DE3204954A1 - Process for catalyst regeneration and apparatus for performing the process - Google Patents

Process for catalyst regeneration and apparatus for performing the process

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DE3204954A1
DE3204954A1 DE19823204954 DE3204954A DE3204954A1 DE 3204954 A1 DE3204954 A1 DE 3204954A1 DE 19823204954 DE19823204954 DE 19823204954 DE 3204954 A DE3204954 A DE 3204954A DE 3204954 A1 DE3204954 A1 DE 3204954A1
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coke
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regeneration
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John W. 94947 Ross Ca. Scott
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Chevron USA Inc
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Chevron Research and Technology Co
Chevron Research Co
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
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    • C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique

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Abstract

A coke-containing catalyst is regenerated in a three-stage system while effecting a complete decoking and while preventing contamination by carbon monoxide and nitrogen oxides of the exhaust gas formed during burning of the coke. <IMAGE>

Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft den in den Patentansprüchen angegebenen Gegenstand und zeichnet sich dadurch aus, daß stickstoffhaltiger Koks von kokshaltigen teilchenförmigen Katalysatoren abgebrannt wird unter Vermeidung einer Verunreinigung des beim Brennen des Kokses gebildeten Abgases durch Stickoxide.The invention relates to the subject matter specified in the claims and is characterized in that nitrogen-containing coke of coke-containing particulate Catalysts are burned off avoiding contamination of the burning process of the coke formed exhaust gas by nitrogen oxides.

Bei katalytischen Cracksystemen gelangt bekanntlich ein Katalysator in einem Bewegbett oder Fließbett zur Anwendung.In catalytic cracking systems, it is known that a catalyst is used in a moving bed or fluidized bed for use.

Katalystisches Cracken wird in Abwesenheit von von außen zugeführtem molekularen Wasserstoff durchgeführt, im Gegensatz zur Hydrocrackung, bei der molekularer Wasserstoff während der Crack-Verfahrensstufe zugesetzt wird. Beim katalytischen Cracken wird eine gewisse Menge an teilchenförmigem Katalysator zwischen einem Crackreaktor und einem Katalysatorregenerator kontinuierlich cyclisiert. In einem Fließbett Katalytischcrackungs(FCC)-System wird die Kohlenwasserstoffbeschickung in Kontakt gebracht mit Katalysatorpartikeln in einer Kohlenwasserstoffcrackzone oder einem Reaktor bei einer Temperatur von etwa 425 bis 6000C, üblicherweise 460 bis 5600C. Die Reaktionen der Kohlenwasserstoffe bei der erhöhten Betriebstemperatur bewirken eine Ablagerung von Koks auf den Katalysatorpartikeln. Die gebildeten fluiden Produkte werden von dem durch Koks desaktivierten verbrauchten Katalysator abgetrennt und aus dem Reaktor abgezogen. Von den kokshaltigen Katalysatorpartikeln werden flüchtige Anteile abgestrippt, in der Regel mit Hilfe von Dampf, und in die Katalysator-Regenerationszone geleitet. Im Katalysatorregenerator wird der verbrauchte Katalysator mit einer vorbestimmten Menge von molekularem Sauerstoff in Kontakt gebracht. Ein gewünschter Anteil des Kokses wird vom Katalysator abgebrannt zur Wiederherstellung der Katalysatoraktivität unter gleichzeitigem Erhitzen des Katalysators auf z.B. 540 bis 8150C, üblicherweise 590 bis 7300C. Das durch das Brennen von Koks im Katalysatorregenerator gebildete Abgas kann zur Abtrennung von teilchenförmigen Anteilen und zur Umwandlung des Kohlenmonoxids behandelt werden, worauf das Abgas in der Regel in die Atmosphäre abgelassen wird. Zur Zeit benutzen die meisten FCC-Einheiten einen Zeolith-enthaltenden Katalysator mit hoher Aktivität und Selektivität. Katalysatoren vom Zeolith-Typ haben eine besonders hohe Aktivität und Selektivität, wenn die Konzentration an Koks auf dem Katalysator nach der Regenerierung relativ niedrig ist, weshalb es in der Regel angestrebt wird, bei der Regenerierung von zeolithhaltigen Katalysatoren soviel wie möglich Koks abzubrennen. Ferner erweist es sich oftmals als wünschenswert, soviel wie möglich des durch das Brennen von Koks innerhalb des Katalysator-Regeneriersystems gebildeten Kohlenmonoxids zu brennen, um Wärmeenergie zu konservieren. Die Wärmekonservierung ist insbesondere dann wichtig, wenn die Konzentration an Koks am verbrauchten Crackkatalysator relativ niedrig ist als Folge einer hohen Katalysatorselektivität. Eine der Methoden, die zur Erniedrigung der Menge an Kohlenstoff auf regeneriertem Katalysator und zum Brennen von Kohlenmonoxid in einer Verfahrenswärme liefernden Weise vorgeschlagen wurden, besteht darin, die Kohlenmonoxidverbindung in einem Kompaktphasen-Katalysatorfließbett im Katalysatorregenerator unter Verwendung eines aktiven, die Verbrennung von Kohlenmonoxid fördernden Metalls durchzuführen. Die Metalle wurden entweder als integrale Komponente der Crackkatalysatorpartikel verwendet oder als Komponente eines gesonderten teilchenförmigen Zusatzstoffes, in dem das aktive Metall mit einem Träger verbunden ist, bei dem es sich nicht um Katalysatorpartikel handelt.Catalytic cracking is applied externally in the absence molecular hydrogen carried out, in contrast to hydrocracking, in the case of molecular Hydrogen is added during the cracking process step. With the catalytic Cracking gets some amount of particulate catalyst between a cracking reactor and a catalyst regenerator cyclized continuously. In a fluidized bed catalytic cracking (FCC) system the hydrocarbon feed is brought into contact with catalyst particles in a hydrocarbon cracking zone or reactor at a temperature of about 425 to 6000C, usually 460 to 5600C. The reactions of the hydrocarbons at the increased operating temperature cause coke to deposit on the catalyst particles. The fluid products formed are consumed by the coke-deactivated ones Separated catalyst and withdrawn from the reactor. From the coke-containing catalyst particles volatile components are stripped off, usually with the help of steam, and into the Catalyst regeneration zone passed. The used up is in the catalyst regenerator Catalyst in contact with a predetermined amount of molecular oxygen brought. A desired proportion of the coke is burned off by the catalyst Restoration of the catalyst activity with simultaneous heating of the catalyst to e.g. 540 to 8150C, usually 590 to 7300C. That by burning coke in the Catalyst regenerator formed exhaust gas can be used for the separation of particulate Fractions and to convert the carbon monoxide are treated, whereupon the exhaust gas usually vented into the atmosphere. Currently most of them use FCC units a zeolite-containing catalyst with high activity and selectivity. Catalysts Zeolite type have particularly high activity and selectivity when the concentration of coke on the catalyst after regeneration is relatively low, which is why it is usually aimed for in the regeneration of zeolite-containing catalysts burn off as much coke as possible. Furthermore, it often proves to be desirable as much as possible by burning coke within the catalyst regeneration system to burn formed carbon monoxide in order to conserve thermal energy. The heat preservation is particularly important when the concentration of coke on the spent cracking catalyst is relatively low as a result of a high catalyst selectivity. One of the methods those for lowering the amount of carbon on regenerated catalyst and for burning carbon monoxide in a process heat releasing manner is the carbon monoxide compound in a compact phase fluidized catalyst bed in the catalyst regenerator using an active, the combustion of carbon monoxide conveying metal. The metals were either as an integral component the cracking catalyst particle is used or as a component of a separate particulate Additive in which the active metal is bonded to a carrier in which it is not about catalyst particles.

Es wurden verschiedene Möglichkeiten der Anwendung von die Verbrennung von Kohlenmonoxid fördernden Metallen in Cracksystemen bekannt. So werden z.B. gemäß der US-PS 2 647 860 0,1 bis 1 Gew.-% Chromoxid zu einem Crackkatalysator zugegeben, um die Verbrennung von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid zu fördern und ein Nachbrennen zu verhindern. Aus der US-PS 3 808 121 ist es bekannt, in einen Katalysatorregenerator relativ große Partikel, die ein die Verbrennung von Kohlenmonoxid förderndes Metall enthalten, einzubringen. Die zirkulierende teilchenförmige Feststoffmenge, die aus relativ kleinen Katalysatorpartikeln besteht, wird zwischen dem Crackreaktor und dem Katalysatorregenerator cyclisiert, wohingegen die verbrennungsfördernden Partikel aufgrund ihrer Größe im Regenerator bleiben. Oxidationsfördernde Metalle wie Kobalt, Kupfer, Nickel, Mangan, Kupferchromit und dergleichen, die auf einem anorganischen Oxid wie Aluminiumoxid imprägniert sind, werden als brauchbar genannt. In der BE-PS 820 181 wird die Verwendung von Crackkatalysatorpartikeln beschrieben, die Platin, Palladium,Iridium, Rhodium, Osmium, Ruthenium oder Rhenium zur Begünstigung der Kohlenmonoxidoxidation in einem Katalysatorregenerator enthalten. Das Metall wird in einer Menge zwischen Spuren und 100 ppm zu den Katalysatorpartikeln zugegeben, entweder während der Katalysatorherstellung oder während der Crackoperation, z.B. durch Zusatz einer das verbrennungsfördernde litall enthaltenden Verbindung zur Kohlenwasserstoffbeschickung. Gemäß dieser Druckschrift führt das Einbringen des verbrennungsfördernden Metalls in das Cracksystem zu einer Verminderung der Produktselektivität in der- Crackstufe durch wesentliche Erhöhung der Koks-und Wasserstoffbildung. Katalysatorpartikel, welche das verbrennungsfördernde Metall enthalten, können für sich allein verwendet werden,oder in Form eines physikalischen Gemisches zusammen mit Katalysatorpartikeln, die frei an verbrennungsförderndem Metall sind, zirkuliert werden. Die US-PS 4 072 600 und 4 093 535 beschreiben die Verwendung von verbrennungsfördernden Metallen in Crackkatalysatoren in Konzentrationen von 0,01 bis 50 ppm, bezogen auf die gesamte vorhandene Katalysatormenge.There were different ways of using the incineration of carbon monoxide promoting metals in cracking systems. For example, according to in US Pat. No. 2,647,860 0.1 to 1% by weight of chromium oxide is added to a cracking catalyst, to the combustion of carbon monoxide to carbon dioxide to promote and prevent afterburn. From US-PS 3,808,121 it is known in a Catalyst regenerator relatively large particles that cause the combustion of carbon monoxide containing promotional metal. The amount of particulate solids circulating, which consists of relatively small catalyst particles, is between the cracking reactor and the catalyst regenerator cyclizes, whereas the combustion-promoting ones Particles remain in the regenerator due to their size. Oxidising metals like cobalt, copper, nickel, manganese, copper chromite and the like that are on one Inorganic oxide such as alumina impregnated are said to be useful. BE-PS 820 181 describes the use of cracking catalyst particles, the platinum, palladium, iridium, rhodium, osmium, ruthenium or rhenium for favor the carbon monoxide oxidation contained in a catalyst regenerator. The metal is added to the catalyst particles in an amount between traces and 100 ppm, either during the catalyst preparation or during the cracking operation, e.g. by adding a compound containing the combustion-promoting litall to Hydrocarbon feed. According to this document, the introduction of the leads combustion-promoting metal in the cracking system leads to a reduction in product selectivity in the cracking stage by a substantial increase in the formation of coke and hydrogen. Catalyst particles, which contain the combustion-promoting metal can be used on their own or in the form of a physical mixture together with catalyst particles, which are free of combustion-promoting metal, are circulated. U.S. Patent 4,072 600 and 4,093,535 describe the use of metals that promote combustion in cracking catalysts in concentrations of 0.01 to 50 ppm based on the total amount of catalyst present.

In einigen Crackoperationen, die von Regenerierungsverfahren Gebrauch manchen, bei denen der Einsatz von verbrennungsfördernden Metallen und eine vollständige Kohlenmonoxidverbrennung erfolgt, tritt das Problem auf, daß in dem beim Brennen des Kokses gebildeten Abgas unerwünschte Stickoxide (NOx) erzeugt werden. Zur Ausschaltung dieses Problems wird erfindungsgemäß ein Katalysatorregeneriersystem geschaffen, das einen hohen Grad an Koksentfernung und eine vollständige Kohlenmonoxidverbrennung bewirkt, wobei eine wesentliche Erniedrigung der Konzentration an Stickoxiden, die in dem bei der Koksverbrennung gebildeten Abgas auftreten, erfolgt.In some cracking operations by regeneration processes use some involving the use of combustion-promoting metals and a complete Carbon monoxide combustion occurs, the problem arises that in that when burning The exhaust gas formed by the coke generates undesirable nitrogen oxides (NOx). To switch off this problem, a catalyst regeneration system is created according to the invention, that has a high degree of coke removal and complete carbon monoxide combustion causes a substantial decrease in the concentration of nitrogen oxides that occur in the exhaust gas formed during coke combustion.

Als Druckschriften, die sich mit der Katalysatorregenerierung befassen, können genannt werden: US-PS 3 909 392, welche ein Schema zur Verbesserung der Kohlenmonoxidverbrennung durch thermische Mittel wiedergibt. Der Katalysator wird dazu verwendet, eine Verdünntphasen-Hitzeabsenkung für die erhöhte Hitzeproduktion zu bewirken. In der GB-PS 2 001 545 ist ein Zweistufensystem für einen regenerierten Katalysator beschrieben, wobei eine partielle Katalysatorregenerierung in der ersten Stufe und danach eine vollständigere Regenerierung in der zweiten Stufe mit Hilfe eines separaten Regenerierungsgases durchgeführt wird. Aus der US-PS 3 767 566 ist ein Zweistufen-Regenerierungsschema bekannt, bei dem eine partielle Regenerierung in einem mitgeführten Katalysatorbett erfolgt und danach eine vollständigere Regenerierung in einem kompakten Katalysatorfließbett stattfindet. In der US-PS 3 902 990 wird eine etwas ähnliche Regenerieroperation beschrieben, wobei die Verwendung mehrerer Regenerierstufen diskutiert wird unter Verwendung von Verdünntphasen- und Kompaktphasen-Katalysatorbetten und unter Verwendung mehrerer Ströme von Regeneriergas. Aus der US-PS 3 926 843 ist ein Mehrstufen-Rengerierschema bekannt, bei dem eine Verdünntphasen- und Kompaktphasen-Koksverbrennung durchgeführt wird.As publications dealing with catalyst regeneration, may be mentioned: U.S. Patent 3,909,392 which describes a scheme for improving carbon monoxide combustion by thermal means. The catalyst is used to provide a dilute phase heat sink for causing increased heat production. In GB-PS 2 001 545 there is a two-stage system for a regenerated catalyst described, with a partial catalyst regeneration in the first stage and then a more complete regeneration in the second Stage is carried out with the aid of a separate regeneration gas. From the U.S. PS No. 3,767,566 discloses a two-stage regeneration scheme in which a partial Regeneration takes place in an entrained catalyst bed and then a more complete one Regeneration takes place in a compact fluidized catalyst bed. In the US PS 3,902,990 describes a somewhat similar regenerate operation using several regeneration stages is discussed using dilute phase and Compact phase catalyst beds and using multiple streams of regeneration gas. From US-PS 3,926,843 a multi-stage Rengerierschema is known in which a Dilute phase and compact phase coke combustion is carried out.

Die GB-PS 1 499 682 beschreibt die Verwendung eines verbrennungsfördernden Metalls zur Erhöhung der Kohlenmomoxidver- brennung.GB-PS 1 499 682 describes the use of a combustion-promoting one Metal to increase the carbon monoxide burning.

Keine dieser Druckschriften betrifft ein Verfahren, bei dem ein Abgas gebildet wird, das niedrige Konzentrationen an sowohl Kohlenmonoxid als auch Stickoxiden enthält, und bei dem gleichzeitig eine praktisch vollständige Entfernung des Kokses vom Katalysator gelingt.None of these documents relates to a method in which an exhaust gas is formed that has low concentrations of both carbon monoxide and nitrogen oxides contains, and at the same time a practically complete removal of the coke from the catalyst succeeds.

Erfindungsgemäß kann demgegenüber stickstoffhaltiger Koks von einem kokshaltigen teilchenförmigen Katalysator in solcher Weise abgebrannt werden, daß nur eine geringe Menge an restlichem Kohlenstoff auf dem Katalysator verbleibt und beim Brennen des Kokses ein Abgas anfällt, das sich durch einen niedrigen Gehalt an sowohl Kohlenmonoxid als auch NOX auszeichnet. Die Patentansprüche 1 und 8 betreffen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.According to the invention, on the other hand, nitrogen-containing coke from one coke-containing particulate catalyst are burned off in such a way that only a small amount of residual carbon remains on the catalyst and When the coke is burned, an exhaust gas is produced which is characterized by a low content for both carbon monoxide and NOX. Claims 1 and 8 relate to preferred embodiments of the method according to the invention.

Durch die beigefügte Zeichnung wird die Erfindung näher veranschaulicht. Die -erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt ein sich vertikal erstreckendes Regenerationsgefäß 1. Katalysator mit darauf abgelagerten stickstoffhaltigem Koks wird in das System durch eine Leitung 3 eingespeist, die sich in die beiden Zuleitungen 5 und 7 teilt. Die relativen Mengen an verbrauchtem Katalysator, die in diese beiden Zuleitungen gelangen, werden durch Einstellung der Ventile 9 und 11 gesteuert. Der Hauptanteil des kokshaltigen Katalysators fließt durch die Zuleitung 7 in ein Kompaktphasen-Fließbett 13 aus praktisch koksfreiem Katalysator, der sich in einer ersten unteren Regenerationszone oder im Abschnitt 15 des Gefäßes 1 befindet. Ein Strom von freien Sauerstoff enthaltendem Regenerationsgas wird in das Gefäß durch eine Leitung 17 und einen Gasverteiler 19 eingeleitet. Der Regenerationsgasstrom fließt nach oben durch eine Verteilungsgitter 21 und durch das Fließbett 13, dessen oberes Ende durch eine mit 23 bezeichnete Linie angedeutet ist. Praktisch der gesamte, in die untere Zone 15 mit dem Hauptanteil an kokshaltigem Katalysator eingeführte Koks wird in dem Fließbett 13 verbrannt. Praktisch das gesamt in der Zone 15 gebildete Monoxid wird ebenfalls verbrannt. Ein ausreichender Überschuß an freiem Sauerstoff wird in der Zone 15 in das Regenerationsgas eingeführt, um mindestens 1 Vol.-% restlichen freien Sauerstoff im Regenerationsgas am oberen Ende der Zone 15 nach der Verbrennung von Koks und Kohlenmonoxid sicherzustellen. Im Regenerationsgas werden Stickoxide gebildet durch Verbrennen des stickstoffhaltigen Kokses in der oxidierenden Atmosphäre, die in der Zone 15 herrscht.The invention is illustrated in more detail by the accompanying drawing. The device according to the invention has a vertically extending regeneration vessel 1. Catalyst with nitrogenous coke deposited on it gets into the system fed through a line 3, which divides into the two feed lines 5 and 7. The relative amounts of spent catalyst in these two feeds are controlled by setting the valves 9 and 11. The main part the coke-containing catalyst flows through the feed line 7 into a compact-phase fluidized bed 13 made of practically coke-free catalyst, which is located in a first lower regeneration zone or in section 15 of vessel 1. A stream of free oxygen containing Regeneration gas is fed into the vessel through a line 17 and a gas distributor 19 initiated. The regeneration gas stream flows up through a distribution grille 21 and through the fluidized bed 13, the upper end of which by a with 23 indicated line is indicated. Practically the entire, in the lower zone 15 Coke introduced with the majority of the coke-containing catalyst becomes in the fluidized bed 13 burned. Virtually all of the monoxide formed in zone 15 also becomes burned. A sufficient excess of free oxygen is in zone 15 introduced into the regeneration gas by at least 1% by volume of residual free oxygen in the regeneration gas at the top of zone 15 after the combustion of coke and Ensure carbon monoxide. Nitrogen oxides are formed in the regeneration gas Burning the nitrogenous coke in the oxidizing atmosphere created in Zone 15 prevails.

Der Regenerationsgasstrom, welcher restlichen freien Sauerstoff und Stickoxide enthält, fließt aus der unteren Zone 15 durch ein Gasverteilungsgitter 25 heraus. Der kleinereAnteil an kokshaltigem Katalysator fließt durch die Zuleitung 5 in ein Kompaktphasen-Fließbett 27 aus teilweise regeneriertem Katalysator in eine zweite, vertikal angeordnete Regenerierzwischenzone oder einen Abschnitt 29 des Gefäßes 1. Der Oberteil des Kompaktphasenbettes 27 befindet sich auf einem durch die Linie 31 angedeuteten Niveau. Partiell regenerierter Katalysator im Bett 27 gelangt durch einen tiberfließschacht 33 in den unteren Abschnitt 15 in einer Rate, die ausreicht, um das gewünschte Niveau im Fließbett 27 aufrechtzuerhalten. Der restliche freie Sauerstoff, der in dem in die Zwischenzone gelangenden Regenerationsgas enthalten ist, wird in der Zwischenzone vollständig verbraucht durch Verbrennen von Koks und Kohlenmonoxid im Bett 27, so daß eine praktisch sauerstofffreie Atmosphäre resultiert. Die Verbrennung von Koks liefert Kohlendioxid und Kohlenmonoxid. Im Regenerationsgas vorhandene Stickoxide reagieren unter Bildung von freiem Stickstoff in der sauerstoff-freien Atmosphäre im Kontakt mit dem Fließbett 27, so daß die Menge an Stickoxiden im Regenerationsgas wesent- lich erniedrigt wird. Zusätzliches, freien Sauerstoff enthaltendes Gas wird in den kohlenmonoxidhaltigen Regenerationsgasstrom am oberen Ende der Zwischenzone 29 oberhalb des Kompaktphasenbettes 27 mit Hilfe einer Leitung 37 und eines Gasverteilers 37 eingeleitet.The regeneration gas flow, which residual free oxygen and Contains nitrogen oxides, flows from the lower zone 15 through a gas distribution grid 25 out. The smaller portion of the coke-containing catalyst flows through the feed line 5 in a compact phase fluidized bed 27 of partially regenerated catalyst in a second, vertically arranged intermediate regeneration zone or a section 29 of the Vessel 1. The top of the compact phase bed 27 is on a through line 31 indicated level. Partially regenerated catalyst in bed 27 passes through an overflow shaft 33 into the lower section 15 at a rate which is sufficient to maintain the desired level in the fluidized bed 27. Of the remaining free oxygen in the regeneration gas entering the intermediate zone is completely consumed in the intermediate zone by incineration of coke and carbon monoxide in bed 27, leaving a practically oxygen-free atmosphere results. Burning coke produces carbon dioxide and carbon monoxide. in the Nitrogen oxides present in the regeneration gas react to form free nitrogen in the oxygen-free atmosphere in contact with the fluidized bed 27, so that the The amount of nitrogen oxides in the regeneration gas is lich humiliated will. Additional gas containing free oxygen is added to the carbon monoxide containing gas Regeneration gas stream at the upper end of the intermediate zone 29 above the compact phase bed 27 introduced with the aid of a line 37 and a gas distributor 37.

Das an freiem Sauerstoff angereicherte Regenerationsgas strömt aus der Zwischenzone 29 durch ein Verteilungsgitter 39 heraus. Praktisch koksfreier Katalysator wird aus dem Bett 13 in der unteren Zone 15 durch eine Leitung 41 in einer über ein Ventil 43 gesteuerten Rate abgezogen und gelangt in ein Pulsiergefäß 45. Ein Teil des im Gefäß 45 befindlichen koksfreien Katalysators wird mit Dampf, der durch eine Leitung 47 eingespeist wird, nach oben gerissen.The regeneration gas enriched in free oxygen flows out the intermediate zone 29 out through a distribution grid 39. Practically more coke-free Catalyst is from bed 13 in lower zone 15 through line 41 in a rate controlled by a valve 43 is withdrawn and enters a pulsation vessel 45. Part of the coke-free catalyst in the vessel 45 is heated with steam, which is fed through a line 47, torn upwards.

Der Dampf und darin eingeschlossener Katalysator gelangen durch eine Steigleitung 49 in ein Kompaktphasen-Fließbett 51 aus koksfreiem Katalysator, das sich in einer dritten, oberen Regenerationszone oder im Abschnitt 53 des Gefäßes 1 befindet. Der obere Teil des Kompaktphasenbettes 51 wird auf einem Niveau gehalten, der durch die Linie 55 angedeutet ist. Erhitzter Katalysator im Bett 51 gelangt durch einen Uberfließschacht 57 in die untere Zone 15. Koksfreier Katalysator wird in das Fließbett 51 eingeführt und daraus entfernt in einer Rate, die ausreicht, um das Bett 51 bei der gewünschten Temperatur zu halten. Das Regenerationsgas strömt durch das Verteilungsgitter 39 nach oben durch das Kompaktphasenbett 51. Im Regenerationsgas enthaltenes Kohlenmonoxid wird praktisch vollständig verbrannt mit Hilfe des zugesetzten freien Sauerstoffs in Kontakt mit dem koksfreien Katalysator im Bett 51, so daß der Katalysator im Bett 51 praktisch die gesamte Verbrennungswärme absorbiert.The steam and the enclosed catalyst pass through a Riser 49 in a compact phase fluidized bed 51 of coke-free catalyst, the in a third, upper regeneration zone or in section 53 of the vessel 1 is located. The upper part of the compact phase bed 51 is kept at a level which is indicated by the line 55. Heated catalyst in bed 51 passes through an overflow shaft 57 into the lower zone 15. Coke-free catalyst becomes introduced into the fluidized bed 51 and removed therefrom at a rate sufficient to maintain bed 51 at the desired temperature. The regeneration gas flows through the distribution grid 39 up through the compact phase bed 51. In the regeneration gas contained carbon monoxide is practically completely burned with the help of the added free oxygen in contact with the coke-free catalyst in bed 51 so that the catalyst in bed 51 absorbs virtually all of the heat of combustion.

Der gebildete kohlenmonoxidfreie Gastrom fließt nach oben aus dem Bett 51 heraus und in einen Cyclonseparator 59. Selbst- verständlich können mehrere Cyclone oder Cyclonstufen verwendet werden. Im Abgasstrom gegebenenfalls eingeschlossener Katalysator wird im Cyclon abgeschieden und in das Fließbett 51 zurückgeführt, und das Regenerationsgas (Abgas) wird aus dem Gefäß 1 durch eine Leitung 61 entfernt.The carbon monoxide-free gas stream formed flows upwards out of the Bed 51 out and into a cyclone separator 59. understandable several cyclones or cyclone stages can be used. In the exhaust gas stream, if necessary Trapped catalyst is deposited in the cyclone and into the fluidized bed 51 returned, and the regeneration gas (exhaust gas) is from the vessel 1 through a Line 61 removed.

Zur Vereinfachung sind bei der Erläuterung der geschilderten Vorrichtung verschiedene notwendige und übliche bekannte Elemente weggelassen und weder gezeigt noch beschrieben worden. Bei derartigen Elementen handelt es sich z.B. um Steuerungs-, Pump- und Kompressionseinrichtungen und dergleichen, deren Anwendung und Anordnung dem Fachmann bekannt sind.To simplify the explanation of the device described various necessary and commonly known elements are omitted and neither shown still been described. Such elements are e.g. control, Pumping and compression devices and the like, their application and arrangement are known to the person skilled in the art.

Hier und im folgenden bedeutet der Ausdruck "oxidierende Atmosphäre" eine Atmosphäre, die mindestens 0,5 Vol.-% molekularen Sauerstoff und weniger als 0,1 Vol.-% Kohlenmonoxid enthält.Here and in the following the term "oxidizing atmosphere" means an atmosphere containing at least 0.5 vol% molecular oxygen and less than Contains 0.1% by volume of carbon monoxide.

Der Ausdruck praktisch sauerstoff-freie Atmosphäre bedeutet eine Atmosphäre, die weniger als 0,5 Vol.-% freien (molekularen) Sauerstoff enthält.The term practically oxygen-free atmosphere means an atmosphere which contains less than 0.5% by volume of free (molecular) oxygen.

Mit dem Ausdruck "praktisch koksfreier Katalysator" wird ein Katalysator bezeichnet, der im Durchschnitt weniger als 0,2 Gew.-% Kohlenstoff enthält.The expression "practically coke-free catalyst" means a catalyst which contains on average less than 0.2% by weight of carbon.

Der Ausdruck "Kompaktphasen-Fließbett" bezeichnet ein Fließbett von teilchenförmigen Feststoffen mit einer Dichte von 0,13 bis 0,24 kg/l (8 bis 15 lbs/ft3) je nach Partikeldichte und Gasgeschwindigkeit.The term "compact phase fluidized bed" refers to a fluidized bed of particulate solids having a density of 0.13 to 0.24 kg / l (8 to 15 lbs / ft3) depending on the particle density and gas velocity.

Katalysatoren, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens am besten geeignet sind, sind solche in Form von teilchenförmigen Feststoffen. Vorzugsweise weist der Katalysator eine für katalytische Zwecke in einer Mitreiß- oder Fluidisier- bettoperation geeignete Größe auf. Im Hinblick auf die z. Zt.Catalysts for carrying out the process according to the invention are most suitable are those in the form of particulate solids. Preferably if the catalyst has an entrainment or fluidization for catalytic purposes bed surgery suitable size. With regard to the z. Currently

kommerziell verwendeten katalytischen Umwandlungssysteme erweist sich die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft zum Abbrennen von Koks von verbrauchten FCC-Katalysatoren, doch ist das erfindungsgemäße Regeneriersystem auf FCC-Katalysatoren nicht beschränkt und zur Behandlung beliebiger kokshaltiger teilchenförmiger Katalysatoren, für die ein Abbrennen von Koks von Vorteil ist, verwendbar.commercially used catalytic conversion systems are found The present invention is particularly advantageous for burning off coke from spent FCC catalysts, but the regeneration system according to the invention is based on FCC catalysts not restricted and for the treatment of any particulate catalyst containing coke, for which a burning off of coke is advantageous, can be used.

Die erfindungsgemäße Regenerierung kann in mehreren Gefäßen oder Kammern oder in einem einzigen, vertikal sich erstrekkenden Gefäß, das zweckmäßigerweise in~drei Zonen unterteilt ist, durchgeführt werden. Der Regenerator muß selbstverständlich in der Lage sein, die Regenerationsgase und Katalysatorpartikel bei den bei der Verfahrensdurchführung angewandten Temperaturen und Drücken aufzunehmen. Geeignete derartige Gefäße ergeben sich für den Fachmann aufgrund vorliegender Beschreibung und Zeichnung. Bei Verwendung eines einzigen, sich vertikal erstreckenden länglichen Gefäßes, ist dieses zweckmäßigerweise in drei Regenerationszonen oder -abschnitte in einer sich dem Fachmann anbietenden Weise unterteilt, z.B.The regeneration according to the invention can take place in several vessels or chambers or in a single, vertically extending vessel, which is expedient divided into ~ three zones. The regenerator must of course be able to control the regeneration gases and catalyst particles in the Process implementation to record applied temperatures and pressures. Suitable Such vessels will become apparent to the person skilled in the art on the basis of the present description and drawing. When using a single, vertically extending elongated The vessel is conveniently divided into three regeneration zones or sections subdivided in a manner suggested to one skilled in the art, e.g.

durch Verwendung von Gasverteilungsgittern, Rosten oder dergleichen, deren Abmessungen das Aufwärtsströmen von Regenerationsgas durch das Gefäß ermöglichen und gleichzeitig verhindern, daß ein nennenswerter Fluß von Katalysatorpartikeln zwischen den Regenerationszonen erfolgt mit Ausnahme des gesteuerten Katalysatorflusses, wie er unten näher beschrieben wird.by using gas distribution grids, grates or the like, the dimensions of which allow regeneration gas to flow upward through the vessel and at the same time prevent a significant flow of catalyst particles between the regeneration zones takes place with the exception of the controlled catalyst flow, as described in more detail below.

Das verwendete Regenerationsgas muß einen geeigneten Gehalt an freiem Sauerstoff (molekularem Sauerstoff) aufweisen. Normalerweise ist Luft durchaus geeignet, freien Sauerstoff zu liefern, doch ist der Einsatz von Luft nicht zwingend notwendig. So kann z.B. gewünschtenfalls reiner Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft verwendet werden. Übliche, in kommerziellen FCC-Operationen verwendete Gase wie freier Stickstoff (molekularer Stickstoff), Kohlendioxid, Dampf und dergleichen sind zum Einsatz als Fluidisier- und Einschließgase geeignet.The regeneration gas used must have a suitable content of free Have oxygen (molecular oxygen). Usually air is quite suitable to deliver free oxygen, but the use of air is not absolutely necessary. For example, pure oxygen or oxygen-enriched oxygen can be used, if desired Air can be used. Usual, in commercial FCC operations used gases such as free nitrogen (molecular nitrogen), carbon dioxide, steam and the like are suitable for use as fluidizing and containment gases.

In der Regel bestehen die angewandten Regenerationsbedingungen aus einer Kombination von Temperatur und Druck, die ausreicht, um den speziellen Grad an Koksverbrennung, Kohlenmonoxidverbrennung und Stickoxidumsetzung in der unten angegebenen Weise zu erzielen. Temperaturen von 540 bis 8150C erweisen sich in der Regel als gut geeignet. Temperaturen von 590 bis 730"C werden bevorzugt. Die Fließraten der Regenerationsgase, Mitreißgase und Katalysatorpartikel werden vorzugsweise bei einem Niveau gehalten, das ein Kompaktphasen-Fluidisierbett von Katalysator in jeder der drei Regenerationszonen bewirkt, obwohl auch Bewegtbetten oder Mitreiß- bzw. Einschlußbetten an Katalysator gewünschtenfalls verwenbar sind, bei denen geeignete, offensichtlich mechanische Unterschiede zu einer Fließbettoperation bestehen. Die bevorzugte Fließbettoperation wird in üblicher Weise durchgeführt durch Aufrechterhaltung von aufwärtsgerichteten Oberflächengasstromgeschwindigkeiten, die für die Größe und Dichte der zu regenerierenden Katalysatorpartikel geeignet sind, und durch Aufrechterhaltung angemessener Katalysatoreinspeis-und -abzugsraten. Der bei der Verfahrensdurchführung angewandte Druck ist in der Regel nicht besonders kritisch. Drücke von 1 bis 20 bar erweisen sich in der Regel als geeignet. Drücke von 1 bis 5 bar werden bevorzugt(angegeben als Normaldruck).Usually the applied regeneration conditions consist of a combination of temperature and pressure sufficient to produce the particular degree of coke burning, carbon monoxide burning and nitrogen oxide conversion in the one below specified way to achieve. Temperatures from 540 to 8150C turn out to be in the Usually as well suited. Temperatures of 590 to 730 "C are preferred. The flow rates the regeneration gases, entrainment gases and catalyst particles are preferably used maintained at a level that a compact phase fluidized bed of catalyst in each of the three regeneration zones, although moving beds or entrainment or Inclusion beds of catalyst can be used if desired, in which suitable, there are obvious mechanical differences to a fluidized bed operation. the preferred fluidized bed operation is carried out in the usual manner by maintenance of upward surface gas flow rates relevant to the size and density of the catalyst particles to be regenerated are appropriate, and by maintaining reasonable catalyst feed and withdrawal rates. The one when carrying out the procedure applied pressure is usually not particularly critical. Press from 1 to 20 bar usually prove to be suitable. Pressures of 1 to 5 bar are preferred (given as normal pressure).

Die Anwendung eines Metalls als Kohlenmonoxid-Verbrennungspromotor zur Förderung des Verbrennens von Kohlenmonoxid im Regenerationsgas wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders bevorzugt. Metalle und Metallverbindungen, die zur Verwendung als Kohlenmonoxid-Verbrennungspromotoren bereits vorgeschlagen und angewandt wurden, z.B. zahlreiche der übergangsmetalle, sind verwendbar. Erfindungsgemäß zur Förderung der Kohlenmonoxidverbrennung bevorzugte Metalle sind z.B. Platin, Palladium, Iridium, Rhodium, Ruthenium, Osmium, Mangan, Kupfer und Chrom. Das Metall wird in einer Konzentration verwendet, die ausreicht, um die Kohlenmonoxid-Verbrennungsrate bis zu dem gewünschten Grad zu erhöhen. In der Regel wird eine ausreichende Menge an Kohlenmonoxid-Verbrennungspromotor eingesetzt, um eine vollständige Verbrennung von Kohlenmonoxid innerhalb eines Kompaktphasen-Fließbettes zu bewirken. In kommerziellen FCC-Operationen ist der Einsatz von Platin in verschiedenen Formen als Kohlenmonoxid-verbrennungsförderndes Metall bekannt. Ein Kohlenmonoxid-verbrennungsförderndes Metall kann als eine Komponente der gesamten, im Regeneriersystem vorhandenen Katalysatorpartikel oder eines überwiegenden oder kleineren Anteils derselben einverleibt werden, oder als eine Komponente von separaten, katalytisch praktisch inerten Partikeln angewandt werden, die mit der Katalysatormasse vermischt und als physikalisches Gemisch mit den Katalysatorpartikeln zirkuliert werden. In separaten Promotorpartikeln dient Platin als bevorzugtes Metall.The use of a metal as a carbon monoxide combustion promoter to promote the burning of carbon monoxide in the regeneration gas is carried out of the method according to the invention are particularly preferred. Metals and metal compounds, previously proposed for use as carbon monoxide combustion promoters and have been applied, e.g. numerous of the transition metals usable. Preferred according to the invention for promoting carbon monoxide combustion Metals are e.g. platinum, palladium, iridium, rhodium, ruthenium, osmium, manganese, Copper and chrome. The metal is used in a concentration sufficient to to increase the carbon monoxide burn rate to the desired level. In Usually a sufficient amount of carbon monoxide combustion promoter is used, a complete combustion of carbon monoxide within a compact phase fluidized bed to effect. In commercial FCC operations, platinum is used in several different ways Forms known as carbon monoxide combustion-promoting metal. A carbon monoxide combustion-promoting one Metal can be used as a component of the total catalyst particles present in the regeneration system or a predominant or a smaller proportion thereof are incorporated, or applied as a component of separate, catalytically practically inert particles are mixed with the catalyst mass and as a physical mixture with the catalyst particles are circulated. Serves in separate promoter particles Platinum as the preferred metal.

Eine Verunreinigung des Abgases durch Schwefeloxide, die durch Abbrennen von schwefelhaltigem Koks von Katalysatoren gebildet werden, wird in vorteilhafter Weise dadurch vermieden, daß eine fester Reaktant oder Akzeptor als Komponente der zu regenerierenden teilchenförmigen Feststoffe eingesetzt wird. Im Abgas vorhandene Schwefeloxide reagieren mit dem Reaktanten oder Akzeptor oder werden an diesen adsorbiert unter Bildung von schwefelhaltigen Feststoffen im Regenerator. Dies ist insbesondere in der sauerstoffreichen Atmosphäre, die in der ersten und dritten Regenerationszone herrscht, der Fall,wie weiter unten näher erläutert wird. auf diese Weise wird der Gehalt an Schwefeloxiden in dem den Regenerator verlassenden Abgas wesentlich erniedrigt. Ein bevorzugter fester Reaktant ist Aluminiumoxid, das in seiner aktiven Form mit Schwefeloxi- den reagiert unter Bildung eines schwefelhaltigen Feststoffs.A pollution of the exhaust gas by sulfur oxides caused by burning off of sulfur-containing coke formed by catalysts is more advantageous Way avoided by using a solid reactant or acceptor as a component of the particulate solids to be regenerated is used. Existing in the exhaust Sulfur oxides react with or are adsorbed onto the reactant or acceptor with the formation of sulphurous solids in the regenerator. This is particular in the oxygen-rich atmosphere that is in the first and third regeneration zones is the case, as will be explained in more detail below. in this way the The content of sulfur oxides in the exhaust gas leaving the regenerator is significantly reduced. A preferred solid reactant is alumina, which is in its active form with Sulfur oxi- which reacts to form a sulfur-containing one Solids.

Das zur Umsetzung mit Schwefeloxiden verwendete aktive Aluminiumoxid hat eine Oberfläche von mindestens 50 m2/g. cc -Aluminiumoxid erweist sich als ungeeignet. Das Aluminiumoxid wird zweckmäßigerweise als Komponente der gesamten oder eines Teils der Katalysatorpartikel einverleibt und liegt in Form von separaten, katalytisch praktisch inaktiven Partikeln als physikalisches Gemisch mit den Katalysatorpartikeln vor. Werden separate, aluminiumoxidhaltige Partikel mit dem Katalysator vermischt, so erfolgt das Zumischen des Aluminiumoxids zu dem Katalysator vorzugsweise in ausreichender Menge, um eine wesentliche zusätzliche Entfernung von Schwefeloxiden aus dem Regenerationsgas zu bewirken. In der Regel sind gute Ergebnisse erzielbar, wenn 0,1 bis 25 Gew.-% Alumniumoxid mit dem Katalysator vermischt werden. Bei Verwendung eines aluminiumoxidhaltigen Katalysators weist der Katalysator vorzugsweise (auf zeolithfreier Basis) weniger als 50 Gew.-% Siliciumdioxid und mehr als 25 Gew.-% Aluminiumoxid auf.The active alumina used to react with sulfur oxides has a surface area of at least 50 m2 / g. cc aluminum oxide proves to be unsuitable. The alumina is conveniently used as a component of all or one Part of the catalyst particles incorporated and is in the form of separate, catalytic practically inactive particles as a physical mixture with the catalyst particles before. If separate particles containing aluminum oxide are mixed with the catalyst, thus, the alumina is preferably mixed sufficiently with the catalyst Amount to a substantial additional removal of sulfur oxides from the regeneration gas to effect. As a rule, good results can be achieved if 0.1 to 25% by weight Alumina are mixed with the catalyst. When using an alumina-containing The catalyst preferably has less catalyst (on a zeolite-free basis) than 50 wt% silica and greater than 25 wt% alumina.

Dem Fachmann ist klar, daß die Menge an Koks in einem kokshaltigen Katalysator sowie die Konzentration an Stickstoff-und Schwefelverunreinigungen in dem Koks in weiten Grenzen variieren in Abhängigkeit von Faktoren wie Zusammensetzung und Siedebereich der unter Verwendung des Katalysators umzuwandelnden Kohlenwasserstoffbeschickung, der Zusammensetzung des Katalysators, dem Typ des Kohlenwasserstoff-Umwandlungssystems, in dem der Katalysator vor dem Abbrennen des Kokses Verwendung findet (z.B. Bewegbett, Fließbett, Einschlußbett) und dergleichen. Die bei der erfindungsgemäßen Regenerierung erzielbaren Vorteile werden z.B. beim Abbrennen von Koks aus Katalysatoren erhalten, die eine in breitem Bereich schwankende Koksmenge enthalten und ebenso im Falle von Katalysatoren, die einen in weiten Grenzen variierenden Stickstoffgehalt aufweisen.It is clear to those skilled in the art that the amount of coke in a coke-containing Catalyst as well as the concentration of nitrogen and sulfur impurities in the coke vary widely depending on factors such as composition and boiling range of the hydrocarbon feed to be converted using the catalyst, the composition of the catalyst, the type of hydrocarbon conversion system, in which the catalyst is used before the coke is burned off (e.g. moving bed, Fluidized bed, containment bed) and the like. The regeneration according to the invention achievable advantages are obtained e.g. when burning coke from catalysts, which contain a widely varying amount of coke and also in the case of catalysts that have a nitrogen content that varies within wide limits.

Erfindungsgemäß wird ein erster Anteil an kokshaltigem Katalysator in eine erste Regenerationszone eingespeist. Ein freien Sauerstoff enthaltendes Regenerationsgas wird durch den Katalysator in der ersten Regenerationszone geleitet. Der erste Anteil an kokshaltigem Katalysator macht in der Regel etwa 60 bis 95 % der kokshaltigen Katalysatorpartikel aus.According to the invention, a first proportion of coke-containing catalyst is used fed into a first regeneration zone. A free one oxygen containing regeneration gas is through the catalyst in the first regeneration zone directed. The first portion of coke-containing catalyst is usually about 60 up to 95% of the coke-containing catalyst particles.

Vorzugsweise handelt es sich beim ersten Anteil um 80 bis 90 % des kokshaltigen Katalysators. Die Menge an freiem Sauerstoff (molekularem Sauerstoff), die in die erste Regenerationszone eingespeist wird, reicht mindestens dazu aus, mit praktisch dem gesamten, im Hauptanteil des kokshaltigen Katalysators vorliegenden Kokskohlenstoff stöchiometrisch zu reagieren, und mit praktisch dem gesamten, in der ersten Zone erzeugten Kohlenmonoxid zu reagieren, wobei genügend restlicher freier Sauerstoff eingespeist wird, um mindestens 1 Vol.-%, vorzugsweise mindestens 3 Vol.-% freien restlichen Sauerstoff in dem aus der ersten Zone abgezogenen Regenerationsgas zu liefern. Die Zusammensetzung des Regenerationsgases ändert sich, während es durch die erste Regenerationszone strömt, von einer stark oxidierenden Atmosphäre mit hoher Sauerstoffkonzentration und keinem Gehalt an Kohlenmonoxid bei der Zuführung zu einer weniger oxidierenden Atmosphäre mit vorzugsweise relativ niedriger Konzentration an freiem Sauerstoff, die vorzugsweise weniger als 10 Vol.-%, in besonders vorteilhafter Weise weniger als 5 Vol.-% beträgt, wenn das Regenerationsgas aus der ersten Regenerationszone nach dem Verbrennen des Kokses und Kohlenmonoxids abgezogen wird.The first portion is preferably 80 to 90% of the coke-containing catalyst. The amount of free oxygen (molecular oxygen), that is fed into the first regeneration zone is at least sufficient to with practically all of the catalyst present in the main part of the coke-containing catalyst Coking carbon to react stoichiometrically, and with virtually all of that, in the first zone generated carbon monoxide to react, leaving enough residual free oxygen is fed by at least 1 vol .-%, preferably at least 3% by volume of free residual oxygen in the regeneration gas withdrawn from the first zone to deliver. The composition of the regeneration gas changes as it passes through the first regeneration zone flows with a strongly oxidizing atmosphere high oxygen concentration and no carbon monoxide content in the feed to a less oxidizing atmosphere, preferably with a relatively low concentration of free oxygen, which is preferably less than 10% by volume, in a particularly advantageous manner Way is less than 5% by volume when the regeneration gas from the first regeneration zone is withdrawn after burning the coke and carbon monoxide.

Aufgrund der oxidierenden Atmosphäre, die in der ersten Regenerationszone herrscht, und da eine praktisch vollständige Verbrennung von Koks und Kohlenmonoxid durchgeführt wird, führt die Verbrennung von stickstoffhaltigen Verbindungen in dem auf dem Katalysator befindlichen Koks in der ersten Regenerationszone zur Erzeugung von Stickoxiden, insbesondere in Gegenwart eines die Verbrennung von Kohlenmonoxid fördernden Metalls wie Platin. Das Regenerationsgas ist daher mit Stickoxiden verunreinigt, wenn es aus der ersten Regenerations- zone entfernt wird. Die in dem Regenerationsgas vorhandenen Stickoxide werden umgesetzt oder reduziert unter Bildung von freiem Stickstoff (molekularem Stickstoff) in einer zweiten Regenerationszone in einer praktisch sauerstoff-freien Atmosphäre, die durch Verbrennung von praktisch dem gesamten verbleibenden freiem Sauerstoff mit Kohlenmonoxid und Koks am verbrauchten und partiell regenerierten Katalysator in der zweiten Regenerationszone gebildet wird.Due to the oxidizing atmosphere that is in the first regeneration zone prevails, and there is a practically complete combustion of coke and carbon monoxide carried out, results in the combustion of nitrogenous compounds in the coke on the catalyst in the first regeneration zone for production of nitrogen oxides, especially in the presence of the combustion of carbon monoxide promoting metal such as platinum. The regeneration gas is therefore contaminated with nitrogen oxides, when it comes from the first regeneration zone is removed. In the the nitrogen oxides present in the regeneration gas are converted or reduced below Formation of free nitrogen (molecular nitrogen) in a second regeneration zone in a practically oxygen-free atmosphere created by burning practically all remaining free oxygen with carbon monoxide and coke on being consumed and partially regenerated catalyst is formed in the second regeneration zone will.

Erfindungsgemäß wird ein zweiter Anteil von kokshaltigem Katalysator, vorzugsweise 10 bis 20 % des kokshaltigen Katalysators, in die zweite Regenerationszone eingespeist.According to the invention, a second portion of coke-containing catalyst, preferably 10 to 20% of the coke-containing catalyst, in the second regeneration zone fed in.

Das aus der ersten Regenerationszone abgezogene Stickoxideenthaltende Regenerationsgas wird durch den Katalysator in der zweiten Regenerationszone geleitet. Der kokshaltige Katalysator wird in die zweite Regenerationszone in einer Menge eingespeist, die zumindest dazu ausreicht, mit praktisch dem gesamten restlichen Sauerstoff im Regenerationsgas zu reagieren unter Bildung von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid und unter Erzeugung einer praktisch sauerstoff-freien Atmosphäre im Regenerationsgas im Kontakt mit dem Katalysatorbett in der zweiten Regenerationszone. Die sauerstoff-freie Atmosphäre enthält vorzugsweise mindestens 0,5 Vol.-% Kohlenmonoxid und in besonders vorteilhafter Weise mindestens 2,0 Vol-.-% Kohlenmonoxid. Da praktisch der gesamte freie Sauerstoff im Regenerationsgas beim Brennen von Koks und Kohlenmonoxid verbraucht wird, erniedrigt sich die Konzentration an freiem Sauerstoff im Regenerationsgas in der zweiten Regenerationszone auf weniger als 0,5 Vol.-%, vorzugsweise auf weniger als 0,1 Vol.-%. Das Vorliegen einer praktisch sauerstoff-freien Atmosphäre im Regenerationsgas bewirkt, daß die Stickoxide zumindest partiell unter Bildung von freiem Stickstoff (molekularem Stickstoff) reagieren. Die Zuführrate von verbrauchtem Katalysator in die zweite Regenerationszone und die Abführrate des Katalysators werden vorzugsweise so gesteuert, daß der aus der zweiten Zone entfernte Katalysator partiell regeneriert ist, wobei unter dieser Definition ein Katalysator zu verstehen ist, dessen Gehalt an Kokskohlenstoff geringer ist als der Kokskohlenstoffgehalt des ursprünglichen kokshaltigen Katalysators und größer ist als 0,2 Gew.-%. Vorzugsweise wird der Katalysator in der zweiten Regenerationszone in Form eines Kompaktphasen-Fließbettes aus kokshaltigem, partiell regeneriertem Katalysator aufrechterhalten. Vorzugsweise wird der Katalysator aus der zweiten Renegernationszone nach partieller Koksentfernung abgezogen und in die erste Regenerationszone eingeführt, um eine vollständige Koksentfernung zu bewirken.The nitrogen oxides withdrawn from the first regeneration zone Regeneration gas is passed through the catalyst in the second regeneration zone. The coke-containing catalyst is fed into the second regeneration zone in an amount fed in, which is at least sufficient, with practically all of the rest Oxygen in the regeneration gas react to form carbon monoxide and Carbon dioxide and creating a practically oxygen-free atmosphere in the Regeneration gas in contact with the catalyst bed in the second regeneration zone. The oxygen-free atmosphere preferably contains at least 0.5% by volume of carbon monoxide and in a particularly advantageous manner at least 2.0% by volume of carbon monoxide. Practically there all of the free oxygen in the regeneration gas when burning coke and carbon monoxide is consumed, the concentration of free oxygen in the regeneration gas is reduced in the second regeneration zone to less than 0.5% by volume, preferably to less than 0.1% by volume. The presence of a practically oxygen-free atmosphere in the regeneration gas causes the nitrogen oxides to at least partially form free nitrogen (molecular nitrogen) react. The feed rate of spent catalyst in the second regeneration zone and the discharge rate of the catalyst are preferred controlled so that the one from the second zone removed catalyst is partially regenerated, this definition being understood to mean a catalyst whose coking carbon content is less than the coking carbon content of the original coke-containing catalyst and is greater than 0.2% by weight. Preferably the catalyst in the second regeneration zone is in the form of a compact phase fluidized bed Maintained from coke-containing, partially regenerated catalyst. Preferably becomes the catalyst from the second regeneration zone after partial coke removal withdrawn and fed into the first regeneration zone for complete coke removal to effect.

Zusätzlicher freier Sauerstoff wird in das sauerstoff-freie, typischerweise Kohlenmonoxid enthaltende Regenerationsgas eingeführt, nachdem die Stickoxide unter Bildung von freiem Stickstoff in der praktisch sauerstoff-freien Atmosphäre reagiert haben. Der zusätzliche freie Sauerstoff wird zweckmäßigerweise in Form irgend eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases zugesetzt, z.B. als reiner Sauerstoff, Luft oder dergleichen. Die Menge an in das Regenerationsgas eingebrachten zusätzlichen freien Sauerstoffs reicht vorzugsweise zumindest dazu aus, um stöchiometrisch mit dem gesamten Monoxid in dem die zweite Regenerationszone verlassenden Regenerationsgas unter Bildung von Kohlendioxid zu reagieren. In besonders vorteilhafter Weise wird in das Regenerationsgas genügend freier zusätzlicher Sauerstoff eingeführt, um eine Konzentration an restlichem freien Sauerstoff von mindestens 3 Vol. % im Regenerationsgas (Abgas) nach der Verbrennung von praktisch dem gesamten Kohlenmonoxid in dem in einer dritten Regenerationszone befindlichen Regenerationsgas zu bewirken. Das Regenerationsgas wird in die dritte Regenerationszone eingespeist entweder bevor oder nachdem der zusätzliche freie Sauerstoff in dieses Gas eingeführt wurde.Additional free oxygen is added to the oxygen-free, typically Regeneration gas containing carbon monoxide is introduced after taking the nitrogen oxides Formation of free nitrogen reacts in the practically oxygen-free atmosphere to have. The additional free oxygen is conveniently in the form of any one Added gas containing free oxygen, e.g. as pure oxygen, air or similar. The amount of additional introduced into the regeneration gas Free oxygen is preferably at least sufficient to stoichiometrically with all of the monoxide in the regeneration gas leaving the second regeneration zone to react with the formation of carbon dioxide. In a particularly advantageous manner introduced into the regeneration gas enough free additional oxygen to produce a Concentration of residual free oxygen of at least 3% by volume in the regeneration gas (Exhaust gas) after burning practically all of the carbon monoxide in the in to cause a third regeneration zone located regeneration gas. The regeneration gas is fed into the third regeneration zone either before or after the additional free oxygen was introduced into this gas.

Durch die Verbrennung von Kohlenmonoxid, das in dem mit dem freien Sauerstoff versetzten Regenerationsgas enthalten ist, wird eine wesentliche Menge an Hitze in das Regenerationsgas in der dritten Regenerationszone freigesetzt. Es erweist sich als vorteilhaft, diese Wärmeenergie aus dem Regenerationsgas vor dessen Entfernung aus dem Regenerationssystem zurückzugewinnen. Die konservierte Wärmeenergie ist oftmals nützlich zur Durchführung eines analogen katalytischen Umwandlungsreaktion (z.B. FCC-Umwandlung) mit Hilfe des erhaltenen koksfreien Katalysators. Regenerationsgase haben in der Regel eine niedrige Hitzekapazität, so daß die Verbrennung von Kohlenmonoxid Regenerationsgas auf eine extrem hohe Temperatur erhitzen kann, wenn die Verbrennung an einer Stelle erfolgt, wo das Regenerationsgas nicht im Kontakt mit einer wesentlichen Menge an Katalysator ist, was zur Folge hat, daß die Möglichkeit zu Temperaturschäden von mit dem Gas in Kontakt gelangenden Vorrichtungen, z.B. Cyclonen, Leitungen und dergleichen besteht.By burning carbon monoxide that is in with the free It contains oxygen-enriched regeneration gas, becomes a substantial amount of heat in the regeneration gas in the third regeneration zone released. It turns out to be advantageous to take this heat energy from the regeneration gas to be recovered from the regeneration system prior to its removal. The preserved Thermal energy is often useful for performing an analog catalytic Conversion reaction (e.g. FCC conversion) with the aid of the obtained coke-free catalyst. Regeneration gases usually have a low heat capacity, so that the combustion of carbon monoxide can heat regeneration gas to an extremely high temperature, if the combustion takes place in a place where the regeneration gas is not in contact with a substantial amount of catalyst is what entails that possibility to temperature damage of devices coming into contact with the gas, e.g. Cyclones, conduits and the like.

Erfindungsgemäß wird durch Kohlenmonoxidverbrennungen in der dritten Regenerationszone entwickelte Wärmeenergie dadurch konserviert, daß praktisch koksfreier Katalysator, der vorzugsweise aus der ersten Regenerationszone geliefert wird, Verwendung findet, um eine Hitzeabsenkung zu erzielen. Da praktisch koksfreier Katalysator, z.B. aus der ersten Regenerationszone stammender regenerierter Katalysator, zur Wärmeabsorption dient, wird wenig oder keine weitere Wärme aus der Koksverbrennung in das Regenerationsgas in der dritten Zone abgegeben und es werden nur wenige oder keine weiteren Stickoxide erzeugt. Demzufolge ist das aus der dritten Regenerationszone abgezogene Gas sowohl arm an Stickoxiden als auch arm an Kohlenmonoxid.According to the invention, carbon monoxide burns in the third Regeneration zone developed thermal energy conserved by being practically coke-free Catalyst, which is preferably supplied from the first regeneration zone, use finds to achieve a heat reduction. Since the catalyst is practically coke-free, e.g. regenerated catalyst originating from the first regeneration zone, for Is used for heat absorption, little or no further heat is generated from the coke combustion released into the regeneration gas in the third zone and there are only a few or no further nitrogen oxides are generated. So this is from the third regeneration zone withdrawn gas both low in nitrogen oxides and low in carbon monoxide.

Vorzugsweise ist die Menge an praktisch koksfreiem Katalysator, die in der dritten Regenerationszone aufrechterhalten wird, ausreichend, um ein Kompaktphasen-Fließbett an praktisch koksfreiem Katalysator im Kontakt mit dem Regenerationsgas während der Kohlenmonoxidverbrennung in solcher Weise zu liefern, daß praktisch die gesamte durch Kohlenmonoxidverbrennung freigesetzte Wärme absorbiert werden kann. In besonders vorteilhafter Weise ist die durch den koksfreien Katalysator bewirkte Hitzeabsenkung wirksam genug, um einen im Regenerationsgas in der dritten Regenerationszone gegebenenfalls auftretenden Temperaturanstieg auf weniger als 500C oberhalb der Temperatur des Regenerationsgases in der zweiten Regenerationszone zu beschränken. Die Rate, mit der koksfreier Katalysator eingespeist oder aus der dritten Zone entfernt wird, wird vorzugsweise so gesteuert, daß ein im Abgas gegebenenfalls auftretender Temperaturanstieg auf weniger als 500C beschränkt wird und die. Menge an in der dritten Regenerationszone aufrechterhaltenem koksfreiem Katalysator reicht aus, um die Verbrennung von mindestens dem Hauptteil des Kohlenmonoxids im Regenerationsgas zu ermöglichen, während sich das Gas im Kontakt mit dem Bett aus koksfreiem Katalysator befindet.Preferably the amount of substantially coke free catalyst is that maintained in the third regeneration zone, sufficient to create a compact phase fluidized bed on practically coke-free catalyst in contact with the regeneration gas during to supply the carbon monoxide combustion in such a way that practically all heat released by carbon monoxide combustion will be absorbed can. The coke-free catalyst is particularly advantageous was effective enough to keep one in the regeneration gas in the third Regeneration zone possibly occurring temperature rise to less than 500C above the temperature of the regeneration gas in the second regeneration zone to restrict. The rate at which the coke-free catalyst is fed in or out of the Third zone is removed, is preferably controlled so that a possibly in the exhaust gas occurring temperature rise is limited to less than 500C and the. lot of coke-free catalyst maintained in the third regeneration zone is sufficient out to the combustion of at least most of the carbon monoxide in the regeneration gas to allow while the gas is in contact with the bed of coke-free catalyst is located.

In besonders vorteilhafter Weise sind die Einspeisraten von koksfreiem Katalysator in die dritte Regenerationszone und die Abszugsrate des Katalysators aus dieser Zone, sowie die in der dritten Regenerationszone gehaltene Menge an koksfreiem Katalysator ausreichend, um eine praktisch vollständige Verbrennung des gesamten im Regenerationsgas vorhandenen Kohlenmonoxids zu ermöglichen, wenn sich das Regenerationsgas im Kontakt mit einem Kompaktphasen-Fließbett aus koksfreiem Katalysator befindet.In a particularly advantageous manner, the feed rates are coke-free Catalyst in the third regeneration zone and the withdrawal rate of the catalyst from this zone, as well as the amount of coke-free kept in the third regeneration zone Sufficient catalyst to practically complete combustion of the whole to allow carbon monoxide present in the regeneration gas when the regeneration gas is in contact with a compact phase fluidized bed of coke-free catalyst.

Eine bevorzugte Ausführungsform soll nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert werden. Gemäß dieser speziellen bevorzugten Ausführungsform wird verbrauchter FCC-Katalysator vom Zeolith-Typ, der vorzugsweise eine wesentliche Menge an Alumniumoxid enthält, das zur Umsetzung mit Schwefeltrioxid unter Bildung eines schwefelhaltigen Feststoffs befähigt ist, regeneriert. Der Zusatz eines die Verbrennung von Kohlenmonoxid fördernden Metalls wird in diesem System angewandt, vor--zugsweise in Form von Aluminiumoxidpartikeln mit einem Gehalt an 0,1 Gew.-% Platin. Die Zusatzpartikel werden vorzugsweise mit ien Katalysalorpar leln in einer enge verm sclt, iie ausreicht, um das Verbrennen von Kohlenmonoxid innerhalb des Kompaktphasen-Katalysatorbettes 13 zu bewirken. Der zu regenerierende verbrauchte FCC-Katalysator enthält typischerweise etwa 0,3 bis 2,0 Gew.-% Koks, der typischerweise etwa 0,01 bis 1 Gew.-% Stickstoff und 0,25 bis 5,0 Gew.-% Schwefel aufweist. Wie dem Fachmann bekannt ist, variieren die Menge an Koks, der in einem typischen verbrauchten FCC-Katalysator vorliegt, und die Mengen an im Koks vorhandenen Stickstoff- und Schwefelverbindungen wesentlich je nach spezieller Beschickung, Umwandlungsbedingungen und angewandtem Katalysator. Das Gemisch aus verbrauchtem Katalysator und verbrennungsförderndem Zusatz stoff wird in ein Kompaktphasen-Fließbett aus regeneriertem koksfreiem Katalysator in die untere Zone 15 des Regeneriergefäßes 1 durch die Zuleitung 3 in einer Rate von etwa 2700 t/h eingespeist. Der verbrauchte Katalysator gelangt in das Bett 13 in einer Rate von etwa 2000 t/h.A preferred embodiment will now be made with reference to FIG the accompanying drawing will be explained. According to this particular preferred embodiment spent zeolite-type FCC catalyst, which is preferably a substantial Contains amount of aluminum oxide that reacts with sulfur trioxide to form a sulfur-containing solid is able to regenerate. The addition of a die Combustion of carbon monoxide producing metal is used in this system, preferably in the form of aluminum oxide particles with a content at 0.1 wt% platinum. The additional particles are preferably treated with a catalyst Oil in a tight space that is sufficient to prevent the burning of carbon monoxide to effect within the compact phase catalyst bed 13. The one to be regenerated spent FCC catalyst typically contains about 0.3 to 2.0 wt% coke, which is typically about 0.01 to 1 weight percent nitrogen and 0.25 to 5.0 weight percent sulfur having. As is known to those skilled in the art, the amount of coke that is in a vary typical spent FCC catalyst present and the amounts present in the coke Nitrogen and sulfur compounds depending on the special feed, Conversion conditions and catalyst used. The mixture of consumed The catalyst and combustion-promoting additive are placed in a compact-phase fluidized bed from regenerated coke-free catalyst into the lower zone 15 of the regeneration vessel 1 fed through the feed line 3 at a rate of about 2700 t / h. The consumed Catalyst enters bed 13 at a rate of about 2000 t / h.

Regenerationsgas mit einem Gehalt an Sauerstoff, z.B. Luft, wird in das Regenerationsgefäß durch den Verteiler 19 in einer Rate eingeführt, die ausreicht, um genügend freien Sauerstoff zum Verbrennen praktisch des gesamten Kokses am Katalysator und irgendwelchen im Bett 13 erzeugten Kohlenmonoxids zu liefern und um sicherzustellen, daß mindestens 3 Vol.-% restlicher freier Sauerstoff nach vollständiger Verbrennung von Koks und Kohlenmonoxid vorliegen. Vorzugsweise wird genug freier Sauerstoff in das Bett 13 eingeführt, um zwischen etwa 3 und 5 Vol.-% freien Sauerstoff im überschuß über den freien Sauerstoff sicherzustellen, der notwendig ist zur stöchiometrischen Verbrennung praktisch des gesamten im Katalysator des Bettes 13 vorhandenen Kokskohlenstoffs zu Kohlendioxid. Vorzugsweise werden praktisch der gesamte Koks und das gesamte Kohlenmonoxid innerhalb des Kompaktphasenbettes 13 verbrannt. Dampf wird,wenn erforderlich, zugesetzt, um die Regenerationsgas-Fließ- rate und -Oberflächengeschwindigkeit auf einem passenden Niveau zu halten, zur Fluidisierung der Katalysatorpartikel im Bett 13.Regeneration gas with a content of oxygen, e.g. air, is used in the regeneration vessel is introduced through manifold 19 at a rate sufficient to enough free oxygen to burn practically all of the coke on the catalyst and to supply any carbon monoxide generated in bed 13 and to ensure that at least 3% by volume of residual free oxygen after complete combustion of coke and carbon monoxide are present. Preferably there will be enough free oxygen introduced into the bed 13 to have between about 3 and 5% by volume of free oxygen in the to ensure excess of the free oxygen necessary for the stoichiometric Combustion of virtually all of the coking carbon present in the bed 13 catalyst to carbon dioxide. Preferably practically all of the coke and all Carbon monoxide burned within the compact phase bed 13. If necessary, steam is added to the regeneration gas flowing rate and surface speed at a suitable level to fluidize the catalyst particles in bed 13.

Kokshaltiger- verbrauchter Katalysator wird mit einer Rate von 400 t/h in das Kompaktphasen-Fließbett 27 aus partiell regeneriertem Katalysator eingespeist. Der Katalysator im Bett 27 weist einen Koksgehalt auf, der geringer ist als derjenige des verbrauchten Katalysators und größer ist als 0,2 Gew.-%. Kohlenmonoxid und Kohlendioxid-werden gebildet und praktisch der gesamte restliche freie Sauerstoff im Regenerationsgas wird verbraucht durch Verbrennung des Kokses und Kohlenmonoxids im Fließbett 27. Stickoxide im Regerationsgas werden in der resultierenden sauerstoff-freien Atmosphäre unter Bildung von freiem Stickstoff umgesetzt. Die Kohlenmonoxidkonzentration in dem am Kopfende 31 des Bettes 27 austretenden Regenerationsgases liegt vorzugsweise zwischen etwa 1 und 15 Vol.-%. Die Temperatur des den*Kopfteil 31 des Bettes 27 durchströmenden Regenerationsgas liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 575 bis 7500C, z.B. bei etwa 6700C. Zusätzlicher freier Sauerstoff in einem Gas wie Luft oder Luft/Dampfgemisch wird in den Regenerationsgasstrom mit Hilfe eines Verteilers 37 eingebracht, vorzugsweise in einer Menge, die ausreicht, um genügend freien Sauerstoff zur praktisch vollständigen Verbrennung des gesamten Kohlenmonoxids im Regenerationsgas zu bewirken und um mindestens 1 Vol.-% restlichen freien Sauerstoff im Abgas zu liefern. In besonders vorteilhafter Weise wird genügend zusätzlicher freier Sauerstoff in das Regenrationsgas eingeführt, um eine Konzentration an restlichem freien Sauerstoff von mindestens 3 Vol.-t in dem aus dem Regeneriergefäß durch die Leitung 61 abgezogenen Abgas zu schaffen. Der Abgasstrom oberhalb des Kopfteils 55 des koksfreien Katalysatorbettes 51 in der oberen Zone 53 des Regeneriergefäßes wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 575 und 750°C, z.B. bei einer Temperatur von etwa 660°C gehalten. Der Abgasstrom enthält vorzugsweise weniger als 500 ppm, bezogen auf Volumen, Kohlenmonoxid.Coke-containing-spent catalyst becomes at a rate of 400 t / h fed into the compact phase fluidized bed 27 made of partially regenerated catalyst. The catalyst in bed 27 has a coke content less than that of the spent catalyst and is greater than 0.2% by weight. Carbon monoxide and carbon dioxide-be and practically all of the remaining free oxygen in the regeneration gas is consumed by burning the coke and carbon monoxide in the fluidized bed 27. Nitrogen oxides in the regeneration gas are in the resulting oxygen-free atmosphere reacted with the formation of free nitrogen. The carbon monoxide concentration in the regeneration gas exiting at the head end 31 of the bed 27 is preferably located between about 1 and 15% by volume. The temperature of the * head portion 31 of the bed 27 regeneration gas flowing through is preferably in the range from about 575 to 7500C, e.g. at about 6700C. Extra free oxygen in a gas like air or the air / steam mixture is fed into the regeneration gas stream with the aid of a distributor 37 introduced, preferably in an amount sufficient to provide enough free oxygen for practically complete combustion of all carbon monoxide in the regeneration gas to effect and by at least 1 vol .-% residual free oxygen in the exhaust gas deliver. In a particularly advantageous manner, there is sufficient additional free oxygen introduced into the regeneration gas to maintain a concentration of residual free oxygen of at least 3 t by volume in the one withdrawn from the regeneration vessel through line 61 To create exhaust gas. The exhaust gas flow above the head part 55 of the coke-free catalyst bed 51 in the upper zone 53 of the regeneration vessel is preferably at a temperature between 575 and 750 ° C, e.g. held at a temperature of about 660 ° C. The exhaust gas flow preferably contains less than 500 ppm, based on volume, Carbon monoxide.

Dem Fachmann sind selbstverständlich zahlreiche Modifikationen der anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläuterten Erfindung geläufig.Numerous modifications of the invention explained with reference to a preferred embodiment familiar.

Claims (15)

Verfahren zur Katalysatorregenerierung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Patentansprüche 1. Verfahren zur Katalysatorregenerierung durch Abbrennen von stickstoffhaltigem Koks von einem kokshaltigen teilchenförmigen Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß man a) in einer ersten Regenerationszone praktisch den gesamten Koks von einem ersten Anteil des kokshaltigen Katalysators mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Regenerationsgas abbrennt und praktisch das gesamte in der ersten Regenerationszone gebildete Kohlenmonoxid verbrennt, wobei in die erste Regenerationszone genügend freier Sauerstoff einge- leitet wird, um mindestens 1 Vol.-% restlichen freien Sauerstoff im Regenerationsgas nach dem Brennen des Kokses und Kohlenmonoxids sicherzustellen, unter Bidlung von Stickstoffoxiden in der ersten Regenerationszone, b) das Regenerationsgas aus der ersten Zone in eine zweite Regenerationszone führt und in dieser Kohlenmonoxid und Kohlendioxid bildet und eine praktisch sauerstofffreie Atmosphäre schafft durch Abbrennen von Koks von einem zweiten Anteil des kokshaltigen Katalysators, sowie das Kohlenmonoxid mit praktisch dem gesamten restlichen Sauerstoff verbrennt und die Menge an stickstoffhaltigen Oxiden im Regenerationsgas erniedrigt durch Umsetzung von mindestens einem Teil der in der sauerstoff-freien Atmosphäre enthaltenen stickstoffhaltigen Oxide unter Bildung von freiem Stickstoff, und c) das Regenerationsgas aus der zweiten Zone in eine dritte Regenerationszone führt und in dieser praktisch das gesamte in der zweiten Regenerationszone gebildete Kohlenmonoxid mit zusätzlichem freiem Sauerstoff im Kontakt mit praktisch koksfreiem Katalysator verbrennt.Method for catalyst regeneration and device for implementation of the process Claims 1. Process for catalyst regeneration by burning off from nitrogen-containing coke from a coke-containing particulate catalyst, characterized in that a) in a first regeneration zone practically the all coke from a first portion of the coke-containing catalyst with a free one Oxygen-containing regeneration gas burns off and practically all of it in the Carbon monoxide formed in the first regeneration zone burns, whereby in the first regeneration zone enough free oxygen is conducted by at least 1 vol .-% residual free oxygen in the regeneration gas after the coke is burned and Ensure carbon monoxide, while forming nitrogen oxides in the first Regeneration zone, b) the regeneration gas from the first zone into a second regeneration zone leads and forms in this carbon monoxide and carbon dioxide and a practically oxygen-free Atmosphere is created by burning off coke from a second portion of the coke-containing Catalyst, as well as the carbon monoxide with practically all of the remaining oxygen burns and the amount of nitrogen-containing oxides in the regeneration gas is reduced by converting at least part of the in the oxygen-free atmosphere contained nitrogen-containing oxides with the formation of free nitrogen, and c) the regeneration gas leads from the second zone into a third regeneration zone and in this practically all of the carbon monoxide formed in the second regeneration zone with additional free oxygen in contact with a practically coke-free catalyst burns. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Behandlung eines desaktivierten Katalysators, dessen Koks eine beim Brennen des Kokses Schwefeloxide bildende Schwefelkomponente aufweist, die Schwefeloxide mit einem im teilchenförmigen Katalysator vorliegenden festen Reaktanten in der ersten Regenerationszone unter Bildung von schwefelhaltigen Feststoffen umsetzt.2. The method according to claim 1, characterized in that at the treatment of a deactivated catalyst, the coke of which is one when burning of the coke has sulfur oxides forming sulfur components, the sulfur oxides with a solid reactant present in the particulate catalyst in the first regeneration zone with the formation of sulphurous solids. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als festen Reaktanten einen solchen einsetzt, der Aluminiumoxid aufweist.3. The method according to claim 2, characterized in that as solid reactant uses one which comprises aluminum oxide. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man praktisch koksfreien Katalysator aus der ersten Regenera- tionszone in die dritte Regenerationszone überführt.4. The method according to claim 1, characterized in that one practically coke-free catalyst from the first regenerative tion zone in the third regeneration zone transferred. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Regenerationsgas zusätzlichen freien Sauerstoff in solcher Menge zusetzt, daß mindestens 1 Vol.-% freier Sauerstoff im Regenerationsgas vorliegt, das aus der dritten Regenerationszone nach dem Brennen des Kohlenmonoxids abgezogen wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the Regeneration gas adds additional free oxygen in such an amount that at least 1% by volume of free oxygen is present in the regeneration gas from the third regeneration zone is withdrawn after the carbon monoxide has burned. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Kohlenmonoxid-Verbrennungspromotor zumindest in der ersten und dritten Zone einsetzt.6. The method according to claim 1, characterized in that one Carbon monoxide combustion promoter starts at least in the first and third zones. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kohlenmonoxid-Verbrennungspromotor- mindestens eines der Metalle Platin, Palladium, Iridium, Osmium, Rhodium, Ruthenium, Kupfer, Chrom oder Mangan verwendet.7. The method according to claim 6, characterized in that as Carbon monoxide combustion promoter - at least one of the metals platinum, palladium, Iridium, osmium, rhodium, ruthenium, copper, chromium or manganese are used. 8. Verfahren zum Abbrennen von stickstoffhaltigem Koks von einem kokshaltigen teilchenförmigen Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß man a) einen Hauptanteil des kokshaltigen Katalysators in ein erstes Fließbett einbringt, das praktisch koksfreien Katalysator in einer unteren Zone in einem vertikal sich erstreckenden Regenerationsgefäß aufweist, b) ein Regenerationsgas mit einem Gehalt an freiem Sauerstoff durch die untere Zone nach oben leitet, praktisch den gesamten Koks von dem Hauptanteil des kokshaltigen Katalysators im ersten Fließbett abbrennt, und praktisch das gesamte im ersten Fließbett innerhalb der unteren Zone gebildete Kohlenmonoxid verbrennt, wobei freier Sauerstoff in die untere Zone in solcher Menge eingeführt wird, daß mindestens 1 Vol.-% restlicher freier Sauerstoff im Regenerationsgas am oberen Ende der unteren Zone vorliegt, unter Bildung von Stickoxiden in der unteren Zone, c) einen kleinen Anteil an kokshaltigem Katalysator in ein zweites Katalysator-Fließbett in eine vertikal gelegene Zwischenzone im Regenerationsgefäß einführt, stickoxidhaltiges Regenerationsgas aus der unteren Zone durch die Zwischenzone nach oben leitet, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid bildet und eine praktisch sauerstoff-freie Atmosphäre im zweiten Fließbett erzeugt durch Umsetzung von praktisch dem gesamten restlichen freien Sauerstoff mit Koks und Kohlenmonoxid im zweiten Fließbett, und die Menge an Stickoxiden im Regenerationsgas erniedrigt durch Umsetzung von mindestens einem Teil der Stickoxide in der Zwischenzone unter Bildung von freiem Stickstoff, und d) kohlenmonoxidhaltiges Regenerationsgas aus der Zwischenzone durch ein drittes, praktisch koksfreien Katalysator in einer oberen Zone im Regenerationsgefäß aufweisendes Fließbett nach oben leitet, und praktisch das gesamte, in die obere Zone eingeführte Kohlenmonoxid mit zusätzlichem freien Sauerstoff im Kontakt mit dem dritten Fließbett brennt.8. Method of burning nitrogen-containing coke from a coke-containing one particulate catalyst, characterized in that a) a major proportion introduces the coke-containing catalyst into a first fluidized bed, which is practically coke-free Catalyst in a lower zone in a vertically extending regeneration vessel has, b) a regeneration gas with a content of free oxygen through the lower zone conducts upwards practically all of the coke from the main portion of the coke-containing catalyst burns off in the first fluidized bed, and practically the entire burns carbon monoxide formed in the first fluidized bed within the lower zone, wherein free oxygen is introduced into the lower zone in such an amount that at least 1% by volume of residual free oxygen in the regeneration gas at the top the lower zone is present, with the formation of nitrogen oxides in the lower Zone, c) a small portion of coke-containing catalyst in a second fluidized catalyst bed introduces nitrogen oxide-containing into a vertically located intermediate zone in the regeneration vessel Regeneration gas from the lower zone passes up through the intermediate zone, carbon monoxide and forms carbon dioxide and a practically oxygen-free atmosphere in the second Fluidized bed created by converting practically all of the remaining free oxygen with coke and carbon monoxide in the second fluidized bed, and the amount of nitrogen oxides in the Regeneration gas reduced by converting at least some of the nitrogen oxides in the intermediate zone with the formation of free nitrogen, and d) carbon monoxide-containing Regeneration gas from the intermediate zone through a third, practically coke-free catalyst in an upper zone in the regeneration vessel, the fluidized bed is directed upwards, and virtually all of the carbon monoxide introduced into the upper zone with additional burns free oxygen in contact with the third fluidized bed. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Behandlung von kokshaltigem Katalysator, dessen Koks eine Schwefelkomponente aufweist, aus der beim Brennen des Kokses in der unteren und oberen Zone Schwefeloxidegebildet werden, die Menge an Schwefeloxiden im Regenerationsgas erniedrigt durch Umsetzung der Schwefeloxide mit einem festen, im teilchenförmigen Katalysator untergebrachten Reaktanten zur Bildung von schwefelhaltigen Feststoffen in der unteren und oberen Zone.9. The method according to claim 8, characterized in that at the treatment of coke-containing catalyst, the coke of which has a sulfur component from which sulfur oxides are formed in the lower and upper zones when the coke is burned the amount of sulfur oxides in the regeneration gas is reduced by reaction the sulfur oxides with a solid housed in the particulate catalyst Reactants for the formation of sulphurous solids in the lower and upper Zone. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als festen Reaktanten einen solchen einsetzt, der Aluminiumoxid aufweist.10. The method according to claim 9, characterized in that as solid reactant uses one which comprises aluminum oxide. 11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man praktisch koksfreien Katalysator aus der unteren Zone in die obere Zone leitet.11. The method according to claim 8, characterized in that one practically passes coke-free catalyst from the lower zone into the upper zone. 12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man in die obere Zone zusätzlichen freien Sauerstoff in solcher Menge einführt, daß mindestens 1 Vol.-% freier Sauerstoff in dem aus der oberen Zone abgezogenen Regenerationsgas vorliegt.12. The method according to claim 8, characterized in that in the upper zone introduces additional free oxygen in an amount such that at least 1% by volume of free oxygen in the regeneration gas withdrawn from the upper zone is present. 13. Verfahren nach Anspruch 8xldadurch gekennzeichnet, daß man einen Kohlenmonoxid-Verbrennungspromotor im Kontakt mit dem Regenerationsgas und dem Katalysator zumindest in der unteren Zone und in der oberen Zone einsetzt.13. The method according to claim 8xld characterized in that one Carbon monoxide combustion promoter in contact with the regeneration gas and the catalyst starts at least in the lower zone and in the upper zone. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kohlenmonoxid-Verbrennungspromotor mindestens eines der Metalle Platin, Palladium, Iridium-, Osmium, Rhodium, Ruthenium, Kupfer, Chrom oder Mangan verwendet.14. The method according to claim 13, characterized in that as Carbon monoxide combustion promoter at least one of the metals platinum, palladium, Iridium, osmium, rhodium, ruthenium, copper, chromium or manganese are used. 15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 8 bis 14, gekennzeichnet durch - ein Reaktionsgefäß (1) mit einer unteren Regenerierzone (15), in der sich ein Kompaktphasen-Fließbett (13) aus praktisch koksfreiem Katalysator befindet, einer Regenerierzwischenzone (29) in der sich ein Kompaktphasen-Fließbett (27) aus partiell regeneriertem Katalysator befindet und einer oberen Regenerierzone (53), in der sich ein Kompaktphasen-Fließbett (51) aus koksfreiem Katalysator befindet, - einer Einspeisleitung (3) für kokshaltigen Katalysator mit geteilten Zuleitungen (5) und (7) in die Regenerierzwischenzone (29) bzw. untere Regenerierzone (15), - einer Abzugsleitung (41) für praktisch koksfreien Katalysator aus dem Fließbett (13) in ein PulsiergefäB (45), - Uberfließschächte (33,57) für die Uberführung von Katalysator aus dem Fließbett (27) bzw. (51) in das in der unteren Regenerierzone (15) befindliche Fließbett (13), - Zuführleitungen (17,35) und Gasverteiler (19,37) für freien Sauerstoff-enthaltendes Regenerationsgas, - eine Steigleitung (49) für Dampf und Katalysator, - einen Cyclonseparator (59) zur Abtrennung von Feststoffen aus dem Abgas und - eine Abzugsleitung (61) für Abgas.15. Device for performing the method according to claims 8 to 14, characterized by - a reaction vessel (1) with a lower regeneration zone (15), in which there is a compact-phase fluidized bed (13) made of practically coke-free catalyst is located, an intermediate regeneration zone (29) in which a compact phase fluidized bed is located (27) consists of partially regenerated catalyst and an upper regeneration zone (53), in which there is a compact-phase fluidized bed (51) made of coke-free catalyst, - A feed line (3) for a coke-containing catalyst with divided feed lines (5) and (7) in the intermediate regeneration zone (29) and lower regeneration zone (15), - A discharge line (41) for practically coke-free catalyst from the fluidized bed (13) in a pulsation vessel (45), - overflow shafts (33,57) for the transfer of catalyst from the fluidized bed (27) or (51) into the one in the lower one The fluidized bed (13) located in the regeneration zone (15), feed lines (17.35) and gas distributors (19,37) for regeneration gas containing free oxygen, - a riser (49) for steam and catalyst, - a cyclone separator (59) for the separation of Solids from the exhaust gas and - a discharge line (61) for exhaust gas.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991001358A1 (en) * 1987-05-29 1991-02-07 Mobil Oil Corporation Apparatus and method for regenerating coked fluid cracking catalyst

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1991001358A1 (en) * 1987-05-29 1991-02-07 Mobil Oil Corporation Apparatus and method for regenerating coked fluid cracking catalyst

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