吸附脫硫反應(yīng)裝置和吸附脫硫方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種吸附脫硫反應(yīng)裝置，該裝置的流化床反應(yīng)器中設(shè)置有包括分選器主體、出料口、出風(fēng)管以及導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的氣流式顆粒分選器；分選器主體的內(nèi)部空間自上而下包括直筒區(qū)和錐體區(qū)，出料口位于錐體區(qū)的底部；導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口沿直筒區(qū)的切向設(shè)置在直筒區(qū)的上部；出風(fēng)管密封插入分選器主體的頂部，并向下延伸至直筒區(qū)的下部，出風(fēng)管的底部端口密封；出風(fēng)管的下部沿切向設(shè)置有導(dǎo)向出風(fēng)口。本發(fā)明還公開(kāi)了在所述吸附脫硫反應(yīng)裝置中進(jìn)行的吸附脫硫方法。本發(fā)明的方法能夠及時(shí)將吸附脫硫過(guò)程中產(chǎn)生的催化劑細(xì)粉移出流化床反應(yīng)器；在分離分選過(guò)程中，催化劑顆粒發(fā)生二次破損的幾率低，因而本發(fā)明的方法能夠獲得良好且穩(wěn)定的脫硫效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】吸附脫硫反應(yīng)裝置和吸附脫硫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種吸附脫硫反應(yīng)裝置，本發(fā)明還涉及一種使用上述吸附脫硫反應(yīng)裝置的吸附脫硫方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石油烴類(lèi)物質(zhì)(如汽油和柴油)總是含有部分有機(jī)硫。這些有機(jī)硫在燃燒時(shí)會(huì)釋放出SOx，其中，最主要的是二氧化硫(S02)。二氧化硫是大氣環(huán)境主要的污染源，是形成酸雨的直接原因。為了控制大氣污染，各國(guó)相繼立法對(duì)汽油中的硫含量提出了越來(lái)越嚴(yán)格的限制。歐、美等國(guó)家和地區(qū)提出了汽油硫含量氺10 μ g/g的“無(wú)硫汽油”標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]目前，油品的深度脫硫方法主要有加氫精制和吸附脫硫兩種方法，但加氫脫硫普遍存在操作條件苛刻、氫耗高等不足。特別是對(duì)催化裂化汽油來(lái)說(shuō)，加氫脫硫易于使汽油中的烯烴和芳烴飽和，從而造成汽油辛烷值的損失。因此，需要一種在保持汽油辛烷值的同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫硫的方法。
`[0004]CN1048418C提出了一種用含有氧化鋅、二氧化硅和氧化鋁的新型可流化吸收組合物與含硫烴原料相接觸，進(jìn)而脫除烴原料中的硫的方法，可以實(shí)現(xiàn)在汽油辛烷值損失小的條件下脫硫的效果。
[0005]CN1658965A提出了一種從含烴流體物流中脫硫的方法和裝置，在流化床反應(yīng)器內(nèi)讓烴類(lèi)與吸附硫的固體顆粒催化劑接觸，在流化床內(nèi)設(shè)置導(dǎo)向內(nèi)構(gòu)件來(lái)約束烴類(lèi)流體和固體催化劑顆粒的流動(dòng)路徑，強(qiáng)化氣固兩相的接觸和反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)超低硫汽油的生產(chǎn)。
[0006]從工業(yè)應(yīng)用來(lái)看，通過(guò)吸附脫硫模式在深度脫硫的前提下，可大大緩解催化汽油在脫硫中的辛烷值損失。吸附脫硫工藝通過(guò)將硫化氫中的硫轉(zhuǎn)化成為硫化鋅來(lái)固定烴原料中的硫，在再生器中通入氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)，使催化劑顆粒中的ZnS與氧氣反應(yīng)生成氧化鋅和二氧化硫，從而恢復(fù)催化劑吸附活性。
[0007]由于硫元素的原子半徑大于氧元素的原子半徑，因此在反應(yīng)一再生循環(huán)過(guò)程中，必然造成催化劑中晶格的變化，甚至?xí)a(chǎn)生催化劑顆粒的破碎現(xiàn)象。另外，在多相流化床反應(yīng)器中，反應(yīng)氣體與催化劑相互接觸，催化劑在反應(yīng)物流的作用下處于流化狀態(tài)，顆粒與顆粒經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的碰撞、磨損，出現(xiàn)破碎現(xiàn)象，也會(huì)不斷的產(chǎn)生細(xì)粉。
[0008]當(dāng)催化劑中的細(xì)粉量增加到一定比例以后，對(duì)催化劑的活性、反應(yīng)產(chǎn)物分離和流化反應(yīng)系統(tǒng)操作都帶來(lái)一定難度；對(duì)于某些反應(yīng)活性與催化劑細(xì)粉有關(guān)的催化反應(yīng)而言，當(dāng)催化劑的細(xì)粉含量增加到一定比例時(shí)，催化劑總體活性降到一定程度，反應(yīng)速度明顯降低。如催化汽油吸附脫硫反應(yīng)器由于細(xì)粉含量的增加，整個(gè)裝置的催化劑活性降低，脫硫效果明顯下降。
[0009]現(xiàn)有的工業(yè)催化汽油吸附脫硫裝置一般采用內(nèi)置式金屬過(guò)濾器回收催化劑。但是，金屬過(guò)濾器的孔徑很小，主要用于回收細(xì)粉，而催化劑中大于2μπι的固體粒子容易存留在反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)，導(dǎo)致大量粒徑較小的催化劑細(xì)顆粒不能及時(shí)移出反應(yīng)器外，影響裝置的脫硫效果。并且，隨著反應(yīng)系統(tǒng)中催化劑細(xì)顆粒的聚集，催化劑床層的固相密度大幅度降低，破環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)中的壓力平衡，造成催化劑流動(dòng)推動(dòng)力不足，無(wú)法使催化劑正常流入到反應(yīng)接收器內(nèi)，造成催化劑的流動(dòng)不暢，影響裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0010]相比于其它固體催化劑，吸附脫硫用催化劑的機(jī)械強(qiáng)度略低些，如果在吸附脫硫反應(yīng)器中設(shè)置常規(guī)旋風(fēng)分離器對(duì)催化劑進(jìn)行分離，由于旋風(fēng)分離器中氣流的流速較高，因此在分離油氣與催化劑顆粒時(shí)，顆粒與顆粒之間以及顆粒與旋風(fēng)分離器器壁之間的強(qiáng)烈碰撞，極易造成催化劑破碎。并且，旋風(fēng)分離器內(nèi)是高湍流的離心力場(chǎng)，大小顆粒的湍流強(qiáng)度不同，導(dǎo)致在分離過(guò)程中粗細(xì)顆粒夾帶嚴(yán)重，顆粒分選的界限清晰度有限，無(wú)法將流化床反應(yīng)器中的催化劑細(xì)粉有效地分選出去，再加上大量催化劑破碎，造成流化床反應(yīng)器內(nèi)細(xì)粉量更多，催化劑消耗更快。因此一般不選用旋風(fēng)分離器作為對(duì)吸附脫硫反應(yīng)器中的催化劑進(jìn)行分選的部件。
[0011]因此，需要提供一種新的吸附脫硫反應(yīng)裝置，該裝置不僅能夠?qū)崿F(xiàn)吸附脫硫以及催化劑的再生和還原，而且能夠?qū)⑾到y(tǒng)中形成的催化劑細(xì)粉及時(shí)移出反應(yīng)體系，來(lái)確保脫硫效果，實(shí)現(xiàn)裝置的穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)。并且，該系統(tǒng)在分選不同粒度催化劑顆粒時(shí)，不會(huì)或基本不會(huì)造成催化劑的二次破損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種吸附脫硫反應(yīng)裝置以及吸附脫硫方法，采用該吸附脫硫反應(yīng)裝置不僅能夠?qū)驘N原料進(jìn)行吸附脫硫，并對(duì)待生催化劑進(jìn)行再生和還原；而且能夠及時(shí)將吸附脫硫過(guò)程中產(chǎn)生的催化劑細(xì)粉移出吸附脫硫反應(yīng)器。
[0013]本發(fā)明提供了一種吸附脫硫反應(yīng)裝置，該裝置包括流化床反應(yīng)器、再生器和催化劑還原器，所述流化床反應(yīng)器包括頂部密封的反應(yīng)器主體、氣流式顆粒分選器以及物料入口，所述反應(yīng)器主體的內(nèi)部空間自上而下包括沉降區(qū)和反應(yīng)區(qū)，所述物料入口延伸至所述反應(yīng)區(qū)的底部；
[0014]所述氣流式顆粒分選器包括頂部密封的分選器主體、出料口、出風(fēng)管以及至少一個(gè)導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口 ；所述分選器主體的內(nèi)部空間自上而下包括直筒區(qū)和錐體區(qū)，所述錐體區(qū)的錐底與所述直筒區(qū)相連；所述出料口位于所述錐體區(qū)的底部；所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口沿直筒區(qū)的切向設(shè)置在所述直筒區(qū)的上部，與所述分選器主體的內(nèi)部空間連通；所述出風(fēng)管密封插入所述分選器主體的頂部，并向下延伸至所述直筒區(qū)的下部，所述出風(fēng)管的底部端口密封；所述出風(fēng)管的下部設(shè)置有至少一個(gè)導(dǎo)向出風(fēng)口，將所述出風(fēng)管與所述分選器主體的內(nèi)部空間連通，所述導(dǎo)向出風(fēng)口沿所述出風(fēng)管的切向設(shè)置；
[0015]所述氣流式顆粒分選器的分選器主體設(shè)置在所述沉降區(qū)中，所述出風(fēng)管密封穿過(guò)所述流化床反應(yīng)器的頂部，所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口與所述沉降區(qū)連通，所述出料口向下延伸至所述反應(yīng)區(qū)中。
[0016]本發(fā)明還提供了一種吸附脫硫方法，該方法在本發(fā)明提供的吸附脫硫反應(yīng)裝置中進(jìn)行，包括:將含硫烴原料與具有吸附脫硫作用的催化劑在所述流化床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中接觸，以脫除所述烴原料中的至少部分硫元素；將接觸得到的油劑混合物先后在所述沉降區(qū)、氣流式顆粒分選器、可選的催化劑細(xì)粉捕集器、以及可選的細(xì)粉分級(jí)器中進(jìn)行分離，得到油氣產(chǎn)物和待生催化劑；將至少部分所述待生催化劑送入所述再生器中進(jìn)行再生后，在所述催化劑還原器中進(jìn)行還原，并將至少部分還原后的催化劑循環(huán)送入所述反應(yīng)區(qū)中。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的吸附脫硫反應(yīng)裝置中的氣流式顆粒分選器能夠高效地從來(lái)自于沉降區(qū)的油劑混合物中分選出粒度較大的催化劑顆粒，并將其送回反應(yīng)區(qū)中，催化劑細(xì)粉則隨油氣產(chǎn)物被送出流化床反應(yīng)器。所述氣流式顆粒分選器能夠?qū)崿F(xiàn)上述效果的原因可能是:在分選器主體的內(nèi)部空間中設(shè)置直筒區(qū)和錐體區(qū)，將導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口和導(dǎo)向出風(fēng)口分別設(shè)置在直筒區(qū)的上部和下部，兩者之間有一定的間距，并且導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的下端密封；在吸附脫硫條件下，對(duì)進(jìn)入該空間的油劑混合物中的催化劑進(jìn)行分離分選時(shí)，該空間能夠?yàn)榉蛛x分選提供穩(wěn)定的離心力場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣流中催化劑粗細(xì)顆粒的分選，從而有效地將流化床反應(yīng)器中催化劑細(xì)顆粒及時(shí)分選出流化床反應(yīng)器。
[0018]并且，本發(fā)明的吸附脫硫反應(yīng)裝置中的氣流式顆粒分選器的分離空間內(nèi)氣流速度小，流暢穩(wěn)定，因此在分離分選過(guò)程中對(duì)催化劑產(chǎn)生二次破碎的幾率低。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的吸附脫硫方法通過(guò)使用本發(fā)明的吸附脫硫反應(yīng)裝置，能夠及時(shí)將吸附脫硫過(guò)程中產(chǎn)生的催化劑細(xì)粉移出流化床反應(yīng)器，避免催化劑細(xì)粉在流化床反應(yīng)器中的累積，使得吸附脫硫反應(yīng)裝置能夠穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)，從而獲得良好且穩(wěn)定的脫硫效果；并且，在催化劑顆粒的分離分選過(guò)程中，催化劑顆粒發(fā)生二次破損的幾率低，從而能夠降低催化劑的消耗量，降低裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0021]圖1是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的吸附脫硫反應(yīng)裝置中使用的氣流式顆粒分選器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為圖1中A-A投影圖；
`[0023]圖3用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的吸附脫硫反應(yīng)裝置中的流化床反應(yīng)器以及催化劑細(xì)粉捕集器；以及
[0024]圖4用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的吸附脫硫反應(yīng)裝置的一種優(yōu)選的實(shí)施方式。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0026]本發(fā)明提供了一種吸附脫硫反應(yīng)裝置，該裝置包括流化床反應(yīng)器、再生器和催化劑還原器。
[0027]所述流化床反應(yīng)器包括頂部密封的反應(yīng)器主體、氣流式顆粒分選器以及物料入口，所述反應(yīng)器主體的內(nèi)部空間自上而下包括沉降區(qū)和反應(yīng)區(qū)，所述物料入口位于所述反應(yīng)區(qū)的底部。
[0028]本發(fā)明中，所述反應(yīng)區(qū)是指用于將反應(yīng)物(如含硫烴原料)與具有吸附脫硫作用的催化劑接觸反應(yīng)的空間，所述沉降區(qū)是指用于容納來(lái)自于反應(yīng)區(qū)的油劑混合物，使油劑混合物中粒度較大的催化劑顆粒沉降并返回反應(yīng)區(qū)的空間。
[0029]所述反應(yīng)區(qū)可以為直筒型反應(yīng)區(qū)，也可以為變徑反應(yīng)區(qū)，優(yōu)選為變徑反應(yīng)區(qū)，更優(yōu)選為變徑圓柱形反應(yīng)區(qū)。從進(jìn)一步提高吸附脫硫效果的角度出發(fā)，可以在所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)置本領(lǐng)域常用的各種用于強(qiáng)化氣固兩相接觸的內(nèi)構(gòu)件。所述沉降區(qū)的形狀可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，以能夠?qū)崿F(xiàn)使粒度較大的催化劑顆粒沉降并返回反應(yīng)區(qū)為準(zhǔn)。
[0030]如圖1和圖2所示，所述氣流式顆粒分選器包括頂部密封且具有中空結(jié)構(gòu)的分選器主體、出料口 22、出風(fēng)管28以及至少一個(gè)導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口 24;所述分選器主體的內(nèi)部空間自上而下包括直筒區(qū)25和錐體區(qū)26，所述錐體區(qū)26的錐底與所述直筒區(qū)25相連；所述出料口 22位于所述錐體區(qū)26的底部；所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口 24沿直筒區(qū)25的切向設(shè)置在所述直筒區(qū)25的上部，與所述分選器主體的內(nèi)部空間連通；所述出風(fēng)管28密封插入所述分選器主體的頂部，并向下延伸至所述直筒區(qū)25的下部，所述出風(fēng)管28的底部端口密封；所述出風(fēng)管28的下部設(shè)置有至少一個(gè)導(dǎo)向出風(fēng)口 27，將所述出風(fēng)管28與所述分選器主體的內(nèi)部空間連通，所述導(dǎo)向出風(fēng)口 27沿出風(fēng)管28的切向設(shè)置。
[0031]所述氣流式分選器中，所述直筒區(qū)的高度與所述錐體區(qū)的高度的比值可以為0.4~1.5:1。在兼顧氣流式顆粒分選器的體積的條件下，從進(jìn)一步提高分離分選效果，降低粗細(xì)粉夾帶程度的角度出發(fā)，所述直筒區(qū)的高度與所述錐體區(qū)的高度的比值優(yōu)選為0.5~1:1，更優(yōu)選為0.6~0.8:1。
[0032]所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口沿直筒區(qū)的切向設(shè)置，所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口一方面為來(lái)自于沉降區(qū)的油劑混合物提供進(jìn)入顆粒分選器的內(nèi)部空間的入口，也為來(lái)自于沉降區(qū)的油劑混合物在顆粒分選器的內(nèi)部空間內(nèi)形成離心力場(chǎng)提供動(dòng)力。所述導(dǎo)向出風(fēng)口沿所述出風(fēng)管的切向設(shè)置，為顆粒分選器內(nèi)的油劑混合物提供離開(kāi)顆粒分選器的內(nèi)部空間的出口，同時(shí)也為油劑混合物在顆粒分選器的內(nèi)部空間內(nèi)形成的離心力場(chǎng)提供動(dòng)力。
[0033]所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口和所述導(dǎo)向出風(fēng)口的數(shù)量各自為至少一個(gè)，例如各自可以為I~10個(gè)。優(yōu)選地，所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口和所述導(dǎo)向出風(fēng)口的數(shù)量各自為多個(gè)，這樣能夠分別在直筒區(qū)中形成均勻穩(wěn)定的氣流，進(jìn)一步提高本發(fā)明的方法的分離分選效率。更優(yōu)選地，所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口和所述導(dǎo)向出風(fēng)口的數(shù)量各自為2~8個(gè)。所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口和所述導(dǎo)向出風(fēng)口數(shù)量可以為相同，也可以為不同，優(yōu)選為相同。
[0034]在所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的數(shù)量`為多個(gè)時(shí)，多個(gè)所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口在所述直筒區(qū)上優(yōu)選為周向分布。在所述導(dǎo)向出風(fēng)口的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，多個(gè)所述導(dǎo)向出風(fēng)口在所述出風(fēng)管上優(yōu)選為周向分布。多個(gè)導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口和多個(gè)導(dǎo)向出風(fēng)口的朝向以使得油劑混合物能夠在分離器主體的內(nèi)部空間中形成流向一致的旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)為準(zhǔn)。
[0035]所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口和所述導(dǎo)向出風(fēng)口之間的距離以足以將粒度較大的催化劑顆粒分離出來(lái)為準(zhǔn)。從而進(jìn)一步提高分離分選效率的角度出發(fā)，所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的下緣至所述直筒區(qū)的底部的距離為H1，所述導(dǎo)向出風(fēng)口的下緣至所述直筒區(qū)的底部的距離為H2, H1和H2的比值可以為1:0.1~0.8，優(yōu)選為1:0.2~0.6。
[0036]所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在所述直筒區(qū)的上部，優(yōu)選所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的上緣與直筒區(qū)的頂部平齊。所述導(dǎo)向出風(fēng)口設(shè)置在所述出風(fēng)管的下部，優(yōu)選所述導(dǎo)向出風(fēng)口的下緣與所述出風(fēng)管的底部平齊。
[0037]所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口和所述導(dǎo)向出風(fēng)口的水平截面積可以根據(jù)流化床反應(yīng)器的處理量進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。另外，調(diào)節(jié)所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口和所述導(dǎo)向出風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的面積是對(duì)氣流式分離器內(nèi)的油劑混合物的流速進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制返回反應(yīng)區(qū)的催化劑顆粒大小的重要手段之一。同時(shí)，對(duì)來(lái)自于沉降區(qū)的油劑混合物中的催化劑顆粒進(jìn)行分選的過(guò)程中，控制合理的速度，可進(jìn)一步降低分選過(guò)程中催化劑顆粒發(fā)生破碎的幾率。根據(jù)本發(fā)明，所述直筒區(qū)的水平截面的面積與所述出風(fēng)管的水平截面的面積之差為Atl，所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積為A1,所述導(dǎo)向出風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積為A2, A1Atl優(yōu)選為0.01~0.8:1，更優(yōu)選為0.02~0.6:1 ^/Aci優(yōu)選為0.01~0.5:1，更優(yōu)選為0.015~0.4:1。在所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的數(shù)量為I個(gè)時(shí)，所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積是指該導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的面積；在所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積是指多個(gè)導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的面積之和。在所述導(dǎo)向出風(fēng)口的數(shù)量為I個(gè)時(shí)，所述導(dǎo)向出風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積是指該導(dǎo)向出風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的面積；在所述導(dǎo)向出風(fēng)口的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，所述導(dǎo)向出風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積是指多個(gè)導(dǎo)向出風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的面積之和。
[0038]所述出風(fēng)管的截面積可以根據(jù)所述分選器主體的內(nèi)部空間進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。從進(jìn)一步提高對(duì)油劑混合物中粒度較大的催化劑顆粒進(jìn)行分離分選的效率，并進(jìn)一步降低分離分選過(guò)程中催化劑顆粒發(fā)生破碎的幾率的角度出發(fā)，所述出風(fēng)管的與氣流流向垂直的截面的面積與所述直筒區(qū)的水平截面的面積的比值優(yōu)選為0.01~0.7:1，更優(yōu)選為0.04~0.6:1。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的吸附脫硫反應(yīng)裝置，如圖3所示，氣流式顆粒分選器2的分選器主體設(shè)置在流化床反應(yīng)器I的沉降區(qū)II中，氣流式顆粒分選器2的出風(fēng)管密封穿過(guò)流化床反應(yīng)器I的頂部，氣流式顆粒分選器2的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口與所述沉降區(qū)II連通，氣流式顆粒分選器2的出料口 22向下延伸至流化床反應(yīng)器I的反應(yīng)區(qū)I中。使用時(shí)，來(lái)自于所述沉降區(qū)的油劑混合物通過(guò)所述氣流式顆粒分選器的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入所述氣流式顆粒分選器的分選器主體中，進(jìn)行分選，分選出的顆粒較大的催化劑顆粒通過(guò)氣流式顆粒分選器的出料口重新返回反應(yīng)區(qū)中，剩余的油劑混合物則通過(guò)所述氣流式顆粒分選器的出風(fēng)管被送出流化床反應(yīng)器。
[0040]設(shè)置在所述反應(yīng)器主體的內(nèi)部空間中的氣流式顆粒分選器的數(shù)量可以根據(jù)流化床反應(yīng)器的處理量進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，`以能夠?qū)⑽矫摿蜻^(guò)程中產(chǎn)生的油劑混合物及時(shí)分離并將分離出的油氣產(chǎn)物送出反應(yīng)器為準(zhǔn)。從進(jìn)一步降低分離過(guò)程中，催化劑顆粒的破碎幾率的角度出發(fā)，所述氣流式顆粒分選器的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積與所述沉降區(qū)的水平截面的面積的比值可以為0.01~0.4:1，優(yōu)選為0.05~0.3:1。在所述氣流式顆粒分選器的數(shù)量為一個(gè)時(shí)，所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積是指該氣流式顆粒分選器上設(shè)置的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積；在所述氣流式顆粒分選器的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積是指多個(gè)氣流式顆粒分選器上設(shè)置的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的吸附脫硫反應(yīng)裝置，從進(jìn)一步降低油氣產(chǎn)物中夾帶的催化劑細(xì)粉的量，并進(jìn)一步提高催化劑的回收率的角度出發(fā)，如圖3所示，所述吸附脫硫反應(yīng)裝置優(yōu)選還包括設(shè)置在所述反應(yīng)器主體的外部的催化劑細(xì)粉捕集器7，所述催化劑細(xì)粉捕集器7的進(jìn)料口與所述氣流式顆粒分選器的出風(fēng)管連通。所述催化劑細(xì)粉捕集器用于捕集從所述氣流式顆粒分選器的出風(fēng)管輸出的混合物中攜帶的催化劑細(xì)粉。所述催化劑細(xì)粉捕集器可以為常用的能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的催化劑細(xì)粉捕集器，優(yōu)選為細(xì)粉過(guò)濾器，例如:由多個(gè)金屬濾管形成的高溫過(guò)濾器，所述的金屬濾管具有通孔結(jié)構(gòu)，使用時(shí)，從氣流式顆粒分選器的出風(fēng)管輸出氣流沿金屬濾管上的通孔進(jìn)入金屬濾管內(nèi)，催化劑細(xì)粉則被金屬濾管阻擋，當(dāng)過(guò)濾管內(nèi)外阻力降達(dá)到一定的值時(shí)，向?yàn)V管內(nèi)脈沖反吹壓縮空氣，將附集在濾管壁上的粉塵反吹震蕩除去，所述金屬濾管和壓縮空氣脈沖系統(tǒng)可以商購(gòu)得到，本文不再詳述。
[0042]可以采用常用的各種方法將催化劑細(xì)粉捕集器的進(jìn)料口與氣流式顆粒分選器的出風(fēng)管連通，從而將從氣流式顆粒分選器的出風(fēng)管輸出的油氣混合物物送入催化劑細(xì)粉捕集器中進(jìn)行分離。如圖3和圖4所示，可以通過(guò)連接管5將氣流式顆粒分選器2的出風(fēng)管與催化劑細(xì)粉捕集器7的進(jìn)料口連通。
[0043]通過(guò)所述催化劑細(xì)粉捕集器分離出的油氣產(chǎn)物(如圖3和圖4中的氣相物流6)可以送入后續(xù)的精加工單元進(jìn)行處理。通過(guò)所述催化劑細(xì)粉捕集器分離出的催化劑顆粒通過(guò)催化劑細(xì)粉捕集器的固相出料口輸出。輸出的催化劑顆?？梢运腿氪呋瘎┘?xì)粉儲(chǔ)罐中?；厥盏拇呋瘎╊w粒也可根據(jù)流化床反應(yīng)器對(duì)于催化劑粒度分布的要求，將部分回收的催化劑顆粒送回流化床反應(yīng)器中。
[0044]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述催化劑細(xì)粉捕集器的固相出料口包括第一出料管，所述第一出料管密封穿過(guò)所述反應(yīng)器主體的側(cè)壁，插入所述反應(yīng)器主體中并延伸至所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)，用于將分離出的部分催化劑顆粒送入所述反應(yīng)區(qū)中。
[0045]具體地，如圖3所示，從氣流式顆粒分選器2的出風(fēng)管輸出的油氣混合物通過(guò)連接管5送入催化劑細(xì)粉過(guò)濾器7中，分離出催化劑顆粒，其中，分離出的油氣產(chǎn)物6從催化劑細(xì)粉過(guò)濾器7的頂部出口輸出進(jìn)入后續(xù)的精加工單元中，分離出的催化劑顆粒則通過(guò)催化劑細(xì)粉分離器7的料腿23通過(guò)雙向閥21，由輸送管10送入催化劑細(xì)粉儲(chǔ)罐8中和/或由輸送管9重新送入反應(yīng)區(qū)II中。通過(guò)調(diào)節(jié)雙向閥21，可以對(duì)送入催化劑細(xì)粉儲(chǔ)罐8的催化劑以及重新送入反應(yīng)區(qū)中的催化劑的量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的吸附脫硫反應(yīng)裝置，從所述催化劑細(xì)粉捕集器的固相出料口輸出的固相物流也可以送入高精度分級(jí)器中，將催化劑細(xì)粉捕集器捕集到的催化劑顆粒進(jìn)行分級(jí)處理，將粒度相對(duì)較大的催化劑重新送入流化床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中，粒度更細(xì)的催化劑輸出，這樣既能夠進(jìn)一步減少細(xì)粉催化劑在流化床反應(yīng)器內(nèi)的累積量，又能夠進(jìn)一步提高催化劑的有效利用率，進(jìn)一步降低催化劑的消耗量。
[0047]在本發(fā)明的一種更為優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述催化劑細(xì)粉捕集器的出料口與細(xì)粉分級(jí)器的進(jìn)料口連通，所述細(xì)粉分級(jí)器的出料口包括用于接收由該細(xì)粉分級(jí)器分選出的大顆粒催化劑的第二出料管，所述第二出料管密封穿過(guò)所述反應(yīng)器主體的側(cè)壁，插入所述反應(yīng)器主體中并延伸至所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)。
[0048]所述細(xì)粉分級(jí)器可以為常用的各種能夠?qū)?xì)粉按粒度進(jìn)行分級(jí)的分級(jí)器，例如可以為高精度細(xì)粉分級(jí)器。
[0049]選擇合適的細(xì)粉分級(jí)器并調(diào)節(jié)其工作條件，以將預(yù)定粒度的固體顆粒分離分選出來(lái)是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)常規(guī)知識(shí)進(jìn)行有限次的實(shí)驗(yàn)即可獲得的，本文不再詳述。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的吸附脫硫反應(yīng)裝置，如圖4所示，所述吸附脫硫反應(yīng)裝置還包括再生器15以及催化劑還原器14，其中，再生器15用于對(duì)待生催化劑進(jìn)行再生，催化劑還原器14用于對(duì)再生后的催化劑進(jìn)行還原，以恢復(fù)其催化活性?？梢圆捎帽绢I(lǐng)域的常規(guī)方式將所述再生器和催化劑還原器與流化床反應(yīng)器的內(nèi)部空間連通，從而將待生催化劑輸送至再生器中進(jìn)行再生，并將還原后的催化劑循環(huán)送入流化床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中。
[0051]具體地，如圖4所示，可以設(shè)置待生催化劑接收罐13，通過(guò)待生催化劑輸送管11將待生催化劑輸送至待生催化劑接收罐13中，通過(guò)閉鎖料斗20將待生催化劑接收罐13與再生進(jìn)料緩沖罐19連通，并通過(guò)再生進(jìn)料緩沖罐19將待生催化劑送入再生器15中，進(jìn)行再生。再生后的催化劑進(jìn)入再生催化劑接收器18中，并通過(guò)閉鎖料斗20進(jìn)入催化劑還原器14中進(jìn)行還原，得到的還原的催化劑通過(guò)還原催化劑輸送管4循環(huán)回流化床反應(yīng)器I的反應(yīng)區(qū)I中。
[0052]所述待生催化劑接收器的上部通過(guò)催化劑輸送管與流化床反應(yīng)器連通，下部與閉鎖料斗連通。從進(jìn)一步提高待生催化劑進(jìn)入待生催化劑接收罐的順暢性的角度出發(fā)，如圖4所示，優(yōu)選在待生催化劑接收器13的頂部設(shè)置氣體輸送管12，與流化床反應(yīng)器I的沉降區(qū)II相連，將待生催化劑接收器13的內(nèi)部空間與流化床反應(yīng)器I的沉降區(qū)連通。
[0053]本發(fā)明還提供了一種吸附脫硫方法，該方法在本發(fā)明提供的吸附脫硫反應(yīng)裝置中進(jìn)行。所述吸附脫硫裝置在前文已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，此處不再詳述。
[0054]本發(fā)明的吸附脫硫方法包括:將含硫烴原料與具有吸附脫硫作用的催化劑在所述流化床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中接觸，以脫除所述烴原料中的至少部分硫元素。
[0055]本發(fā)明對(duì)于所述含硫烴原料的種類(lèi)沒(méi)有特別限定，可以為本領(lǐng)域常見(jiàn)的各種需要進(jìn)行吸附脫硫的含硫烴原料。優(yōu)選地，所述含硫烴原料為直餾汽油、催化汽油和焦化汽油中的一種或多種。
[0056]所述具有吸附脫硫作用的催化劑可以為本領(lǐng)域常用的各種具有吸附脫硫作用的催化劑，優(yōu)選為以氧化鋅作為活性組分的具有吸附脫硫作用的催化劑。例如可以為CN1208124C和CN1331591C中公開(kāi)的具有吸附脫硫作用的催化劑。
[0057]所述具有吸附脫硫作用的催化劑的粒度可以為常規(guī)選擇，以能夠?qū)崿F(xiàn)流化為準(zhǔn)。一般地，所述具有吸附脫硫作用的催化劑的粒度可以為20~150微米。本發(fā)明中，催化劑的粒度為體積平均粒度，采用激光粒度分析儀測(cè)定。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的方法，所述含硫烴原料與所述具有吸附脫硫作用的催化劑的接觸在含氫氣的氣氛中進(jìn)行?？梢詫錃馀c含硫烴原料一起從所述流化床反應(yīng)器底部的進(jìn)料口送入流化床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中。所述氫氣的用量可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇。一般地，所述流化床反應(yīng)器的進(jìn)料中，氫氣與含硫烴原料的摩爾比可以為0.1~2:1，優(yōu)選為0.15~1.5:1，更優(yōu)選為0.2~1:1。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的方法對(duì)于將含硫烴原料與具有吸附脫硫作用的催化劑接觸的條件沒(méi)有特別限定，可以在本領(lǐng)域的常規(guī)條件下進(jìn)行，以能夠?qū)⑺龊驘N原料中的硫元素脫除至滿(mǎn)足要求為準(zhǔn)。一般地，所述接觸的溫度可以為300~500°C，優(yōu)選為320~480°C;以表壓計(jì)，所述流化床反應(yīng)器內(nèi)的壓力可以為5~50atm，優(yōu)選為10~45atm ;所述含硫烴原料的重時(shí)空速可以為1~151h-1，優(yōu)選為2~12h'根據(jù)本發(fā)明的方法，從強(qiáng)化脫硫效果的角度出發(fā)，所述流化床反應(yīng)器內(nèi)的催化劑密相床層的密度優(yōu)選為100~700kg/m3，更優(yōu)選為150 ~500kg/m3。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的方法還包括將接觸得到的油劑混合物先后在所述沉降區(qū)、氣流式顆粒分選器、可選的催化劑細(xì)粉捕集器、以及可選的細(xì)粉分級(jí)器中進(jìn)行分離，得到油氣產(chǎn)物和待生催化劑。
[0061]從反應(yīng)區(qū)得到的油劑混合物向上進(jìn)入沉降區(qū)，在沉降區(qū)中，油劑混合物的表觀(guān)速度降低，攜帶能力下降，部分粒度較大的催化劑顆粒在重力的作用下沉降返回反應(yīng)區(qū)中，剩余的油劑混合物則通過(guò)氣流式顆粒分選器的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)入分選器主體的內(nèi)部空間中進(jìn)行分離分選，粒度相對(duì)較大的顆粒被分離出來(lái)，通過(guò)氣流式顆粒分選器上的出料口重新返回反應(yīng)區(qū)中的催化劑密相床層中；得到的油氣混合物輸出作為油氣產(chǎn)物，或者送入催化劑細(xì)粉捕集器中進(jìn)一步進(jìn)行分離，得到油氣產(chǎn)物和催化劑細(xì)粉。當(dāng)反應(yīng)器床層中的催化劑細(xì)顆粒低于正常值時(shí)，可以將部分催化劑細(xì)粉重新送入流化床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中。優(yōu)選地，從催化劑細(xì)粉捕集器中輸出的催化劑細(xì)粉可以在細(xì)粉分級(jí)器中進(jìn)行分選分離，以得到粒度較大的催化劑和粒度較小的催化劑，并將至少部分粒度較大的催化劑重新送入流化床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的方法，由于是通過(guò)氣流式顆粒分選器將油劑混合物送出流化床反應(yīng)器的，油劑混合物在氣流式顆粒分選器中是通過(guò)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)氣流場(chǎng)產(chǎn)生的離心力、氣體對(duì)催化劑顆粒的粘滯力以及重力的共同作用分選出粗細(xì)顆粒，因此可以通過(guò)控制物流在所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口處和導(dǎo)向出風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度，從而將具有特定粒度的催化劑顆粒群體分離出來(lái)。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的方法通過(guò)使用本發(fā)明提供的吸附脫硫反應(yīng)裝置，來(lái)自于所述沉降區(qū)的油劑混合物在所述氣流式顆粒分選器的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度與分選器主體內(nèi)的油劑混合物在所述導(dǎo)向出風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度的比值可以為1:1.2~2.5，優(yōu)選為1:1.5 ~2。
[0064]在能夠?qū)⒕哂刑囟６鹊拇呋瘎╊w粒分離出來(lái)的前提下，從進(jìn)一步降低分離過(guò)程對(duì)催化劑產(chǎn)生二次破碎的幾率的角度出發(fā)，來(lái)自于所述沉降區(qū)的油劑混合物在所述氣流式顆粒分選器的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度可以為0.8~lOm/s，優(yōu)選為I~8m/s，更優(yōu)選為
1.5~5m/s ;所述氣流式顆粒分選器的分選器主體內(nèi)的油劑混合物在所述導(dǎo)向出風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度可以為1.5~16m/s,優(yōu)選為2~12m/s,更優(yōu)選為2.5~10m/s。
[0065]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，來(lái)自于所述沉降區(qū)的油劑混合物在所述氣流式顆粒分選器的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度為0.8~lOm/s，所述氣流式顆粒分選器的分選器主體內(nèi)的油劑混合物在所述導(dǎo)向出風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度為1.5~16m/s。
[0066]在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，來(lái)自于所述沉降區(qū)的油劑混合物在所述氣流式顆粒分選器的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度為I~8m/s，所述氣流式顆粒分選器的分選器主體內(nèi)的油劑混合物在所述導(dǎo)向出風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度為2~12m/s。
[0067]在本發(fā)明的一種更優(yōu)選的實(shí)施方式中，來(lái)自于所述沉降區(qū)的油劑混合物在所述氣流式顆粒分選器的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度為1.5~5m/s，所述氣流式顆粒分選器的分選器主體內(nèi)的油劑混合物在所述導(dǎo)向出風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度為2.5~lOm/s。
[0068]所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度為從氣流式顆粒分選器送出的氣流的體積流量與導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的 垂直于氣流流向的截面的總面積的比值，所述導(dǎo)向出風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度為從氣流式顆粒分選器送出的氣流的體積流量與導(dǎo)向出風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積的比值。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的方法，能夠?qū)⒘６葹榇笥?0 μ m、優(yōu)選大于25 μ m且更優(yōu)選大于30 μ m的催化劑分離出來(lái)，并送回反應(yīng)區(qū)中。
[0070]可以通過(guò)調(diào)整流化床反應(yīng)器內(nèi)的壓力，來(lái)對(duì)氣流式顆粒分選器的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口和導(dǎo)向出風(fēng)口處的油劑混合物的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0071]根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選通過(guò)細(xì)粉分級(jí)器從催化劑細(xì)粉捕集器輸出的催化劑顆粒中分離出粒度能夠滿(mǎn)足流化床反應(yīng)器要求的催化劑顆粒，并將其重新送入流化床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中。選擇細(xì)粉分級(jí)器的類(lèi)型并調(diào)節(jié)其操作條件，從而分選出具有預(yù)期粒度的催化劑顆粒的方法是本領(lǐng)域所公知的，本文不再詳述。
[0072]根據(jù)本發(fā)明的方法還包括將至少部分所述待生催化劑送入所述再生器中進(jìn)行再生后，在所述催化劑還原器中進(jìn)行還原，并將至少部分還原后的催化劑循環(huán)送入所述反應(yīng)區(qū)中。
[0073]本發(fā)明對(duì)于將待生催化劑進(jìn)行再生的方法沒(méi)有特別限定，可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，例如可以根據(jù)CN1323137C中公開(kāi)的方法進(jìn)行再生。具體地，可以將待生催化劑在含氧氣氛中進(jìn)行再生，所述再生的條件包括:溫度可以為350~650°C ;以絕壓計(jì)，壓力可以為240~1134kPa ;含氧氣體的表觀(guān)線(xiàn)速度可以為0.3~1.5m/s。
[0074]本發(fā)明對(duì)于將再生催化劑進(jìn)行還原的方法也沒(méi)有特別限定，可以在本領(lǐng)域的常規(guī)條件下進(jìn)行還原。一般地，可以通過(guò)使再生催化劑與含氫氣的氣體接觸，從而將再生催化劑還原。所述還原的條件可以為常規(guī)選擇。一般地，所述還原的條件包括:溫度可以為300~5500C ;以絕壓計(jì)，壓力可以為800~3000kPa ;含氫氣體的表觀(guān)線(xiàn)速度可以為0.1~2m/s。所述氫氣的用量以能將再生后的催化劑還原為準(zhǔn)。
[0075]根據(jù)本發(fā)明的方法，在將再生催化劑送入催化劑還原器中進(jìn)行還原之前，優(yōu)選用氮?dú)膺M(jìn)行汽提，以脫除再生催化劑中`夾帶的氧氣。所述汽提可以在再生催化劑接收器中進(jìn)行。本發(fā)明對(duì)于所述汽提的條件沒(méi)有特別限定，可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，以能夠脫除再生催化劑中夾帶的氧氣為準(zhǔn)。
[0076]下面結(jié)合圖4詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的吸附脫硫方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式。
[0077]將含有含硫烴原料和氫氣的進(jìn)料3從流化床反應(yīng)器I的物料入口送入流化床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)I中，與具有吸附脫硫作用的催化劑接觸，以脫除所述含硫烴原料中的至少部分硫元素。
[0078]得到的油劑混合物進(jìn)入流化床反應(yīng)器的沉降區(qū)II，在重力的作用下，粒度較大的催化劑顆粒沉降并返回反應(yīng)區(qū)I中；來(lái)自于沉降區(qū)II的油劑混合物由導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入氣流式顆粒分選器2中，從混合物中分離出粒度較大的催化劑顆粒(例如:粒度為大于20 μ m、優(yōu)選為大于25 μ m且更優(yōu)選為大于30 μ m的催化劑顆粒)，并將其送回流化床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)I中；從氣流式顆粒分選器2輸出的混合物通過(guò)輸送管道5進(jìn)入催化劑細(xì)粉捕集器7中，分離出油氣產(chǎn)物6，催化劑細(xì)粉捕集器7收集的催化劑細(xì)粉可以通過(guò)輸送管10直接送入催化劑細(xì)粉儲(chǔ)罐8中，在需要時(shí)輸出；根據(jù)流化床反應(yīng)器對(duì)催化劑粒度分布的要求，可以將部分催化劑細(xì)粉通過(guò)輸送管9重新送入流化床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中。
[0079]流化床反應(yīng)器I的反應(yīng)區(qū)I內(nèi)的待生催化劑通過(guò)輸送管11進(jìn)入待生催化劑接收器13中，并通過(guò)閉鎖料斗20進(jìn)入再生進(jìn)料緩沖罐19中，進(jìn)而進(jìn)入再生器15中進(jìn)行再生，其中，含氧氣體30 (如氧氣與氮?dú)獾幕旌蠚?從再生器15的底部進(jìn)入，再生產(chǎn)生的氣體16從再生器15的頂部輸出。[0080]再生催化劑進(jìn)入再生催化劑接收器18中，并在再生催化劑接收器18中用氮?dú)鈿饬?7進(jìn)行汽提后，通過(guò)閉鎖料斗20送入催化劑還原器14中，在含氫氣的氣氛中進(jìn)行還原，得到的還原催化劑通過(guò)輸送管4重新送入流化床反應(yīng)器I的反應(yīng)區(qū)I中。
[0081]以下結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0082]以下實(shí)施例如未特別說(shuō)明，采用圖4所示的吸附脫硫反應(yīng)裝置對(duì)含硫烴原料進(jìn)行吸附脫硫。其中，流化床反應(yīng)器為直筒型反應(yīng)器，其內(nèi)徑為120_，反應(yīng)器的內(nèi)部空間的高度為3000mm ;在流化床反應(yīng)器中設(shè)置一個(gè)氣流式顆粒分選器，氣流式顆粒分選器的分選器主體內(nèi)部空間的高度為300mm，直筒區(qū)的直徑為70mm，直筒區(qū)與錐體區(qū)的高度之比為1:1.4。
[0083]以下實(shí)施例中，在連接氣流式顆粒分選器的出風(fēng)管和催化劑細(xì)粉捕集器的進(jìn)料口的連接管7上設(shè)置流量計(jì)，測(cè)定從氣流式顆粒分選器送出的油氣混合物的體積流量(用Q表示)，通過(guò)以下公式計(jì)算氣流式顆粒分選器導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口處的線(xiàn)速度和導(dǎo)向出風(fēng)口處的線(xiàn)速度:
[0084]V 導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口 =QZA1 ;
[0085]V 導(dǎo)向出風(fēng)口 =Q/A2;
[0086]A1為所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積；A2為所述導(dǎo)向出風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積。
[0087]以下實(shí)施例和對(duì)比例中,采用商購(gòu)自Malvern公司的激光粒度分析儀測(cè)定粒度和平均粒度，其中，平均粒度為體積平均粒度。
[0088]以下實(shí)施例和對(duì)比例中，采用氮吸附靜態(tài)容量法測(cè)定催化劑的比表面積和PV值。
[0089]實(shí)施例1~4用于說(shuō)明本發(fā)明。
[0090]實(shí)施例1
[0091]本實(shí)施例中，在氣流式顆粒分選器的直筒區(qū)上沿切向設(shè)置有4個(gè)導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口(如圖2所示，導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口沿直筒區(qū)的周向設(shè)置，且每個(gè)導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向截面面積相同)，在氣流式顆粒分選器的出風(fēng)管上沿切向設(shè)置有3個(gè)導(dǎo)向出風(fēng)口(如圖2所示，導(dǎo)向出風(fēng)口沿出風(fēng)管的周向設(shè)置，且每個(gè)導(dǎo)向出風(fēng)口的垂直于氣流流向截面的面積相同)；直筒區(qū)的水平截面的面積與出風(fēng)管的水平截面的面積之差為Atl，導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向截面的總面積為A1，導(dǎo)向出風(fēng)口的垂直于氣流流向截面的總面積為A2, A1A0為0.4:1，A2/Atl為0.2:1 ;出風(fēng)管的與氣流流向垂直的截面的面積與直筒區(qū)的水平截面的面積的比值為
0.3:1 ;導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的下緣至直筒區(qū)的底部的距離為H1，導(dǎo)向出風(fēng)口的下緣至直筒區(qū)的底部的距離為H2, H1和H2的比值為1:0.3 ;所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向截面的總面積與所述沉降區(qū)的水平截面積的比值為0.3:1。
[0092]本實(shí)施例中使用的催化劑細(xì)粉捕集器為金屬濾管過(guò)濾器，其中，將2根不銹鋼濾管平行安裝在一圓柱形殼體中，從氣流式分選器輸出的油劑混合物進(jìn)入不銹鋼濾管的殼程中，不銹鋼濾管的內(nèi)徑為80mm，長(zhǎng)度為400mm，管體上的通孔的平均孔徑為0.2微米；殼體的內(nèi)徑為240mm。
[0093]將含硫烴原料(為含硫汽油，性質(zhì)在表2中列出)和氫氣以0.2:1的摩爾比送入流化床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中，與具有吸附脫硫作用的催化劑(由中石化石油化工科學(xué)研究院生產(chǎn)，再生的催化劑的性質(zhì)在表1中列出)接觸，以脫除烴原料中的至少部分硫元素。其中，接觸的溫度為400°C，以表壓計(jì)，壓力為26atm，含硫烴原料的重時(shí)空速為4h-1。[0094]接觸得到的油劑混合物通過(guò)沉降區(qū)進(jìn)入氣流式顆粒分選器中，其中，油劑混合物在氣流式顆粒分選器的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口處的線(xiàn)速度為1.5m/s，在氣流式顆粒分選器的導(dǎo)向出風(fēng)口處的線(xiàn)速度為3m/s。
[0095]從氣流式顆粒分選器輸出的油劑混合物在不銹鋼濾管過(guò)濾器中進(jìn)行進(jìn)一步的分離，得到油氣產(chǎn)物和催化劑細(xì)粉。其中，將催化劑細(xì)粉送入催化劑細(xì)粉儲(chǔ)罐中。
[0096]待生催化劑在再生器中進(jìn)行再生后，送入催化劑還原器中進(jìn)行還原，還原后的催化劑重新進(jìn)入流化床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中。其中，再生的條件包括:溫度為510°C;以絕壓計(jì)，壓力為400kPa ;含氧氣體的表觀(guān)線(xiàn)速度為0.45m/s ;還原的條件包括:溫度為400°C;以絕壓計(jì)，壓力為3000kPa ;含氫氣體的表觀(guān)線(xiàn)速度為0.4m/s。
[0097]連續(xù)進(jìn)行500小時(shí)。反應(yīng)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)得到的油氣產(chǎn)物的組成以及催化劑細(xì)粉儲(chǔ)罐和流化床反應(yīng)器內(nèi)催化劑密相床層中的催化劑的平均粒度，結(jié)果在表3中列出。反應(yīng)500小時(shí)后，流化床反應(yīng)器內(nèi)的密相床層中的催化劑中，粒度小于30 μ m的催化劑的含量為6.5重量％。反應(yīng)開(kāi)始前在流化床反應(yīng)器中共裝填14.2kg催化劑,反應(yīng)過(guò)程中共向流化床反應(yīng)器中補(bǔ)充1.28kg催化劑；500小時(shí)后催化劑細(xì)粉儲(chǔ)罐中收集到1.82kg催化劑細(xì)粉。
[0098]表1
[0099]
【權(quán)利要求】
1.一種吸附脫硫反應(yīng)裝置，該裝置包括流化床反應(yīng)器、再生器和催化劑還原器，所述流化床反應(yīng)器包括頂部密封的反應(yīng)器主體、氣流式顆粒分選器以及物料入口，所述反應(yīng)器主體的內(nèi)部空間自上而下包括沉降區(qū)和反應(yīng)區(qū)，所述物料入口位于所述反應(yīng)區(qū)的底部； 所述氣流式顆粒分選器包括頂部密封的分選器主體、出料口、出風(fēng)管以及至少一個(gè)導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口 ；所述分選器主體的內(nèi)部空間自上而下包括直筒區(qū)和錐體區(qū)，所述錐體區(qū)的錐底與所述直筒區(qū)相連；所述出料口位于所述錐體區(qū)的底部；所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口沿直筒區(qū)的切向設(shè)置在所述直筒區(qū)的上部，與所述分選器主體的內(nèi)部空間連通；所述出風(fēng)管密封插入所述分選器主體的頂部，并向下延伸至所述直筒區(qū)的下部，所述出風(fēng)管的底部端口密封；所述出風(fēng)管的下部設(shè)置有至少一個(gè)導(dǎo)向出風(fēng)口，將所述出風(fēng)管與所述分選器主體的內(nèi)部空間連通，所述導(dǎo)向出風(fēng)口沿所述出風(fēng)管的切向設(shè)置； 所述氣流式顆粒分選器的分選器主體設(shè)置在所述沉降區(qū)中，所述出風(fēng)管密封穿過(guò)所述流化床反應(yīng)器的頂部，所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口與所述沉降區(qū)連通，所述出料口向下延伸至所述反應(yīng)區(qū)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附脫硫反應(yīng)裝置，其中，所述直筒區(qū)的水平截面的面積與所述出風(fēng)管的水平截面的面積之差為Atl，所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積為A1，所述導(dǎo)向出風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積為A2, A1A0為0.01~0.8:1，A2A0 為 0.01 ~0.5:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸附脫硫反應(yīng)裝置，其中，所述出風(fēng)管的與氣流流向垂直的截面的面積與所述直筒區(qū)的水平截面的面積的比值為0.01~0.7:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸附脫硫反應(yīng)裝置，其中，所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口為多個(gè)，多個(gè)所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口在所述直筒區(qū)上為周向分布； 所述導(dǎo)向出風(fēng)口的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述導(dǎo)向出風(fēng)口在所述出風(fēng)管上為周向分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所 述的吸附脫硫反應(yīng)裝置，其中，所述直筒區(qū)的高度與所述錐體區(qū)的高度的比值為0.4~1.5:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸附脫硫反應(yīng)裝置，其中，所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的下緣至所述直筒區(qū)的底部的距離為H1，所述導(dǎo)向出風(fēng)口的下緣至所述直筒區(qū)的底部的距離為H2, H1和H2的比值為1:0.1~0.8。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸附脫硫反應(yīng)裝置，其中，所述導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口的垂直于氣流流向的截面的總面積與所述沉降區(qū)的水平截面的面積的比值為0.01~0.4:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附脫硫反應(yīng)裝置，其中，該裝置還包括設(shè)置在所述反應(yīng)器主體外部的催化劑細(xì)粉捕集器，所述催化劑細(xì)粉捕集器的進(jìn)料口與所述出風(fēng)管連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的吸附脫硫反應(yīng)裝置，其中，所述催化劑細(xì)粉捕集器的固相出料口包括第一出料管，所述第一出料管密封穿過(guò)所述反應(yīng)器主體的側(cè)壁，插入所述反應(yīng)器主體的內(nèi)部并延伸至所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的吸附脫硫反應(yīng)裝置，其中，該裝置還包括設(shè)置在所述反應(yīng)器主體外部的細(xì)粉分級(jí)器，所述催化劑細(xì)粉捕集器的出料口與所述細(xì)粉分級(jí)器的進(jìn)料口連通，所述細(xì)粉分級(jí)器的出料口包括用于接收由該細(xì)粉分級(jí)器分選出的大顆粒催化劑的第二出料管，所述第二出料管密封穿過(guò)所述反應(yīng)器主體的側(cè)壁，插入所述反應(yīng)器主體中并延伸至所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)。
11.一種吸附脫硫方法，該方法在權(quán)利要求1~10中任意一項(xiàng)所述的吸附脫硫反應(yīng)裝置中進(jìn)行，包括:將含硫烴原料與具有吸附脫硫作用的催化劑在所述流化床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中接觸，以脫除所述烴原料中的至少部分硫元素；將接觸得到的油劑混合物先后在所述沉降區(qū)、氣流式顆粒分選器、可選的催化劑細(xì)粉捕集器、以及可選的細(xì)粉分級(jí)器中進(jìn)行分離，得到油氣產(chǎn)物和待生催化劑；將至少部分所述待生催化劑送入所述再生器中進(jìn)行再生后，在所述催化劑還原器中進(jìn)行還原，并將至少部分還原后的催化劑循環(huán)送入所述反應(yīng)區(qū)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，來(lái)自于所述沉降區(qū)的油劑混合物在所述氣流式顆粒分選器的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度為0.8~10m/s。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，來(lái)自于所述沉降區(qū)的油劑混合物在所述氣流式顆粒分選器的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度為I~8m/s。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，來(lái)自于所述沉降區(qū)的油劑混合物在所述氣流式顆粒分選器的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度為1.5~5m/s。
15.根據(jù)權(quán)利要求11和12~14中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，來(lái)自于所述沉降區(qū)的油劑混合物在所述氣流式顆粒分選器的導(dǎo)向進(jìn)風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度與分選器主體內(nèi)的油劑混合物在所述導(dǎo)向出風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度的比值為1:1.2~2.5。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述氣流式顆粒分選器的分選器主體內(nèi)的油劑混合物在所述導(dǎo)向出風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度為1.5~16m/s。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述氣流式顆粒分選器的分選器主體內(nèi)的油劑混合物在所述導(dǎo)向出風(fēng)口處的入口線(xiàn)速度為2~12m/s。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述氣流式顆粒分選器的分選器主體內(nèi)的油劑混合物在所述導(dǎo)向出風(fēng)口`處的入口線(xiàn)速度為2.5~10m/s。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述接觸的溫度為300~500°C;以表壓計(jì)，所述流化床反應(yīng)器內(nèi)的壓力為5~50atm ;所述含硫烴原料的重時(shí)空速為I~151 1。
20.根據(jù)權(quán)利要求11或19所述的方法，其中，所述含硫烴原料為直餾汽油、催化汽油和焦化汽油中的一種或多種。
【文檔編號(hào)】C10G25/12GK103788996SQ201210419823
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】龍軍, 田志鴻, 侯栓弟, 武雪峰, 張久順, 毛安國(guó), 張哲民, 朱丙田 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院