RU2699635C2 - Устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами - Google Patents

Устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами Download PDF

Info

Publication number
RU2699635C2
RU2699635C2 RU2018100769A RU2018100769A RU2699635C2 RU 2699635 C2 RU2699635 C2 RU 2699635C2 RU 2018100769 A RU2018100769 A RU 2018100769A RU 2018100769 A RU2018100769 A RU 2018100769A RU 2699635 C2 RU2699635 C2 RU 2699635C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solid particles
contacting
reactor
fluid
lattice
Prior art date
Application number
RU2018100769A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018100769A (ru
RU2018100769A3 (ru
Inventor
Мэтью Т. ПРЕТЦ
Фермин А. САНДОВАЛ
Дон Ф. ШОУ
Original Assignee
Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк
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 Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк filed Critical Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк
Publication of RU2018100769A publication Critical patent/RU2018100769A/ru
Publication of RU2018100769A3 publication Critical patent/RU2018100769A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2699635C2 publication Critical patent/RU2699635C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
    • B01D3/22—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal sieve plates or grids; Construction of sieve plates or grids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/30—Loose or shaped packing elements, e.g. Raschig rings or Berl saddles, for pouring into the apparatus for mass or heat transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/30—Loose or shaped packing elements, e.g. Raschig rings or Berl saddles, for pouring into the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J19/305—Supporting elements therefor, e.g. grids, perforated plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/32—Packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit or module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/32—Packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit or module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J19/325—Attachment devices therefor, e.g. hooks, consoles, brackets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/008—Details of the reactor or of the particulate material; Processes to increase or to retard the rate of reaction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
    • B01J8/1827—Feeding of the fluidising gas the fluidising gas being a reactant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/26—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/34—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with stationary packing material in the fluidised bed, e.g. bricks, wire rings, baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/44—Fluidisation grids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C07C5/333—Catalytic processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00823—Mixing elements
    • B01J2208/00831—Stationary elements
    • B01J2208/0084—Stationary elements inside the bed, e.g. baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00884—Means for supporting the bed of particles, e.g. grids, bars, perforated plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/18—Details relating to the spatial orientation of the reactor
    • B01J2219/185—Details relating to the spatial orientation of the reactor vertical

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству для контактирования текучей среды с твердыми частицами. Устройство содержит резервуар, решетчатую сборочную секцию, которая содержит множество горизонтальных хордовых балок, разнесенных друг от друга в горизонтальном направлении, и множество решетчатых платформ, вставленных между горизонтальными хордовыми балками, при этом каждая горизонтальная хордовая балка содержит конструктивный элемент, имеющий достаточную механическую прочность для выдерживания псевдоожижающих сил, действующих в резервуаре, и каждая решетчатая платформа прикреплена к одной или более горизонтальным хордовым балкам способом, обеспечивающим возможность предотвращения восходящего перемещения решетчатой платформы, и множество кронштейнов, прикрепленных непосредственно или опосредованно к внутренней поверхности резервуара и разнесенных по окружности, для поддержки конструктивного элемента, при этом каждый конструктивный элемент поддерживается одним или более из множества кронштейнов. Изобретение обеспечивает эффективный контакт текучей среды с твердыми частицами, снижение эксплуатационных и капитальных затрат, а также возможность использования в широком диапазоне условий. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству для контактирования текучей среды с твердыми частицами.
Уровень техники
В системах с псевдоожиженным слоем, работающих с низкой приведенной скоростью, проявляется тенденция к образованию заполненных газом пустот, таких как пузыри, которые ухудшают контакт между газом и твердой фазой. В некоторых ситуациях внутренние элементы, такие как шевронные элементы, решетка типа вентиляционной решетки метро, структурированная забутовка или тому подобное средство, используются для разрушения пузырей и/или предотвращения образования пузырей с целью уменьшения или устранения нежелательного влияния недостаточного контакта между твердой и газовой фазой.
В типичном процессе дегидрирования пропана внутренние элементы являются необходимыми в каталитической кондиционирующей зоне, камере сгорания, реакторе-стриппере и непосредственно реакторе. Решетка типа вентиляционной решетки метро является превосходным выбором, поскольку она разрушает большие пузыри, превращая их в мелкие пузыри, и одновременно не ограничивает радиальное перемещение в слое.
При заданной скорости и расходе газа через заданный внутренний элемент, который блокирует часть площади пропускного сечения резервуара, будет протекать псевдоожиженный слой, который не обеспечивает возможность обратного смешивания твердых частиц с низшими уровнями и приводит к чрезмерному уносу до верхнего уровня внутренней конструкции. Таким образом, площадью пропускного сечения и скоростями попутного газа необходимо управлять в строгих пределах от 0,1 фут/сек (0,0304 м/сек) до 10 фут/сек (3,04 м/сек). На основании потока твердых частиц и объемного расхода газа может быть вычислена минимальная площадь пропускного сечения для предотвращения захлебывания. Кроме того, должно быть выполнено разнесение внутренних элементов, таких как решетка типа вентиляционной решетки метро, для избежания протекания газа вверх вдоль одной стороны конструкции. Наконец, ввиду больших сил и перемещений металлических частей в результате высоких температур, должна использоваться уникальная механическая конструкция, учитывающая такое перемещение без индуцирования чрезмерного напряжения в резервуаре или внутренних элементах.
Раскрытие сущности изобретения
Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения предложено устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами, содержащее: резервуар; первую решетчатую сборочную секцию, которая содержит множество горизонтальных хордовых балок, разнесенных друг от друга в горизонтальном направлении, и множество решетчатых платформ, вставленных между горизонтальными хордовыми балками; причем каждая горизонтальная хордовая балка содержит конструктивный элемент, имеющий достаточную механическую прочность для выдерживания псевдоожижающих сил, действующих в резервуаре; множество кронштейнов, прикрепленных непосредственно или опосредованно к внутренней поверхности резервуара и разнесенных по окружности, для поддержки конструктивного элемента; и при этом каждый конструктивный элемент поддерживается одним или более из множества кронштейнов.
Краткое описание чертежей
С целью иллюстрирования изобретения ниже в качестве примера приведены сопроводительные чертежи; однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается показанными конкретными конструкциями и инструментарием.
Фиг. 1 схематически показывает продольный разрез первого варианта реализации устройства для контактирования текучей среды с твердыми частицами;
фиг. 2 схематически показывает перспективный вид первого варианта реализации решетчатой сборочной секции устройства для контактирования текучей среды с твердыми частицами;
Фиг. 3 схематически показывает увеличенный перспективный вид второго варианта реализации решетчатой сборочной секции устройства для контактирования текучей среды с твердыми частицами; и
Фиг. 4 схематически показывает первый вариант реализации кронштейнов, используемых в устройстве согласно настоящему изобретению.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показан первый вариант реализации устройства для контактирования текучей среды с твердыми частицам. Устройство содержит оболочку или резервуар 10, который заключает в себе одну или более решетчатые сборочные секции 20. Каждая решетчатая сборочная секция 20 сформирована из множества горизонтальных хордовых балок 30, разнесенных в горизонтальном направлении, и множества решетчатых платформ 40 (как показано на фиг. 2), вставленных между горизонтальными хордовыми балками. Каждая горизонтальная хордовая балка 30 содержит конструктивный элемент с достаточной механической прочностью для выдерживания псевдоожижающих сил, действующих в резервуаре 10.
Как показано на фиг. 2 и 3, горизонтальные хордовые балки 30 имеют конструктивный элемент, по существу имеющий форму двутавровой балки или форму тавровой балки со стенкой, обращённой вверх. Форма конструктивного элемента выбрана таким образом, что решетчатые платформы 40 могут опираться на часть конструктивного элемента. Как показано на фиг. 3, конструктивный элемент содержит нижнюю пластину 32, центральную пластину 34, проходящую вверх от средней линии нижней пластины 32 и накрытую верхней пластиной 37, причем решетчатые платформы 40 могут поддерживаться нижними пластинами 32 и/или верхними пластинами 37. Несмотря на то, что на фиг. 3 показана конкретная форма горизонтальных хордовых балок 30, следует понимать, что горизонтальная хордовая балка может иметь любую форму при условии, что на нее опираются решетчатые платформы 40, или она поддерживает решетчатые платформы 40. Например, горизонтальные хордовые балки 30 могут быть выполнены из плоского конструктивного элемента, имеющего достаточную прочность для выдерживания псевдоожижающих сил, действующих в резервуаре 10. Как дополнительно показано на фиг. 3, центральная пластина 34 в качестве варианта может содержать отверстия 35, в которые могут быть вставлены штифты 38 таким образом, что штифты 38 проходят поверх решетчатых платформ 40 для предотвращения их перемещения вверх. Способ использования отверстия и штифта является исключительно иллюстративным для конкретного варианта реализации. Для предотвращения подъема решетчатых платформ 40 может быть использован любой способ. Например, могут быть использованы зажимы, стяжки или подобные крепежные элементы. Согласно еще одному варианту реализации для предотвращения подъема вверх решетчатой платформы 40 могут быть использованы конструктивные компоненты горизонтальных хордовых балок 30, такие как нависающие выступы. В настоящем изобретении дополнительно предложено устройство 10 согласно любому варианту реализации, описанному в настоящей заявке, за исключением того, что горизонтальная хордовая балка 30 дополнительно содержит концевой колпачок (не показан) на одном или обоих концах хордовой балки 30. Концевые колпачки могут быть выполнены с возможностью улучшения удерживания горизонтальной хордовой балки 30 на кронштейне или в кронштейне против действия псевдоожижающих сил в резервуаре и/или расширения и/или сокращения, индуцированных нагревом или давлением. Расстояние между горизонтальными хордовыми балками 30 в горизонтальном направлении в целом зависит от размера и целевого использования резервуара, а также прочности горизонтальных хордовых балок. Такое расстояние в горизонтальном направлении определено согласно конкретному варианту реализации путем определения расстояния, которое решетчатая платформа 40 может перекрывать и удерживаться на месте при действии выбрасывающей силы до 2 фунтов на кв. дюйм (13,8 кПа).
Каждая решетчатая сборочная секция дополнительно содержит множество решетчатых платформ 40. Каждая решетчатая платформа 40, перекрывающая пространство между двумя горизонтальными хордовыми балками 30 или между самой наружной хордовой балкой и кронштейном, может содержать одну или более секций. Решетчатые платформы 40 могут полностью или частично заполнять промежутки между горизонтальными хордовыми балками 30. В качестве варианта решетчатые платформы могут быть сформированы с обеспечением возможности прохождения сквозь них других внутренних элементов резервуара 10. Например, как показано на фиг. 2, отверстие 42 в решетчатой платформе 40 обеспечивает проход для другого, внутреннего резервуара, такого как трубопровод 17 для катализатора. Решетчатые платформы 40 могут иметь любую конструкцию, которая создает преграду для потока и выполнена с возможностью разрушения пузырей, протекающих в резервуаре 10. Такие конструкции включают в себя решетку типа вентиляционной решетки метро, шевроны, забутовку, круглые стержни, трубки, плоские стержни, уголковое железо и т.п. В настоящем изобретении дополнительно предложено устройство согласно любому варианту реализации, описанному в настоящей заявке, за исключением того, что решетчатая платформа 40 содержит одно или более из группы, состоящий из решетки типа вентиляционной решетки метро, шевронных элементов, уплотняющих конструкций или сочетания двух или более элементов из вышеперечисленного. Как показано на фиг. 2, решетчатая сборочная конструкция в качестве варианта может содержать одну или две концевые решетчатые платформы 44, которые удерживаются на месте самыми наружными горизонтальными хордовыми балками 30a и 30b и кронштейном 50. Каждая решетчатая платформа 40, перекрывающая пространство между двумя горизонтальными хордовыми балками 30 или между самой наружной хордовой балкой и кронштейном, может содержать одну или более секции. Как показано на фиг. 2, например, решетчатая платформа 40 может содержать три отдельные смежные секции 40a, 40b и 40c. Согласно тем вариантам реализации, в которых решетчатая платформа содержит больше, чем одну секцию, указанные секции в случае необходимости могут быть скреплены друг с другом.
Как дополнительно показано на фиг. 1, резервуар 10 может содержать множество решетчатых сборочных секций 20; в частности, на фиг. 1 показаны четыре решетчатые сборочные секции. Согласно конкретному варианту реализации количество решетчатых сборочных секций в резервуаре 10 находится в диапазоне от 1 до 20. Все отдельные значения и поддиапазоны от 1 до 20 включены и описаны в настоящей заявке; например, количество решетчатых сборочных секций может колебаться от нижнего порога 1, 5, 10 или 15 до верхнего порога 2, 6, 8, 12, 14 или 20.
Каждая из решетчатых сборочных секций разнесена в вертикальном направлении с соседней из решетчатых сборочных секций. Разнесение решетчатых сборочных секций в вертикальном направлении может быть однородным или изменяемым по всему резервуару 10. Как показано на фиг. 1, каждая решетчатая сборочная секция отделена от соседней по существу равными расстояниями. Количество решетчатых сборочных секций 20 и вертикальное расстояние между решетчатыми сборочными секциями 20 может изменяться от нескольких дюймов до нескольких футов в зависимости от конкретного использования резервуара 10, размера резервуара 10, рабочего давления, физических характеристик псевдоожижаемых твердых частиц и приведенной скорости газового потока в резервуаре 10 inter alia. Приведенная скорость газового потока в резервуаре 10 может колебаться от 0,1 до 10 фут/сек (0,0305-3,05 м/сек). Все отдельные значения от 0,1 до 10 фут/сек (0,0305-3,05 м/сек) включены и описаны в настоящей заявке; например, приведенная скорость газового потока в резервуаре может колебаться от нижнего порога 0,1; 2; 4; 6; или 8 фут/сек (0,0305; 0,610; 1,22; 1,83; или 2,44 м/сек) до верхнего порога 0,5; 1; 3; 5; 7; 9; или 10 фут/сек (0,152; 0,305; 0,915; 1,525; 2,135; 2,745; или 3,05 м/сек). Например, приведенная скорость газового потока в резервуаре может колебаться от 0,1 фут/сек до 10 фут/сек (0,0305-3,05 м/сек) или в качестве альтернативы от 0,1 фут/сек до 7,8 фут/сек (0,0305-2,379 м/сек) или в качестве альтернативы от 0,5 фут/сек до 8 фут/сек (0,152-2,44 м/сек) или в качестве альтернативы от 1 фут/сек до 7,7 фут/сек (0,305-2,348 м/сек). Согласно конкретному варианту реализации приведенная скорость газового потока в резервуаре составляет меньше чем 8 фут/сек (2,44 м/сек). Используемый в настоящей заявке термин "приведенная скорость" означает скорость газа во всем резервуаре, и термин "скорость в отверстии" означает скорость газа через отверстия решетчатой платформы, т.е. скорость газа через не заблокированную балками и твердыми частями решетчатой платформы. Скорость газа в отверстии должна варьироваться от 1 до 8 фут/сек (0,305-2,44 м/сек). Скорости в отверстии выше, чем 8 фут/сек (2,44 м/сек) могут привести к захлёбыванию и не будут обеспечивать возможность образования плотных слоев катализатора в резервуаре.
Могут быть использованы внутренние элементы, которые выполнены с возможностью блокирования от 10% до 80% площади пропускного сечения резервуара. Согласно конкретным вариантам реализации горизонтальные хордовые балки могут блокировать 20-30% площади пропускного сечения, в то время как решетка типа вентиляционной решетки метро может блокировать от 10% до 40% остальной площади пропускного сечения. Стандартная решетка с ячейкой 1х4 дюйма (25,4х101,6 мм) и стержнями толщиной 0,25 дюйма (6,35 мм) может блокировать 30% площади пропускного сечения.
В настоящем изобретении дополнительно предложено устройство по любому из вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, за исключением того, что резервуар используется в качестве реактора.
В настоящем изобретении дополнительно предложено устройство по любому из вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, за исключением того, что резервуар используется в качестве камеры сгорания.
В настоящем изобретении дополнительно предложено устройство по любому из вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, за исключением того, что резервуар используется в качестве каталитического кондиционера.
В настоящем изобретении дополнительно предложено устройство по любому из вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, за исключением того, что резервуар используется в качестве каталитического десорбера.
В настоящем изобретении дополнительно предложено устройство по любому из вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, за исключением того, что устройство представляет собой реактор или камеру сгорания и обеспечивает условия прямого восходящего потока. Прямой восходящий поток означает, что усредненный поток газа и твердых частиц протекает в направлении вверх, несмотря на то, что некоторые твердые частицы могут смешиваться в обратном направлении.
В настоящем изобретении дополнительно предложено устройство по любому из вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, за исключением того, что устройство представляет собой каталитический кондиционер или каталитический десорбер и обеспечивает условия противотока с газом, протекающим в направлении вверх, и твердыми частицами, перемещающимися в направлении вниз. Термин "протекающий" относится к усредненной скорости конкретного потока и не исключает обратное смешивание. В настоящем изобретении дополнительно предложено устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами по любому описанному в настоящей заявке варианту реализации, за исключением того, что устройство используется в качестве реактора для дегидрирования, в котором исходное сырье, подаваемое в устройство, выбрано из группы, состоящей из этана, пропана, бутана, n-бутана, изобутана, изобутена, n-бутена, этилбензола, кумола и любого сочетания двух или более вышеперечисленных веществ.
Решетчатые сборочные секции 20 удерживаются на месте в резервуаре при помощи кронштейнов 50, которые разнесены вдоль внутренней поверхности 15 резервуара 10. Кронштейны 50 прикреплены непосредственно или опосредовано к внутренней поверхности 15 и содержат горизонтальный выступ 55, на котором или в котором размещены концы горизонтальных хордовых балок. Расположение кронштейнов 50 таково, что кронштейны 50 поддерживают или удерживают горизонтальные хордовые балки 30. На фиг. 4 показан один вариант реализации кронштейнов 50. Как показано на фиг. 4, выступ 55 прикреплен к пластине 57. Пластина 57 может быть непосредственно прикреплена к внутренней поверхности 15 металлического резервуара или согласно еще одному варианту реализации может быть прикреплена к одному или более промежуточному устройству (не показано), такому как совместимая металлическая пластина, которая может быть прикреплена непосредственно к внутренней поверхности 15. Согласно еще одному варианту реализации кронштейны 50 могут быть полностью или частично обернуты, заключены в кожух или покрыты одним или более тугоплавкими материалами (не показаны). Как дополнительно показано на фиг. 4, кронштейн дополнительно содержит две боковые направляющие 58, проходящие в направлении вверх от любой стороны выступа 55. Боковые направляющие 58 и выступ 55 формируют канал, в который может быть посажен конец горизонтальной хордовой балки. Согласно одному варианту реализации конец горизонтальной хордовой балки опирается в канале таким образом, что он может перемещаться вследствие теплового расширения и сокращения во время работы резервуара. Согласно еще одному варианту реализации каждая горизонтальная хордовая балка 30 соединена болтами с кронштейном 50 или иным способом прикреплена к кронштейну 50, так, что балка может перемещаться при изменениях температуры и/или давления. Как показано на фиг. 4, каждая из боковых направляющих 58 содержит дополнительные выемки, ограничивающие теплопередачу от выступа 55 и боковых направляющих 58 к пластине 57. Несмотря на то, что на фиг. 4 показан один вариант реализации кронштейна, другие конструкции также включены в объем охраны настоящего изобретения с условием, что каждый кронштейн выполнен с возможностью поддерживания конца горизонтальной хордовой балки 30 с одновременным обеспечением возможности теплового расширения и сокращения. Например, согласно еще одному варианту реализации конец горизонтальной хордовой балки может быть выполнен в форме туннеля или трубы, надетых поверх горизонтального выступа кронштейна, лишенного направляющих. Согласно еще одному варианту реализации кронштейн может быть выполнен в форме выступа с боковыми направляющими и верхней частью, образующими таким образом туннель или трубу, в которых может быть размещен конец горизонтальной хордовой балки.
Как указано выше, согласно конкретным вариантам реализации устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами может быть использовано в качестве реактора, камеры сгорания, каталитического кондиционера или каталитического десорбера. Таким образом, устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами может быть использовано в широком диапазоне условий.
Согласно одному конкретному варианту реализации устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами используется в процессах дегидрирования углеводородов, псевдоожиженного каталитического крекинга или переработки метанола в олефины. Согласно еще одному варианту реализации устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами используется для дегидрирования низших парафинов для формирования их соответствующих олефинов или низших олефинов для формирования их соответствующих диолефинов. Согласно одному конкретному варианту реализации исходным сырьем, подаваемым в устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами, являются углеводородные фракции C3, C4 и/или этиленбензоловое углеводородное сырье.
При использовании в качестве реактора для дегидрирования контактирование углеводородного сырья с каталитическим исходным материалом включает в себя соответствие катализатора требованиям группы А или группы В по классификации Гелдарта в реакторе для дегидрирования с псевдоожижением, т.е. устройстве для контактирования текучей среды с твердыми частицами согласно настоящему изобретению, при соотношении каталитического исходного материала и углеводородного сырья 5-100 по весу; причем в качестве варианта углеводородное сырье и каталитический исходный материал предварительно подогреты до температуры от примерно 400°C до примерно 660°C в реакторе для дегидрирования; при этом среднее время контакта между углеводородным сырьем и каталитическим исходным материалом составляет от примерно 1 сек до примерно 10 сек; и температура в реакторе для дегидрирования поддерживается равной температуре реакции, составляющей от примерно 550°C до примерно 750°C; и давление в реакторе для дегидрирования поддерживается в пределах от примерно 41,4 кПа до примерно 308,2 кПа (от примерно 6,0 фунтов на кв. дюйм до примерно 44,7 фунта на кв. дюйм) в выходном отверстии реактора.
Согласно большей части вариантов реализации настоящего изобретения температура реакции составляет более чем 500°C и предпочтительно больше чем 550°C. Согласно конкретным вариантам реализации температура реакции составляет от 500°C, предпочтительно 550°C, более предпочтительно 570°C до 760°C. Среднее время контакта должно быть достаточно продолжительным для дегидрирования приемлемых количеств исходного углеводородного сырья, но не настолько продолжительным, чтобы вырабатывать недопустимые количества побочных продуктов. Несмотря на то, что необходимое время контакта зависит от конкретного сырья, катализатора (катализаторов) и температуры (температур) реакции, согласно предпочтительным вариантам реализации настоящего изобретения время контакта в реакторе для дегидрирования составляет меньше чем 60 секунд, предпочтительно меньше чем 10 секунд, более предпочтительно меньше чем 8 секунд и еще более предпочтительно меньше чем 7 секунд. Таким образом, времена контакта могут составлять от примерно 0,5 секунд или примерно 1 секунд до примерно 10 секунд, предпочтительно от примерно 0,5 секунд или примерно 1 секунд до примерно 8 секунд и более предпочтительно от примерно 0,5 секунд или примерно 1 секунд до примерно 7 секунд.
Среднее время нахождения катализатора в реакторе предпочтительно меньше чем примерно 500 секунд, предпочтительно от примерно 5 секунд до примерно 240 секунд, более предпочтительно от примерно 20 секунд до примерно 150 секунд и еще более предпочтительно от примерно 25 секунд до примерно 100 секунд. Применение этих времен позволяет уменьшить количество катализатора, требуемого для процесса, тем самым обеспечивая сокращение запасов катализирующего материала. Такие запасы материала, в свою очередь, обеспечивают преимущество, состоящее в снижения эксплуатационных и капитальных затрат по сравнению с некоторыми известными способами.
При рекомендуемых временах нахождения катализатора в реакторе для дегидрирования и средних временах контакта в реакторе для дегидрирования применяемая температура реактивной смеси, которая может быть подана в основной части посредством горячего свежего или регенерированного катализатора, в случае необходимости составляет от примерно 500°C до примерно 800°C, предпочтительно от примерно 550°C до примерно 760°C и более предпочтительно от примерно 600°C до примерно 760°C. Специалистам понятно, что реакция дегидрирования вышеуказанных соединений является по своей природе эндотермической, и что некоторая гибкость в пределах этих диапазонов температуры в некоторых случаях может быть достигнута соответствующей модификацией других переменных согласно потребностям полной технологической схемы установки.
Температуры также зависят от типа реактора для дегидрирования, используемого в процессе, согласно настоящему изобретению. Могут быть использованы различные типы реакторов, обеспечивающих такой псевдоожиженный контакт между исходным углеводородным сырьем и каталитическим исходным материалом. Примеры реакторов подходящих типов могут включать в себя прямоточный или противоточный реактор с псевдоожижением, лифт-реактор, реактор с нисходящим потоком, быстрый реактор с псевдоожиженным слоем, реактор с кипящим слоем, реактор с турбулентным потоком или комбинации вышеперечисленного. Согласно одному предпочтительному варианту реализации реактор представляет собой сочетание быстрого реактора с псевдоожиженным слоем или реактора с турбулентным потоком в его нижней части и лифт-реактора в его верхней секции. Согласно еще одному варианту реализации быстрый реактор с псевдоожиженным слоем или реактор с турбулентным потоком может быть соединен с отдельным лифт-реактором путем усечения. Согласно некоторым вариантам реализации реактор может быть реактором с горячей стенкой или реактором с холодной стенкой, и в любом случае он может быть с огнеупорной футеровкой. Он может быть изготовлен из известных материалов, используемых в крекинге с псевдоожиженным катализатором (FCC) или химической переработке нефти, таких как, например, нержавеющая сталь или углеродистая сталь, и может быть выполнен с возможностью выдерживания технологических параметров, включая температуру, давление и расход. Согласно конкретным вариантам реализации, в которых реактор представляет собой реактор с псевдоожижением, имеющий прямоточный восходящий поток, самая высокая температура в реакторе для дегидрирования присутствует в его нижнем конце, и при прохождении реакции и подъеме катализатора и реакционной смеси температура уменьшается с градиентом в направлении к верхнему концу реактора. См. например, патент США № 8,669,406 (B2), содержание которого посредством ссылки полностью включено в настоящий документ. Размеры реактора в целом зависят от технологической схемы применяемой установки и, таким образом, в целом должны учитывать ее предполагаемую производительность или пропускную способность, среднечасовую скорость подачи сырья (WHSV), температуру, давление, эффективность катализатора и удельные соотношения сырья, преобразованного в продукцию, при требуемой селективности.
Согласно еще одним конкретным вариантам реализации реактор может содержать две определяемые секции, так что нижняя секция может работать в режиме, который является режимом, близким к изотермическому режиму, такому как в быстром реакторе с псевдоожижением, или режимом турбулентного реактора с восходящим потоком, в то время как верхняя секция может работать в режиме, более похожим на режим идеального вытеснения, такой как в лифт-реакторе. Например, согласно описанному выше варианту реализации реактор для дегидрирования может содержать нижнюю секцию, работающую в качестве быстрого реактора с псевдоожиженным или турбулентным слоем, и верхнюю секцию, работающую в качестве лифт-реактора, так что в итоге усредненный поток катализатора и газа перемещается параллельно в направлении вверх. Используемый в настоящей заявке термин "усредненный" относится к чистому потоку, т.е. полному восходящему потоку без учета попятного течения или обратного потока, в целом типичного для поведения псевдоожиженных частиц.
Применимое рабочее давление в реакторе для дегидрирования понимается в широком смысле при условии обеспечения возможности оптимизации в различных вариантах реализации, в которых процесс согласно настоящему изобретению применен к заводу, модернизированному на основании применимой экономики, обеспеченной любым известным оборудованием, которое будет использоваться для модернизации. Это безусловно находится в пределах общего понимания квалифицированного специалиста-практика. В целом, давление может колебаться от 6,0 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления до 44,7 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (psia) (примерно от 41,4 кПа до 308,2 кПа), но для большинства вариантов реализации, включающих в себя дегидрирование углеводородных фракций C3 и C4, предпочтительным является использование более узкого выбранного диапазона от 15 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления до 35 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (от примерно 103,4 кПа до примерно 241,3 кПа), более предпочтительно от 15 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления до 30 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (от примерно 103,4 кПа до примерно 206,8 кПа), еще более предпочтительно от 17 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления до 28 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (от примерно 117,2 кПа до примерно 193,1 кПа) и наиболее предпочтительно от 19 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления до 25 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (от примерно 131,0 кПа до примерно 172,4 кПа).
Среднечасовая скорость подачи сырья (WHSV) для процесса дегидрирования в целях удобства может составлять от примерно 0,1 фунта (0,045 кг) до примерно 100 фунтов (45,4 кг) углеводородного сырья в час на 1 фунт (0,454 кг) катализатора в реакторе (сырье в фунтах (кг) в час/катализатор в фунтах (кг)). Например, если реактор содержит нижнюю часть, которая работает в качестве быстрого реактора с псевдоожижением или реактора с турбулентным потоком, и верхнюю часть, которая работает в качестве лифт-реактора, приведенная скорость газового потока может составлять от примерно 2 футов в секунду (примерно 0,61 м/сек) до примерно 80 фут/сек (примерно 24,38 м/с), предпочтительно от примерно 3 фут/сек (примерно 0,91 м/с) до 10 фут/сек (примерно 3,05 м/с) в нижней части реактора и от 30 фут/сек (примерно 9,14 м/с) до примерно 70 фут/сек (примерно 21,31 м/с) в верхней части реактора. В альтернативных, но менее предпочтительных вариантах реализации реактор, конструкция которого полностью соответствует типу лифт-реактора, может работать с одиночной высокой приведенной скоростью газового потока, составляющей, например, согласно некоторым вариантам реализации по меньшей мере 30 фут/сек (примерно 9,15 м/с) по всему реактору.
В реакторе для дегидрирования отношение каталитического исходного материала к углеводородному сырью составляет от примерно 2 до примерно 100 в весовом соотношении. Согласно конкретному варианту реализации в реакторе для дегидрирования пропана это отношение составляет от примерно 5 до примерно 40, более предпочтительно от примерно 10 до примерно 36 и наиболее предпочтительно от примерно 12 до примерно 24.
Следует отметить, что в вариантах реализации, таких как двухкомпонентный реактор, описанный выше, поток катализатора составляет предпочтительно от примерно 1 фунт на кв. фут-секунда (4,89 кг/м2-сек) до примерно 20 фунтов на кв. фут-секунда (97,7 кг/м2-сек) в нижней части реактора и от примерно 10 фунтов на кв. фут-секунда (48,9 кг/м2-сек) до примерно 200 фунтов на кв. фут-секунда (489 кг/м2-сек) в верхней части реактора. В реакторе с нисходящим потоком может быть использован поток катализатора выше чем примерно 200 фунтов на кв. фут-секунда, но в целом это не является предпочтительным. Специалисты могут соответственно регулировать поток катализатора на основании среднечасовой скорости подачи сырья (WHSV) и отношения количества каталитического исходного материала к количеству углеводородного сырья.
Если устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами используется в качестве камеры сгорания, одна часть по меньшей мере частично деактивированного катализатора передается устройству для контактирования текучей среды с твердыми частицами согласно одному варианту реализации, и эта часть по меньшей мере частично деактивированного катализатора нагревается до температуры от 500°C до 850°C для сжигания кокса, осаждающегося на катализаторе, с использованием тепла, генерируемого сгоранием непосредственно кокса и дополнительного топлива нагревание, причем результатом этого нагревания является дополнительно деактивированный катализатор (в случае дегидрирования, но не в случае использования в соединении с крекингом с псевдоожиженным катализатором или переработкой метанола в олефины).
Для случая, в которых устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами используется в качестве камеры сгорания в процессе дегидрирования, частично деактивированный катализатор нагревают до температуры по меньшей мере 660°C, но не более чем 850°C, предпочтительно от 700°C до 770°C и более предпочтительно от 720°C до 750°C. Опять же, в случае реактора для дегидрирования предпочтительно камера сгорания, которая служит частью области регенерации и в которой будет сжигаться кокс (т.е. окисляться кислородосодержащим газом) для образования CO2, содержит нижнюю секцию, работающую в качестве быстрого реактора с псевдоожиженным слоем, реактора с турбулентным или кипящим слоем, и верхнюю секцию, работающую в качестве лифт-реактора. Это позволяет камере сгорания работать с усредненным потоком катализатора и газа, перемещающихся одновременно в направлении вверх. Согласно данному варианту реализации внутренние элементы имеют решающее значение для разрушения пузырей и облегчения смешивания топлива, воздуха и катализатора. Согласно еще одному возможному варианту реализации, разработанному вместо вышеописанного для обеспечения усредненного потока катализатора в направлении вниз и усредненного потока газа в направлении вверх, устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами представляет собой быстрый реактор с псевдоожиженным, турбулентным или кипящим слоем. Независимо от варианта реализации, тепло для регенеративного сгорания получается из сочетания сжигания осаждаемого кокса, т.е. непосредственно кокс вырабатывает тепло в результате реакции окисления, и сжигания дополнительного топлива для процессов, которые не вырабатывают достаточно кокса для ведения реакции в реакторе. Используемый в настоящей заявке термин "дополнительное" топливо означает топливо, отличающееся от непосредственно кокса.
Среднечасовая скорость подачи сырья (WHSV) для такого процесса в камере сгорания в целях удобства может составлять от примерно 0,1 фунта (0,0454 кг) до примерно 100 фунтов (45,4 кг) воздуха + топливное сырье в час на фунт катализатора в камере сгорания. Например, если камера сгорания содержит нижнюю часть, которая работает в качестве быстрого реактора с псевдоожижением или турбулентным потоком, и верхнюю часть, которая работает в качестве лифт-реактора, приведенная скорость газового потока в ней может составлять от примерно 1 фут в секунду (примерно 0,3 м/сек) до примерно 80 фут/сек (примерно 24,38 м/сек), предпочтительно от примерно 2 фут/сек (примерно 0,61 м/сек) до 10 фут/сек (примерно 3,05 м/сек) в нижней части реактора и от 20 фут/сек (примерно 6,09 м/сек) до примерно 70 фут/сек (примерно 21,31 м/сек) в верхней части камеры сгорания. Согласно альтернативным, но менее предпочтительным вариантам реализации камера сгорания, конфигурация которой полностью соответствует типу лифт-реактора, может работать с одиночной высокой приведенной скоростью газового потока, составляющей, например, согласно некоторым вариантам реализации по меньшей мере 30 фут/сек (примерно 9,15 м/сек) по всей камере.
Следует отметить, что в некоторых вариантах реализации, таких как двухкомпонентная камера сгорания, описанная выше, поток катализатора предпочтительно составляет от примерно 1 фунт на кв. фут-секунда (4,89 кг/м2-сек) до примерно 20 фунтов на кв. фут-секунда (97,7 кг/м2-сек) в нижней части камеры сгорания и от примерно 10 фунтов на кв. фут-секунда (48,9 кг/м2-сек) до примерно 200 lb/ft2-s (977 кг/м2-сек) в верхней части камеры сгорания. В камере сгорания с нисходящим потоком может быть использован поток катализатора выше чем примерно 200 фунтов на кв. фут-секунда (977 кг/м2-сек), но в целом данный вариант реализации не является предпочтительным. Специалисты могут соответствующим образом регулировать поток катализатора на основании среднечасовой скорости подачи сырья (WHSV) и отношения количества каталитического исходного материала к количеству воздуха/дополнительного топливного сырья.
Давление в камере сгорания колеблется от 15 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (103,5 кПа) до 50 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (344,7 кПа) и более предпочтительно от 25 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (172,5 кПа) до 40 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (276 кПа).
Если устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами используется в качестве каталитического кондиционера, нагретый дополнительно деактивированный катализатор подвергают этапу кондиционирования, который включает в себя выдерживание нагретого дополнительно деактивированного катализатора при температуре по меньшей мере 660°C (для процесса дегидрирования) или по меньшей мере 500°C (для крекинга с псевдоожиженным катализатором (FCC) или переработки метанола в олефины) с одновременной обработкой нагретого дополнительно деактивированного катализатора потоком кислородосодержащего газа в течение определенного периода времени.
Кондиционирование также происходит в регенерационной области процесса и может быть завершено в зоне реактивирования, содержащей, например, быстрый псевдоожиженный, турбулентный или кипящий слой. Согласно наиболее предпочтительному варианту реализации конструкция зоны реактивирования обеспечивает возможность усредненного потока катализатора в направлении вниз и усредненного потока газа в направлении вверх, т.е. потоков, используемых в соответствующих камерах сгорания, но также возможны и другие конструкции. Этот этап кондиционирования в процессе дегидрирования олефина может включать в себя выдерживание нагретого, дополнительно деактивированного катализатора при температуре по меньшей мере 660°C, но не более чем 850°C, предпочтительно от 700°C до 770°C и более предпочтительно от 720°C до 750°C с одновременным подверганием катализатора действию потока кислородосодержащего газа. Кондиционирование в случае необходимости выполняется таким образом, что усредненное время нахождения катализатора в кислородсодержащем газе составляет более чем две минуты. Согласно одному варианту реализации регенерированный катализатор может быть десорбирован с использованием газа, который содержит не более чем 0,5 мольных процентов кислорода, для удаления кислородсодержащих молекул газа, расположенных между частицами катализатора и/или в частицах катализатора.
Приведенная скорость газового потока в устройстве согласно настоящему изобретению при его использовании в качестве каталитического кондиционера может составлять 0,05-4 фут/сек (0,015-1,216 м/сек) или в качестве альтернативы 0,05-2 фут/сек (0,015-0,608 м/сек), или в качестве альтернативы 2-4 фут/сек (0,608-1,216 м/сек), или в качестве альтернативы 0,1-1 фут/сек (0,0304-0,304 м/сек), или в качестве альтернативы 0,2-0,5 фут/сек (0,061-0,152 м/сек).
Поток катализатора в устройстве согласно настоящему изобретению при его использовании в качестве каталитического кондиционера составляет 0,1-20 фунтов на кв. фут-секунда (0,489-97,8 кг/м2-сек) или в качестве альтернативы 0,1-10 фунтов на кв. фут-секунда (0,489-48,9 кг/м2-сек), или в качестве альтернативы 10-20 фунтов на кв. фут-секунда (48,9-97,8 кг/м2-сек), или в качестве альтернативы 0,5-5 фунтов на кв. фут-секунда (2,445-24,45 кг/м2-сек).
Давление в устройстве согласно настоящему изобретению при его использовании в качестве каталитического кондиционера колеблется в пределах от 15 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления до 50 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (от 103,5 кПа до 344,7 кПа) или в качестве альтернативы от 15 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления до 32 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (от 103,5 кПа до 220,8 кПа), или в качестве альтернативы от 33 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления до 50 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (от 227,7 кПа до 344,7 кПа), или в качестве альтернативы от 25 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления до 40 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (от 172,5 кПа до 276 кПа).
Устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами также может использоваться в качестве реактора-стриппера. В случае такого применения поток катализатора в устройстве составляет 5-50 фунтов на кв. фут-секунда (24,45-244,5 кг/м2-сек) или в качестве альтернативы 5-25 фунтов на кв. фут-секунда (24,45-122,25 кг/м2-сек), или в качестве альтернативы 25-50 фунтов на кв. фут-секунда (122,25-244,5 кг/м2-сек), или в качестве альтернативы 10-40 фунтов на кв. фут-секунда (48,9-195,6 кг/м2-сек). Приведенная скорость газового потока в реакторе-стриппере составляет 0,1-4 фут/сек (0,03-1,216 м/сек) или в качестве альтернативы 0,1-2 фут/сек (0,03-0,608 м/сек), или в качестве альтернативы 2-4 фут/сек (0,608-1,216 м/сек), или в качестве альтернативы 0,2-1,5 фут/сек (0,06-0,456 м/сек). Давление для реактора-стриппера составляет от 6,0 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления до 44,7 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (от 41,4 кПа до 308,43 кПа) или в качестве альтернативы от 6 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления до 25 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (от 41,4 кПа до 172,5 кПа), или в качестве альтернативы от 25 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления до 44,7 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (от 172,5 кПа до 308,43 кПа), или в качестве альтернативы от 15 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления до 35 фунтов на кв. дюйм абсолютного давления (от 103,5 кПа до 241,5 кПа). Температура в реакторе-стриппере колеблется от 400°C до 750°C или в качестве альтернативы от 400°C до 575°C, или в качестве альтернативы от 575°C до 750°C, или в качестве альтернативы от 450°C до 650°C.
Настоящее изобретение может быть реализовано в других формах без отступления от принципа и существенных признаков изобретения, и соответственно ссылка должна быть выполнена не на предшествующее описание, а на пункты приложенной формулы, которые определяют объем охраны настоящего изобретения.

Claims (14)

1. Устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами, содержащее:
резервуар;
первую решетчатую сборочную секцию, которая содержит множество горизонтальных хордовых балок, разнесенных друг от друга в горизонтальном направлении, и множество решетчатых платформ, вставленных между горизонтальными хордовыми балками;
причем каждая горизонтальная хордовая балка содержит конструктивный элемент, имеющий достаточную механическую прочность для выдерживания псевдоожижающих сил, действующих в резервуаре, и каждая решетчатая платформа прикреплена к одной или более горизонтальным хордовым балкам способом, обеспечивающим возможность предотвращения восходящего перемещения решетчатой платформы;
множество кронштейнов, прикрепленных непосредственно или опосредованно к внутренней поверхности резервуара и разнесенных по окружности, для поддержки конструктивного элемента; и
при этом каждый конструктивный элемент поддерживается одним или более из множества кронштейнов.
2. Устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами по п. 1, дополнительно содержащее одну или более дополнительные решетчатые сборочные секции, разнесенные в вертикальном направлении друг от друга и от первой решетчатой сборочной секции.
3. Устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами по п. 1, в котором конструктивный элемент содержит нижнюю пластину, центральную пластину, проходящую вверх от средней линии нижней пластины, и накрыт верхней пластиной, причем решетчатые платформы поддерживаются нижними пластинами и/или верхними пластинами.
4. Устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами по п. 1, в котором решетчатые платформы содержат одно или более из группы, состоящей из решетки типа вентиляционной решетки метро, шевронных элементов, уплотняющих конструкций или любой конструкции, которая создает преграду для потока и выполнена с возможностью разрушения пузырей.
5. Устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами по п. 1, в котором скорость газа в отверстии составляет меньше чем 8 фут/сек (2,432 м/сек).
6. Устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами по п. 1, которое является реактором, камерой сгорания, каталитическим кондиционером или каталитическим десорбером.
7. Устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами по п. 6, в котором реактор, камера сгорания, каталитический кондиционер или каталитический десорбер используются в процессе дегидрирования, в котором одно или более из группы, состоящей из этана, пропана, бутана, n-бутана, изобутана, изобутена, n-бутена, этилбензола, кумола и любого сочетания двух или более перечисленных выше веществ, используются в качестве исходного сырья.
8. Устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами по п. 7, которое является реактором или камерой сгорания и обеспечивает условия для прямого восходящего потока.
9. Устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами по п. 7, которое является каталитическим кондиционером или каталитическим десорбером и обеспечивает условия для противотока.
RU2018100769A 2015-06-26 2016-06-25 Устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами RU2699635C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/751,424 US9815040B2 (en) 2015-06-26 2015-06-26 Fluid solids contacting device
US14/751,424 2015-06-26
PCT/US2016/039447 WO2016210387A1 (en) 2015-06-26 2016-06-25 A fluid solids contacting device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018100769A RU2018100769A (ru) 2019-07-11
RU2018100769A3 RU2018100769A3 (ru) 2019-07-17
RU2699635C2 true RU2699635C2 (ru) 2019-09-06

Family

ID=56411906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018100769A RU2699635C2 (ru) 2015-06-26 2016-06-25 Устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9815040B2 (ru)
EP (3) EP3705466A3 (ru)
KR (2) KR102563757B1 (ru)
CN (2) CN107750188B (ru)
AR (2) AR105033A1 (ru)
BR (1) BR112017027353B1 (ru)
CA (2) CA3175752A1 (ru)
MX (3) MX2017017039A (ru)
RU (1) RU2699635C2 (ru)
SA (2) SA517390592B1 (ru)
WO (1) WO2016210387A1 (ru)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017194203A1 (de) * 2016-05-12 2017-11-16 Linde Aktiengesellschaft Flüssigkeitssammeleinrichtung, stoffaustauschkolonne und verfahren zum herstellen einer derartigen flüssigkeitssammeleinrichtung
AR109885A1 (es) 2016-11-02 2019-01-30 Dow Global Technologies Llc Reactores catalíticos fluidos que incluyen directores de flujo
AR109884A1 (es) 2016-11-02 2019-01-30 Dow Global Technologies Llc Métodos para diseñar reactores catalíticos fluidos ampliados
AR111124A1 (es) 2017-03-13 2019-06-05 Dow Global Technologies Llc Métodos para fabricar olefinas ligeras a partir de corrientes de alimentación diferentes
AR111237A1 (es) 2017-03-13 2019-06-19 Dow Global Technologies Llc Métodos y aparatos para formar olefinas ligeras por craqueo
AR112516A1 (es) 2017-07-31 2019-11-06 Dow Global Technologies Llc Métodos y aparatos para procesar corrientes de gas
CA3094796C (en) 2018-03-23 2023-02-28 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Processes and systems for the conversion of hydrocarbons
CN108452546B (zh) * 2018-04-09 2023-04-25 昆山佳鹿石英有限公司 锑提纯精馏装置及利用该装置提纯锑的方法
CN108859192A (zh) * 2018-06-20 2018-11-23 泸州川西化玻璃钢有限公司 一种具有支撑结构的大型玻璃钢罐体制作方法
KR20210029201A (ko) 2018-07-05 2021-03-15 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 유동화 촉매 반응기 시스템의 작동을 개시하기 위한 방법
EP3818033B1 (en) 2018-07-05 2023-08-02 Dow Global Technologies LLC Chemical processes and systems that include the combustion of supplemental fuels
CA3104490A1 (en) 2018-07-05 2020-01-09 Dow Global Technologies Llc Chemical processing utilizing hydrogen containing supplemental fuel for catalyst processing
KR20210060522A (ko) 2018-09-17 2021-05-26 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 비정상 작동 조건 동안 탈수소화 공정을 작동하는 방법
WO2020165073A1 (en) * 2019-02-14 2020-08-20 Haldor Topsøe A/S Catalytic reactor with support beam
CN111841057A (zh) * 2020-08-18 2020-10-30 丹东明珠特种树脂有限公司 催化剂模块化填装改造之催化蒸馏塔
BR112023005869A2 (pt) * 2020-09-30 2023-05-02 Dow Global Technologies Llc Sistema de processamento de leito fluidizado
CA3202693A1 (en) 2020-12-18 2022-06-23 Lin Luo Methods for producing olefins
AR124342A1 (es) 2020-12-18 2023-03-15 Dow Global Technologies Llc Sistemas de catalizadores y métodos para producir olefinas mediante el uso de estos
CA3202692A1 (en) 2020-12-18 2022-06-23 Dow Global Technologies Llc Catalyst systems useful for dehydrogenation
WO2022175759A1 (en) * 2021-02-17 2022-08-25 Hindustan Petroleum Corporation Limited Gas-solid contacting system with structured packing
CN117794640A (zh) 2021-08-31 2024-03-29 陶氏环球技术有限责任公司 用于脱氢工艺的催化剂
EP4408578A1 (en) * 2021-09-29 2024-08-07 Koch-Glitsch, LP Support beam for supporting internals within a mass transfer column
WO2023192906A1 (en) 2022-03-30 2023-10-05 Dow Global Technologies Llc Methods for forming light olefins utilizing heat exchanger systems
WO2023244971A1 (en) 2022-06-14 2023-12-21 Dow Global Technologies Llc Methods for making light olefins by dehydrogenation using catalysts that include chromium
WO2023244941A1 (en) 2022-06-14 2023-12-21 Dow Global Technologies Llc Methods of making light olefins that include modifying catalysts
WO2023244938A1 (en) 2022-06-14 2023-12-21 Dow Global Technologies Llc Methods for making light olefins by dehydrogenation that utilize combustion additives that include transition metals
WO2023244969A1 (en) 2022-06-14 2023-12-21 Dow Global Technologies Llc Catalysts suitable for making light olefins by dehydrogenation that include iron
WO2023244943A1 (en) 2022-06-14 2023-12-21 Dow Global Technologies Llc Methods for making light olefins by dehydrogenation using catalysts that include manganese
WO2023244958A1 (en) 2022-06-14 2023-12-21 Dow Global Technologies Llc Catalysts suitable for making light olefins by dehydrogenation that include chromium
WO2023244939A1 (en) 2022-06-14 2023-12-21 Dow Global Technologies Llc Methods for making light olefins by dehydrogenation that utilize combustion additives
WO2023244965A1 (en) 2022-06-14 2023-12-21 Dow Global Technologies Llc Methods for making light olefins by dehydrogenation using catalysts that include iron
WO2024059602A1 (en) 2022-09-14 2024-03-21 Dow Global Technologies Llc Methods for reacting hydrocarbons utilizing strippers
WO2024092196A1 (en) 2022-10-28 2024-05-02 Dow Global Technologies Llc Methods of operating chemical processing vessels that include shrouds
WO2024118432A1 (en) 2022-11-29 2024-06-06 Dow Global Technologies Llc Methods for forming light olefins with catalyst recycle
WO2024118462A1 (en) 2022-11-29 2024-06-06 Dow Global Technologies Llc Methods for producing olefinic compounds utilizing combustors
WO2024118461A1 (en) 2022-11-29 2024-06-06 Dow Global Technologies Llc Particulate solid distributors suitable for distributing multiple particulate solid streams
WO2024118436A1 (en) 2022-11-29 2024-06-06 Dow Global Technologies Llc Methods for forming dehydrogenated products utilizing combustion bypass of some catalyst
WO2024118459A1 (en) 2022-11-29 2024-06-06 Dow Global Technologies Llc Methods for dehydrogenating hydrocarbons utilizing multiple catalyst inlets
WO2024118433A1 (en) 2022-11-29 2024-06-06 Dow Global Technologies Llc Methods for forming light olefins utilizing oxidation vessels
WO2024118463A1 (en) 2022-11-29 2024-06-06 Dow Global Technologies Llc Methods for producing olefinic compounds utilizing regenerators

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2472502A (en) * 1945-07-28 1949-06-07 Standard Oil Dev Co Apparatus for stripping finely dividfd solids
US4028442A (en) * 1975-09-12 1977-06-07 Eckert John S Tower support plate
EP0443499A1 (en) * 1990-02-20 1991-08-28 Norton Company Non-welded support plate or bed limiter for packed towers and method of making same
US7022221B1 (en) * 2002-08-16 2006-04-04 Uop Llc Stripping apparatus and process
CN201493095U (zh) * 2009-08-31 2010-06-02 湖北侨光石化机械有限责任公司 催化剂支撑盘
US20140294685A1 (en) * 2013-03-29 2014-10-02 Uop Llc Reactor multi-pass grids for improved catalyst hydrodynamics

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2481439A (en) 1945-08-07 1949-09-06 Standard Oil Dev Co Gas-solids contacting apparatus including means for stripping solid particles
US2545165A (en) 1945-08-14 1951-03-13 Standard Oil Dev Co Gas-solid contacting apparatus, including means for stripping solid particles
GB705705A (en) * 1951-08-08 1954-03-17 Gottfried Bischoff G M B H Improvements in or relating to reaction vessels equipped with insertion baskets for containing solid material which participates in a reaction within the vessel, and to insertion baskets for such vessels
JPS5115912A (ja) * 1974-07-31 1976-02-07 Beltek Corp Rusubandenwakiniokeru otodosuhochisochi
US4615992A (en) 1985-04-02 1986-10-07 Air Products And Chemicals, Inc. Catalyst regeneration process with improved catalyst distribution in a fluidized bed
US5254788A (en) * 1991-09-10 1993-10-19 Stone And Webster Engineering Corporation Process for the production of olefins from light paraffins
US5411710A (en) 1993-06-30 1995-05-02 E. I. Dupont De Nemours And Company Apparatus for processing materials
ZA955492B (en) * 1994-07-18 1996-02-13 Methanol Casale Sa Catalyst-seal support device in particular for exothermic heterogeneous catalytic synthesis reactors
US5565090A (en) * 1994-11-25 1996-10-15 Uop Modified riser-reactor reforming process
US6248298B1 (en) 1996-12-23 2001-06-19 Mobil Oil Corporation FCC unit catalyst stripper
US6224833B1 (en) * 1998-12-15 2001-05-01 Koch-Glitsch, Inc. Apparatus for contacting of gases and solids in fluidized beds
US6680030B2 (en) 1999-12-29 2004-01-20 Uop Llc Stripping process with horizontal baffles
US7077997B1 (en) 2002-08-16 2006-07-18 Uop Llc Stripping apparatus
US7179427B2 (en) * 2002-11-25 2007-02-20 Abb Lummus Global Inc. Apparatus for countercurrent contacting of gas and solids
ZA200606323B (en) 2004-02-09 2008-02-27 Dow Chemical Co Process for the preparation of dehydrogenated hydrocarbon compounds
US7683227B2 (en) 2004-12-22 2010-03-23 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Production of aromatic hydrocarbons from methane
CN101094905B (zh) * 2004-12-30 2012-07-25 埃克森美孚化学专利公司 使催化剂细粉末含量低的全体催化剂颗粒流态化
EP1984172A4 (en) * 2006-02-13 2011-03-23 Uop Llc APPARATUS AND PROCESS FOR REMOVING
EP2004776A1 (en) * 2006-03-31 2008-12-24 ExxonMobil Chemical Patents Inc. Product recovery in gas-solids reactors
DE102006028407B3 (de) * 2006-06-19 2008-03-27 Sgl Carbon Ag Tragrost für Füllkörperpackungen
US8197785B2 (en) * 2008-02-27 2012-06-12 Kellogg Brown & Root Llc Split flow contactor
CN201969545U (zh) * 2011-03-21 2011-09-14 山东东方宏业化工有限公司 一种固定床反应器
CN202122945U (zh) * 2011-05-11 2012-01-25 上海河图石化工程有限公司 循环流化床低碳烷烃脱氢制烯烃装置
WO2013121433A1 (en) 2012-02-14 2013-08-22 Reliance Industries Ltd., A process for catalytic conversion of low value hydrocarbon streams to light olefins
US9023286B2 (en) 2012-03-23 2015-05-05 Uop Llc MTO regenerator multi-pass grids
AR092578A1 (es) * 2012-09-17 2015-04-22 Dow Global Technologies Llc Ensamble de reactor y distribucion de la alimentacion
CN103922880B (zh) * 2013-01-15 2015-12-23 中国石油大学(华东) 一种利用硫化催化剂进行烷烃脱氢的连续反应再生装置
US9873641B2 (en) 2013-03-29 2018-01-23 Uop Llc Reactor multi-pass grids for improved catalyst hydrodynamics

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2472502A (en) * 1945-07-28 1949-06-07 Standard Oil Dev Co Apparatus for stripping finely dividfd solids
US4028442A (en) * 1975-09-12 1977-06-07 Eckert John S Tower support plate
EP0443499A1 (en) * 1990-02-20 1991-08-28 Norton Company Non-welded support plate or bed limiter for packed towers and method of making same
US7022221B1 (en) * 2002-08-16 2006-04-04 Uop Llc Stripping apparatus and process
CN201493095U (zh) * 2009-08-31 2010-06-02 湖北侨光石化机械有限责任公司 催化剂支撑盘
US20140294685A1 (en) * 2013-03-29 2014-10-02 Uop Llc Reactor multi-pass grids for improved catalyst hydrodynamics

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200042021A (ko) 2020-04-22
CA3175752A1 (en) 2016-12-29
KR20180021071A (ko) 2018-02-28
EP3313563B1 (en) 2021-10-13
CN111632573A (zh) 2020-09-08
RU2018100769A (ru) 2019-07-11
EP3848343A1 (en) 2021-07-14
KR102563727B1 (ko) 2023-08-07
KR102563757B1 (ko) 2023-08-07
WO2016210387A1 (en) 2016-12-29
SA517390592B1 (ar) 2021-07-05
AR105033A1 (es) 2017-08-30
CA2990639A1 (en) 2016-12-29
EP3705466A3 (en) 2020-10-14
CN107750188A (zh) 2018-03-02
CN107750188B (zh) 2021-03-05
BR112017027353A2 (pt) 2018-08-21
MX2017017039A (es) 2018-03-06
RU2018100769A3 (ru) 2019-07-17
BR112017027353B1 (pt) 2021-08-03
US9815040B2 (en) 2017-11-14
EP3313563A1 (en) 2018-05-02
SA520420924B1 (ar) 2022-12-08
MX2022004819A (es) 2022-05-16
US20160375419A1 (en) 2016-12-29
MX2020005052A (es) 2020-08-20
EP3705466A2 (en) 2020-09-09
CN111632573B (zh) 2022-05-03
AR118600A2 (es) 2021-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2699635C2 (ru) Устройство для контактирования текучей среды с твердыми частицами
RU2703233C2 (ru) Устройство для контактирования текучей среды с твердыми компонентами
RU2736375C2 (ru) Система камеры сгорания топливного газа с кипящим слоем для процесса каталитической дегидрогенизации
RU2604350C2 (ru) Многопроходные решетки регенератора системы реактора для превращения метанола в олефины
US9636652B2 (en) Reactor bed vessel and support assembly
RU2156161C1 (ru) Реактор для дегидрирования парафиновых углеводородов c3-c5
US10406497B2 (en) Reactor bed vessel and support assembly
KR102503601B1 (ko) 저용량 구획된 반응기
US10640434B2 (en) Process and apparatus for producing olefins from light alkanes
WO2017030469A1 (ru) Реактор для дегидрирования парафиновых углеводородов с3 - с5