KR100225150B1 - Method for deagglomerating and re-exposing catalyst in a fluid bed reactor - Google Patents

Method for deagglomerating and re-exposing catalyst in a fluid bed reactor

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KR100225150B1
KR100225150B1 KR1019920006611A KR920006611A KR100225150B1 KR 100225150 B1 KR100225150 B1 KR 100225150B1 KR 1019920006611 A KR1019920006611 A KR 1019920006611A KR 920006611 A KR920006611 A KR 920006611A KR 100225150 B1 KR100225150 B1 KR 100225150B1
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제롬 브레머 노엘
로코 트롯트 루이스
로버트 맥도널 티머씨
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래리 윌리암 에반스
더 스탠다드 오일 캄파니
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/04Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst

Abstract

괴상화, 촉매표면의 오염, 혹은 물리적 혹은 화학적 변화를 통해 활성 혹은 유동성을 잃은 유동층 촉매가 분상화되고/거나 표면이 재노출된다. 유동 촉매를 촉매입자간의 다중충돌을 야기시키기에 충분한 고속기체와 접촉시켜 입자를 분상화하고/거나 입자의 표면을 마멸시켜 촉매를 재노출시킨다.Fluidized bed catalysts that lost their activity or fluidity through agglomeration, contamination of the catalyst surface, or physical or chemical changes may be powdered and / or reexposed. The flowing catalyst is contacted with a high velocity gas sufficient to cause multiple collisions between the catalyst particles to atomize the particles and / or to wear the surface of the particles to re-expose the catalyst.

Description

유동층 반응장치의 촉매 분상화 및 재노출 방법Catalytic Separation and Re-Exposure Method of Fluidized Bed Reactors

제1도는 본 발명의 실시예를 나타내는 유동층 반응장치의 개략단면도.1 is a schematic cross-sectional view of a fluidized bed reactor showing an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 유동층 반응장치 2 : 유동층 촉매의 층1 fluidized bed reactor 2 fluidized bed catalyst bed

3, 5, 8 : 라인 4 : 기체 분배 그리드3, 5, 8: line 4: gas distribution grid

6 : 사이클론 7 : 딥레그(dipleg)6: cyclone 7: dipleg

9 : 노즐9: nozzle

본 발명은, 촉매 표면상의 오염물질이나 다른 물리적 혹은 화학적 변화에 기인하여 활성 혹은 유동성을 잃은 유동층 촉매의 성능을 향상시키는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 본 발명은 사용중의 촉매표면을 마멸하여 촉매 표면의 박층을 제거함으로써 새로운 촉매(fresh catalyst)를 노출시키는 방법에 관한 것이다. 아울러, 본 발명은 촉매입자의 분상화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for improving the performance of a fluidized bed catalyst which has lost activity or fluidity due to contaminants or other physical or chemical changes on the catalyst surface. More specifically, the present invention relates to a method of exposing a fresh catalyst by abrasion of the catalyst surface in use to remove a thin layer of catalyst surface. In addition, the present invention relates to a method for powder separation of catalyst particles.

유동층 촉매 반응장치에서, 촉매의 미세고상입자는 전형적인 증기 반응 매체와 접촉된다. 촉매 입자는 공정기체의 상승류에 의해 올려지고 교반되어 기체류에 부유된 것으로 보이고 끊는 액체 같은데, 이하에서는 유동층이라 한다.In a fluidized bed catalytic reactor, the microsolid particles of the catalyst are in contact with a typical vapor reaction medium. The catalyst particles appear to be suspended and suspended in the gas stream by rising flow of the process gas and appear to be suspended liquids, hereinafter referred to as fluidized beds.

유동층 반응장치 기술의 가장 잘 알려진 응용중의 하나는, 기솔린 및 다른 경탄화수소류를 제조하기 위한 오일 촉매 분해법이다. 다른 용도로는, 잔류물의 코크스화; 코크스 기화; 벤젠 혹은 부탄의 말레산 무수물로의 촉매산화; 프로필렌의 아크릴로니트릴로의 암모산화; 및 염소로의 염화수소산화가 있다. 본 발명은 유동층 반응장치에 사용된 촉매에 초점이 모아진다. 사용 및 시간의 경과를 통해, 어떤 유동층 촉매는, 촉매의 표면이 오염물질 또는 반응에 의해 생성된 부산물들에 의해 엉키게 되거나, 촉매의 표면이 물리적 혹은 화학적 전이를 통해 덜 촉매적인 형태가 되기 때문에, 활성을 잃는다. 또한, 오염물질 혹은 물리적 혹은 화학적 변화가 촉매의 표면에 일어나므로, 어떤 촉매는 점착성을 갖게 되어 작은 유동층 입자가 더 큰 입자로 괴상화된다. 괴상화된 입자는 촉매 표면 면적의 감소를 초래하며, 이에 의해 유동층 촉매 전체의 성능에 영향을 미친다. 또한, 괴상화된 입자는 촉매층의 자연순환 및 유동을 방해한다.One of the best known applications of fluid bed reactor technology is oil catalytic cracking for the production of gizoline and other light hydrocarbons. Other uses include coking of residues; Coke vaporization; Catalytic oxidation of benzene or butane to maleic anhydride; Ammoxidation of propylene to acrylonitrile; And hydrogen chloride oxidation to chlorine. The present invention focuses on catalysts used in fluidized bed reactors. Through use and the passage of time, some fluidized bed catalysts may become entangled by contaminants or by-products generated by the reaction, or because the surface of the catalyst becomes less catalytic through physical or chemical transitions. , Loses activity. In addition, because contaminants or physical or chemical changes occur on the surface of the catalyst, some catalysts become tacky and the small fluidized bed particles aggregate into larger particles. The agglomerated particles lead to a reduction of the catalyst surface area, thereby affecting the performance of the entire fluidized bed catalyst. In addition, the agglomerated particles interfere with the natural circulation and flow of the catalyst bed.

상기 문제에 대한 전형적인 해결책은, 유동층 반응장치내의 촉매 전부 혹은 일부를 대치하는 것이다. 이것은 촉매 가격의 견지에서 뿐만 아니라 촉매교환을 위해 유동층 반응장치를 정지시킴으로써 야기되는 생산 손실을 감안하면 매우 희생이 큰 것이다.A typical solution to this problem is to replace all or part of the catalyst in the fluidized bed reactor. This is very costly in view of the cost of the catalyst as well as the loss of production caused by shutting down the fluidized bed reactor for catalyst exchange.

본 발명의 목적은, 괴상화(agglomeration), 촉매 표면의 오염 혹은 물리적 혹은 화학적 변화에 기인하여 발생되는 상기 문제점들을 해결하여 촉매 수명을 연장시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method which can prolong the catalyst life by solving the above problems caused by agglomeration, contamination of the catalyst surface or physical or chemical changes.

이에 연구를 거듭한 결과, 유동층 촉매를 분상화(deagglomerating)하고, 촉매 표면의 오염이나 물리적 혹은 화학적 변화에 의해 활성이나 유동성을 잃은 유동층 촉매의 표면을 재노출시키는 방법을 발견하였다. 이 방법은 작동중인 유동층 반응장치내에서 실시하도록 의도된 것이지만, 선택적으로 반응장치 외부에서 연속적 혹은 불연속적으로 실시할 수도 있다.As a result of this research, a method of deagglomerating a fluidized bed catalyst and re-exposing the surface of a fluidized bed catalyst whose activity or fluidity has been lost due to contamination or physical or chemical change of the catalyst surface has been found. This method is intended to be carried out in a working fluidized bed reactor, but may optionally be carried out continuously or discontinuously outside the reactor.

바람직한 실시예에 있어서, 본 방법은, 유동층 반응장치가, 반응장치 외부의 소오스로부터 기체를 공급하는 적어도 하나의 분사노즐을 구비하도록 한다. 분사노즐은, 그 분사노즐이 촉매층속에 침지되어 그 분사노즐로부터 배출되는 기체가 촉매와 즉시 접촉할 수 있도록, 반응장치내에 위치시킨다. 기체는, 유동화된 유동층 촉매입자와 접촉하여 촉매입자간의 다중 충돌을 일으킬 수 있기에 충분한 탈출속도로 노출로부터 배출한다. 촉매 입자의 다중 충돌의 충격에 의해 촉매표면을 마멸시켜, 촉매 표면상의 오염물질 혹은 덜 촉매적인 물질을 제거하고 새로운 촉매(fresh catalyst)를 노출시킨다.In a preferred embodiment, the method allows the fluidized bed reactor to have at least one injection nozzle for supplying gas from a source external to the reactor. The injection nozzle is positioned in the reactor so that the injection nozzle is immersed in the catalyst bed so that the gas discharged from the injection nozzle can immediately contact the catalyst. The gas exits from the exposure at an escape rate sufficient to contact the fluidized fluidized bed catalyst particles and cause multiple collisions between the catalyst particles. The surface of the catalyst is abraded by the impact of multiple collisions of catalyst particles, removing contaminants or less catalytic material on the catalyst surface and exposing fresh catalyst.

유동층 반응장치는, 기체-고체 혹은 액체-고체 접촉공정이 일어나는 반응용기이다. 반응장치에서, 미세 고상 입자층(즉, 유동층 촉매)은 공정 기체 혹은 액체류(stream)의 사용에 의해 부양되고 분리된다. 유동층 반응장치는 모든 모양과 크기로 존재한다. 전형적으로, 반응장치는 반응장치의 바닥부 부근에서 촉매층을 지지하면서 공정공급이 통과하도록 하는 그리드를 구비하고 있다. 본 설명부의 나머지 부분은 기체-고체 접촉공정에서의 본 발명의 실시에 집중된다. 그러나, 여기에서 설명하는 방법은 액체-고체 접촉공정에도 동일하게 적용될 수가 있다.Fluidized bed reactors are reaction vessels in which a gas-solid or liquid-solid contact process takes place. In the reactor, the fine solid particle layer (ie fluid bed catalyst) is suspended and separated by the use of a process gas or liquid stream. Fluidized bed reactors exist in all shapes and sizes. Typically, the reactor has a grid that allows the process feed to pass while supporting the catalyst bed near the bottom of the reactor. The remainder of this description focuses on the practice of the present invention in gas-solid contacting processes. However, the method described here can be equally applied to the liquid-solid contact process.

기체-고체 접촉공정에서, 공정 생성기체는 반응장치의 정부(top)에서 배출된다. 생성기체는 전형적으로 그와 함께 촉매 입자를 운반하므로, 생성기체를 분리기에 통과시켜, 딥레그(dipleg)를 통해 촉매중에 회수되는 촉매입자를 제거한다. 분리기는 고체회수장치, 예를 들면 사이클론 및 필터이다.In a gas-solid contact process, the process generating gas exits the top of the reactor. The product gas typically carries the catalyst particles with it, so that the product gas is passed through a separator to remove catalyst particles recovered in the catalyst through a dipleg. The separator is a solid recovery device such as a cyclone and a filter.

유동층 촉매는 응용에 따라 크기, 중량, 모양 및 조성이 다른 미세 고상 입자이다. 거시적으로, 유동층 촉매는 대부분 파우더 형상이다. 그러나, 거시적으로 이러한 촉매는 또한 작은 용구(beads)로 나타날 수도 있다. 유동층 촉매 입자는 크기가 전형적으로 10 내지 200미크론 범위이다.Fluidized bed catalysts are fine solid particles that vary in size, weight, shape and composition depending on the application. Macroscopically, fluid bed catalysts are mostly powdery. Macroscopically, however, such catalysts may also appear as small beads. Fluidized bed catalyst particles typically range in size from 10 to 200 microns.

어떤 응용에서는, 촉매표면상의 오염물질의 형성 혹은 물리적 혹은 화학적 변화에 기인하여 유동층 촉매의 유효성이 상실된다. 이 상태는 촉매활성의 감소를 야기하거나 촉매의 점착성을 띠게 할 수도 있어, 촉매입자가 괴상화됨으로서 유동성 및/또는 촉매활성을 상실하게 된다.In some applications, the effectiveness of a fluidized bed catalyst is lost due to the formation of contaminants on the catalyst surface or due to physical or chemical changes. This state may lead to a decrease in catalytic activity or to make the catalyst sticky, resulting in loss of fluidity and / or catalytic activity by agglomeration of the catalyst particles.

본 발명의 실시에 있어, 유동층 반응장치는 하나 이상의 분사노즐을 내부에 구비하며, 이 분사노즐을 통해 촉매중에 고속기체를 공급한다. 본 발명의 실시중, 촉매는 공정 상승류 혹은 상승류에 촉매입자를 올리고, 교반하며, 부유시키는 다른 기체에 의해 야기된 유동화 상태하에 유지된다. 가스류(gas stream)의 힘이 유동 촉매 입자간의 다중 충돌을 야기시키고, 촉매입자의 충돌에 의해 야기된 충격이 촉매표면을 마멸시키고 그 표면상의 오염물질을 제거하여, 새로운 촉매(fresh catalyst)가 드러나게 된다. 또한, 촉매입자의 충돌에 의해 야기된 충격은 괴상화된 촉매입자를 분상한다(즉, 분쇄한다). 또한, 본 발명은, 고속 가스류와 유동 촉매입자와의 접촉을 행하는 임의의 수단(노즐 혹은 기체 분배 그리드 혹은 하나 이상의 구멍을 갖는 플레이트와 같은 수단)을 장착한 임의의 용기에서도 실시될 수 있다.In the practice of the present invention, the fluidized bed reactor has one or more injection nozzles therein, and supplies high-speed gas into the catalyst through the injection nozzles. During the practice of the present invention, the catalyst is maintained under fluidized conditions caused by other gases which raise, stir and float the catalyst particles in the process upflow or upflow. The force of the gas stream causes multiple collisions between the flowing catalyst particles, and the impact caused by the collision of the catalyst particles wears off the surface of the catalyst and removes contaminants on the surface, resulting in a fresh catalyst. Will be revealed. In addition, the impact caused by the collision of the catalyst particles powders (ie, pulverizes) the agglomerated catalyst particles. The invention may also be practiced in any vessel equipped with any means (such as nozzles or gas distribution grids or plates with one or more holes) to make contact with the high velocity gas stream and the flowing catalyst particles.

바람직하게는, 본 발명은 하나 이상의 노즐을 구비한 유동층 반응장치에서 실시된다. 여기에 사용된 노즐은 어떤 크기 혹은 모양일 수 있으며 스프레이 패턴을 제공한다. 노즐은 단부-개구 파이프와 같이 단순할 수도 있으며 단부가 테이퍼지거나 죄어져 그 관을 지나가는 기체의 흐름을 가속시키거나 방향을 주는 단관(short tube)일수도 있다. 직경이 0.016인치와 같은 작은 구멍(직경 0.016 인치의 분사구멍 3개가 1조를 이루는(triad) 기체 분배 그리드에 있어서)의 이용되고 있다. 전형적인 구멍크기는 직경이 0.0625인치∼0.250인치이다. 더욱 전형적인 구멍크기는 직경 0.125인치와 0.1875인치의 사이이다. 직경이 9/64인치 및 5/32 인치인 노즐 구멍크기가 바람직하다. 기체의 탈출속도는, 촉매입자를 다중 충돌시켜 촉매표면을 마멸시킬 수 있을 정도의 충분한 힘을 갖도록 충분해야 한다. 전형적으로, 촉매가 단단할수록 탈출속도도 커야 한다. 음속까지의 탈출속도를 이용할 수도 있다. 노즐구멍 및 기체의 유량은 이용되는 기체속도에 대해 그 크기가 정해진다. 바람직한 기체속도는 초당 200 내지 1200 피이트의 범위이다. 더욱 바람직한 기체속도는 초당 600과 1100피이트 사이이다. 바람직하게는, 기체속도는 기체-촉매 접촉영역이 노즐 앞쪽의 몇 인치를 촉매층으로 연장하는 식이다. 노즐은 유동화 공정기체에 동류, 역류 혹은 교차류인 고속 기체류를 공급하도록 방향이 정해질 수 있다. 바람직하게는, 노즐은 유동화 공정기체와 동류인 고속 기체류를 공급하도록 방향이 정해진다.Preferably, the present invention is practiced in a fluidized bed reactor equipped with one or more nozzles. The nozzles used here can be any size or shape and provide a spray pattern. The nozzle may be as simple as an end-opening pipe or may be a short tube whose end is tapered or clamped to accelerate or direct the flow of gas through the tube. Small holes, such as 0.016 inches in diameter (in a gas distribution grid triad of three injection holes of 0.016 inches in diameter) are used. Typical hole sizes range from 0.0625 inches to 0.250 inches in diameter. More typical hole sizes are between 0.125 inches and 0.1875 inches in diameter. Preferred nozzle hole sizes are 9/64 inches and 5/32 inches in diameter. The escape velocity of the gas should be sufficient to have sufficient force to multiply the catalyst particles and wear the catalyst surface. Typically, the harder the catalyst, the greater the escape rate. Escape speeds up to sound speed can also be used. The nozzle holes and the flow rate of the gas are sized with respect to the gas velocity used. Preferred gas velocities range from 200 to 1200 feet per second. More preferred gas velocities are between 600 and 1100 feet per second. Preferably, the gas velocity is such that the gas-catalyst contact zone extends several inches in front of the nozzle into the catalyst bed. The nozzle may be directed to supply a high velocity gas stream that is either cocurrent, countercurrent or crossflow to the fluidization process gas. Preferably, the nozzle is directed to supply a high velocity gas stream that is co-current with the fluidization process gas.

노즐 혹은 노즐들은, 분사기체가 유동 촉매입자와 접촉할 수 있는 곳 이면, 촉매층내의 어느 곳이라도 위치할 수 있다. 예를 들면, 노즐들은 반응장치의 벽 내부에 바로 위치되거나 반응장치의 중심부에 놓일 수도 있다. 본 발명의 유효성을 최대로 하기 위하여는, 반응장치의 내부에 있어서 촉매 순환이 가장 큰 곳에 노즐을 위치시켜야 한다. 이렇게 하는 것은, 기체와 접촉하는 전체 촉매의 충전량을 최대화하기 위함이다. 이러한 이유로, 분사노즐은 바람직하게는 딥레그 개구에 인접한 위치 또는 그 부근(즉, 촉매가 분리기로부터 반응장치내로 회수되는 입사점)에 위치시킨다. 노즐로부터 배출되는 기체가 촉매를 반응장치의 임의의 내부 컴포넌트로 추진시키지 않도록 주의해야 하는데, 그 이유는 촉매와 반응장치 컴포넌트간의 충돌은 촉매를 분쇄시키는 이상이어서 이러한 충돌이 반복되면 반응장치 컴포넌트가 손상되기 때문이다.The nozzle or nozzles can be located anywhere in the catalyst bed as long as the injection gas can be in contact with the flowing catalyst particles. For example, the nozzles may be located directly inside the wall of the reactor or at the center of the reactor. In order to maximize the effectiveness of the present invention, the nozzle should be located at the largest catalyst circulation inside the reactor. This is done in order to maximize the amount of charge of the entire catalyst in contact with the gas. For this reason, the injection nozzle is preferably located at or near the deep leg opening (ie the point of incidence at which the catalyst is withdrawn from the separator into the reactor). Care must be taken to ensure that the gas exiting the nozzle does not propagate the catalyst to any internal component of the reactor, because a collision between the catalyst and the reactor component is more than a crushing of the catalyst and if such a collision is repeated, the reactor component will be damaged. Because it becomes.

고속기체는, 불활성 혹은 공정에 유익한 임의의 기체 혹은 기화 액체일 수도 있다. 전형적으로, 이 기체는 반응장치 외부의 공급원으로부터 노즐에 공급된다. 유동층 반응장치가 산화반응에 이용되는 곳에는 전형적으로 공기를 사용한다. 그러나, 질소와 같은 불활성기체 혹은 반응 공급기체를 사용할 수도 있다. 작동중인 (제조중인) 상업적 규모의 반응장치에서의 본 발명의 실시에 있어서는, 전체 기체 출력량의 점증적인 증가는 무시해도 좋다.The high velocity gas may be any gas or vaporized liquid that is inert or beneficial to the process. Typically, this gas is supplied to the nozzle from a source outside the reactor. Where fluidized bed reactors are used for oxidation, air is typically used. However, an inert gas such as nitrogen or a reaction feed gas may be used. In the practice of the invention in a commercial scale reactor in operation, the incremental increase in total gas output can be neglected.

촉매의 분상화 및/또는 촉매표면의 재노출을 위한 공정은, 촉매의 수요 및 노즐의 수, 노즐의 위치, 노즐을 떠나는 기체의 탈출속도와 같은 노즐 파라미터에 따라 간헐적 혹은 연속적으로 실시될 수가 있다.The process for powder separation and / or re-exposure of the catalyst may be carried out intermittently or continuously, depending on the demands of the catalyst and the number of nozzles, the position of the nozzles and the nozzle parameters such as the exit velocity of the gas leaving the nozzle. .

촉매로부터 마멸되는 촉매표면상 오염물질이나 덜 촉매적인 물질은, 전형적으로 반응장치 유출물과 함께 반응장치로부터 제거되어 적당한 분리방법(예를 들면, 사이클론 장치, 필터 등)에 의해 반응제조로부터 분리된다. 본 발명의 실시에 있어서의 핵심은, 촉매 표면의 재노출 및/또는 촉매의 분상화 효과를 최대로 하는 반면에, 다른 한편으로는 촉매 표면에 대한 마멸량을 최소로 하여 촉매의 손실을 최소로 하도록 기체속도를 제어하고 노즐을 배치하는 것이다.Contaminants or less catalytic material on the catalyst surface that are abraded from the catalyst are typically removed from the reactor together with the reactor effluent and separated from the reaction preparation by suitable separation methods (eg cyclone devices, filters, etc.). . The key to the practice of the present invention is to maximize the re-exposure of the catalyst surface and / or the powder atomization of the catalyst, while on the other hand the minimum amount of wear on the catalyst surface is minimized to minimize the loss of the catalyst. To control the gas velocity and position the nozzles.

제1도에는 본 발명의 실시예가 도시되어 있다. 유동층 반응장치(1)내에는 유동층 촉매의 층(2)이 있다. 공정 공급기체는 라인(3)을 통하여 반응장치에 진입하여 기체 분배 그리드(4)를 통해 촉매층 속으로 들어간다. 부유 운반된 촉매입자를 포함하는 증기반응생성물은 사이클론(6)에 진입하며, 여기서는 반응 생성물과 촉매가 분리된다. 증기 반응생성물은 라인(5)을 통하여 반응장치로부터 배출된다. 촉매는 딥레그(7)를 통하여 촉매층(2)에 회수된다. 고속기체는 라인(8)을 통하여 반응장치내로 공급되어 노즐(9)를 통해 촉매층으로 들어간다.1, an embodiment of the present invention is shown. Within the fluidized bed reactor 1 is a bed 2 of fluidized bed catalyst. The process feed gas enters the reactor via line 3 and enters the catalyst bed through gas distribution grid 4. The vapor reaction product comprising suspended transported catalyst particles enters the cyclone 6 where the reaction product and catalyst are separated. The steam reaction product is withdrawn from the reactor via line (5). The catalyst is recovered to the catalyst layer 2 through the deep leg 7. The high velocity gas is fed into the reactor via line 8 and enters the catalyst bed through nozzle 9.

본 발명은, 반응 부산물에 의해 혹은 촉매조성의 물리적 혹은 화학적 변화에 의해 촉매표면이 오염되는 어떠한 촉매 유동층 공정에도 활용된다. 상기와 같은 상황에서는, 촉매는 활성 및/또는 유동성을 잃는다. 촉매표면을 마멸시키는 것에 의해 새로운 촉매를 노출시키거나 촉매를 분상화하여, 활성 및/또는 유동성을 회복시키고 촉매수명을 연장한다. 본 발명이 적용될 수 있는 대표적인 공정은 가솔린 및 다른 경탄화수소류를 제조하기 위한 오일 촉매 분해법, 잔류물의 코크스화, 코크스화 기화, 벤젠 혹은 n-부탄의 말레산 무수물로의 산화, 프로필렌의 아크릴로니트릴로의 암모산화, 염소로의 염화수소산화이다.The invention is used in any catalytic fluidized bed process where the catalyst surface is contaminated by reaction by-products or by physical or chemical changes in catalyst composition. In such situations, the catalyst loses activity and / or fluidity. By abrading the catalyst surface, new catalyst is exposed or the catalyst is powdered to restore activity and / or fluidity and extend catalyst life. Representative processes to which the present invention can be applied include oil catalytic cracking for the production of gasoline and other light hydrocarbons, coking, residue of coking, oxidation of benzene or n-butane to maleic anhydride, acrylonitrile of propylene Ammoxidation of furnace and hydrogen chloride to chlorine.

여기에서 설명한 바와 같이, 고속 기체는 작동중인 반응장치내의 유동화된 촉매와 접촉된다. 본 발명은 복수의 노즐을 딥레그 내부에 위치시켜 실시할 수도 있다. 또한, 유동층 반응장치는, 처리되거나 재활성화되어 반응장치로 회수되는 촉매를 제거하는 축열실(regenerator)을 구비하여, 상기에서 설명한 바와 같이 그 축열실 내부 혹은 반응장치와 축열실간의 촉매 전송 라인내부에서 촉매표면의 재노출 및/또는 촉매의 분상화를 실시하도록 구성될 수 있다. 마지막으로, 본 발명은, 반응장치로부터 촉매를 제거하여 상기에서 설명한 바와 같이 촉매표면의 재노출 및 또는 촉매의 분상화를 실시한 다음에 촉매를 반응장치에 복귀시키는 것에 의해서도 실시할 수 있다.As described herein, the high velocity gas is contacted with a fluidized catalyst in a working reactor. The present invention can also be practiced by placing a plurality of nozzles inside a deep leg. The fluidized bed reactor also includes a regenerator that removes the catalyst that is treated or reactivated and returned to the reactor, and as described above, within the regenerator chamber or within the catalyst transfer line between the reactor and the regenerator chamber. And re-exposure of the catalyst surface and / or powder separation of the catalyst. Finally, the present invention can also be carried out by removing the catalyst from the reaction apparatus, reexposure of the catalyst surface and / or powder separation of the catalyst as described above, and then returning the catalyst to the reaction apparatus.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 괴상화된 촉매입자를 분상화하고 오염이나 물리적 혹은 화학적 변화를 거쳐 촉매입자 표면에 형성된 오염물질 등을 제거할 수가 있으므로, 촉매의 활성 또는 유동성을 회복시킬 수 있을 뿐만 아니라, 촉매의 수명도 연장시키는 효과가 있다. 아울러, 본 발명에서는 새로운 촉매를 노출시키는데 필요한 이상으로는 촉매를 마멸시키지 않으므로 촉매의 마멸량이 적으며, 따라서 촉매 가격의 견지에서 유리한 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the agglomerated catalyst particles can be powdered and contaminants formed on the surface of the catalyst particles through contamination or physical or chemical changes can be removed, thereby restoring the activity or fluidity of the catalyst. Not only can this be effective, but it also has the effect of extending the life of the catalyst. In addition, in the present invention, since the catalyst is not abraded more than necessary to expose the new catalyst, the amount of abrasion of the catalyst is small, and therefore, there is an advantageous effect in terms of the catalyst price.

본 발명은 이상에서 설명한 형태에 제한되지 않으며, 상기 교시에 비추어 많은 변형과 변경이 가능하다. 본 설명의 목적은 발명의 원리 및 실제적인 응용을 설명하여 당업자로 하여금 본 발명을 예측되는 특정용도에 적합한 다양한 실시예에 그리고 다양한 변형예로 활용할 수 있도록 하기 위함이다.The present invention is not limited to the form described above, and many modifications and variations are possible in light of the above teaching. The purpose of this description is to explain the principles and practical applications of the invention to enable those skilled in the art to utilize the invention in various embodiments and various modifications as are suited to the particular use contemplated.

Claims (8)

아크릴로니트릴 혹은 말레산 무수물의 제조시의 사용중 표면이 오염되거나 물리적 혹은 화학적 변화를 거친 유동층 촉매입자를 분상화하거나 혹은 그 유동층 촉매입자 표면을 재노출시키는 것중의 적어도 하나에 대한 방법으로, 상기 방법은, 유동상태하의 상기 유동층 촉매입자를, 상기 유동층 촉매입자를 분상화하거나 상기 촉매입자의 표면을 마멸하여 상기 오염되거나 변화된 표면을 제거하는 것중의 적어도 하나에 충분한 충격으로 촉매 입자간의 다중충돌을 야기하기에 충분한 초당 약 200과 1200 피이트 사이의 속도를 가지는 기체와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법.The method of at least one of the process of at least one of the step of powdering the fluidized bed catalyst particles in the use of acrylonitrile or maleic anhydride in the preparation of acrylonitrile or maleic anhydride, or by re-exposing the surface of the fluidized bed catalyst particles. Silver causes multiple collisions between catalyst particles with an impact sufficient to at least one of the fluidized bed catalyst particles in a fluidized state to pulverize the fluidized bed catalyst particles or to abrad the surface of the catalyst particles to remove the contaminated or changed surface. Contacting a gas having a velocity between about 200 and 1200 feet per second sufficient to 제1항에 있어서, 상기 기체는 공기 혹은 질소임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the gas is air or nitrogen. 제1항에 있어서, 상기 방법이 상기 기체류를 유동촉매와 접촉시키는 수단을 구비한 용기내에서 행해짐을 특징으로 하는 방법.A method according to claim 1, wherein the method is carried out in a vessel provided with means for contacting the gas stream with a flow catalyst. 아크릴로니트릴 혹은 말레산 무수물의 제조시의 사용중 표면이 오염되거나 물리적 혹은 화학적 변화를 거친 유동층 촉매입자를 분상화하거나 혹은 그 유동층 촉매입자를 재노출시키는 것중의 적어도 하나에 대한 방법으로,As a method for at least one of powdering catalyst bed particles that have become contaminated or undergo physical or chemical changes during the production of acrylonitrile or maleic anhydride, or re-exposing the fluid bed catalyst particles, (a) 반응장치 외부의 공급원으로부터 기체를 공급받는 분사 노즐로서, 그 노즐이 상기 촉매입자중에 침지되어 상기 노즐로부터 배출되는 기체가 상기 촉매입자와 즉시 접촉하게끔 이루어진 적어도 하나의 분사노즐을 구비하는 유동층 반응장치내에, 상기 촉매입자를 유동상태하에서 유지시키는 단계화; 및(a) a fluidized bed having at least one injection nozzle configured to supply gas from a source external to the reactor, the nozzle being immersed in the catalyst particles such that the gas discharged from the nozzle is in immediate contact with the catalyst particles; In the reactor, maintaining the catalyst particles in a fluidized state; And (b) 상기 유동층 촉매입자를 분상화하거나 상기 촉매입자의 표면을 마멸하여 상기 오염되거나 변화된 표면을 제거하는 것중의 적어도 하나에 충분한 충격으로 촉매 입자간의 다중충돌을 야기하는 초당 약 200과 1200피이트 사이의 노즐로부터의 탈출속도를 가지는 기체를, 상기 노즐에 통과시키는 단계를 포함하는 방법.(b) about 200 and 1200 feet per second resulting in multiple collisions between catalyst particles with an impact sufficient to at least one of pulverizing the fluidized bed catalyst particles or abrading the surface of the catalyst particles to remove the contaminated or changed surface Passing gas through the nozzle having an escape velocity from the nozzle therebetween. 제4항에 있어서, 상기 기체는 공기 혹은 질소임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 4 wherein the gas is air or nitrogen. 제4항에 있어서, 상기 유동층 반응장치는 기체 유출물류로부터 촉매를 분리하는 사이클론을 구비하고, 이 사이클론은 촉매를 상기 반응장치에 복귀시키는 딥레그(dipleg)를 구비하며, 상기 노즐은 상기 딥레그로부터 촉매를 배출하기 위한 배출구 부근에 위치됨을 특징으로 하는 방법.5. The fluidized bed reactor according to claim 4, wherein the fluidized bed reactor has a cyclone for separating the catalyst from the gas effluent stream, the cyclone having a dipleg for returning the catalyst to the reactor, wherein the nozzle Located near the outlet for discharging the catalyst from the reactor. 제4항에 있어서, 상기 촉매표면을 재노출시키는 방법은 상기 유동층 반응장치가 말레산 무수물 혹은 아크릴로니트릴을 제조하는 동안에 행해짐을 특징으로 하는 방법.5. The method of claim 4, wherein the method of reexposing the catalyst surface is carried out while the fluidized bed reactor is producing maleic anhydride or acrylonitrile. 제4항에 있어서, 상기 노즐의 구멍 개구의 직경은 0.125인치와 0.1875인치 사이임을 특징으로 하는 방법.5. The method of claim 4, wherein the diameter of the aperture opening in the nozzle is between 0.125 inches and 0.1875 inches.
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