CS253706B2

CS253706B2 - A method for cooling hot fluidized solid particles and apparatus for performing the method

Info

Publication number: CS253706B2
Application number: CS827255A
Authority: CS
Inventors: David A Lomas; Gregory J Thompson
Original assignee: Uop Inc Us
Priority date: 1982-10-11
Filing date: 1982-10-11
Publication date: 1987-12-17
Also published as: CS725582A2

Abstract

Způsob chlazení horkých fluidizovaných pevných částic, při kterém se horké částice cirkulují do chladicí zóny, kde se jim odebírá teplo nepřímou výměnou s chladicí tekutinou obsaženou ve výměníku tepla uspořádaném v chladicí zóně. částice se v chladicí zóně udržují ve formě fluidního lože s hutnou fází tim, že se chladicí zónou vede ve směru zdola nahoru fluidizační plyn rychlostí postačující pro promíchávání částic, přičemž alespoň část tepla odváděného z částic v chladicí zóně se udržuje na regulované hodnotě regulací koeficientu přestupu tepla mezi tepelným výměníkem a fluidním ložem prostřednictvím regulace množství fluidizač- ního plynu uváděného do chladicí zóny. přídavné regulace množství odváděného tepla se může dosáhnout regulací množství částic tekoucích chladicí zónou. Rovněž je popisováno zařízení k provádění tohoto způsobu, které zahrnuje sběrnou komoru pro horké částice, trubkový výměník tepla, jehož pláštový prostor je spojen se sběrnou komorou, přívodní potrubí pro fluidizační plyn připojené ke spodní části pláštového prostoru výměníku tepla, regulační ventil pro plyn umístěný v přívodním potrubí fluidizačního plynu, regulační systém skládající se z čidla regulované proměnné veličiny měřicí výkon tepelného výměníku, vlastního regulačního zařízení a spojovacího vedení mezi regulačním zařízením a regulačním ventilem pro plyn a přívodní a odváděči potrubí pro chladicí tekutinu připojené k tepelnému výměníku.A method of cooling hot fluidized solid particles in which hot particles are circulated to a cooling zone where heat is removed from them by indirect exchange with the coolant contained in the heat exchanger arranged in the cooling zone. the particles are maintained in the cooling zone in the form of a fluidized bed with a dense phase in that the fluidizing gas is passed through the cooling zone in a bottom-up direction at a rate sufficient for mixing the particles, wherein at least a portion of the heat removed from the particles in the cooling zone is maintained at a controlled value by controlling the transfer coefficient heat exchange between the heat exchanger and the fluidized bed by controlling the amount of fluidizing gas introduced into the cooling zone. additional regulation of the heat dissipation can be achieved by regulating the amount of particles flowing through the cooling zone. Also disclosed is a device for performing the method comprising a hot particle collection chamber, a tubular heat exchanger whose housing space is connected to a collection chamber, a fluidizing gas supply line connected to a lower portion of the heat exchanger shell, a gas control valve located at a fluidizing gas supply line, a control system consisting of a variable variable sensor measuring the power of the heat exchanger, a self-regulating device and a connection line between the regulating device and the gas regulating valve and a coolant inlet and outlet conduit connected to the heat exchanger.

Description

Vynález se týká způsobu chlazení horkých fluidizovaných pevných částic a zařízení pro provádění tohoto způsobu. Týká se zejména vypalování hořlavých látek z pevných látek ve formě částic, jako například z fluidizovatelných katalyzátorů, které byly znečištěny tím, že se na ně uložily hořlavé úsady, obvykle označované jako koks. Vynález je sice zvláště užitečný při regeneraci katalyzátoru z fluidního krakování znečištěného koksem, ale lze ho použít při jakémkoli postupu, při kterém se z pevných fluidizovatelných částic vypaluje hořlavá látka.The invention relates to a method for cooling hot fluidized solids and to an apparatus for carrying out the method. It relates in particular to the burning of combustible substances from particulate solids, such as fluidizable catalysts, which have been contaminated by the deposition of combustible deposits, commonly referred to as coke. While the invention is particularly useful in the regeneration of coke-contaminated fluidized cracking catalyst, it can be used in any process in which a combustible substance is burned from solid fluidizable particles.

Fluidní katalytické krakování má velký význam při konverzi takových východních látek, jako jsou vakuové plynové oleje a jiné poměrně těžké oleje na lehčí a cennější produkty.Fluid catalytic cracking is of great importance in the conversion of such eastern substances as vacuum gas oils and other relatively heavy oils into lighter and more valuable products.

Při fluidním katalytickém krakování se uvádí do styku v reakční zóně výchozí látka, at již je to vakuový plynový olej nebo jiný olej, s jemně rozdělenou pevnou katalytickou látkou ve formě částic, která se chová při smísení s plynem nebo parou jako tekutina. Tato látka má schopnost katalyzovat krakovaci reakci a v průběhu provozu se na její povrch usazuje koks, což je vedlejší produkt při krakovaci reakci. Koks je tvořen vodíkem, uhlíkem a jinými prvky, jako sírou a zhoršuje katalytickou účinnost katalyzátorů fluidního katalytického krakování (dále FCC). V jednotce fluidního katalytického krakování jsou obvykle zapojena zařízení, tzv. regenerátory, ve kterých se odstraňuje z FCC katalyzátorů koks. V regenerátorech se katalyzátor znečištěný koksem uvádí do styku s plynem obsahujícím kyslík za takových podmínek, že se koks oxiduje a uvolňuje se značné množství tepla. Část tohoto tepla uniká z regenerátoru spolu se spalinami tvořenými přebytkem regeneračního plynu a plynnými produkty oxidace koksu a zbytek tohoto tepla opouští regenerátor spolu s regenerovaným katalyzátorem, který je v podstatě zbaven koksu. Regenerátory pracující za tlaku vyššího než je tlak atmosferický jsou často vybaveny turbinami pro regeneraci energie, ve kterých spaliny opouštějící regenerátor expandují a předávají část své energie uvolněnou při expanzi.In fluid catalytic cracking, the starting material, whether it is vacuum gas oil or another oil, is brought into contact in the reaction zone with a finely divided solid catalytic material in the form of particles, which behaves like a liquid when mixed with gas or steam. This material has the ability to catalyze the cracking reaction and during operation coke, which is a by-product of the cracking reaction, is deposited on its surface. Coke is made up of hydrogen, carbon and other elements such as sulfur and impairs the catalytic efficiency of fluid catalytic cracking (hereinafter FCC) catalysts. The fluid catalytic cracking unit usually includes devices called regenerators, in which coke is removed from the FCC catalysts. In the regenerators, the catalyst contaminated with coke is brought into contact with a gas containing oxygen under such conditions that the coke is oxidized and a significant amount of heat is released. Part of this heat escapes from the regenerator together with the flue gases formed by the excess regeneration gas and the gaseous products of coke oxidation, and the rest of this heat leaves the regenerator together with the regenerated catalyst, which is essentially free of coke. Regenerators operating at a pressure higher than atmospheric pressure are often equipped with energy recovery turbines in which the flue gases leaving the regenerator expand and transfer some of their energy released during the expansion.

Fluidizovaný katalyzátor se kontinuálně cirkuluje z reakční zóny do regenerační zóny a pak zpět do reakční zóny. Fluidní katalyzátor, kromě toho, že vykazuje katalytický účinek, působí jako nosič, kterým se převádí teplo ze zóny do zóny. Katalyzátor opouštějící reakční zónu se označuje jako vyčerpaný, tj. je částečně desaktivován tím, že jsou na jeho povrchu uloženy koksové úsady. Katalyzátor, ze kterého byl koks v podstatě odstraněn, se označuje jako regenerovaný katalyzátor.The fluidized catalyst is continuously circulated from the reaction zone to the regeneration zone and then back to the reaction zone. The fluidized catalyst, in addition to having a catalytic effect, acts as a carrier by which heat is transferred from zone to zone. The catalyst leaving the reaction zone is referred to as spent, i.e. it is partially deactivated by the deposition of coke deposits on its surface. The catalyst from which the coke has been substantially removed is referred to as regenerated catalyst.

Rychlost konverze suroviny v reakční zóně se reaguje úpravami teploty, aktivity katalyzátoru a množství katalyzátoru (tj. poměru oleje katalyzátoru). Nejběžnější metodou regulace teploty je regulace rychlosti cirkulace katalyzátoru z regenerační zóny do reakční zóny, čímž se současně zvyšuje poměr katalyzátoru k oleji. Platí tedy, že má-li se zvýšit rychlost konverze, zvýší se rychlost toku cirkulujícího fluidního katalyzátoru z regenerátoru do reaktoru. Poněvadž teplota v regenerační zóně je za normálních provozních podmínek vždy vyšší než teplota uvnitř reakční zóny, má zrychlení přívodu katalyzátoru z teplejší regenerační zóny do chladnější reakční zóny za následek zvýšení teploty v reakční zóně.The feed conversion rate in the reaction zone is controlled by adjusting the temperature, catalyst activity, and catalyst quantity (i.e., catalyst oil ratio). The most common method of temperature control is to control the rate of catalyst circulation from the regeneration zone to the reaction zone, thereby simultaneously increasing the catalyst to oil ratio. Thus, if the conversion rate is to be increased, the flow rate of the circulating fluid catalyst from the regenerator to the reactor is increased. Since the temperature in the regeneration zone is always higher than the temperature inside the reaction zone under normal operating conditions, accelerating the flow of catalyst from the warmer regeneration zone to the cooler reaction zone results in an increase in the temperature in the reaction zone.

Vyšší rychlost cirkulace katalyzátoru se za provozu udržuje z toho důvodu, že systém představuje uzavřený okruh a vyšší reakční teplota se za provozu udržuje z toho důvodu, že poté, co se jednou dosáhne zvýšeni teploty v reaktoru, má to za následek zvýšenou tvorbu koksu při reakci a jeho ukládáni na katalyzátoru. Zvýšená tvorba koksu, který se ukládá ha fluidním katalyzátoru obsaženém v reaktoru zajištuje vyšší vývin tepla při oxidaci koksu v regenerátoru. Toto zvýšené množství tepla uvolněného v regenerační zóně se pak prostřednictvím katalyzátoru převede do reakční zóny, kde zajištuje udržování vyšší teploty’v reaktoru.The higher catalyst circulation rate is maintained during operation because the system is a closed circuit and the higher reaction temperature is maintained during operation because once the temperature in the reactor is increased, this results in increased coke formation during the reaction and its deposition on the catalyst. The increased coke formation, which is deposited on the fluid catalyst contained in the reactor, ensures a higher heat generation during the oxidation of the coke in the regenerator. This increased amount of heat released in the regeneration zone is then transferred via the catalyst to the reaction zone, where it ensures the maintenance of a higher temperature in the reactor.

Nedávná ekonomicko-politická omezení uvalená na tradiční zásobovací cesty, kterými přicházela ropa, vyvolala nutnost používat jako výchozích látek v jednotkách pro fluidní katalytické krakování těžších olejů, než bylo dříve běžné, FCC-jednotky musí nyní zpracovávat takové suroviny, jako je mazut a v budoucnosti možná vyvstane nutnost zpracovávat směsi těžkých olejů s uhlím nebo surovinami získanými z olejových břidlic.Recent economic and political restrictions imposed on traditional oil supply routes have necessitated the use of heavier oils as feedstocks in fluid catalytic cracking units than was previously common. FCC units must now process feedstocks such as fuel oil, and in the future it may be necessary to process mixtures of heavy oils with coal or oil shale feedstocks.

Chemická povaha a molekulární struktura násady pro FCC jednotku ovlivňuje úroveň koksových úsad uložených na vyčerpaném katalyzátoru. Obecně platí, že s rostoucí hodnotou molekulové hmotnosti, uhlíkatého zbytku podle Conradsona, podílu suroviny nerozpustného v heptanu a poměru uhlíku k vodíku, roste přímo úměrně množství koksových úsad uložených na vyčerpaném katalyzátoru. Množství koksu na vyčerpaném katalyzátoru zvyšuje rovněž vysoké množství chemicky vázaného dusíku, jako je tomu například v olejích získaných z olejových břidlic. Zpracování těžších surovin, a zejména zpracovávání odasfaltovaných olejů nebo přímé zpracovávání destilačních zbytků získaných při destilaci surové ropy za atmosferického tlaku, kterýžto produkt bývá označován termínem reduced crude způsobuje zvýšení všech nebo alespoň některých ze shora uvedených faktorů, což má za následek zvýšení úrovně množství koksovitých úsad obsažených na vyčerpaném katalyzátoru.The chemical nature and molecular structure of the feedstock for an FCC unit affect the level of coke deposits deposited on the spent catalyst. In general, as the molecular weight, Conradson carbon residue, heptane insoluble feedstock, and carbon to hydrogen ratio increase, the amount of coke deposits deposited on the spent catalyst increases. The amount of coke on the spent catalyst also increases with the high amount of chemically bound nitrogen, such as in oils obtained from oil shale. The processing of heavier feedstocks, and in particular the processing of deasphalted oils or the direct processing of distillation residues obtained from the distillation of crude oil at atmospheric pressure, which product is often referred to as reduced crude, causes an increase in all or at least some of the above factors, which results in an increase in the level of coke deposits contained on the spent catalyst.

Toto zvýšené množství koksu uloženého na vyčerpaném katalyzátoru se projevuje zvýšením množství koksu spáleného v regenerátoru, vztaženo na jeden kilogram cirkulovaného katalyzátoru. V běžných FCC-jednotkách se teplo z regenerátoru odvádí prostřednictvím spalin a zejména prostřednictvím proudu horkého regenerovaného katalyzátoru. Zvýšení úrovně koksu na vyčerpaném katalyzátoru způsobí zvětšení teplotního rozdílu mezi reaktorem a regenerátorem a zvýšení teploty regenerovaného katalyzátoru. Aby se v reaktoru udržela stejná teplota, bylo by proto nutno snížit množství cirkulovaného katalyzátoru. Snížení rychlosti cirkulace katalyzátoru vyžadované v důsledku vyššího teplotního rozdílu mezi reaktorem a regenerátorem by však mělo za následek pokles konverze, takže by pro zajištění konverze pa požadované úrovni bylo nutno pracovat při vyšší teplotě.This increased amount of coke deposited on the spent catalyst is reflected in an increase in the amount of coke burned in the regenerator, based on one kilogram of catalyst circulated. In conventional FCC units, heat is removed from the regenerator via the flue gases and, in particular, via the stream of hot regenerated catalyst. An increase in the level of coke on the spent catalyst causes an increase in the temperature difference between the reactor and the regenerator and an increase in the temperature of the regenerated catalyst. In order to maintain the same temperature in the reactor, it would therefore be necessary to reduce the amount of catalyst circulated. However, the reduction in the catalyst circulation rate required due to the higher temperature difference between the reactor and the regenerator would result in a decrease in conversion, so that it would be necessary to operate at a higher temperature to ensure conversion at the desired level.

To by mělo za následek změnu ve struktuře získaného produktu, která nemusí být vždy žádoucí, podle toho, jaké produkty jsou při postupu požadovány. Rovněž existuje omezení teplot, které mohou FCC katalyzátory snášet bez toho, že by to mělo škodlivý účinek na jejich aktivitu. V případě běžných moderních FCC katalyzátorů se obvykle teplota regenerovaného katalyzátoru udržuje pod 760 °C, poněvadž při teplotě 760 až 790 °C dochází k silnému poklesu aktivity. Kdyby se v obvyklé FCC jednotce jako suroviny použilo poměrně běžných destilačních zbytků z frakcionace lehké arabské ropy za atmosferického tlaku a pracovalo by se při teplotě požadované pro vysoký stupeň konverze na lehčí produkty, tj. za podobných podmínek, jako jsou podmínky, při kterých se zpracovává násada plynového oleje, pohybovala by se teplota regenerátoru v rozmezí od 870 do 980 °C.This would result in a change in the structure of the product obtained, which may not always be desirable, depending on the products required in the process. There is also a limit to the temperatures that FCC catalysts can tolerate without detrimental effects on their activity. In the case of conventional modern FCC catalysts, the temperature of the regenerated catalyst is usually kept below 760°C, since a strong decrease in activity occurs at temperatures between 760 and 790°C. If a conventional FCC unit were to use as feedstock relatively common distillation residues from the fractionation of light Arabian crude oil at atmospheric pressure and operate at the temperature required for a high degree of conversion to lighter products, i.e. under similar conditions to those under which a gas oil feed is processed, the regenerator temperature would be in the range of 870 to 980°C.

To by byla pro katalyzátor příliš vysoká teplota, vyžadovala by použití drahých konstrukčních materiálů a umožňovala by extrémně nízkou rychlost cirkulace katalyzátoru. Z těchto důvodů se má za to, že když se zpracovávají suroviny, které by neúměrně zvyšovaly teplotu v regenerátoru, je třeba regenerátor opatřit zařízením pro odvádění tepla, který umožňuje snížení teploty v regenerátoru a tím i snížení rozdílu teplot v reaktoru a regenerátoru.This would be too high a temperature for the catalyst, would require the use of expensive structural materials, and would allow for an extremely low catalyst circulation rate. For these reasons, it is considered that when raw materials are processed that would disproportionately increase the temperature in the regenerator, it is necessary to provide the regenerator with a heat removal device that allows the temperature in the regenerator to be reduced and thus the temperature difference between the reactor and the regenerator to be reduced.

Obvyklou známou metodou odvádění tepla je umístění chladicích hadů v prostoru regenerátoru, kteréžto hady jsou ve styku s katalyzátorem, ze kterého se odstraňuje koks. Tak například Medlin a další, US patent č. 2 819 951, McKinney, US patent č. 3 990 992 a Vickers,A common known method of removing heat is to place cooling coils in the regenerator space, which coils are in contact with the catalyst from which the coke is removed. For example, Medlin et al., U.S. Patent No. 2,819,951, McKinney, U.S. Patent No. 3,990,992, and Vickers,

US patent č. 4 219 442 popisují postupy fluidního katalytického krakování za použití regenerátorů se zdvojenou vnitřní zónou, přičemž ve druhé zóně jsou umístěny chladicí hady.U.S. Patent No. 4,219,442 describes fluid catalytic cracking processes using dual inner zone regenerators, with cooling coils located in the second zone.

Tyto chladicí hady musí být vždy naplněny chladivém a musí tedy odvádět teplo z regenerátoru, a to i při zahajování provozu, kdy je takové odstraňování tepla zvláště nežádoucí, poněvadž hady jsou vytvořeny z takového materiálu, že by došlo k jejich poškození, kdyby byly vystaveny vysokým teplotám v regenerátoru (až 704 °C) bez toho, že by v nich bylo obsaženo chladivo, které má za úkol je udržovat poměrně chladné. Druhá zóna slouží rovněž k uvolňování katalyzátoru před odvedením spalin ze systému a může obsahovat katalyzátor v hutné fázi nebo ve zředěné fázi. Chladivo tekoucí hady absorbuje teplo a odstraňuje je z regenerátoru.These cooling coils must always be filled with coolant and must therefore remove heat from the regenerator, even during start-up when such heat removal is particularly undesirable, since the coils are made of such a material that they would be damaged if exposed to the high temperatures in the regenerator (up to 704°C) without the coolant contained within them to keep them relatively cool. The second zone also serves to release the catalyst before the exhaust gases are discharged from the system and may contain the catalyst in a dense phase or in a dilute phase. The coolant flowing through the coils absorbs heat and removes it from the regenerator.

Dosavadní stav techniky zahrnuje rovněž řadu publikací FCC postupů používajících zón pro odvádění tepla z regenerovaného fluidního katalyzátoru v hutné nebo zředěné fázi nebo tepelných výměníků, které nejsou obsaženy v regenerační nádobě, nýbrž mimo ni, a které slouží k chlazení horkého regenerovaného katalyzátoru vraceného do regenerátoru. Jako příklady těchto publikací je možno uvést patenty US 2 970 117, 2 873 175, 2 862 798, 2 596 748,The prior art also includes a number of FCC process publications using zones for removing heat from the regenerated fluid catalyst in the dense or dilute phase or heat exchangers, which are not contained in the regeneration vessel, but external to it, and which serve to cool the hot regenerated catalyst returned to the regenerator. Examples of these publications include U.S. Patents 2,970,117, 2,873,175, 2,862,798, 2,596,748,

515 156, 2 492 948 a 2 506 123. Prvním z citovaných patentů uvádí, že rychlost vraceni ochlazeného katalyzátoru do regenerátoru může být regulována teplotou v regenerátoru (hutná fáze .katalyzátoru).515,156, 2,492,948 and 2,506,123. The first of the cited patents states that the rate of return of the cooled catalyst to the regenerator can be controlled by the temperature in the regenerator (the dense phase of the catalyst).

Důležitým prvkem ve shora uvedených FCC postupech zahrnujících odvádění tepla z regenerátoru je způsob regulace množství odváděného tepla. Tak například v patentu US 4 219 442 se této regulace dosahuje regulací stupně ponoření chladicích hadů do hutné fáze fluidního lože regenerovaného katalyzátoru. V patentech US 2 970 117 a 2 463 623 je jedinou metodou regulace odváděného tepla regulace průtoku regenerovaného katalyzátoru vnějšími chladiči katalyzátoru. Nevýhody první ze shora uvedených metod odvádění tepla již byly prodiskutovány, tj. spočívají v tom, že chladicí hady narušují spouštění jednotky a separaci katalyzátoru. Druhá.ze shora uvedených metod odvádění tepla, která využívá vnějších chladičů a měněni rychlosti cirkulace katalyzátoru těmito chladiči jako jediného prostředku regulace výkonu tepelného výměníku má nevýhodu v tom, že zahrnuje kontinuální značné změny množství katalyzátoru v regenerátoru, což ve značném rozsahu ztěžuje udržováni provozu v ustáleném stavu nebo takové udržování vůbec znemožňuje.An important element in the above FCC processes involving heat removal from the regenerator is the method of controlling the amount of heat removed. For example, in US Patent 4,219,442, this control is achieved by controlling the degree of immersion of cooling coils in the dense phase of the fluidized bed of regenerated catalyst. In US Patents 2,970,117 and 2,463,623, the only method of controlling the heat removed is to control the flow rate of regenerated catalyst through external catalyst coolers. The disadvantages of the first of the above heat removal methods have already been discussed, i.e., they consist in the fact that the cooling coils interfere with the start-up of the unit and the separation of the catalyst. The second of the above methods of heat removal, which uses external coolers and varying the catalyst circulation rate through these coolers as the sole means of regulating the heat exchanger performance, has the disadvantage that it involves continuous, large changes in the amount of catalyst in the regenerator, which makes it very difficult or impossible to maintain steady-state operation.

Odborníkům v chemickém inženýrství je známo, že koeficient přestupu tepla povrchu, který se zúčastňuje tepelné výměny se mění v závislosti na hmotnostním průtoku fluidního systému podél tohoto povrchu. (Viz například článek Fluidized - bed Heat Transfer: A Generalized Dense-phase Correlation; A. I. Ch. Ξ. Journal, prosinec 1956, sv. 2, č. 4, str.It is known to those skilled in chemical engineering that the heat transfer coefficient of a surface participating in heat exchange varies with the mass flow rate of the fluid system along that surface. (See, for example, the article Fluidized - bed Heat Transfer: A Generalized Dense-phase Correlation; A. I. Ch. Ξ. Journal, December 1956, Vol. 2, No. 4, p.

482 až 488.482 to 488.

Vynález umožňuje dosažení vysokého stupně všestrannosti a účinnosti provozu chladiče fluidizovaných částic, zejména v případě jeho spojení s FCC regenerátorem, přičemž chladič je uspořádán mimo FCC-regenerátor. Podle vynálezu se katalyzátor vede pláštovým prostorem trubkového výměníku tepla, který představuje chladič, přičemž na pláštovou stranu výměníku tepla se uvádí rovněž regulovatelné množství fluidizačního plynu. To poskytuje výjimečnou příležitost využít principu závislosti koeficientu přestupu tepla na hmotnostním průtoku k regulaci intenzity chlazení a zároveň připravit regenerovaný katalyzátor pro použití v reaktoru vhodnou volbou složení fluidizačního plynu s ohledem na jeho vliv při vypalování nežádoucích nečistot, které mohou být přítomny na katalyzátoru.The invention allows achieving a high degree of versatility and efficiency of operation of the fluidized particle cooler, especially in the case of its connection with the FCC regenerator, wherein the cooler is arranged outside the FCC regenerator. According to the invention, the catalyst is guided through the jacket space of a tubular heat exchanger, which represents the cooler, while a controllable amount of fluidizing gas is also introduced to the jacket side of the heat exchanger. This provides a unique opportunity to use the principle of the dependence of the heat transfer coefficient on the mass flow rate to regulate the cooling intensity and at the same time prepare the regenerated catalyst for use in the reactor by appropriately choosing the composition of the fluidizing gas with regard to its effect on the burning of undesirable impurities that may be present on the catalyst.

Předmětem vynálezu je způsob chlazení horkých fluidizovaných pevných částic, který se vyznačuje tím, že se horké částice cirkulují do chladicí zóny, kde se jim odebírá teplo nepřímou výměnou s chladicí tekutinou obsaženou v zařízení pro výměnu tepla uspořádaném v chladicí zóně za vzniku poměrně chladných částic, přičemž částice se udržují v chladicí zóně ve formě fluidního lože s hutnou fází tím, že se chladicí zónou vede ve směru zdola nahoru fluidizačni plyn rychlostí, která postačuje pro promíchávání částic, přičemž alespoň část tepla odváděného z částic v chladicí zóně se udržuje na regulované hodnotě regulací koeficientu přestupu tepla mezi zařízením pro tepelnou výměnu a fluidním ložem s hutnou fází prostřednictvím regulace množství fluidizačního plynu uváděného do chladicí zóny.The subject of the invention is a method for cooling hot fluidized solid particles, characterized in that the hot particles are circulated to a cooling zone where heat is removed from them by indirect exchange with a cooling fluid contained in a heat exchange device arranged in the cooling zone to form relatively cool particles, the particles being maintained in the cooling zone in the form of a fluidized bed with a dense phase by passing fluidizing gas through the cooling zone from bottom to top at a speed sufficient to mix the particles, at least part of the heat removed from the particles in the cooling zone being maintained at a controlled value by controlling the heat transfer coefficient between the heat exchange device and the fluidized bed with a dense phase by controlling the amount of fluidizing gas introduced into the cooling zone.

Při výhodném provedení způsobu podle vynálezu se horké fluidizované pevné částice získávají z horké zóny obsahující fluidní lože těchto částic v hutné fázi, přičemž.chladicí zóna je oddělena od horké zóny a je s ní propojena a přičemž rychlost uvádění fluidizačního plynu postačuje pro v podstatě úplné promíchávání částic a do horké zóny se vracejí poměrně chladné částice.In a preferred embodiment of the process according to the invention, hot fluidized solid particles are obtained from a hot zone containing a fluidized bed of these particles in a dense phase, wherein a cooling zone is separate from and connected to the hot zone, and wherein the fluidizing gas introduction rate is sufficient for substantially complete mixing of the particles and relatively cool particles are returned to the hot zone.

Při dalším výhodném provedení způsobu podle vynálezu se horké částice vedou ve směru shora dolů chladicí, zónou, přičemž množství tepla odváděné z těchto Částic se udržuje na regulované hodnotě regulací kombinace množství fluidizačního plynu uváděného do chladicí zóny a množství částic tekoucích touto chladicí zónou.In another preferred embodiment of the method according to the invention, the hot particles are guided in a top-down direction through the cooling zone, the amount of heat removed from these particles being maintained at a controlled value by controlling a combination of the amount of fluidizing gas introduced into the cooling zone and the amount of particles flowing through this cooling zone.

Předmětem vynálezu je dále zařízení pro chlazení horkých fluidizovaných pevných částic způsobem podle vynálezu, které se vyznačuje tím, že je tvořeno kombinací sběrné komory pro horké částice; trubkového výměníku tepla uspořádaného vertikálně mimo sběrnou komoru, přičemž horní část plástového prostoru výměníku tepla je přímo spojena se sběrnou komorou, takže částice mohou cirkulovat tímto plástovým prostorem do sběrné komory a z ní ven; přívodního potrubí pro fluidizační plyn připojeného ke spodní části plástového prostoru výměníku tepla, takže fluidizační plyn může vstupovat do plástového prostoru a udržovat tam kontinuálně promíchávané lože s hutnou fází fluidizovaného katalyzátoru; regulačního ventilu pro plyn umístěného v přívodním potrubí pro fluidizační plyn a regulačního systému zahrnujícího čidlo regulované proměnné veličiny měřicí výkon výměníku tepla, regulační zařízení připojené k čidlu regulované proměnné veličiny vydávající výstupní signál a zařízení pro přenos tohoto výstupního signálu do regulačního ventilu pro plyn, takže regulační ventil reaguje na regulovanou proměnnou veličinu a reguluje tak tok fluidizačního plynu do výměníku tepla za současné regulace koeficientu přestupu tepla mezi vnějším povrchem trubek výměníku tepla a ložem s hutnou fází fluidizovaného katalyzátoru; a přívodního a odváděcího potrubí připojeného k trubkám výměníku tepla pro přivádění a odvádění chladicí tekutiny.The invention further provides a device for cooling hot fluidized solid particles in a method according to the invention, characterized in that it is formed by a combination of a collection chamber for hot particles; a tubular heat exchanger arranged vertically outside the collection chamber, the upper part of the honeycomb space of the heat exchanger being directly connected to the collection chamber, so that particles can circulate through this honeycomb space into and out of the collection chamber; a fluidizing gas supply pipe connected to the lower part of the honeycomb space of the heat exchanger, so that the fluidizing gas can enter the honeycomb space and maintain a continuously stirred bed with a dense phase of the fluidized catalyst there; a gas control valve located in the fluidizing gas supply line and a control system comprising a controlled variable sensor measuring the heat exchanger output, a control device connected to the controlled variable sensor providing an output signal, and a device for transmitting this output signal to the gas control valve, such that the control valve responds to the controlled variable to control the flow of fluidizing gas into the heat exchanger while simultaneously controlling the heat transfer coefficient between the outer surface of the heat exchanger tubes and the dense phase bed of the fluidized catalyst; and supply and discharge lines connected to the heat exchanger tubes for supplying and discharging a cooling fluid.

Podle jednoho výhodného provedení zařízení podle vynálezu je spodní část plášťového prostoru výměníku tepla uzavřená, takže všechny ochlazené částice katalyzátoru mohou cirkulovat do sběrné komory pro horké částice.According to one preferred embodiment of the device according to the invention, the lower part of the shell space of the heat exchanger is closed, so that all cooled catalyst particles can circulate into the hot particle collection chamber.

Podle jiného výhodného provedení zařízení podle vynálezu je v dolní části plášťového prostoru výměníku tepla umístěna výpust částic, což umožňuje odvádění alespoň části částic ochlazeného katalyzátoru ze spodní části plášťového prostoru výměníku tepla.According to another preferred embodiment of the device according to the invention, a particle outlet is located in the lower part of the shell space of the heat exchanger, which allows the removal of at least a part of the cooled catalyst particles from the lower part of the shell space of the heat exchanger.

Podle dalšího výhodného provedení zařízení podle vynálezu je výpust částic z výměníku tepla spojena potrubím pro ochlazené částice s dispoziční zónou pro ochlazené částice katalyzátoru, přičemž v potrubí pro ochlazené částice katalyzátoru je umístěn regulační ventil pro částice katalyzátoru spojený s regulačním zařízením pomocí vedení přenášejícího výstupní signál z regulačního zařízení do regulačního ventilu pro částice katalyzátoru, což umožňuje regulovat množství tepla odváděného z částic prostřednictvím současné regulace toku fluidizačního plynu do tepelného výměníku a toku ochlazených částic z tepelného výměníku.According to another preferred embodiment of the device according to the invention, the particle outlet from the heat exchanger is connected by a pipeline for cooled particles to a disposition zone for cooled catalyst particles, wherein a catalyst particle control valve is located in the pipeline for cooled catalyst particles and is connected to a control device by means of a line transmitting an output signal from the control device to the catalyst particle control valve, which allows the amount of heat removed from the particles to be controlled by simultaneously controlling the flow of fluidizing gas into the heat exchanger and the flow of cooled particles from the heat exchanger.

Zařízení podle vynálezu je blíže ilustrováno na připojených výkresech. Obr. 1 až 3 předst vují tři provedení zařízení podle vynálezu.The device according to the invention is illustrated in more detail in the accompanying drawings. Fig. 1 to 3 show three embodiments of the device according to the invention.

Vynález bude dále vysvětlován za použití těchto výkresů. Je zřejmé, že způsob chlazení horkých fluidizovaných pevných částic může být integrován do nejrůznějších způsobů, z nichž nejdůležitější jsou způsoby regenerace katalyzátoru vypalováním uhlíkatých úsad, tzv. koksu.The invention will be further explained with the use of these drawings. It is clear that the method of cooling hot fluidized solid particles can be integrated into various methods, the most important of which are methods of catalyst regeneration by burning carbonaceous deposits, so-called coke.

Kdekoliv se v tomto popisu hovoří o uzavřeném spojení dvou částí zařízení rozumí se tím přímé spojení, tj. takové spojení, při kterém na sebe tyto části bezprostředně navazují Naproti tomu v případě otevřeného spojení jsou jednotlivé části oddělené, ale existuje mezi nimi spojení, například potrubím.Wherever in this description a closed connection of two parts of the device is referred to, this means a direct connection, i.e. a connection in which these parts are directly connected to each other. In contrast, in the case of an open connection, the individual parts are separate, but there is a connection between them, for example through a pipe.

Při aplikaci způsobu podle vynálezu na vypalování spalitelné látky z fluidizovaných pevných částic, které tuto látku obsahují, zahrnuje integrovaný způsob zavádění spalovacího plynu obsahujícího kyslík a fluidizovaných pevných částic do spalovací zóny udržované při teplotě postačující pro oxidaci spalitelné látky. Spalitelná (hořlavá) látka se oxiduje za vzniku prvního fluidního lože s hutnou fází obsahujícího horké fluidizované pevné částice, které se pak způsobem podle vynálezu ochladí.When applying the method of the invention to the combustion of a combustible substance from fluidized solid particles containing the substance, the integrated method includes introducing a combustion gas containing oxygen and fluidized solid particles into a combustion zone maintained at a temperature sufficient to oxidize the combustible substance. The combustible substance is oxidized to form a first fluidized bed with a dense phase containing hot fluidized solid particles, which is then cooled by the method of the invention.

Shora uvedená spalovací zón^ může být ve zředěné fázi a pak se horké částice vedou do uvolňovací zóny, ve které se horké částice shromažďují a udržují jako první lože, nebo může být spalovací zóna ve formě hutné fáze a pak sama o sobě tvoří první lože.The above combustion zone may be in the dilute phase and then the hot particles are fed to a release zone in which the hot particles are collected and maintained as a first bed, or the combustion zone may be in the dense phase and then itself forms a first bed.

Obzvlášř důležitým aspektem vynálezu je aplikace na regenerační vypalování koksu obsaženého v FCC katalyzátoru, který přichází na regeneraci z reakční zóny, za vzniku horkých spalin a horkého regenerovaného katalyzátoru. V tomto případě zahrnuje vynález stupeň vypalování, uvolňování a shromažďování horkého regenerovaného katalyzátoru a chlazení části horkého regenerovaného katalyzátoru prováděné tak, že se zajištuje odvádění tepla z hutné fáze v chladicí zóně, za dostatečného zpětného promíchávání, kterým se reguluje koeficient přestupu tepla mezi zařízením pro výměnu tepla uspořádaným v chladicí zóně a fluidním ložem s hutnou fází za vzniku ochlazeného regenerovaného katalyzátoru.A particularly important aspect of the invention is the application to the regeneration burning of coke contained in FCC catalyst coming for regeneration from the reaction zone, to form hot flue gases and hot regenerated catalyst. In this case, the invention includes the step of burning, releasing and collecting hot regenerated catalyst and cooling a portion of the hot regenerated catalyst carried out in such a way as to ensure the removal of heat from the dense phase in the cooling zone, with sufficient back-mixing, which controls the heat transfer coefficient between the heat exchange device arranged in the cooling zone and the fluidized bed with the dense phase to form cooled regenerated catalyst.

Pod označením horký regenerovaný katalyzátor se zde rozumí regenerovaný katalyzátor odcházející ze spalovací zóny, který má teplotu panující v této zóně tj. teplotu v rozmezí od asi 704 do asi 760 °C. Pod označením chladný regenerovaný katalyzátor se rozumí regenerovaný katalyzátor o teplotě odpovídající teplotě na výstupu z chladicí zóny, tj. teplotu v rozmezí o asi 55 až asi 140 °C nižší než je teplota horkého regenerovaného katalyzátoru.The term hot regenerated catalyst is used herein to mean a regenerated catalyst leaving the combustion zone, which has a temperature prevailing in this zone, i.e. a temperature in the range of about 704 to about 760 °C. The term cold regenerated catalyst is used to mean a regenerated catalyst having a temperature corresponding to the temperature at the outlet of the cooling zone, i.e. a temperature in the range of about 55 to about 140 °C lower than the temperature of the hot regenerated catalyst.

Při obzvláště důležitém provedení vynálezu se používá ochlazeného regenerovaného katalyzátoru k odběru tepla v regenerátoru a alespoň části ochlazeného regenerovaného katalyzátoru se používá pro regulaci teploty ve spalovací zóně.In a particularly important embodiment of the invention, cooled regenerated catalyst is used to remove heat in the regenerator and at least a portion of the cooled regenerated catalyst is used to control the temperature in the combustion zone.

Podle dalšího důležitého provedení vynálezu so ochlazeného regenerovaného katalyzátoru používá pro krakování suroviny v reakční zóně.According to another important embodiment of the invention, the cooled regenerated catalyst is used for cracking the feedstock in the reaction zone.

Podle ještě dalšího důležitého provedení vynálezu se horký regenerovaný katalyzátor chladí tím, že se promíchává a kontinuálně vede chladicí zónou, či zónou tepelné výměny a alespoň části ochlazeného regenerovaného katalyzátoru se používá pro regulaci teploty v uvolňovací zóně. Ve spodní části uvolňovací zóny existuje gradient teploty, přičemž nejchlad nější katalyzátor je přibližně u otvoru vedoucího k chladicí zóně a nejteplejší katalyzátor je v tom místě spodní části uvolňovací zóny, které je od tohoto otvoru co nejvíce vzdáleno.According to yet another important embodiment of the invention, the hot regenerated catalyst is cooled by being stirred and continuously passed through a cooling zone or heat exchange zone and at least a portion of the cooled regenerated catalyst is used to control the temperature in the release zone. There is a temperature gradient in the lower part of the release zone, with the coldest catalyst being approximately at the opening leading to the cooling zone and the hottest catalyst being at that point in the lower part of the release zone which is as far away from this opening as possible.

Další popis se vztahuje k těm provedením vynálezu, a to jak postupům, tak i zařízením, která jsou znázorněna na připojených výkresech. Regenerační plyn, kterým může být vzduch, nebo jiný plyn obsahující kyslík, vstupuje do zařízení potrubím 2 ^a mísí se s katalyzátorem zněčištěným koksem, který vstupuje potrubím J3 a popřípadě s chladným regenerovaným katalyzátorem, vstupujícím potrubím 2 (pouze obr. 1). Všechny tyto proudy se spojují v potrubí 11, i když by se každý z těchto proudů mohl uvádět do spalovací zóny 2 i jednotlivě. Výsledná směs katalyzátoru znečištěného koksem, regeneračního plynu a regenerovaného katalyzátoru (poslední látka jen při provedení podle obr. 1) se rozdělí ve spodní části vnitřního prostoru spalovací zóny 2 prostřednictvím potrubí 11 a rozdělovacího zařízení 21· Katalyzátor znečištěný koksem obvykle obsahuje asi 0,1 až asi 5 % hmotnostních uhlíku ve formě koksu.The following description relates to those embodiments of the invention, both processes and apparatus, which are illustrated in the accompanying drawings. The regeneration gas, which may be air or another oxygen-containing gas, enters the apparatus via line 2 ^and is mixed with the coke-contaminated catalyst entering via line J3 and optionally with the cold regenerated catalyst entering via line 2 (FIG. 1 only). All of these streams are combined in line 11, although each of these streams could also be introduced into the combustion zone 2 individually. The resulting mixture of coke-contaminated catalyst, regeneration gas and regenerated catalyst (the latter only in the embodiment according to FIG. 1) is distributed in the lower part of the interior of the combustion zone 2 via line 11 and distribution device 21. The coke-contaminated catalyst typically contains from about 0.1 to about 5% by weight of carbon in the form of coke.

Koks obsahuje převážně uhlík, i když může obsahovat asi 5 až asi 15 % hmotnostních vodíku, jakož i síru a jiné látky. Regenerační plyn proudí spolu se strženým katalyzátorem z dolní části spalovací zóny 2 vzhůru do horní části ve formě zředěné fáze. Pod označením o zředěná fáze se rozumí směs katalyzátoru a plynu o hustotě nižší než 480 kg/m a pod označením hutná fáze se rozumí tatáž směs s hustotou rovnou 480 kg/m^ nebo vyšší. Pro oxidaci koksu jsou nejúčinnější podmínky zředěné fáze, tj. směsi katalyzátoru a plynu o hustotě nižší než 480 kg/m , typicky o hustotě v rozmezí od 32 do 160 kg/m . Jak směs katalyzátoru a plynu stoupá spalovací zónou _1 uvolňuje se spalovací teplo koksu a toto teplo je absorbováno katalyzátorem, který je nyní poměrně zbaven koksu, tj. regenerovaným katalyzátorem.Coke is predominantly carbon, although it may contain about 5 to about 15% by weight of hydrogen, as well as sulfur and other substances. The regeneration gas flows together with the entrained catalyst from the lower part of the combustion zone 2 upwards to the upper part in the form of a dilute phase. The term dilute phase refers to a mixture of catalyst and gas with a density of less than 480 kg/m^ and the term dense phase refers to the same mixture with a density of 480 kg/m^ or higher. The most effective conditions for oxidation of coke are the dilute phase, i.e. a mixture of catalyst and gas with a density of less than 480 kg/m^, typically with a density in the range of 32 to 160 kg/m^. As the mixture of catalyst and gas rises through the combustion zone _1, the heat of combustion of the coke is released and this heat is absorbed by the catalyst, which is now relatively free of coke, i.e. the regenerated catalyst.

ΊΊ

Stoupající proud katalyzátoru a plynu protéká průchodem 10 a naráží na povrch 12, kterým se mění směr toku proudu. V tomto oboru je dobře známo, že dopadne-li proud fluidizováných částic na povrch, který změní směr jeho proudění o určitý úhel, může dojít k oddělení části pevného materiálu, obsaženého v dopadajícím proudu. Dopadání proudu katalyzátoru a plynu na povrch 12 způsobuje, že téměř veškerý horký regenerovaný katalyzátor ze spalovací zóny se odděluje od spalin a padá na dno uvolňovací zóny 2. Část uvolňovací zóny, která slouží ke shromažďování katalyzátoru může být tvořena prstencovou kuželovitou nádobou, jak je to zakresleno na obrázku, nebo může mít jakýkoli jiný vhodný tvar pro shromáždování částic katalyzátoru. Plynné produkty oxidace koksu a přebytek regeneračního plynu, které dohromady tvoří proud označovaný jako spaliny a velmi malé množství neodděleného horkého regenerovaného katalyzátoru proudí vzhůru uvolňovací zónou _2 a vstupují přívodem 14 do separačního zařízení 15.The rising stream of catalyst and gas flows through passage 10 and impinges on a surface 12 which changes the direction of the stream. It is well known in the art that when a stream of fluidized particles impinges on a surface which changes its direction of flow by an angle, some of the solid material contained in the impinging stream can be separated. The impingement of the catalyst and gas stream on surface 12 causes almost all of the hot regenerated catalyst from the combustion zone to separate from the flue gases and fall to the bottom of the release zone 2. The part of the release zone which serves to collect the catalyst may be formed by an annular conical vessel as depicted in the figure, or may have any other suitable shape for collecting the catalyst particles. The gaseous products of coke oxidation and excess regeneration gas, which together form a stream referred to as flue gas and a very small amount of unseparated hot regenerated catalyst, flow upward through the release zone _2 and enter the separation device 15 through inlet 14.

Takovými separačními zařízeními 15 mohou být cyklonové separátory, jak je schematicky znázorněno na vyobrazeních, nebo to mohou být jakákoli jiná vhodná zařízení pro oddělování katalyzátoru ve formě částic z proudu plynů. Katalyzátor, oddělený od spalin, padá na dno uvolňovací zóny 2 potrubím 16 a 17. Spaliny opouštějí uvolňovací zónu 2 potrubím 18, kterým mohou dále postupovat do připojených systémů pro regeneraci energie. Uspořádání uvolňovací zóny nad spalovací zónou je výhodnější než provedení, při kterých směs plynu a katalyzátoru proudí směrem zdola nahoru do zóny pro oddělování tepla pracující s poměrně hutnou fází, z toho důvodu, že se podstatně snižuje zatěžování regenerátorových cyklonů a že se v podstatě eliminují velké ztráty katalyzátoru z technologických jednotek pro katalytické krakování ve fluidizované vrstvě, při poruchách provozu.Such separation devices 15 may be cyclone separators, as schematically shown in the figures, or they may be any other suitable devices for separating the catalyst in the form of particles from the gas stream. The catalyst, separated from the flue gases, falls to the bottom of the release zone 2 through pipes 16 and 17. The flue gases leave the release zone 2 through pipes 18, through which they can proceed to the connected energy recovery systems. The arrangement of the release zone above the combustion zone is more advantageous than embodiments in which the gas-catalyst mixture flows from the bottom up into the heat separation zone operating with a relatively dense phase, for the reason that the loading of the regenerator cyclones is significantly reduced and that large losses of catalyst from the fluidized bed catalytic cracking technological units are essentially eliminated in the event of operational failures.

Výměník tepla 3 je orientován vertikálně a katalyzátor proudí v jeho plástovém prostoru, zatímco teplosměnné medium proudí potrubími 9 a 9. Přednostním teplosměnným mediem je voda, která se při průchodu trubkami alespoň zčásti mění z kapalné fáze na plynnou fázi (páru). Trubkovice ve výměníku tepla je přednostně bajonetového typu, přičemž jeden její konec je neupevněný, čímž se minimalizují obtíže způsobované roztahováním a kontrakcí jednotlivých částí výměníku tepla pro jeho vystavení velmi vysokým teplotám regenerovaného katalyzátoru a během chlazení. Přenos tepla probíhá z katalyzátoru přes steny trubek do teplosměnného prostředí.The heat exchanger 3 is oriented vertically and the catalyst flows in its honeycomb space, while the heat exchange medium flows through the pipes 9 and 9. The preferred heat exchange medium is water, which changes at least partially from the liquid phase to the gaseous phase (steam) as it passes through the pipes. The tube in the heat exchanger is preferably of the bayonet type, with one end unfixed, thereby minimizing the difficulties caused by the expansion and contraction of the individual parts of the heat exchanger due to its exposure to the very high temperatures of the regenerated catalyst and during cooling. Heat transfer occurs from the catalyst through the walls of the tubes to the heat exchange medium.

Při provedeních znázorněných na obr. I a II se katalyzátor oddělený v uvolňovací zóně vede v hutné fázi horkým katalyzátorovým potrubím 4, směrem dolů do chladicí zóny 5_, která je tvořena trubkovým výměníkem tepla. Horké katalyzátorové potrubí £ ústí na plášřovou stranu výměníku tepla Rychlost cirkulace katalyzátoru výměníkem tepla £, vztažená· na '·* 2 pevnou látku, je v rozmezí od 2 do 200 kg/m /s.In the embodiments shown in Figs. I and II, the catalyst separated in the release zone is conducted in the dense phase through the hot catalyst line 4, downwards into the cooling zone 5, which is formed by a tubular heat exchanger. The hot catalyst line £ opens onto the shell side of the heat exchanger. The catalyst circulation rate through the heat exchanger £, based on the solids, is in the range from 2 to 200 kg/m/s.

Při provedení popsaném na obr. I se fluidizační plyn, přednostně vzduch, uvádí do spodní části plášňové strany tepelného výměníku £ potrubím 7 '. Lineární rychlost fluidizačního plynu je přibližně 0,015 až 0,61 m/s, s výhodou 0,03 až 0,06 m/s a při této rychlosti se v plášřovém prostoru výměníku udržuje lože fluidizovaného katalyzátoru v hutné fázi.In the embodiment described in Fig. 1, the fluidizing gas, preferably air, is introduced into the lower part of the shell side of the heat exchanger £ through the pipe 7'. The linear velocity of the fluidizing gas is approximately 0.015 to 0.61 m/s, preferably 0.03 to 0.06 m/s, and at this velocity the bed of fluidized catalyst is maintained in the dense phase in the shell space of the exchanger.

V potrubí 21 je umístěn regulační ventil £0. Průtok katalyzátoru výměníkem tepla 3_ se reguluje regulačním ventilem 45 umístěným v potrubí 2· Připojený regulační systém zahrnuje teplotní čidlo 21 umístěné ve spalovací zóně £, například v její horní části, jak je to znázorněno na obrázku, zařízení 22 pro regulaci teploty, které je nastavitelně spojené s teplotním čidlem 21, přičemž toto zařízení vydává výstupní signály, které jsou přenášeny vedeními 23, 23' do regulačních ventilů 20 a 45. Na základě těchto signálů mohou být ventily nastaveny v závislosti na teplotě v horní části spalovací zóny £. Zařízení 22 pro regulaci teploty, které může být tvořena analogovým nebo číslicovým počítačem, má schopnost volit optimální kombinaci fluidizačního plynu a průtoku katalyzátoru. Tato schopnost může být do zařízení 22 vestavěna, nebo naprogramována v závislosti na tom, o jaký systém se jedná a většinou se opírá o empiricky zjištěné vztahy odvozené z pozorování systému za provozu.A control valve £0 is located in the pipe 21. The flow of catalyst through the heat exchanger 3_ is controlled by a control valve 45 located in the pipe 2. The connected control system includes a temperature sensor 21 located in the combustion zone £, for example in its upper part, as shown in the figure, a temperature control device 22 which is adjustably connected to the temperature sensor 21, this device issuing output signals which are transmitted via lines 23, 23' to the control valves 20 and 45. Based on these signals, the valves can be adjusted depending on the temperature in the upper part of the combustion zone £. The temperature control device 22, which may be formed by an analog or digital computer, has the ability to select the optimal combination of fluidizing gas and catalyst flow. This capability may be built into the device 22 or programmed depending on the system in question and is usually based on empirically determined relationships derived from observations of the system in operation.

Reguluje se tedy jednak tok fluidizačního plynu pláštovým prostorem tepelného výměníku J3 a jednak tok katalyzátoru tepelným výměníkem 2· Prostřednictvím těchto parametrů dochází k regulaci hmotnostního průtoku fluidního lože podél vnějšího povrchu trubek tím, že se ovlivňuje stupeň turbulence a hmotnostní tok lože a to má za následek regulaci koeficientu přenosu tepla těmito povrchy a tedy regulaci množství přeneseného tepla. Je samozřejmé, že měnění rychlosti cirkulace katalyzátoru bude do určité míry narušovat podmínky ustáleného provozu, ale stupeň narušení ustáleného provozu zůstane na přijatelné úrovni vzhledem k tomu, že se zatížení tepelného výměníku reguluje kombinací průtoku fluidizačního plynu a průtoku katalyzátoru.Thus, both the flow of fluidizing gas through the jacket space of heat exchanger J3 and the flow of catalyst through heat exchanger 2 are regulated. These parameters regulate the mass flow rate of the fluidized bed along the outer surface of the tubes by influencing the degree of turbulence and the mass flow of the bed, which results in the regulation of the heat transfer coefficient through these surfaces and thus the regulation of the amount of heat transferred. It goes without saying that changing the catalyst circulation rate will disturb the steady-state conditions to some extent, but the degree of disturbance of steady-state operation will remain at an acceptable level, given that the load on the heat exchanger is regulated by a combination of the flow rate of fluidizing gas and the flow rate of catalyst.

Podle provedení znázorněného na obr. I postupuje katalyzátor ze spodní části tepelného výměníku 2 potrubím 2 P^ro odvádění katalyzátoru z tepelného výměníku a vede se do spodní části spalovací komory 2 směsným potrubím 11. Potrubí 11 znázorněné ve vertikálním uspořádání slouží rovněž jako sběrná nádoba pro vyčerpaný katalyzátor, který se z reaktoru odvádí potrubím 2· ^Do směsného potrubí 11 se rovněž potrubím Ί_ uvádí regenerační plyn, který slouží pro unášení katalyzátorové směsi do spalovací komory 2· Směs katalyzátoru a regeneračního plynu postupuje do dolního prostoru spalovací zóny rozdělovacím zařízením 21· Horký regenerovaný katalyzátor se vrací do reaktoru pro fluidní katalytické krakování potrubím 33.According to the embodiment shown in Fig. I, the catalyst proceeds from the lower part of the heat exchanger 2 through the line 2 ^for removing the catalyst from the heat exchanger and is led to the lower part of the combustion chamber 2 through the mixing line 11. The line 11 shown in a vertical arrangement also serves as a collection vessel for the spent catalyst, which is removed from the reactor ^through the line 2. The mixing line 11 is also fed through the line Ί_ with a regeneration gas, which serves to carry the catalyst mixture into the combustion chamber 2. The mixture of catalyst and regeneration gas proceeds to the lower space of the combustion zone through the distribution device 21. The hot regenerated catalyst is returned to the fluid catalytic cracking reactor through the line 33.

Podrobnosti vztahující se k přednostnímu provedení tepelného výměníku 2 ^a ke způsobu vzájemného propojení tepelného výměníku 2 ^s uvolňovací zónou 2 jsou znázorněny na obr.Details relating to the preferred embodiment of the heat exchanger 2 ^and the method of interconnecting the heat exchanger 2 ^with the release zone 2 are shown in Fig.

X a II. Tepelný výměník 2 j® znázorněn tak, že jeho pláštový prostor je vyplněn ložem fluidizovaného katalyzátoru v hutné fázi, přičemž jeho hladina je poněkud výše než je přívod katalyzátoru do tepelného výměníku 2· Katalyzátor se vede do přívodního potrubí 2 ^z části pro shromaždování katalyzátoru ve spodku sběrné komory uvolňovací zóny 2 ^a potrubím 2 se vede do tepelného výměníku 2· Nad přívodním potrubím 2 P^ro horký katalyzátor je v tepelném výměníku 2 popřípadě umístěno odvětrávací potrubí 35 (obr. I) a nebo 23 (obr. II), které ústí do uvolňovací zóny 2.X and II. The heat exchanger 2 is shown in such a way that its shell space is filled with a bed of fluidized catalyst in a dense phase, its level being somewhat higher than the catalyst inlet to the heat exchanger 2. The catalyst is fed into the inlet pipe 2 ^from the catalyst collection section at the bottom of the collection chamber of the release zone 2 ^and is led through the pipe 2 to the heat exchanger 2. Above the inlet pipe 2 ^for the hot catalyst, a vent pipe 35 (Fig. I) or 23 (Fig. II) is optionally located in the heat exchanger 2, which opens into the release zone 2.

Toto potrubí slouží k tomu, aby mohl fluidizační plyn uniknout z pláště tepelného výměníku 3 do uvolňovací zóny. Toto odvětrávací potrubí je zapotřebí pouze v těch případech, kdy je vnitřní průměr potrubí 2 nedostatečný k tomu, aby toto potrubí dodávalo požadovanou pevnou látku do tepelného výměníku 2 ^a současně v protiproudu k uváděné pevné látce odvětrávalo spaliny. Variantě, při které obě tyto funkce obstarává potrubí 2 se dává přednost. Trubkovnice tepelného výměníku znázorněná na obrázcích je bajonetového typu. Trubky jsou připevněny ve vrchní části (v hlavě) výměníku tepla, ale v žádném jiném místě. Trubky jsou v trubkovnici bajonetového typu typicky uspořádány takto: z rozdělovaoího kusu 22 v horní části tepelného výměníku klesají jednopaloové trubky do pláště, přičemž každá jednopaloová trubka prochází třípaloovou trubkou, která je na svém spodním konci uzavřena. Každá jednopalcová trubka ústí do přípalcové trubky, v níž je obsažena těsně nad uzavřeným koncem třípalcové trubky.This pipe serves to allow the fluidizing gas to escape from the shell of the heat exchanger 3 into the release zone. This vent pipe is only needed in cases where the internal diameter of the pipe 2 is insufficient for this pipe to supply the required solid to the heat exchanger 2 ^and at the same time vent the flue gases in countercurrent to the supplied solid. The variant in which both these functions are provided by the pipe 2 is preferred. The tube sheet of the heat exchanger shown in the figures is of the bayonet type. The tubes are attached in the upper part (in the head) of the heat exchanger, but in no other place. The tubes are typically arranged in a bayonet type tube sheet as follows: from a distributor piece 22 in the upper part of the heat exchanger, single-tube tubes descend into the shell, each single-tube tube passing through a three-tube tube which is closed at its lower end. Each one-inch pipe opens into a flare pipe in which it is contained just above the closed end of the three-inch pipe.

Kapalina, jako voda, postupuje dolů jednopalcovými trubkami, pak se prstencovým prostorem třípalcové trubky, který je vymezen vloženou jednopalcovou trubkou, vrací směrem zdola nahoru a absorbuje přitom teplo z horkého katalyzátoru přes stěnu třípalcové trubky a opouští výměník tepla alespoň zčásti v parní fázi rozdělovacím kusem 41 uspořádaným v horní části výměníku. Je důležité, aby bylo množství horkých částic nebo částic katalyzátoru vstupující do tepelného výměníku 2 dostatečné na to, aby udržovalo takovou hloubku fluidního lože katalyzátoru s hutnou fází, která v podstatě zajištuje ponoření trubek do hutné fáze lože.The liquid, such as water, travels down the one-inch tubes, then through the annular space of the three-inch tube defined by the one-inch tube inserted, returns from the bottom up, absorbing heat from the hot catalyst through the wall of the three-inch tube and exiting the heat exchanger at least partially in the vapor phase through the manifold 41 arranged at the top of the exchanger. It is important that the amount of hot particles or catalyst particles entering the heat exchanger 2 be sufficient to maintain a depth of the fluidized bed of dense phase catalyst that substantially ensures that the tubes are immersed in the dense phase of the bed.

Je řada způsobů, jak dosáhnout tohoto cíle, jeden z nich je znázorněn na obr. I. Předpokládá se, že tok horkého katalyzátoru do uvolňovací zóny bude vždy vyšší než požadavky na přítok katalyzátoru do výměníku tepla a do odváděoího potrubí 33 pro horký katalyzátor a že bude provoz vždy nastaven tak, aby tomu tak skutečně bylo. Na obr. I jsou znázorněny trubky 42 opatřené ve spodní části klapkovými ventily 43 a v horní části přepady 22· Katalyzátor, který neprotéká tepelným výměníkem 3 ani potrubím 33 přepadne přepady 44 a vyplní trubky 42.There are a number of ways to achieve this, one of which is shown in Fig. I. It is assumed that the flow of hot catalyst into the release zone will always be greater than the catalyst flow requirements into the heat exchanger and the hot catalyst discharge line 33, and that the operation will always be adjusted so that this is indeed the case. Fig. I shows tubes 42 provided at the bottom with butterfly valves 43 and at the top with overflows 22. Catalyst that does not flow through the heat exchanger 3 or line 33 overflows the overflows 44 and fills the tubes 42.

Když síla, kterou působí čelo katalyzátoru vyplňujícího trubky 42 na klapkové ventily překročí sílu potřebnou pro otevření klapkových ventilů 43, t j . když překročí sílu vyvozovanou pružinou nebo protizávažím, které udržují ventily v uzavřené poloze, katalyzátor se z trubek 42 vysype do spalovací komory _1. Klapkové ventily a/nebo čelo katalyzátoru v trubkách 42 rovněž zabraňují nežádoucímu obrácení směru toku v trubkách 42. Hladina lože s hutnou fází a tedy čelo katalyzátoru, které je k dispozici pro tepelný výměník 2 bude tímto způsobem udržována na úrovni horní plochy přepadů 44.When the force exerted by the catalyst face filling the tubes 42 on the flap valves exceeds the force required to open the flap valves 43, i.e. when it exceeds the force exerted by the spring or counterweight which keeps the valves in the closed position, the catalyst is discharged from the tubes 42 into the combustion chamber 1. The flap valves and/or the catalyst face in the tubes 42 also prevent an undesired reversal of the flow direction in the tubes 42. The level of the dense phase bed and thus the catalyst face available for the heat exchanger 2 will in this way be maintained at the level of the upper surface of the overflows 44.

Shora popsané schéma poskytuje možnost odvádět teplo z FCC regenerátoru podle potřeby za účelem dosažení maximální teploty ve spalovací zóně a zároveň umožňuje dosáhnout přijatelného stupně ustáleného stavu provozu. Všechny tyto faktory vedou k tomu, že lze provoz regenerátoru dobře regulovat a že je regenerátor výkonný a to vše při pružnosti a jednoduchosti provozu daných vnějším chladičem či tepelným výměníkem katalyzátoru. (Za zmínku stojí zejména okolnosti, že chlazení není nutno používat při zahajování provozu). Výhodná je dále účinná separace katalyzátoru od spalin v uvolňovací zóně, která není ucpána hutnou fází katalytického lože a zařízením pro odvod tepla.The above described scheme provides the possibility of removing heat from the FCC regenerator as needed in order to achieve the maximum temperature in the combustion zone and at the same time allows to achieve an acceptable degree of steady state operation. All these factors lead to the fact that the operation of the regenerator can be well controlled and that the regenerator is efficient, all this with the flexibility and simplicity of operation given by the external cooler or heat exchanger of the catalyst. (It is worth noting in particular that cooling is not necessary at the start of operation). Furthermore, the effective separation of the catalyst from the flue gases in the release zone, which is not clogged by the dense phase of the catalyst bed and the heat removal device, is advantageous.

Je však třeba zdůraznit, že provedení FCC postupu ilustrované na obr. I je pouze jednou z možných aplikací vynálezu, který se ve svém nejširším smyslu vztahuje ke způsobu chlazení jakýchkoliv horkých fluidizovaných částic pro jakýkoli účel. Ačkoliv obr. I zahrnuje podrobnosti ilustrující obzvláště výhodné provedení vynálezu, tj. chladicí zařízení připojené k FCC regenerátoru určitého konkrétního typu je možno podle obr. I definovat též nejširší alternativu zařízení podle vynálezu, která byla v krátkosti popsána již shora. Spodní část uvolňovací zóny 2 obsahuje sběrnou komoru pro horké částice, tepelný výměník 3. je vertikálně orientovaný trubkový tepelný výměník, potrubí 4. slouží pro přivádění horkých částic, potrubím 7 se přivádí fluidizační plyn, odváděči potrubí _5 slouží k odvádění ochlazených částic, směsné potrubí 11 je uspořádáno jako zóna, do které se uvádějí ochlazené částice (i když se ochlazené částice mohou též uvádět přímo do spalovací zóny JL., regulační zařízení 22 slouží pro regulaci teploty, ventily 20 a 45 regulují tok fluidizačního plynu a tok částic v potrubích 7' a 5 a potrubí 9. a 9' slouží pro přivádění a odvádění chladicí tekutiny.It should be emphasized, however, that the embodiment of the FCC process illustrated in Fig. I is only one possible application of the invention, which in its broadest sense relates to a method of cooling any hot fluidized particles for any purpose. Although Fig. I includes details illustrating a particularly preferred embodiment of the invention, i.e. a cooling device connected to an FCC regenerator of a particular type, it is also possible to define in Fig. I the broadest alternative of the device according to the invention, which has been briefly described above. The lower part of the release zone 2 contains a collection chamber for hot particles, the heat exchanger 3 is a vertically oriented tubular heat exchanger, the pipe 4 serves for supplying hot particles, the fluidizing gas is supplied through the pipe 7, the discharge pipe 5 serves for discharging the cooled particles, the mixing pipe 11 is arranged as a zone into which the cooled particles are introduced (although the cooled particles can also be introduced directly into the combustion zone JL), the control device 22 serves for temperature control, the valves 20 and 45 regulate the flow of fluidizing gas and the flow of particles in the pipes 7' and 5 and the pipes 9 and 9' serve for supplying and discharging the cooling fluid.

Regulovanou proměnnou veličinou je teplota ve zvoleném místě spalovací zóny JL, Zařízení 22 pro regulaci teploty reguluje prostřednictvím ventilů 20 a 45 tok fluidizačního plynu do výměníku tepla a tok ochlazených částic z výměníku tepla, čímž dochází k regulaci koeficientu přenosu tepla mezi vnějším povrchem trubek výměníku tepla a fluidním ložem částic a tím k regulaci výkonu výměníku tepla.The controlled variable is the temperature at a selected location in the combustion zone JL. The temperature control device 22 controls, via valves 20 and 45, the flow of fluidizing gas into the heat exchanger and the flow of cooled particles from the heat exchanger, thereby regulating the heat transfer coefficient between the outer surface of the heat exchanger tubes and the fluidized bed of particles and thereby regulating the performance of the heat exchanger.

Pokud se týká provedení znázorněného pouze na obr. II: fluidizační plyn, přednostně pára, se uvádí do spodní části pláštového prostoru tepelného výměníku 2 potrubím 6. lineární rychlostí plynu asi 0,015 až 0,61 m/s, přednostně 0,03 až 0,06 m/s, čímž se v plástovém prostoru výměníku udržuje hutná fáze fluidizovaného lože katalyzátoru. V potrubí je umístěn regulační ventil 20. Regulačním ventilem 20 se reguluje průtok fluidizační ho plynu tak, aby se dosáhlo optimalizace kombinace proměnných veličin, na které má průtok fluidačního plynu vliv. Tento ventil má význam zejména v tom případě, že je fluidizačním plynem pára. Proměnné, na které má průtok fluidizačního plynu vliv zahrnují množství tepla, které se má odvést z katalyzátoru v chladicí zóně, požadovaný rozsah pasivace parou kovů, které znečištují katalyzátor a požadovaný rozsah stripování parou plynů z katalyzátoru.With regard to the embodiment shown only in Fig. II: the fluidizing gas, preferably steam, is introduced into the lower part of the shell space of the heat exchanger 2 through the pipe 6 at a linear gas velocity of about 0.015 to 0.61 m/s, preferably 0.03 to 0.06 m/s, whereby the dense phase of the fluidized bed of the catalyst is maintained in the shell space of the exchanger. A control valve 20 is located in the pipe. The flow of the fluidizing gas is regulated by the control valve 20 so as to achieve an optimization of the combination of variables on which the flow of the fluidizing gas has an influence. This valve is particularly important in the case where the fluidizing gas is steam. The variables on which the flow of the fluidizing gas has an influence include the amount of heat to be removed from the catalyst in the cooling zone, the desired extent of steam passivation of metals contaminating the catalyst and the desired extent of steam stripping of gases from the catalyst.

Průtok fluidizačního plynu reguluje množství tepla odváděného z katalyzátoru, poněvadž •má vliv na hmotnostní průtok fluidního lože podél vnějšího povrchu trubek tím, že nastavuje rozsah turbulence lože. To má za následek změnu koeficientu přestupu tepla na tímto povrchem a tím změnu množství přeneseného tepla.The fluidizing gas flow rate controls the amount of heat removed from the catalyst because it affects the mass flow rate of the fluidized bed along the outer surface of the tubes by adjusting the amount of turbulence in the bed. This results in a change in the heat transfer coefficient across this surface and thus a change in the amount of heat transferred.

V případě, že je fluidizačním plynem pára, dosahuje se určité pasivace nežádoucí katalytické kontaminujících kovů, jako niklu a vanadu. Skutečnost, že se fluidizaČní plyn dostává do styku nejprve s poměrně chladným katalyzátorem ve spodní části tepelného výměníku se snižuje na nejmenší míru tepelný šok, který by jinak způsobil velký rozdíl mezi teplotou páry a teplotou katalyzátoru, což přispívá ke stabilitě katalytického systému. Uvádění katalyzátoru do styku s parou při zvýšených teplotách skutečně způsobuje určitou desktivaci katalyzátoru. Zpracování ropných destilačních zbytků technologií PCC však vyžaduje vysokou rychlost uvádění a odvádění katalyzátoru, aby se udržela koncentrace katalyticky účinného kovu na vhodné úrovni. Při těchto vysokých rychlostech bude účinek desaktivace parou pravděpodobně nevýznamný a mohl by mít dokonce kladný vliv v tom, že by snížil nežádoucí (neselektivní) aktivitu Čerstvého katalyzátoru před jeho uváděním do reaktoru.In the case where the fluidizing gas is steam, some passivation of undesirable catalytic contaminating metals such as nickel and vanadium is achieved. The fact that the fluidizing gas first contacts the relatively cool catalyst at the bottom of the heat exchanger minimizes the thermal shock that would otherwise cause a large difference between the steam temperature and the catalyst temperature, which contributes to the stability of the catalytic system. Contacting the catalyst with steam at elevated temperatures does indeed cause some catalyst deactivation. However, the processing of petroleum distillate residues by PCC requires high catalyst feed and discharge rates to maintain the catalytically active metal concentration at a suitable level. At these high rates, the effect of steam deactivation is likely to be insignificant and may even have a positive effect in reducing the undesirable (non-selective) activity of the fresh catalyst prior to its introduction into the reactor.

FluidizaČní plyn, zejména pára, rovněž slouží k odehnání nežádoucích plynů v regenerátoru absorbovaných na katalyzátoru. Těmito nežádoucími plyny jsou kysličníky uhlíku a dusík. Jestliže se umožní, aby tyto plyny postoupily do reakčni zóny, dojde k jejich uvolnění a mají pak za následek nutnost zvýšit výkon kompresorů v jednotce, která slouží pro koncentraci FCC plynu.The fluidizing gas, particularly steam, also serves to drive away unwanted gases in the regenerator absorbed on the catalyst. These unwanted gases are carbon monoxide and nitrogen. If these gases are allowed to pass into the reaction zone, they will be released and will then require an increase in compressor capacity in the FCC gas concentration unit.

Optimalizací proměnných se rozumí nastavení průtoku fluidizačního plynu na takovou hodnotu, kdy se dosáhne požadované rovnováhy mezi těmito proměnnými. Tak například by nebylo možné zvýšit průtok fluidizaČní páry na takovou hodnotu, při které by docházelo k maximální pasivaci kovu, poněvadž při takovém průtoku by se z katalyzátoru odvedlo mnohem větší množství tepla, než je množství požadované. Nicméně však může být průtok fluidizaČní páry o něco vyšší než je průtok, kterému odpovídá přesné množství tepla, které se má odvést, poněvadž lze tolerovat o trochu větší odvod tepla, dosáhne-li se přitom vyššího stupně pasivace kovů.Optimization of variables means setting the fluidizing gas flow rate to a value that achieves the desired balance between these variables. For example, it would not be possible to increase the fluidizing steam flow rate to a value that would achieve maximum metal passivation, since at such a flow rate much more heat would be removed from the catalyst than is desired. However, the fluidizing steam flow rate may be slightly higher than the flow rate that corresponds to the exact amount of heat to be removed, since a slightly higher heat removal can be tolerated if a higher degree of metal passivation is achieved.

Regulačním ventilem 21 na obr. II se reguluje průtok katalyzátoru z tepelného výměníku 2 reakčni nádoby potrubím J5. S ventilem 21 může být spojen regulační systém pro regulaci průtoku katalyzátoru (není zakreslen), jako například čidlo teploty umístěné ve vhodném místě reakčni nádoby, zařízení pro regulaci teploty, které je nastavitelně spojené s teplotním činidlem, a které vydává výstupní signál přenášený do regulačního ventilu 21. Tak může ventil 21 reagovat na teplotu a regulovat průtok katalyzátoru z tepelného výměníku za účelem udržování požadované teploty v reaktoru. Teplota v reakčni zóně se samozřejmě přímo a téměř mění se změnami průtoku recyklovaného regenerovaného katalyzátoru. I po opuštění tepelného výměníku bude mít katalyzátor teplotu ne nižší než 590 °C, což je teplota podstatně vyšší, než teplota FCC suroviny (která není vyšší než asi 370 °C) .The control valve 21 in FIG. II regulates the flow of catalyst from the heat exchanger 2 of the reaction vessel through the line J5. A catalyst flow control system (not shown) may be connected to the valve 21, such as a temperature sensor located at a suitable location in the reaction vessel, a temperature control device which is adjustably connected to a temperature agent and which provides an output signal transmitted to the control valve 21. Thus, the valve 21 can be responsive to temperature and regulate the flow of catalyst from the heat exchanger in order to maintain the desired temperature in the reactor. The temperature in the reaction zone, of course, varies directly and almost with changes in the flow rate of the recycled regenerated catalyst. Even after leaving the heat exchanger, the catalyst will have a temperature of not less than 590 ° C, which is a temperature significantly higher than the temperature of the FCC feed (which is not higher than about 370 ° C).

Shora uvedený postup a zařízení mají schopnost odvádět teplo z katalyzátoru pro FCC reaktor za účelem udržování teploty v reakčni zóně a zároveň umožňuje pasivovat kontaminující kovy a odhánět inertní plyny.The above process and apparatus have the ability to remove heat from the catalyst for the FCC reactor in order to maintain the temperature in the reaction zone while also allowing for passivation of contaminating metals and removal of inert gases.

Pokud se týče provedení znázorněného pouze na obr. III: spodní Část plášťového prostoru výměníku je uzavřena pro tok katalyzátoru a horní část plášťového prostoru je v uzavřeném spojení se spodní částí uvolňovací zóny. Úroveň hutné fáze katalytického lože v uvolňovací zóně se udržuje nad vstupem do plášťového prostoru výměníku a katalyzátor se tedy může volně mísit a cirkulovat v plášťovém prostoru výměníku a spodní části uvolňovací zóny. FluidizaČní plyn, přednostně vzduch, se uvádí do spodní části plášťového prostoru tepelného výměníku 2 potrubím 7 lineární rychlostí asi 0,15 až 2,47 m/s, s výhodou 0,3 m/s. Tím se udržuje v plášťovém prostoru výměníku fluidizované lože katalyzátoru v hutné fázi a zajišťuje se turbulentní promíchávání a tok do uvolňovací zóny a nazpět. V potrubí 7* je umístěn regulační ventil 20 regulující množství fluidizačního plynu přecházejícího do zóny 21· Katalyzátor v tomto případě neopouští systém přes vnější tepelný výměník a nedochází tak ke změnám obsahu katalyzátoru v regnerátoru za účelem chlazení a k následnému porušení podmínek ustáleného stavu.With regard to the embodiment shown only in Fig. III: the lower part of the shell space of the exchanger is closed to the flow of catalyst and the upper part of the shell space is in closed communication with the lower part of the release zone. The level of the dense phase of the catalytic bed in the release zone is maintained above the inlet to the shell space of the exchanger and the catalyst can therefore mix freely and circulate in the shell space of the exchanger and the lower part of the release zone. The fluidizing gas, preferably air, is introduced into the lower part of the shell space of the heat exchanger 2 through the pipe 7 at a linear velocity of about 0.15 to 2.47 m/s, preferably 0.3 m/s. This maintains the fluidized bed of catalyst in the dense phase in the shell space of the exchanger and ensures turbulent mixing and flow to the release zone and back. In the pipe 7*, a control valve 20 is located, regulating the amount of fluidization gas passing into zone 21. In this case, the catalyst does not leave the system through an external heat exchanger, and thus there are no changes in the catalyst content in the regenerator for the purpose of cooling and subsequent violation of steady-state conditions.

Experimenty bylo prokázáno, že lze dosáhnout dostatečného míšení v tepelném výměníku při rozumných lineárních rychlostech plynu, aby bylo možno se úplně obejít bez požadavku na regulaci toku katalyzátoru. Uvedená varianta má sice vyšší požadavky na vzduch (ve srovnán se systémem, ve kterém je průtok katalyzátoru druhou nezávisle proměnnou veličinou, která je k dispozici pro regulaci výkonu tepelného výměníku), ale eliminuje nutnost používat druhou nižší stoupací trubku, dilatační spoje a šoupátka. Vzduch reguluje koeficient přenosu tepla přímo tím, že ovlivňuje lineární rychlost v trubkách tepelného výměníku a nepřímo tím, že ovlivňuje rozsah hmotnostního toku katalyzátoru z uvolňovací zóny do tepelného výměníku. Cím vyšší bude tento hmotnostní tok, tím vyšší bude výkon výměníku, rovněž z toho důvodu, že průměrná teplota katalyzátoru v tepelném výměníku bude vyšší, takže bude vyšší i teplotní rozdíl ( Δ T) , kterému je množství přeneseného tepla přímo úměrné.Experiments have shown that sufficient mixing can be achieved in the heat exchanger at reasonable linear gas velocities to completely eliminate the need for catalyst flow control. This option has higher air requirements (compared to a system in which catalyst flow is the second independent variable available for controlling heat exchanger performance), but it eliminates the need for a second lower riser, expansion joints and valves. The air controls the heat transfer coefficient directly by affecting the linear velocity in the heat exchanger tubes and indirectly by affecting the extent of the catalyst mass flow from the release zone to the heat exchanger. The higher this mass flow, the higher the exchanger performance, also because the average catalyst temperature in the heat exchanger will be higher, so the temperature difference (Δ T) will be higher, to which the amount of heat transferred is directly proportional.

Obr. III znázorňuje přednostní provedení tepelného výměníku _3 a způsob propojení tepelného výměníku s uvolňovací zónou 2· Plášťový prostor tepelného výměníku _3, jak je zakre.slen, je úplně vyplněn ložem fluidizovaného katalyzátoru v hutné fázi, jehož hladina je o značný kus výše než je spojení mezi výměníkem tepla a uvolňovací zónou. Katalyzátor volně cirkuluje a promíchává se v prostorách pláště tepelného výměníku a uvolňovací zóny za vzniku kontinuálního lože v hutné fázi. Fluidizační plyn, který vstupuje do plástového prostoru výměníku potrubím 7' (vzduch se může do plášťového prostoru výměníku uvádět i v jednom nebo více dalších míst kromě místa zakresleného na obrázku) stoupá vzhůru a postupuje do uvolňovací zóny, kde nakonec opouští systém spolu se spalinami.Fig. III shows a preferred embodiment of the heat exchanger _3 and the method of connecting the heat exchanger to the release zone 2. The shell space of the heat exchanger _3, as shown, is completely filled with a bed of fluidized catalyst in the dense phase, the level of which is significantly higher than the connection between the heat exchanger and the release zone. The catalyst circulates freely and mixes in the spaces of the shell of the heat exchanger and the release zone to form a continuous bed in the dense phase. The fluidizing gas, which enters the shell space of the exchanger through the pipe 7' (air can also be introduced into the shell space of the exchanger at one or more other points in addition to the point shown in the figure), rises upwards and proceeds to the release zone, where it finally leaves the system together with the flue gases.

Je důležité, aby množství horkých částic katalyzátoru, které vstupují do tepelného výměníku J postačovalo pro udržení takové hloubky fluidního lože katalyzátoru v hutné fázi, aby byly trubky v podstatě ponořeny do hutné fáze lože. Toho se samozřejmě dosahuje vhodnou konstrukcí zařízení podle vyn.álezu.It is important that the amount of hot catalyst particles entering the heat exchanger J is sufficient to maintain a depth of the fluidized bed of catalyst in the dense phase such that the tubes are substantially immersed in the dense phase of the bed. This is of course achieved by suitable design of the apparatus according to the invention.

předpokládá se, že tok horkého katalyzátoru do uvolňovací zóny bude vždy vyšší než požadavky na odvádění regenerovaného katalyzátoru potrubím 33 a že bude provoz vždy nastaven tak, aby tomu tak skutečně bylo. Alespoň část regenerovaného katalyzátoru, která nebude odcházet potrubím 33 bude cirkulována do spalovací zóny. Na obr. III je znázorněno vnější potrubí 42 a regulační ventil _43^, kterým může katalyzátor procházet do spalovací zóny.It is assumed that the flow of hot catalyst into the release zone will always be greater than the requirements for the removal of regenerated catalyst through line 33 and that the operation will always be adjusted so that this is indeed the case. At least a portion of the regenerated catalyst which does not exit through line 33 will be circulated to the combustion zone. In Fig. III, the outer line 42 and the control valve _43^ through which the catalyst can pass into the combustion zone are shown.

Rovněž je na obr. III znázorněna stoupací trubka 45 s kapkovým ventilem umístěným ve spodní části této trubky a horním přepadem 44. Katalyzátor, který neproudí potrubím 42 bude přepadávat přepadem 44 a vyplňovat stoupací trubku 45. Když síla, kterou bude působit čelo katalyzátoru vyplňujícího trubku 45 na klapkový ventil 46 překročí sílu potřebnou pro otevření klapkového ventilu 46, tj. když překročí sílu vyvozovanou pružinou nebo protizávažím, která udržuje ventil v uzavřené poloze, katalyzátor se vysype ze stoupací trubky do spalovací komory 1. Klapkový ventil a/nebo čelo katalyzátoru v trubce 45 rovněž zabraňuje nežádoucímu obrácení směru toku v trubce 45. Hladina lože s hutnou fází a tedy čelo katalyzátoru, které je k dispozici pro tepelný výměník _3 bude tímto způsobem udržována na úrovni horní plochy přepadu 44.Also shown in Fig. III is a riser 45 with a drop valve located at the bottom of this tube and an upper overflow 44. Catalyst that does not flow through the pipe 42 will overflow through the overflow 44 and fill the riser 45. When the force exerted by the catalyst face filling the tube 45 on the flap valve 46 exceeds the force required to open the flap valve 46, i.e. when it exceeds the force exerted by the spring or counterweight that keeps the valve in the closed position, the catalyst will spill out of the riser into the combustion chamber 1. The flap valve and/or the catalyst face in the tube 45 also prevents an undesired reversal of the flow direction in the tube 45. The level of the dense phase bed and therefore the catalyst face available for the heat exchanger _3 will in this way be maintained at the level of the upper surface of the overflow 44.

Jeden z regulačních systémů spadajících do rozsahu vynálezu pro regulaci množství katalyzátoru tekoucího potrubím 42 zahrnuje teplotní čidlo 21 umístěné v některé části spalovací zóny 1_, jako například, jak je znázorněno na obr. III, v horní části této zóny, zařízení 22 pro regulaci teploty, které je nastavitelně spojeno s teplotním čidlem 21, přičemž toto zařízení vydává výstupní signály, které jsou přenášeny vedením 23 do regulačního ventilu 43. Na základě těchto signálů může být ventil nastaven v závislosti na teplotě v horní části spalovací zóny L·One of the control systems within the scope of the invention for controlling the amount of catalyst flowing through the line 42 includes a temperature sensor 21 located in some part of the combustion zone 1_, such as, as shown in FIG. III, in the upper part of this zone, a temperature control device 22 which is adjustably connected to the temperature sensor 21, this device providing output signals which are transmitted via line 23 to a control valve 43. Based on these signals, the valve can be adjusted depending on the temperature in the upper part of the combustion zone L.

Přívod do potrubí 42 je umístěn v blízkosti spojení uvolňovací zóny 2 ^a tepelného výměníku J a bude proto dostávat katalyzátor z relativně chladné části shora uvedeného teplotního gradientu, čímž bude zajišťovat potřebný teplotní rozdíl mezi spalovací zónou a cirkulujícím katalyzátorem, aby se dosáhlo chladicího účinku.The inlet to the pipe 42 is located near the junction of the release zone 2 ^and the heat exchanger J and will therefore receive catalyst from the relatively cool part of the above temperature gradient, thereby providing the necessary temperature difference between the combustion zone and the circulating catalyst to achieve the cooling effect.

Ačkoliv je na obr. III znázorněn jen jeden tepelný výměník s připojeným potrubím pro cirkulující katalyzátor, je třeba si uvědomit, že jsou možná i jiná uspořádání, například uspořádání se dvěma tepelnými výměníky ilustrovaného typu vedle sebe, mezi kterými je uspořádáno protrubí 42.Although only one heat exchanger with a connected pipe for circulating catalyst is shown in Fig. III, it should be appreciated that other arrangements are possible, for example an arrangement with two heat exchangers of the illustrated type side by side, between which a pipe 42 is arranged.

Jako přednostní způsob regulace výkonu tepelného výměníku 3 je možno uvést systém, ve kterém je regulováno přeměnnou veličinou množství vyvinuté páry, přičemž toto množství se udržuje na regulované hodnotě regulací množství fluidizačního plynu přiváděného do katalytického lože v pláštovém prostoru výměníku. Množství vyvinuté páry protékající potrubím 9' se může měřit měřicím zařízením 24, které poskytne výstupní signál přenášený vedením 25 do regulačního zařízení 36. Regulační zařízení 36 bude nastavitelně spojeno s regulačním ventilem 20 vedením 27. Měřicí zařízení 24 je pro jednoduchost znázorněno jako clonový měřič v potrubí 9' , ale je třeba si uvědomit, že v praxi bude v potrubí 9' přítomna směs kapalné a plynné fáze, které bude nutno rozdělit v děliči fází a průtok páry bude možno měřit až za tímto zařízením ve směru toku.A preferred method of regulating the performance of the heat exchanger 3 is a system in which the amount of steam produced is controlled by a variable quantity, and this amount is maintained at a controlled value by regulating the amount of fluidization gas supplied to the catalytic bed in the shell space of the exchanger. The amount of steam produced flowing through the pipe 9' can be measured by a measuring device 24, which provides an output signal transmitted via a line 25 to a control device 36. The control device 36 will be adjustably connected to the control valve 20 via a line 27. The measuring device 24 is shown for simplicity as an orifice meter in the pipe 9', but it should be noted that in practice a mixture of liquid and gas phases will be present in the pipe 9', which will need to be separated in a phase separator and the steam flow rate will only be measured downstream of this device in the flow direction.

Regulační zařízení 36, které může být tvořeno analogovým nebo digitálním počítačem má schopnost volit optimální množství fluidizačního plynu. Tato schopnost může být do zařízení 36 nastavena, nebo naprogramována v závislosti na tom, o jaký systém se jedná a většinou se opírá o empiricky zjištěné vztahy odvozené z pozorování systému za provozu. Reguluje se tedy tok fluidizačního plynu pláštovým prostorem tepelného výměníku 2· Prostřednictvím tohoto parametru dochází k regulaci hmotnostního průtoku fluidního lože podél vnějšího povrchu trubek tím, že se ovlivňuje stupeň turbulence a hmotnostní tok lože a to má za následek regulaci koeficientu přenosu tepla těmito povrchy a tedy regulaci množství přeneseného tepla.The control device 36, which may be an analog or digital computer, has the ability to select the optimal amount of fluidizing gas. This ability may be set or programmed into the device 36 depending on the system in question and is usually based on empirically determined relationships derived from observations of the system in operation. The flow of fluidizing gas through the jacket space of the heat exchanger 2 is thus regulated. This parameter regulates the mass flow rate of the fluidized bed along the outer surface of the tubes by influencing the degree of turbulence and the mass flow of the bed, which results in the regulation of the heat transfer coefficient through these surfaces and therefore the regulation of the amount of heat transferred.

Shora uvedený způsob provozu má tedy k dispozici prostředek pro odvádění tepla z regeneračního systému, přičemž intenzitu odvádění tepla je možno pečlivě regulovat přestavěním místa spojení regulačního zařízení s regulačním ventilem. Tím, že je k dispozici tento prostředek pro odvádění nežádoucích množství tepla, se stává provoz mnohem flexibilnější. Odvádění přebytku tepla by se jinak mohlo stát úzkým profilem postupu. Další výhodou je kromě toho okolnost, že vzniká zdroj vysokotlaké páry o konstantní kvalitě.The above-mentioned method of operation therefore has a means of removing heat from the regeneration system, whereby the intensity of the heat removal can be carefully regulated by adjusting the connection point of the control device with the control valve. By having this means of removing unwanted amounts of heat, the operation becomes much more flexible. The removal of excess heat could otherwise become a narrow process profile. Another advantage is that a source of high-pressure steam of constant quality is created.

Výhodnějším způsobem regulace výkonu tepelného výměníku 2 3^e regulace množství fluidzačního plynu přiváděného do plástového prostoru tepelného výměníku za účelem udržování regulované teploty regenerovaného katalyzátoru, který je obsažen v uvolňovací zóně 2. Teplotu tohoto katalyzátoru přímo ovlivňuje množství tepla odvedené z katalyzátoru v tepelném výměníku 2· Při tomto provedení se bude ovšem množství vzniklé páry měnit.A more advantageous way of controlling the performance of the heat exchanger 2 3 ^is to control the amount of fluidization gas supplied to the honeycomb space of the heat exchanger in order to maintain a controlled temperature of the regenerated catalyst contained in the release zone 2. The temperature of this catalyst is directly affected by the amount of heat removed from the catalyst in the heat exchanger 2. In this embodiment, however, the amount of steam produced will vary.

Shora popsaný přednostní způsob regulace výkonu tepelného výměníku poskytuje možnost odvádět teplo z FCC regenerátoru podle potřeby za účelem udržení požadované teploty regulovaného katalyzátoru odváděného z uvolňovací zóny potrubím 33 a zároveň umožňuje dosáhnout přijatelného stupně ustáleného stavu provozu. Všechny tyto faktory vedou k tomu, že lze provoz regenerátoru dobře regulovat a že je regenerátor výkonný a to vše při pružnosti a jednoduchosti provozu daných vnějším chladičem či tepelným výměníkem katalyzátoru. (Za zmínku stojí zejména okolnost, že chlazení není nutno používat při zahajování provozu). Výhodná je dále účinná separace katalyzátoru od spalin v uvolňovací zóně, která není ucpána hutnou fázi katalytického lože a zařízením pro odvod tepla.The preferred method of controlling the heat exchanger output described above provides the ability to remove heat from the FCC regenerator as needed to maintain the desired temperature of the controlled catalyst withdrawn from the release zone via line 33 while also allowing an acceptable degree of steady state operation. All of these factors result in the regenerator being well controlled and efficient, all while providing the flexibility and ease of operation provided by an external cooler or heat exchanger for the catalyst. (It is particularly noteworthy that cooling is not required at start-up). Furthermore, the efficient separation of the catalyst from the flue gas in the release zone, which is not clogged by the dense phase of the catalyst bed and the heat removal device, is advantageous.

Je však třeba zdůraznit, že provedení FCC postupu ilustrované na obr. III je pouze jednou z možných aplikací vynálezu, který se ve svém nejširším smyslu vztahuje ke způsobu chlazení jakýchkoli horkých fluidizovaných částic pro jakýkoli účel. Nejobecnější formu zařízení podle vynálezu, popsanou již v krátkosti shora, je možno v souladu s obr. III charakterizovat takto: Spodní část uvolňovací zóny 2 obsahuje sběrnou komoru pro hořké částice, tepelný výměník 2 3^e vertikálně orientovaný trubkový tepelný výměník, potrubí 7' slouží pro přivádění fluidizačního plynu, ventil 20 reguluje tok fluidizačního plynu v potrubí 7 a potrubí 9 a 9' slouží pro přiváděni a odvádění chladicí tekutiný. Regulovanou proměnnou veličinou může být teplota částic odváděných potrubím 33 nebo teplota částic v potrubí 42 nebo částic vstupujících do potrubí 42 nebo objem páry v potrubí 9'.It should be emphasized, however, that the FCC process embodiment illustrated in Fig. III is only one of the possible applications of the invention, which in its broadest sense relates to a method of cooling any hot fluidized particles for any purpose. The most general form of the device according to the invention, already briefly described above, can be characterized in accordance with Fig. III as follows: The lower part of the release zone 2 contains a collection chamber for hot particles, a heat exchanger 2 3 ^e a vertically oriented tubular heat exchanger, a pipe 7' serves to supply fluidizing gas, a valve 20 regulates the flow of fluidizing gas in pipe 7 and pipes 9 and 9' serve to supply and remove cooling fluid. The controlled variable may be the temperature of the particles discharged through pipe 33 or the temperature of the particles in pipe 42 or the particles entering pipe 42 or the volume of steam in pipe 9'.

PříkladExample

Následující příklady reprezentují dvě varianty vynálezu, kterým se dává při praktickém provádění vynálezu obzvláštní přednost. V následující tabulce jsou udány hodnoty hmotnostního průtoku a teploty jednotlivých proudů v regenerátoru znázorněném jednak na obr. 1 a jednak na obr. 2. Regenerátor zpracovává vyčerpaný katalyzátor z reakční zóny, ve které se krakují destilační zbytky z frakcionace ropy za atmosferického tlaku. V tabulkách I a II jsou jednotli vé proudy označeny čísly, která odpovídají vztahovým značkám potrubí, ve kterých se tyto proudy nalézají na obr. 1 a 2.The following examples represent two variants of the invention which are particularly preferred in the practical implementation of the invention. The following table shows the mass flow rates and temperatures of the individual streams in the regenerator shown in Fig. 1 and Fig. 2 respectively. The regenerator processes spent catalyst from the reaction zone in which the distillation residues from the fractionation of crude oil are cracked at atmospheric pressure. In Tables I and II the individual streams are designated by numbers which correspond to the reference numbers of the pipelines in which these streams are found in Figs. 1 and 2.

TabulkalTable

Varianta podle obr. IVariant according to Fig. I

ProudCurrent

Hmotnostní průtok (kg/h)Mass flow rate (kg/h)

Teplota (°C)Temperature (°C)

8 8 Katalyzátor znečištěný koksem (z reaktoru) Katalyzátor Koks Catalyst contaminated with coke (from reactor) Catalyst Coke 1 235 836 1 220 781 14 017 1,235,836 1,220,781 14,017 565 565 >, 565 565 565 >, 565 7 + 7 7 + 7 Regenerační plyn (vzduch) Regeneration gas (air) 210 210 254 254 153 153 33 33 Horký regenerovaný katalyzátor v horní části spalovací zóny (do reaktoru) Hot regenerated catalyst in the upper part of the combustion zone (into the reactor) 1 1 220 220 781 781 749 749 10 10 Horký regenerovaný katalyzátor plus horké spaliny Hot regenerated catalyst plus hot exhaust gases 1 1 866 866 410 410 760 760 horký katalyzátor hot catalyst 1 1 642 642 652 652 760 760 horké spaliny hot exhaust gases 223 223 758 758 760 760 5 5 Recyklovaný chladný regenerovaný katalyzátor (do směsného potrubí 11) Recycled cold regenerated catalyst (to mixing line 11) 1 1 642 642 652 652 665 665 18 18 spaliny flue gas 223 223 758 758 760 760

Teplo odvedené tepelným výměníkem 156,86 x 10®Heat removed by heat exchanger 156.86 x 10®

Tepelné ztráty z regenerátoru 3,60 x 10®Heat loss from regenerator 3.60 x 10®

V tomto konkrétním případě bylo jako suroviny pro reakční zónu použito destilačních zbytků z frakcionace ropy za atmosferického tlaku, což je látka, která produkuje poměrně značné množství koksu. Tato vysoká tvorba koksu a následující vývoj mimořádně velkého množství tepla ve spalovací zóně způsobily, že bylo nutno recyklovat 1 642 652 kg/h chladnějšího regenerovaného katalyzátoru ze zóny pro odvádění tepla do spalovací zóny, aby se maximální teplota ve spalovací zóně omezila na 760 °C.In this particular case, the feedstock for the reaction zone was atmospheric petroleum fractionation bottoms, a material that produces a relatively large amount of coke. This high coke formation and the subsequent development of an exceptionally large amount of heat in the combustion zone necessitated the recycling of 1,642,652 kg/h of cooler regenerated catalyst from the heat removal zone to the combustion zone in order to limit the maximum temperature in the combustion zone to 760°C.

Tabulka IXTable IX

Varianta podle obr. IIVariant according to Fig. II

ProudCurrent

Hmotnostní průtok (kg/h)Mass flow rate (kg/h)

Teplota (°C)Temperature (°C)

Katalyzátor znečištěný koksemCatalyst contaminated with coke

(z reaktoru) katalyzátor koks (from reactor) catalyst coke 1 245 836 1,245,836 565 565 565 565 565 565 1 1 220 781 220,781 14 14 017 017 7 7 regenerační plyn (vzduch) regeneration gas (air) 210 210 254 254 153 153 4 4 Horký regenerovaný katalyzátor z uvolňovací zóny (do chladiče) Hot regenerated catalyst from the release zone (to the cooler) 1 1 220 220 781 781 749 749 10 10 Horký regenerovaný katalyzátor plus horké spaliny Hot regenerated catalyst plus hot exhaust gases 1 1 866 866 410 410 760 760 horký katalyzátor hot catalyst 1 1 642 642 652 652 760 760 horké spaliny hot exhaust gases 223 223 758 758 760 760 5 5 Chladný regenerovaný katalyzátor (do reaktoru) Cold regenerated catalyst (to reactor) 1 1 220 220 781 781 665 665 18. 18. Spaliny Flue gas 223 223 758 758 760 760 3 3 Teplo odvedené tepelným výměníkem Heat removed by the heat exchanger 178,46 178.46 1 x 10⁶ n 1 x 10 ⁶ n

Tepelné ztráty z regenerátoru 3,60 x 10® j^·Heat losses from the regenerator 3.60 x 10® j^·

PŘEDMĚT VYNALEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A method for cooling hot fluidized solid particles, characterized in that the hot particles are circulated into a cooling zone where they are removed by indirect heat exchange with a cooling fluid contained in a heat exchange device arranged in the cooling zone to form relatively cool particles, are maintained in the cooling zone in the form of a dense-phase fluidized bed by passing the cooling zone downwardly through the fluidizing gas at a rate sufficient to agitate the particles, maintaining at least a portion of the heat removed from the particles in the cooling zone heat transfer between the heat exchange device and the dense phase fluidized bed by controlling the amount of fluidizing gas introduced into the cooling zone.

2. The method of claim 1, wherein the hot fluidized solid particles are obtained from a hot zone comprising a fluidized bed of the particles in a dense phase, the cooling zone being separated from and connected to the hot zone and wherein the rate of fluidizing gas introduction is sufficient. for substantially complete mixing of the particles and relatively cold particles returning to the hot zone.

3. The method of claim 1, wherein the hot particles are directed downwardly through the cooling zone, wherein the amount of heat removed from the particles is maintained at a controlled value by controlling the combination of the amount of fluidizing gas introduced into the cooling zone and the amount of particles flowing through the cooling zone. zone.

4. A device for cooling hot fluidized solid particles according to claim 1, characterized in that it comprises a combination of a hot particle collecting chamber, a tubular heat exchanger arranged vertically outside the collecting chamber, the upper part of the shell of the heat exchanger being directly connected to the collecting chamber. , to allow the particles to circulate through the jacket space into and out of the collecting chamber, a fluidizing gas supply conduit connected to the bottom of the jacket of the heat exchanger, to allow fluidizing gas to enter the jacket space and maintain a continuously stirred bed with a dense phase fluidized catalyst, a gas valve located in the fluidizing gas supply pipe and a control system comprising a variable temperature sensor measuring the heat exchanger measuring power, a control device connected to the and a device for transmitting the output signal to the gas control valve to effect the control valve response to the controlled variable and control the fluidizing gas flow to the heat exchanger while controlling the heat transfer coefficient between the outer surface of the heat exchanger tubes; and a dense phase bed of the fluidized catalyst, and an inlet and outlet piping connected to the heat exchanger tubes for supplying and discharging the coolant.

5. The apparatus of claim 4, wherein the lower portion of the heat exchanger shell space is closed to allow all cooled catalyst particles to circulate into the hot particle collection chamber.

6. The apparatus of claim 4, wherein a particle outlet is disposed in the lower portion of the heat exchanger housing to allow at least a portion of the cooled catalyst particles to be discharged from the lower portion of the heat exchanger housing.

7. The apparatus of claim 6, wherein the particulate discharge from the heat exchanger is connected by the cooled particulate line to a cooled particulate catalyst disposition zone, wherein a cooled particulate catalyst line is provided with a catalyst particulate control valve coupled to the control device via a conduit transmitting the output signal from the control device to the catalyst particle control valve to allow the amount of heat removed from the particles to be controlled by simultaneously controlling the fluidizing gas flow through the heat exchanger and the flow of cooled particles from the heat exchanger.

2 drawings