FI59117B - Foerfarande och anordning foer regenerering av en reformingkatalysator - Google Patents

Description

ESr^l ΓβΊ KUULUTUSjULKAisu C9117 jSTff l J () UTLÄGGN1NGSSKRIFT 5 y ' 1 ' C Patentti cylnr.·· tty 10 06 1931

Patent meddelat ^ T ^ (51) Kv.ik.3/iw.ci.3 C 10 G 35/10 // B 01 J 23/96 (21) P*t*nttlhtk«mu« — Pttinttns6kning 826/71 (22) H*k«mltpilvl — Anattknlngtdag 2 3 · 0 3 · 71 (23) Alkupilvi —GHtl|h«*d»j 23.03-71 (41) Tulkit JulklMlul — Bllvlt offumll* 2U. 09.72 _ * (44) Nlhtivlkslpwwn j» kuuLlulktliun pvm. — .

Patent· och regltterstyrelaan ' ’ Antökan utitgd och utl.ikriftun pubi ic.nd 27 · 02.8l (32)(33)(31) Pyydetty atuoiktus — B«gird prlorltet (71) Universal Oil Products Company, 30 Algonquin Road, Des Plaines,

Illinois 600l6, USA(US) (72) Arthur Raymond Greenwood, Niles, Illinois, Kenneth Donald Vesely,

Arlington Heights, Illinois, USA(US) (7M Berggren Oy Ab (5M Menetelmä ja laite reformingkatalysaattorin elvyttämiseksi -Förfarande och anordning för regenerering av en reforming-katalysator Tämä keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteeseen käytettyjen karbonoitujen katalysaattoriosasten elvyttämiseksi. Erityisesti tämä keksintö kohdistuu yksikköjärjestelmään reformingkatalysaattorin kosketukseen saatettujen alajaettujen osasten monivaihe-elvyttämisek-si, jossa osaset saatetaan kosketukseen höyrymäisten ja kaasumaisten elvytysvirtojen kanssa liikkuessaan laskeutuvassa pilarissa säädetyissä painovoimavirtausolosuhteissa.

Useimpien sellaisten hiilivedyn käsittelyprosessien yhteydessä, jotka suoritetaan katalysaattorin läsnäollessa, on tavallisesti laitteita, katalysaattoriosasten jaksottaiseksi elvyttämiseksi. Nafta- tai muun hiilivetypanosvirran katalyyttisessa reforming-krakkauksessa ja erityisesti platinaa sisältävällä katalysaattorilla ovat kuitenkin useimmat prosessiyksiköt toimineet kiinteällä kataly-3aattoripatjalla pitkiä aikoja ilman katalysaattorin elvyttämistä.

Kun elvyttäminen näytti tarpeelliselta, pysäytettiin reaktorit ja katalysaattori poistettiin kokonaisuudessaan kustakin kammiosta ja korvattiin uudella katalysaattorilla tai kauempana olevassa vyöhykkeessä elvytetyllä katalysaattorilla. Vaihtoehtoisesti on tietyissä 2 591 1 7 laitoksissa ollut nk. "swing-reaktoreita", so. ylimääräinen reaktori sekä huolellisesti suunniteltuja putkijärjestelmiä, niin että patja kerrallaan voitiin erottaa sekä elvyttää in situ. Katalysaattorin täydellinen vaihtaminen ei, niinkuin ei myöskään vaihtoreakto-rimenetelmä, ole oikein tyydyttävä järjestelmä haluttujen kataly-saattoriaktiviteettien ja vilkkaiden reaktioiden ylläpitämiseksi monireaktoripatjareformingyksiköissä ja tämän vuoksi on havaittu edulliseksi aikaansaada reformingjärjestelmä ja elvytysjärjestelmä, jossa on liikkuva patja, niin että näiden kahden välillä on yhteys parhaimman mahdollisen jatkuvasti toimivan kokonaislaitteis-ton aikaansaamiseksi. On myös ajankohtaista pitää reformingyksikkö jatkuvassa toiminnassa jatkuvan vetylähteen aikaansaamiseksi käytettäväksi erilaisissa vetyä kuluttavissa prosessiyksiköissä puhdistamoalueella.

Keksinnön ensisijaisena tarkoituksena on näinollen aikaansaada parannettu elvytysjärjestelmä, jossa katalysaattoriosasten painovoimavirtausta alaspäin elvytysvaihesarjan läpi käytetään hyväksi.

Keksinnön toisena tarkoituksena on aikaansaada laitejärjes-tely, jossa katalysaattoriosaset saatetaan kosketukseen poikittaisen elvytysvirran kanssa osasten ollessa laskevassa renkaanmuo-toisessa pilarissa.

Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada parannettu el-vytyskammioyksikkö, jossa on useita kosketusvyöhykkeitä ja välineitä kammion sisäosien lämpölaajenemisien mahdollistamiseksi.

Sanonta "elvytys" tarkoittaa tässä yhteydessä useampaa kuin yhtä kosketusvaihetta tai -vyöhykettä, kuten myös monivaihekäsitte-lyä. Kokonaiskäsittely sisältää toisin sanoen muutakin kuin hiilen poispolttamisen.

Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 1.

3 591 1 7

Kuten yllä on mainittu, on keksinnön tarkoituksena myös aikaansaada yksikköjärjestelmä tai tarkemmin sanottuna pitkänomainen kammio, joka sallii katalysaattoriosasten laskevan pilarin liikkua jaksottaisesti kammion eri vaiheiden tai vyöhykkeiden läpi, jolloin osaset voidaan jaksottaisesti saattaa kosketukseen haluttujen elvytysvirtojen kanssa. Vajoava pilari saatetaan toisin sanoen kosketuksiin säädetyn happipitoisuuden omaavan hiilen-poistovirran kanssa ensimmäisessä vyöhykkeessä, halogeeni-höyryä sisältävän virran kanssa toisessa ja lähinnä alempana olevassa vyöhykkeessä tai vaiheessa ja sen jälkeen kuuman ilmavirran kanssa kolmannessa vaiheessa kuivauksen aikaansaamiseksi. Katalysaat-toriosaset kulkevat jatkuvana pilarina, joskin virta voidaan ajoittain pysäyttää sekä panna käyntiin ja virtausnopeus voidaan sovittaa samaksi jokaisessa kosketusvyöhykkeessä, joskin kosketus-aikoja voidaan vaihdella pitkäomaisen kammion kussakin vyöhykkeessä olevan vajoavan pilarin poikkipinta-alalla tai pituudella.

Esillä oleva parannettu laitejärjestelmä soveltuu erityisesti sellaisten pienten pallomaisten reformingkatalysaattoriosasten elvyttämiseen, joita käytetään naftapanosvirran reagoittamiseksi tavanomaisissa reformingolosuhteissa. Hiilivetyvirtojen katalyyttinen reformingkrakkaus on yleensä suoritettu käyttämällä platinaa sisältäviä katalysaattoreita kiintopatjayksiköissä ja tämäntyyppiset katalysaattorit ovat alalla hyvin tunnettuja. Tyypillisiä platina-aluminiumoksidi-halogeenikatalysaattoreita, joita on käytetty tai joita voidaan käyttää esillä olevassa laitteessa, ovat halkaisijaltaan 0,8-3,2 mm ja edullisesti aivan pallomaisia vapaan virtauksen aikaansaamiseksi, joka ei helposti sido tai tukkea vajoavaa pilari-järjestelmää. Katalysaattori on tyypiltään erityisesti sellainen, * 59117 jossa platinaa on yhdistetty aluminiumoksidiin määrässä välillä noin 0,1 ja noin 3¾ platinaa aluminiumoksidin painosta. Myös halogeenia, kuten fluoria tai klooria tai näiden kahden yhdistelmä, voi olla läsnä noin 0,1-8¾ aluminiumoksidin painosta. Yleisesti käytetty halogeeni on kloori ja sitä on läsnä noin 0,05-5¾ aluminiumoksidin painosta. Reformingvyöhykkeessä vetyä on tavallisesti olennainen määrä, joka voi vaihdella moolisuhteen noin 1:1 ja noin 10:1 välillä, ja näin ollen hiilenmuodostus on suhteellisen hidas ja katalysaattoria voidaan käyttää suhteellisen pitkiä aikoja. Esillä olevaan elvytysyksikköön panostetuilla katalysaattoriosasilla on kuitenkin suuruusluokaltaan 2-5¾ hiiltä katalysaattorin painosta.

Mitä pitkänomaisen pystysuoran elvytysyksikön sisäiseen rakenteeseen tulee,voidaan erityyppisiä seuloja tai revitettyjä levyjä käyttää katalysaattoriosasten kanavoimiseksi kapeaksi rajoitetuksi pilariksi, niin että tällaiset osaset voidaan peräkkäisissä vaiheissa saattaa kosketukseen niiden läpi poikkisuunnassa kulkevien kaasumaisten tai höyrymäisten käsittelyvirtojen kanssa niiden ollessa vajoavassa pilarissa. Rei'itetty seula tai levy voi käsittää kaksi välimatkan päässä toisistaan olevaa tasaista elintä olennaisesti suorakulmion muotoisen vajoavan osaspilarin muodostamiseksi, mutta suositussa suoritusmuodossa käytetään kahta sylinterinmuotoista seulaa, jossa toinen on samankeskisesti toisen sisäpuolella niin, että aikaansaadaan renkaanmuotoinen vajoava osas-pilari. Kosketukseen saatettavat höyrymäiset tai kaasumaiset virrat virtaavat myös edullisesti ulkoa sisäänpäin osaspatjan läpi näiden osasten halutun käsittelyn aikaansaamiseksi. Mitä seularakenteeseen tulee on eräässä suositussa rakenteessa kukin osasia rajoittava seula valmistettu käyttämällä kiilanmuotoista lankaa, jonka poikkileikkaus-pinta pienenee poispäin seulan osassivulta. Osaset virtaavat toisin sanoen alaspäin pitkin sellaisen seulan pintaa, jossa kiilanmuotoieen langan laajempi osa aina koskettaa osasia, niin että jos jokin osanen tai sen osa läpäisee lankojen väliset raot, se kulkee vapaasti ulospäin osasten rajoitetusta pilarivyöhykkeestä tilaan, jossa on suureneva poikkipinta-ala.

Eräässä suositussa elvytyspilarirakenteessa on sisäpuolisten seulaelinten ja putkielinten lämpölaajeneminen otettu huomioon näiden mahdollisen muodonmuutoksen estämiseksi, mikä muuten voisi sattua vaihtelevissa lämpötilaolosuhteissa. Keksinnön suositussa suoritusmuodossa on toisin sanoen katalysaattorisuspensiota rajoitta- , u ' 5 591 1 7 vien seulaelinten yksikkökammion yläosasta tapahtuva kuten myös minkä tahansa sisäpuolisen putkielimen laajeneminen otettu huomioon, jolloin lämpöliikkeet otetaan vastaan pystysuorasti pitkänomaisen kammion alaosassa. Eräässä toisessa suositussa rakenteessa voidaan kaikki sisäpuoliset vyöhykkeet koota ja sovittaa kammion poistettavan päätyosan kautta.

Keksinnön mukaisessa laitteessa, jossa käytetään pitkänomaista pystysuorasti suunnattua yksikkökammiota, jossa on katalysaatto-riosasten vajoava pilari, voi myös olla laitteita erilaisten elvytys-virtojen syöttämiseksi peräkkäisiin kosketusvyöhykkeisiin kuten myös laitteita kosketukseen saatettavien virtojen suurimman osan kierrättämiseksi yksikkökammion läpi. Siinä on toisin sanoen laitteita ylemmästä hiilenpolttovyöhykkeestä poistuvan palamiskaasuvir-ran pesemiseksi rikkidioksidin poistamiseksi primäärisesti, minkä jälkeen suurin osa virrasta palautetaan säädetyissä happisisältö-olosuhteissa hiilenpcistovyöhykkeen syöttöjohtoon. Pystysuoran yksikkökammion yhteydessä voi muös olla välineitä klooria sisältävän kosketusvirran poistamiseksi halogenointivyöhykkeestä ja höyryn sekä lisäkloorin lisäämiseksi siihen ennen uudelleenkuumen-nusta ja kierrättämistä halogenointivyöhykkeen syöttölaitteisiin.

Keksintöä selostetaan alla lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa on esitetty järjestelmä, joka erityisesti soveltuu platinaa sisältävän reformingkatalysaattorin elvyttämiseen.

Piirustuksissa kuvio 1 esittää kaaviomaista virtausjärjes-telmää, jossa käytetään pystysuunnassa pitkänomaista yksikkökammiota, jonka sisällä katalysaattoriosasten pilari vajoaa.

Kuvio 2 on leikattu tasonäkymä pitkin viivaa 2-2 kuviossa 1, josta nähdään että katalysaattoriosasten vajoava pilari on ohuena patjana välimatkan päässä toisistaan olevien seulaelinten välissä.

Kuvio 3 on leikattu pystynäkymä yksikköelvytyskammion suositusta suoritusmuodosta, jossa vajoava katalysaattori on sylinteri-mäisten seulaelinten välissä renkaanmuotoisen pilarin aikaansaami-eeksi.

Piirustuksen kuvio M esittää suurennettua leikattua osanäky-mää seulaelinten samankeskisestä sovituksesta, leikattuna pitkin viivaa ^-4 kuviossa 3·

Kuvio 5 on osittainen pystynäkymä, joka erityisesti esittää kiilanmuotoisen langan käyttämistä yksikön seulaelinten muodostamiseksi, leikattuna pitkin viivaa 5-5 kuviossa 4.

Piirustuksen kuvioissa 1 ja 2 on erityisesti esitetty pysty- 6 591 1 7 suunnassa pitkänomainen kolonni 1, jossa on useita kosketusvyöhyk-keitä tuloputken 2 kautta kammion yläosaan syötettyjen käytettyjen katalysaattoriosasten elvyttämiseksi. Esillä olevan keksinnön mukaisesti ovat sisäpuoliset seulat tai reikälevyt kuten 3 ja 4 välimatkan päässä toisistaan suhteellisen ohuen vajoavan osaspilarin 5 aikaansaamiseksi, joka liikkuu jaksottaisesti tai jatkuvasti painovoiman ansiosta kammion yläosasta poistopäähän 6. Tässä suoritusmuodossa on ylempi pitkänomainen hiilenpolttovyöhyke 7 ja alempi halo-genointivyöhyke 8, joka on lyhyempi kuin ylempi vyöhyke, etenkin kun kosketusaika yleensä on pienempi mitä hiilenpolttovyöhykkeessä tarvitaan. Kammion 1 alapään alapuolella ja poistopäähän 6 yhdistettynä on kuivauskammio 9 kuivan ilman vastaanottamiseksi putkesta 10, jossa on säätöventtiili 11 jakelun aikaansaamieeksi revitetyn renkaan tai muun jakoelimen 12 läpi. Kammiosta 9 peräisin oleva ilma, poistislatut höyryt ja kaasut voivat virrata kammion yläosasta kammion 1 ala-aukkoon 6 sekä ohitusputken 6' läpi ja siten haloge-nointivyöhykkeessä 8 oleviin osasiin kuten myös polttovyöhykkee-seen 7. Mikäli kaasumaisen virran virtaamista ylöspäin kammiosta 9 ei tarvitse estää voidaan tällainen kammio itse asiassa vaihtoehtoisesti sovittaa suoraan pitkänomaisen kammion 1 alaosaan.

Poistokaasuvirran takaisinkierrätys hiilenpolttovyöhykkeen 7 alaosaan syöttöelimellä 13 on kaaviomaisesti esitetty siten, että kaasuvirta kulkee poikkisuunnassa väliseinämän 15' alapuolella ja vajoavan osaspilarin 5 läpi, minkä jälkeen se nousee ylöspäin avoimen sisäpuolisen vyöhykkeen lA läpi ja poikkisuunnassa takaisin osasten läpi kokoomavyöhykkeeseen 15, joka vuorostaan on yhteydessä poistoaukkoon 16. Viimeksimainittu jatkuu putkijohtona 17, jossa on venttiili 17' ja yhtyy kaasun pesuriin 18 rikkidioksidin poistamiseksi, jota voi esiintyä palamistuotteiden virrassa. Pesuri 18 on venturityyppiä, joka vastaanottaa uudelleenkierrätettyä emäksistä virtaa putken 19 ja jäähdyttimen 20 kuten myös putken 21 sekä venttiilin 22 kautta, joka vuorostaan vastaanottaa nestettä pumppueli-mestä 23 ja putkesta 26, joka on yhdistetty emäskammion 25 alaosaan. Esillä oleva elvytysjärjestelmä ei tietenkään ole rajoitettu minkään pesulaitteen käyttöön, koska muita myötävirta- ja vastavirtapesureita voidaan hyvin käyttää. Tässä tapauksessa pesurista 18 tuleva poisto-kaasuvirta ja emäs virtaavat kuitenkin putkessa 2A emäksen erotus-kammioon 25, jolloin erotettua emästä virtaa poistoputkeen 26 ja pumppuun 23 saadun pestyn palamiskaasun virratessa sumu-uuttolait-teen 27 läpi putkijohtoon 28, puhtaltimeen 29 ja putkeen 30, jossa 7 591 1 7 on säätöventtiili 31» joka syöttää kaasut uudestaan syöttöelimeen 13. Osa palamiskaasuista poistetaan järjestelmästä tuuletusputken 32 kautta, jossa on säätöventtiili 33.

On huomattava, että käytettäessä rikkiköyhiä syötteitä ja kun pelamiskaasut eivät sisällä paljon rikkidioksidia, voidaan koko emäspesuoperaatio eliminoida. Tässä tapauksessa venttiili 17' suljetaan ja kaasuvirta kierrätetään putkessa 63, jossa on venttiili 63', jäähdyttimeen 20*, sen jälkeen putkijohtoihin 28' ja 28 sekä puhaltimeen 29· Osa poistokaasuista voidaan myös tuulettaa putken 64 kautta, jossa on venttiili 64'.

Alemmassa halogenointivyöhykkeessä 8, joka on erotettu ylemmästä polttovyöhykkeestä 7 väli seinämillä 34, on laitteita elvytys-virran, kuten kloorin, syöttämiseksi höyryn ja ilman kanssa syöttölaitteella 35· Siten halogeenin lisäys voi myös kuulua järjestelmään vaiheena, jossa poikkisuuntainen virtaus saatetaan kosketukseen osasten vajoavan pilarin kanssa. Haluttaessa ja kuten tässä suoritusmuodossa on esitetty, on väliseinämän 38 alapuollella poikkisuuntainen alkuvirtaus vyöhykkeeseen 36 ja sen jälkeen toinen poikkisuuntainen virtaus vyöhykkeeseen 37 väliseinämälevyn 38 yläpuolella, jolloin saatu adsorboimaton halogeeni ja höyry voidaan poistaa poistoelimellä 39. Määrätty pieni osa adsorboimattomasta höyrystä ja halogeenista voi tietenkin kulkea ylöspäin osasten vajoavan pilarin 5 läpi väliseinämien 34 ohitse ja saavuttaa hiilenpolttovyö-hykkeen 7·

Suositussa järjestelmässä on laitteet poistoaukosta 39 tulevan höyryn ja halogeenivirran uudelleenkierrättämiseksi johtamalla tämä virta putkeen 40, joka on yhdistetty puhalluslaitteeseen 41, joka poistaa sitä putkijohtoon 42, joka on yhdistetty kuumennus-laitteeseen tai lämmönvaihtimeen 43. Viimeksimainittu on yhdistetty ja poistaa virtauksen halogenointivyöhykkeen 8 syöttölaitteeseen 35. Säätöventtiilillä 45 varustettuun syöttöputkeen 44 kuuluu laitteet kloorin ja/tai muun halogeenin syöttämiseksi järjestelmään putken 42 välityksellä ja säätöventtiilillä 47 varustettuun putkijohtoon 46 kuuluu laitteita lisähöyryn syöttämiseksi elvytysjärjestelmään. Kuumennuslaitteessa 43 voidaan käyttää kuumia kaasuja tai höyryjä lämmönvaihdossa halogeeni-höyry-ilmavirran kanssa. Sähkökuumennus-ta tai muuta sopivaa tapaa lisätä lämpöä voidaan kuitenkin hyvin käyttää tässä järjestelmässä.

Reformingkatalysaattorin elvyttämiseksi, ennen sen palauttamista reformingreaktoriin, tarvitaan lisävaihe, jossa olennaisesti 8 5911 7 hiilivapaat uudelleen halogenoidut osaset lopuksi pelkistetään vedyn tai muun sopivan pelkistysaineen läsnäollessa korkeassa lämpötilassa 310-650°C:ssa riittävän kauan. Kuviossa 1 kaaviomaisesti esitetyssä suoritusmuodossa, sen alaosassa, on pelkistysvaihe, jossa vetyä sekoitetaan kuumennusvyöhykkeen läpi virtaaviin katalysaattori-osasiin. Vetyä käytettäessä siinä on elimiä sen estämiseksi virtaamasta halogenointivyöhykkeeseen ja hiilenpolttovyöhykkeeseen. Esillä olevassa parannetussa järjestelmässä elvytetyt osaset liikkuvat näin ollen pelkistysvaiheeseen sulkusäiliön tai muun samantapaisen laitteen läpi, joka estää kaasua virtaamasta yhdestä vyöhykkeestä toiseen. Siinä kuivat katalysaattoriosaset kulkevat kammion 9 alaosasta poistoelimen *48 avulla venttiilielimeen ^9 ja sen jälkeen sul-kusäiliöön 50. Jälkimmäisestä voidaan jaksottaisesti poistaa osasia venttiilillä 51 säiliöön 52. Osaset voidaan myös puhdistaa sulku-säiliövyöhykkeessä, joskaan tätä ei ole esitetty. Esitetyssä tapauksessa katalysaattoriosaset poistetaan nostosäiliöstä 52 fluidoi-duilla nostoväliaineilla, käyttäen syöttöputken 53 ja venttiilin 51* läpi syötettyä vetyä, sisäpuoliseen nostoputkeen 55, joka ulottuu ylöspäin putkeen 56 ja kuumennus-pelkistysvyöhykkeeseen 57. Jälkimmäisessä on kuumia kaasuja, höyryjä tai muita kuumennusväliaineita, joita syötetään putkesta 58 ja venttiilistä 59 epäsuoran lämmönsiirron aikaansaamiseksi sisäpuolisen putken 60 kanssa katalysaatto-riosasten pelkistämiseksi korkeassa lämpötilassa pelkistysväliai-neena käytetyn vedyn läsnäollessa. Kuumennuslaitteesta 57 tulevaa lämmönsiirtonestettä voidaan poistaa putkella 6l, poistoputken 62 poistaessa täysin pelkistynyttä ja elvytettyä katalysaattoria käytettäväksi uudestaan reformingreaktorissa.

On huomattava, että esitetty pelkistysjärjestely on ainoas-- taan kaaviomainen ja että muita mekaanisia laitteita vetykataly-saattorieeoksen johtamiseksi sopivaan kuumennus- ja pelkistysvyö-hykkeeseen voidaan käyttää järjestelmässä. Esimerkiksi vieläkin alempana oleva pelkistysvyöhyke voidaan sovittaa suoraan kuivaus-vyöhykkeen 9 ja sulkusäiliön 50 alapuolelle, niin että katalysaattoriosaset virtaavat painovoiman ansiosta ja nämä osaset saatetaan kosketukseen poikkivirtausjärjestelyllä tai fluidisoidulla kontaktilla, jossa pelkistysvirtaus aikaansaa fluidisoitumisen. Eräässä toisessa suoritusmuodossa elvytetyt, mutta pelkistymättömät katalysaattoriosaset voidaan syöttää reformingreaktoriin ainakin välittömästi reformingreaktorin viereen, jossa varsinainen kuumennus ja , i ' 9 591 1 7 pelkistys korkeassa lämpötilassa aikaansaadaan reformingreaktoriin syötettyjen hiilivetyhöyryjen luovuttamalla lämmöllä. Pelkistysvaihe sisältää joka tapauksessa vedyn sekoittamisen katalysaattoriosasten kanssa pelkistysolosuhteissa korkeassa lämpötilassa riittävän pitkän ajan halutun pelkistysvaiheen saattamiseksi loppuun ennen osasten syöttämistä varsinaiseen hiilivetyjen reaktiovyöhykkeeseen, joka aika on tavallisesti vähintään noin 2 tuntia.

Piirustuksen kuvioissa 3, 4 ja 5 on esitetty eräs suosittu suoritusmuoto pitkänomaisen kammion konstruoimiseksi, joka sisältää kulutettujen katalysaattoriosasten pilarin, joka vajoaa usean el-vytysvaiheen läpi. Tässä suositussa suoritusmuodossa on pitkänomainen sylinterinmuotoinen kammio 65, jossa on kaasun ja höyryn syöttölaitteet 66 ja 67 sekä poistettava ylempi päätyvyöhyke 68, jonka - kautta tiettyjä sisävyöhykkeitä voidaan sovittaa kammioon ja poistaa kammion sisäpuolelta. Suurempihalkaisijaisella tai ulommalla sylinterinmuotoisella seulaelimellä 69, joka on kammion 65 sisäpuolella, on ylempi laippa 70, joka on sovitettu laippaosien 71 ja 72 väliin, jotka ovat osia päätyvyöhykkeestä 68 ja kammiosta 65. Laippa 70 sovittaa seulaelimen 69 välimatkan päähän kammion 65 vaipan sisäpinnasta ja aikaansaa esteen, joka pakottaa kaikki tulokaasut virtaamaan rengasmaisen katalysaattoripatjän läpi. Sisäpuoleinen pienempi-halkaisijäinen seulaelin 73 on myös välimatkan päässä seulaelimes-tä 69, mutta kiinnitetty poistettavan päätyvyöhykkeen 68 yläosaan rengasmaisen tilan aikaansaamiseksi vajoavaa osaspilaria 74 varten, joka on yhteydessä ylempään katalysaattorin vastaanottovyöhykkeeseen 75, joka vuorostaan ottaa vastaan syöttöputkista 76 ja 77 tulevia katälysaattoriosasia.

On huomattava, että seulaelinten 69 ja 73 alapäät voivat vapaasti liikkua ja pidentyä alaspäin korkeissa lämpötilaolosuhteissa ja siirtyä sekä laajetessaan että supistuessaan aiheuttamatta kummassakaan tapauksessa taipumista. On myös huomattava, että pitkänomaisessa kammiossa 65 on pienempihalkaisijäinen seinämävyöhyke 78, joka on sen kokoinen, että se aikaansaa vyöhykkeessä 79 liukusovituksen seulaelimen 69 alemmalle päätyosalle, jälkimmäisen alapään ohjaamiseksi ja katalysaattoritiivisteen aikaansaamiseksi. Seulaelimen 73 alapäässä on sopivia ohjaussiipiä 80 tämän elimen pysyttämiseksi samankeskisesti ulomman seulaelimen 69 sisäpuolella.

Kammion yläpäässä, poistettavan päätyvyöhykkeen 68 yläpuolella on sisäpuolisen sylinterimäisen seulaelimen 73 avoin päätyosa 10 5 91 1 7 yhdistetty poistovyöhykkeeseen 81, joka tässä tapauksessa on muodostettu olennaisesti 90°:n taipeeksi, jossa on kaasunpoistoaukko 82. Sisäpuolisen seulaelimen 73 sisäpuolella on pitkänomainen akselin-suuntaisesti sovitettu kaasunpoistojohto 83, joka jatkuu johtovyö-hykkeen 8l seinämän läpi ja aukeaa erilaiseen tai toiseen kaasun-poisto-osaan 8^. Sisäpuolinen putki 83 on edullisesti kartiomainen muodostaen suhteellisen suuren avoimen päätyvyöhykkeen 85 kaasun ja höyryjen vastaanottamiseksi pitkänomaisen kammion 65 alemmasta halogenointivyöhykkeestä ja niiden poistamiseksi poistovyöhykkeeseen 8^. Putken 83 pienempihalkaisijainen yläosa muodostaa sen ympärillä olevan kaasun kokoomatilan 86, jonka poikkileikkauspinta-ala suurenee myötävirtaan, jolloin tuloputkesta 66 rengasmaiseen vyöhykkeeseen 87 ja sen jälkeen katalysaattoripatjan 7^ läpi kulkeva kaasuvirta kerääntyy tähän sisävyöhykkeeseen 86 poistettavaksi poistoputken 82 kautta.

Ulomman seulaelimen 69 ympärillä olevassa tilassa on väli-seinämäelin rengasmaisen renkaan 88 muodossa ylemmän sisäosan aikaansaamiseksi kammioon 65 > joka voidaan merkitä hiilenpolttovyö-hykkeeksi. Tämä vyöhyke sisältää yleensä katalysaattoriosasten vajoavan renkaanmuotoisen pilarin 7H pääosan sen alapuolella olevan pilariosan 89 muodostaessa halogenointivyöhykkeen. Tässä jälkimmäisessä vyöhykkeessä syöttöelimen 67 kautta johdettu halogeeni-höyry-ilmavirta virtaa rengasmaiseen jakeluvyöhykkeeseen 90, sen jälkeen katalysaattoripilarin 89 läpi sisäpuoliseen kokoomatilaan 91 ja jälkimmäisestä vaiheesta peräisin oleva ylimäärä halogeeneja sekä höyryä virtaa ylöspäin sen läpi sisäpuolisen putkielimen 83 tulo-päähän.

Pystysuoran kammion 65 alimmassa vyöhykkeessä, jota ympäröi seinämävyöhyke 78, kootaan katalysaattoriosaset rengasmaisen pilarin 89 alapäästä vajoavaan patjaan 92, jolloin ne voidaan kuivata ennen poistamista alemmasta päätyaukosta 93· Kuuma ja kuiva ilmavirta tai muuta sopivaa kuivausväliainetta syötetään kuivausvyöhykkeen 92 alapäähän revitetyllä jakeluelimellä 91*. Viimeksimainittu on yhdistetty syöttöaukkoon 95 kammioseinämän 78 alempaa sivuosaa pitkin. Patjasta 92 tulevaa ilmaa virtaa osittain osaspilariin 89 > mutta suurin osa virtaa sen ohitse vyöhykkeeseen 90 uudelleenkier-rätettäväksi siinä sekä halogenointivyöhykkeen 85 yläosasta syötteeksi polttojakeluvyöhykkeen 87 alaosaan.

Saadut kuivatut ja olennaisesti elvytetyt katalysaattoriosaset * ' poistetaan jaksottaisesti tai jatkuvasti kammion 65 alapäästä poisto- 11 591 1 7 elimillä 93» kuten on esitetty, ja voidaan sen jälkeen syöttää sopivaan pelkistysvyöhykkeeseen osasia lävitsensä päästävän rajoittavan laitteen läpi, joka estää kaasun tai höyryjen läpikulun. Tällainen laite on tavallisesti sulkusäiliö, venttiilit tai sen tapaiset, joskin muita välineitä, jotka estävät vedyn takaisinvirtausta voidaan käyttää. Kuten yllä on huomautettu, ovat katalysaattoriosaset luonteeltaan edullisesti pieniä palloja, niin että ne voivat vapaasti virrata koko pystysuoran kolonnin läpi sekä alemman liikkuvan patja-vyöhykkeen 92 läpi, jossa on kuivausvyöhyke. Kiinnitarttumisen estämiseksi ja osasvirran jakamiseksi tasaisesti on välittömästi alemman poistoaukon 93 yläpuolella kartionmuotoinen osasten ohjauslevy 96.

Minkä tahansa tämän yksikön reikälevyssä tai seulaelimissä 69 ja 73 olevan reiän tai aukon koko on suhteessa reaktiojärjes-' telmässä käytettyjen osasten kokoon. Toisin sanoen kun katalysaat toriosaset ovat suuruusluokkaa 1,6 mm halkaisijaltaan on seulan aukkojen oltava hieman pienempiä osastappioiden estämiseksi seula-elinten läpi näiden osasten liikkuessa painovoiman ansiosta vajoavassa pilarissa esillä olevassa yksikköjärjestelmässä. Keksinnön suositussa suoritusmuodossa käytetään kussakin seulaelimessä 69 ja 73 erityisesti muotoiltuja seulaelimiä, joissa lanka on kiilanmuo-toinen. Tämän tyyppinen seula voidaan muodostaa käärimällä teräslankaa kierukkamaisesti lukuisten välimatkan päässä toisistaan olevien pituussuuntaisten elinten ympäri jatkuvan avoimen raon aikaansaamiseksi. Rako on tietenkin sen kokoinen, että se estää katalysaatto-riosasia kulkemasta sen läpi.

Kuten kuvioista 4 ja 5 parhaiten näkyy, on niissä suurennetussa mittakaavassa esitetty ulompien ja sisempien seulaelinten 73 ja 69 käyttö, joissa on kiilanmuotoinen lankarakenne. Sisempi seula 73 on muodostettu välimatkan päässä toisistaan olevien pystysuorien tankojen 98 tukemasta kierukkamaisesti kierretystä kiilan-muotoisesta langasta 97 rei'itetyksi seularakenteeksi, kuten on esitetty US-patentissa n:o 2 046 458. Seula 69 on taas valmistettu niin, että kiilanmuotoinen lanka 99 kulkee pystysuorasti kannatin-tankojen 100 yli. Kiilalangat on edullisesti molemmissa seuloissa 69 ja 73 suunnattu pystysuorasti katalysaattoriosasten hankauksen tekemiseksi mahdollisimman pieneksi niiden vajotessa alaspäin. On kuitenkin erityisesti huomattava, että kiilanmuotoisten lankojen 99 ja 97 leveät sivuosat on sovitettu sisäänpäin kohti katalysaattoriosasten vajoavaa pilaria. Tällä sovituksella osaset estetään tart-tumasta ja tukkeamasta viereisten seulojen välistä tilaa tai rakoja.

12 59117

Siinä tapauksessa, että jokin osasista on riittävän pieni kooltaan kulkeakseen kiilanmuotoisten seulojen välisen tilan läpi, sallii seulaelinten välisten rakojen suurennettu poikkipinta-ala osasten kulkea raon läpi ilman kiinnitarttumista tai tukkeutumista.

Yksikköe lvytysjärjestelmän toiminta

Esimerkin antamiseksi esillä olevan keksinnön mukaisen yksikkö järj estelmän toiminnasta oletetaan, että katalysaattoriosasten kosketusaika hiilenpolttovyöhykkeessä on oltava noin 2 tuntia kloorauksen tai halogenoinnin vaatiessa tunnin suuruusluokkaa olevan kontaktiajan, niin että rengasmaisessa patjavyöhykkeessä 74 välisei-nämän 88 yläpuolella oleva hiilenpolttovyöhyke näin ollen on noin kaksi kertaa korkeampi kuin rengasmainen patjavyöhyke 89 vastapäätä tulovyöhykettä 90, joka vuorostaan on yhteydessä syöttöelimiin 67. Samalla kertaa on noin kahden tunnin kosketusajan vaativassa kui-vausvyöhykkeessä 92 patjaosan 92 korkeutta säädettävä sen poikkipinta-alaan nähden niin, että kaikki katalysaattoriosaset, jotka liikkuvat sen läpi tarvitsevat kaksi tuntia vajotakseen täydellisesti.

Mitä tulee kolonnin alaosaan syötetään siihen kuivan ilman kuumennettua virtaa syöttöelimellä 95 ja jakelulaitteella 94, niin että kuivaus tapahtuu lämpötila-alueella 430-540°C. Syötetty ilma-määrä määräytyy itse asiassa hiilenpolttovyöhykkeen happitarpeesta, joka tässä tapauksessa aikaansaa kaasun tilavuusnopeuden tunnissa, joka on suuruusluokkaa 130-170. Tässä suoritusmuodossa ilma virtaa ylöspäin halogenointivyöhykkeen läpi syöttöputkeen 85 uudelleen-kierrätystä varten, joskin halutunsuuruinen osa virtaa poikittain halogenointivyöhykkeessä 85 vyöhykkeeseen 86 ilman syöttämiseksi ja palautettavaksi hiilenpolttovyöhykkeeseen. Vaikka suurin osa ilmavirrasta poistuu putken 83 ja poistoaukon 84 läpi, josta sitä kierrätetään takaisin halogenointivyöhykkeeseen, kuvion 1 esittämällä tavalla, luovuttaa patjavyöhykkeeseen 74 saapuva osa happea tässä ylemmässä vyöhykkeessä tapahtuvalle hiilenpoltolle.

Halogeeni-höyryvirtaa syötetään syöttöaukosta 67 poikittain pilariosan 89 läpi halogeenin adsorboimiseksi katalysaattoriosasil-le ja platinasisällön uudelleenjakeLemlseksi minimikristalliitti-kokoihin osasissa. Kaikki ylimääräinen höyry ja halogeeni virtaa ylöspäin ulos poistoputken 83 läpi tai uudelleenkierrätettäväksi, kuten edellä on mainittu. Klooria sisältävälle katalysaattorille 13 591 1 7 klooria lisätään niin paljon, että virrassa, joka on kosketuksessa katalysaattorin kanssa lämpötilassa noin 500°C, ylläpidetään noin 2,5 moolia per tunti. Höyryä sekoitetaan kloorin kanssa lämpötilassa noin 250°C ja samanaikaisesti, yhdistettyjen kaasuvirtojen tilavuuden aikaansaadessa suhteellisen suuren kaasun tilavuusnopeuden per tunti, joka on suuruusluokkaa 4700.

Kolonnin yläosassa, jossa happipitoisuudeltaan säädetty virta aikaansaa olennaisen hiilen poiston tai poispolttamisen, joka hiili on kerrostunut käytetyille katalysaattoriosasille, on uudelleenkier-rätetty palamistuotevirta, jota pidetään lämpötilassa 440-500°C, kaasun tilavuusnopeuden per tunti ollessa myös suuruusluokkaa 4700. Kierrätys on samantapainen kuin on esitetty kuviossa 1 ja happipitoisuus tuloaukosta 66 hiilenpolttoon syötettäväksi tarkoitetussa virrassa on suuruusluokkaa noin 0,7¾.

On huomattava, että edellä mainittu toimintaesimerkki, jossa on esitetty erilaisia lämpötiloja ja määriä on ainoastaan esimerkkitapaus eikä rajoita keksintöä millään laitta, varsinkin kun esillä olevaa parannettua järjestelmää voidaan käyttää millä tahansa annetulla halutulla lämpötila-alueella rakenneaineiden rajojen sisäpuolella. Elvytysvirtoja ja kosketusaikoja voidaan myös vaihdella niin, että ne soveltuvat määrätylle reformingkatalysaattorille ja määrätylle hiilimäärälle tai muulle hiilivedyn reaktiovyöhykkeestä poistuvan katalysaattorin olotilalle. Määrästystä reforminpreakto-rista poistuvaa hiilimäärää, kloorimäärää jne. voidaan toisin sanoen vaihdella hetkestä toiseen tai vaihdella eri yksiköissä, joissa käytetään eri raaka-ainepanoksia, jotka sisältävät eri suuria määriä rikkiä jne., niin että elvytysolosuhteet vaihtelevat vastaavasti.

Claims (7)

1. Menetelmä hiilivedyn reformingkrakkauksessa käytettyjen hii-lipitoisten katalysaattoriosasten jatkuvaksi regeneroimiseksi, tunnettu siitä, että (a) käytetyt osaset johdetaan suljetun regenerointivyöhykkeen yläosaan, (b) mainittua katalysaattoria siirretään ainakin tämän vyöhykkeen osan läpi pitkänomaisena liikkuvan patjan tapaisena pilarina, (c) (^“pitoinen kaasuvirta saatetaan kosketukseen pilarin kanssa hiilen polttamiseksi ja poistamiseksi mainituista osasista, (d) saatuja osasia syötetään jatkuvassa liikkuvan patjan tapaisessa pilarissa regenerointivyöhykkeen alaosaan ja ne saatetaan kosketukseen halogeenia sisältävän kaasuvirran kanssa halogeenin lisäämiseksi niihin, (e) sen jälkeen halogenoituja ja olennaisesti hiilestä vapaita osasia syötetään kuivausvyöhykkeeseen, jossa ne saatetaan kosketukseen kuivan ilmavirran kanssa absorboituneiden kaasumaisten ainesosien ylimäärän poistamiseksi sallien jälkimmäisen kaasuvirran sekoittua edellisessä kosketusvaiheessa osasten läpi virtaavan halogeenipitoisen kaasuvirran kanssa.

2. Laite hiilivetyjen reformingkrakkauksessa käytettyjen hiilipitoisten katalysaattoriosasten jatkuvaksi regeneroimiseksi patenttivaatimuksen 1 mukaisesti, joka laite koostuu kolonnista, jossa on hiilenpolttovyöhyke ja kolonnin koko pituudelta sen kanssa samanakselinen, kuilumainen, seulamai-sesti rei'itetty katalysaattorikammio, jossa katalysaattoriosaset kulkevat koossapysyvänä kerroksena ylhäältä alas ja on edelleen kammio, johon rajoittuu samanakselisten seulojen toiselta puolelta kaasun sisääntuloaukko ja toiselta puolelta poistokaasun pois-toaukko, tunnettu siitä, että kolonni (1, 65) jatkuu hii-lenpolttovyöhykkeen (5, 7*0 alapuolelle ja muodostaa näin alemman vyöhykkeen (8, 89), joka on sen ja hiilenpolttovyöhykkeen toisistaan erottavan väliseinän (3*0 88), joka on katalysaattorikam- mion ulkopuolisessa tilassa, alapuolella, että kolonnissa on halogeenipitoisen kaasun sisääntuloaukko (35, 67) ja seulojen ulos-virtauspuolella oleva, käytetyn halogeenipitoisen kaasun poisto-aukko (39, 85) sekä samanakselisten seulojen (3, 4; 69, 73) sisäänsä sulkema katalysaattorikammio, joka kulkee katkeamatta osaspyl-vään (5, 7*0, hiilenpolttovyöhykkeen (5, 7*0 ja halogenointivyöhyk-keen (8, 89) kautta. 15 591 1 7

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että hiilenpolttokaasun poistojohto (16) on yhdistetty alkalimetal-lilipeällä toimivaan kaasunpesijään (18) ja että kaasunpesijän (18) poistopuoli on yhdistetty polttokaasun sisäänmenoliittymään (13) ja että alkalimetalliliuosta kierrätetään kiertopumpun (23) avulla.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu halo-genointivyöhykkeeseen (8) liitetystä uudelleenkierrätysjärjestel-mästä (40-43), jossa on vesihöyryn tulojohto (46), halogeenin tu.lo-johto (44) ja kuumennuslaitteet (43).

5. Patenttivaatimusten 2-4 mukainen laite, tunnettu kata-lysaattorikammiosta, joka muodostuu kahdesta, toistensa suhteen keskeisesti järjestetystä seulasta (69, 73), jolloin väliseinämä (88) jakaa seulojen ja kolonnin välissä olevan ulomman rengasmaisen tilan polttovyöhykkeeseen ja halogenointivyöhykkeeseen, sisempi lie-riötila (86) on yhdistetty hiilenpolttokaasun poistojohtoon (81) ja sisemmän lieriötilan (86) sisäpuolelle on järjestetty ylhäälle päin suippeneva halogenointikaasun poistojohto (83), jonka sisään-menoaukko (85) on väliseinän (88) alapuolella.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että halogenointikaasun poistoliittymä (85) ulottuu ylöspäin sisemmän lieriömäisen seulan (73) sisäpuolella kolonnin (65) yläpuolella olevaan poistoaukkoon (84) asti.

7- Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että samanakseliset seulat (3, 4; 69, 73) koostuvat poikkileikkaukseltaan kiilamaisista langoista (97, 99) ja siitä, että seulalan-kojen leveämmät kiilapinnat on suunnattu katalysaattoripylvääseen (74) päin.