RU2050969C1 - Reactor with fluidized catalyst bed - Google Patents

Reactor with fluidized catalyst bed Download PDF

Info

Publication number
RU2050969C1
RU2050969C1 SU5046244A RU2050969C1 RU 2050969 C1 RU2050969 C1 RU 2050969C1 SU 5046244 A SU5046244 A SU 5046244A RU 2050969 C1 RU2050969 C1 RU 2050969C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
chamber
regeneration
reaction
reactor
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
К.З. Бочавер
Н.М. Григоренко
А.М. Окружнов
Original Assignee
Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Томирис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Томирис" filed Critical Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Томирис"
Priority to SU5046244 priority Critical patent/RU2050969C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2050969C1 publication Critical patent/RU2050969C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemical technology. SUBSTANCE: case has reaction, regeneration, and separation chambers. Regeneration chamber with boiling bed of catalyst generated with oxidizer is connected to the boiling bed of catalyst in reaction chamber through an opening (passage). Regeneration gases, regenerated catalyst leave the chamber, and spent catalyst enters the chamber through this opening alternatively. Oxidizer enters lower part of regeneration chamber and boiling bed of reaction chamber. EFFECT: high efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для проведения процессов переработки углеводородов в псевдоожиженном слое катализатора. The invention relates to chemical technology and can be used for treatment processes of hydrocarbons in a fluidized catalyst bed.

Известны устройства для переработки углеводородов в псевдоожиженном слое катализатора, содержащие размещенные в отдельных корпусах камеру с псевдоожиженным слоем катализатора, соединенные между собой и каналами, обеспечивающими рециркуляцию катализатора [1 и 2] В этих устройствах не может быть эффективно использовано тепло, выделяемое при регенерации катализатора. Devices are known for the processing of hydrocarbons in a fluidized bed catalyst containing housed in separate housings chamber fluidized bed reactors, interconnected channels, providing the catalyst recycling [1 and 2] In these devices can not be used effectively heat generated during the catalyst regeneration.

Известны устройства, в которых камера регенерации и реакционная камера размещены в одном корпусе концентрично, что дает возможность более эффективно использовать тепло, выделенное при регенерации (3-5). Known devices in which the regeneration chamber and the reaction chamber are arranged concentrically in a single housing, allowing more efficient use of the heat emitted during regeneration (3-5). Циркуляция катализатора в этих устройствах обеспечивается либо за счет создания повышенного давления попеременно в реакционной камере и камере регенерации [3] либо за счет эжекции газовым потоком [4 и 5] Это затрудняет создание оптимальных условий по температурному режиму и давлению. The circulation of the catalyst in these devices is provided either by pressurizing alternately in the reaction chamber and the regeneration chamber [3] either by ejecting gas stream [4 and 5] It is difficult to create optimum conditions of temperature and pressure.

Наиболее близким к предлагаемому является аппарат для проведения реакций в псевдоожиженном слое катализатора, содержащий корпус, расположенные в его нижней половине концентрично цилиндрические перегородки, образующие камеры с псевдоожиженным слоем катализатора, открытые в верхней части, патрубки ввода потоков в каждую из камер, распределитель вводимого в центральную камеру потока газа, размещенные в верхней половине корпуса, куда поступают газообразные продукты из обеих камер, циклонные сепараторы, соединенные с патрубком вывода пр The closest to the proposed is an apparatus for carrying out reactions in a fluidized catalyst bed comprising: a housing arranged in the lower half of concentric cylindrical walls forming the chamber of a fluidized bed reactor, open at the top, branch pipes of input flows into each of the chambers, the distributor introduced into the central gas flow chamber located in the upper half of the housing, which receives the gaseous products from both chambers, cyclone separators, connected to the output pipe etc. дуктов [6] В данном аппарате происходит перемещение катализатора из наружной камеры во внутреннюю, однако циркуляция катализатора из внутренней камеры во внешнюю предусмотрена. ucts [6] The machine catalyst occurs moving from the outer chamber into the inner, but from the inner chamber into the outer circulation of the catalyst is provided.

Цель изобретения повышение экономичности, обеспечение оптимальных условий проведения процессов переработки углеводородов и регенерации катализатора в одном аппарате с использованием выделяемого при выжиге кокса тепла. The purpose of the invention increase efficiency, ensuring optimum conditions of treatment processes of hydrocarbons and catalyst regeneration in a single unit using the heat released during burning coke.

Это достигается тем, что регенерация катализатора проводится в двух или нескольких секциях регенератора, имеющих тепловой контакт (например, общие теплопроводящие стенки) с камерой реакции, а внутренние полости секций регенерации имеют выход (например, отверстие, канал) в кипящий слой катализатора зоны реакции. This is achieved in that the catalyst regeneration is conducted in two or more sections of the regenerator having a thermal contact (e.g., common thermally conductive wall) with a cam reaction, and internal cavity regeneration sections are output (e.g., opening, channel) to the fluidized bed reaction zone catalyst.

Регенерация катализатора производится в кипящем слое, создаваемом окислителем (например, воздух, кислород), удаление катализатора из секции регенератора производится через канал в верхней стенке камеры регенератора за счет увеличения скорости газов в кипящем слое выше скорости уноса, а заполнение секции катализатором для его регенерации самотеком через тот же канал при уменьшенной скорости псевдоожижающего газа. Catalyst regeneration is performed in a fluidized bed produced by the oxidant (e.g., air, oxygen), the removal of catalyst from the section of the regenerator is made through a channel in the upper wall of the regenerator chamber by increasing the gas velocity in the fluidized bed above the entrainment speed, and the filling section of the catalyst for regeneration gravity through the same channel at a reduced velocity of the fluidizing gas.

Указанные особенности и некоторые другие данные в описании конструкции и ее работы дают возможность поддерживать работоспособность катализатора на эффективном уровне при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах. These features and some other data structures in the description of its operation and make it possible to maintain catalyst performance at an effective level with minimal capital and operating costs.

На фиг. FIG. 1 изображен предлагаемый реактор; 1 shows the proposed reactor; на фиг.2 вид А на фиг.1; Figure 2 A view of Figure 1; на фиг.3 примерная циклограмма подачи окислителя в регенератор. 3 is an exemplary sequence diagram for the supply of oxidant to the regenerator.

Реактор содержит корпус 1, в нижней части которого расположена камера реакции 2 сырья в кипящем слое катализатора и камера регенерации 3 катализатора окислителем, например воздухом, в кипящем слое. The reactor comprises a housing 1, in which the bottom of the reaction chamber 2 is located in the raw material and fluidized catalyst bed regeneration chamber 3 catalyst oxidant such as air, in a fluidized bed.

В верхней части корпуса реактора размещены камера 4 гравитационной сепарации продуктов реакции от пыли катализатора и фильтр 5, состоящий из пористых фильтрующих элементов, например пористой керамики или металлокерамики, или какого-либо другого термостойкого пористого материала). In the upper part of the housing of the reactor chamber 4 has a gravity separation of reaction products from the catalyst and dust filter 5 consisting of a porous filter element such as porous ceramics or cermets, or any other heat-resistant porous material).

Камера регенерации состоит из двух или нескольких секций 6, отделенных друг от друга герметичными теплопередающими перегородками 7. regeneration chamber consists of two or several sections 6, separated from each other by partitions 7 hermetic heat transfer.

Внутри камер 2 и 3 расположены распределители 8 окислителя и сырья. Inside the chambers 2 and 3 are disposed valves 8 and oxidant feed. Стенки камеры регенерации 3 могут быть выполнены из теплопередающего материала, например нержавеющей стали, и частично покрыты теплоизолирующим материалом 9. Regeneration chamber wall 3 can be made of a heat transferring material, such as stainless steel, and partially covered with a heat insulating material 9.

На камере 2 расположены патрубки ввода сырья 10, окислителя 11 и 12, загрузки катализатора 13 и выгрузки катализатора 14. In the chamber 2 are arranged raw input connections 10, 11 and oxidant 12, loading the catalyst 13 and catalyst 14 discharge.

В верхней части корпуса 1 расположен патрубок вывода продуктов реакции 15. The upper housing portion 1 is output pipe 15 of the reaction products.

В верхней стенке камеры 2 регенерации имеются отверстия (каналы) 16, сообщающие внутреннюю полость каждой из секций регенератора с кипящим слоем камеры реакции 2. In the upper regeneration chamber wall 2 there are openings (channels) 16, informing the inner cavity of each of the sections of the regenerator fluidized bed reaction chamber 2.

Снаружи корпус реактора покрыт теплоизоляцией 17. Outside the reactor vessel 17 is covered with thermal insulation.

Система подачи окислителя 18 (воздуха, кислорода) в регенератор состоит из системы трубопроводов с входным патрубком 19, регулятором 20 расхода окислителя и автоматических запорных клапанов 21. 18 oxidant (air, oxygen) in the regenerator system consists of a system of pipelines with inlet 19, the oxidant flow regulator 20 and automatic shut-off valve 21.

На фиг.2 представлена примерная циклограмма работы системы подачи окислителя в секции регенерации (условно принято, что камера регенерации разделена на 3 секции). Figure 2 is an exemplary sequence diagram of operation oxidant supply system in the recovery section (conventionally accepted that the regeneration chamber is divided into 3 sections).

Обозначения: Legend:
τ ц продолжительность одного полного цикла; τ q the duration of one complete cycle;
τ IIIIII продолжительность I, II и III фаз соответственно; τ I, τ II, τ III duration I, II and III of phases respectively;
a I , a II , a III величины скорости газа в кипящем слое регенератора I, II и III фазах соответственно. a I, a II, a III magnitude of the gas velocity in the fluidized bed regenerator I, II and III phases respectively.

Реактор работает следующим образом: The reactor is operated as follows:
Углеводородное сырье предварительно подогретое вводят через патрубок 10 в камеру реакции 2 с кипящим слоем пылевидного катализатора, где происходит реакция с получением целевых продуктов (например, преобразование парафиновых и нафтеновых углеводородов в ароматические углеводороды и изопарафины на катализаторе, содержащем высококремнистый цеолит и др. составляющие, или дегидрирование пропана и бутана в пропилен на соответствующем катализаторе). The hydrocarbon feedstock is preheated is introduced through the pipe 10 into the reaction chamber 2 with a fluidized bed of pulverized catalyst where a reaction occurs to give the desired products (e.g., conversion of paraffins and naphthenes to aromatics and isoparaffins with a catalyst containing rich zeolite and others. Constituents or dehydrogenation of propane and butane to propylene on an appropriate catalyst). В качестве побочного продукта образуется водород, часть которого выжигается окислителем, например воздухом, подаваемым в кипящий слой катализатора через патрубки 12. При этом выделяющееся тепло восполняет недостаток тепла получаемого в результате выжига кокса и передаваемого из регенератора через стенку камеры 3 в камеру 2 реакции. As a byproduct of the hydrogen is generated, part of which is burned oxidant, for example air supplied to the fluidized catalyst bed through tubes 12. This compensates for the heat generated heat disadvantage of the resulting coke burning out and transmitted from the regenerator through the wall of chamber 3 into reaction chamber 2. Снижение концентрации водорода благоприятно сказывается на процессе, уменьшая нежелательные реакции гидрокрекинга целевых продуктов. Reduction of the hydrogen concentration is beneficial to the process by reducing undesired hydrocracking reaction the desired products. Газообразные продукты реакции в смеси с дымовыми газами регенерации поступают в камеру 4 гравитационной сепарации катализаторной пыли. The gaseous products of the reaction in admixture with the regeneration flue gases enter the separation chamber 4 gravitational catalyst dust. Остатки пыли оседают на поверхности фильтра 5, накапливаются на ней и периодически осыпаются в камеру реакции 2. Residues dust deposited on the filter surface 5, and are accumulated thereon are periodically showered in the reaction chamber 2.

Поддержание каталитической активности катализатора происходит за счет периодического отбора некоторого количества катализатора из камеры 2 реакции, перемещения его в одну из секций 6 камеры регенерации 3 и регенерации его путем выжига кокса с помощью окислителя (воздуха, обогащенного кислородом воздуха, кислорода), подаваемого системой подачи окислителя 18. Maintaining the catalytic activity is due to periodic sampling of some of the catalyst from the chamber 2 of the reaction, moving it in one of the sections 6 regeneration chamber 3 and regenerating it by burning out the coke with an oxidizing agent (air, oxygen-enriched air, oxygen) is supplied to the oxidant supply system 18.

Цикл регенерации катализатора имеет 3 фазы. catalyst regeneration cycle has three phases.

Фаза I. Свободная от катализатора секция камеры регенерации заполняется катализатором через отверстия 16 самотеком. Free Phase I. The catalyst regeneration chamber is filled with a catalyst section through the apertures 16 by gravity. При этом в секцию производят постоянную подачу окислителя в количестве, обеспечивающем минимальное псевдоожижение (скорость газа в кипящем слое катализатора несколько выше скорости начала псевдоожижения), но при этом величина проходного сечения отверстия 16 должна быть такой, чтобы скорость газа в нем была значительно меньше критической скорости уноса катализатора, что обеспечивает поступление катализатора из камеры реакции. Thus in this section produce a continuous supply of oxidant in an amount providing the minimum fluidization (gas velocity in the fluidized catalyst bed is somewhat higher than the start of fluidization velocity), but the magnitude of the flow cross section openings 16 should be such that the velocity of the gas in it was significantly less than the critical velocity entrainment of catalyst that provides a flow of catalyst from the reaction chamber. Псевдоожижение катализатора в этой фазе необходимо, чтобы избежать его выброса вследствие поршневого эффекта в начале псевдоожижения в следующей фазе. Fluidization of the catalyst in this phase is necessary to avoid its ejection due to the piston effect at the beginning of the following phase fluidization.

Фаза II. Phase II. Через секцию пропускают расчетное количество окислителя, необходимое для выжига поверхностного кокса. Section is passed through the calculated amount of oxidant required for burning out the coke surface. При этом тепло от сгорания кокса передается частично в камеру реакции с газами регенерации и через стенку, разделяющую камеры 2 реакции и регенерации 3. In this case the heat from the combustion of coke is partially transmitted into the chamber with the reaction and regeneration gases through the wall separating the reaction chamber 2 and 3 regeneration.

Скорость газа а п в секции 6 обеспечивает надежно кипящий слой, скорость газа в канале 16 несколько выше скорости уноса катализатора. The gas velocity and n in Section 6 provides reliable fluidized bed, the gas velocity in the channel 16 is somewhat above the catalyst entrainment rate.

После выгорания поверхностного кокса для восстановления активности катализатора требуется выжечь внутрикристаллический кокс. After burning the coke to restore the surface activity of the catalyst required to burn coke intra-crystalline. Для этого требуется при наличии окислителя поддержать высокую температуру в кипящем слое секции, что достигается хорошим теплообменом между соседними секциями. This requires the presence of the oxidant to maintain a high temperature in a fluidized bed section, which is achieved good heat transfer between the adjacent sections. Избыточное количество кислорода выбрасывается в составе газов регенерации в кипящий слой катализатора камеры реакции, где взаимодействует с водородом и углеводородами. Excess oxygen is discharged as part of the regeneration gas to the fluidized bed reaction catalyst chamber, where it interacts with the hydrogen and hydrocarbon.

Фаза III. Phase III. Для перемещения отрегенерированного катализатора в камеру реакции скорость a III газа в кипящем слое секции регенерации устанавливают выше скорости уноса катализатора. To move otregenerirovannogo catalyst in the reaction chamber a III gas velocity in the fluidized bed regeneration section mounted above the catalyst entrainment rate. С целью уменьшения истирания катализатора в канале 16 скорость a III можно уменьшить, но при этом каждый цикл регенерации должен включать в себя продувку секции регенератора по режиму фазы III несколько раз, причем продувки отделяются друг от друга во времени периодами работы по режиму фазы I. In order to reduce attrition of the catalyst in the channel 16 a III rate can be reduced, but every regeneration cycle should include flushing the regenerator section on the treatment phase III several times, and purge are separated by time periods of operation mode phase I.

Claims (1)

  1. РЕАКТОР С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ КАТАЛИЗАТОРА, содержащий корпус, в нижней части которого расположены камера реакции и камера регенерации катализатора, в верхней части расположены камера гравитационной сепарации и система фильтров, патрубки ввода потоков, устройство подачи окислителя в реактор, патрубки для загрузки и выгрузки катализатора, отличающийся тем, что камера регенерации разделена на секции вертикальными теплопроводными герметичными перегородками, каждая из секций имеет в верхней части отверстие (или канал), сообщающее ее по Fluidized bed reactor catalyst comprising a housing, the bottom of which there are camera reaction and catalyst regeneration chamber, in the upper part located camera gravity separation and filtering system, nozzles input streams, oxidant feeder to the reactor, nozzles for loading and catalyst unloading, characterized in that the regeneration chamber is divided into sections by vertical partitions sealed thermally conductive, each of the sections has at the top of the hole (or channel) informing her of лость с камерой реакции, и устройство для подачи окислителя. lethargy reaction with a camera, and a device for supplying oxidant.
SU5046244 1992-06-05 1992-06-05 Reactor with fluidized catalyst bed RU2050969C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5046244 RU2050969C1 (en) 1992-06-05 1992-06-05 Reactor with fluidized catalyst bed

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5046244 RU2050969C1 (en) 1992-06-05 1992-06-05 Reactor with fluidized catalyst bed

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2050969C1 true RU2050969C1 (en) 1995-12-27

Family

ID=21606254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5046244 RU2050969C1 (en) 1992-06-05 1992-06-05 Reactor with fluidized catalyst bed

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2050969C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2462300C2 (en) * 2007-11-16 2012-09-27 Корн Продактс Девелопмент, Инк. Continuous-action reactor with fluidised bed
RU2518624C2 (en) * 2012-07-27 2014-06-10 Сергей Романович Исламов Coal thermal benefication and device to this end

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент США N 2508993, кл. B 01J 8/24, 1950. *
2. Патент Франции N 2366056, кл. B 01J 8/18, 1977. *
3. Патент США N 2727810, кл. B 01J 8/24, 1959. *
4. Патент США N 2892772, кл. B 01J 8/24, 1959. *
5. Патент Великобритании N 2165464, кл. B 01J 8/18, 1958. *
6. Авторское свидетельство СССР N 118810, кл. B 01J 8/18, 1958. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2462300C2 (en) * 2007-11-16 2012-09-27 Корн Продактс Девелопмент, Инк. Continuous-action reactor with fluidised bed
RU2518624C2 (en) * 2012-07-27 2014-06-10 Сергей Романович Исламов Coal thermal benefication and device to this end

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5584985A (en) FCC separation method and apparatus with improved stripping
CN1274787C (en) Process and apparatus for upgrading FCC product with additional reactor with thorough mixing
EP0106052B1 (en) Demetallizing and decarbonizing heavy residual oil feeds
CA2235491C (en) Method based on a fluidized-bed reactor for converting hydrocarbons
US7153479B2 (en) Catalyst regenerator with a centerwell
US3563911A (en) Staged fluidized catalyst regeneration process
US4789458A (en) Fluid catalytic cracking with plurality of catalyst stripping zones
JP2752399B2 (en) Fluidized bed catalyst regeneration method and apparatus for carrying out the method
US4816353A (en) Integrated fuel cell and fuel conversion apparatus
US4615992A (en) Catalyst regeneration process with improved catalyst distribution in a fluidized bed
EP0643122B1 (en) Apparatus for separating suspensions of catalyst particles and reacted mixture of hydrocarbons and a catalytic cracking process
EP1036586A2 (en) Methods and apparatus for filtering hot synthesis gas
JP2664670B2 (en) Apparatus for making synthesis gas
US4434147A (en) Simultaneous sulfur oxide and nitrogen oxide control in FCC units using cracking catalyst fines with ammonia injection
US5077252A (en) Process for control of multistage catalyst regeneration with partial co combustion
US2394710A (en) Contacting fluids with solids
US4478708A (en) Method and apparatus for separating fluidized solid particles suspended in gasiform material
US2304128A (en) Fluid catalyst process and apparatus
US4035284A (en) Method and system for regenerating fluidizable catalyst particles
EP0704516B1 (en) Catalyst regeneration process
FI81277B (en) Gascirkulationsfoerfarande Foer regenerering of roerliga baeddzoner of a catalyst i.
US3978150A (en) Continuous paraffin dehydrogenation process
US4088568A (en) Catalytic cracking of hydrocarbons
CA1293219C (en) Downflow fluidized catalytic cracking reactor process and apparatus with quick catalyst separation means in the bottom thereof
EP0457540B1 (en) FCCU regenerator catalyst distribution system