CS226165B2 - Method of regenerating coke-contaminated fluidized cracking catalysts - Google Patents

Method of regenerating coke-contaminated fluidized cracking catalysts Download PDF

Info

Publication number
CS226165B2
CS226165B2 CS765077A CS507776A CS226165B2 CS 226165 B2 CS226165 B2 CS 226165B2 CS 765077 A CS765077 A CS 765077A CS 507776 A CS507776 A CS 507776A CS 226165 B2 CS226165 B2 CS 226165B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
catalyst
regeneration
carbon monoxide
regeneration gas
coke
Prior art date
Application number
CS765077A
Other languages
English (en)
Inventor
David B Bartholic
Algie J Conner
Original Assignee
Universal Oil Prod Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universal Oil Prod Co filed Critical Universal Oil Prod Co
Publication of CS226165B2 publication Critical patent/CS226165B2/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1809—Controlling processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • C10G11/182—Regeneration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • C10G11/187—Controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
    • B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
    • B01J2208/0007—Pressure measurement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00265—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00539—Pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00548—Flow
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/40—Ethylene production

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

Tento vynález se týká způsobu regenerace koksem kontaminovaného, vyčerpaného (použitého) krakovacího fluidního katalyzátoru obsahujícího katalyticky účinná množství promotoru přeměny kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý; při tomto způsobu se při nabíhání regenerace do kompaktní vrstvy katalyzátoru v regenerační zóně přivádí použitý katalyzátor (s obsahem koksu) a čerstvý regenerační plyn (v množství 8 až 12 g vzduchu na 1 g koksu), jímž se oxiduje koks (při teplotě katalyzátorové vrstvy 399 až 677 °C a za tlaku 0,1 až 0,44 MPa) za vzniku částečně vyčerpaného regeneračního plynu s obsahem kysličník uhelnatý.
Regenerační postupy, kterými se vyčerpaný fluidní katalyzátor regeneruje v regenerační zóně, zaujímají Širokou oblast chemických oborů. Vynálezy, které se pokoušely řešit problémy spojené s regenerací vyčerpaného fluidního katalyzátoru, se obvykle zabývaly maximálním odstraňováním koksu ns katalyzátoru, zatímco se přitom pokoušely zabránit nebo na nejnižáí míru snížit konverzi (přeměnu) kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý v některé Části regenerační zóny.
»
Zejména bylo běžnou praxí v rafineriích, používání běžných regeneračních zón pro vyloučení v podstatě úplné přeměny kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý, kdekoli v regenerační zóně a zvláště v oblasti zředěné fáze katalyzátoru, ve které je přítomno málo katalyzátoru, který by absorboval reakční teplo a kde může tudíž docházet k tepelnému poškození cyklonů nebo jiného separačního zařízení.
V podstatě úplné přeměně kysličníku uhelnatého v obvyklé regenerační zóně bylo zabráněno zcela jednoduše omezením množství čerstvého regeneračního plynu vstupujícího do regenerační zóny. Bez dodstatečného množství přítomného kyslíku pro podporování přeměny kysličníku uhelnatého v kysličník uhličitý nemůže k Žádnému dodatečnému spalování prostě docházet bez ohledu na teploty v regnerační zóně. Teploty v regenerační zóně se obvykle omezují na měně než asi 677 °C vhodným výběrem pracovních podmínek v uhlovodíkové reakční zóně, nebo čerstvými vsázkovými proudy nebo recyklovaiými proudy. Při těchto teplotách byla reakční rychlost oxidace kysličníku uhelnatého podstatně snížena, takže může docházet k hromadění většího přebytku čerstvého regeneračního plynu pro přeměnu kysličníku uhelnatého, než by bylo nezbytné při teplotách vyšších než asi 677 ?C. Vzniklé spaliny obsahující kysličník uhelnatý se buá odvětrávají přímo do atmooféry, nebo používají jako palivo v kotli pro kysličník uhelnatý umístěném ve ·proudu plynu v regenerační zóně.
Podle obvyklé praxe běžné odborníkům z oboru fluidních katalyzátorových krakovacích pracovních způsobů je potřeba zpočátku ručně řídit proud čerstvého regeneračního plynu k regenerační zóně v m^slví postačujícím produkovat částečně vyčerpaný regenerační plyn, ale nedostatečném pro udržení v poddtatě úplné přeměny kysličníku uhelnatého, přičemž se současně orneei^ teploty regenerační zóny na asi 677 °C. Tento požadovaný průtok byl obvykle ekvivalentní asi 3,6 kg až asi 4,5 kg vzduchu na 0,45 kg koksu. Když se dosáhne přiměřeně stálé kontroly stavu, průtok čerstvého regeneračního plynu se potom běžně řídí přímo v závislosti na malém teplotním rozdílu mezi výstupní teplotou spalin (nebo teplotou uvotňující se z prostoru zředěné fáze) a teplotou komppktní vrstvy za účelem automatického udržování tohoto vhodného průtokového mnoství čerstvého regeneračního plynu, aby se kdekoli v regenerační zóně zabránilo v poddtatě úplné přeměně kysličníku uhelnatého v kysličník uhličitý. Jakmile ' rozdíl teploty vzroste nad určitou předem stanovenou hodnotu, což . dokazuje, to že ve zředěné fázi probíhá větší přeměna kysličníku uhelnatého, snižuje se množtví čerstvého regeneračního plynu, aby se zabránilo v poddtatě úplné přeměně kysličníku uhelnatého v kysličník uhhičitý.
Tento způsob kontroly lze doložžt na příklad americkými petentovými spisy č. 3 161 583 a 3. 206 393· Protože tento způsob má za následek malé m naživí kyslíku ve spalinách, obvykle v rozmezí 0,1 áž I objemového procenta kyslíku, vylučuje se tím v poddtatě úplná přeměna kysličníku uhelnatého v kysličník uhličitý v regenerační zóně.
Do příchodu katalyzátorů obsah^ících ^oon bylo málo ekonomických podnětů pro úplnou přeměnu kysličníku uhelnatého na kysličník · uhličitý.
Spalné teplo, které by byloilze odnímat, nebylo pro proces prostě upotřebováno; pro uhlovodíkovou reakční zónu se nepoužívalo žádné předehřívání vsázky a stačilo, když se větší množství koksu vytvořeného na amorfních katalyzátorech v uhlovodíkové zóně spalovalo, aby poskytlo teplo pro tepelnou bilanci celkového procesu při nižších teplotách uhlovodíkové konverzní zóny používaných potom bez·požadavků takových přídavných tepelných příkonů, jako je předehřívání vsázky.
Používání fluidních krakovacích katalyzátorů obsah^ících zeooit s jejich menšími tendencemi ke tvorbě koksu a použitím vyšší teploty v uhlovodíkové konverzní zóně činí však často přídavný tepelný příkon do fluid^ího katalyzátorového pracovního způsobu nezbytným.
Typicky přídavný záhřev se provádí spalováním vnějšího paliva v regenerační zóně, například ··topného oleje, nebo předehříváním fluidní katalyzátorové· krakovací vsázky vnějšími předehřívači. Teplo se takto přidává a potom poz^ěě! se z fluid^ího krakovacího katalyzátorového pracovního procesu odnímá pomocí dvou vnějších zařízení, předehřívače vsázky a kotle na Keličník uhelnatý, přičemž každá z nich- představuje finančně.značně nákladnou kapitálovou ^vozHc!. ‘
Způsobem podle pří0oonéUo vynálezu se oxiduje koks z vyčerpaného fluidního krakovacího katalyzátoru obsahujícího účinná moožtví promotoru přeměny kysličníku uhelnatého a navazuje a řídí se v poddtatě úplná přeměna kysličníku uhelnatého v·kysličník uhličitý uvnntř kompaktní vrstvy katalyzátoru v regenerační zóně.
’ 226165
Regenerace alespoň části reakčního tepla ze spalování kysličníku uhelnatého v kompaktní vrstvě katalyzátoru dovoluje snížení požadavků na předehřívání náplně nebo na vyšší teploty v zóně reakce uhlovodíků bez dodatečného předehřívání vsázky, čímž se zároveň i eliminuje problém znečišťování ovzduší, aniž by bylo zapotřebí kotle pro kysličník uhelnatý.
Použžtí fluidního katalytického krakovacího katalyzátoru obsahujícího katalyticky účinná moožtvi promotoru přeměny kysličníku uhelnatého umooňňje, aby došlo bud ke stejné přeměně kysličníku uhelnatého při teplotě až o 55 °C, nebo ještě nižší než je teplota, které je třeba bez promotoru přeměny kysličníku uhelnatého, nebo aby při konkkétní teplotě došlo k rychlejší konverzi kysličníku uhelnatého, než k jaké by došlo za stejné teploty bez použití promotoru přeměny kysličníku uhelnatého. Tato posledně zmíněná výhoda, má zvláštní hospodářský význam.
Nerovnoměrné rozptýlení čerstvého regeneračního plynu v koiappakní vrstvě katalyzátoru bez promotoru přeměny kysličníku uhelnatého vyžaduje často vyšší teploty regenerační zóny nebo více čerstvého regeneračního plynu než je třeba k udržování dostatečně rychlé přeměny kysličníku uhelnatého, tak aby v regenerační zóně probíhala v poddtatě úplná konverze kysličníku uhelnatého. Ke zvýšení teploty v . regeerační zóně se v regenerační - zóně spaluje . topný olej, nebo se do uhlovodíkové reakční zóny vrací zpět zvýšená mK>ožtví odpadního oleje, takže vyčerpaný katalyzátor obsahuje více koksu,· jehož spalováním se v regenerační zóně zvyšuje teplota.
Zvýšená množní čerstvého regeneračního plynu, i při používání dimrchaddl, často přetěžují cyklonová separační zařízení a vytváří se tak větší množ tví spalin s korpustallárnípi částicemi (katalyzátor) než dovooují předpisy o znečišťování ovzdušš. Používání promotoru konverze kysličníku uhelnatého dovoluje vyloučení topného oleje nebo zvýšení množiví recyklovaného . oleje a snížení mwož.trí nadbytku čerstvého regeneračního plynu a poskytuje zpětně takto rafioéruoi větší pružnost při fluidním katalytickém krakování.
Zatímco dřívější známé způsoby široce popisují pouužtí . teplot vyšších než asi 677 °C v regeneračních zónách (viz například americký patentový spis č. 3 751 359, americký patentový spis č. 3 261 777, americký patentový spis č. 3 563 911, amprický patentový spis číslo 3 769 203) a rovněž široce řízení průtoku ' vzduchu ve vztahu ke kyslíku obsaženém ve spalinách (viz například americký patentový spis č. 2 414 002 a americký patentový spis č. 2 466 041), způsob podle vynálezu je odlišný, protože vyžaduje úplnou - přeměnu kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý v regenerační zóně místo toho, - aby · jí zabraňoval.
Způsob podle vynálezu dále přináší poznatek, že oxidace se neovlivňuje jako jediným faktorem vysokou teplotou, tj. teplotami vyššími než asi 677 °C; ve . skutečnosti způsob podíle vynálezu vyžaduje jako vyz^a^ící opatření přivádění dostatečného mrnožtví čerstvého regeneračního plynu do ksmppdkní vrstvy, což umožňuje v poddtatě úplnou přeměnu kysličníku uhelnatého v. kysličník uhličitý.
Bez dostatečného pno^v! př^cnného kyslíku a teplot vyšších než asi 677 °C se nenavodí ani neudrží dohoříváií. Zpočátku je zapotřebí teploty asi 677 °C, aby se dospělo k dostatečně rychlé reakce a (jakmile se přeměna kysličníku uhelnatého navodd), aby se zaaistila v poddtatě úplná přeměna kysličníku uhelnatého v kompid:kní vrstvě regenerační zóny na kysličník uhličitý.
Známý způsob týkající se používání promotorů přeměny . v regenerační zóně se uvádí v americkém patentovém spise č. 3 808 121. Způsobem podle vynálezu, se oxidace koksu a kysličníku uhelnatého.dosahuje použitím dvou separátních katalyzátorů rozličné velikosti částic a složení: katalyzátoru pro přeměnu uhlovodíku a katalyzátoru pro oxidaci kysličníku uhelnatého.
Kromě toho se katalyzátor pro oxidaci kysličníku uhelnatého udržuje v regenerační zóně běžného typu a nevychází z této zóny do zóny reakce uhlovodíků, jak je tomu u katalyzátoru používaného při způsobu - podle našeho vynálezu.
Účelem způsobu podle našeho vynálezu je zdokonalení regenerace vyčerpaného fluičtaího katalyzátoru obsahujícího katalyticky účinná moožtví promotoru přeměny kysličníku uhelnatého vznikajícího oxidací koksu a v poddtaté- úplná přeměna kysličníku uhelnatého na uhličitý ze vzniku regenerovaného katalyzátoru a vyčerpaného regeneračního plynu takovýto způsobem, že v regenerační zóně se získává zpět alespoň část tepla z přeměny kysličníku uhelnatého. Dalším cílem vynálezu je snížit na minimum teplotu potřebnou pro v poddtaté úplnou přeměnu kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý a zvýšit rychlost konverze s použitím promotoru přeměny kysličníku uhelnatého, msto použití vysokých teplot v regenerační zóně nebo velkých množví čerstvého regeneračního plynu.
Dalším cílem způsobu podle vynálezu je zajistit dostatek čerstvého regeneračního plynu pro dokbnalé spalování kysličníku uhelnatého na u^h^ičit^ý i přes výkyvy, ke . kterým může docházet v množtví koksu na vyčerpaném katalyzátoru vstupujícím do regenerační zóny. ,
Stručně shrnuto, spočívá poddtata vynálezu v tom, že se po zvýšení teploty katalyzátorové vrstvy na 677 až 760 °C Zvýší dávkování regeneračního plynu na 12 až 16 g vzduchu na 1 g koksu, tak aby obsah kysličníku obsaženého ve vyčerpaném plynu byl pod 1 000 ppm, přičemž se v odcházejícím vyčerpaném plynu průběžně stanovuje obsah volného kyslíku a tento se udržuje na 0,1 až 10 % obj., s výhodou 0,2 až 0,5 % obj·, regulaci přívodu čerstvého regeneračního plynu.
Způsob podle vynálezu se výhodně provádí' tak, že promotor kysličníku uhelnatého obsahuje jeden nebo více kysličníků zvolených z tysličníků vanadu, chrómu, manganu, železa, kobaatu, niklu, mědi, paladia, platiny a vzácných kovů.
Daaší podrobncjssi provedení vynálezu, které se týkají zejména podrobziooszí katalyzátorů a provozních podmínek jsou popsány v následujícím výkladu.
Po tomto stručném popisu bude nyní podán výklad s odkazem na výkres za účelem lepšího objasnění vynálezu. Výýres představuje jenem nezbytné podrobneoti pro pochopení vynálezu a nepodstatné podrobnc)ati z něj byly pro zjednodušení vynechány, čímž se rozsah a vynálezu nikterak neomezuue. '
Připojený výkres schemaaicky zobrazuje boční pohled na regenerační zónu vhodnou pro provádění způsobu podle vynálezu. Vvčerpaný katalyzátor obsahující obvykle od asi 0,5 do 1,5 hmotových % koksu přichází z uhlovodíkové reakční zóny (oezoázoroěoé) do regenerační zóny j, potrubím 2,·
Kaialyzátor se udržuje v kompaktní vrstvě J v regenerační zóně Čerstvě regenero' váný katalyzátor se odvádí z kompase tni vrstvy J a regenerační zóny J£ potrubím — a vrací se zpět do uhlovodíkové reakční zóny.
Relační vennil £, zpravidla šoupátko, v potrubí £ se používá k regulování mn^^ví katalyzátoru opoauššjícího regenerační zónu-.: 1 a přicházejícího do uhlovodíkové reakční zóny. '
Potrubí 14 může ústit do potrubí £ za účelem přivádění některé z konkrétních fluidních látek. FLuíSoí látkoumůže býtmédium pro odstraňování těkavých látek, například pára pro odstraňování adsorbovaných a stržených uhlovodíků z vyčerpaného katalyzátoru před jeho příchodem do regenerační zóny J_.
I
Fluidoí látkou může být provzdušňovaci médium jako vzduch nebo péra, pro udržování vyčerpaného katalyzátoru v potrubí 2 ve fluidzaačním stavu, čímž se zajištuje rovnoměrný proud katalyzátoru do regenerační zóny.
Fluidní látkou může být rovněž uhlovodíková kapalina nebo uhlovodíkový plyn přidávaný do regenerační zóny jako přídavné vnější palivo za účelem zvyšování teploty v regenerační zóně.
Čerstvý regnerační plyn se uvádí potrubím j6 do kompaktní vrstvy J. Čerstvý regenerační plyn prochází distriuučním zařízením 8, které umožňuje, aby byl plyn sna&iěji dispergován * v komp^tní vrstvě J.
Distribučním zařízením může být obvykle kovová destička s dutinami nebo otvory,'nebo trubkové zařízení s mřížkou, což obojí je odborníkům známo. V přítomiooti dostatečného moožtví čerstvého regeneračního plynu a při teplotě kommeakní vrstvy ·alespoň 677 °C probíhá v hustém loži v kompplctní vrstvě oxidace koksu a v · podstatě úplné dodatečné spalování kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý za vzniku regenerovaného katalyzátoru a vyčerpaného regeneračního plynu.
Vyčerpaný regenerační plyn splu se stržným regenerovaným katalyzátorem prochází kommalctní vrstvou J do obljaslti zředěné fáze 2, která , je umístěna nad komp^tní vrstvou 3 a je ve spojení s komp^kní vrskvou J.
Separační zařízení 12 obvykle cyklonované separační zařízení, je umístěno v zředěné fáze 2, a používá se ho dosažení podstatného oddělení vyčerpaného regeneračního plynu a strženého katalyzátoru.
Ačkooi výkres ukazujem jenom jedno takové zařízení, předpokládá se, že ve zředěné fázi 2, lze umíítit více takových cyklonových zařízení uspořádaných pro pa^elní nebo sériový proud plynu a katalyzátoru.
Jak je ukázáno na výkresu, vyčerpaný regenerační plyn vychází ze zóny , potrubím 10, zatímco v postatě všechen katalyzátor ^^ich^s^<^^:ící do cyklonu se vrací opět pomocí potrubí 13, které vede katalyzátor dolů směrem ke kompaktní vrstvě J nebo do oí.
Vyčerpaný regenerační plyn vychází z regenerační zóny J. potrubím 10. v množ tví regulovaného ventilem ,1,1. Ventilem 11 v potrubí 10 lze udržovat daný tlak v regenerační zóně a zvláště jím lze udržovat daný tlakový rozdíl mezi regenerační a uhlovodíkovou reakční zónou.
Potrubím 1 5. které je napojeno na potrubí 10. prochází vzorek vyčerpaného regeneračního· plynu k analyzátoru 26* Ate^l^l^a^ť^ltoor 16 je zařízení o sobě známé, kterým , lze stanovit koncentraci volného kyslíku, př^Loomného ve vyčerpaném regeneračním plynu.
ReégHační element X je napojen na vstupní potrubí 6 pro čerstvý regenerační plyn á redukuje m^ožív! regeneračního plynu přicházejícího do regenerační , zóny 1 na základě mmření koncentace volného kyslíku stanovené analyzátorem 16.
Na zařízení konkrétně znázorněném na výkresu je analyzátor .16 spojen s regulačním elementem 2 pomocí kontrolního zařízení 12, které je připojeno přes kontrolní element 18 na regulační zařízení χ.
Kootrolní zařízení 19 má nastavený vstupní signál o^f^c^^ícld^cí předem stanovené konocntraci volného kyslíku z přívodu 20, a může přijímat výstupní signál z analyzátoru^ který odpovídá mioožtví volného kyslíku procházejícímu potrubím 10.
Kontrolní zařízení je schopné porovnat toto možství volného kyslíku s nastavenou hodnotou nebo požadovanou koncentrací volného kyslíku a přes element 18 může vést výstupní signál kontrolního zařízení do regulačního zařízení ke změnění proudu regeneračního plynu do regenerační zóny v závislosti na odcýlce mezi naměřenou volného kyslíku a ' předem stanovenou koncentrací volného kyslíku na vyčerpaném regeneračním plynu.
Regulačním zařízením Z může být jakékoli zařízení, kterým lze kontrolovat mmoství proudu plynu proclhzzeícího potrubím. Regulačním zařízením může být konkrétně kompreeor, který dopravuje čerstvý regenerační plyn v žádaném mnoství - potrubím 6· činnost komp^so™ lze ovládat za účelem měnění množní čerstvého regeneračního plynu procháázjícího potrubím 6 v.závvsiosti na obsahu volného kyslíku prochááeeícího potrubím £0. Jinými regulačními zařízeními jsou vešily pro regulování proudu regeneračního plynu potrubím nebo kombinace kolen pro kontrolu proudu obsahujjcích hubici spojenou s regulátory- tlaku a kontrolních ven^lů způsobem, který umooňuje regulaci regeneračního plynu rгochUáeeícíUo potrubím £ do regenerační zóny £·
Kon0rolním zařízením £2 je jakékoli zařízení, které může vytvářet výstupní signál,který odpovídá odcýlce jemu přiváděného vstupního signálu od požadované nastavené hodnoty kterou - se kontrolní zařízení snaží udržovat. Při normááních opracích je vstupní signál přivedený kontrolním zařízením vedením ££ odečítán kontrolním zařízením. Určuje se odchylka, jestliže se vystytuje, tohoto signálu od nastaveného vstupního signálu (znázorněno jako přívod -20), který je programován do kontrolního zařízení ££. Výstupní signál prochází přes element 18 k regulačnímu zařízení v souhlasu s odchylkou vstupní hodnoty ke kontrolnímu zařízení.
Konstrukčním materiálem pro regenerační zónu můž být kov nebo jiné žáruvzdorné materiály, .které mohou.odolávat vysokým teplotám a podmínkám opotřebení, jako se vyskytuje při fluidních regeneračních postupech.
Pro lepší pochopení způsobu podle vynálezu následuje vymezení různých pojmů používaných v popisu vynálezu.
Výrazem dodatečné spalování (dohooívánn), jak je-obecně chápán odborníky, se míní neúplná oxidace kysličníku uhelnatého v kysličník uhhičitý v regenerační zóně nebo v potru* bí pro spaliny. Dodatečné spalování se obecně vyznačuje prudkým vzrůstem teploty a vyskytuje se pH neustálém provozu nebo při překotném postupu. Trvá proto obvykle krátkou dobu, než opět nastane ustálení provozu.
Na rozdíl od dodatečného spalování se výraz v podstatě úplná přeměna kysličníku uhelnatého týká záměrného, udržovaného, řízeného a v ' poddtatě úplného spalování kysličníku uhelnatého v kysličník uhičitý v regenerační zóně a obzvláště v komp^tní vrstvě katalyzátoru udržovaného - v regenerační zóně. V podstatě úplné znamená, že koncentrace kysličníku uhelnatého ve vyčerpaném regeneračním plynu (definovaném dále) je snížena na máně než 1 000 ppm a obzvláště výhodně na méně než 500 ppm.
Výraz vyčerpaný katalyzátor, používaný v tomto popisu, znamená katalyzátor odtažený z uhlovodíkové konverzní zóny z důvodu poklesu účlnnssi způsobené usazeninami koksu. Vyčerpaný katalyzátor přicháázejcí do kompa^ní fáze katalyzátorového lože může obsahovat kde^oi od několika desetin až do asi 5 hmotových % koksu, - avšak zpravidla obsahuje vyčerpaný katalyzátor z fluidních krakovacích způsobů asi 0,5 až 1,5 hmot. % koksu.
Výraz regenerovaný katalyzátor používaný v tomto popisu znamená katalyzátor, z něhož byla odstraněna alespoň část koksu. Regenerovaný - katalyzátor získáváný způsobem podle vynálezu obvykle obsahuje méně než asi 0,1 až do asi 0,15 hmotových % koksu.
Výraz regenerační plyn, užívaný v tomto poppsu,'znamená obecně jakýkoli plyn, který se má uvádět do styku s katalyzátorem, nebo byl ve styku s katalyzátorem v regenerační
Ί zóně. Čerstvý regenerační ”plyn znamená obzvláště plyny obsahující volný kyslík, napřiklad vzduch nebo vzduch obohacený kyslíkem nebo ' chudý na kyslík, který se vede do komppktní vrstvy regenerační . .zóny, aby se umoonila oxyidace koksu z vyčerpaného katalyzátoru a v podstatě úplná přeměna kysličníku uhelnatého.
Čerstvým regeneračním plynem je Obvykle vzduch. Výraz volný kyslík se vztahuje k nesloučenému (chemicky nevázanému) kyslíku přítonrnétou v regeneračním plynu.
Výraz částečně vyčerpaný regenerační plyn se týká regeneračního plynu, který byl uveden do styku s katalyzátorem ve vrstvě s ^ι^^ηί fází a který obsahuje zmenšené m^slví volného kyslíku ve srovnání s čerstvým regeneračním plynem. Částečně vyčerpaný regenerační plyn obsahuje obvykle několik objemových % dusíku, volného kyslíku, kysličníku uhelnatého, kysličníku uhličitého a vody. Kotikééniji řečeno, částečně vyčerpaný regenerační.plyn obsahuje obecně asi po 7 až asi 14 . objemových % kysličníku uhelnatého.a uhličitého.
Výraz vyčerpaný regenerační plyn znamená regenerační plyn se zmenšenou koncennrací kysličníku uhelnatého ve srovnání s částečně vyčerparým regeneračním, plynem. Vyčerpaný regenerační plyn obsahuje s výhodou méně než . 1 000 ppm kysličníku uhelnatého, obvykle a s výhodou méně než asi 500 ppm kysličníku uhelnatého. Ve vyčerpaném regeneračním plynu jsou pří^mny rovněž . volný kyslík, kysličník uiličitý, dusík a voda. Konienira'ce volného kyslíku ve vyčerpaném regeneračním plynu je obvykle větší než 0,1 % objemových vztaženo na · vyčerpaný regenerační plyn.
Výrazy kompletní fáze a zředěná fáze jsou běžně užívané výrazy v oboru fluidn^ho ^a^tického krakování pro všeobecnou charakterizaci hustot katalyzátorů v různých částech regenerační zóny. Zatímco hraniční hustota se poněkud špatně vymezje, výraz ttmopktní fáze, jak je zde používána, se týká oblastí regenerační zóny, kde hustota katalyzátoru je větší než asi 240 kg/cm^ a výraz zředěrá fáze zde ^užívaný se týká . ob^stí kde hustota katatyz&oru je minší než asi 240 ^/m^. Huutota tomppktaí fáze je obvykle v rozsahu asi 320 až 640 kg/m^ nebo více a hustota zředěné fáze je o mnoho menší než 240 kg/m a v rozsah asi 1,6 až asi 80 ^0°. Huutota tatatyz^orů. v ná^M^ pro fluidní totatytic^ krakování se běžně oOM měřením tlaku nebo rozdílů mezi tlakovými ventily instaoovaiými v nádobách a rozmístěTými ve známých vzdálenostech.
Způsob.podle vynálezu se v poddtatě soustřeďuje na způsob oxidace koksu z vyčerpaného traкtvacíUo katalyzátoru obsahujcího katalyticky účinná mlitntví promotoru přeměny kysličníku uhelnatého a pro navození a řízení v postatě úplné přeměny kysličníku uhelnatého v kysličník uhličitý .za přítomnooti promotoru v katalyzátotovéo loži s kompaktní fází Udržovaném v regenerační zóně.
Oxidace koksu a v podstatě úplná přeměna kysličníku uhelnatého v kysličník uhLičitý podle vynálezu se navozují a probíhají v kompaktním katalyzá^o^ém loži . v regenerační zóně a alespoň část tepla ze spalování kysličníku uhelnatého se získává regenerovatým katalyzátorem zpět pro vyuuití při fluidním kata^t^tém krakování.
Regenerovaný katalyzátor, který vstupuje do uhlovodíkové reakční zóny je tudíž. při vyšší teplotě, než regenerovaný katalyzátor produkovaný regenerační zónou nespa^u^í kysličník uhelnatý, což umožňuje snížení nebo vyloučení vnějšího přehřívání vsázky· Kromě toho se přeměna kysličníku uhelnatého reguluje i za účelem v poddtatě úplného vyloučení znečištění ovzduší ^81^γΠ^θο uhelnatým, aniž je třeba vnějšího kotle pro kysličník uhelnatý. Kromě toho způsobu podle vynálezu lze pouužt u vnějších regeneračních jednotek bez rozsáhlých úprav nebo rekonstrukcí.
Znakem způsobu podle vynálezu je mimoto, že v poddtatě úplná přeměna kysličníku uhelnatého v kysličník uhhičitý se katalýzuje katalyticky účinným oon0sttío promotoru přeměny kysličníku uhelnatého, který prochází jako část fluidn^ho kraktvacíht katalyzátoru celým
Q fluidním krakovacím postupem. Používáním fluidního krakovecího katalyzátoru obsahujícího promotor se neovlivňuje ani rozsah oxidace koksu ani přeměna kysličníku uhelnatého ani přeměna uhlovodíků v uhlovodíkové konverzní zóně, zvyěuje se věek rozsah přeměny kysličníku uhelnatého.
Kinetická reakční konstanta pro reekci CO + 1/20g---»C02 lze promotorem přeměny kysličníku uhelnatého zvyšovat ze dvojnásobky na pětinásobek nebo více. V přítomnosti promotoru konverze kysličníku uhelnatého lze tudíž za dané teploty regenerační zóny a koncentrace kyslíku dosahovat větší rychlosti přeměny kysličníku uhelnatého, než lze dosáhnout bez promotoru.
Protože nikdy se nedosahuje dokonalého rozptýlení a ideálního smíchání čerstvého regeneračního plynu v katalyzátoru ve vrstvě s kompaktní fází, často se stává, že je nutné zvyšovat reakční rozsah oxidace kysličníku uhelnatého pro zajištění průběhu v podstatě úplné přeměny kysličníku uhelnatého v kompaktní vrstvě. Reakční rychlost se zvyšuje zvyšováním teploty v regenerační zóně nebo zvyšováním množství čerstvého regeneračního plynu (koncentrace kyslíku).
Teploty regenerační zóny se zvyšují takovými způsoby, jako je například spalování topného oleje v regenerační zóně, zvyšování množství recyklovaného odpadního oleje do konverzní uhlovodíkové zóny, čímž vzniká více koksu, který je třeba spalovat, předehříváním čerstvého regeneračního plynu do regenerační zóny, předehříváním vsázky do uhlovodíkové konverzní zóny nebo kombinací takovýchto způsobů. Takové způsoby obvykle zvyšují výrobní náklady fluidního katalytického krakování a poněkud snižují jeho hladký průběh.
Používání fluidního krakovecího katalyzátoru obsahujícího katalyticky účinná množství promotoru přeměny kysličníku uhelnatého dovoluje omezení nebo vyloučení spalování topného oleje a recyklování odpadního oleje, omezení nebo vyloučení čerstvého regeneračního plynu, předehřívání vsázky a omezení přebytku množství čerstvého regeneračního plynu potřebného pro v podstatě úplnou přeměnu kysličníku uhelnatého v regenerační zóně.
Vhodnými katalyzátory pro používání při způsobu podle vynálezu mohou být katalyzátory známé z oboru fluidního katalytického krakování a obsahující katalyticky účinná množství promotoru přeměny kysličníku uhelnatého.
Výraz katalytický účinná množství znamená obecně taková množství promotoru, která zvyšují kinetickou reakční konstantu přeměny kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý. Takovým množstvím může být několik ppm až okolo 20 nebo více hmotnostních % fluidního krakovacího katalyzátoru, vztaženo na celkové množství katalyzátoru; toto množství může činit až 500 nebo 600 tun u provozní jednotky o kapacitě 60 000 barelů, tj. asi 72 500 hektolitrů za den. Obzvláětě výhodná taková možství jsou v rozmezí asi 100 hmot, ppm až asi 10 hmot. % katalyzátoru.
Vhodnými promotory přeměny kysličníku uhelnatého mohou být jeden nebo několik kysličníků zvolených z. přechodových kovů a z kovů vzácných zemin. Zvláště výhodnými promotory přeměny kysličníku uhelnatého jsou jeden nebo několik kysličníků zvolených ze skupiny zahrnující kysličníky vanadu, chrómu, manganu, železa, kobaltu, niklu, mědi, platiny, paladia a kovů vzácných zemin. Promotory přeměny kysličníku uhelnatého lze inkorparovát do amorfního fluidního krakovacího katalyzátoru obsahujícího kysličník křemičitý nebo/a kysličník hlinitý nebo do jiného krakovacího katalyzátoru obsahujícího zeolit některou vhodnou metodou známou z oboru výroby katalyzátorů, například spolusrážením, spolugelovatěním nebo impregnací. Vhodnými zeolity jsou jak přírodní tak i syntetické krystalické aluminosilikátové materiály známé v tomto oboru, například faujasit, mordenit, chabazit, zeolity typů X a Y, tzv. ultrastabilní aluminosilikátové materiály·
Pro navození a udržení v podstatě úplného spalování kysličníku uhelnatého v kysličník uhličitý v kompaktní vrstvě regenerační zóny je třeba se vyrovnat se dvěma požadavky: teplota kommpatní vrstvy musí být postačující pro' dostatečně rychlou reakci oxidace kysličníku uhelnatého, a mmooství čerstvého regeneračního plynu musí být alespoň stechiometricky postačuuící ' pro v poddtatě úplnou oxidaci kysličníku uhelnatého.
Reakční rychlost oxidace mmsí být dostatečná k tomu, aby umoos^niLa v poddtatě úplné spalování kysličníku uhelnatého za únosnou dobu potřebnou ke zdržení plynu v komppatní vrstvě regenerační zóny. Jestliže je reakční rychlost příliš pomalá, je možné, že nedojde k úplnému spálení kysličníku uhelnatého za dobu, kdy částečně vyčerpaný regenerační plyn je v komppatní vrstvě, kde hustota katalyzátoru postačuje k absorbování reakčního tepla.
Za této situace přeměna kysličníku uhelnatého může probíhat v oblasti zředěné fáze regenerační zóny nebo ve vedení pro spaliny mimo ' regenerační zónu, kde to není žádoucí. Teplota přesah-uící určité minimum v přítomnooti nebo bez promotoru přeměny kysličníku uhelnatého je tudíž důležitá pro zajištění reakce v náležité míře,.
Vhodné mtoožtví čerstvého regeneračního plynu je důležité, neboť bez přítomnooti dootatečného mrnožtví kyslíku pro podporu oxidační reakce kysličníku uhelnatého v kysličník uhličitý tato reakce neprobíhá, bez ohledu na to, jaká je teplota v regenerační zóně. Dáejje důležitá přítomnost určitého nadbytku čerstvho Regeneračního plynu nad 'stechiomeericky potřebné mnnožtví pro zajištění v podstatě úplné přeměny kysličníku uhelnatého.
Obecně se uznává, ' že operace ' ve fluidní katalyzátorové krakovací pegennrační zóně je v poddtatě adiabatická. I když je skutečnootí, že něco tepla se ztrácí do okooí, toto mnnožtví tepla představuje malý zlomek veškerého uvolněného tepla. Protože operace v regenerační zóně je v poddtatě adiabatická, teplota regenerační zóny je přímou funkcí mrnožtví paliva spáleného v regenerační zóně.
Se vzrůstáním mwožtví veškerého paliva vzrůstá teplota regeneračního zóny. Do navození záměrné přeměny kyličníku uhelnatého v kysličník unličitý v regenerační zóně je palivem primárně koks na vyčerpaném katalyzátoru, jsou jím však rovněž některé adsorbované a intersociální uhlovodíky přicházeeící do regenerační zóny s vyčerpaiým katalyzátorem nebo .jaký-4 koli topný olej'spalováný v regenerační zóně.
Ve sk^^eči^c^e^l^zi na začátku fluidního katalytcekého krakovacího postupu je primárním palivem topný olej do doby, než se vytvoří dostatečné mnnožtví koksu na katalyzátoru. Ifevodí-li se záměrná přeměna kysličníku uhelnatého v kysličník uhličitý, potom kysličník uhelnatý významně přispívá do úhrnu paliva spalovaného v regenerační zóně.
Tedy regulací buá přívodu množtví paliva do regenerační zóny nebo čerstvého regeneračního plynu umoOňujícího hoření paliva lze řídit teplotu regenerační zóny v rozmezí asi 399 °C až 760 °C. Množl^ví koksu lze kontrolovat typicky měňěním pracovních podmínek uhlovodíkové reakční zóny, například teploty nebo měněním složení' vsázky k reakční zóně.
Konické tně se více koksu vytv&ří tehdy, jestliže podmínky v uhlovodíkové reakční zóně se zostřují nebo jestliže se vsázka stává těžší, tj. vzrůstánu obsah uhlíku podle Сшо^и. na.
K obvyklé praxi patří omezovat provozní teploty obvyklých (kysličník uhelnatý nespalujících) regeneračních zón na teplotu asi 677 °C. U fluidních katalytCclýcl krakovacích způsobů ρoujSvvaícícl amorfní katalyzátory se to provádělo obecně omezováním teploty uhlovodíkové reakční zóny na určité maximu, nebo omezování 1МоЫу1 odpadního oleje recyklovaného do uhlovodíkové reakční zóny, vytvářejícího koks, na určité maximum. Tato maxima se určují pro libovolné jednotlivé vsázky, primárně na základě provozních zkjěenortí při fluidním katalytckkém krakovacím způsobu.
Při takovémto způsobu, používajícím katalyzátory obsahixuící zeol.it, kde se tvořilo méně kol^i^iu, bylo často nezbytné spalovat topný Hej pro udržení teploty regenerační zóny asi 677 °C. Aby se vytvořil regenerovaný- katalyzátor co možná nejvíce horký, bylo zapotřebí teploty blízké asi 677 °C, přesto však teplota byla omezována na maximum asi 677 °C jednak pro možná metalurgická omezení a jednak protože reakce dodatečného hoření, pokud probíhá při provozních překotných podmínkách byla - poměrně malá.
Způsobem podle vynálezu se vyčerpaný katalyzátor obsahující katalyticky účinná množství promotoru přeměny kysličníku - uhelnatého a čerstvý regenerační plyn uvádí nejprve do komppatní vrstvy v regenerační zóně. K^o^nkrér^ě^ě^^i řečeno, čerstvý regeereční plyn se zpočátku uvádí do kommatkní vrstvy jako první dávka proudu tohoto plynu pos^ačuující k oxidaci koksu na částečně vyčerpaný regenerační plyn. Ještě ^ηί^^Ζ^Ι řečeno, tato první dávka proudu plynu je s - výhodou v rozmezí ekvivalentním asi 8 až 12 g-vzduchu vstupujícího do regenerační zóny na gram koksu.
Koks se potom oxiduje za prvních oxidačních podmínek, čímž vzniká regenerovaný katalyzátor a vyčerpaný regenerační plyn.
První oxidační podmínky zahrnuj teplotu komp^tní vrstvy asi 399 až asi 677 °C, οΙΟοΙΙ'- v důsledku metalurgických omeeení, nýbrž, že reakční rychlost dodatečného hoření, donhUáeíli k němu za podmínek kolísavého nástupu reakce, je poměrně mmlá.
Toplný Hej se spaluje v regenerační zóně při uvádění reakce do chodu do té doby, než se - v uhlovodíkové reakční - zóně usadí na katalyzátoru dostatečné množní koksu. Potom jak m^ožlv! koksu na - vyčerpaném katalyzátoru vzrůstá, topný Hej se postupně omezuje nebo vyřazuje a teplota kom^pakní vrstvy se omezuje na asi 677 °C. Daaší první oxidační podmínky zahrnuj provozní tlak v rozsahu ad t.tmolférickéUl tlaku asi do 0,44 MPa, s výhodou v rozsahu asi 0,2 až 0,37 MPa. Kromě toho se povrchové rychlosti - čerstvého regeneračního plynu omeeejí na transportní rychlost, tj. na rychlost, nad kterou by katalyzátor byl vynáěen z kom^pakní vrstvy vzhůru do oblasti zředěné fáze.
Povrchové rychlosti plynu jsou tudíž s výhodou menší než asi 1 m za sekundu, přičemž obvyklé rozmezí - je 0,5 až 0,8 m za sekundu. (Povrchovou rychlostí se rozumí objem čerstvého regeneračního plynu, měřený za standardních podmínek, za jednotku času na jednotku objemu zředěné fáze 2 regenerační zóny £, přičemž se nepoUtá ani objem cyklonu 12 a výpustně roury £3.- ani objem částic katalyzátoru, jsou-li přítomny, stržených do - zředěné fáze).
Po zoxiďoviání koksu, čímž se vytvoří regenerovaný katalyzátor a· - částečně vyčerpaný regenerační plyn, vzrůstá potom teplota kompakní vrstvy na druhou teplotu asi 677 °C až asi 760 °C, takže oxidační reakce kysličníku uhelnatého, jestliže k ní může je dostatečně rychlá k zajištění v podstatě úplné přeměny - kysličníku uhelnatého v kysličník u^hi.čLtý v kom^pakní vrstvě.
Teplotu lze - zvyšovat kterým^H z mnoha způsobů nebo ^ι^ηβοί způsobů. Pracovní podmínky v uhlovodíkové reakční zóně lze zostřovat, čímž se na vyčerpaném katalyzátoru. tvoří více koksu; množní odpadního oleje recyklovaného do uhlovodíkové reakčiní zóny lze zvyšovat za -vzniku více koksu na vyčerpaném katalyzátoru; toplný Hej do regenerační zóny lze opěk přidávat nebo jeho množní zvyšovat; lze snižovat očišťování vyčerpaného katalyzátoru, čímž se umooňňue, aby více spalitelného mateeeálj s vyčerparým katalyzátorem přicházelo do regenerační/zóny, nebo lze používat těžšího vsázkového maaeriálu.
Potom - - se zvyšuje dávka ' čerstvého regeneračního plynu z první proudové dávky na druhou proudovou - dávku 8tecUi¢mekricty postačuu±cí umoln0k v poJdkatě úplnou přeměnu kysličníku uhelnatého v kysličník uhičLtý, přičemž se tvoří vyčerpaný regenerační plyn. Obbzváště výhodnou je druhá proudová dávka v rozmezí ekvivalentnímu 12 až asi 16 g vzduchu vstupujícího do regenerační zóny, na gram koksu.
1
Kysličník uhelnatý se potom oxiduje v hustém loži zs druhých oxidačních podmínek, čímž vzniká vyčerpaný regenerační plyn. Jakmile dávka čerstvého regeneračního plynu se zvýší na druhou proudovou dávku, dochází v podstatě spontánnž ke v podstatě úplné přeměně kysličníku uhelnatého v kysličník uhičitý za druhé teploty hustého lože asi 677 °C až asi 760 °C. Protože oxidace kysličníku uhelnatého je exothermická, není nutné.pokračovat v opatřeních používaných pro zvyšování teploty komppktní vrstvy na druhou teplotu, jakmile byla navržena oxidace kysličníku uhelnatého.
Druhé oxidační podmínky zahrnují teplotu asi 677 °C až asi 760 °C a povrchovou rycfcLost čerstvého regeneračního plynu omezenou, jak je uvedeno výše, na přepravní rychlost·.
Provozní tlak je asi od atmosférického tlaku do asi 4,4 atm, s výhdou v rozmezí asi 2 až asi 3,7 am.
V tomto stádiu provozu regenerační zóny je možné, že důsledkem normálního kolísání proudu vsázky a Zejména jejího složení jsou intervaly, v nichž .se veškerý kysličník uhelnatý nepřemění v poddtatě úplně na kysličník uhelnatý. Dávka proudu čerstvého regeneračního plynu v tomto stadiu provozu je právě postačující pro v.podstatě úplnou oxidaci kysličníku ' uhelnatého v kysličník uHičitý bez nutnosti nadbytku. Koncentrace kysličníku uhelnatého ve vyčerpaném regeneračním plynu může vzrůstat během těchto intervalů od výhodné koncentrace činící méně než asi 500 ppm do několika tisíc ppm kysličníku uhelnatého. Způsob podle vynálezu zahrnuje opatření, jimiž se tomu zabraňuje a jimiž se zajišťuje v podstatě úplné spalování kysličníku uhelnatého v kysličník uhličitý i přes takové kolísání.
Ve způsobu podle vynálezu se v konkrétním případě vyčerpaný regenerační plyn analyzuje analyzátorem, za účelem stanovení koncentrace volného kyslíku a tato změřená koncentrace se potom srovnává s předem určenou koncentrací volného kyslíku. Předem určená koncentrace volného kyslíku, představuje nadbytečné mnnožtví volného kyslíku -ve srovnání s mnnžstvím stech! ometricky potřebným pro oxidaci kysličníku uhelnatého.
Potom se dávka čerstvého regeneračního plynu reguluje na třetí proudovou dávku pro udržování změřené koncentrace volného kyslíku na hodnotě rovncjíeí se předem určené koncentraci . volného kyslíku, čímž se zajišťuje v . podstatě úplná přeměna kysličníku uhelnatého v kysličník uhličitý. Třetí dávka je tudíž vyšší než druhá proudová dávka. Běžně se třetí proudová dávka ekvivalentní asi 11 až asi 17 g vzduchu na gram koksu.
KoncenCrace volného kyslíku ve vyčerpaném regeneračním plynu je - obvykle přesahuje asi 0,1 objem. % proudu vyčerpaného regeneračního plynu a může činit zejména asi 0,1 objem. % volného kyslíku ež asi 10 objem. % volného kyslíku. Koncentrace volného kyslíku je s výhodou asi 0,2 objem. % až asi 5 objem. % vztažených na vyčerpaný regenerační plyn a obzvláště výhodně asi 1 objem. % ež asi 3 objem. %.
Annlyzátorem používáným při způsobu podle vynálezu pro měření koncentrace volného kyslíku ve vyčerpaném regeneračním plynu může být jakékoli zařízení schopné měřit koncentraci kyslíku ve směsi plynu obsahuuící kyslík) kysličník uhličitý, kysličník uhelnatý, dusík, vodík a lehké uhlovodíky v koncenCraeícU pohybujjeícU se . v rozmezí od milióntiny do mnoha .
objemových %. Může to'být zejména Orsetův přistroj, plynový chromaacgraf a hmotový spektograf. Vzorky spalin mohou být odebírány periodicky ručně a ručně analyzovány nebo mohou být odebírány automaticky a analyzovány kontinuálně nebo v programovaných intervalech zařízeními pro odebírání vzorků a analyzování.
Když se změří koncentrace volného kyslíku a srovná se předem určenou kσnccnCrací volného kyslíku, regulační zařízení se nastaví ručně, nebo- automaticky, je-li třeba, aby do regenerační zóny přicházelo více nebo méně čerstvého regeneračního plynu.
Reguuační zařízení obsahuje v typických případech venni! pro regulaci proudu nebo regulační ústrojí, kterým lze kontrolovat rychlost.nebo vypouštět tlak z kompresoru pro čerstvý regenerační plyn za účelem změny proudové dávky čerstvého regeneračního plynu do regenerační zóny. Anaayzátor v automatickém systému může vytvářet a vysSlat do regulačního ústrojí výstupní signál, představující změřenou konceearвci volného kyslíku.
Re eg lační ústrojí může v typickém případě spojovat analyzátor s regulačním'zařízením nebo může být začleněno do konstrukce jednoho z obou a mít měřitelnou nestavenou hodnotu představuuící předem určenou koncenraci volného kyslíku.
Re^gilační ústrojí přijímá výstupní signál analyzátoru, srovnává jej s nastavenou hodnotou a existuie-li rozdíl, předává signál do regulačního zařízení za účelem změny dávky čerstvého regeneračního plynu v regenerační zoně tak, aby změřená koncentrace volného kyslíku ve vyčerpaném regeneračním plynu se rovnala předem stanovené konceenraci volného kyslíku.
Annlyzátor, regulační ústrojí a'regulační zařízení mohou být spojeny známými způsoby a mohou být včleněny do jediné regulační jednotky.
Účelem -následnicích příkladů je objasnit některé ze znaků a výhod způsobu podle vynálezu, nikoli věak nenniežitě rozsah ochrany vynálezu.
Jako promotoru přeměny kysličníku uhelnatého bylo ve věech následujících příkladech použito kovové platiny impregnované do krakovacího katalyzátoru na bázi lluminaoilikátu/ /zeolitu. (Základní katalyzátory:pro fluidní krakování jsou popsány v pat. spise USA č. 4 072 600, zejména ve sloupci 5, řádky 7 až 13·)
Přikladl
Podle tohoto příkladu se oxiduje koks a kysličník uhelnatý v regeneračním zařízení pracujícím při teplotě kompaatní vrstvy asi 732 °C a tlaku asi 3,7 atm. Přibližně 945 000 kg/hod vyčerpaného katalyzátoru obsahujícího asi 0,8 hmotových % koksu se uvádí do regeneračního zařízení, zatímco vstup vzduchu do regeneračního zařízení se udržuje v poměru asi 14,60 g vzduchu na gram koksu.
Koonroluje se vstupní rychlost vzduchu do regeneračního zařízení, aby se ve vyčerpaném regeneračním plynu udržovala předem stanovená koncentrace volného kyslíku do asi 1 až 2 objemových %. Přeměna kysličníku uhelnatého v kysličník uhličitý je v poddtatě úplná a udržuje se stále a kontinuálně v hustém loži katalyzátoru v regeneračním zařízení.
Povrchová rychlost plynu je asi 0,85 msek.
Vzhledem k moonnssi řízení přeměny kysličníku uhelnatého v tompal:tní vrstvě regeneračního -zařízení je možné zvyšovat teplotu reaktoru na asi 538 °C bez přídavného předehřívání vsázky, což zvyšuje přeměnu a mnnožtví vyráběného benzenu a lehčích sloučenin.
Příklad 2
Podle thoto příkladu se provádí srovnání mezi provozem běžné průmyslové fluiíně-tltllyzátorové ' krakovací jednotky před a po zavedení způsobu podle vynálezu, tj. způsobu bez spalování CO i způsobu se spalováním CO,
T a b u 1 k a 1
Běžný průmyslový fluidně-katalýtický krakovec! provoz před a po přeměně kysličníku uhelnatého
Postup bez přeměny kysličníku uhelnatého Postup s přeměnou kysličníku uhelnatého
teplota v reaktoru °C 530 530
teplota kom^pakní fáze regenerátoru °C 677 732
teplota zředěné fáze regenerátru °C 699 734
předelhřívaeí teplota
vsázky***1 363 260
přeměna, obj. % 79,4 79,1
výtěžek koksuxx\ hmot. % 5,4 4,6
výtěžek benzinu, obj. % 63,2 65,6
kysličník uhelnatý ve splinách, objemová % Ю.1 0,0*)
kysličník uiličitý ve
spalinách, objemová % 9,7 15,7
kyslík ve spalinách, objemová % 0,2 2,1
Poznámky:
*' Skutečné stanovení tylo 350 ppm.
xx) výtěŽek koksu znamená hmot. % z líhrnného mnoství uhlovodíkové vsázky do reakční zóny, které se usadilo na katalyzátoru jako koks.
χχχ) 'Vsázka se obvykle přede№ívá na reakčn:£ tepotu bud vytápěným ohřívákem nebo výměnkem tepla využitého z jiného horkého procesu.
Uvedené údaje ukazují výhodné snížení předehřívané vsázky, vyšál konverzi a vyšší výtěžek benzinu umožněný způsobem podle vynálezu. Bylo rovněž v podstatě eliminováno zamořování kysličníkem uhelnatým bez potřeby vnějšího kotle pro kysličník uhelnatý.
Příklad 3
Tento příklad ukazuje srovnání provozních operací běžného průmyslového fluidně-katalyzátorového krakovacího způsobu před zavedením a po zavedení katalyzátoru obsahujícího promotor přeměny kysličníku uhelnatého v regenerační zóně (tj. způsob se spalováním CO podle vynálezů), kde u obou operací probíhala v pocdtatě úplná přeměna kysličníku uhelnatého. Údaje jsou uvedeny v tabulce 2.
Moožtví koksu činilo 1 % hmootnoti katalyzátoru
Tabulka 2
Srovnání způsobu bez použití a s použitím promotoru přeměny kysličníku uhelnatého
Způsob bez poožití Způsob s použitím
Reaktor:
teplota v °C 535 533
dávka vsázky m^/hod 185 178
recyklování odpadního
oleje m^/hod 7,8 5,7
předelhřívání vsázky v °C - -
Regenrátor:
teploty v °C
cyklony 780 738
zředěná fáze 717 703
kopppatní fáze 715 703
ohřívač vzduchu 169 185
dávka vzduchu m^/min 2 040 1 810
povrchová rychlost m^sek 0,9
Aialýza vyčerpaného regene-
račního plynu
kysličník Uiličitý,
objem. % 12,2 16,5
kyslík, · objem. % 4,4 1,2
kysličník uhelnatý,
objem. % <500 <500
Srovnání ukazuje význačné во1^° mn^Sví vzdutu z 2 040 m^/min na 1 810 m^/min umožněné používáním fluidního krakovacího katalyzátoru obsahujícího promotor přeměny kys^s^zLčníku uhelnatého. Toto snížení možitví vzduchu snížilo povrchovou rychlost vzduchu v regenerační zóně z 1,1 m^sek na 0,9 m^sek a výsledkem byla nižší ztráta katalyzátoru z regenerační zóny. (Nižší ztráty katalyzátoru lze očekávat při snížených mwoitvích vzduchu /čerstvého regeneračního plynu/,·jelikož pak je povrchová rychlost plynu pod transportní rychlostí, což je rychlost potřebná ke vznosu čás-tic katalyzátoru do zředěné fáze.) U operace, při níž bylo použito katalyzátoru obsah^ícího promotor přeměny kysličníku uhelnatého jsou demontovány nižší teploty regenerační zóny, snížení mnnožtví recyklovaného odpadního oleje a menší přebytek kyslíku ve vyčerpaném regeneračním kyslíku.

Claims (2)

1. Způsob regenerace koksem kontaminovaného fluidního katalytického krakovacího katalyzátoru obsahuUícího katalyticky·účinná m^o^v! promotoru konverze kysličníku uhelnatého, při kterém se při nabíhání regenerace do komppatní vrstvy katalyzátoru v · regenerační zóně přivádí použitý katalyzátor s obsahem koksu a čerstvý regenerační plyn v množiv! 8 až 12 g vzduchu na 1 g koksu, kterým se oxiduje·koks při teplotě katalyzátorové vrstvy 399 až 677 °C a tlaku 0,1 až 0,44 M?a, za vzniku částečně vyčerpaného regeneračního plynu obsahujícího kysličník uhelnatý, v^í^i^n^a^u^Uj^ící se tím,, že se po zvýšení teploty katalyzátorové vrstvy na 677 až 760 °C zvýší dávkování regeneračního plynu ne 12 až 16 g vzduchu na 1 g koksu, tak aby obsah kysličníku obsaženého ve vyčerpaném plynu byl pod 1 000 přičemž se v odcházejícím vyčerpaném plynu průběžně stanovuje obsah volného kyslíku a tento se udržuje na 0,1 až 10 % obj., s výhodou 0,2 až 0,5 % obj., regulací přívodu čerstvého regeneračního plynu.
2. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že promotor kysličníku uhelnatého obsahuje jeden nebo více kysličníků zvolených z kysličníků vanadu, chrómu, manganu, železa, kobaltu, niklu, mědi, paladia, platiny a vzácných kovů.
CS765077A 1975-08-04 1976-08-03 Method of regenerating coke-contaminated fluidized cracking catalysts CS226165B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US60185175A 1975-08-04 1975-08-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS226165B2 true CS226165B2 (en) 1984-03-19

Family

ID=24409020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS765077A CS226165B2 (en) 1975-08-04 1976-08-03 Method of regenerating coke-contaminated fluidized cracking catalysts

Country Status (29)

Country Link
JP (1) JPS5242492A (cs)
AT (1) AT353753B (cs)
AU (1) AU501360B2 (cs)
BE (1) BE844870A (cs)
BR (1) BR7605098A (cs)
CA (1) CA1072527A (cs)
CS (1) CS226165B2 (cs)
DD (1) DD126209A5 (cs)
DE (1) DE2633995C3 (cs)
DK (1) DK350076A (cs)
EG (1) EG12448A (cs)
ES (1) ES450414A1 (cs)
FI (1) FI61513C (cs)
FR (1) FR2320137A2 (cs)
GB (1) GB1551925A (cs)
GR (1) GR61129B (cs)
IE (1) IE43837B1 (cs)
IL (1) IL50141A (cs)
IN (1) IN155728B (cs)
IT (1) IT1066750B (cs)
MX (1) MX143792A (cs)
NL (1) NL7608620A (cs)
PH (1) PH13774A (cs)
PL (1) PL107089B3 (cs)
PT (1) PT65408B (cs)
SE (1) SE427427B (cs)
TR (1) TR18951A (cs)
YU (1) YU39970B (cs)
ZA (1) ZA764638B (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61127613A (ja) * 1984-11-22 1986-06-14 Mitsui Toatsu Chem Inc 二酸化炭素の精製方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE792165A (fr) * 1971-11-30 1973-05-30 Standard Oil Co Procede perfectionne de cracking catalytique avec combustion sensiblement complete du monoxyde de carbone pendant la regeneration du catalyseur
JPS4951195A (cs) * 1973-05-30 1974-05-17
BE832738A (fr) * 1975-08-26 1975-12-16 Procede pour amorcer une oxydation substantiellement complete de co en co2 dans une zonde de regeneration de catalyseur epuise

Also Published As

Publication number Publication date
IL50141A0 (en) 1976-09-30
GR61129B (en) 1978-09-15
EG12448A (en) 1979-03-31
PT65408A (en) 1976-08-01
FI762190A7 (cs) 1977-02-05
IE43837B1 (en) 1981-06-03
ZA764638B (en) 1977-07-27
AT353753B (de) 1979-12-10
FR2320137B2 (cs) 1978-10-20
DE2633995C3 (de) 1979-10-11
MX143792A (es) 1981-07-16
AU501360B2 (en) 1979-06-21
BR7605098A (pt) 1977-08-02
PL107089B3 (pl) 1980-01-31
IE43837L (en) 1977-02-04
ATA577876A (de) 1979-05-15
IN155728B (cs) 1985-03-02
FR2320137A2 (fr) 1977-03-04
JPS5242492A (en) 1977-04-02
DK350076A (da) 1977-02-05
DE2633995A1 (de) 1977-06-30
GB1551925A (en) 1979-09-05
FI61513B (fi) 1982-04-30
SE7608715L (sv) 1977-02-05
AU1652876A (en) 1978-02-09
PH13774A (en) 1980-09-23
TR18951A (tr) 1978-01-02
YU190176A (en) 1983-01-21
DE2633995B2 (de) 1978-04-13
NL7608620A (nl) 1977-02-08
FI61513C (fi) 1982-08-10
ES450414A1 (es) 1977-08-16
CA1072527A (en) 1980-02-26
PT65408B (en) 1978-02-06
YU39970B (en) 1985-06-30
SE427427B (sv) 1983-04-11
DD126209A5 (cs) 1977-06-29
IT1066750B (it) 1985-03-12
BE844870A (fr) 1976-12-01
IL50141A (en) 1979-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1119987A (en) Control of emissions in fcc regenerator flue gas
US4057397A (en) System for regenerating fluidizable catalyst particles
CA1058600A (en) Method of regenerating a cracking catalyst with substantially complete combustion of carbon monoxide
US4274942A (en) Control of emissions in FCC regenerator flue gas
US4167492A (en) Spent-catalyst combustion regeneration process with recycle of hot regenerated catalyst and spent catalyst
US5372706A (en) FCC regeneration process with low NOx CO boiler
CS227651B2 (en) Method of cyclic fluid catalytic cracking
US4851374A (en) Apparatus and method for regenerating coked fluid cracking catalyst
US4521389A (en) Process of controlling NOx in FCC flue gas in which an SO2 oxidation promotor is used
US4309309A (en) Adding fuel in catalyst regeneration
US5705053A (en) FCC regenerator NOx reduction by homogeneous and catalytic conversion
HU206643B (en) Method for gas-circulating regenerating zone of movable-bed catalyzer
JPS60184588A (ja) 原料油の転化方法
CA1153976A (en) Hydrocarbon cracking process
US5830346A (en) FCC regenerator in partial CO burn with downstream air addition
JPH05509124A (ja) 完全ｃｏ燃焼と部分ｃｏ燃焼による多段階触媒再生制御方法
US4541923A (en) Catalyst treatment and flow conditioning in an FCC reactor riser
EP2737934A1 (en) Method for removing sulfur oxide and nitrogen oxide from flue gas
EP0853653A1 (en) Fcc no x? reduction by turbulent/laminar thermal conversion
US4341623A (en) Catalytic cracking using a mixture of cracking catalyst particles with particles of platinum group metal or rhenium on inert substrates regenerated to up to about 0.1% coke
US4435282A (en) Catalytic cracking using a cracking catalyst in admixture with particles of platinum group metal or rhenium on a substrate regenerated to up to about 0.1% coke
US4448674A (en) Control of emissions in FCC regenerator flue gas
EP0236054A2 (en) Hydrocarbon treatment process
US4152292A (en) Method of initiating essentially complete oxidation of co to co2 in a spent-catalyst regeneration zone
CS226165B2 (en) Method of regenerating coke-contaminated fluidized cracking catalysts