專利名稱：一種制備催化裂化催化劑的設備的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種制備催化裂化催化劑的設備。
背景技術：
在催化裂化催化劑中，分子篩是一種應用非常廣泛的材料，同時也是非常重要的一種組分，分子篩的性能直接影響到催化裂化催化劑的反應性能。根據不同的需要，可以對分子篩進行不同的改性以達到使用的要求。比如高硅鋁比的分子篩普遍被認為是催化裂化催化劑所需求的。在制備高硅鋁比的分子篩方面，主要有以下幾種方法氟硅酸銨法抽鋁補硅、水熱法抽鋁補硅和氣相化學法抽鋁補硅。氟硅酸銨法抽鋁補硅(也稱為化學法抽鋁補硅)主要是用氟硅酸銨脫鋁補硅，獲得的分子篩的結晶度高，Si/Al比及熱穩定性高，但脫鋁過程中形成的難溶物AlFjn殘留的氟硅酸鹽影響水熱穩定性，還會污染環境。水熱法仍是目前工業上普遍采用的方法，但是在水熱過程中存在脫鋁后補硅不及時，易造成晶格塌陷，且非骨架鋁碎片堵塞孔道，這不僅影響了活性中心的可接近性，也影響其熱穩定性的進一步提高。氣相化學法抽鋁補硅的特點是脫鋁均勻，補硅及時，產品結晶保留度高，熱穩定性好，孔道暢通。例如，CN1057977C公開了一種含富硅超穩Y沸石的催化劑組合物的制備方法，它包括將含水量小于900ppm的干燥空氣攜帶的四氯化硅氣體與NaY沸石和耐熱無機氧化物的干燥成型物按四氯化硅總量成型物=0. 1-0.8 1的重量比，在150-550°C接觸反應10分鐘至5小時，所述干燥成型物中粒徑為35-125微米的顆粒占總顆粒數的80%以上， NaY沸石和耐熱無機氧化物的重量比為1 0.2-1.0，NaY沸石的硅鋁比為3-6。該方法所用成型物流動性好，避免了聚結成塊和堵塞的現象，易于實現連續化大規模生產。CN1121903C公開了一種稀土高硅Y型沸石的制備方法，該方法包括將含稀土的Y 型沸石進行干燥處理，使其水含量低于10重量％后，按照四氯化硅Y沸石=0.1-0.9 1 的重量比，通入干燥空氣攜帶的四氯化硅氣體，在溫度150-600°C下，反應10分鐘至6小時， 反應后，用干燥空氣吹掃5分鐘至2小時，用脫陽離子水洗滌除去沸石中殘存的Na+、Cl—、 Al3+等可溶性副產物。該方法較現有技術更簡單、節省能源且無污染。CN1281493C公開了含稀土高硅Y型沸石及其制備方法，該沸石含有稀土，且該沸石的硅鋁比為5-30，初始晶胞常數為2. 430-2. 465nm，平衡晶胞常數與初始晶胞常數的比值至少為0. 985。該沸石的制備方法包括將含稀土 Y型沸石與四氯化硅接觸，所述接觸在一個反應設備中進行，該設備如圖1所示，包括一個反應釜(1)，一個進料口(2)和一個出氣口(3)，在反應釜(1)的內部還包括一個攪拌器(4)，出氣口(3)上安裝有一個氣固分離器 (5)，氣固分離器(5)所含孔的孔直徑和孔隙度保證氣體能通過而沸石固體顆粒不能通過， 攪拌器(4)的攪拌桿伸出反應釜(1)外，在攪拌器(4)的攪拌下，所述含稀土的Y型沸石與四氯化碳氣體接觸，接觸的溫度為100-500°C，接觸的時間為5分鐘至10小時，含稀土的Y型沸石與四氯化碳的重量比為1 0.05-0.5，所述含稀土的Y型沸石的硅鋁比為3-8，晶胞常數為2. 45-2. 48nm。該方法使四氯化硅氣體與分子篩固體顆粒接觸反應更加均勻，避免了分子篩固體顆粒之間的聚結成致密塊狀物的現象，可以降低勞動強度，能減少環境污染，顯著地降低了生產成本，易于進行大規模工業應用。顯然，上面所述方法所需的接觸時間一般都比較長，需要數小時，加上反應前的裝料和反應完畢后的卸料，一般一個白班至多只能進行一次上述脫鋁補硅反應，即便采用倒班的作業方式也只能進行兩次上述脫鋁補硅反應，而且由于反應釜中需要攪拌，因此反應釜也不可能無限大，基于目前的水平，能用于上述脫鋁補硅反應的最大的反應釜的產能為 600kg，繼續增大反應釜，則反應釜內很難保證充分攪拌，因此，采用上述反應釜的方式，一天至多可以獲得1200kg的高硅分子篩。而且，在上述現有技術的方法中，為了保證獲得的分子篩的高硅含量，一般都使SiCl4遠遠過量，過量的SiCl4的使用無疑增加了生產成本和環保費用。另一方面，上述方法都需要非常繁雜的人工操作，諸如人工裝料、人工卸料及在反應完成后需要長時間的吹掃管線等，這些不但帶來人工勞動強度大，生產效率很低的問題，而且，裝料和卸料時的分子篩粉塵以及過量的SiCl4還造成嚴重的環境污染和嚴重危害操作人員的健康。因此，上述釜式的氣相超穩工藝很難進行工業化生產。
發明內容
針對釜式的氣相超穩工藝存在的嚴重缺點，本發明的目的是開發一種能夠降低 SiCl4用量、降低勞動強度且極大提高生產效率的適用于連續化工業化生產的制備催化裂化催化劑的設備。本發明提供一種制備催化裂化催化劑的設備，該設備包括氣相補硅單元、打漿機和造粒器，所述氣相補硅單元包括管狀反應器、氣固分離器、吸收塔和氣體混合器，所述管狀反應器包括加熱器、至少一個進料口、出料口和管體，進料口的一個和出料口分別位于所述管體的兩個端部，所述管狀反應器分別通過一個進料口和所述出料口與所述氣體混合單元和氣固分離器連通，所述氣固分離器的上部和下部還分別與所述吸收塔和打漿機連通， 所述氣固分離器與出料口連接的位置低于所述氣固分離器與所述吸收塔連接的位置，所述造粒器接收來自打漿機的物料；所述原料混合單元用于將不同的氣體混合和/或將氣體與固體混合，所述原料混合單元通過所述進料口中的一個與所述管狀反應器連通；所述氣固分離器通過所述出料口與管狀反應器連通，所述加熱器用于對管狀反應器中的物料進行加熱。本發明提供的制備催化裂化催化劑的設備通過將氣相SiCl4與惰性載氣在氣體混合器中混合均勻后，與分子篩與從管狀反應器的進料口送入帶加熱器的管狀反應器內，在管狀反應器內充分反應后再從出料口排出至氣固分離器中；固體留在氣固分離器中，并進一步于打漿機和造粒器中進行打漿和造粒，得到催化裂化催化劑；氣相組分則進入吸收塔， 吸收掉少量過量的SiCl4后的載氣能夠直接排放或者循環使用。由此可見，本發明提供的氣相法制備高硅分子篩的設備由于使分子篩與SiCl4的接觸在管狀反應器內進行，因而能夠實現分子篩與SiCl4的接觸反應連續進行；通過控制載氣的流速和管狀反應器的長度，能夠控制分子篩與SiCl4接觸的時間，從而能夠使分子篩與SiCl4的接觸反應在管狀反應器內充分的進行，通過使分子篩與含氣相SiCl4的氣體均勻混合，從而保證了補硅反應能夠均勻且充分的進行，因此制備的分子篩的結晶度更高，質量更穩定，性能更好；通過控制反應溫度， 可以控制脫鋁補硅的深度，得到不同脫鋁程度的超穩分子篩。與現有的釜式氣相超穩工藝相比，本發明提供的制備催化裂化催化劑的設備所用氣相補硅單元能夠實現連續化氣相超穩反應制備高硅分子篩，從而為連續化制備催化裂化催化劑提供保證，且反應操作可以全部自動化連續化進行，人工勞動強度小，而且生產效率高，產品性能穩定，使得分子篩連續化氣相超穩工藝的工業化生產成為現實。并且本發明設備設有加熱裝置，可以根據需要調節分子篩與SiCl4接觸的溫度。實驗證明，采用 CN1281493C公開的釜式反應法，即便采用倒班的作業方式，每天也至多能夠生產1200kg的高硅分子篩，而采用本發明提供的上述設備的氣相補硅單元，每小時即可生產IOOOkg的高硅分子篩，每天可生產MOOOkg的高硅分子篩，其生產效率是CN1281493C公開的釜式反應法的20倍，而且工人的勞動作業強度也大大降低了，由此可見，本發明提供的設備的經濟效益是非常顯著的。
圖1為現有技術的用于氣相法制備高硅分子篩的設備的結構示意圖；圖2為本發明提供的用于制備催化裂化催化劑的設備的結構示意圖。圖3為圖2所示設備的管狀反應器1的第一傾斜段131的軸線與水平面之間的夾角α的示意圖；圖4為圖2所示設備的管狀反應器1的第二傾斜段132的軸線與水平面之間的夾角β的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖進一步詳細說明本發明提供的設備。如圖2所示，根據本發明提供的用于制備催化裂化催化劑的設備，其中，所述管狀反應器1的長度以能夠保證所述分子篩與SiCl4的反應充分進行即可。管道太短，不足以使分子篩與SiCl4的反應充分進行或者為保證分子篩與SiCl4的反應充分進行，生產效率太低。盡管比較長的管道有利于提供更長的接觸時間，但是管道越長，所需的輸送分子篩和氣體等原料所需的動力越大，對相應的提供動力的裝置的要求也就越高，而且，反應時間太長，容易導致分子篩的結晶度降低。因此，綜合考慮反應的充分進行、反應所需的動力和生產效率，本發明的發明人發現，所述管狀反應器的長度為5-100米是較佳的，因此，本發明優選所述管狀反應器的長度為5-100米，進一步優選為7-95米，更進一步優選為50-95米。 所述管狀反應器的直徑優選為0. 01-1. 5米，進一步優選為0. 02-1. 4米，更進一步優選為 0. 1-1. 4 米。根據本發明提供的設備，所述的管式反應器可以是直管、彎管和折線管，其管徑可以相同或不同，盡管直線的管道也能實現分子篩與SiCl4的反應充分進行的目的，但是，優選情況下，為了防止在管狀反應器內氣流不穩定的情況下引起的氣固分離器內的分子篩倒流到管狀反應器內的情況的發生，并進一步充分保證在較短的管道內實現較充分的接觸， 如圖2所示，所述管體13包括第一傾斜段131和豎直段132，所述第一傾斜段131的一端與所述豎直段132的一端相接，所述出料口位于所述第一傾斜段131的另一端，且所述第一傾斜段131與所述豎直段132連接的位置高于所述出料口所在的位置。在該優選情況下，所述第一傾斜段131的設置能夠有效防止上述倒吸現象的發生，所述豎直段132則使得所述管狀反應器類似于提升管反應器，用于使分子篩進行脫鋁補硅反應，并將分子篩物流輸送到較高的位置。本發明中，所述豎直段并非絕對的垂直于水平面，只要看起來是豎直朝上即按在該范圍內。所述第一傾斜段131與豎直段132之間的夾角可以為10-90°，優選為30-80°， 即當所述豎直段132垂直于水平面時，如圖3所示，所述第一傾斜段131的軸線與水平面之間的夾角α可以為大于0°至80° (大于0°且小于等于80° )，優選情況下，所述第一傾斜段131的軸線與水平面之間的夾角為10°至60°。在該優選情況下，能夠使得分子篩和SiCl4在第一傾斜段131也能充分進行反應，而不至因重力作用而快速進入氣固分離器2 中。根據本發明提供的設備，優選情況下，所述第一傾斜段131和豎直段132的長度比為0.1-10 1，進一步優選為0. 2-9 1，更進一步優選0.4-0. 6 1。根據本發明的一種優選實施方式，所述管體13還包括第二傾斜段133，所述第二傾斜段133的一端與所述豎直段132的另一端相接，所述第二傾斜段133的另一端為一個進料口。這樣設置可以避免分子篩固體物料在重力的作用下的流動速度過快，增加反應物料間的接觸反應時間。進一步優選情況下，所述第二傾斜段133具有進料口的端部所在的位置高于所述第二傾斜段133與所述豎直段132連接的位置，以便分子篩固體物料能夠依靠本身的重力作用直接進入第二傾斜段133中，然后可在載氣的攜帶下進一步輸送。所述第二傾斜段133與豎直段132之間的夾角可以為10-90°，優選為30-80°， 即當所述豎直段132垂直于水平面時，如圖4所示，根據本發明提供的設備，所述第二傾斜段133的軸線與水平面之間的夾角β可以為大于0°至80° (大于0°且小于等于80° )， 優選為10°至60°。在該優選情況下，能夠使得分子篩和SiCl4在第一傾斜段131也能充分進行反應，而不至因重力作用而快速進入豎直段132的端部。進一步優選情況下，所述第二傾斜段133和豎直段132的長度比為0.1-10 1，更優選為0.2-9 1，更進一步優選為0.3-0. 9 1。第一傾斜段、第二傾斜段和豎直段它們之間的直徑可以相同也可以不同，各段優選為等直徑。本發明中，所述氣固分離器2用于收集與SiCl4氣體接觸后的分子篩。在該氣固分離器內，將固體分子篩和氣體進行分離，從而獲得高硅分子篩產品。各種能夠實現上述目的的容器均可作為本發明的氣固分離器2，本發明對其形狀可以沒有特別的限定，例如可以為圓柱狀。進一步優選情況下，所述氣固分離器2的底部為端部具有開口的錐形。從而獲得的高硅分子篩能夠從所述開口排出。為了使反應后的混合物中的氣體組分盡可能進入吸收塔而不從上述開口排出，優選情況下，所述氣固分離器2與管狀反應器1出料口連接的位置高于所述錐形的起始位置。 進一步優選情況下，所述氣固分離器2與管狀反應器1出料口連接的位置位于所述氣固分離器2的中上部，氣固分離器2通過其頂部開口與所述吸收塔3連通。所述吸收塔3用于吸收過量的未反應的SiCl4,從而使氣固分離器出來的氣體達到排放標準。所述吸收塔3可以是本領域常規使用的各種吸收塔，只要能吸收SiCl4即可。一般使用堿液如氫氧化鈉水溶液吸收SiCl4。因此，本發明中，所述吸收塔3優選包括至少一個入口和至少兩個出口，所述入口中的一個與氣固分離器2連通，優選該入口位于所述吸收塔的中上部。所述出口至少包括分別位于所述吸收塔的頂部和底部的兩個出口，分別用于排放氣體(空氣)和吸收廢液，還可以包括補充用于吸收SiCl4W吸收液例如氫氧化鈉水溶液入口。為了保證排出的空氣中SiCl4含量足夠低，優選情況下，所述吸收塔為串聯的多個。串聯的多個吸收塔對SiCI4B成多級吸收。所述原料混合單元5用于將不同的氣體混合和/或將氣體與固體混合，所述原料混合單元5通過所述進料口中的一個與所述管狀反應器1連通。所述原料混合單元5可以用于只將不同氣體(惰性載氣和SiCl4氣體)混合，也可以用于分步或同時將不同氣體(惰性載氣和SiCl4氣體)混合并將氣體與固體(分子篩)混合，并將混合物通過所述進料口中的一個輸送至管狀反應器1。因此，按照本發明一個實施方式，所述原料混合單元5可以包括氣固混合器和/或氣體混合器，氣固混合器和/或氣體混合器通過所述進料口中的一個與所述管狀反應器1 連通。所述進料口可以是一個或者多個，例如，當所述原料混合單元5用于只將不同氣體(惰性載氣和SiCl4氣體)混合時，也即只包括氣體混合器時，所述進料口為多個，原料混合單元5通過多個進料口中的一個與所述管狀反應器1連通，用于向所述管狀反應器1中輸送混合氣體(惰性載氣和SiCl4氣體的混合氣)，多個進料口中的其他進料口沿管體13 的徑向和/或軸向分布，用于向所述管狀反應器1中輸送固體(分子篩)。此時，優選地， 所述進料口為2-10個；為了使混合氣與分子篩混合更均勻，并且分子篩更容易被混合氣攜帶，所述進料口更優選為4-10個。按照本發明另外一個優選的實施方式，所述進料口為一個，所述原料混合單元5 包括氣固混合器和氣體混合器，氣體混合器與氣固混合器連通，氣固混合器通過所述進料口與所述管狀反應器1連通。這樣所有反應物在進入管狀反應器1之前，就得到充分的混合，混合更加充分、均勻，因而使得分子篩與SiCl4氣體在進入管狀反應器1之后的接觸更加均勻和充分，得到的產品的性質更加一致。所述氣體混合器可以是本領域技術人員公知的各種能夠實現氣相四氯化硅與載氣混合的裝置，例如，可以為管道，即將氣相四氯化硅與載氣同時送入管道中進行混合。所述氣固混合器可以是本領域技術人員公知的各種能夠用于將氣相四氯化硅和/或載氣與分子篩混合均勻的裝置，例如所述氣固混合器可以為圓筒混合器，該圓筒混合器包括圓筒狀主體和位于圓筒狀主體內的格柵。所述格柵優選為沿筒狀主體的軸向以螺旋上升的方式固定在圓筒狀主體內壁上的不銹鋼板，格柵用于使原料即氣相四氯化硅和分子篩分散均勻并增加原料間的接觸時間，格柵板的螺距優選為0. 1 1米，更優選為0. 2 0. 7米，格柵板的寬度(即格柵從圓筒狀主體的內壁到圓筒狀主體的軸線之間的距離)優選為圓筒狀主體的直徑的三分之一到三分之二。進一步優選所述氣體混合器和氣固混合器均為圓筒型， 且二者的圓筒為一體結構。本發明提供的催化裂化催化劑制備設備，管體的內部和/或部還設有加熱設備 6 (圖2為示意圖，不影響本領域技術人員對本發明的理解)用于對管體中的物料進行加熱。所述加熱設備可以是電加熱帶、微波加熱器、過熱蒸汽套管或盤管中的一種或多種。優選， 所述加熱器為電加熱帶，所述電加熱帶為多條，將管體13分為多段，在每段管體的外壁分別纏繞一個電加熱帶，每段管體的長度優選為2-20米。為了防止提升段由于生產波動造成的物料沉積堵塞管路，第二傾斜段與豎直段連接的部位還可設有氣體進口，用以送入載氣，以將沉積的分子篩吹起，防止管路堵塞；所述氣體進口通入的載氣還可以包含氣態四氯化硅，既可防止物料在此沉降，又可補充四氯化娃。本發明中，所述惰性載氣可以是各種在SiCl4氣體與分子篩反應的條件下呈惰性的氣體，即所述惰性載氣(或稱載氣)可以是各種不干擾SiCl4氣體與分子篩在管狀反應器內反應的氣體，例如可以是空氣、氮氣、氦氣、氖氣、氬氣和氙氣中的一種或多種。由于SiCl4 對水敏感，因此，優選情況下，上述惰性載氣流為干燥的惰性載氣流，進一步優選所述惰性載氣流的含水量不超過lOOppm。為了獲得SiCl4氣體，優選情況下，本發明的制備分子篩的設備還包括一個氣化裝置，用于將液體SiCl4氣化，所述氣化裝置為本領域公知的氣化裝置，在這里不再詳述。根據本發明的優選實施方式，結合設備描述本發明提供的設備及其制備分子篩的方法的工藝流程圖如圖2所示。先通過氣化裝置使四氯化硅b氣化，得到SiCl4氣體，將該 SiCl4氣體、載氣c在氣體混合器例如管道中混合，再將混合后的氣體原料與分子篩a在氣固混合器例如氣固噴射混合器中混合均勻，最后將混合后的原料送入管體設置有加熱器的管狀反應器1內，分子篩a和SiCl4氣體在惰性載氣攜帶下在管狀反應器1內流動接觸，同時通過設置在管體的加熱器6對管狀反應器1進行加熱，以保證管狀反應器1內的所需要的反應溫度，之后進入氣固分離器2，在氣固分離器2內，分子篩d沉降在氣固分離器2的底部，直接或定期排出，惰性載氣和過量的SiCl4氣體則通過氣固分離器2頂部的出口進入吸收塔3內，與吸收塔3中的吸收劑堿液接觸，載氣(尾氣e)從堿液中溢出，從吸收塔3頂部的出口排出，SiCl4則與堿液反應，之后通過底部出口直接或定期排出f。采用本發明提供的設備對分子篩進行氣相脫鋁補硅時，所述氣相脫鋁補硅的條件包括分子篩的固含量優選大于98重量％，所述分子篩的固含量為分子篩經過高溫焙燒后的重量與焙燒前的重量比，即分子篩的固含量=100%-分子篩的含水量；分子篩的溫度為 200-600°C, SiCl4的溫度為60-150°C，SiCl4與分子篩的重量比優選為0. 01-1，進一步優選為0. 05-0. 6，分子篩與SiCl4氣體的接觸溫度為250-700°C，進一步優選為300_650°C ;SiCl4 與分子篩在管狀反應器內的停留時間為10秒至100分鐘，優選為1分鐘至20分鐘，SiCl4 與分子篩在管狀反應器內的停留時間為管狀反應器的長度除以混合原料的流速所得的值。 由于混合原料是由SiCl4與分子篩以及可選擇的惰性載氣混合得到的，因此混合原料的流速為各個成分的流速綜合結果。惰性載氣流的流速優選為0. 015-3m/s，更優選為0. 03_3m/ s，進一步優選為0. 1-2. 5m/s。相對于直徑為0. 01-1. 5米、長度為50-95米的管狀反應器， 分子篩的流量優選為50-2000kg/小時，進一步優選為100-1500kg/小時，更進一步優選為 200-1200kg/小時。空氣的溫度優選為50-350°C，進一步優選為100-250°C。由于焙燒后的分子篩的溫度通常為300°C以上，因此上述分子篩的溫度在反應開始時可以通過將管狀反應器與焙燒爐相結合而獲得，也就是說，優選情況下，本發明提供的制備催化劑的設備優選與焙燒爐連通，并作為焙燒爐的下游設備，這樣一方面能夠利用焙燒后分子篩的高溫作為脫鋁補硅反應的熱源，啟動脫鋁補硅反應，從而節約能源；另一方面還能節約加熱分子篩的時間，從而使反應在較短的時間內即可充分進行。但是，僅靠來自焙燒爐的熱量不能滿足進一步提高脫鋁補硅反應的程度的要求。本發明通過使用設置有加熱器的管狀反應器，因此在反應過程中，可以通過管狀反應器的加熱器及時地對管狀反應器內的物料進行加熱，從而保證管狀反應器內管段的反應溫度并能提高反應溫度滿足更高程度的抽鋁補硅反應的進行，進而可以得到更高硅鋁比的穩定性更好的產品。本發明提供的制備催化裂化催化劑的設備可以用于通過對各種分子篩進行氣相脫鋁補硅后制備催化裂化催化劑，例如所述分子篩可以是不同稀土含量的Y型分子篩。由于本發明主要涉及對制備催化裂化催化劑所用分子篩的改進，因此對打漿和造粒所用設備打漿機4和造粒器沒有特別限定，可以是本領域常規使用的打漿機和造粒器， 例如打漿機可以包括容器和攪拌器，所述容器可以是敞口容器，也可以是具有至少一個開口的密閉容器。所述造粒器例如可以是本領域常規使用的噴霧干燥器。下面的實施例將對本發明予以進一步的說明，但并不因此而限制本發明。實施例1-5用于說明本發明提供的制備催化裂化催化劑的設備的氣相補硅單元及其制備高硅分子篩的方法。所用原料為含稀土的Y型分子篩，性質見表0。實施例1使用厚度為3毫米的工業牌號為NiCrlSTi的不銹鋼制作圖2所示的制備分子篩的設備，其中管狀反應器1的管體13由第一傾斜段131、豎直段132和第二傾斜段133構成， 第一傾斜段131的長度為20米，直徑為0. 8米，豎直段132的長度為40米，直徑為0. 8米， 第二傾斜段133的長度為15米，直徑為0. 8米，豎直段132垂直于水平面，第一傾斜段131 的軸線與水平面之間的夾角為75°，第二傾斜段133的軸線與水平面之間的夾角為65°， 第二傾斜段133的端口為進料口(第二傾斜段133進料口的位置高于其與豎直段連接的位置)，氣固分離器2的上部為直徑為6米、高為14米的圓柱形，下部為具有開口錐形，錐角為45°，且開口處設置有閥，出料口位于距氣固分離器頂部1米的位置，吸收塔3內盛有濃度為10摩爾/升的氫氧化鈉水溶液，吸收塔3和氣固分離器2之間通過導管連接，導管深入氫氧化鈉水溶液中；原料混合單元5包括長為5米、直徑為0. 8米的圓筒混合器，圓筒混合器的一端與進料口連通，沿圓筒混合器的軸向距進料口 2. 5米的位置設置有分子篩入口，從該分子篩入口至進料口的這一段圓筒混合器內壁上分布有一組螺旋上升的不銹鋼格柵板，格柵板的螺距為0. 3米，格柵板的寬度為0. 4米，由此該圓筒混合器分為兩部分，第一部分作為氣體混合器，第二部分設置有格柵板，從而作為氣固混合器。按照圖2所示，將溫度為100°C的干燥空氣和溫度為90°C的SiCl4氣體送入原料混合單元5中的氣體混合器混合均勻后，與從管道的分子篩入口進入的、來自焙燒爐的溫度為600°C的含稀土的Y型分子篩(表0中的原料1)在設置有格柵的管道內即氣固混合器中混合均勻后由進料口連續送入管狀反應器1的管體13內，同時將管狀反應器的管體13 分成15段，每段長5米，在每段管體上的外壁纏繞一個電加熱帶對管狀反應器進行加熱，使管狀反應器1內各部分的溫度均為400°C，進入混合單元5的SiCl4與惰性載氣的混合氣流量由質量流量計控制且SiCl4與分子篩的重量比為0. 30，分子篩的進料量為800kg/小時， 混合氣體的流量使分子篩在管狀反應器1內的停留時間為10分鐘。反應進行1小時后，將氣固分離器2內的分子篩從錐形底部的開口排出，之后與脫陽離子水打漿、洗滌、過濾并在120°C烘箱中烘干后，得到高硅分子篩A，其主要性質列于表1中。實施例2使用厚度為3毫米的工業牌號為NiCrlSTi的不銹鋼制作圖2所示的制備分子篩的設備，其中管狀反應器1的管體13由第一傾斜段131、豎直段132和第二傾斜段133構成，第一傾斜段131的長度為25米，直徑為0. 4米，豎直段132的長度為45米，直徑為0. 4 米，第二傾斜段133的長度為25米，直徑為0. 4米，豎直段132垂直于水平面，第一傾斜段131的軸線與水平面之間的夾角為55°，第二傾斜段133的軸線與水平面之間的夾角為 55°，第二傾斜段133的端口為進料口(其位置高于第二傾斜段133與豎直段132連接的位置)，氣固分離器2的上部為直徑為5米、高為10米的圓柱形，下部為具有開口錐形，錐角為35°，且開口處設置有閥，出料口位于距氣固分離器頂部2米的位置，吸收塔3內盛有濃度為1摩爾/升的氫氧化鈉水溶液，吸收塔3和氣固分離器2之間通過導管連接，導管深入氫氧化鈉水溶液中；原料混合單元5包括長為5米、直徑為0. 8米的圓筒混合器，圓筒混合器的一端與進料口連通，沿圓筒混合器的軸向距進料口 2. 5米的位置設置有分子篩入口，從該分子篩入口至進料口的這一段圓筒混合器內壁上分布有一組螺旋上升的不銹鋼格柵板，格柵板的螺距為0. 3米，格柵板的寬度為0. 4米，由此該圓筒混合器分為兩部分，第一部分作為氣體混合器，第二部分設置有格柵板，從而作為氣固混合器；。按照圖2所示，將溫度為200°C的干燥空氣和溫度為130°C的SiCl4氣體送入原料混合單元5中的氣體混合器混合均勻后，與從管道的分子篩入口進入的、來自焙燒爐的溫度為500°C的含稀土的Y型分子篩(表0中的原料2)在設置有格柵的管道內即氣固混合器中混合均勻后由進料口連續送入管狀反應器1的管體13內，同時將管狀反應器的管體13 分成9段，每段長10米，在每段管體上的外壁纏繞一個電加熱帶對管狀反應器進行加熱，使管狀反應器1內各部分的溫度均為500°C，進入原料混合單元5的SiCl4與惰性載氣的混合氣流量由質量流量計控制且SiCl4與分子篩的重量比為0. 55，分子篩的進料量為700kg/小時，混合氣體的流量使分子篩在管狀反應器內的停留時間為15分鐘。反應進行2小時后， 將氣固分離器2內的分子篩從錐形底部的開口排出，之后與脫陽離子水打漿、洗滌、過濾并在120°C烘箱中烘干后，得到高硅分子篩B，其主要性質列于表1中。實施例3使用厚度為3毫米的工業牌號為NiCrlSTi的不銹鋼制作圖2所示的分子篩氣相補硅設備，其中管狀反應器1的管體13由第一傾斜段131、豎直段132和第二傾斜段133 構成，第一傾斜段131的長度為15米，直徑為1. 2米，豎直段132的長度為35米，直徑為 1. 2米，第二傾斜段133的長度為30米，直徑為1. 2米，豎直段132垂直于水平面，第一傾斜段131的軸線與水平面之間的夾角為45°，第二傾斜段133的軸線與水平面之間的夾角為45°，第二傾斜段132的端口為進料口(其位置高于第二傾斜段133與豎直段132連接的位置)，氣固分離器2的上部為直徑為9米、高為12米的圓柱形，下部為具有開口錐形， 錐角為30°，且開口處設置有閥，出料口位于距氣固分離器頂部4米的位置，吸收塔3內盛有濃度為1摩爾/升的氫氧化鈉水溶液，吸收塔3和氣固分離器2之間通過導管連接，導管深入氫氧化鈉水溶液中；原料混合單元5包括長為5米、直徑為0. 8米的圓筒混合器，圓筒混合器的一端與進料口連通，沿圓筒混合器的軸向距進料口 2. 5米的位置設置有分子篩入口，從該分子篩入口至進料口的這一段圓筒混合器內壁上分布有一組螺旋上升的不銹鋼格柵板，格柵板的螺距為0. 3米，格柵板的寬度為0. 4米，由此該圓筒混合器分為兩部分，第一部分作為氣體混合器，第二部分設置有格柵板，從而作為氣固混合器。按照圖2所示，將溫度為140°C的干燥空氣和溫度為80°C的SiCl4氣體送入原料混合單元5中的氣體混合器混合均勻后，與從管道的分子篩入口進入的、來自焙燒爐的溫度為300°C的含稀土的Y型分子篩(表0中的原料幻在設置有格柵的管道內即氣固混合器中混合均勻后由進料口連續送入管狀反應器1的管體13內，同時將管狀反應器的管體13分成16段，每段長5米，在每段管體上的外壁纏繞一個電加熱帶對管狀反應器進行加熱，使管狀反應器1內各部分的溫度均為300°C，進入原料混合單元5的SiCl4與惰性載氣的混合氣流量由質量流量計控制且SiCl4與分子篩的重量比為0. 05，分子篩的進料量為IOOOkg/小時，干燥空氣的流量使分子篩在管狀反應器內的停留時間為1分鐘。反應進行1小時后，將氣固分離器2內的分子篩從錐形底部的開口排出，之后與脫陽離子水打漿、洗滌、過濾并在 120°C烘箱中烘干后，得到高硅分子篩C，其主要性質列于表1中。實施例4按照實施例3的方法制備高硅分子篩，不同的是，管狀反應器1的長度為25米，其中第一傾斜段131的長度為5米，直徑為1. 2米，豎直段132的長度為10米，直徑為1. 2米， 第二傾斜段133的長度為10米，直徑為1. 2米，同時將管狀反應器的管體13分成5段，每段長5米，在每段管體上的外壁纏繞一個電加熱帶對管狀反應器進行加熱，使管狀反應器1 內各部分的溫度均為300°C，分子篩的進料量為IOOOkg/小時，干燥空氣的流量使分子篩在管狀反應器內的停留時間為30秒鐘，得到高硅分子篩D，其主要性質列于表1中。實施例5按照實施例3的方法制備高硅分子篩，不同的是，混合氣體的流量使分子篩在管狀反應器內的停留時間為40分鐘，得到高硅分子篩E，其主要性質列于表1中。表 0
權利要求
1.一種制備催化裂化催化劑的設備，其特征在于，該設備包括氣相補硅單元、打漿機 (4)和造粒器，所述氣相補硅單元包括管狀反應器(1)、氣固分離器O)、吸收塔(3)和原料混合單元(5)，所述管狀反應器(1)包括加熱器(6)、至少一個進料口、出料口和管體(13)， 進料口中的一個進料口和出料口分別位于所述管體(1 的兩個端部，所述管狀反應器(1) 通過一個進料口與所述原料混合單元( 連通，通過所述出料口與所述氣固分離器(2)連通，所述氣固分離器O)的上部和下部分別與所述吸收塔C3)和打漿機(4)連通，所述氣固分離器O)與出料口連接的位置低于所述氣固分離器(2)與所述吸收塔(3)連接的位置， 所述造粒器接收來自打漿機(4)的物料；所述原料混合單元( 用于將不同的氣體混合和 /或將氣體與固體混合，所述加熱設備(6)能夠對管體(1 進行加熱。
2.根據權利要求1所述的設備，其中，所述管狀反應器(1)的長度為5-100米，直徑為 0. 01-1. 5 米。
3.根據權利要求1或2所述的設備，其中，所述管體(1 包括第一傾斜段(131)和豎直段(132)，所述第一傾斜段(131)的一端與所述豎直段(13 的一端相接，所述出料口位于所述第一傾斜段(131)的另一端，且所述第一傾斜段(131)與所述豎直段(13 連接的位置高于所述出料口所在的位置。
4.根據權利要求3所述的設備，其中，所述第一傾斜段(131)的軸線與豎直段的軸線之間的夾角為大于10°且小于90°。
5.根據權利要求4所述的設備，其中，所述第一傾斜段(131)的軸線與豎直段的軸線之間的夾角為30°至80°。
6.根據權利要求3所述的設備，其中，所述第一傾斜段(131)和豎直段(13 的長度比為 0. 1-10 1。
7.根據權利要求3所述的設備，其中，所述管體(1 還包括第二傾斜段(133)，所述第二傾斜段(133)的一端與所述豎直段(132)的另一端相接，所述進料口中的一個進料口位于所述第二傾斜段(133)的另一端。
8.根據權利要求7所述的設備，其中，所述第二傾斜段(13 的另一端的位置高于所述第二傾斜段(13 與所述豎直段(13 連接的位置。
9.根據權利要求8所述的設備，其中，所述第二傾斜段(13 的軸線與豎直段的軸線之間的夾角大于10°且小于90°。
10.根據權利要求9所述的設備，其中，所述第二傾斜段(133)的軸線與豎直段的軸線之間的夾角為30°至80°。
11.根據權利要求7或8所述的設備，其中，所述第二傾斜段(13 和豎直段(132)的長度比為0. 1-10 1。
12.根據權利要求1所述的設備，其中，所述氣固分離器O)的底部為端部具有開口的錐形。
13.根據權利要求14所述的設備，其中，所述氣固分離器(2)與出料口連接的位置高于所述錐形的起始位置。
14.根據權利要求1所述的設備，其中，所述打漿機(4)包括容器和攪拌器，所述造粒器為噴霧干燥器。
15.根據權利要求1所述的設備，其中，所述的加熱器(6)為設置在所述管體(13)外壁和/或內部的電加熱帶、微波加熱器、蒸汽套管或盤管中的一種或多種。
16.根據權利要求15所述的設備，其中，所述加熱器(6)為電加熱帶，且所述電加熱帶為多條，將管體(13)分為多段，在每段管體(13)的外壁分別纏繞一個電加熱帶。
17.根據權利要求16所述的設備，其中，每段管體(13)的長度為2-20米。
18.根據權利要求1所述的設備，其中，所述原料混合單元(5)包括氣固混合器和/或氣體混合器，所述氣固混合器和/或氣體混合器通過所述進料口中的一個與所述管狀反應器(1)連通。
19.根據權利要求1所述的設備，其中，所述原料混合單元(5)包括氣固混合器和氣體混合器，氣體混合器與氣固混合器連通，氣固混合器通過所述進料口中的一個進料口與所述管狀反應器(1)連通。
全文摘要
一種制備催化裂化催化劑的設備，包括管狀反應器、原料混合單元、氣固分離器、吸收塔、打漿機和造粒器，所述原料混合單元包括氣固混合器和/或氣體混合器，所述管狀反應器包括加熱器、進料口、出料口和管體，所述加熱器能夠對管體進行加熱。本發明提供的制備催化劑的設備使分子篩、SiCl4和/或載氣空氣在原料混合單元中充分混合后再送入管狀反應器中進行反應，能夠保證管狀反應器各部分的物料均能夠充分反應，可使所制備的分子篩的結晶度更高、反應程度均一、質量更穩定、性能更好；通過在管狀反應器的管體上設置加熱器，控制反應器的反應溫度，從而可以控制反應程度，進而可以根據需要得到不同脫鋁深度的分子篩產品，進而使用所述分子篩制備催化劑。
文檔編號B01J29/00GK102451732SQ201010515420
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月22日 優先權日2010年10月22日
發明者于大平, 周巖, 周靈萍, 宋武, 張志民, 張蓬來, 張蔚琳, 張超穩, 朱玉霞, 楊凌, 潘紅年, 王生吉, 田輝平, 許明德, 賈慧, 趙峰, 陶金 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院