KR20230037849A - Fluidized bed catalystic reaction system - Google Patents

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박종성
김인섭
이상범
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention relates to a fluidized bed catalytic reaction system. Provided is a fluidized bed catalytic reaction system including: a fluid bed reactor; a catalyst separator; a first catalyst transfer pipe; a catalyst regenerator; and a second catalyst transfer pipe, wherein the first catalyst transfer pipe and the second catalyst transfer pipe each include a pipe wall and a refractory layer formed inside the pipe wall, and a wire coil formed on the first catalyst transfer pipe and the second catalyst transfer pipe is included.

Description

유동층 촉매 반응 시스템{FLUIDIZED BED CATALYSTIC REACTION SYSTEM}Fluid bed catalytic reaction system {FLUIDIZED BED CATALYSTIC REACTION SYSTEM}

본 발명은 유동층 촉매 반응 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유동층 반응기를 이용하여 촉매의 존재 하에 반응물을 반응시키고, 상기 반응에 사용되어 불활성화된 촉매를 재생시킨 후 유동층 반응기에서 재사용하는데 있어, 연료의 사용을 줄여 CO2 배출량을 감소시키고, 촉매 재생기 내 고온의 핫스팟 형성을 방지할 수 있는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fluidized bed catalytic reaction system, and more particularly, in reacting reactants in the presence of a catalyst using a fluidized bed reactor, regenerating the deactivated catalyst used in the reaction and then reusing it in the fluidized bed reactor, It relates to a system capable of reducing CO 2 emissions by reducing the use of and preventing the formation of high-temperature hot spots in a catalyst regenerator.

석유 화학 공정에서 유동층 반응기는 촉매를 파우더 형태로 공급하고 유동의 흐름 상태에서 반응에 참가시켜 반응물로 다양한 화합물을 생산하는 공정에 널리 활용되고 있다. 이 때, 상기 유동층 반응기 내에서 이루어지는 반응 특성에 따라 열을 회수하거나 보충할 필요가 있다. 이에, 상기 유동층 반응기에 열을 보충할 필요가 있을 때, 촉매 재생기에서 연료를 연소시켜 유동층 반응기 내의 온도를 상승시켰다.In a petrochemical process, a fluidized bed reactor is widely used in a process of producing various compounds as reactants by supplying a catalyst in the form of powder and participating in the reaction in a fluidized flow state. At this time, it is necessary to recover or supplement heat according to the reaction characteristics in the fluidized bed reactor. Accordingly, when it is necessary to supplement heat in the fluidized bed reactor, the temperature in the fluidized bed reactor is increased by burning fuel in the catalyst regenerator.

예를 들어, 상기 석유 화학 공정으로는 나프타에서 올레핀을 생산하는 공정이 있다. 이 공정에서 유동층 반응기는 파우더 형태의 촉매를 순환시켜 유동장을 형성하며, 촉매 반응을 유도한다. 이 때, 유동층 반응기에서 사용되어 불활성화된 촉매는 촉매 재생기로 공급되고, 상기 촉매 재생기에서 촉매에 침적된 코크스(coke)를 연소를 통해 제거함으로써 촉매를 재생시킨다. 이 때, 발생하는 코크스 연소열은 반응에 필요한 열량을 보충할 수 있다.For example, the petrochemical process includes a process for producing olefins from naphtha. In this process, the fluidized bed reactor circulates the catalyst in powder form to form a fluid field and induces a catalytic reaction. At this time, the deactivated catalyst used in the fluidized bed reactor is supplied to the catalyst regenerator, and the catalyst is regenerated by removing coke deposited on the catalyst through combustion in the catalyst regenerator. At this time, the generated coke combustion heat can supplement the amount of heat required for the reaction.

상기 촉매 재생기에서 촉매에 침적된 코크스를 제거 후 반응에 필요한 열량이 부족한 경우, 이를 보충하기 위하여 추가로 연료를 공급할 수 있다. 예를 들어, 촉매 재생기 내 연료를 추가로 공급하고 연소함으로써, 촉매 재생기 내 촉매가 가열되고, 온도가 상승된 촉매가 유동층 반응기로 공급될 수 있다. 이 경우, 연료의 연소로 인해 필연적으로 추가적인 CO2가 배출되고, 이는 지구 온난화 방지 및 탄소 중립 성장에 부합하지 않는 문제를 초래한다. 또한, 연료가 상기 촉매 재생기 내 촉매가 적층된 구역에 분사될 때 연료의 고르지 못한 분배가 발생할 수 있고, 이로 인해 연료가 밀집된 부분에 가열이 집중되어 촉매가 적층된 구역 내 고온의 핫스팟(hot spot) 형성이 발생할 수 있다. 고온의 핫스팟 발생 시 연료의 연소 과정에서 발생하는 물(H2O)이 촉매 활성 부위(active site)에 열수 작용에 의한 불활성화(hydrothermal deactivation)를 가속하여 촉매 성능을 악화시키는 문제가 있다. 또한, 상대적으로 온도가 낮은 유동화 가스 투입에 따른 냉각(cooling)을 보완하기 위하여 연료로 가열하는 구간의 온도가 유동층 반응기로 투입되는 촉매의 타겟(target) 온도보다 높을 수 있고, 이로 인해 상기 열수 작용에 의한 불활성화를 더욱 촉진시켜 촉매 성능을 보다 악화시키는 문제가 있다.If the amount of heat necessary for the reaction is insufficient after removing the coke deposited on the catalyst in the catalyst regenerator, additional fuel may be supplied to compensate for this. For example, by additionally supplying and burning fuel in the catalyst regenerator, the catalyst in the catalyst regenerator is heated, and the temperature-raised catalyst can be supplied to the fluidized bed reactor. In this case, additional CO 2 is inevitably emitted due to the combustion of fuel, which causes problems that do not meet global warming prevention and carbon-neutral growth. In addition, when fuel is injected into the catalyst-stacked area in the catalyst regenerator, uneven distribution of the fuel may occur, which causes heating to be concentrated in the fuel-dense area, resulting in a high-temperature hot spot in the catalyst-stacked area. ) can occur. When a high-temperature hot spot occurs, water (H 2 O) generated in the combustion process of fuel accelerates hydrothermal deactivation at the active site of the catalyst, thereby deteriorating catalyst performance. In addition, in order to compensate for the cooling caused by the introduction of a fluidizing gas having a relatively low temperature, the temperature of the section heated with fuel may be higher than the target temperature of the catalyst introduced into the fluidized bed reactor, thereby causing the hydrothermal action. There is a problem of further deteriorating catalyst performance by further accelerating inactivation by.

KRKR 2000-0075923 2000-0075923 AA

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 상기 발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 문제들을 해결하기 위하여, 유동층 반응기에서 사용된 촉매를 재생하는데 있어, 촉매의 온도를 원하는 온도로 높이기 위해서 추가적으로 투입되는 연료의 사용을 최소화하여 CO2의 배출을 감소시키고, 고온의 핫스팟 형성을 방지할 수 있는 유동층 촉매 반응 시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved in the present invention is to regenerate the catalyst used in the fluidized bed reactor in order to solve the problems mentioned in the background technology of the above invention, the fuel additionally added to increase the temperature of the catalyst to the desired temperature. It is to provide a fluidized bed catalytic reaction system capable of reducing CO 2 emissions by minimizing its use and preventing the formation of high-temperature hot spots.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 촉매를 포함하는 파우더의 존재 하에 반응물을 반응시키는 유동층 반응기; 상기 유동층 반응기의 배출 스트림에 포함된 촉매를 포함하는 파우더를 분리하는 촉매 분리기; 상기 촉매 분리기에서 분리된 촉매를 포함하는 파우더를 촉매 재생기로 공급하는 제1 촉매 이송배관; 상기 촉매 분리기에서 분리된 촉매를 포함하는 파우더를 공급받아 촉매를 재생시키는 촉매 재생기; 및 상기 촉매 재생기에서 재생된 촉매를 포함하는 파우더를 상기 유동층 반응기로 이송하는 제2 촉매 이송배관을 포함하며, 상기 제1 촉매 이송배관 및 제2 촉매 이송배관은 각각 배관벽 및 상기 배관벽 내부에 형성된 내화물층을 포함하며, 상기 제1 촉매 이송배관 및 제2 촉매 이송배관 중 어느 하나 이상에 형성된 전선 코일을 포함하는 유동층 촉매 반응 시스템을 제공한다.According to one embodiment of the present invention for solving the above problems, the present invention is a fluidized bed reactor for reacting reactants in the presence of a powder containing a catalyst; a catalyst separator separating the powder containing the catalyst contained in the discharge stream of the fluidized bed reactor; A first catalyst transfer pipe for supplying the powder containing the catalyst separated in the catalyst separator to a catalyst regenerator; a catalyst regenerator for receiving the powder containing the catalyst separated from the catalyst separator and regenerating the catalyst; and a second catalyst transport pipe for transporting the powder containing the catalyst regenerated in the catalyst regenerator to the fluidized bed reactor, wherein the first catalyst transport pipe and the second catalyst transport pipe are located on a pipe wall and inside the pipe wall, respectively. A fluidized bed catalytic reaction system including a formed refractory layer and a wire coil formed on at least one of the first catalyst transport pipe and the second catalyst transport pipe is provided.

본 발명의 유동층 촉매 반응 시스템에 따르면, 제1 촉매 이송배관 및 제2 촉매 이송배관 중 어느 하나 이상에 형성된 전선 코일에 교류 전류를 공급하여 상기 제1 촉매 이송배관 및 제2 촉매 이송배관 중 어느 하나 이상으로 이송되는 촉매를 유도 가열함으로써, 반응에 필요한 열량을 보충하기 위해 촉매를 원하는 온도로 가열하는데 필요한 연료의 양이 감소하여 CO2 배출량이 감소될 수 있다. According to the fluidized bed catalytic reaction system of the present invention, an alternating current is supplied to a wire coil formed on at least one of the first catalyst transport pipe and the second catalyst transport pipe so that any one of the first catalyst transport pipe and the second catalyst transport pipe By induction heating the catalyst transported above, the amount of fuel required to heat the catalyst to a desired temperature to supplement the amount of heat required for the reaction is reduced, and CO 2 emissions can be reduced.

또한, 이송되는 상태에서 촉매를 가열함으로써 촉매 재생기 내 촉매가 적층된 구역에서 연료 사용량이 감소함에 따라 연료의 불균일한 분포에 따른 핫스팟 형성이 감소할 수 있고, 연료의 연소를 위해 투입되는 유동화 가스량이 감소되어 유동화 가스에 의해 냉각되는 열량을 보완하기 위한 과열 구간이 감소할 수 있으며, 핫스팟과 과열 구간의 감소는 연료의 연소 과정에서 발생하는 물(H2O)의 열수 작용에 의한 불활성화(hydrothermal deactivation)를 감소시켜 촉매 성능을 높게 유지할 수 있다.In addition, by heating the catalyst in the transported state, as the amount of fuel used in the catalyst-stacked zone in the catalyst regenerator decreases, the formation of hot spots due to the non-uniform distribution of the fuel can be reduced, and the amount of fluidizing gas input for combustion of the fuel can be reduced. The overheating section to compensate for the amount of heat cooled by the fluidizing gas can be reduced, and the reduction of the hot spot and the overheating section is inactivation by the hydrothermal action of water (H 2 O) generated in the combustion process of fuel (hydrothermal deactivation) to keep the catalytic performance high.

도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 촉매 반응 시스템의 공정 흐름도이다.
도 4 내지 도 5는 각각 본 발명의 일 실시예에서 전선 코일이 형성된 배관을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 가스 주입부가 형성된 배관을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서 스파이크가 형성된 전선 코일을 나타낸 모식도이다.
1 to 3 are process flow diagrams of a fluidized bed catalytic reaction system according to an embodiment of the present invention, respectively.
4 to 5 are cross-sectional views showing a pipe in which a wire coil is formed in one embodiment of the present invention, respectively.
6 shows a pipe in which a gas injection unit is formed according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram showing a wire coil in which spikes are formed in one embodiment of the present invention.

본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the description and claims of the present invention should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventors use the concept of terms appropriately to describe their invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical spirit of the present invention.

본 발명에서 용어 '스트림(stream)'은 공정 내 유체(fluid)의 흐름을 의미하는 것일 수 있고, 또한, 배관 내에서 흐르는 유체 자체를 의미하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 스트림은 각 장치를 연결하는 배관 내에서 흐르는 유체 자체 및 유체의 흐름을 동시에 의미하는 것일 수 있다. 또한, 상기 유체는 기체(gas), 액체(liquid) 및 고체(solid) 중 어느 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.In the present invention, the term 'stream' may refer to a flow of a fluid in a process, or may also refer to a fluid itself flowing in a pipe. Specifically, the stream may mean a fluid itself and a flow of the fluid flowing in a pipe connecting each device at the same time. In addition, the fluid may include any one or more components of gas, liquid, and solid.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 하기 도 1 내지 도 7을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, in order to aid understanding of the present invention, the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 7.

본 발명에 따르면, 유동층 촉매 반응 시스템이 제공된다. 상기 유동층 촉매 반응 시스템은, 촉매를 포함하는 파우더의 존재 하에 반응물을 반응시키는 유동층 반응기(10); 상기 유동층 반응기(10)의 배출 스트림에 포함된 촉매를 포함하는 파우더를 분리하는 촉매 분리기(20); 상기 촉매 분리기(20)에서 분리된 촉매를 포함하는 파우더를 촉매 재생기(30)로 공급하는 제1 촉매 이송배관(L1); 상기 촉매 분리기(20)에서 분리된 촉매를 포함하는 파우더를 공급받아 촉매를 재생시키는 촉매 재생기(30); 및 상기 촉매 재생기(30)에서 재생된 촉매를 포함하는 파우더를 상기 유동층 반응기(10)로 이송하는 제2 촉매 이송배관(L2)을 포함할 수 있다.According to the present invention, a fluidized bed catalytic reaction system is provided. The fluidized bed catalytic reaction system includes a fluidized bed reactor (10) for reacting reactants in the presence of powder containing a catalyst; a catalyst separator 20 for separating powder containing a catalyst contained in the discharge stream of the fluidized bed reactor 10; A first catalyst transfer pipe (L1) for supplying the powder containing the catalyst separated in the catalyst separator (20) to the catalyst regenerator (30); a catalyst regenerator 30 for regenerating the catalyst by receiving the powder containing the catalyst separated from the catalyst separator 20; and a second catalyst transfer pipe L2 for transferring the powder including the catalyst regenerated in the catalyst regenerator 30 to the fluidized bed reactor 10 .

석유 화학 공정에서 유동층 반응기는 촉매를 파우더 형태로 공급하고 유동의 흐름 상태에서 반응에 참가시켜 반응물로 다양한 화합물을 생산하는 공정에 널리 활용되고 있다. 이 때, 상기 유동층 반응기 내에서 이루어지는 반응 특성에 따라 열을 회수하거나 보충할 필요가 있다. 이에, 상기 유동층 반응기에 열을 보충할 필요가 있을 때, 촉매 재생기에서 연료를 연소시켜 유동층 반응기 내의 온도를 상승시켰다.In a petrochemical process, a fluidized bed reactor is widely used in a process of producing various compounds as reactants by supplying a catalyst in the form of powder and participating in the reaction in a fluidized flow state. At this time, it is necessary to recover or supplement heat according to the reaction characteristics in the fluidized bed reactor. Accordingly, when it is necessary to supplement heat in the fluidized bed reactor, the temperature in the fluidized bed reactor is increased by burning fuel in the catalyst regenerator.

예를 들어, 상기 석유 화학 공정으로는 나프타에서 올레핀을 생산하는 공정이 있다. 이 공정에서 유동층 반응기는 파우더 형태의 촉매를 순환시켜 유동장을 형성하며, 촉매 반응을 유도한다. 이 때, 유동층 반응기에서 사용되어 불활성화된 촉매는 촉매 재생기로 공급되고, 상기 촉매 재생기에서 촉매에 침적된 코크스(coke)를 연소를 통해 제거함으로써 촉매를 재생시킨다. 이 때 발생하는 코크스 연소열은 반응에 필요한 열량을 보충할 수 있다.For example, the petrochemical process includes a process for producing olefins from naphtha. In this process, the fluidized bed reactor circulates the catalyst in powder form to form a fluid field and induces a catalytic reaction. At this time, the deactivated catalyst used in the fluidized bed reactor is supplied to the catalyst regenerator, and the catalyst is regenerated by removing coke deposited on the catalyst through combustion in the catalyst regenerator. The heat of coke combustion generated at this time can supplement the amount of heat required for the reaction.

상기 촉매 재생기에서 촉매에 침적된 코크스를 제거 후 반응에 필요한 열량이 부족한 경우, 이를 보충하기 위하여 추가로 연료를 공급할 수 있다. 예를 들어, 촉매 재생기 내 연료를 추가로 공급하고 연소함으로써, 촉매 재생기 내 촉매가 가열되고, 온도가 상승된 촉매가 유동층 반응기로 공급될 수 있다. 이 경우, 연료의 연소로 인해 필연적으로 추가적인 CO2가 배출되고, 이는 지구 온난화 방지 및 탄소 중립 성장에 부합하지 않는 문제를 초래한다. 또한, 연료가 상기 촉매 재생기 내 촉매가 적층된 구역에 분사될 때 연료의 고르지 못한 분배가 발생할 수 있고, 이로 인해 연료가 밀집된 부분에 가열이 집중되어 촉매가 적층된 구역 내 고온의 핫스팟(hot spot) 형성이 발생할 수 있다. 고온의 핫스팟 발생 시 연료의 연소 과정에서 발생하는 물(H2O)이 촉매 활성 부위(active site)에 열수 작용에 의한 불활성화(hydrothermal deactivation)를 가속하여 촉매 성능을 악화시키는 문제가 있다. 또한, 상대적으로 온도가 낮은 유동화 가스 투입에 따른 냉각(cooling)을 보완하기 위하여 연료로 가열하는 구간의 온도가 유동층 반응기로 투입되는 촉매의 타겟(target) 온도보다 높을 수 있고, 이로 인해 상기 열수 작용에 의한 불활성화를 더욱 촉진시켜 촉매 성능을 보다 악화시키는 문제가 있다.If the amount of heat necessary for the reaction is insufficient after removing the coke deposited on the catalyst in the catalyst regenerator, additional fuel may be supplied to compensate for this. For example, by additionally supplying and burning fuel in the catalyst regenerator, the catalyst in the catalyst regenerator is heated, and the temperature-raised catalyst can be supplied to the fluidized bed reactor. In this case, additional CO 2 is inevitably emitted due to the combustion of fuel, which causes problems that do not meet global warming prevention and carbon-neutral growth. In addition, when fuel is injected into the catalyst-stacked area in the catalyst regenerator, uneven distribution of the fuel may occur, which causes heating to be concentrated in the fuel-dense area, resulting in a high-temperature hot spot in the catalyst-stacked area. ) can occur. When a high-temperature hot spot occurs, water (H 2 O) generated in the combustion process of fuel accelerates hydrothermal deactivation at the active site of the catalyst, thereby deteriorating catalyst performance. In addition, in order to compensate for the cooling caused by the introduction of a fluidizing gas having a relatively low temperature, the temperature of the section heated with fuel may be higher than the target temperature of the catalyst introduced into the fluidized bed reactor, thereby causing the hydrothermal action. There is a problem of further deteriorating catalyst performance by further accelerating inactivation by.

이에 대해, 본 발명에서는 상기 유동층 촉매 반응 시스템을 이용하여 이송되는 촉매를 유도 가열을 통해 가열함으로써, 반응에 필요한 열량을 보충하기 위해 촉매를 원하는 온도로 가열하는데 필요한 연료 사용량을 줄여, CO2 배출량을 감소시킬 수 있다. 또한 촉매 재생기에서 연료 사용량이 감소함에 따라 연료의 불균일한 분포에 따른 핫스팟 형성이 감소할 수 있고, 연료의 연소를 위해 투입되는 유동화 가스량이 감소되어 유동화 가스에 의해 냉각되는 열량을 보완하기 위한 과열 구간이 감소할 수 있으며, 핫스팟과 과열 구간 감소는 연료의 연소 과정에서 발생하는 물(H2O)의 열수 작용에 의한 불활성화(hydrothermal deactivation)를 감소시켜 촉매 성능을 높게 유지할 수 있다.In contrast, in the present invention, by heating the catalyst transported using the fluidized bed catalytic reaction system through induction heating, the amount of fuel required to heat the catalyst to a desired temperature to supplement the amount of heat required for the reaction is reduced, thereby reducing CO 2 emissions. can reduce In addition, as the amount of fuel used in the catalyst regenerator decreases, the formation of hot spots due to the non-uniform distribution of fuel can be reduced, and the amount of fluidization gas input for combustion of fuel is reduced to compensate for the amount of heat cooled by the fluidization gas. This can be reduced, and the reduction of hot spots and overheated sections can reduce hydrothermal deactivation of water (H 2 O) generated in the combustion process of fuel, thereby maintaining high catalytic performance.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유동층 반응기(10)는 촉매를 포함하는 파우더의 존재 하에 반응물을 반응시키는 장치일 수 있다. 구체적으로, 상기 유동층 반응기(10)로 촉매를 포함하는 파우더와 반응물을 공급하고, 상기 촉매의 존재 하에 반응물을 반응시켜 목적하는 생성물을 포함하는 반응 생성물을 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the fluidized bed reactor 10 may be a device for reacting reactants in the presence of powder containing a catalyst. Specifically, a reaction product including a desired product may be prepared by supplying powder and a reactant including a catalyst to the fluidized bed reactor 10 and reacting the reactant in the presence of the catalyst.

상기 반응물은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 부탄(butane), 나프타(naphtha), 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 탄화수소(hydrocarbon), 바이오 탄화수소(bio hydrocarbon) 및 플라스틱의 화학적 재활용(chemical recycle)을 통해 얻어진 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The reactant is not particularly limited, but, for example, butane, naphtha, methanol, ethanol, hydrocarbon, bio hydrocarbon, and chemical recycling of plastics (chemical It may include one or more selected from the group consisting of hydrocarbons obtained through recycle).

상기 촉매의 종류는 반응물의 종류와 목적하는 생성물의 종류 등에 따라서 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 촉매는 제올라이트(zeolite)계 촉매를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제올라이트계 촉매는 ZSM-5 zeolite 및 USY zeolite로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The type of the catalyst may be appropriately adjusted according to the type of reactant and the type of desired product. For example, the catalyst may include a zeolite-based catalyst. For example, the zeolite-based catalyst may include at least one selected from the group consisting of ZSM-5 zeolite and USY zeolite.

상기 촉매를 포함하는 파우더는 자성 물질을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 자성 물질은 강자성 물질 및 상자성 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 구체적인 예로서, 상기 자성 물질은 강자성 물질일 수 있다. 상기 강자성 물질은 퀴리 온도(curie temperature)가 촉매 재생기의 운전 온도 근처인 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 강자성 물질은 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 크롬(Cr) 및 그들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 합금은 알니코(Alnico)를 포함할 수 있다.The powder containing the catalyst may further include a magnetic material. For example, the magnetic material may include at least one selected from the group consisting of a ferromagnetic material and a paramagnetic material, and as a specific example, the magnetic material may be a ferromagnetic material. The ferromagnetic material may include a material whose Curie temperature is close to the operating temperature of the catalyst regenerator. For example, the ferromagnetic material is iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), copper (Cu), molybdenum (Mo), tungsten (W), chromium (Cr), and alloys thereof It may include one or more selected from the group consisting of. In this case, the alloy may include Alnico.

상기 촉매를 포함하는 파우더 내에서, 상기 자성 물질은 예를 들어, 촉매의 지지체, 촉매의 표면 코팅 및 별도의 분체 등으로 포함될 수 있다. In the powder containing the catalyst, the magnetic material may be included as, for example, a support of the catalyst, a surface coating of the catalyst, and a separate powder.

상기 자성 물질의 형태는 예를 들어, 미립자, 나노입자, 나노와이어, 나노튜브 및 시트 등의 형태로 사용될 수 있다.The magnetic material may be used in the form of, for example, particulates, nanoparticles, nanowires, nanotubes, and sheets.

상기 자성 물질은 상기 촉매와 입자 사이즈 및 밀도가 유사할 수 있다. 구체적으로, 상기 자성 물질의 입자 사이즈와 밀도를 상기 촉매와 유사하도록 제어함으로써, 상기 자성 물질이 촉매와 유사한 유동화 특성을 가지게 할 수 있고, 배관을 통해 촉매와 함께 이송되면서 자성 물질의 유도 가열을 통해 촉매를 균일하게 가열하는 것이 용이할 수 있다.The magnetic material may have a particle size and density similar to that of the catalyst. Specifically, by controlling the particle size and density of the magnetic material to be similar to that of the catalyst, the magnetic material can have fluidization characteristics similar to that of the catalyst, and while being transported together with the catalyst through a pipe, through induction heating of the magnetic material It may be easy to heat the catalyst uniformly.

상기 자성 물질은 지지체로서 고강도 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 자성 물질은 나노 입자(nanoparticle) 형태로 상기 고강도 재질에 분산되어 있는 구조로 형성될 수 있다. 이와 같이, 상기 자성 물질을 고강도 재질에 분산시켜 형성함으로써 자성 물질의 기계적 강도를 높일 수 있다.The magnetic material may include a high-strength material as a support. For example, the magnetic material may be formed in a structure dispersed in the high-strength material in the form of nanoparticles. In this way, the mechanical strength of the magnetic material can be increased by forming the magnetic material by dispersing it in a high-strength material.

상기 유동층 반응기(10)의 운전 온도는 반응물의 종류와 목적하는 생성물의 종류 등에 따라서 적절히 조절될 수 있다. The operating temperature of the fluidized bed reactor 10 may be appropriately adjusted according to the types of reactants and desired products.

상기 유동층 반응기(10)에서 반응을 통해 생성된 반응 생성물 스트림은 상기 유동층 반응기(10)의 상부 배출 스트림으로서 촉매 분리기(20)로 공급될 수 있다. 이 때, 상기 반응 생성물 스트림은 촉매를 포함하는 파우더, 미반응물 및 생성물을 포함하는 것일 수 있다.The reaction product stream generated through the reaction in the fluidized bed reactor 10 may be supplied to the catalyst separator 20 as an upper discharge stream of the fluidized bed reactor 10 . In this case, the reaction product stream may include powder, unreacted materials, and products including the catalyst.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 분리기(20)는 상기 유동층 반응기(10)로부터 공급되는 반응 생성물 스트림 내 포함된 촉매를 포함하는 파우더를 분리하여 촉매 재생기(30)로 공급하고, 미반응물 및 생성물을 포함하는 스트림은 정제를 위한 후속 공정으로 공급하기 위한 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the catalyst separator 20 separates the powder containing the catalyst included in the reaction product stream supplied from the fluidized bed reactor 10 and supplies it to the catalyst regenerator 30, and supplies the unreacted material and a stream comprising the product may be for feeding to a subsequent process for purification.

상기 촉매 분리기(20)에서 분리된 촉매를 포함하는 파우더는 제1 촉매 이송배관(L1)을 통해 촉매 재생기(30)로 공급될 수 있다.The powder containing the catalyst separated in the catalyst separator 20 may be supplied to the catalyst regenerator 30 through the first catalyst transfer pipe L1.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 재생기(30)는 촉매 분리기(20)로부터 공급된 촉매를 포함하는 파우더 내의 촉매를 재생시키기 위한 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 촉매 재생기(30)로 공급된 파우더 내의 촉매는 유동층 반응기(10)에서 사용되어 불활성화된 촉매일 수 있다. 상기 불활성화된 촉매는 표면에 침적된 코크스를 연소시켜 제거함으로써 재생될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the catalyst regenerator 30 may be for regenerating the catalyst in the powder containing the catalyst supplied from the catalyst separator 20. Specifically, the catalyst in the powder supplied to the catalyst regenerator 30 may be a catalyst used in the fluidized bed reactor 10 and deactivated. The deactivated catalyst can be regenerated by burning and removing the coke deposited on the surface.

구체적으로, 상기 촉매 재생기(30)로 공급된 촉매를 포함하는 파우더는 상기 촉매 재생기(30) 내부에 적층되고, 상기 촉매에 침적된 코크스는 촉매 재생기(30)로 공급되는 공기(Air)를 통해 연소됨으로써 상기 촉매는 재생될 수 있다. 상기 공기는 산소를 포함하는 공기를 의미할 수 있다.Specifically, the powder containing the catalyst supplied to the catalyst regenerator 30 is stacked inside the catalyst regenerator 30, and the coke deposited on the catalyst passes through air supplied to the catalyst regenerator 30. By burning, the catalyst can be regenerated. The air may mean air containing oxygen.

이 때, 필요에 따라서 상기 반응에 필요한 열량을 보충하기 위하여 연료가 추가로 공급될 수 있고, 상기 연료는 연료 가스(fuel gas), 연료유(fuel oil) 및 가스유(gas oil)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. At this time, fuel may be additionally supplied to supplement the amount of heat required for the reaction as needed, and the fuel may be a group consisting of fuel gas, fuel oil, and gas oil. It may include one or more selected from.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 재생기(30) 내부로 유동화 가스를 공급하기 위한 유동화 가스 공급부(40)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 유동화 가스는 공기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유동화 가스 공급부는 유동화 가스를 이송하기 위한 유동화 가스 이송배관(41), 상기 유동화 가스 이송배관(41)을 통해 이송되는 유동화 가스를 가열시키기 위한 가열부(42) 및 상기 유동화 가스 이송배관(41)을 통해 이송되는 유동화 가스를 상기 촉매 재생기(30) 내부로 분배하기 위한 유동화 가스 분배장치(43)를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a fluidization gas supply unit 40 for supplying fluidization gas into the catalyst regenerator 30 may be further included. At this time, the fluidizing gas may include air. For example, the fluidization gas supply unit includes a fluidization gas transport pipe 41 for transporting the fluidization gas, a heating unit 42 for heating the fluidization gas transported through the fluidization gas transport pipe 41, and the fluidization gas. A fluidization gas distribution device 43 for distributing the fluidization gas transported through the transfer pipe 41 into the catalyst regenerator 30 may be included.

상기 가열부(42)는 상기 유동화 가스 이송배관(41)에 설치된 것일 수 있다. The heating unit 42 may be installed in the fluidizing gas transport pipe 41 .

상기 유동화 가스 분배장치(43)는 상기 유동화 가스 이송배관(41) 중에서 상기 촉매 재생기(30) 내부에 존재하는 영역에 설치될 수 있으며, 상기 유동화 가스를 상기 촉매 재생기(30) 내부에 골고루 분사하기 위한 다양한 형태로 존재할 수 있다. 또한, 상기 유동화 가스 분배장치(43)는 상기 유동화 가스 이송배관(41)으로부터 연장되는 복수의 배관에 분사를 위한 노즐이 형성된 것일 수도 있다. The fluidization gas distribution device 43 may be installed in a region of the fluidization gas transport pipe 41 existing inside the catalyst regenerator 30, and evenly spray the fluidization gas into the catalyst regenerator 30. It can exist in various forms for In addition, the fluidization gas distribution device 43 may have nozzles for spraying formed in a plurality of pipes extending from the fluidization gas transport pipe 41 .

상기 촉매 재생기(30)에서 재생된 촉매를 포함하는 파우더는 제2 촉매 이송배관(L2)을 통하여 유동층 반응기(10)로 이송되어 재사용할 수 있다.The powder containing the catalyst regenerated in the catalyst regenerator 30 is transferred to the fluidized bed reactor 10 through the second catalyst transfer pipe L2 and can be reused.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유동층 촉매 반응 시스템에 있어서, 유체를 이송하는 배관은 배관벽(L10) 및 상기 배관벽(L10) 내부에 형성된 내화물층(L11)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 배관에 있어서, 상기 배관벽(L10)의 내표면에 상기 내화물층(L11)이 형성되고, 상기 내화물층(L11)으로 둘러싸인 공간(L12)으로 유체가 이송될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 촉매 이송배관(L1) 및 제2 촉매 이송배관(L2)은 각각 배관벽(L10) 및 상기 배관벽(L10)의 내부에 형성된 내화물층(L11)을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the fluidized bed catalytic reaction system, a pipe for transporting fluid may include a pipe wall L10 and a refractory layer L11 formed inside the pipe wall L10. Specifically, in the pipe, the refractory layer (L11) is formed on the inner surface of the pipe wall (L10), and the fluid can be transferred to the space (L12) surrounded by the refractory layer (L11). For example, the first catalyst transport pipe L1 and the second catalyst transport pipe L2 may each include a pipe wall L10 and a refractory layer L11 formed inside the pipe wall L10. .

상기 내화물층(L11)은 상기 배관벽(L10)의 내표면에 상기 내화물층(L11)에 포함되는 내화물의 탈락을 방지하기 위하여 앵커(anchor)를 설치하고, 상기 앵커에 내화물을 설치함으로써 형성될 수 있다. 상기 내화물은 고온, 화학적 작용에 견딜 수 있는 재료로서, 예를 들어, 상기 내화물은 용융 실리카(fused silica), 알루미노실리카(aluminosilicate), 멀라이트(mullite), 보크사이트(bauxite) 및 칼슘 알루미네이트 시멘트(calcium aluminate cement)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 상기 내화물층(L11) 내 내화물 함량의 85 중량% 내지 95 중량%일 수 있다. 상기 내화물을 통해 배관 내부와 외부 사이에 열이동을 차단할 수 있다. 또한, 상기 내화물층(L11)을 배관에 형성함으로써 배관의 열적 변형 및 촉매에 의한 마모를 방지할 수 있다.The refractory layer (L11) is formed by installing an anchor on the inner surface of the pipe wall (L10) to prevent the refractory included in the refractory layer (L11) from falling off, and installing the refractory on the anchor. can The refractory is a material that can withstand high temperature and chemical action, and for example, the refractory is made of fused silica, aluminosilicate, mullite, bauxite, and calcium aluminate. It may include one or more types selected from the group consisting of cement (calcium aluminate cement), and may be 85% to 95% by weight of the content of the refractory material in the refractory material layer (L11). Heat transfer between the inside and outside of the pipe can be blocked through the refractory. In addition, by forming the refractory layer (L11) on the pipe, it is possible to prevent thermal deformation of the pipe and abrasion caused by a catalyst.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 촉매 이송배관(L1) 및 제2 촉매 이송배관(L2) 중 어느 하나 이상에는 전선 코일(L20)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전선 코일(L20)은 배관을 둘러싸는 전도성 와이어 코일 형태로 형성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a wire coil L20 may be formed on at least one of the first catalyst transport pipe L1 and the second catalyst transport pipe L2. For example, the wire coil L20 may be formed in the form of a conductive wire coil surrounding a pipe.

상기 전선 코일(L20)은 상기 제1 촉매 이송배관(L1), 제2 촉매 이송배관(L2) 또는 제1 촉매 이송배관(L1)과 제2 촉매 이송배관(L2) 모두에 형성될 수 있으며, 구체적인 예로서, 상기 제1 촉매 이송배관(L1)과 제2 촉매 이송배관(L2) 모두에 형성될 수 있다.The wire coil (L20) may be formed in the first catalyst transport pipe (L1), the second catalyst transport pipe (L2), or both the first catalyst transport pipe (L1) and the second catalyst transport pipe (L2), As a specific example, it may be formed in both the first catalyst transport pipe (L1) and the second catalyst transport pipe (L2).

상기 전선 코일(L20)이 제1 촉매 이송배관(L1)에 형성되는 경우, 상기 촉매 분리기(20)에서 분리된 촉매는 유도 가열을 통해 예열된 상태로 촉매 재생기(30)에 공급될 수 있다. 이를 통해, 상기 촉매 재생기(30)에서 반응에 필요한 열량을 보충하기 위하여 촉매의 온도를 원하는 수준으로 가열하기 위한 연료 사용량을 절감할 수 있다.When the wire coil L20 is formed in the first catalyst transfer pipe L1, the catalyst separated from the catalyst separator 20 may be supplied to the catalyst regenerator 30 in a preheated state through induction heating. Through this, it is possible to reduce the amount of fuel used for heating the temperature of the catalyst to a desired level in order to supplement the amount of heat required for the reaction in the catalyst regenerator 30 .

또한, 상기 전선 코일(L20)이 제1 촉매 이송배관(L1)에 형성되는 경우, 상기 제1 촉매 이송배관(L1)에는 가스 주입부(L30)를 더 포함할 수 있다. 상기 가스 주입부(L30)는 예를 들어, 상기 제1 촉매 이송배관(L1)에 직접적으로 연결되거나, 상기 제1 촉매 이송배관(L1)에 설치된 밸브(L40)에 부가적으로 설치되어 가스를 상기 제1 촉매 이송배관(L1)에 공급할 수 있다. 상기 가스 주입부(L30)가 제1 촉매 이송배관(L1)에 직접적으로 연결되는 경우, 하기 도 6의 좌측에 나타낸 것과 같이 상기 가스 주입부(L30)는 상기 제1 촉매 이송배관(L1)을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 가스 주입부(L30)가 제1 촉매 이송배관(L1)에 부가적으로 설치되는 경우, 하기 도 6의 우측에 나타낸 것과 같이 상기 가스 주입부(L30)는 밸브(L40)의 개폐시 움직이는 공간에 가스를 분사하도록 설치될 수 있다. In addition, when the wire coil L20 is formed in the first catalyst transport pipe L1, the first catalyst transport pipe L1 may further include a gas injection unit L30. The gas injection unit (L30) is, for example, directly connected to the first catalyst transfer pipe (L1) or additionally installed in a valve (L40) installed in the first catalyst transfer pipe (L1) to supply gas. It may be supplied to the first catalyst transfer pipe (L1). When the gas injection unit L30 is directly connected to the first catalyst transport pipe L1, as shown on the left side of FIG. 6 below, the gas injection unit L30 feeds the first catalyst transport pipe L1. It can be formed in an enclosing form. In addition, when the gas injection part (L30) is additionally installed in the first catalyst transfer pipe (L1), as shown in the right side of FIG. It can be installed to inject gas into a moving space.

상기 가스 주입부(L30)를 통해 공급되는 가스는 산소를 포함하지 않을 수 있고, 예를 들어, 질소 가스를 포함하는 불활성 가스일 수 있다. 이 경우, 상기 제1 촉매 이송배관(L1)에서 촉매의 유도 가열 시 발생하는 자기장으로 인하여 자성 물질간 뭉치는 현상을 방지할 수 있다. 특히, 상기 가스 주입부(L30)가 상기 제1 촉매 이송배관(L1)에 설치된 밸브(L40)에 부가적으로 설치되는 경우, 상기 밸브(L40) 내 촉매 등이 축적되어 밸브(L40)가 막히는 현상을 방지함과 동시에 상기 제1 촉매 이송배관(L1)에서 발생되는 자기장으로 인하여 자성 물질간 뭉치는 현상을 방지할 수 있다.The gas supplied through the gas injection unit L30 may not contain oxygen, and may be, for example, an inert gas containing nitrogen gas. In this case, it is possible to prevent aggregation of magnetic materials due to a magnetic field generated during induction heating of the catalyst in the first catalyst transfer pipe (L1). In particular, when the gas injection part (L30) is additionally installed in the valve (L40) installed in the first catalyst transfer pipe (L1), the catalyst or the like in the valve (L40) is accumulated to prevent the valve (L40) from being clogged. At the same time, it is possible to prevent the phenomenon of aggregation between magnetic materials due to the magnetic field generated in the first catalyst transfer pipe (L1).

상기 전선 코일(L20)이 제2 촉매 이송배관(L2)에 형성되는 경우, 상기 촉매 재생기(30)에서 재생된 촉매를 유도 가열을 통해 가열한 후 상기 유동층 반응기(10)로 이송함으로써, 상기 촉매 재생기(30)에서 유동층 반응기(10)에서의 반응에 필요한 열량을 보충하기 위하여 사용되는 연료의 사용량을 절감할 수 있다.When the wire coil (L20) is formed in the second catalyst transfer pipe (L2), the catalyst regenerated in the catalyst regenerator 30 is heated through induction heating and then transferred to the fluidized bed reactor 10, so that the catalyst In the regenerator 30, it is possible to reduce the amount of fuel used to supplement the amount of heat required for the reaction in the fluidized bed reactor 10.

또한, 상기 전선 코일(L20)이 제2 촉매 이송배관(L2)에 형성되는 경우, 상기 제2 촉매 이송배관(L2)에는 가스 주입부(L30)를 더 포함할 수 있다. 상기 가스 주입부(L30)는 예를 들어, 상기 제2 촉매 이송배관(L2)에 직접적으로 연결되거나, 상기 제2 촉매 이송배관(L2)에 설치된 밸브(L40)에 부가적으로 설치되어 가스를 상기 제2 촉매 이송배관(L2)에 공급할 수 있다. 상기 가스 주입부(L30)가 제2 촉매 이송배관(L2)에 직접적으로 연결되는 경우, 하기 도 6의 좌측에 나타낸 것과 같이 상기 가스 주입부(L30)는 상기 제2 촉매 이송배관(L2)을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 가스 주입부(L30)가 제2 촉매 이송배관(L2)에 부가적으로 설치되는 경우, 하기 도 6의 우측에 나타낸 것과 같이 상기 가스 주입부(L30)는 밸브(L40)의 개폐시 움직이는 공간에 가스를 분사하도록 설치될 수 있다.In addition, when the wire coil L20 is formed in the second catalyst transport pipe L2, the second catalyst transport pipe L2 may further include a gas injection unit L30. The gas injection unit (L30) is, for example, directly connected to the second catalyst transfer pipe (L2) or additionally installed in a valve (L40) installed in the second catalyst transfer pipe (L2) to supply gas. It can be supplied to the second catalyst transfer pipe (L2). When the gas injection unit L30 is directly connected to the second catalyst transport pipe L2, as shown on the left side of FIG. 6 below, the gas injection unit L30 feeds the second catalyst transport pipe L2. It can be formed in an enclosing form. In addition, when the gas injection part (L30) is additionally installed in the second catalyst transfer pipe (L2), as shown on the right side of FIG. It can be installed to inject gas into a moving space.

이 때, 상기 가스 주입부(L30)를 통해 공급되는 가스는 산소를 포함하지 않을 수 있고, 예를 들어, 질소 가스를 포함하는 불활성 가스일 수 있다. 이 경우, 상기 제2 촉매 이송배관(L2)에서 촉매의 유도 가열 시 발생하는 자기장으로 인하여 자성 물질간 뭉치는 현상을 방지할 수 있다. 특히, 상기 가스 주입부(L30)가 상기 제2 촉매 이송배관(L2)에 설치된 밸브(L40)에 부가적으로 설치되는 경우, 상기 밸브(L40) 내 촉매 등이 축적되어 밸브(L40)가 막히는 현상을 방지함과 동시에 상기 제2 촉매 이송배관(L2)에서 발생되는 자기장으로 인하여 자성 물질간 뭉치는 현상을 방지할 수 있다.In this case, the gas supplied through the gas injection unit L30 may not contain oxygen, and may be, for example, an inert gas containing nitrogen gas. In this case, it is possible to prevent aggregation of magnetic materials due to a magnetic field generated during induction heating of the catalyst in the second catalyst transfer pipe (L2). In particular, when the gas injection part (L30) is additionally installed in the valve (L40) installed in the second catalyst transfer pipe (L2), catalyst and the like are accumulated in the valve (L40) to prevent the valve (L40) from being clogged. At the same time, it is possible to prevent the phenomenon of aggregation between magnetic materials due to the magnetic field generated in the second catalyst transfer pipe (L2).

하나의 예로서, 상기 전선 코일(L20)은 각각의 상기 제1 촉매 이송배관(L1) 및 제2 촉매 이송배관(L2) 배관벽(L10)의 외표면에 형성될 수 있다. 상기 전선 코일(L20)이 제1 촉매 이송배관(L1) 및 제2 촉매 이송배관(L2) 배관벽(L10)의 외표면에 형성되는 경우, 상기 제1 촉매 이송배관(L1) 및 제2 촉매 이송배관(L2)의 배관벽(L10)은 퀴리 온도가 상온 근처에서 형성되는 재질로 형성할 수 있다. 예를 들어, 배관벽(L10)은 상자성체 또는 반자성체 재질로 형성할 수 있으며, 상기 상자성체 또는 반자성체 재질은 알루미늄, 구리, 철, 니켈, 마그네슘, 텅스텐, 백금, 금, 주석, 망간 및 그들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. As an example, the wire coil L20 may be formed on the outer surface of the pipe wall L10 of each of the first catalyst transport pipe L1 and the second catalyst transport pipe L2. When the wire coil (L20) is formed on the outer surface of the pipe wall (L10) of the first catalyst transport pipe (L1) and the second catalyst transport pipe (L2), the first catalyst transport pipe (L1) and the second catalyst The pipe wall L10 of the transfer pipe L2 may be formed of a material having a Curie temperature near room temperature. For example, the pipe wall L10 may be formed of a paramagnetic or diamagnetic material, and the paramagnetic or diamagnetic material is made of aluminum, copper, iron, nickel, magnesium, tungsten, platinum, gold, tin, manganese, and alloys thereof. It may contain one or more selected from the group.

이와 같이, 상기 제1 촉매 이송배관(L1) 및 제2 촉매 이송배관(L2)의 배관벽(L10)을 유도 가열의 발생이 적은 상자성체 또는 반자성체 재질로 형성함으로써, 상기 제1 촉매 이송배관(L1) 및 제2 촉매 이송배관(L2)을 통해 이송되는 촉매를 유도 가열을 통해 가열할 때, 배관 자체가 가열되는 것을 방지할 수 있다. In this way, by forming the pipe walls (L10) of the first catalyst transport pipe (L1) and the second catalyst transport pipe (L2) with a paramagnetic or diamagnetic material that causes little induction heating, the first catalyst transport pipe (L1) ) and the second catalyst transfer pipe (L2), when heating the catalyst through induction heating, it is possible to prevent the pipe itself from being heated.

다른 하나의 예로서, 상기 전선 코일(L20)은 상기 제1 촉매 이송배관(L1) 및 제2 촉매 이송배관(L2)의 내화물층(L11)에 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 전선 코일(L20)은 상기 제1 촉매 이송배관(L1) 및 제2 촉매 이송배관(L2)의 내화물층(L11)에서 전도성 와이어 코일 형태로 형성될 수 있다. 상기 제1 촉매 이송배관(L1) 및 제2 촉매 이송배관(L2)의 내화물층(L11)에 전선 코일(L20)이 형성되는 경우, 상기 내화물층(L11) 내에서 상기 전선 코일(L20)과 접촉하는 영역은 부도체 재질로 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 부도체 재질은 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화베릴륨(BeO)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. As another example, the wire coil L20 may be formed on the refractory layer L11 of the first catalyst transport pipe L1 and the second catalyst transport pipe L2. Specifically, the wire coil L20 may be formed in the form of a conductive wire coil in the refractory layer L11 of the first catalyst transport pipe L1 and the second catalyst transport pipe L2. When the wire coil (L20) is formed in the refractory layer (L11) of the first catalyst transport pipe (L1) and the second catalyst transport pipe (L2), the wire coil (L20) and The contact area may be formed of a non-conductive material. For example, the non-conductive material may include at least one selected from the group consisting of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and beryllium oxide (BeO).

이와 같이, 상기 제1 촉매 이송배관(L1) 및 제2 촉매 이송배관(L2)의 내화물층(L11)에서 전선 코일(L20)과 접촉하는 영역을 부도체 재질로 형성함으로써, 상기 제1 촉매 이송배관(L1) 및 제2 촉매 이송배관(L2)을 통해 이송되는 촉매의 유도 가열 시, 상기 배관에 전류가 흐르는 것을 방지함과 동시에 전류에 의해 배관 자체가 가열되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 배관의 배관벽(L10) 내표면에 내화물층(L11)을 형성할 때, 상기 전선 코일(L20)을 상기 배관의 내화물층(L11)에 형성함으로써, 상기 앵커와 함께 상기 내화물층(L11)을 지지할 수 있다. In this way, by forming a region in contact with the wire coil (L20) in the refractory layer (L11) of the first catalyst transport pipe (L1) and the second catalyst transport pipe (L2) with a non-conductive material, the first catalyst transport pipe When the catalyst transported through (L1) and the second catalyst transfer pipe (L2) is induction heated, it is possible to prevent current from flowing through the pipe and at the same time to prevent the pipe itself from being heated by the current. In addition, when forming the refractory layer (L11) on the inner surface of the pipe wall (L10) of the pipe, by forming the wire coil (L20) on the refractory layer (L11) of the pipe, the refractory layer ( L11) can be supported.

또한, 상기 전선 코일(L20)을 상기 내화물층(L11)에 설치하는 경우, 상기 전선 코일(L20)을 상기 배관벽(L10)의 외표면에 설치하는 경우 대비 상대적으로 자기장 중첩이 커 연료 사용량 감소에 더 유리할 수 있다.In addition, when the wire coil (L20) is installed on the refractory layer (L11), compared to the case where the wire coil (L20) is installed on the outer surface of the pipe wall (L10), the magnetic field overlap is relatively large, so the fuel consumption is reduced. may be more advantageous to

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전선 코일(L20)이 상기 제1 촉매 이송배관(L1) 및 제2 촉매 이송배관(L2)의 내화물층(L11)에 형성되는 경우, 상기 전선 코일(L20)에는 복수개의 스파이크(L21)가 이격되어 형성될 수 있다. 이와 같이, 복수 개의 스파이크(L21)가 형성된 전선 코일(L20)을 상기 제1 촉매 이송배관(L1) 및 제2 촉매 이송배관(L2)의 내화물층(L11)에 형성하는 경우, 상기 앵커와 함께 내화물층(L11) 내 내화물을 지지하는 효과를 높일 수 있다. 이 때, 상기 스파이크(L21)의 개수는 특별히 한정하지 않는다.According to one embodiment of the present invention, when the wire coil (L20) is formed in the refractory layer (L11) of the first catalyst transport pipe (L1) and the second catalyst transport pipe (L2), the wire coil (L20) ), a plurality of spikes (L21) may be formed spaced apart. In this way, when the wire coil L20 having a plurality of spikes L21 is formed on the refractory layer L11 of the first catalyst transport pipe L1 and the second catalyst transport pipe L2, together with the anchor. An effect of supporting the refractory material in the refractory layer L11 may be enhanced. At this time, the number of the spikes (L21) is not particularly limited.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 재생기(30)에서 사용된 유동화 가스는 상기 촉매 재생기(30) 내부에 설치된 별도의 장치를 이용하여 촉매와 분리되고 상기 촉매 재생기(30)에서 배출될 수 있다. 구체적으로, 상기 촉매 재생기(30) 내부에는 촉매와 유동화 가스를 분리하기 위한 가스 분리기(31)가 설치되어 있을 수 있고, 상기 가스 분리기(31)를 이용하여 분리된 유동화 가스를 폐가스 처리설비로 이송할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the fluidization gas used in the catalyst regenerator 30 can be separated from the catalyst using a separate device installed inside the catalyst regenerator 30 and discharged from the catalyst regenerator 30. there is. Specifically, a gas separator 31 for separating the catalyst and the fluidization gas may be installed inside the catalyst regenerator 30, and the fluidization gas separated using the gas separator 31 is transferred to a waste gas treatment facility. can do.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전선 코일(L20)과 전기적으로 연결되며, 상기 전선 코일(L20)에 교류 전류를 공급하기 위한 전원(50)을 더 포함할 수 있다. 상기 전원(50)의 출력 전력은 목적하는 가열 정도에 따라서 조절될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, it is electrically connected to the wire coil (L20), and may further include a power source 50 for supplying an alternating current to the wire coil (L20). The output power of the power supply 50 can be adjusted according to the desired degree of heating.

상기 전원(50)을 이용하여 상기 전선 코일(L20)에 교류 전류를 공급하는 방식은 연속적, 간헐적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 전선 코일(L20)에 교류 전류를 공급하는 방식은 펄세이션(pulsation) 방식으로 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 펄세이션 방식이란, 일정 주기를 두고 상기 전선 코일(L20)로 공급되는 교류 전류를 차단하는 방식으로서, 이 때, 상기 펄세이션 주기는 교류 전류의 주기에 비례하는 방식 또는 독립적인 주기를 갖는 방식일 수 있다. 예를 들어, 상기 교류 전류의 주기에 비례하는 방식은 교류 전류 주파수의 0.1배 내지 0.5 배의 주파수를 갖도록 설정할 수 있고, 독립적인 주기를 갖는 방식은 상기 교류 전류의 주파수와 별개로 10 Hz 내지 10 kHz의 주파수를 갖도록 설정할 수 있다. 이와 같이 펄세이션 방식으로 상기 전선 코일(L20)에 교류 전류를 공급하는 경우, 자기장 발생으로 인하여 자성 물질 간 뭉치는 현상을 방지하는 효과가 있다.The method of supplying AC current to the wire coil L20 using the power source 50 may be performed continuously or intermittently. For example, a method of supplying an AC current to the wire coil L20 may be performed in a pulsation method. Specifically, the pulsation method is a method of blocking the alternating current supplied to the wire coil L20 at a predetermined period, wherein the pulsation period is proportional to the period of the alternating current or an independent period It may be a way to have. For example, the method proportional to the cycle of the AC current may be set to have a frequency of 0.1 to 0.5 times the frequency of the AC current, and the method having an independent cycle may be set to have a frequency of 10 Hz to 10 times independently of the frequency of the AC current. It can be set to have a frequency of kHz. In this way, when an alternating current is supplied to the wire coil L20 in a pulsation method, there is an effect of preventing aggregation between magnetic materials due to the generation of a magnetic field.

상기 전원(50)을 이용하여 상기 전선 코일(L20)에 교류 전류를 공급하는 경우, 상기 전선 코일(L20)은 교류 전류를 수용하고 이에 응답하여 교류 자기장을 발생시킨다. 상기 전선 코일(L20)이 형성된 제1 촉매 이송배관(L1) 및 제2 촉매 이송배관(L2) 중 어느 하나 이상을 통해 촉매와 함께 이송되는 자성 물질은 인가된 교류 자기장에 응답하여 유도 가열될 수 있다. 또한, 이러한 과정에서 상기 유도 가열된 자성 물질로 인해 촉매가 가열될 수 있다. 구체적으로 상기 자성 물질이 촉매와 별도의 분체로서 공급되는 경우, 상기 유도 가열된 자성 물질과 열교환을 통해 촉매가 가열될 수 있고, 상기 자성 물질이 촉매의 일부분으로서 공급되는 경우, 상기 촉매 자체가 유도 가열될 수 있다. When AC current is supplied to the wire coil L20 using the power source 50, the wire coil L20 receives the AC current and generates an AC magnetic field in response thereto. The magnetic material transported together with the catalyst through at least one of the first catalyst transport pipe L1 and the second catalyst transport pipe L2 in which the wire coil L20 is formed may be inductively heated in response to an applied alternating magnetic field. there is. Also, in this process, the catalyst may be heated due to the induction heated magnetic material. Specifically, when the magnetic material is supplied as a powder separate from the catalyst, the catalyst may be heated through heat exchange with the induction-heated magnetic material, and when the magnetic material is supplied as a part of the catalyst, the catalyst itself is induction-heated. can be heated

한편, 유도 가열을 통해 상기 촉매 재생기(30)에서 적층된 촉매를 가열하기 위해서 상기 촉매 재생기(30) 내 촉매가 적층된 구역과 대응되는 상기 촉매 재생기(30)의 외주면을 따라서 전선 코일을 형성하는 방법을 고려해 볼 수 있으나, 이 경우, 상기 촉매 재생기(30) 자체의 재질을 반자성체나 상자성체로 구성하는 것은 현실적으로 어려울 수 있다. 또한, 상기 촉매 재생기(30) 내면에 내화물층을 형성하고, 상기 내화물층에 전선 코일을 설치하는 방법을 고려해 볼 수 있으나, 이 경우에도, 상기 촉매 재생기(30) 내부 구조물이 모두 반자성체나 상자성체로 구성되야 하는 현실적인 문제가 남아있다.On the other hand, in order to heat the catalyst stacked in the catalyst regenerator 30 through induction heating, a wire coil is formed along the outer circumferential surface of the catalyst regenerator 30 corresponding to the region where the catalyst is stacked in the catalyst regenerator 30 However, in this case, it may be practically difficult to make the material of the catalyst regenerator 30 itself diamagnetic or paramagnetic. In addition, a method of forming a refractory layer on the inner surface of the catalyst regenerator 30 and installing wire coils on the refractory layer may be considered. Practical issues remain to be framed.

이상, 본 발명에 따른 유동층 촉매 반응 시스템을 기재 및 도면에 도시하였으나, 상기의 기재 및 도면의 도시는 본 발명을 이해하기 위한 핵심적인 구성만을 기재 및 도시한 것으로, 상기 기재 및 도면에 도시한 공정 및 장치 이외에, 별도로 기재 및 도시하지 않은 공정 및 장치는 본 발명에 따른 유동층 촉매 반응 시스템을 실시하기 위해 적절히 응용되어 이용될 수 있다.Above, the fluidized bed catalytic reaction system according to the present invention has been shown in the description and drawings, but the illustrations in the description and drawings describe and illustrate only the essential components for understanding the present invention, and the processes shown in the description and drawings and devices, processes and devices not separately described or illustrated may be appropriately applied and used to implement the fluidized bed catalytic reaction system according to the present invention.

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어서 명백한 것이며, 이들 만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention, and it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope and spirit of the present invention, and the scope of the present invention is not limited only to these.

실시예Example

실시예 1Example 1

도 1에 도시된 공정 흐름도와 같이, 유동층 촉매 반응 시스템을 운전하였다.As in the process flow diagram shown in FIG. 1, the fluidized bed catalytic reaction system was operated.

구체적으로, 650 ℃의 온도로 운전되는 유동층 반응기(10)로 촉매로서 ZSM-5 제올라이트 분말과 자성 물질로서 퀴리 온도가 735 ℃ 근처의 강자성체 분체를 포함하는 파우더 및 반응물을 공급하여 반응시키고, 반응 생성물 스트림을 촉매 분리기(20)로 공급하였다.Specifically, powder and reactants including ZSM-5 zeolite powder as a catalyst and ferromagnetic powder having a Curie temperature of around 735 ° C. as a magnetic material are supplied to the fluidized bed reactor 10 operated at a temperature of 650 ° C. to react, and the reaction product The stream was fed to a catalyst separator (20).

상기 촉매 분리기(20)에서 분리된 촉매와 자성 물질을 포함하는 파우더는 제1 촉매 이송배관(L1)을 통해 촉매 재생기(30)로 공급하였다.The powder containing the catalyst and the magnetic material separated in the catalyst separator 20 was supplied to the catalyst regenerator 30 through the first catalyst transfer pipe L1.

상기 촉매 재생기(30)에서 유동화 가스 공급부(40)를 통해 공기(Air)를 공급시켜 코크스 연소를 통해 촉매를 재생시켰다. 이 때, 상기 재생된 촉매 내 탄소(carbon) 함량을 0.05 중량% 이하로 제어하였으며, 이는 하기 실시예 2 내지 7에서 동일하게 제어하였다. 또한, 반응에 필요한 열량을 보충할 필요가 있는 경우 연료로서 연료유를 투입하여 촉매 온도를 원하는 온도까지 상승시켰다. 상기 원하는 촉매 온도는 하기 실시예 2 내지 7에서도 동일하다.In the catalyst regenerator 30, air was supplied through the fluidizing gas supply unit 40 to regenerate the catalyst through coke combustion. At this time, the carbon content in the regenerated catalyst was controlled to 0.05% by weight or less, which was controlled in the same manner as in Examples 2 to 7 below. In addition, when it is necessary to supplement the amount of heat required for the reaction, the catalyst temperature is raised to a desired temperature by introducing fuel oil as a fuel. The desired catalyst temperature is the same in Examples 2 to 7 below.

상기 촉매 재생기(30)에서 재생된 촉매를 제2 촉매 이송배관(L2)을 통해 유동층 반응기(10)로 재공급하였다. 또한, 상기 촉매 재생기(30)에서 사용된 유동화 가스는 상기 촉매 재생기(30) 내부의 가스 분리기(31)를 이용하여 촉매와 분리 후 폐가스 처리설비로 이송하였다.The catalyst regenerated in the catalyst regenerator 30 was re-supplied to the fluidized bed reactor 10 through the second catalyst transfer pipe L2. In addition, the fluidization gas used in the catalyst regenerator 30 was separated from the catalyst using the gas separator 31 inside the catalyst regenerator 30 and then transferred to a waste gas treatment facility.

이 때, 상기 제1 촉매 이송배관(L1) 배관벽(L10)의 외표면을 감싸도록 전선 코일(L20)을 형성하였으며, 전원(50)을 이용하여 상기 전선 코일(L20)에 교류 전류를 공급하여 상기 제1 촉매 이송배관(L1)으로 이송되는 자성 물질을 유도 가열하고, 상기 유도 가열된 자성 물질과 촉매 간의 열교환을 통해 촉매를 가열시켰다.At this time, a wire coil (L20) is formed to cover the outer surface of the pipe wall (L10) of the first catalyst transfer pipe (L1), and AC current is supplied to the wire coil (L20) using a power source (50). Thus, the magnetic material transferred to the first catalyst transfer pipe L1 is induction heated, and the catalyst is heated through heat exchange between the induction-heated magnetic material and the catalyst.

실시예 2Example 2

도 2에 도시된 공정 흐름도와 같이, 유동층 촉매 반응 시스템을 운전하였다.As in the process flow diagram shown in FIG. 2, the fluidized bed catalytic reaction system was operated.

구체적으로, 650 ℃의 온도로 운전되는 유동층 반응기(10)로 촉매로서 ZSM-5 제올라이트 분말과 자성 물질로서 퀴리 온도가 735 ℃ 근처의 강자성체 분체를 포함하는 파우더 및 반응물을 공급하여 반응시키고, 반응 생성물 스트림을 촉매 분리기(20)로 공급하였다.Specifically, powder and reactants including ZSM-5 zeolite powder as a catalyst and ferromagnetic powder having a Curie temperature of around 735 ° C. as a magnetic material are supplied to the fluidized bed reactor 10 operated at a temperature of 650 ° C. to react, and the reaction product The stream was fed to a catalyst separator (20).

상기 촉매 분리기(20)에서 분리된 촉매와 자성 물질을 포함하는 파우더는 제1 촉매 이송배관(L1)을 통해 촉매 재생기(30)로 공급하였다.The powder containing the catalyst and the magnetic material separated in the catalyst separator 20 was supplied to the catalyst regenerator 30 through the first catalyst transfer pipe L1.

상기 촉매 재생기(30)에서 유동화 가스 공급부(40)를 통해 공기(Air)를 공급시켜 코크스 연소를 통해 촉매를 재생시켰다. 또한 반응에 필요한 열량을 보충할 필요가 있는 경우 연료로서 연료유를 투입하여 촉매 온도를 원하는 온도까지 상승시켰다.In the catalyst regenerator 30, air was supplied through the fluidizing gas supply unit 40 to regenerate the catalyst through coke combustion. In addition, when it is necessary to supplement the amount of heat required for the reaction, the catalyst temperature is raised to a desired temperature by introducing fuel oil as a fuel.

상기 촉매 재생기(30)에서 재생된 촉매를 제2 촉매 이송배관(L2)을 통해 유동층 반응기(10)로 재공급하였다. 또한, 상기 촉매 재생기(30)에서 사용된 유동화 가스는 상기 촉매 재생기(30) 내부의 가스 분리기(31)를 이용하여 촉매와 분리 후 폐가스 처리설비로 이송하였다.The catalyst regenerated in the catalyst regenerator 30 was re-supplied to the fluidized bed reactor 10 through the second catalyst transfer pipe L2. In addition, the fluidization gas used in the catalyst regenerator 30 was separated from the catalyst using the gas separator 31 inside the catalyst regenerator 30 and then transferred to a waste gas treatment facility.

이 때, 상기 제2 촉매 이송배관(L2) 배관벽(L10)의 외표면을 감싸도록 전선 코일(L20)을 형성하였으며, 전원(50)을 이용하여 상기 전선 코일(L20)에 교류 전류를 공급하여 상기 제2 촉매 이송배관(L2)으로 이송되는 자성 물질을 유도 가열하고, 상기 유도 가열된 자성 물질과 촉매 간의 열교환을 통해 촉매를 가열시켰다.At this time, a wire coil (L20) is formed to cover the outer surface of the pipe wall (L10) of the second catalyst transfer pipe (L2), and AC current is supplied to the wire coil (L20) using a power source (50). The magnetic material transferred to the second catalyst transfer pipe L2 is induction heated, and the catalyst is heated through heat exchange between the induction-heated magnetic material and the catalyst.

실시예 3Example 3

도 3에 도시된 공정 흐름도와 같이, 유동층 촉매 반응 시스템을 운전하였다.As in the process flow diagram shown in FIG. 3, the fluidized bed catalytic reaction system was operated.

구체적으로, 650 ℃의 온도로 운전되는 유동층 반응기(10)로 촉매로서 ZSM-5 제올라이트 분말과 자성 물질로서 퀴리 온도가 735 ℃ 근처의 강자성체 분체를 포함하는 파우더 및 반응물을 공급하여 반응시키고, 반응 생성물 스트림을 촉매 분리기(20)로 공급하였다.Specifically, powder and reactants including ZSM-5 zeolite powder as a catalyst and ferromagnetic powder having a Curie temperature of around 735 ° C. as a magnetic material are supplied to the fluidized bed reactor 10 operated at a temperature of 650 ° C. to react, and the reaction product The stream was fed to a catalyst separator (20).

상기 촉매 분리기(20)에서 분리된 촉매와 자성 물질을 포함하는 파우더는 제1 촉매 이송배관(L1)을 통해 촉매 재생기(30)로 공급하였다.The powder containing the catalyst and the magnetic material separated in the catalyst separator 20 was supplied to the catalyst regenerator 30 through the first catalyst transfer pipe L1.

상기 촉매 재생기(30)에서 유동화 가스 공급부(40)를 통해 공기(Air)를 공급시켜 코크스 연소를 통해 촉매를 재생시켰다. 또한, 반응에 필요한 열량을 보충할 필요가 있는 경우 연료로서 연료유를 투입하여 촉매 온도를 원하는 온도까지 상승시켰다.In the catalyst regenerator 30, air was supplied through the fluidizing gas supply unit 40 to regenerate the catalyst through coke combustion. In addition, when it is necessary to supplement the amount of heat required for the reaction, the catalyst temperature is raised to a desired temperature by introducing fuel oil as a fuel.

상기 촉매 재생기(30)에서 재생된 촉매를 제2 촉매 이송배관(L2)을 통해 유동층 반응기(10)로 재공급하였다. 또한, 상기 촉매 재생기(30)에서 사용된 유동화 가스는 상기 촉매 재생기(30) 내부의 가스 분리기(31)를 이용하여 촉매와 분리 후 폐가스 처리설비로 이송하였다.The catalyst regenerated in the catalyst regenerator 30 was re-supplied to the fluidized bed reactor 10 through the second catalyst transfer pipe L2. In addition, the fluidization gas used in the catalyst regenerator 30 was separated from the catalyst using the gas separator 31 inside the catalyst regenerator 30 and then transferred to a waste gas treatment facility.

이 때, 상기 제1 촉매 이송배관(L1)과 제2 촉매 이송배관(L2) 배관벽(L10) 각각의 외표면을 감싸도록 전선 코일(L20)을 형성하였으며, 전원(50)을 이용하여 상기 전선 코일(L20)에 교류 전류를 공급하여 상기 제1 촉매 이송배관(L1)과 제2 촉매 이송배관(L2)으로 이송되는 자성 물질을 유도 가열하고, 상기 유도 가열된 자성 물질과 촉매 간의 열교환을 통해 촉매를 가열시켰다.At this time, the wire coil L20 is formed to cover the outer surface of each of the pipe walls L10 of the first catalyst transfer pipe L1 and the second catalyst transfer pipe L2, and the power source 50 is used to Alternating current is supplied to the wire coil (L20) to induction heat the magnetic material transferred to the first catalyst transfer pipe (L1) and the second catalyst transfer pipe (L2), and heat exchange between the induction heated magnetic material and the catalyst The catalyst was heated through

실시예 4Example 4

상기 실시예 1에서, 전선 코일(L20)을 제1 촉매 이송배관(L1)의 내화물층(L11)에 형성한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였다.In Example 1, the same method as in Example 1 was performed except that the wire coil (L20) was formed on the refractory layer (L11) of the first catalyst transport pipe (L1).

실시예 5Example 5

상기 실시예 2에서, 전선 코일(L20)을 제2 촉매 이송배관(L2)의 내화물층(L11)에 형성한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 수행하였다.In Example 2, the same method as in Example 2 was performed except that the wire coil (L20) was formed on the refractory layer (L11) of the second catalyst transport pipe (L2).

실시예 6Example 6

상기 실시예 3에서, 전선 코일(L20)을 제1 촉매 이송배관(L1)과 제2 촉매 이송배관(L2) 각각의 내화물층(L11)에 형성한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하였다.In Example 3, the same method as in Example 3 except that the wire coil (L20) was formed on the refractory layer (L11) of each of the first catalyst transfer pipe (L1) and the second catalyst transfer pipe (L2). performed with

실시예 7Example 7

상기 실시예 6에서, 복수 개의 스파이크(21)가 형성된 전선 코일(L20)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하였다.In Example 6, the same method as in Example 3 was performed except that the wire coil L20 having the plurality of spikes 21 was used.

실시예 8Example 8

상기 실시예 3에서, 촉매로서 ZSM-5 제올라이트 분말을 포함하고, 상기 촉매는 지지체로서 퀴리 온도가 735 ℃ 근처의 강자성체 물질을 포함하는 파우더를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하였으며, 상기 제1 촉매 이송배관(L1)과 제2 촉매 이송배관(L2)으로 이송되는 촉매를 유도 가열시켰다.In Example 3, ZSM-5 zeolite powder was included as the catalyst, and the catalyst was carried out in the same manner as in Example 3, except that powder containing a ferromagnetic material having a Curie temperature of around 735 ° C. was used as a support. and the catalysts transferred to the first catalyst transfer pipe (L1) and the second catalyst transfer pipe (L2) were induction-heated.

실시예 9Example 9

상기 실시예 3에서, 상기 제1 촉매 이송배관(L1)과 제2 촉매 이송배관(L2) 각각에 가스 주입부(L30)를 통해 질소를 포함하는 가스를 주입한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하였다.In Example 3, except that gas containing nitrogen was injected into each of the first catalyst transfer pipe (L1) and the second catalyst transfer pipe (L2) through the gas injection part (L30), the above Example 3 It was performed in the same way as

실시예 10Example 10

상기 실시예 3에서, 상기 제1 촉매 이송배관(L1)과 제2 촉매 이송배관(L2) 각각에 설치된 밸브(L40)에 구비된 가스 주입부(L30)를 통해 질소를 포함하는 가스를 주입한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하였다.In Example 3, a gas containing nitrogen was injected through a gas injection unit L30 provided in a valve L40 installed in each of the first catalyst transfer pipe L1 and the second catalyst transfer pipe L2. Except for the above, it was performed in the same manner as in Example 3.

10: 유동층 반응기
20: 촉매 분리기
30: 촉매 재생기
31: 가스 분리기
40: 유동화 가스 공급부
41: 유동화 가스 이송배관
42: 가열부
43: 유동화 가스 분배장치
50: 전원
L1: 제1 촉매 이송배관
L2: 제2 촉매 이송배관
L10: 배관벽
L11: 내화물층
L12: 내화물층으로 둘러싸인 공간
L20: 전선 코일
L21: 스파이크
L30: 가스 주입부
L40: 밸브
10: fluid bed reactor
20: catalyst separator
30: catalyst regenerator
31: gas separator
40: fluidizing gas supply unit
41: fluidization gas transfer pipe
42: heating unit
43: fluidization gas distributor
50: power
L1: first catalyst transfer pipe
L2: second catalyst transfer pipe
L10: pipe wall
L11: refractory layer
L12: Space enclosed by refractory layer
L20: wire coil
L21: Spike
L30: gas inlet
L40: valve

Claims (12)

촉매를 포함하는 파우더의 존재 하에 반응물을 반응시키는 유동층 반응기;
상기 유동층 반응기의 배출 스트림에 포함된 촉매를 포함하는 파우더를 분리하는 촉매 분리기;
상기 촉매 분리기에서 분리된 촉매를 포함하는 파우더를 촉매 재생기로 공급하는 제1 촉매 이송배관;
상기 촉매 분리기에서 분리된 촉매를 포함하는 파우더를 공급받아 촉매를 재생시키는 촉매 재생기; 및
상기 촉매 재생기에서 재생된 촉매를 포함하는 파우더를 상기 유동층 반응기로 이송하는 제2 촉매 이송배관을 포함하며,
상기 제1 촉매 이송배관 및 제2 촉매 이송배관은 각각 배관벽 및 상기 배관벽 내부에 형성된 내화물층을 포함하며,
상기 제1 촉매 이송배관 및 제2 촉매 이송배관 중 어느 하나 이상에 형성된 전선 코일을 포함하는 유동층 촉매 반응 시스템.
A fluidized bed reactor for reacting reactants in the presence of powder containing a catalyst;
a catalyst separator separating the powder containing the catalyst contained in the discharge stream of the fluidized bed reactor;
A first catalyst transfer pipe for supplying the powder containing the catalyst separated in the catalyst separator to a catalyst regenerator;
a catalyst regenerator for receiving the powder containing the catalyst separated from the catalyst separator and regenerating the catalyst; and
And a second catalyst transfer pipe for transferring the powder containing the catalyst regenerated in the catalyst regenerator to the fluidized bed reactor,
The first catalyst transport pipe and the second catalyst transport pipe each include a pipe wall and a refractory layer formed inside the pipe wall,
A fluidized bed catalytic reaction system comprising a wire coil formed on at least one of the first catalyst transport pipe and the second catalyst transport pipe.
제1항에 있어서,
상기 제1 촉매 이송배관 및 제2 촉매 이송배관은 배관벽의 외표면에 형성된 전선 코일을 포함하며,
상기 제1 촉매 이송배관 및 제2 촉매 이송배관의 배관벽은 상자성체 또는 반자성체 재질인 유동층 촉매 반응 시스템.
According to claim 1,
The first catalyst transport pipe and the second catalyst transport pipe include a wire coil formed on an outer surface of a pipe wall,
The pipe walls of the first catalyst transport pipe and the second catalyst transport pipe are made of a paramagnetic or diamagnetic material.
제1항에 있어서,
상기 제1 촉매 이송배관 및 제2 촉매 이송배관은 상기 내화물층에 형성된 전선 코일을 포함하며,
상기 내화물층 내에서 상기 전선 코일과 접촉하는 영역은 부도체 재질인 유동층 촉매 반응 시스템.
According to claim 1,
The first catalyst transport pipe and the second catalyst transport pipe include wire coils formed on the refractory layer,
A region in contact with the wire coil in the refractory layer is a fluidized bed catalytic reaction system.
제3항에 있어서,
상기 전선 코일에는 복수개의 스파이크가 이격되어 형성된 유동층 촉매 반응 시스템.
According to claim 3,
A fluidized bed catalytic reaction system formed by spacing a plurality of spikes in the wire coil.
제1항에 있어서,
상기 촉매를 포함하는 파우더는 자성 물질을 더 포함하는 유동층 촉매 반응 시스템.
According to claim 1,
The powder containing the catalyst further comprises a magnetic material Fluidized bed catalytic reaction system.
제5항에 있어서,
상기 자성 물질은 강자성 물질 및 상자성 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 유동층 촉매 반응 시스템.
According to claim 5,
The magnetic material is a fluidized bed catalytic reaction system comprising at least one selected from the group consisting of a ferromagnetic material and a paramagnetic material.
제5항에 있어서,
상기 자성 물질은 고강도 재질에 분산된 형태로 형성되는 유동층 촉매 반응 시스템.
According to claim 5,
The magnetic material is a fluidized bed catalytic reaction system formed in a dispersed form in a high-strength material.
제5항에 있어서,
상기 제1 촉매 이송배관 및 제2 촉매 이송배관으로 자성 물질이 촉매와 함께 이송되며,
상기 촉매는 제1 촉매 이송배관 및 제2 촉매 이송배관으로 이송되는 자성 물질의 유도 가열을 통해 가열되는 유동층 촉매 반응 시스템.
According to claim 5,
The magnetic material is transported together with the catalyst through the first catalyst transport pipe and the second catalyst transport pipe,
The catalyst is a fluidized bed catalytic reaction system in which the catalyst is heated through induction heating of a magnetic material transferred to the first catalyst transfer pipe and the second catalyst transfer pipe.
제1항에 있어서,
상기 제1 촉매 이송배관 및 제2 촉매 이송배관 중 어느 하나 이상은 가스 주입부를 더 포함하는 유동층 촉매 반응 시스템.
According to claim 1,
At least one of the first catalyst transport pipe and the second catalyst transport pipe further comprises a gas injection unit.
제9항에 있어서,
상기 가스 주입부는 상기 제1 촉매 이송배관 및 제2 촉매 이송배관 중 어느 하나 이상에 설치된 밸브에 구비되는 유동층 촉매 반응 시스템.
According to claim 9,
The gas injection unit is provided in a valve installed on at least one of the first catalyst transport pipe and the second catalyst transport pipe.
제1항에 있어서,
상기 전선 코일로 전류를 공급하는 전원을 더 포함하는 유동층 촉매 반응 시스템.
According to claim 1,
A fluidized bed catalytic reaction system further comprising a power supply for supplying current to the wire coil.
제1항에 있어서,
상기 촉매 재생기는 상기 촉매 재생기 내부로 유동화 가스를 공급하기 위한 유동화 가스 공급부를 더 포함하는 유동층 촉매 반응 시스템.
According to claim 1,
The catalyst regenerator further comprises a fluidization gas supply unit for supplying a fluidization gas into the catalyst regenerator.
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KR20000075923A (en) 1997-03-04 2000-12-26 앙드레프 프랑스와 Method for regenerating paraffin reforming or isomerization or dehydrogenation catalysts in a vibrating helical spire

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