ITMI20010822A1 - Un processo per rigenerare in continuo particelle di catalizzatore - Google Patents
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Description
Descrizione dell'invenzione industriale a nome:
L'invenzione si riferisce ad un processo per la rigenerazione di un catalizzatore usato per la conversione di idrocarburi, più in particolare, si riferisce ad un processo per la rigenerazione in continuo di particelle di catalizzatore.
Il Reforming Catalitico è un'importante tecnologia per produrre benzina ad alto numero di ottani ed aromatici, e idrogeno come sottoprodotto, in cui le reazioni che hanno luogo includono la deidrogenazione, deidrociclizzazione, isomerizzazione, cracking, cokizzazione ecc. Il coke formato dalla cokizzazione si deposita sulla superficie del catalizzatore e ne causa la disattivazione, cosicché è necessario rigenerare il catalizzatore e ripristinare la sua attività mediante rigenerazione. La rigenerazione generalmente include la combustione del coke ( "coke-burning"), 1'ossiclorurazione, la calcinazione e la riduzione. "Coke-burning" significa la combustione del carbonio depositato sul catalizzatore e l'allontanamento del calore generato durante la combustione con un gas contenente ossigeno. L'ossiclorurazione fornisce il cloro perso dal catalizzatore e ossida i componenti attivi del metallo e li distribuisce uniformemente sulla superficie del supporto del catalizzatore. La calcinazione rimuove l'acqua contenuta nel catalizzatore. La riduzione riduce, in atmosfera di idrogeno, i componenti attivi metallici in uno stato ossidato.
Di solito, un letto radiale viene adottato nella configurazione del corpo principale della zona relativa al coke-burning di un rigeneratore industriale di reforming in continuo, in cui le particelle di catalizzatore si muovono lentamente verso il basso nel letto anulare per mezzo della gravità, e un gas di rigenerazione contenente ossigeno attraversa il letto catalitico lungo la direzione radiale, realizzando con ciò il "coke-burning" in continuo.
La vita operativa del catalizzatore di reforming dipende principalmente dalla velocità con cui decresce la sua area superficiale specifica e i fattori principali che determinano la velocità con cui decresce l'area superficiale specifica sono l'umidità del gas di rigenerazione, la temperatura di rigenerazione, e il tempo di residenza del catalizzatore all'interno della zona ad alta temperatura. E' stato evidenziato da O.Clause et al in "Continuing Innovation In Cat Reforming (1998 NPRAS, AM-98-39) che la perdita di area superficiale specifica del catalizzatore si riduce con il diminuire del contenuto di acqua nei gas di rigenerazione. La quantità in tracce di vapori di olio assorbita dal catalizzatore disattivato contenente carbone proveniente dal sistema di reazione e il carbone depositato sul catalizzatore genereranno una grande quantità di vapore durante la combustione, che dà origine perciò ad un gas di rigenerazione con un relativamente alto contenuto di acqua. Inoltre un ambiente con alta temperatura e alta umidità eserciterà un effetto negativo sulle proprietà fisiche del catalizzatore poiché il "coke-burning" è condotto ad alta temperatura, causando perciò la perdita di area superficiale specifica del catalizzatore e l'agglomerazione delle particelle di platino influenzando l'attività del catalizzatore. Nel contempo la presenza di una grossa quantità di vapore accelererà la perdita dei componenti acidi, i.e. cloro, dal catalizzatore .
Per un letto radiale del "coke-burning", all'ingresso del letto quando il catalizzatore avente un alto contenuto di carbone entra in contatto con il gas di rigenerazione contenente ossigeno che attraversa trasversalmente il letto del catalizzatore, una grossa quantità di calore viene emessa dal "cokeburning". Tale calore converge gradualmente verso l'interno e causa un aumento della temperatura alla parte superiore del letto mentre la temperatura nella parte inferiore del letto aumenta lentamente perché il contenuto di carbone nel catalizzatore è basso e quindi viene prodotto meno calore. Quindi, il letto radiale ha lo svantaggio di avere una distribuzione di temperatura non uniforme attraverso l'intero letto. La zona ad alta temperatura nella parte superiore del letto eserciterà un effetto negativo sulle prestazioni del catalizzatore, mentre la temperatura della parte inferiore è relativamente bassa e c'è la possibilità di aumentare ulteriormente la capacità di bruciare coke. Di conseguenza una opportuna regolazione della distribuzione di temperatura all'interno del letto avrà un effetto positivo sulla conservazione delle prestazioni del catalizzatore e sul prolungamento della sua vita operativa.
La prima forma della zona del "coke-burning" di un generatore di reforming in continuo è quella a forma di banda. Per esempio, nelle tecnologie fornite da USP 3.692.496, USP 3.725.249, USP 3.761.390 e USP 3.838.038 le particelle di catalizzatore si muovono verso il basso all'interno di uno spazio a forma di banda per mezzo della gravità e il gas di rigenerazione è introdotto da un lato ed estratto dall'altro lato. Dopo aver attraversato una unità di lavaggio alcalino e un soffiatore di gas di rigenerazione, il gas di rigenerazione ritorna alla zona del "coke-burning" del rigeneratore per il riciclo. L'ossigeno richiesto per il "coke-burning" è fornito parzialmente dal gas contenente ossigeno proveniente dalla zona di ossiclorurazione . Poiché nei suddetti brevetti non c'è alcun sistema di essiccamento nel circuito del riciclo del gas di rigenerazione, il contenuto di acqua nel gas di rigenerazione è relativamente alto influenzando perciò la vita operativa del catalizzatore. Nel processo di rigenerazione termica descritto in USP 4.578.370, la zona del "coke-burning" nel rigeneratore è una sezione della configurazione di letto radiale e le particelle del catalizzatore si muovono lentamente verso il basso in uno spazio anulare per mezzo della gravità. Lo spazio del gas tra la rete di contenimento ("screen") esterna della zona del "coke-burning" e la parete interna del rigeneratore è diviso in due parti. Dopo essere stato raccolto nel tubo centrale, il gas di rigenerazione viene allontanato dal rigeneratore, una piccola porzione del quale viene spurgata e la parte rimanente passa attraverso una soffiante per gas di rigenerazione e viene divisa in due parti. Una parte entra nella sezione superiore del "coke-burning" attraverso un raffreddatore ad aria e un riscaldatore e l'altra parte entra direttamente nella sezione inferiore del "coke-burning". Poi-ché nessun sistema di essiccamento viene previsto nel circuito di ricircolo del gas di rigenerazione, il contenuto di acqua nel gas di rigenerazione viene regolato fornendo aria e spurgando il gas di rigenerazione per raggiungere alla fine un valore bilanciato. Il contenuto di acqua nel gas di rigenerazione è sempre mantenuto ad un livello relativamente alto, per cui esercita un effetto negativo sulle prestaziono del catalizzatore .
Nella tecnologia di rigenerazione descritta da USP 4.578.370, la zona del "coke-burning" del rigeneratore è una sezione di una configurazione a letto radiale e le particelle del catalizzatore si muovono lentamente verso il basso in uno spazio anulare per mezzo della gravità. Lo spazio di gas fra lo "screen" esterno della zona "coke-burning" e la parete interna del rigeneratore è divisa in due parti. Dopo essere stato raccolto nella tubazione centrale, il gas di rigenerazione viene allontanato dal generatore, una piccola quantità di que-sto è spurgata e la rimanente passa attraverso una soffiante del gas di rigenerazione ed è diviso in due parti. Una parte entra nella sezione superiore del "coke-burning" attraverso un raffreddatore ad aria e un riscaldatore, e l'altra parte entra direttamente nella parte bassa della sezione del "cokeburning" . Poiché non viene fornito un sistema di essiccamento nella configurazione di riciclo del gas di rigenerazione, il contenuto in acqua nel gas di rigenerazione viene stabilito fornendo aria e spurgando il gas di rigenerazione per raggiungere infine un valore bilanciato. Il contenuto in acqua del gas di rigenerazione è sempre mantenuto ad un livello relativamente alto, così esercita un effetto contrario sulla prestazione del catalizzatore.
Nella tecnologia di rigenerazione fornita in USP 4.859.643 e USP 5.277.880, la zona del "coke-burning" del rigeneratore ha una configurazione conica. Il letto ha spessore differente a differenti posizioni assiali. Questo può mi-gliorare la distribuzione del gas lungo la posizione assiale. La parte alta del letto è più stretta e la quantità del gas distribuito è più grande, mentre la parte più bassa del letto è più larga e la quantità del gas distribuito è minore, soddisfacendo così meglio la richiesta di ossigeno a differenti posizioni assiali e riducendo il tempo di residenza del catalizzatore nella zona ad alta temperatura nella parte superiore del letto. Tuttavia, poiché non è previsto nessun sistema di essiccamento nel circuito di riciclo di rigenerazione del gas, il contenuto in acqua nel gas di rigenerazione è relativamente alto.
Nella tecnologia di rigenerazione termale fornita in USP 4.888.640 e USP 4.977.119, la zona del "coke-burning" nel rigeneratore ha una configurazione a forma di banda. Le particelle del catalizzatore si muovono lentamente verso il basso entro lo spazio a forma di banda per mezzo della gravità. La parte superiore e la parte inferiore dello "screen" esterno hanno differenti gradi di perforazione, con ciò permettendo differenti distribuzioni del gas di rigenerazione lungo la direzione assiale, cosicché una quantità maggiore di gas è distribuita nella parte superiore, mentre una quantità inferiore di gas è distribuita nella parte inferiore, così è di utilità per soddisfare la necessità di ossigeno nelle differenti posizioni assiali. Tuttavia, poiché non è previsto nessun sistema di essiccamento nella configurazione del riciclo del gas di rigenerazione il contenuto di acqua nel gas di rigenerazione è relativamente alto.
Nella maggior parte delle tecnologie descritte nei suddetti brevetti, il contento in acqua nei gas di rigenerazione di riciclo è in tutti relativamente alto ed il "coke-burning" per rigenerare le particelle di catalizzatore viene effettuato in un ambiente ad alta temperatura ed ad alto contento in acqua. Tale ambiente è facile che provochi una perdita dell'area superficiale specifica del catalizzatore, in questo modo abbreviando la sua vita di servizio. Inoltre, comunemente esiste il problema delle alte temperature allo "screen" interno della parte superiore al letto radiale. Tuttavia USP 4.859.643, USP 5.277.880, USP 4.880.604 e USP 4.977.119 propongono una configurazione del letto avente una configurazione conica e differenti gradi di perforazioni e con ciò aumenta la quantità di ossigeno richiesta nella parte superiore del letto, ma conseguentemente la temperatura in vicinanza dello "screen" interno nella parte superiore del letto viene aumentata e pertanto il problema della irrazionalità della distribuzione della temperatura nel letto radiale non è stato ancora risolto.
Nella tecnologia di rigenerazione a secco fornita da USP 5.034.177, il letto catalitico nella zona del "coke-burning" è diviso in due sezioni che hanno la stessa configurazione e dimensione ma in qualche modo delle condizioni differenti agli ingressi, cioè la temperatura di ingresso del gas di rigenerazione nella seconda sezione del letto è più alta di quella della prima sezione del letto e l'aria è alimentata attraverso lo spazio fra le due sezioni per mantenere il contenuto in ossigeno a livello richiesto rispettivamente in ciascuna sezione. Dopo essere passato in sequenza attraverso la prima e la seconda sezione del "coke-burning", il gas di rigenerazione viene allontanato dal rigeneratore e mescolato con il gas in uscita dalla zona di ossiclorurazione. Detto gas di rigenerazione viene quindi introdotto dentro il sistema di lavaggio e di essiccamento, quindi rinviato alla prima sezione di "cokeburning" del rigeneratore mediante un compressore di riciclo. Benché il contenuto in acqua nel gas di rigenerazione riciclato che entra nel rigeneratore sia relativamente basso dovuto al sistema di essiccamento presente nel circuito di riciclo del gas di rigenerazione, il catalizzatore è ancora in un ambiente ad alta temperatura e di alto contenuto in acqua poiché quando il gas di rigenerazione entra nella seconda sezione di "coke-burning" direttamente dalla prima sezione di "coke-burning ", il vapore generato nella prima sezione di "cokeburning" nella parte superiore mediante la reazione di combustione di piccole quantità di idrocarburi e idrogeno nel carbone contenuto nel catalizzatore disattivato, entra pure dentro la seconda sezione di "coke-burning". Tale ambiente può risultare in una rapida diminuzione dell'area specifica superficiale del catalizzatore e influenzare la sua vita di servizio .
In conclusione, ci sono principalmente due tipi di zone di "coke-burning" nei rigeneratori dell'arte anteriore. Uno è un letto radiale a due sezioni con un sistema di essiccamento inserito nel ciclo del gas di rigenerazione riciclato, e l'altro è un letto radiale ad una sezione senza un sistema di essiccamento nel ciclo del gas di rigenerazione riciclato. Nel primo, il vapore generato dal "coke-burning" nella parte superiore del letto entra interamente dentro la sezione di "cokeburning" inferiore, risultando nel fatto che il "coke-burning" finale viene compiuto in un ambiente ad alto contenuto in acqua. Nell'ultimo, il contenuto in acqua nel gas di rigenerazione è persino più alto e la temperatura in vicinanza dello "screen" interno della parte superiore del letto è relativamente alta, cosicché il "coke-burning" viene ottenuto in un ambiente ad alta temperatura e alto contenuto in acqua. Ne risulta che entrambi i suddetti tipi di "coke-burning" hanno il problema che il catalizzatore è in un ambiente ad alta temperatura ed ad alto contenuto in acqua, che influenza la vita di servizio del catalizzatore.
L'oggetto della presente invenzione è di fornire un processo per rigenerare in continuo particelle di catalizzatore on un ambiente a bassa temperatura e a basso contenuto in acqua in confronto con l'arte nota.
Il processo fornito dalla presente invenzione comprende: trasferire verso il basso le particelle di catalizzatore disattivato contenenti carbone da reattori a letto mobile in sequenza attraverso la prima zona di "coke-burning", seconda zona di "coke-burning" , zona di ossiclorurazione , e zona di calcinazione nel rigeneratore, in cui le particelle di catalizzatore disattivato vengono contattate, nella prima zona di "coke-burning" con il gas di rigenerazione proveniente dalla seconda zona di "coke-burning", con l'aria secca alimentata e con un gas inerte; dopo la combustione del carbone nella prima zona di "coke-burning", allontanare detto gas di rigenerazione dal rigeneratore attraverso la prima zona di "coke-burning"; e, dopo il sistema di recupero, rimandarlo indietro alla seconda zona di "coke-burning", dove viene a contatto con le particelle di catalizzatore proveniente dalla prima zona di "coke-burning" . Detto sistema di recupero include una fase di essiccamento .
Un processo preferito per rigenerare in continuo le particelle di catalizzatore secondo la presente invenzione comprende: trasferire verso il basso le particelle di catalizzatore disattivato da reattori a letto mobile in sequenza attra-verso la prima di zona di "coke-burning", la seconda zona di "coke-burning", la zona di ossiclorurazione, e la zona di cal-cinazione nel rigeneratore mediante gravità; introdurre un gas di rigenerazione secco contenente ossigeno attraverso il fondo della seconda zona di "coke-burning" ad una temperatura di ingresso di 480-520°C, e trasferirlo attraverso il letto di catalizzatore della seconda zona di "coke-burning" lungo la direzione radiale in modo centrifugo o centripeto per bruciare completamente la piccola quantità di coke restante sulle particelle di catalizzatore; raffreddare detto gas di rigenerazione proveniente dal letto catalitico della seconda zona di combustione del carbone a 410-480°C addizionando aria secca per fornire ossigeno ed un gas inerte secco; e successivamente introdurre detto gas di rigenerazione nella prima zona di "coke-burning" e'passarlo attraverso il letto catalitico della prima zona di coke lungo la direzione radiale in modo centrifugo o centripeto per bruciare la maggior parte del coke sulle particelle di catalizzatore; allontanare il gas di rigenerazione dal rigeneratore mescolandolo con il gas in uscita dalla zona di ossiclorurazione, e trasferirlo poi dentro un sistema di recupero che comprende una fase di essiccamento e poi dentro il compressore; scaldare il gas compresso secco di rigenerazione ad una temperatura di 480-500°C e rinviarlo alla seconda zona di "coke-burning", formando così un circuito di riciclo, in cui il contenuto in ossigerio del gas di rigenerazione all'ingresso di ciascuna zona di "coke-burning" è 0,2-1,0 v%; il contenuto in acqua del gas di rigenerazione che entra nella seconda zona di "coke-burning" è di 10-200 ppmv; e la pressione operativa nel rigeneratore è di 0,3-0,9 MPa (assoluti) .
Le Figure 1-4 sono diagrammi schematici operativi rispettivamente dalla prima fino alla quarta realizzazione del processo fornito dalla presente invenzione; le figure 5 e 6 sono diagrammi operativi schematici realizzati quando il processo della presente invenzione viene effettuato in un rigeneratore comprendente una prima zona di "coke burning" avente spessori variabili del letto del catalizzatore; la Fig. 7 è un diagramma che mostra la variazione dell'area superficiale specifica del catalizzatore in funzione del tempo; la Fig. 3 è un diagramma mostrante la pressione statica del gas di rigenerazione in un circuito operativo di tipo Z centripeto vicino allo "screen" interno ed allo "screen" esterno in funzione della posizione assiale; e la Fig. 9 è un diagramma che mostra la pressione statica del gas di rigenerazione in un circuito operativo di tipo Z centrifugo in vicinanza dello "screen" interno ed dallo "screen" esterno in funzione della posizione assiale .
Il rigeneratore comprende dall'alto al basso in sequenza una prima zona di "coke-burning ", seconda zona di "coke-burning, una zona di ossiclorurazione e unà zona di calcinazione.
Le particelle di catalizzatore disattivato proveniente dai reattori a letto mobile entrano nel rigeneratore, e si spostano lentamente verso il basso per mezzo di gravità entro lo spazio anulare della prima di zona di "coke-burning ", dove esse vengono in contatto con il gas di rigenerazione proveniente dalla seconda zona di "coke-burning ", con l'aria secca alimentata e con un gas inerte, e successivamente le particelle di catalizzatore disattivato, dalle quali la maggior parte del coke è stato combusto, entrano nella seconda zona di "coke-burning" ed entrano in contatto con il gas secco di rigenerazione, e poi le particelle di catalizzatore dalle quali la piccola quantità del coke restante è stato combusto, passano in sequenza attraverso la zona di ossiclorurazione per disperdere i componenti metallici e fornire cloro, e la zona di calcinazione per essiccare il catalizzatore, e poi lasciano il rigeneratore, dove detto sistema di recupero include una fase di essiccamento.
Un gas di rigenerazione secco contenente ossigeno viene introdotto dal fondo della seconda zona di "coke-burning" ad una temperatura di ingresso nell'intervallo di 480-520°C e trasferito attraverso il letto di catalizzatore della seconda zona di "coke-burning" lungo la direzione radiale in modo centrifugo o centripeto per bruciare completamente la piccola quantità di coke rimasta sulle particelle del catalizzatore. Il gas di rigenerazione proveniente dal·.letto catalitico della seconda zona di "coke-burning" viene raffreddato fino ad una temperatura di 410-480°C, mediante addizione di aria secca, per fornire ossigeno e con un gas inerte secco, e poi viene introdotto dentro la prima zona di "coke-burning" e trasferito attraverso il letto di catalizzatore nella prima zona di "coke-burning" lungo la direzione radiale in modo centrifugo o centripeto per bruciare la maggior parte del coke sulle particelle del catalizzatore. Detto gas di rigenerazione viene quindi allontanato dal rigeneratore, mescolato con il gas in uscita proveniente dalla zona di ossiclorurazione , trasferito attraverso un sistema di recupero che comprende una fase di essiccamento e alimentato ad un compressore, e quindi il gas di rigenerazione secco compresso viene riscaldato fino a temperature di 480-520°C e rinviato alla seconda zona di "cokeburning" , formando quindi una coniigurazione di riciclo, in cui il contenuto in ossigeno del gas di rigenerazione all'ingresso del ciascuna zona di "coke-burning" è di 0,2-1,0 v%; il contenuto in acqua del gas di rigenerazione che entra nella seconda zona di "coke-burning" è di 10-200 ppmv; e la pressione operativa del rigeneratore è di 0,3-0,9 MPa (assoluti).
Detto "screen" interno della prima zona di "coke-burning" può essere a forma di cilindro sia con un diametro uniforme oppure con diametri vari. Quando lo "screen" interno nella prima zona di "coke-bprning" è un cilindro avente diametri variati, il diametro dello "screen" esterno non deve cambiare con l'altezza, mentre il diametro dello "screen" interno può diminuire rastremandosi linearmente dalla cima al fondo, con il diametro minimo essendo il 60-90% del diametro massimo; il diametro dello "screen" interno può anche diminuire in maniera immediata a partire da un punto al 40-60% dell'altezza della prima zona di "coke-burning" dall'alto al basso, con il diame-tro di fondo essendo il 60-90% rispetto al diametro superiore. Detto "screen" interno della seconda zona di "coke-burning" è un cilindro con diametro uniforme. Lo spessore del letto nella prima zona di "coke-burning" cambia lungo la posizione assiale, per cui il gas che passa attraverso il letto superiore è maggiore di quello che passa attraverso il letto inferiore, così da soddisfare vantaggiosamente la necessità di ossigeno del catalizzatore avente un alto contenuto in carbone nel letto superiore.
Detta aria secca proviene da un sistema separato di compressione di aria, e il gas inerte secco può provenire sia da sorgenti esterne o dal circuito di rigenerazione del gas.
Detti catalizzatori impiegati nella presente invenzione possono essere qualsiasi tipo di catalizzatori per la conversione di idrocarburi, particolarmente adatti sono i catalizzatori per il reforming catalitico continuo oppure i catalizzatori bi (o multi) metallici contenenti altri promotori.
Il "coke-burning",delle particelle di catalizzatore disattivato può essere effettuato sia nella prima zona anulare di "coke-burning" che nella seconda zona anulare di "coke-burning", oppure nella prima zona anulare di "coke-burning" avente uno spessore del letto variato e la seconda zona anulare di "coke-burning". Ciascun caso ha almeno quattro realizzazioni.
Il "coke-burning" delle particelle di catalizzatore disattivato nella prima zona anulare di "coke-burning" e nella seconda zona anulare di "coke-burning" viene preso come esempio, per illustrare specificamente ciascuna realizzazione del processo secondo la presente invenzione come segue: Realizzazione 1
Le particelle di catalizzatore disattivato proveniente dal reattore entrano nella prima zona di "coke-burning" del rigeneratore dall'alto verso il basso ed entrano in contatto con il gas di rigenerazione che contiene ossigeno proveniente dalla seconda zona di "coke-burning", e con aria secca alimentata e con un gas inerte; le particelle di catalizzatore disattivato dalle quali la maggior parte del coke è stato bruciato, entrano dentro la seconda zona di "coke-burning" e vengono a contatto con il gas secco contenente ossigeno proveniente dal circuito di riciclo; le particelle di catalizzatore disattivato dalle quali la piccola quantità di coke restante viene bruciato completamente, passando in sequenza attraverso la zona di ossiclorurazione per disperdere i componenti metallici e l'alimentatore del cloro, e attraverso la zona di calcinazione per essiccare il catalizzatore e quindi lasciano il rigeneratore. Il percorso del flusso del gas di rigenerazione nelle zone di "coke-burning" è il seguente: Il gas di rigenerazione riciclato entra dentro lo spazio formato dallo "screen" interno della seconda zona di "coke-burning" dal suo fondo; passando in sequenza attraverso lo "screen" interno, il letto radiale e lo "screen" esterno della seconda zona di "coke-burning", detto gas di rigenerazione entra nello spazio formato dallo "screen" interno della prima zona di "COke-burning"; dopo essere passato in sequenza attraverso lo "screen" interno, il letto radiale e lo "screen" esterno della prima zona di "coke-burning", detto gas di rigenerazione lascia il rigeneratore; e successivamente il gas di rigenerazione essiccato e compresso viene riciclato nuovamente al fondo della seconda zona di "coke-burning".
Realizzazione 2
Particelle di catalizzatore disattivate entrano nella prima zona di "coke-burning" del rigeneratore dall'alto verso il basso e vengono a contatto con il gas di rigenerazione contenente ossigeno proveniente dalla seconda zona di "coke-burning", con l'aria secca alimentata e con un gas inerte; le particelle di catalizzatore disattivato, dalle quali la maggior parte del coke viene rimosso mediante combustione, entrano nella seconda zona del "coke-burning" e vengono a contatto con il gas secco di rigenerazione contenente ossigeno dal circuito di riciclo; le particelle di càtalizzatore disattivato dalle quali una piccola quantità del coke rimanente è rimosso mediante combustione passano in successione attraverso la zona di ossiclorurazione per fornire il cloro e attraverso la zona di calcinazione per essiccare il catalizzatore e poi lasciano il rigeneratore. Il percorso del flusso del gas di rigenerazione nella zona di "coke-burning" è il seguente: il gas di rigenerazione di riciclo attraverso il fondo della seconda zona di "coke-burning" passa in successione attraverso lo "screen" esterno, il letto radiale e lo "screen" interno, ed entra nello spazio formato dallo "screen" interno della seconda zona di "coke-burning" e poi entra nello spazio formato dallo "screen" interno della prima zona del "coke-burning; dopo essere passato in successione attraverso lo "screen" interno, il letto radiale lo "screen" esterno della prima zona del "coke-burning", detto gas di rigenerazione lascia il rigeneratore; e dopo di che il gas di rigenerazione secco e compresso è rinviato al fondo della seconda zona di "cokeburning" .
Realizzazione 3
Le particelle di catalizzatore disattivato entrano nella prima zona di "coke-burning" del rigeneratore dall'alto verso 11 basso e entrano in contatto con il gas di rigenerazione contenente ossigeno proveniente dalla seconda zona di "cokeburning", con l'aria secca supplementare e con un gas inerte; le particelle di catalizzatore disattivato dalle quali la maggior parte del carbone viene rimosso mediante combustione, entrano nella seconda zona di "coke-burning" ed entrano in contatto con il gas secco di rigenerazione contenente ossigeno proveniente dal circuito di riciclo; le particelle del catalizzatore disattivato dalle quali una piccola quantità di coke rimanente viene rimosso mediante combustione, passano in sequenza attraverso la zona di ossiclorurazione per fornire il cloro e la zona di calcinazione per essiccare il catalizzatore, e poi lasciano il rigeneratore. La direzione del flusso del gas di rigenerazione nelle zone del "coke-burning" è il seguente: Il gas di rigenerazione riciclato attraverso il fondo della seconda zona di combustione passa in sequenza attraverso lo "screen" esterno, il letto radiale e lo "screen" interno, ed entra nello spazio formato dallo "screen" interno della seconda zona di combustione; e poi detto gas di rigenerazione entra nello spazio anulare formato fra lo "screen" esterno della prima zona del "coke-burning" e la parete interna del rigeneratore, passa in successione attraverso lo "screen" esterno, il letto radiale e lo "screen" interno della prima zona del "coke-burning" e quindi lascia il rigeneratore; e dopo di che il gas di rigenerazione secco e compresso viene riciclato verso il fondo della seconda zona di "coke-burning". Realizzazione 4
Le particelle di catalizzatore disattivato entrano nella prima zona del "coke-burning" del rigeneratore dall'alto verso il basso e vengono in contatto con il gas di rigenerazione contenente ossigeno proveniente dalla seconda zona di "cokeburning", con l'aria secca alimentata e con un gas inerte; le particelle di catalizzatore disattivate dalle quali la maggior parte del catalizzatore viene rimosso mediante combustione entrano nella seconda zona del "coke-burning" ed entrano in contatto con il gas secco di rigenerazione contenente ossigeno proveniente dal circuito di riciclo; le particelle del catalizzatore disattivato, dalle quali la piccola quantità di coke rimanente viene rimosso mediante combustione, passano in successione attraverso la zona di ossiclorurazione per fornire cloro e attraverso la zona di calcinazione per essiccare il catalizzatore e quindi lasciano il rigeneratore. La direzione del flusso del gas di rigenerazione nelle zone del "coke-burning" è la seguente: il gas di rigenerazione è riciclato attraverso il fondo della seconda zona del "coke-burning", entra nello spazio formato dal suo "screen" interno, passa in successione attraverso lo "screen" interno, il letto radiale, e il suo "screen" esterno, ed entra nello spazio anulare formato tra lo "screen" esterno della prima zona del "coke-burning" e la parete interna del rigeneratore; poi detto gas di rigenerazione attraversa in successione lo "screen" esterno, il letto radiale e lo "screen" interno della prima zona del "cokeburning" e lascia il rigeneratore; e dopo di che il gas di rigenerazione secco e compresso viene riciclato verso il fondo della seconda zona del "coke-burning".
Il processo fornito dalla presente invenzione sarà in particolare descritto sulla base dei disegni, ma il processo fornito dalla presente invenzione non è limitato dalle seguenti realizzazioni. Anche la forma e la dimensione dell'apparato e delle tubazioni non sono limitate dai disegni, ma sono determinate a seconda delle particolari situazioni.
Le Figure 1-4 sono rispettivamente i diagrammi schematici operativi delle realizzazioni dall'l al 4 del processo descritto dalla presente invenzione che illustrano la combustione del "coke" che viene condotta in una prima zona anulare del "coke-burning" e in una seconda zona anulare del "cokeburning"; Fig. 5 e Fig.6 sono i diagrammi schematici operativi del processo forniti dalla presente invenzione che mostrano che la combustione del coke è condotta in un rigeneratore comprendente una prima zona di "coke-burning" avente uno spessore di letto variato.
Il "coke-burning" delle particelle di catalizzatore disattivato può essere condotto nella prima zona anulare del "coke-burning" e nella seconda zona del "coke-burning".
Come mostrato in Fig,l, il diagramma operativo della prima realizzazione è il seguente:
le particelle di catalizzatore disattivato entrano nel rigeneratore 2 attraverso la linea 1, e poi entrano nel letto 4a della prima zona anulare 4 del "coke-burning" attraverso una serie di condotti e sono in contatto con il gas di rigenerazione proveniente dalla seconda zona di "coke-burning" 7, con l'aria secca dalla linea 6 e con il gas inerte secco dalla linea 20. Dopo che la maggior parte del carbone depositato sopra è stato bruciato, dette particelle di catalizzatore si muovono lentamente verso il basso per mezzo della gravità, entrano nel letto 7a della seconda zona di "coke-burning" 7 attraverso i condotti 5, e entrano in contatto con il gas di rigenerazione riciclato proveniente dalla linea 19. Dopo che il rimanente coke depositato sopra è stato bruciato, dette particelle di catalizzatore entrano nella zona 9 di ossiclorurazione (il gas contenente cloro non è indicato in figura) attraverso i condotti 8. Dopo 1'ossiclorurazione , dette particelle di catalizzatore entrano nella zona di calcinazione 11 attraverso i condotti 10 per essiccare il catalizzatore (il gas contenente ossigeno non è indicato in Figura.). Quindi le particelle di catalizzatore rigenerato lasciano il rigeneratore 2 attraverso la linea 12.
Il gas di rigenerazione riciclato entra nello spazio formato dallo "screen" interno 7c della seconda zona 7 di "cokeburning" dal suo fondo attraverso la linea 19, poi passa attraverso lo "screeen" interno 7c ed entra nel letto catalitico radiale 7a per venire in contatto con le particelle del cata-lizzatore che portano una piccola quantità di coke. Detto gas di rigenerazione passa attraverso lo "screen" esterno 7b e poi entra nello spazio formato dallo "screen" interno 4c della prima zona di "coke-burning" 4. Poi detto gas di rigenerazione passa attraverso lo "screen" interno 4c ed entra nel letto catalitico radiale 4a per entrare in contatto con le particelle di catalizzatore disattivato. Detto gas di rigenerazione passa poi attraverso lo "screen" esterno 4b, lascia il rigeneratore 2 ed entra nel sistema di recupero 14 attraverso la linea 13. Successivamente, il gas secco entra nel compressore 16 attraverso la linea 15 e il gas compresso dopo essere stato riscaldato dal riscaldatore 18 viene riciclato verso il fondo della seconda zona 7 di "coke-burning" attraverso la linea 19.
Come mostrato in Figura 2 lo schema operativo della seconda realizzazione è il seguente:
le particelle di catalizzatore disattivato entrano nel rigeneratore 2 attraverso la linea 1 e poi entrano nel letto 4a della prima zona anulare 4 del "coke-burning" attraverso una serie di condotti 3 ed entrano in contatto con il gas di rigenerazione della seconda zona 7 di "coke-burning", con l'aria secca della linea 6 e con il gas secco inerte della linea 20. Dopo che la maggior parte del coke depositato sopra è stato bruciato, dette particelle di catalizzatore muovono lentamente verso il basso per mezzo della gravità, entrano nel letto 7a della seconda zona 7 del "coke-burning" attraverso i condotti 5, ed entrano in contatto con il gas di rigenerazione riciclato dalla linea 19. Dopo che il rimanente coke depositato sopra è stato bruciato, dette particelle di catalizzatore entrano nella zona di ossiclorurazione 9 (il gas contenente cloro non è indicato in Figura) attraverso condotti 8. Dopo 1'ossiclorurazione, dette particelle di catalizzatore entrano nella zona di calcinazione 11 attraverso i condotti 10 per essiccare il catalizzatore (il gas contenente ossigeno non è indicato in Figura) . Quindi le particelle di catalizzatore rigenerato lasciano il rigeneratore 2 attraverso la linea 12.
Il gas di rigenerazione riciclato entra nel rigeneratore 2 dal fondo della seconda zona 7 di "coke-burning" attraverso la linea 19, poi passa attraverso lo "screen" esterno 7b ed entra nel letto radiale 7a, ed entra in contatto con le particelle di catalizzatore che portano una piccola quantità di coke. Detto gas di rigenerazione passa poi attraverso lo "screen" interno 7c ed entra nello spazio formato dallo "screen" interno 7c della seconda zona 7 di "coke-burning" e poi entra nello spazio formato dalla "screen" interno 4c della prima zona 4 del "coke-burning". Poi esso passa attraverso lo "screen" interno 4c della prima zona 4 del "coke-burning" ed entra nel letto catalitico radiale 4a, ed entra in contatto con le particelle di catalizzatore disattivato. Detto gas di rigenerazione passa poi attraverso lo "screen" esterno 4b e lascia il rigeneratore 2, e poi entra nel sistema di recupero 14 attraverso la linea 13. Il gas secco entra nel compressore 16 attraverso la linea 15. Il gas compresso dopo essere stato riscaldato dal riscaldatore 18 viene riciclato verso il fondo della seconda zona 7 del "coke-burning" attraverso la linea 19.
Come mostrato in Figura 3, il diagramma operativo della terza realizzazione è il seguente:
le particelle di catalizzatore disattivato entrano nel rigeneratore 2 attraverso la linea 1, e poi entrano nel letto 4a della prima zona anulare 4 del "coke-burning" attraverso una serie di condotti 3 e entrano in contatto con il gas di rigenerazione della seconda zona 7 del "coke-burning", con l'aria secca della linea 6 e con il gas inerte della linea 20. Dopo che la maggior parte del coke depositatovi sopra è stato bruciato, dette particelle di catalizzatore si muovono lentamente verso il basso per mezzo della gravità, entrano nel letto 7a della seconda zona 7 del "coke-burning" attraverso i condotti 5 ed entrano in contatto con il gas di rigenerazione riciclato dalla linea 19. Dopo che il coke rimastovi sopra è stato bruciato, dette particelle di catalizzatore entrano nella zona 9 di ossiclorurazione (il gas contenente cloro non è indicato in Figura) attraverso i condotti 8. Dopo l'ossiclorurazione, dette particelle di catalizzatore entrano nella zona di calcinazione li attraverso i condotti 10 per essiccare il catalizzatore (il gas contenente ossigeno non è indicato in Figura). Le particelle di catalizzatore rigenerato lasciano il rigeneratore 2 attraverso la linea 12.
Il gas di rigenerazione riciclato entra nel rigeneratore 2 dal fondo della seconda zona 7 del "coke-burning" attraverso la linea 19, passa poi attraverso lo "screen" esterno 7b ed entra nel letto radiale 7a e viene in contatto con le particelle del catalizzatore che portano una piccola quantità di coke. Detto gas di rigenerazione passa poi attraverso lo "screen" interno 7c ed entra in sequenza nello spazio formato dallo "screen" interno 7c della seconda zona 7 del "cokeburning" e poi entra nello spazio anulare formato dallo "screen" esterno 4b della prima zona 4 del "coke-burning" e della parete interna del rigeneratore. Detto gas di rigenerazione passa poi attraverso lo "screen" esterno 4b della prima zona 4 del "coke-burning" ed entra nel letto catalitico radiale 4a e viene in contatto con le particelle del catalizzatore disatti-vato. Detto gas di rigenerazione passa poi attraverso lo "screen" interno 4c e lascia il rigeneratore 2 dallo spazio formato dallo "screen" interno 4c della prima zona 4 del "coke-burning" ed entra nel sistema di recupero 14 attraverso la linea 13. Il gas secco entra nel compressore 16 attraverso la linea 15. Il gas compresso dopo essere stato riscaldato dal riscaldatore 18 è riciclato verso il fondo della seconda zona 7 del "coke-burning" attraverso la linea 19.
Come mostrato in Figura 4 il diagramma operativo della quarta realizzazione è il seguente: le particelle del cataliz-zatore disattivato entrano nel rigeneratore 2 attraverso la linea 1, e poi entrano nel letto 4a della prima zona anulare 4 del "coke-burning" attraverso una serie di condotti 3 ed en-trano in contatto con il gas di rigenerazione delle seconda zona 7 di "coke-burning", con l'aria secca dalla linea 6 e con il gas inerte secco dalla linea 20. Dopo che la maggior parte del coke depositatovi sopra è stato bruciato, dette particelle di catalizzatore si muovono lentamente verso il basso per mez-zo della gravità, entrano nel letto 7a della seconda zona 7 del "coke-burning" attraverso i condotti 5, ed entrano in contatto con il gas di rigenerazione riciclato dalla linea 19. Dopo che il coke rimastovi sopra è stato bruciato, dette particelle di catalizzatore entrano nella zona 9 di ossiclorurazione (il gas contenente cloro non è indicato nella Figura) attraverso i condotti 8. Dopo 1'ossiclorurazione, dette particelle di catalizzatore entrano nella zona di calcinazione 11 attraverso i rami inclinati 10 per essiccare il catalizzatore (il gas contenente ossigeno non è indicato in Figura). Le particelle di catalizzatore rigenerato lasciano il rigeneratore 2 attraverso la linea 12.
Il gas di rigenerazione riciclato entra nello spazio formato dallo "screen" interno 7c della seconda zona 7 di "cokeburning" dal fondo della seconda zona 7 del "coke-burning" attraverso la linea 19, poi passa attraverso lo "screen" interno 7c ed entra nel letto radiale 7a, e viene in contatto con le particelle del catalizzatore che portano una piccola quantità di coke. Detto gas di rigenerazione passa poi attraverso lo "screen" esterno 7b e poi entra nello spazio anulare formato tra lo "screen" esterno 4b della prima zona 4 del "coke-burning" e la parte interna del rigeneratore. Detto gas di rigenerazione passa attraverso lo "screen" esterno 4b della prima zona 4 del "coke-burning" ed entra nel letto catalitico radiale 4a, e viene in contatto con le particelle di catalizzatore disattivato. Poi, detto gas di rigenerazione passa attraverso lo "screen" interno 4c e lascia il rigeneratore 2 dallo spazio formato dallo "screen" interno 4c della prima zona 4 del "coke-burning", ed entra nel sistema di recupero 14 attraverso la linea 13. Il gas secco entra nel compressore 16 attraverso la linea 15. Il gas compresso dopo essere stato riscaldato dal riscaldatore 18 è riciclato verso il fondo della seconda zona 7 del "coke-burning" attraverso la linea 19.
Il diametro dello "screen" interno della prima zona del "coke-burning" mostrata in Figura 5 si riduce linearmente dall'alto verso il fondo. Il diametro dello "screen" interno del-la prima zona del "coke-burning" mostrata in figura 6 si riduce dall'alto verso il basso partendo dal punto al 40-60% dell'altezza della prima zona del "coke-burning". Simile al "coke-burning" nella prima zona anulare del "coke-burning" con un diametro uniforme, questi due tipi di configurazione hanno anche quattro realizzazioni rispettivamente, delle quali il diagramma operativo base è il seguente:
le particelle di catalizzatore disattivate entrano nel rigeneratore 2 attraverso la linea 1 e poi entrano nel letto 4a della prima zona anulare 4 del "coke-burning" con uno spessore del letto variato attraverso una serie di condotti 3 e vengono in contatto con il gas di rigenerazione della seconda zona 7 di "coke-burning", con l'aria secca dalla linea 6 e con il gas secco inerte dalla linea 20. Dopo che la maggior parte del coke depositatovi sopra è stato bruciato, dette particelle di catalizzatore muovono lentamente verso il basso per mezzo della gravità, entrano nel letto 7a della seconda zona 7 del "coke-burning" attraverso i condotti 5, e vengono in contatto con il gas di rigenerazione riciclato dalla linea 19. Dopo che il coke rimastovi sopra è stato bruciato, dette particelle di catalizzatore entrano nella zona di ossiclorurazione 9 (il gas contenente cloro non è indicato in Figura) attraverso i condotti 8. Dopo l'ossiclorurazione, dette particelle di catalizzatore entrano nella zona di calcinazione 11 attraverso i condotti 10 per essiccare il catalizzatore (il gas contenente ossigeno non è indicato in Figura). Le particelle del catalizzatore rigenerato lasciano il rigeneratore 2 attraverso la linea 12. Il gas di rigenerazione riciclato entra nel letto catalitico radiale dal fondo della seconda zona 7 del "cokeburning" attraverso la linea 19 e viene in contatto con le particelle di catalizzatore che portano una piccola quantità di coke. Poi, detto gas di rigenerazione entra nel letto catalitico radiale della prima zona del "cok.e-burning", e lascia il rigeneratore 2 dopo essere entrato in contatto con le particelle di catalizzatore disattivato, ed entra poi nel sistema di recupero 14 attraverso la linea 13. Il gas secco entra nel compressore 16 attraverso la linea 15. Il gas compresso, dopo essere stato riscaldato dal riscaldatore 18 viene riciclato verso il fondo della seconda zona 7 del "coke-burning" attraverso la linea 19.
I vantaggi della presente invenzione risiedono in ciò: Poiché una temperatura di ingresso relativamente bassa del gas di rigenerazione viene adottata nella prima zona del "coke-burning" e una temperatura di ingresso relativamente alta del gas di rigenerazione viene adottata nella seconda zona del "coke-burning", la temperatura del letto vicino allo "screen" interno del letto superiore della zona del "coke-burning" è relativamente bassa. Questo è favorevole per ridurre la velocità di diminuzione dell'area superficiale specifica del catalizzatore e quindi la vita operativa del catalizzatore viene prolungata di oltre il 20% confrontata con quella dei processi di rigenerazione a secco convenzionali. Allo stesso tempo quando una piccola quantità di coke depositato sul catalizzatore viene bruciata, la seconda zona del "coke-burning" funziona anche nel riscaldamento del catalizzatore e permette quindi al catalizzatore di entrare nella zona di ossiclorurazione ad una temperatura più alta.
Poiché il gas di rigenerazione secco passa prima attraverso la seconda zona del "coke-burning" e poi passa attraverso la prima zona del "coke-burning", la grande quantità di vapore generato nella prima zona del "cokeburning" è portata via dal gas di rigenerazione dal rigeneratore senza entrare nella seconda zona del "coke-burning" . Quindi la combustione del coke nella seconda zona del "coke-burning" è completata in un ambiente a basso contenuto di acqua, evitando così che il gas di rigenerazione con un alto contenuto di acqua entri in contatto con le particelle di catalizzatore ad alta temperatura durante la combustione del coke nel processo di rigenera-zione continua del catalizzatore. Allo stesso tempo, esso ha anche l'effetto di conservare le prestazioni del catalizzatore e di prolungare la sua vita, come anche di ridurre la perdita del componente cloro. Come risultato da una parte, il consumo di agenti di clorurazione per fornire cloro viene ridotto, e dall'altra parte la corrosione del gas di rigenerazione sul sistema di rigenerazione viene diminuita.
Il sistema di declorurazione e di essiccamento per il gas di rigenerazione fornito nel circuito di rigenerazione riduce la necessità di materiali di qualità per le linee e l'apparato. L'adozione di uno schema di flusso del gas di rigenerazione nella zona del "coke-burning" lungo la direzione radiale in modo centrifugo aiuta ad incrementare la distribuzione del gas di rigenerazione e allo stesso tempo la tendenza ad impaccarsi del catalizzatore nel letto radiale viene diminuita, perciò è possibile un flusso relativamente grande di gas di rigenerazione, e la capacità di bruciare il coke del rigeneratore è incrementata .
Le Figure 1-4 sono i diagrammi schematici operativi delle realizzazioni rispettivamente dall'l al 4 del processo descritto dalla presente invenzione, e Figura 5 e Figura 6 sono i diagrammi schematici operativi del processo fornito dalla presente invenzione quando esso è condotto in un rigeneratore comprendente una prima zona di "coke-burning" con uno spessore di letto variato. I segni di riferimento nei disegni hanno il seguente significato: 2 indica il rigeneratore, 4 indica la prima zona del "coke-burning", 7 indica la seconda zona di "coke-burning", 9 indica la zona di ossiclorurazione , 11 indica la zona di calcinazione; 4a, 4b, 4c indicano rispettivamente il letto del catalizzatore, lo "screen" esterno, e lo "screeen" interno della prima zona di "coke-burning"; 7a, 7b, 7c indicano rispettivamente il letto del catalizzatore, lo "screen" esterno e lo "screen" interno della seconda zona di "coke-burning"; 3 indica i condotti; 5, 8, 10 indicano i condotti; 14 indica il sistema di recupero; 16 indica un compressore; 18 indica un riscaldatore; 21 indica un diaframma; 1, 6, 12, 13, 15, 17, 19 indicano le tubazioni.
ESEMPI
I seguenti esempi descriveranno ulteriormente il processo fornito dalla presente invenzione, ma non dovranno essere intesi come limitativi dell'invenzione.
ESEMPIO 1
Le prestazioni del catalizzatore sono strettamente in relazione con la variazione della sua specifica area superficiale. Per indagare sull'effetto del contenuto d'acqua nel gas di rigenerazione sulla specifica area superficiale del catalizzatore, esperimenti di invecchiamento sono stati effettuati su un catalizzatore sferoidale 3961 industriale (prodotto dall'impianto catalitico della raffineria n° 3, China National Petroleum Corporation), in ambienti con vari contenuti d'acqua. Le condizioni nelle quali sono stati effettuati gli esperimenti erano le seguenti: la fase gas era azoto; la temperatura era 650°C; i contenuti d'acqua nella fase gas erano 100 ppmv, 3000 ppmv, 35.000 ppmv rispettivamente.
La variazione della specifica area superficiale del catalizzatore come funzione del tempo è mostrata in fig. 7. Si può osservare dalla fig.7 che la specifica area superficiale del catalizzatore si riduce con il prolungarsi del tempo di trattamento. Quando il contenuto d'acqua nella fase gas era uguale a quello nel gas di rigenerazione coinvolto nella presente invenzione, i.e., 100 ppmv, la velocità di diminuzione della specifica area superficiale era molto lenta. Ma, quando il contenuto d'acqua nella fase gas era uguale a quello nel gas di rigenerazione coinvolto nel processo convenzionale di rigenerazione a secco, i.e.3000 ppmv, la velocità di diminuzione della specifica area superficiale aumentava. Quando il contenuto di acqua nella fase gas era uguale a quello del gas di rigenerazione coinvolto nel processo convenzionale della rigenerazione termica, i.e. 35.000 ppmv, la velocità di diminuzione della specifica area superficiale ovviamente aumentava.
Se i risultati degli esperimenti sopra indicati sono correlati alla vita del catalizzatore, si può concludere che il processo per rigenerare le particelle di catalizzatore fornito dalla presente invenzione permette di prolungare la vita del catalizzatore di oltre il 20% se confrontata con quella del processo convenzionale di rigenerazione a secco e del 100% se confrontata con quella del processo convenzionale di rigenerazione termica.
ESEMPIO 2
La zona di "coke-burning" nel rigeneratore secondo la presente invenzione è un letto radiale. Quando il gas di rigenerazione passa attraverso il letto del catalizzatore lungo la direzione radiale, la distribuzione del gas di rigenerazione lungo la posizione assiale ha qualche effetto sulla efficienza della combustione del coke nel rigeneratore. Perciò, gli esperimenti sono stati condotti per studiare la relazione tra la distribuzione del gas lungo la posizione assiale e la maniera in cui il gas entra nella zona di "coke-burning".
L'apparecchio e le condizioni adottate negli esperimenti nel modello a freddo sono stati i seguenti: il diametro dello "screen" esterno del letto radiale era 400 mm; il diametro dello "screen" interno era 130 mm; l'altezza della zona perforata del letto era 1307 mm; il catalizzatore era un supporto sferoidale di γ-Α12O3 senza alcun componente attivo sopra; il diametro medio di detto supporto era 1.8 mm; il gas usato negli esperimenti era aria con una portata di 200-800 m<3>/h.
Il percorso del flusso di detto gas è definito come tipo Z, fluendo in maniera da entrare dall'alto e uscire dal basso o viceversa; il fluire dall'esterno verso l'interno lungo la direzione radiale viene definito come percorso di tipo centri-peto, e il fluire dall'interno verso l'esterno viene definito come percorso di tipo centrifugo. I due flussi di tipo Z, cioè il tipo centripeto e il tipo centrifugo per il gas che entra ed esce sono stati rispettivamente analizzati; la velocità del flusso del gas usata era 800 m<3>/h. I profili di distribuzione della pressione statica sullo "screen" interno e sullo "screen" esterno per i suddetti due casi sono stati ottenuti come mostrato rispettivamente in Figura 8 e Figura 9. La forza motrice del gas per passare attraverso il letto radiale deriva dalla differenza delle pressioni statiche sullo "screen" interno e sullo "screen" esterno. Se tali differenze sono identiche alle differenti posizioni assiali del letto, la distri-buzione del gas è uniforme lungo la direzione assiale. Si può vedere dalle Figure 8 e 9 che la differenza tra le pressioni statiche sullo "screen" interno e sullo "screen" esterno in un letto radiale con un moto di tipo Z centripeto varia con le differenti posizioni assiali. La differenza di pressione statica all'ingresso è più piccola, mentre quella all'uscita è più grande, conseguentemente la forza motrice all'uscita per il gas che passa attraverso il letto è più grande di quella all'ingresso, e il flusso del gas dall'ingresso verso l'uscita lungo la direzione assiale aumenta gradualmente. La differenza tra la pressione statica sullo "screen" interno e quella sullo "screen" esterno in un letto radiale con un moto di tipo Z centrifugo varia molto poco con le differenti posizioni assiali cosicché la distribuzione del gas è quasi uniforme lungo la direzione assiale.
Nel processo convenzionale di rigenerazione a secco, il flusso dall'alto al basso di un moto di tipo Z centripeto del gas di rigenerazione viene usato nella zona di "coke-burning" , perciò il gas distribuito sul letto inferiore è maggiore di quello distribuito sul letto superiore. Ma il contenuto del coke sul catalizzatore si riduce successivamente dall'alto al basso; ciò vale a dire, che il catalizzatore nel letto superiore contiene più coke e necessita di più ossigeno per la combustione del coke. Perciò, questo tipo di schema di flusso ha certi svantaggi per quanto riguarda la combustione del coke. Il flusso dal basso verso l'alto del gas di rigenerazione viene usato nella zona di "coke-burning" in accordo alla presente invenzione, così il gas distribuito sulla parte superiore del letto è di più di quello distribuito sulla parte inferiore quando si usa un flusso con moto di tipo Z centripeto, che è benefico per il miglioramento dell'efficienza del "cokeburning" del catalizzatore. Per il flusso di tipo Z centrifugo del gas, la distribuzione del flusso del gas è relativamente uniforme lungo la direzione assiale ed ha anche alcuni vantaggi se confrontati con il flusso dall'alto verso il basso del moto di tipo Z centripeto. In conclusione, non importa se per il gas viene adottato un flusso di tipo Z centrifugo o centri-peto nella zona del "coke-burning" del rigeneratore secondo la presente invenzione, esso è superiore rispetto al letto radiale con flusso di tipo Z centripeto dei processi a secco comuni.
Claims (14)
- RIVENDICAZIONI 1. Un processo per rigenerare in continuo le particelle di catalizzatore, in cui le particelle di catalizzatore disattivato passano verso il basso in sequenza attraverso la prima zona di "coke-burning", la seconda zona di "coke-burning", la zona di ossiclorurazione, e la zona di calcinazione, e vengono contattate, nella prima zona di "coke-burning" con il gas di rigenerazione proveniente dalla seconda zona di "coke-burning", con l'aria secca alimentata e con un gas inerte; dopo la combustione del "coke" nella prima zona di "coke-burning", detto gas di rigenerazione è allontanato dal rigeneratore attraverso la prima zona di "coke-burning", e dopo il sistema di recupero, è riciclato alla seconda zona di "cokeburning", dove viene a contatto con le particelle di catalizzatore provenienti dalla prima zona di cokeburning".
- 2. Il processo secondo la Rivendicazione 1, in cui detto sistema di recupero comprende la fase dell'essiccamento.
- 3. Il processo secondo la Rivendicazione 1, dove il gas di rigenerazione può passare attraverso il letto di catalizzatore della seconda zona di "coke-burning" lungo la direzione radiale in modo centrifugo o centripeto, e quindi può attraversare il letto catalitico della prima zona di "coke-burning" lungo la direzione radiale in modo centrifugo o centripeto.
- 4. Il processo secondo la Rivendicazione 1, dove il gas di rigenerazione può passare attraverso il letto di catalizzatore della seconda zona di "coke-burning" lungo la direzione radiale in modo centrifugo, e quindi attraversare il letto catalitico della prima zona di "coke-burning" lungo la direzione radiale in modo centrifugo.
- 5. Il processo secondo la Rivendicazione 1, in cui la pressione operativa del rigeneratore è nell'intervallo tra 0,3-0,9 MPa.
- 6. Il processo secondo la Rivendicazione 1, in cui il contenuto in acqua del gas di rigenerazione che entra nella seconda zona di "coke-burning" è di 10-200 ppmv.
- 7. Il processo secondo la Rivendicazione 1, in cui il contenuto in ossigeno del gas di rigenerazione all'ingresso della prima e della seconda zona di "coke-burning" è nell'intervallo di 0,2-1,0 v%;
- 8. Il processo secondo la Rivendicazione 1, in cui la temperatura del gas di rigenerazione che entra nella prima zona di "coke-burning" è nell'intervallo di 410-480°C.
- 9. Il processo secondo la Rivendicazione 1, in cui la temperatura del gas di rigenerazione che entra nella seconda zona di "coke-burning" è nell'intervallo di 480-520°C.
- 10. Un processo per rigenerare in continuo particelle di catalizzatore comprendente: trasferire le particelle di catalizzatore disattivato provenienti da reattori a letto mobile verso il basso in sequenza attraverso la prima zona di "coke-burning", la seconda zona di "cokeburning", la zona di ossiclorurazione, e la zona di calcinazione, per mezzo della gravità; introdurre un gas secco contenente ossigeno dal fondo della seconda zona di "coke-burning", con la temperatura di ingresso di detto gas essendo nell'intervallo 480-520°C; far passare detto gas attraverso il letto del catalizzatore della seconda zona di "coke-burning" lungo la direzione radiale in modo centrifugo o centripeto per bruciare completamente la piccola quantità di coke su dette particelle del catalizzatore; raffreddare il gas di rigenerazione proveniente dalla seconda zona di "coke-burning" fino ad una temperatura di 410-480°C mediante addizione di aria secca per fornire ossigeno ed addizione di un gas inerte secco, e introdurre detto gas di rigenerazione dentro la prima zona di "coke-burning"; far passare detto gas di rigenerazione attraverso il letto di catalizzatore della prima zona di "coke-burning" lungo la direzione radiale in modo centrifugo o centripeto per bruciare la maggior parte del coke su dette particelle del catalizzatore; allontanare detto gas di rigenerazione dal rigeneratore, mescolandolo con il gas in uscita proveniente dalla zona di ossiclorurazione; successivamente dopo il sistema di recupero che comprende una fase di essiccamento, alimentare detto gas di rigenerazione al compressore; riscaldare il gas secco compresso fino a temperature di 480-520°C e riciclarlo alla seconda zona di "coke-burning", formando quindi un circuito chiuso in cui il contenuto in ossigeno del gas di rigenerazione all'ingresso di ciascuna zona di "cokeburning" è nell'intervallo di 0,2-1,0 v%, il contenuto in acqua del gas di rigenerazione che entra nella seconda zona di "coke-burning" è nell'intervallo di 10-200 ppmv.; e la pressione operativa del generatore è nell'intervallo di 0,3-0,9 MPa.
- 11. Il processo secondo la Rivendicazione 1 o 10, dove detto "screen" interno della prima zona di "coke-burning" può essere sia un cilindro con un diametro uniforme o un cilindro rastremato con diametri che si riducono dall'alto verso il basso.
- 12. Il processo secondo la Rivendicazione 11, in cui il diametro di detto "screen" interno può diminuire linearmente dall'alto verso il basso, con il suo diametro minimo essendo il 60-90% del suo diametro massimo.
- 13. Il processo secondo la Rivendicazione 11, in cui il diametro di detto "screen" interno può essere ridotto al 40-60% dall'alto dell'altezza della prima zona di "coke-burning" in maniera immediata verso il basso cosicché il diametro del fondo di detto "screen" interno sia il 60-90% del diametro in cima di detto "screen" interno.
- 14. Il processo secondo la Rivendicazione 1 o 10, in cui detto "screen" interno della seconda zona di "coke burning " è di forma cilindrica.
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