一種有機氧化物催化轉化制芳烴催化劑的再生系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種有機氧化物催化轉化制芳烴催化劑的再生系統。
【背景技術】
[0002]芳烴是一種重要的有機化工基礎原料，其中苯、甲苯和二甲苯(包括鄰二甲苯、間二甲苯和對二甲苯)用途十分廣泛，其終端產品用于合成樹脂、合成纖維、合成橡膠、涂料、染料和醫藥等領域。隨著我國經濟社會發展，對芳烴的需求也日益增長，目前我國每年芳烴的消耗量超過2000萬噸，但是有一半需從國外進口。
[0003]苯、甲苯和二甲苯主要來源于石油化工工業，國內石油化工路線生產的芳烴約占芳烴生產總量85 %以上，生產技術主要包括:石腦油催化重整、乙烯裂解石腦油加氫抽提和低碳烴類芳構化等，其中石腦油催化重整芳烴產量約占石油化工路線芳烴產量的80%，乙烯裂解石腦油加氫抽提芳烴產量約占16%。隨著石油資源的日益枯竭，原油價格居高不下，給石油化工路線制取芳烴帶來了較大的成本壓力。我國的能源現狀是多煤少油缺氣，20世紀90年代以來伴隨經濟的持續增長，我國對外石油依賴度不斷增加，1993年至1996年，我國對外石油依賴度基本在10%以內，到2000年首次超過30%，2007年達到50.5%, 2013年達到57.39%，遠超過國際上公認的30%警戒線。然后，我國煤炭資源豐富，近年來在國家政策支持下，煤制甲醇、二甲醚和乙二醇等行業迅速發展，據統計2013年我國甲醇產量近2900萬噸。因此，發展有機氧化物催化轉化制芳烴技術以替代傳統的石油化工路線，可以降低芳烴對石油原料的依賴度，對我國能源安全和芳烴生產行業有著重要的作用。
[0004]利用有機氧化物催化轉化制芳烴的技術，最早由美國美孚石油公司提出，其1979年申請的專利US4156698A公開了利用含有分子篩的復合催化劑將C1-Cjf類或醚類化合物轉化為低碳烯烴和芳烴的方法；1985年申請的專利US4590321A中公開了利用ZSM-5或ZSM-1l等分子篩催化劑將C2-C12燒烴、C 2_C12烯烴、C「C5醇類和C 2_C12醚類等非芳烴化合物轉化為芳烴的工藝；美國專利 US4686312 A、US4724270 A、US4822939 A、US4822939 A 和US4049573 A等也公開了在不同催化劑作用下甲醇或二甲醚制芳烴的方法。但這些美國專利的重點主要在于研宄催化劑組成以及反應操作條件對芳烴轉化率和選擇性的影響，個別專利提出甲醇或二甲醚制芳烴的反應流程，但均沒有明確提出有機氧化物制芳烴技術的反應再生系統、反應再生方法以及反應器和再生器型式。
[0005]目前，國內也有多家研宄院所對有機氧化物制芳烴技術進行研發，主要包括清華大學、中國科學院山西煤炭化學研宄所、中國石化上海石油化工研宄院和中國科學院大連化學物理研宄所等。中國專利CN 1880288A公開了以甲醇為原料在改性ZSM-5分子篩催化劑作用下制芳烴的工藝，該專利將一段反應器甲醇芳構化氣相產物冷卻后分離出低碳烴類和液相產物，液相產物經萃取分離得到芳烴和非芳烴，低碳烴類進入二段反應器進一步芳構化，從而提高芳烴的總選擇性。中國專利CN 101823929 B提出了一種甲醇或二甲醚制取芳烴的系統和工藝，甲醇或二甲醚先在芳構化反應器反應，反應產物中氫氣、甲烷、混合C8芳烴和部分C9+烴類作為產品，C 2+非芳烴和除混合C 8芳烴及部分C 9+烴類之外的芳烴則會循環到另一個反應器進行進一步芳構化，提高芳烴的收率和選擇性。中國專利CN 101607858B、CN 102190546 B、CN 102371176 B和CN 102371177 B等也分別公開了有機氧化物催化轉化制芳烴工藝和有機氧化物催化轉化制芳烴催化劑及制備方法。上述專利同樣著重于考察不同催化劑組成以及稀有金屬、稀土金屬改性對芳構化過程的影響，CN 1880288A和CN101823929 B主要提出反應產物循環芳構化對芳烴收率的影響，但這些專利仍未涉及有機氧化物制芳烴的反應再生系統。
[0006]中國專利CN 101244969 A公開了一種連續芳構化與催化劑再生的裝置及其方法，該裝置包括一個芳構化流化床與一個催化劑連續再生的流化床及設置在兩個流化床之間的用于催化劑輸送的管道和固體輸送裝置，但該專利并未提出再生系統的具體形式，并且存在一些問題:再生器只設一級氣固分離系統，催化劑回收率低，造成昂貴的催化劑跑損嚴重；再生器型式為單段床層再生，為保證催化劑再生效率，再生溫度最高可達750°C，由于催化劑夾帶的焦炭中含有部分氫，燃燒后生成水，在高溫和水蒸汽作用下催化劑水熱失活嚴重，導致催化劑活性降低；再生器取熱方式為內取熱，并且只設置一根取熱盤管，當盤管爆裂時取熱介質大量竄入再生器，會導致再生器壓力迅速升高，嚴重時甚至會引起爆炸。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的是提供一種有機氧化物催化轉化制芳烴催化劑的再生系統，該再生系統既能滿足有機氧化物催化轉化制芳烴催化劑的再生要求，提高芳烴產品收率和選擇性，同時可以大幅度降低催化劑水熱失活和跑損，降低工業有機氧化物催化轉化制芳烴裝置運行成本。
[0008]為了實現上述目的，本實用新型提供一種有機氧化物催化轉化制芳烴催化劑的再生系統，其特征在于，所述再生系統包括上下重疊布置且通過低壓降分布板9連接的第一再生器I和第二再生器2，且所述第一再生器I位于所述第二再生器2的上方；所述第一再生器I上部的待生催化劑入口連通有用于與有機氧化物催化轉化制芳烴反應系統的待生催化劑出口連通的待生斜管11，所述第二再生器2上部的再生催化劑出口連通有用于與所述有機氧化物催化轉化制芳烴反應系統的再生催化劑入口連通的再生斜管8 ;所述第一再生器I下部的半再生催化劑出口與所述第二再生器2下部的半再生催化劑入口連通。
[0009]優選地，其特征在于，所述第一再生器I的上部設置為稀相床區段，下部設置為密相床區段；所述待生斜管11位于所述稀相床區段的下部或密相床區段的上部，所述第一再生器I下部的半再生催化劑出口位于所述密相床區段的中下部。
[0010]優選地，其特征在于，所述第二再生器2的外部設置有用于預熱送入所述第二再生器2的再生含氧氣體的輔助燃燒室6。
[0011]優選地，其特征在于，所述第一再生器I腔體內的底部設置有用于均勻分布送入所述第一再生器I的再生含氧氣體的含氧氣體分布環10，和/或所述第二再生器2腔體內的底部設置有用于均勻分布送入所述第二再生器2的再生含氧氣體的含氧氣體分布管7。
[0012]優選地，其特征在于，所述第一再生器I的所述稀相床區段內設置有相互串連的至少一組一級旋風分離器12和二級旋風分離器13。
[0013]優選地，其特征在于，所述第一再生器I的所述密相床區段的中下部通過外取熱器上斜管22與外取熱器4的取熱催化劑入口連通；所述外取熱器4的取熱催化劑出口通過外取熱器下斜管24與所述第二再生器2的下部連通，或依次通過外取熱器下斜管24和外取熱器催化劑提升管30與所述第一再生器I的所述密相床區段連通。
[0014]優選地，其特征在于，所述外取熱器4的底部設置有用于均勻分布送入所述外取熱器4的流化介質的流化介質分布管23，所述外取熱器下斜管24上設置有用于控制取熱后催化劑的流出量的外取熱器下滑閥25。
[0015]優選地，其特征在于，所述第一再生器I的所述密相床區段中下部的所述半再生催化劑出口通過半再生上斜管26與半再生脫氣管3連通，所述半再生脫氣管3通過半再生下斜管28與所述第二再生器2下部的所述半再生催化劑入口連通。
[0016]優選地，其特征在于，所述半再生脫氣管3內腔的底部設置有用于均勻分布送入所述半再生脫氣管3的半再生脫氣介質的半再生脫氣介質分布環27，所述半再生下斜管28上設置有用于控制脫氣后催化劑的流出量的半再生滑閥29。
[0017]優選地，其特征在于，所述第一再生器I頂部的煙氣出口與煙氣除塵器5連通。
[0018]本實用新型提供的有機氧化物催化轉化制芳烴催化劑的再生系統具有如下優占.V.
[0019]1、滿足有機氧化物催化轉化制芳烴催化劑的再生要求，保證反應要求再生催化劑含碳量和催化劑活性，以提高芳烴產品收率和選擇性，適合于有機氧化物催化轉化制芳烴工業化連續生產；
[0020]2、布置有第一再生器和第二再生器，且第一再生器為低溫貧氧操作，第二再生器為高溫富氧操作，可以最大程度降低催化劑水熱失活，同時還可以降低燒焦用含氧氣體用量和含氧氣體壓縮機耗功；
[0021]3、設置有至少兩級旋風分離器以及煙氣除塵器，盡可能回收煙氣中夾帶的催化劑，可以降低催化劑損耗和操作成本，減少煙氣排放帶來的環境污染；
[0022]4、設置有外取熱系統，可以取走催化劑燒焦放出的熱量，控制第一再生器和第二再生器溫度在適宜范圍內，確保燒焦效果的同時，減少催化劑的水熱失活；