由用于輕質鏈烷烴脫氫工藝的催化劑改善的焦炭燃燒的穩(wěn)固性的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種連續(xù)再生催化劑的工藝，其中再生部分包括至少兩個單獨的區(qū)域。再生包括上部燃燒區(qū)域和下部燃燒區(qū)域，其中該工藝利用至少兩個獨立的再生氣體回路用以控制氧氣的量以使催化劑再生。上部燃燒區(qū)域可分為多個區(qū)域，并且燃燒區(qū)域可分為多個區(qū)域。
【專利說明】由用于輕質鏈烷烴脫氫工藝的催化劑改善的焦炭燃燒的穩(wěn)固性
[0001]優(yōu)先權要求
[0002]本申請要求了 2012年3月20日提交的U.S.申請13/424，911的優(yōu)先權。
發(fā)明領域
[0003]本發(fā)明涉及烴進料流轉化為有用的烴產品的工藝。具體地說，本發(fā)明涉及廢催化劑的連續(xù)再生用以在烴轉化工藝中再利用。
_4]發(fā)明背景
[0005]烴，特別是石油，由地面作為混合物生產。該混合物通過物流在反應器內分離和處理轉化為有用的產品。通常在反應器內通過催化工藝將烴物流轉化為有用的產品。催化劑可以是固體或液體，并且可以包含在載體上的催化材料。具體地說，在固體載體上的催化金屬是廣泛使用的。催化金屬包括鉬族金屬以及其它金屬。在烴的處理過程中，催化劑隨著時間失活。失活的一個主要原因是催化劑上焦炭的形成和積累。焦炭的積累阻礙了接觸催化劑上的催化位點和催化劑內的孔。催化劑的再生一般通過除去焦炭進行，其中在含有氧氣的氣體的情況下在高溫下使焦炭燃燒。這些工藝可在催化劑通過反應器和再生器循環(huán)的情況下以連續(xù)的方式進行，或者這些工藝可例如在多個固定床的情況下以半連續(xù)的方式進行，其中將一個床從物流中移出以使催化劑再生，同時另一個床繼續(xù)操作。
[0006]在連續(xù)再生的工藝中，將再循環(huán)氣體連續(xù)送入再生器的燃燒區(qū)域并除去含有燃燒產物的廢氣。燃燒過程通過再循環(huán)氣體中的氧氣含量控制。再循環(huán)氣體物流含有部分廢氣和新的燃燒氣體的外加物流，同時放出來自再生器的另一部分廢氣。這有助于維持燃燒氣體的溫度，以及建立向再生器連續(xù)添加廢催化劑和燃燒氣體，同時連續(xù)取出再生的催化劑和廢氣的穩(wěn)態(tài)條件。
[0007]對于通過燃燒從催化劑粒子中除去焦炭,催化劑再生的方法公開于Williamson的US 5，053，371和Capelle的US 6，048，814等等。燃燒過程可能對催化劑有害，并且較好的控制燃燒過程的方法對于改善反應器-再生器循環(huán)中的催化劑壽命是重要的。一個較好的工藝將使得催化劑通過再生器更多次循環(huán)并且提高催化劑的壽命。這可通過工藝的改進和再生器的控制實現。
[0008]發(fā)明概述
[0009]本發(fā)明提供了一種用于脫氫催化劑的再生的改進的工藝。該工藝包括將廢催化劑物流送入再生器反應器內的第一階段。再生器具有上部燃燒區(qū)和下部燃燒區(qū)。將催化劑在第一階段內采用第一再生氣體在第一組燃燒條件下處理，并因此產生中間催化劑物流。將中間催化劑物流送入再生器的第二階段，其中將催化劑采用第一部分第二再生氣體在第二組燃燒條件下處理，并因此產生第二中間催化劑物流。將第二中間催化劑物流送入再生器的第三階段，其中將催化劑采用第二部分第二再生氣體在第三組燃燒條件下處理，并因此產生再生的催化劑物流。第一階段在上部燃燒區(qū)，并且第二和第三階段在下部燃燒區(qū)。
[0010]燃燒條件包括第二再生器中的氧氣濃度高于第一再生氣體中的氧氣濃度，其中第一再生氣體和第二再生氣體均位于獨立的回路(loops)上,具有獨立的裝置(equipment)。
[0011]在下部燃燒區(qū)的第二和第三階段可以具有不同的氣體入口溫度，接收第一部分第二再生氣體的第二階段的優(yōu)選條件是在比送入第三階段的第二部分第二再生氣體的溫度更高的溫度下。
[0012]本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點和應用將根據下面詳細的說明和附圖對本領域技術人員變得清晰可見。
[0013]附圖簡沭
[0014]圖1是再生區(qū)和用于催化劑再生的循環(huán)氧化氣體物流流經具有上部燃燒區(qū)和下部燃燒區(qū)的再生器的說明；
[0015]圖2是再生區(qū)和用于催化劑再生的循環(huán)氧化氣體物流流經具有上部燃燒區(qū)和下部燃燒區(qū)的再生器的說明，下部燃燒區(qū)具有兩個子階段(substage)；
[0016]圖3是再生區(qū)和用于催化劑再生的循環(huán)氧化氣體物流流經具有上部燃燒區(qū)和下部燃燒區(qū)的再生器的說明，下部燃燒區(qū)具有三個子階段；和
[0017]圖4是再生區(qū)和用于催化劑再生的循環(huán)氧化氣體物流流經具有上部燃燒區(qū)和下部燃燒區(qū)的再生器的說明，上部燃燒區(qū)具有兩個子階段并且下部燃燒區(qū)具有三個子階段。
[0018]發(fā)明詳沭
[0019]改進催化劑再生工藝使得可以使用較小的裝置，或者在現有的裝置中在較短的時間內處理更多催化劑。催化劑再生的改進包括更多地除去焦炭，并且通過從催化劑中更多地除去焦炭可以提高再生循環(huán)之間催化劑的壽命。
[0020]本發(fā)明是一種連續(xù)再生催化劑的工藝，并且包括用于該新工藝的新的裝置設計。最普通的應用是從含有鉬族金屬的催化劑粒子中除去焦炭，并且本發(fā)明最普通的工藝是鏈烷烴至烯烴的催化脫氫工藝。烯烴轉化工藝中的再生器描述于2009年9月8日公開的Price等人的US 7，585，803中，并且在此將其全文引入以作參考。
[0021]一種再生器設計包括在整個燃燒區(qū)域內的兩個區(qū)，但是具有單一的氣體循環(huán)回路。這就是上部燃燒區(qū)域和下部燃燒區(qū)域。采用這種設計，下部區(qū)域內最大的氧氣濃度受到整個燃燒區(qū)域內下部區(qū)域的總體氧氣消耗和百分比限制。通常，這意味著下部燃燒區(qū)域內的最大氧氣濃度為2%，燃燒氣體的70%分割到上部燃燒區(qū)域并且30%到下部燃燒區(qū)域。該工藝可以進行得更強有力并且這要求提供到下部燃燒區(qū)域的氧氣濃度增加。優(yōu)選的水平是在下部燃燒區(qū)域內將氧氣濃度增加至5%，以燃燒氣體的體積計。如下文所用，燃燒區(qū)域可以稱作燃燒區(qū)，并且該術語意味著可以互換。
[0022]分析輕質烯烴脫氫過程中產生的焦炭和催化劑再生器內反應的動力學模型使得能夠研究兩個鼓風機設計的改進。已發(fā)現有利的是具有在常規(guī)燃燒條件下操作的上部燃燒區(qū)，或者第一階段，和在較高氧氣濃度和/或溫度的燃燒條件下操作的下部燃燒區(qū)，或第二階段。另外，已發(fā)現有利的是具有停留時間大于或等于第一階段的停留時間的第二階段。還已發(fā)現有利的是把兩個區(qū)再分為多個子階段，其中進入每個子階段的入口再生氣體物流的溫度可以變化。
[0023]針對再生器設計和操作的這些改變的目的是提高再生器內的燃燒能力，和提供靈活的設計以使催化劑上不同的焦炭形成和焦炭積累有效燃燒。需要考慮的一個方面是難以燃燒的形成的焦炭的量，其中氧氣的擴散可能是主要的限制或者焦炭的組成與易于燃燒的焦炭化合物十分不同以致于顯著改變了燃燒和因此再生的速率。在使軟焦炭燃燒之后能夠升高入口氣體溫度改進了硬的或者擴散受限的焦炭的燃燒。
[0024]在具有單一氣體循環(huán)回路的設計中，部分再循環(huán)氣體在未耗盡氧氣的情況下通過上部燃燒區(qū)域，所述再循環(huán)氣體通過外加氧氣或者含有氧氣的氣體增加，并且被加入到下部燃燒區(qū)域。這導致離開再生容器進入上部燃燒區(qū)域的整個再循環(huán)氣體內的氧氣濃度增加至較高水平。所述較高水平的氧氣對于適當控制上部燃燒區(qū)域內的燃燒而言是難以忍受的。這需要外加稀釋氣體，將所述稀釋氣體加入到上部燃燒區(qū)域以便降低上部燃燒區(qū)域內的氧氣濃度。結果是再循環(huán)氣體、廢氣排放和動力的使用增加。分離上述兩種再循環(huán)氣體物流提供了更多的控制和靈活性。
[0025]本發(fā)明的目的是改進控制和改進催化劑的再生。該工藝包括將廢催化劑物流送入再生器，其中再生器包括上部再生區(qū)域和下部再生區(qū)域。催化劑進入上部燃燒區(qū)域并通過至下部燃燒區(qū)域。將第一再生氣體物流送入上部再生區(qū)域以使催化劑上的焦炭燃燒并產生燃燒廢氣，將所述燃燒廢氣從再生器中除去。使廢催化劑在上部再生區(qū)域中部分再生并將其作為部分再生的催化劑物流送入下部再生區(qū)域。將第二再生氣體物流送入下部再生區(qū)域以產生再生的催化劑物流。第一和第二再生氣體物流是獨立的物流以提供對各個物流中氧氣的量的控制和控制各個燃燒區(qū)域內的燃燒。
[0026]該工藝參照圖1進一步描述，其中發(fā)現最初的改進是將再循環(huán)氣體分離為兩個單獨且獨立的再生氣體物流。這將下部區(qū)域內的最大氧氣濃度從基于上部區(qū)域內所需的氧氣濃度的限制中分離出來。將廢催化劑粒子物流12連續(xù)加入再生器10。盡管術語連續(xù)應用于本文中的本工藝，但該工藝更多的是半連續(xù)工藝，其中將少量催化劑從反應器中取出并在相對連續(xù)的基礎上送入再生器。催化劑粒子向下流經環(huán)形區(qū)域20，該環(huán)形區(qū)域由停留隔板22、24所限定并且位于燃燒區(qū)域30內。將燃燒區(qū)域30分成上部燃燒區(qū)域32和下部燃燒區(qū)域34。上部燃燒區(qū)域32通過擋板40和單獨的下部廢氣收集裝置42與下部燃燒區(qū)域34分離開來。隨著催化劑粒子向下流經上部燃燒區(qū)域32，使第一再生氣體與催化劑粒子接觸以使催化劑粒子上的碳燃燒。催化劑粒子緩慢流經上部再生區(qū)域以提供充足的時間用以燃燒碳。催化劑在上部區(qū)域內具有的平均停留時間為1-6小時，優(yōu)選時間為2-5小時，且更優(yōu)選時間為3-4小時。
[0027]第一再生氣體使用用于循環(huán)再生氣體的第一氣體鼓風機52循環(huán)經過第一再生氣體回路50，其中將來自上部或者第一燃燒區(qū)域32的廢氣送入第一再生氣體回路50。廢氣由一氧化碳、二氧化碳、水、氮氣、未反應的氧氣和在燃燒部分產生或者隨著含有氧氣的氣體54引入的其它氣體構成并且作為廢氣從再生區(qū)域中取出。再生氣體是形成再循環(huán)氣體回路的廢氣，其中將廢氣物流連續(xù)從工藝中取出并且與含有氧氣的氣體54混合以補充消耗的氧氣并且作為第一再生氣體再返回至初始燃燒部分。在一個實施方案中，含有氧氣的氣體可經再生器內具有較高氧氣濃度的區(qū)域之一，區(qū)域34或36供應。將部分廢氣排出以保持再生氣體的連續(xù)穩(wěn)定流動。根據需要將廢氣加熱或冷卻以在送入上部燃燒區(qū)域作為第一再生氣體物料之前獲得所需要的燃燒溫度。第一燃燒溫度為450°C -600°C，優(yōu)選溫度為4700C -5800C，更優(yōu)選溫度為475°C -560°C，并且操作控制溫度在477°C附近。將氧氣54加入到再生氣體物流中至含量為0.1% -2%，以體積計，優(yōu)選范圍為0.2% -1.7%，以體積計，且更優(yōu)選范圍為0.5% -1.5%，以體積計。將包含再循環(huán)氣體與外加氧氣的再生氣體送入上部燃燒區(qū)域。在再循環(huán)氣體內監(jiān)測氧氣含量并且根據需要添加外加氧氣以使氧氣含量在所需范圍之內。需要氧氣的含量以控制燃燒并抑制對催化劑的破壞。任選地，對氣體組成的外加控制包括氮氣氣體物流56作為稀釋劑添加，如果氧氣含量需要進一步控制的話。在另外的實施方案中，含有氧氣的氣體可以在將氣體物流加入到第一再生氣體物流之前與氮氣混合。
[0028]上部燃燒區(qū)域通常不能使催化劑上沉積的所有碳燃燒。本發(fā)明包括下部燃燒區(qū)域34，其中利用分開的再生氣體完成燃燒工藝并使催化劑上殘余的碳燒盡。
[0029]將催化劑進一步處理并使其從上部燃燒區(qū)域32流到下部燃燒區(qū)域34，其中使催化劑與第二再生氣體物流接觸以除去殘余的碳。下部燃燒區(qū)域還稱作下部燃燒區(qū)。使用用于再生氣體循環(huán)的第二氣體鼓風機62使第二再生氣體循環(huán)經過第二再生氣體回路60，其中將來自下部或第二燃燒區(qū)域34的廢氣送入第二再生氣體回路60。廢氣由一氧化碳、二氧化碳、水、氮氣、未反應的氧氣和其它氣體構成，所述其它氣體在燃燒部分內產生或者隨含有氧氣的氣體一起加入并且作為廢氣通過獨立的回路廢氣收集裝置42從再生區(qū)域中取出。第二再生氣體是形成第二再循環(huán)氣體回路60的廢氣，其中將廢氣物流從工藝中連續(xù)取出并與含有氧氣的氣體64混合以補充消耗的氧氣并使其作為第二再生氣體返回至下部燃燒部分。將部分廢氣排出以維持第二再生氣體的連續(xù)穩(wěn)定流動。廢氣在送入下部燃燒區(qū)域之前加熱至第二燃燒溫度。第二燃燒溫度為450°C _600°C，優(yōu)選溫度為470°C _580°C，更優(yōu)選溫度為75°C _560°C，操作控制溫度在520°C _560°C附近。任選地，氣體組成方面的外加控制包括作為稀釋劑加入的氮氣氣體物流66，如果氧氣水平需要進一步控制的話。物流66并不限于純的氮氣，但是物流66可以是任一種具有氧氣濃度低于進入下部燃燒區(qū)34所需入口氧氣濃度的含有氮氣的氣體。在另外的方案中，在將氣體物流加入到第二再生氣體物流中之前含有氧氣的氣體可與氮氣混合。在又一個另外的方案中，可以經區(qū)域36提供含有氧氣的氣體。
[0030]操作下部燃燒區(qū)域并對其尺寸進行設置以使催化劑在下部區(qū)域停留1-6小時，優(yōu)選平均停留時間為2-5小時，更優(yōu)選平均停留時間為3-4小時。下部燃燒區(qū)域內的氧氣濃度高于上部燃燒區(qū)域，并且將其控制到水平為0.1% -10%，以體積計，優(yōu)選為0.2% -7%，以體積計，并且更優(yōu)選為0.5% -5%，以體積計。
[0031]在從催化劑中除去碳之后，將催化劑進一步處理以在載體上重新分布催化金屬。在從催化劑中除去碳的同時燃燒工藝也導致金屬在催化劑粒子內聚集。這將導致催化劑效率減少并且降低了催化劑的壽命。催化劑粒子內的金屬可通過與含鹵素的氣體接觸在催化劑表面上再次分布。因此將離開下部燃燒區(qū)域34的催化劑粒子送入鹵化區(qū)域36中。鹵化區(qū)域36優(yōu)選在相同容器內以使外部操作最小化，以及使在容器間轉移過程中催化劑的加熱和冷卻的量最小化。含有鹵素的氣體可通過鹵化氣體回路70的入口進入鹵化區(qū)域36中。含有鹵素的氣體接觸催化劑并將催化金屬在催化劑表面上再次分布。氣體向上流經鹵化區(qū)域36，并且在鹵化氣體收集裝置72處收集。鹵化收集裝置72具有固定到鹵素氣體循環(huán)管76上的出口 74。鹵化循環(huán)系統(tǒng)可包括用于循環(huán)氣體的單獨的鼓風機、和用于除去濕氣的適合的干燥器和在催化劑流經鹵化區(qū)域36時用于從催化劑中除去殘余雜質的吸附劑床。優(yōu)選的含有鹵素的氣體包括在氣體中作為活性鹵素的氯氣。
[0032]再生之后，將催化劑干燥。燃燒工藝產生水作為燃燒產物之一并且水可能吸附到再生的催化劑上。水的存在對脫氫工藝有不利影響并需要在將催化劑返回反應器之前除去。在一個實施方案中，催化劑干燥在再生器10中進行。催化劑從鹵化區(qū)域36流到干燥區(qū)域38中。將干燥氣體80送入干燥區(qū)域38中并在再生的催化劑上流動以除去任何殘余的水。在送入干燥區(qū)域38之前將干燥氣體加熱至溫度390°C-510°C。干燥氣體分布在干燥區(qū)域38周圍并且向上流經催化劑，所述催化劑向下流經干燥區(qū)域38。干燥持續(xù)時間很大程度上受區(qū)域38的高度控制。對該區(qū)域的尺寸進行設置以提供對催化劑粒子而言平均停留時間為至少4小時。干燥氣體向上流經干燥區(qū)域38和鹵化區(qū)域36并通過出口 74排出再生器。在再生器10的底部通過催化劑出口 82將干燥且再生的催化劑取出。
[0033]該工藝可采用分成兩個燃燒階段的下部階段或下部燃燒區(qū)進一步改進。這在圖2中進行說明。在所有的圖中對于不同的實施方案中而言類似的數字用于類似的組件。該工藝如上面針對大部分本發(fā)明所述，改進之處在于擴大了對燃燒的控制。在該工藝中，廢催化劑粒子物流12連續(xù)加入到再生器10中。盡管術語連續(xù)應用于本文該發(fā)明，但是該工藝更多的是半連續(xù)工藝，在所述半連續(xù)工藝中從反應器中取出少量催化劑并將其在相對連續(xù)的基礎上送入再生器。催化劑粒子向下流經由停留隔板22、24定義并且位于燃燒區(qū)域30內的環(huán)形區(qū)域20。將燃燒區(qū)域30分成第一階段32或上部燃燒區(qū)域32、第二階段34a和第三階段34b。第二和第三階段34a、34b均為下部燃燒區(qū)的一部分。第一階段32通過隔板40和單獨的下部廢氣收集裝置42與第二階段34a分離開來。
[0034]使進入第一階段的催化劑與來自第一再生氣體回路50包含來自含有氧氣的氣體物流54的補充的氧氣的第一再生物流接觸，并在第一組燃燒條件下反應以產生第一中間催化劑物流。第一中間催化劑物流進入第二階段34a，其中使催化劑與第一部分第二再生氣體物流在第二組燃燒條件下接觸以產生第二中間催化劑物流。第二再生氣體來自第二再生氣體回路60并且第一部分通過管線161進入第二階段34a。第二再生氣體包括來自含有氧氣的氣體64的所添加的氧氣。使第二中間催化劑物流進入第三階段34b，其中使催化劑與通過管線162進入的第二部分第二再循環(huán)氣體物流在第三組燃燒條件下接觸以產生再生的催化劑物流。第一再生氣體物流和第二再生氣體物流是獨立的，并且具有單獨的氧氣濃度用以有效控制再生階段。很好理解的是在使動力的使用最小化的同時氣體回路50、60可包含一個或多個加熱器或冷卻器以在各個區(qū)域內實現所需溫度。加熱器和/或冷卻器可根據需要位于鼓風機上游或下游的循環(huán)氣體物流的任一種上并且分開形成物流161和162。
[0035]再生的催化劑物流進入鹵化區(qū)域用以將催化金屬在催化劑表面上再次分布。
[0036]第一階段32內的第一組燃燒條件包括進入第一階段的第一再生氣體在溫度為4600C _600°C下，優(yōu)選溫度為470°C -580°C，更優(yōu)選進料溫度為475°C -560°C，且最優(yōu)選進料溫度為 475°C -485°C。
[0037]第二 34a和第三34b階段內的第二組燃燒條件包括進入第二和第三階段的第二再生氣體在溫度為450 °C -600 °C下，優(yōu)選溫度為470 °C -580 °C，更優(yōu)選進料溫度為4750C _560°C，且最優(yōu)選進料溫度為520°C _560°C。第二再生氣體分成兩個入口提供進一步的控制，其中更富含氧氣的再生氣體仍可供已經大部分再生的催化劑利用。
[0038]工藝的控制包括在不同區(qū)域或階段內控制溫度，并且工藝條件優(yōu)選包括保持第一階段再生氣體入口溫度至低于進入第二階段的第二再生氣體的溫度。該工藝的進一步控制包括操作進入第二階段入口氣體溫度低于或等于進入第三階段的入口氣體溫度的溫度。再生工藝的另一部分控制包括對于不同階段的停留時間。在本發(fā)明中，對于上部燃燒區(qū)域32而言催化劑的停留時間少于或等于對于下部燃燒區(qū)域34a、34b而言的停留。這可重申為第一階段32的停留時間少于或等于第二 34a和第三34b階段的停留時間之和。
[0039]第一組燃燒條件包括第一再生氣體具有的氧氣含量少于2 %，以體積計。對于第一再生氣體而言氧氣含量的優(yōu)選范圍為0.1% -2%，以體積計，更優(yōu)選的范圍為0.2% -1.75%，以體積計，且最優(yōu)選的范圍為0.4% -1.5%，以體積計。
[0040]第二組燃燒條件包括輸送具有氧氣含量為至多10%，以體積計的第二再生氣體。該范圍為0.1% -10%，以體積計，優(yōu)選的范圍為0.2% -7%,以體積計，更優(yōu)選的范圍為
0.5% _5%，以體積計，且最優(yōu)選的范圍為1% -5%，以體積計。
[0041]處理條件可包括進入上部燃燒區(qū)域32的第一再循環(huán)氣體物流內的氧氣濃度少于進入下部燃燒區(qū)域34的第二再循環(huán)氣體物流內的氧氣濃度的濃度。
[0042]在另外的實施方案中，該工藝對于再生器而言可包括外加階段。在一個實施方案中，如圖3所示，在燃燒部分30中包括第四階段34c。第四階段34c位于下部燃燒區(qū)域或下部燃燒區(qū)，并且在第一階段32與第二階段34a之間。第四階段在第四組燃燒條件下操作，所述第四組燃燒條件包括對于再生氣體而言的第四入口溫度。第二 34a、第三34b和第四34c階段利用來自第二氣體回路60的再生氣體。將第二再生氣體分成三部分，第一部分161進入第二階段34a，第二部分162進入第三階段34b，并且第三部分163進入第四階段34c。再生氣體可根據需要加熱或冷卻以實現進入下部燃燒區(qū)域34內的各個階段34a、34b和34c的再生氣體所需的溫度?？梢岳斫庠趫D3中加熱器和/或冷卻器的放置是為了解釋說明并且在另外的實施方案中可對加熱器和/或冷卻器定位以使公用設施的消耗最小化。
[0043]在第二階段34a、第三階段34b和第四階段34c的入口處進入下部燃燒區(qū)34的第二再生氣體中的氧氣濃度基本上是恒定的。對各階段進行尺寸設置以使第一階段內催化劑的停留時間少于或等于第二、第三和第四階段內的停留時間之和。在優(yōu)選的實施方案中，將第二階段34a的溫度控制在比第三和第四階段34b和34c更高的溫度下。
[0044]用于使脫氫催化劑再生的工藝包括將廢催化劑物流送入具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的再生器反應器。廢催化劑進入第一階段并對其處理至包括第一入口氣體溫度的第一組燃燒條件以產生中間催化劑物流。第一階段的燃燒利用了來自第一獨立的氣體物流的第一再生氣體，其中氣體物流具有單獨的氣體回路，并且通過第一鼓風機控制流動，并且獨立地控制氧氣含量。將中間催化劑物流送入再生器反應器內的第二階段，其中將催化劑處理至包括第二溫度的第二組燃燒條件以產生再生的催化劑工藝物流。第二階段的燃燒利用來自第二獨立的氣體物流的第二再生氣體，其中氣體物流具有單獨的氣體回路，并且通過第二鼓風機控制流動，并且獨立地控制氧氣含量，氧氣含量高于第一階段。第二組燃燒條件包括至少兩個子階段，其中將第二再生氣體分成至少兩部分，第一部分送入第一子階段并且第二部分送入第二子階段，第一子階段在第一子階段入口氣體溫度下操作并且第二子階段在第二子階段入口氣體溫度下操作。
[0045]在一個實施方案中，第二階段的第一子階段的溫度高于第一階段的溫度。優(yōu)選第二階段的第一子階段溫度高于第二階段第二子階段的溫度。因而提供熱交換器或加熱單元以加熱進入再生裝置的第二階段的第一部分第二再循環(huán)氣體物流?；蛘?，可提供冷卻器實現進入下部燃燒區(qū)的第二子階段所需的入口氣體溫度。
[0046]在另外的實施方案中，該工藝在再生器的第二階段中包括第三子階段。第三子階段在第三溫度下操作，所述第三溫度低于或等于再生器內的第二子階段的溫度。將第二再生氣體分成三部分，第一部分送至第一子階段，第二部分送至第二子階段并且第三部分送至第三子階段。第二再生氣體中的氧氣含量可以高于或等于第一再生氣體中的氧氣含量。在優(yōu)選的實施方案中，第三子階段的入口氣體溫度低于第一子階段的入口氣體溫度，并且第二子階段的入口氣體溫度低于或等于第一子階段的入口氣體溫度?？梢愿鶕枰匀我饨M合的方式提供適用于加熱和/或冷卻循環(huán)氣體物流或其部分的裝置以實現所需的入口氣體溫度。
[0047]在又一個另外的實施方案中，可以將再生裝置的第一階段再分為至少兩個子階段。如圖4中所示，第二再生氣體的流動如上面針對圖2和圖3中所示的實施方案所述。該實施方案包括將在第一再生氣體回路50中的第一再生氣體分為至少兩部分。將第一部分151送入再生器的第一或上部階段的第一子階段32a中。將第二部分152送入再生器的第一或上部階段中的第二子階段32b中。可以將第二部分加熱至高于第一部分入口溫度的入口溫度?；蛘?，可將第一部分冷卻至低于第二部分入口溫度的入口溫度。
[0048]用于上述實施方案的條件包括第一再生氣體中的氧氣濃度低于或等于第二再生氣體中的氧氣濃度。第一部分第一再生氣體中的氧氣濃度基本上等于第二部分第一再生氣體中的氧氣濃度。在進入第二階段子階段的各個入口內的氧氣濃度在各個子階段入口處基本上是相同的。第一階段內催化劑的停留時間少于或等于第二階段內催化劑的停留時間。第一階段的停留時間是第一階段的子階段停留時間之和，并且第二階段的停留時間是第二階段的子階段停留時間之和。
[0049]在優(yōu)選的實施方案中，采用其中在第一階段或上部燃燒區(qū)內有兩個子階段和在第二階段或下部燃燒區(qū)內有三個子階段的兩個階段的多個子階段，入口氣體溫度條件包括:第一上部子階段溫度低于第二上部子階段溫度；并且下部階段或下部燃燒區(qū)內的第一子階段溫度高于上部子階段和下部階段的第二和第三子階段的溫度。
[0050]因此，通過考慮到各反應的工藝控制的創(chuàng)新的流程圖和設計可以實現提高。盡管本發(fā)明已經在目前考慮優(yōu)選的實施方案的情況下進行描述，應該理解本發(fā)明并不限于所公開的實施方案，僅僅意指覆蓋附加的權利要求書的范圍內所包含的各種改進和等效安排。
【權利要求】
1.一種用于使脫氫催化劑再生的方法，該方法包括: 將催化劑送入再生器反應器內的第一階段，其中將催化劑在第一階段內采用第一再生氣體物流在第一組燃燒條件下處理，并產生中間催化劑物流；將中間催化劑物流送入再生器反應器的第二階段，其中將催化劑在第二階段內采用第一部分第二再生氣體在第二組燃燒條件下處理并產生第二中間催化劑物流；和 將第二中間催化劑物流送入再生器反應器的第三階段，其中將催化劑在第三階段內采用第二部分第二再生氣體物流處理至第三組燃燒條件并產生再生的催化劑物流， 其中第一再生氣體物流和第二再生氣體物流為通過獨立的氣體管線進料的獨立的物流。
2.權利要求1的方法，其進一步包括將再生的催化劑物流送入氯化區(qū)域。
3.權利要求1的方法，其中第一組燃燒條件包括入口氣體溫度為450°C-600°C。
4.權利要求1的方法，其中第二組燃燒條件包括入口氣體溫度為450°C-600°C。
5.權利要求1的方法，其中第一組燃燒條件包括第一入口氣體溫度，第二組燃燒條件包括第二入口氣體溫度，其中第一入口氣體溫度低于或等于第二入口氣體溫度。
6.權利要求1的方法，其中第二組燃燒條件包括第二入口氣體溫度，第三組燃燒條件包括第三入口氣體溫度，其中第二入口氣體溫度高于或等于第三入口氣體溫度。
7.權利要求1的方法，其中第一組燃燒條件包括輸送具有入口氧氣含量為以體積計至多2%的第一再生氣體。
8.權利要求1的方法，其中第二組燃燒條件包括輸送具有氧氣含量為以體積計至多10%的第二再生氣體。
9.權利要求1的方法，其進一步包括在再生器內的第四階段，其中在第四階段內將催化劑處理至第四組燃燒條件。
10.權利要求1的方法，其進一步包括在第一階段內的催化劑的第一停留時間、在第二階段內的催化劑的第二停留時間和在第三階段內的催化劑的第三停留時間，其中第一停留時間少于或等于第二和第三停留時間之和。
【文檔編號】B01J38/34GK104220170SQ201380015291
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年2月27日 優(yōu)先權日:2012年3月20日
【發(fā)明者】B·J·埃戈夫, L·E·倫納德, M·卡拉科茨希爾斯 申請人:環(huán)球油品公司