PL79497B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Universal Oil Products Company, Des Plaines, Illinois (Stany Zjednoczone Ameryki) Urzadzenie do regeneracji katalizatora Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do re¬ generacji katalizatora pokrytego koksem, w komo¬ rze którego nastepuje wtórne spalenie tlenku weg¬ la w sposób bezpieczny i wydajny. Urzadzenie za¬ wiera, ustawione w szereg, pojemnik na zuzyty katalizator, kanat przesylowy i pojemnik na zre¬ generowany katalizator. Wtórne spalenie tlenku wegla w urzadzeniu ma miejsce w pierwszym po¬ jemniku, w kanale przesylowym, lub w drugim pojemniku albo w innym dowolnym uszeregowaniu tych przestrzeni. Nowoscia wprowadzona przez urzadzenie zgodne z wynalazkiem, jest zdolnosc do realizacji, w bezpieczny i wydajny sposób, do¬ palania tlenku wegla na dwutlenek wegla w urza¬ dzeniu regeneracyjnym.Wynalazek dotyczy urzadzenia do regeneracji katalizatora a w szczególnosci urzadzenia do ka¬ talitycznego krakingu w warstwie fluidalnej ka¬ talizatora zuzytego z powodu osadzenia sie na nim koksu.Znane sa urzadzenia do regeneracji katalizatora i metody wykorzystujace takie urzadzenia w szcze¬ gólnosci w procesie katalitycznego krakingu w warstwie fluidalnej. Metody te w wiekszosci doty¬ cza sposobu zoptymalizowania procesu usuwania koksu odlozonego na katalizatorze, przy pomocy kontrolowanego procesu przepuszczania tlenku w strefie regeneracyjnej, w celu zredukowania koksu na regenerowanym katalizatorze opuszczajacym strefe regeneracyjna, przy jednoczesnych próbach Z ograniczenia, jezeli nie calkowitego wyeliminowa¬ nia, wtórnego spalania to jest dopalania w strefie regeneracyjnej, przy czym dopalanie jest rozu- miane jako proces przejscia tlenku wegla w dwu- 5 tlenek wegla. Reakcja majaca miejsce przy spala¬ niu koksu na powierzchni zuzytego katalizatora, powoduje powstanie dwutlenku wegla i tlenku wegla z wegla zawartego w koksie oraz wody z wodoru zawartego w koksie. Rygory temperatu- 10 rowe, którym musi byc poddana aparatura w wie¬ kszosci strefy regeneracyjnej ograniczaja zasadni- czo przemiane wtórna tlenku wegla w dwutlenek wegla. Wiekszosc rafinerii wykorzystujacych urza¬ dzenia regeneracyjne, takie jak generatory do ka- 15 talitycznego krakingu w warstwie fluidalnej posia¬ da jeden lub wiecej kotlów ogrzewanych tlenkiem wegla, polaczonych ze strumieniem gazu kanalo¬ wego, znajdujacych sie za strefa regeneracyjna a majacych za zadanie wytworzenie pary przez 20 cieplo uwalniane w procesie wtórnego spalania tlenku wegla jednoczesnie redukujac, jezeli nie cal¬ kowicie eliminujac, ilosc tlenku wej*la uchodzacego do atmosiery. W zwiazku z coraz bardziej ostra kontrola zanieczyszczen atmosferycznych pochodza- 25 cych z rafinerii, oraz w zwiazku z eiaglym optyma¬ lizowaniem procesów produkcyjnych wtórne opa¬ lanie w strefie regeneracyjnej Je«t obecnie uwaza¬ ne za pozadane. Proces dopalania, poza stworze¬ niem reakcji egzotermicznei, moze w zasadniczym 30 stopniu ograniczyc ilosc tlenku wegla usuwanego do atmosfery. 79 4973 Trudnosci na które napotyka sie przy wprowa¬ dzeniu procesu dopalania polegaja na tym, ze wiekszosc metali stosowanych w obecnie istnie¬ jacych urzadzeniach regeneracyjnych, nie wytrzy¬ muje temperatur ponad 704°C oo w konskwencji ogranicza przeprowadzenie dopalania w aparaturze tego typu.Dodatkowym problemem do rozwiazania przy dopalaniu jest problem odzyskiwania ciepla z re¬ akcji przejscia tlenku wegla w dwutlenek wegla w taki sposób, aby cieplo to moglo byc wykorzy¬ stane. W celu odzyskania tego ciepla, proces do¬ palania musi miec miejsce w obecnosci kataliza¬ tora tak aby katalizator mógl odzyskac cieplo re¬ akcji utleniania tlenku wegla w procesie krakin- gu w warstwie fluidalnej, oraz musi nastapic prze¬ niesienie tego ciepla do strefy reakcji weglowodo¬ rowej w celu uzyskania wyzszej termicznej wydaj¬ nosci procesu. Koniecznym jest równiez zapobie¬ zenie powstawaniu w urzadzeniu regeneracyjnym miejsc przegrzanych o bardzo wysokiej tempera¬ turze, które moga bowiem pojawiac sie w przy¬ padku przeprowadzenia procesu wtórnego spala¬ nia bez uzycia katalizatora jako osrodka przeno¬ szeniaciepla. ' Niniejszy wynalazek pozwala na przeprowadze¬ nie procesu wtórnego spalania w sposób zapobie¬ gajacy uszkodzeniom aparatury, ponadto pozwala na wysokie odzyski ciepla reakcji utleniania tlen- , ku wegla za posrednictwem zregenerowanego ka¬ talizatora i zasadniczo eliminuje potrzebe stoso¬ wania kotlów do otrzymania pary ogrzewanych tlenkiem wegla. Mozliwosc zwiekszenia tempera¬ tury regenerowanego katalizatora pociaga za soba 3, mozliwosc znacznego podwyzszenia temperatury reakcji co pozwala na krótsze czasy kontaktowa¬ nia dla otrzymania pozadanej przemiany weglowo¬ dorowej, dajac w wyniku zwiekszona wydajnosc szczególnie w przypadku gdy pozadanymi produk¬ tami sa benzyna i skladniki lekkie, ponadto poz¬ wala na zmniejszenie ilosci powstajacego koksu z powodu zmniejszonej szybkosci obiegu kataliza¬ tora a to dzieki zwiekszonej temperaturze katali¬ zatora. 45 Znane rozwiazania dotyczace zagadnien ujetych wynalazkiem podane sa w literaturze patentowej szczególnie Stanów Zjednoczonych Ameryki Pól¬ nocnej i dotycza warunków procesu oraz schema¬ tów przeplywu stosowanych w znanych urzadze- 50 niach regeneracyjnych katalitycznego krakingu w warstwie fluidalnej i sa równiez stosowalne do' kazdego rodzaju strefy regeneracyjnej, w której znajduje sie zuzyty katalizator pokryty koksem. 55 Znane jest takze rozwiazanie urzadzenia do re¬ generacji, w którym strumien tlenu przeplywaja¬ cego przez generator jest kontrolowany poprzez róznice pomiedzy temperatura gestego zloza a tem¬ peratura warstwy rozcienczonej w strefie regene-. racyjnej. W szczególnosci, szybkosc przechodzenia 60 gazu regeneracyjnego przez strefe regeneracyjna jest kontrolowana w taki sposób aby znacznie, je¬ zeli nie calkowicie, wyeliminowac dopalanie, jed¬ noczesnie utrzymujac stosunkowo geste zloze w strefie regeneracyjnej. 65 497 4 Inne znane rozwiazanie dotyczy techniki rege¬ neracji przeciwpradowej i przedstawia urzadzenie do realizacji tego sposobu. W tym urzadzeniu re¬ generacyjnym zachodzi regeneracja dwustopniowa, 5 w której czesciowo zregenerowany katalizator sty¬ ka sie ze swiezym gazem regeneracyjnym a nastep¬ nie jest przenoszony do strefy koncowej regenera¬ cji. Czesciowo zuzyty gaz regeneracyjny styka sie nastepnie z czesciowo zregenerowanym kataliza- io torem zawierajacym wiecej koksu niz calkowicie zregenerowany katalizator. Dwustopniowa techni¬ ka regeneracyjna pozwala na usuniecie wiekszej ilosci koksu z zuzytego katalizatora jak ilosc kok¬ su, która bylaby usuwana w kazdym z etapów 15 procesu. Przez zastosowanie techniki etapowej re¬ dukcji zawartosci koksu na zuzytym katalizatorze, czasteczki katalizatora nie dochodza do tych tem¬ peratur, które normalnie bylyby osiagniete jezeli koks bylby usuwany w procesie jednostopniowym.B Znane jest jeszcze inne rozwiazanie dotyczace dwustopniowego procesu regeneracji, w którym koks usuwany jest z katalizatora etapami, co za¬ pobiega zbyt wysokim temperaturom katalizatora, temperaturom które powstawalyby , gdyby koks 1 usuwany byl z katalizatora w procesie jednostop¬ niowym, przy czym w górnej czesci strefy regene¬ racyjnej zajmowanej przez warstwe rozcienczona ma miejsce kontrolowany proces dopalania. Oka¬ zuje sie jednak, ze strefa warstwy rozcienczonej 1 jest bardzo wrazliwa na zniszczenie w przypadku niekontrolowanego procesu dopalania, gdy zacho¬ dzi niedostateczne odprowadzanie ciepla powsta¬ lego w procesie dopalania w warstwie rozcienczo¬ nej. W konsekwencji, cieplo jest odprowadzone do gazu kanalowego lub do samej aparatury powo¬ dujac w wielu przypadkach jej uszkodzenia.Znane publikacje nie wspominaja jednak, ze pewna czesc katalizatora przechodzaca do urza¬ dzenia w górnej czesci stref regeneracyjnych mo¬ ze odzyskiwac cieplo i przenosic go spowrotem do gestego zloza, jednakze taka minimalna ilosc ka¬ talizatora znajdujacego sie zwykle w warstwie rozcienczonej stanowi dajacy sie pominac czynnik odprowadzajacy cieplo z procesu dopalania tlenku wegla.Urzadzenie, bedace przedmiotem wynalazku, pozwala na przeprowadzenie kontrolowanego pro¬ cesu dopalania w obecnosci znacznej ilosci katali¬ zatora. Urzadzenie posiada strefe, w której proces dopalania ma miejsce w obecnosci duzych ilosci katalizatora.Wynalazek moze byc krótko okreslony jako urzadzenie do regeneracji katalizatora obejmujace pojemnik na zuzyty katalizator, pojemnik na zre¬ generowany katalizator, laczacy pojemniki kanal przesylowy katalizatora posiadajacy wlot i wylot, wloty katalizatora i swiezego gazu regeneracyjne¬ go prowadzace do pojemnika na zuzyty kataliza¬ tor oraz wyloty katalizatora i zuzytego gazu rege¬ neracyjnego prowadzace do pojemnika na zrege¬ nerowany katalizator, przewód wlotowy na gaz do spalania polaczony z kanalem przesylowym.Urzadzenie do regeneracji katalizatorów, wedlug wynalazku, w którym realizowane jest utlenianie koksu odlozonego na zuzytym katalizatorze zawie-5 79 497 ra: pojemnik na zuzyty katalizator, pojemnik na zregenerowany katalizator, kanal przesylowy ka¬ talizatora posiadajacy wlot i wylot, przy czym wlot jest polaczony z pojemnikiem na zregenero¬ wany katalizator, a wzdluz kanalu przesylowego nastepuje przemieszczenie sie katalizatora i gazu regenerujacego z pojemnika na zuzyty katalizator do pojemnika na zregenerowany katalizator. Po¬ nadto w urzadzeniu wyróznic nalezy wlot katali¬ zatora i wlot swiezego gazu regeneracyjnego po¬ laczone z pojemnikiieim na zuzyty katalizator, któ¬ re pozwalaja ona wpiwwadzentie zuzytego kataliza¬ tora i swiezego gazu regeneracyjnego do tego po¬ jemnika. Wylot katalizatora i wylot zuzytego gazu sa polaczone z (pojemnikiem na zregenerowany katalizator, pozwalajac na wyplyniecie z pojem¬ nika zregenerowanego katalizatora i zuzytego ga¬ zu regeneracyjnego. {Przewód wlotowy gazu pal¬ nego polaczony jest z kanalem przesylowym, ka¬ talizatora do wnetrza którego wprowadza sie gaz przeznaczony do spalania.Urzadzenie, zgodne z wynalazkiem zawiera po¬ jemnik na zregenerowany katalizator i pojemnik na zuzyty katalizator, polaczone za posrednictwem kanalu przesylowego katalizatora, zawierajacego strefe sipalania. W pojemniku na zuzyty katalizator nastepuje wstepne utlenianie koksu osadzonego na zuzytym katalizatorze wprowadzonym do pojemni¬ ka na zuzyty katalizator. W procesie utleniania po¬ wstaje pewna ilosc tlenku wegla. Produkty spala¬ nia koksu wraz ze swiezym gazem regeneracyjnym i porwanymi czasteczkami katalizatora przechodza nastepnie z pojemnika na zuzyty katalizator do strefy spalarnia znajdujacej sie w kanale przesylo¬ wym, gdzie ma miejsce albo utlenianie tlenku we¬ gla lub dopalanie w obecnosci czasteczek iporwane- go katalizatora, albo do strefy spalania zostaje wprowadzony palny gaz w celu podniesienia tem¬ peratury katalizatora w procesie utlenienia palne¬ go gazu. Goracy katalizator wraz z prawie calko¬ wicie zuzytym gazem regeneracyjnym opuszczaja kanal przesylowy i przechodza do pojemnika na zregenerowany katalizator, gdzie sa separowane to jest rozdzielone, a nastepnie usuwane z komory w postaci strumienia zregenerowanego kataliza¬ tora i strumienia zuzytego gazu regeneracyjnego.Pojemnik na zuzyty katalizator tworzy komore, do której wprowadzany jest katalizator zawiera¬ jacy koks, wymagajacy regeneracji. Zuzyty kata¬ lizator wprowadzany do pojemnika na zuzyty ka¬ talizator zawiera zwykle od kilku dziesiatych do kilku procent wagowo koksu. Korzystne jest gdy zuzyty katalizator zawiera od okolo 0,5 do 3 pro¬ cent wagowo koksu. W procesie krakingu katali¬ tycznego w warstwie fluidalnej, zuzyty katalizator usuniety z reaktora zawiera zwykle 0,5 do okolo 1,5 procent wagowo koksu.Zregenerowany katalizator usuniety z pojemni¬ ka na zregenerowany katalizator powinien zawie¬ rac mniejsza itóc koksu- niz zuzyty kaialisatar znajdujac^-sie/ ^i^«w^u-»^ ^Lu#ty fcsefcaliza- tor. Zwykle, zregenerowany katalizator zawiera mniej niz okojo Oji*-/* wagowo koksu, a w procesie katalitycznego krafcingu w warstwie fluidalnej za¬ wiera mniej niz okolo 0,3V*, czasami mniej niz 0,1% wagowo. Zasadnicza róznice pomiedzy zre- 10 15 20 35 40 45 50 55 60 generowanym katalizatorem i zuzytym kataliza¬ torem stanowi to; ze zregenerowany katalizator zawiera nizsza przecietna ilosc koksu niz zuzyty katalizator. W niektórych przypadkach, w których urzadzenie, zgodnie, z wynalazkiem jest wykorzy¬ stane zarówno do spalania tlenku wegla jak i do regulacji zawartosci koksu w katalizatorze, za¬ wartosc koksu na zregenerowanym katalizatorze opuszczajacym komore na zregenerowany katali¬ zator wynosi 0,5% wagowo, a czasem dochodzi jednak nawet do l*/*.Górna czesc pojemnika na zuzyty katalizator stanowi czesc wierzcholkowa, która jest polaczona z otworem wlotowym kanalu przesylowego. Czesc dolna pojemnika jest obszarem, do którego wpro¬ wadzany jest swiezy gaz regeneracyjny.Termin gaz regeneracyjny oznacza, ogólnie stru¬ mien gazu wyselekcjonowanego z powietrza, ka¬ nalowy gaz z regeneratora, lub gaz, który ma wejsc, lub juz wszedl w kontakt z katalizatorem w objetosci komory pojemnika na zuzyty kataliza¬ tor, objetosci kanalu przesylowego lub komory p^r jerttnika na zregenerowany katalizator. Przez ter¬ min swiezy gaz regeneracyjny rozumie sie gazy za¬ wierajace tlen, takie jak powietrze, lub gazy wzbogacone w tlen, wprowadzane do pojemnika na zuzyty katalizator w celu zrealizowania reakcji utleniania koksu odlozonego na zuzytym kataliza¬ torze. Przez czesciowo zuzyty gaz regeneracyjny rozumie sie gaz, który wszedl w kontakt z gestym zlozem katalizatora, znajdujacym sie w pojemni¬ ku na zuzyty katalizator i który zawiera zreduko¬ wana ilosc aktywnego wolnego tlenu. Zwykle, czesciowo zuzyty gaz regeneracyjny zawiera wode, pewna ilosc tlenu, tlenek wegla i dwutlenek wegla.Zuzyty gaz regeneracyjny jest gazem regeneracyj^ nym, zawierajacym mala ilosc tjenku wegla, poz¬ bawionym tlenu lub zawierajacym niewielki nad¬ miar od okolo kilku dziesiatych do IQ procent mol¬ lowych wolnego tlenu. Zwykle strumien zuzytego gazu regeneracyjnego jest strumieniem gazu usu¬ nietego z pojemnika na zregenerowany katalizator i zgodnie z wynalazkiem, jest wydajnym gazem kanalowym zawierajacym tlenek wegla.Gaz przeznaczony do spalania jest gazem zawie¬ rajacym tlen, takim jak powietrze lub jest gazem palnym zawierajacym material palny taki jak we* dór lub lekkie weglowodory. Zwykle gaz do pala¬ nia wprowadzany jest przez przewód wlotowy na gaz palny, polaczony z kanalem przesylowym^ gdzie nastepuje reakcja spalania gazu. Pod termi¬ nem spalania rozumie sie takie procesy, w który**! tlenek wegla znajdujacy sie w kanale przesylo¬ wym styka sie z tlenem przeplywajacym prsez przewód na gaz palny, powodujac dalsze utlem- nie tlenku wegla przy jednoczesnym wy sie; ciepla, zwiekszajacego temp«at*»e czasteczs* katalizatora znajdujacego sie w gazie regeneracyj* nym w kanale przesylowym. W przypadku gdjr gaz d&spoJanta stanowia takie palne materialy jak: wo^r,'inetan lub etan.t podetone, peakoja,•palania' majaca mjejsce w kanale przesylowym jest reafecj* spalania tego4 wlasnie gazu. W sjczególnoiei, w przypadkach w których gaz wplywa de kaaatoi przesylowego, reakcja spalania majaca miejsce w kanale przesylowym sluzy do zwiekszania tempera-79 497 8 10 tury czasteczek katalizatora w kanale przesylowym a niekoniecznie do utleniania znajdujacego sie tam tlenku wegla.Zwykle, kiedy gaz palny zostaje spalony w kana¬ le przesylowym jako rezultat wprowadzenia takie¬ go gazu do spalenia jest wodór, metan, octan i po¬ dobne, prawie caly tlenek wegla utworzony w pro¬ cesie utleniania koksu, znajdujacego sie w pojem¬ niku na zuzyty katalizator, zostaje utleniony do dwutlenku wegla, w procesie wtórnego spalania w objetosci gestego zloza znajdujacego sie w po¬ jemniku na zuzyty katalizator.W przypadku gdy tlenek wegla jest utleniony w kanale przesylowym, katalizatora moga zaistniec okolicznosci, przy których bedzie mialo miejsce 15 czesciowe utlenienie tlenku wegla i zajdzie potrze¬ ba wprowadzenia do gestego zloza znajdujacego sie w pojemniku na zregenerowany katalizator ga¬ zu do spalenia, zawierajacego dodatkowa ilosc tle¬ nu. W takim przypadku, proces dopalania moze zachodzic w dwóch lub wiecej miejscach w urza¬ dzeniu, a mianowicie, w gestym zlozu w pojemni¬ ku na zuzyty katalizator, w kanale przesylowym lub dopalanie zachodzi w katalizatorze znajduja¬ cym sie w pojemniku na zregenerowany kataliza¬ tor. W urzadzeniu zgodnym z wynalazkiem proces dopalania ma miejsce w kanale przesylowym lub w pojemniku na zregenerowany katalizator, chociaz proces dopalania moze przebiegac w obu pojem¬ nikach i w kanale przesylowym. Pozadanym jest jednak aby dopalanie mialo miejsce jedynie w ka¬ nale przesylowym.Wzgledne wymiary dwóch pojemników i kana¬ lu przesylowego sa tordzo wazne w aspekcie utrzymania gestych zlóz katalizatora w pojemni¬ kach oraz strumienia zawieszonych czasteczek katalizatora w gazie regeneracyjnym w kanale przesylowym katalizatora. Dla utrzymania gestego zloza katalizatora w pojemnikach, koniecznym jest aby powierzchnie przekrojów poprzecznych komór pojemników zapewnialy taka predkosc przeplywu gazu do góry wzdluz scian komór, aby zloze katalizatora przebywalo tam wystarczajaco dlugi okres czasu, konieczny do wypalania koksu z powierzchni 'Czasteczek katalizatora. Kanal 20 25 30 35 40 kania odpowiedniej wymiany ciepla miedzy gazem a czasteczkami katalizatora, podwyzszajacej ich temperature.Konstrukcja pojemnika na zregenerowany kata¬ lizator zapewnia istnienie komory o odpowiednim obszarze zapobiegajacym niepozadanemu porywa¬ niu czasteczek katalizatora w górnej czesci pojem¬ nika. Oczywiscie, ze wzgledów ekonomicznych po¬ jemnik na zregenerowany katalizator nie moze byc za duzy, gdyz predkosc gazu bedzie wtedy bardzo mala. Pozadanym jest aby powierzchnia przekroju poprzecznego dolnej czesci pojemnika na zregene¬ rowany katalizator byla wzglednie mala tak aby katalizator gromadzil sie w tym obszarze w kie¬ runku pionowym a czas katalizowania w tym obszarze byl minimalny, poniewaz katalizator ma tam najwyzsza temperature z calego ukladu. Ko¬ rzystnie pojemnik na zregenerowany katalizator posiada w swojej dolnej czesci mniejsza powierz¬ chnie przekroju poprzecznego w porównaniu z po¬ wierzchnia przekroju poprzecznego w poblizu czesci górnych. W przypadku gdy pojemnik na zregenerowany katalizator jest tak skonstruowany, ze kanal przesylowy katalizatora przenika poprzez dno komory to pozadana redukcja zostaje osiag¬ nieta w powierzchni przekroju poprzecznego dol¬ nej czesci pojemnika. Górna czesc pojemnika, do której nie dochodzi kanal przesylowy, posiada du¬ za powierzchnie przekroju poprzecznego, co redu¬ kuje szybkosc przeplywu gazu w tym obszarze i zapobiega porywaniu czasteczek katalizatora w górnej czesci pojemnika.Pojemnik na zregenerowany katalizator moze równiez zawierac komore przemywania polaczona z wylotem kanalu przesylowego bezposrednio lub poprzez inna komore. Zwykle w przypadku zasto¬ sowania zewnetrznej strefy przemywania, jest to oddzielne naczynie polaczone z pojemnikiem, jed¬ noczesnie polaczone z wylotem kanalu przesylo¬ wego. W tym przypadku, pojemnik na zregenero¬ wany katalizator obejmuje strefe przemywania i inne naczynie laczace strefe przemywania z wy¬ lotem kanalu przesylowego.Zgodnie z wynalazkiem, zuzyty katalizator wprowadzony, do pojemnika na zuzyty katalizator przesylowy katalizatora jest zwykle ustawiony w 45 i swiezy gaz regeneracyjny kontaktuja sie w czasie pionie a powierzchniia jego przekroju poprzecznego od 5 do 200 sekund. Kanal przesylowy katalizatora jest mniejsza niz powierzchnia przekroju poprzecz- polaczony z pojemnikiem na zuzyty katalizator nego komory na zuzyty katalizator, co zapefwnia powinien byc wystarczajaco dlugi i powinien po- wystarczajaco duza predkosc gazu plynacego po- siadac wystarczajaca powierzchnie przekroju po¬ przez kanal przesylowy konieczna do porywania 50 przecznego, aby zachodzilo porywanie czasteczek czasteczek katalizatora przez gaz i unoszenie ich poprzez kanal przesylowy do komory na zregene¬ rowany katalizator. Powierzchniia przekroju po¬ przecznego kanalu przesylowego katalizatora po¬ winna zapewniac,. dla zwyklego procesu regenera- cyjnego osiagniecie predkosci przeplywu gazu po¬ wyzej 3,06 m/s. Wprowadzenie dodatkowej ilosci gazu palnego do obszaru strefy spalania imoze spowodowac wzrost predkosci gazu przeplywajace¬ go wzdluz scian w kanale przesylowym. Dlugosc kanalu przesylowego jest istotna. Kanal powinien byc wystarczajaco dlugi aby mógl zajsc w nim proces spalania tlenku wegla lub gazu palnego za¬ pewniajac jednoczesnie odpowiednio dlugi czas przebywania w nim gazów i katalizatora dla uzys- katalizatora przez gazy przeplywajace przez ka¬ nal, oraz aby w okresie w którym w kanale prze¬ biega proces dopalania trwajacy od 2 do 20 sekund, w którym to czasie nastepuje zetkniecie kataliza¬ tora i utlenianego tlenku wegla, katalizator mógl pobrac maksymalna ilosc ciepla uwolnionego pod¬ czas reakcji utleniania tlenku wegla na dwutlenek wegla.Pojemnik na zregenerowany katalizator jest tak zaprojektowany, aby zuzyty gaz regeneracyjny mógl przebywac w jego komorze w okresie od kil¬ ku sekund do okolo 200 sekund lub nawet dluzej.W szczególnosci, dolna czesc pojemnika na zrege¬ nerowany katalizator posiada wystarczajaca po- 65 wierzchnie przekroju poprzecznego dla zapewnie- 55 6079 497 9 icr nia wlasciwego czasu kontaktu, pomiedzy katali¬ zatorem i gazem do spalania, gdy wymagany jest proces dopalania w objetosci gestego zloza znaj¬ dujacego sie w dolnej czesci pojemnika, to jest w granicy od 2—50 sekund. W wiekszosci przypad- 5 ków, czas katalizowania w objetosci drugiego gestego zloza jest utrzymywany jako konieczny mi¬ nimalny, dla zapobiezenia skrócenia czasu kontak¬ towania przy wysokich temperaturach.Urzadzenie zawierajace pojemnik na zuzyty ka- Q talizator, kanal przesylowy katalizatora, komore na zregenerowany katalizator, jest tak zaprojekto¬ wane, ze zasadniczo pojemnik na zuzyty kataliza¬ tor znajduje sie w dolnej czesci urzadzenia pod¬ czas gdy pojemnik na zregenerowany katalizator jest zlokalizowany zazwyczaj w najwyzszej czesci ^ urzadzenia. Kanal przesylowy katalizatora jest, ustawiony w pozycji pionowej, laczac górny i dol¬ ny pojemnik. W najczesciej stosowanym rozwiaza¬ niu, pojemnik na zuzyty katalizator ma ksztalt cy¬ lindra posiadajacego w górnej czesci otwór wylo- 20 towy, przez który mieszanina gazu i katalizatora zostaje wprowadzona do ustawionego pionowo wydluzonego kanalu, majacego polaczenie z pojem¬ nikiem na zregenerowany katalizator. Pojemnik na zregenerowany katalizator ma, w wiekszosci 25 przypadków, ksztalt cylindryczny. Korzystnym ksztaltem jest ksztalt grzyba, którego trzon stano¬ wi pionowy kanal przesylowy, umozliwiajacy osiagniecie mniejszej powierzchni przekroju po¬ przecznego w dolnej czesci pojemnika. W szerokiej 30 górnej czesci pojemnika znajduje sie otwór wylo¬ towy pionowego kanalu przesylowego. Górna czesc komory pojemnika posiada duza objetosc co zapo¬ biega nadmiernemu napelnieniu tej czesci komory na zregenerowany katalizator przez czasteczki ka¬ talizatora, pozwala to na efektywne dzialanie cyk¬ lonu separujacego, znajdujacego sie w górnej czesci pojemnika i oddzielajacego czasteczki katali¬ zatora od zuzytego gazu regeneracyjnego.Materialy konstrukcyjne stosowane w urzadze- An 40 niu, sa materialami wystarczajaco odpornymi na warunki wysokiej scieralnosci wystepujace przy transportowaniu i regeneracji katalizatorów w war¬ stwie fluidalnej i materialami odpornymi na wy¬ sokie temperatury wystepujace w procesie dopa¬ lania. Metale stosowane w urzadzeniu moga byc pokryte wykladzinami. Cala aparatura lub jej czesc moze byc pokryta wykladzinami ceramicz¬ nymi, wraz z zastosowaniem stopów, o takiej strukturze, aby pojemnik na zuzyty katalizator mógl wytrzymac ciagla temperature 760°C, a przez ^ stosunkowo krótki okres czasu temperatury rzedu 815°C wzglednie 870°C. Pionowy kanal przesylowy katalizatora musi wytrzymac temperatury rzedu 760°C a w przypadkach, w których, w kanale prze¬ sylowym znajduja sie niewielkie ilosci katalizato- 55 ra, kanal ten powinien wytrzymac temperatury rzedu 850°C—870°C. Pojemnik na zregenerowany katalizator powinien wytrzymywac stale tempera¬ tury gazów rzedu 760°C, a niekiedy powinien byc odporny, przez stosunkowo dlugi okres czasu, na 60 temperatury powyzej 760°C, czesto w zakresie 760°C—880°C lub wyzej.Urzadzenie musi wytrzymywac cisnienie do oko¬ lo 53,5 at lub wyzej. Korzystnym jest gdy apara- 65 35 45 tura wytrzymuje cisnienie w granicach 107 at.Wiekszosc urzadzen regeneracyjnych wykorzystuja¬ cych technike bez procesu dopalania, wytrzymuje cisnienie od okolo 10,7 do 42,8 at, co jest zakresem cisnien najbardziej pozadanym przy procesach przeprowadzanych w urzadzeniu, zgodnym z wy¬ nalazkiem.Urzadzenia wlotowe katalizatora i swiezego ga¬ zu regeneracyjnego polaczone z pojemnikiem na zuzyty katalizator sa zwykle przewodami przepro¬ wadzajacymi swiezy gaz regeneracyjny i zuzyty katalizator ze strefy reakcyjnej do tego pojemnika, przewody te zwykle sa zakonczone urzadzeniami rozprowadzajacymi zamontowanymi na ich otwo¬ rach wylotowych co pozwala na równomierne roz¬ prowadzenie zuzytego katalizatora lub swiezego gazu regeneracyjnego w objetosci gestego zloza.Zapewnia to prowadzenie wydajnego procesu spa¬ lania koksu na katalizatorze, oraz jezeli jest to po¬ zadane, pelne lub czesciowe dopalanie w objetosci gestego zloza. Wlot swiezego gazu regeneracyjnego przechodzi przez siatke znajdujaca sie w dolnej czesci pojemnika, co zapewnia dobre rozprowadze¬ nie swiezego gazu regeneracyjnego w objetosci gestego zloza. Urzadzenia wylotowe katalizatora i zuzytego gazu regeneracyjnego, które sa polaczo¬ ne z pojemnikiem zregenerowanego gazu, maja za zadanie usunac zuzyty gaz regeneracyjny lub gaz kanalowy z jego komory wraz ze zregenerowanym katalizatorem. Urzadzenie wylotowe zregenerowa¬ nego katalizatora, polaczone z tym pojemnikiem posiada polaczone z nim lub polaczone z pojemni¬ kiem wlotowe urzadzenie przemywajace, sluzace do przemywania skladników tlenowych zaabsorbo¬ wanych w katalizatorze lub w posrednich pustych przestrzeniach pomiedzy czasteczkami katalizatora zanim substancje te zostana usuniete przez wylot zregenerowanego katalizatora i wprowadzone do strefy reakcji. Ten sposób wykorzystania urzadze¬ nia zapobiega przejsciu tlenu do strefy reakcyjnej, gdzie ewentualnie utlenienie reagentów mogloby zagrozic obslugujacemu personelowi, jezeli reakcja utleniania weglowodorów mialaby przebieg nie¬ kontrolowany. Przemywanie jest równiez stosowa¬ ne do ograniczenia ilosci produktów spalania prze¬ chodzacych do reaktora. Produkty te nie sa bo¬ wiem skondensowane w glównej kolumnie w jej czesci górnej i dlatego operacja przepompowania ich przez obszar^skoncentrowanego gazu wymaga¬ laby dodatkowych srodków.Urzadzenie wylotowe zregenerowanego kataliza¬ tora zawiera zawór, na przyklad zawór odchylny, który kontroluje szybkosc przeplywu katalizatora w celu wprowadzenia odpowiednich ilosci swieze¬ go katalizatora do strefy reakcyjnej. Zwykle, prze¬ wód wylotowy na zregenerowany katalizator znaj¬ duje sie blisko dolnej czesci pojemnika na zrege¬ nerowany katalizator oraz ponizej powierzchni granicznej pomiedzy gestym zlozem katalizatora i jego warstwa rozcienczona, co pozwala na ufor¬ mowanie sie zloza katalizatora na takiej wysokosci w stosunku do otworu wylotowego zregenerowa¬ nego katalizatora, ze uniezaleznia sie tym samym od spadku cisnienia w przewodzie wylotowym i zaworze odchylnym.11 W urzadzeniu moga byc wykorzystane jedno lub wiecej urzadzen separujacych katalizator od gazu regeneracyjnego, W najbardziej korzystnym roz¬ wiazaniu, urzadzenie separujace jest przylaczone lizatora. Katalizator, który zostal oddzielony od ga¬ zu regeneracyjnego jest wprowadzony przez wylot urzadzenia separujacego do objetosci gestego zloza znajdujacego sie w pojemniku na zregenerowany katalizator, co dotyczy równiez gazu Regeneracyj¬ nego prawie calkowicie pozbawionego katalizatora.Urzadzenie separujace katalizator od gazu regene¬ racyjnego moze byc równiez polaczone z urzadze¬ niem wylotowym zuzytego gazu^regeneracyjnego, znajdujacym sie w pojemniku na zregenerowany katalizator. Urzadzeniem separujacym jest zwykle cyklon separujacy, którego konstrukcja jest znana.W urzadzeniu, zgodnie z wynalazkiem, moga byc Zastosowane jeden lub wieksza ilosc cyklonów, równolegle lub w szeregu umiejscowione na otwo¬ rze wylotowym kanalu przesylowego lub na urza¬ dzeniu wylotowym zuzytego gazu regeneracyjnego.W czesciej stosowanych konstrukcjach, wyko¬ rzystuje sie trzy cyklony separujace, w którym cyklony polaczone sa z otworami wylotowymi ka¬ nalu przesylowego i wylotem zuzytego gazu rege¬ neracyjnego.W jednym z rozwiazan konstrukcyjnych, pojem¬ nik na zuzyty katalizator o cylindrycznym ksztal¬ cie, o srednicy okolo 3,66 m i wysokosci okolo 6,10 m polaczony jest z ustawionym pionowo ka¬ nalem przesylowym katalizatora o dlugosci okolo 15,24 m i srednicy 1,83 m. W górnej czesci kanalu przesylowego, którego sciany przylegaja do gór¬ nych zewnetrznych scian pojemnika na zuzyty ka¬ talizator, znajduje sie wylot prowadzacy do komo¬ ry pojemnika na zregenerowany katalizator znaj¬ dujacego sie nad kanalem. Pojemnik na zregene¬ rowany katalizator ma okolo 18,28 m dlugosci, przy wewnetrznej srednicy w swej dolnej czesci, okolo 3,66 m. Jest on przeznaczony do pomieszczenia w swojej komorze o ksztalcie pierscienia gestego zloza, pomiedzy wewnetrznymi sciankami dolnej czesci pojemnika na zregenerowany katalizator i zewnetrznymi sciankami pionowego kanalu prze¬ sylowego, przechodzacego przez pojemnik na zre¬ generowany katalizator. Okolo 6,10 m powyzej naj¬ nizszej czesci pojemnika na zregenerowany kata¬ lizator, srednica komory zwieksza sie az do okolo 5,48—6,10 m. Urzadzenie, zgodne z wynalazkiem, jest w stanie zregenerowac okolo 816 t/h zuzytego katalizatora przy przeplywie wystarczajacej ilosci gazu regeneracyjnego, zabezpieczajac zageszczenie zloza w pojemniku na zuzyty katalizator w grani¬ cy okolo 160 kg/m8, zageszczenie w objetosci pio¬ nowego kanalu przesylowego katalizatora w gra- ! Hicy okolo 32 kg/m8, zageszczenie gestego zloza znajdujacego sie w dolnej czesci komory pojemni¬ ka na zregenerowany katalizator w granicy 320^480 kg/m8.Przy zastosowaniu urzadzenia wedlug wynalaz- e ku, mozliwym jest zasadnicze zredukowanie ilosci katalizatora znajdujacego sie w urzadzeniu rege¬ neracyjnym i jednoczesnie czesciowe, jesli nie cal¬ kowite, wyeliminowanie przedostawania sie tlenku wegla do atmosfery. Dalszymi zaletami urzadzenia ea 497 12 sa, miedzy innymi, wyzsza temperatura regene¬ racji katalizatora wprowadzanego do strefy reak¬ cyjnej oraz zredukowany czas dzialania kataliza¬ tora, bedacego w trakcie regeneracji w procesie 5 dopalania, co przedluza czas zuzycia katalizatora dzieki ograniczeniu uszkodzen termicznych moga¬ cych wyniknac z nadmiernego przetrzymywania katalizatora w wysokich temperaturach.Jedna z bardzo istotnych zalet urzadzenia jest 10 to, ze podczas procesu dopalania majacego miejsce w kanale przesylowym katalizatora, zageszczenie katalizatora w kanale przesylowym jest o wiele wieksze niz zageszczenie katalizatorów w zwykle stosowanych regeneratorach w obszarach polozo- 15 nych w górnej ich czesci w poblizu cyklonów ga¬ zów kanalowych. Przykladowo, zageszczenie kata¬ lizatora w kanale przesylowym moze wahac sie od okolo 24 kg/m8 az do 128 kg/m8 w zaleznosci od szybkosci przeplywu gazu regeneracyjnego, wy- 20 miarów kanalu przesylowego i gestosci katalizato¬ ra. W normalnych warunkach procesu regeneracyj¬ nego w znanym urzadzeniu przy zalozeniu 99%- -owej wydajnosci, normalna maksymalna gestosc gazów w poblizu cyklonów wynosi okolo 14,4 kg/m8. 2{J Gestosc ta jest o wiele mniejsza niz gestosc uzys¬ kiwana w urzadzeniu, zgodnym z wynalazkiem, w objetosci kanalu przesylowego i nie jest w sta¬ nie zapewnic tak dobrego odprowadzenia ciepla powstalego w poblizu cyklonów, jakie ma miejsce w warunkach procesu dopalania w kanale przesy¬ lowym urzadzenia zgodnego z wynalazkiem. Bar¬ dziej szczególowo, zageszczenie katalizatora w ka¬ nale przesylowym w obszarze wtórnego spalania jest od 2 do 10 razy wieksza niz zageszczenie ka- l5 talizatora w znanym urzadzeniu w strefie regene¬ racyjnej w poblizu cyklonów.Wyzsze zageszczenie katalizatora w kanale prze¬ sylowym powoduje w praktyce wyeliminowanie problemów zwiazanych z powstawaniem wysokich gradientów temperatury na skutek uwalniania sie ciepla w reakcji spalania.Zwykle w znanych urzadzeniach pozadanym by¬ lo aby proces dopalania mial miejsce w procesie regeneracyjnym, pozadana reakcja wtórnego spa¬ lania przebiegala w górnej czesci, w rozcienczonej warstwie regeneratora, w obszarze w którym za¬ geszczenie katalizatora jest niewielkie co powodo¬ walo wystapienie lokalnych goracych miejsc, co bylo powodowane malym zageszczeniem .kataliza¬ tora w porównaniu z gestoscia katalizatora w ka¬ nale przesylowym urzadzenia zgodnego z wynalaz¬ kiem, w którym nastepuje odbieranie ciepla po¬ wstalego w procesie utleniania tlenku wegla. Jest to jedna z glównych zalej; wynalazku.Przedmiotem wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zasadnicze rozwiazania urzadze¬ nia, fig, 2 inne rozwiazanie urzadzenia, fig. 3 jesz¬ cze inne szczególne rozwiazanie urzadzenia.W zasadniczym rozwiazaniu urzadzenia przed¬ stawionym na fig. 1 w jego dolnej czesci znajduje sie pojemnik 1, w którym miesci sie zuzyty katali¬ zator. Kanal 2, polaczony z pojemnikiem zawiera¬ jacym zuzyty katalizator, posiada otwory wylotowe 12 prowadzace do pojemnika 3 na zregenerowany , katalizator. Do pojemnika 1 na zuzyty katalizator79 497 13 14 prowadza przewód wlotowy 5 do wprowadzenia zuzytego katalizatora oraz przewód 4, którym wprowadza sie swiezy gaz regeneracyjny. Przewód 5 do wprowadzania zuzytego katalizatora przecho¬ dzi przez scianki pojemnika 1 i w jego wnetrzu posiada przedluzenie 26 pozwalajace na lepsze roz¬ prowadzenie zuzytego katalizatora wprowadzonego do pojemnika 1, w którym ponadto znajduje sie siatka 17 powodujaca, ze swiezy gaz regeneracyjny wprowadzany poprzez przewód 4 jest skutecznie rozprowadzany w zlozu 8 katalizatora znajdujacego sie w pojemniku 1. Zwykle siatka jest plyta meta¬ lowa z malymi podluznymi szczelinami lub otwo¬ rami lub uformowana jest z rurek, co pozwala na bardzo dobre rozprowadzenie plynu w zlozu cza¬ steczek w fazie fluidalnej. Pojemnik 1 na zuzyty katalizator w górnej czesci posiada wylot 18, przez który przechodzi gaz regeneracyjny i strumien ka¬ talizatora w fazie fluidalnej to jest katalizator porwany przez gaz regeneracyjny, opuszczajacy pojemnik 1 w kierunku kanalu przesylowego 2.Kanal przesylowy katalizatora 2 ustawiony jest pionowo i w swej dolnej czesci jest otwarty a blisko czesci wierzcholkowej posiada wyloty 12, co pozwala katalizatorowi i gazowi regeneracyj¬ nemu, przemieszczajacym sie w objetosci 19 kana¬ lu 2, opuscic kanal i wplynac do pojemnika 3 na zregenerowany katalizator. Wlot 18 kanalu prze¬ sylowego jest jednoczesnie wylotem pojemnika na zuzyty katalizator.W objetosci 19 kanalu 2 znajduje sie przewód wlotowy 13 gazu palnego wprowadzanego w celu spalenia go z gazem regeneracyjnym przeplywaja¬ cym przez kanal w kontakcie z katalizatorem prze¬ mieszczajacym sie równiez w kanale 2. W celu lepszego rozprowadzenia gazu palnego, w przekro¬ ju poprzecznym kanalu przesylowego 2 wykorzystu¬ je sie koncówke rozprowadzajaca 14.W górnej czesci kanalu przesylowego 2 znajduje sie pokrywa 20 odcinajaca wierzcholek kanalu 2 w celu zapobiezenia wyplyniecia z kanalu w kie¬ runku pionowym gazu regeneracyjnego, zawiera¬ jacego katalizator. Korzystne jest aby gaz regene¬ racyjny wzbogacony katalizatorem byl wyprowa¬ dzany przez otwory wylotowe 12 i 12' kanalu prze¬ sylowego w kierunku poziomym lub do dolu a to dla unikniecia nadmiernego porywania katalizato¬ ra przez gazy i tworzeniu sie w objetosci komory pojemnika 3 na zregenerowany katalizator fazy rozcienczonej.W pojemniku 3 na zregenerowany katalizator miesci sie objetosc 28 fazy rozcienczonej i obje¬ tosc 9 gestego zloza. Pojemnik 3 na zregenerowany katalizator w swojej najwyzszej czesci, jest za¬ konczony kopula 24, a jego pojemnosc jest utwo¬ rzona przez scianki boczne 29, scianke dolna 30, scianke pionowa 31, scianke skosna 32, oraz przez powierzchnie zewnetrzna kanalu przesylowego 2.Pojemnik 3 na zregenerowany katalizator posiada przewód wylotowy 6 katalizatora i wylot 7 zuzyte¬ go gazu regeneracyjnego. Przewód wylotowy 6 ka¬ talizatora jest polaczony z pojemnikiem 3 na zre¬ generowany katalizator, przechodzi przez jedna z jej scianek bocznych i w pojemniku rozpoczyna sie czescia rurowa 25 w celu uzyskania lepszego wyprowadzenia materialu usuwanego z pojemni- 10 15 20 25 30 35 40 50 55 65 ka 3. Na przewodzie wylotowym 6 znajduje sie za¬ wór 27 do regulacji szybkosci usuwania kataliza¬ tora z pojemnika na zregenerowany katalizator.Zawór 27 jest zwykle zaworem odchylnym i jego dzialanie jest kontrolowane przez temperature re¬ akcji, lub róznice cisnienia utrzymywanego w stre¬ fie reakcji.Przewód wylotowy 7 zuzytego gazu regeneracyj¬ nego jest polaczony z urzadzeniem separujacym 22, którym zwykle jest cyklon separujacy. Urza¬ dzenie separujace 22 posiada wlot 21 przyjmujacy zuzyty gaz regeneracyjny i katalizator znajdujacy sie w objetosci fazy rozcienczonej 28 w pojemniku 3 na zregenerowany katalizator. Zuzyty gaz rege¬ neracyjny i porwany w strumieniu gazu kataliza¬ tor, sa odseperowane od siebie, poczem zuzyty gaz regeneracyjny opuszcza pojemnik 3 i urzadzenie separujace 22 poprzez wylot 7 zuzytego gazu rege¬ neracyjnego. Katalizator oddzielony od zuzytego gazu regeneracyjnego opada przewodem spusto¬ wym 23 i ostatecznie osiaga geste zloze 9 w pojem¬ niku 3 na zregenerowany katalizator.W pojemniku 3 na zregenerowany katalizator znajduja sie przewody wlotowe 15 i 15' zaopatrzo¬ ne w koncówki rozprowadzajace 16 i 16' osadzone w ich czesciach wylotowych. Przewody wlotowe 15 i 15' dostarczaja gaz zawierajacy tlen w celu pobudzenia procesu wtórnego spalania w objetosci gestego zloza 9 w pojemniku 3, lub moga dopro¬ wadzac strumien pary lub innego gazu, który mo¬ ze byc uzyty do oczyszczania katalizatora w gestym zlozu 9 ze zwiazków zawierajacych tlen przed usunieciem go poprzez przewód wylotowy 6 zrege¬ nerowanego katalizatora. Przewody wlotowe 15 i 15* alternatywnie moga byc zastosowane do do¬ prowadzenia do objetosci gestego zloza strumienia gazu zawierajacego tlen albo do doprowadzenia gazu przemywajacego do objetosci gestego zloza.W takich przypadkach jeden z przewodów wloto¬ wych 15 lub 15' jest umieszczony wyzej w stosun¬ ku do drugiego, przy czym wyzej polozony prze¬ wód sluzy do wprowadzenia gazu zawierajacego tlen do objetosci gestego zloza, podczas gdy przez nizszy przewód do objetosci gestego zloza wpro¬ wadzany jest gaz przemywajacy.W urzadzeniu mieszcza sie dwa geste zloza.Geste zloze 8 tworzy zuzyty katalizator majacy wzglednie wysoka zawartosc koksu wprowadzany jest do dolnej komory 1 przez przewód 5, przy czym zloze 8 siega dokladnie na wysokosci, gdzie gaz regeneracyjny ma szybkosc transportowa, po¬ ziom ten bedzie sie znajdowal w strefie przejscio¬ wej miedzy gestym zlozem 8 i lejem 2, blisko scianki 32. Korzystnym jest gdy geste zloze 8 w komorze I na zuzyty katalizator znajduje sie ponizej otworu wylotowego 18. Geste zloze 8 znaj¬ dujace sie w objetosci pojemnika 1 zapewnia do¬ statecznie dlugi czas zetkniecia sie zuzytego kata¬ lizatora ze swiezym gazem regeneracyjnym wpro¬ wadzanym przez przewód 4 do objetosci gestego zloza 8. Wskazane jest, aby kanal przesylowy 2, jak pokazano na fig. 1 posiadal znaczaco mniejsza powierzchnia przekroju poprzecznego niz pojemnik 1, co powoduje, ze gaz regeneracyjny opuszczajac pojemnik 1 poprzez otwór wylotowy 18 znacznie zwieksza swoja predkosc az do predkosci powodu-79 15 jacej porywanie czasteczek katalizatora z gestego zloza, do objetosci 19 znajdujacej sie w kanale przesylowym 2. Objetosc 19 zawiera warstwe roz¬ cienczona gazu regeneracyjnego wzbogaconego ka¬ talizatorem. W objetosci spalania znajdujacej sie w czesci objetosci 19 w kanale 2 powstaje proces dodatkowego spalania. Gaz zawierajacy tlen wply¬ wa przez przewód wlotowy 13 oraz przez konców¬ ke rozprowadzajaca 14 powodujac utlenienie znaj¬ dujacego sie w kanale przesylowym 2 tlenku wegla do dwutlenku wegla. Cieplo wyzwolone z tej re¬ akcji jest przekazane do katalizatora przemiesz¬ czajacego sie w objetosci kanalu przesylowego, W rozwiazaniu alternatywnym palny gaz taki jak metan, wodór, etan moze byc wprowadzony przez przewód wlotowy 13 do kanalu 2, dostarczajac do¬ datkowej ilosci ciepla powodujacego wzrost tem¬ peratury czasteczek katalizatora, przeplywajacych wzdluz kanalu przesylowego 2.Drugim gestym zlozem w urzadzeniu jest geste zloze 9, znajdujace sie w pojemniku 3 na zregene¬ rowany katalizator. Drugie geste zloze musi miec wystarczajaca wysokosc dla wprowadzenia do prze¬ wodu 6 zregenerowanego katalizatora niezaleznie od spadku cisnienia w przewodzie 6 lub w urza¬ dzeniach znajdujacych sie ponizej przewodu 6, oraz dla zapewnienia wystarczajacej ilosci zrege¬ nerowanego katalizatora, tak aby mógl miec miej¬ sce proces przemywania materialów zawierajacych tlen z czasteczek katalizatora i/lub z posrednich pustych przestrzeni pomiedzy czasteczkami katali¬ zatora, jezeli pozadanym byloby zapobiegac prze¬ niesieniu do strefy reakcyjnej zbyt duzej ilosci ma¬ terialów zawierajacych tlen. Jak pokazano na fig. 1 wysokosc gestego zloza 9 moze sie zmieniac, lecz wysokosc ta powinna byc ponizej otworów wylo¬ towych 12 i 12' kanalu przesylowego 2, tak aby nie zachodzil powrót materialu zloza gestego 9 do kanalu przesylowego 2. W urzadzeniu pokazanym na fig. 1 zachodzi wymiana ciepla wzdluz kanalu przesylowego 2 pomiedzy gestym zlozem 9, beda¬ cym w styku z zewnetrzna powierzchnia kanalu w poblizu koncówki rozprowadzajacej 14.Na fig. 2 pokazane jest inne rozwiazanie urza¬ dzenia zgodnego z wynalazkiem. Urzadzenie ma zasadniczo te sama konstrukcje co urzadzenie przedstawione na fig. 1, z ta róznica, ze urzadze¬ nia separujace gaz regeneracyjny i katalizator 70 i 70' sa podlaczone do otworów wylotowych 52 i 52' kanalu przesylowego katalizatora 42. Urzadze¬ nia separujace 70 i 70' sa wykorzystane do reali¬ zacji seperacji gazu regeneracyjnego i katalizatora opuszczajacych kanal 42 w taki sposób, ze mate¬ rial znajdujacy sie w objetosci 71 warstwy roz¬ cienczonej staje sie zuzytym gazem regeneracyj¬ nym z mala zawartoscia katalizatora. Przez doda¬ nie urzadzen separujacych katalizator i gaz rege¬ neracyjny 70 i 70* udoskonalone jest dzialanie urza¬ dzenia w przypadku gdy wymagana jest jego bar¬ dzo duza przepustowosc. Katalizator i gaz regene¬ racyjny sa wprowadzane przez wloty 52 i 52' do urzadzen separujacych 70 i 70*, skad gaz regene¬ racyjny, zasadniczo wolny od katalizatora, wyply¬ wa przez wyloty 68 i 68', podczas gdy katalizator opada przez przewody spustowe 69 i 69' i ostatecz¬ nie osiaga geste zloze 49. Przewody spustowe moga 497 16 posiadac zakonczenia ponizej powierzchni granicz¬ nej, rozgraniczajacej faze warstwa rozcienczona 71 i geste zloze 49.Czesci urzadzenia przedstawionego na fig. 2 po- 5 dobne do czesci urzadzenia z fig. 1 pracuja w ten sam opisany sposób. Pojemnik 41 na zuzyty katali¬ zator posiada przewód wlotowy 45 zuzytego kata¬ lizatora, zakonczonego przedluzeniem 66, wprowa¬ dzajacym zuzyty katalizator do pojemnika 41.Swiezy gaz regeneracyjny przeplywa poprzez prze¬ wód wlotowy 44, a nastepnie przez siatke 57 znaj¬ dujaca sie w pojemniku 41. Pojemnik 41 posiada otwór wylotowy 58 znajdujacy sie w najwyzszej jego czesci i zawiera geste zloze 48, którego po¬ wierzchnia 50 znajduje sie ponizej otworu wylo¬ towego 58.Kanal przesylowy katalizatora 42, ustawiony pio¬ nowo, posiada otwór wlotowy 58, bedacy jedno- 20 czesnie otworem wylotowym pojemnika 4 i otwo¬ ry wylotowe 52 i 52' bedace jednoczesnie otwora¬ mi wlotowymi separatorów 70 i 70*. W objetosci kanalu przesylowego 42 znajduje sie objetosc 59, która jest strefa spalania i moze byc okreslona 25 jako strefa znajdujaca sie pomiedzy górna i dolna czescia kanalu 42. Przewód wlotowy 53 gazu pal¬ nego, polaczony jest z kanalem przesylowym 42 i moze byc zakonczony koncówka rozprowadzaja¬ ca 54. Strefa spalania moze byc ponadto zdefinio- 30 wana jako objetosc w obszarze kanalu przesylowe¬ go 42, w której gaz palny i gaz regeneracyjny rea¬ guja ze soba i jest zlokalizowana pomiedzy wlotem 58 kanalu 42 i jego wylotem. Pokrywa 60 znajdu¬ jaca sie na wierzcholku kanalu 42 ustala taka obje- 35 tosc w obszarze ponad otworami wylotowymi 52 i 52', ze w tej objetosci uformowanej przez pokry¬ we 60 powstaje poduszka katalityczna, zapobiega¬ jaca niepozadanym perturbacjom przy wierzcholku kanalu. 4* Pojemnik 43 na zregenerowany katalizator za¬ wiera warstwe rozcienczona 71 i geste zloze 49 od¬ dzielone od siebie powierzchnia graniczna 51, znaj¬ dujaca sie zwykle w nizszej czesci pojemnika 43.Przewód wylotowy zuzytego gazu regeneracyjnego 45 jest polaczony z pojemnikiem 43, podobnie jak przewód wylotowy 46 zregenerowanego katalizato¬ ra, ewentualnie wyposazony w koncówke rozpro¬ wadzajaca 65. Przewód 46 moze byc wyposazony w zawór 67 wykorzystany do regulacji szybkosci usuwania zregenerowanego katalizatora z urzadze¬ nia. Przewody wlotowe 55 i 55* wraz z ich kon¬ cówkami rozprowadzajacymi 56 i 56' sa uzyte do wprowadzania gazu zawierajacego tlen do obje¬ tosci zajmowanej przez geste zloze w celu spowo¬ dowania dodatkowego procesu dopalania w obje- 55 tosci gestego zloza lub moga byc uzyte jako prze¬ wody wlotowe dla gazu przemywajacego, którym moze byc obojetny weglowodór wprowadzany do zloza 49 w celu usuniecia skladników zawieraja¬ cych tlen ze zloza katalizatora lub posrednich 60 pustych przestrzeni pomiedzy czasteczkami katali¬ zatora. Moze byc uzyta wieksza ilosc par przewo¬ dów wlotowych 55 i 55', do wprowadzenia do gór¬ nej czesci gestego zloza 49 gazu zawierajacego tlen, celem wywolania dodatkowego procesu dopalania 6j5 lub wprowadzenia gazu wyplukujacego do dolnej79 17 czesci zloza 49, w celu wyplukania materialu za¬ wierajacego tlen z masy katalizatora.Urzadzenie separujace 62 pozwala na oddzielenie zuzytego gazu regeneracyjnego od czasteczek ka¬ talizatora, których mieszanina jest wprowadzana do urzadzenia separujacego 62 poprzez otwór wlo¬ towy 61. Oddzielony katalizator opada przez prze¬ wód spustowy 63 i ostatecznie osiaga geste zloze 49. Zuzyty gaz regeneracyjny ulatuje z pojemnika 43 poprzez kanal 47. Jak pokazano na fig. 2, ko¬ mora pojemnika 43 jest zdeterminowana przez po¬ wierzchnie wierzcholkowa 64, sciany boczne 80, sciane 81, sciane boczna 72, wewnetrzna powierz¬ chnie dolna 73 i zewnetrzna powierzchnie kanalu przesylowego 42.Fig. 3 przedstawia jeszcze inne rozwiazanie urza¬ dzenia, a w szczególnosci modyfikacje regenera¬ torów, w których zwykle stosowana komora rege¬ neracyjna pojemnika 106 jest zmodyfikowana przez dodanie scianek 119, 118, 117, pokrywy 133, pozio¬ mego kanalu 113, i otworu wylotowego 109.Scianki, kanaly i pokrywy tworza komore po¬ jemnika 106 regeneratora, wydzielajac komore na zuzyty katalizator, kanal przesylowy i komore na zregenerowany katalizator. Przedstawiona na fig. 3 komora znajdujaca sie ponizej segmentu 110, na która sklada sie objetosc zajeta przez geste zloze 104 i objetosc warstwy rozcienczonej 134, jest obje¬ toscia komory pojemnika na zuzyty katalizator: Kanal przesylowy jest okreslony przez przestrzen 101 znajdujaca sie ponad punktem 110 oraz prze¬ strzen 135 w poziomym kanale 113. Pozostale obje¬ tosci 102 i 103 definiuja komore pojemnika na zre¬ generowany katalizator.Komora pojemnika na zuzyty katalizator jest calkowicie odseparowana od komory pojemnika na zregenerowany katalizator, majac jedyne pola¬ czenie poprzez kanal przesylowy 101.Pojemnik na zuzyty katalizator posiada przewód wlotowy 104 zuzytego katalizatora wraz z konców¬ ka rozprowadzajaca 115, wprowadzona do objetos- . ci komory. Poprzez przewód wlotowy 105 wpro¬ wadza sie swiezy gaz regeneracyjny przechodzacy nastepnie przez siatke 116, majaca za zadanie lep¬ sza dystrybucje gazu w objetosci gestego zloza 104.Mieszanina gazu regeneracyjnego i zawartego w nim katalizatora opuszcza pojemnik na zuzyty katalizator poprzez otwór wylotowy 110 prze¬ mieszcza sie do przestrzeni 101 i 135 kanalu prze¬ sylowego. Mieszanina gazu i katalizatora opuszcza nastepnie przestrzen 101 i 135 kanalu przesylowe¬ go poprzez otwór wylotowy 109.W przestrzeniach 101 i 135 kanalu przesylowego miesci sie strefa spalania przylegajaca do przewo¬ du wlotowego 111 gazu palnego, przewód ten po¬ siada koncówke rozprowadzajaca 112. Gaz palny wprowadzany jest przez przewód wlotowy 111 po¬ wodujac utlenienie tlenku wegla w przestrzeniach 101 i 135 kanalu przesylowego. Po procesach spa¬ lania lub dopalania, albo obu, majacych miejsce w przestrzeniach 101 i 135, mieszanina katalizatora i gazu regeneracyjnego opuszcza kanal przesylowy poprzez otwór wylotowy 109, wchodzac do komory' 102 i 103 pojemnika na zregenerowany katalizator.Jak pokazano na rysunku, otwór wylotowy 109 jest skierowany ku dolowi, tak aby katalizator 18 i gaz regeneracyjny byly kierowane w dól, co poz¬ wala na ograniczenie ilosci czasteczek katalizatora zawartych w komorze 102 w warstwie rozcienczo¬ nego zregenerowanego katalizatora. Urzadzenie se- 5 parujace 122 pozwala na oddzielenia czasteczek katalizatora zawartych w komorze 102 warstwy rozcienczonej od zuzytego gazu regeneracyjnego.Mieszanina katalizatora wraz z zuzytym gazem regeneracyjnym przeplywa przez otwór wlotowy 10 121 do urzadzenia separujacego 122, po czym zuzy¬ ty gaz regeneracyjny uchodzi z aparatury przez przewód 120, a zregenerowany katalizator prze¬ mieszcza sie wzdluz przewodu spustowego 123 i ostatecznie osiaga objetosc geste zloze 103 w ko- 15 morze 102. Z pojemnika na zregenerowany katali¬ zator wyprowadzony jest kanal wylotowy 130 zre¬ generowanego katalizatora,, z koncówka rozprowa¬ dzajaca 132 i zaworem kontrolnym 131 reguluja¬ cym szybkosc usuwania zregenerowanego katali- 20 zatora z urzadzenia. W komorze gestego zloza po¬ jemnika na zregenerowany katalizator sa umiesz¬ czone przewody wlotowe 126 i 128. Zwykle, przez przewód wlotowy 126 jest doprowadzany do ko¬ mory 103 gestego zloza, gaz zawierajacy tlen po- 2g przez koncówke rozprowadzajaca 127 w celu spo¬ wodowania dodatkowego dopalenia tlenku wegla w gestym zlozu. Przez przewód wlotowy 128 wpro¬ wadzony jest strumien przemywania zawierajacy pare lub obojetny gaz albo lekki weglowodór co 30 pozwala na usuniecie skladników zawierajacych tlen z pustych posrednich przestrzeni miedzy cza¬ steczkami katalizatora lub z nich samych, zanim katalizator zostanie usuniety z urzadzenia poprzez, kanal wylotowy 130. Istnieje równiez mozliwosc 3g wprowadzenia gazu wyplukujacego bezposrednio do kanalu wylotowego 130. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do regeneracji katalizatora poprzez 40 utlenianie koksu odlozonego na katalizatorze, w którym pierwotny strumien powietrza wprowa¬ dza sie w celu co najmniej czesciowego spalenia koksu odlozonego na katalizatorze oraz powstalego tlenku wegla, a które zawiera pojemnik na zuzyty katalizator, pojemnik na zregenerowany kataliza¬ tor, usytuowany miedzy tymi pojemnikami kanal przesylowy katalizatora, przy czym urzadzenie wlotowe kanalu przesylowego katalizatora jest po¬ laczone z pojemnikiem na zuzyty katalizator 50 a urzadzenie wylotowe kanalu przesylowego kata¬ lizatora jest polaczone z pojemnikiem na zregene¬ rowany katalizator, umozliwiajac przeplyw katali¬ zatora i gazu regeneracyjnego z pojemnika na zuzyty katalizator do pojemnika na zregenerowany 55 katalizator, a ponadto zawiera urzadzenie wlotowe zuzytego katalizatora i urzadzenie wlotowe swie¬ zego gazu polaczone z pojemnikiem na zuzyty ka¬ talizator, umozliwiajace wprowadzenie zuzytego katalizatora i swiezego gazu regeneracyjnego do 60 pojemnika na zuzyty katalizator, urzadzenie wylo¬ towe z przewodu umozliwiajacego przeplyw zre¬ generowanego katalizatora i zuzytego gazu rege¬ neracyjnego do pojemnika na zregenerowany ka¬ talizator, oraz urzadzenie wylotowe zuzytego gazu 65 regeneracyjnego z pojemnika na zregenerowany79 497 19 katalizator, znamienne tym, ze przewód wtórnego strumienia gazu przeznaczonego do dopalania tlen¬ ku wegla zawartego w zuzytym gazie regeneracyj¬ nym jest polaczony z kanalem przesylowym kata¬ lizatora w poblizu urzadzenia wlotowego do kana- 5 lu przesylowego katalizatora.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze z czescia dolna pojemnika na zuzyty katalizator jest polaczone urzadzenie wlotowe swiezego gazu 10 regeneracyjnego, a w górnej czesci pojemnika na zuzyty katalizator jest umieszczone urzadzenie wy- lptowe katalizatora zawieszonego w gazie regene¬ racyjnym. 15

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienne tym, ze urzadzenie wylotowe kanalu przesylowego katalizatora ma polaczone z nim urzadzenie sepa¬ rujace do oddzielania katalizatora od gazu regene¬ racyjnego przeplywajacego przez kanal przesylowy katalizatora. 20

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wylot kanalu przesylowego katalizatora jest po¬ laczony z wlotem urzadzenia separujacego, a wy¬ lot urzadzenia separujacego jest polaczony z po- ^ jemnikiem na zregenerowany katalizator.

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze kanal przesylowy w poblizu swego wlotowego konca jest polaczony z urzadzeniem wlotowym ga- 30 zu do spalania w celu utworzenia strefy spalania wewnatrz kanalu przesylowego i podniesienia w niej temperatury katalizatora.

6. Urzadzenie do regeneracji katalizatora poprzez 35 utlenianie koksu odlozonego na katalizatorze za pomoca swiezego gazu regeneracyjnego, zawiera¬ jace pojemnik na zuzyty katalizator, z którego z dolna czescia jest polaczone urzadzenie wlotowe swiezego powietrza, w celu umozliwienia przeply- 4q wu swiezego gazu regeneracyjnego do pojemnika, urzadzenie wlotowe zuzytego katalizatora do wpro¬ wadzania zuzytego katalizatora do pojemnika i utworzenia gestego zloza zuzytego katalizatora w dolnej czesci pojemnika zaopatrzonego w prze¬ wód do wyprowadzenia gazu regeneracyjnego, a w górnej czesci pojemnika na zuzyty katalizator urzadzenie wlotowe katalizatora i gazu zawieraja¬ cego porwane czasteczki katalizatora oraz tlenku wegla, kanal przesylowy, usytuowany pionowo, jest zaopatrzony w swej górnej czesci w urzadze¬ nie wlotowe polaczone z pojemnikiem na zuzyty katalizator oraz urzadzenie wylotowe do kataliza¬ tora i gazu umozliwiajace przeplyw gazu regene¬ racyjnego unoszacego katalizator z pojemnika na zuzyty katalizator poprzez kanal przesylowy, urza¬ dzenie separujace oddzielajace katalizator od gazu regeneracyjnego zaopatrzone w urzadzenie wloto¬ we i urzadzenie wylotowe, przy czym urzadzenie wlotowe urzadzenia separujacego jest polaczone z górnym urzadzeniem wylotowym z kanalu prze¬ sylowego, a urzadzenie wylotowe z urzadzenia se¬ parujacego znajduje sie w pojemniku na zregene¬ rowany katalizator powyzej zloza katalizatora w eelu utrzymania gestego zloza wewnatrz pojem¬ nika na zregenerowany katalizator, urzadzenie wylotowe zregenerowanego katalizatora polaczone z pojemnikiem na zregenerowany katalizator umozliwiajace wyplyw zregenerowanego kataliza¬ tora wolnego od zuzytego gazu regeneracyjnego z pojemnika na zregenerowany katalizator oraz urzadzenie wylotowe zuzytego gazu regeneracyj¬ nego polaczone z pojemnikiem na zregenerowany katalizator umozliwiajace wyplyw zuzytego gazu regeneracyjnego wolnego . od zregenerowanego ka¬ talizatora z pojemnika na zregenerowany kataliza¬ tor, znamienne tym, ze w kanale przesylowym ka¬ talizatora miedzy górnym urzadzeniem wylotowym zuzytych gazów zawierajacych zawieszony w nich zregenerowany katalizator a dolnym urzadzeniem wlotowym do kanalu przesylowego znajduje sie strefa spalania, przy czym urzadzenie wlotowe gazów do spalania jest polaczone z dolna czescia przewodu przesylowego.KI. 12g,4/01 79 497 MKP BOlj 9/20 UJ7- (,8 71- 70 52 69- W-52 Fig. 3 l&o 102^1 113 PL PL