CN1201718A - 包括监测和控制燃烧安全的催化剂再生方法和容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种再生固定或移动床催化剂的方法,例如用于重整或用于生产芳香化合物的催化剂,包括用于监测和控制燃烧完全的步骤,其在催化剂已经过该方法的所有燃烧步骤之后进行。所述监测和控制步骤通过向进行监测和控制的区中注入含氧气体进行,所述监测和控制步骤在比燃烧步骤更苛刻的条件下进行。所述监测和控制步骤在氧气消耗低于10%的情况下进行。温度利于保持基本上恒定。还要求了进行本发明的容器。

Description

包括监测和控制燃烧完全 的催化剂再生方法和容器

本发明涉及再生用过的催化剂以恢复其原始催化性能的方法。更具体地，涉及燃烧步骤。

特别适合于用于生产芳香化合物、特别是用于重整的催化剂。非常利于用移动床催化剂进行的再生。

用于生产芳香化合物或用于重整的催化剂一般包括载体(例如，由至少一种高熔点氧化物形成，该载体也可包括一或多种沸石)、至少一种贵金属(优选铂)、至少一种助催化金属(例如锡或铑)、至少一种卤素和可选地一或多种附加元素(如碱金属、碱土金属、镧系元素、硅、第IVB族元素、非贵金属、第IIIA族元素等)。此类催化剂包括例如铂和至少一种其它金属沉积在氯化的氧化铝载体上。一般地，那些催化剂用于转化环烷烃或链烷烃，可通过脱氢环化和/或脱氢作用转化；重整或用于生产芳烃(如生产苯、甲苯、邻-、间-或对二甲苯)。这些烃源于原油的蒸馏分馏或其它转化过程。

这种催化剂在文献中有很多描述。

这种催化剂的再生也是公知的。在固定床或移动床中进行，有在一或多个燃烧区进行的燃烧步骤，然后是氧氯化步骤，接着是焙烧步骤。我们的EP-A-0378482描述了这种移动床法。

为便于理解，将针对重整催化剂的移动床再生描述本发明方法。首先应参考现有技术EP-A-0378482。

根据EP-A-0378482，用过的催化剂从再生容器的顶部移至底部，相继与第一径向移动床燃烧区、第二径向移动床燃烧区、轴向移动床氧氯化区和轴向移动床焙烧区接触；和：

a)在所述第一燃烧区，在3-8bar的压力(基本上等于第一重整反应器中的压力)、350-450℃的温度下，在惰性气体与催化剂逆流径向循环的基础上用燃烧气处理所述催化剂，包括0.01-1％(体积)的氧气，所述燃烧气来源于用于吹洗来自焙烧、氧氯化和燃烧区的气体的区；

b)在所述第二燃烧区，在3-8bar的压力(基本上等于第一重整反应器中的压力)、比所述第一燃烧区中温度高至少20℃的温度下，在来自第一燃烧区的气体存在下和在其中加入最多20％(体积)氧气的惰性补充气体存在下处理所述催化剂，使所述催化剂与包括0.01-1％(体积)氧气的气体接触，所述气体与所述催化剂并流径向循环。

然后将所述催化剂送至氧氯化区。

我们已经证实当进行此再生方法时，在通向氧氯化步骤(或后续的其它任何步骤)之前结束(完成)燃烧是重要的。否则，必须改变燃烧条件以实现之。

结果，我们开发了一种再生催化剂的方法，该方法包括监测和控制燃烧完全的区域，在任何后续步骤之前，使用监测和控制燃烧结束的装置。

我们知道US-A-4578370，其描述了在再生重整催化剂的方法中燃烧步骤之后和氧氯化步骤之前的温度调节区。

在该方法中，加入燃烧区的气体在催化剂床中径向循环，用于燃烧的氧气主要来自位于燃烧区后面的再生区底部的焙烧区。

温度调节区改变了催化剂的温度使燃烧区的温度接近氧氯化区的温度，以减少催化剂进入氧氯化区时受到热冲击。

为实现此，将气体注入温度调节区，该气体是一部分压缩的来自燃烧步骤的流出气。

该气体处于来自燃烧步骤的加压流出气的温度下。未冷却也未再加热，因为该方法的目的之一是不使用加热装置，而降低所需设备总量。

进入温度调节区的气体在床出口与来自氧氯化区的气体混合，与燃烧产生的烟混合在一起上升至再生容器顶部，从此抽出。

通过温度调节区时，该气体加热催化剂。

本发明专利申请提出了一种方法，包括位于进行燃烧之后的一区域，但该区使用US-A-4578370中未使用的装置可克服不同的问题(监测和控制燃烧的结束)。

更具体地，本发明涉及一种再生用过的催化剂的方法，包括碳化物料的燃烧，在至少一个燃烧步骤中使所述催化剂与至少一种含氧气体在预定的操作条件下接触，所述方法的特征在于已经过所有燃烧步骤的催化剂在监测和控制步骤中与至少一种称为监测和控制气体的含氧气体在比燃烧步骤更苛刻的条件下接触，和所述监测和控制步骤在氧气消耗低于与所述气体一起进入的氧气的10％的情况下进行。

监测和控制区中条件的苛刻性这样实现：通过监测和控制氧化引入其量至少等于引入燃烧步骤的最大氧气量的氧气，和/或引入温度高于加入燃烧步骤的气体的温度的监测和控制气体。优选第一方法。

监测和控制步骤利于在基本上恒定的温度下进行。

术语“基本上恒定的温度”意指除测量误差和热损失之外变化不大于3％、优选不大于2％的温度。

所述监测和控制气体的温度利于至少等于加入燃烧步骤的气体的最高温度。优选更高。

该温度优选与离开最后燃烧区的气体和/或催化剂的温度在相同数量级。

监测和控制利于在所述监测和控制气体经过催化剂后与来自燃烧步骤的其它气体无关地离开所述工艺的情况下进行。也可容易地在监测和控制气体作为与来自至少一个燃烧步骤的至少一种气体的混合物离开的情况下进行。

用过的催化剂例如在固定床或移动床中以连续或间歇流再生。

下面在附图中说明本发明，其中：

图1为在移动催化剂床的情况下包括在最后燃烧区中的监测和控制区；

图2为在移动催化剂床的情况下在燃烧区之后的监测和控制区；

图3为火焰锋的位置；

图4为火焰锋位置的测量。

图1仅示出再生方法的燃烧步骤，在此情况下分两步在两个不同的区中进行，例如如EP-A-0378482所述。在已知的形式中，要再生的用过的催化剂C经导管(1)进入再生容器E的顶部(2)。

然后催化剂经一或多个导管(3)(例如轴)进入第一燃烧区Z1。在此区中，催化剂经历第一燃烧，使用通过其间装有催化剂的壁(5a)和(5b)(例如筛网)的含氧气体G1(由导管(4)加入)。

在图1所示移动床的情况下，燃烧区一般为径向的，优选环状。

然后催化剂C经多个导管(6)(例如轴)之一降落至第二燃烧区Z2，含氧气体G2经管(7)进入其中。

通过该第二燃烧区之后，气体G’2经导管(9)从该区抽出。然后催化剂C经导管(10)(例如轴)降至氧氯化区(未示出)。燃烧后以公知方式处理以再生(氧氯化、焙烧)。

图1示出两个相继的燃烧区，燃烧区的数量由本领域技术人员根据设计的装置选择。它们以与上述区相同的方式操作和排列。

某些方法(如US-A-4578370中所述的方法)在单燃烧区中运行，一或多股含氧气流在一或多点进入其中。

本发明适用于任何数量的燃烧区，只要存在燃烧区。例如，气体径向循环至催化剂流(如图中所示，例如)。

在图1中，再生方法包括两个燃烧步骤，在紧邻其离开燃烧区之前和进入后继处理区之前，催化剂经历监测和控制步骤。

该操作在最后一燃烧区Z2的下部(在催化剂流动方向)进行。用于监测和控制燃烧结束的FC区位于该下部。在正常条件下，该下部不发生燃烧，换言之其位于燃烧锋(火焰锋)的端部之后。

一般地，监测和控制区FC位于最后燃烧区的下半部，优选在下三分之一。重要的是相对于燃烧区降低监测和控制区；从而位于燃烧区的下20％、或优选下15％的监测和控制区是适合的。从而在位于上至燃烧区高度的最多98％、或95％或最多80％的火焰锋端部之上进行监测和控制。

因此，如图1中所示，催化剂经过在其中加入至少一种含氧气体的至少一个燃烧区中进行的至少一个燃烧步骤，和催化剂经过在位于最后一燃烧区下部的监测和控制区中监测和控制燃烧结束的步骤，所述监测和控制区中引入监测和控制气体。优选测量离开该区的气体的温度和/或氧含量，但也可测量催化剂移动床中的温度或催化剂的温度。

在图2所示实施方案中，监测和控制FC区为不包括在最后一燃烧区Z2内而与之分开的区。

最后燃烧区的FC区和燃烧区之间分开防止气体在这些区之间通过而允许催化剂通过。技术人员可选择适合的装置，例如如图2中所示的板(29)。

燃烧区可分开(见图2)或不分开(图1)。

含氧气体G3经图1中的导管(11)(和图2中(27))进入FC区，经过FC区之后抽出的气体经图1中的导管(9)(已通过燃烧区Z2的气体G’2也由此抽出)或经图2中的导管(28)(与G’2无关，气体G’3)离开。

因此，如图2所示，催化剂经过在其中加入至少一种含氧气体的至少一个燃烧区中进行的至少一个燃烧步骤，和催化剂经过与所述燃烧区分开或与所述最后一燃烧区分开的允许催化剂通过而防止气体通过的监测和控制区中的监测和控制燃烧结束的步骤，所述监测和控制气体引入所述监测和控制区并从所述监测和控制区抽出。如前所述，优选测量抽出气体的温度和/或氧含量。

在监测和控制区中的操作条件比燃烧区苛刻的一种方法中，进入图1和2中FC区的监测和控制步骤加入气体的氧气量至少等于且优选高于加入燃烧步骤的最大氧气量。

换言之，参考图1和2，与气体G3一起进入的氧气量等于或大于与气体G1和与气体G2一起进入的氧气量。如果流量相等，则G3的氧气含量大于G1和G2的氧气含量。

在进一步的方法中(单独或与上述方法组合)，进入气体的温度也优选至少等于进入燃烧步骤的气体的最高温度。优选基本上等于最后一燃烧步骤末端的温度。在图2中，气体G3一般在接近流出气G’2离开第二燃烧区时温度的温度下进入。在图1中，气体G3的温度一般接近离开包括FC区的第二燃烧区的流出气G’2的温度。气体G3一般在接近离开最后一燃烧区的催化剂的移动床中的温度下。

在使气体管理最优化的有利实施中，将排出的流出气G’2冷却，除去杂质，吹洗，压缩和优选在压缩之前或之后干燥所有或部分气体。将气体分成两部分，一部分循环回燃烧步骤，另一部分在可能的加氧和可能的再加热后作为气体G3送至FC区。因此，一般地，气体G3包括至少一部分来自最后一燃烧步骤的气体(优选全部)和添加的氧气(应理解它可能是含氧气体如空气)。

监测和控制区FC与燃烧区的区别在于：在FC区中的氧消耗低于输入氧气的10％，利于最多为输入氧气的5％。一般地，温度保持基本上恒定。这意味着燃烧结束。

在监测和控制区中测量温度的方法之一为例如在中心集器中(由图1中的内壁(5a)限定)和FC区内设置一或多个热电偶。因此离开FC区的气体的平均温度是已知的，可与进入FC区的气体的温度比较。

如果气体以与图1所示相反的方向循环，即从内(由内壁限定的空间)至外，则热电偶应位于外壁(5b)。

另一方法是测量催化剂床中的温度或催化剂的温度，例如用嵌套在床中的热电偶。

用于测量温度的任何装置均适用：热电偶、红外分析仪…

移动催化剂床在单一燃烧区中移动时，用相同的方法测量温度，使用位于气体离开FC区通过的壁上的测量装置。

相反，如果燃烧和监测控制区分开允许催化剂通过而防止气体通过，则由于气体独立于其它气体离开FC区，因此测量更容易，监测和控制也更可靠。因此显而易见现有技术的US-A-4578370没有如本发明必须限定监测和控制区的装置。

类似地，本领域技术人员将选择适合的方法用于测量FC区中的氧消耗。作为一个简单的例子，可由入口含量(在相同的总气体流量下)的变化和该区出口处含量的变化测量FC区进出口之间氧含量的变化。一般地，如果前面各级(区)正确操作，则FC区中的氧消耗较低(例如低于2-3％)。

该测量方法特别适用于FC区包括在最后一燃烧区内和最后一燃烧区与前面的燃烧区分开从而来自最后区的燃烧气体不通入前面燃烧区的情况。该方法也容易适用于图2的分开的FC区。

因此可利用监测和控制适当燃烧的简单方法，通过改变至少一个燃烧区内的温度或氧含量纠正燃烧中的差错。

在该方法中，测量输入和离开监测和控制步骤的气体和/或催化剂的温度和/或输入和离开监测和控制步骤的气体的氧含量，然后进行比较，如果有高于可允许的变化的差别，则修改至少一个燃烧步骤的至少一个操作条件以纠正该差别。

(后面将描述进行燃烧监测和控制的方法，通过识别火焰锋的位置得到燃烧进展的知识)。

优选地，比较输入和离开的气体的温度或氧含量。另一种可能的比较是比较进入和离开监测和控制区的催化剂床或催化剂的温度。

如果温度差不超过输入气体温度的3％或2％(除可测量的热损失之外)，或者如果氧含量差低于输入气体氧含量的10％(如果需要可更严格地限制在最多5％)，则可认为燃烧反应结束(因为差别在可允许的变化限制之内)。

在相反的情况(差别大于可允许的变化)下，进行燃烧修整(在相对于正常操作修改的操作条件下)以确保催化剂的适当再生，但同时修改至少一个燃烧区中的至少一个操作条件以使监测和控制区中的氧消耗保持低于10％。

燃烧的机能障碍将被迅速检测并快速修补。因此观察到的机能障碍将是短暂的。此时，在该区的苛刻条件下，将发生燃烧修整。

为处理重整催化剂或生产芳香化合物的催化剂，进入监测和控制步骤的气体的条件为温度400-550℃，一般至少450℃，优选至少460℃，和通常460℃至480℃或更高。氧含量最多2％，优选0.5-1.5％，并优选高于进入燃烧区的气体含量。

本发明还适用于固定床再生方式。可使用多个床或单个床，含氧气体可供给床内或床外的多个点。

固定床催化剂经受由例如位于床底部的导管提供并在其通过床后由例如位于床顶的另一导管离开的含氧气体。

反应器中的条件使燃烧能进行。它可能在一或多个步骤中发生。例如，气体的温度和/或氧含量在某时可能增加，在此情况下燃烧更有效。

完成最后一燃烧步骤时，加入其量等于或优选大于加入前面燃烧步骤中的最大氧气量(例如高于加入如上所述第二步骤的氧气量)的含氧气体，该气体在温度至少等于前面加入气体的最高温度下加入，或利于在基本上等于离开最后一燃烧步骤的气体的温度下加入。

测量输出气体的温度和/或氧含量并与输入气体的温度和/或氧含量对比。

以与移动床法相同的方式，检查氧消耗是否在该方法可允许的界限内。

在相反的情况(差别大于可允许的变化)下，执行燃烧修整步骤(在相对于正常操作修改的操作条件下)以确保催化剂的适当再生，或在修改的条件下开始新的再生循环。然后修改下批相同催化剂燃烧的至少一个操作条件从而纠正该差别。

本领域技术人员将根据燃烧区中的条件变化在本发明定义的界限内改变进入监测和控制区的气体的温度和氧含量条件。

对于以移动催化剂床操作的再生方法，特别是本发明方法，可利于通过识别火焰锋的位置监测控制和调节燃烧。后面提供实现此的一种方法。

在用于监测和监测控制催化剂再生期间碳化物的燃烧的该方法中，催化剂在燃烧区中至少两壁之间以下降移动床形式流动，并被通过这两壁之一进入该床而通过另一壁离开的热的含氧气体横切，在该区中发展成倾斜的火焰锋，其最高点在催化剂进入该区的水平面上气体通过其进入的壁上，最低点在气体通过其离开的壁上。在此方法中如下监测和控制在至少一个发生燃烧的区中碳化物的燃烧：测量完成燃烧的区的至少一个参数XY，并测量未发生燃烧的区中的至少一个参数XN，用包括XY和XN的参数的函数作为所选接近或位于正常操作条件下得到的火焰锋之上的至少一个参考点的特征，在正常操作条件下所述点的位置构成设定参考值，由位于参考值一侧的测量点计算由参数的函数计算的虚拟点的位置，然后将该位置与设定参考点比较，如果存在差别，则修改至少一个操作条件以减少或消除所述差别。

下面参考附图描述本发明。

图3示出燃烧区的纵向剖面图，有由两个共轴的圆筒形壁-外壁[31]和内壁[32]限定的环形床。气体G由外壁(图3中的筛网)进入，该含氧气体横切催化剂移动床[33]，在图3中催化剂向下流动，由开口[34](构成燃烧区的顶部)进入该区并由开口[35]离开燃烧区。

燃烧区的高度为h(开口[34]和[35]之间的距离)。内壁[32]限定了中心气体收集器[39]。

在此用从外向里流动的气体解释本发明，但相反流动也可以，本发明也适用于此情况。

火焰锋在燃烧区-即其中“迅速”发生燃烧反应的区中发展。

火焰锋在图3中以[36]表示。其形状是以下的结果：在该区顶部，位于进入气体的壁附近的床部分燃烧，随着催化剂连续下落，该部分催化剂稍低而该区域存在的氧气将烧掉距进入气体的壁稍远的焦炭。

因此火焰锋有向下倾斜的形状，该锋的最高点在气体通过其进入的壁(图3中壁[31])上并在输入催化剂的水平面(图3中开口[34])上，该锋的最低点在气体通过其离开的壁(图3中壁[32])上。

因此火焰锋将催化剂床分成两个区：在火焰锋之前(区[37])，催化剂不再焦化(或几乎不再焦化)，是“冷”的，而在火焰锋之后(区[38])，催化剂焦化而为“热”的。

可见要确保燃烧几乎所有焦炭，火焰锋的最低点(对应于燃烧结束)必须位于燃烧区端部之前。

为确保真实地监测和控制火焰锋端点的位置，其末端位置必须有一定的灵活性，因为监测和控制是关于设定值的变化，火焰锋的最低位置(设定值)可利于设置在距燃烧区顶部最多为高度h的98％处，优选最多95％或最多85％或最多80％。一般地，火焰锋的端部位于燃烧区的下三分之一中。

燃烧区中的操作条件对火焰锋起作用，因而影响最低位置。催化剂的移动速率、其流量或被烧焦炭的质量流量、加入氧气的量(进入的含氧气体的流量×氧含量)、和该气体的温度是最重要的参数。

我们进行的燃烧反应试验和模拟表明温度上升和氧消耗是伴生的。因此火焰锋位置指示器是温度或氧消耗的测量(直接或计算)。

知道温度图形意味着知道氧消耗。而知道氧消耗意味着知道焦炭燃烧的进展。从温度和氧消耗知道焦炭燃烧的进展，意味着知道火焰锋能够知道燃烧状态。

以下将就温度图形详细论述参考点的定位(在正常操作条件下，优选火焰锋的最低点)。(也可用氧消耗图形)。然而，由于对进入和离开燃烧步骤的气流进行温度测量和氧浓度测量的精度，仅由此信息精确地确定火焰锋的端点是不实际的。

下面解释定位方法，用火焰锋的最低点作为参考点：它适合于火焰锋上的任何其它点。参考点接近火焰锋或在火焰锋上，在正常条件下其在该区中此处发展的可能性很大。

对于正常操作，操作者设置操作条件，因而确定火焰锋最低点的位置P0，和P0的允许变化范围。

装置操作或起动期间未达到正常条件时，确定火焰锋最低点(或任何其它点)可检测此机能障碍，而通过改变操作条件纠正之。

在我们的情况中，参考值将设为在正常操作条件下所得火焰锋最低点的位置。以P0示于图4中。

为确定该位置，测量点P-1…P-i和P1…Pi位于P0的任一侧，P-I在设定位置P0之上(朝向燃烧区的顶部)，Pi在P0之下(朝向燃烧区的底部)。

图4示出五个测量点(水平位置)P-2、P-1、P0、P1和P2。根据需要可设多个。本领域技术人员可确定它们的间距，为火焰锋最低点定位的要求精度、所需速度和所用校正的函数，就此可辅助模拟模型和试验测量。

如图4中，这些测量点利于位于中心收集器[39]上，因为它们必须位于气体通过其离开的侧壁上，(如果气流处于相反方向，则测量点应在外壁的侧面上)因为所选点(火焰锋底)位于此处。

技术人员将根据所选的参考点选择最适合该容器的测量点。

图4示出一种布置，其中点P-1、P0和P1彼此相对较近，位于邻近对应于设定值的点P0，在此情况下点P2位于燃烧区中较低的位置，点P-2位于燃烧区中较高的位置。为易于理解，这些点以很宽的间距示出并非按比例；此外，为易于理解，点P2示于该区的底部，而它应更高。

因此点P2提供关于未燃烧时输出燃烧气体的温度TN(或T2)的信息，因为它位于火焰锋端部之外。所示温度与在燃烧床入口测量的温度值相比，必须是相同数量级，否则表明火焰锋的位置太低。则可关闭操作器的警报。

例如点P2位于燃烧区的下三分之一中。

点P2提供存在燃烧时燃烧气的出口温度TY(或T2)的信息，因为它位于在任何操作条件下均发生反应的床区(然而，它不必须离燃烧床的起点太近以避免边缘效应)。该点放在燃烧区中可测量截面的温度，同时提供催化剂所经历的燃烧状态的信息(主要取决于氧的百分率和输入气体的温度)，也可间接地但容易地如下所示确定火焰锋的位置。点P-2例如位于燃烧区的上三分之一中。截面温度也是完全燃烧情况下耗氧的图象；因此该信息可随后用作入口处氧浓度信息的辅助。此外，在低结焦百分率的情况下，该温度是可确定床下部(当火焰锋端位于P-2和P-1之间时)燃烧是否正常发生的唯一温度。

三点P-1、P0和P1用于提供火焰锋端部或选作参考点的火焰锋上任何其它点的位置的精确信息。如果参考点是火焰锋的最低点，则这些点的位置对应于其中火焰锋正常终止的区。

因此传感器(例如热电偶)或任何其它温度测量装置(例如红外分析仪)位于这些测量点。

这些装置可部分或完全地位于催化剂床之外，利于在可由输出气体得到各信息处，因此这些装置邻近气体通过其离开的壁。这是参考点为火焰锋最低点时的情况。

这些装置可部分位于催化剂床中。

除该温度测量之外或代替该温度测量，可用氧分析仪测量氧含量，例如，通过与输入氧气比较获得氧消耗。

图4也示出传感器在每个测量点的布置，例如规则地位于中心收集器的横截面周围的点P-2的三个传感器P-2，1、P-2，2和P-2，3。因此这些点测量截面的温度，或者可计算平均截面温度。

燃烧床(配有部件的)的温度分布图简单地通过如下计算每个横截面中的平均温度获得： $\mathrm{Tj}=\frac{1}{\underset{i=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Vj},i}\underset{i=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Vj},i*\mathrm{Tj},i$

其中：

·Tj，i代表截面j中点Pj处传感器n°i的温度；

·如果传感器Tj，i出故障则Vj，i为0，或者如果该传感器在工作，则Vj，i为1；

·Tj为截面j的平均温度。

该式简单地示出只由有效的传感器所取平均值。

能够检测火焰锋的充分有效的算法可如下由以上计算的Tj产生：

·传感器P-2可在存在完全燃烧的位置(区[38])测量截面温度；

·传感器P2能够测量不存在燃烧处的温度(区[37])；

·火焰锋任意地选作温度等于上述温度的函数f(TY，TN)的位置，简单的例子是上述两温度的平均。

在此简单情况下，一种简单的算法可如下找到此位置：从床底，找到高于温度T2和T-2的平均值的第一温度。然后插入此温度和刚好位于温度等于温度T2和T-2的平均值的位置之前的温度之间。然后此值可加入所找第一温度的传感器的实际位置。

算法：

(设置初始值)(在平均温度周围确定两个热电偶)

对于i＝2至-2

如果Ti＞(T-2+T2)/2

PR＝[(Ti-(T-2+T2)/2)/(Ti-Ti+1)]*(PTi-PTi-1)

其中Ti：截面i中热电偶的平均值

    PR：关于PTi的位置(以米＜0)

    PTi：对燃烧区的顶部测量Ti的传感器Pi的位置(以米计)

(从燃烧区的顶部，通过线性内推确定燃烧锋的位置)

LI＝PTi+PR(以SI单位)

  LI＝(PTi+PR)/(燃烧区的长度)^*100(以％计)

可设计其它算法，例如可由T-2、T-1、T0、T1、T2的线性组合估算火焰锋端部的虚拟值。一般地，通过易得温度测量Ti的预定函数确定虚拟位置。

本发明监测和控制燃烧的方法是基于已知定义为例如温度等于总燃烧区和不存在燃烧的区中平均温度的虚拟点。已知该虚拟点是火焰锋最低点的实际位置的良好近似值。

以上已描述了用温度参数监测和控制的方法；另一参数是氧消耗。

如果如上计算的虚拟点在用户允许的点P0值范围之外，则可通过修改至少一个操作条件(优选进入燃烧区的氧气量)进行调节。

调节方案的例子：

·虚拟点在P0：

火焰锋在要求的位置。设定值保持恒定的O₂流量。

·虚拟点在P-1和P-2之间：

O₂过量。通过减少氧气量使火焰锋的端点回到P0，或如果虚拟点在例如P-1，则留在原处。

根据操作者允许的数值范围，该锋可升至P-2。

·虚拟点在P0和P1之间：

O₂不足。必须增加O₂流量。

·火焰锋太高时，达到要被控制的再生器的容量下限。这必须由警报指示，可能进入分解燃烧模式。

·火焰锋太低时，达到再生器容量的上限。必须提供警报，有在后续区例如氧氯化区中暂时燃烧的可能性。

因此一旦确定此锋的位置，则虚拟点的位置可监测并通过常规的PID式规则(比例、积分、微商)或通过使用更有效的内部模拟算法和/或非线性模拟控制用计算机模拟更适宜地控制它。

以上描述了用环形床的操作方法，其中两壁为圆筒状并共轴。也可使用锥形床(床顶的横截面小于床底的横截面)或用外壁倾斜的床，如US-A-4859643中所述。此外，如果气体从内壁向外壁循环(与上述方法相反)，则测量装置优选位于外壁。

当用于再生催化剂的装置和方法包括多个燃烧区时，上述监测和控制方法用于发生燃烧的最后区中。因此，例如对于EP-A-0378482中所述再生方法，监测和控制第二燃烧区中的燃烧。

不过，此监测和控制可用于确定发生燃烧的任何区中的火焰锋，从而调节该区中的燃烧。该检测利于在包括燃烧监测和控制步骤的方法的最后燃烧区中进行。

本发明还提供用于进行上述方法的容器。

按照本发明，用于再生用过的催化剂的容器包括有至少两个壁(5a，5b)的至少一个燃烧区，催化剂在两壁之间作为移动床循环，并配有至少一个导管(4)，用于引入至少一种通过一个壁进入移动床而通过另一壁离开的含氧气体。它还包括位于所述最后燃烧区(Z2)中火焰锋端部之后用于监测和控制燃烧结束的区(FC)，设有用于引入监测和控制含氧气体的导管(11)和至少一个用于测量离开监测和控制区的气体和/或催化剂的温度和/或氧含量的装置。

当催化剂在两圆筒形壁之间限定的环形空间中循环时，一或多个测量装置利于位于气体通过其离开的监测和控制区的壁上。

在一种实施方案中，监测和控制区位于最后燃烧区的下部。

在另一实施方案中，容器包括至少一个分离装置(29)，位于监测和控制区和最后燃烧区之间，以防止气体通过而允许催化剂通过，它还包括气体离开监测和控制区的导管(28)，和一或多个测量装置位于所述输出导管(28)中。

一或多个测量装置还可位于气体通过其离开的监测和控制区的壁内。

本发明的容器利于包括用于通过确定火焰锋的位置进行监测和控制方法的装置。

为进行上述监测和控制方法，提供一装置用于监测和控制催化剂在包括至少一个燃烧区的再生容器中再生期间催化剂中碳化物料的燃烧，所述区设有至少一个用于催化剂进入的开口和至少一个用于催化剂抽出的开口，所述催化剂以移动床在至少两壁之间的燃烧区中流动，一个壁允许含氧热空气进入通过再生容器中的开口提供的床，已横向穿过该床的气体通过另一壁离开而从容器的开口抽出。该装置包括：

·至少一个用于测量已发生燃烧的部分区的温度TY的装置；

·至少一个用于测量未发生燃烧的部分区的温度TN的装置；

·至少两个用于测量位于测量装置TY和TN之间的点Pj处床温度Tj的装置，位于燃烧区中水平面P0一侧，其对应于火焰锋的参考点的位置以获得在正常操作条件下的设定参考值；

·用于由在点Pj所得温度测量结果Tj、TY、TN计算对应于火焰锋上点的虚拟点的位置并用于将所述位置与设定参考值比较的装置；

·与上述计算装置和用于修改至少一个操作条件的装置相连的用于调节燃烧区的操作条件的装置。

用于测量TN的装置优选位于燃烧区的下三分之一。用于测量TY的装置利于位于燃烧区的上三分之二。

重要的是确保多个温度测量装置位于相同的测量水平面，而得到平均截面温度。

类似地，当两壁为圆筒形并共轴，限定环形催化剂床，气体由外壁进入而收集在内壁限定的收集器中时，温度测量装置利于位于收集器内。

类似地，当两壁为圆筒形并共轴，限定环形催化剂床，气体由内壁限定的容积进入燃烧区，通过内壁横切该床而通过外壁离开时，温度测量装置利于位于外壁中。

温度测量装置也可分布在催化剂床中。

特别有利的有检测火焰锋最低点的装置包括：

·至少一个用于测量已发生燃烧的部分区的温度TY的装置，在气体通过其离开的壁上；

·至少一个用于测量未发生燃烧的部分区的温度TN的装置，在气体通过其离开的壁上；

·至少两个用于测量位于测量装置TY和TN之间的点Pj处床温度Tj的装置，在气体通过其离开的壁上，位于燃烧区中位置P0的一侧，其对应于火焰锋的最低点以获得在正常操作条件下的设定参考值；

·用于由在点Pj所得温度测量结果Tj、TY、TN计算对应于火焰锋上点的虚拟点的位置并用于将所述位置与设定参考值比较的装置；

·与上述计算装置和用于修改至少一个操作条件的装置相连的用于调节燃烧区的操作条件的装置。

例如，用于修改至少一个操作条件的装置为阀。温度Tj为在测量位置Pj处截面的温度。

为确定代表截面中正在发生的情况的温度，规则地设置多个传感器(例如图4中三个)以同时得到：

·因在操作期间不能测试和替换传感器而需要的辅助信息；

·关于再生器中流动分布的信息(不平衡、轴堵塞、优先路径)。

在此情况下，每个截面必须设置多个测量装置，且必须设置多个测量水平面。因此在纵向，有测量装置的“柱”。

为检测优先路径的存在，可计算三个热电偶“柱”中的每个对热电偶的平均截面温度的差和，即： $\mathrm{POSi}=\frac{1}{\underset{j=-2}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Vj},i}\underset{j=-2}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Vj},i*(\mathrm{Tj},i-\mathrm{Tj})$ 其中：POSi代表对位置I的截面中平均热电偶测量结果的平均漂移。

Claims (31)

1.一种再生用过的催化剂的方法，包括碳化物料的燃烧，在至少一个燃烧步骤中使所述催化剂与至少一种含氧气体在预定的操作条件下接触，所述方法的特征在于已经过所有燃烧步骤的催化剂在监测和控制步骤中与至少一种称为监测和控制气体的含氧气体在比燃烧步骤更苛刻的条件下接触，和所述监测和控制步骤在氧气消耗低于与所述气体一起进入的氧气的10％的情况下进行。

2.权利要求1的方法，特征在于所述催化剂为重整催化剂或用于生产芳香化合物的催化剂。

3.权利要求1或2的方法，特征在于在所述监测和控制步骤期间温度基本上保持恒定。

4.上述任一权利要求的方法，特征在于所述监测和控制气体含有其量至少等于加入燃烧步骤的最大氧气量的氧气和/或其温度高于加入所述燃烧步骤的气体的温度。

5.上述任一权利要求的方法，特征在于测量加入所述监测和控制步骤的气体和/或催化剂和离开所述监测和控制步骤的气体和/或催化剂的温度和/或加入所述监测和控制步骤的气体和离开所述监测和控制步骤的气体的氧含量，比较，如果差别大于可允许的变化，则修改至少一个燃烧步骤的至少一个操作条件以纠正所述差别。

6.上述任一权利要求的方法，特征在于经过所述催化剂后，所述监测和控制气体与离开所述燃烧步骤的其它气体无关地离开所述工艺或与离开至少一个燃烧步骤的至少一种气体混合。

7.上述任一权利要求的方法，特征在于所述催化剂为移动床形式的。

8.上述任一权利要求的方法，特征在于所述催化剂经过在至少一个燃烧区中进行的至少一个燃烧步骤，向其中加入至少一种含氧气体，和所述催化剂经过用于监测和控制与所述燃烧区分开或与所述最后燃烧区分开以允许催化剂通过而防止气体通过的监测和控制区中燃烧的结束的步骤，所述监测和控制气体加入所述监测和控制区中并从所述监测和控制区抽出，测量抽出气体的温度和/或氧含量。

9.上述任一权利要求的方法，特征在于所述催化剂经过在至少一个燃烧区中进行的至少一个燃烧步骤，向其中加入至少一种含氧气体，和所述催化剂经过用于监测和控制位于所述最后燃烧区下部的监测和控制区中燃烧的结束的步骤，所述监测和控制气体加入所述监测和控制区中，测量离开所述区的气体的温度和/或氧含量。

10.权利要求1-5之任一权利要求的方法，特征在于所述催化剂为固定床形式的。

11.权利要求1-9之任一权利要求的再生方法，特征在于所述催化剂在燃烧区中至少两壁之间以下降移动床形式流动，并被由这两壁之一进入该床而由另一壁离开的热的含氧气体横切，在该区中发展成倾斜的火焰锋，其最高点在催化剂进入该区的水平面上气体通过其进入的壁上，最低点在气体通过其离开的壁上，在该方法中如下监测和控制在至少一个发生燃烧的区中碳化物的燃烧：测量完成燃烧的区的至少一个参数XY，并测量未发生燃烧的区中的至少一个参数XN，用包括XY和XN的参数的函数作为所选接近或位于正常操作条件下得到的火焰锋之上的至少一个参考点的特征，在正常操作条件下所述点的位置构成设定参考值，由位于参考值一侧的测量点计算由参数的函数计算的虚拟点的位置，然后将该位置与设定参考点比较，如果存在差别，则修改至少一个操作条件以减少或消除所述差别。

12.权利要求11的方法，特征在于所述火焰锋的最低点位于距所述燃烧区顶部所述燃烧区总高度的最多98％处。

13.权利要求11或12的方法，特征在于在正常操作条件下，所述燃烧锋最低点的位置构成所述设定参考值。

14.权利要求11的方法，特征在于所述移动床的形状为环形。

15.权利要求11至14之任一的方法，特征在于通过改变进入所述燃烧区的氧气量监测和控制燃烧。

16.权利要求11至15之任一的方法，特征在于通过改变所述催化剂的流量监测和控制燃烧。

17.权利要求11至16之任一的方法，特征在于所述催化剂通过多个燃烧区，和所述方法在发生燃烧的最后一区中进行。

18.用于再生用过的催化剂的容器，包括有至少两个壁(5a，5b)的至少一个燃烧区，催化剂在两壁之间作为移动床循环，并配有至少一个导管(4)，用于引入至少一种通过一个壁进入移动床而通过另一壁离开的含氧气体。它还包括位于所述最后燃烧区(Z2)中火焰锋端部之后用于监测和控制燃烧结束的区(FC)，设有用于引入监测和控制含氧气体的导管(11)和至少一个用于测量离开监测和控制区的气体和/或催化剂的温度和/或氧含量的装置。

19.权利要求18的容器，特征在于所述监测和控制区位于所述最后燃烧区的下部。

20.权利要求18或19的容器，特征在于所述催化剂在由两个圆筒形壁限定的环形空间中循环，和一或多个测量装置位于所述气体通过其离开的所述监测和控制区的壁上。

21.权利要求18的容器，特征在于它包括至少一个分离装置(29)，位于所述监测和控制区和所述最后燃烧区之间，以防止气体通过而允许催化剂通过，它还包括气体离开监测和控制区的输出导管(28)，和一或多个测量装置位于所述输出导管(28)中。

22.权利要求18或19的容器，特征在于它包括至少一个分离装置(29)，位于所述监测和控制区和所述最后燃烧区之间，以防止气体通过而允许催化剂通过，它还包括气体离开监测和控制区的导管(28)，和一或多个测量装置位于所述气体通过其离开的所述监测和控制区的壁上。

23.权利要求18至22之任一的容器，特征在于它在至少一个发生燃烧的区中还包括一装置，该装置包括：

·至少一个用于测量已发生燃烧的部分区的温度TY的装置；

·至少一个用于测量未发生燃烧的部分区的温度TN的装置；

·至少两个用于测量位于测量装置TY和TN之间的点Pj处床温度Tj的装置，位于燃烧区中水平面P0一侧，其对应于火焰锋的参考点的位置以获得在正常操作条件下的设定参考值；

·用于由在点Pj所得温度测量结果Tj、TY、TN计算对应于火焰锋上点的虚拟点的位置并用于将所述位置与设定参考值比较的装置；

·与上述计算装置和用于修改至少一个操作条件的装置相连的用于调节燃烧区的操作条件的装置。

24.权利要求23的容器，特征在于所述用于测量TN的装置位于所述燃烧区的下三分之一。

25.权利要求23或24的容器，特征在于所述用于测量TY的装置位于所述燃烧区的上三分之二。

26.权利要求23至25之任一的容器，特征在于多个温度测量装置位于同一测量水平面内，得到平均截面温度。

27.权利要求23至25之任一的容器，特征在于所述两壁为圆筒形并共轴，限定环形催化剂床，气体由所述外壁进入而收集在所述内壁限定的收集器中，所述温度测量装置位于所述收集器内。

28.权利要求23至27之任一的容器，特征在于所述两壁为圆筒形并共轴，限定环形催化剂床，气体由所述内壁限定的容积进入所述燃烧区，通过所述内壁横切所述床而通过所述外壁离开，所述温度测量装置位于所述外壁中。

29.权利要求23至28之任一的容器，特征在于所述温度测量装置分布在所述催化剂床中。

30.权利要求23至29之任一的容器，特征在于通过PID式计算、内部控制模型、预测控制模型或非线性控制模型监测和控制所述虚拟点的位置。

31.权利要求23至30之任一的容器，特征在于它包括：

·至少一个用于测量已发生燃烧的部分区的温度TY的装置，在气体通过其离开的壁上；

·至少一个用于测量未发生燃烧的部分区的温度TN的装置，在气体通过其离开的壁上；

·至少两个用于测量位于测量装置TY和TN之间的点Pj处床温度Tj的装置，在气体通过其离开的壁上，位于燃烧区中位置PO的一侧，其对应于火焰锋的最低点以获得在正常操作条件下的设定参考值；

·用于由在点Pj所得温度测量结果Tj、TY、TN计算对应于火焰锋上点的虚拟点的位置并用于将所述位置与设定参考值比较的装置；

·与上述计算装置和用于修改至少一个操作条件的装置相连的用于调节燃烧区的操作条件的装置。

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