DE69110349T2

DE69110349T2 - Katalysatorverteilungssystem für Regeneratoren von FCC-Anlagen.

Info

Publication number: DE69110349T2
Application number: DE69110349T
Authority: DE
Inventors: Edward Cooper Luckenbach
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1990-05-15
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1995-10-12
Anticipated expiration: 2011-05-15
Also published as: JPH04227857A; US5156817A; CA2041476A1; EP0457540B1; CA2041476C; EP0457540A1; AR248227A1; DE69110349D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Regeneration von Katalysatoren, die in einem katalytischen Wirbelschicht-Crackverfahren verwendet werden. Insbesondere betrifft diese Erfindung die Einbringung von verbrauchtem Katalysator in eine Regenerationszone mittels eines Katalysatorverteilungssystems, das stationäre Verteilerarme umfaßt. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Entnahme von regeneriertem Katalysator aus der Regenerationszone mittels eines Sammelsystems, das einen mantelförmigen Katalysatorauslaß umfaßt.

Beschreibung des Standes der Technik

Das katalytische Wirbelschichtcracken von Kohlenwasserstoffen ist im Stand der Technik wohlbekannt und kann durch eine Vielzahl von Verfahren bewirkt werden, die Techniken mit verwirbelten Feststoffen verwenden. Normalerweise werden in solchen Verfahren vorgeheizte Kohlenwasserstoffflüssigkeiten und/oder -dämpfe mit relativ hohem Molekulargewicht mit heißen, feinteiligen, festen Katalysatorteilchen entweder in einer Wirbelbett- Reaktionszone oder in einer länglichen Steigrohr (Riser)-Reaktionszone kontaktiert. Die Mischung aus Kohlenwasserstoffen und Katalysator wird bei einer erhöhten Temperatur für eine ausreichende Zeitdauer in einein Wirbelzustand gehalten, um den gewünschten Crackungsgrad zu Kohlenwasserstoffen mit niedrigerem Molekulargewicht zu erhalten, die typischerweise in Motorenbenzinen und Destillatbrennstoffen vorhanden sind.
Während der Crackreaktion wird Koks auf den Katalysatorteilchen in der Reaktionszone abgesetzt, wodurch die Crackaktivität des Katalysatars und die Selektivität des Katalysators zur Herstellung von Materialien zum Mischen von Benzin verringert wird. Um einen Teil, vorzugsweise einen größeren Teil der Aktivität des mit Koks verunreinigten oder verbrauchten Katalysators wieder herzustellen, wird der Katalysator von der Reaktionszone in eine Regenerationszone überführt. Eine typische Regenerationszone umfaßt ein großes vertikales im wesentlichen zylindrisches Gefäß, bei dem der verbrauchte Katalysator durch aufwärtsgerichtetes Hindurchleiten eines sauerstoffhaltigen Regenerationsgases wie Luft im Wirbelbett gehalten wird. Der verwirbelte Katalysator bildet eine dichte Phase des Katalysatorbetts im unteren Teil des Gefäßes und darüber eine verdünnte Katalysatorphase, die mitgerissene Katalysatorteilchen enthält, wobei es zwischen den beiden Phasen eine Grenzfläche gibt. Der Katalysator wird mit dem sauerstoffhaltigen Regenerationsgas unter ausreichenden Bedingungen kontaktiert, um mindestens einen Teil, vorzugsweise einen größeren Teil des Koks von dem Katalysator abzubrennen. Abgas, das normalerweise Gase, die aus der Verbrennung des Koks auf dem verbrauchten Katalysator entstehen, inerte Gase wie Stickstoff aus Luft und nicht umgesetzten Sauerstoff umfaßt, und mitgerissene Katalysatorteilchen werden dann aus der verdünnten Katalysatorphase in Feststoff/Gas-Abscheider in der Regenerationszone (z. B. Zyklonabscheider) geleitet, um übermäßige Verluste der mitgerissenen Katalysatorteilchen zu vermeiden. Die von dem Abgas getrennten Katalysatorteilchen werden in die dichte Phase des Katalysatorbettes zurückgegeben. Der regenerierte Katalysator wird nachfolgend der Regenerationszone entnommen und zur Reaktion mit weiterem Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial erneut in die Reaktionszone eingebracht.
Um eine maximale Effizienz des Verfahrens zu erreichen, ist eine gleichförmige Ausbreitung und Verteilung des in das Wirbelbett des FCCU-Regenerators eintretenden verbrauchten Katalysators wichtig. Beispielsweise verursachen Katalysator-Totzonen Desaktivierung des Katalysators. Andererseits erfährt der Katalysator, wenn er den Regenerator durch eine Abkürzung verläßt, bevor er angemessen verteilt worden ist, eine unvollständige Regeneration. Es ist geschätzt worden, daß mehrere Prozent, beispielsweise 2 bis 5 % des Katalysators, den Regenerator typischerweise über Kurzschlußwege verlassen und daher nicht ausreichend regeneriert sind.
Im Stand der Technik tritt verbrauchter Katalysator typischerweise durch ein Steigrohr oder ein vertikales Rohr, das eben oberhalb eines Gitters endet, in das Regeneratorgefäß ein. Es ist bekannt, den eingehenden Katalysatorstrom mittels einer ebenen Platte über dem Steigrohrausgang abzulenken. Allerdings gibt es üblicherweise keine positive Verteilung des eingehenden Katalysators durch das Bett hindurch. Als Resultat der unvollständigen Verteilung werden Konzentrationsgradienten der das Regeneratorbett verlassenden Gase erzeugt und es kann ein örtlich begrenztes Nachverbrennen in den Zyklonen über dem Steigrohr oder über dem Überlaufwehr auftreten.
Es ist üblich gewesen, das Symptom des Nachverbrennens lediglich zu korrigieren, indem für mehr Löcher in dem Regeneratorgitter nahe dem Eingang des verbrauchten Katalysator gesorgt wird. In einigen Anlagen sind 55 % der Regeneratorgitterlöcher in der Seite des Gitters nahe dem Steigrohr. Diese ungleiche Lochverteilung führt dazu, daß die Bettengeschwindigkeiten in diesem Gebiet viel höher sind, insbesondere wenn berücksichtigt wird, daß 10 % Regeneratorluft mit dem verbrauchten Katalysator eintreten. Diese hohen Gasgeschwindigkeiten verursachen in diesem Gebiet des Bettes kürzere Gasverweilzeiten. Sie rufen auch ausgeprägte Kanalströmungen des Katalysators in dem Bett hervor, was teilweise regenerierten Katalysator mit hohem Kohlenstoffgehalt in den oberen Bereich des Bettes bringt, wo er in Kurzschlußweise zu dem Überlaufwehrausgang gelangen kann. Die hohen Gasgeschwindigkeiten führen auch dazu, daß in diesem Gebiet des Regenerationsgefäßes verstärkt Katalysator mitgerissen wird. Dies ist ein besonderer Nachteil einer Anlage, die mit maximaler Geschwindigkeit läuft und durch Mitreißen des Katalysators begrenzt wird. Daher würde sich bei gleichmäßiger Verteilung ein Kapazitätsvorteil ergeben. Wenn es natürlich eine gleichmäßige Gaszusammensetzung gibt, die die dichte Phase des Wirbelbetts verläßt, ist das Risiko des Nachverbrennens wesentlich verringert, was die Ursache des Problems anstelle des Symptoms korrigiert.
Es ist außerdem üblich, ein Überlaufwehr zu verwenden, um regenerierten Katalysator aus dem Regeneratorbett zu sammeln, um ihn in die Reaktionszone zurückzugeben. Ein solches Überlaufwehr liefert auch eine Steuerung der Bettenhöhe, insbesondere wenn Gas/Feststoff-Zuströmungsstörungen auftreten. Allerdings hat das konventionelle Überlaufwehr einige Probleme. Typischerweise steigen in einem Wirbelbett wie in dem Regenerator sowohl Feststoffe der dichten Phase als auch Bereiche mit niedriger Dichte in Blasen durch das Bett, wobei im oberen Bereich des Bettes eine Trennung der Phasen stattfindet. Es ist bekannt, daß die durch das Regeneratorbett nach oben steigenden Blasen, 95 % der Gasströmung, eine Teilchennachströmung aufweisen und dazu neigen, sehr rasch Katalysator in den oberen Bereich des Bettes zu ziehen. Die Katalysatorteilchen migrieren dann allmählich in dem Bett abwärts. So kann ein konventionelles Überlaufwehr verbrauchten Katalysator mit hohem Kohlenstoffgehalt überlaufen lassen, der durch die Blasen nach oben gebracht worden ist. Es ist bekannt, das Überlaufwehr oder den Katalysatorauslaß von dem oberen Bereich des Bettes mit einer Ummantelung abzuschirmen, um so diesen Nebenweg etwas zu verhindern. Vorzugsweise ist der Eingang zu dem Zwischenraum über dem Überlaufwehr so gewählt, daß es den Katalysator mit dem niedrigsten Kohlenstoffgehalt liefert, und der obere Bereich der Ummantelung ist eng, um die eintretende Menge an mitgerissenem Katalysator zu verringern. Ummantelungen des Standes der Technik sind in den sich in gemeinschaftlichem Besitz befindlichen US-Patenten 3 902 990 und 3 958 953 gezeigt.
Feststoffverteiler sind außerhalb des Gebiets der Erfindung verwendet worden. Beispielsweise offenbart US-A-3 784 108 die Verwendung von gleichen rotierenden Radialarmen zum Verteilen von Feststoffen in einem Wirbelbettverbrenner. In ähnlicher Weise lehrt das US-Patent einen rotierenden Radialarm als Zufuhrvorrichtung. Diese Vorrichtungen des Standes der Technik haben sich drehende Arme, während die vorliegende Erfindung mehrere stationäre Arme verwendet. Es wird von der Kellog Company angenommen, daß sie Verteiler für verbrauchten Katalysator in ihren katalytischen Crackanlagen verwendet, obwohl die spezifischen Details nach Wissen des Anmelders nicht öffentlich sind.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Maximierung der Dispersion und Verteilung des Katalysators in der Regenerationszone einer katalytischen Wirbelschicht-Crackanlage zu liefern, um damit sowohl Katalysatortotzonen als auch Nebenwege des Bettes zu verhindern und damit eine ausreichende Verweilzeit für die gewünschte Regeneration des verbrauchten Katalysators zu erreichen.
AU-B-511 590 beschreibt einen Regenerator für verbrauchten Katalysator, der mit einer Katalysatorverteilungseinrichtung in Form eines Tauchrohrs, das ein mittiges Standrohr umgibt, versehen ist. Verteilerarme mit U-förmigem Querschnitt erstrecken sich von Aussparungen in dem Tauchrohr in einem oberen Bereich des Bettes oder über seine normale Höhe und sind mit offenen Enden nach unten gerichtet. Dampfleitungen, die sich entlang der Arme erstrecken, leiten Dampf durch Düsen nach oben, um den Katalysator in den Armen mindestens teilweise zu verwirbeln, so daß mindestens ein Teil des Katalysators an verschiedenen Punkten entlang jedes Armes ausgeworfen wird.
EP-A-0 289 991 beschreibt einen Regenerator mit einer Katalysatorverteilungseinrichtung von im allgemeinen ähnlicher Konstruktion mit sich abwärts erstreckenden Rinnen, die ein Förderrohr umgeben. Es scheint allerdings, daß obwohl Verwirbelungsluft durch die Rinnen injiziert ist, der Verwirbelungskatalysator an den Enden der Rinnen ausströmt.
Oil and Gas Journal, Band 83 (17), Seiten 71 bis 79 (1985) beschreibt verschiedene Katalysatorverteilungseinrichtungen für Regenerierungsgefäße einschließlich eines Verteilers mit perforierter Kuppel, die sich über einen Boden in Form eines umgekehrten Kegels erstreckt, und einem Leitungsverteiler, in dem verbrauchter Katalysator und Luft durch ein Feld von Rohren aufwärts geleitet wird, das sich von einer mittigen Sammelleitung im Boden eines Gefäßes in Form eines umgekehrten Kegels erstreckt.
Gemäß einem Aspekt liefert die Erfindung ein Verteilungssystem für verbrauchten Katalysator für ein Wirbelbett-Regenerationsgefäß einer katalytischen Crackanlage mit einem Bett aus verbrauchtem Katalysator und einem unter dem Bett für verbrauchten Katalysator angeordneten Gitter zur Verteilung von Gas, das den verbrauchten Katalysator verwirbelt und regeneriert, wobei das Verteilungssystem zur Verteilung von verbrauchtem Katalysator in das Regenerationsgefäß angeordnet ist und dadurch gekennzeichnet ist, daß
das Verteilungssystem mindestens eine längliche Verteilereinrichtung mit einem proximalen Ende, das mit einer Einlaßrohrleitung für verbrauchten Katalysator verbunden ist, und einem distalen Ende umfaßt, wobei die mindestens eine Verteilereinrichtung Katalysator und zugemischtes Gas in das Regenerationsgefäß einbringt und gleichförmig verteilt,
die mindestens eine Verteilereinrichtung ein entsprechendes Bodenstück umfaßt, das sich von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende erstreckt und dadurch mindestens einen Kanal mit mindestens einem länglichen Schlitz bildet,
der mindestens eine Kanal die Entleerung des Katalysators und zugemischten Gases beschränkt und das Ausströmen durch mindestens einen solchen länglichen Schlitz und zu dem distalen Ende der mindestens einen Verteilereinrichtung erzwingt,
jedes distale Ende Einrichtungen zum Blockieren der weiteren Strömung von verbrauchtem Katalysator und zugemischtem Gas aufweist.
Die Erfindung schließt ein Wirbelbett-Regenerationsgefäß für eine katalytische Crackanlage mit einem Bett für verbrauchten Katalysator, einem unter dem Bett für verbrauchten Katalysator angeordneten Gitter zur Verteilung von Gas, das den verbrauchten Katalysator verwirbelt und regeneriert, und einem Verteilungssystem für verbrauchten Katalysator wie oben beschrieben ein, das zur Verteilung von verbrauchtem Katalysator in das Regenerationsgefäß angeordnet ist.
Vorzugsweise schließt das Regenerationsgefäß ein Regeneratorkatalysatorsammelsystem ein, das eine im wesentlichen zylindrische Ummantelung umfaßt, welche einen oberen Teil (z. B. in Form eines trichterförmigen Überlaufwehrs) einer vertikalen Auslaßrohrleitung für regenerierten Katalysator konzentrisch umgibt,
wobei die Ummantelung in Beziehung zu der Rohrleitung so angeordnet ist, daß ein im wesentlichen abwärts gerichteter ringförmiger Schlitz zwischen der Auslaßrohrleitung und der Ummantelung gebildet wird, durch den der regenerierte Katalysator während des Betriebs das Bett verläßt, und
außerdem eine im wesentlichen kreisförmige Öffnung am oberen Teil der Ummantelung umfaßt, um das Bettniveau gleichförmig zu lassen.
Vorzugsweise umfaßt das Regenerationsgefäß außerdem weiter mehrere Öffnungen, die im Umkreis entlang den Seiten der Ummantelung unterhalb des Bettniveaus ausgebildet sind, so daß während des Betriebs der regenerierte Katalysator in dem Regeneratorbett entweder durch die Öffnungen oder über den ringförmigen Schlitz zwischen der Auslaßrohrleitung und der Ummantelung austritt.
Die hier offenbarten mechanischen Einrichtungen tragen zur optimalen Katalysatorverteilung in dem Regeneratorbett bei und vermeiden Katalysator-Kurzschlußwege oder -Totzonen. Sie gestatten auch die gleichförmigere Verteilung des Regenerationsgases (was das Nachverbrennen verhindert) und minimiert das Mitreißen von nicht reagiertem Katalysator.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird in bezug auf die nachfolgende detaillierte Diskussion im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert, wobei:
Fig. 1 ein Diagramm eines ersten Typs von katalytischer Wirbelschicht-Crackvorrichtung des Standes der Technik zeigt, auf den die vorliegende Erfindung anwendbar ist,
Fig. 2 ein Diagramm eines zweiten Typs von katalytischer Wirbelschicht-Crackvorrichtung des Standes der Technik zeigt, auf den die vorliegende Erfindung anwendbar ist,
Fig. 3 einen unteren Abschnitt eines Regenerators als Aufriß im Querschnitt zeigt, wobei eine erste Ausgestaltung der Erfindung am Eingang ein Verteilungssystem für verbrauchten Katalysator und am Ausgang ein Sammelsystem für regenerierten Katalysator umfaßt,
Fig. 4 die Vorrichtung aus Figur 3 in Draufsicht zeigt, wobei von dem oberen Bereich des Regenerators nach unten gesehen wird, wobei ersichtlich ist, daß das Verteilungssystem für verbrauchten Katalysator mehrere radiale Verteilerarme aufweist und das Sammelsystem für regenerierten Katalysator eine im wesentlichen konzentrische Ummantelung umfaßt, die eine Katalysatorauslaßleitung umgibt,
Fig. 5 einen Verteilerarm des Verteilungssystems für verbrauchten Katalysator aus den Figuren 3 und 4 in Seitenansicht zeigt,
Fig. 6 einen Verteilerarm des Verteilungssystems für verbrauchten Katalysator aus Figur 5 als Endansicht in Querrichtung zeigt,
Fig. 7 einen unteren Abschnitt eines Regenerators als Aufriß im Querschnitt zeigt, wobei eine zweite Ausgestaltung der Erfindung am Eingang ein Verteilungssystem für verbrauchten Katalysator, der von der linken Seite des Regenerators eintritt, und in der Mitte des Regenerierers, ein Sammelsystem für verbrauchten Katalysator zeigt,
Fig. 8 zeigt die Vorrichtung aus Fig. 7 in Draufsicht, wobei von dem oberen Bereich des Regenerators nach unten gesehen wird, wobei ersichtlich ist, das das Verteilungssystem für verbrauchten Katalysator einen gespaltenen ringförmigen Ring umfaßt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Da hiermit die Erfindung allgemein beschrieben worden ist, wird nun auf die Zeichnungen bezug genommen, die verschiedene Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung illustrieren. Die Figuren 1 und 2 illustrieren zuerst typische katalytische Wirbelschicht-Crackanlagen des Standes der Technik, auf die die vorliegende Erfindung angewendet werden kann. Verschiedene Teile wie Ventile, Pumpen, Kompressoren, Dampfleitungen, Meßinstrumente und andere Verfahrensgerätschaften und Steuerungseinrichtungen sind zur Vereinfachung aus den Figuren weggelassen.
In bezug auf Fig. 1 ist eine vertikal angeordnete zylindrische Reaktionszone 10 gezeigt, die ein Wirbelbett 12 aus Katalysator mit einer bei 14 angezeigten Höhe enthält, in der ein in Leitung 16 eingebrachtes Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial eine katalytische Crackreaktion eingeht. Kohlenwasserstoffeinsatzmaterialien, die geeigneterweise in einem katalytischen Wirbelschicht-Crackverfahren verwendet werden können, schließen Naphthas, leichte Gasöle, schwere Gasöle, Gasöle aus einem weiten Schnitt, Vakuumgasöle, Kerosine, dekantierte Öle, Rückstandfraktionen, reduzierte Rohöle, aus einem von diesen stammende Zyklusöle sowie geeignete Fraktionen, die aus Schieferölkerogen, Teersänden, der Verarbeitung von Bitumen, synthetischen Ölen, der Kohlehydrierung und dergleichen stammen, ein. Solche Einsatzmaterialien können einzeln, getrennt in parallelen Reaktionszonen oder in jeder gewünschten Kombination verwendet werden. Kohlenwasserstoffgas und -dämpfe, die durch Wirbelbett 12 geleitet werden, halten das Bett in einem dichten turbulenten verwirbelten Zustand mit dem Aussehen einer siedenden Flüssigkeit. Nach dem Leiten durch Zyklone 48, wo mitgerissene Katalysatorteilchen über Tauchrohre 50 in das Bett zurückgegeben werden, verläßt das Kohlenwasserstoffprodukt in Dampf- oder Gasform den Reaktor über Rohrleitung 52.
In Reaktionszone 10 wird der Crackkatalysator während des Kontaktes mit dem Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial verbraucht, weil sich auf ihm Koks absetzt. So beziehen sich die Begriffe verbrauchter oder "mit Koks verunreinigter" Katalysator wie hier verwendet allgemein auf Katalysator, der eine Reaktionszone durchlaufen hat und auf dem eine ausreichende Menge Koks enthalten ist, um einen Aktivitätsverlust bis zu einem Ausmaß zu verursachen, das eine Regeneration erfordert. Allgemein kann der Koksgehalt des verbrauchten Katalysators beliebig von etwa 0,5 bis etwa 5 Gew.% oder mehr variieren. Typischerweise variiert der Koksgehalt von verbrauchtem Katalysator von etwa 0,5 bis etwa 1,5 Gew.%.
Vor der tatsächlichen Regeneration wird der verbrauchte Katalysator üblicherweise aus der Reaktionszone in eine Strippzone 18 geleitet und dort mit einem Strippgas kontaktiert, das über Leitung 20 in den unteren Teil von Zone 18 eingebracht wird. Das Strippgas dient dazu, den größten Teil der flüchtigen Kohlenwasserstoffe von dem verbrauchten Katalysator zu entfernen. Ein bevorzugtes Strippgas ist Dampf, obwohl Stickstoff, andere inerte Gase oder Abgas verwendet werden können.
Gestrippter verbrauchter Katalysator, von dem der größte Teil der flüchtigen Kohlenwasserstoffe gestrippt worden ist, wird dann von dem Boden der Strippzone 18 durch eine Überführungsleitung für verbrauchten Katalysator wie das U-förmig gebogene Rohr 22 und das damit verbundene vertikale Steigrohr 24 geleitet, das sich in den unteren Teil einer Regenerationszone 26 erstreckt.
Es ist gezeigt, daß Steigrohr 24 außermittig in die Regenerationszone 26 eintritt, um Interferenz mit der zusätzlichen Anheizluft aus Abschnitt 31 der Regenerationszone zu vermeiden. Luft in einer ausreichenden Menge wird über Leitung 41 und Leitung 28 in Steigrohr 24 gegeben, um die Dichte des darin strömenden Katalysators zu verringern, wodurch verursacht wird, daß der Katalysator durch einfaches hydraulisches Gleichgewicht nach oben in Regenerationszone 26 fließt.
In der speziellen in Fig 1 gezeigten Konfiguration ist die Regenerationszone in einem separaten Gefäß (das ungefähr auf der gleichen Höhe angeordnet ist wie Reaktionszone 10), das eine dichte Phase eines Katalysatorbetts 30 mit einer bei 32 angezeigten Höhe hat, oberhalb derer sich eine verdünnte Katalysatorphase 34 befindet. Der Katalysator in der dichten Phase des Katalysatorbetts 30 geht eine Regeneration ein, um in der Reaktionszone während der Crackreaktion gebildete Koksablagerungen abzubrennen. Ein sauerstoffhaltiges Regenerationsgas tritt über Leitung 36 in den unteren Teil von Regenerationszone 26 ein und gelang durch ein Gitter 38 und die dichte Phase des Katalysatorbetts 30 nach oben, wodurch das Bett in einem turbulenten verwirbelten Zustand ähnlich dem in der Reaktionszone 10 gehalten wird. Der in Fig 1 gezeigte Regenerator wird durch die vorliegende Erfindung verbessert, wie nachfolgend detaillierter diskutiert wird. Die vorliegende Erfindung liegt in der Modifizierung des Regeneratorabschnitts des katalytischen Cracksystems von Fig. 1, indem verbrauchter Katalysator, der in den Regenerator eintritt, über ein Verteilungssystem, das mindestens einen Verteilerarm umfaßt, geleitet wird und der regenerierte Katalysator durch ein Sammelsystem geleitet wird, bevor er den Regenerator verläßt.
Konventionellerweise werden Abgase, die in der Regenerationszone 26 während der Regeneration des verbrauchten Katalysators gebildet werden, aus der dichten Phase des Katalysatorbetts 30 zusammen mit mitgerissenen Katalysatorteilchen in die verdünnte Katalysatorphase 34 geleitet. Die Katalysatorteilchen werden von dem Abgas durch geeignete Gas/Feststoff-Abscheider 54 abgetrennt und über Tauchrohre 56 in die dichte Phase des Katalysatorbetts 30 zurückgegeben. Das im wesentlichen katalysatorfreie Abgas wird in eine Plenumkammer 58 geleitet, bevor es über Leitung 60 aus der Regenerationszone 26 herausgenommen wird. Typischerweise enthält das Abgas weniger als etwa 0,2, vorzugsweise weniger als 0,1 und insbesondere weniger als 0,05 Vol.% Kohlenmonoxid. Allerdings kann beim Betrieb mit teilweiser Verbrennung der Kohlenmonoxidgehalt bis auf etwa 8 bis 13 % ansteigen. Typischerweise variiert der Sauerstoffgehalt von etwa 0,4 bis etwa 7 Vol.%, vorzugsweise etwa 0,8 bis etwa 5 Vol.%, insbesondere etwa 1 bis etwa 3 Vol.%, am meisten bevorzugt etwa 1,0 bis etwa 2 Vol.%. Der regenerierte Katalysator wird über Leitung 42 in den Reaktor zurückgegeben.
Sauerstoffhaltige Regenerationsgase, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, sind solche Gase, die molekularen Sauerstoff gemischt mit einem wesentlichen Anteil eines inerten Verdünnungsgases enthalten. Luft ist ein besonders geeignetes Regenerationsgas. Alternativ kann mit Sauerstoff angereicherte Luft verwendet werden. Zusätzlich kann gewünschtenfalls Dampf zu der dichten Phase des Betts zusammen mit dem Regenerationsgas oder getrennt von dem Regenerationsgas zugegeben werden, um zusätzliche inerte Verdünnungsmittel und/oder Verwirbelungsgase zu liefern. Typischerweise liegt die spezifische Dampfgeschwindigkeit des Regenerationsgases im Bereich von 0,24 bis 1,83 m/s (0,8 bis 6,0 ft/s), vorzugsweise 0,4 bis 1,22 m/s (1,5 bis 4 ft/s).
In bezug auf Fig. 2 ist eine alternative Ausgestaltung einer katalytischen Crackanlage gezeigt, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Der Betrieb dieser Ausführungsform ist der zuvor in Fig. 1 beschriebenen allgemein ähnlich. In dieser Ausgestaltung umfaßt eine Steigrohr-Reaktionszone 110 ein rohrförmiges, sich vertikal erstreckendes Gefäß mit einer relativ großen Höhe im Vergleich zu seinem Durchmesser. Reaktionszone 110 ist mit einer Trennzone 120 verbunden, die in einer deutlichen Höhe über einer Regenerationszone 150 angeordnet gezeigt ist. Die Katalysatorzirkulationsrate wird durch Ventileinrichtungen gesteuert, wie Absperrventil 180, das in der Übertragungsleitung für verbrauchten Katalysator 142 angeordnet ist, die sich zwischen Trennzone 120 und Regenerationszone 150 erstreckt. In dieser Ausgestaltung wird Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial durch Leitung 112 in Steigrohr-Reaktionszone 110 mit einem Wirbelbett aus Katalysator injiziert, um das Einsatzmaterial katalytisch zu cracken. Dampf kann durch Leitung 160 in Rückgabeleitung 158 injiziert werden, die sich zwischen Regenerationszone 150 und Reaktionszone 110 erstreckt, um als Verdünnungsmittel zu dienen, um eine treibende Kraft zum Aufwärtsbewegen des Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials zu liefern und um den Katalysator in einem verwirbelten Zustand zu halten.
Die verdampften gecrackten Einsatzmaterialprodukte gelangen nach oben in Trennzone 120, wo ein wesentlicher Teil des mitgerissenen Katalysators abgetrennt wird. Der gasförmige Strom wird dann durch einen Gas/Feststoff-Abscheider geleitet, wie ein Zweistufenzyklon 122, der weiter mitgerissenen Katalysator abtrennt und über Tauchrohre 124 und 126 in die Trennzone zurückgibt. Der gasförmige Strom gelangt in Plenumkammer 132 und tritt durch Leitung 130 zur weiteren Verarbeitung aus (nicht gezeigt). Der sich nach oben bewegende Katalysator in Reaktionszone 110 wird allmählich mit kohlenstoffartigem Material beschichtet, das seine katalytische Aktivität verringert. Wenn der Katalysator den oberen Bereich von Reaktionszone 110 erreicht, wird er durch Gitter 128 in Strippzone 140 und nachfolgend in die Überführungsleitung für verbrauchten Katalysator 142 umgeleitet, wo er mit einem Strippgas wie Dampf kontaktiert wird, das durch Leitung 144 eintritt, um mindestens teilweise die verbleibenden flüchtigen Kohlenwasserstoffe von dem verbrauchten Katalysator zu entfernen. Der verbrauchte Katalysator gelangt dann durch die Überführungsleitung für verbrauchten Katalysator 192 in die dichte Phase des Katalysatorbetts 162 von Regenerationszone 150. Sauerstoff enthaltendes Regenerationsgas tritt in die dichte Phase des Katalysatorbettes 162 durch Leitung 164 ein, um das Bett in einem turbulenten verwirbelten Zustand ähnlich dem in Steigrohr-Reaktionszone 110 zu halten. Regenerierter Katalysator bewegt sich aufwärts durch die dichte Phase des Katalysatorbettes 162 und fließt schließlich in ein konventionelles Überlaufwehr 156, das mit Rückgabeleitung 158 in Verbindung steht. Rückgabeleitung 158 ist so gezeigt, daß sie durch die Mitte der dichten Phase des Katalysatorbetts 162 austritt und mit Steigrohr-Reaktionszone 110 in Verbindung steht.
Abgas, das während der Regeneration des verbrauchten Katalysators gebildet wird, gelangt von der dichten Phase des Katalysatorbettes 152 in die verdünnte Katalysatorphase 154. Das Abgas gelangt dann durch Zyklon 170 in Plenumkammer 172, bevor es durch Leitung 174 abgegeben wird. In dem Abgas mitgerissener Katalysator wird von Zyklon 170 entfernt und über Tauchrohre 176, 178 an Katalysatorbett 162 zurückgegeben.
Die Regenerationszone umfaßt normalerweise ein vertikales, allgemein zylindrisches Gefäß, in dem der zu regenerierende Katalysator als Wirbelbett gehalten wird, indem das sauerstoffhaltige Regenerationsgas in Aufwärtsrichtung hindurchgeleitet wird, wodurch wie oben erwähnt eine dichte Phase des Katalysatorbetts und eine verdünnte Katalysatorphase mit einer dazwischenliegenden Grenzfläche gebildet wird. Die dichte Phase des Katalysatorbetts, die sich üblicherweise in dem unteren Abschnitt der Regenerationszone befindet, wird auf einer Temperatur im Bereich von 621 bis 760ºC (1150º bis 1400ºF) und vorzugsweise 677ºC bis 716ºC (1250ºF bis 1320ºF) gehalten. Die Dichte der dichten Phase des Bettes kann geeigneterweise im Bereich von 128 bis 480 kg/m³ (8 bis 30 lb/ft³) liegen.
Der Bau der hier beschriebenen Regenerationszonenvorrichtun gen kann mit jedem Material durchgeführt werden, das in ausreichendem Maße in der Lage ist, den relativ hohen Temperaturen, die auftreten, wenn Nachverbrennung in dem Gefäß auftritt, und den Bedingungen hohen Abriebs zu wiederstehen, die Systemen eigen sind, in denen verwirbelter Katalysator regeneriert und transportiert wird. Spezifisch werden Metalle in Betracht gezogen, die ausgekleidet sein können oder nicht. Insbesondere werden Keramikauskleidungen in beliebigen und allen Abschnitten der Regenerationszone zusammen mit der Verwendung von Legierungen und baulichen Konstruktionen erwogen, um den erosiven Bedingungen und Temperaturen von etwa 760ºC (1400ºF) und über einigermaßen kurze Zeiträume Temperaturen, die so hoch wie 982ºC (1800ºF) sein können, zu widerstehen.
Der Druck in der Regenerationszone wird üblicherweise im Bereich von etwa atmosphärischem bis etwa 0,345 MPa (50 psig), vorzugsweise 0,069 bis 0,345 MPa (10 bis 50 psig) gehalten. Es ist allerdings bevorzugt, die Regenerationszone so zu konstruieren, daß sie Drücken bis zu etwa 0,69 MPa (100 psig) widersteht. Der Betrieb der Regenerationszone bei erhöhtem Druck hat den Effekt, daß die Umwandlung von Kohlenmonoxid in Kohlendioxid gefördert wird und das Temperaturniveau in der dichten Bettenphase verringert wird, bei der die im wesentlichen vollständige Verbrennung des Kohlenmonoxids bewirkt werden kann. Der höhere Druck senkt auch die Höhe des Gleichgewichts von Kohlenstoff auf regeneriertem Kohlenstoff bei einer gegebenen Regenerationstemperatur.
Die Verweilzeit des verbrauchten Katalysators in der Regenerationszone kann geeigneterweise von etwa 1 bis etwa 6 Minuten und typischerweise etwa 2 bis etwa 4 Minuten variieren. Die Verweilzeit des Abgases kann von etwa 10 bis etwa 60 Sekunden in der Regenerationszone und von etwa 2 bis etwa 15 Sekunden in der dichten Phase des Bettes variieren.
Ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung kann in bezug auf Fig. 3 erhalten werden, die einen Abschnitt eines Regenerators 62 mit einer Regeneratorschale oder -wand 100 im Detail zeigt. Verbrauchter Katalysator aus einer Strippzone (nicht gezeigt) wird über Einlaßsteigrohrleitung 70 in eine dichte Phase eines Katalysatorbetts 61 mit einer Bettenhöhe 63 eingebracht. Regenerierter Katalysator aus der dichten Phase des Katalysatorbetts 61 strömt abwärts durch ein Standrohr 86. Mit dem Begriff "regenerierter Katalysator" ist Katalysator gemeint, der die Regenerationszone verläßt und von einem sauerstoffhaltigen Gas kontaktiert worden ist, wodurch verursacht wurde, daß mindestens ein Teil, vorzugsweise ein wesentlicher Teil des auf dem Katalysator vorhandenen Koks entfernt worden ist. Insbesondere kann der Kohlenstoffgehalt des regenerierten Katalysators beliebig von etwa 0,01 bis etwa 0,5 Gew.% variieren, beträgt aber vorzugsweise etwa 0,01 bis etwa 0,1 Gew.%.
In Fig. 3 wird der verbrauchte Katalysator gleichmäßig in das Regeneratorbett eingebracht durch eine Kappe 68, die geeigneterweise kegelstumpfförmig geformt ist und den Steigrohrauslaß für verbrauchten Katalysator nahe Gitter 90 am Boden des Regeneratorbettes bedeckt. Dieses Gitter 90 hat typischerweise eine gleichmäßige Lochverteilung. Die Kappe 68 hat mehrere armartige Verlängerungen 64, 65 und 66, die nachfolgend als Verteilerarme bezeichnet werden, die den eingehenden verbrauchten Katalysator leiten und gleichmäßig durch das Bett hindurch entleeren. Wie in bezug auf Figuren 4 und 5 gezeigt wird, ist der Boden von jedem der Arme mit einem oder mehreren umgekehrt geöffneten Kanälen versehen, die die Entleerung des Katalysators begrenzen und das Strömen zu dem Ende von jedem Arm erzwingen.
In bezug auf beide Figuren 3 und 5 wird ein Verteilerarm 64 in Seitenansicht gezeigt. Ein proximaler Endabschnitt 67 ist verbunden mit der Kappe 68 gezeigt, die die Einlaßsteigrohrleitung 70 bedeckt, die im Betrieb verbrauchten Katalysator in den Regenerator 62 leitet. Am distalen Ende des Verteilerarms 64 blockiert eine Dampfsperre 72 das Weiterströmen des Katalysators. Die untere Kante 74 des Verteilerarms 64 ist entlang ihrer Länge gezahnt oder gesägt gezeigt, um zu der gleichflörmigeren Entleerung von Katalysator und Gas in einem Bereich von Einströmungsraten beizutragen. In Fig. 6 ist zu sehen, daß der Verteilerarm einen dreieckigen Querschnitt mit den Seiten 76 und 78 aufweist. Diese Form verhindert, daß sich über den Armen Katalysatortotzonen bilden, die zur Katalysatordesaktivierung führen können. Typischerweise haben Crackkatalysatoren einen Ruhewinkel von etwa 78º. Ein Bodenstück 80 erstreckt sich entlang einer Länge des Arms und definiert einen kontinuierlichen Kanal, der mit länglichen Auslaßschlitzen 82 und 84 zur Entleerung von Katalysator und damit gemischten Gasen verbunden ist. Wie ersichtlich zeigen die Schlitze nach unten und sind so dimensioniert, daß sichergestellt ist, daß das Gas ausgetrieben wird, aber nicht so hoch, daß Erosion auftritt. Ein Schlitz und/oder Kanal kann an seinem Ende weiter sein und an seinem Anfang enger sein, um die abnehmende Geschwindigkeit des Gases zu berücksichtigen, wenn es durch den Auslaßschlitz entweicht. Die gezähnte oder gesägte oder gekerbte Kante liefert einen gleichförmigen Wehreffekt, wobei das Gas mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit aus der Steigrohrleitung strömt.
In der vorliegenden Erfindung beträgt die Geschwindigkeit des Gases, das vermischt mit Katalysator in den Regenerator eintritt, etwa 3,05 m/s (10 ft/s). Daher unterliegen die Katalysatorfeststoffe nicht einer dichten Phasenströmung, sondern stattdessen einer halbverdünnten Phasenströmung. Die Dichte des Feststoffstroms beträgt 160 bis 400 kg/m³ (10 bis 25 lb/ft³). Bei streng dichter Phasenströmung wäre die Dichte nahe 720 kg/m³ (45 lb/ft³). Dieser Dichtebereich ist der Grund dafür, daß die vorliegende Erfindung keine Rotationseinrichtung benötigt. Es ist genügend Gas mit den Feststoffen gemischt, um die Verteilung durch die Vorrichtung hindurch sicherzustellen.
Wiederum in bezug auf Fig. 3 ist auch ein Regeneratorkatalysatorsammelsystem gezeigt, in dem eine Außlaßrohrleitung für regenerierten Katalysator 86 von einer im wesentlichen zylindrischen Prallplatte oder einer im wesentlichen zylindrischen Ummantelung, allgemein als 88 bezeichnet, konzentrisch umgeben und teilweise bedeckt ist. Die Ummantelung kann von Pfosten (nicht gezeigt) gestützt sein, die mit dem Gitter, der Auslaßrohrleitung und/oder Regeneratorwand verbunden sind. Eine Anzahl von Katalysatoreintrittslöchern 91 sind auf der Seite der Ummantelung gezeigt. Der Katalysator in dem Regeneratorbett kann auch über ein nach unten zeigendes ringförmiges Loch oder einen nach unten zeigenden Schlitz 92 austreten, der eine trichterförmige Erweiterung der Auslaßrohrleitung 86 umgibt. Eine im wesentlichen runde Öffnung 94 am oberen Abschnitt der Ummantelung 88 läßt das Niveau des Bettes 63 gleichförmig bleiben.
Fig. 4 zeigt den Regenerator 62 von Fig. 3 in Draufsicht. Illustrierende Gitterlöcher 96 sind gezeigt, die die eintretende Regenerationsluft verteilen. Mehrere Verteilerarme für verbrauchten Katalysator 74, 65 und 66 sind zu sehen, die sich radial von der kegelförmigen Kappe 68 erstrecken. Vorzugsweise liegt jeder der Arme in Form einer Klinge vor, die sich von der kegelförmigen Kappe 68 erstrecken und einen länglichen Kanal aufweisen, der sich in Längsrichtung der Arme erstreckt, wie in bezug auf die Figuren 3 und 6 diskutiert ist. Zwei längliche Auslaßschlitze können sich über die gleiche Länge wie der Kanal erstrecken, oder es kann eine Reihe von kürzeren Schlitzen zur Entleerung von Katalysator und zugemischtem Gas geben. Jeder Arm kann sich radial von der kegelförmigen Kappe senkrecht zu dessen Achse erstrecken. Alternativ kann jeder Arm radial von der Achse der Kappe in einem Winkel zu der Achse ausgehen. Ein abwärts geneigter Verteilerarm verhindert, daß sich Feststoffe in dem Arm absetzen. Es ist auch möglich, einen Ringabschnitt zu haben (nicht gezeigt), der mehrere Arme verbindet.
Geeigneterweise ist jeder der oben erwähnten Katalysatorverteilerarme in beweglicher oder gleitender Verbindung mit der kegelförmigen Kappe über einem Flansch verbunden. Dies ist gegenüber einer mechanischen Bauweise, die Schweißen beinhaltet, bevorzugt, da mechanische Kräfte Risse verursachen können, die die Betriebszeiten verkürzen. Wenn es keinen Grund gibt, eine Kante zu verbinden oder zu schweißen, sind Flexibilität und Einfachheit der Konstruktion bevorzugt.
Fig. 7 zeigt die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf den in Fig. 2 gezeigten Typ von katalytischer Crackanlage. Eine Regeneratorzone 201 innerhalb einer Regeneratorwand 202 hat eine dichte Phase eines Wirbelbetts 200 der Höhe 206. Verbrauchter Katalysator aus einer Strippzone (nicht gezeigt) wird in die dichte Phase des Katalysatorbetts 200 der Regenerationszone über Einlaßrohrleitung 204 eingebracht, die in die linke Seite der Regeneratorwand 202 eintretend gezeigt ist. Regenerierter Katalysator aus der dichten Phase des Katalysatorbetts 200 von Regenerationszone 201 strömt abwärts durch ein mittiges Standrohr 208.
In Fig. 7 wird der verbrauchte Katalysator durch einen teilweise ringförmigen Ring 210 gleichmäßig in das Bett eingebracht, der das mittige Standrohr für regenerierten Katalysator 208, welches Gitter 212 am Boden des Regeneratorbettes quert, teilweise umgibt. Dieser teilweise ringförmige Ring 210 bildet einen oder mehrere teilweise ringförmige Schächte zum Transportieren und gleichmäßigen Entleeren des eintreffenden verbrauchten Katalysators durch das Bett hindurch. Der Boden des Verteilerrings ist mit mindestens einem umgekehrten Kanal versehen, um die Entleerung des Katalysators zu beschränken und die Strömung zu den beiden Enden des Rings zu erzwingen. Die unteren Kanten 218 der Seiten des Rings können mit Kerben versehen sein, um die gleichmäßigere Entleerung von Katalysator und Gas bei niedrigeren Einströmungsraten zu unterstützen. Der Verteilerring 210 ist an den proximalen Enden 209 mit der Einlaßrohrleitung 204 verbunden gezeigt, die im Betrieb verbrauchten Katalysator in das Regeneratorbett 200 transportiert.
Fig. 8 zeigt die Regeneratorzone 201 von Fig. 7 in Draufsicht. Es sind illustrierende Gitterlöcher 230 zu sehen, die die eintreffende Regenerationsluft verteilen. Der Katalysatorverteilerring 210 ist als sich von der Einlaßrohrleitung 204 erstreckend zu sehen. In dieser Ausgestaltung definiert der Ring 210 mindestens einen offenen Kanal, der sich in Längsrichtung über die Länge von jeder Seite des Rings 210 erstreckt, wobei der Kanal mit länglichen Löchern oder Auslaßschlitzen 230 und 231 in Verbindung steht, die sich zumindestens teilweise mit dem Kanal erstrecken. Alternativ kann der Ring 210 eine Reihe von kürzeren Schlitzen zur Entleerung von Katalysator und Luft aufweisen.
Wie in Fig. 8 nahe der Verbindung 209 der Einlaßrohrleitung 204 und dem Verteilerring 210 gezeigt ist, ist der Kanal vorzugsweise am Boden geschlossen. Die beiden distalen Enden des Verteilerrings 210 haben Dampf sperren 214 und 216, um das Weiterströmen zu blockieren. Wie oben erwähnt kann die untere Kante 218 des Verteilerrings entlang ihrer Länge gezahnt sein. Ähnlich wie der in den Figuren 5 und 6 gezeigte Verteilerarm kann der Ringverteiler einen dreieckigen Querschnitt aufweisen, um zu verhindern, daß sich über dem Ring Katalysatortotzonen bilden. Ein Bodenstück 232 kann sich auch über die Länge des Rings erstrecken, um zwei Schlitze zur Entleerung von Katalysator und Luft oder anderen Gasen zu definieren. Die Schlitze zeigen nach unten und sind so dimensioniert, daß sichergestellt ist, daß das Gas entweicht, aber nicht so hoch, daß Erosion auftritt. Der Kanal und/oder die Schlitze können an den Enden des Ringkanals weiter und am Anfang des Kanals enger sein, um die abnehmende Geschwindigkeit des Gases zu berücksichtigen, wenn es durch die Auslaßschlitze entweicht.
Ein Regeneratorkatalysatorsammelsystem ist auch in Fig. 7 gezeigt, wo eine Auslaßrohrleitung für regenerierten Katalysator 208 von einer im wesentlichen zylindrischen Ummantelung, allgemein als 222 bezeichnet, umgeben und teilweise bedeckt ist. Der Katalysator in dem Regeneratorbett kann über einen ringförmigen Freiraum 224 und 225 austreten, die den trichterförmigen Auslaßabschnitt 226 der Auslaßrohrleitung 208 umgeben. Eine im wesentlichen kreisförmige Öffnung 228 am oberen Abschnitt der Umhüllung gestattet, daß das Bettniveau gleichförmig bleibt.
Die vorliegende Erfindung kann eine beträchtliche Verringerung des Kohlenstoffs auf regeneriertem Katalysator liefern. Da jede 0,1 Gew.% Kohlenstoff auf dem Katalysator einem Benzinausbeuteverlust von etwa 1 Vol.% des Einsatzmaterials entspricht, gibt es ein erhebliches Potential für einen verbesserten Regeneratorbetrieb durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen. Die vorliegende Erfindung gestattet auch verringerte Stillstandzeiten des Regenerators. Dies führt zu geringeren Katalysatorkosten aufgrund von besserem Aufrechterhalten des Aktivität sowie erhöhter Kapazität der Anlage aufgrund von niedrigerem Druckabfall über dem Bett, was zu der Kapazität des Gebläses beiträgt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß das Gas, wenn es mit dem verbrauchten Katalysator gemischt ist, gleichförmiger in dem Boden des Bettes verteilt wird, was Nachverbrennen verhindert. Dieses Gas weist eine geringe Menge an Kohlenwasserstoff auf, der einen hohen Wasserstoffgehalt hat. Wenn es in einem kleineren Gebiet freigesetzt wird, ist die Verbrennung dieses Gases gegenüber der Verbrennung des Kohlenstoffs auf dem Katalysator bevorzugt. Dies führt zu einem ungleichmäßigen Abbrennen in dem Bett im Vergleich zu Stellen, wo dieser Kohlenwasserstoff nicht vorhanden ist. Daher haben die das Bett verlassenden Verbrennungsgase in unterschiedlichen Gebieten unterschliedliche Zusammensetzungen. Wenn diese Zusammensetzungen so sind, daß es in einer Zone einen Sauerstoffüberschuß und in anderen Zonen einen CO-Überschuß gibt, mischen sich diese Gase in der verdünnten Zone und eine Nachverbrennung resultiert. Diese Nachverbrennung führt zu übermäßigen Temperaturen, da wenig Katalysator zum Absorbieren dieser Wärmefreisetzung vorhanden ist.
Die vorliegende Erfindung kann günstig auf eine Vielzahl von katalytischen Wirbelschicht-Crackanlagentypen ohne Modifikationen oder mit geringen Modifikationen und ohne Einschränkungen, wie auf die Anordnung ihrer Reaktions-, Stripp- und Regenerationszonen im Raum angewendet werden. Allgemein kann die Regenerationszone einer katalytischen Crackanlage unabhängig von der Reaktionszone konstruiert werden, da die Regenerationszone lediglich verbrauchten Katalysator einpfängt, den Koks darauf oxidiert, um den Katalysator zu regenerieren, und den regenerierten Katalysator an die Reaktionszone zurückgibt. Daher kann die Reaktionszone eine reine Überführungsleitung, d. h. eine, in der die Reaktion in einem Gefäß mit einer einzigen Leitung stattfindet, das direkt in einem grob trennenden Zyklon oder grob trennenden Zyklonen endet wie in Fig. 2, eine konventionelle verdünntes Steigrohr/dichtes Bett-Kombination wie in Fig. 1 oder ein dichtes Bett allein sein.

Claims

1. Verteilungssystem für verbrauchten Katalysator für ein Wirbelbett-Regenerationsgefäß einer katalytischen Crackanlage (62, 201) mit einem Bett aus verbrauchtem Katalysator (61, 200) und einem unter dem Bett für verbrauchten Katalysator angeordneten Gitter (90, 212) zur Verteilung von Gas, das den verbrauchten Katalysator verwirbelt und regeneriert, wobei das Verteilungssystem zur Verteilung von verbrauchtem Katalysator in das Regenerationsgefäß angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

das Verteilungssystem mindestens eine längliche Verteilereinrichtung (64-66, 210) mit einem proximalen Ende, das mit einer Einlaßrohrleitung für verbrauchten Katalysa tor (70, 204) verbunden ist, und einem distalen Ende umfaßt, wobei die mindestens eine Verteilereinrichtung Kata lysator und zugemischtes Gas in das Regenerationsgefäß einbringt und gleichförmig verteilt,

die mindestens eine Verteilereinrichtung ein entsprechendes Bodenstück (80, 232) umfaßt, das sich von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende erstreckt und dadurch mindestens einen Kanal mit mindestens einem länglichen Schlitz (82, 84, 230, 231) bildet,

der mindestens eine Kanal die Entleerung des Katalysators und zugemischten Gases beschränkt und das Ausströmen durch mindestens einen solchen länglichen Schlitz und zu dem distalen Ende der mindestens einen Verteilereinrichtung erzwingt,

jedes distale Ende Einrichtungen (72, 214, 216) zum Blockieren der weiteren Strömung von verbrauchtem Katalysator und zugemischtem Gas aufweist.

2. Verteilungssystem nach Anspruch 1, das außerdem eine Kappe (68) zum Umlenken von verbrauchtem Katalysator und zugemischtem Gas umfaßt, die in das Regenerationsgefäß durch die Einlaßrohrleitung (70) in die mindestens eine Verteilereinrichtung eintreten, wobei jede der Verteilereinrichtungen einen im wesentlichen geraden Verteilerarm (64-66) umfaßt, der in dem Katalysatorbett im wesentlichen parallel zu dem Gitter (90) angeordnet ist.

3. Verteilungssystem nach Anspruch 2, das mehrere Verteilerarme (64-66) einschließt, die sich radial von der Kappe (68) erstrecken.

4. Verteilungssystem nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei dem die Kappe (68) im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes aufweist.

5. Verteilungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem jeder Verteilerarm (64-66) einen dreieckigen Querschnitt mit zwei abwärts geneigten Seiten (76, 78) aufweist, um zu verhindern, daß sich über dem Arm Katalysatortotzonen bilden.

6. Verteilungssystem nach Anspruch 5, bei dem die Seiten der Verteilerarme entlang ihrer Kanten (74) gezahnt sind, um zu gleichförmigerer Entleerung von Katalysator und zugemischtem Gas aus der Verteilereinrichtung beizutragen.

7. Verteilungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem jedes Bodenstück (80) sich entlang einer Länge eines entsprechenden Verteilerarms erstreckt, um mindestens einen länglichen Schlitz (82, 84) zu bilden, der sich in Längsrichtung des Arms erstreckt, wobei die Schlitze zur abwärts gerichteten Entleerung von Katalysator und zugemischtem Gas nach unten zeigen.

8. Verteilungssystem nach Anspruch 7, bei dem die Schlitze (82, 84) an ihren distalen Enden weiter sind als an ihren proximalen Enden, um die abnehmende Geschwindigkeit des Gases zu berücksichtigen, wenn dieses durch die Schlitze entweicht.

9. Verteilungssystem nach Anspruch 2, bei dem jeder Verteilerarm sich von einer vertikalen Achse der Kappe (68) in einem Winkel zu dieser radial erstreckt.

10. Verteilungssystem nach Anspruch 2, bei dem mindestens eine Verteilereinrichtung einen teilweise ringförmigen Ring (210) umfaßt, der ein oder mehrere teilweise ringförmige Schächte zum Transportieren und gleichförmigen Entleeren des eingehenden verbrauchten Katalysators durch das Bett (200) bildet.

11. Verteilungssystem nach Anspruch 1, bei dem das Regenerationsgefäß (201) mit einem mittigen Auslaßstandrohr (208) für regenerierten Katalysator ausgestattet ist, und die längliche Verteilereinrichtung einen gespaltenen ringförmigen Verteilerring (210) umfaßt, wobei

der Ring (204) mit einer Einlaßleitung (204) des Regenerationsgefäßes (201) verbunden ist und das mittige Standrohr mindestens teilweise umgibt,

der Ring zwei proximale Enden (209), die mit der Einlaßrohrleitung verbunden sind, und zwei geschlossene distale Enden (214, 216) aufweist,

der Ring (210) ein Bodenstück (232) umfaßt, das sich von den proximalen Enden zu den distalen Enden erstreckt und dadurch zwei teilweise ringförmige Kanäle zum Transportieren und gleichförmigen Verteilen des eingehenden verbrauchten Katalysators über das Bett (200) bildet, wobei jeder teilweise ringförmige Kanal einen länglichen, teilweise ringförmigen Schlitz (230, 231) aufweist,

die beiden Kanäle die Entleerung von Katalysator und zugemischtem Gas beschränken und die Strömung durch die Schlitze und zu den beiden distalen Enden des Rings (210) erzwingen.

12. Verteilungssystem nach Anspruch 11, bei dem die Kanten (218) an den Seiten des Verteilerrings (210) mit Kerben versehen sind, um zu einer gleichförmigeren Entleerung von Katalysator und zugemischtem Gas beizutragen.

13. Verteilungssystem nach Anspruch 11 oder 12, bei dem der gespaltene Verteilerring (210) einen dreieckigen Querschnitt aufweist, um zu verhindern, daß sich über dem Ring Katalysatortotzonen bilden.

14. Wirbelbett-Regenerationsgefäß (62, 201) für eine katalytische Crackanlage mit einem Bett für verbrauchten Katalysator (61, 200), einem unter dem Bett für verbrauchten Katalysator angeordneten Gitter (90, 212) zur Verteilung von Gas, das den verbrauchten Katalysator verwirbelt und regeneriert, und einem Verteilungssystem für verbrauchten Katalysator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, das zur Verteilung von verbrauchtem Katalysator in das Regenerationsgefäß angeordnet ist.

15. Regenerationsgefäß nach Anspruch 14, das ein Regeneratorkatalysatorsammelsystem einschließt, das eine im wesentlichen zylindrische Ummantelung (88, 222) umfaßt, welche einen oberen Teil (z. B. in Form eines trichterförmigen Überlaufwehrs (226)) einer vertikalen Auslaßrohrleitung für regenerierten Katalysator (86, 208) konzentrisch umgibt ,

wobei die Ummantelung in Beziehung zu der Rohrleitung so angeordnet ist, daß ein im wesentlichen abwärts gerichteter ringförmiger Schlitz (92, 224) zwischen der Auslaßrohrleitung und der Ummantelung gebildet wird, durch den der regenerierte Katalysator während des Betriebs das Bett (61, 200) verläßt, und

außerdem eine im wesentlichen kreisförmige Öffnung (94, 228) am oberen Teil der Ummantelung umfaßt, um das Bettniveau gleichförmig zu lassen.

16. Regenerationsgefäß nach Anspruch 15, das außerdem mehrere Öffnungen (91) umfaßt, die im Umkreis entlang den Seiten der Ummantelung unterhalb des Bettniveaus ausgebildet sind, so daß während des Betriebs der regenerierte Katalysator in dem Regeneratorbett entweder durch die Öffnungen (91) oder über den ringförmigen Schlitz (92, 224) zwischen der Auslaßrohrleitung und der Ummantelung austritt.