KR101652598B1

KR101652598B1 - Catalyst regeneration apparatus

Info

Publication number: KR101652598B1
Application number: KR1020140186293A
Authority: KR
Inventors: 조부영; 김원일; 우재영; 염희철
Original assignee: 주식회사 효성
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2016-08-31
Also published as: KR20160077341A

Abstract

본 발명은 촉매 입자들을 재생하는 재생장치로서, 상기 재생장치는 공급된 촉매로부터 촉매 잔재 및 오염물질을 제거하는 제1 촉매 분리기; 상기 제1 촉매 분리기 내에 설치되는 미분리된 촉매 잔재와 오염물질을 추가적으로 분리정제하는 제2 촉매 분리기 및 상기 제1 촉매 분리기와 일체로 형성되는 본체로서, 상기 본체는 하나 이상의 공급 가스 유입관과 재생된 촉매를 배출시키기 위한 촉매 배출관을 포함하고, 촉매는 상기 본체 내에서 이동상으로 연소 구역, 염소화 구역 및 건조 구역을 연속적으로 통과하며, 상기 본체는 2 이상의 방사형 연소 구역을 포함하는 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생 장치에 관한 것으로, 반응기 본체가 제1 촉매 분리기와 일체로 구성되고, 촉매의 분리 및 선별이 2 단계로 진행되어, 재생 반응 효율을 향상시킬 수 있는 촉매 재생 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a regeneration apparatus for regenerating catalyst particles, the regeneration apparatus comprising: a first catalyst separator for removing catalyst residues and contaminants from the supplied catalyst; A second catalyst separator for additionally separating and purifying unremoved catalyst residues and contaminants provided in the first catalyst separator, and a main body integrally formed with the first catalyst separator, Wherein the catalyst is continuously passed through the combustion zone, the chlorination zone and the drying zone into the mobile phase in the body, the body comprising a body comprising at least two radial combustion zones The present invention relates to a catalyst regeneration apparatus, and more particularly, to a catalyst regeneration apparatus in which a reactor main body is integrally formed with a first catalyst separator, and the separation and sorting of the catalyst proceeds in two steps to improve the regeneration reaction efficiency.

Description

[0001] CATALYST REGENERATION APPARATUS [0002]

본 발명은 촉매 재생 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 촉매의 잔재 및 오염물질을 효과적으로 제거하여 스크린 내 막힘 현상이 감소하여 재생반응기의 생산성을 향상시킬 수 있는 촉매 재생 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a catalyst regeneration apparatus, and more particularly, to a catalyst regeneration apparatus that effectively removes catalyst residues and contaminants to reduce clogging in a screen to improve the productivity of a regeneration reactor.

석유화학공업에서는 연속적인 촉매 전환이 진행된다. 탄화수소의 유동 촉매 분해(Fluidized Catalyst Cracking)는 경질 탄화수소 성분의 생산에 있어 중요한 공정이며, 에틸렌과 프로필렌의 생산에 있어서도 중요한 공정이다. 유동 촉매 분해 공정에서는 유동화된 촉매를 반응기와 재생기 사이에서 연속적으로 순환한다.In the petrochemical industry, continuous catalytic conversion proceeds. Fluidized Catalyst Cracking is an important process in the production of light hydrocarbon components and an important process in the production of ethylene and propylene. In the flow catalytic cracking process, the fluidized catalyst is continuously circulated between the reactor and the regenerator.

촉매 전환 반응은 대부분 흡열반응이다. 일례로 프로필렌 생산을 위한 촉매 탈수소화반응은 강한 흡열반응이며, 그리고 만족할만한 속도로 반응을 진행하기 위해서 고온을 요구한다. 촉매 반응이 고온에서 진행됨에 따라, 그에 대한 부반응으로 열분해 및 코크 생성반응이 수반되고, 이러한 부반응의 정도가 촉매의 선택도 및 활성을 결정짓는 핵심 요소가 된다. 부반응의 하나인 코크 생성 반응은 촉매상의 활성물질을 코크로 덮이게 하여 반응물과 접촉을 차단시킴으로써 전반적인 반응전환율을 낮추게 된다. 또한, 코크의 생성이 진행됨에 따라 촉매 내에 존재하는 기공의 입구를 막아 기공 내에 존재하는 활성물질을 무용화하여 급격하게 비활성화를 촉진한다. 따라서 탈수소화 반응기의 다음 단에는 코크 침적물의 축적이 비활성화를 유발할 때, 코크 침적물을 제거하기 위해 촉매를 재생하여 촉매의 활성도를 복원시키기 위한 촉매 재생 장치가 연결된다. The catalytic conversion reaction is mostly an endothermic reaction. Catalyst dehydrogenation for propylene production, for example, is a strong endothermic reaction and requires high temperatures to proceed at a satisfactory rate. As the catalytic reaction progresses at a high temperature, a side reaction therewith involves pyrolysis and coke formation reaction, and the degree of such side reaction is a key factor determining the selectivity and activity of the catalyst. One of the side reactions, the coke formation reaction, covers the active material on the catalyst with coke, thereby blocking the contact with the reactants, thereby lowering the overall reaction conversion rate. Further, as the production of coke proceeds, the inlet of the pores existing in the catalyst is blocked to dampen the active substance present in the pores, thereby promptly promoting deactivation. Thus, when the accumulation of coke deposits causes inactivation in the next stage of the dehydrogenation reactor, a catalyst regenerator is connected to regenerate the catalyst to regain the activity of the catalyst to remove coke deposits.

이동상 모드의 촉매 재생 장치는 일반적으로 일련의 3 개 또는 4 개의 반응기들을 포함할 수 있는 반응 구역과, 임의의 수의 단계들, 일반적으로 연소 단계, 그 후의 염소화 단계, 그 후의 건조 단계 및 환원 단계를 실시하는 촉매 재생 구역을 사용한다. The catalyst regeneration apparatus in mobile phase mode generally comprises a reaction zone which may comprise a series of three or four reactors and a reaction zone comprising any number of stages, generally the combustion stage, the subsequent chlorination stage, Is used.

도 1을 참조하면, 미국특허 제2008/0159930호는 상단부와 하단부를 구비하고, 탄화수소 전환 구역으로부터 촉매를 투입받아 오염물질과 촉매 미립자들을 제거하는 디스인게이징 호퍼(320), 상기 디스인게이징 호퍼(320)와 연통되어, 염소화 가스를 받아 들이는 흡착 베셀(400) 및 연소 구역을 구비하는 재생 베셀(420)을 포함하는 탄화수소 전환 구역을 포함하는 탄화수소 전환 촉매를 위한 촉매 재생 장치를 개시하고 있다.Referring to FIG. 1, U.S. Patent Application No. 2008/0159930 discloses a disinfection hopper 320 having an upper end and a lower end to remove catalyst contaminants and catalyst particles from a hydrocarbon conversion zone, Discloses a catalyst regeneration apparatus for a hydrocarbon conversion catalyst comprising a hydrocarbon conversion zone which is in communication with a hydrocarbon conversion zone (320) including a adsorption vessel (400) for receiving chlorinated gas and a regeneration vessel (420) .

그러나 이러한 종래의 촉매 재생 장치는 디스인게이징 호퍼가 재생반응기 상부 위치에 별도 공간에 배치되어 있어, 장치의 구성이 복잡하여 설비 비용이 증가하고, 운전 및 관리가 어려운 문제를 갖는다.
However, in such a conventional catalyst regenerating apparatus, the disinfection hopper is disposed in a separate space above the regenerating reactor, and the apparatus is complicated in construction, resulting in an increase in facility cost and difficulty in operation and management.

본 발명의 목적을 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 촉매 재생 장치의 구성을 단순화하여, 설비비용을 줄이고, 촉매 재생 반응의 효율을 향상시키는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to overcome the problems of the prior art described above. One object of the present invention is to simplify the structure of a catalyst regeneration device, reduce facility cost, and improve the efficiency of a catalyst regeneration reaction.

또한 본 발명의 다른 목적은 촉매 재생 장치의 연소 구역과 염소화 구역 내에서의 유동 흐름을 효과적으로 조절하여 반응기 내부의 핫 스판(Hot spot)을 억제하여 촉매 손상을 최소화하여 공정 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to improve process productivity by minimizing catalyst damage by suppressing hot spots inside the reactor by effectively controlling the flow of the gas in the combustion zone and the chlorination zone of the catalyst regenerator do.

본 발명의 또 다른 목적은 촉매 내 코크 함량이 높은 연소 구역에서 가스 순환이 상부에서 하부 방향으로 촉매 유동과 동일하여 촉매 재생 시 촉매 막힘 현상에 의한 문제를 해소하고, 건조 구역에서의 가스 분산이 원활하여 잔량 코크 제거에 용이하고, 염소화 구역에서 공기 분산이 잘 되어 핫 스팟 발생을 억제하여 촉매 재생 공정의 효율성과 안정성을 향상시키는 것이다.
It is another object of the present invention to solve the problem caused by catalyst clogging during catalyst regeneration because the gas circulation is the same as the catalyst flow from the upper part to the lower part in the combustion zone having a high coke content in the catalyst, To easily remove remaining coke, and to improve the efficiency and stability of the catalyst regeneration process by suppressing occurrence of hot spot due to good air dispersion in the chlorination zone.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은,According to an aspect of the present invention,

촉매 입자들을 재생하는 재생장치로서, 상기 재생장치는 A regeneration device for regenerating catalyst particles, wherein the regeneration device

공급된 촉매로부터 촉매 잔재 및 오염물질을 제거하는 제1 촉매 분리기; 상기 제1 촉매 분리기 내에 설치되는 미분리된 촉매 잔재와 오염물질을 추가적으로 분리정제하는 제2 촉매 분리기 및 A first catalyst separator for removing catalyst residues and contaminants from the supplied catalyst; A second catalyst separator for additionally separating and purifying unremoved catalyst residues and contaminants installed in the first catalyst separator,

상기 제1 촉매 분리기와 일체로 형성되는 본체로서, 상기 본체는 하나 이상의 공급 가스 유입관과 재생된 촉매를 배출시키기 위한 촉매 배출관을 포함하고, 촉매는 상기 본체 내에서 이동상으로 연소 구역, 염소화 구역 및 건조 구역을 연속적으로 통과하며, 상기 본체는 2 이상의 방사형 연소 구역을 포함하는 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생 장치에 관한 것이다.A main body formed integrally with the first catalyst separator, the main body comprising at least one feed gas inlet tube and a catalyst outlet pipe for discharging the regenerated catalyst, the catalyst being arranged in the main body as a mobile phase, Characterized in that the body comprises a body comprising at least two radial combustion zones.

상기 연소 구역에는 반응기 중심에 공급 가스를 분산 주입하기 위한 스크린 분산판이 설치되어, 공급 가스가 스크린 분산판을 통하여 주입되도록 구성된다. The combustion zone is provided with a screen dispersing plate for dispersing and injecting a supply gas into the center of the reactor so that the supply gas is injected through the screen dispersing plate.

또한 상기 연소 구역과 염소화 구역은 환상 디스크형으로 구성되고, 촉매 베드는 2개의 동축 원통형 벽에 의해 구획된 환상 반응 구역 내에서 유동되며, 가스는 하나의 벽을 경유하여 유입되며, 대향하는 벽을 경유하여 배출되도록 구성된다. The combustion zone and the chlorination zone are in the form of annular discs, the catalyst bed is flowed in a annular reaction zone defined by two coaxial cylindrical walls, the gas is introduced via one wall, To be discharged via the pipe.

본 발명의 촉매 재생 장치에서 연소 구역과 상기 염소화 구역 사이에는 촉매는 통과시키고 가스에 대해서는 불투과성이 차단층이 설치되어, 연소 구역과 염소화 구역의 가스 순환 방식이 서로 상이하도록 구성된다.
In the catalyst regenerating apparatus of the present invention, the catalyst is passed between the combustion zone and the chlorination zone, and the barrier layer is impermeable to the gas, so that the gas circulation manner of the combustion zone and the chlorination zone are different from each other.

본 발명의 다양한 실시예에 의하면 촉매 재생 장치에서 연소 구역과 염소화 구역의 유동 흐름을 효과적으로 조절하여 반응기 내부의 핫 스팟 (Hot spot)을 억제하여 촉매 손상을 최소화하여 촉매 재생 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.According to various embodiments of the present invention, the flow regime of the combustion zone and the chlorination zone in the catalyst regenerator can be effectively controlled to suppress the hot spot inside the reactor, thereby minimizing the catalyst damage and improving the productivity of the catalyst regeneration process have.

또한 본 발명에 의하면 촉매 내 코크 함량이 높은 연소 구역에서 가스 순환이 상부에서 하부 방향으로 촉매 유동과 동일하여 촉매 재생 시 촉매 막힘 현상에 의한 문제를 미연에 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, the gas circulation in the combustion zone having a high coke content in the catalyst is the same as the flow of the catalyst in the downward direction from the top, thereby preventing problems caused by catalyst clogging during catalyst regeneration.

또한 본 발명에 의하면 건조 구역의 가스 분산이 원활하게 진행되어 잔량의 코크 제거에 용이하고, 염소화 구역에서의 공기 분산이 잘 되어 핫 스팟 발생을 억제함으로써 생산성을 더욱 더 향상시킬 수 있다.
According to the present invention, it is possible to smoothly disperse the gas in the drying zone so that the remaining amount of the coke can be easily removed, and the air can be well dispersed in the chlorination zone, thereby suppressing occurrence of hot spot.

도 1은 종래의 촉매 재생 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 촉매 재생 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 촉매 재생 장치의 삼각뿔형 보조판의 개략단면도이다.1 is a schematic view of a conventional catalyst regeneration apparatus.
2 is a schematic view of a catalyst regeneration apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view of a triangular-pyramidal auxiliary plate of a catalyst regeneration apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 예시로서 도시된 것이며, 첨부된 도면의 특징으로 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않는 한 다른 실시예들이 사용될 수 있으며, 구조적 또는 논리적 변화가 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 이하에서는, 유사한 구성 요소에 대해서는 유사한 도면 부호를 사용하여 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention are shown by way of example and are not limited to the features of the accompanying drawings. It is to be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. In the following, similar components will be described using similar reference numerals.

본원에서 "구역(ZONE)"이라는 용어는 하나 이상의 장치 또는 하부-구역을 포함하는 촉매 재생 장치 내의 특정 영역(area)을 의미하고, 본 발명에서 촉매 재생 장치의 본체는 반응기로서 하나 이상의 구역들 또는 하부-구역들(sub-zones)을 포함할 수 있다. As used herein, the term " zone "refers to a specific area within a catalyst regenerator that includes at least one device or sub-zone, and the body of the catalyst regenerator in the present invention may include one or more zones And may include sub-zones.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 촉매를 재생하기 위한 장치의 개략도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 촉매 재생 장치는 공급된 촉매로부터 촉매 잔재 및 오염물질을 제거하는 제1 촉매 분리기(1); 상기 제1 촉매 분리기 내에 설치되는 미분리된 촉매 잔재와 오염물질을 추가적으로 분리정제하는 제2 촉매 분리기(40, 50) 및 상기 제1 촉매 분리기(1)와 일체로 형성되는 본체로서, 상기 본체는 하나 이상의 공급 가스 유입관(5, 7, 8)과 재생된 촉매를 배출시키기 위한 촉매 배출관(9)을 포함하고, 촉매는 상기 본체 내에서 이동상으로 연소 구역(10,10'), 염소화 구역(20, 20') 및 건조 구역(30)을 연속적으로 통과하며, 상기 본체는 2 이상의 방사형 연소 구역(10, 10')을 포함하는 본체를 포함한다. 2 is a schematic diagram of an apparatus for regenerating a catalyst according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the catalyst regeneration apparatus of one embodiment of the present invention includes a first catalyst separator 1 for removing catalyst residues and contaminants from supplied catalysts; A second catalyst separator (40, 50) for additionally separating and purifying unremoved catalyst residues and contaminants provided in the first catalyst separator, and a main body integrally formed with the first catalyst separator (1) And a catalyst outlet pipe (9) for discharging the regenerated catalyst, wherein the catalyst is introduced into the combustion zone (10, 10 '), the chlorination zone (10, 10' 20, 20 'and a drying zone 30, the body comprising a body comprising at least two radial combustion zones 10, 10'.

상기 제1 촉매 분리기(1)에서 1차적으로 잔재와 오염물질이 분리된 후 제2 촉매 분리기에서 추가적으로 분리되는데, 제2 촉매 분리기는 먼지, 티끌 등을 분리해서 수집하는 오염물질 수집기(40)와 미세한 촉매 미립자들을 수집하는 촉매 잔재 수집기(50)로 구성된다. 본 발명의 촉매 재생 장치에서는 제1 촉매 분리기(1)에서 미분리된 오염물질과 촉매 미립자들을 제2 촉매 분리기(40, 50)에서 2차적으로 분리하기 때문에, 재생 장치 내의 스크린 막힘 현상이 감소하여 재생반응기의 청소 주기를 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다. After the residue and contaminants are separated in the first catalyst separator 1, the second catalyst separator further separates the pollutants. The second catalyst separator includes a pollutant collector 40 for collecting dust, And a catalyst residue collector 50 for collecting fine catalyst microparticles. In the catalyst regenerating apparatus of the present invention, since the pollutants and the catalyst fine particles not separated in the first catalyst separator 1 are secondarily separated by the second catalyst separators 40 and 50, the screen clogging in the regenerator is reduced The cleaning cycle of the regenerating reactor can be shortened and the productivity can be improved.

상기 제1 촉매 분리기에서 촉매와 같이 있는 잔재와 오염물질을 분리하는 방식은 부력 차이에 의한 방법으로 입자가 큰 손상되지 않은 촉매는 부력이 잔재와 오염물질 대비 작기 때문에 쉽게 분리되지 않고 연소 구역(10, 10')으로 이동하게 된다. 제 2 촉매 분리기에서 오염물질 수집기(40)는 원심 분리에 의한 방법으로 제 1 촉매 분리기에서 분리된 잔재와 오염물질을 포함한 유체를 추가 설비를 통하여 잔재와 오염물질을 제거한 유체를 오염물질 수집기(40) 하단 주입구에 들어가고 원심분리장치를 통과하면서 밀도가 높은 미분리된 잔재와 오염물질은 하단에 쌓이고 유체만 오염물질 수집기 상부 배출구를 통하여 다시 제1 촉매 분리기로 들어가서 촉매 내 이물질을 분리하는 방식이다. 제 2 촉매 분리기에서 촉매 잔재 수집기(50)는 상부가 스크린 구조로 스크린 사이 간격을 조정하여 크기가 일정한 촉매 입자는 스크린을 통과하지 않고 연소 구역(10, 10')으로 이동하게 되고, 입자가 작은 촉매 미립자는 스크린을 통과하여 촉매 잔재 수집기(50)에 쌓이게 되어 이를 분리하는 장치이다. In the first catalyst separator, the method of separating the residues and contaminants such as the catalyst is a method of separating the contaminants from the catalyst, , 10 '). In the second catalyst separator, the pollutant collector 40 separates the residues separated from the first catalyst separator and the pollutant-containing fluid by centrifugal separation, ), And the dense high-residue remnants and contaminants are accumulated at the bottom, and the fluid enters the first catalyst separator again through the upper exhaust port of the pollutant collector to separate the foreign substances in the catalyst. In the second catalyst separator, the catalyst residue collector 50 adjusts the interval between the screens with the upper screen structure, so that the catalyst particles having a constant size are moved to the combustion zones 10 and 10 'without passing through the screen, The catalyst fine particles pass through the screen and accumulate in the catalyst remnant collector 50, thereby separating the catalyst fine particles.

상기 제2 촉매 분리기 내 오염물질 수집기(40)과 촉매 잔재 수집기(50)은 제1 촉매 분리기의 보조 장치이기 때문에 촉매재생장치 수선 기간에 이곳에 쌓인 잔재와 오염물질을 제거함으로써 제기능을 수행할 수 있다. Since the pollutant collector 40 and the catalyst remnant collector 50 in the second catalyst separator are auxiliary devices of the first catalyst separator, they perform their functions by removing the residues and contaminants accumulated in the catalyst regenerator during the repair period .

상기 연소 구역에는 반응기 중심에 공급 가스를 분산 주입하기 위한 스크린 분산판(11)이 설치되어, 공급 가스가 스크린 분산판을 통하여 주입되도록 구성될 수 있다. 상기 스크린 분산판(11)은 튜브 형상의 관으로 스크린과 접하는 정면 또는 측면에 `다수의 오리피스들 포함하는 도넛 형의 판상 구조이다. 이러한 스크린 분산판은 유체의 유동 속도를 원활하게 제어할 수 있게 한다. The combustion zone may be provided with a screen dispersing plate 11 for dispersing the feed gas into the center of the reactor so that the feed gas is injected through the screen dispersing plate. The screen distribution plate 11 is a donut-shaped plate-like structure including a plurality of orifices on a front surface or a side surface of a tube-shaped tube, which is in contact with the screen. This screen diffusing plate makes it possible to smoothly control the flow rate of the fluid.

본 발명의 촉매 재생 장치에서 연소 구역과 염소화 구역은 환상 디스크형으로 구성되고, 촉매 베드는 2개의 동축 원통형 벽에 의해 구획된 환상 반응 구역 내에서 유동되며, 가스는 하나의 벽을 경유하여 유입되며, 대향하는 벽을 경유하여 배출되도록 구성된다. In the catalyst regenerating apparatus of the present invention, the combustion zone and the chlorination zone are formed in an annular disc shape, and the catalyst bed is flowed in a annular reaction zone divided by two coaxial cylindrical walls, and the gas is introduced via one wall , And is discharged via the opposite wall.

연소 구역에는 산소 함유 가스를 연소 구역(10, 10')에 투입하기 위한 하나 이상의 도관(5)이 상기 연소 구역의 하단에서 시작되어 연소 구역(10, 10') 사이를 지나서 연장되고, 연소 구역의 상단에서 연소 구역의 측면으로 스크린 분산판을 통해서 연소 구역에 공급되도록 구성된다. The combustion zone is provided with one or more conduits 5 for introducing an oxygen-containing gas into the combustion zone 10, 10 ', starting from the lower end of the combustion zone and extending past the combustion zone 10, 10' To the side of the combustion zone at the top of the combustion chamber.

연소 구역(10, 10')으로부터 가스를 배출하기 위한 하나 이상의 도관(14)이 연소 구역 하단에 연결된다. 따라서 연소 구역(10, 10')에서는 가스 순환이 상부에서 하부 방향으로 촉매 유동과 동일하여, 촉매 재생 시 촉매 막힘 현상으로 인한 문제를 미연에 방지할 수 있다. At least one conduit 14 for discharging gas from the combustion zone 10, 10 'is connected to the bottom of the combustion zone. Therefore, in the combustion zones 10 and 10 ', the gas circulation is the same as the catalyst flow from the upper part to the lower part, thereby preventing the problem caused by the catalyst clogging in the catalyst regeneration.

각 연소 구역 내에서의 가스의 별도의 관리에 의하여 유입 및 배출 가스 온도와 이의 산소 함량을 임의의 시간에서의 정확하게 알 수 있다. 최대의 산소 사용 이외에도, 이러한 관리는 각 구역 내에서의 작동 조건을 조절하여 코우킹 연소를 조절할 수 있다.By separately managing the gases in each combustion zone, the inlet and outlet gas temperatures and their oxygen content can be accurately known at any time. In addition to maximum oxygen use, this management can control the coking combustion by adjusting the operating conditions within each zone.

연소 후, 탄소 함유 물질의 함량이 낮아진 촉매는 도관(12)을 통과하여 염소화 구역(20, 20')에 도달한다. 그 후, 건조 구역(30)으로 흐르게 되어 촉매 배출관(9)을 경유하여 본체에서 배출된다. After combustion, a catalyst having a reduced content of carbon-containing material passes through the conduit 12 and reaches the chlorination zone 20, 20 '. Thereafter, it flows into the drying zone 30 and is discharged from the main body via the catalyst outlet pipe 9.

연소 구역(10, 10')과 염소화 구역(20, 20') 사이에는 플레이트 또는 기타의 임의의 차단판(15)이 배치되어 촉매는 통과시키되, 가스는 통과시키지 않도록 구성된다. 반대로, 가스는 건조 구역(30)으로부터 염소화 구역(20, 20')으로는 자유롭게 순환된다. Between the combustion zone 10, 10 'and the chlorination zone 20, 20' a plate or any other blocking plate 15 is arranged to pass the catalyst but not the gas. Conversely, the gas is freely circulated from the drying zone 30 to the chlorination zone 20, 20 '.

염소화 구역(20, 20')에서는 상기 염소화 구역의 중간에 설치되는, 염소화 구역에 염소화제를 투입시키기 위한 하나 이상의 도관(7)과 염소화 구역의 상류에 형성된, 염소화 구역으로부터 가스를 배출시키기 위한 하나 이상의 도관(6)이 연결되어, 가스의 순환이 하부에서 상부 방향으로 이루어지도록 구성된다. 이와 같이, 연소 구역(10, 10')과 염소화 구역(20, 20')의 가스 순환 방식이 서로 상이하도록 구성된다. One or more conduits (7) for introducing a chlorinating agent into the chlorination zone and one or more conduits (7) formed upstream of the chlorination zone and located in the middle of the chlorination zone in the chlorination zone (20, 20 ' The conduit 6 is connected so that the circulation of the gas takes place from the lower to the upper direction. Thus, the gas circulation manner of the combustion zone 10, 10 'and the chlorination zone 20, 20' is configured to be different from each other.

염소화 구역(20, 20')에는 하나 이상의 염소화제, 하나 이상의 산소 함유 가스 및 물이 공급된다. 염소화제는 염소, HCl 또는, 탄소수 4 미만 및 1～6개의 염소 원자를 포함하는 염소화 탄화수소(예를 들면, 사염화탄소) 또는 이러한 촉매 재생 공정에서 염소를 방출하는 것으로 알려진 임의의 염소화제가 될 수 있다. 산소 함유 가스를 투입하는 것이 바람직하다. 염소화 구역이 축방향인 경우, 염소화 구역의 하부에 투입하여 촉매에 대해 역류로 흐르도록 하는 것이 유리하다. The chlorination zone 20, 20 'is supplied with at least one chlorinating agent, at least one oxygen-containing gas and water. The chlorinating agent may be chlorine, HCl or chlorinated hydrocarbons (e.g., carbon tetrachloride) containing less than 4 carbon atoms and 1 to 6 chlorine atoms or any chlorinating agent known to release chlorine in such a catalyst regeneration process . It is preferable to introduce an oxygen-containing gas. If the chlorination zone is in the axial direction, it is advantageous to introduce it into the lower part of the chlorination zone so as to flow countercurrently to the catalyst.

염소화 구역(20, 20')에서, 촉매는 투입된 가스와 접촉되며, 또한 건조 구역(30)으로부터의 가스와 접촉되고, 투입, 산소를 다시 충전하고, 건조 단계로부터의 소량의 물을 포함할 수 있다. In the chlorination zone 20, 20 ', the catalyst is contacted with the introduced gas, and is also contacted with the gas from the drying zone 30, and can be charged, recharged with oxygen and containing a small amount of water from the drying step have.

본 발명의 촉매 재생 장치는 촉매의 유속을 제어하기 위해 상기 연소 구역(10, 10')의 수평 방향 단면적이 본체의 하단으로 갈수록 확장되는 스크린 분산판(11)을 포함할 수 있다. The catalyst regenerating apparatus of the present invention may include a screen dispersing plate 11 in which the horizontal cross-sectional area of the combustion zone 10, 10 'is increased toward the lower end of the body to control the flow rate of the catalyst.

또한 본 발명의 일 실시예의 촉매 재생 장치는 상기 본체의 하단에 재생된 촉매 입자들이 정체되지 않고 원활하게 배출되도록 하기 위한 역삼각뿔형 보조판(35)을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 역삼각뿔형 보조판(35)은 도 3에 도시된 바와 같이, 꼭지점이 상부에 있고 하단으로 갈수록 넓어지고 속이 비어있는 1개의 역삼각뿔로 구성되고, 이들 사이에 촉매층과 빈 공간이 생성되어, 배출되는 촉매 스트림이 중력에 의하여 이동이 멈추지 않고 잘 배출되도록 하기 때문에, 촉매 배출을 원활하게 한다. Further, the catalyst regeneration apparatus according to an embodiment of the present invention may further include an inverted triangular-pyramid type auxiliary plate 35 for allowing the regenerated catalyst particles to be discharged smoothly without stagnation at the lower end of the main body. As shown in FIG. 3, the inverted triangular-pyramid type auxiliary plate 35 is composed of an inverted triangular pyramid having a vertex at an upper portion and a wider portion at a lower end, and an empty hollow portion. A catalyst layer and an empty space are formed therebetween, So that the catalyst can be discharged smoothly without stopping the gravity.

건조 구역(30)에는 가스를 냉각시키기 위한 하나 이상의 수단, 불순물을 제거하기 위한 상기 가스의 하나 이상의 처리 수단, 상기 가스를 건조시키기 위한 하나 이상의 수단 및 가스를 압축시키기 위한 하나 이상의 수단이 포함될 수 있다. The drying zone 30 may include one or more means for cooling the gas, one or more means for treating the gas to remove impurities, one or more means for drying the gas, and one or more means for compressing the gas .

이하에서 본 발명의 촉매 재생 장치의 동작에 대해서 설명한다. Hereinafter, the operation of the catalyst regenerating apparatus of the present invention will be described.

도 2를 참조하면, 코크 침적물을 포함하는 소비된 촉매 입자를 함유하는 스트림이 제공된다. 소비된 촉매 입자의 촉매 활성도를 유지 또는 회복시키기 위해, 소비된 촉매 입자는 재생되어야만 하며, 즉 코크의 거의 전부가 소비된 촉매 입자로부터 제거되어야만 한다. Referring to Figure 2, a stream containing spent catalyst particles comprising coke deposits is provided. In order to maintain or restore the catalytic activity of the spent catalyst particles, the spent catalyst particles must be regenerated, i.e. almost all of the coke must be removed from the spent catalyst particles.

소비된 촉매 입자들은 제1 촉매 분리기(1)에서 먼지 등의 오염물질과 촉매 미립자 등이 분리제거되고나서, 제2 촉매 분리기(40, 50)에서 다시 오염물질 수집기(40)와 촉매 잔재 수집기(50)에서 추가로 분리된다. 오염물질과 잔재가 충분하게 제거된 촉매 입자들은 연소 구역(10, 10')으로 도입된다.The spent catalyst particles are separated and removed from the first catalyst separator 1 by the second catalyst separator 40 and 50 after the pollutant such as dust and the catalyst fine particles are separated and removed, 50). The catalyst particles, from which pollutants and residues are sufficiently removed, are introduced into the combustion zones 10, 10 '.

소비된 촉매 입자로부터의 코크의 제거는 장치(100)의 연소 구역(10, 10')에서의 연소를 통해 실시된다. 도시한 바와 같이, 연소 구역(10, 10')은 제1 연소 구역(10)과 제2 연소 구역(10')을 포함한다. The removal of the coke from the spent catalyst particles is effected by combustion in the combustion zone 10, 10 'of the apparatus 100. As shown, the combustion zones 10, 10 'include a first combustion zone 10 and a second combustion zone 10'.

연소 구역(10, 10')에서 소비된 촉매 입자 상의 코크가 연소된다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 촉매 재생 장치(100)는 또한 산소를 함유하는 연소 가스를 연소 구역(10, 10')으로 공급하기 위한 하나 이상의 유입구(5)를 구비한다. 연소 구역(10, 10')에서의 코크의 연소를 제어하기 위해, 연소 가스 및 연소 구역 내에서의 환경의 산소 함량이 엄격히 제어된다. 연소 구역(10, 10')에서 코크의 연소를 끝내고 배출되는 가스는 하나 이상의 배출구(14)를 통하여 배출되고 배출된 가스는 일부는 염소 가스 농도 제어를 위하여 제거 설비로 가고 대부분의 가스는 다시 연소 구역(10, 10')의 유입구(5)로 재유입된다. 연소 구역(10, 10')의 산소 농도를 일정하게 유지하기 위하여 추가 산소 또는 공기를 주입하여 혼합 주입되게 된다.The coke on the spent catalyst particles in the combustion zone 10, 10 'is burned. As shown, the catalyst regeneration apparatus 100 of the present invention also has at least one inlet 5 for supplying the combustion gas containing oxygen to the combustion zone 10, 10 '. In order to control the combustion of the coke in the combustion zone 10, 10 ', the oxygen content of the environment in the combustion gas and combustion zone is tightly controlled. After the combustion of the coke in the combustion zone 10, 10 ', the discharged gas is exhausted through one or more outlets 14 and some of the discharged gas goes to the removal facility for chlorine gas concentration control, Is re-introduced into the inlet (5) of the zone (10, 10 '). In order to keep the oxygen concentration in the combustion zones 10, 10 'constant, additional oxygen or air is injected and mixed.

소비된 촉매 입자는 코크 연소 후, 연소 구역(10, 10')을 빠져나가기 때문에, 촉매 입자로서 간주될 수 있다. 촉매 입자는 도관(12)를 경유하여 연소 구역(10, 10')으로부터 염소화 구역(20, 20')까지 장치(100)를 하향 통과하여 이동한다. 염소화 가스가 적어도 하나의 유입구(5)를 통해 염소화 구역(20, 20')으로 공급된다. 염소화 가스는 염소와 같은 할로겐 함유 가스와 공기와 같은 산소 함유 가스를 포함한다. 도 2에 도시된 실시예에서는, 단일 유입구(7)가 할로겐 함유 가스와 산소 함유 가스의 조합된 스트림을 염소화 구역(20, 20')에 공급하는 것으로 도시하고 있지만, 별도의 유입구가 가스들의 별도의 이송을 위해 마련될 수 있다. 염소화 구역(20, 20') 내의 할로겐 함유 가스와 산소 함유 가스의 존재는 촉매 입자의 염소화를 위해 공급된다. 염소화는 필수적인데, 그 이유는 촉매 입자에 있는 백금족 금속이 처리 중에 직면하는 고온에서 응집을 경험하기 때문이다. 염소화 반응 보다 양호한 촉매 활성도를 위해 촉매 입자 상의 응집된 백금족 금속을 재분산시킨다.The spent catalyst particles can be regarded as catalyst particles since they exit the combustion zone 10, 10 'after coke combustion. The catalyst particles migrate down the device 100 from the combustion zone 10, 10 'via the conduit 12 to the chlorination zone 20, 20'. Chlorinated gas is fed into the chlorination zone 20, 20 'through at least one inlet 5. The chlorinated gas includes a halogen-containing gas such as chlorine and an oxygen-containing gas such as air. 2, a single inlet 7 is illustrated as feeding a combined stream of halogen-containing gas and oxygen-containing gas to the chlorination zone 20, 20 ', but separate inlet For example. The presence of a halogen-containing gas and an oxygen-containing gas in the chlorination zone 20, 20 'is supplied for chlorination of the catalyst particles. Chlorination is essential because the platinum group metals in the catalyst particles experience aggregation at high temperatures encountered during processing. The aggregated platinum group metal on the catalyst particles is redispersed for better catalytic activity than the chlorination reaction.

염소화 후에 촉매 입자는 염소화 촉매 입자로서 간주될 수 있다. 염소화 촉매 입자는 장치(100)에서 염소화 구역(20, 20')으로부터 건조 구역(30)으로 안내된다. 정상 상태 모드에서, 가열된 건조 가스는 적어도 하나의 유입구(7)를 통해 건조 구역(30)에 공급된다. 건조 가스는 불활성 가스, 할로겐 함유 가스 및/또는 공기와 같은 산소 함유 가스를 포함할 수 있다. 건조 구역(30)에서, 건조 가스는 상류 반응에 기인하는 물을 제거하기 위해 촉매 입자를 통과하도록 송출된다. The catalyst particles after chlorination can be regarded as chlorinated catalyst particles. The chlorinated catalyst particles are directed from the chlorination zone 20, 20 'to the drying zone 30 in the apparatus 100. In the steady state mode, the heated dry gas is supplied to the drying zone 30 through at least one inlet 7. The dry gas may comprise an oxygen containing gas such as an inert gas, a halogen containing gas and / or air. In the drying zone 30, the drying gas is vented through the catalyst particles to remove water due to the upstream reaction.

도 2에서는, 단일의 유입구(8)가 여러 가지 가스들의 조합된 스트림을 건조구역(30)에 공급하는 예시적인 실시예를 도시하고 있지만, 별개의 유입구가 다양한 가스의 별개의 이송을 위해 마련될 수 있다.2, a single inlet 8 shows an exemplary embodiment for supplying a combined stream of different gases to the drying zone 30, but a separate inlet is provided for separate transport of various gases .

본 발명의 일 실시예에서는 건조 구역(30)이 염소화 구역(20, 20')과 유체 연통되어, 염소화 구역(20, 20')에 필요한 가스가 건조 구역(30)을 통해 유입구에 의해 염소화 구역에 공급될 수 있다. 염소화 구역(20, 20')으로부터 나온 가스는 도관(6)을 통해 장치(100)로부터 제거될 수 있다. 염소화 구역에서 도관(6)을 통해 제거된 가스는 일부는 염소 제거 설비로 이동하고 대부분의 가스는 재순환되어 유입구(7)로 재유입된다. 이때 염소 농도를 일정하게 조정하기 위하여 손실된 양만큼 유입구(7)을 통하여 주입되게 된다.In one embodiment of the present invention, the drying zone 30 is in fluid communication with the chlorination zone 20, 20 'so that the gas required for the chlorination zone 20, 20' is passed through the drying zone 30 to the chlorination zone As shown in FIG. The gas from the chlorination zone 20, 20 'can be removed from the apparatus 100 via conduit 6. Some of the gas removed through the conduit 6 in the chlorination zone is transferred to the chlorination unit and most of the gas is recycled back into the inlet 7. At this time, in order to adjust the chlorine concentration uniformly, the amount of the chlorine is injected through the inlet 7.

도 2에 도시한 바와 같이, 재생 촉매 입자는 건조 구역(30)을 통과한 후에 장치(100)를 빠져나가고, 촉매 개질 시스템 또는 다른 촉매 시스템으로 다시 공급될 수도 있고, 연소 구역(10, 10')에 공급되고 있는 소비된 촉매 입자의 스트림으로 재순환될 수도 있다. 건조 구역의 경우 적어도 하나 이상의 도관(8)을 통하여 산소가 공급되고 배출되는 가스는 염소화 구역(20, 20')의 중심을 지나서 도관(6)을 통하여 배출되고 다시 염소화 구역(20, 20')의 도관(7)을 통하여 순환하는 구조이다.2, the regenerated catalyst particles may exit the apparatus 100 after passing through the drying zone 30 and may be fed back to the catalytic reforming system or another catalytic system and the combustion zone 10, 10 ' ) &Lt; / RTI > of the spent catalyst particles. In the case of a drying zone, oxygen is supplied and discharged through at least one conduit 8 and is discharged through the conduit 6 past the center of the chlorination zone 20, 20 'and back to the chlorination zone 20, 20' Through the conduit (7) of the conduit (7).

상술한 설명에서는 구체적인 실시예를 제시하였지만, 이들은 단지 예시일뿐이며, 본 발명이 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 및 변경 실시될 수 있다는 것은 통상의 기술자들에게 자명하므로, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 그 법적 균등물을 포함하는 범위로 정해져야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope thereof, The true scope of protection of the present invention should be defined in the scope including the appended claims and their legal equivalents.

1 : 제1 촉매 분리기 40: 먼지 수집기
50: 촉매 잔재 수집기 10, 10' : 연소 구역
20, 20' : 염소화 구역 30 : 건조 구역
11: 스크린 분산판1: first catalyst separator 40: dust collector
50: Catalyst residue collector 10, 10 ': combustion zone
20, 20 ': chlorination zone 30: drying zone
11: Screen diffuser plate

Claims

A regeneration device for regenerating catalyst particles, wherein the regeneration device
A first catalyst separator for removing catalyst residues and contaminants from the supplied catalyst; A second catalyst separator for additionally separating and purifying unremoved catalyst residues and contaminants installed in the first catalyst separator; And
A main body formed integrally with the first catalyst separator, the main body comprising at least one feed gas inlet tube and a catalyst outlet pipe for discharging the regenerated catalyst, the catalyst being arranged in the main body as a mobile phase, Wherein the body comprises two or more radial combustion zones,
Wherein the combustion zone is provided with a screen dispersing plate having a donut-shaped plate-like structure including a plurality of orifices for dispersing a feed gas into the center of the reactor, and the feed gas is injected through the screen dispersing plate. .

delete

The apparatus of claim 1, wherein the combustion zone and the chlorination zone are configured in an annular disc shape and the catalyst bed is configured to flow in a annular reaction zone defined by two coaxial cylindrical walls.

The catalyst regenerating apparatus according to claim 1, wherein a catalyst layer is provided between the combustion zone and the chlorination zone in the catalyst regenerating apparatus, and a barrier layer is provided so as to be impermeable to gas, so that the gas circulation manner of the combustion zone and the chlorination zone are different from each other Wherein the catalyst regeneration apparatus comprises:

The catalyst regenerating apparatus according to claim 1, wherein the catalyst regenerating apparatus includes at least one conduit for introducing an oxygen-containing gas into the combustion zone, wherein the conduit is provided at a lower end of the combustion zone, And the catalyst is regenerated.

The method of claim 1, wherein the chlorination zone of the body is disposed in the middle of the chlorination zone, the at least one conduit for introducing a chlorinating agent into the chlorination zone, Wherein at least one conduit is connected.

The catalyst regenerating apparatus according to claim 1, wherein the catalyst regeneration apparatus includes means for expanding the cross-sectional area of the combustion zone in the horizontal direction toward the lower end of the main body to control the flow rate of the catalyst.

The catalyst regeneration apparatus according to claim 1, wherein the catalyst regeneration apparatus further comprises an inverted triangular-pyramid assist plate for allowing the regenerated catalyst particles to be discharged smoothly without stagnation at the lower end of the main body.

The method of claim 1, wherein the drying zone comprises one or more means for cooling the gas, one or more means for treating the gas to remove impurities, one or more means for drying the gas, Wherein the catalyst regeneration means includes a catalyst regeneration means.

The catalyst regenerating apparatus according to claim 1, wherein the screen dispersing plate is a tube having a tube shape, and has a structure including a plurality of orifices on a front surface or side surfaces contacting the screen.