[发明专利]一种提升管耦合循环流化床反应器共用再生器的装置及使用方法

说明书

本发明公开的一种提升管耦合循环流化床反应器共用再生器的装置及使用方法，所述装置包括再生器、循环流化床反应器、提升管反应器、水平输送管和再生斜管、再生剂提升斜管和待生剂提升斜管，在所述再生器密相段底部连通有再生器气/汽提段，在所述循环流化床反应器密相段连通有循环流化床气/汽提段，提升管反应器的下部通过所述再生斜管与位于再生器气/汽提段底部的再生剂出口相连，顶部通过所述水平输送管与循环流化床反应器沉降段相连；循环流化床密相段通过再生剂提升斜管与再生器气/汽提段底部的再生剂出口相连，循环流化床气/汽提段底部的待生剂出口通过待生剂提升斜管与再生器密相段相连。其通过共用一个再生器，既可以进行提升管试验，也可以进行循环流化床试验。

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，主要涉及一种提升管反应器与循环流化床反应器耦合且共用一套再生器的装置及其使用方法。

背景技术

提升管反应器是催化裂化装置的核心设备，其结构简单，连续高效，处理量大，特别适合于反应时间较短的气-固非均相反应，如催化裂化反应，催化脱氢反应等。循环流化床反应器具有气固通量高，床层温度均匀，传质传热效率高，易于连续化和自动化等优点，适合于反应时间较长的气-固非均相反应，如氢转移反应、异构化反应、芳构化反应等。提升管反应器和循环流化床反应器均属于气-固非均流态化反应器，有着其它类型反应器难以比拟的优势，现已成为能源、化工、冶金、生物、环保等领域研究和应用最广泛的技术之一。但是，流态化反应器催化剂表面容易生焦，活性下降快，需要不断地对催化剂进行循环烧焦再生。目前，石油化工行业通用的作法是在流态化反应器与再生器之间建立催化剂循环，即将反应过程中结焦失活的待生催化剂输送到再生器中进行烧焦，恢复活性的再生催化剂循环回反应器继续使用，如此反复。

我们知道，开发一种新型流态化生产工艺，一般需要对不同类型的反应器进行试验验证，以确定最佳的反应器形式，这一过程工作量大、耗资多、周期长，影响了开发工作的进度，因此，开发多功能的耦合式流态化反应器和试验装置，符合流态化技术发展方向。目前，文献报道的提升管与流化床耦合反应器一般采用上下耦合的方式，即提升管反应器在上，流化床反应器在下，或提升管反应器在下，流化床反应器在上，利用两种反应器各自的特点，在同一工艺中完成不同类型的化学反应。如：崔刚和秦小刚等人提出的耦合反应器均是提升管反应器在上、流化床反应器在下的耦合形式（崔刚 等. 流化床-提升管耦合反应器内固含率的轴向分布及流动发展[J]，过程工程学报. 2014，14（4）：556-561；秦小刚 等.流化床-升管耦合反应器内沥青颗粒的流动特性[J]，过程工程学报. 2013，13（4）：563-566）；北京石油化工研究院开发的多产异构烷烃的催化裂化工艺(MIP)则是典型的提升管反应器在下、流化床反应器在上的耦合模式（许友好 等. 多产异构烷烃的催化裂化工艺两个反应区概念实验研究[J]，石油学报（石油加工）. 2004，20（4）：1-5）。中国专利 ZL200720306013.7公开了一种提升管循环流化床低碳烷烃催化脱氢烯烃装置，主要通过催化脱氢和快速烧焦加热分别在不同系统进行，并通过循环耦合，形成一个反应再生循环系统；低碳烷烃催化脱氢制烯烃反应在流化床反应器中进行，催化剂快速烧焦在提升管再生加热器中进行，催化剂在流化床反应器和提升管再生加热器之间进行循环流化；这种耦合方式的优点是保证了催化脱氢反应的连续进行和热量的有效提供，碳烷烃催化脱氢制烯烃转化率高，操作简单成本低；缺点是用提升管代替了流化床再生器，烧焦能力大幅降低；因此，这种耦合形式只适用于生焦量很低的化学反应。中国专利CN 1861753A公开了一种使用汽油重油偶合反应器的催化转化方法和装置，其特征在于，催化裂化装置设置了重油和汽油两个反应器，一个沉降器和一个汽提器，共用再生部分；汽油反应器的反应段由提升管蒸发、反应段与快速流化床反应段复合而成，重油反应器包括两个反应区，下方是在总量为再生剂和部分汽油反应催化剂环境进行反应的裂化区，上方为进一步补充汽油反应催化剂的第二反应区，第二反应区内设有汽油油气旋风分离器；其催化剂的循环流程为，从再生器来的再生催化剂分为两部分，分别同时进入汽油反应器和重油反应器的预提升段，从汽油反应器中将一部分(19A)反应使用过的催化剂经输送管引入重油反应器底部的预提升段内，与来自再生器的再生催化剂混合参加重油反应，从汽油反应器出口将另一部分(19B)反应使用过的催化剂引入重油反应器中部，参加重油反应，最终反应后的催化剂通过重油反应器进入沉降器分离汽提后返回再生器。其优点是改进了目的产品品质，提高了装置的总收率；缺点是反应器的结构和催化剂循环流程过于复杂，难以控制和实施，且两个反应器只能同时运行，不能独立工作，完成不同类型的化学反应。