BRPI0611822A2 - dessulfurização em reator de leito fluido turbulento - Google Patents
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Abstract
DESSULFURIZAçãO EM REATOR DE LEITO FLUIDO TURBULENTO. A presente invenção refere-se a um método e a um aparelho para remoção de enxofre de uma corrente fluida contendo hidrocarboneto, em que a dessulfurização é aumentada através da melhora do contato da corrente fluida contendo hidrocarboneto e particulados sólidos de absorção de enxofre em um reator de leito fluidizado.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DESSULFURIZAÇÃO EM REATOR DE LEITO FLUIDO TURBULENTO".
A presente invenção refere-se a um método e a um aparelhopara remoção de enxofre de correntes fluidas contendo hidrocarboneto. Emum outro aspecto, a invenção refere-se a um sistema para melhoria do con-tato de uma corrente fluida contendo hidrocarboneto e partículas sólidas deabsorção de enxofre em um reator de leito fluidizado.
Fluidos contendo hidrocarboneto tais como gasolina e combustí-veis diesel tipicamente contêm uma quantidade de enxofre. Altos níveis deenxofres em tais combustíveis automotivos são indesejáveis porque os óxi-dos de enxofre presentes em exaustão automotiva podem irreversivelmenteenvenenar catalisadores de metal nobre empregados em conversores cataií-ticos de automóvel. Emissões de tais conversores catalíticos envenenadospodem conter níveis altos de hidrocarbonetos, óxidos de nitrogênio e/ou mo-nóxido de carbono não queimados, que, quando catalisados pela luz do sol,formam ozônio no nível do chão, mais comumente chamado poluição.
Muito do enxofre presente na mistura final da maioria das gaso-linas se origina de um componente de mistura de gasolina geralmente co-nhecido como "gasolina craqueada". Deste modo, redução dos níveis deenxofre em gasolina craqueada vai inerentemente servir para reduzir os ní-veis de enxofre na maioria das gasolinas, tais como gasolinas de automóvel,gasolinas para corrida, gasolinas para avião, gasolinas para barco e similar.
Muitos processos convencionais existem para remoção de enxo-fre de gasolina craqueada. No entanto, a maioria dos processos de remoçãode enxofre convencionais, tal como hidrodessulfurização, tende a saturarolefinas e aromáticos na gasolina craqueada e então reduz seu número deoctano (ambos número de octano de pesquisa e motor). Deste modo, há anecessidade de um processo onde dessulfurização de gasolina craqueadaseja conseguida enquanto o número de octano é mantido.
Em adição à necessidade de remoção de enxofre de gasolinacraqueada, há também a necessidade de reduzir o teor de enxofre em com-bustível diesel. Ao remover enxofre de combustível diesel através de hidro-dessulfurização, o cetano é melhorado mas há um grande custo em consu-mo de hidrogênio. Tal hidrogênio é consumido por ambas hidrodessulfuriza-ção e reações de hidrogenação aromática. Deste modo, há a necessidadequanto a um processo onde dessulfurização de combustível diesel seja con-seguida sem consumo significante de hidrogênio de modo a prover um pro-cesso de dessulfurização mais econômico.
Tradicionalmente, composições sorventes usadas em processospara remoção de enxofre de fluidos contendo hidrocarboneto, tal como gaso-lina craqueada e combustível diesel, têm sido aglomerados utilizados emaplicações de leito fixo. Devido ao fato dos reatores de leito fluidizado apre-sentarem várias vantagens sobre os reatores de leito fixo, fluidos contendohidrocarboneto são algumas vezes processados em reatores de leito fluidi-zado. Com relação aos reatores de leito fixo, reatores de leito fluidizado têmambas vantagens e desvantagens. Mistura rápida de sólidos dá condiçõesquase isotérmicas no reator levando a controle confiável do reator e, se ne-cessário, remoção fácil de calor. Também, a capacidade de fIuidez dos parti-culados sorventes sólidos permite que os particulados sorventes sejam re-circulados entre duas ou mais unidades, uma condição ideal para reatoresonde o sorvente precisa de regeneração freqüente. No entanto, o fluxo degás em reatores de leito fluidizado é freqüentemente difícil de descrever,com desvios grandes possíveis de fluxo contínuo levando a desvio de gás,retromistura de sólidos e contato de gás/sólidos ineficiente. Tais característi-cas de fluxo indesejáveis dentro de um reator de leito fluidizado leva por fima um processo de dessulfurização menos eficiente.
Deste modo, é um aspecto da presente invenção prover um no-vo sistema de dessulfurização de hidrocarboneto que emprega um reator deleito fluidizado tendo entranhas no reator que aumentam o contato da cor-rente fluida contendo hidrocarboneto e os particulados sorventes sólidos re-generáveis, deste modo aumentando a dessulfurização da corrente fluidacontendo hidrocarboneto.
Um aspecto adicional da presente invenção é prover um sistemade dessulfurização de hidrocarboneto que minimize a perda de octano e con-sumo de hidrogênio enquanto provendo remoção de enxofre maior.
Deve ser notado que o aspecto listado acima não precisa sertodo realizado pela invenção reivindicada aqui e outros aspectos e vanta-gens da presente invenção serão aparentes a partir da descrição que seguedas modalidades preferidas e reivindicações apensas.
Deste modo, em uma modalidade da presente invenção, é pro-vido um reator de leito fluidizado para contato de uma corrente contendo hi-drocarboneto gasoso fluindo para cima com partículas sólidas. O reator deleito fluidizado inclui um recipiente em posição vertical que define uma zonade reação inferior, uma zona de retirada superior e uma série de membrosde aumento de contato verticalmente espaçados que são geralmente hori-zontalmente dispostos na zona de reação. Particulados sólidos dentro dazona de reação são substancialmente fluidizados pela corrente contendohidrocarboneto gasoso. Os particulados sólidos são substancialmente retira-dos da corrente contendo hidrocarboneto na zona de retirada. Cada um dosmembros de aumento de contato inclui uma pluralidade de defletores alon-gados, lateralmente espaçados, substancialmente se estendendo paralela-mente. Cada um desses defletores alongados apresenta uma seção trans-versal em formato em V.
Em uma outra modalidade da presente invenção, é provida umaunidade de dessulfurização compreendendo um reator de leito fluidizado, umregenerador de leito fluidizado e um redutor de leito fluidizado. O reator deleito fluidizado define uma zona de reação vertical alongada onde partículassorventes sólidas finamente divididas são contatadas com uma corrente flui-da contendo hidrocarboneto para então prover uma corrente contendo hidro-carboneto dessulfurizado e particulados sorventes carregados com enxofre.
O reator de leito fluidizado também inclui uma série de membros de aumentode contato verticalmente espaçados que são geralmente horizontalmentedispostos na zona de reação. Cada um dos membros de aumento de contatoinclui uma pluralidade de defletores alongados, lateralmente espaçados,substancialmente se estendendo paralelamente. Cada um dos defletoresalongados apresenta uma seção transversal em formato em V. O regenera-dor de leito fluidizado serve para contatar pelo menos uma porção das partí-culas sorventes carregadas com enxofre com uma corrente de regeneraçãocontendo oxigênio para então prover particulados sorventes regenerados. Oredutor de leito fluidizado serve para contatar pelo menos uma porção dosparticulados sorventes regenerados com uma corrente de redução contendohidrogênio.
Em uma outra modalidade da presente invenção, é provido umprocesso de dessulfurização compreendendo as etapas de: (a) contato deuma corrente fluida contendo hidrocarboneto com particulados sorventessólidos finamente divididos compreendendo um componente de metal pro-motor de valência reduzida e óxido de zinco em um recipiente de reator deleito fluidizado sob condições de dessulfurização suficientes para removerenxofre da corrente fluida contendo hidrocarboneto e converter pelo menosuma porção do óxido de zinco em sulfeto de zinco, deste modo provendouma corrente contendo hidrocarboneto dessuIfurizado e particulados sorven-tes carregados de enxofre; (b) simultaneamente com a etapa (a) contato depelo menos uma porção da corrente contendo hidrocarboneto e os particula-dos sorventes com uma série de grupos de defletores verticalmente espaça-dos, substancialmente horizontais, compreendendo uma pluralidade de de-fletores substancialmente paralelos cada um apresentando uma seçãotransversal em formato em V geralmente, deste modo reduzindo a dispersãoaxial no reator de leito fluidizado; (c) contato dos particulados sorventes car-regados com enxofre com uma corrente de regeneração contendo oxigênioem um recipiente regenerador sob condições de regeneração suficientespara converter pelo menos uma porção do sulfeto de zinco em óxido de zin-co, deste modo provendo particulados sorventes regenerados compreen-dendo um componente de metal promotor não-reduzido; e (d) contato dosparticulados sorventes regenerados com uma corrente de redução contendohidrogênio em um recipiente redutor sob condições de redução suficientespara reduzir o componente de metal promotor não-reduzido, deste modoprovendo particulados sorventes reduzidos.
Quando usado aqui, o termo "compreendendo" ou "incluindo"quando introduzindo uma lista de alternativas significa que elementos adi-cionais àqueles listados podem estar presentes. O termo "consiste em" signi-fica que a característica que é declarada "consistir no" material declaradodeve consistir apenas naqueles elementos.
Quando usadas aqui as expressões "consiste essencialmenteem", "consistindo essencialmente em" e expressões similares não excluem apresença de outras etapas, elementos ou materiais que não são especifica-mente mencionados neste pedido, contendo que tais etapas, elementos oumateriais não afetem as características básicas e novas da invenção, adicio-nalmente, eles não excluem impurezas normalmente associadas com oselementos e materiais usados.
A figura 1 é um diagrama esquemático de uma unidade de des-sulfurização construída de acordo com os princípios da presente invenção,particularmente ilustrando a circulação de particulados sorventes sólidos re-generados através do reator, regenerador e redutor.
A figura 2 é uma vista lateral de um reator de leito fluidizadoconstruído de acordo com os princípios da presente invenção.
A figura 3 é uma vista lateral secional parcial do reator de leitofluidizado particularmente ilustrando a série de grupos de defletores de au-mento de contato espaçados verticalmente na zona de reação.
A figura 4 é uma vista isométrica parcial do reator de leito fluidi-zado com certas porções do recipiente do reator sendo cortadas para ilustrarmais claramente a orientação e formato dos grupos de defletores de aumen-to de contato na zona de reação.
A figura 5 é uma vista secional do reator de leito fluidizado to-mada ao longo da linha 5-5 na figura 3, particularmente ilustrando a constru-ção de um grupo de defletor único.
A figura 6 é uma vista secional do reator de leito fluidizado toma-da ao longo da linha 6-6 na figura 3 particularmente ilustrando o padrão ha-churado criado pelos membros defletores individuais de grupos de defletoresadjacentes, bem como o formato dos membros defletores individuais.
A figura 7 é um diagrama esquemático de um sistema de reatorde teste de leito fluidizado em escala integral empregado nos experimentosinvestigadores para medição de características de fluidização no reator.
Referindo inicialmente à Figura 1, uma unidade de dessulfuriza-ção 10 é ilustrada como compreendendo geralmente um reator de leito flui-dizado 12, um regenerador de leito fluidizado 14 e um redutor de leito fluidi-zado 16. Particulados sorventes sólidos são circulados na unidade de des-sulfurização 10 para prover remoção de enxofre contínua de um hidrocarbo-neto contendo enxofre, tal como gasolina craqueada ou combustível diesel.
Os particulados sorventes sólidos empregados na unidade de dessulfuriza-ção 10 podem ser qualquer composição baseada em óxido de zinco suficien-temente fluidizável, circulável e regenerável, tendo atividade de dessulfuriza-ção suficiente e resistência a atrito suficiente. Uma descrição de tal compo-sição sorvente é provida nas patentes U.S. N-s 6.429.170 e 6.864.215, cujasdescrições em sua totalidade são aqui incorporadas a título de referência.
Em reator de leito fluidizado 12, uma corrente fluida contendohidrocarboneto é passada para cima através de um leito de particulados sor-ventes sólidos reduzidos. Os particulados sorventes sólidos reduzidos conta-tados com a corrente contendo hidrocarboneto no reator 12 de preferênciainicialmente (isto é, imediatamente antes do contato com a corrente fluidacontendo hidrocarboneto) compreendem óxido de zinco e um componentede metal promotor de valência reduzida. Embora não desejando ser limitadopela teoria, acredita-se que o componente de metal promotor de valênciareduzida dos particulados sorventes sólidos reduzidos facilite a remoção deenxofre da corrente contendo hidrocarboneto, enquanto o óxido de zincoopera como um mecanismo de armazenamento de enxofre através de suaconversão em sulfeto de zinco.
O componente de metal promotor de valência reduzida dos par-ticulados sorventes sólidos reduzidos compreende de preferência um metalpromotor selecionado de um grupo consistindo em níquel, cobalto, ferro,manganês, tungstênio, prata, ouro, cobre, platina, zinco, estanho, rutênio,molibdênio, antimônio, vanádio, irídio, cromo, paládio. Com mais preferência,o componente de metal promotor de valência reduzida compreende níquelcomo o metal promotor. Conforme aqui usado, o termo "valência reduzida"quando descrevendo o componente de metal promotor, deve significar umcomponente de metal promotor tendo uma valência que é menor do que avalência do componente de metal promotor em seu estado oxidado comum.
Mais especificamente, os particulados sorventes sólidos reduzidos empre-gados no reator 12 devem incluir um componente de metal promotor tendouma valência que é menor do que a valência do componente de metal pro-motor dos particulados sorventes sólidos regenerados (isto é, oxidados) quesaem do regenerador 14. Com mais preferência, substancialmente todo ocomponente de metal promotor dos particulados sorventes sólidos reduzidostem uma valência de 0.
Em uma modalidade preferida da presente invenção o componen-te de metal promotor de valência reduzida compreende, consiste em ou con-sistente essencialmente de, uma solução de metal sólida substitucional carac-terizada pela fórmula: ΜαΖπβ, onde M é o metal promotor e A e B são cadaum valores numéricos na faixa de a partir de 0,01 a 0,99. Na fórmula acimapara a solução de metal sólida substitucional, é preferido que A esteja na faixade a partir de cerca de 0,70 a cerca de 0,97 e com mais preferência na faixade a partir de cerca de 0,85 a cerca de 0,95. É ainda preferido que B esteja nafaixa de a partir de cerca de 0,03 a cerca de 0,30 e, com mais preferência, nafaixa de a partir de cerca de 0,05 a 0,15. De preferência B é igual a (1-A).
Soluções sólidas substitucionais têm propriedades físicas e quí-micas únicas que são importantes para a química da composição sorventedescrita aqui. Soluções sólidas substitucionais são um subconjunto de ligasque são formadas pela substituição direta dos átomos de metal solvente pelometal soluto na estrutura de cristal. Por exemplo, acredita-se que a soluçãode metal sólida substitucional (MaZNb) encontrada nos particulados sorven-tes sólidos reduzidos seja formada pelos átomos de metal promotor solventesubstituídos por átomos de metal de zinco soluto. Existem três critérios bási-cos que favorecem a formação de soluções sólidas substitucionais: (1) osraios atômicos dos dois elementos estão dentro de 15 por cento um do ou-tro; (2) as estruturas de cristal das duas fases puras são iguais; e (3) as ele-tronegatividades dos dois componentes são similares. O metal promotor(como o metal elementar ou oxido de metal) e oxido de zinco empregadosnos particulados sorventes sólidos descritos aqui de preferência satisfazempelo menos dois dos três critérios mostrados acima. Por exemplo, quando ometal promotor é níquel, os primeiro e terceiro critérios são satisfeitos, mas osegundo não. Os raios atômicos dos metais níquel e zinco estão dentro de10 por cento um do outro e as eletronegatividades são similares. No entanto,oxido de níquel (NiO) de preferência forma uma estrutura cristal cúbica, en-quanto o óxido de zinco (ZnO) prefere uma estrutura de cristal hexagonal.
Uma solução de sólido de níquel zinco retém a estrutura cúbica do óxido deníquel. Forçar o óxido de zinco a residir na estrutura cúbica aumenta a ener-gia da fase, que limita a quantidade de zinco que pode ser dissolvida na es-trutura de óxido de níquel. Este controle estequiométrico se manifesta mi-croscopicamente em uma solução sólida de níquel zinco 92:8 (Ni0,92Zn0,08)que é formada durante a redução e microscopicamente na regenerabilidaderepetida dos particulados sorventes sólidos.
Em adição ao óxido de zinco e ao componente de metal promo-tor de valência reduzida, os particulados sorventes sólidos reduzidos empre-gados no reator 12 podem compreender ainda um intensificador de porosi-dade e uma solução sólida substitucional de metal promotor-aluminato dezinco. A solução sólida substitucional de metal promotor-aluminato de zincopode ser caracterizada pela fórmula: MzZn(I-Z)AI2O4), onde Z é um valor nu-mérico na faixa de a partir de 0,01 a 0,99. O intensificador de porosidade,quando empregado, pode ser qualquer composto que por fim aumente amacroporosidade dos particulados sorventes sólidos. De preferência, o in-tensificador de porosidade é perlita. O termo "perlita" conforme usado aqui éo termo petrográfico para uma rocha vulcânica siliciosa que acontece natu-ralmente em certas regiões em todo o mundo. A característica de distinção,que a diferencia de outros minerais vulcânicos, é sua habilidade em expandir4 a 20 vezes seu volume original quando aquecida para certas temperaturas.Quando aquecida acima de 870°C (1600°F), perlita moída expande devido àpresença de água combinada com a rocha perlita bruta. A água combinadavaporiza durante o processo de aquecimento e cria incontáveis minúsculasbolhas nas partículas vítreas amolecidas com calor. São essas diminutasbolhas seladas de vidro que são responsáveis pelo seu peso leve. Perlitaexpandida pode ser fabricada para pesar apenas 40 kg/m3 (2,5 Ibs por péscúbicos). Propriedades de análise química típicas de perlita expandida são:dióxido de silício 73%, oxido de alumínio 17%, oxido de potássio 5%, óxidode sódio 3%, óxido de cálcio 1 %, além de traços de elementos. Proprieda-des físicas típicas de perlita expandida são: ponto de amolecimento 870-1095°C (1600-2000°F), ponto de fusão 1260-1345°C (2300-2450°F), pH 6,6-6,8 e gravidade específica 2,2-2,4. O termo "perlita expandida" conformeaqui usado refere-se â forma esférica de perlita que foi expandida através deaquecimento da rocha vulcânica siliciosa perlita para uma temperatura acimade 870°C (1600°F). O termo "perlita expandida particulada" ou "perlita moí-da" conforme aqui usado significa aquela forma de perlita expandida que foisubmetida à moagem de modo a formar uma massa particulada onde o ta-manho de partícula de tal massa é compreendido de pelo menos 97% departículas tendo um tamanho de menos do que 2 mícrons. O termo "perlitaexpandida moída" pretende significar o produto resultante de submissão departículas de perlita expandida à moagem ou trituração.
Os particulados sorventes sólidos reduzidos que inicialmentecontataram com a corrente fluida contendo hidrocarboneto no reator 12 po-dem compreender óxido de zinco, o componente de metal promotor de va-lência reduzida (MAZnB), o intensificador de porosidade (PE) e o metal pro-motor-aluminato de zinco (MzZn(1.z)AI204) nas faixas providas abaixo na Tabela 1.
TABELA 1
<table>table see original document page 10</column></row><table>As propriedades físicas dos ditos particulados sorventes sólidosque significantemente afetam a adequabilidade dos particulados para uso naunidade de dessulfurização 10 incluem, por exemplo, formato da partícula,tamanho de partícula, densidade da partícula e resistência a atrito. Os parti-culados sorventes sólidos empregados na unidade de dessulfurização 10compreendem de preferência partículas microesféricas tendo um tamanhode partícula médio na faixa de a partir de cerca de 20 a cerca de 150 mí-crons, com mais preferência na faixa de a partir de cerca de 50 a cerca de100 mícrons e com mais preferência na faixa de a partir de 60 a 80 mícrons.A densidade dos particulados sorventes sólidos está de preferência na faixade a partir de cerca de 0,5 a cerca de 1,5 grama por centímetro cúbico(g/cm3), com mais preferência na faixa de a partir de cerca de 0,8 a cerca de0,3 g/cm3 e com mais preferência na faixa de a partir de 0,9 a 1,2 g/cm3.O tamanho e densidade de partícula dos particulados sorventes sólidos depreferência qualificam os particulados sorventes sólidos como um sólido doGrupo A sob o sistema de classificação do grupo Geldart descrito em Pow-der Technol. 7, 285-292 (1973). As partículas sorventes e de catalisador dosistema particulado sólido têm de preferência resistência a atrito alta. Con-forme aqui usado, o termo "resistência a atrito" significa a medida da resis-tência de uma partícula à redução de tamanho sob condições controladas demovimento turbulento. A resistência a atrito de uma partícula pode ser quan-tificada usando o teste de atrito usando sistema de jato ("jet cup"), similar aoDavidson Index. O índice de atrito por sistema de jato ("Jet Cup") representaa porcentagem em peso de fração de tamanho de partícula de mais de 44micrometros que é reduzida para tamanhos de partícula de menos do que 37micrometros sob condições de teste e envolve peneiramento de uma amos-tra de 5 gramas de partículas sólidas para remover partículas na faixa detamanho de 0 a 44 micrometros. As partículas acima de 44 micrometros sãoentão submetidas a um jato tangencial de ar em uma taxa de 21 litros porminuto introduzido através de um orifício de 1,58 mm (0,0625 polegada) fi-xado no fundo de um sistema de jato especialmente projetado (2,54 cm (1")D.l. χ (5,08 cm (2") de altura) por um período de uma hora. O índice de atritopor sistema de jato (JCAI) é calculado como segue:JCAI= Peso de 0-37 Micrometros Formado Durante o Teste χ 100 χ CFPeso de Original + Fração 44 Micrometros Sendo TestadaO Fator de Correção (CF) (aqui 0,30) é determinado usando umpadrão de calibragem conhecido para ajustar as diferenças em dimensõesdo sistema de jato e desgaste. As partículas sorventes e de catalisador em-pregadas na presente invenção têm de preferência um valor de Jet Cup Attri-tion Index de menos do que cerca de 30, com mais preferência menos doque cerca de 20 e com mais preferência menos do que 15.A corrente fluida contendo hidrocarboneto contatada com os par-ticulados sorventes sólidos reduzidos no reator 12 compreende de preferên-cia um hidrocarboneto contendo enxofre e hidrogênio. A razão molar do hi-drogênio para o hidrocarboneto contendo enxofre carregados no reator 12está de preferência na faixa de a partir de cerca de 0,1:1 a cerca de 3:1, commais preferência na faixa de a partir de cerca de 0,2:1 a cerca de 1:1 e commais preferência na faixa de a partir de 0,25:1 a 0,8:1. De preferência, o hi-drocarboneto contendo enxofre é um fluido que está normalmente em umestado líquido em temperatura e pressão padrão, mas que existe em umestado gasoso quando combinado com hidrogênio, conforme acima descrito,e exposto às condições de dessulfurização no reator 12. O hidrocarbonetocontendo enxofre pode ser de preferência usado como um combustível ouum precursor para combustível. Exemplos de hidrocarbonetos contendo en-xofre adequados incluem gasolina craqueada, combustíveis diesel, combus-tíveis para avião, nafta de destilação direta (straight-run), destilados diretos,gasóleo de coque, nafta de coque, alquilatos e gasóleo de destilação direta.
Com mais preferência, o hidrocarboneto contendo enxofre compreende umfluido de hidrocarboneto selecionado do grupo consistindo em gasolina, ga-solina craqueada, combustível diesel e misturas dos mesmos.
Conforme aqui usado, o termo "gasolina" significa uma misturade hidrocarbonetos fervendo em uma faixa de a partir de cerca de 38°C acerca de 204°C (cerca de 100°F a cerca de 400°F) ou qualquer fração dela.Exemplos de gasolinas adequadas incluem, mas não estão limitados a, cor-rentes de hidrocarboneto em refinarias tal como nafta, nafta de destilaçãodireta, nafta de coque, gasolina cataiítica, nafta de refinaria, alquilatos, iso-merato, reformato e similar, e misturas das mesmas.
Conforme aqui usado, o termo "gasolina craqueada" significauma mistura de hidrocarbonetos fervendo em uma faixa de a partir de cercade 38°C a cerca de 204°C (cerca de IOO0F a cerca de 400°F), ou qualquerfração dela, que são produtos ou de processos normais ou catalíticos quequebram moléculas de hidrocarboneto maiores em moléculas menores.
Exemplos de processos térmicos adequados incluem, mas não estão Iimita-dos a, coque, craqueamento térmico, refinamento e similar, e combinaçõesdos mesmos. Exemplos de processos de craqueamento catalítico incluem,mas não estão limitados a, craqueamento catalítico fluido, creaqueamento deóleo pesado, e similar, e combinações dos mesmos. Deste modo, exemplosde gasolinas craqueadas adequadas incluem, mas não estão limitados a, ga-solina de coque, gasolina termicamente craqueada, gasolina de refinaria, ga-solina craqueada cataliticamente fluida, gasolina craqueada de óleo pesado, esimilar, e combinações dos mesmos. Em alguns casos, a gasolina craqueadapode ser fracionada e/ou hidrotratada antes da dessulfurização quando usadacomo o fluido contendo enxofre no processo da presente invenção.
Conforme aqui usado, o termo "combustível diesel" significa umamistura de hidrocarbonetos fervendo em uma faixa de a partir de cerca de149°C a cerca e 399°C (cerca de 300°F a cerca de 750°F) ou qualquer fraçãoda mesma. Exemplos de combustíveis diesel adequados incluem, mas nãoestão limitados a, óleo cíclico leve, querosene, combustível de avião, diesel dedestilação direta, diesel hidrotratado, e similar, e combinações dos mesmos.
O hidrocarboneto contendo enxofre descrito aqui como alimen-tação adequada no processo de dessulfurização da invenção compreendeuma quantidade de olefinas, aromáticos e enxofre, bem como parafinas enaftenos. A quantidade de olefinas em gasolina craqueada gasosa está ge-ralmente na faixa de a partir de cerca de 10 a cerca de 35 por cento em pesode olefinas com base no peso total da gasolina craqueada gasosa. Paracombustível diesel não há essencialmente nenhum teor de olefina. A quanti-dade de aromáticos em gasolina craqueada gasosa está geralmente emuma faixa de a partir de cerca de 20 a cerca de 40 por cento em peso dearomáticos com base no peso total da gasolina craqueada gasosa. A quanti-dade de aromáticos em combustível diesel gasoso está geralmente na faixade a partir de cerca de 10 a 90 por cento em peso de aromáticos com baseno peso total do combustível diesel gasoso. A quantidade de enxofre atômi-co no fluido de hidrocarboneto contendo enxofre, de preferência gasolinacraqueada ou combustível diesel, adequada para uso no processo de des-sulfurização da invenção é geralmente maior do que cerca de 50 partes pormilhão em peso (ppmw) do fluido de hidrocarboneto contendo enxofre, commais preferência em uma faixa de a partir de cerca de 100 ppmw de enxofreatômico a cerca de 10.000 ppmw de enxofre atômico e com mais preferênciade a partir de 150 ppmw de enxofre atômico a cerca de 500 ppmw de enxo-fre atômico. É preferido que pelo menos cerca de 50 por cento em peso doenxofre atômico presente no fluido de hidrocarboneto contendo enxofre em-pregado na presente invenção estejam na forma de compostos organoenxo-fre. Com mais preferência, pelo menos cerca de 75 por cento em peso doenxofre atômico presente no fluido hidrocarboneto contendo enxofre estãona forma de compostos de organoenxofre, e com mais preferência pelo me-nos 90% em peso do enxofre atômico estão na forma de compostos de or-ganoenxofre. Conforme aqui usado, "enxofre" usado em conjunto com"ppmw de enxofre" ou o termo "enxofre atômico" significa a quantidade deenxofre atômico (cerca de 32 unidades de massa atômica) no hidrocarbone-to contendo enxofre, não a massa atômica, ou peso, de um composto deenxofre, tal como um composto de organoenxofre.
Conforme aqui usado, o termo "enxofre" significa enxofre emqualquer forma normalmente presente em um hidrocarboneto contendo en-xofre tal como gasolina craqueada ou combustível diesel. Exemplos de talenxofre que pode ser removido de um fluido de hidrocarboneto contendoenxofre através da prática da presente invenção incluem, mas não estãolimitados a, sulfeto de hidrogênio, sulfeto de carbonila (COS), dissulfeto decarbono (CS2), mercaptanos (RSH), sulfetos orgânicos (R-S-R), dissulfetosorgânicos (R-S-S-R), tiofeno, tiofenos substituídos, trissulfetos orgânicos,tetrassuIfetos orgânicos, benzotiofeno, alquil tiofenos, alquil benzotiofenos,alquil dibenzotiofenos e similar, e combinações dos mesmos, bem como pe-sos moleculares maiores dos mesmos que estão normalmente presentes emhidrocarbonetos contendo enxofre do tipo compreendido para uso no pro-cesso de dessulfurização da presente invenção, onde cada R pode ser umgrupo alquila, cicloalquila ou arila contendo 1 a 10 átomos de carbono.
Conforme aqui usado, o termo "fluido" significa gás, líquido, va-por e combinações dos mesmos.
Conforme aqui usado, o termo "gasoso" significa o estado ondeo fluido de hidrocarboneto contendo enxofre, tal como gasolina craqueadaou combustível diesel, está principalmente em uma fase de gás ou vapor.
Conforme aqui usado, o termo "finamente dividido" significa par-tículas tendo um tamanho de partícula médio de menos do que 500 mícrons.
Em reator de leito fluidizado 12, os particulados sorventes sóli-dos reduzidos finamente divididos são contatados com uma corrente fluidacontendo hidrocarboneto gasoso fluindo para cima sob um conjunto de con-dições de dessulfurização suficientes para produzir um hidrocarboneto des-sulfurizado e particulados sorventes sólidos carregados com enxofre. O fluxoda corrente fluida contendo hidrocarboneto é suficiente para fluidizar o leitode particulados sorventes sólidos localizados no reator 12. As condições dedessulfurização no reator 12 incluem temperatura, pressão, velocidade horá-ria espacial pesada (WHSV) e velocidade superficial. As faixas preferidaspara tais condições de dessulfurização são providas abaixo na Tabela 2.
TABELA 2
<table>table see original document page 15</column></row><table>
Quando os particulados sorventes sólidos reduzidos são conta-tados com a corrente contendo hidrocarboneto no reator 12 sob condiçõesde dessulfurização, compostos de enxofre, particularmente compostos deorganoenxofre, presentes na corrente fluida contendo enxofre, são removi-dos de tal corrente fluida. Pelo menos uma porção do enxofre removido dacorrente fluida contendo hidrocarboneto é empregada para converter pelomenos uma porção do oxido de zinco dos particulados sorventes sólidos re-duzidos em sulfeto de zinco.
Em contraste com muitos processos de remoção de enxofreconvencionais (por exemplo, hidrodessulfurização), é preferido que substan-cialmente nada do enxofre no fluido de hidrocarboneto contendo enxofre se-ja convertido em, e permaneça como, sulfeto de hidrogênio durante a des-sulfurização no reator 12. Ao contrário, é preferido que o efluente do fluidodo reator 12 (geralmente compreendendo o hidrocarboneto dessulfurizado ehidrogênio) compreenda menos do que a quantidade de sulfeto de hidrogê-nio, se algum, na alimentação de fluido carregada ao reator 12 (geralmentecompreendendo o hidrocarboneto contendo enxofre e hidrogênio). O efluen-te de fluido do reator 12 de preferência contém menos do que cerca de 50por cento em peso da quantidade de enxofre na alimentação fluida carrega-da ao reator 12, com mais preferência menos do que cerca de 20 por centoem peso da quantidade de enxofre na alimentação fluida e com mais prefe-rência menos do que cerca de 5 por cento em peso da quantidade de enxo-fre na alimentação fluida. É preferido que o teor de enxofre total do efluentede fluido do reator 12 seja menos do que cerca de 50 partes por milhão empeso (ppmw) do efluente de fluido total, com mais preferência menos do quecerca de 30 ppmw, com mais preferência ainda menos do que cerca de 15ppmw e com mais preferência menos do que 10 ppmw.
Após dessulfurização no reator 12, o fluido de hidrocarbonetodessulfurizado, de preferência gasolina craqueada dessulfurizada ou com-bustível diesel dessulfurizado, pode em seguida ser separado e recuperadodo efluente de fluido e de preferência liqüefeito. A liquificação de tal fluido dehidrocarboneto dessulfurizado pode ser realizada através de qualquer méto-do ou maneira conhecido na técnica. O hidrocarboneto dessulfurizado, Iique-feito, resultante compreende de preferência menos do que cerca de 50 porcento em peso da quantidade de enxofre no hidrocarboneto contendo enxo-fre (por exemplo, gasolina craqueada ou combustível diesel) carregado nazona de reação, com mais preferência menos do que cerca de 20 por centoem peso da quantidade de enxofre no hidrocarboneto contendo enxofre, ecom mais preferência menos do que 5 por cento em peso da quantidade deenxofre no hidrocarboneto contendo enxofre. O hidrocarboneto dessulfuriza-do de preferência compreende menos do que cerca de 50 ppmw de enxofre,com mais preferência menos do que cerca de 30 ppmw de enxofre, commais preferência ainda menos do que cerca de 15 ppmw de enxofre, e commais preferência menos do que 10 ppmw de enxofre.
Após dessulfurização no reator 12, pelo menos uma porção dosparticulados sorventes carregados com enxofre é transportada para o rege-nerador 14 através de uma primeira montagem de transporte 18. No regene-rador 14, os particulados sorventes sólidos carregados com enxofre são con-tatados com uma corrente de regeneração contendo oxigênio. A corrente deregeneração contendo oxigênio de preferência compreende pelo menos 1por cento em mol de oxigênio com o restante sendo um diluente gasoso.Com mais preferência, a corrente de regeneração de contendo oxigêniocompreende na faixa de a partir de cerca de 1 a cerca de 50 por cento emmol de oxigênio e na faixa de a partir de cerca de 50 a cerca de 95 por centoem mol de nitrogênio, com mais preferência ainda na faixa de a partir decerca de 2 a cerca de 20 por cento em mol de oxigênio e na faixa de a partirde cerca de 70 a cerca de 90 por cento em mol de nitrogênio, e com maispreferência na faixa de a partir de 3 a 10 por cento em mol de oxigênio e nafaixa de a partir de 75 a 85 por cento em mol de nitrogênio.
As condições de regeneração no regenerador 14 são suficientepara converter pelo menos uma porção do sulfeto de zinco dos particuladossorventes sólidos carregados com enxofre em óxido de zinco através decontato com corrente de regeneração contendo oxigênio. As faixas preferi-das para tais condições de regeneração são providas abaixo na Tabela 3.TABELA 3
<table>table see original document page 18</column></row><table>
Quando os particulados sorventes sólidos carregados com enxo-fre são contatados com a corrente de regeneração contendo oxigênio sob ascondições de regeneração descritas acima, pelo menos uma porção docomponente de metal promotor é oxidada para formar um componente demetal promotor oxidado. De preferência, no regenerador 14 a solução demetal sólida substitucional (MAZnB) e/ou solução de metal sólida substitucio-nal sulfidada (MAZnBS) do sorvente carregado com enxofre é convertida emuma solução de óxido de metal sólida substitucional caracterizada pela fór-mula: MxZnvO, onde M é o metal promotor e X e Y são cada um valores nu-méricos na faixa de a partir de 0,01 a cerca de 0,99. Na fórmula acima, épreferido que X esteja na faixa de a partir de cerca de 0,5 a cerca de 0,9 ecom mais preferência de a partir de 0,6 a 0,8. É ainda preferido que Y estejana faixa de a partir de cerca de 0,1 a cerca de 0,5 e com mais preferência dea partir de 0,2 a 0,4. De preferência, Y é igual a (1 -X).
Os particulados sorventes sólidos regenerados que saem do re-generador 14 podem compreender óxido de zinco, o componente de metalpromotor oxidado (MxZnY0), o intensificador de porosidade (PE) e o metalpromotor-aluminato de zinco (MzZn(i.ZjAI2O^ nas faixas providas abaixo naTabela 4.TABELA 4
<table>table see original document page 19</column></row><table>
Após regeneração no regenerador 14, os particulados sorventessólidos regenerados (isto é, oxidados) são transportados para o redutor 16através de uma segunda montagem de transporte 20. No redutor 16, os par-ticulados sorventes sólidos regenerados são contatados com uma correntede redução contendo hidrogênio. A corrente de redução contendo hidrogêniode preferência compreende pelo menos 50 por cento em mol de hidrogêniocom o restante sendo produtos de hidrocarboneto craqueados tais como, porexemplo, metano, etano e propano. Com mais preferência, a corrente deredução contendo hidrogênio compreende cerca de 70 por cento em mol dehidrogênio e, com mais preferência, pelo menos 80 por cento em mol de hi-drogênio. As condições de redução no redutor 16 são suficientes para redu-zir a valência do componente de metal promotor oxidado dos particuladossorventes sólidos regenerados. As faixas preferidas para tais condições deredução são providas abaixo na Tabela 5.
TABELA 5
<table>table see original document page 19</column></row><table>
Quando os particulados sorventes sólidos regenerados são con-tatados com a corrente de redução contendo hidrogênio no redutor 16 sobas condições de redução descritas acima, pelo menos uma porção do com-ponente de metal promotor oxidado é reduzida para formar o componente demetal promotor de valência reduzida. De preferência, pelo menos uma por-ção substancial da solução de oxido de metal sólido substitucional (MxZnY0)é convertida no componente de metal promotor de valência reduzida(MAZnB).
Após os particulados sorventes sólidos terem sido reduzidos noredutor 16, eles podem ser transportados de volta para o reator 12 atravésde uma terceira montagem de transporte 22 para novo contato com a corren-te fluida contendo hidrocarboneto no reator 12.
Com referência novamente à Figura 1, primeira montagem detransporte 18 geralmente compreende um elevador pneumático de reator 24,um receptor de reator 26 e um "lockhopper" de reator 28 fluidamente dispos-tos entre o reator 12 e o regenerador 14. Durante a operação da unidade dedessulfurização 10 os particulados sorventes carregados com enxofre sãocontinuamente retirados do reator 12 e levantados pelo elevador pneumáticodo reator 24 do reator 12 para o receptor de reator 18. O receptor de reator18 está fluidamente acoplado ao reator 12 através de uma linha de retornode reator 30. O gás de elevação usado para transportar os particulados sor-ventes carregados com enxofre do reator 12 para o receptor de reator 26 éseparado dos particulados sorventes carregados com enxofre no receptor dereator 26 e retornaram para o reator 12 através de uma linha de retorno dereator 30. O "lockhopper" do reator 26 é operável para transição dos particu-lados sorventes carregados com enxofre do ambiente de hidrocarboneto dealta pressão do reator 12 e receptor de reator 26 para o ambiente de oxigê-nio de baixa pressão do regenerador 14. Para realizar esta transição, o "loc-khopper" do reator 28 periodicamente recebe bateladas de particulados sor-ventes carregados com enxofre do receptor de reator 26, isola os particula-dos sorventes carregados com enxofre do receptor de reator 26 e regenera-dor 14 e muda a pressão e a composição do ambiente circundando os parti-culados sorventes carregados com enxofre de um ambiente de hidrocarbo-neto de alta pressão para um ambiente inerte de baixa pressão (por exem-plo, nitrogênio). Após o ambiente dos particulados sorventes carregadoscom enxofre ter sido transicionado, conforme acima descrito, os particuladossorventes carregados com enxofre são transportados em batelada do "loc-khopper" do reator 28 para o regenerador 14. Por causa dos particuladossólidos carregados com enxofre serem continuamente retirados do reator 12mas processados em um modo em batelada no "lockhopper" do reator 28, oreceptor do reator 26 funciona como um recipiente de armazenamento ondeos particulados sorventes carregados com enxofre continuamente retiradosdo reator 12 podem ser acumulados entre transferências dos particuladossorventes carregados com enxofre do receptor do reator 26 para o "lockhop-per" do reator 28. Deste modo, o receptor do reator 26 e o "lockhopper" doreator 28 cooperam para transição do fluxo de particulados sorventes carre-gados com enxofre entre o reator 12 e o regenerador 14 de um modo contí-nuo para um modo em batelada.
A segunda montagem de transporte 20 geralmente compreendeum elevador pneumático de regenerador 32, um receptor de regenerador 34e um "lockhopper" de regenerador 36 fluidamente disposto entre o regene-rador 14 e o redutor 16. Durante a operação da unidade de dessulfurização10 os particulados sorventes regenerados são continuamente retirados doregenerador 14 e levantados pelo elevador pneumático de regenerador 32do regenerador 14 para o receptor de regenerador 34. O receptor de regene-rador 34 está fluidamente acoplado ao regenerador 14 através de uma linhade retorno de regenerador 38. O gás de elevação usado para transportar osparticulados sorventes regenerados do regenerador 14 para o receptor deregenerador 34 é separado dos particulados sorventes regenerados no re-ceptor de regenerador 34 e retornado para o regenerador 14 através da linhade retorno do regenerador 38. O "lockhopper" do regenerador 36 é operávelpara transição dos particulados sorventes regenerados do ambiente de oxi-gênio de baixa pressão do regenerador 14 e receptor de regenerador 34 pa-ra o ambiente de hidrogênio de alta pressão do redutor 16. Para realizar estatransição, o "lockhopper" do regenerador 36 periodicamente recebe batela-das dos particulados sorventes regenerados do receptor de regenerador 34,isola os particulados sorventes regenerados do receptor de regenerador 34 eredutor 16 e muda a pressão e composição do ambiente circundando os par-ticulados sorventes regenerados de um ambiente de oxigênio de pressãobaixa para um ambiente de hidrogênio de pressão alta. Após o ambiente dosparticulados sorventes regenerados ter sido transicionado, conforme acimadescrito, os particulados sorventes regenerados são transportados em modoem batelada do "lockhopper" do regenerador 36 para o redutor 16. Devidoao fato dos particulados sorventes regenerados serem continuamente retira-dos do regenerador 14 mas processados em modo em batelada em "loc-khopper" do regenerador 36, o receptor do regenerador 34 funciona comoum recipiente de armazenamento onde os particulados sorventes continua-mente retirados do regenerador 14 podem ser acumulados entre transferên-cias dos particulados sorventes regenerados do receptor do regenerador 34para o "lockhopper" do regenerador 36. Deste modo, o receptor do regene-rador 34 e o "lockhopper" do regenerador 36 cooperam para transição dofluxo dos particulados sorventes regenerados entre o regenerador 14 e oredutor 16 de um modo contínuo para um modo em batelada.
Com referência agora à Figura 2, o reator 12 é ilustrado confor-me geralmente compreendendo um plenum 40, uma seção de reator 42,uma seção de retirada 44 e um filtro de sólidos 46. Os particulados sorven-tes sólidos reduzidos são providos ao reator 12 através de uma entrada desólidos 48 na seção de reator 42. Os particulados sorventes sólidos carrega-dos com enxofre são retirados do reator 12 através de uma saída de sólidos50 na seção de reator 42. A corrente fluida contendo hidrocarboneto é carre-gada ao reator 12 através de uma entrada de fluido 52 no plenum 40. Umavez no reator 12, a corrente fluida contendo hidrocarboneto flui para cimaatravés da seção de reator 42 e seção de retirada 44 e sai por uma saída defluido 54 na porção superior da seção de retirada 44. O filtro 46 é recebidona saída de fluido 54 e se estende pelo menos parcialmente para o interiorda seção de retirada 44. O filtro 46 é operável para permitir que fluidos pas-sem pela saída de fluido 54 enquanto substancialmente bloqueando o fluxode quaisquer particulados sorventes sólidos através da saída de fluido 54. Ofluido (tipicamente um hidrocarboneto dessulfurizado e hidrogênio) que fluiatravés da saída de fluido 54 sai do filtro 46 através de uma saída de filtro 56.
Com referências às Figuras 2 e 3, a seção do reator 42 incluiuma parede de seção de reator substancialmente cilíndrica 58 que defineuma zona de reação 60 substancialmente cilíndrica, vertical, alongada, den-tro da seção do reator 42. A zona de reação 60 tem de preferência uma altu-ra na faixa de a partir de cerca de 4,57 a cerca de 45,72 m (de a partir decerca de 15 a cerca de 150 pés), com mais preferência na faixa de a partirde cerca de 9,14 a cerca de 24,38 m (de a partir de cerca de 30 a cerca de80 pés) e com mais preferência na faixa de a partir de cerca de 12,19 a21,34 m (de a partir de cerca de 40 a 70 pés). A zona de reação 60 tem depreferência uma largura (isto é, diâmetro) na faixa de a partir de cerca de30,48 cm a cerca de 3,05 m (de a partir de cerca de 1 a cerca de 10 pés),com mais preferência na faixa de a partir de cerca de 91,44 cm a cerca de2,44 m (de a partir de cerca de 3 a cerca de 8 pés) e com mais preferênciana faixa de a partir de 1,22 m a 1,52 m (de a partir de 4 a 5 pés). A razão daaltura de zona de reação 60 para a largura (isto é, diâmetro) de zona de rea-ção 60 está de preferência na faixa de a partir de cerca de 2:1 a cerca de15:1, com mais preferência na faixa de a partir de cerca de 3:1 a cerca de10:1 e com mais preferência na faixa de a partir de cerca de 4:1 a cerca de8:1. Na zona de reação 60, o fluido que flui para cima é passado através departiculados sólidos para então criar um leito fluidizado de particulados sóli-dos. É preferido que o leito fluidizado resultante de particulados sólidos sejasubstancialmente contido dentro da zona de reação 60. A razão da altura doleito fluidizado para a largura do leito fluidizado está de preferência na faixade a partir de cerca de 1:1 a cerca de 10:1, com mais preferência na faixa dea partir de cerca de 2:1 a cerca de 7:1 e, com mais preferência, na faixa de apartir de 2,5:1 a 5:1. A densidade do leito fluidizado está de preferência nafaixa de a partir de cerca de 320 a 960 kg/m3 (20 a cerca de 60 lb/pé3), commais preferência na faixa de a partir de cerca de 480 a cerca de 600 kg/m3(cerca de 30 a cerca de 50 lb/pé3) e com mais preferência na faixa de a par-tir de cerca de 560 a 720 kg/m3 (cerca de 35 a 45 lb/pé3).
Com referência novamente à Figura 2, a seção de retirada 44geralmente inclui uma parede inferior geralmente frustocônica 62, uma pare-de média geralmente cilíndrica 64 e uma tampa superior 66. A seção de reti-rada 44 define uma zona de retirada dentro do reator 12. É preferido que aárea de seção transversal da seção de retirada 44 seja substancialmentemaior do que a área de seção transversal da seção de reator 42 de modoque a velocidade do fluido que flui para cima através do reator 12 seja subs-tancialmente menor na seção de retirada 44 do que na seção do reator 42,desse modo permitindo que particulados sólidos entranhados no fluido queflui para cima "caiam" do fluido na zona de retirada devido à força gravitacio-nal. É preferido que a área de seção transversal máxima da zona de retiradadefinida pela seção de retirada 44 esteja na faixa de a partir de cerca de 2 acerca de 10 vezes maior do que a área de seção transversal máxima da zo-na de reação 60, com mais preferência, na faixa de a partir de cerca de 3 acerca de 6 vezes maior do que a área de seção transversal máxima da zonade reação 60 e com mais preferência na faixa de a partir de 3,5 a 4,5 vezesmaior do que a área de seção transversal máxima na zona de reação 60.
Com referência às Figuras 3 e 4, o reator 12 inclui uma série degrupos de defletores de aumento de contato verticalmente espaçados, ge-ralmente horizontais, 70, 72, 74, 76 dispostos na zona de reação 60. Os gru-pos de defletores 70-76 são operáveis para minimizar a dispersão axial nazona de reação 60 quando um fluido é contatado com particulados sólidosnela. Embora as Figuras 3 e 4 mostrem uma série de 4 grupos de defletores70-76, o número de grupos de defletores na zona de reação 60 pode variardependendo da altura e largura da zona de reação 60. De preferência, 2 a15 grupos de defletores verticalmente espaçados são empregados na zonade reação 60, com mais preferência, 6 a 13 grupos de defletores são empre-gados na zona de reação 60. O espaçamento vertical entre os grupos dedefletores adjacentes está de preferência na faixa de a partir de cerca de0,02 a cerca de 0,5 vez a altura da zona de reação 60, com mais preferênciana faixa de a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,2 vez a altura da zona dereação 60 e com mais preferência na faixa de a partir de 0,075 a cerca de0,15 vez a altura da zona de reação 60. De preferência, o espaçamento verti-cal entre os grupos de defletores adjacentes está na faixa de a partir de cercade 15,24 cm a cerca de 2,44 m (de a partir de cerca de 0,5 a cerca de 8,0pés), com mais preferência na faixa de a partir de cerca de 30,48 cm a cercade 1,83 m (de a partir de cerca de 1,0 a cerca de 6,0 pés) e com mais prefe-rência na faixa de a partir de 60,96 cm a 1,22 m (de a partir de 2 a 4 pés).O espaçamento vertical relativo e orientação horizontal dos grupos de defleto-res 70-76 são mantidos por uma pluralidade de membros de apoio verticais 78que rigidamente acoplam os grupos de defletores 70-76 uns aos outros.
Com referência agora à Figura 5, cada grupo de defletor 70-76geralmente inclui um anel externo 80 e uma pluralidade de membros defleto-res 82 individuais alongados, lateralmente espaçados, se estendendo subs-tancialmente paralelamente, acoplados a e se estendendo cordalmente den-tro do anel externo 80. Cada membro de defletor individual 82 de preferênciaapresenta uma seção transversal em formato de V geralmente, com o pontodo "V" faceando para cima. De preferência, cada membro defletor individual82 é feito de uma peça única de ferro angular. Deste modo, é preferido quecada membro defletor 82 tenha uma seção transversal em formato em V ge-ralmente invertida ao longo de todo o comprimento do membro defletor 82. Éainda preferido que cada membro defletor individual não tenha substancial-mente quaisquer aberturas formadas nele. Membros defletores individuais82 são de preferência lateralmente espaçados um do outro em centros decerca de 2,54 a cerca de 25,4 cm (1 a cerca de 10 polegadas), com maispreferência em centros de cerca de 5,08 a cerca de 15,24 cm (2 a cerca de 6polegadas). Cada grupo de defletor tem de preferência uma área aberta en-tre membros defletores individuais 82 que é cerca de 40 a cerca de 90 porcento da área de seção transversal da zona de reação 60 na localização ver-tical do respectivo grupo de defletor, com mais preferência a área aberta decada grupo de defletor é cerca de 55 a cerca de 75 por cento da área de se-ção transversal da zona de reação 60 na localização vertical daquele respec-tivo grupo de defletor. Anel externo 80 tem de preferência um diâmetro ex-terno que é cerca de 75 a cerca de 95 por cento do diâmetro interno da pa-rede de seção do reator 58. Uma pluralidade de membros de ligação 84 estáde preferência rigidamente acoplada à superfície externa do anel externo 80e são adaptados para serem acoplados à superfície interna da seção de pa-rede do reator 58, deste modo prendendo os grupos de defletores 70-76 àparede de seção do reator 58.
Com referência agora às Figuras 4 e 6, é preferido que membrosdefletores individuais 82 dos grupos de defletor 70-76 formem um padrãohachurado quando vistos de uma seção transversal axial da seção de reator42 (por exemplo, Figura 6). De preferência, membros defletores individuais82 de adjacentes de grupos de defletores 70-76 se estendem transversaisuns aos outros em um ângulo de hachura na faixa de a partir de cerca de 60a cerca de 120 graus, com mais preferência na faixa de a partir de cerca de80 a cerca de 100 graus, com mais preferência ainda na faixa de a partir decerca de 85 a cerca de 95 graus e com mais preferência substancialmente90 graus (isto é, substancialmente perpendiculares). Conforme aqui usado, otermo "ângulo de hachura" deve significar o ângulo entre as direções de ex-tensão de membros defletores individuais 82 de grupos de defletores verti-calmente espaçados adjacentes 70-76, medido perpendicular ao eixo Iongi-tudinal da zona de reação 60.
Com referência às Figuras 3 e 4, uma grade de distribuição 86 érigidamente acoplada ao reator 12 na junção do plenum 40 e seção de reator42. A grade de distribuição 86 define o fundo da zona de reação 60. A gradede distribuição 86 geralmente compreende uma placa de distribuição 88substancialmente em formato de disco e uma pluralidade de "campânulas"90. Cada campânula 90 define uma abertura de fluido 92 nela, através daqual o fluido que entra no plenum 40 através da entrada de fluido 52 podepassar para cima para a zona de reação 60. A grade de distribuição 86 incluide preferência na faixa de a partir de cerca de 15 a cerca de 90 "campânu-las" 90, com mais preferência na faixa de a partir de cerca de 30 a cerca de60 "campânulas" 90. "Campânulas"90 são operáveis para prevenir que umaquantidade substancial de particulados sólidos passe para baixo através darede de distribuição 86 quando o fluxo de fluido para cima através da redede distribuição 86 é terminado.
Exemplo
Materiais e Métodos
Este exemplo provê dados da eficácia da invenção reivindicadaaqui conforme comparado com a técnica anterior. A fim de testar a perfor-mance hidrodinâmica de um reator de dessulfurização em escala integral,um reator de teste redondo "one-half" de escala integral, mostrado na figura7, foi construído. O reator de teste 100 foi construído de aço, exceto por umaplaca de face Plexiglass plana que provia visibilidade. O reator de teste 100compreendia um plenum 102 que era de 1,12 m (44 polegadas) de altura ese expandia de 0,61 a 1,37 m (24 a 54 polegadas) de diâmetro, uma seçãode reator 104 que era de 10,7 m (35 pés) de altura e 1,37 m (54 polegadas)de diâmetro, e uma seção expandida 106 que era de 2,14 m (8 pés) de altu-ra e se expandia de 1,37 m a 2,74 m (54 a 108 polegadas) de diâmetro, euma seção de fase diluída 108 que era de 1,22 m (4 pés) de altura e 2,74 m(108 polegadas) de diâmetro. Uma grade de distribuição tendo 22 furos foiposicionada no reator 100 próximo à junção do plenum 102 e a seção dereator 104. O reator de teste 100 também incluía ciclones primários e secun-dários 110, 112, que retornavam o catalisador para aproximadamente 30,48cm (um pé) acima da grade de distribuição. Ar de fluidização foi provido aoplenum 12 a partir de um compressor 114 através de uma linha de forneci-mento de ar 116. A taxa de fluxo do ar carregado ao reator 100, em pés cú-bicos reais por minuto, foi medida usando um tubo Pitot. Cinco velocidadessuperficiais foram examinadas neste exemplo, incluindo os valores nominaisde 0,152, 0,229, 0,259, 0,305, 0,391 m/s (0,5, 0,75, 0,85, 1,0 e 1,25 pé/s). Ocatalisador foi carregado no reator 100 a partir de um funil de catalisadorexterno, que foi carregado a partir dos tambores de catalisador. A altura deum leito fIuidizado de cerca de 9,14 m (30 pés) foi obtida através da adição30 ou retirada de catalisador.
Testes de traço foram realizados a fim de comparar o grau dedispersão axial no reator 100 quando conjuntos diferentes de grupos de de-fletores horizontais são empregados. Os tipos de grupos de defletores usa-dos são listados na Tabela 6.
Tabela 6
<table>table see original document page 28</column></row><table>
Cada defletor em tubo tinha um diâmetro de 6,03 cm (2,375 po-legadas). Com o espaçamento vertical descrito na Tabela 6, o espaçamentode intervalo de 1,22 m (4 pés) levou a um sistema de 7 defletores enquantoos intervalos de 60,96 cm (2 pés) levaram a um sistema de 13 defletores.A grade de distribuição usou um projeto de campânula de 22 furos. A mistu-ra de catalisador usada era uma mistura de catalisador seco com pulveriza-ção, 2/3 fresco da W.R. Grace e catalisador de equilíbrio 1/3 FCC. A misturade catalisador usada neste estudo tinha um tamanho de partícula médio de71 mícrons e um teor de <40 mícrons de 5,95 por cento em peso.
Testes de traço foram conduzidos a fim de comparar o grau dedispersão axial no reator 100 quando conjuntos de membros defletores hori-zontais foram empregados no reator conforme acima descrito. O teste decada grupo de defletor foi ajustado de modo que a primeira fileira de defletorfoi posta em cerca de 1,22 m (4 pés) acima do distribuidor, e cada fileira dedefletor foi orientada perpendicular à fileira adjacente, deste modo criandoum padrão de defletor geralmente hachurado (mostrado na figura 6).
Os testes de traço foram realizados através de injeção de héliono reator 100 como um traçador de não-absorção. Para cada experimento, oleito de catalisador foi fluidizado com ar. Conforme mostrado na figura 7, hé-lio do tanque 115 foi injetado no gás distribuidor em linha 116, com um mí-nimo de duas injeções por série. Cada injeção consistia em um pulso de hé-lio de 2 segundos. Amostras foram retiradas da parte superior do leito fluidi-zado (isto é, -9,14 m (-30 pés)) através da linha 118. As amostras de retira-da foram analisadas em um espectrômetro de massa Prolab Quadrapol. Da-dos foram coletados em intervalos de aproximadamente 1 segundo para ge-rar uma curva de distribuição de tempo de residência do hélio.
Métodos de Análises
A performance de leito fluidizado foi modelada de tal maneiraque a distribuição de tempo de residência ("RTD") pode ser reduzida paraum número Peclet. A curva de RTD do hélio injetado é medida na concen-tração de saída de hélio como uma função de tempo. Embora o hélio tenhasido amostrado diretamente acima do leito do catalisador, houve um poucode tempo morto na transferência de hélio do ponto de amostragem para oespectrômetro de massa que precisava ser eliminado da análise de RTDmédia. A variância adicionada desta etapa era pequena o suficiente para serignorada. Este tempo morto foi eliminado supondo que o zero para a curvade RTD poderia ser estabelecido pela aparecimento do primeiro valor não-zero de hélio.
A fim de determinar o número Peclet, um "modelo de sistemafechado foi empregado". Em tal sistema fechado, foi suposto que o gás héliose movia em fluxo empistonado antes e após o leito do catalisador de modoque a dispersão axial do gás é devido apenas ao catalisador. Para um sis-tema fechado, o número Peclet é relacionado à variância e ao tempo de re-sidência médio na Equação 1 abaixo:
<formula>formula see original document page 29</formula>
Nesta equação, σ2 é a variância e t"2 é o quadrado do tempo deresidência médio. Deste modo, cálculo do número Peclet depende do cálculodesses dois parâmetros. Um tal método de cálculo é o "Método de Momen-tos". Com este método, o tempo de residência médio e variância são respec-tivamente os primeiro e segundo momentos da distribuição de tempo de re-sidência e são calculados de acordo com as Equações 2 e 3, abaixo.<formula>formula see original document page 30</formula>
A existência de tempo morto no sistema experimental entre ainjeção de pulso para o leito de catalisador e entre sair do leito e o espec-trômetro de massa complica o cálculo de tempo de residência médio. Umavez que o número Peclet é aproximadamente proporcional ao quadrado detempo de residência médio, o tempo morto teria que ser registrado no cálcu-lo a fim de evitar previsão de um valor erroneamente alto para o número Pe-clet. Os métodos que seguem foram usados para apurar o tempo de resi-dência médio apropriado. A fim de apropriadamente aplicar a Equação 2, otempo inicial tinha que ser corretamente definido. O tempo da injeção depulso não foi usado porque ele teria criado um número Peclet artificialmentealto. Ao invés, tempo morto foi eliminado ajustando o tempo inicial no qual otraço primeiro apareceu no detector. Embora isto não resulte em númeroPeclet artificialmente baixo, a variância entre as RTD's experimentais e asRTD's teóricas usando números Peclet baixos foi pequena.
O tempo de residência médio para hélio foi também determinadoa partir da velocidade superficial, do fluxo de gás real e da altura do leito deum recipiente cilíndrico, usando a Equação 4.
<formula>formula see original document page 30</formula>
O tempo de residência médio determinado a partir da Equação 4é igual àquele calculado a partir da curva de traçador da Equação 2. A taxade fluxo volumétrico real do ar de fluidização foi calculada a partir de medi-ções de tubo Pitot.
Um outro método de análise de RTD de traço usado foi o méto-do "Peak Fit". Este método usou os dados do traçador na Equação 5, abai-xo, e o tempo de residência e desvio padrão foram extraídos da curva ajustada.
<formula>formula see original document page 31</formula>
onde
<formula>formula see original document page 31</formula>
Aqui, tG e aG são o tempo de residência médio e desvio padrão,respectivamente. Com esses valores, a Equação 1 foi usada para determinaro número Peclet.
Resultados e Discussão
Para se obter a taxa de fluxo volumétrico para o reator, a taxa defluxo medida no tubo Pitot foi corrigida para temperatura e pressão na super-fície de leito do catalisador. Os valores medidos foram obtidos tomando astaxas de fluxo volumétrico na superfície do leito e dividindo pela área de se-ção transversal do leito de catalisador redondo 1/2, de 1,37 m (54 polegadas).Os resultados para cada um dos experimentos são mostrados na Tabela 7,abaixo.
TABELA 7
<table>table see original document page 31</column></row><table><table>table see original document page 32</column></row><table>
Adicionalmente, torneiras de pressão e um medidor na parte su-perior do medidor 100 foram usados para se obter um perfil de pressão atra-vés do leito do catalisador. Devido ao fato da altura do leito fluidizado ter ex-cedido a torneira de pressão posta mais alto, alturas do leito foram determi-nadas extrapolando os dados de pressão a uma pressão zero. Essas alturasdo leito são mostradas na Tabela 7, acima. Adicionalmente, densidades deleito fluidizado foram determinadas a partir do declínio da pressão versusdados de altura da torneira. Essas densidades são também descritas na Ta-bela 7 junto com a massa do leito determinada a partir da densidade e dasalturas do leito. A diminuição na massa do leito com velocidade superficialcrescente é o resultado de catalisador sendo retirado para manter uma alturade leito constante.Para cada condição experimental de velocidade superficial econfiguração de defletores, pelos menos duas injeções de hélio foram feitas.A partir desses dados, variância e tempos de residência médios foram calcu-lados usando o método "Método de Momentos" das equações 2 e 3 ou aabordagem "Peak Fit" da equação 3. Adicionalmente, o tempo de residênciamédio foi também calculado usando o método de fluxo de gás real da Equa-ção 4. Os tempos de residência médios e as variâncias para essas trêsabordagens diferentes são mostrados na Tabela 8 abaixo.
TABELA 8
<table>table see original document page 33</column></row><table><table>table see original document page 34</column></row><table>
Como a Tabela 8 ilustra, os tempos de residência do gás calcu-lados a partir de três abordagens diferentes diferem apenas em alguns se-gundos com a exceção da velocidade superficial menor em cerca de 15,24cm (0,5 pé/s). A variância determinada a partir do "Método de Momentos" éconsistentemente menor do que aquela determinada a partir do método "Pe-ak Fit", mas as diferenças geralmente diminuem conforme a velocidade su-perficial aumenta.
Números Peclet provêem um método de comparação e classifi-cação de configurações de defletores diferentes e, para um sistema de rea-ção, podem ser relacionados com performance de conversão de enxofre.Uma vez que métodos diferentes foram usados para se obter os númerosPeclet, esses resultados foram avaliados. Para todos os casos, o númeroPeclet foi determinado a partir da Equação 1, e as diferenças são o resultadodo método usado para se obter variância e tempo de residência médio, con-forme acima apontado. Para o caso onde o tempo de residência médio foideterminado a partir de medições de tubo Pitot, a variância do "Método deMomentos" foi usada para determinar o número Peclet. Os resultados des-ses cálculos são registrados na Tabela 9, abaixo.TABELA 9
<table>table see original document page 35</column></row><table>
Como a Tabela 9 ilustra, os resultados são similares para todosos três métodos, mas aqueles determinados pelas taxas de fluxo medidas dotubo Pitot tendem a ser geralmente maiores. Deste modo, como a Equação1 indica, o número Peciet é em termos gerais relacionado com o tempo deresidência médio, diferenças pequenas no tempo de residência médio levama diferenças maiores no número Peclet calculado. Apesar dessas diferenças,os resultados como um todo indicam que benefícios são obtidos através deambos espaçamento no plano horizontal e o espaçamento vertical, mas queo benefício é maior para espaçamento no plano horizontal. Também, o usode defletores em formato em V no lugar de defletores em tubo não proveuqualquer perda significante de performance.
Claims (26)
1. Reator de leito fluidizado para contato de uma corrente con-tendo hidrocarboneto gasoso que flui para cima com particulados sólidos, odito reator de leito fluidizado compreendendo:um recipiente na vertical alongado definindo uma zona de rea-ção inferior dentro da qual os ditos particulados sólidos são substancialmen-te fluidizados pela dita corrente contendo hidrocarboneto gasoso e uma zonade retirada superior dentro da qual os ditos particulados sólidos são subs-tancialmente retirados da dita corrente contendo hidrocarboneto; euma série de membros de aumento de contato verticalmenteespaçados geralmente horizontalmente dispostos na dita zona de reação,em que cada um dos ditos membros de aumento de contato inclui uma plu-ralidade de defletores alongados, lateralmente espaçados, substancialmenteparalelos, onde cada um dos ditos defletores alongados apresenta uma se-ção transversal geralmente em formato em V.
2. Reator de leito fluidizado de acordo com a reivindicação 1, emque os ditos defletores alongados de adjacentes dos ditos membros de au-mento de contato se estendem transversos uns aos outros em um ângulohachura na faixa de a partir de 60 graus a cerca de 120 graus.
3. Reator de leito fluidizado de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que os ditos defletores alongados de adjacentes de ditos membros deaumento de contato se estendem substancialmente perpendiculares uns aosoutros.
4. Reator de leito fluidizado de acordo com a reivindicação 1, 2ou 3, em que cada um dos ditos membros de aumento de contato defineuma área de abertura através da qual a dita corrente contendo hidrocarbone-to e os ditos particulados sólidos podem passar, em que a dita área abertade cada um dos membros de aumento de contato está na faixa de a partir decerca de 40 a cerca de 90 por cento da área de seção transversal da ditazona de reação na localização vertical desse respectivo membro de aumentode contato.
5. Reator de leito fluidizado de acordo com a reivindicação 1,2,-3 ou 4, em que o espaçamento vertical entre adjacentes de ditos membrosde aumento de contato está na faixa de a partir de cerca de 0,02 a cerca de-0,5 vez a altura da dita zona de reação.
6. Reator de leito fluidizado de acordo com a reivindicação 5, emque a razão de altura para largura da dita zona de reação está na faixa de apartir de cerca de 2:1 a cerca de 15:1.
7. Reator de leito fluidizado de acordo com a reivindicação 6, emque a altura da dita zona de reação está na faixa de a partir de cerca de 9,14a cerca de 24,38 m (de a partir de cerca de 30 a cerca de 80 pés) e a largurada zona de reação está na faixa de a partir de cerca de 91,44 cm a cerca de-2,44 m (de a partir de cerca de 3 a cerca de 8 pés).
8. Reator de leito fluidizado de acordo com qualquer uma dasreivindicações anteriores, em que cada um dos ditos defletores é formado deferro angular e em que os ditos defletores são lateralmente espaçados umdo outro na faixa de a partir de cerca de 5,08 a cerca de 15,24 cm (de a par-tir de cerca de 2 a cerca de 6 polegadas) no centro.
9. Reator de leito fluidizado de acordo com qualquer uma dasreivindicações anteriores, em que a área de seção transversal máxima dadita zona de retirada é pelo menos duas vezes maior do que a área de se-ção transversal máxima da dita zona de reação.
10. Reator de leito fluidizado de acordo com qualquer uma dasreivindicações anteriores, compreendendo ainda uma placa distribuidora de-finindo o fundo da dita zona de reação, em que a dita placa distribuidora de-fine uma pluralidade de furos para permitir que a corrente contendo hidro-carboneto flua para cima através da dita placa distribuidora e para a dita zo-na de reação, em que a dita placa distribuidora está na faixa de a partir decerca de 15 a cerca de 90 de ditos furos.
11. Reator de leito fluidizado de acordo com qualquer uma dasreivindicações anteriores, em que o dito recipiente define uma entrada defluido para receber a dita corrente contendo hidrocarboneto gasoso na ditazona de reação, uma saída de fluido para descarga da dita corrente conten-do hidrocarboneto gasoso a partir da dita zona de retirada, uma entrada parasólidos para receber os ditos particulados sólidos na dita zona de reação euma saída de sólidos para descarregamento dos ditos particulados sólidos apartir da dita zona de reação, em que a dita entrada de sólidos, dita saída desólidos, dita entrada de fluido e dita saída de fluido são separadas umas dasoutras.
12. Unidade de dessulfurização compreendendo:um reator de leito fluidizado definindo uma zona de reação verti-cal alongada dentro da qual particulados sorventes sólidos finamente dividi-dos são contatados com uma corrente fluida contendo hidrocarboneto paraentão prover uma corrente contendo hidrocarboneto dessulfurizado e parti-culados sorventes carregados com enxofre, em que o dito reator inclui umasérie de membros de aumento de contato verticalmente espaçados geral-mente horizontalmente dispostos na dita zona de reação, em que cada umdos ditos membros de aumento de contato inclui uma pluralidade de defleto-res alongados, lateralmente espaçados, substancialmente paralelos, em quecada um dos defletores alongados apresenta uma seção transversal geral-mente em formato em V;um regenerador de leito fluidizado para contato de pelo menosuma porção dos ditos particulados carregados com enxofre com uma corren-te de regeneração contendo oxigênio para então prover particulados sorven-tes regenerados; eum redutor de leito fluidizado para contato de pelo menos umaporção dos ditos particulados sorventes regenerados com uma corrente deredução contendo hidrogênio.
13. Unidade de dessulfurização de acordo com a reivindicação 12, em que os ditos defletores alongados de adjacentes de ditos membrosde aumento de contato se estendem transversos uns aos outros em um ân-gulo de hachura na faixa de a partir de 60 graus a cerca de 120 graus.
14. Unidade de dessulfurização de acordo com a reivindicação 12 ou 13, em que cada um dos ditos membros de aumento de contato defineuma área aberta através da qual a dita corrente fluida contendo hidrocarbo-neto e ditos particulados sorventes podem passar, em que a dita área abertade cada um dos ditos membros de aumento de contato está na faixa de apartir de cerca de 40 a cerca de 90 por cento da área de seção transversalda dita zona de reação na localização vertical daquele respectivo membro deaumento de contato.
15. Unidade de dessulfurização de acordo com a reivindicação 12, 13 ou 14, em que a altura da dita zona de reação está na faixa de a partirde cerca de 9,14 a cerca de 24,38 m (de a partir de cerca de 30 a cerca de-80 pés) e a largura da zona de reação está na faixa de a partir de cerca de-91,44 cm a cerca de 2,44 m (de a partir de cerca de 3 a cerca de 8 pés).
16. Unidade de dessulfurização de acordo com a reivindicação 12, 13, 14 ou 15, em que o espaçamento vertical entre adjacentes de ditosmembros de aumento de contato está na faixa de a partir de cerca de 0,05 acerca de 0,2 vez a altura da dita zona de reação.
17. Unidade de dessulfurização de acordo com a reivindicação 12, 13, 14, -15 ou 16 compreendendo ainda um primeiro conduíte para trans-porte dos ditos particulados sorventes carregados com enxofre a partir dodito reator para o dito regenerador; um segundo conduíte para transportedos ditos particulados sorventes regenerados a partir do dito regeneradorpara o dito redutor; e um terceiro conduíte para transporte dos ditos particu-lados sorventes reduzidos a partir do dito regenerador para o dito reator.
18. Unidade de dessulfurização de acordo com a reivindicação 17, compreendendo ainda um "lockhopper" de reator fluidamente dispostono dito conduíte, em que o dito "lockhopper" de reator é operável para tran-sição dos particulados sorventes carregados com enxofre a partir do ambien-te de hidrocarboneto de alta pressão para o ambiente de oxigênio de baixapressão.
19. Unidade de dessulfurização de acordo com a reivindicação 18, compreendendo ainda um receptor de reator disposto no dito primeiroconduíte a montante do dito "lockhopper" de reator, em que o dito receptordo reator coopera com o dito "lockhopper" de reator para transição do fluxodo dito sorvente carregado com enxofre no dito primeiro conduíte de contí-nuo para batelada.
20. Processo de dessulfurização compreendendo as etapas de:(a) contatar uma corrente fluida contendo hidrocarboneto comparticulados sorventes sólidos finamente divididos compreendendo um com-ponente de metal promotor de valência reduzida e oxido de zinco em umrecipiente de reator de leito fluidizado sob condições de dessulfurização sufi-cientes para remover enxofre da dita corrente fluida contendo hidrocarbonetoe converter pelo menos uma porção do dito óxido de zinco em sulfeto dezinco, deste modo provendo uma corrente contendo hidrocarboneto dessul-furizado e particulados sorventes carregados com enxofre;(b) simultaneamente com a etapa (a), contatar pelo menos umaporção da dita corrente contendo hidrocarboneto e os ditos particulados sor-ventes com uma série de grupos de defletores verticalmente espaçados,substancialmente horizontais, compreendendo uma pluralidade de defletoressubstancialmente paralelos cada um apresentando uma seção transversalem formato em V geralmente, deste modo reduzindo a dispersão axial nodito reator de leito fluidizado;(c) contatar os ditos particulados sorventes carregados com en-xofre com uma corrente de regeneração contendo oxigênio em um recipienteregenerador sob condições de regeneração suficientes para converter pelomenos uma porção do dito sulfeto de zinco em óxido de zinco, deste modoprovendo particulados sorventes regenerados compreendendo um compo-nente de metal promotor não-reduzido; e(d) contatar os ditos particulados sorventes regenerados comuma corrente de redução contendo hidrogênio em um recipiente redutor sobcondições de redução suficientes para reduzir o dito componente de metalpromotor não-reduzido, deste modo provendo particulados sorventes reduzi-dos.
21. Processo de dessulfurização de acordo com a reivindicação 20, compreendendo ainda contatar os ditos particulados sorventes reduzidoscom a dita corrente fluida contendo hidrocarboneto no dito recipiente de rea-tor de leito fluidizado sob as ditas condições de dessulfurização.
22. Processo de dessulfurização de acordo com a reivindicação-20 ou 21, em que a dita corrente fluida contendo hidrocarboneto compreen-de hidrocarbonetos que estão normalmente em um estado líquido em tempe-ratura e pressão padrão.
23. Processo de acordo com a reivindicação 20, 21 ou 22, emque a dita corrente fluida contendo hidrocarboneto compreende um hidro-carboneto selecionado do grupo consistindo em gasolina, gasolina craquea-da, combustível diesel e misturas dos mesmos.
24. Processo de dessulfurização de acordo com a reivindicação-20, 21, 22 ou 23, em que o dito componente promotor de valência reduzidacompreende um metal promotor selecionado do grupo consistindo em ní-quel, cobalto, ferro, manganês, tungstênio, prata, ouro, cobre, platina, zinco,rutênio, molibdênio, antimônio, vanádio, irídio, cromo e paládio.
25. Processo de dessulfurização de acordo com a reivindicação-20, 21, 22, 23 ou 24, em que o dito componente promotor de valência redu-zida compreende níquel.
26. Processo de dessulfurização de acordo com a reivindicação-20, 21, 22, 23, 24 ou 25, em que cada um dos ditos grupos de defletor temuma área aberta na faixa de a partir de cerca de 40 por cento a cerca de 90por cento da área de seção transversal do dito recipiente de reator na Iocali-zação vertical daquele respectivo grupo de defletor.
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US7951740B2 (en) * | 2008-09-11 | 2011-05-31 | China Petroleum & Chemical Corporation | Method of inhibiting in situ silicate formation in desulfurization sorbents |
US20110284359A1 (en) | 2010-05-20 | 2011-11-24 | Uop Llc | Processes for controlling afterburn in a reheater and for controlling loss of entrained solid particles in combustion product flue gas |
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US9352270B2 (en) | 2011-04-11 | 2016-05-31 | ADA-ES, Inc. | Fluidized bed and method and system for gas component capture |
CN102839011B (zh) * | 2011-06-23 | 2015-03-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种吸附脱硫方法 |
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CN104593053B (zh) * | 2013-10-31 | 2017-01-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种吸附脱硫反应装置和一种吸附脱硫方法 |
CN104084041B (zh) * | 2014-07-17 | 2016-08-17 | 北京三聚创洁科技发展有限公司 | 一种氧化锌脱硫废剂的再生方法 |
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US2458358A (en) | 1944-03-14 | 1949-01-04 | Socony Vacuum Oil Co Inc | Process of regenerating a moving bed of solid catalyst |
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US3256612A (en) | 1964-01-02 | 1966-06-21 | Phillips Petroleum Co | Process and apparatus for fluidized bed gas-solids contacting |
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JPS5323866A (en) * | 1976-08-19 | 1978-03-04 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Gas/solid contact apparatus of moving bed type |
US4359968A (en) | 1979-01-10 | 1982-11-23 | Foster Wheeler Energy Corporation | Fluidized bed heat exchanger utilizing a baffle system |
US4588790A (en) | 1982-03-24 | 1986-05-13 | Union Carbide Corporation | Method for fluidized bed polymerization |
US4786368A (en) | 1985-09-30 | 1988-11-22 | Amoco Corporation | Static mixer retorting of oil shale |
US5462717A (en) * | 1989-09-13 | 1995-10-31 | Pfeiffer; Robert W. | Processes using fluidized solids and apparatus for carrying out such processes |
US6429170B1 (en) | 2000-05-30 | 2002-08-06 | Phillips Petroleum Company | Sorbents for desulfurizing gasolines and diesel fuel |
US20030194356A1 (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-16 | Meier Paul F. | Desulfurization system with enhanced fluid/solids contacting |
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