本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種催化劑再生裝置、方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

流化床反應(yīng)器能夠?qū)⒐腆w顆粒懸浮于運動的流體之中，使固體顆粒與流體充分接觸，以進(jìn)行氣固相反應(yīng)或液固相反應(yīng)的反應(yīng)器，由于其優(yōu)異的傳質(zhì)和傳熱性質(zhì)而廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、制藥及核工業(yè)等領(lǐng)域。在流化床應(yīng)用于化工領(lǐng)域時，一般以催化劑作為固體顆粒，氣態(tài)反應(yīng)物作為流體，催化劑與氣態(tài)反應(yīng)物接觸催化反應(yīng)的進(jìn)行，生成相應(yīng)的氣態(tài)生成物。在含有烴類物質(zhì)的反應(yīng)過程中，催化劑會不斷結(jié)焦，催化劑表面形成積碳，造成催化劑的活性降低。為了保證反應(yīng)速率和反應(yīng)效率，需要對催化劑進(jìn)行再生，以恢復(fù)催化劑的活性。

目前的流化床反應(yīng)器，在催化劑活性降低需要再生時，需要停止流化床反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)，將催化劑取出進(jìn)行再生或者直接在流化床內(nèi)進(jìn)行再生。

針對于目前流化床反應(yīng)器中催化劑的再生方法，由于需要停止流化床反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)，而化工領(lǐng)域應(yīng)用的流化床反應(yīng)器一般都具有較大的規(guī)模，流化床反應(yīng)器停車后重新開始反應(yīng)，需要耗費大量的時間和成本，造成通過流化床反應(yīng)器進(jìn)行生產(chǎn)的成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了催化劑再生裝置、方法及系統(tǒng)，能夠降低通過流化床反應(yīng)器進(jìn)行生產(chǎn)的成本。

本發(fā)明實施例提供了一種催化劑再生裝置，包括：第一存儲器、第二存儲器及再生反應(yīng)器；

所述第一存儲器，用于接收外部流化床反應(yīng)器釋放出的低活性的待生催化劑，并在去除所述待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)后將所述待生催化劑傳輸給所述再生反應(yīng)器；

所述再生反應(yīng)器，用于對所述第一存儲器傳輸?shù)拇呋瘎┻M(jìn)行再生處理，形成恢復(fù)活性的再生催化劑，并將所述再生催化劑傳輸給所述第二存儲器；

所述第二存儲器，用于在去除所述再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)后，將所述再生催化劑傳輸?shù)剿鐾獠苛骰卜磻?yīng)器中。

優(yōu)選地，

所述再生反應(yīng)器，用于利用外部輸入的空氣，使所述待生催化劑上的積碳與所述空氣進(jìn)行反應(yīng)生成富含二氧化碳的再生煙氣，以去除所述待生催化劑表面的積碳，形成恢復(fù)活性的再生催化劑。

優(yōu)選地，

所述再生反應(yīng)器，用于利用外部輸入的氧氣，使所述待生催化劑上的積碳與所述氧氣進(jìn)行反應(yīng)生成富含一氧化碳的再生煙氣，以去除所述待生催化劑表面的積碳，形成恢復(fù)活性的再生催化劑，并將所述一氧化碳?xì)怏w輸出。

優(yōu)選地，

所述再生反應(yīng)器，用于利用外部輸入的氧氣和水蒸氣的混合氣體，使所述待生催化劑上的積碳與所述氧氣和水蒸氣的混合氣體進(jìn)行反應(yīng)，生成富含甲烷和氫氣的再生煙氣，以去除所述待生催化劑表面的積碳，形成恢復(fù)活性的再生催化劑，并將所述甲烷和氫氣輸出。

優(yōu)選地，

所述再生反應(yīng)器包括：流化床再生器及旋風(fēng)分離器；

所述旋風(fēng)分離器連接于所述流化床再生器的煙氣出口處；

所述流化床再生器，用于使外部輸入的再生反應(yīng)氣與所述待生催化劑進(jìn)行接觸，以對所述待生催化劑進(jìn)行去除積碳的處理，形成恢復(fù)活性的再生催化劑；

所述旋風(fēng)分離器，用于將所述待生催化劑及所述再生催化劑與再生煙氣分離，其中所述旋風(fēng)分離器升氣管與所述旋風(fēng)分離器筒體的直徑比為0.5-0.7。

優(yōu)選地，

所述再生反應(yīng)器，進(jìn)一步包括：金屬過濾器，其中所述金屬過濾器的材質(zhì)包括耐高溫金屬纖維；

所述金屬過濾器連接于所述旋風(fēng)分離器與所述流化床再生器的煙氣出口之間；

所述金屬過濾器，用于從所述旋風(fēng)分離器排出的再生煙氣中過濾所述待生催化劑及所述再生催化劑。

優(yōu)選地，

所述再生反應(yīng)器，進(jìn)一步包括：至少一個虹吸式換熱器；

所述虹吸式換熱器包括汽包、回流管及蒸發(fā)管，其中，所述蒸發(fā)管的封閉端位于所述流化床再生器的內(nèi)部，所述蒸發(fā)管的開放端與位于所述流化床再生器外部的所述汽包相連，所述回流管位于與所述蒸發(fā)管內(nèi)部并與所述汽包相連；

所述蒸發(fā)管，用于通過將所容納的液態(tài)水蒸發(fā)形成水蒸氣的相變，吸收所述流化床再生器產(chǎn)生的熱量，并將形成的水蒸氣傳輸給所述汽包；

所述汽包，用于對所述蒸發(fā)管傳輸?shù)乃魵膺M(jìn)行冷凝形成液態(tài)水，以將所述流化床再生器產(chǎn)生的熱量散發(fā)到所述流化床再生器的外部；

所述回流管，用于將所述汽包形成的液態(tài)水傳輸給所述蒸發(fā)管。

優(yōu)選地，

所述蒸發(fā)管位于所述流化床再生器內(nèi)部部分的外壁上設(shè)置有至少一個翅片。

優(yōu)選地，

所述蒸發(fā)管的材質(zhì)包括銅合金、不銹鋼或碳鋼。

優(yōu)選地，

所述第一存儲器，用于利用外部輸入的第一置換氣體，使所述待生催化劑處于懸浮運動或固定狀態(tài)，以去除所述待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)，其中，所述第一置換氣體包括水蒸氣、惰性氣體及氮氣中的任意一種或多種，所述還原性物質(zhì)包括氫氣、烴類有機(jī)物中的任意一種或多種。

優(yōu)選地，

所述第二存儲器，用于利用外部輸入的第二置換氣體，使所述再生催化劑處于懸浮運動或固定狀態(tài)，以去除所述再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)，其中，所述第二置換氣體包括水蒸氣、惰性氣體及氮氣中的任意一種或多種，所述氧化性物質(zhì)包括氧氣。

優(yōu)選地，

所述第一存儲器上所述第一置換氣體的出口處設(shè)置有金屬過濾器，以過濾從所述第二存儲器流出的所述第一置換氣體中夾雜的所述待生催化劑，其中，所述金屬過濾器的材質(zhì)包括耐高溫金屬纖維。

優(yōu)選地，

所述第二存儲器上所述第二置換氣體的出口處設(shè)置有金屬過濾器，以過濾從所述第二存儲器流出的所述第二置換氣體中夾雜的所述再生催化劑，其中，所述金屬過濾器的材質(zhì)包括耐高溫金屬纖維。

本發(fā)明實施例還提供了一種催化劑再生方法，包括：

接收流化床反應(yīng)器釋放出的低活性的待生催化劑；

去除所述待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)；

對去除還原性物質(zhì)后的所述待生催化劑進(jìn)行再生處理，形成恢復(fù)活性的再生催化劑；

去除所述再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)；

將去除氧化性物質(zhì)后的所述再生催化劑傳輸?shù)剿隽骰卜磻?yīng)器中。

本發(fā)明實施例還提供了一種催化劑再生系統(tǒng)，包括：流化床反應(yīng)器及上述實施例提供的任意一種催化劑再生裝置；

所述流化床反應(yīng)器，用于定量釋放低活性的待生催化劑給所述催化劑再生裝置，并接收所述催化劑再生裝置傳輸?shù)脑偕呋瘎?/p>

本發(fā)明實施例提供了一種催化劑再生裝置、方法及系統(tǒng)，隨著流化床反應(yīng)器中反應(yīng)的進(jìn)行，當(dāng)流化床反應(yīng)器中催化劑的活性降低到一定水平后，將部分低活性的待生催化劑引出至第一存儲器中，在第一存儲器中去除待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)后，在再生反應(yīng)器中對待生催化劑進(jìn)行再生處理，獲得恢復(fù)活性的再生催化劑，由第二存儲器去除再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)后，將再生催化劑傳輸回流化床反應(yīng)器參與反應(yīng)。這樣，在流化床反應(yīng)器中催化劑活性降低時，無需停止流化床反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)，只需將部分低活性的催化劑引出后進(jìn)行再生，再生完成后將恢復(fù)活性的催化劑返回到流化床反應(yīng)器中參與反應(yīng)，以在流化床反應(yīng)器不停車的前提下完成催化劑的再生，節(jié)省了流化床反應(yīng)器停車后重新開始反應(yīng)所需的時間和成本，從而可以降低通過流化床反應(yīng)器進(jìn)行生產(chǎn)的成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一個實施例提供的一種催化劑再生裝置的示意圖；

圖2是本發(fā)明一個實施例提供的一種旋風(fēng)分離器及金屬過濾器的安裝位置示意圖；

圖3是本發(fā)明一個實施例提供的一種虹吸式換熱器的示意圖；

圖4是本發(fā)明一個實施例提供的一種包括翅片的虹吸式換熱器的示意圖；

圖5是本發(fā)明一個實施例提供的一種催化劑再生方法的流程圖；

圖6是本發(fā)明一個實施例提供的一種催化劑再生系統(tǒng)的示意圖；

圖7是本發(fā)明另一個實施例提供的一種催化劑再生系統(tǒng)的示意圖；

圖8是本發(fā)明一個實施例提供的一種制備苯胺過程中催化劑再生方法的流程圖；

圖9是本發(fā)明一個實施例提供的一種制備鄰甲苯胺過程中催化劑再生方法的流程圖；

圖10是本發(fā)明一個實施例提供的一種制備間苯二腈過程中催化劑再生方法的流程圖；

圖11是本發(fā)明一個實施例提供的一種制備氯苯甲腈過程中催化劑再生方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種催化劑再生裝置，包括：第一存儲器101、第二存儲器102及再生反應(yīng)器103；

所述第一存儲器101，用于接收外部流化床反應(yīng)器釋放出的低活性的待生催化劑，并在去除所述待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)后將所述待生催化劑傳輸給所述再生反應(yīng)器103；

所述再生反應(yīng)器103，用于對所述第一存儲器101傳輸?shù)拇呋瘎┻M(jìn)行再生處理，形成恢復(fù)活性的再生催化劑，并將所述再生催化劑傳輸給所述第二存儲器102；

所述第二存儲器102，用于在去除所述再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)后，將所述再生催化劑傳輸?shù)剿隽骰卜磻?yīng)器中。

本發(fā)明實施例提供了一種催化劑再生裝置，隨著流化床反應(yīng)器中反應(yīng)的進(jìn)行，當(dāng)流化床反應(yīng)器中催化劑的活性降低到一定水平后，將部分低活性的待生催化劑引出至第一存儲器中，在第一存儲器中去除待生催化劑中夾雜的還原性反應(yīng)物還原性物質(zhì)后，在再生反應(yīng)器中對待生催化劑進(jìn)行再生處理，獲得恢復(fù)活性的再生催化劑，由第二存儲器去除再生催化劑中夾雜的氧化性反應(yīng)物氧化性物質(zhì)后，將再生催化劑傳輸回流化床反應(yīng)器參與反應(yīng)。這樣，在流化床反應(yīng)器中催化劑活性降低時，無需停止流化床反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)，只需將部分低活性的催化劑引出后進(jìn)行再生，再生完成后將恢復(fù)活性的催化劑返回到流化床反應(yīng)器中參與反應(yīng)，以在流化床反應(yīng)器不停車的前提下完成催化劑的再生，節(jié)省了流化床反應(yīng)器停車后重新開始反應(yīng)所需的時間和成本，從而可以降低通過流化床反應(yīng)器進(jìn)行生產(chǎn)的成本。

在本發(fā)明一個實施例中，再生反應(yīng)器對待生催化劑進(jìn)行再生處理時，再生反應(yīng)器利用外部輸入的空氣，使待生催化劑上的積碳與空氣進(jìn)行反應(yīng)，生成富含二氧化碳的再生煙氣。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，待生催化劑表面上的積碳被逐步消耗，待生催化劑的活性逐步恢復(fù)，最終形成恢復(fù)活性的再生催化劑。

具體地，向再生反應(yīng)器中通入空氣，待生催化劑表面的積碳與空氣中的氧氣進(jìn)行完全反應(yīng)，形成富含二氧化碳?xì)怏w的再生煙氣，最終待生催化劑表面的積碳燃燒完全，形成恢復(fù)活性的再生催化劑。通過空氣完成待生催化劑的再生，相對于通過其他再生氣體進(jìn)行催化劑的再生，由于空氣的成本更低，進(jìn)一步降低了對催化劑進(jìn)行再生的成本。

在本發(fā)明一個實施例中，再生反應(yīng)器對待生催化劑進(jìn)行再生處理時，再生反應(yīng)器利用外部輸入的氧氣，使待生催化劑上的積碳與氧氣進(jìn)行反應(yīng)，生成富含一氧化碳?xì)怏w的再生煙氣。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，待生催化劑表面上的積碳被逐步消耗，待生催化劑的活性逐步恢復(fù)，最終形成恢復(fù)活性的再生催化劑。積碳與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳?xì)怏w被從再生反應(yīng)器中輸出。

具體地，在流化床反應(yīng)器中的催化劑，隨著反應(yīng)的進(jìn)行催化劑會不斷結(jié)焦，導(dǎo)致催化劑的活性降低，其中結(jié)焦主要是在催化劑顆粒表面形成積碳，主要成分為碳。向再生反應(yīng)器中通入氧氣，通過控制氧氣的濃度，使催化劑表面的積碳發(fā)生不完全燃燒，形成富含一氧化碳的再生煙氣后排出。進(jìn)而從再生煙氣中分離出的一氧化碳，可以作為重要的C1原料，或者可以進(jìn)行水煤氣變換而獲得氫氣。這樣，再生反應(yīng)器對待生催化劑進(jìn)行再生處理的過程中，不但能夠去除催化劑表面的積碳，恢復(fù)催化劑的活性，還能夠形成一氧化碳?xì)怏w，而一氧化碳?xì)怏w是重要的化工原料。由于副產(chǎn)物一氧化碳產(chǎn)生的價值，進(jìn)一步降低了通過流化床反應(yīng)器進(jìn)行生產(chǎn)的成本。

在本發(fā)明一個實施例中，再生反應(yīng)器對待生催化劑進(jìn)行再生處理時，再生反應(yīng)器利用外部輸入的氧氣和水蒸氣的混合氣體，使待生催化劑上的積碳與氧氣和水蒸氣的混合氣體進(jìn)行反應(yīng)，生成富含甲烷和氫氣的再生煙氣。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，待生催化劑上的積碳被逐步消耗，待生催化劑的活性逐步恢復(fù)，最終形成恢復(fù)活性的再生催化劑。積碳與氧氣和水蒸氣的混合氣體反應(yīng)生成的甲烷和氫氣被從再生反應(yīng)器中輸出。

具體地，向再生反應(yīng)器中通入氧氣和水蒸氣的混合氣體，通過控制氧氣和水蒸氣的比例，使待生催化劑表面的積碳與氧氣及水發(fā)生反應(yīng)，形成富含甲烷和氫氣的再生煙氣。這樣，再生反應(yīng)器對待生催化劑進(jìn)行再生處理的過程中，不但能夠去除催化劑表面的積碳，恢復(fù)催化劑的活性，還能夠形成甲烷氣體和氫氣，而甲烷和氫氣均是重要的化工原料，可以作為重要的C1原料和還原介質(zhì)。由于副產(chǎn)物甲烷和氫氣所產(chǎn)生的價值，進(jìn)一步降低了通過流化床反應(yīng)器進(jìn)行生產(chǎn)的成本，并可以提高原料的利用率。

在本發(fā)明一個實施例中，再生反應(yīng)器可以通過流化床再生器和旋風(fēng)分離器實現(xiàn)。從流化床再生器的底部通入再生反應(yīng)氣，待生催化劑在再生反應(yīng)氣的作用下處于懸浮運動狀態(tài)，使待生催化劑與再生反應(yīng)氣發(fā)生反應(yīng)，以對待生催化劑進(jìn)行去除積碳的處理，形成恢復(fù)活性的再生催化劑。在流化床再生器的煙氣出口處設(shè)置有旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器能夠?qū)⑽幢惶幚淼拇呋瘎┘耙驯惶幚淼脑偕呋瘎┡c流出流化床再生器的煙氣分開。

具體地，

待生催化劑進(jìn)入流化床再生器后，從流化床再生器的底部通入再生反應(yīng)氣，比如氧氣，在反應(yīng)氣體的作用下，待生催化劑處于懸浮運行狀態(tài)。對流化床再生器中的再生反應(yīng)氣及待生催化劑進(jìn)行加熱，使待生催化劑表面的積碳與再生反應(yīng)氣進(jìn)行反應(yīng)，以去除待生催化劑表面的積碳，恢復(fù)待生催化劑的活性，形成再生催化劑，比如待生催化劑表面上的積碳與氧氣發(fā)生反應(yīng)，形成一氧化碳?xì)怏w。

在再生反應(yīng)氣的作用下，部分待生催化劑和再生催化劑會進(jìn)入流化床再生器頂部的旋風(fēng)分離器，進(jìn)入旋風(fēng)分離器的待生催化劑和再生催化劑進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)運動，由于待生催化劑和再生催化劑具有較大的離心力，在離心力的作用下待生催化劑和再生催化劑被甩至旋風(fēng)分離器的內(nèi)壁面上，在重力作用下回到流化床再生器中。通過在流化床再生器的煙氣出口設(shè)置旋風(fēng)分離器，可以將待生催化劑及再生催化劑與流出流化床再生器的煙氣分離，防止待生催化劑和再生催化劑隨煙氣離開流化床再生器，造成催化劑的損失。

在旋風(fēng)分離器內(nèi)部，待生催化劑和再生催化劑在旋轉(zhuǎn)氣流的作用下進(jìn)行高速轉(zhuǎn)動，同時在離心力的作用下待生催化劑和再生催化劑會與旋風(fēng)分離器的內(nèi)部接觸，為了降低旋風(fēng)分離器對待生催化劑和再生催化劑顆粒的磨損，旋風(fēng)分離器升氣管與旋風(fēng)分離器筒體的直徑比位于0.5-0.7之間。通過控制旋風(fēng)分離器升氣管與筒體的直徑比，可以有效地降低旋風(fēng)分離器對催化劑顆粒的磨損，防止催化劑顆粒被過度磨損造成的活性下降，延長催化劑的使用壽命。

在本發(fā)明一個實施例中，再生反應(yīng)器還包括金屬過濾器，金屬過濾器是由耐高溫的金屬纖維編織而成。如圖2所示，金屬過濾器203設(shè)置于旋風(fēng)分離器202與流化床再生器201的流體出口之間，從旋風(fēng)分離器202排出的再生煙氣經(jīng)過金屬過濾器203后，會將再生煙氣中夾雜的待生催化劑和再生催化劑過濾出來，被過濾出的待生催化劑和再生催化劑在自身重力作用下回到流化床再生器201中。

具體地，旋風(fēng)分離器通過離心作用將待生催化劑和再生催化劑與流體分離，但是不能完全去除流體中夾雜的待生催化劑和再生催化劑，在旋風(fēng)分離器后設(shè)置金屬過濾器，金屬過濾器可以對流體進(jìn)行過濾，以去除流體中殘留的待生催化劑和再生催化劑，進(jìn)一步減少再生反應(yīng)器對待生催化劑進(jìn)行再生處理過程中所損失的催化劑的量。

由于待生催化劑再生的過程在比較高的溫度下進(jìn)行，由金屬纖維制成的金屬過濾器能夠承受較高的溫度，所能承受的溫度能夠達(dá)到500℃，保證高溫的流體、待生催化劑和再生催化劑不會對金屬過濾器造成損壞，進(jìn)而能夠?qū)α黧w中夾雜的待生催化劑和再生催化劑進(jìn)行有效的過濾。

在本發(fā)明一個實施例中，再生反應(yīng)器還可以包括至少一個虹吸式換熱器。如圖3所示，虹吸式換熱器302包括汽包3021、蒸發(fā)管3022及回流管3023，其中，蒸發(fā)管3022的封閉端位于流化床再生器301的內(nèi)部，蒸發(fā)管3022的開放端與位于流化床再生器301外部的汽包3021相連，回流管3023位于蒸發(fā)管3022內(nèi)部并與汽包3021相連。

蒸發(fā)管3022內(nèi)容納有液態(tài)水，蒸發(fā)管3022通過將所容納的液態(tài)水蒸發(fā)形成水蒸氣的相變過程，吸收流化床再生器301所產(chǎn)生的熱量，；由于水蒸氣的密度較小，水蒸氣進(jìn)入汽包3021內(nèi)，進(jìn)入汽包3021的水蒸氣冷凝形成液態(tài)水，所形成的液態(tài)水經(jīng)回流管3023流回蒸發(fā)管3022的封閉端。在蒸發(fā)管3022內(nèi)液態(tài)水吸熱蒸發(fā)形成水蒸氣，水蒸氣在汽包3021內(nèi)釋放熱量形成液態(tài)水，從而將流化床再生器301產(chǎn)生的熱量散發(fā)到流化床再生器301的外部，以到達(dá)對流化床再生器進(jìn)行散熱的目的。

由于對待生催化劑進(jìn)行再生的過程會產(chǎn)生大量的熱，通過虹吸式換熱器能夠及時將流化床再生器產(chǎn)生的熱量散失，避免流化床再生器由于溫度過高而損壞，保證待生催化劑的再生過程能夠順利進(jìn)行。

需要說明的是，除了本發(fā)明提供的虹吸式換熱器，還可以通過盤管式換熱器等對再生反應(yīng)器進(jìn)行換熱。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖4所示，虹吸式換熱器的蒸發(fā)管401上設(shè)置有至少一個翅片402。各個翹片位于流化床再生器的內(nèi)部，由于翅片的存在，增大了蒸發(fā)管的受熱面積，能夠提高虹吸式換熱器的工作效率，及時將流化床再生器產(chǎn)生的熱量散失，提高流化床再生器對催化劑進(jìn)行流化的質(zhì)量，進(jìn)而可以提高對待生催化劑進(jìn)行再生的質(zhì)量。

在本發(fā)明一個實施例中，虹吸式換熱器可以通過銅合金、不銹鋼或者碳鋼制造。由于銅合金具有良好的導(dǎo)熱性能，能夠?qū)⒘骰苍偕鳟a(chǎn)生的熱量及時傳遞給液態(tài)水，以使液態(tài)水蒸發(fā)，達(dá)到對流化床再生器進(jìn)行及時散熱的目的。不銹鋼和碳鋼雖然導(dǎo)熱性能不如銅合金，但是由于碳鋼的價格低廉，通過碳鋼制造蒸發(fā)管，可以降低虹吸式換熱器的成本，進(jìn)而將本發(fā)明實施例所提供的催化劑再生裝置的成本控制在較低水平。

在本發(fā)明一個實施例中，第一存儲器可以通過流化床設(shè)備實現(xiàn)，利用外部輸入的第一置換氣體，使待生催化劑處于懸浮運動狀態(tài)或固定狀態(tài)，隨著第一置換氣體的不斷流入和流出，待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)被去除。其中，第一置換氣體可以為水蒸氣、惰性氣體及氮氣中的任意一種或多種；根據(jù)流化床反應(yīng)器中反應(yīng)的不同，待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)包括氫氣及烴類有機(jī)物中的任意一種或多種。

具體地，當(dāng)流化床反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)是還原性體系時，從流化床反應(yīng)器中引出的待生催化劑中會夾雜有還原性物質(zhì)，如果直接將待生催化劑傳輸?shù)皆偕磻?yīng)器中進(jìn)行再生，待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)會導(dǎo)致爆炸，因此在對待生催化劑進(jìn)行再生之前，需要去除待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)。

將待生催化劑引入第一存儲器中之后，通入第一置換氣體，使待生催化劑處于懸浮運動狀態(tài)(對待生催化劑進(jìn)行連續(xù)再生時)或固定狀態(tài)(對待生催化劑進(jìn)行間歇性再生時)，待生催化劑與第一置換氣體充分接觸，隨著第一置換氣體不斷流入和流出第一存儲器，待生催化劑中的還原性物質(zhì)被第一置換氣體從第一存儲器中帶出。在通入第一置換氣體一定時間之后，待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)的量不足以導(dǎo)致爆炸，可以將待生催化劑傳輸?shù)皆偕磻?yīng)器中進(jìn)行再生。

以水蒸氣、惰性氣體或氮氣作為第一置換氣體對待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)進(jìn)行置換，由于水蒸氣、惰性氣體及氮氣的化學(xué)性能比較穩(wěn)定，與第一存儲器中溫度較高的待生催化劑及還原性物質(zhì)接觸不會發(fā)生劇烈反應(yīng)導(dǎo)致爆炸，同時部分水蒸氣、惰性氣體或氮氣進(jìn)入再生反應(yīng)器后也不會導(dǎo)致再生反應(yīng)器爆炸，在保證對還原性物質(zhì)進(jìn)行置換的同時不會導(dǎo)致第一存儲器和再生反應(yīng)器的爆炸，保證該催化劑再生裝置的安全性。

需要說明的是，第一存儲器可以通過流化床設(shè)備實現(xiàn)，也可以通過固定床設(shè)備實現(xiàn)。在通過固定床設(shè)備置換待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)時，在第一存儲器中通入置換氣體后對待生催化劑進(jìn)行攪拌，以去除待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)。實現(xiàn)第一存儲器功能的具體形式，可以根據(jù)實際需求進(jìn)行靈活選擇。

另外需要說明的是，如果流化床反應(yīng)中進(jìn)行的反應(yīng)是氧化性體系，在對待生催化劑進(jìn)行再生的過程中，由于待生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)不會導(dǎo)致爆炸的發(fā)生，待生催化劑進(jìn)入第一存儲器之后可以不進(jìn)行相應(yīng)的置換，可以直接將待生催化劑傳輸?shù)皆偕磻?yīng)器中進(jìn)行再生。

在本發(fā)明一個實施例中，第二存儲器可以通過流化床設(shè)備實現(xiàn)，利用外部輸入的第二置換氣體，使再生催化劑處于懸浮運動狀態(tài)或固定狀態(tài)，隨著第二置換氣體的不斷流入和流出，再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)被去除。其中，第二置換氣體可以為水蒸氣、惰性氣體及氮氣中的任意一種或多種；而再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)主要包括氧氣。

具體地，待生催化劑在再生反應(yīng)器中進(jìn)行再生，主要方法是通入氧氣使待生催化劑表面的積碳燃燒，以去除待生催化劑表面的積碳，形成恢復(fù)活性的再生催化劑。從再生反應(yīng)器中引出的再生催化劑中會夾雜有氧化性物質(zhì)，如果直接將再生催化劑傳輸?shù)搅骰卜磻?yīng)器中參與反應(yīng)，再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)與流化床反應(yīng)器中的還原性物質(zhì)在高溫下會發(fā)生爆炸，因此在將再生催化劑加入流化床反應(yīng)器之前，需要去除再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)。

將再生催化劑引入第二存儲器中之后，向第二存儲器中通入第二置換氣體，使再生催化劑處于懸浮運動狀態(tài)(對待生催化劑進(jìn)行連續(xù)再生時)或固定狀態(tài)(對待生催化劑進(jìn)行間歇性再生時)，再生催化劑與第二置換氣體充分接觸，隨著第二置換氣體不斷流入和流出第二存儲器，再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)被第二置換氣體從第二存儲器中帶出。在通入第二置換氣體一定時間之后，再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)的量不足以導(dǎo)致流化床反應(yīng)器發(fā)送爆炸后，可以將再生催化劑傳輸?shù)搅骰卜磻?yīng)器中參與反應(yīng)。

采用水蒸氣、惰性氣體或氮氣作為第二置換氣體，由于水蒸氣、惰性氣體及氮氣的化學(xué)性能比較穩(wěn)定，與第二存儲器中溫度較高的再生催化劑及氧化性物質(zhì)接觸不會發(fā)生劇烈反應(yīng)導(dǎo)致爆炸，同時部分水蒸氣、惰性氣體或氮氣隨再生催化劑進(jìn)入流化床反應(yīng)器后也不會導(dǎo)致流化床反應(yīng)器爆炸，在保證對氧化性物質(zhì)進(jìn)行置換的同時不會導(dǎo)致第二存儲器和流化床反應(yīng)器的爆炸，保證該催化劑再生裝置的安全性。

需要說明的是，第二存儲器可以通過流化床設(shè)備實現(xiàn)，也可以通過固定床設(shè)備實現(xiàn)。在通過固定床設(shè)備置換再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)時，在第二存儲器中通過置換氣體后對再生催化劑進(jìn)行攪拌，以去除再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)。實現(xiàn)第二存儲器功能的具體形式，可以根據(jù)實際需求進(jìn)行靈活選擇。

另外需要說明的是，如果流化床反應(yīng)中進(jìn)行的反應(yīng)是氧化性體系，再生催化劑進(jìn)入流化床反應(yīng)器后，即使再生催化劑中夾雜有部分氧化性物質(zhì)，也不會造成流化床反應(yīng)器的爆炸，因此在再生催化劑進(jìn)入第二存儲器之后，可以不對再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)進(jìn)行置換，可以直接將再生催化劑加入流化床反應(yīng)器參入反應(yīng)。

在本發(fā)明一個實施例中，第一存儲器上第一置換氣體的出口處可以設(shè)置金屬過濾器。金屬過濾器可以將第一置換氣體中夾雜的待生催化劑過濾出來，防止待生催化劑隨第一置換氣體從第一存儲器中逃逸，避免待生催化劑的損失。由于流化床反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)通常具有較高的溫度，因此從流化床反應(yīng)器中引出的待生催化劑也具有較高的溫度，為了避免高溫待生催化劑將過濾器損壞，過濾器采用金屬過濾器，金屬過濾器由金屬纖維制造而成，能夠承受較高的溫度，保證能夠?qū)Υ呋瘎┻M(jìn)行有效的過濾。

在本發(fā)明一個實施例中，第二存儲器上第二置換氣體的出口處可以設(shè)置金屬過濾器。金屬過濾器可以將第二置換氣體中夾雜的再生催化劑過濾出來，防止再生催化劑隨第二置換氣體從第二存儲器中逃逸，避免再生催化劑的損失。由于待生催化劑表面的積碳在再生反應(yīng)器中燃燒會產(chǎn)生大量的熱，因此從再生反應(yīng)器中引出的再生催化劑具有較高的溫度，為了避免高溫再生催化劑將過濾器損壞，過濾器采用金屬過濾器，屬過濾器由金屬纖維制造而成，能夠承受較高的溫度，保證能夠?qū)υ偕呋瘎┻M(jìn)行有效的過濾。

如圖5所示，本發(fā)明一個實施例提供了一種催化劑再生方法，該方法可以包括以下步驟：

步驟501：接收流化床反應(yīng)器釋放出的低活性的待生催化劑；

步驟502：去除所述待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)；

步驟503：對去除還原性物質(zhì)后的所述待生催化劑進(jìn)行再生處理，形成恢復(fù)活性的再生催化劑；

步驟504：去除所述再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)；

步驟505：將去除氧化性物質(zhì)后的所述再生催化劑傳輸?shù)剿隽骰卜磻?yīng)器中。

本發(fā)明實施例提供了一種催化劑再生方法，當(dāng)流化床反應(yīng)器中催化劑的活性低于一定水平后，從流化床反應(yīng)器中引出部分活動降低的待生催化劑。去除待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)后，對待生催化劑進(jìn)行再生，形成恢復(fù)活性的再生催化劑。去除再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)后，將再生催化劑返回到流化床反應(yīng)器中。這樣，在對流化床反應(yīng)器中催化劑進(jìn)行再生時，只需將部分低活性的催化劑引出進(jìn)行再生，再生完成后回填到流化床反應(yīng)器中，因此無需停止流化床反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)，節(jié)省了流化床反應(yīng)器停車后重新開始反應(yīng)所需的時間和成本，從而可以降低通過流化床反應(yīng)器進(jìn)行生產(chǎn)的成本。

如圖6所示，本發(fā)明一個實施例提供了一種催化劑再生系統(tǒng)，包括：流化床反應(yīng)器601及本發(fā)明實施例提供的任意一種催化劑再生裝置602；

流化床反應(yīng)器601，用于定量釋放低活性的待生催化劑給催化劑再生裝置602，并接收催化劑再生裝置602傳輸?shù)脑偕呋瘎?/p>

在本發(fā)明一個實施例提供，如圖7所示，催化劑再生系統(tǒng)包括：流化床反應(yīng)器701、第一存儲器702、再生反應(yīng)器703及第二存儲器704；該催化劑再生系統(tǒng)的工作過程如下：

當(dāng)流化床反應(yīng)器701中催化劑的活性降低到一定水平后，打開流化床反應(yīng)器701與第一存儲器702之間連接管道上設(shè)置的塞閥705，將部分低活性的待生催化劑引入到第一存儲器702中；關(guān)閉塞閥705以及第一存儲器702與再生反應(yīng)器703之間管道上設(shè)置的塞閥706，向第一存儲器702中通入第一置換氣體，以去除待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)；打開塞閥706，將去除還原性物質(zhì)的待生催化劑傳輸?shù)皆偕磻?yīng)器703中，關(guān)閉塞閥706以及再生反應(yīng)器703與第二存儲器704之間管道上設(shè)置的塞閥707，向再生反應(yīng)器703中通入氧氣、空氣或氧氣與水蒸氣的混合氣體，與待生催化劑表面上的積碳進(jìn)行反應(yīng)，去除待生催化劑表面的積碳后，形成恢復(fù)活性的再生催化劑，打開塞閥707將形成的再生催化劑傳輸?shù)降诙鎯ζ?04中；關(guān)閉塞閥707及第二存儲器704與流化床反應(yīng)器701之間管道上設(shè)置的塞閥708，向第二存儲器704中通入第二置換氣體，以去除再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)；打開塞閥708，將去除氧化性物質(zhì)的再生催化劑傳輸?shù)搅骰卜磻?yīng)器701中，并關(guān)閉塞閥708，再生催化劑參與流化床反應(yīng)器701中進(jìn)行的反應(yīng)。

需要說明的是，第一存儲器702的布置位置低于流化床反應(yīng)器701，保證流化床反應(yīng)器701中的待生催化劑能夠依靠自身重力進(jìn)入第一存儲器702中。相應(yīng)地，再生反應(yīng)器703的布置位置高于第二存儲器704，第二存儲器704的布置位置高于流化床反應(yīng)器701，保證再生反應(yīng)器703中的再生催化劑能夠依靠自身重力進(jìn)入第二存儲器704，并保證第二存儲器704中的再生催化劑能夠依靠自身重力進(jìn)入流化床反應(yīng)器701。這樣，整個催化劑再生系統(tǒng)僅需要在第一存儲器702與再生反應(yīng)器703之間設(shè)置一個物料傳輸裝置，以將第一存儲器702中的待生催化劑傳輸?shù)皆偕磻?yīng)器703中，使催化劑再生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡單。

為了能夠進(jìn)一步說明本發(fā)明實施例提供的催化劑再生裝置的使用方式以及使用條件對催化劑再生的影響，進(jìn)行了中試實驗。通過中試實驗，分別將上述的催化劑再生裝置連接硝基苯氣相加氫制備苯胺的36wt/a流化床反應(yīng)器、鄰硝基甲苯氣相加氫制備鄰甲苯胺的1wt/a流化床反應(yīng)器、丙烯氣相氨氧化制備丙烯腈的15wt/a流化床反應(yīng)器、間二甲苯氣相氨氧化制備間苯二腈的1000t/a流化床反應(yīng)器以及對氯甲苯氣相氨氧化制備對氯苯甲腈的1200t/a流化床反應(yīng)器，中試結(jié)果表明，上述催化劑再生裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對不同反應(yīng)的催化劑進(jìn)行再生，且再生后的催化劑再次進(jìn)入流化床反應(yīng)器參與催化反應(yīng)時，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率基本維持在最初催化的水平，因此，經(jīng)過本發(fā)明實施例提供的催化劑再生裝置再生催化劑，能夠保證再生催化劑的催化性能基本保持不變。

下面分別以制備苯胺、鄰甲苯胺、間苯二腈、氯苯甲腈為例，結(jié)合圖7所示的催化劑再生系統(tǒng)，對本發(fā)明實施例提供的催化劑再生方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

如圖8所示，本發(fā)明一個實施例提供了一種制備苯胺過程中催化劑的再生方法，該方法可以包括以下步驟：

步驟801：向流化床反應(yīng)器中通入氫氣和硝基苯，進(jìn)行加氫反應(yīng)。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，將氫氣和氣相硝基苯的混合氣體由底部通入流化床反應(yīng)器701中，氫氣和氣相硝基苯進(jìn)入流化床反應(yīng)器701中之后，使流化床反應(yīng)器701中的催化劑處于懸浮運動狀態(tài)，氫氣和氣相硝基苯與催化劑接觸后發(fā)生加氫反應(yīng)，形成苯胺。所形成的苯胺及沒有反應(yīng)的氫氣和氣相硝基苯從流化床反應(yīng)器701頂部排出。

步驟802：從流化床反應(yīng)器中定量引出低活性的待生催化劑進(jìn)入第一存儲器。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，流化床反應(yīng)器701中的催化劑表面形成積碳，造成催化劑的活性降低，導(dǎo)致硝基苯轉(zhuǎn)化率降低。當(dāng)硝基苯的轉(zhuǎn)化率下將1％時，打開流化床反應(yīng)器701底部的塞閥705，從流化床反應(yīng)器701中定量引出低活性的待生催化劑進(jìn)入第一存儲器702中，然后關(guān)閉塞閥705，保證流化床反應(yīng)器701中的反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。

步驟803：在第一存儲器中去除待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，將待生催化劑引入第一存儲器702中之后，關(guān)閉塞閥705與塞閥706，向第一存儲器702中通入氮氣，通過氮氣對待生催化劑中夾雜的氫氣、硝基苯及苯胺進(jìn)行置換，以去除待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)。

步驟804：將待生催化劑傳輸?shù)皆偕磻?yīng)器中。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，在第一存儲器702中去除待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)后，打開塞閥706，通過氮氣將待生催化劑提升到再生反應(yīng)器703中，傳輸完成后關(guān)閉塞閥706。

步驟805：在再生反應(yīng)器中對待生催化劑進(jìn)行再生，形成再生催化劑。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，向再生反應(yīng)器703中通入氧氣，通過控制氧氣的濃度，使待生催化劑表面的積碳進(jìn)行不完全燃燒，形成一氧化碳?xì)怏w，以去除待生催化劑表面的積碳，形成恢復(fù)活性的再生催化劑，并將所形成的一氧化碳?xì)怏w從再生反應(yīng)器703的頂部排出。

步驟806：將再生催化劑傳輸?shù)降诙鎯ζ髦小?/p>

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，在對待生催化劑進(jìn)行再生，形成再生催化劑之后，打開塞閥707，使再生催化劑通過自身重力直接進(jìn)入第二存儲器704中，在再生催化劑全部進(jìn)入第二存儲器704之后，關(guān)閉塞閥707。

步驟807：在第二存儲器中去除再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，向第二存儲器704中通入氮氣，通過氮氣對再生催化劑中夾雜的氧氣、一氧化碳進(jìn)行置換，以去除再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)。

步驟808：將再生催化劑傳輸?shù)搅骰卜磻?yīng)器中參與反應(yīng)。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，在第二存儲器704中去除再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)后，打開塞閥708，使再生催化劑通過自身的重力進(jìn)入流化床反應(yīng)器701中，參與硝基苯氣相加氫制備苯胺的反應(yīng)，然后關(guān)閉塞閥708。

如圖9所示，本發(fā)明一個實施例提供了一種制備鄰甲苯胺過程中催化劑的再生方法，該方法可以包括以下步驟：

步驟901：向流化床反應(yīng)器中通入氫氣和鄰硝基甲苯氣相。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，由頂部向流化床反應(yīng)器701中通入氫氣和鄰硝基甲苯氣相的混合氣體，混合氣體與流化床反應(yīng)器701中的催化劑相接觸發(fā)生反應(yīng)，形成鄰甲苯胺。所形成的鄰甲苯胺及沒有反應(yīng)完全的氫氣和鄰硝基甲苯氣相通過流化床反應(yīng)器701頂部排出。

步驟902：從流化床反應(yīng)器中定量引出低活性的待生催化劑進(jìn)入第一存儲器。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，通過檢測流化床反應(yīng)器701排出氣體中鄰硝基甲苯氣相的含量，可以獲得鄰硝基甲苯氣相的轉(zhuǎn)化率，當(dāng)鄰硝基甲苯氣相的轉(zhuǎn)化率下降1％時，打開流化床反應(yīng)器701底部的塞閥705，低活性的待生催化劑通過自身重力進(jìn)入第一存儲器702中，以從流化床反應(yīng)器701中定量引出低活性的待生催化劑進(jìn)入第一存儲器702。

步驟903：在第一存儲器中對待生催化劑進(jìn)行置換。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，設(shè)定量的待生催化劑進(jìn)行第一存儲器702后，關(guān)閉塞閥705與塞閥706，向第一存儲器702中通入水蒸氣進(jìn)行置換，水蒸氣進(jìn)入第一存儲器702后與待生催化劑相接觸，將待生催化劑中夾雜的氫氣、鄰硝基甲苯氣相及生成的鄰甲苯胺帶出第一存儲器702，從而去除待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)。

步驟904：將置換后的待生催化劑提升到再生反應(yīng)器中。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，在去除待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)后，打開塞閥706，通過物料傳輸設(shè)備將待生催化劑提升到再生反應(yīng)器703中，比如可以通過風(fēng)機(jī)吹送氮氣，以將待生催化劑提升到再生反應(yīng)器703中。

步驟905：對待生催化劑進(jìn)行再生，形成再生催化劑。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，待生催化劑進(jìn)入再生反應(yīng)器703之后，關(guān)閉塞閥706，向再生反應(yīng)器703中通入氧氣與水蒸氣的混合氣體，通過控制氧氣與水蒸氣的比例，在900至1000℃下使待生催化劑表面的積碳與氧氣及水蒸氣發(fā)生甲烷化反應(yīng)，形成甲烷和氫氣，以去除待生催化劑表面的積碳，并形成甲烷和氫氣。將生成的甲烷和氫氣以及未反應(yīng)完全的氧氣和水蒸氣從再生反應(yīng)器703的頂部排出。

步驟906：在第二存儲器中對再生催化劑進(jìn)行置換。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，在再生反應(yīng)器703中形成再生催化劑后，打開塞閥707，使再生催化劑通過自身重力進(jìn)入第二存儲器704中。再生催化劑進(jìn)入第二存儲器704之后，關(guān)閉塞閥707，向第二存儲器704中通入水蒸氣，水蒸氣進(jìn)入第二存儲器704中之后與再生催化劑相接觸，將再生催化劑中夾雜的氧氣置換出來，以去除再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)。

步驟907：將再生催化劑傳輸?shù)搅骰卜磻?yīng)器中。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，在第二存儲器704中對再生催化劑進(jìn)行置換后，打開塞閥708，再生催化劑通過自身的重力進(jìn)入流化床反應(yīng)器701，待所有再生催化劑均進(jìn)入流化床反應(yīng)器701后關(guān)閉塞閥708。進(jìn)入流化床反應(yīng)器701中的再生催化劑提高整體催化劑的活性，以提高鄰硝基甲苯氣相加氫制備鄰甲苯胺反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。

如圖10所示，本發(fā)明一個實施例提供了一種制備間苯二腈過程中催化劑的再生方法，該方法可以包括以下步驟：

步驟1001：將二甲苯氣相、氨及丙烯通入流化床反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，形成間苯二腈。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，空氣由風(fēng)機(jī)鼓入流化床反應(yīng)器701底部，經(jīng)過多孔分布板向上運動，氨及丙烯經(jīng)過位于空氣分布板上部的管是分布器，進(jìn)入流化床反應(yīng)腔室，三種物料充分混合并與催化劑接觸，進(jìn)行氨氧化反應(yīng)，形成間苯二腈。所形成的間苯二腈由流化床反應(yīng)器頂部流出。

步驟1002：將部分低活性的待生催化劑引出到第一存儲器中。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，催化劑逐漸發(fā)生結(jié)焦，在催化劑表面形成積碳，導(dǎo)致催化劑的活性降低，進(jìn)而導(dǎo)致二甲苯的轉(zhuǎn)化率下降。通過檢測間苯二腈中二甲苯的含量，可以確定二甲苯的轉(zhuǎn)化率，當(dāng)二甲苯的轉(zhuǎn)化率下將5％后，打開流化床反應(yīng)器701底部的塞閥706，從流化床反應(yīng)器701中定量引出低活性的待生催化劑進(jìn)行第一存儲器702中。

步驟1003：將待生催化劑傳輸?shù)皆偕磻?yīng)器中。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，流化床反應(yīng)器701中部分待生催化劑通過自身重力進(jìn)入第一存儲器702中之后，關(guān)閉塞閥706。打開塞閥707，通過氮氣將待生催化劑提升到再生反應(yīng)器703中。

步驟1004：對待生催化劑進(jìn)行再生，形成再生催化劑。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，待生催化劑被提升進(jìn)入再生反應(yīng)器703中之后，關(guān)閉塞閥707，以0.5m/s的氣速向再生反應(yīng)器703中通入空氣，在400至800℃的溫度下使待生催化劑表面的積碳燃燒，以去除待生催化劑表面的積碳，形成恢復(fù)活性的再生催化劑。

步驟1005：將再生催化劑傳輸?shù)搅骰卜磻?yīng)器中，參與反應(yīng)。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，在再生反應(yīng)器703中對待生催化劑進(jìn)行再生，形成再生催化劑之后，打開塞閥707和塞閥708，再生催化劑經(jīng)第二存儲器704進(jìn)入流化床反應(yīng)器701，待所有再生催化劑均進(jìn)入流化床反應(yīng)器701中后關(guān)閉塞閥708。進(jìn)入流化床反應(yīng)器701中的再生催化劑提高整體催化劑的活性，以提高二甲苯氣相氨氧化制備間苯二腈反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。

如圖11所示，本發(fā)明一個實施例提供了一種制備氯苯甲腈過程中催化劑的再生方法，該方法可以包括以下步驟：

步驟1101：將氯甲苯氣相、氨及丙烯通入流化床反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，形成氯苯甲腈。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，空氣由風(fēng)機(jī)鼓入流化床反應(yīng)器701底部，經(jīng)過多孔分布板向上運動，氨及丙烯經(jīng)過位于空氣分布板上部的管是分布器，進(jìn)入流化床反應(yīng)腔室，三種物料充分混合并與催化劑接觸，進(jìn)行氨氧化反應(yīng)，形成氯苯甲腈。所形成的氯苯甲腈由流化床反應(yīng)器頂部流出。

步驟1102：從流化床反應(yīng)器中引出部分低活性的待生催化劑到第一存儲器中。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，催化劑在反應(yīng)過程中逐漸發(fā)生結(jié)焦，在催化劑表面形成積碳，導(dǎo)致催化劑的活性降低，進(jìn)而降低丙烯的轉(zhuǎn)化率。當(dāng)丙烯的轉(zhuǎn)換了下將3％使，打開流化床反應(yīng)器701底部的塞閥706，從流化床反應(yīng)器701中定量引出低活性的待生催化劑進(jìn)行第一存儲器702中。

步驟1103：直接將待生催化劑提升到再生反應(yīng)器中。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，待生催化劑進(jìn)行第一存儲器702中之后，關(guān)閉塞閥706，并打開塞閥707，通過氮氣直接將打算催化劑提升到再生反應(yīng)器703中。由于待生催化劑中沒有易導(dǎo)致爆炸發(fā)生的還原性物質(zhì)，因此無需在第一存儲器702中進(jìn)行置換。

步驟1104：在再生反應(yīng)器中對待生催化劑進(jìn)行再生，形成再生催化劑。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，待生催化劑被提升進(jìn)入再生反應(yīng)器703中之后，關(guān)閉塞閥707，以0.5m/s的氣速向再生反應(yīng)器703中通入空氣，使待生催化劑表面的積碳燃燒，以去除待生催化劑表面的積碳，形成恢復(fù)活性的再生催化劑。

步驟1105：將再生催化劑傳輸?shù)搅骰卜磻?yīng)器中，參與反應(yīng)。

在本發(fā)明一個實施例中，如圖7所示，在形成再生催化劑之后，打開塞閥707和塞閥708，再生催化劑經(jīng)第二存儲器704進(jìn)入流化床反應(yīng)器701，待所有再生催化劑均進(jìn)入流化床反應(yīng)器701中后關(guān)閉塞閥708。進(jìn)入流化床反應(yīng)器701中的再生催化劑提高整體催化劑的活性，以提高二甲苯氣相氨氧化制備間苯二腈反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。由于流化床反應(yīng)器701中進(jìn)行的反應(yīng)為氧化性體系，再生催化劑中夾雜的氧氣不會導(dǎo)致流化床反應(yīng)器701發(fā)生爆炸，因此無需對再生催化劑進(jìn)行置換。

本發(fā)明實施例提供的催化劑再生裝置、方法及系統(tǒng)，至少具有如下有益效果：

1、在本發(fā)明實施例提供的催化劑再生裝置、方法及系統(tǒng)中，隨著流化床反應(yīng)器中反應(yīng)的進(jìn)行，當(dāng)流化床反應(yīng)器中催化劑的活性降低到一定水平后，將部分低活性的待生催化劑引出至第一存儲器中，在第一存儲器中去除待生催化劑中夾雜的還原性物質(zhì)后，在再生反應(yīng)器中對待生催化劑進(jìn)行再生處理，獲得恢復(fù)活性的再生催化劑，由第二存儲器去除再生催化劑中夾雜的氧化性物質(zhì)后，將再生催化劑傳輸回流化床反應(yīng)器參與反應(yīng)。這樣，在流化床反應(yīng)器中催化劑活性降低時，無需停止流化床反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)，只需將部分低活性的催化劑引出后進(jìn)行再生，再生完成后將恢復(fù)活性的催化劑返回到流化床反應(yīng)器中參與反應(yīng)，以在流化床反應(yīng)器不停車的前提下完成催化劑的再生，節(jié)省了流化床反應(yīng)器停車后重新開始反應(yīng)所需的時間和成本，從而可以降低通過流化床反應(yīng)器進(jìn)行生產(chǎn)的成本。

2、在本發(fā)明實施例提供的催化劑再生裝置、方法及系統(tǒng)中，可以向再生反應(yīng)器中通入氧氣對待生催化劑進(jìn)行再生，通過控制氧氣的濃度，使待生催化劑上的積碳發(fā)生不完全燃燒，形成一氧化碳?xì)怏w，而一氧化碳?xì)怏w是重要的化工原料。催化劑再生過程中形成一氧化碳副產(chǎn)物，將一氧化碳用作燃料或作為其他反應(yīng)的反應(yīng)物產(chǎn)生額外的價值，從而可以降低對催化劑進(jìn)行再生的成本。

3、在本發(fā)明實施例提供的催化劑再生裝置、方法及系統(tǒng)中，可以向再生反應(yīng)器中通入氧氣和水蒸氣的混合氣體對待生催化劑進(jìn)行再生，通過控制氧氣和水蒸氣的比例，使待生催化劑表面上的積碳與氧氣及水蒸氣進(jìn)行反應(yīng)，形成甲烷和氫氣，在恢復(fù)待生催化劑活性的同時產(chǎn)生甲烷和氫氣，而甲烷和氫氣均是重要的化工原料，由于甲烷和氫氣的價值，可以降低催化劑再生過程的成本。

4、在本發(fā)明實施例提供的催化劑再生裝置、方法及系統(tǒng)中，再生反應(yīng)器的流體出口處設(shè)置有旋風(fēng)分離器和金屬過濾器，通過旋風(fēng)分離器和金屬過濾器能夠?qū)α鞒鲈偕磻?yīng)器的流體進(jìn)行過濾，防止待生催化劑及再生催化劑隨流體從再生反應(yīng)器中逃逸，造成催化劑的損失。旋風(fēng)分離器中升氣管的直徑大于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)直徑，這樣可以降低旋風(fēng)分離器對催化劑的磨損，延長催化劑的使用壽命。金屬過濾器由金屬纖維制造而成，能夠承受500℃以上的高溫，以防止被高溫催化劑損壞，有效地對催化劑進(jìn)行過濾。

5、在本發(fā)明實施例提供的催化劑再生裝置、方法及系統(tǒng)中，再生反應(yīng)器中設(shè)置有至少一個虹吸式換熱器，虹吸式換熱器的結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，并能夠及時有效地對再生反應(yīng)器中產(chǎn)生的熱量進(jìn)行散失，保證催化劑再生過程能夠順利進(jìn)行，提高催化劑再生過程的質(zhì)量。

6、在本發(fā)明實施例提供的催化劑再生裝置、方法及系統(tǒng)中，虹吸式換熱器的蒸發(fā)管上設(shè)置有至少一個翅片，翅片可以增大蒸發(fā)管的吸熱面積，從而能夠更加及時的將再生反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的熱量散發(fā)到再生反應(yīng)器外，提高換熱效率，進(jìn)一步提高再生反應(yīng)器進(jìn)行催化劑再生的質(zhì)量。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同因素。

最后需要說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。