KR100318124B1 - 촉매재생공정에서원통형관표면을이용하여열교환기내의고체의열을조정하는방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분말 고체용 연속 유동상 처리 공정에 있어서 열을 제어하는 방법에 관한 것으로서, 상기 고체는 유동상 처리 지역에서 처리되고, 상기 고체의 적어도 일부는 상기 처리 지역으로부터 추출되어 기화 가능한 냉각유체가 순환하는 열 교환 관의 하나 이상의 정렬부(array)(22)을 포함하는 외부 열교환기(21)로 이송되며, 상기 유체와의 간접적 열 교환에 의해 유동상 또는 이동상 열 제어 공정이 수행되고, 열 제어된 고체 부분은 처리 지역 또는 다른 처리 지역으로 추출된다. 특히, 상기 고체 부분은 불활성 또는 불활성이 아닌 유동화 유체에 의해, 그 고체 흐름이 관 정렬부(22)를 가로지르도록 감기거나 배치되어 있는 관 정렬부(22)를 가로질러 하강 모드로 순환하며, 냉각 유체는 관 정렬부 내에서 한 방향으로 순환된다. 본 발명은 석유 공급 원료의 접촉 분해에 이용할 수 있다.

Description

촉매 재생 공정에서 원통형 관 표면을 이용하여 열 교환기 내의 고체의 열을 조정하는 방법

본 발명은 유동상(fluidized bed) 열교환기에 감겨서 정렬부(array)를 이룬 관을 이용하는 것에 관한 것으로서, 일반적으로, 연속적인 유동상 처리 공정에서 분말 고체의 열을 조정 또는 제어하는 것에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이미 사용된 촉매를 유동상의 열교환기에 의하여 재생하는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 특히 탄화 수소 공급 원료와 반응한 후에 생성되는 탄화 수소 잔류물 및 코크스를 다량 함유한 촉매의 재생에 이용된다. 이 방법은 수소화 처리, 수소화 분해나 접촉 분해(catalytic cracking)에 사용하는 촉매, 재형성 촉매 또는 열분해 공정 등에 이용되는 접촉 물질에 적용할 수 있다.

예로서, 수소화 처리할 수 있는 대기압 잔류물, 진공 잔류물, 탈아스팔트화된 잔류물과 같은 콘래드슨(Conradson) 탄소 잔류물을 다량 함유한 중질 공급 원료를 이용하여 접촉 분해할 때 사용된 촉매를, 유동상 공정에서 정렬부를 이루는 관을 이용하여 재생하는 방법에 관해 설명한다.

이러한 공정은 특히 온도 제어에 적용할 수 있다.

접촉 분해 공정은 탄화 수소 공급 원료를 가솔린과 같은 경질 생성물로 전환시킨다. 초기에 공급 원료는 경유와 같이 상당히 가벼웠고, 고활성 제올라이트 촉매를 이용하여 최대 전환 효율을 얻기위해서는 촉매에 부착된 코크스 양을 최대로제거하고 그 코크스의 활성을 감소시킬 필요가 있었다. 이러한 것은 520℃ 내지 800℃의 재생 단계에서 수행되었다.

연료에 대한 수요가 증가함에 따라, 정제업자들은 비등점이 550℃ 이상인 고비등점의 탄화 수소, 및 다량의 콘래드슨 탄소 잔류물 또는 고농도의 금속을 함유하는 중질 공급 원료를 이용한다. 다량의 코크스 및 중질 탄화 수소가 접촉 분해 공정 중에 촉매에 부착될 수 있다. 연소 재생은 다량의 열을 방출하여, 촉매를 열화시키고 불활성화시킬 수 있는데, 이것은 800℃ 이상의 온도에 장시간 노출된 경우에 특히 심하다. 따라서, 촉매 재생을 조절하는 것이 필수적이다. 이러한 문제는 통상의 공급 원료를 처리하기 위한 현존 시설로 더욱 중질인 공급 원료를 처리할 때 특히 두드러진다.

EP-A-0 092 065, US-A-2 963 422, EP-A-0 197 486, EP-A-0 153 214, EP-A-192 906 및 EP-A-0 093 063 에는 관련 기술이 개시되어 있다. 또한 유럽 특허 제EP-A-0 403 381호에는 단일 입구 및 출구에 의해 촉매 재생기에 연결된 이중 챔버식 열교환기가 개시되어 있는데, 이러한 열교환기는 열교환기의 냉각 효율을 제한한다.

또한, 미합중국 특허 제US-A-4 434 245호에는 연소 지역 위쪽에 위치하고 수직한 삽입관(bayonet tube)을 구비하는 배출 지역과 떨어진 촉매 열교환기를 개시하고 있다. 그 열교환기의 단점은 상기 관 벽에 위치한 탈유동상 촉매의 제한 층이 상기 관을 따라 유동하여 열교환을 감소시킨다는 것이다.

이러한 문제를 극복하기 위해서는 복잡하고 어려운 기술이 대개 요구되고,그에 따라, 시스템의 신뢰도가 감소된다.

열교환기 내에 위치하여 관을 지지하는 수평 관형 판은 장치의 기계적 보전을 유지하게 할 것이다. 그러나, 예를 들어, 온도 및 압력 조건이 촉매측에서는 730℃ 및 3 바아(bar)이고, 냉각수 측에서는 275℃ 및 60 바아인 것과 같은 상당한 온도 및 압력 차에서는 장치의 기계적 보전을 해칠 수 있는 내부 응력 집중부가 발생한다.

본 발명의 한 목적은 종래 기술과 관련한 상기 문제점들을 극복하고 가장 균일한 최대 열교환을 얻는 것이다.

따라서, 본 발명은 연속적인 유동상 처리 공정에서 분말 고체를 처리할 때 열을 조정 또는 제어하는 방법에 관한 것으로서, 그 방법에서 처리될 고체 분말은 유동상 처리 지역에서 처리되고, 그 고체의 적어도 일부는 상기 처리 지역으로부터 추출되어 바람직하게는 길며 대칭축을 구비하고 하나 이상의 정렬부를 이루는 열교환기 관을 포함하는 외부 열 조정 또는 제어 지역으로 이송되며, 그 외부의 열교환기 관 내에서는 기화 가능한 냉각 유체가 순환하고, 상기 유체와의 간접적인 열교환에 의하여 유동상 열 조정이 수행되며, 고체의 열 조정된 부분은 추출되어 상기 처리 지역 또는 다른 처리 지역으로 재순환된다. 보다 자세히 설명한다면 상기 고체의 유동상 부분은 불활성 또는 불활성이 아닌 유동화 유체 수단에 의해, 고체 흐름이 관 정렬부를 가로지르도록 감기거나 배치되어 있는 관 정렬부 위를, 바람직하게는 조정 지역의 거의 전체 단면을 가로질러 하강 모드로 순환 되며, 냉각 유체는 상기 관 정렬부에서 한 방향으로만 순환된다.

본 발명에 따른 제1 실시예에서, 열교환 정렬부는 조정 지역의 대칭 축에 거의 평행한 감김 축(winding axis)을 중심으로 다수의 지름을 가지는 나선형으로 감긴 관들을 포함하며, 동일한 감김 지름을 갖는 관들은 원통형 층 또는 면을 형성하여 다수의 상이한 지름의 층들 또는 면들을 형성하고, 하나의 층 또는 면은 다른 층 또는 면의 내부에 그 층과 동심적으로 배치된다.

이러한 구조는 액체 나트륨으로 재가열되는 증기 발생기에 이용되는 프랑스 특허 제FS-A-2 124 043호에 개시되어 있다. 본 발명에서, 이러한 구조는 유동상 내에서 최대 열교환이 일어나게 하는데, 이것은 조밀 고체상을 포함하는 원통형 열교환기의 거의 전체 용적이 관 정렬부에 의해 냉각되기 때문이다.

제2 실시 예에서, 열 조정 지역은 제1 평면에 축이 위치하는 거의 평행한 관 구역의 제 1 시리즈 및 제 1 평면과 거의 평행한 제2 평면에 축이 위치하는 거의 평행한 관 구역의 제2 시리즈를 포함하는 다수의 관 정렬부를 포함하며, 상기 한 평면 구역은 상기 대칭 축을 포함하는 종 방향 평면에 대해 다른 평면 구역과 거의 동일하게 대향하여 경사져 있고, 한 측부상에 근접 단부를 구비한 관 구역은 굽힘 구역(bent section)에 의해 서로 연결되며, 상기 관 정렬부 조립체는 열 조정 지역의 대칭축을 포함하는 평면에 거의 평행하게 배치된다.

그러한 구조는 프랑스 특허 제FS-A 2 015 263호에 개시되어 있다.

제3 실시예에서, 열 조정 지역은 다수의 관 정렬부를 포함하는데, 이 때, 각 관은 동일 평면에 위치하고 서로 거의 평행한 관 구역을 포함하고, 두개의 연속된 구역의 한 측부에 근접한 단부들은 굽힘 구역에 의해 서로 연결되며, 상기 관 정렬부 조립체는 열 조정 지역의 대칭 축을 포함하는 평면과 거의 평행하게 배치된다.

이러한 관 정렬부는 반응 지역에서의 탄화 수소 전환 반응 중에 촉매에 부착된 코크스를 연소시킴으로써 사용된 촉매를 연속적인 유동상으로 재생하는 공정에 유리하게 이용될 수 있다. 따라서, 상기 공정은 반응 지역으로부터 촉매가 유입되는 하나 이상의 재생 지역을 포함하고, 상기 촉매는 통상 산소를 포함한 가스가 존재하는 조밀한 유동상 지역에서의 재생 조건하에서 재생되며, 상기 촉매의 적어도 일부는 조밀한 유동상으로부터 추출되어 열 조정 또는 열 교환 지역으로 이송되고, 상기 촉매의 일부는 냉각 유체와의 간접적인 열교환으로 냉각되며, 그 냉각된 촉매의 일부는 재생 지역내의 조밀한 유동상으로 재유입된다.

한 작동 모드에 따르면, 열 교환 지역의 하부에 있는 냉각된 촉매는 발생기의 조밀 상(dense bed)으로 재순환되고, 그 촉매는 산소를 함유하는 유동화 가스의 병류(co-current) 주입 수단에 의해 상기 발생기로부터 추출된다. 그래서, 상기 냉각된 촉매는 Y 형 또는 J 형 연결부에 연결된 밸브에 의해 제어되는 촉매 배출 도관을 구비하는 재순환 수단에 의해 광역 상승 모드로 재생기로 순환되는데, 예를 들어, 상기 연결부는 기저부에 유동화 공기가 주입되는 촉매 가스 상승부에 연결된다.

관 정렬부를 이용하는 또 다른 작동 모드는 2 개의 재생 영역을 구비하며, 촉매에 부착된 코크스를 연소시킴으로써 사용된 촉매를 재생하는 연속 유동상 재생 공정중에 이용된다. 제1 촉매 재생 단계는 제1 재생 지역에서 수행되고, 적어도 부분적으로라도 재생된 촉매는 상기 제1 재생 지역 위쪽에 있는 제2 재생 지역으로이송되어 제2 재생 단계가 수행되며, 제2 재생 지역에서 유래한 촉매의 적어도 일부는 전술한 조건하에서 냉각되고, 냉각된 촉매는 추출되어 제1 재생 지역으로 이송되거나 제2 재생 지역으로 되돌아 간다.

만약 촉매가 제1 재생 지역으로 재순환된다면 이것은 중력 공급식(하강 모드)이 될 수 있다.

촉매가 제1 재생 지역으로 재순환될 때, 이것은 전술한 바와 같이 가스 상승부를 포함하는 재순환 수단에 의해 일반적으로 상승 모드로 재순환될 수 있다.

제2 재생 지역으로 재순환 될 때, 상기 촉매는 가스 상승부를 포함하는 전술한 재순환 수단에 의해 재순환될 수 있다.

두개의 재생 지역을 구비한 장치의 또 다른 작동 모드에서, 제l 촉매 재생 단계는 제1 재생 지역에서 수행되고, 제1 재생 지역에서 유래한 촉매의 적어도 일부는 본 발명에 따라 열교환기 내에서 냉각되며, 그 냉각된 촉매는 전술한 바와 같이 가스 상승부를 포함하는 재순환 수단에 의해 제1 재생 지역으로 재순환된다. 그 후, 상기 촉매는 제1 재생 지역으로부터 그 제1 재생 지역 위에 위치하는 제2 재생 지역으로 이송된다.

전술한 관 정렬부가 어떻게 감겨있던 간에, 나선형 높이를 형성하는 축간 거리는 그 지름의 1.5 내지 10 배이고, 바람직하게는 2 내지 3 배이다. 이러한 거리는 동일한 원통형 면 내에 위치한 관들 사이 또는 두개의 근접한 원통형 면들(제1 실시예의 경우) 사이에서 측정된 것일 수 있다. 그 거리는 또한 제2 및 3 실시예에 따라 배치된 관들에 대하여 측정된 것일 수도 있다.

관 정렬부를 이용하는 열교환 지역내에서 유동화 가스 유동 속도가 일반적으로 0.01 내지 0.75 m/s, 바람직하게는 0.05 내지 0.3 m/s 일 때 양호한 열교환이 이루어지고, 이 때 냉각 유체 및 발생 증기는 통상 0.5 내지 2.5 m/s, 바람직하게는 1 내지 2 m/s의 유동 속도로 하단으로부터 상단으로, 즉, 열교환 지역에서 촉매가 유동하는 방향과 반대 방향으로 순환한다.

촉매가 관을 가로질러 아래쪽으로 흐르는 동안 그 촉매는 관 표면에서 계속 재생된다.

높은 압축도(예를 들어, 13 내지 16 ㎡/㎥ 의 열교환기 압축도) 및 설치 또는 제거의 용이성은 특히 유리한 점이다.

또한, 관 정렬부는 방사 방향 및 축 방향 팽창을 흡수할 수 있는 이점도 있다.

그리고, 열교환 효율이 높기 때문에, 그러한 시스템은 단위 용적당 설치면적이 종래의 시스템보다 적게 요구된다. 따라서, 순환 촉매를 위해 더욱 큰 용적을 할당할 수 있으며, 이것은 보조 수단의 도움없이도 양호한 유동화를 이룰 수 있게 하는 이점이 있다.

열교환기 내에서 순환하는 냉각 유체는 공기, 물, 수증기 또는 그 유체들의 혼합물일 수 있다.

본 발명에 따라 재생된 촉매도 역시 30 내지 100 마이크로미터의 제올라이트 또는 무정형 알루미노실리케이트 등과 같은 통상의 촉매이다.

본 발명의 방법 및 장치를 설명하는 첨부 도면에 대한 이하의 설명에 의해,본 발명을 보다 분명히 이해할 수 있을 것이다.

접촉 분해 유닛의 제1 재생기(1)는 라인(2)을 통해 스트립퍼(stripper)로부터 접촉 분해 반응 중에 코크스가 부착된 촉매를 수용한다. 라인(2)은 적절한 지점에서 촉매 상으로, 바람직하게는 조밀 유동상(3) 위의 희석된 상내로 개방된다. 산소를 함유한 재생 가스는 라인(4)을 통해 예컨대, 스크린, 링 또는 분배 라인과 같은 유동화 수단(5)으로 공급되는데, 그 유동화 수단은 상기 재생기의 기저부에 위치하여 조밀 촉매 상을 유동화시키고 코크스의 약 50 내지 90%를 연속적으로 역류(counter-current) 연소시킨다. 재생 연기와 포함된 촉매는 사이클론(cyclone)(6)에서 분리되고, 일산화 탄소, 이산화 탄소 및 수증기 등의 주 연소 생성물을 포함하는 재생 연기는 라인(7)을 통해 소각기(incinerator)로 배출된다.

유동상(3)의 온도는 감지기(8)에 의해 측정된다. 후술하는 바와 같이 라인(34)을 통해 비교적 차가운 촉매가 유입됨에 따라 온도가 소정 값(T₁)이하로 떨어졌을 때, 라인(4)상의 제어 밸브(33)에 의해 조정되는 산화 유체(유동화 유체)의 유동화 수단으로의 유동은 측정 온도가 설정 값으로 회복될 때까지 증가된다.

그 후, 부분적으로 재생된 촉매 입자는 라인(11)에 의해 공기가 공급되는 도관(10)을 통해 제1 재생기(1) 위에 위치하는 제2 재생기(9)로 이송된다. 라인(13)에 의해 공기가 공급되는 확산기(12)는 제2 재생기의 기저부에 위치한다. 부분적으로 재생된 촉매는 조밀 상(19)내에서 연소되며, 그 조밀 상(19) 상부는 공기혼화(aeration) 정도에 따른 준위(19a)를 나타낸다.

재생된 촉매의 일부는 측방의 완충 챔버(14)로 배출된다. 이러한 챔버내의 입자 유동화는 대개 라인(16)을 통해 공기 또는 불활성 가스와 같은 유동화 가스가 공급되는 환형 확산기(15)에 의해 제어된다. 재생된 촉매 입자는, 밸브의 개폐에 따라 그 양이 정해지는 상승기(도시않됨)에 의해 공급되는 도관(35)을 통해 챔버 (14)로부터 재순환된다. 제2 재생기 상부의 연소 가스는 외부의 사이클론(17)에 의해 촉매 입자와 분리되고, 제1 재생 단계에서 유래한 연기 배출 라인(7)과 분리된 라인(18)을 통해 배출된다.

600℃ 내지 850℃의 온도에서 연기의 일부 및 고온 촉매의 일부는 제2 재생기의 조밀 상(19)으로부터 공기 주입 수단(12)의 위쪽에 있는 지점에서 배출되어 하향 경사진(예를 들어, 열교환기의 축에 대하여 30 내지 60°의 각을 이루는) 도관(20)을 통해 간접적인 열교환을 하는 열교환기(21) 까지 중력식으로 공급된다. 상기 열교환기는 수직 방향으로 긴 원통형이고, 거의 전체의 조밀 촉매 상을 용기 속에 저장하는 공간과 연결된 열 교환 정렬부를 포함한다. 상기 정렬부는 열교환 용기의 수직 축을 중심으로 다수의 지름을 가지는 나선형으로 감긴 다수의 관(22a, 22b)으로 이루어진 관형 정렬부이다. 동일한 지름으로 감긴 층은 원통형 층 또는 면을 형성하며, 그렇게 형성된 다수의 동축 원통형 부는 다른 원통형 부의 내측에 위치한다. 용기에 의해 경계지어지는 챔버는 라인(25)을 통해 역류 공기가 유입되는 유동화 수단(24)(링 또는 스크린)에 의해 관 정렬부를 통하여 조밀 상으로 유지되는 촉매를 포함한다. 촉매는 상기 관 정렬부를 통해 상단부로부터 하단부로 순환하며, 이 때, 열교환기의 거의 전체 단면을 가로 질러 관을 통과하고, 라인(23a)을 통해 공급되는 가압 용수와 같은 적절한 유체로 그 열을 전달한다. 이러한 라인 (23a)은 중앙의 원통형 도관(40)의 상단부로 공급하는데, 그 도관(40)은 열적으로 단열되고, 나선형관의 감김 중심축으로서 작용하며, 강성체로서 작용함으로써 지지 시스템으로서의 역할을 한다. 이러한 축을 중심으로한 원통형 도관은 실질적으로 열교환이 일어나지 않지만, 물과 증기의 혼합물이 촉매와 반대 방향으로 상승하도록, 그 하단부로부터 시작해서 상이한 거리에 있는 지점에서 다수의 원통형 관상 면에 보급을 행하고 있다. 따라서 가장 긴 지름으로 감긴 관은 그 굽혀진 관의 하단부가 축방향 도관의 가장 하부에 연결되고, 보다 작은 지름으로 감긴 관은 보다 높은 위치에 연결된다.

관 정렬부의 상부는 직각으로 구부러져 증기실 또는 환형 수집부(도시않됨)의 관 표면에 연결된 단부를 구비하며, 그에 따라, 기계적인 강도가 매우 크게 된다. 물과 증기의 혼합물은 상기 수집부에 연결된 라인(23b)을 통해 배출된다.

고온 촉매를 이송하는 도관(20)은 제2 재생기의 조밀 상의 준위(l9a) 아래에 위치하는 연결부, 예를 들어 열교환기의 최상단 준위의 l/4 내지 l/3 사이의 높이에 위치하는 연결부에서 열교환기 쪽으로 개방된다. 유동화 수단(24)(링)이, 재생기(29)의 조밀 상의 준위(l9a)와 거의 동일하고 연결부 위쪽에 위치하는 준위(l9b) 까지 관 정렬부를 가로지르기 때문에, 촉매는 유동 조밀 상내에 존재한다. 일반적으로, 준위(l9b)는 제2 재생기 및 열교환기내의 각각의 유동화 유동 속도, 따라서 각각의 밀도의 함수이다. 따라서, 상기 재생기내의 촉매의 준위와 열교환기내의 촉매의 준위는 그 차가 작을 것이다.

열교환 정렬부의 높이와 압축도를 결정하는 피라미터는 일반적으로 상기 정렬부가 열교환기의 조밀 상의 거의 전체 부피를 점하도록 계산된다. 바람직하게, 열교환 정렬부의 높이는 열교환 지역과 재생기 사이에 존재할 수 있는 압력차를 산입한 열교환기의 조밀 상의 최고 준위와 동일하다.

재생기 내의 준위에 대하여 1 내지 2.5 m 높이의 방출 지역이라 칭하는 자유 지역 (27)을 열교환기 내의 조밀 상 위쪽에 형성하여 유동화 가스와 임의의 재생 연기가 촉매로부터 분리 될 수 있도록, 열교환기의 높이가 선택된다. 탈가스 라인(28)은 열교환기의 상단에 연결되어 희석 상으로부터 연기와 가스를 배출하여,그것을 제2 재생기의 조밀 유동상 위쪽의 희석 유동 상(29)으로 이송한다. 상기 탈가스 라인(28)은 촉매 도입 도관(20) 지름에 대한 그 탈가스 라인의 지름의 비가 3 내지 6 이 되도록 선택한다. 가스 배출 속도는 대개 3 내지 15 m/s이다.

추출 및 재순환 수단(34)은 거의 수직인 도관(34a)을 구비하며, 그 도관은 제1 재생기 밑의 Y-자형 또는 J-자형 연결부(34b)에 연결되고 그 내부로는 중력에 의해 촉매가 유동한다. 촉매는 연결부(34b)에 연결된 상승부(36)에 의해 이송되고, 유동화 공기(37)에 의해 도관(34c)내로 가속되며, 바람직하게는 유동화 수단(5) 위에서, 제1 재생기의 조밀 상으로 재순환된다.

활주 개폐식 밸브와 같은 밸브(30)는 열교환기 (21)의 배출부에서 제1 재생기의 하단부 아래쪽 그리고 상기 상승부의 상류에 위치한다. 이 밸브는 재순환된 촉매의 온도가 소정 값을 초과할 때 재생기들 간의 촉매 이송속도를 제어한다.

도면에는, 촉매가 열교환기의 배출부에서 하향 유동하고 제1 재생기에서는 상향 유동하는 것을 도시한다. 도시하지는 않았지만, 또 다른 실시예에서, 촉매가 하향 유동에 의해 제1 발생기의 조밀 상으로 직접 유입되는 것도 가능하다.

열교환기를 통한 촉매의 유동 속도는 제2 재생기내의 온도가 일정하게 되도록 조정되며, 그에 따라, 반응 지역(상승부)내로의 유입 온도는 공급원료가 단위체로 분해되기에 적합한 온도로 유지되게 한다.

재생 공정의 열 제어는 이하의 수단을 조합하여 실행될 수 있다:

자동 제어 수단(31)은 열교환기로부터 촉매를 배출하는 촉매 배출 도관(17)에 위치하는 밸브(30)에 연결된다. 그 자동 제어 수단(31)은 또한 제2 재생기(9)의 조밀 상내의 국부적인 온도를 모니터하는 온도 감지기(32)에 연결된다. 재생 피라미터에 따라 설정된 소정 값을 초과하는 값을 나타내는 신호가 상기 감지기로부터 자동 제어 수단으로 전달되었을 때, 촉매 배출 속도를 증가시키고 그에 따라 열교환기로의 촉매 유동 속도를 증가시키는 신호가 자동 제어 수단으로부터 밸브(30)로 전달된다. 이러한 유동 속도의 증가는 온도 감지기(8)에 의해 기록되는 제1 재생 단계의 온도를 감소시킨다. 즉, 자동 제어 수단(31)은 제1 재생기의 유동화 수단으로 공급하는 라인(4)의 밸브(33)를 조절함으로서 산소 공급을 증대시켜 그러한 유동량 증가를 보상한다. 따라서, 다량의 코크스를 연소시킬 수 있다.

그에 반해, 만약 감지기(32)가 전달하는 신호가 설정 값보다 낮은 값을 나타낸다면, 밸브(30)는 부분적으로 폐쇄되어 열교환을 줄일 것이다. 그와 동시에, 제1 재생기내의 산소 소모가 감소하고, 그에 따라 보다 적은 코크스가 연소되어 제2 재생기내의 촉매 온도는 상승된다. 따라서 온도는 원하는 일정 값의 범위 내에서 거의 일정하게 유지된다.

Claims (10)

1. 이미 사용되어 코크스를 포함하는 촉매를 재생하는 연속적인 유동상 재생 공정에서 열을 조정 또는 제어하는 방법으로서,

   촉매는 하나 이상의 유동상 재생 지역에서 재생되고; 상기 촉매의 적어도 일부는 상기 재생 지역으로부터 추출되며; 재생 지역 내에 있는 상기 일부 촉매 및 재생 연기의 일부는 바람직하게는 길고 대칭 축을 가지며 기화 가능한 냉각 유체가 순환하는 하나 이상의 열교환 관 정렬부를 포함하는 적당한 높이의 외부 열조정 또는 열교환 지역으로 하향 경사진 도관에 의해 이송되고: 상기 도관은 재생 지역의 조밀 상을 열교환 지역에 연결하고 재생 지역의 조밀 상 준위의 아래쪽에 위치하는 연결부에서 열교환 지역으로 개방되며; 상기 연결부는 한편으로는, 열교환 지역의 상부 준위가 재생 지역의 촉매 준위와 거의 같은 촉매의 조밀 상 지역이 열 교환 지역의 하단부로부터 상기 연결부 위쪽까지 형성되도록 하고, 다른 한편으로는, 상기 조밀 상의 상부로부터 열교환 지역의 상단부까지 적절한 용적의 방출 지역이 형성되도록 위치하며; 촉매는 상기 조밀 상 열교환 지역에서 산소를 포함한 유동화 가스의 존재 하에, 간접 열교한 및 적절한 유동화 조건하에서 냉각되고; 촉매는 유동화 가스 유동 방향과 반대되는 하향 방향을 따라 유동하고; 상기 방출 지역 용적 중 유동화 가스 및 재생 연기로부터 촉매를 분리하며; 상기 스와 연기는 방출 지역으로부터 배출되어 재생 지역의 조밀 상 위쪽의 희석 상으로 이송되고; 냉각된 촉매는 열교환 지역의 하부로부터 재생 지역으로 재순환되는 방법에 있어서,

   상기 관 정렬부는 유동상에서 불활성 또는 불활성이 아닌 유동화 유체에 의해 하향 모드로 관 정렬부를 가로질러 순환하는 촉매의 일부가 바람직하게는 상기 열교환 지역의 거의 전체 단면적을 통과하게끔 감기며, 상기 관 정렬부의 하단부는 냉각 유체를 이송하는 축방향 도관에 연결되어 상기 관 정렬부를 유지하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 관 정렬부가 열조정 지역의 대칭축과 거의 평행한 감김 축을 중심으로 다수의 지름을 가지는 나선형으로 감긴 관들을 포함하며, 이때, 동일한 감긴 지름의 관들은 원통형 층 또는 면을 형성하고 이 원통형 층 또는 면은 보다 큰 감김 지름의 원통형 층 또는 면의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 열조정 지역이 일련의 제1 평행 관 구역과 일련의 제2 평행 관 구역을 포함하는 다수의 관 정렬부를 구비하고, 상기 제1 평행 관 구역의 축은 제1 평면에 위치하며 제2 평행 관 구역의 축은 상기 제1 평면에 거의 평행한 제2 평면에 위치하고, 한 평면 상의 상기 관 구역들은 다른 평면 상의 관 구역들과 거의 동일하게 서로 대향하여 경사지며, 한 측부에 근접한 단부를 구비하는 관 구역들은 굽힘부에 의해 서로 연결되고, 이와 같은 관 정렬부 조립체는 열 조정 지역의 대칭 축을 포함하는 평면에 거의 평행한 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 열 조정 지역이 다수의 관 정렬부를 포함하고, 이 때, 각 관은 서로 거의 평행하고 동일 평면내에 위치하는 관 구역들을 포함하며, 2 개의 연속되는 관 구역의 근접 단부들은 굽힘부에 의해 서로 연결되고, 이와 같은 관 정렬부 조립체는 열 조정 지역의 대칭 축을 포함하는 평면에 거의 평행한 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   2 개의 사용 촉매 재생 지역을 포함하며, 이때, 1 재생 지역에서 제1 촉매 재생 단계를 수행하고, 적어도 부분적으로라도 재생된 촉매를 제1 재생 지역 위쪽의 제2 재생 지역으로 이송하여 제2 재생 단계를 실시하며, 제2 재생 지역으로부터 유래한 촉매의 적어도 일부를 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 냉각하고, 냉각된 촉매를 추출하여 제1 재생 지역으로 이송하거나 제2 재생 지역으로 되돌려 보내는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   2 개의 사용 촉매 재생 지역을 포함하고, 제2 재생 지역은 제1 재생 지역의 위쪽에 위치하며, 제1 재생 지역에서 제1 촉매 재생이 수행되고, 제1 재생 지역으로부터 유래한 촉매의 적어도 일부는 열교환 지역에서 냉각되며, 냉각된 촉매는 재생 지역으로 재순환되고, 제1 재생 지역으로부리 유래한 촉매는 제2 재생 지역으로 되돌아 가는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 관들 사이의 거리(축간 거리)가 지름의 1.5 내지 10 배, 바람직하게는 2 내지 3 배인 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 열교환 정렬부가 열 조정 또는 열 교환 지역의 조밀 상의 거의 전체 용적을 점하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 관들 내의 냉각 유체 유동 속도가 0.5 내지 2.5 m/s 인 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 열교환 지역의 유동화 가스 유동 속도가 0.01 내지 0.75 m/s, 바람직하게는 0.05 내지 0.3 m/s 인 것을 특징으로 하는 방법.