[发明专利]流化床反应器及其应用、以及用于烃油吸附脱硫的方法

说明书

流化床反应器及其应用以及用于烃油吸附脱硫的方法，流化床反应器包括下部的密相床层和上部的稀相床层，稀相床层内设置颗粒预分离器和内层细粉收集锥(5)；所述的颗粒预分离器由外层导流体(2)和次层导流锥(4)组成，所述的外层导流体(2)由顶板、直筒段、锥体段和外层导流体下料管(13)组成，所述的直筒段侧面设置进风口(3)，所述的次层导流锥的锥体裙边与反应器筒体无缝连接，其底部开口于所述的外层导流体内；所述的内层细粉收集锥(5)顶部由筋板与反应筒体连接；所述的外层导流体下料管(13)和内层细粉收集锥下料管(9)底部开口于密相床层内。本发明提供的流化床反应器应用过程中可减小颗粒分离过程中的磨损，延长装置运转周期。

技术领域

本发明涉及一种流化床反应器及其应用，更具体地说，涉及一种催化剂颗粒预分选的流化床反应器及其应用。

背景技术

燃料油总是含有部分有机硫。这些有机硫在燃烧时会释放出SO_x，其中，最主要的是二氧化硫。二氧化硫是大气环境主要的污染源，是形成酸雨的直接原因。为了控制大气污染，各国相继立法对汽油中的硫含量提出了越来越严格的限制。欧、美等国家和地区最早提出了汽油硫含量≯10μg/g的“无硫汽油”标准，我国最近也在全面实施国Ⅳ、Ⅴ汽油标准。

目前，油品的深度脱硫方法主要有加氢精制和吸附脱硫两种方法，但加氢脱硫普遍存在操作条件苛刻、氢耗高等不足。特别是对催化裂化汽油来说，加氢脱硫易于使汽油中的烯烃和芳烃饱和，从而造成汽油辛烷值的损失。因此，需要一种在保持汽油辛烷值的同时实现脱硫的方法。

CN1048418C提出了一种用含有氧化锌、二氧化硅和氧化铝的新型可流化吸收组合物与含硫烃原料相接触，进而脱除烃原料中的硫的方法，可以实现在汽油辛烷值损失小的条件下脱硫的效果。

CN1658965A提出了一种从含烃流体物流中脱硫的方法和装置，在流化床反应器内让烃类与吸附硫的固体颗粒催化剂接触，在流化床内设置导向内构件来约束烃类流体和固体催化剂颗粒的流动路径，强化气固两相的接触和反应，从而实现超低硫汽油的生产。

从工业应用来看，通过吸附脱硫模式在深度脱硫的前提下，可大大缓解催化汽油在脱硫中的辛烷值损失。吸附脱硫工艺通过将硫化氢中的硫转化成为硫化锌来固定烃原料中的硫，在再生器中通入氧气进行燃烧反应，使催化剂颗粒中的ZnS与氧气反应生成氧化锌和二氧化硫，从而恢复催化剂吸附活性。

现有的工业催化汽油吸附脱硫装置一般采用内置式金属过滤器回收催化剂。但是金属过滤器的孔径很小，当装置运行一段时间以后，装置内的细粉不断增加，金属过滤筒的孔径不断慢慢堵塞，金属过滤筒阻力会不断增加，过滤器的反吹频率也随之增加，当增加到一定的频率后，再继续增加，对过滤器的阻力降的恢复作用视乎很小，以至于最后反应系统中的压力平衡遭到破坏，造成催化剂流动推动力不足，无法使催化剂正常流入到反应接收器内，造成催化剂的流动不畅，影响装置的正常运转。目前的工业应用装置检修频繁，都无法实现与其配套的催化裂化装置4年一检修周期的同步运行。

如果在反应器内增加一个分离构件，对其稀相含尘气进行初步的预分离，降低进入过滤器中含尘气的浓度，势必将降低金属过滤器的负荷，延缓过滤器压降升高过快的时间，将会实现与其配套的催化裂化装置4年一检修周期的同步运行的可能。

旋风分离器是一种常用于分离含尘气中固体粉料，降低含尘气中固体粉料的浓度，然而相比于其它固体催化剂而言，吸附脱硫用催化剂的机械强度略低些，如果在吸附脱硫反应器中采用常规旋风分离器对脱硫吸附反应器内稀相悬浮含尘气体进行预分离处理，由于旋风分离器中气流的流速较高，因此在分离油气与催化剂颗粒时，颗粒与颗粒之间以及颗粒与旋风分离器器壁之间的强烈碰撞，极易造成催化剂破碎。反而加上大量催化剂破碎，造成流化床反应器内细粉量更多，催化剂消耗更快；金属过滤器的负荷更大，更容易造成金属过滤器的压降快速升高的几率。