專利名稱：包括接收轉移催化劑的反應區(qū)的烴轉化單元的制作方法
技術領域：
總體而言，本發(fā)明的領域涉及包括接收轉移催化劑的反應區(qū)的烴轉化單元。
背景技術：
有許多固體微粒物質(zhì)如催化劑與烴氣體接觸的化學工藝。化學反應和物理現(xiàn)象常在包含在例如移動或固定床反應器中的反應區(qū)中發(fā)生預定的一段時間。氣體/固體接觸常 以連續(xù)或半連續(xù)的方式，而不是間歇式操作。在這種情況下，可將催化劑顆粒引入反應器中 和從反應器中移出，該反應器可處于比催化劑顆粒源如再生器高的壓力下。烴轉化單元可包括與再生器組合使用的具有一個或多個移動床反應區(qū)的反應器。 該反應器可包括數(shù)個反應器區(qū)且可以堆疊形式構造，或可分成多個部分以降低總高度。通 常具有含氧氣氣氛的再生器在比具有含氫氣氣氛的反應器低的壓力下操作。催化劑一旦從 低壓轉移到高壓，就可使用提升機來將再生催化劑轉移到反應器中。在催化劑用過之后，可 使用另一提升機將催化劑從反應器轉移到再生器。一般來說，希望隔離反應器和再生器的 氣氛以阻止不合需要的副反應。從再生器向高壓反應器中引入催化劑顆粒會存在困難。例如螺旋輸送機或星形 閥的設備會將固體催化劑破碎為較小顆粒，這些較小顆粒繼而會對加工設備產(chǎn)生磨損和劃 傷。另一選擇可以是具有雙阻斷排放球閥(double block-and-bleed ball valve)的轉移 容器以控制再生催化劑進入該容器和離開該容器。進入該容器的催化劑可用氮氣吹掃以移 除氧氣并在轉移到反應器中之前用氫氣加壓到反應器壓力。在催化劑離開該容器之后，可 在用催化劑再次裝填之前將該容器用氮氣吹掃以移除氫氣。這種轉移容器可使反應器的氫 氣氣氛與再生器的氧氣氣氛隔離。然而，該容器可能需要阻斷排放球閥保持在優(yōu)良工作狀 況。任何一個阻斷排放球閥的泄漏都會引起氣體泄漏，妨礙催化劑經(jīng)轉移容器轉移。另一轉移容器可為可包括三個部分的無閥閉鎖式料斗。一般來說，催化劑接收在 頂部中，在此催化劑可間歇地轉移到中間部分。中間部分可允許催化劑在轉移到底部之前 流入。中部的豎管直徑可定大小以使得向上流動的氣體可阻止催化劑流動，而讓催化劑流 過管的另一部分。這可通過交替開啟和關閉與所有三部分連通且與催化劑流處于并聯(lián)關系 的管上安置的平衡閥來實現(xiàn)。例如，當開啟頂部與中間部分之間的平衡閥時，關閉中間部 分與底部之間的閥門，因此向上流過下部豎管的氣體將阻止催化劑經(jīng)下部豎管從中間區(qū)流 出，而允許催化劑經(jīng)上部豎管流入中間區(qū)。平衡閥的重復循環(huán)操作將允許催化劑從低壓再 生器受控流動到高壓反應器。然而，會希望降低烴轉化單元的高度以降低構造和維修成本。詳細地講，高大結構 可需要加固地基以承受構造的高高度和隨后惡劣氣候事件的沖擊的附加成本。此外，這些 單元一經(jīng)構造，則其高度可超過60-90米(200-300英尺)且與高度稍低的單元相比承擔更 大的維修成本。常將再生器與反應器并聯(lián)建造。再生器可包括其它容器，例如淘析容器和無閥閉 鎖式料斗。即使將反應器堆疊分開以降低其高度，再生器通常為單個容器且仍然可具有相 當大的高度以提供足夠容量使一個或多個反應器中所用的催化劑再生。此外，常將其它容器如淘析和轉移容器與再生器堆疊。因而，該三種容器的總高度即使在反應器分開的情況下也會相當大。當再生器與反應器之間的壓差大時，無閥閉鎖式料斗中的豎管通常較長。較長的豎管可增加無閥閉鎖式料斗的總高度，因此增加整個單元的總高度。在這種情況下，特別是 在將反應器分成多個部分的情況下，希望降低再生結構總高度。還希望將再生結構的高度 降低到反應器的高度。此外，有時希望在再生器基底與提升機之間存在較大壓差下操作以 提供對于工藝失常的更大容許限度。然而，在較大壓差下操作可導致管線較長，由此可進一 步增加單元的高度。因此，希望降低烴轉化單元，特別是再生結構的總高度。此外，希望使用具有比其它傳送裝置小的海撥高度的傳送裝置。發(fā)明概述一個示例性實施方案可包括一種用于在烴轉化單元中將催化劑從再生區(qū)轉移到 反應區(qū)的裝置。所述烴轉化單元可包括轉移容器和第一管線、第二管線以及第三管線。所 述轉移容器可將再生催化劑從處于第一壓力的再生區(qū)轉移到處于第二壓力的反應區(qū)，其中 第二壓力大于第一壓力。一般來說，第一管線將所述催化劑傳送到所述轉移容器且與第一 閥門連接以允許催化劑進入所述轉移容器，且第二管線從所述轉移容器傳送所述催化劑且 與第二閥門連接以允許催化劑離開所述轉移容器。一般來說，第三管線允許氣體通過，其中 所述氣體可處于比第一壓力高的壓力下，且第三管線具有與所述轉移容器連通的第一部分 和與第三閥門和第四閥門連接的第二部分。第三閥門和第四閥門可各具有處于開啟的第一 位置和處于關閉的第二位置，其可分別對應于第一閥門和第二閥門的開啟和關閉以允許氣 體通過。另一示例性實施方案可包括一種烴轉化單元。所述烴轉化單元可包括允許催化劑 從低壓傳遞到高壓的裝置和反應區(qū)。一般來說，所述反應區(qū)通過重力助流轉移接收來自所 述裝置的再生催化劑。另一實施方案可包括一種烴轉化單元。所述烴轉化單元可包括第一套組、第二套 組和第三套組。第一套組可具有多個容器，包括再生容器。第二套組可具有多個容器，包括 用于將再生催化劑從第一壓力轉移到第二壓力的裝置。一般來說，第二壓力大于第一壓力， 且所述裝置通過重力助流轉移接收再生催化劑。第三套組可具有多個容器，包括至少一個 反應容器。通常第一套組、第二套組和第三套組處于單獨配置中以允許套組內(nèi)的一個或多 個容器通過重力助流轉移接收催化劑且催化劑可在各套組之間轉移。因此，所述烴轉化單元可提供多個優(yōu)勢。詳細地講，所述烴轉化單元可允許使用可 包括多個用于將再生催化劑從低壓轉移到高壓的容器的裝置。此外，使用多個較小容器代 替一個大容器可降低催化劑藏量和維修成本。一般來說，這種結構更加緊湊且?guī)椭档蜔N 轉化單元的總高度。此外，其可提供另外的靈活性，因為所述裝置可與再生器容器或與反應 容器或容器基本垂直堆疊使用。另外，轉移裝置的單獨容器可減少與反應器體系一起使用 的容器的數(shù)目。因而，使用處于共同堆疊中的容器可降低單元的成本和復雜性。另外，使用 并聯(lián)的平衡管線允許使用具有氣體泄漏的閥門。這種特征可允許閥門在多種條件下操作且 即使存在相當大的泄漏也允許其使用，在其它構造中，這將需要停止所述單元以更換閥門。 這種特征可幫助降低閥門的維修成本且延續(xù)維修之間轉移裝置的操作。
附圖簡述

圖1為一種示例性烴轉化單元的示意圖。圖2為另一示例性烴轉化單元的示意圖。圖3為又一示例性烴轉化單元的示意圖。圖4為另一示例性烴轉化單元的示意圖。圖5為另一示例性用于轉移催化劑的裝置的示意圖。
定義如本文所用，“重力助流轉移”可指容器充分垂直對準以允許催化劑至少部分地靠 重力從至少一個處于較高海撥高度的容器流動到至少一個處于較低海撥高度的容器中。如本文所用，術語“并聯(lián)”可指管線或容器經(jīng)安置以與另一管線或容器在多個點處 直接或間接連通。并聯(lián)管線或容器不必與另一管線或容器物理上并聯(lián)。如本文所用，術語“區(qū)”可指包括一個或多個設備項目和/或一個或多個分區(qū)的區(qū) 域。另外，一個設備項目(例如反應器或容器)可進一步包括一個或多個區(qū)或分區(qū)。如本文所用，術語“套組”可指多個經(jīng)配置以允許顆粒如催化劑從一個容器向另一 容器重力加速轉移的容器。這類套組可稱為獨立容器布置。此外，術語“第一套組”、“第二 套組”、“第三套組”可指多個容器的任意組合，例如反應器、再生器或通過重力助流轉移使 催化劑從一個容器傳遞到另一容器的裝置。如本文所用，術語“再生”(例如再生催化劑)可指已經(jīng)通過再生器的催化劑，盡管 還可進行額外再生處理，例如還原。發(fā)明詳述下文公開的實施方案可用于眾多用以于任何兩個含有優(yōu)選防止連通的流體的區(qū) 之間轉移催化劑的單元中?？尚枰种苾蓚€區(qū)的流體之間的連通的一類應用是在含氫氣反 應區(qū)與含氧氣再生區(qū)之間轉移催化劑。通常，這些區(qū)處于不同壓力下，通常反應區(qū)處于比再 生區(qū)高的壓力下。一般來說，高度優(yōu)選抑制連通，因為兩種區(qū)的流體可彼此反應造成不合需 要的副反應。示例性反應和再生區(qū)例如公開在美國專利第6，881，391B1號(Sechrist)和 美國專利第6，034，018號(Sechrist等)中。這類具有含氫氣反應區(qū)和含氧氣再生區(qū)的體系可用于多種烴轉化反應中，所述烴 轉化反應包括催化重整、烷基化、加氫精制、加氫裂化、脫氫、氫化、加氫處理、異構化、脫氫 異構化、脫氫環(huán)化和水蒸汽轉化。一般來說，這些工藝中的催化劑在一個或多個含烴反應區(qū) 中在含氫氣氣氛中使用。隨著時間的過去，所述反應區(qū)中的催化劑可因焦炭沉積物堆積而 失活。用以移除焦炭沉積物的催化劑再生可幫助恢復催化劑的活性。一般來說，焦炭沉積 物通過在再生區(qū)中使催化劑與含氧氣體接觸以燃燒并移除焦炭來從催化劑移除。這些工藝 中的許多使用彼此處于并列關系的反應區(qū)和再生區(qū)。在這些體系中，催化劑連續(xù)或半連續(xù) 地從反應區(qū)中移除且轉移到再生區(qū)中以便移除焦炭。在移除焦炭之后，可將催化劑從再生 區(qū)中移除且轉移回到反應區(qū)。因此，需要使催化劑在含氫氣區(qū)與含氧氣區(qū)之間往復轉移而 不使該兩個區(qū)的氣氛連通或交叉混合。一種廣泛實踐的烴轉化工藝為催化重整。因此，下文的論述將提到該工藝，盡管本 文論述的實施方案適用于其它工藝。通常，在催化重整中，將原料與包含氫氣的再循環(huán)物流混合且使其在反應區(qū)中與催化劑接觸。催化重整的通常原料為稱為石腦油的石油餾分，它的初沸點為80°C (180 T )且終沸點為205°C (400 0F )。反應器入口溫度可為450-560°C (840-1040 0F )。催化重整 工藝可尤其適用于處理包含相當大濃度的脂環(huán)烴和基本直鏈的鏈烷烴的直餾汽油，其可經(jīng) 由脫氫和/或環(huán)化反應進行芳構化。重整可定義為環(huán)己烷脫氫和烷基環(huán)戊烷脫氫異構化以生成芳族化合物、鏈烷烴脫 氫以生成烯烴、鏈烷烴和烯烴脫氫環(huán)化以生成芳族化合物、正構鏈烷烴異構化、烷基環(huán)烷烴 異構化以生成環(huán)己烷、被取代的芳族化合物異構化和鏈烷烴加氫裂化。關于重整工藝的詳 細資料例如可見于美國專利第4，409，095號(Peters)。催化重整反應通常在包含與多孔載體如氧化鋁組合的一種或多種VIII族貴金屬 (例如鉬、銥、銠和鈀)和鹵素的催化劑顆粒存在下進行。所述顆粒通常為球形且直徑為 1/16至1/8英寸(1.6-3. 2mm)，盡管它們可達1/4英寸(6. 4mm)。示例性催化劑公開在美國 專利第6，034，018號(Sechrist等)中。在重整反應過程中，催化劑顆粒可因例如焦炭沉 積在顆粒上的機制而失活；也就是說，在使用一段時間以后，催化劑促進重整反應的能力可 降低到催化劑不再有用的程度。在催化劑可在重整過程中再次使用之前，必須使催化劑復 原或再生。在一個優(yōu)選形式中，重整器將使用移動床反應區(qū)和再生區(qū)。一般來說，將新鮮催 化劑顆粒進料到可包含多個分區(qū)的反應區(qū)，且所述顆粒通過重力助流轉移流過所述區(qū)。 可將催化劑從反應區(qū)底部移出并運輸?shù)皆偕鷧^(qū)，在再生區(qū)可使用多步再生過程來移除焦 炭沉積物并使催化劑復原以恢復其反應促進能力。一般來說，再生區(qū)含有氧氣且通常在 370-538°C (700-1000 T )下操作。通常催化劑通過重力助流轉移流經(jīng)多個再生步驟，隨后 將其在通常不大于200°C (400 T )的溫度下從再生區(qū)中移出并提供到反應區(qū)。可將從再生 區(qū)移出的催化劑稱為再生催化劑。催化劑經(jīng)所述區(qū)的移動常認為是連續(xù)的，盡管在實踐中， 它可為半連續(xù)的。半連續(xù)移動可指相對小量的催化劑在間距小的時間點下重復轉移。例如， 可每分鐘將一批料從反應區(qū)底部移出且移出可耗時半分鐘，就是說催化劑將流動半分鐘。 如果反應區(qū)中的藏量大，則可認為催化劑床是連續(xù)移動的。移動床體系可具有在移除或更 換催化劑的同時維持生產(chǎn)的優(yōu)勢。在談及附圖之前，如例如美國專利第6，881，391 Bl號(Sechrist)和美國專利第 6，034，018號(Sechrist等)中所公開，烴轉化單元可包括反應容器和再生容器和與這些容 器相聯(lián)的管線和設備。因此，在本發(fā)明實施方案的上下文中示意性描述了以下設備且它們 通常不是按比例繪制。烴流經(jīng)反應容器且省略了本領域的技術人員已知的伴隨設備(例如 換熱器和加熱爐)，而下文論述集中在往返于反應區(qū)和再生區(qū)的催化劑流。關于圖1，描繪了 一種示例性烴轉化區(qū)100。示例性烴轉化單元100可包括第一基 本垂直對準的容器套組104和第二基本垂直對準的容器套組106。在各套組104或106內(nèi)， 通常將容器對準以使得催化劑可通過重力助流轉移從一個容器轉移到下一容器。因而，所 述容器不必垂直對準，而僅是必須足以垂直對準(sufficiently vertically)，例如偏離垂 直面小于40度，以允許重力助流轉移。雖然將容器描述為基本垂直，但應當理解的是所述 容器在一定程度上可為傾斜的，但仍允許至少一部分催化劑至少部分地通過重力助流轉移 而轉移。優(yōu)選所述容器基本垂直對準。一般來說，第一提升機310將催化劑從第一套組104轉移到第二套組106，第二提升機314將催化劑從第二套組106轉移到第一套組104。向上 運輸催化劑可通過多種螺旋式輸送機、斗或其它機械裝置實現(xiàn)。優(yōu)選催化劑落入提升斗或 提升銜接器中且通過載運催化劑向上通過管路的流化氣體運輸。所述氣流可為氫氣、氮氣、 空氣或甲烷。示例性流體提升機公開在美國專利第5，338，440號(Sechrist等)中。第一套組104可包括淘析容器120、壓力降低容器140、再生區(qū)160、含氮氣容器 180和裝置200。一般來說，淘析容器120接收來自提升機314的再生催化劑。淘析容器 120可與管線116、122、132和138、閥門118和124以及集塵器130相聯(lián)。通常，再生催化 劑接收在容器120內(nèi)且氮氣經(jīng)由管線116供應?；覊m和催化劑顆粒可夾帶在氮氣中且經(jīng)由 管線132離開?；覊m和催化劑顆粒(即整丸)可通過使合并物流通過集塵器130而從氣體 中分離?？蓪⒄韬Y分并使其回到工藝中?？墒顾鰵怏w經(jīng)由管線122再循環(huán)到淘析容 器120中或再循環(huán)到提升機314中。一種示例性淘析裝置公開在美國專利第4，615，772號 (Greenwood)中。壓力降低容器140可經(jīng)由管線138接收來自淘析容器120的再生催化劑。一般來 說，催化劑通過一對管線或腿(leg) 144到達再生容器170。再生區(qū)160可包括再生容器或再生器170，再生容器或再生器170又可包括燃燒 區(qū)、鹵化區(qū)、干燥區(qū)和冷卻區(qū)。示例性再生容器公開在美國專利第5，824，619號(Sechrist 等)中。廢催化劑可在再生容器170頂部經(jīng)由腿144進入且經(jīng)由管線154離開。一般來 說，再生容器170具有燃燒焦炭沉積物的燃燒區(qū)和通過加入鹵素試劑(通常為氯化物)使 金屬再分散在催化劑上的鹵化區(qū)。再生容器170可經(jīng)由管線146供應空氣且如下文描述 經(jīng)由通風管線152上的控制閥門148而在容器內(nèi)具有受控的壓力。再生容器170可在通 常 0-6900kPa(g) (O-IOOOpsig)，優(yōu)選 240-410kPa (g) (35_60psig)，更優(yōu)選 228_262kPa (g) (33. 0-38. Opsig)、231_265kPa (g) (33. 5-38. 5psig)或 234_255kPa(g) (34. 0-37. Opsig)， 最佳240kPa(g) (35psig)的壓力下操作。過后，催化劑可自管線154進入含氮氣容器180。含氮氣容器180可經(jīng)由管線174 通過控制閥門176供應有氮氣。所述氮氣可吹掃容器180中自再生容器170傳遞的任何氧 氣。壓力可受控制，因此容器180中的壓力比再生容器170底部的壓力高且比裝置200的 壓力高。氮氣吹掃可幫助防止再生容器170中的氧氣在裝置200頂部與氫氣混合，而同時 不干擾催化劑經(jīng)由重力助流轉移流動。裝置200可接收來自管線182的再生催化劑且包括儲存容器210、轉移容器230和 第二儲存容器如接受器容器250。一般來說，管線或第一管線214與容器210和230連通， 管線或第二管線234與容器230和250連通。另外，管線或第三管線270可與容器210、230 和250連通。第三管線可包括與轉移容器230連通且與第二部分278交叉的第一部分274， 第二部分278又可具有末端280和另一末端282。一般來說，末端280終止到來自儲存容器 210的通風管線228中，另一末端282與接受器容器250連通。通風管線228可充當通常處 于固定壓力且使氣體再循環(huán)以在烴轉化單元110中使用或分配氣體到例如燃料氣體集管 中的出口。通?？刂崎y門218和238分別與管線214和234連接，控制閥門286和294在 與第一部分的接點的相對側與第二部分278連接。盡管僅描繪了單個閥門218或238，但應 當理解的是對于每個閥門218和238可使用兩個或更多個閥門以便于例如通過幫助轉移容 器230分離而維修轉移容器230。此外，氫氣可經(jīng)由管線202供應到第二部分278且可經(jīng)由管線264供應到接受器容器250。下文中將更加詳細地論述分別與管線202和264連接的 控制閥門204和262。一般來說，催化劑經(jīng)由重力助流轉移通過容器210、230和250且進入 提升機310到達第二套組106。
第二套組106可包括還原容器320和至少一個反應容器或反應器330。還原容器 320接收來自提升機310的再生催化劑。為了在催化劑進入反應器330之前將其還原，可經(jīng) 由管線322供應氫氣且使其通過閥門324。過量氫氣可經(jīng)由管線326排出。隨后可使催化 劑通過管線328進入反應器330。反應器330可包括多個重整區(qū)，例如第一反應區(qū)340、第二反應區(qū)350、第三反應 區(qū)360和第四反應區(qū)370。盡管將這些區(qū)340、350、360和370描繪成裝在單個反應器中， 但應當理解的是區(qū)340、350、360和370可裝在多個單獨反應器中。盡管描繪了四個反應 區(qū)，但應當理解的是可使用許多反應區(qū)。通常轉化區(qū)以堆疊反應器配置或并列反應器形 式配置。本領域的技術人員已知移動床反應器且示例性移動床反應器公開在美國專利第 4，409，095 號(Peters)中。區(qū) 340、350、360 和 370 可在 0-6，900kPa (g) (0-1，OOOpsig)，理 想地620-1030kPa(g) (90_150psig)的壓力下操作。催化劑可經(jīng)由管線380離開反應器330 且進入提升機314到達第一套組104以便再生。烴轉化單元100的第一套組104可提供有多個差壓控制器。詳細地講，可提供差 壓控制器162、164、166、206和266?？刂破?62具有在再生容器170基底的測壓點156和 在通風管線228或在供選實施方案中在儲存容器210上的測壓點198?？刂破?62可發(fā)送 信號172到控制閥門148以調(diào)節(jié)經(jīng)由管線152離開再生容器170的氣體。例如，差壓控制 器162可經(jīng)設置以維持再生容器170基底處的壓力處于255kPa(g) (37. Opsig)下以及再生 容器170基底與通風管線228之間的差壓為OkPa(Opsi)。差壓控制器164和166可控制含氮氣容器180中的壓力以超過再生容器170底部 和儲存容器210頂部的壓力。差壓控制器164和166可共用與含氮氣容器180連通的測壓 點158，差壓控制器164可與差壓控制器162共用測壓點156，差壓控制器166可與差壓控 制器162共用測壓點198。差壓控制器164和166可發(fā)送信號178到控制閥門176以控制 流入含氮氣容器180的氮氣。例如，如果再生容器170基底的壓力為255kPa(g) (37. Opsig)，則含氮氣容器180 中的壓力可為257kPa(g) (37. 3psig)。因此，含氮氣容器180可維持在比再生容器170基底 和通風管線228高2kPa(0. 3psi)下以理想地產(chǎn)生氮氣向它們的正向流動。通常差壓控制器206與測壓點208連通，測壓點208在控制閥門294的一側與末端 282連通且與測壓點212連通，測壓點212還可在控制閥門294的相對側與末端282連通。 控制器206可測量轉移容器230和接受器容器250的壓力且可通過提供信號216到控制閥 門204控制從管線202進入轉移容器230的氫氣流入量。加入氫氣可加速容器230與250 之間的壓力平衡且允許催化劑從轉移容器230傳遞到接受器容器250。在一些供選實施方 案中，可省略控制器206和管線202且可允許容器230和250在開啟閥門238和294后達 到平衡，隨后允許催化劑通過重力助流轉移落下。類似地，控制器266可經(jīng)由測壓點268與接受器容器250且經(jīng)由測壓點272與提 升機310基底連通以提供信號284到控制閥門262以將氫氣從管線264提供到接受器容器 250。例如，可提供氫氣以保持接受器容器250與提升機310的壓差為OkPa(Opsi)，以便于從接受器容器250和提升機310轉移催化劑。在操作中，廢催化劑可從提升機314進入第一套組且傳遞到具有經(jīng)由管線116加入的氮氣的淘析容器120中。催化劑可通過通過管線138離開淘析容器120且進入壓力降 低容器140。一般來說，壓力降低容器140具有與再生容器170相同的壓力。例如，壓力降 低容器140中的壓力允許壓力從高達620kPa(g) (90psig)(其通常可為與反應器330相同 的壓力)降低到再生器的壓力，例如240kPa(g) (35psig)。隨后催化劑可通過腿144進入再 生容器170以便再生。在離開再生容器170之后，催化劑可傳遞到含氮氣容器180中。含氮氣容器180 可提供處于稍高壓力下但不處于足以妨礙再生催化劑通過重力助流轉移流動的壓力下的
氮氣氣氛。催化劑隨后可經(jīng)由重力助流轉移從含氮氣容器180經(jīng)管線182進入裝置200 (通 常為儲存容器210)。再生容器170通常以連續(xù)操作或半連續(xù)操作來操作，而裝置200可通 過順序轉移操作將再生催化劑從低壓轉移到高壓。為了將催化劑從儲存容器210轉移到轉移容器230，通常開啟閥門218和286且關 閉閥門238和294。關閉控制閥門238和294可使儲存容器210中的催化劑與反應器330 的壓力隔離。例如，儲存容器210中的壓力可為255kPa(g) (37. Opsig)，而轉移容器230中 的最初壓力可高達620kPa(g) (90psig)。開啟控制閥門218和286可允許轉移容器230中 的壓力經(jīng)由第三管線270的第二部分278逸散到通風管線228中。此外，如果不適當密封控 制閥門238，來自接受器容器250的氣體可通過轉移容器230、第一部分274和第二部分278 到達通風管線228。一般來說，這防止來自高壓的儲存容器250的氣體向上流過管線234和 214來阻止催化劑從儲存容器210流入轉移容器230。一旦開啟控制閥門218和286，催化 劑就將從儲存容器210落入轉移容器230中。過后，為了使催化劑從轉移容器230傳遞到接受器容器250中，可關閉控制閥門 218和286且可開啟控制閥門238和294。任選可通過開啟控制閥門204從管線202加入 氫氣以使轉移容器230與接受器容器250之間的壓力平衡以便于經(jīng)由重力助流轉移來轉移 催化劑。如果控制閥門218和286中存在向上漏出氣體的相當大的泄漏，則開啟控制閥門 294允許這些氣體通過第三管線270且進入轉移容器230以便于壓力平衡，而不在管線234 中產(chǎn)生逆壓梯度，所述逆壓梯度將妨礙催化劑經(jīng)由重力助流轉移從轉移容器230轉移到接 受器容器250。另外，容器180中氮氣加壓鼓泡可防止氣體進入再生容器170中。更確切地 講，這些氣體可離開通風管線228。緊接著，來自接受器容器250的催化劑可以常增量釋放 到流體提升機310中。在再生催化劑進入提升機310之后，所述再生催化劑可傳遞到還原容器320中。一 般來說，催化劑進入還原容器320且暴露于從管線322中引入并用閥門324調(diào)節(jié)的氫氣中。 過后，再生催化劑可經(jīng)由管線328傳遞到反應器330中。過量氫氣可經(jīng)由管線326從還原 容器320傳遞。再生催化劑可進入反應器330且用以轉化烴原料。隨后催化劑可從反應器 330傳遞以進入管線380，隨后進入提升機314以重復該循環(huán)。裝置200可通過降低從與再生容器170相聯(lián)的低壓區(qū)域轉移催化劑到與反應器 330相聯(lián)的高壓區(qū)域所需的管道長度來提供裝置總高度的降低。詳細地講，與較大的單個容 器相比，在轉移裝置中使用三個單獨容器可降低高度、催化劑藏量和維修成本。
關于圖2，描繪了示例性烴轉化單元400的另一實施方案。在一些情況下，與反應器330相比，希望降低再生區(qū)160的高度。再生區(qū)160?？珊惺勾呋瘎┰偕杂糜诙鄠€ 反應器的單個再生容器170。在這種情況下，再生容器170可為烴轉化單元400中最高的容 器。使與再生容器170基本垂直對準的容器的數(shù)目減至最少可降低單元400的總高度。在 該示例性單元400中，裝置440提供在反應器330之上以降低淘析容器120和再生器170 的高度。另外，如下論述，該配置可減少轉移裝置中容器和差壓控制器的數(shù)目。烴轉化單元400可具有第一基本垂直對準的容器套組404和第二基本垂直對準的 容器套組406。第一套組404可包括第二淘析容器410、裝置440、還原容器320和至少一個 反應容器330。上文已描述了還原容器320和所述至少一個反應容器330。第二套組406可 包括淘析容器120、壓力降低容器140和如上所述的再生容器170。通常提升機454和460 將催化劑分別提供給第一套組404和第二套組406，且類似于上述提升機310和314。在該示例性單元400中，可提供兩個淘析容器120和410以移除灰塵和催化劑顆 粒。催化劑可在例如在提升機454和460中在套組404和406之間轉移期間降解。這種灰 塵可通過堵塞篩網(wǎng)和其它設備負面地影響操作，由此增加操作和維修成本。提供第二淘析 容器410可移除灰塵且便于操作。一般來說，再生催化劑經(jīng)由提升機454接收且進入淘析容器410。如下文更詳細地 描述，淘析容器410可經(jīng)由管線422提供通過控制閥門424的氮氣。通常所述氮氣移除來 自再生催化劑的灰塵和整丸且可經(jīng)由管線412逸散到集塵器414中。在集塵器414中，可 將灰塵從氣體中移除，且可將整丸篩分并使其回到工藝中。所述氣體隨后可通過管線416。 部分氮氣可經(jīng)由管線420通過通過閥門418再循環(huán)回淘析容器410。另一部分通過管線416 的氣體可通過管線428提供給提升機454。隨后，催化劑可通過淘析容器410到達儲存容 器210且通過閥門218經(jīng)由管線214進入轉移容器230中。通常裝置440基本類似于裝置 200，且包括儲存容器210、轉移容器230和第一管線214、第二管線234和第三管線270以 及差壓控制器206。除了裝置440不包括接受器容器250和差壓控制器268之外，裝置440 可基本類似于裝置200操作。更確切地講，所述催化劑通過重力助流轉移直接傳遞到還原 容器320中。一般來說，還原容器320接收所述催化劑以隨后轉移到反應器330中。在該 示例性實施方案中，還原容器320可替代接受器容器250且充當?shù)诙Υ嫒萜?。因此，它?用來接收來自轉移容器230的催化劑，隨后使催化劑傳遞到反應器330中。提升機454和460可含有至少部分分別由淘析容器410和120供應的氮氣。因此， 使用氮氣以往返于第一套組404和第二套組406轉移催化劑。通常再生容器170可在如上所述的壓力下操作。示例性壓力為230kPa(g) (33psig)-260kPa(g) (38psig)。一般來說，壓差可為14kPa(2psi)以防止來自再生容器170 的空氣與反應器330的氫氣環(huán)境混合。因此，在再生容器170底部與靠近與管線470的接 點的提升機454基底之間維持該壓差以防止這些氣體混合。通常提供足夠壓力，從而在管 線470中從提升機454基底產(chǎn)生朝向再生容器170的氮氣逆流。與再生容器170的示例性 壓力一致，提升機454基底處的壓力可為260kPa(g) (37psig) -280kPa(g) (40psig)。另外，可維持淘析容器410與儲存容器210之間的壓差為14kPa(2psi)。通常該 壓差可通過壓力控制器426維持。壓力控制器426可經(jīng)由測壓點432和434分別與淘析容 器410和儲存容器210連通且提供信號436給可調(diào)節(jié)對淘析容器410的氮氣供應的控制閥門424。理想的是，淘析容器410與儲存容器210之間的壓差為14kPa(2psi)。例如，淘析 容器410可處于260kPa(g) (37psig)的壓力下且儲存容器210可處于240kPa(g) (35psig) 的壓力下。在操作中，再生催化劑到第一套組404的路徑可經(jīng)由提升機454進入淘析容器 410。過后，催化劑可通過重力助流轉移自淘析容器410傳遞到裝置440中。如上所述，催 化劑可通過關閉控制閥門238和294且開啟控制閥門218和286自儲存容器210傳遞到轉 移容器230中。隨后，催化劑可通過開啟控制閥門238和294且關閉控制閥門218和286 且任選經(jīng)由管線202提供氫氣從轉移容器230轉移到還原容器320。催化劑可離開還原容 器320且進入反應器330。接著，廢催化劑可經(jīng)由管線380離開反應器330且進入提升機 460。廢催化劑可自提升機460進入淘析容器120。過后，催化劑可通過重力助流轉移 通過壓力降低容器140，隨后到達再生容器170。在使催化劑再生之后，催化劑可經(jīng)由管線 470離開再生容器170到達提升機454。過后，可重復該循環(huán)。
關于圖3，描繪了烴轉化單元的又一示例性實施方案。一般來說，烴轉化單元500 包括第一基本垂直對準的容器套組504和第二基本垂直對準的容器套組506。一般來說，第 一套組504可包括淘析容器410、含氮氣容器510、裝置440、還原容器320和反應器330，其 中淘析容器410、裝置440、還原容器320和反應器330除下文提到之處以外與上述基本相 同。第二套組506可包括淘析容器120、壓力降低容器140和如上所述的再生容器170。除 了提升機454可使用空氣代替氮氣作為提升氣體之外，提升機454和460可在套組504和 506之間往復轉移催化劑。使用空氣可提供多個益處。一個益處是再生器170基底與提升機454之間的壓差 可為OkPa(Opsi)，其可使所需管道長度減至最小，由此使套組506的高度減至最小。例如， 再生容器170中的壓力可為23IkPa (g) (33. 5psig)-265kPa (g) (38. 5psig)，提升機基底處 的壓力可為 245kPa(g) (35. 5psig) -265kPa(g) (38. 5psig)。烴轉化單元500還可包括差壓控制器540、548、550和552。差壓控制器540可具 有分別與再生容器170基底和提升機454基底連通的測壓點538和542。差壓控制器540 可發(fā)送信號544到控制閥門148且發(fā)送信號560到控制閥門424和514以便調(diào)節(jié)再生容器 170基底與提升機454基底之間的壓差。除提升機454含有空氣之外，淘析容器410還可含有代替氮氣的主要包含空氣的 氣氛。因此，氮氣泡可提供于含氮氣容器510中，其可與如上論述的含氮氣容器180類似地 作用，且可通過差壓控制器548、550和552調(diào)節(jié)以隔離淘析容器410與儲存容器210的氣氛。 在淘析容器410中，空氣可經(jīng)由管線422經(jīng)控制閥門424供應。通常所述空氣自再 生催化劑移除灰塵且可經(jīng)由管線412逸散到集塵器414中。在集塵器414中，可將灰塵自 空氣中移除，空氣隨后可通過管線416。在該實施方案中，來源于淘析容器410的空氣可到 達三個目的地中的一個。一部分空氣可經(jīng)由管線420通過通過閥門418再循環(huán)回淘析容器 410。通過管線416的另一部分空氣可通過管線428且通過閥門450以供應給提升機454。 又一部分空氣可通過通過管線512且通過控制閥門514自集塵器414清除。
含氮氣容器510可經(jīng)由管線520接收通過控制閥門522的氮氣。一般來說，含氮氣容器510中的壓力可處于比周圍容器410和210略高的壓力下以防止分別含有空氣和氫氣的氣氛混合。例如，如果淘析容器410的壓力為245kPa(g) (35. 5psig)且儲存容器210 的壓力為241kPa(g) (35. Opsig)，則含氮氣容器510的壓力可為248kPa(g) (36. Opsig)。此 夕卜，含氮氣容器510相對于淘析容器410可具有3kPa(0. 5psi)的壓差且相對于儲存容器 210可具有7kPa(Ipsi)的壓差。為了幫助維持該高壓氣泡，差壓控制器548、550和552可調(diào)節(jié)空氣和氮氣在淘析 容器410和含氮氣容器510中的流量。差壓控制器548可經(jīng)由測壓點554和558與淘析容 器410和儲存容器210連通且發(fā)送信號560到控制閥門424和514以分別控制空氣流入淘 析容器410和流出淘析容器410。差壓控制器550可經(jīng)由測壓點554和562分別與淘析容 器410和含氮氣容器510連通。差壓控制器550可發(fā)送信號564到控制閥門522以調(diào)節(jié)氮 氣至含氮氣容器510中的流量。差壓控制器552可經(jīng)由測壓點562和558分別與含氮氣容 器510和儲存容器210連通且提供信號564到控制閥門522以便向含氮氣容器510供應氮 氣。理想的是，氮氣加壓鼓泡產(chǎn)生朝向容器210和410的氮氣流。在操作中，催化劑可經(jīng)由使用空氣的提升機454從第二套組506的再生容器170 轉移到第一套組504的淘析容器410。一旦在淘析容器410中，催化劑就可經(jīng)由重力助流轉 移通過管線518到達含氮氣容器510。含氮氣容器510中的壓力應該足夠高以隔離淘析容 器410和儲存容器210中的氣體，而不妨礙催化劑通過重力助流轉移而轉移。隨后，如上所述，催化劑通過重力助流轉移可通過裝置440且進入還原容器320。 過后，催化劑可通過重力助流轉移通過反應器330以轉化烴且經(jīng)由管線380離開。過后，廢 催化劑可通過使用氮氣的提升機460類似于上述提升機310和314運輸。如上所述，可自 淘析容器120供應氮氣。過后，催化劑可進入第二套組506的淘析容器120。催化劑可經(jīng)由重力助流轉移 通過壓力降低容器140和再生容器170且經(jīng)由管線470離開。再生催化劑可通過進入具有 至少部分通過管線428供應的空氣作為提升氣體的提升機454重復循環(huán)。關于圖4，又一 示例性烴轉化單元600可包括第一套組604、第二套組606和第三套組608。套組604、606 或608各自可包括多個基本垂直對準的容器。詳細地講，對準容器允許將催化劑從一個容 器重力加速轉移到下一容器。此外，形成三組容器可幫助進一步降低單元600的總高度，且 允許在氧氣環(huán)境與氮氣環(huán)境之間使用更大壓差以降低單元由于工藝失常而停工的可能性。 催化劑可通過提升機310、314和614在套組604、606和608之間輸送，提升機310、314和 614使用分別包含氫氣、氮氣和氮氣的流體且可提供恒定催化劑流量。一般來說，已在上文 描述了這些提升機310、314和614且它們與上文所述的提升機基本類似。如上所述，第一套組604可包括第一淘析容器120、壓力降低容器140和再生容 器170。來自淘析容器120的氮氣可用以在提升機314中轉移催化劑。在一個示例性實 施方案中，再生容器170基底與提升機614基底之間的壓差可為14kPa(2psi)。該壓差從 2kPa(0. 3psi)增加可允許單元600以對單元失常更大的容許限度操作。第二套組606可包括第二淘析容器410和如上所述的裝置200。一般來說，經(jīng)由管 線422將氮氣供應到淘析容器410且可經(jīng)由管線636將過量氮氣供應到提升機614。如上所述，第三套組608可包括還原容器320和反應器330。催化劑可通過重力助 流轉移自還原容器320傳遞到反應器330。
在操作中，從第一套組604開始，自提升機314傳遞的廢催化劑可進入淘析容器 120。所述催化劑可通過重力助流轉移從淘析容器120傳遞到壓力降低容器140中，過后通 過重力助流轉移進入再生容器170。在經(jīng)由管線154離開再生容器170之后，再生催化劑可進入至少部分供應有來自第二淘析容器410的氮氣的提升機614，進入第二套組606的第二淘析容器410。所述催化 劑可通過重力助流轉移自淘析容器410傳遞到裝置200中。在離開接受器容器250之后， 催化劑可進入供應有氫氣的提升機310。所述催化劑可離開提升機310且進入還原容器320。隨后，催化劑可通過重力助流 轉移離開還原容器320進入反應器330中。在使烴流轉化之后，廢催化劑可經(jīng)管線380離 開反應器330且進入提升機314以重復流程。任選可提供一個或多個與儲存容器210和再生容器170連通的差壓控制器以在容 器410與210之間提供7kPa(lpSi)的壓差且在提升機636基底與再生容器170基底之間 提供14kPa(2psi)的壓差。另外，淘析容器410相對于儲存容器210可具有7kPa(lpSi)的 壓差以幫助使反應器330的氣氛與提升機614隔離。雖然上文已描述了轉移裝置200和440，但可使用其它轉移裝置。例如，代替裝置 200，圖5中描繪了示例性裝置800，例如無閥閉鎖式料斗800，且可使用示例性裝置800。無 閥閉鎖式料斗800可包括第一腔室820、第二腔室830和第三腔室840。管線可與無閥閉鎖 式料斗800連通以允許催化劑通過重力助流轉移傳遞。詳細地講，催化劑可進入第一腔室 820且經(jīng)第二腔室830隨后第三腔室840依次行進。示例性無閥閉鎖式料斗公開在美國專 利第 4，576，712 號(Greenwood)和美國專利第 4，872，969 號(Sechrist)中。盡管上文并未公開，但應當理解的是可安裝多種安全器件(例如隔離閥門)以防 止含氧氣氣體與含氫氣氣體混合。此外，上文已描述了多種壓差，應當理解的是可使用任何 合適的壓差。例如，較大壓差具有使單元對工藝失常具有較大容許限度的優(yōu)勢，但與較低壓 差相比，可需要較大管道長度。而且，上文論述的控制方案僅僅是示例性的且可使用其它合 適的控制機制以例如在比周圍容器和/或管線大的壓力下實施氮氣鼓泡。另外，可使用任 何合適的管線或閥門，盡管上文已論述了具體器件，例如控制閥門和通風管線。在不進一步詳細描述的情況下，相信本領域的技術人員可使用先前描述最大程度 地利用本發(fā)明。因此，先前優(yōu)選的具體實施方案可視為僅是說明性的，而不是無論怎樣以任 何方式對本說明書的剩余部分的限制。在上述內(nèi)容中，除非另有陳述，否則所有溫度都以未校正的攝氏溫度闡述且所有 份數(shù)和百分數(shù)都基于重量計算。本領域的技術人員從上述描述中可容易地確定本發(fā)明的必要特征且可在不脫離 本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出本發(fā)明的各種改變和改進以使其適應各種用法和條件。
權利要求
一種烴轉化單元(400)，其包括a)允許使催化劑從低壓傳遞到高壓的裝置(440)；和b)反應區(qū)(340)；其中所述反應區(qū)(340)通過重力助流轉移接收來自所述裝置(440)的再生催化劑。
2.權利要求1的烴轉化單元(400)，其還包括還原容器(320)和至少一個包括所述反 應區(qū)(340)的反應容器(330)；其中所述還原容器(320)和所述至少一個反應容器(330) 二者通過重力助流轉移接收 再生催化劑。
3.權利要求2的烴轉化單元(400)，其還包括 淘析容器(410)；且所述裝置(440)還包括儲存容器(210)和轉移容器(230)；其中所述淘析容器(410)經(jīng)由提升機(454)接收來自再生區(qū)(160)的再生催化劑且所 述儲存容器(210)通過重力助流轉移接收來自所述淘析容器(410)的再生催化劑，繼而所 述儲存容器(210)通過重力助流轉移將再生催化劑釋放到所述轉移容器(230)中。
4.權利要求3的烴轉化單元(400)，其中所述淘析容器(410)和所述儲存容器(210) 含有包含氮氣的第一氣氛且所述還原容器(320)含有包含氫氣的第二氣氛。
5.權利要求2的烴轉化單元(500)，其還包括 淘析容器(410)；含氮氣容器(510)；且所述裝置(440)還包括儲存容器(210)和轉移容器(230)；其中再生催化劑通過重力助流轉移通過所述淘析容器(410)、含氮氣容器(510)、儲存 容器(210)且隨后傳遞到所述轉移容器(230)。
6.權利要求5的烴轉化單元(500)，其中所述淘析容器(410)含有包含空氣的氣氛，所 述含氮氣容器(510)和儲存容器(210)含有包含氮氣的氣氛，且所述還原容器(320)含有 包含氫氣的氣氛。
7.權利要求1的烴轉化單元(500)，其中所述裝置(800)包括無閥閉鎖式料斗(800)。
8.權利要求3的烴轉化單元(500)，其中所述淘析容器(410)含有包含基本為空氣的氣氛。
9.權利要求1的烴轉化單元(500)，其還包括 淘析容器(120)；壓力降低容器(140)；和 再生容器(170)；其中廢催化劑通過重力助流轉移從所述淘析容器(120)、所述壓力降低容器(140)通 過，隨后傳遞到所述再生容器(170)。
10.權利要求3的烴轉化單元，其中容器(410)、(210)、(230)、(320)和(330)基本垂 直對準以使再生催化劑通過重力助流轉移傳遞。
全文摘要
一個實施方案包括一種用于在烴轉化單元中將催化劑從再生區(qū)轉移到反應區(qū)的裝置，所述裝置包括轉移容器和第一管線、第二管線以及第三管線。所述轉移容器可將再生催化劑從處于第一壓力的再生區(qū)轉移到處于第二壓力的反應區(qū)，其中第二壓力大于第一壓力。一般來說，第一管線將所述催化劑傳送到所述轉移容器且第二管線從所述轉移容器傳送所述催化劑。允許氣體通過的第三管線可處于比第一壓力高的壓力下，所述第三管線具有與所述轉移容器連通的第一部分且具有與第三閥門和第四閥門連接的第二部分。
文檔編號C10G9/32GK101815776SQ200880110393
公開日2010年8月25日 申請日期2008年7月16日 優(yōu)先權日2007年8月1日
發(fā)明者C·瑙恩黑默, D·J·費克托, P·A·塞奇里斯特 申請人:環(huán)球油品有限責任公司