KR830000017B1 - 코우크스로 오염된 입자상 촉매의 재생방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

코우크스로 오염된 입자상 촉매의 재생방법

제1도는 본 발명의 방법을 실시하기에 적당한 일 장치의 예시도 이고.

제2도 및 제3도 역시 본 발명 실시에 적합한 기타 장치들의 예시도이다.

본 출원인의 한국특허 제8,233호는 탄화수소 전환내역으로 부터 배출된 코우크스로 오념된 인자상의 피독(披毒)유동접촉 크랙킹 촉매(fluid catalytic cracking (FCC)catalyst)의 재생방법 및 코우크스의 산화로 인해 생성된 일산화 탄소를 탄산가스로 촉매전환하는 방법에 관한 것으로 다음 단계로 구성된 것이었다.

(a) 코우크스로 오염되어 유동접촉 크랙킹 대역으로부터 취출(取出)되는 입상의 피독촉매와 충분한 산소함유 재생용 가스를 유동입자의 제1 밀집상에 공급하고, 여기에서 코우크스를 연소시키므로서 상술한 촉매를 부분적으로 재생시킴과 동시에 부분적으로 피독된 CO함유재생용 가스를 생성시키고;

(b) 얻어진 일부 재생촉매와 일부 피독된 재생용 가스를 상술항 제1밀집상으로 부터 직접 상향시켜 내부가 희박상인 이송상승관에 통과시키고, 여기에서 상술한 일부 재생용 촉맹의 코우크스를 더 연소시킴과 동시에 상술한 이송 상승관중의 CO의 최소한 일부를 CO₂로 산화시키고;

(c) 얻어진 재생촉매를 재생용 가스로부터 분리시키고;

(d) 상술한 재생촉매를 촉매입자의 제2밀집상으로 화수한 다음;

(e) 상술한 제2밀집상으로 부터 재생촉매를 상술한 유동접촉 크랙킹 대역으로 희송하여 취출시키는 단계로 구성되었다.

본 발명은 상술한 한국특허 제8,233호의 방법에 관한 것이나, 보 ㄴ발명에서는 유동 접촉 크랙킹 촉매에 촉매적으로 유효한 량의 전환촉진제를 포함시키는 것이다.

따라서, 본 발명에서는 탄화수소 전환대역에서 취출한 코우크스로 오염된 입자상의 피독촉매를 재생하고 나서 이에 촉매적으로 유효한량의 일산화탄소 전환촉진제를 포함시키는 공정에 관한 것으로, 그 공정 단계는 아래와 같다.

(a) 전술한 피독촉매와 산소-함유 재생가스를 유동입자의 제일상(床)으로 도입시키고, 그곳에서 전술한 코우크스를 연소하므로써 전술한 촉재를 부분 재생함과 동시에 일산화탄소를 함유하는 부분적으로 소모된 재생가스를 생성하고,

(b) 부분적으로 재생된 촉매와 부분적으로 소모된 재생가스를 희석상태레서 전술한 밀집상으로 부터 직접 이송 상승관내로 올려보내고, 전술한 부분 제생촉매로부터 더욱 연소시킴고 동시에 전술한 희석상 이송 상승관내에서 전술항 일상화탄소의 최소한 일부를 탄산가스로 더욱 산화시키고,

(c) 이렇게하여 얻은 재생촉매를 재생가스로부터 분리시키고,

(d) 전술한 재생촉매를 제2의 입자-밀집상으로서 회수하고,

(e) 재생촉매를 제2 밀집사원으로부터 배출시키고 전술한 전환 대역으로 재순환시키는 단계로 구성되어 있다.

일산화탄소 전환촉진제는 하나 도는 그이상의 귀금속 또는 비귀금속(非貴金屬)산화물을 함유할수 있다. 바람직한 귀금속 산화물류는 산화 백금과 산화필라듐이고, 바람직한 비귀금속 산화물류는 산화바나듐, 산화크롬, 산화망간, 산화철, 산화코발트, 산화낙켈, 산화동 및 희토류 금속산화물이다.

일산화탄소 전환촉진제의 촉매적으로 유효한 귀금속량은 전체유동접촉 크랙킹 촉매를 기준으로 0.5-200중량 ppm이고, 비귀금속량은 0.01-20%중량%이다.

본 발명의 또 하나의 특징은 일산화탄소가 탄산가스로의 본질적으로 완전한 전환이 희석상의 이송 상승관내에서 일어난다는 점이다. “본질적으로 완전한 전환”이란 의미는 소모된 재생 가스냉의 일산화탄소 농도가 1.000ppm, 바람직하기는 500ppm이하로 감소된다는 뜻이다.

본 발명에 첨부된 도면은 이미 특허발명 제8,233호(출원번호 : 950/73)와 동일하므로 도면의 설명은 생략하겠다.

촉진제를 사용하며누 일산화탄소 전환 촉진제를 사용하디 않은 경우보다 55℃ 또는 그 보다 낮은 온도에서도 동일한 일산화탄소 전환율이 일어나게 하거나, 또는 동일 온도에서는 일산화탄소 전환촉진제를 사용하지 않은 경우보다 더 빠른 속도로 일산화탄소가 전환되도록 한다.

이와 같은 후자의 특징은 상업적으로 매우 중요하다.

일산화탄소 전환촉진제가 없으면, 밀집상 촉매상내의 새로운 재생가스로 불균일한 분포 때문에 흔히 높은 재생대역 온도를 요하거나 또는 충분히 빠른 일산화탄소 전환율을 유지하는데 필요한 재생가스 공급을 보다 더빨리 해야만 한다.

재생대역의 온도증가를 위해서는 재생대역내에서 기름을 연소시켜야 할 경우도 있으며, 또는 탄화수소 반응대역에 잔사유를 더 많이 재순환시켜서 피독촉매가 보다 많은 코우크스를 포함토록하고 이를 연소시켜서 재생대역의 온도를 높여야 한다. 새로운 재생가스의 공급율을 증가시키면 송풍기를 사용 하여야 하는 불편이외에도 싸이클론 분리장치에 과부하 주며 허용된 대기오염보다 더 많은 양의 연도가스 미립자 방출물(촉매)을 생성한다. 일산화탄소 전환촉진제를 사용하면 기름 또는 잔사유 재순환을 증가시켜야만하는 불편을 제거할뿐 아니라, 새로운 재생가스의 사용을 감소시켜주므로서 유동접촉 크랙킹 공정의 적응성을 더욱 높게 한다.

코우크스의 산화속도는 일산화탄소 전환촉진제를 함유하는 유동접촉 크랙킹 촉매의 사용에 의해 아무런 영향도 받지 않지만, 일산화탄소의 전환속도는 증가된다. 일산화탄소 전환 초긴제를 사용하면, 일산화탄소를 탄산가스로 전환시키는 반응속도 정수가 2-5배 또는 그이상으로 증가한다. 따라서 주어진 재생대역은 온도에서 일산화탄소 촉진제를 사용하지 않은 경우보다 사용하는 경우가 더빠른 일산화탄소 전환율이 얻어진다.환언하면 일산화탄소 촉진제를 사용하지 않은 경우보다 더욱 낮은 재생대역 온도에서 동일속도의 일산화탄소 전환을 얻을 수 있다.

본 발명의 공정에 사용할 수 있는 적당한 촉매는 유동접촉 크랙킹 공정에서 유동성을 가진 것으로서, 탄화수소 분해기능을 갖고 있고, 촉매적으로 유효량의 일산화탄소 전환촉진제를 함유한 것이다. 일산화탄소 전환촉진제는 접촉 크랙킹 촉맹의 유효성분으로서, 실리카 및 알루미나로 구성된 공지의 무정형 유동 접촉 크랙킹 촉매 또는 유동 접촉 크랙킹 촉매를 함유하는 “분자체(molecular sieve)”에 혼합할수가 있다. 혼합방법은 공-침전 또는 공-겔화와 같은 촉매제조 분애에 공지된 방법이거나 열 분해성염(鹽)수용액으로 침투시킨후 가열 건조 다음 염을 분해시키는 방법이다. 적당한 “분자체”호자사이트, 모르데나이트, 카바자이트 제오라이트, X형 및 제오라이트 Y형과 같은 천연 또는 합성 알루미노실리게이트류이다.

이하 본 발명은 실시예를 통해 더욱 상술하면 다음과 같다.

[실시예]

본 실시예에는 일산화탄소 전환촉진제로서 산화백금 10중량 ppm이 함유된 촉매를 사용할 경우 유동 접촉 크랙킹 공건의 특징을 나타낸 것이다. 특징을 나타낸 촉매사용 전과후의 결과는 시험 1과 2로서 표1에 나타내었다.

[표 1]

일산화탄소 전환촉진제를 함유하는 촉매를 사용하기 전에는 재생대역을 떠나는 연도가스에 500용적ppm이하의 일산화탄소가 함유되도록 재생대역 온도를 증가시키기 위하여 연속적으로 공기를 가열하고, 원료를 예열하며, ㅌㄴ화수소 전환대역으로 재순환되는 잔사유의 얀을 증가시켜 연소하여만 하였다.

시험 1에 표시된 바와 같이, 공기 가열온도는 379℃이었고, 원료 예열온도는 308℃이었으며 잔사유 순환율은 17.2㎥/hr이었다. 이러한 조작조건은 연도가스내의 일산화탄소의 농도를 500용적 ppm이하로 떨어뜨리는 737℃-761℃의 재생대역 온도를 형성한다.

시험 2의 성적서는 일산화탄소 전환촉진제로 상화백금을 함유한 유동접촉 크랙킹 촉매를 사용함으로서 500용적 ppm의 일산화 탄소 농도가 시험 1의 재생 대역 온도보다 55℃낮은 온도에서 갈성됨을 나타낸 것이다. 이러한 낮은 재생대역 온도는 공기 가열온도를 379℃에서 171℃로 감소시키고, 원료 예열온도를 380℃에서 271℃로 감소시키며, 잔사유 순환율을 17.2㎥/hr에서 10.5㎥/hr로 감소시키게 한다.이러한 감소는 가동비를 정감시키며 새로운 원료 공급율을 약간 증가시키게 한다.

유동 접촉 크랙킹 공정에서 일산화탄소 전환 촉진제가 함유된 촉매를 사용함은 낮은 온도를 허용하는것 이외에도 연도가스내에서 소기의 일산화탄소 농도를 달성하기 위해 필요한 재생가스(공기)공급율을 감소시킬 수 있다.

싸이클은 분리기를 축소하여 유동접촉 크랙킹 공정 가치를 가동하여도 이로부터 방툴되는 미립자 공해를 감소시킬 수 있다. 싸이클론 분리 효율이 문제가 아니라면 그 외의 장치는 일산화탄소 전환 촉진제-함유촉매를 사용하지 않고, 새로운 원료 공급율을 증가시켜 작동할 수가 있다.

Claims (1)

1. 본문에 상술되고 도면에 에시된 바와 같은, 피독촉매와 산소-함유 재생가스를 유동입자의 제1 밀집상(床)으로 도입시키고 그곳에서 전수란 코우크스를 연소하므로써 전술한 촉매를 부분 재생함과 동시에 일산화탄소를 함유하는 부분적으로 피독된 재생가스를 생성하고, 부분적으로 재생된 촉매와 부분적으로 피독된 재생가스를 희석상태에서 전술한 밀집상으로부터 직접 희석상 이송 상승관내로 올려보내고 그곳을 통과하면서 전술한 부분 재생촉매로부터 코우크스를 더욱 연소시킴솨 동시에 전술한 희석상 이송 상승관내에서 전술한 일산화탄소의 최소한 일부를 탄산가스로 더욱 산화시키고, 이렇게하여 얻은 재생촉매를 재생가스로부터 분리시키고, 전술한 재생촉매를 제2 입자-밀집상으로서 회수하고, 재생촉매물 제2밀집상으로부터 배출시켜 전술한 전환 대역으로 재순환시키는 단계로 구성된 탄화수소 전환대역에서 배출되는 코우크스로 오염된 입자상 피독촉매를 회수하는 방법에서; 상기 입자상 촉매가 촉매기능을 발휘할 수 있는 양의 일산화탄소 전환 촉진제를 함유함을 코우크스로 오염된 입자산 촉매의 재생방법.

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