CS216826B2

CS216826B2 - Method of regeneration of catalyser containing the coke and device for executing the said method

Info

Publication number: CS216826B2
Application number: CS748817A
Authority: CS
Inventors: Algie J Conner; Daniel Dudych; Richard Pulak; Willas L Vermilion
Original assignee: Universal Oil Prod Co
Priority date: 1973-12-28
Filing date: 1974-12-20
Publication date: 1982-11-26
Also published as: DE2459879C3; NO142471B; SE403573B; NO142471C; DE2459879B2; FR2255948A1; PL99780B1; AU7676574A; DE2459879A1; GB1486478A; BR7410887D0; EG11686A; AR207340A1; FR2255948B1; NO744700L; FI367374A7; IT1026076B; FI60403C; SE7416054L; FI60403B

Description

Vynález se týká způsobu regenerace katalyzátoru znečištěného koksem, zvláště katalyzátoru, který pochází z jednotky fluidňího katalytického krakování, a zařízení k 'provádění tohoto způsobu.

Při provádění většiny regeneračních postupů se oxidace koksu v odpadním katalyzátoru provádí v regeneračním zařízení s jedním nebo více kompaktními loži, umístěnými u dna nádoby, přičemž nad tímto kompaktním ložem je uvolňovací prostor se zředěnou fází. Kompaktní lože je udržováno u dna nádoby omezováním povrchové rychlosti přiváděného čerstvého regeneračního plynu. Obyčejně· používané rychlosti jsou menší než 0,9 m/s, přičemž nejčastěji jsou používané rychlosti od 0,45 do 0,75 m/s. Částečně je katalyzátor, obsažený v kouřových plynech opouštějících kompaktní lože, oddělován v cyklónech, umístěných v uvolňovacím prostoru a oddělený katalyzátor je vracen do kompaktního lože. Průměrný čas zdržení katalyzátoru v regeneračním zařízení je asi od 2 do 5 minut.

Cas zdržení plynu je obyčejně od 10 do 20 sekund. Všechen regenerovaný katalyzátor je vrácen přímo do reakční zóny.

. Většina běžných regeneračních zařízení pracuje tak, aby se předešlo úplnému spálení kysličníku uhelnatého, který vzniká při oxidaci koksu. Toto se všeobecně provádí regulací množství plynu, obsahujícího kyslík, který se přivádí do regenerační zóny, který přímo odpovídá malým teplotním rozdílům mezi spalinami a kompaktním· ložem, přičemž se minimalizuje přebytek kyslíku v regeneračním zařízení a dále se důsledně · odděluje kysličník uhelnatý po jeho vzniku.

V poslední době byla zjištěna možnost dodatečného spálení kysličníku uhelnatého, který vzniká spalováním koksu, na kysličník uhličitý uvnitř regeneračního zařízení. Tato známá skutečnost se využívá při uspořádání, ve kterém se používá spalovací komory s kompaktním katalytickým ložem· na spalování koksu, potom· následuje transportní stoupací vedení zředěné fáze, kde je dokončeno úplné spálení kysličníku uhelnatého, á dále je umístěna sběrná komora s druhým kompaktním ložem, kde je katalyzátor shromažďován a vracen do reaktoru fluidního· katalytického· krakování.

Tento známý postup, který byl uveden výše, má některé nevýhody. Při jeho provádění je obtížné kontrolovat teplotu ve spalovací komoře· nebo v zóně spalování koksu, á toto ovlivňuje· účinnost spalování kysličníku uhelnatého· v transportním vedení.

₍Podle uvedeného vynálezu bylo zcela neočekávaně zjištěno, že jestliže se vrátí část horkého regenerovaného katalyzátoru do spalovací komory, umožní se tím kontrolování teploty ve spalovací komoře, a tím i kontrolování rychlosti reakce oxidace koksu. Toto umožňuje získat regenerovaný katalyzátor se sníženým obsahem zbytkového koksu. Regenerovaný katalyzátor, který není recyklován do spalovací komory se zavádí do· reakční zóny při vyšší teplotě, což snižuje náklady na předběžné ohřívání výchozí suroviny.

Podle uvedeného vynálezu se postup provádění regenerace katalyzátoru znečištěného koksem provádí tak, že se katalyzátor obsahující koks kontinuálně zavádí do· oxidační zóny koksu, ve které je koks oxidován v prvním kompaktním katalytickém loži čerstvým regeneračním plynem při teplotě pohybující se v rozmezí od 675 do 760 °C, při tlaku v rozmezí od 0,1 do 0,4 MPa a při povr-. chové rychlosti regeneračního plynu v rozmezí od 0,9 do 3 m/s, za vzniku regenerovaného katalyzátoru a částečně vyčerpaného regeneračního plynu, obsahujícího kysličník uhelnatý. V další fázi se tento katalyzátor a částečně vyčerpaný regenerační plyn vede do konverzní zóny kysličníku uhelnatého·, ve které se kysličník uhelnatý převede na kysličník uhličitý při tlaku pohybujícím se v rozmezí od 0,1 do 0,4 MPa, teplotě pohybující se v rozmezí od 690 do 800 ^QC a při povrchové rychlosti regeneračního plynu pohybující se od 3 do 7,5 m/s, ža vzniku vyčerpaného regeneračního plynu a regenerovaného katalyzátoru o vyšší teplotě. Potom se tento' katalyzátor odděluje od vyčerpaného regeneračního plynu a shromažďuje se ve druhém kompaktním katalytickém loži ve sběrné zóně před odváděním regenerovaného katalyzátoru do reakční zóny, přičemž celkový čas zdržení katalyzátoru se pohybuje v rozmezí od 0,5 do· 2 minut a celkový čas zdržení regeneračního plynu se pohybuje v rozmezí od 2 do 10 sekund.

Podstata tohoto postupu regenerace katalyzátoru znečištěného koksem podle uvedeného vynálezu spočívá v tom, že proud katalyzátoru z druhého· kompaktního katalytického lože se recykluje do prvního kompaktního· katalytického lože.

Ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu se teplota v oxidační zóně reguluje přiváděním recyklovaného regenerovaného katalyzátoru ze sběrné zóny do· oxidační zóny.

Podstata zařízení к provádění regenerace katalyzátoru obsahujícího koks podle uvedeného vynálezu, které obsahuje spalovací komoru, ve které je obsaženo první kompaktní katalytické lože, přičemž tato komora obsahuje v dolní části přívod zenčištěného katalyzátoru a přívody čerstvého· regeneračního plynu a v horní části výstup ze spalovací komory pro směs regenerovaného katalyzátoru a částečně vyčerpaného regeneračního plynu, a dále obsahuje převodní potrubí, napojené na horní část spalovací komory, které má přívod na svém spodním konci připojený na výstup ze spalovací komory a výstup napojený na sběrnou komoru, přičemž tato sběrná komora, obsahující druhé kompaktní katalytické lože, má v dolní části výstup regenerovaného katalyzátoru a v horní části výstup vyčerpaného regeneračního plynu, spočívá v tom, že mezi sběrnou komorou a spalovací komorou jsou uspořádány prostředky pro recyklování regenerovaného katalyzátoru ze sběrné komory do spalovací komory.

Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu zahrnují uvedené prostředky pro recyklování regenerovaného katalyzátoru alespcň jedno potrubí a regulačními prostředky pro průtok, umístěnými v tomto potru’ bí.

Výhody tohoto postupu regenerace katalyzátoru s obsahem koksu podle vynálezu a zařízení к provádění tohoto postupu spočívají v tom, že zvýšená reakční rychlost a zvýšený čas zdržení katalyzátoru se odrazí v tom, že katalyzátor má snížený obsah zbytkového koksu. A dále se rovněž zvýší rychlost spalování kysličníku uhelnatého· v konverzní zóně kysličníku uhelnatého z důvodu vyšší vstupní teploty, -a tím se rovněž sníží koncentrace kysličníku uhelnatého ve výstupní zóně. Regenerovaný katalyzátor, který není recyklován do spalovací komory se opět zavádí do reakční zóny při vyšší teplotě, což umožňuje snížení požadavků na předběžné ohřívání výchozí suroviny.

Vzhledem к tomu co· již bylo uvedeno, umožňuje postup podle uvedeného vynálezu a zařízení к provádění tohoto postupu regeneraci katalyzátoru znečištěného koksem, přičemž katalyzátor znečištěný koksem je kontinuálně zaváděn do zóny oxidace koksu, která zahrnuje první kompaktní katalytické lože, ve kterém je koks oxidován a přinejmenším jedno· další kompaktní katalytické lože ve směru po proudu průchodu prvního kompaktního katalytického lože, přičemž katalyzátor v tomto dalším kompaktním katalytickém loži má vyšší teplotu než katalyzátor v prvním kompaktním katalytickém loži, přičemž zlepšení podmínek se dosáhne tím, že se část katalyzátoru z druhého kompaktního· katalytického lože vrací do prvního kompaktního katalytického lože.

Všeobecně obsahuje zařízení na regeneraci katalyzátoru, přičemž je tento katalyzátor znečištěn koksem a regenerace se provádí oxidací koksu, následující části:

spalovací komoru s kompaktním katalytickým ložem, která má přívod znečištěného katalyzátoru a přívod čerstvého regeneračního plynu a dále výstup ze spalovací komory pro regenerovaný katalyzátor a regenerační plyn, převodní potrubí, jehož spodní konec tvoří vstupní část spojenou s výstupem ze spalovací komory, a toto potrubí je umístěno vertikálně vzhůru vzhledem к tomuto vý216826 stupu, přičemž je vyústěno do dále následující sběrné komory, sběrnou komoru, která obsahuje druhé kompaktní katalytické lože, a která má výstup regenerovaného katalyzátoru a výstup odpadního· regeneračního plynu, a vnější prostředky pro· recyklování regenerovaného katalyzátoru, které umožňují vedení regenerovaného katalyzátoru ze sběrné komory do spalovací komory.

Podle dalšího· možného provedení, které je zvláště použitelné к provádění konverzí katalyzátoru obsahujícího koks ve stávajících regeneračních zařízeních, je tvořeno na oxidaci koksu v odpadním katalyzátoru následujícími částmi:

spalovací komorou, která obsahuje kompaktní katalytické lože, přičemž tato komora má vstup pro odpadní katalyzátor a vstup pro čerstvý regenerační plyn, převodním potrubím v podstatě vertikálního směru, které má vstup spojený s výstupem ze spalovací komory a horizontální část s výstupem, sběrnou komoru s bočním vstupem spojeným s výstupem převodního potrubí, ve které je kompaktní katalytické lože s regenerovaným katalyzátorem, a která má dále výstup regenerovaného katalyzátoru a výstup odpadního regeneračního plynu, přičemž tato sběrná komora je situována tak, že je přilehlá к uvedené spalovací komoře, takže kompaktní katalytické lože ve sběrné komoře je umístěno nad kompaktním katalytickým ložem ve spalovací komoře, a prostředky pro recyklování regenerovaného katalyzátoru, které umožňují vedení regenerovaného katalyzátoru přímo ze sběrné komory do spalovací komory.

Varianta zařízení к provádění postupu podle uvedeného vynálezu, která je znázorněna na přiloženém obrázku, je nejlépe aplikovatelná na druhy existujících regeneračních zařízení, ovšem může být stejně tak dobře použito toto zařízení jako no‘vá jednotka.

Přiložený výkres znázorňuje schematicky v hlavních znacích zařízení к provádění postupu regenerace katalyzátoru znečištěného koksem podle vynálezu.

Hlavními částmi tohoto zařízení jsou spalovací komora 1 koksu, konverzní zóna umístěná v převodním potrubí 3, ve které probíhá konverze kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý, sběrná komora 2 regenerovaného katalyzátoru a prostředky 6 pro recyklování katalyzátoru.

Odpadní katalyzátor z reakční zóny a čerstvý regenerační plyn jsou zaváděny do spalovací komory 1 neboli do oxidační zóny koksu pomocí přívodních potrubí 7 а 10.

Spalovací komora 1 obsahuje první kompaktní katalytické lože 4, které má rozhraní neboli stykovou plochu 8 v horní části této komory.

obejitá se Čerstvý regenerační plyn zavádí do této spalovací komory 1 rozdělovacím členem 11. V prvním kompaktním katalytickém loži 4 probíhá oxidace koksu, který je obsažen ve výchozím materiálu, přičemž v této spalovací komoře 1 vzniká částečně vyčerpaný regenerační plyn a regenerovaný katalyzátor.

Částečně vyčerpaný regenerační plyn a regenerovaný katalyzátor opouští spalovací komoru 1 a jsou zaváděny do· převodního potrubí 3 na jeho spodním konci. Uvnitř převodního potrubí 3 probíhá v podstatě úplná konverze kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý, přičemž současně vzniká vyčerpaný regenerační plyn. Přinejmenším část tepla, pocházející ze spalování kysličníku uhelnatého je převedena do regenerovaného katalyzátoru, který je při této konverzi veden touto zónou.

Převodní potrubí 3 má v podstatě vertikální část 34 a v podstatě horizontální část 35, která je к ní připojena v přibližně pravém úhlu, přičemž vnitřní prostor je označen jako 36. V podstatě vertikální část 34 -má vstup 9 na svém spodním konci, který je připojen ke spalovací komoře 1. Vstup 9 do převodního potrubí 3 je současně výstupem ze spalovací komory 1.

Směs částečně vyčerpaného regeneračního plynu a regenerovaného katalyzátoru se vede nejdříve vertikální částí 34 převodního potrubí 3 a potom je stáčena do pravého úhlu do v podstatě horizontální části 35 převodního potrubí 3. V podstatě horizontál’ ní část 35 je ukončena v boční straně sběrné komory 2. Horizontální část 35 má výstup 16, který může obsahovat jeden nebo více otvorů, které jsou umístěny uvnitř sběrné komory 2 a které umožňují vstup regenerovaného katalyzátoru a částečně vyčerpaného plynu z převodního potrubí 3 do sběrné komory 2.

Na horním konci vertikální části 34 je umístěn uzávěr 37, který je situován tak, že jistý objem vertikální části přesahuje hořejšek horizontální části 35. Takto se vytvoří prostor který může být vyplněn katalyzátorem a plynem, čímž vznikne pružná poduška, která zabraňuje odírání horní části vertikální části v okamžiku, kdy se částečky katalyzátoru zavádějí z vertikální části do horizontální částí převodního potrubí.

Do- vnjitřiního prostoru 36 převodního potrubí 3 může být zavedena palivová tekutina jako například topný plyn nebo proud kapalných uhlovodíků případným vstupem 12 palivové tekutiny a rozdělovacím členem

13. Hoření této palivové tekutiny může být nezbytné na počátku provádění postupu za účelem zvýšení teploty uvnitř vnitřního prostoru 36, .a tedy dodání tepla dostatečného к započetí oxidace kysličníku uhelnatého, nebo ke zvýšení teploty katalyzátorových částeček, které jsou vedeny tímto převodním potrubím, čímž je dosaženo' dodání tepla, kromě toho, který vznikne samotným hořením kysličníku uhelnatého. Ačkoliv to není znázorněno na obrázku, může být hořlavá tekutina přidávána do· spalovací komory 1 z některých nebo všech důvodů, které byly uvedeny výše.

Do vnitřního prostoru 36 převodního potrubí 3 může být podobně přiváděn čerstvý regenerační plyn případným vstupem 14 čerstvého' regeneračního plynu a rozdělovacím členem 15. Tento· regenerační plyn sem může být zaváděn z toho důvodu, aby se doplnilo množství kyslíku, které je potřebné к podpoření hoření vnější palivové tekutiny nebo· к úplnému shoření kysličníku uhelnatého uvnitř převodního potrubí 3.

Sběrná komora 2 regenerovaného katalyzátoru obsahuje v horní části uvolňovací prostor 17 pro zředěnou fázi, kde jsou rovněž umístěny cyklóny, přičemž ve spodní části_; této sběrné komory je umístěno druhé kompaktní katalytické lože 5 regenerovaného katalyzátoru, které má rozhraní neboli stykovou plochu označenou jako 26. Sběrná komora 2 je velmi podobná svojí konstrukcí všeobecně používaným jednoprostorovým regeneračním zařízením. Zařízení podle uvedeného· vynálezu může být vytvořeno úpravou používaných existujících regeneračních zařízení na sběrnou komoru regenerovaného katalyzátoru a přidáním spalovací komory, převodního potrubí a prostředků pro recyklování regenerovaného katalyzátoru.

V podstatě horizontální část 35 převodního potrubí 3 je zakončena do· uvolňovacího prostoru 17. Výstup 16 z převodního potrubí 3 je umístěn uvnitř sběrné komory 2 nad rozhraním 26 druhého kompaktního katalytického· lože 5. Výstup 16 může být napojen na odlučovač regeneračního plynu, tzn. že zde může být uspořádán uvolňovací prostor nebo cyklóny umístěné paralelně nebo v sérii nebo v kombinaci paralelního a sériového· uspořádání. Na obrázku je použito kombinace uvolňovacího prostoru 17 a cyklónů 19 a 23. Usměrňovači přepážka 18 usměrňuje tok regenerovaného katalyzátoru a vyčerpaného regeneračního plynu z výstupu 16 směrem dolů do· nádoby. Vyčerpaný regenerační plyn vstupuje do cyklónu 19 vstupem 20. Plyn z cyklónu 19 vstupuje do cyklónu 23 potrubím 22. Oddělený katalyzátor se odvádí odváděcími trubkami 21 a 25 do druhého kompaktního katalytického lože 5. Vyčerpaný regenerační plyn opouští cyklón 23 a sběrnou komoru 2 odváděči trubkou 24.

Toto uspořádání cyklónů umožňuje použít existujících regeneračních zařízení v jejich původním¹ uspořádání, což zjednodušuje úpravu nezbytnou к přestavění existujících regenerátorů na zařízení podle uvedeného vynálezu.

Důvod pro· použití převodního potrubí, které má dvě části, z nichž jedna je v podstatě vertikální a druhá v podstatě horizontální, přičemž je horizontální část vyvedena do boční strany sběrné komory, je ten, že v tomto případě mohou být použity jednoprostorové stávající regenerační aparatury, aniž by bylo nutné přestavět jejich existující uspořádání, na sběrné komory regenerovaného· katalyzátoru podle tohoto vynálezu. Možnost použití existujících jednoprostorových regeneračních zařízení v jejich původním uspořádání značně šetří konstrukční náklady.

Konkrétně je nezbytné, aby sběrná komora byla situována s ohledem na spalovací komoru tak, aby přinejmenším část druhého kompaktního katalytického lože ve sběrné komoře byla nad prvním kompaktním katalytickým ložem ve spalovací komoře, čímž se vytvoří dopravní výská, která je nezbytná к zabezpečení toku horkého regenerovaného katalyzátoru ze sběrné komory do spalovací komory. Tento požadavek v souvislosti s regeneračními aparaturami dosavadních konstrukcí s pevně umístěnou jednoprostorovou nádobou, určuje zvláštní uspořádání převodního· potrubí neboli spalovací zóny kysličníku uhelnatého a jeho vstup do sběrné komory. V souvislosti s tímto návrhem může být výškového uspořádání dosaženo aniž by bylo nutné přestavovat nyní používané typy regeneračních zařízení, kterých je možno nyní použít jako sběrných komor.

Je samozřejmé, že uspořádání, které bylo uvedeno výše není bezprostředně nutné к provedení postupu podle uvedeného vynálezu. Může být rovněž použito obdobných jiných zařízení, ve kterých je sběrná komora umístěna přímo nad spalovací komorou na rozdíl od uspořádání, které bylo uvedeno výše, a které má sběrnou komoru umístěnou na boční straně jak je vidět na přiloženém obrázku.

¹ Druhé kompaktní katalytické lože je umístěno· ve sběrné komoře jednak z izolačních důvodů a jednak proto, aby byla vytvořena vhodná dopravní výška к zajištění jednosměrného toku regenerovaného katalyzátoru ze sběrné komory 2 do spalovací komory 1 a do reakční zóny (která není znázorněna na přiloženém obrázku). Rovněž, ačkoliv toto není podstatné, může být regenerovaný katalyzátor zbavován adsorbovaného a intersticiálního regeneračního plynu tak, že se přepážkami 28 ve vypuzovací zóně 27 protiproudým způsobem vede vypuzovací látka, která vstupuje do této vypuzovací zóny potrubím 29. Vypuzovací látkou může být například přehřátá pára.

Horká regenerovaná katalyzátorová hmota se pohybuje převážně směrem dolů a dále se odvádí popřípadě nálevkou 30 a nechá se recyklovat pomocí prostředků pro recyklování katalyzátoru, přičemž tyto prostředky jsou obecně označeny vztahovou značkou 6, s ventilem 31. Horký regenerovaný katalyzátor je recyklován zpět do spalovací komory 1 za účelem řízení teploty a rychlosti oxidace koksu v této komoře.

Ventil 31 je obyčejné šoupátko, které může být ovládáno snímačem teploty v zóně oxidování koksu. Prostředky 6 pro recyklo216826 vání regenerovaného katalyzátoru mohou být vícenásobné, se šoupátky nebo· · bez nich, a všeobecně není nutné použít dalších přístrojů katalyzátoru ze sběrné komory 2· dospalovací komory 1 řízenou rychlostí.

Zbytek katalyzátoru ze sběrné komory 2 je vrácen do· reakční zóny potrubím 32 s ventilem 33, které je obyčejně šoupátko.

V jiném alternativním provedení může být zařízení podle uvedeného vynálezu kontrolováno tak, že sběrná komora je umístěna nad spalovací komorou a oxidační zónou kysličníku uhelnatého, přičemž je s ní · vertikálně souosá. Při tomto způsobu uspořádání musí být oxidační zóna kysličníku uhelnatého zakončena u dna sběrné komory. Ve výhodném uspořádání je výstup z oxidační zóny kysličníku uhelnatého přímo spojen se vstupem do· cyklónu. Horký regenerovaný katalyzátor je shromažďován ve druhém kompaktním katalytickém loži u dna sběrné nádoby. Prostředky pro vnější recyklování katalyzátoru zde mohou být použity stejné jako u provedení zařízení předtím uvedeného, tj. popřípadě použitá nálevka v druhém kompaktním· katalytickém loži ve sběrné komoře, jež zavádí regenerovaný horký katalyzátor do recyklizačního- potrubí, které obsahuje kontrolní ventil. Rovněž mohou · být využity prostředky pro· oddělování regenerovaného katalyzátoru od adsorbovaných nebo· intersticiálních látek. Při tomto alternativním uspořádání, při kterém· je sběrná komora umístěna souose vzhledem ke spalovací komoře, není použito stočení proudu · do· pravého úhlu ve střední části konverzní zóny kysličníku uhelnatého. Kromě toho i když je konverzní zóna kysličníku uhelnatého v podstatě vertikální potrubí je možno na výstupu katalyzátoru a plynu z konverzní zóny kysličníku uhelnatého vytvořit stočení do pravého úhlu před vstupem do cyklónu.

Termínem „odpadní katalyzátor“ se · m-íní katalyzátor, který je odebrán z reakční zóny, neboť má sníženou aktivitu, což je způsobeno usazováním · koksu. Odpadní ·katalyzátor obsahuje cd několika procent do asi 5 · % hmotnostních koksu obyčejně je toto rozmezí od 0,5 % hmotnotních do 1,5 % hmotnostního.

Termínem „regenerační plyn“ se míní plyn, · který se uvádí do kontaktu s katalyzátorem při regeneračním procesu a který může · zahrnovat skupinu plynů, které obsahují kyslík jako je vzduch nebo kyslíkem obohacený nebo ochuzený vzduch, který se zavádí do regenerátoru za účelem oxidování · · koksu, obsaženému v katalyzátoru. Částečně znečištěný regenerační plyn je plyn, který přichází do styku s katalyzátorem a má -snížený obsah kyslíku ve srovnání s čerstvým regeneračním- plynem. Obyčejně obsahuje částečně znečištěný regenerační plyn vodu, dusík, · kyslík, kysličník uhličitý a kysličník uhelnatý.

Termínem „regenerovaný katalyzátor“ sé míní katalyzátor, ze kterého je odstraněna většina koksu. Regenerovaný katalyzátor produkovaný postupem podle uvedeného vynálezu obyčejně obsahuje asi 0,01 až 0,20 procent hmotnostních koksu, a konkrétně asi od 0,01 % hmotnostního do· 0,1 % hmotnostního koksu.

Termínem ,,v podstatě úplné spálení kysličníku uhelnatého“ se míní to, že obsah kysličníku uhelnatého je menší než asi 2000 ppm a všeobecně menší než asi 500 ppm.

Termínem „vyčerpaný regenerační plyn“ se · míní regenerační plyn, který opouští regenerační proces, a který obsahuje méně než asi 2000 ppm kysličníku uhelnatého, kysličníku uhličitého, dusíku, vody a od asi několika procent do 15 % mol. kyslíku. Všeobecně obsahuje vyčerpaný regenerační plyn méně než asi 500 ppm kysličníku uhelnatého.

Termínem „spalovací komora“ se míní · prostor, který obsahuje jedno nebo více prvních kompaktních katalytických loží, kde je oxidována hlavní část koksu.

Termínem „konverzní zóna kysličníku uhelnatého“ se míní prostor, ve kterém probíhá konverze kysličníku uhelnatého za · vzniku vyčerpaného regeneračního plynu. Termínem „sběrná komora“ se míní prostor, ve · kterém · je shromažďován regenerovaný katalyzátor v jednom nebo více druhých kompaktních katalytických ložích, zvláště pro· izolační účely a k vytvoření dopravní výšky. Část regenerovaného' katalyzátoru z tohoto prostoru je recyklována do spalovací komory a zbytek je vrácen do reakční zóny.

Při provádění postupu podle uvedeného vynálezu je odpadní katalyzátor · · účinně regenerován na velmi nízký obsah zbytkového koksu, přičemž současně vznikající kysličník uhelnatý je v podstatě spálen na kysličník uhličitý. Odpadní katalyzátor je · veden do spalovací komory, přičemž vzniká regenerovaný katalyzátor a částečně vyčerpaný regenerační plyn. Částečně vyčerpaný regenerační plyn a regenerovaný katalyzátor jsou potom zaváděny do konverzní · zóny kysličníku uhelnatého, kde probíhá oxidace kysličníku uhelnatého, přičemž přinejmenším část tepla ze spalování kysličníku uhelnatého je převedena · do katalyzátoru. Cas zdržení katalyzátoru v konverzní zóně kysličníku uhelnatého' je vhodně krátký, aby bylo zabráněno další podstatné oxidaci zbytkového koksu, a tím vzniku dalšího¹ kysličníku uhelnaéého'. Katalyzátor a vyčerpaný regenerační plyn opouštějící konverzní zónu kysličníku uhelnatého jsou separovány · · a horký regenerovaný katalyzátor je veden do· sběrné komory. Část horkého regenerovaného · katalyzátoru je potom recyklována ze sběrné komory do · spalovací komory za účelem zvýšení teploty ve spalovací komoře a zvýšení rychlosti oxidace koksu, a tím nepřímo ke zvýšení rychlosti oxidace kysličníku uhelnatého· v konverzní zóně kysliční216826 ku uhelnatého. Zbytek regenerovaného' katalyzátoru je potom vrácen z regenerační katalytické zóny do reakční zóny. Regenerovaný . katalyzátor . může být přímo popřípadě zbavován adsorbovaného a intersticiálního regeneračního plynu v regenerační katalytické zóně.

Postup podle uvedeného vynálezu tímto nejenom eliminuje problém znečištění kysličníkem uhlenatým, přičemž není zapotřebí regeneračního· zařízení kysličníku uhelnatého, ale i objevuje možnost získání tepla a je-ho využití, pokud se týče části tepla pocházejícího' ze spalování kysličníku uhelnatého, v daném procesu. Recyklování části 'horkého· regenerovaného katalyzátoru zpět do spalovací komory umožňuje zvýšit rychlost oxidace koksu, a tím i nepřímo konverze kysličníku uhelnatého, přičemž tím snižuje nároky na vybavení zařízení. Tím, že je do reakční zóny vracen katalyzátor o· vyšší teplotě než normálně, je umožněno snížit požadavky na předběžné předehřívání výchozí suroviny. A dále oddělování koksu prostřednictvím oxidace, přičemž vzniká kysličník uhelnatý, umožňuje nejenom · získání regenerovaného katalyzátoru, který má snížený obsah zbytkového koksu, a tím· i vyšší aktivitu, ale i využít přinejmenším část tepla ze spalování kysličníku uhelnatého· v dalším postupu fluidního katalytického krakování. Je velmi dobře známo · z dosavadního 'stavu techniky, že množství zbytkového koksu v regenerovaném katalyzátoru má velký vliv na konverzi a · výtěžky produktu, získanému v reakční zóně, zvláště když jsou použity katalyzátory, obsahující zeolit, které jsou citlivé na koks, přičemž · nežádoucí obsah koksu zkracuje dobu styku s katalyzátorem.

Podle uvedeného vynálezu nezůstává katalyzátor v oxidační zóně koksu, jelikož povrchová · rychlost čerstvého· regeneračního· plynu do· této· zóny není nikterak omezováha kritickou rychlostí. Povrchová rychlost v oxidační zóně koksu, která stačí na to, aby byl · katalyzátor dopraven do konverzní zóny kysličníku uhelnatého se pohybuje v rozmezí od 0,9 · m/sec do· 3 m/sec. Obvykle používanou · rychlostí v konverzní zóně kysličníku · uhelnatého jsou rychlosti pohybující se v · rozmezí · od 3 do 7,5 m/s.

Jelikož povrchová rychlost ve spalovací komoře · není nijak omezována dopravní rychlostí, ale je ve skutečnosti dvakrát až třikrát větší než kritická rychlost, může být nyní dosaženo toho, že se značně sníží zásoby katalyzátoru, jelikož množství zadržovaného regenerovaného· katalyzátoru je v přímém vztahu k používaným· povrchovým rychlostem ve spalovací komoře. Zásoby katalyzátoru, které se používají v uvedeném· zařízení a při provádění postupu podle vynálezu jsou 40 až 60procentní vzhledem k jednostupňovým nebo · vícestupňovým, regeneračním procesům· dosud užívaným. Při použití regeneračního· procesu a zařízení podle uvedeného vynálezu na zpomalenou modifikaci· způsobu fluidního· katalytického· krakování, může zařazený čistič ušetřit asi tun katalyzátoru.

Množství zpracovaného· katalyzátoru, jehož je zapotřebí k doplnění ztrát a k udržení aktivity v procesu fluidnhho· katalytického krakování, bude rovněž sníženo, takže toto množství je pouhým procentem: z celkové zásoby katalyzátoru.

Protože je nyní použito vyšších teplot, které vyplývají z recyklování horkého· regenerovaného katalyzátoru, je tím současně umožněn lepší kontakt mezi plynnou a •pevnou fází, což vyplývá z použitých vyšších rychlostí a vyššího· parciálního · tlaku kyslíku, přičemž se zvýší rychlost hoření koksu a může být snížen čas zdržení katalyzátoru. Čas zdržení katalyzátoru, pokud se týká jednoho průchodu, může být takto snížen ze současně používaného rozmezí od do· 5 minut na méně než 2 minuty a čas zdržení regeneračního plynu může být · snížen z asi 20 sekund na méně než 10 sekund.

Jiným důležitým výsledkem, vyplývajícím že zkrácení doby zdržení katalyzátoru, je možnost použití vypuzování kouřových složek z regenerovaného katalyzátoru. Parní vypuzování kouřových složek z regenerovaného katalyzátoru nebylo dříve praktikováno z důvodu příliš dlouhého· času zdržení katalyzátoru v běžných regeneračních procesech. Vystavení katalyzátoru proudu páry po dlouhé časové intervaly snižuje deaktivační poměr v katalyzátoru. Jestliže se použije vypuzování pomocí kouřových plynů z regenerovaného katalyzátoru v procesu podle· uvedeného· vynálezu, potom je výhodné, aby se objem lože dimenzoval tak, aby bylo· pouze minimální množství katalyzátoru vystaveno páře.

Používané tlaky v postupu podle uvedeného vynálezu se mohou pohybovat v rozmezí od tlaku 0,1 MPa (tlak atmosférický) do tlaku · 0,44 MPa, přičemž výhodné rozmezí je od 0,17 MPa do 0,37 MPa.

Výhodné operační podmínky · používané ve spalovací komoře zahrnují čas zdržení, pokud se týká jednoho průchodu katalyzátoru menší než 2 minuty, teplotu v rozmezí od '675 °C · do 760· °C, povrchovou rychlost plynu v rozmezí od· 0,9 do 3 m/s. Množství horkého regenerovaného katalyzátoru recyklovaného ze sběrné komory do spalovací komory se pohybuje v rozmezí od 5 do 150 procent, vztaženo na odpadní katalyzátor Vstupující do spalovací komory, výhodně od 25 do 100:%.

Výhodné operační podmínky pro· konverzní zónu kysličníku uhelnatého · zahrnují:

teplotu od ·690· do· 775 °C, a povrchovou rychlost plynu v rozmezí od do 7,5 m/s.

K oddělování regenerovaného katalyzátoru od plynu může být použito jednoho cyklónu, ale výhodné je použití více než jednoho cyklónu v paralelním nebo sériovém u- spořádání za účelem dosažení účinného oddělení.

Postup a zařízení podle vynálezu budou ilustrovány s pomocí následujících ' příkladů provedení, které podstatu řešení - nijak neomezují.

Příklad

Tento příklad provádění postupu podle uvedeného vynálezu ilustruje výhody vyplývající z užitečnosti recyklování horkého regenerovaného- katalyzátoru ze sběrné komory do· spalovací komory. Hodnoty níže uvedené byly získány z ' běžných procesů . fluidního katalytického krakování s recyklem a bez recyklu regenerovaného· katalyzátoru, - jezde tedy porovnán postup podle vynálezu s postupem· dosud používaným.

Tabulka

Přehled hodnot získaných při regeneračních postupech

Recykl regenerovaného katalyzátoru ne ano

Teplota v reakční zóně (°C)	520	518
Konverze v reakční zóně
(obj. %)	74,0	76,5
Teploty v regeneračním procesu (°C):
^spalovací komora vstup do- konverzní zóny kysličníku	629	674
uhelnatého	653	699
výstup -z konverzní zóny
kysličníku uhelnatého	728	745
sběrná komora	706	743
odpadní regenerační plyn	791	759
Povrchová rychlost ve spalovací komoře
'(m/s Ji	1,0	1,1
Hustota kompaktního lože ve spalovací
komoře (kg/1).	0,096	0,104
uhlíku v regenerovaném kata-
lyzátoru (hmot. %)	0,14	0,04
Topný olej (1/h)	26	0

Analýza znečištěného regeneračního plynu:

/kysličník uhelnatý (mol ppm)	1520	60
kysličník uhličitý (mol %)	15,9	16,0
kysličník (mol. %)	0,3	1,6

Z uvedených výsledků je patrno, že pozorované účinky recyklování regenerovaného katalyzátoru z regenerační zóny katalyzátoru do· zóny oxidace koksu lze uvést jako:

zvýšení teploty ve spalovací komoře, v konverzní zóně kysličníku uhelnatého· a ve sběrné komoře katalyzátoru, zvětšená hustota kompaktního· lože ve spalovací komoře a snížené množství zbytkového koksu v regenerovaném katalyzátoru, které vyplývá z vyšší rychlosti oxidace koksu.

Jak je uvedeno v tabulce, rozdíly jsou významné:

teploty na vstupu do spalovací komory a konverzní zóny kysličníku uhelnatého jsou obě zvýšeny asi- o 45 °C, teplota na výstupu z konverzní zóny kysličníku uhelnatého je zvýšena -o 17 °C, teplota ve sběrné komoře nebo- v regenerační katalytické zóně je zvýšena o 37 °C, a teplota spalin je snížena o 32 °C.

Z důvodu vyšších teplot ve -spalovací komoře a -z toho vyplývající větší rychlosti oxidace koksu, je množství zbytkového uhlíku v regenerovaném katalyzátoru -sníženo z -0,14 % hmotnostních na 0,04 % hmotnostní. Hustota kompaktního lože je ve -spalovací komoře zvýšena asi o 8 %.

Z důvodu -vyšší rychlosti oxidace kysličníku uhelnatého v konverzní zóně kysličníku uhelnatého, která je způsobena vyššími teplotami, se- koncentrace kysličníku uhelnatého ve spalinách snížila z hodnoty 1520 ppm na -60 ppm. Nižší koncentrace kysličníku uhelnatého- byla zaznamenána při nižších teplotách, respektive při -nižších teplotních rozdílech mezi výstupem z konverzní zóny kysličníku uhelnatého -a znečištěným regeneračním plynem. Recyklování regenerovaného katalyzátoru pomáhá zvýšit teplotu -na dostatečnou - míru, takže přídavek topného oleje může být prováděn diskontinuálně. Všeobecně řečeno, postup recyklování katalyzátoru podle uvedeného· vynálezu je více -stabilní a projevuje hladký průběh, ve -srovnání s operacemi, které tohoto recyklu nepoužívají.

Claims

1.. Způsob - -regenerace -- katalyzátoru - obsahujícího koks,· při kterém - - je katalyzátor znečištěný - koksem - - kontinuálně zaváděn do oxidační zóny . koksu, - ve- - které - - je koks· -oxidován v prvním - kompaktním - - katalytickém loži čerstvým regeneračním - plynem· při teplotě -pohybující se v rozmezí od 075 do 760 °C, při tlaku v rozmezí od 0,1 do 0,4 MPa a při povrchové rychlosti regeneračního plynu v -rozmezí od 0,9 -do 3- m/s, za vzniku regenerovaného katalyzátoru -a částečně vyčerpaného regeneračního plynu, obsahujícího kysličník uhelnatý, přičemž·'· potom' - se - - katalyzátor -a - částečně - vyčerpaný regenerační plyn vede do konverzní ' zóny kysličníku uhelnatého, -ve které se kysličník uhelnatý převede na kysličník uhličitý při tlaku - pohybujícímu se v rozmezí od 0,1 do -0,4 MPa, teplotě pohybující se v rozmezí od 690· do 800 °C -a při povrchové rychlosti ' regeneračního plynu pohybující se v -rozmezí -od 3 do 7,5 m/s, za vzniku - vyčerpaného ' regeneračního plynu -a regenerovaného katalyzátoru při vyšší teplotě, -s následujícím oddělováním katalyzátoru - od vyčerpaného regeneračního plynu a shromažďováním tohoto katalyzátoru ve druhém kompaktním katalytickém loži -ve sběrné zóně před odváděním- regenerovaného katalyzátoru do reakční zóny, přičemž celkový čas zdržení katalyzátoru- se pohybuje' - v rozmezí od 0,5 do 2 minut -a celkový čas zdržení regeneračního - plynu je v rozmezí -od 2 do- 10 sekund, vyznačující se tím, že proud katalyzátoru z druhého kompaktního katalytického lože se recykluje do- prvního kompaktního katalytického lože.

VYNALEZU

2. Způsob - podle bodu - 1, . - vyznaěující:-se tím, že - - teplota - v - oxidační - zóně - - se reguluje přiváděním recyklovaného regenerovaného katalyzátoru ze sběrné zóny do oxidační zóny.

3. Zařízení k regeneraci katalyzátoru obsahujícího- - koks podle - bodu 1, - které -je - -tvořeno spalovací komorou, ve které je obsaženo první kompaktní katalytické 1ože, přičemž tato- komora -obsahuje v dolní části přívod znečištěného katalyzátoru a - - přívody čerstvého' regeneračního plynu a v horní části -má výstup ze- spalovací komory pro směs regenerovaného katalyzátoru a částečně vyčerpaného -regeneračního- plynu,. dále obsahuje převodní - potrubí, -napojené na horní část spalovací komory, 'které ' má - přívod na svém spodním konci připojený na - výstup ze -spalovací ' komory a ' výstup ' napojený na sběrnou komoru, - přičemž -' tato sběrná komora, obsahující - druhé kompaktní katalytické lože, -má v dolní části výstup ' regenerovaného katalyzátoru -a' - v horní - části výstup vyčerpaného regeneračního plynu, vyznačující se tím, že mezi sběrnou ' - komorou (2) a spalovací komorou -' (1) - jsou - uspořádány prostředky (6) - pro recyklování regenerovaného katalyzátoru ' - ze ' -sběrné ' ' komory (2) do- spalovací komory (1).

4. Zařízení podle - bodu - '3, vyznačující se tím, že prostředky (6).. pro recyklování -regenerovaného - katalyzátoru zahrnují -alespoň jedno potrubí - s regulačními ' -prostředky (31 ] pro průtok, umístěnými v tomto' ' potrubí.