[发明专利]部分燃烧燃烧器再生器

说明书

公开了一种用于在部分燃烧模式下从催化剂燃烧焦炭的方法。再生器包括两个腔室。燃烧的主要部分在第一腔室中进行。从气体分离催化剂在第二腔室中进行。包含低比例的氧的经加热的气体使第二腔室中的催化剂流化。

优先权声明

本申请要求于2016年5月12日提交的美国申请No.62/335421的优先权，在此通过引用将该美国申请的内容整体并入。

技术领域

本主题的领域涉及流化催化裂化装置中的催化剂再生，并且更具体地涉及部分燃烧燃烧器。

背景技术

流化催化裂化(FCC)是通过使流化反应区中的烃与由细分颗粒材料组成的催化剂接触来完成的烃转化过程。与加氢裂化相反，催化裂化反应在不存在大量添加的氢或不消耗氢的情况下执行。随着裂化反应进行，称为焦炭的高含碳材料沉淀在催化剂上。再生区域内的高温再生操作从催化剂燃烧掉焦炭。含有焦炭的催化剂，本文称为积炭催化剂，连续从反应区被去除并主要由来自再生区的无焦炭催化剂代替。在再生过程中，通过焦炭的燃烧来产生水。

通过各种气态流使催化剂颗粒流化允许在反应区与再生区之间输送催化剂。在将热空气吹送到再生器中之前，通常至少在起动时通过在具有烃燃料的直接点燃式空气加热器中点燃空气来加热热空气。

最高原料转化可能需要从催化剂基本上完全去除焦炭，这通常被称为完全再生。为了获得完全再生，催化剂必须在充分的滞留时间与氧接触，以容许焦炭的彻底的燃烧。部分再生在未发生完全再生时发生。部分再生在再生产生具有至少0.1、优选至少0.05且典型地至少0.03wt％的焦炭的催化剂时发生。不充分的氧浓度或催化剂滞留时间会引起部分再生。部分再生也会引起废气中的二氧化碳与一氧化碳的比率较低。部分再生可以有利于储备下游CO锅炉中的一氧化碳燃烧为二氧化碳的热回收。通常，在部分燃烧运行中，难以将催化剂中的炭全部燃烧掉。残留的炭会对催化剂活性有负面影响。当在再生器容器的出口处废气中的含氧量以小于0.1％的浓度存在时，再生器中发生部分燃烧。

高效的燃烧器式再生器具有下腔室，其通常在催化剂被向上输送时将几乎全部焦炭燃烧为含有低过量氧的二氧化碳。当催化剂和废气混合物进入下腔室的上部较窄区段时，向上速率进一步提高，并且两相混合物经主分离器离开而进入第二腔室中。第二腔室中的分离器和旋风分离器将催化剂与废气分离并且使催化剂返回致密催化剂床层，该致密催化剂床层将热再生的催化剂供给到提升管反应器以接触新鲜进料和下燃烧室以加热进入的废催化剂。

蓬松空气(fluffing air)注入第二腔室中的致密催化剂床层并且可占催化剂燃烧的总空气需求的多达2wt％。在存在充足的一氧化碳的情况下，蓬松空气中的氧会引起再生器中的后燃烧。后燃烧为当已与再生催化剂分离的热废气包含在催化剂的稀释相中燃烧为二氧化碳的一氧化碳时发生的现象。稀释相中存在的用作用于吸收热量的热沉的催化剂不足，从而使周围设备承受可能超过冶金极限的温度。由于对第二腔室中的稀释相中的后燃烧的担忧，燃烧器再生器尚未在下腔室中以部分燃烧模式运行。

因此，存在对配备以部分燃烧模式运行但没有后燃烧风险的燃烧器再生器的需求。

发明内容

一个实施方案是一种用于在第一腔室中从催化剂燃烧焦炭的方法和设备。催化剂和废气被传送到第二腔室，在该第二腔室中催化剂和废气分离。加热器利用空气燃烧烃燃料，以加热气流并耗尽空气中的氧。经加热的气流被给送到燃烧器再生器的第二腔室，以使第二腔室中的催化剂流化。结焦的催化剂可以在第一腔室中在部分燃烧模式下再生，因为第二腔室中将存在较少氧，从而防止后燃烧的风险。经加热的气流也将防止可能引起腐蚀的硫酸和水的凝结。

附图说明

附图为结合了本发明的FCC装置的示意性立面图。

具体实施方式