风格栅提供的空气进行充气，该通风格栅优选地采用空气分配环210的形式。该分配环210具有的直径在中央井204的外径与再生器120中的密相流化床122的外径之间。当充气空气从孔或喷口211向上进入到密相流化床122中时，油浆和在催化剂上的碳发生燃烧以形成CO2。重要的是，将油浆/催化剂混合物以较接近空气并处于密相流化床122的上表面209之下的方式引入到密相流化床122中，以确保在密相流化床122内较佳的燃烧并产热。通常，再生器120在1250-1350°F下优选为在1275-1325°F下工作。来自分配环210的空气与来自槽口206的催化剂/油混合物以较高的速率在密相流化床122中会聚，这有助于在密相流化床122的燃烧区中良好的混合，以提供均匀的加热和催化剂的再生。再生器床应设计成用于0.5-7ft/s的表面蒸气流速，优选为1.5-5ft/s，更优选为2-3ft/s。密相流化床122在空气分配环210之上的容积应设计成具有足够的停留时间，以确保催化剂的基本上完整的再生。
废气通常经旋风式分离器130和高架管路212(见图1)从再生器120中收集排出。因为再生器120在完全燃烧模式下工作，所以在排放到大气中之前通常不需要CO燃烧器将CO转变成CO2，但是如果需要也可设置。燃烧产生大部分的热，因此当实现完全燃烧时需要较少的燃料油。通常不需要过多的空气，但是实际情况中需要稍微过量的空气以实现完全燃烧。
再生器可使用或不使用CO促进剂，通常为加入的例如铂的催化剂，以便促进CO转变成CO2。
现有技术的并排的常规FCC再生器的下部在图4中示出。催化剂经倾斜的管414、催化剂滑阀416、和入口420输入到再生器中。一对水力旋流器430的端部在密相流化床122的上表面209之下延伸。燃烧用的空气经空气供给设备409供给到密相流化床122中。
在图5中示出了本发明的再生器400，其适用于具有并排构形的FCC单元并可代替图4所示的再生器。无论在新的安装系统中或作为系统改型的一部分，这种再生器400可提供更大的供给通用性一接收常规或轻质的供料，这是因为当处理轻质FCC供料时提供了燃料油、急冷油或油浆的供给能力，以便提供必需的反应热。
用于催化剂供给的倾斜管414不再终止于如图4所示的入口420。相反的，倾斜管414经催化剂滑阀416连接到倾斜管417上，倾斜管417从该滑阀大致延伸到再生器400的中心垂直轴线并且具有延伸到中央井204中的垂直的竖直部分418。圆形转向板450位于竖直部分418的下端部之下，以便使得流经该板的催化剂改变方向。其它部件与其它图中的相同部件具有相同的附图标记。
另外，并排构形的FCC单元具有常规的再生器，例如图4所示的再生器，这种单元可转变成具有如图5所示的再生器的转变后的FCC单元，由此降低制造新的再生器的相关费用。可省去空气供给组件460。中央井204、流态化介质分配环204b和燃料分配喷口204a可安装在中央井204内位于再生器的内底部处。空气分配管210可围绕中央井204安装并位于径向槽口206之下。转向器板450可安装在中央井204内。带有竖直部分418和环形板208的倾斜管417可安装成使得竖直部分418在转向器板450之上延伸到中央井204中足够的距离，以便允许催化剂流动并提供催化剂流动方向的足够转向，以用于使催化剂与在中央井204中汽化的燃料油混合。水力旋流器430可以在再生器400中置于新位置或复位或重新定位，或者不进行所述重新定位，以便水力旋流器430的端部在密相流化床122的上表面209之下延伸。
参照特定实施例对本发明进行了描述。对于本领域的普通技术人员来说，可进行各种改变和变型。所有这些变型应落在后附的权利要求限定的范围和精神内。
权利要求
1.一种催化剂再生器，其用于使流化床催化裂化的轻质的失效催化剂再生并加热该催化剂以便向流化床催化裂化反应器提供热量，该催化剂再生器包括容纳密相催化剂流化床的再生器容器；用于接收待再生的该失效催化剂的中央竖直的竖管部分；接收该竖管部分的下端部的中央井，该中央井在该竖管部分与该中央井的内径之间限定一环带区域；用于经该竖管部分将失效催化剂引入到该环带区域中的阀；用于将燃料引入到该中央井中以便在该环带区域中与该催化剂混合的燃料分配器；用于将流态化气体引入到该中央井中以便使该催化剂在该环带区域中流态化的流态化分配器；形成在中央井中的径向槽口，其用于将该催化剂和燃料的混合物从该环带区域引入到在其上表面之下的该密相流化床中；设置在该密相流化床中位于该径向槽口之下的空气分配器，其用于将燃烧用空气引入到该密相流化床中；与该密相流化床流体连通的催化剂排出口；和在该密相流化床之上与稀相流体连通的废气排出口。
2.如权利要求1所述的再生器，其特征在于，该空气分配器是设置在该密相流化床中围绕中央井紧靠该径向槽口之下的空气分配环。
3.如权利要求1所述的再生器，其特征在于，该燃料分配器是至少一个喷口。
4.如权利要求1所述的再生器，其特征在于，其还包括用于向燃料分配器供给燃料油的燃料油源。
5.如权利要求1所述的再生器，其特征在于，其还包括用于向该流态化分配器供给流态化气体的流态化气体源。
6.如权利要求5所述的再生器，其特征在于，该流态化气体是蒸气。
7.如权利要求1所述的再生器，其特征在于，其还包括用于向该燃料分配器供给蒸气的蒸气源。
8.如权利要求1所述的再生器，其特征在于，该阀位于该竖管部分的下端部处。
9.如权利要求8所述的再生器，其特征在于，该竖管部分是位于该再生器中的中央垂直竖管。
10.如权利要求1所述的再生器，其特征在于，该再生器具有延伸到该再生器中的倾斜的失效催化剂供给管路，并且该阀位于该倾斜的失效催化剂供给管路中在进入该再生器之前，并且该竖管部分从在再生器内的该倾斜的失效催化剂供给管路延伸。
11.如权利要求10所述的再生器，其特征在于，该竖管部分连接到该倾斜的失效催化剂供给管路的端部上。
12.一种将并排构形的原有的流化床催化裂化单元改造成用于处理轻质原料的经改造的流化床催化裂化单元的方法，该方法包括提供该原有的流化床催化裂化单元，该单元至少具有原有的再生器，该原有再生器具有失效催化剂入口，空气入口，和在该再生器内并且在再生器的底部附近连接到该空气入口上的空气分配组件，连接到该失效催化剂入口上的倾斜的失效催化剂供给管路，和在该倾斜的供给管路中的催化剂滑阀；以及使用如权利要求1所述的再生器来代替该原有的再生器。
13.一种将并排构形的原有的流化床催化裂化单元改造成用于处理轻质原料的经改造的流化床催化裂化单元的方法，该方法包括提供该原有的流化床催化裂化单元，该单元至少具有原有的再生器，该原有再生器具有失效催化剂入口，空气入口，和在该再生器内并且在再生器的底部附近连接到该空气入口上的空气供给组件，连接到该失效催化剂入口上的倾斜的失效催化剂供给管路，和在该倾斜的供给管路中的催化剂滑阀；以及去除该空气供给组件；将中央井安装到该再生器的内底部；在该中央井内设置穿过该再生器底部的流态化气体入口和至少一个燃料入口；安装一连接到该流态化气体入口上的流态化气体分配环和至少一个连接到相应的在中央井内位于该再生器的内底部处的至少一个燃料入口上的燃料分配喷口；在中央井外侧设置一穿过该再生器的空气入口；在中央井内安装转向器板；安装一连接到该失效催化剂入口上的内管，其中该内管具有倾斜部分、竖管部分、和连接到该竖管部分上的环形板，该倾斜部分的倾斜角类似于该失效催化剂供给管路的倾斜角，其中该竖管的下端部延伸进入中央井，以便在该环形板与中央井的顶边缘之间形成径向槽口，以及其中该竖管部分的下端部在该转向器板之上间隔设置，以便当该改造后的流化床催化裂化单元工作时允许失效催化剂流经该竖管部分并提供该失效催化剂流动方向的转向，以用于使该失效催化剂与在中央井中汽化的燃料油混合；以及围绕该中央井并在该径向槽口之下安装一连接到该空气入口上的空气分配管。
全文摘要
一种催化剂再生器，其用于使流化床催化裂化的轻质的失效催化剂再生并加热该催化剂以便向流化床催化裂化反应器提供热量。该催化剂再生器包括用于催化剂和废气的排出口，以及用于经竖管部分将失效催化剂引入的阀。该再生器容纳有一密相催化剂流化床。中央井接收该竖管部分的下端，并在其间限定一环带区域。催化剂经竖管引入到该环带区域中。燃料分配器将燃料引入到中央井中以便在环带区域中与催化剂混合。流态化分配器将流态化气体引入到中央井中以便使催化剂在环带区域中流态化。径向槽口将催化剂和燃料的混合物从环带区域引入到密相流化床中。位于该径向槽口之下的空气分配器将燃烧用空气引入到该密相流化床中。
文档编号B01J38/02GK1496970SQ20031010063
公开日2004年5月19日 申请日期2003年10月10日 优先权日2002年10月10日
发明者R·B·彼得森, C·桑特纳, M·塔尔曼, R B 彼得森, 啬 申请人:凯洛格·布朗及鲁特有限公司, 凯洛格 布朗及鲁特有限公司