NO175354B

NO175354B - Fremgangsmåte og anordning for regulering eller kontroll av varmenivået til et pulverformig faststoff

Info

Publication number: NO175354B
Application number: NO902664A
Authority: NO
Inventors: Renaud Pontier; Frederic Hoffmann
Original assignee: Inst Francais Du Petrole
Priority date: 1989-06-16
Filing date: 1990-06-14
Publication date: 1994-06-27
Also published as: DE69000262D1; NO175354C; DE69000262T2; EP0403381A1; JPH0339807A; NO902664L; FR2648550A1; AU5718290A; KR910001346A; ES2035722T3; KR0160503B1; CA2019103A1; EP0403381B1; JP2818903B2; US5120691A; AU633103B2; CA2019103C; ZA904661B; FR2648550B1; NZ234100A

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte som regulerer varmen og/eller strømningshastigheten til et pulverformig faststoff med varmeutveksling i et fluidisert lag og en anordning for å utføre denne fremgangsmåten. Mer spesielt kan fremgangsmåten anvendes i regeneringskatalysatorer, som er mer spesielt chargert med hydrokarbonrester og koks som følge av reaksjon med en hydro-karbonchargering eller ladning. Den kan relatere seg til hydrobehandling, hydrospalting, katalytisk spalting, reformering eller andre kontaktkatalysatorer, som f.eks. å anvendes i termiske spalteprosesser. Oppfinnelsen kan også relatere seg til (a) enhver raffineringsreaksjon hvor en fluidisert katalysator er tilstede eller (b) forbrenningen av kull.

På en rent illustrativ måte er det mulig å anvende fremgangsmåten og anordningen enten til forbrenningen av kull eller ved katalysatorfluidisert lag raffineringsreaksjoner, eller ved regenereringen av en forbrukt katalysator fra en prosess, f.eks. en fluidisert lag katalytisk spalting eller reformering av tunge ladninger som har en høy Conradson karbonrest, såsom en atmosfær-isk rest, en vakumrest, en deasfaltert rest, etc, hvorved nevnte rester kan hydrobehandles. Andre anvendelser er tørkingen av pulverformige faststoffer i temperaturområdene som er nødvendige eller spesifiserte, gassifisering som også krever spesielle temperaturforhold, forskjellige eksotermiske eller endotermiske kjemiske prosesser, fremstillingen av fosforsyre og/eller fosfater, etylenoksydasjon, fremstilling av alkydklorider, fremstillingen av fatalic anhydrid og akrylonitril, såvel som Fisher og Tropsch syntesene. Det refereres også til dampspalt-ing, fluidisert lagsmelteovner, forskjellige forbrenningsprosess-er, gassifisering av kull, varmegjenvinningsvekslere, forskjellige partikkelblandere, varmebehandling av metalldeler, forbrenningen av rensestasjonslam, forskjellige tørkeoperasjoner, slaggdannelser og/eller kalsineringsprosesser i sementindustrien, sinksulfidrøsting i sinkfremstilling, etc. En bestemt bruk gitt som eksempel her er regenereringen av katalytiske spaltekataly-satorer.

Spesielt ved utførelse av spaltingen av ladninger bestående av hydrokarboner med et høyt kokepunkt, f.eks. som overskrider 550°C eller ladninger som har en høy Conradson karbonrest, eller en høy metallkonsentrasjon, kan koks og tunge hydrokarboner avsettes i store mengder på katalysatoren og dens regenerering ved forbrenning kan føre til utvikling av varme, hvilket kan føre til en forringelse av utstyret og deaktiveringen av katalysatoren.

Med hensyn til regenereringen av katalysatorer (f.eks. spalting) for å kunne unngå disse ulempene, foreslår US-patent 4035 284 å utføre regenereringen i to soner, hvor forbrenning finner sted fullstendig eller delvis under sammenfallende forhold for katalysatoren og det oksyderende fluid, for derved å mini-malisere oppholdstiden til katalysatoren ved høy temperatur, men uten å overskride 750°C for ikke å minske aktiviteten til katalysatoren. Nevnte patent beskriver resirkuleringsdelen av den varme regenererte katalysatoren til den brukte katalysator i den nedre delen av regeneratoren for å kunne starte forbren-ningene av hydrokarbonavsettet på katalysatoren og omformingen av karbonmonooksid. Regenereringstemperaturen er imidlertid begrenset til 750'C på grunn av tilstedeværelsen av damp som er resultatet av forbrenningen av koksen og hydrogen i hydrokarbon-ene, hvilket kan være ødeleggende for stabiliteten til katalysatoren og som et resultat av de metallurgiske begrensninger for det vanlig brukte rustfrie stål.

I Europeisk patent 101765 blir det i det nedre området til en regenerator innført en blanding av varm regenerert katalysator fra en andre øvre sone og kald regenerert katalysator for å styre forbrenningstemperaturen til katalysatoren i regeneratoren. For å kunne avkjøle den regenererte katalysator blir den innført i en varmeveksler. Denne varme katalysator strømmer fra bunnen til toppen i form av et tett fluidisert lag i veksleren.

Det er også nødvendig å bringe denne regenererte avkjølte katalysator inn i forbrenningssonen til regeneratoren, blande den med varm regenerert katalysator, forbrukt katalysator og fluidi-sasjonsluft i et blanderør nedstrøms for veksleren og oppstrøms for forbrenningssonen, og det er behov for fluidisering ved utløpet fra katalysatoren, og strømningen i de forskjellige fasene er ekstremt komplisert. Dette fører til en forstyrrelse ved veksleutløpet slik at veksleoverflaten ikke blir brukt på den maksimalt mulige måten og kontrollen med faststoffnivået i veksleren blir tilfeldig.

Videre øker erosjonsrisikoen. Til slutt vil på samme måte som ved innføringen av den varme regenererte katalysatoren den kalde katalysatoren og den forbrukte katalysator innføres i den nederste delen av regeneratoren i en fortettet fase, slik at det er nødvendig å fluidisiere kornene til nevnte katalysator inneholdt i regeneratoren for å kunne være istand til å utføre en fortynnet faseforbrenning og så mate den inn i den andre re-generatorsonen.

Tidligere kjent teknikk er også illustrert ved de følgende patenter: EP-A-0 236 609 beskriver en prosess hvor avkjøling av en katalysator som er regenerert i en varmeveksler finner sted etter at den samples av et inntaksrør i en sone i regeneratoren og den gjeninnføres i en forbrenningssone under denne sonen av et utløpsrør som skiller seg fra innløpsrøret i veksleren. Videre inneholder veksleren et enkelt rom hvor katalysatorstrømmen blir regulert.

FR-A-2 343 980 beskriver en varmereaktor hvor en kataly-satorfri kjemisk reaksjon finner sted. Den omfatter i det minste ett skille som definerer i det minste to rom, i det minste ett inntak på reaktoromkretsen for materialet som skal behandles.

Et utmatningspunkt for det behandlede materialet fra sokkelen

av det sentrale rommet og et gassutløp fra varmereaktoren. Skillet og forbikoplingsinnretningen over rommet gjør det mulig å definere en strøm av materialet som er tilstede i form av en hovedsakelig horisontal kaskade fra det indre rommet til omkretsrommet, og nevnte strømning finner sted rundt skillet og gjør det mulig å utføre den kjemiske reaksjonen under optimale forhold. Dette patentet beskriver imidlertid ikke konsekvent en prosess for varmereguleringen til en katalysator og dennes gjeninnføring i en reaksjonssone.

Den tidligere kjente teknikk er best illustrert av US-patentene 4438 071, 4483 276 og 4439533, hvor det foreslås at regenereringstemperaturen undersøkes eller kontrolleres ved å forbikople en del av katalysatoren inn i en varmeveksler, plassert ved bunnen av en frakoplingssone som befinner seg i den øvre delen av regeneratoren og har en vekslebutt som gjør det mulig å avkjøle nevnte katalysatordel til ønskede temperaturnivå-er. Katalysatorstrømmen følger ingen klart definert bane i nevnte veksler. Katalysatorvarmeutvekslingen mellom veksleren og regeneratoren finner sted bare som en funksjon av fluidise-ringsgraden til de to beholderne og trykknivåene i frakoplings-sonen. Derfor er katalysatorstrømmen ujevn idet den noen ganger finner sted på en foretrukket måte fra regeneratoren til veksleren og noen ganger på en foretrukket måte i den motsatte retningen.

I tillegg kan ikke den totale katalysatorstrømmen mellom veksleren og regeneratoren styres, hvilket betyr at denne vekslertypen bare har et driftsnivå, dvs. svært redusert fleksi-bilitet.

Den tidligere kjente teknikk er også illustrert av US-patentene

2 492 948 og 4 690 802. I det førstnevnte patentet blir en del av den forbrukte katalysator innført i en varmeveksler hvis inntak ligger i et tett lag av en regenerator og den blir ført ut på et høyere nivå innenfor det samme tette laget. Den avkjølte katalysator blir hevet ved hjelp av en stigekraft til en fluidisasjonsgass ved bunnen av veksleren. Som angitt i US-patent 4 438 071, involverer denne stigekraften svært høye gasshastig-heter (flere meter pr. sekund) hvilket er ødeleggende for den tette sonen til regeneratoren og gjør det vanskelig for katalysatoren å entre varmeveksleren. Det er derfor en begrenset varmeveks1ing.

Den foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å unngå de forannevnte ulemper. I den spesielle anvendelse som det er referert til her gir den foreliggende oppfinnelse en enkel fremgangsmåte for å kontrollere eller undersøke temperaturen til katalysatoren i en regenereringssone og for å opprettholde nevnte termiske nivå, f.eks. i den katalytiske spalteenheten, på en akseptabel terskel, selv i tilfellet hvor hydrokarbonladningen inneholder store mengder karbon. Mer generelt uttrykt tillater oppfinnelsen en varmeregulering eller en varmeregularisering og/eller gjør det mulig å regulere eller regularisere den fluidiserte og/eller fluidlagstrømningshastigheten.

Den gjør det mulig å fjerne overskuddskalorier eller tilføre underskuddskalorier og å sikre den termiske regulariseringen til fluidet eller de fluidiserte lagene i i det minste én behand-lings innkapsl ing eller sone. Et pulverformig faststoff blir innfort og faststoffet blir behandlet i en tett eller mobil fluidisert lagsone, og i det minste en del av faststoffet blir fjernet av et forbindelseselement fra det tette eller mobile fluidiserte laget, og nevnte faste del blir sendt inn i en fortrinnsvis langstrakt, varmenivåkontroll eller reguleringssone, og varmenivået blir kontrollert eller regulert ved indirekte varmeveksling med et fluid og nevnte termisk regulerte faste del blir gjeninnført i det tette eller mobile fluidiserte laget i behandlingssonen av forbindelseselementet. Mer spesielt blir i et mobilt eller tett fluidisert lag nevnte del av faststoffet bragt til å strømme i reguleringssonen som har en indre skillevegg som definerer to naborom som er langstrakt i samsvar med deres symmetriakse og som er i forbindelse med hverandre i deres nedre parti, og faststoffet flyter fortrinnsvis nedover, i den fluidiserte eller mobile tilstand i et av rommene, og fluidiseringshastigheten i nevnte rom er fortrinnsvis mellom 0,1 cm pr. sekund og 2 m pr. sekund, og katalysatoren stiger i den fluidiserte tilstand inn i det andre rommet, og fluidiseringshastigheten i nevnte andre rom er fortrinnsvis mellom 0,1 og 6 m pr. sekund.

Fluidiseringshastigheten i stigerommet er fortrinnsvis høyere enn hastigheten i fallerommet.

Den gjenværende del av beskrivelsen gjelder regenereringen av en katalytisk spaltekatalysator. Den ordnede strømning fra ett rom til det andre, med en passasje inn i den nedre delen av reguleringssonen og i dette tilfellet en avkjøling, gjør det mulig å kontrollere den avkjølte katalysatorens strømningshastig-het mellom behandlingssonen (her regenerering) og avkjølingssonen (eller varmeveksler) med en passende justering av fluidiserings-hastighetene i hvert rom av avkjølingssonen. På en foretrukket måte er fluidiseringshastigheten i rommet hvor katalysatoren faller mellom 0,1 cm pr. sekund og 1 m pr. sekund, og i det andre rommet i hvilket den avkjølte katalysatoren stiger for føring til basisdelen av den tette fluidiserte sengen til regeneratoren er hastigheten mellom 0,3 og 5 m pr. sekund. Under disse forhold entrer katalysatoren varmeveksleren mer enkelt idet det er et vesentlig fravær av forstyrrelse i det tette laget til regeneratoren og det er et utmerket varmevekslingsnivå.

I samsvar med én egenskap i fremgangsmåten har avkjølings-sonen ved en indre skillevegg mellom de to inntilhverandre liggende langstrakte rom, som er i forbindelse med hverandre i deres nedre del. Dette skillet kan være en plan flate, som kan ligge i det vesentlige langs aksen til veksleren på den generelt sylindriske veggen til denne, f.eks. i samsvar med en av dens generatriser, eller en omhylling som er koaksial med dens akse.

I en foretrukket utførelse kan nevnte skille ha en sirkulær eller rektangulær del langs et plan perpendikulært på veksleraksen, hovedsakelig koaksial med vekslersylinderen og med en mindre høyde enn høyden til veksleren, for å tillate en kopling mellom de således definerte konsentriske rom.

Det er fordelaktig at rommet hvor katalysatoren stiger mot regeneratoren har varmevekslingsinnretning som beskrevet i det etterfølgende. I tilfellet med koaksiale rom er det å foretrekke at det sentrale rommet inneholder varmeveksleren og det er der hvor katalysatoren stiger igjen. Varmeveksleren er da bedre siden hastigheten til katalysatoren, sikret av fluidiseringsgassen, normalt luft, er høyere.

For å kunne unngå et eventuelt erosjonsproblem er avstanden R langs varmeveksleraksen mellom den nedre delen av skilleveggen og innretningene for å injisere en fluidiseringsgass inn i hver av rommene generelt mellom 0 og 0,8 m, og fortrinnsvis mellom 0,4 og 0,6 m. Disse injiseringsinnretningene er fortrinnsvis anordnet i rommene. Som en generell regel strekker den øvre delen av skilleveggen seg ikke forbi det øvre nivået til veksleren slik at den ikke fremspringer vesentlig inn i det tette eller faste laget til regeneratoren.

Den brukte katalysator kan regenereres i to separate regeneringssoner. I henhold til den første utførelse finner den første regenerering av katalysatoren fra en reaksjonssone sted i den første regenereringssone, hvor i det minste delvis regenerert katalysator blir avkjølt i samsvar med fremgangsmåten ovenfor og den avkjølte katalysator fra den første sonen blir sendt inn i en andre regenereringssone, hvor en andre regenerering blir utført. Den regenererte katalysator adskilt fra forbrenningsgassene blir vanligvis resirkulert fra den andre regenereringssonen til reaksjonssonen.

I henhold til den andre utførelse finner en første regenerering av katalysatoren fra reaksjonssonen sted i den første regenereringssone, og den i det minste delvis regenererte katalysator blir sendt til en andre regenereringssone og en andre regenerering blir utført. Katalysatoren blir avkjølt i samsvar med den forannevnte fremgangsmåte og resirkulering finner sted for den regenererte katalysator adskilt fra forbrenningsgassene fra den andre regenereringssonen til reaksjonssonen.

De første regenereringsutslipp kan enten adskilles i den første regenereringssonen eller de kan mates sammen med katalysatoren til den andre regenereringssonen hvor de så blir utskilt.

Alle disse innretninger kombinert sammen hjelper til å tilveiebringe en bedre varmeveksling sammenlignet med tidligere kjent teknikk i en anordning som har en redusert kostnad og er mer enkel å bruke.

Varmeveksleren kan være av i og for seg kjent type. Den kan bestå av en vertikalt orientert radiator i hvilken katalysatoren f.eks. kan strømme utenfor kjølerørene mens kjølefluidet, vanligvis vann, flyter inne i nevnte rør.

I samsvar med en annen utførelse kan varmeveksleren ha flere buktede rør anodnet langs dens symmetriakse. Uttrykket buktet definerer en sinusformet, tannet, siksak, trekkspill eller lignende utforming.

I henhold til en annen utførelse kan veksleren være av en annen type. Skilleveggen som definerer vekslerrommene kan være en del av veksleroverflaten. Denne overflaten er i form av membranrør. Flere av rørene i hvilke kjølefluidet strømmer og som strekker seg langs den langsgående aksen til veksleren er forbundet med langsgående sveisede finner på en slik måte at det dannes en trykktett kontinuerlig overflate. Siden veksleroverflaten ikke vanligvis er adekvat til å sikre integriteten til den nødvendige varmeveksling, kan det indre av rommet hvor kataly-satoravkjølingen finner sted være fylt med flere varmevekslerrør anordnet på måten som beskrevet foran. Denne løsning gir fordelen med en økende veksleroverflate for et gitt varmeveksler-volum, spesielt når skilleveggen omgir varmevekslerinnretningen.

Oppfinnelsen angår også en anordning for behandling og varmeregulering av et pulverformig faststoff (f.eks. for det fluidiserte laget, kontinuerlig regenerering av en brukt katalysator) .

Anordningen omfatter i kombinasjon:

a) en behandlingsenhet (1) (f.eks. regenerering), som er hovedsakelig vertikal og hvis nedre del har et mobilt eller fast

fluidiseringslag (3) av nevnte pulverformige faststoff,

b) en fortrinnsvis sylindrisk, langstrakt varmeveksler (6), som med fordel er posisjonert på en hovedsakelig vertikal måte som

har en symmetriakse og som optimalt i sin øvre del kan ha et fast innløp og utløp som kommuniserer med nevnte mobile eller faste lag,

c) varmeutvekslingsinnretning (25) inneholdt i nevnte varmeveksler, forbundet med innløps (26) og utløps (27) rør for et varmereguleringsfluid, og nevnte anordning er kjennetegnet ved at veksleren omfatter i kombinasjon: en indre skillevegg (22) som definerer to langstrakte rom (23, 24) som ligger inntil hverandre langs nevnte symmetriakse, et første rom som har en øvre ende forbundet med et nevnte faststoffinntak inn i rommet og optimalt en nedre ende ut av hvilken faststoffet passerer, et andre rom som har en nedre ende som faststoffet optimalt entrer fra det første rommet og en øvre ende forbundet med nevnte mulige faststoffutløp,

et passasjerom (30) tilpasset passasjen av faststoffet fra det første rommet til det andre rommet,

innretninger (28) for injiseringen av en fluidiseringsgass inn i det første rommet og som befinner seg i nærheten av den nedre enden av det første rommet og er tilpasset til optimalt å besørge en strømning av faststoff nedover i den fluidiserte eller optimalt mobile tilstand og

andre innretning (31) for injisering av en fluidiseringsgass inn i det andre rommet, som befinner seg i nærheten av den nedre enden av det andre rommet og er tilpasset til å besørge en strømning av faststoff på stigende måte i den fluidiserte eller mobile tilstand, hvorved nevnte injisering kan være rent vertikal

eller den kan føre til en spiralformet stigende strømning som har den ønskede stigning og hastighet, og optimalt en spreder generelt i den nedre delen av veksleren for et generelt gassaktig fluid for å sikre fluidiseringen av faststoffet.

I henhold til en annen egenskap ved anordningen kan dette ha innretning for å kontrollere strømningshastigheten til fluidiseringsgassen som er forbundet med nevnte injiseringsinn-retninger og som blir styrt av en innretning i avhengighet av en temperaturmåleinnretning i behandlingsinnretningen (f.eks. regenereringsenheten). Når anordningen har to behandlingsenhe-ter (f.eks. regenereringsenheter), kan temperåturmåleinnretningen enten være i den første enheten eller i den andre.

I henhold til en annen egenskap med anordningen i henhold til oppfinnelsen kan den omfatte et forbindelseselement mellom regenereringsenheten og varmeveksleren, med en symmetriakse P orientert i samsvar med en vinkel A i forhold til symmetriaksen til veksleren som vanligvis er mellom 0 og 80°, fortrinnsvis mellomm 40 og 50° og har en diameter Q mellom 0,8 og 1,5 ganger, fortrinnsvis mellom 0,9 og 1,2 ganger diameteren D til veksleren (ytre omhylling). Den kan omfatte i det minste et lufteelement for en gass, såsom luft som befinner seg i nærheten av aksen P til forbindelseselementet og som er egnet til å frembringe en strålehastighet i avhengighet av tverrsnittet til luftelementet på mellom 50 og 150 m pr. sekund og fortrinnsvis mellom 80 og 120 m pr. sekund.

I samsvar med en annen utførelse av fremgangsmåten kan forbindelseselementet ha et indre skille som definerer to kamre hvorav det ene kommuniserer med det første rommet til veksleren og hvorav det andre kommuniserer med det andre rommet. Det har også en lufteinnretning som i hovedsak befinner seg langs aksen P til forbindelseselementet og fortrinnsvis i nærheten av aksen P, i kammeret som kommuniserer med rommet hvori stigningen av faststoffet finner sted.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i patentkravene angitte trekk.

De følgende tegninger illustrerer skjematisk en regenerer-ingsprosess som er brukt i en fluidisert lag katalytisk spalteen-het med dobbel regenerering av katalysatoren og hvor den andre regenereringsenheten befinner seg over den første og i samsvar med den samme vertikale akse. Figur 1 viser en anordning hvor katalysatoren som er regenerert i en første regenerator strømmer til en varmeveksler før den blir regenerert i en andre regenerator. Figur 2 viser i langsgående snitt varmeveksleren med et forbindelseselement som kommuniserer med den første regeneratoren og en foretrukket vekslerbunt. Figur 3 viser i langsgående snitt varmeveksleren innebefat-tende forbindelseselementet med et skille som definerer to koaksiale kamre. Figur 4 viser i langsgående snitt varmeveksleren med en rørbunt.

Apparatet i henhold til figur l omfatter i hovedsak en første regenerator 1 for en forbrukt katalysator, såsom en zeolitt, som kommer fra en separeringsenhet til en fluidisert lagkatalytisk spalter, ikke vist på tegningen. Denne koksladede forbrukte katalysator ankommer via en ledning 2 i det tette eller faste fluidiserte laget 3 til en første regenerator. Dette laget er realisert ved hjelp av en fluidiseringsring 4 av en gass, f.eks. luft, matet via en ledning 5.

I henhold til figur 1 faller som følge av gravitasjons-kraften katalysatoren som i det minste er delvis regenerert, fortrinnsvis på en motstrømsmåte ved hjelp av luft, på en varmeveksler 6, hvis innløp og utløp er forbundet med basisen til den første regeneratoren 1 via et forbindelseselement 10 som sikrer passasjen av katalysatoren før og etter avkjøling. Katalysatoren blir luftet i forbindelseselementet 10 ved hjelp av luft som mates via en ledning 9 og ved bruk av lufteinnretningen 8.

Når katalysatoren er blitt avkjølt ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, strømmer den i den motsatte retningen til den tidligere retningen og stiger i det faste fluidiserte laget til den første regeneratoren via det samme forbindelseselementet 10. Partiklene til katalysatoren er innfanget i forbrenningsgassen og blir separert ved hjelp av en indre separator 11, som fortrinnsvis befinner seg i den øvre delen av den første regeneratorenheten. Forbrenningsgassen som er rik på hydrogensulfid, karbonmonoksid og vann blir rørt ut via en trykkledning 12 for påfølgende behandling, mens katalysatorpartiklene faller via benet 7 til bunnen av den første regeneratoren 1. De blir så overført til den andre regenereringsenheten via ledning 14 matet med luft fra ledning 15. Bunnen til den andre regenereringsenheten ble også matet med luft fra ledning 16 og injektor 17. Forbrenningen av den gjenværende koksen finner sted i motstrøm til den injiserte luften.

Forbrenningsgassene som tas ut i den øvre delen av den andre regeneratoren 13 blir behandlet i en indre eller ytre separator 18 ved bunnen av hvilken katalysatorpartiklene blir returnert via røret 19 til den andre regeneratoren 13, mens forbrenningsgassene blir fjernet via ledningen 20, hvor en sikkerhetsventil er anordnet.

De regenererte katalysatorpartiklene ved den ønskede optimale temperatur blir resirkulert med en styrt strømnings-hastighet via et resirkuleringsrør 21 til spalteenhetstigermate-innretningen, som ikke er vist på tegningen.

Selv om det er mulig å innfange varmen i ethvert tilfeldig punkt i spalteenheten, blir dette fortrinnsvis utført i en av regeneratorene og det foretrekkes, spesielt av praktiske grunner, å anordne varmeveksleren 6 i den første regeneratoren 1.

I det minste deler av den i det minste delvis regenererte katalysator blir fjernet fra det faste laget 3 og faller i samsvar med figur 2 inn i varmeveksleren. Denne, som er langstrakt og f.eks. sylindrisk, omfatter en indre skilledel 22 som danner en sylinder som er i hovedsak koaksial med veksleren som inneholder den. Dette skille definerer to langstrakte naborom 23, 24, hvor det ene er ringformet og det andre sentralt og sylindrisk, slik at nevnte to rom har en felles vegg, f.eks. det foran nevnte skille.

Overflaten til det sentrale rommet definert av et plan hovedsakelig vinkelrett på veksleraksen og som fortrinnsvis er sirkulær, er generelt mellom 0,2 og 0,7 ganger den sirkulære overflaten til veksleren som korresponderer med dennes ytre omhylling og er definert av det samme planet.

Dette sentrale rom inneholder varmevekslerinnretning 25, som har en passende form og er omgitt av skillet 22. Deres nedre del blir f.eks. matet med kjølevann eller et annet egnet fluid, olje, etc. via en ledning 26 og den øvre delen eller utløpet til nevnte innretning 25 avleder en tofaseblanding av vann og damå korres-ponderende til vekslingen via en ledning 27.

De to rommene er sammenkoplet i deres nedre part. Således definerer skilledelene et passasjerom 30 for katalysatoren, siden nevnte skille ikke når bunnenden av veksleren. Posisjonen til skillet er bestemt av avstanden R fra dets nedre ende til fluidisering eller injiseringsinnretningen 28 og 31 for en gass såsom luft, som blir matet via en ledning 29 og som befinner seg i nærheten av den nedre del av rommene og fortrinnsvis inne i hvert av rommene. Denne avstanden er fortrinnsvis mellom 0,4 og 0,6 m.

Katalysatoren strømmer fra topp til bunn i omkretsrommet i fluidisert lagform. Den blir forflyttet av den første fluidiser-ingsinnretningen 28 (en ring eller et gitter) som gir nevnte periferirom en fluidiseringshastighet eller fart, f.eks. mellom 1 cm pr. sekund og 10 cm pr. sekund). Den passerer så gjennom passasjerommet 30 ved bunnen av veksleren og stiger i det fluidiserte laget i det sentrale rommet. En andre fluidiserings-innretning 31 (ring eller gitter) er egnet til å mate det sentrale rommet, som generelt har et større volum, med en fluidiseringshastighet eller fart på f.eks. mellom 0,1 og 1 m pr. sekund. Fluidiseringstrykket er generelt høyere i den stigende delen enn i den fallende delen og det er mulig å justere varme-strømningen ved å påvirke en trykkdifferensial mellom de to rommene.

Det indre skille som omgir vekslerinnretningen kan være tildannet av flere membranrør 32 som danner omhyllingen til det sentrale rommet og gjennom hvilke kjølefluid strømmer. Disse rørene strekker seg på en måte som i hovedsak er parallell med den langsgående aksen til veksleren og er sammenkoplet ved hjelp av langsgående sveiste finner slik at nevnte omhylling dannes.

Varmevekslerinnretningen 25 i det sentrale rommet kan være en bunt rør 33 som er jevnt fordelt om veksleraksen. På en

foretrukket måte og som vist på figur 4 er bunten dannet av flere rør 33 som har en sinusaktig, buktet, ikke-rettvinklet form, som definerer lag som går inn i hverandre og er anordnet hovedsakelig

i samsvar med veksleraksen. Avstanden mellom lagene er generelt mellom 4 og 7 ganger rørdiameteren.

Uttrykt generelt vil den øvre delen av skillet ikke vesentlig strekke seg forbi utstrekkingen av den nedre veggen til regeneratoren i hvilken veksleren er innført (figur 4).

I tilfellet hvor veksleren med fordel er utstyrt med et forbindelseselement 10 (figur 2) som sikrer forbindelsen til katalysatoren mellom den aktuelle veksler og regeneratoren, når skillet det øvre nivået til den sylindriske delen (figur 2) til veksleren.

Forbindelseselementet 10 i symmetriaksen P er generelt orientert i samsvar med en vinkel A i forhold til symmetriaksen til veksleren på mellom 0 og 80°, fortrinnsvis mellom 40 og 50° , og dets indre diameter Q er normalt mellom 0,8 og 1,5 ganger den ytre diameteren D til veksleren og fortrinnsvis mellom 0,9 og 1,2 ganger. Figur 4 illustrerer tilfellet hvor vinkelen A er null. Innenfor forbindelseselementet 10 er det en lufteinnretning 9, fortrinnsvis i nærheten av symmetriaksen P, og som retter utluftingsluften mot regeneratoren med en strålehastighet som er knyttet til tverrsnittet til lufteinnretningen og mellom 50 og 150 m pr. sekund, fortrinnsvis mellom 80 og 120 m pr. sekund.

Figur 3 viser en annen utførelse av anordningen, som her omfatter et forbindelseselement 10 mellom regenereringsenheten 1 og varmeveksleren 6, som har en symmetriakse P orientert i samsvar med en vinkel A i forhold til symmetriaksen til veksleren på mellom 0 og 80°. Nevnte element 10 har et skille 35 med et sirkulært tverrsnitt, som er anordnet hovedsakelig langs aksen P til forbindelseselementet og som definerer to hovedsakelig koaksiale kamre 36 og 37, hvor det ene 36 er ringformet og kommuniserer med rommet 23, hvor katalysatoren faller, og hvor det andre 37 kommuniserer med det sentrale rommet 24 hvor katalysatoren stiger. I tillegg omfatter kammeret 37 i hvilket vekslerrørene 33 er fordelt i det minste ett katalysatorlufte-element 8 som befinner seg i nærheten av aksen P til forbindelseselementet .

Anordningen i henhold til oppfinnelsen omfatter en innretning 34 for å regulere eller kontrollere fluidiseringsgasstrøm-ningshastigheten forbundet med injiseringsinnretningene 28 og 31 for nevnte gass og fortrinnsvis injiseringsinnretningen 31 i det sentrale rommet hvor katalysatoren stiger. Nevnte kontroll-innretning 34 er avhengig av en måleinnretning 35 for temperaturen til katalysatoren i den første regeneratoren 1 eller optimalt i den andre regeneratoren 13 ved hjelp av forbindelses-ledninger 36 og 37.

Strømningshastigheten til katalysatoren som sirkulerer i varmeveksleren blir justert ved å påvirke fluidiseringshastigheten i rommet hvor en oppoverstrømning finner sted, for å kunne opprettholde temperaturen til den første eller andre regenerator på et tilfredsstillende nivå og derfor å opprettholde temperaturen til den regenererte katalysator som skal resirkuleres til inntaket til reaksjonssonestigeren på en referanse eller innstilt temperatur som er avhengig av ladningen som skal spaltes.

Når regeneratortemperaturen er over den innstilte temperaturen, mater kontroll eller reguleringsinnretningen et signal til fluidiseringsluftinjiseringsinnretningen 31, for å øke strøm-ningshastigheten i det sentrale kjølerommet. Når imidlertid regenereringstemperaturen er under den innstilte temperaturen, sender reguleringsinnretningen 34 et signal, som virker på luftinjiseringsinnretningen 31 og gjør det mulig å redusere fluidiseringshastigheten i det sentrale rommet eller stopper veksleren. Den følgende Tabell I illustrerer varmevekslernivået som en funksjon av fluidiseringshastigheten i det sentrale katalysatorstigerommet.

Prøver har vist at ved å arbeide med en fluidiseringshastighet i regenereringssonen på 0,6 m/s, en fluidiseringshastighet i den fallende delen av veksleren på 0,15 m/s og en fluidiseringshastighet i stigedelen av veksleren på 1 m/s, oppnås en økning på 35% i den maksimale veksleverdien.

Beskrivelsen er relatert til tilfellet hvor det sentrale rommet var sylindrisk. Oppfinnelsen kan imidlertid også brukes om det sentrale rommet hådde et rektangulært tverrsnitt. Oppfinnelsen kan også brukes med et plant skille som definerer to langstrakte naborom.

Claims

1. Fremgangsmåte for å regulere eller styre det termiske nivået i en kontinuerlig, mobil eller fluidisert lagbehandling av et pulverformig faststoff, hvor fremgangsmåten omfatter i det minste én behandlingssone i hvilken nevnte faststoff blir innført og nevnte faststoff blir behandlet i en mobil eller tett/fast fluidisert lagsone fra hvilken i det minste en del av faststoffet blir fjernet ved hjelp av et forbindelseselement og nevnte faststoffdel blir sendt inn i en sone for regulering eller kontrollering av det termiske nivået hvilken sone fortrinnsvis er langstrakt og har en symmetriakse, og hvor varmeregulering finner sted ved indirekte varmeveksling med et fluid, og den således termisk regulerte faststoffdel blir gjeninnført i det mobile eller faste fluidiserte laget av det samme forbindelseselementet, karakterisert ved at ved hjelp av et mobilt eller tett fluidisert lag av inært eller ikke-inært fluid blir nevnte faststoffdel bragt til å strømme i reguleringssonen som har et indre skilleparti, som definerer to naborom som er langstrakte i samsvar med deres akser og kommuniserer med deres nedre del, og faststoffet strømmer nedover i den fluidiserte tilstand i det ene av rommene og strømmer oppover i den fluidiserte tilstand i det andre.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 for regulering eller kontrollering av det termiske nivået i en kontinuerlig, mobil eller fluidisert lagbehandling av et pulverformig faststoff, hvor fremgangsmåten har i det minste en behandlingssone hvori nevnte faststoff blir innført og nevnte faststoff gjennomgår en behandling i en mobil eller fast fluidisert lagsone fra hvilken i det minste en del av faststoffet blir fjernet av nevnte forbindelseselement, og nevnte faststoffdel blir sendt inn i en sone for å regulere eller kontrollere det termiske nivået og som fortrinnsvis er langstrakt og har en symmetriakse, og en varmeregulering finner sted ved indirekte varmeveksling med et fluid, og den således termiske regulerte faststoffdel blir gjeninnført i det mobile eller faste fluidiserte laget av det samme forbindelseselementet , karakterisert ved at ved hjelp av et mobilt eller tett fluidisert lag av inaert eller ikke-inært fluid blir nevnte faststoff bragt til å strømme i reguleringssonen som har et indre skilleparti, som definerer to naborom, som er langstrakte i samsvar med nevnte akse og i deres nedre del kommuniserer, og faststoffet strømmer nedover i den fluidiserte tilstand i det ene av rommene, og fluidiseringshastigheten i nevnte rom er mellom 0,1 cm/s og 2 m/s og faststoffet stiger i fluidisert tilstand i det andre rommet, og fluidiseringshastigheten i nevnte andre rom er mellom 0,1 og 6 m/s.

3. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 1 og 2 anvendt i en kontinuerlig, fluidisert laggenerering av en forbrukt katalysator ved forbrenning av koksen avsatt på katalysatoren under hydrokarbonomformingsreaksjon i en reaksjonssone, og nevnte fremgangsmåte omfatter i det minste en regenereringssone i hvilken katalysatoren fra nevnte reaksjonssone blir innført, og katalysatoren blir regenerert i en fast fluidisert lagsone i nærværet av en gass som inneholder oksygen under regenererings-forhold, og det fra nevnte faste fluidiserte lag blir fjernet i det minste en del av katalysatoren, som blir sendt inn i en fortrinnsvis langstrakt avkjølingssone som har en symmetriakse, og nevnte katalysatordel gjennomgår avkjøling ved indirekte varmeveksling med et følefluid, og den således avkjølte katalysatordel blir gjeninnført i nevnte faste fluidiserte lag til regenereringssonen, karakterisert ved at nevnte katalysatordel blir bragt til å strømme i et fast fluidisert lag inn i avkjølings-sonen som har et indre skilleparti, som definerer to naborom, som er langstrakte i samsvar med deres akser og kommuniserer ved deres nedre del, og katalysatoren strømmer nedover i fluidisert tilstand i et av rommene, og fluidiseringshastigheten i nevnte rom er mellom 0,1 cm/s og 2 m/s, og katalysatoren stiger i fluidisert tilstand i det andre rommet, og fluidiseringshastigheten i nevnte andre rom er mellom 0,1 og 6 m/s.

4. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at fluidiseringshastigheten i rommet hvor katalysatoren faller er mellom 0,1 cm pr. sekund og 1 m pr. sekund og fluidiseringshastigheten i rommet hvor katalysatoren stiger er mellom 0,3 og 5 m/s.

5. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at nevnte skilledel definerer to koaksiale rom.

6. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 1 til 5, omfattende to regenereringssoner for forbrukt katalysator, karakterisert ved at den første regenerering av katalysatoren finner sted i den første regenereringssone og at katalysatoren enten blir avkjølt i samsvar med et av kravene 1 til 4 og den i det minste delvis regenererte katalysator blir matet fra den første regenereringssonen til en andre regenereringssone hvor den andre regenerering finner sted, eller nevnte i det minste delvis regenererte katalysator blir matet til en andre regenereringssone hvor en andre regenerering finner sted og nevnte katalysator blir avkjølt i samsvar med et av kravene 1 til 4.

7. Anordning for kontinuerlig fluidisert (eller mobil) lagbehandling av et pulverformig faststoff omfattende a) en hovedsakelig vertikal behandlingsenhet (1), hvorav den nedre del har et mobilt eller fast fluidisert lag (3) av nevnte faststoff, b) en langstrakt og fortrinnsvis sylindrisk varmeveksler (6) fortrinnsvis anordnet på hovedsakelig vertikal måte og som har en symmetriakse og i sin øvre del et uttak og et utløp for faststoffet og som kommuniserer med nevnte faste lag, c) innretning (25) for varmevekslingen eller reguleringen eller kontrollen av det termiske nivået inneholdt i nevnte varmeveksler, karakterisert ved at nevnte varmeveksler omfatter i kombinasjon: et indre separeringsskille (22) som definerer to inntil hverandre liggende, langstrakte rom (23, 24) langs nevnte symmetriakse, et første rom som har en øvre ende forbundet med en faststoffpassasje og en nedre ende for en faststoffpassasje og et andre rom som har en nedre ende for passasjen av faststoffet fra nevnte første rom og en øvre ende forbundet med en faststoffpassasje, et passasjerom (30) tilpasset passasjen av faststoffet fra det første rommet til det andre, første innretning (28) for injisering av en fluidiseringsgass inn i det første rommet (23) , og som befinner seg i nærheten av den nedre enden til det første rommet (23) og for å besørge en nedoverstrømning av faststoffet i den fluidiserte tilstanden og andre innretning (31) for injisering av en fluidiseringsgass inn i det andre rommet og som befinner seg i nærheten av den nedre enden av nevnte andre rom (24) og tjener til å besørge en stigende strømning av faststoffet i den fluidiserte tilstanden.

8. Anordning i henhold til krav 7 for en kontinuerlig, mobil eller fluidisert lagbehandling av et pulverformig faststoff omfattende: a) en hovedsakelig vertikal behandlingsenhet (1), hvis nedre del har et mobilt eller fast fluidisert lag (3) av nevnte faststoff, b) en langstrakt og fortrinnsvis sylindrisk varmeveksler (6) fortrinnsvis anordnet på hovedsakelig vertikal måte i samsvar med en symmetriakse og som i sin øvre del har et faststoffinntak og utløps som kommuniserer med nevnte faste lag i behandlingsen-heten , c) varmevekslings- eller termisk nivåregulerings- eller kon-trollinnretning inneholdt i nevnte varmeveksler og forbundet med inntaks (26) og utløps (27) rør for et reguleringsfluid, karakterisert ved at varmeveksleren omfatter i kombinasj on: et indre separeringsskille (22) som definerer to inntil hverandre liggende, langstrakte rom (23, 24) i samsvar med nevnte symmetriakse, et første rom som har en øvre ende forbundet med nevnte faststoffinntak og en nedre ende gjennom hvilken faststoffet passerer ut, et andre rom som har en nedre ende gjennom hvilken faststoffet entrer fra det første rommet og en øvre ende forbundet med faststoffutløpet, et passasjerom (30) for passasjen av faststoffet fra det første rommet til det andre, første innretning (28) for injisering av en fluidiseringsgass inn i det første rommet (23) og som befinner seg i nærheten av den nedre enden til det første rommet (23) og som besørger en fallende faststoffstrøm i den fluidiserte tilstand og andre innretning (31) for injisering av en fluidiseringsgass inn i det andre rommet og som befinner seg i nærheten av den nedre enden til nevnte andre rom (24) og som besørger en stigende strømning av faststoffet i den fluidiserte tilstand.

9. Anordning i henhold til et av kravene 7 og 8, karakterisert ved at nevnte skille (22) omgir nevnte varmevekslerinnretning (25).

10. Anordning i henhold til krav 7 til 9, karakterisert ved at nevnte skille (22) har flere varmereguleringsrør (32) (membranrør - figur 2).

11. Anordning i henhold til et av kravene 7 til 10, karakterisert ved at avstanden langs aksen mellom den nedre delen av nevnte skille (22) og den første og andre injiseringsinnretning (28, 31) er mellom 0 og 0,8 m, og fortrinnsvis mellom 0,4 og 0,6 m.

12. Anordning i henhold til et av kravene 7 til 12, karakterisert ved at den har innretning (34) for å styre strømningshastigheten til fluidiseringsgassen forbundet med nevnte injiseringsinnretning (31) og i avhengighet av en temperaturmåleinnretning (35) i nevnte behandlingsenhet (1).

13. Anordning i henhold til et av kravene 7 til 12 og tilpasset en katalysatorregenereringsbehandling, karakterisert ved at den omfatter et forbindelseselement (10) mellom nevnte behandlingsenhet (1) (i dette tilfellet regenerering) og nevnte varmeveksler (6) som har en symmetriakse P anordnet i samsvar med en vinkel A i forhold til symmetriaksen ti] veksleren på mellom 0 o g 80° og nevnte forbindelseselement (10) har i det minste et lufteelement (8) anordnet hovedsakelig i nærheten av aksen P til forbindelseselementet og istand til å frembringe en strålehastighet som relaterer seg til tverrsnittet til lufteelementet og er mellom 50 og 150 m/s.

14. Anordning i henhold til et av kravene 7 til 12 og som er egnet for katalysatorregenereringsbehandling, karakterisert ved at den omfatter et forbindelseselement (10) mellom regenereringsenheten (1) og varmeveksleren (6) med symmetriakse (3) orientert i samsvar med en vinkel A i forhold til symmetriaksen til veksleren på mellom 0 og 80" og nevnte element (10) har et andre skille (35) anordnet hovedsakelig i samsvar med aksen P til forbindelseselementet, som definerer to kamre (36, 37) hvorav ett kommuniserer med det første rommet (23) og det andre (37) kommuniserer med det andre rommet (24) , og anordningen er også kjennetegnet ved at forbindelseselementet (10) omfatter i det minste et lufteelement (8) anordnet hovedsakelig i nærheten av aksen P til forbindelseselementet i kammeret som kommuniserer med rommet hvor katalysa-torstigningen finner sted og er egnet til å frembringe en strålehastighet som relaterer seg til tverrsnittet til lufteelementet og er på mellom 50 og 150 m/s.

15. Anordning i henhold til et av kravene 7 til 14, karakterisert ved at veksleinnretningen (25) består av flere rør (33 - figur 4) som har en sinusform og som definerer sammenliggende lag og er anordnet hovedsakelig i samsvar med symmetriaksen til veksleren.