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Claquage catalytique en phase fluide.
La présente invention a pour objet un appareil perfectionné permettant d'effectuer la régénération d'un catalyseur dans un proeédé de craquage catalytique en phase fluide..
L'appareil de régénération suivant l'invention peut être utilisé dans un système de craquage catalytique en phase fluide comme celui décrit dans le brevet belge n 712.786 de la Demanderesse du 26 mars 1968 intitula "Procédé et appareil de -craquage catalytique en phase fluide.
Dans les récipients de réaction à solides fluidisés,
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les solides sont souvent introduits dans une partie du récipient et soutiras d'une autre partie de ce récipient après avoir réagi
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avec les sa Itères gazeuses qui servent également de milieu de rluidrsati>i n, l-a matière de fluidisation est normalement intro-
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duite dans la partie inférieure du récipient au moyen d'un dis-
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tributeur d'*un type quelconque et soutirée de la partie supérieure duc:
ce récip5.G!) tll h:'lbi t1.1.11cmt,;nt au moyen d'un d:i.sposi tif quelcax1qu.c pcrmt.t.ent de S0pf:e:f les solides ei/+aÎni'so bi>ci que le degré de réaction entre les vapeurs et les solides soit :ònction de v ri telles que In temp6'#;t>i#- *> la pression et la vitesse spatiale,, il est égale:::;)!?!:. impc':;:"l1.t \lUC les solides introduits restent dans le lit r4=riziqz> Î,1"eIHh:.ut lino durée suffisante pour que la réaction a ?:B:>ijm=e l ' #=-*-#eiaent requis..
Ls, rr0S0GG invention a pour objet un perfactionnement il la rgn4r'''.cioR. cPun catalyseur dans un procédé de craquage c;;:,:.lyt1.qu':) ',$U phase fluide, dans lequel ur, izjrdincaib1#re eà=- mis cr son bac a"lec un catalyseur solide fluidise dans une due .>#i;S,ci: ou 0ffactue la conversion deau soins une partie de l-"aydrcss.rbu?G produits recherches avec dépôt siîaultanë de co*,:.3 sur le catalyseur. Le catalyseur pos>16,%nt, un dépôt de coke épuëê de manière continue et le catalyseur épure est ,-,assé BOU;; f(i1:l.1.e -de phase dense dans la 1,,h;ise dei:i.f.G d "une sone de rég4µra,tion où il .est mis en contact avec un gaz co:?-:>:a.J>n1 de P0:;yzène destiné à la combustion d'=##.
WA0,r-s une partie du coke et- a'la rÉgé#iàx ai:l-tn dL; catalyseur,, L'a catalyseur régénère est ssutt,ré de ma.nz>i:- continue de la zone de régénération pis est uz;0e4 la zone de x=4aùtiona On peut c?ëer un ;àot:;=?éù:<Mi :; .l;c..;:;%- r-il.10T#n?nt =Î.;=#s le lit de phase da le. seT da l''.-'i-c'tion 'de !la1iB± a allonger le trajet d(:[1' p.:.r&ienles r''-'e:;
a cetbe zone
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La présente invention a pour objet un appareil pour régénérer un catalyseur solide fluidisé, qui comprend une chambre de régénération conçue pour contenir un lit de solides fluidisés dans sa partie inférieure, un dispositif pour introduire un gaz contenant de l'oxygène dans cette chambre de régénération, un dispositif pour introduire du catalyseur non régénère dans la chambre de régénération,
un disposi- tif pour soutirer les produits de combustion gazeux de la chambre de régénération et un dispositif pour soutirer le catalyseur régénéré qui comprend un cylindre communiquant à son sommet avec l'intérieur de la chambre de régénération en un point adjacent au niveau de fonctionement du lit fluidisé qui s'y trouve, le cylindre comportant à sa partie inférieure au moins une ouverture communiquant avec l'intérieur de la chambre de régénération en un point situe au-dessous du niveau-de fonction- nemcnt.: du lit fluidisé qui s'y trouve.
Avantageusement, un déflecteur est fixe au cyclindre en dessous de l'ouverture, ce déflecteur étant inclina vers le haut et vers l'extérieur, et une partie conique descend du cylindre et .traverse le fond du récipient de régénération.
Avantageusement, l'ouverture du dispositif de soutirage cidessus est orientée de manière à être opposée -eu conduit d'introduction des solides de la phase dense qui peuvent entrer dans la chambre de régénération tangentiellement en un point situe au-dessous du niveau de fonctionnement du lit fluidisé qui s'y trouve.
L'invention estdécrite avec référence au dessin annexé dans lequel :
Fig. 1 représente un schéma synoptique d'une installation de craquage catalytique en phase fluide montrant un agencement du réacteur et du régénérateur; et
Fig. 2 estune vue en coupe suivant la ligne 2- de
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Comme l'indique la Fig. l, on Introduit du gas-oil vierge arrivant par le conduit 2 et du catalyseur régénéré débité par le conduit 3 dans le 'réacteur 11 par un tuyau montant 10 .d'alimentation fraîche.
Un deuxième courant d'alimentation arrivant par le conduit 5 et constitué avantageusement par du gas-oil de recyclage, et un catalyseur régénéré provenant du conduit 6 sont introduitsdans le réacteur 11 par le tuyau montant 12. pour l'alimentation en produits de recyclage. Avant d'atteindre le réacteur 11, le tuyau montant 12 de recyclage traverse le dis- positif d'épuration 15,avec. lequel il ne communique pas, pour entrer ensuite dans le lit de phase dense dont le niveau dans le réacteur 11 est indiqué en 16. Les produits de craquage et une petite quantité de catalyseur entraîné quittent au niveau 16 le lit contenu dans le réacteur 11 et passent dans le séparateur à cyclone 60 où.le catalyseur entraîné est séparé puis recyclé dans le lit de phase dense par le tuyau plongeur 61.
Les pro- duits gazeux séparés sont évacués du cyclone 60 par le conduit
62 vers le collecteur 63 qui peut recueillir aussi des produits gazeux provenant d'autres séparateurs à cyclone non repré- sentés. Les produits à l'état de vapeur quittent le collecteur
63 par le conduit 64 qui débouche dans un appareillage de frac- tionnement et de récupération non représenté.
Au cours du craquage catalytique, du coke se dépose sur le catalyseur solide fluidisé. Le catalyseur solide flui- disé quitte le réacteur 11 par le conduit 13 et arrive dans le dispositif d'épuration 15 où les.hydrocarbures entrainés et occlus sont dégagés par la vapeur d'eau d'épuration débitée par l'anneau 17. Le catalyseur épuré quittant le fond du dis- positif d'épuration 15 traverse le tuyau de recyclage 14, la valve à tiroir 18 et le conduit de recyclage ou d'admission 21 débouchant dans le régénérateur 20. Comme le montrent les Fig. 1 et 2, le conduit de recyclage 21 du catalyseur usé communique
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avec le régénérateur 20 par l'entrée tangentielle 22 prévue dans la paroi cylindrique inférieure du régénérateur 20.
Un lit do phase dense dont le niveau est indiqué en 25 est maintenu dans le régénérateur 20 et le conduit de recyclage 21 introduit le catalyseur usé au-dessous du niveau 25. Le conduit de recyclais 21 introduit le catalyseur usé sous forme d'Une phase dense dans la phase dense du régénérateur 20,de manière à éviter l'élévation localisée de la température qui résulterait delà. rencontre de l'air riche en oxygène et du catalyseur à teneur élevée en carbone;, ce qui peut se présenter lors du transport du catalyseur sons forme de suspension dans l'air de combustion de- puis un répéteur jusqu'à un régénérateur.
L'entrée tangentielle 22 introduit'les particules de catalyseur dans le régénérateur avec une viteses à composante horizontale. Etant donné que le lit de phase dense est entouré'par la paroi cylindrique du récipient 20, un mouvement tourbillonnant est imprimé -aux particules. Le cataly- seur est soutire du régénérateur 20 par les tuyaux de décharge 31 et 32 qui sont situés en des points de sa circonférence éloignés de l'entrée 22. De cette manière, le catalyseur introduit par le conduit 22 suit..un trajet périphérique de '--'entrée vers la sortie.
Le@@z contenant de l'oxygène, par exemple de l'air, est' introduit dans le régénérateur 20 par le conduit à air 23 et la ram- pe annulaire à air 24 munie d'un grand nombre d'ajutages. La rampe annulaire à air 24 est disposée concentriquement au fond du régé- nérateur 20 au-dessous du niveau 25 de la phase dense. Les aju- tages sont avantageusement disposés autour de la partie inférieure de la rampe 24 ou bien peuvent être inclinés dans la direction du tourbillonnement.
Les particules de catalyseur introduites par l'entrée tangentielle 22 sont mises en suspension dans le gaz dans le régéné- rateur et la suspension résultante présente beaucoup des carac- téristiques d'un fluide. Le coke ou la matière carbonée déposé
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sur les particules du catalyseur est brûlé par l'oxygène du gaz de régénération.
Le catalyseur est soutiré du régénérateur 20 par les tuyaux de décharge 31 et 32. Le tuyau de décharge 31 communique par la valve à tiroir 36 et le conduit 3 avec le tuyau montant 10 d'alimentation fraîche. Le tuyau 32 communique par la valve à tiroir 37 et le conduit 6 avec le tuyau montant de recyclage 12.
Les tuyaux de décharge 31 et 32 sont en communication à leur som- met avec l'intérieur de la chambre de régénération au sommet de la phase dense 25 du,lit fluidisé qui s'y trouve. De préférence, les sommets des tuyaux de décharge 31 et 32 sont crénelés de manière à réduire au minimum les effets des fluctuations du niveau du lit.
Les tuyaux de décharge sont des cylindres et présentent des sections coniques qui en descendent et traversent le fond du récipient de régénération. Des ouvertures ou fenêtres 34 et 35 sont prévues dans les parties inférieures des tuyaux de décharge 31 et 32 res- pectivement. Les fenêtres 34 et 35 sont ménagées dans les tuyaux de décharge respectifs de façon à occuper moins de 1800 de leur circonférence,, et elles sont de préférence situées de manière à ne pas être dirigées vers l'entrée 22, c'est-à-dire l'endroit où le conduit de recyclage 21 du catalyseur usé entre dans la chambre de régénération 20. De cette manière, la partie des tuyaux res- pectifs située derrière les fenêtres agit comme un écran empêchant le passage direct du catalyseur du tuyau d'admission vers le tuyau de sortie.
Afin de canaliser une quantité supérieure de catalyseur par les fenêtres 34 et 35, comme décrit ci-dessus, des déflecteurs ou chicanes 38 et 39 sont fixés respectivement aux tuyaux 31 et
32 à la base des fenêtres 34 et 35. Ces déflecteurs s'écartent vers l'extérieur et le haut depuis la base des fenêtres 34 et 35 et s'arrêtent quelque peu au-dessous de leur sommet.
Ces déflecteurs qui sont évasés autour de la face des fenêtres remplissent deux
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fonctions. En plus du tourbilonnement établi dans un plan horizon- tal, un trajet d'écoulement en tome de tore est créé par la circu- . lation des gaz vers le centre de la zone de contact dans le régé- nêrateur 20, ce qui Fait apparaître une composante verticale dans le mouvement des particules. Les solides se séparant dans la phase dispersée de la zone de contact ont'tendance à tomber au niveau
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des ;;ml'ois de la zona de COI1t:;:i.':t" Les déflecteurs 38 et 39 #:
.>i-il prévus ci. la base des feutres des tuyaux de décharge pour r<5c.#i;oLi le catalyseur descendait et pour le diriger dans les tuyaux 31 et 32., Les déflecteurs ;'3 et 9 font. #.6;<fieJ :au2 s.nûmcn' les elC,71 qui "'; 1;;'" "'-""Y\ de Yg.atai.%??ii 1: les éloigner des fenêtres. Ils a;.=¯a,.v le #ôie d'entoT1TIoil" pour les particules du catalyseur fc â :';..-'';:V:X: c . de haue en bas 1:î'G dirigent ainsi 'l'i"l-a quantité plus élev6e et pic? COl'13'c.e¯!1:te de particules de ce:t.-alYS8'ï.11-> vers les fenêtres. Ces.
;,.tr",W v ' ."i¯l:3 ................,,,,')r::;.""'4-"t.>.,,,, dévie? i es sus de ;t'',"G'',s.t2-'.'$'.iil ...
'Gà:lgc.'.9m'3w '.#.'. ' haut de sani ?e s. las éloigner des f",-",.t..>,,,..', .1' qu'ils n'y pénètrent pas.
Les gaz de combustion quittant le lit de phase dens@
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am niveau 25 et le ca':",lys8t1.:r entraîné traversent l'espace de à4g;igem,e;?t de la partie supeyieur'3 eu régénérateur 20 peur aitteindre le cyclone 4,0 q:a:5. sépare les gaz d0;;:. solides et CCPi:0,-': une entrée 41. 'L'entrée 41 du cyclone est orientée pour la ré- ception des gaz qui tournent dans le même sens que les particules de catalyseur introduites dans le régénérateur 20 par
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1JIP.nt-ree 22e sans inversion de sens.
Bien q1J-e l'on n'ai t représenté qu'un seul C3rc1ol1e .? la pig. l, il convient de noter qu'on })eu1; assemble? plusieurs cyclones pour for-m8r deux ou plusieurs ota- ges ;le séparation, ou bien on peut 'utiliser plusieurs ensembles à un ou plusieurs étages suivant la capacité de traitement des gaz du type de cyclone utilisa et suivant la quantité totale de gaz
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ri traiter. Les solides séparês dans le cyclone 40 sont recycla dans le lit du régénérateur 20 par le tuyau plongeur 42.
La sor-
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tie 43 du tuyau plongeur est orientée de manière à diriger ces solides dans le sens du tourbillon de catalyseur introduit par l'entrée tangentielle 21. D'une manière surprenante, la quantité de solides séparés des gaz effluents par le cyclone 40 peut excéder la quantité de catalyseur qui passe du réacteur 11 dans le régénérateur 20 par le conduit d'introduction 21. Typiquement, le catalyseur recyclé par le tuyau plongeur 42 peut représenter environ 120% du catalyseur passant par le conduit d'introduction 21 et le retour de ce catalyseur dans le sens du tourbillon augmente ainsi de manière sensible le tourbillonnement.
Les gaz quittant le .cyclone 40 sont amenés par la conduite 45 vers le collecteur 46 qui peut aussi recevoir les gaz effluents d'autres cyclones non représentés.
La Fig. 2 montrera titre d'exemple, deux cyclones à étage unique pour la. séparation des gaz des solides qui sont munis res- pectivement de tuyaux plongeurs42' et 4211 pourvus respective- ment des orifices de sortie 43' et 43". Les 6az recueillis dans le collecteur 46 sont évacués par le conduit d'évacuation 47 et peuvent se détendre dans des dispositifs de production d'énergie ou de récupération de chaleur,non représentés,conne il est bien connu dans la technique.
Les conditions régnant dans un régénérateur d'unité de craquage catalytique en phase fluide fonctionnant comme décrit ci-dessus sont, par exémple, les suivantes :
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<tb>
<tb> Température <SEP> du <SEP> lit <SEP> du <SEP> régéncrateur, <SEP> C <SEP> 621
<tb> Pression <SEP> manométrique <SEP> au <SEP> sommet <SEP> du
<tb> régénérateur, <SEP> kg/cm2 <SEP> 1,4
<tb> Catalyseur <SEP> usé <SEP> allant <SEP> au <SEP> régénérateur,
<tb> tonnes/minute <SEP> 15
<tb> Catalyseur <SEP> entraîné <SEP> ramené <SEP> par <SEP> les <SEP> cyclones <SEP> dans <SEP> le <SEP> lit <SEP> de <SEP> régénérateur,
<tb> tonnes/minute <SEP> 18,2
<tb>
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<tb>
<tb> Taux <SEP> spécifique <SEP> de <SEP> .combustion <SEP> du <SEP> coke,
<tb> kg <SEP> de <SEP> coke/heure/kg <SEP> de <SEP> catalyseur <SEP> 0,
08
<tb> Carbone <SEP> dépose <SEP> sur <SEP> le <SEP> catalyseur <SEP> usé,
<tb> /;- <SEP> en <SEP> poids <SEP> 1,0
<tb> Carbone <SEP> restant <SEP> sur <SEP> le <SEP> catalyseur <SEP> régénéré, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 0,4
<tb> Diamètre <SEP> interne <SEP> du <SEP> récipient <SEP> du <SEP> régénérateur, <SEP> m <SEP> 6 <SEP> @
<tb>
Dans le brevet belge du 26 mars 1968 intitulé "Procédé
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de zoé3Ó1Ú.ti.;;.l d''un càtal yseur 1:, la Demanderesse a décrit un dispositif de régénération de catalyseurs solides fluidisés qui comprend;
une chambre de régénération prévue pour contenir 'un¯
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11 de solides fluidisss dans sa partie inférieure" un moyen pour 1''introduction d'un gaz contenant de l'enygène dans cette chambre de régénération,
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.