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CN1930271B - 改进的脱硫方法 - Google Patents

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CN1930271B CN2005800078429A CN200580007842A CN1930271B CN 1930271 B CN1930271 B CN 1930271B CN 2005800078429 A CN2005800078429 A CN 2005800078429A CN 200580007842 A CN200580007842 A CN 200580007842A CN 1930271 B CN1930271 B CN 1930271B
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Abstract

本发明涉及一种烃脱硫体系，其包括流化床反应器(12)、流化床再生器(14)、和流化床还原器(16)。可流化的固体颗粒在反应器(12)、再生器(14)、和还原器(16)中循环，由此实现基本连续地脱硫含有流体的烃和基本连续地再生该固体颗粒。使用了一种新的传送系统来将该固体颗粒在反应器(12)、再生器(14)、和还原器(16)之间传送。该传送系统使用了紧耦合的阀门和各个阀门之间的重力流动，以将装备成本和颗粒磨损降到最低。

Description

改进的脱硫方法
本发明涉及一种使用可流化的和可循环的固体颗粒从含烃的流体中除去硫的方法和装置。另一方面，本发明涉及一种具有改进的设计的烃脱硫单元，其降低了资本费用和操作成本，同时提供了增强的脱硫和颗粒循环。
含烃的流体如汽油和柴油燃料通常含有一些硫。在这种机动车燃料中高含量的硫是不期望的，因为存在于机动车废气中的硫的氧化物能不可逆转地使用于机动车催化转化器中的贵金属催化剂中毒。源于这种中毒的催化转化器的排放物可能含有大量未燃烧的烃、氮的氧化物、和/或一氧化碳，其在太阳光催化下形成地表高度的臭氧，更普遍地称为烟雾。
大部分存在于大多数汽油的最终混合物中的硫源于常被称作“裂化汽油”的汽油混合物成分。因此，裂化汽油中含硫量的减小必然减小大多数汽油(例如汽车汽油、赛车汽油、航空汽油、船用汽油等)中的含硫量。已有很多将硫从裂化汽油中除去的常规方法。但是，大部分的常规脱硫方法如加氢脱硫倾向于使裂化汽油中的烯烃和芳族化合物饱和，并且从而减小其辛烷值(包括研究法和发动机法辛烷值)。因此，存在对于其中实现裂化汽油脱硫同时保持其辛烷值的方法的需求。
除了从裂化汽油中脱硫的需要外，同样也需要减小柴油中的含硫量。在通过常规加氢脱硫方法从柴油中除去硫时，十六烷得到了改善，但是氢消耗的成本很高。该氢是在加氢脱硫过程和芳族化合物加氢反应过程中被消耗掉的。因此，存在对其中实现了柴油脱硫而不显著地消耗氢以提供更经济的脱硫方法的方法的需求。
为了满足上述需求，最近已经开发出了利用可再生的固体吸附剂的改进型脱硫技术。这种可再生的吸附剂通常由金属氧化物组份(如ZnO)和促进剂金属组份(如Ni)形成。当与含硫的烃流体(如裂化汽油或柴油)接触时，该可再生的吸附剂的促进剂金属和金属氧化物组份相互协作，以从烃中去除硫，并且通过金属氧化物组份(如ZnO)向金属硫化物(如ZnS)的转化来将去除的硫储存在吸附剂之上/之内。随后所获得的“加载硫”的吸附剂可以通过将该加载硫的吸附剂与含氧的再生料流接触而再生。再生期间，该加载硫的吸附剂中的金属硫化物(如ZnS)通过与含氧再生料流的反应而回到其原本的金属氧化物形式(如ZnO)。另外，再生期间该促进剂金属被氧化，形成氧化的促进剂金属组份(如NiO)。再生之后，随后可以通过将氧化的吸附剂与含氢的还原料流接触而将该氧化的吸附剂还原。还原期间，该氧化的促进剂金属组份被还原，由此使吸附剂返回到具有金属氧化物组份(如ZnO)和还原价态促进剂组份(如Ni)的最佳脱硫状态。还原之后，该还原的吸附剂可以再次与含硫的烃流体接触以去除其中的硫。
通常，用于烃脱硫方法的固体吸附剂组合物为在固定床应用中所采用的团聚物。但是，由于流化床反应器提供许多优于固定床反应器的优点，因而期望在流化床反应器中处理含烃的流体。在利用可再生固体吸附剂的脱硫体系中使用流化床反应器的一个重要优点是，能够在固体吸附剂颗粒变为“加载硫”的之后连续地将它们再生。该再生过程可以通过连续地将固体吸附剂颗粒从反应器中循环到再生器、到还原器、并随后回到反应器中来进行。这样，使用既可流化的又可循环的吸附剂组合物，能够基本连续地从含烃流体中去除硫和基本连续地再生吸附剂。
当设计能提供通过可流化和可循环固体吸附剂颗粒而连续脱硫的、使用了流化床反应器、流化床再生器、和流化床还原器的脱硫单元时，必须考虑多种设计参数。在设计各种脱硫单元时的主要考虑之一是，单元的初始投资成本。单元中的容器、阀门、管路、和其它装置的数量较大地增加脱硫单元的投资成本。另外，脱硫单元中各个容器的高度可以较大地增加该脱硫单元的投资成本，因为用于支撑地面之上很高的大容器的支撑结构可以显著地增加该单元的建造和维护费用。
在设计脱硫单元时的另一重要因素是操作成本。复杂颗粒传送系统(如气动输送器)可以由于频繁的维护和/或故障而增加操作成本。在使用可流化和可循环固体颗粒以从含烃流体中去除硫的脱硫单元中，颗粒磨损也可以导致操作成本增加。通常，当在高速率下传送固体颗粒时，固体颗粒的磨损会增加。由此，使用了固体颗粒在容器之内和之间稀释相传送的脱硫单元也可以导致明显的颗粒磨损。当用于该脱硫单元的固体颗粒经受高度磨损时，必须频繁更换固体颗粒，由此增加了该单元的操作成本和停机时间。
因此，期望提供一种新的烃脱硫系统，其能够通过可流化的、可循环的且可再生的固体颗粒连续地脱硫。
也期望提供一种烃脱硫系统，其能够通过使用最小数量的容器、管路、阀门和其它装置而使得投资成本最小化。
也期望提供一种脱硫系统，其能够通过将容器保持在地表面上的最小高度处来使得投资成本最小化。
也期望提供一种烃脱硫系统，其能够通过使固体颗粒通过该系统传送的速率最小化而将在其中循环的固体颗粒的磨损最小化。
应当指出的是，上述期望并不必须全部由本文中所要求的发明来实现，并且本发明的其它优点从优选实施方式的下列说明、所附权利要求、和附图将变得明朗起来。
因此，在本发明的一种实施方式中，提供了一种脱硫单元，其利用可流化的和可循环的固体颗粒来从含烃进料中去除硫。该脱硫单元包括流化床反应器、流化床再生器、和紧耦合至反应器的流化床还原器。
在本发明的另一种实施方式中，提供了一种脱硫单元，其利用可流化的和可循环的固体颗粒来从含烃进料中去除硫。该脱硫单元包括具有反应器固体入口和反应器固体出口的反应器、具有再生器固体入口和再生器固体出口的再生器、具有还原器固体入口和还原器固体出口的还原器、用于将固体颗粒从反应器固体出口传送到再生器固体入口的第一传送组件、用于将固体颗粒从再生器固体出口密相传送到还原器固体入口的第二传送组件、和用于将固体颗粒从还原器固体出口传送到反应器固体入口的第三传送组件。
在本发明的另一种实施方式中，提供了一种脱硫单元，其利用可流化的和可循环的固体颗粒来从含烃进料中去除硫。该脱硫单元包括反应器、反应器气提器、反应器闭锁料斗、再生器进料缓冲容器(feed surge vessel)、和再生器。该反应器能够进行将含烃进料与固体颗粒接触的操作。该反应器气提器流体耦合至反应器，并且能够进行接收来自反应器的固体颗粒的操作。该反应器闭锁料斗流体耦合至反应器，并且垂直地位于比反应器气提器更低的位置，使得能够形成固体颗粒从反应器气提器到反应器闭锁料斗的重力流动。该再生器进料缓冲容器流体耦合至反应器闭锁料斗，并且垂直地位于比反应器闭锁料斗更低的位置，使得能形成固体颗粒从反应器闭锁料斗到再生器进料缓冲容器的重力流动。该再生器流体耦合至再生器进料缓冲容器，并且能够进行接收来自反应器再生器缓冲容器的固体颗粒的操作。
在本发明的另一种实施方式中，提供了一种将含烃流体脱硫的方法。该方法包括步骤：(a)在足以从含烃流体中去除硫并获得加载硫的固体颗粒的脱硫条件下，将含烃流体与固体颗粒在脱硫区中接触；(b)在足以从加载硫的固体颗粒中去除硫的再生条件下，将该加载硫的固体颗粒与含氧再生料流在再生区中接触，由此获得氧化的固体颗粒；(c)在足以将氧化的固体颗粒还原的还原条件下，将该氧化的固体颗粒与含氢还原料流在还原区中接触，由此获得还原的固体颗粒；和(d)将该还原的固体颗粒从还原区密相传送到脱硫区中。
在本发明的另一种实施方式中，提供了一种将含烃流体脱硫的方法。该方法包括步骤：(a)在足以从含烃流体中去除硫并获得加载硫的固体颗粒的脱硫条件下，将含烃流体与固体颗粒在流化床反应器中接触；(b)在足以从加载硫的固体颗粒中去除硫的条件下，将该加载硫的固体颗粒与含氧再生料流在流化床再生器中接触，由此获得氧化的固体颗粒；(c)将该氧化的固体颗粒从流化床再生器密相传送到流化床还原器中；和(d)在足以将氧化的固体颗粒还原的还原条件下，将该氧化的固体颗粒与含氢还原料流在流化床还原器中接触，由此获得还原的固体颗粒。
在本发明的另一种实施方式中，提供了一种将含烃流体脱硫的方法。该方法包括步骤：(a)在足以从含烃流体中去除硫并获得加载硫的固体颗粒的脱硫条件下，将含烃流体与固体颗粒在脱硫区中接触；(b)在足以从该加载硫的固体颗粒周围去除含烃流体的气提条件下，将该加载硫的固体颗粒与气提气体在气提区中接触；(c)间歇地将该加载硫的固体颗粒从气提区传送到反应器闭锁料斗中；(d)间歇地将该加载硫的固体颗粒从反应器闭锁料斗传送到再生器进料缓冲容器中；(e)基本连续地将该加载硫的固体颗粒从再生器进料缓冲容器传送到再生区中；和(f)在足以从该加载硫的固体颗粒中去除硫的再生条件下，将该加载硫的固体颗粒与含氧再生料流在再生区中接触，由此获得氧化的固体颗粒。
图1为依据本发明的原理而构造的脱硫单元的示意图，特别地阐明了用于该脱硫单元中的各种容器的相对高度，和这些容器以能够实现固体颗粒在该单元中的循环的连接方式。
图2为图1中所示反应器气提器的放大的剖面图，特别地阐明了通过将固体颗粒从反应器传送到反应器气提器的反应器出口紧耦合组件而使该反应器气提器耦合至反应器的方式。
图3为沿图2中线3-3截取的紧耦合组件的剖面侧视图，特别地阐明了位于由紧偶合组件所限定的开放通道中的喷淋器。
图4为沿图3中线4-4截取的紧偶合组件的部分剖面俯视图，进一步阐明了该紧偶合组件的喷淋器。
图5为沿图2中线5-5截取的反应器气提器的剖面俯视图，特别地阐明了位于该反应器气提器底部的喷淋器的构造。
图6为沿图2中线6-6截取的反应器气提器的剖面俯视图，特别地阐明了位于该反应器气提器的气提区中的第一挡板组。
图7为沿图2中线7-7截取的反应器气提器的剖面俯视图，特别地阐明了位于该反应器气提器的气提区中的第二挡板组，其中该第二挡板组的每个挡板基本垂直于图6中所示第一挡板组的每个挡板的延伸方向而延伸。
图8为类似于图6和图7的反应器气提器的剖面俯视图，特别地阐明了由该反应器气提器的相邻垂直间隔的挡板组形成的交叉线图案。
图9为图1中所示再生器接收器的放大的剖面侧视图，特别地阐明了通过将固体颗粒从再生器传送到再生器接收器的再生器出口紧耦合组件而使该再生器接收器流体耦合至再生器的方式。
图10为沿图9中线10-10截取的紧耦合组件的放大的部分剖面俯视图，特别地阐明了该紧耦合组件的喷淋器。
图11为沿图9中线11-11截取的紧耦合组件的剖面侧视图，进一步阐明了该耦合组件的喷淋器的构造。
图12为图1中所示还原器的放大的剖面侧视图，特别地阐明了通过将固体颗粒从还原器传送到反应器的还原器出口紧耦合组件而使该还原器流体地流体耦合至反应器的方式。
首先参照图1，阐述通常包括流化床反应器12、流化床再生器14、和流化床还原器16的脱硫单元10。固体吸附剂颗粒在脱硫单元10中循环，以实现从通过进料口18进入脱硫单元10中的含硫的烃如裂化汽油或柴油燃料中连续地去除硫。用于脱硫单元10中的固体吸附剂颗粒可以是任意充分可流化的、可循环的、和可再生的基于氧化锌的组合物，该组合物具有足够的脱硫活性和足够的抗磨性。这种吸附剂组合物的描述提供于美国专利申请09/580,611(其公开号为US6,429,170B1)、美国专利申请10/738,141和美国专利申请10/072,209中，这些文献的全部公开内容在此引入作为参考。
含烃流体通过进料口18进入反应器12，并且向上通过反应器12的反应区中的还原的固体吸附剂颗粒床。与反应器12中含烃流体相接触的还原的固体吸附剂颗粒，优选地最初(也就是在刚好与含烃流体接触之前)包括氧化锌和还原价态的促进剂金属组份。虽然并不希望由理论所限制，但是相信该还原的固体吸附剂颗粒的还原价态促进剂金属组份有助于从含烃流体中去除硫，同时氧化锌组份通过其转化为硫化锌而起到硫储存机制的作用。
该还原的固体吸附剂颗粒的还原价态促进剂金属组份优选包含选自于镍、钴、铁、锰、钨、银、金、铜、铂、锌、锡、钌、钼、锑、钒、铱、铬、钯、和其两种或多种的混合物的促进剂金属。更优选地，该还原价态促进剂金属组份包括作为促进剂金属的镍。如本文中所使用的那样，在描述促进剂金属组份时的术语“还原价态”，表示促进剂金属组份具有低于该促进剂金属组份在其通常氧化态时的化合价的化合价。更具体地，用于反应器12中的还原的固体吸附剂组份应包括促进剂金属组份，该促进剂金属组份的化合价低于离开再生器14的再生的(也就是氧化的)固体吸附剂颗粒的促进剂金属组份的化合价。最优选地，基本全部该还原的固体吸附剂颗粒的促进剂金属组份的化合价为零(0)。
在本发明的优选实施方式中，还原价态的促进剂金属组份包括、组成为、和基本组成为由分子式MAZnB所表示的取代的固体金属溶液，其中M为促进剂金属，Zn为锌，并且A和B分别数值范围为0.01～0.99。在上述取代的金属溶液的分子式中，A优选的范围为约0.70～约0.97、且最优选范围为约0.85～约0.95。为了最佳地去除硫，另外B优选的范围为约0.03～约0.30、且最优选范围为约0.05～约0.15。优选地，B等于(1-A)。
对于用于脱硫单元10中的吸附剂组合物的化学性来说，重要的是取代的固体溶液具有独特的物理和化学性能。取代的固体溶液是合金的子集，所述合金是通过用溶质金属直接取代晶体结构中的溶剂金属原子而形成的。例如，认为在用于脱硫单元10中的还原的固体吸附剂颗粒中所发现的取代的固体金属溶液(MAZnB)是通过溶质金属锌原子取代溶剂促进剂金属原子而形成的。存在三个有利于形成取代的固体溶液的基本标准：(1)两种或多种元素的原子半径在彼此的15％内；(2)两种或多种纯相的晶体结构是相同的或者具有共同的面；(3)两种或多种组份的电负性相似。本文中所述的固体吸附剂颗粒中所用的促进剂金属(作为元素金属或金属氧化物)和氧化锌优选满足意上三个标准中的至少两个。例如，当促进剂金属为镍时，满足第一和第三标准，但不满足第二标准。镍和锌金属原子半径在彼此的10％之内，且电负性相近。但是，氧化镍(NiO)优选地形成立方晶体结构，而氧化锌(ZnO)优选为六方晶体结构。认为镍锌固体溶液保持氧化镍的立方结构。强迫氧化锌存在于立方结构中增加了相的能量，这限制了可以溶解于该氧化镍结构中的锌的量。化学计量控制微观证实其为92∶8的镍锌固体溶液(Ni0.92Zn0.08)(其在还原期间形成)，且微观证实了固体吸附剂颗粒的重复的可再生性。
除了氧化锌和还原价态的促进剂金属组份之外，在反应器12中所使用的还原的固体吸附剂颗粒可以另外包括孔隙率增强剂和促进剂金属-铝酸锌取代的固体溶液。促进剂金属-铝酸锌取代的固体溶液可以由分子式MZZn(1-Z)Al2O4)所表示，其中M为促进剂金属且下标Z的数值范围为0.01～0.99。孔隙率增强剂，当使用时，可以是任意的最终提高固体吸附剂颗粒的宏观孔隙率的化合物。优选地，孔隙率增强剂为珍珠岩。如本文中所使用的那样，术语“珍珠岩”是硅质火山岩的岩相术语，所述硅质火山岩天然存在于世界各地的一些区域。使其不同于其它火山矿石的区别特征是，当加热到一定温度时其能够膨胀为原始体积的4-20倍的性能。当加热到871℃(1600
Figure 058078429_0
)以上时，碎珍珠岩由于存在和粗珍珠岩结合的水而膨胀。在加热过程中，结合的水在加热软化的玻璃状颗粒中汽化并形成无水微小气泡。这些微小的玻璃密封气泡解释了其轻的重量。可以制备重量小到为2.5磅/立方英尺的膨胀珍珠岩。膨胀珍珠岩的典型化学分析性质(基于质量)近似为：二氧化硅73％、氧化铝17％、氧化钾5％、氧化钠3％、氧化钙1％，加上痕量元素。膨胀珍珠岩的典型物理特性近似为：软化点871℃～1093℃(1600～2000)、熔点1260℃～1343℃(2300～2450
Figure 058078429_3
)、pH6.6～6.8、和比重2.2～2.4。如本文中所使用的那样，术语“膨胀珍珠岩”指的是通过已将珍珠岩硅质火山岩加热到871℃(1600
Figure 058078429_4
)以上以膨胀的球形珍珠岩。如本文中所使用的那样，术语“膨胀珍珠岩颗粒”或“研磨珍珠岩”指的是，已进行压碎以形成颗粒物形式的膨胀珍珠岩，其中这种物质的颗粒度包括至少97％的颗粒度小于2微米的颗粒。术语“研磨膨胀珍珠岩”指对膨胀的珍珠岩颗粒进行研磨或压碎而获得的产品。
最初在反应器12中与含烃流体接触的还原的固体吸附剂颗粒，优选包括下表1中所提供的范围内的氧化锌、还原价态的促进剂金属组份(MAZnB)、孔隙率增强剂(PE)和促进剂金属-铝酸锌(MZZn(1-Z)Al2O4)。
表1
  还原的固体吸附剂颗粒的组份
  范围   ZnO(重量％)   MAZnB(重量％)   PE(重量％)   MZZn(1-Z)Al2O4(重量％)
  优选   5-80   5-80   2-50   1-50
  更优选   20-60   20-60   5-30   5-30
  最优选   30-50   30-40   10-20   10-20
固体吸附剂颗粒的显著影响颗粒用于脱硫单元10的适用性的物理特性包括，例如颗粒形状、颗粒度、颗粒密度、和颗粒抗磨性。为了最佳的脱硫活性和脱硫反应器操作，在脱硫单元10中所使用的固体吸附剂颗粒优选包括微球形颗粒，所述微球形颗粒具有的平均颗粒度为约20～约150微米、更优选为约50～约100微米、最优选为60～80微米。为了最佳的脱硫操作，固体吸附剂颗粒的密度优选为约0.5～约1.5克/立方厘米(g/cc)、更优选为约0.8～约0.3g/cc、且最优选为0.8～1.2g/cc。固体吸附剂颗粒的颗粒度和密度优选使固体吸附剂颗粒具有作为根据在Power Technol.，7，285-292(1973)中描述的Geldart组分类体系的组A的固体的资格。
固体吸附剂颗粒优选具有高抗磨性。如本文中所使用的那样，术语“抗磨性”指的是，在湍流运动的控制条件下颗粒抗破碎的量度。颗粒的抗磨性可以使用类似于Davidson指数的射杯磨损试验(jet cup attrition test)来进行量化。射杯磨损指数(JCAI)表示在测试条件下、减少至颗粒度小于37微米的大于44微粒颗粒度部分的重量百分比，并且包括将5g吸附剂试验进行筛滤以除去0～44微米颗粒度范围内的颗粒。随后将大于44微米的颗粒在21升/分钟的速率下进行空气切向喷射1小时，所述空气切向喷射通过固定在特别设计的喷射杯(2.54cm内径×5.08cm高度)(1”内径×2”高度)的底部的1.587mm(0.0625英寸)的孔引入。射杯磨损指数(JCAI)如下计算：
Figure S05807842920060919D000101
使用公知的校准用基准来确定用于校准喷射杯和磨损的差的校正因子(目前为0.3)。为了最佳的脱硫操作，在本发明中所使用的固体吸附剂颗粒的射杯磨损指数(JCAI)小于约30、更优选小于约20、且最优选小于约10。
在反应器12中的还原的固体吸附剂颗粒相接触的含烃流体优选包括含硫的烃和氢。为了最佳的脱硫操作，通过入口18进料到反应器12中的氢与含硫的烃的摩尔比例优选为约0.1∶1～约3∶1、更优选为约0.2∶1～约1∶1、且最优选为0.4∶1～0.8∶1。优选地，含硫的烃为在标准温度和压力下通常为液态的流体，但是如上所述，当与氢混合时其存在于气态中，并且暴露于反应器12中的脱硫条件下。含硫的烃优选可以用作燃料或燃料的前体。合适的含硫的烃的实例包括、但不限定于裂化汽油、柴油燃料、喷气燃料、直馏石脑油、直馏馏分、焦化瓦斯油、焦化石脑油、烷基化油、和直馏瓦斯油。最优选地，含硫的烃包括选自于汽油、裂化汽油、柴油燃料、和其混合物的烃流体。
如本文中所使用的那样，术语“汽油”指的是在约37.7℃～约204.4℃(约100
Figure 058078429_5
～约400
Figure 058078429_6
)的范围内沸腾的烃的混合物，或其任意馏分。合适的汽油的实例包括、但不限定于炼油厂内的烃料流，如石脑油、直馏石脑油、焦化石脑油、催化汽油、减粘裂化汽油、烷基化油、异构化油、重整产品等，和其混合物。
如本文中所使用的那样，术语“裂化汽油”指的是在约37.7℃～约204.4℃(约100
Figure 058078429_7
～约400
Figure 058078429_8
)的范围内沸腾的烃的混合物，或其任意馏分，它们是将较大烃分子裂化为较小分子的热或催化过程的产物。合适的热过程的实例包括、但不限定于焦化、热裂化、减粘裂化等，和其组合。合适的催化裂化过程的实例包括、但不限定于流体催化裂化、重油裂化等，和其组合。由此，合适的裂化汽油的实例包括、但不限定于焦化汽油、热裂化汽油、减粘裂化汽油、流体催化裂化汽油、重油裂化汽油等，和其组合。有时，当裂化汽油用作本发明方法中的含硫的流体时，可以在脱硫之前对其进行分馏和/或氢化处理。
如本文中所使用的那样，术语“柴油燃料”指的是在约149℃～约399℃(约300
Figure 058078429_9
～约750)的范围内沸腾的烃的混合物，或其任意馏分。合适的柴油燃料的实例包括、但不限定于轻循环油、煤油、喷气燃料、直馏柴油、氢化处理柴油等，和其混合物。
作为本发明脱硫方法中适合的进料，本文中所述的含硫的烃包括一些烯烃、芳烃和硫，以及链烷烃和环烷烃。在气态裂化汽油中烯烃的含量通常为约10～约35重量％(基于气态裂化汽油的总重量)。对于柴油燃料，基本不含烯烃。在气态裂化汽油中芳烃的含量通常为约20～约40重量％(基于气态裂化汽油的总重量)。在气态柴油燃料中芳烃的含量通常为约10～约90重量％(基于气态柴油燃料的总重量)。适用于在本发明的脱硫方法中使用的含硫的烃流体、优选为裂化汽油或柴油燃料中，原子硫的含量通常高于含硫的烃流体的约百万分之50(以重量计)(ppmw)，更优选为约100ppmw原子硫～约10,000ppmw原子硫，且最优选为约150ppmw原子硫～约5,000ppmw原子硫。优选至少约50重量％的存在于本发明所使用的含硫的烃流体中的原子硫为有机硫化合物的形式。更优选至少约75重量％的存在于含硫的烃流体中的原子硫为有机硫化合物的形式，且最优选至少约90重量％的原子硫为有机硫化合物的形式。如本文中所使用的那样，与“ppmw硫”连用的“硫”或术语“原子硫”指的是在含硫的烃中的原子硫(约32个原子量单位)的量，而不是硫化物(如有机硫化合物)的原子量或重量。
如本文中所使用的那样，术语“硫”指的是，以任意形式通常存在于含硫的烃(如裂化汽油或柴油燃料)中的硫。可以通过实施本发明而从含硫的烃流体中去除的这种硫的实例包括但不限定于硫化氢、硫化羰(COS)、二硫化碳(CS2)、硫醇(RSH)、有机硫化物(R-S-R)、有机二硫化物(R-S-S-R)、噻吩、取代噻吩、有机三硫化物、有机四硫化物、苯并噻吩、烷基噻吩、烷基苯并噻吩、烷基二苯并噻吩等，及其组合，以及通常存在于计划用于本发明的脱硫方法中的类型的含硫的烃中的较大分子量的这种物质，其中每个R可以是含有1～10个碳原子的烷基、环烷基、或芳基。
如本文中所使用的那样，术语“流体”指的是气体、液体、蒸气及其组合。
如本文中所使用的那样，术语“气态”指的是其中含硫的烃流体(如裂化汽油或柴油燃料)主要在气相中或为蒸气相的状态。
如本文中所使用的那样，术语“细微颗粒”指的是平均颗粒度小于500微米的颗粒。
再次参照图1，在流化床反应器12中，使还原的固体吸附剂细微颗粒与向上流动的气态含烃流体在足以产生脱硫的烃和加载硫的固体吸附剂颗粒的一组脱硫条件下接触。含烃流体的流动足以使位于反应器12的脱硫区中的固体吸附剂颗粒床流化。反应器12中的脱硫条件包括温度、压力、重量时空速率(WHSV)、和表观速率。以下表2中提供了这种脱硫条件的优选范围。
表2
  脱硫条件
  范围   温度()   压力(psig)   WHSV(hr-1)   表观速率(ft/s)
  优选   250-1200   50-750   0.1-10   0.25-10
  更优选   500-1000   100-600   0.2-8   0.5-4
  最优选   700-850   150-500   0.5-5   1.0-1.5
当还原的固体吸附剂颗粒与反应器12中的含烃流体在脱硫条件下接触时，可将存在于含烃流体中的硫化合物、特别是有机硫化合物从这种流体中去除。至少部分从含烃流体中除去的硫用于将至少部分还原的固体吸附剂颗粒的氧化锌转化为硫化锌。
与许多常规的脱硫方法(如加氢脱硫)相反，在反应器12中的脱硫过程中，优选在含硫的烃流体中基本没有硫转化为、和保留为硫化氢。相反，优选反应器12的产物出口20的流体流出物(通常包括脱硫的含烃流体和氢)含有比在进料到反应器12的流体进料(通常包括含硫的含烃流体和氢)中更少量的硫化氢(如果有的话)。反应器12的流体流出物优选含有少于进料到反应器12的流体进料中的硫的量的约50重量％、更优选少于流体进料中硫的量的约20重量％、且最优选少于流体进料中硫的量的5重量％。对于反应器12的流体流出物的总含硫量而言，优选少于总流体流出物的约百万分之50(以重量计)(ppmw)、更优选少于约30ppmw、再更优选少于约15ppmw、且最优选少于10ppmw。
再次参照图1，在反应器12中脱硫期间，将至少部分加载硫的吸附剂颗粒从反应器12中取出，并通过第一传动组件22传送到再生器14中。在再生器14中，使加载硫的吸附剂固体颗粒与通过再生料流入口24进入再生器14的氧化的、优选含氧的再生料流接触。含氧再生料流优选包括至少1mol％的氧且余量为气态稀释剂。更优选地，含氧再生料流包括约1～约50mol％的氧和约50～约95mol％的氮气，仍更优选为约2～约20mol％的氧和约70～约90mol％的氮气，且最优选为约3～约10mol％的氧和约75～约85mol％的氮气。
再生器14中的再生条件足以使至少部分加载硫的固体吸附剂颗粒的硫化锌通过与含氧再生料流接触而转化为氧化锌。下面表3中提供了这种再生条件的优选范围。
表3
  再生条件
  范围   温度(
Figure 058078429_12
)		   压力(psig)   表观速率(ft/s)
  优选   500-1500   10-250   0.5-10
  更优选   700-1200   20-150   0.75-5
  最优选   900-1100   30-75   1.5-3.0
当加载硫的固体吸附剂颗粒与含氧再生料流在上述再生条件下接触时，至少部分的促进剂金属组份被氧化而形成氧化的促进剂金属组份。优选地，在再生器14中，将加载硫的吸附剂的取代固体金属溶液(MAZnB)和/或硫化的取代固体金属溶液(MAZnBS)转化为由分子式MXZnYO所表示的取代固体金属氧化物溶液，其中M为促进剂金属，Zn为锌，且X和Y分别数值范围为0.01～约0.99。在上式中，优选X为约0.5～约0.9，且最优选为0.6～0.8。另外优选Y为约0.1～约0.5，且最优选为0.2～0.4。优选Y等于(1-X)。
离开再生器14的再生的固体吸附剂颗粒优选包括氧化锌、氧化的促进剂金属组份(MXZnYO)、孔隙率增强剂(PE)、和促进剂金属-铝酸锌(MZZn(1-Z)Al2O4)，以下表4中提供了上述组份的范围。
表4
  再生的固体吸附剂颗粒的组份
  范围   ZnO(重量％)   MXZnYO(重量％)   PE(重量％)   MZZn(1-Z)Al2O4(重量％)
  优选   5-80   5-70   2-50   1-50
  更优选   20-60   15-60   5-30   5-30
  最优选   30-50   20-40   10-20   10-20
在再生器14中再生期间，将至少部分再生的(也就是氧化的)固体吸附剂颗粒从再生器14中取出，并通过第二传送组件26传送到还原器16中。在还原器16中，使再生的固体吸附剂颗粒与通过还原料流入口28进入还原器16的还原料流、优选含氢的还原料流接触。含氢的还原料流优选包括至少50mol％的氢且余量为裂化的烃产品(甲烷、乙烷、和丙烷)。更优选地，含氢的还原料流包括至少70mol％的氢、且最优选至少80mol％的氢。还原器16中的还原条件足以使再生的固体吸附剂颗粒的氧化的促进剂金属组份的化合价降低。以下表5中提供了这种还原条件的优选范围。
表5
  还原条件
  范围   温度()   压力(psig)   表观速率(ft/s)
  优选   250-1250   50-750   0.1-10
  更优选   600-1000   100-600   0.2-3
  最优选   750-850   150-500   0.3-1.0
当再生的固体吸附剂颗粒与还原器16中的含氢还原料流在上述还原条件下接触时，至少部分氧化的促进剂金属组份被还原而形成还原价态的促进剂金属组份。优选地，将至少大部分的取代固体金属氧化物溶液(MXZnYO)转化为还原价态的促进剂金属组份(MAZnB)。
在已将固体吸附剂颗粒在还原器16中还原之后，可通过第三传送组件30将它们传送回反应器12，用于与反应器12中的含烃流体再次接触。
再次参照图1，如上所述，通过第一传送组件22将吸附剂颗粒从反应器12传送到再生器14中。第一传送组件22通常包括反应器气提器32、反应器闭锁料斗34、再生器进料缓冲容器36、和气动提升机38。反应器气提器32通过反应器出口紧耦合组件40(其从反应器12的固体出口42延伸到反应器气提器32的固体入口44)紧耦合至反应器12。如本文中所使用的那样，术语“紧耦合”指的是将两个容器相互流体耦合的方式，其中从一个容器的固体出口到另一容器的固体入口之间形成开放通道，由此获得固体从固体出口到固体入口的侧向密相传送。如本文中所使用的那样，术语“密相传送”指的是存在流体时的固体传送，其中流体在固体传送方向上的平均速率小于水平风送最小气速(saltation velocity)。如气动颗粒传送领域中所公知的那样，“水平风送最小气速”是为了保持全部固体悬浮液由流体传送所需的该流体的最小速率。
在反应器气提器32中，向下移动的固体颗粒与通过气提气体入口46进入反应器气提器32的向上流动的气提气体接触。吸附剂颗粒与气提气体在反应器气提器32中的接触将吸附剂颗粒周围的过量烃提取出来。在脱硫单元10的一般操作期间，优选通过紧耦合组件40将吸附剂颗粒从反应器12基本连续地传送到反应器气提器32中。如本文中所使用的那样，术语“基本连续地传送”指的是在至少约10小时的无间断传送周期内连续地传送固体、或悬浮的固体的方式。
在反应器气提器32中气提吸附剂颗粒之后，通过管路50将吸附剂颗粒从反应器气提器32的气提器固体出口48间歇地传送到反应器闭锁料斗34的入口。如本文中所使用的那样，术语“间歇地传送”指的是每隔一段由无传送发生的事件所中断的时间，间断地传送不连续批次的固体或悬浮固体的方式，其中相邻批次传送之间的时间小于约10小时。这样，反应器气提器32连续地接收通过固体入口44排出的吸附剂颗粒流，并且通过固体出口48间歇地排出吸附剂颗粒。从气提器固体出口48排出的每批吸附剂颗粒通过重力流动传送通过管路50。如本文中所使用的那样，术语“重力流动”指的是固体通过管路的运动，其中主要由重力导致该运动。
反应器闭锁料斗34能够进行将吸附剂颗粒从反应器12和反应器气提器32的高压烃环境转移到再生器14的低压氧化(氧)环境的操作。为了实现该转移，反应器闭锁料斗34定期接收来自反应器气提器32的各批吸附剂颗粒，将吸附剂颗粒与反应器气提器32和再生器进料缓冲容器36隔离开，并且将吸附剂颗粒周围环境的压力和组成从高压烃环境转换为低压惰性(如氮和/或氩)环境。如上所述，在已经转变了吸附剂颗粒的环境之后，通过管路52中的重力流动将吸附剂颗粒从反应器闭锁料斗34的出口间歇地传送到再生器进料缓冲容器36的入口。
再生器进料容器36能够进行接收来自反应器闭锁料斗34的各批吸附剂颗粒和将该吸附剂颗粒基本连续地排放到气动提升机38的提升管线54的操作。由此，再生器进料缓冲容器36能够进行将吸附剂颗粒的流动从间歇流动转换为基本连续流动的操作。通过重力流动来实现吸附剂颗粒从再生器进料缓冲容器36到气动提升机38的基本连续的流动。吸附剂颗粒从再生器进料缓冲容器36至气动提升机38的基本连续的流动由重力流动提供。气动提升机38采用提升气体来将吸附剂颗粒向上地稀相传送到再生器14的固体入口56。如本文中所使用的那样，术语“稀相传送”指的是通过速率等于或高于水平风送最小气速的流体来传送固体。优选在气动提升机38中使用的提升气体的组成基本等同于通过入口24进入到再生器14的再生料流的组成。
在再生器14中，固体颗粒通过再生料流流化而形成再生器14的再生区中的吸附剂颗粒流化床。如本文中所使用的那样，术语“流化床”指的是具有在低于水平风送最小气速下向上流动通过其中的流体的密相固体颗粒的体系。如本文中所使用的那样，术语“流化床容器”指的是用于将流体与固体颗粒流化床接触的容器。因此，通过固体入口56进入到再生器14的吸附剂颗粒通过再生器14中向上的再生料流密相传送到再生器固体出口58。
如上所述，再生的(也就是氧化的)吸附剂颗粒通过第二传送组件26从再生器14传送到还原器16中。第二传送组件26通常包括再生器接收器60和再生器闭锁料斗62。再生器接收器60通过再生器出口紧耦合组件64(其在再生器固体出口58和接收器固体入口66之间延伸)紧耦合至再生器14。紧耦合组件64提供吸附剂颗粒从再生器14到再生器接收器60的基本连续的流动。
在再生器接收器60中，向下因重力移动的吸附剂颗粒与向上流动的冷却气体(其通过冷却气体入口68进入到再生器接收器60中)接触。在再生器中的冷却气体与吸附剂颗粒的接触将吸附剂颗粒冷却，并从吸附剂颗粒周围气提残留的二氧化硫和二氧化碳。优选冷却气体为含氮气体。最优选地，冷却气体包括至少90mol％的氮。再生器接收器60包括流体出口70，冷却气体通过该出口离开再生器接收器60并通过管路74流到再生器14的冷却气体入口72中。
通过管路78中的重力流动将吸附剂颗粒从再生器接收器60的固体出口76间歇地传送到再生器闭锁料斗62的入口。再生器闭锁料斗62能够进行将再生的吸附剂颗粒从再生器13和再生器接收器60的低压氧环境转换为还原器16的高压氢环境的操作。为了实现该转换，再生器闭锁料斗62定期接收来自再生器接收器60的各批再生的吸附剂颗粒，将再生的吸附剂颗粒与再生器接收器60和还原器60分隔开，和将吸附剂颗粒周围环境的压力和组成从低压氧环境改变为高压氢环境。如上所述，在已将再生的吸附剂颗粒的环境转换之后，通过管路82中的重力流动将再生的吸附剂颗粒从再生器闭锁料斗62间歇地传送到还原器16的固体入口80。
在还原器16中，固体入口80的各批吸附剂颗粒与通过还原料流入口28进入到还原器16的还原料流接触，并通过该还原料流流化。还原器16中的吸附剂颗粒以流化床形式从还原器固体入口80向上地密相传送到还原器固体出口82。反应器12通过紧耦合组件30(其在还原器固体出口82和反应器固体入口84之间延伸)耦合至还原器16。紧耦合组件30提供了吸附剂颗粒以基本间歇形式的密相传送。当各批固体吸附剂颗粒进入还原器固体入口80时，相应(就时间而言)批次的吸附剂颗粒通过紧耦合组件30“溢出”到反应器12中。在反应器12中，还原的吸附剂颗粒与通过入口18进入反应器12的含烃流体进料接触，由此在反应器12中形成吸附剂颗粒的流化床。通过含烃的进料将反应器12中的吸附剂颗粒向上地密相传送到反应器固体出口42。
脱硫单元10的一个独特特征(其在现有设备中并未发现)是特定容器彼此紧耦合的方式。特别地，反应器气提器32与反应器12、再生器接收器60与再生器14、和还原器16与反应器30的紧耦合提供了显著的经济和操作优点。术语“紧耦合”如上定义为将两个容器彼此流体耦合的方式，其中从一个容器的固体出口到另一容器的固体入口之间形成开放通道，由此提供固体从固体出口到固体入口的侧向密相传送。紧耦合组件40、64和30(图1)分别具有将在下面参照图2～12详细描述的特定独特特征，但是这些紧耦合组件40、64和30(图1)的每一个具有几个共有的特征。例如，每个紧耦合组件40、64和30以这样的方式在一个容器的固体出口和另一容器的固体入口之间提供开放通道，即使得容器的固体入口和固体出口之间的间隔小于约3.0m(约10英尺)、优选小于1.5m(5英尺)。另外，每个紧耦合组件40、64和84定义了相对大的且基本直的开放通道，通过该通道固体可以从一个容器的固体出口传送到另一容器的固体入口，同时两个紧耦合容器之间的压力差最小或无压力差。为了操作和传送的方便，优选通过紧耦合组件40、64和30彼此紧耦合的容器之间的压力差小于约10psi、更优选小于约5psi、且最优选小于1psi。为了操作和传送的方便，通过紧耦合组件40、64和30定义的开放通道在每一情况下存在至少约65cm2(约10平方英寸)的最小流径面积、更优选至少约97cm2(约15平方英寸)。如本文中所使用的那样，术语“流径面积”指的是垂直于通过开口的流动方向而测量的开放通道的横截面积。由此，通过紧耦合组件40、64和30定义的开放通道的最小流径面积为垂直于颗粒流过紧耦合组件40、64和30的方向而测量的通道的最小横截面积。紧耦合组件40、64和30的具体构造将在下面参照图2～12更详细地描述。
参照图2，反应器出口紧耦合组件40描述为通常包括紧耦合管路88和喷淋器90。紧耦合管路88定义了基本直的、基本水平的开放通道92，该通道在反应器12的反应器固体出口42和反应器气提器32的气提器固体入口44之间延伸。如图2～4中所示，喷淋器90被布置在在开放通道92中，接收通过喷淋器入口94的分布气体，并将分布气体向下排放到紧耦合管路88中。
再次参照图2，在脱硫单元的正常操作期间，固体吸附剂颗粒从反应器12的流化床上流过，通过紧耦合管路88，并进入定义在反应器气提器32之内的气提区96。在气提区96中，向下因重力移动的固体吸附剂颗粒与向上流动的气提气体接触。气提气体通过气提气体入口46进入反应器气提器32，并且通过气提器喷淋器98在气提区96中分散。在脱硫单元的正常操作期间，固体吸附剂颗粒受重力作用向下通过气提区96，直到气提器固体出口48。如图5中所示，将反应器气提器喷淋器98构造成能使固体吸附剂颗粒向下通过其中直到气提器固体出口48。在气提区96中使用的气提气体通过流过紧耦合管路88离开反应器气提器32，并进到反应器12中。由此，在脱硫单元的正常操作期间，在紧耦合管路88中存在固体吸附剂颗粒从反应器12到反应器气提器32和气提气体从反应器气提器32到反应器12的同时发生的对流。通常，流过紧耦合管路88的固体吸附剂颗粒在接近紧耦合管路88底部的地方被浓缩，同时流过紧耦合管路88的气提气体在紧耦合管路88顶部被浓缩。喷淋器90(图2～4)能够阻止固体吸附剂颗粒通过分布气体向下的喷射而在紧耦合管路88底部聚积。用于在紧耦合管路88中维持固体吸附剂颗粒的流体化的分布气体优选具有基本相同于通过气提气体入口46进入反应器气提器32的气提气体的组成。
再次参照图2，优选在反应器气提器32的气提区96中使用挡板组件100，由此降低气提区96中固体吸附剂颗粒的轴向分散和回混。挡板组件100通常包括多个基本水平的挡板组102，该挡板组彼此垂直地间隔开，并且由垂直的支撑物104彼此相对地支持。参照图2和6～8，每个挡板组102包括多个横向间隔的单个挡板106(其通常彼此平行地延伸)。优选每个单个挡板106呈现为基本圆柱形外表面。对于相邻的垂直间隔挡板组102的单个挡板106，另外优选其基本彼此垂直地延伸。图8阐明了由相邻挡板组102的单个挡板106形成的交叉线图案。挡板组件100的构造提供了气提区96中气提气体与固体吸附剂颗粒的最佳接触。
参照图9，再生器出口紧耦合组件64被描述为通常包括紧耦合管路108和喷淋器110。紧耦合管路108定义了基本直的、基本水平的开放通道112(其在再生器固体出口58和再生器接收器固体入口66之间延伸)。如图9～11中所示，喷淋器110被布置在开放通道112中，接收通过喷淋器入口114(示于图11中)的分布气体，并且将该分布气体向下排放到紧耦合管路108中。
再次参照图9，在脱硫单元的正常操作期间，固体吸附剂颗粒从再生器14的流化床上流过，通过紧耦合管路108，并进入定义于再生器接收器60之内的冷却区116内。在冷却区116中，向下因重力移动的固体吸附剂颗粒与向上流动的冷却气体接触。冷却气体通过冷却气体入口68进入再生器接收器60，并通过接收器喷淋器118在冷却区116中分散。通过冷却气体入口68进入冷却区116的冷却气体优选温度比再生器14的再生区中的温度低至少约10
Figure 058078429_14
。当冷却气体向上流过冷却区116中向下受重力作用的固体吸附剂颗粒时，固体吸附剂颗粒被冷却，并且残留的二氧化硫和二氧化碳从固体吸附剂周围气提出来。冷却气体通过流体出口70离开冷却区116。优选在冷却区116中布置挡板组件120，以减少固体吸附剂颗粒的回混和轴向分散。优选挡板组件120的构造类似于上面参照图2和6～8描述的挡板组件100的构造。
参照图9～11，在脱硫单元的正常操作期间，再生的固体吸附剂颗粒通过紧耦合管路108从再生器14的再生区传送到再生器接收器60的冷却区116中。为了防止吸附剂颗粒在紧耦合管路底部的聚积，喷淋器110将分布气体的向下喷射指向紧耦合管路108的底部，由此将被传送的吸附剂颗粒维持在流化状态。优选紧耦合管路包括插入部分120，该插入部分从再生器14的容器壁开始延伸并直到再生器14的再生区。优选地，插入部分120延伸到再生器14的再生区中至少约6英寸、更优选延伸到再生区中约10～约20英寸。插入部分120定义了通常从垂直面向向上的斜开口122。优选地，斜开口122以相对于垂直为至少约15°的角度的面向上、更优选相对于垂直为约30°～约60°。插入部分120能够通过降低吸附剂颗粒通过紧耦合管路108的环形流径(其在不使用插入部件120时可能显示)而改进再生的吸附剂颗粒通过紧耦合管路108的传送。
参照图12，还原器出口紧耦合组件30被描述为通常包括紧耦合管路124。紧耦合管路124定义了基本直的开放通道126(其在还原器固体出口82和反应器固体入口84之间向下延伸)。优选开放通道126向下延伸的角度相对于水平为约15°～约75°、更优选限定于水平为约30°～约60°。优选紧耦合通道124包括延伸穿过反应器12容器壁并进入脱硫区中的插入部分128。优选地，插入部分128延伸到脱硫区中至少约6英寸、更优选延伸到脱硫区中约8～约20英寸。优选插入部分128定义通常面向下的开口130。插入部分128和面向向下的开口130的构造阻止不流动的吸附剂颗粒在反应器固体入口84处聚积。
还原器16通过还原器固体入口80接收各批吸附剂颗粒。在还原器16的还原区132中，通过还原料流入口28进入还原器16的还原料流使固体吸附剂颗粒流化。还原器16包括定义还原区132底部并阻止固体吸附剂颗粒通过还原料流入口28离开还原器16的分布板134。分布板134可以包括容许还原料流向上流过分布板134并进到还原区132中的多个泡罩。还原料流可以通过流体出口138离开还原器116。可以在还原区132中布置挡板组件140(类似于上面参照图2和6～8描述的挡板组件100)，以使还原区132中吸附剂颗粒的轴向分散和回混最小化。操作时，由于在还原区132中通过还原器固体入口80接收各批的吸附剂颗粒，因此在还原器116的顶部附近各批还原的吸附剂颗粒通过还原器固体出口82“溢出”到紧耦合管路124中，并通过重力流动向下流过开放通道126进到反应器12的脱硫区中。
再次参照图1，脱硫单元10的设计相对于传统脱硫单元(其在反应器、再生器、和还原器之间连续地循环可流化的吸附剂颗粒)具有许多优点。脱硫单元10中所使用的各个容器的相对高度提供了多个容器之间的密相重力流动。例如，在反应器气提器32和反应器闭锁料斗34之间通过管路50、反应器闭锁料斗34和再生器进料缓冲容器36之间通过管路52、再生器接收器60和再生器闭锁料斗62之间通过管路78、以及再生器闭锁料斗62和还原器16之间通过管路82提供了密相重力流动。固体吸附剂颗粒的这种密相重力流动传送减少了颗粒的磨损，并且也降低了对于传送颗粒的其它更昂贵装置(如气动传送装置)的要求。脱硫单元10的设计的另一优点是，仅仅需要在提升管线54中进行固体颗粒的稀相传送。除了提升管线54中的稀相传送之外，在脱硫单元10的容器之内和之间的所有其它传送都以密相来实现，由此减少了固体颗粒的磨损。脱硫单元10的设计的另一优点是，水平基线86之上的容器的垂直高度被最小化。虽然可在容器之间使用完全的重力流动来设计脱硫单元，但是这样的单元需要许多位于极高高度上的容器(这从构造和操作的观点来看是不实际的)。本发明的脱硫单元10提供了容器的最佳设计，其使固体吸附剂颗粒的高速率传送(也就是稀相传送)最小化，使装置最小化，使固体吸附剂颗粒的重力流动传送的应用最大化，以及使水平基线86之上容器的高度最小化。
在不背离本发明范围的前提下，在该公开内容和所附权利要求的范围之内，可以进行合理的改变、改进、和调整。

Claims (45)

1.一种脱硫单元，其采用可流化的和可循环的固体颗粒来从含烃进料中去除硫，所述脱硫单元包括：
流化床反应器；
流化床再生器；和
紧耦合至所述反应器的流化床还原器，
其中“紧耦合”指的是将两个容器相互流体耦合的方式，其中从一个容器的固体出口到另一容器的固体入口之间形成开放通道，由此获得固体从固体出口到固体入口的侧向密相传送。
2.权利要求1的脱硫单元，其进一步包括紧耦合至所述反应器的反应器气提器。
3.权利要求1的脱硫单元，其进一步包括紧耦合至所述再生器的再生器接收器。
4.权利要求1的脱硫单元，其中所述还原器定义还原器固体出口并且所述反应器定义反应器固体入口，其中所述还原器固体出口和反应器固体入口彼此间隔小于3.0m。
5.权利要求4的脱硫单元，其中所述还原器固体出口和所述反应器固体入口彼此间隔小于1.5m。
6.权利要求1的脱硫单元，其进一步包括用于将所述固体颗粒从所述反应器传送到所述再生器的第一传送组件和用于将所述固体颗粒从所述再生器传送到所述还原器的第二传送组件。
7.权利要求6的脱硫单元，其中所述第一传送组件包括反应器气提器，其中所述反应器定义反应器固体出口并且所述反应器气提器定义气提器固体入口，其中所述反应器固体出口紧耦合至所述气提器固体入口。
8.权利要求7的脱硫单元，其中所述反应器固体出口和所述气提器固体入口彼此间隔小于3.0m。
9.权利要求8的脱硫单元，其进一步包括将所述反应器固体出口流体耦合至所述气提器固体入口的反应器紧耦合管路，所述反应器紧耦合管路定义从所述反应器固体出口到所述气提器固体入口之间延伸的基本直的开放通道。
10.权利要求9的脱硫单元，其中所述开放通道的最小流径面积为至少65cm2。
11.权利要求9的脱硫单元，其中所述开放通道基本水平延伸。
12.权利要求6的脱硫单元，其中所述第二传送组件包括再生器接收器，其中所述再生器定义再生器固体出口并且所述再生器接收器定义接收器固体入口，其中所述再生器固体出口紧耦合至所述接收器固体入口。
13.权利要求12的脱硫单元，其中所述再生器固体出口和所述接收器固体入口彼此间隔小于3.0m。
14.权利要求13的脱硫单元，其进一步包括将所述再生器固体出口流体耦合至所述接收器固体入口的再生器紧耦合管路，所述再生器紧耦合管路定义从所述再生器固体出口到所述接收器固体入口之间延伸的基本直的开放通道。
15.权利要求14的脱硫单元，其中所述开放通道的最小流径面积为至少65cm2。
16.权利要求14的脱硫单元，其中所述开放通道基本水平延伸。
17.权利要求6的脱硫单元，其进一步包括用于将所述固体颗粒从所述还原器传送到所述反应器的还原器紧耦合管路，所述还原器紧耦合管路定义从所述还原器到所述反应器之间延伸的基本直的开放通道。
18.权利要求17的脱硫单元，其中所述开放通道以从水平向下15～75度的角度从所述还原器向所述反应器延伸。
19.权利要求17的脱硫单元，其中由所述还原器紧耦合管路定义的所述开放通道延伸少于3.0m，其中所述开放通道的最小流径面积为至少65cm2。
20.权利要求6的脱硫单元，其中所述第一传送组件包括沿着所述反应器垂直布置的反应器气提器，低于所述反应器气提器垂直布置的反应器闭锁料斗，和低于所述反应器闭锁料斗垂直布置的再生器进料缓冲容器。
21.权利要求20的脱硫单元，其中所述第一传送组件包括气动提升机，所述气动提升机能够将所述固体颗粒从所述再生器进料缓冲容器向上稀相传送到所述再生器中。
22.权利要求6的脱硫单元，其中所述第二传送组件包括沿着所述再生器垂直布置的再生器接收器，和低于所述再生器接收器垂直布置的再生器闭锁料斗。
23.权利要求22的脱硫单元，其中所述还原器垂直布置在低于所述再生器闭锁料斗的位置。
24.权利要求22的脱硫单元，其中所述再生器接收器定义固体入口和流体出口，其中所述固体入口和所述流体出口彼此分隔开，其中所述固体入口和所述流体出口都流体耦合至所述再生器。
25.一种采用可流化的和可循环的固体颗粒来从含烃进料中去除硫的脱硫单元，所述脱硫单元包括：
具有反应器固体入口和反应器固体出口的反应器；
具有再生器固体入口和再生器固体出口的再生器；
具有还原器固体入口和还原器固体出口的还原器；
用于将所述固体颗粒从所述反应器固体出口传送到所述再生器固体入口的第一传送组件；
用于将所述固体颗粒从所述再生器固体出口密相传送到所述还原器固体入口的第二传送组件；和
用于将所述固体颗粒从所述还原器固体出口传送到所述反应器固体入口的第三传送组件，其中所述第三传送组件包括从所述还原器固体出口到所述反应器固体入口延伸的紧耦合管路，其中所述紧耦合管路定义从所述还原器固体出口到所述反应器固体入口延伸的基本直的开放通道，其中“紧耦合”指的是将两个容器相互流体耦合的方式，其中从一个容器的固体出口到另一容器的固体入口之间形成开放通道，由此获得固体从固体出口到固体入口的侧向密相传送。
26.权利要求25的脱硫单元，其中所述反应器固体出口垂直位置高于所述反应器固体入口的位置，其中所述再生器固体出口垂直位置高于所述再生器固体入口的位置，其中所述还原器固体出口垂直位置高于所述还原器固体入口的位置。
27.权利要求26的脱硫单元，其中所述再生器固体出口垂直位置高于所述还原器固体入口的位置。
28.权利要求27的脱硫单元，其中所述还原器固体出口垂直位置至少等高于所述反应器固体入口的位置。
29.权利要求25的脱硫单元，其中所述第三传送组件能够将所述固体颗粒从所述还原器密相传送到所述反应器中。
30.权利要求25的脱硫单元，其中所述第一传送组件包括用于稀相传送所述固体颗粒的气动提升机。
31.权利要求25的脱硫单元，其中所述开放通道以从水平向下15～75度的角度从所述还原器固体出口向所述反应器固体入口延伸。
32.权利要求31的脱硫单元，其中所述反应器固体入口和所述还原器固体出口彼此间隔小于3.0m，其中所述开放通道的最小流径面积为至少65cm2。
33.权利要求25的脱硫单元，其中第一传送组件包括具有气提器固体入口和气提器固体出口的反应器气提器，具有反应器闭锁料斗固体入口和反应器闭锁料斗固体出口的反应器闭锁料斗，和具有缓冲容器固体入口和缓冲容器固体出口的再生器进料缓冲容器，其中将所述第一传送组件构造成能够使所述固体颗粒从所述反应器依次流到所述反应器气提器、到所述反应器闭锁料斗、到所述再生器进料缓冲容器、和到所述再生器。
34.权利要求33的脱硫单元，其中所述反应器固体出口垂直位置至少等高于所述气提器固体入口的位置。
35.权利要求33的脱硫单元，其中所述反应器闭锁料斗固体入口垂直位置低于所述气提器固体出口的位置，其中所述缓冲容器固体入口垂直位置低于所述反应器闭锁料斗固体出口的位置。
36.权利要求35的脱硫单元，其中所述再生器固体入口垂直位置高于所述缓冲容器固体出口的位置。
37.权利要求36的脱硫单元，其中所述第一传送组件包括用于将所述固体颗粒向上稀相传送到所述再生器固体入口的气动提升机。
38.权利要求25的脱硫单元，其中所述第二传送组件包括具有接收器固体入口和接收器固体出口的再生器接收器，和具有再生器闭锁料斗固体入口和再生器闭锁料斗固体出口的再生器闭锁料斗，其中将所述第二传送组件构造成能够使所述固体颗粒从所述再生器依次流到所述再生器接收器、到所述再生器闭锁料斗、和到所述还原器。
39.权利要求38的脱硫单元，其中所述再生器固体出口垂直位置至少等高于所述接收器固体入口的位置。
40.权利要求38的脱硫单元，其中再生器闭锁料斗固体入口垂直位置低于所述接收器固体出口的位置，其中所述还原器固体入口垂直位置低于所述再生器闭锁料斗固体出口的位置。
41.一种采用可流化的和可循环的固体颗粒来从含烃进料中去除硫的脱硫单元，所述脱硫单元包括：
用于将所述含烃进料与所述固体颗粒接触的反应器；
流体耦合至所述反应器且能够接收来自所述反应器的所述固体颗粒的反应器气提器，其中所述反应器气提器紧耦合至所述反应器；
流体耦合至所述反应器且垂直位置低于所述反应器气提器的位置以实现所述固体颗粒从所述反应器气提器到所述反应器闭锁料斗的重力流动的反应器闭锁料斗；
流体耦合至所述反应器闭锁料斗且垂直位置低于所述反应器闭锁料斗的位置以实现所述固体颗粒从所述反应器闭锁料斗到所述再生器进料缓冲容器的重力流动的再生器进料缓冲容器；和
流体耦合至所述再生器进料缓冲容器且能够接收来自所述再生器进料缓冲容器的所述固体颗粒的再生器，
其中“紧耦合”指的是将两个容器相互流体耦合的方式，其中从一个容器的固体出口到另一容器的固体入口之间形成开放通道，由此获得固体从固体出口到固体入口的侧向密相传送。
42.权利要求41的脱硫单元，其进一步包括将所述固体颗粒向上稀相传送到所述再生器的气动提升机。
43.权利要求41的脱硫单元，其进一步包括流体耦合至所述再生器且能够接收来自所述再生器的所述固体颗粒的再生器接收器，流体耦合至所述再生器接收且垂直位置低于所述再生器接收器的位置以实现所述固体颗粒从所述再生器接收器到所述再生器闭锁料斗的重力流动的再生器闭锁料斗，和流体耦合至所述再生器闭锁料斗且垂直位置低于所述再生器闭锁料斗的位置以实现所述固体颗粒从所述再生器闭锁料斗到所述还原器的重力流动的还原器，其中所述反应器流体耦合至所述还原器并能够接收来自所述还原器的所述固体颗粒。
44.权利要求43的脱硫单元，其中所述还原器紧耦合至所述反应器。
45.权利要求44的脱硫单元，其中所述再生器接收器紧耦合至所述再生器。
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