BE832738A - PROCESS FOR INITIATING SUBSTANTIALLY COMPLETE OXIDATION OF CO TO CO 2 IN A DEPLETED CATALYST REGENERATION ZONE - Google Patents

PROCESS FOR INITIATING SUBSTANTIALLY COMPLETE OXIDATION OF CO TO CO 2 IN A DEPLETED CATALYST REGENERATION ZONE

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BE832738A
BE832738A BE159455A BE159455A BE832738A BE 832738 A BE832738 A BE 832738A BE 159455 A BE159455 A BE 159455A BE 159455 A BE159455 A BE 159455A BE 832738 A BE832738 A BE 832738A
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carbon content
emi
regeneration gas
coke
catalyst
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BE159455A
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A J Conner
D B Bartholic
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • C10G11/182Regeneration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/26Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • B01J8/28Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations the one above the other

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Description

       

  MM.Algie James CONNER et

  
David Bruce BARTHOLIC.

  
La présente invention concerne un procédé pour amorcer une

  
 <EMI ID=1.1> 

  
de manière spécifique à la régénération de catalyseur de craquage

  
catalytique fluidisé épuisé dans des unités de craquage catalytique

  
de fluide (ci-après dénommées FCC). 

  
 <EMI ID=2.1> 

  
réaction des hydrocarbures, une zone d'étripage, une zone de régénération du catalyseur épuisé, une conduite de retrait du catalyseur épuisé, et une conduite de retrait du catalyseur régénéré. D'autres installations comprennent un préohauffeur

  
de la matière fermant la charge, un dispositif de chauffage

  
du gaz de régénération frais, un dispositif de fractionnement du produit, et une chaudière externe servant à oxyder l'oxyde de carbone (CO) présent dans le gaz de régénération épuisé en bioxyde de carbone (CO.&#65533;).

  
Des techniques de régénération selon lesquelles un catalyseur fluidisé épuisé contenant du coke est régénéré

  
dans une zone de régénération sont bien connues. La technique antérieure a essayé de résoudre des problèmes associés avec la régénération de catalyseur fluidisé épuisé par un enlèvement maximum de coke sur le catalyseur tout en essayant d'empêcher en même temps ou d'éliminer complètement la combustion subséquente du CO en CO2 dans n'importe quelle partie de la zone de régénération.

  
De manière spécifique, la pratique de raffinage actuelle consiste à faire fonctionner les zones conventionnelles de régénération (qui ne brûlent pas du CO) de manière à empêcher

  
 <EMI ID=3.1> 

  
dans la zone de régénération et d'empêcher plus particulièrement la combustion subséquente dans la phase de catalyseur dilué où

  
il y a peu de perte de chaleur pour absorber la chaleur de réaction et où par conséquent il pourrait y avoir un endommagement par la chaleur des cyclones ou autres appareils de séparation.

  
La combustion subséquente dans les zones de régénération de type conventionnel est empêchée de manière tout-à-fait simple en limitant la quantité de gaz de régénération frais qui passe dans la zone de régénération. Sans une quantité d'oxygène présente pour supporter

  
 <EMI ID=4.1> 

  
se produire quelles que soient les températures dans la zone de régénération. De plus, les températures dans les zones de régénération de type conventionnel sont en général limitées à moins que 677[deg.]C. A ces températures, la vitesse de réaction de l'oxyda-

  
 <EMI ID=5.1> 

  
familière aux spécialistes en cette technique des procédés FCC, lors de l'amorçage d'une zone de régénération conventionnelle,

  
est de limiter manuellement la vitesse d'écoulement du gaz de régénération frais dans la zone de régénération à une quantité suffisante pour produire du gaz de régénération partiellement épuisé mais en quantité insuffisante pour supporter une combustion subséquente tout en limitant en même temps les températures de

  
la zone de régénération à 677[deg.]C. Cette zone d'écoulement nécessaire est en général équivalente à 8 - 12 grammes d'air par gramme de coke. Lorsqu'on a obtenu un contrôle d'état raisonnablement constant, la pratique typique est de régler ensuite cette vitesse d'écoulement du gaz de génération frais répondant directement à un faible différentiel de température entre la température de sortie, du

  
gaz de régénération (ou la température de l'espace de désengagement de la phase diluée) et la température du lit dense pour maintenir automatiquement cette vitesse convenable d'écoulement

  
du gaz de régénération frais afin d'empêcher substantiellement

  
 <EMI ID=6.1> 

  
l'intérieur de la zone de régénération. Alors qu'une telle pratique produit une faible quantité de.02' ces procédés connus

  
 <EMI ID=7.1>  

  
 <EMI ID=8.1> 

  
il y avait peu d'intérêt à réaliser une cnnversion substantiellement

  
 <EMI ID=9.1> 

  
La chaleur de combustion qui aurait pu être récupérée par le procédé n'était pas requise par le procédé; il n'y avait en

  
 <EMI ID=10.1> 

  
des hydrocarbures et le rendement en coke plus grand,obtenu avec les catalyseurs amorphes était en général suffisante pour donner la ohaleur requise pour l'équilibre général de chaleur du procédé. L'utilisation effective des catalyseurs contenant du zéolithe avec leurs tendances plus faibles à la production de coke demandaient cependant souvent un réglage de l'équilibre général de ohaleur qui était normalement fourni par l'adjonction d'un dispositif de préchauffage de la charge. Alors que l'énergie thermique était ajoutée à l'extrémité frontale du procédé, l'énergie chimique du gaz d'échappement sortant de la zone da régénération était souvent envoyée dans l'atmosphère ou était récupérée simultanément dans une chaudière externe de CO. Ainsi, un schéma typique de circuit indiquerait alors que l'énergie serait ajoutée dans le procédé

  
et ensuite enlevée de ce procédé par deux installations externes représentant une dépense importante d'investissement.

  
Il a été maintenant trouvé qu'il est possible d'amorcer  en toute sécurité et de maintenir une conversion substantiellement

  
 <EMI ID=11.1> 

  
rement, il a été trouvé qu'il est possible d'amorcer et de maintenir 

  
 <EMI ID=12.1> 

  
 <EMI ID=13.1> 

  
d'une zone de régénération. La présente Invention concerne de manière[deg.] spécifique un procédé pour amorcer la conversion substantiellement  <EMI ID=14.1> 

  
 <EMI ID=15.1> 

  
finale du procédé selon la présente invention, le coke et le CO sont oxydés dans des conditions oxydantes impliquant uns température comprise entre 677"C et 760[deg.]C pour produire un catalyseur

  
 <EMI ID=16.1> 

  
régénération épuisé.

  
Alors que des publications antérieures enseignent en général l'emploi de températures supérieures à 677 [deg.]C, dans les sones de régénération, elles concernent l'empêchement d'une combustion subséquente dans les zones de régénération et n'enseignent pas, ni suggèrent le procédé selon la présente

  
 <EMI ID=17.1> 

  
De plus, le présenta procédé reconnait qu'une conversion substantiel 

  
 <EMI ID=18.1> 

  
 <EMI ID=19.1> 

  
selon la présente Invention exige comme phase distincte le

  
 <EMI ID=20.1> 

  
frais de régénération dans le lit dense pour rendre possible la

  
 <EMI ID=21.1> 

  
 <EMI ID=22.1> 

  
 <EMI ID=23.1> 

  
 <EMI ID=24.1>   <EMI ID=25.1> 

  
avec une zone de réaction d'hydrocarbure), lequel procédé comprend les phases suivantes :
a) passage au catalyseur épuisé du lit de catalyseur dense et du gaz de régénération frais à une première vitesse d'écoulement suffisante pour oxyder le coke afin de produire du catalyseur régénéré ayant une première teneur en carbone et un gaz de régénération partiellement épuisé; b) oxydation du coke dans des conditions d'oxydation premières pour produire du catalyseur régénéré ayant la dite première teneur en carbone et du gaz de régénération partiellement régénéré contenant du CO; c) augmentation de la teneur en coke du dit.catalyseur régénéré depuis la dite première teneur en carbone jusqu'à <EMI ID=26.1> 

  
élevée que la dite première teneur en carbone; d) maintien de la dite deuxième teneur en carbone pour atteindre une température constante du lit dense; c) passage au gaz de régénération frais du lit à phase dense à une deuxième vitesse d'écoulement, au moins stoichiométriquement suffisante pour produire un catalyseur régénéré ayant une troisième teneur en carbone, inférieure à la dite première teneur en carbone, et suffisante pour produire du gaz de régénération épuisé, et f) oxydation de coke et de CO à des deuxièmes conditions oxydantes pour produire un catalyseur régénéré ayant la dite troisième teneur en carbone et le gaz de régénération épuisé.

  
La zone de régénération comprendra de préférence un lit de catalyseur à phase dense et une région de catalyseur de phase diluée superposée au lit.

  
L'expression "catalyseur épuisé" employée dans cet&#65533;e spécification signifie un catalyseur retiré du récipient de réaction d'hydrocarbures à cause de l'activité réduite produite par les dépôts de coke. Le catalyseur épuisé passant dans le premier lit dense peut contenir une quantité quelconque comprise entre quelques dixièmes jusque 5% de carbone, mais de manière typique dans les opérations FCC le catalyseur épuisé enlevé de

  
la zone de réaction des hydrocarbures contiendra entre 0,5%

  
et 1,5% de carbone.

  
L'expression "catalyseur régénéré" employée dans la présente spécification signifie un catalyseur dont au moins une partie du coke a été enlevée. Le catalyseur régénéré aura en général une teneur en carbone comprise entre 0,01 et 0,5% en poids. Le catalyseur régénéré produit par régénération faite

  
par la combustion de CO contiendra une teneur en carbone résiduaire plus basse que celle du catalyseur régénéré produit dans des zones de régénération qui ne brûlent pas du CO.

  
On doit noter à ce moment la relation qui existe entre l'expression "coke " et l'expression "carbone". L'expression "coke" se rapporte à une matière comprenant principalement

  
du carbone et de l'hydrogène,qui est précipitée sur le catalyseur dans la zone de réaction des hydrocarbures et qui est enlevée

  
en divers degrés par oxydation dans une zone de régénération.

  
La plus grande partie du coke est du carbone,.mais l'hydrogène

  
 <EMI ID=27.1> 

  
En décrivant le procédé selon la présente invention on se reporte au catalyseur régénéré ayant des teneurs différentes  <EMI ID=28.1> 

  
"deuxième" et "troisième".

  
La première teneur en carbone est la teneur en carbone sur du catalyseur régénéré produit par une znne de régénération travaillant dans des conditions telles que substantiellement

  
une conversion complète du CO en C02 ne se produit pas dans la zone de régénération. Cette teneur serait la teneur en carbone des catalyseurs de régénération produits par les zones conventionnelles (ne brûlant pas du CO) utilisées aujourd'hui dans

  
une large mesure et, ainsi que décrit de plus près ci-après, constitue la teneur en carbone des catalyseurs régénérés produits pendant une phase ou étage du présent procédé pour l'amorçage

  
de la conversion du CO dans une zone de régénération qui brûle du CO, La première teneur en carbone sera comprise de manière typique et de manière préférentielle entre les limites de 0,1

  
 <EMI ID=29.1> 

  
La deuxième teneur en carbone sera une teneur en coke

  
 <EMI ID=30.1> 

  
teneur en carbone. De manière typique et de préférence, la deuxième teneur en carbone sera comprise entre les limites de 0,2 et 0,8% en poids de carbone. La deuxième teneur en carbone est obtenue par n'importe lequel des procédés possibles, ainsi que décrit plus en détail ci-après.

  
 <EMI ID=31.1> 

  
 <EMI ID=32.1> 

  
dans des conditions telles que le CO soit converti d'une manière

  
 <EMI ID=33.1> 

  
teneur en carbone sera comprise entre 0,01 et 0,09% en poids de carbone.

  
L'expression "gaz de régénération" utilisée dans la présente spécification signifie, dans un sens gênerai., tout

  
gaz qui doit venir en contact avec le catalyseur ou qui est

  
entré en contact avec un catalyseur à l'intérieur de la zone derégénération. D'une manière spécifique, l'expression "gaz

  
frais de régénération" comprend des gaz contenant de l'oxygène libre, tel l'air ou de l'air enrichi en oxygène ou déficient

  
en oxygène, qui passent dans le lit dense de la zone de régénération pour permettre l'oxydation du coke sur le catalysaur épuisé qui s'y trouve. L'expression "oxygène libre" se rapporte à l'oxygène non combiné présent dans un gaz de régénération.

  
L'expression "gaz de régénération partiellement épuisé" signifie un gaz de régénération qui a été mis en contact avec

  
un catalyseur à l'intérieur d'un lit à phase dense de catalyseur et qui contient une quantité réduite d'oxygène libre par rapport au gaz de régénération frais. Un gaz de régénération partiellement épuisé contiendra en général plusieurs pourcents en volume

  
chacun d'azote, oxygène libre, oxyde de carbone, et bioxyde de carbone et eau. D'une manière plus spécifique, le gaz de régéné-

  
 <EMI ID=34.1> 

  
chacun d'oxyde de carbone et bioxyde de carbone.

  
 <EMI ID=35.1> 

  
un gaz de régénération qui contient une concentration réduite

  
en CO par rapport au gaz de régénération partiellement régénéré. De préférence, le gaz de régénération épuisé contiendra moins que
1000 parties par million de CO et plus typiquement et de préfé-

  
 <EMI ID=36.1> 

  
 <EMI ID=37.1>  de CO" employée ici signifie que la concentration en CO dans

  
 <EMI ID=38.1> 

  
parties par million et de préférence à moins que 500 parties par million. De l'oxygène libre, du bioxyde de carbone, de l'azote,  et l'eau seront également présents dans le gaz de régénération épuisé. La concentration en oxygène libre du gaz de régénération épuisé sera en général comprise entre 0,1 et 10 volumes %

  
du gaz de régénération épuisé et elle sera de préférence comprise entre 0,2 et environ 5% en volume.

  
Afin d'amorcer et maintenir une combustion substantiel-

  
 <EMI ID=39.1> 

  
régénération deux conditions doivent être remplies: la température de lit dense doit être suffisamment élevée pour produire une vitesse suffisamment rapide de la réaction d'oxydation de CO et la quantité de gaz de régénération frais doit être stoichiométriquement suffisante pour une oxydation substantiellement complète du CO.

  
La vitesse de réaction de l'oxydation du CO doit être suffisamment rapide pour permettre une combustion substantiellement complète de CO endéans une durée raisonnable de séjour

  
du gaz dans le lit dense de la zone de régénération. Si la vitesse de réaction est trop faible, il est possible que toute la combustion du CO ne soit pas achevée dans l'intervalle de temps pendant lequel le gaz de régénération partiellement épuisé se trouve dans le lit dense où il existe une densité suffisante de catalyseur pour absorber la chaleur de réaction. Dans cette situation, la combustion du CO peut se produire dans la région de la phase diluée de la zone de régénération ou dans la oonduite d'échappapent du gaz à l'extérieur de la zone de régénération

  
où elle n'est pas désirable. Une température de lit dense  <EMI ID=40.1> 

  
m 

  
par conséquent important?pour assurer la vitesse convenable de réaction.

  
La température de lit dense désirée est obtenue par l'oxydation d'une quantité suffisante de combustible dans le lit dense de la zone de régénération. Alors qu'une partie de la chaleur libérée par l'oxydation du combustible dans le lit

  
dense est perdue dans l'environnement, cette quantité de chaleur perdue est une petite fraction de la quantité totale de chaleur libérée et en général il est par conséquent admis que le travail

  
 <EMI ID=41.1> 

  
Puisque le travail en zone de régénération est adiabatique, la température en lit dense est fonction directe de la quantité

  
de combustible oxydée dans le lit dense. Comme la quantité totale de combustible oxydé dans le lit dense augmente, la température du lit dense augmente. Jusqu'à ce qu'une conversion

  
 <EMI ID=42.1> 

  
dans une zone de régénération qui travaille pour produire un

  
gaz de régénération partiellement épuisé, le combustible sera principalement du coke sur un catalyseur épuisé mais il pourra comprendre également tous hydrocarbures absorbés ou interstitiels passant avec le catalyseur épuisé dans le lit dense et pourra comprendre toute huile pour torches, brûlée dans le lit dense.

  
En effet, pendant le démarrage du procédé initial FCC, le combustible est principalement de l'huile pour torches jusqu'à ce qu'une quantité suffisante de coke ait été formée sur le

  
 <EMI ID=43.1> 

  
a été amorcée, le CO contribue alors de manière significative au combustible brûlé dans le lit dense. 

  
 <EMI ID=44.1> 

  
La quantité appropriée de gaz de régénération frais est importante parce que sans une quantité suffisante d'oxygène,, l'oxydation de n'importe quel combustible ne peut pas se produire.

  
D'une manière spécifique, en ce qui concerne le procédé selon

  
la présente invention la quantité de gaz de régénération frais doit être au moins stoichiométriquement suffisante pour une oxydation substantiellement complète du CO. De plus, une fois

  
la conversion du CO amorcée, il est important qu'une quantité

  
en excès de gaz de régénération frais se trouve présente audelà de la quantité stoichiométriquement requise pour assurer une conversion substantiellement complète du CO.

  
Ainsi, soit en contr$lant la quantité de combustible passant dans la zone de régénération, soit en contrôlant la

  
 <EMI ID=45.1> 

  
un combustible ou des combustibles particuliers, ou par une combinaison des deux procédés, on pourra contrôler la température du lit dense à n'importe quelle température comprise entre 400

  
 <EMI ID=46.1> 

  
plusieurs matières. La quantité d'huile de torche injectée

  
dans la zone de régénération peut évidemment être facilement

  
et directement augmentée ou diminuée. La quantité, de coke sur du catalyseur épuisé peut de manière typique être contrôlée en faisant varier les conditions opératoires de la zone de réaction

  
 <EMI ID=47.1> 

  
est formé lorsque les conditions de la zone, de réaction des hydrocarbures deviennent plus sévères ou lorsque la charge

  
 <EMI ID=48.1>  Conradson de la charge augmente. Ainsi que mentionné ci-après plus en détail, la quantité de carbone sur le catalyseur régénéré pourra, indépendamment de toutes conditions de la zone de réaction des hydrocarbures, être également augmentée en réduisant la quantité de gaz de régénération fraîche passant

  
 <EMI ID=49.1> 

  
C'est de pratique usuelle de limiter les températures opératoires des zones de régénération conventionnelles à 677 [deg.]C par une combinaison de contrôle de la quantité de coke sur du catalyseur épuisé et de contrôle de la quantité de gaz de régénération frais passant dans la zone de régénération pour

  
 <EMI ID=50.1> 

  
quement obtenu en limitant la température de la zone de réaction

  
 <EMI ID=51.1> 

  
quantité d'huile boueuse productrice de coke recyclée dans la zone de réaction des hydrocarbures à une valeur maximale.

  
Ces valeurs maximales sont déterminées pour toute charge particulière., principalement par l'expérience acquise lors d'essais sur le procédé FCC. Une température proche de 677[deg.]C est désirable pour produire le catalyseur régénéré le plus chaud possible;

  
toutefois la température est limitée à une va&eur maximale de

  
 <EMI ID=52.1> 

  
de la vitesse de réaction de la combustion subséquent si elle se. produit pendant des défaillances du traitement,,_ laquelle

  
 <EMI ID=53.1>  zéolithes et pour le traitement de charges légères, il pourrait

  
 <EMI ID=54.1> 

  
 <EMI ID=55.1> 

  
 <EMI ID=56.1>  En tenant compte de la description donnée ci-dessus,

  
on examinera maintenant les phases spécifiques du procédé selon la présente invention.

  
Dans le procédé selon la présente invention le catalyseur épuisé et le gaz de régénération frais sont passés d'abord dans un lit dense dans la zone de régénération. D'une manière plus spécifique, on fait d'abord passer le gaz de régénération frais dans le lit dense à une première vitesse d'écoulement suffisante pour oxyder le coke afin de produire du gaz de régénération partiellement épuisé. En limitant la régénération fraîche à celle qui est suffisante pour produire du gaz de régénération partiellement épuisé, on empêche jusqu'ici une conversion substantiel-

  
 <EMI ID=57.1> 

  
la première vitesse d'écoulement sera de préférence comprise entre les limites équivalentes à 8-12 grammes d'air par gramme

  
de coke pénétrant dans la zone de régénération. Du coke est

  
alors oxydé dans des conditions oxydantes premières pour produire un catalyseur régénéré ayant une première teneur en carbone, définie ci-dessus, et du gaz de régénération partiellement épuisé.

  
Des conditions oxydantes premières comprendront une température première du lit comprise entre 621 et 677[deg.]C non à caus de quelque limitation métallurgique mais parce que la vitesse

  
de réaction de la combustion subséquente, si elle se produit pendant des conditions de démarrage instables, est relativement lente. Pendant le démarrage l'huile de torche sera brûlée

  
dans la zone de régénération jusqu'à ce qu'une quantité suffisante de coke soit précipitée sur le catalyseur dans la zone de réaction des hydrocarbures. Ensuite, l'huile de torche sera graduel-lement réduite -du éliminée quand la quantité de coke sur

  
le catalyseur épuisé a augmenté et la température du lit

  
dense sera limitée par les méthodes décrites ci-dessus. D'autres conditions oxydantes premières comprendront une pression opératoire entre 1 et 4,4 atmosphères, des limites préférentielles

  
 <EMI ID=58.1> 

  
vitesses superficielles du gaz de régénération frais seront limitées à la vitesse de transport, c'est-à-dire à la vitesse

  
à laquelle le oatalyseur serait emporté hors du lit dense

  
vers le haut dans la région de phase diluée. Des vitesses superficielles de gaz seront ensuite inférieures à 0,9 mètre par seconde les limites usuelles étant de 0,5 à 0,8 mètre par seconde. N'importe laquelle de plusieurs méthodes possibles pourra être employée pour empêcher une vitesse excessive d'écoulement du gaz de régénérât ion irais. L'une de ces méthodes consisterait à employer des limites mécaniques ou arrêts sur les moyens de régulation du gaz de régénération frais.

  
Une autre méthode consisterait à employer un système superposé qui palperait le moment où un tel excès de gaz de régénération frais passe dans la zone de régénération et limiterait en conséquence la vitesse du gaz.

  
A ce moment de l'opération, quoique l'oxydation de CO ne soit pas possible, une quantité insuffisante de combustible est oxydée dans le lit dense pour obtenir une température du lit dense qui produirait une vitesse suffisamment rapide de

  
 <EMI ID=59.1> 

  
pour assurer une conversion substantiellement complète du CO

  
 <EMI ID=60.1> 

  
diluée au-dessus du lit dense. En préparation pour amorcer  <EMI ID=61.1> 

  
alors nécessaire d'augmenter la teneur en coke sur le catalyseur régénéré, analysé et inscrit comme pourcentage de carbone, pour fournir ce combustible additionnel. Il n'y a pas de combustible alternatif au coke, qui serait seul suffisant dans ce but. La phase suivante du procédé selon l'invention est par conséquent d'augmenter la teneur en coke sur le catalyseur régénéré de

  
la teneur ds carbone première à une deuxième teneur de carbone plus élevée.

  
La teneur en coke peut être augmentée par n'importe laquelle parmi plusieurs méthodes possibles ou combinaison de méthodes. A des conditions opératoires constantes des zones

  
de régénération, la température de la zone de réaction des hydrocarbures pourra être augmentée; la température de préchauffe de la charge pourra être augmentée; ou bien la quantité d'huile boueuse recyclée vers la zone de réaction des hydrocarbures pourra être augmentée et chacune ou toutes produiront plus de coke sur un catalyseur épuisé et, à des conditions opératoires constantes de la zone de régénération, une quantité plus grande de coke sera produite sur un catalyseur régénéré.

   Le coke sur du catalyseur régénéré pourra également être avantageusement augmenté dans des conditions constantes de la zone de réaction des hydrocarbures en réduisant la vitesse de gaz de régénération frais passant vers la zone de régénération à une quantité inférieure à celle requise pour produire un catalyseur régénéré ayant la première teneur en carbone. Une combinaison de tels changements aussi bien dans la zone de réaction des hydrocarbures et dans les conditions opératoires de la zone de régénération pourront également être employées pour obtenir un catalyseur  <EMI ID=62.1> 

  
Lorsque selon la méthode décrite ici, la teneur en coke du catalyseur régénéré est augmentée au-dessus de la première teneur en carbone, la température du régénérateur de phase dense diminuera en général. selon les changements qui pourraient

  
être simultanément apportés aux divers paramètres opératoires ci-dessus décrits, et il ae produira un léger déraglage de l'opération d'état constant décrite. Après que la deuxième teneur en carbone a été atteinte, la deuxième teneur en

  
carbone sera maintenue par des changements apporpriés pour arriver à une température constante de 621 à 677[deg.]C. Comme

  
un procédé typique FCC est mis en jeu et contrôlé, le procédé

  
 <EMI ID=63.1> 

  
autre niveau d'opération constante.

  
A ce moment, du gaz de régénération frais en quantité insuffisante est introduit dans la zone de régénération soit pour oxyder le coke sur le catalyseur régénéré à une

  
valeur inférieure à la deuxième teneur en carbone, soit pour

  
 <EMI ID=64.1> 

  
La quantité supplémentaire de coke sur le catalyseur régénéré, représentée par la différence entre la deuxième teneur en coke et la première teneur en ooke, est une quantité additionnelle de combustible qui, lorsqu'elle est oxydée, augmentera la température de la zone de régénération en permettant ainsi une vitesse plus grande de réaction de l'oxydation de CO lorsque l'oxydation substantiellement complète de CO en C02 est laissée s'accomplir.

  
La température de la zone de régénération est augmentée

  
 <EMI ID=65.1>  laissée se produire en faisant passer du gaz de régénération frais vers le lit dense d'une deuxième vitesse d'écoulement,

  
 <EMI ID=66.1> 

  
catalyseur régénéré ayant une troisième teneur de carbone inférieure à la première teneur en carbone, et suffisante

  
pour produire du gaz de régénération épuisé. De manière plus spécifique et préférentielle,cette deuxième vitesse d'écoulement sera quant à ses limites, équivalente à 12 - 16 grammes d'air par gramme de coke qui pénètre dans la zone de régénération. Lorsque la vitesse nouvelle du gaz de régénération est augmentée, la quantité additionnelle de coke sur le catalyseur régénéré s'oxyde maintenant rapidement et la température du lit dense augmente jusqu'au-dessus de 677[deg.]C. La température plus élevée du lit dense et la présence d'une quantité suffisante

  
de gaz de régénération pour produire du gaz de régénération épuisé d'une manière substantiellement spontanée amorcent une con-

  
 <EMI ID=67.1> 

  
Une fois amorcée, l'exothermicité de l'oxydation de CO maintient

  
 <EMI ID=68.1> 

  
la fonction du coke additionnel sur le catalyseur régénéré n'est plus requise.

  
Une fois amorcée, l'opération constante hors de la conduite se fait dans des conditions oxydantes deuxièmes et dans ces conditions le coke et le CO sont oxydés pour produire un catalyseur régénéré ayant une teneur troisième en carbone et un gaz de régénération épuisé. Des conditions oxydantes deuxièmes comprendront une température de 677, 'à 760[deg.]C et un gaz de régénération frais superficiel limité à la vitesse de

  
 <EMI ID=69.1>  

&#65533;J 

  
phères, les limites préférentielles étant de 2 à 3,7 atmosphères. A cause des températures de lit dense plus élevées, la troisième teneur en carbone du catalyseur régénéré sera inférieure à la première teneur en carbone, et typiquement et préférentiellement elle sera de 0,01 à 0,09% en poids.

  
Ainsi, par le procédé selon la présente invention il est possible d'amorcer une combustion substantiellement

  
 <EMI ID=70.1> 

  
des combustions subséquentes potentiellement nuisibles dans la région de phase diluée de la zone de régénération. Par la

  
 <EMI ID=71.1> 

  
lit dense, au moins une partie de la chaleur de combustion est récupérée dans la zone de régénération. De plus, pratiquement aucune quantité de CO n'est envoyée dans l'atmosphère. Exemple.

  
Les données indiquées dans le Tableau I ci-après représentent une moyenne hebdomadaire typique de diverses variables opératoires d'une unité FCC travaillant commercialement et indique une partie de la distribution du produit

  
et les rendements. Pendant ce laps de temps, la zone de régénération de l'unité a fonctionné de manière à éviter une

  
 <EMI ID=72.1> 

  
régénération. Le taux de gaz de régénération frais moyen
(l'air dans cet exemple) était équivalent à 10,5 grammes d'air par gramme de coke pénétrant dans la zone de régénération. 

TABLEAU I

  
Moyenne hebdomadaire du procédé FCC.

  

 <EMI ID=73.1> 
 

  
&#65533; 

  
Pendant cette période de fonctionnement, la teneur en carbone du catalyseur régénéré variait entre environ 0,18% et environ 0,21% en poids et en moyenne elle était de 0,20% en poids.

  
Pour illustrer le procédé selnn la présente invention, la vitesse du souffleur d'air fut ralentie lentement afin

  
de ne pas causer un déréglage sévère de l'opération,

  
jusqu'à ce que la première teneur en carbone du catalyseur régénéré ait augmenté depuis 0,20% en poids jusqu'à une deuxième teneur en carbone d'environ 0,51% en poids. Aucune autre diminution du taux d'air ne fut effectuée et l'unité

  
a atteint une opération constante à une deuxième teneur

  
 <EMI ID=74.1> 

  
de régénérateur d'environ 64o"C. Lorsque l'opération constante à la deuxième teneur en carbone fut obtenue, la vitesse de l'air fut augmentée à une valeur supérieure aux conditions initiales constantes. De manière plus spécifique, le taux
-de gaz de régénération frais fut augmenté depuis un taux équivalent à 10,5 gr d'air par gr de coke jusqu'à un taux équivalent à 14,5 gr d'air par cm de coke.

  
La température de la phase dense de régénérateur a augmenté, et à un niveau de 690[deg.]C la teneur en carbone du catalyseur régénéré était d'environ 0,15% en poids, la teneur

  
 <EMI ID=75.1> 

  
en CO était de 5,0%, ce qui entraînait un rapport-00/0012

  
de 0,42. Environ cinq heures plus tard, l'unité avait atteint un fonctionnement constant qui est illustré par les données indiquées dans le Tableau II ci-après . 

TABLEAU II

  
 <EMI ID=76.1> 

  

 <EMI ID=77.1> 


  
Carbone sur du catalyseur régénéré, % en poids 0,02

  
Analyse par une méthode plus précise a donné 350 ppm. 

  
&#65533; 

  
Une comparaison des données indiquées dans les Tableaux I et II révèle plusieurs des avantages importants dérivant de l'emploi de la présente invention. On y observe immédiatement le fait que la teneur en oxyde de carbone

  
 <EMI ID=78.1> 

  
de la charge combinée a été diminuée de 117-268[deg.]C dans l'opération proprement dite, et le dispositif de préohauffage de la charge a été mis hors service. Le rendement en coke,

  
 <EMI ID=79.1> 

  
4,5% en poids, la conversion de charge fraîche a augmenté de 80,9 à 81,5%, le rendement en essence a augmenté de
60,5 en vol. à 60,9% en vol. et la charge d'alkylat a

  
 <EMI ID=80.1> 



  Messrs. Algie James CONNER and

  
David Bruce BARTHOLIC.

  
The present invention relates to a method for initiating a

  
 <EMI ID = 1.1>

  
specifically for the regeneration of cracking catalyst

  
fluidized catalytic spent in catalytic cracking units

  
fluid (hereinafter referred to as FCC).

  
 <EMI ID = 2.1>

  
hydrocarbon reaction, a stripping zone, a spent catalyst regeneration zone, a spent catalyst withdrawal line, and a regenerated catalyst withdrawal line. Other facilities include a preheater

  
material closing the load, a heater

  
fresh regeneration gas, a product fractionator, and an external boiler for oxidizing carbon monoxide (CO) present in the spent regeneration gas to carbon dioxide (CO. &#65533;).

  
Regeneration techniques in which spent fluidized catalyst containing coke is regenerated

  
in a regeneration zone are well known. The prior art has attempted to solve problems associated with regeneration of spent fluidized catalyst by maximum removal of coke from the catalyst while at the same time attempting to prevent or completely eliminate subsequent combustion of CO to CO 2 in the prior art. any part of the regeneration zone.

  
Specifically, current refining practice is to operate conventional regeneration zones (which do not burn CO) in a manner that prevents

  
 <EMI ID = 3.1>

  
in the regeneration zone and more particularly to prevent subsequent combustion in the dilute catalyst phase where

  
there is little heat loss to absorb the heat of reaction and hence there could be heat damage from cyclones or other separation devices.

  
Subsequent combustion in conventional type regeneration zones is prevented quite simply by limiting the amount of fresh regeneration gas which passes into the regeneration zone. Without an amount of oxygen present to support

  
 <EMI ID = 4.1>

  
occur regardless of temperatures in the regeneration zone. In addition, temperatures in conventional type regeneration zones are generally limited to less than 677 [deg.] C. At these temperatures, the reaction rate of the oxida-

  
 <EMI ID = 5.1>

  
familiar to specialists in this technique of FCC processes, when priming a conventional regeneration zone,

  
is to manually limit the flow rate of the fresh regeneration gas into the regeneration zone to an amount sufficient to produce partially spent regeneration gas but in an insufficient amount to support subsequent combustion while at the same time limiting the temperatures of the regeneration gas.

  
the regeneration zone at 677 [deg.] C. This necessary flow area is generally equivalent to 8 - 12 grams of air per gram of coke. When reasonably constant state control has been achieved, typical practice is then to adjust this flow rate of the fresh generation gas directly responding to a small temperature differential between the outlet temperature,

  
regeneration gas (or the temperature of the dilute phase disengagement space) and the temperature of the dense bed to automatically maintain this proper flow rate

  
fresh regeneration gas to substantially prevent

  
 <EMI ID = 6.1>

  
inside the regeneration zone. While such practice produces a small amount of 02 'these known methods

  
 <EMI ID = 7.1>

  
 <EMI ID = 8.1>

  
there was little point in making a substantial cnnversion

  
 <EMI ID = 9.1>

  
The heat of combustion that could have been recovered by the process was not required by the process; there was no

  
 <EMI ID = 10.1>

  
hydrocarbons and the higher coke yield obtained with the amorphous catalysts was generally sufficient to provide the heat required for the general heat balance of the process. The actual use of zeolite-containing catalysts with their lower tendencies to coke production, however, often required adjustment of the general heat balance which was normally provided by the addition of a feed preheater. While thermal energy was added at the front end of the process, chemical energy from the exhaust gas exiting the regeneration zone was often sent to the atmosphere or was simultaneously recovered in an external CO boiler. Thus, a typical circuit diagram would then indicate that energy would be added in the process.

  
and then removed from this process by two external installations representing a significant investment expense.

  
It has now been found that it is possible to safely boot and maintain a conversion substantially.

  
 <EMI ID = 11.1>

  
Recently, it has been found that it is possible to prime and maintain

  
 <EMI ID = 12.1>

  
 <EMI ID = 13.1>

  
a regeneration zone. The present invention specifically relates to a method for initiating the conversion substantially <EMI ID = 14.1>

  
 <EMI ID = 15.1>

  
end of the process according to the present invention, the coke and the CO are oxidized under oxidizing conditions involving a temperature between 677 "C and 760 [deg.] C to produce a catalyst

  
 <EMI ID = 16.1>

  
regeneration exhausted.

  
While prior publications generally teach the use of temperatures above 677 [deg.] C, in regeneration sones, they relate to the prevention of subsequent combustion in regeneration zones and do not teach, or suggest the process according to this

  
 <EMI ID = 17.1>

  
In addition, the present process recognizes that a substantial conversion

  
 <EMI ID = 18.1>

  
 <EMI ID = 19.1>

  
according to the present invention requires as a separate phase the

  
 <EMI ID = 20.1>

  
regeneration costs in the dense bed to make possible the

  
 <EMI ID = 21.1>

  
 <EMI ID = 22.1>

  
 <EMI ID = 23.1>

  
 <EMI ID = 24.1> <EMI ID = 25.1>

  
with a hydrocarbon reaction zone), which process comprises the following phases:
a) switching the dense catalyst bed and fresh regeneration gas to spent catalyst at a first flow rate sufficient to oxidize the coke to produce regenerated catalyst having a first carbon content and partially spent regeneration gas; b) oxidizing coke under raw oxidation conditions to produce regenerated catalyst having said first carbon content and partially regenerated regeneration gas containing CO; c) increase in the coke content of said regenerated catalyst from said first carbon content to <EMI ID = 26.1>

  
higher than said first carbon content; d) maintaining said second carbon content to achieve a constant temperature of the dense bed; c) switching to fresh regeneration gas from the dense phase bed at a second flow rate, at least stoichiometrically sufficient to produce a regenerated catalyst having a third carbon content, less than said first carbon content, and sufficient to produce spent regeneration gas, and f) oxidizing coke and CO under second oxidizing conditions to produce a regenerated catalyst having said third carbon content and spent regeneration gas.

  
The regeneration zone will preferably include a bed of dense phase catalyst and a region of dilute phase catalyst superimposed on the bed.

  
The term "spent catalyst" as used in this specification means a catalyst removed from the hydrocarbon reaction vessel due to the reduced activity produced by the coke deposits. The spent catalyst passing through the first dense bed can contain any amount from a few tenths up to 5% carbon, but typically in FCC operations the spent catalyst removed from

  
the hydrocarbon reaction zone will contain between 0.5%

  
and 1.5% carbon.

  
The term "regenerated catalyst" used in this specification means a catalyst from which at least part of the coke has been removed. The regenerated catalyst will generally have a carbon content of between 0.01 and 0.5% by weight. The regenerated catalyst produced by regeneration made

  
by combustion of CO will contain a lower residual carbon content than that of the regenerated catalyst produced in regeneration zones which do not burn CO.

  
Note at this point the relationship between the term "coke" and the term "carbon". The term "coke" refers to a material comprising mainly

  
carbon and hydrogen, which is precipitated on the catalyst in the hydrocarbon reaction zone and which is removed

  
in varying degrees by oxidation in a regeneration zone.

  
Most of the coke is carbon, but hydrogen

  
 <EMI ID = 27.1>

  
In describing the process according to the present invention, reference is made to the regenerated catalyst having different contents <EMI ID = 28.1>

  
"second" and "third".

  
The first carbon content is the carbon content on regenerated catalyst produced by a regeneration gas operating under conditions such as substantially

  
complete conversion of CO to CO2 does not occur in the regeneration zone. This content would be the carbon content of the regeneration catalysts produced by conventional zones (not burning CO) used today in

  
to a large extent and, as more closely described below, constitutes the carbon content of regenerated catalysts produced during a phase or stage of the present process for initiation

  
of the conversion of CO in a regeneration zone which burns CO, The first carbon content will typically and preferably between the limits of 0.1

  
 <EMI ID = 29.1>

  
The second carbon content will be a coke content

  
 <EMI ID = 30.1>

  
carbon content. Typically and preferably, the second carbon content will be between the limits of 0.2 to 0.8% by weight of carbon. The second carbon content is obtained by any of the possible methods, as described in more detail below.

  
 <EMI ID = 31.1>

  
 <EMI ID = 32.1>

  
under conditions such that the CO is converted in a manner

  
 <EMI ID = 33.1>

  
carbon content will be between 0.01 and 0.09% by weight of carbon.

  
The term "regeneration gas" used in this specification means, in a general sense, any

  
gas which must come into contact with the catalyst or which is

  
came into contact with a catalyst within the regeneration zone. Specifically, the expression "gas

  
regeneration costs "includes gases containing free oxygen, such as air or oxygen-enriched or deficient air

  
oxygen, which pass through the dense bed of the regeneration zone to allow oxidation of the coke on the spent catalyst therein. The term "free oxygen" refers to uncombined oxygen present in a regeneration gas.

  
The expression "partially spent regeneration gas" means a regeneration gas which has been contacted with

  
a catalyst within a dense phase bed of catalyst and which contains a reduced amount of free oxygen relative to fresh regeneration gas. Partially spent regeneration gas will generally contain several percent by volume

  
each of nitrogen, free oxygen, carbon monoxide, and carbon dioxide and water. More specifically, the regeneration gas

  
 <EMI ID = 34.1>

  
each of carbon monoxide and carbon dioxide.

  
 <EMI ID = 35.1>

  
a regeneration gas that contains a reduced concentration

  
in CO relative to the partially regenerated regeneration gas. Preferably, the spent regeneration gas will contain less than
1000 parts per million of CO and more typically and preferably

  
 <EMI ID = 36.1>

  
 <EMI ID = 37.1> of CO "used here means that the CO concentration in

  
 <EMI ID = 38.1>

  
parts per million and preferably less than 500 parts per million. Free oxygen, carbon dioxide, nitrogen, and water will also be present in the spent regeneration gas. The concentration of free oxygen in the spent regeneration gas will generally be between 0.1 and 10 volumes%

  
of the spent regeneration gas and it will preferably be between 0.2 and about 5% by volume.

  
In order to initiate and maintain substantial combustion-

  
 <EMI ID = 39.1>

  
regeneration two conditions must be fulfilled: the dense bed temperature must be high enough to produce a sufficiently rapid rate of the CO oxidation reaction and the amount of fresh regeneration gas must be stoichiometrically sufficient for substantially complete oxidation of CO.

  
The reaction rate of the oxidation of CO must be fast enough to allow for substantially complete combustion of CO within a reasonable residence time.

  
gas in the dense bed of the regeneration zone. If the reaction rate is too low, it is possible that all the combustion of the CO will not be completed in the time interval during which the partially spent regeneration gas is in the dense bed where there is sufficient density of catalyst. to absorb the heat of reaction. In this situation, combustion of CO may occur in the region of the dilute phase of the regeneration zone or in the gas exhaust line outside the regeneration zone.

  
where it is not desirable. Dense bed temperature <EMI ID = 40.1>

  
m

  
therefore important to ensure the proper rate of reaction.

  
The desired dense bed temperature is achieved by oxidizing a sufficient amount of fuel in the dense bed of the regeneration zone. While some of the heat released by the oxidation of the fuel in the bed

  
dense is lost to the environment, this amount of waste heat is a small fraction of the total amount of heat released and in general it is therefore accepted that the work

  
 <EMI ID = 41.1>

  
Since the work in the regeneration zone is adiabatic, the temperature in a dense bed is a direct function of the quantity

  
of oxidized fuel in the dense bed. As the total amount of oxidized fuel in the dense bed increases, the temperature of the dense bed increases. Until a conversion

  
 <EMI ID = 42.1>

  
in a regeneration zone that works to produce a

  
Partially exhausted regeneration gas, the fuel will be mainly coke on a spent catalyst but it may also include any absorbed or interstitial hydrocarbons passing with the spent catalyst in the dense bed and may include any flare oil burned in the dense bed.

  
This is because during the start-up of the initial FCC process, the fuel is mainly torch oil until a sufficient amount of coke has been formed on the fuel.

  
 <EMI ID = 43.1>

  
has been ignited, the CO then contributes significantly to the fuel burnt in the dense bed.

  
 <EMI ID = 44.1>

  
The proper amount of fresh regeneration gas is important because without a sufficient amount of oxygen oxidation of any fuel cannot occur.

  
Specifically, with regard to the method according to

  
according to the present invention the amount of fresh regeneration gas must be at least stoichiometrically sufficient for substantially complete oxidation of CO. Moreover, once

  
the CO conversion initiated, it is important that a quantity

  
excess fresh regeneration gas is present in excess of the amount stoichiometrically required to ensure substantially complete conversion of CO.

  
Thus, either by controlling the quantity of fuel passing through the regeneration zone, or by controlling the

  
 <EMI ID = 45.1>

  
a particular fuel or fuels, or by a combination of the two processes, the temperature of the dense bed can be controlled at any temperature between 400

  
 <EMI ID = 46.1>

  
several subjects. The amount of torch oil injected

  
in the regeneration zone can obviously be easily

  
and directly increased or decreased. The amount of coke on spent catalyst can typically be controlled by varying the operating conditions of the reaction zone.

  
 <EMI ID = 47.1>

  
is formed when the conditions of the hydrocarbon reaction zone become more severe or when the charge

  
 <EMI ID = 48.1> Conradson's load increases. As mentioned below in more detail, the amount of carbon on the regenerated catalyst can, regardless of any conditions of the hydrocarbon reaction zone, also be increased by reducing the amount of fresh regeneration gas passing through.

  
 <EMI ID = 49.1>

  
It is usual practice to limit the operating temperatures of conventional regeneration zones to 677 [deg.] C by a combination of controlling the amount of coke on spent catalyst and controlling the amount of fresh regeneration gas passing through. the regeneration zone for

  
 <EMI ID = 50.1>

  
only obtained by limiting the temperature of the reaction zone

  
 <EMI ID = 51.1>

  
quantity of coke-producing sludge oil recycled to the hydrocarbon reaction zone to a maximum value.

  
These maximum values are determined for any particular load, primarily by experience gained in testing the FCC process. A temperature near 677 [deg.] C is desirable to produce the hottest regenerated catalyst possible;

  
however the temperature is limited to a maximum value of

  
 <EMI ID = 52.1>

  
of the reaction rate of the subsequent combustion if it occurs. produced during processing failures ,, _ which

  
 <EMI ID = 53.1> zeolites and for the treatment of light loads, it could

  
 <EMI ID = 54.1>

  
 <EMI ID = 55.1>

  
 <EMI ID = 56.1> Taking into account the description given above,

  
the specific phases of the process according to the present invention will now be examined.

  
In the process according to the present invention the spent catalyst and the fresh regeneration gas are first passed through a dense bed in the regeneration zone. More specifically, the fresh regeneration gas is first passed through the dense bed at a first flow rate sufficient to oxidize the coke to produce partially spent regeneration gas. By limiting the fresh regeneration to that which is sufficient to produce partially spent regeneration gas, substantial conversion has heretofore been prevented.

  
 <EMI ID = 57.1>

  
the first flow speed will preferably be between the limits equivalent to 8-12 grams of air per gram

  
of coke entering the regeneration zone. Coke is

  
then oxidized under raw oxidizing conditions to produce a regenerated catalyst having a first carbon content, defined above, and partially spent regeneration gas.

  
Prime oxidizing conditions will include a prime bed temperature between 621 and 677 [deg.] C not because of some metallurgical limitation but because the speed

  
The reaction of subsequent combustion, if it occurs during unstable starting conditions, is relatively slow. During start-up the torch oil will be burnt

  
in the regeneration zone until a sufficient quantity of coke has precipitated on the catalyst in the hydrocarbon reaction zone. Then, the torch oil will be gradually reduced -of removed when the amount of coke on

  
the spent catalyst increased and the bed temperature

  
dense will be limited by the methods described above. Other prime oxidizing conditions will include an operating pressure between 1 and 4.4 atmospheres, preferred limits

  
 <EMI ID = 58.1>

  
superficial velocities of the fresh regeneration gas will be limited to the transport speed, i.e. the speed

  
at which the catalyst would be carried out of the dense bed

  
up into the dilute phase region. Surface gas velocities will then be less than 0.9 meters per second, the usual limits being 0.5 to 0.8 meters per second. Any of several possible methods can be employed to prevent excessive flow rate of the regeneration gas. One of these methods would be to employ mechanical limits or shutdowns on the means for regulating the fresh regeneration gas.

  
Another method would be to employ a superimposed system which would sense when such excess fresh regeneration gas passes into the regeneration zone and accordingly limit the gas velocity.

  
At this time of operation, although CO oxidation is not possible, insufficient fuel is oxidized in the dense bed to achieve a dense bed temperature which would produce a sufficiently rapid rate of

  
 <EMI ID = 59.1>

  
to ensure substantially complete conversion of CO

  
 <EMI ID = 60.1>

  
diluted above the dense bed. In preparation to boot <EMI ID = 61.1>

  
then necessary to increase the coke content on the regenerated catalyst, analyzed and recorded as a percentage of carbon, to provide this additional fuel. There is no alternative fuel to coke, which alone would be sufficient for this purpose. The next phase of the process according to the invention is therefore to increase the coke content on the regenerated catalyst by

  
the first carbon content has a second higher carbon content.

  
The coke content can be increased by any of several possible methods or a combination of methods. At constant operating conditions of the areas

  
regeneration, the temperature of the hydrocarbon reaction zone can be increased; the preheating temperature of the load can be increased; or the quantity of muddy oil recycled to the hydrocarbon reaction zone can be increased and each or all will produce more coke on spent catalyst and, at constant operating conditions of the regeneration zone, a greater quantity of coke will be produced on a regenerated catalyst.

   The coke on regenerated catalyst may also be advantageously increased under constant conditions of the hydrocarbon reaction zone by reducing the rate of fresh regeneration gas passing to the regeneration zone to an amount less than that required to produce a regenerated catalyst having the first carbon content. A combination of such changes both in the hydrocarbon reaction zone and in the operating conditions of the regeneration zone could also be used to obtain a catalyst <EMI ID = 62.1>

  
When according to the method described here, the coke content of the regenerated catalyst is increased above the first carbon content, the temperature of the dense phase regenerator will generally decrease. according to the changes that could

  
be simultaneously brought to the various operating parameters described above, and it will produce a slight deraglage of the constant state operation described. After the second carbon content has been reached, the second carbon content

  
carbon will be maintained by appropriate changes to arrive at a constant temperature of 621 to 677 [deg.] C. As

  
a typical FCC process is implemented and controlled, the process

  
 <EMI ID = 63.1>

  
other level of constant operation.

  
At this time, insufficient fresh regeneration gas is introduced into the regeneration zone either to oxidize the coke on the regenerated catalyst at a low rate.

  
value less than the second carbon content, either for

  
 <EMI ID = 64.1>

  
The additional amount of coke on the regenerated catalyst, represented by the difference between the second coke content and the first ooke content, is an additional amount of fuel which, when oxidized, will increase the temperature of the regeneration zone by. thereby allowing a faster reaction rate of the oxidation of CO when the substantially complete oxidation of CO to CO 2 is allowed to proceed.

  
The temperature of the regeneration zone is increased

  
 <EMI ID = 65.1> allowed to occur by passing fresh regeneration gas to the dense bed of a second flow rate,

  
 <EMI ID = 66.1>

  
regenerated catalyst having a third carbon content less than the first carbon content, and sufficient

  
to produce spent regeneration gas. More specifically and preferentially, this second flow rate will be as to its limits, equivalent to 12-16 grams of air per gram of coke which enters the regeneration zone. As the new regeneration gas velocity is increased, the additional amount of coke on the regenerated catalyst now oxidizes rapidly and the dense bed temperature increases to above 677 [deg.] C. The higher temperature of the dense bed and the presence of a sufficient quantity

  
of regeneration gas to produce spent regeneration gas in a substantially spontaneous manner initiates a con-

  
 <EMI ID = 67.1>

  
Once initiated, the exothermicity of CO oxidation maintains

  
 <EMI ID = 68.1>

  
the function of additional coke on the regenerated catalyst is no longer required.

  
Once initiated, constant off-line operation is under second oxidizing conditions and under these conditions coke and CO are oxidized to produce regenerated catalyst having a third carbon content and spent regeneration gas. Second oxidizing conditions will include a temperature of 677 ° to 760 [deg.] C and fresh superficial regeneration gas limited to the rate of.

  
 <EMI ID = 69.1>

&#65533; J

  
phères, the preferred limits being 2 to 3.7 atmospheres. Because of the higher dense bed temperatures, the third carbon content of the regenerated catalyst will be lower than the first carbon content, and typically and preferably it will be 0.01 to 0.09% by weight.

  
Thus, by the method according to the present invention it is possible to initiate a combustion substantially

  
 <EMI ID = 70.1>

  
subsequent potentially harmful combustions in the dilute phase region of the regeneration zone. Over there

  
 <EMI ID = 71.1>

  
dense bed, at least part of the heat of combustion is recovered in the regeneration zone. In addition, virtually no amount of CO is sent to the atmosphere. Example.

  
The data shown in Table I below represent a typical weekly average of various operating variables of a commercially working FCC unit and indicate part of the product distribution.

  
and yields. During this time, the regeneration zone of the unit operated in such a way as to avoid

  
 <EMI ID = 72.1>

  
regeneration. The average fresh regeneration gas rate
(air in this example) was equivalent to 10.5 grams of air per gram of coke entering the regeneration zone.

TABLE I

  
Weekly average of FCC process.

  

 <EMI ID = 73.1>
 

  
&#65533;

  
During this period of operation, the carbon content of the regenerated catalyst varied between about 0.18% and about 0.21% by weight and on average it was 0.20% by weight.

  
To illustrate the process according to the present invention, the speed of the air blower was slowed down slowly in order to

  
not to cause a severe maladjustment of the operation,

  
until the first carbon content of the regenerated catalyst has increased from 0.20% by weight to a second carbon content of about 0.51% by weight. No further decrease in the air rate was made and the unit

  
achieved constant operation at a second grade

  
 <EMI ID = 74.1>

  
of regenerator of about 64o "C. When constant operation at the second carbon content was achieved, the air speed was increased to a value greater than the initial constant conditions. More specifically, the rate
Fresh regeneration gas was increased from a rate equivalent to 10.5 grams of air per gram of coke to a rate equivalent to 14.5 grams of air per cm of coke.

  
The temperature of the dense regenerator phase increased, and at a level of 690 [deg.] C the carbon content of the regenerated catalyst was about 0.15% by weight, the content

  
 <EMI ID = 75.1>

  
in CO was 5.0%, resulting in a -00 / 0012 ratio

  
of 0.42. About five hours later, the unit had reached constant operation which is illustrated by the data shown in Table II below.

TABLE II

  
 <EMI ID = 76.1>

  

 <EMI ID = 77.1>


  
Carbon on regenerated catalyst, wt% 0.02

  
Analysis by a more precise method gave 350 ppm.

  
&#65533;

  
A comparison of the data shown in Tables I and II reveals several of the important advantages deriving from the use of the present invention. We immediately observe the fact that the carbon monoxide content

  
 <EMI ID = 78.1>

  
of the combined load was decreased from 117-268 [deg.] C in the actual operation, and the load preheater was taken out of service. The coke yield,

  
 <EMI ID = 79.1>

  
4.5% by weight, fresh charge conversion increased from 80.9 to 81.5%, gasoline yield increased by
60.5 in flight. at 60.9% by vol. and the alkylate feed has

  
 <EMI ID = 80.1>


    

Claims (1)

REVENDICATIONS. CLAIMS. 1. Procédé pour amorcer une oxydation substantiellement complète de CO en C02 dans un lit de catalyseur à 1. A process for initiating a substantially complete oxidation of CO to CO 2 in a bed of catalyst. phase dense maintenu dans une zone de régénération dense phase maintained in a regeneration zone (connectée avec une zone de réaction d'hydrocarbures), le (connected with a hydrocarbon reaction zone), the dit procédé comprenant : said process comprising: a) pagsage au catalyseur épuisé du lit de catalyseur dense et du gaz de régénération frais à une première vitesse a) paging with spent catalyst the dense catalyst bed and fresh regeneration gas at a first speed d'écoulement suffisante pour oxyder le coke afin de produire sufficient flow to oxidize the coke to produce du catalyseur régénéré ayant une première teneur en carbone regenerated catalyst having a first carbon content et un gaz de régénération partiellement épuisé; and a partially spent regeneration gas; b) oxydation du coke dans des conditions d'oxydation premières pour produire du catalyseur régénéré ayant la dite b) oxidation of coke under raw oxidation conditions to produce regenerated catalyst having said said première teneur en carbone et du gaz de régénération first carbon content and regeneration gas partiellement régénéré contenant du CO; partially reclaimed containing CO; c) augmentation de la teneur en coke du dit catalyseur régénéré depuis la dite première teneur en carbone <EMI ID=81.1> c) increase in the coke content of said regenerated catalyst from said first carbon content <EMI ID = 81.1> en poids plus élevée que la dite première teneur en carbone; by weight higher than said first carbon content; d) maintien de la dite deuxième teneur en carbone pour atteindre une température constante du lit dense; e) pagsage du gaz de régénération frais du lit à phase dense à une deuxième vitesse d'écoulement, au moins stoichiométriquement suffisante pour produire un catalyseur d) maintaining said second carbon content to achieve a constant temperature of the dense bed; e) paging the fresh regeneration gas from the dense phase bed to a second flow rate, at least stoichiometrically sufficient to produce a catalyst régénéré ayant une troisième teneur en carbone, inférieure regenerated having a third, lower carbon content à la dite première teneur en carbone, et suffisante pour at said first carbon content, and sufficient for produire du gaz de régénération épuisé, et produce spent regeneration gas, and f) oxydation de coke et de CO à des deuxièmes conditions oxydantes pour produire un catalyseur régénéré ayant la dite troisième teneur en carbone et le gaz de régénération &#65533;J f) oxidation of coke and CO under second oxidizing conditions to produce a regenerated catalyst having said third carbon content and the regeneration gas J J 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé 2. Method according to claim 1, characterized en ce que la dite zone de régénération comprend un lit de catalyseur à phase dense et une région de catalyseur in that said regeneration zone comprises a dense phase catalyst bed and a catalyst region à phase diluée superposée au dit lit, diluted phase superimposed on said bed, 3. Procédé s&#65533;lon la revendication 1, caractérisé 3. A method according to claim 1, characterized en ce que la dite première vitesse d'écoulement du gaz de régénération frais est équivalente à 8 à 12 grammes d'air par gramme de coke. in that said first flow rate of fresh regeneration gas is equivalent to 8 to 12 grams of air per gram of coke. 4. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la dite première vitesse teneur en carbone est de 0,1 à 0,6% en poids. 4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said first speed carbon content is 0.1 to 0.6% by weight. 5. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les dites premières conditions d'oxydation comprennent une température comprise entre les limites de 621 et 677[deg.]C. 5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said first oxidation conditions comprise a temperature between the limits of 621 and 677 [deg.] C. 6. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la teneur en coke est augmentée <EMI ID=82.1> 6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the coke content is increased <EMI ID = 82.1> deuxième teneur en carbone en réduisant le taux de gaz de régénération frais jusqu'à obtenir la dite deuxième teneur second carbon content by reducing the rate of fresh regeneration gas until the said second content is obtained en carbone. in carbon. 7. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la teneur en coke est augmentée depuis la première teneur en carbone jusqu'à la deuxième teneur en carbone en augmentant la température de préchauffage 7. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the coke content is increased from the first carbon content to the second carbon content by increasing the preheating temperature. <EMI ID=83.1> <EMI ID = 83.1> 8. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la teneur en coke est augmentée depuis la première teneur en carbone jusqu'à la dite deuxième '&#65533; 8. A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the coke content is increased from the first carbon content to said second '&#65533; teneur en carbone en augmentant la température de la zone de réaction d'hydrocarbures jusqu'à atteindre la deuxième zone. carbon content by increasing the temperature of the hydrocarbon reaction zone until reaching the second zone. 9. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 9. Method according to any one of the claims <EMI ID=84.1> <EMI ID = 84.1> depuis la première teneur en carbone jusqu'à la deuxième teneur en carbone en augmentant la quantité d'huile boueuse recyclée retournée à la zone de réaction d'hydrocarbures jusqu'à obtenir la deuxième teneur en carbone. from the first carbon content to the second carbon content by increasing the amount of recycled muddy oil returned to the hydrocarbon reaction zone until the second carbon content is obtained. 10. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la deuxième teneur en carbone 10. Method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the second carbon content <EMI ID=85.1> <EMI ID = 85.1> 11. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la deuxième taux d'écoulement de gaz de régénération est équivalent à 12-16 gr d'air par gr. de coke. 11. A method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the second regeneration gas flow rate is equivalent to 12-16 g of air per g. of coke. 12. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la dite troisième teneur en carbone est comprise entre 0,01 et 0,09% en poids. 12. Method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that said third carbon content is between 0.01 and 0.09% by weight. 13. Procédé selon n'importe laque'le des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les dites deuxièmes conditions d'oxydation comprennent une température comprise entre les limites de 677 et 760[deg.]C. 13. A method according to any of claims 1 to 12, characterized in that said second oxidation conditions comprise a temperature between the limits of 677 and 760 [deg.] C. 14. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le dit gaz de régénération par- 14. Method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the said regeneration gas by- <EMI ID=86.1> <EMI ID = 86.1> <EMI ID=87.1> &#65533; <EMI ID = 87.1> &#65533; 15. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le dit gaz de régénération épuisé contient moins que 1000 gr. de CO. 15. A method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that said exhausted regeneration gas contains less than 1000 gr. of CO. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé 16. The method of claim 15, characterized en ce que le dit gaz de régénération épuisé contient in that said spent regeneration gas contains moins que 500 gr. de CO. less than 500 gr. of CO. 17. Procédé selon les revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que la concentration en oxygène libre 17. The method of claims 15 or 16, characterized in that the concentration of free oxygen du gaz de régénération épuisé est comprise entre 0,2 et of the exhausted regeneration gas is between 0.2 and 5 % en volume. 5% by volume. 18. Procédé pour amorcer une oxydation substantiellement complète du CO en C02 dans un lit de catalyseur de phase dense maintenu dans une zone de régénération, substantiellement comme décrit. 18. A process for initiating a substantially complete oxidation of CO to CO 2 in a dense phase catalyst bed maintained in a regeneration zone, substantially as described.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2320137A2 (en) * 1975-08-04 1977-03-04 Uop Inc PROCESS FOR REGENERATION OF A USED CATALYST CONTAINING COKE
FR2357631A1 (en) * 1976-07-09 1978-02-03 Mobil Oil PROCEDURE AND INSTALLATION FOR STOPPING A CO COMBUSTION DEVICE

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