RU2710016C1 - Method of preparing a catalyst in dehydrogenation of paraffin hydrocarbons c3-c5 and device for its implementation - Google Patents

Method of preparing a catalyst in dehydrogenation of paraffin hydrocarbons c3-c5 and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2710016C1
RU2710016C1 RU2019134524A RU2019134524A RU2710016C1 RU 2710016 C1 RU2710016 C1 RU 2710016C1 RU 2019134524 A RU2019134524 A RU 2019134524A RU 2019134524 A RU2019134524 A RU 2019134524A RU 2710016 C1 RU2710016 C1 RU 2710016C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
fluidized bed
regenerator
desorption
section
Prior art date
Application number
RU2019134524A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Михайлович Комаров
Александра Станиславовна Харченко
Алексей Александрович Крейкер
Original Assignee
Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор"
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 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" filed Critical Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор"
Priority to RU2019134524A priority Critical patent/RU2710016C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2710016C1 publication Critical patent/RU2710016C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/04—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
    • B01J38/12—Treating with free oxygen-containing gas
    • B01J38/30—Treating with free oxygen-containing gas in gaseous suspension, e.g. fluidised bed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/02—Alkenes
    • C07C11/06—Propene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/02—Alkenes
    • C07C11/08—Alkenes with four carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/02—Alkenes
    • C07C11/10—Alkenes with five carbon atoms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584—Recycling of catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: petroleum chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to petrochemistry, in particular to plants for dehydrogenation of paraffin hydrocarbons C3-C5 into corresponding olefin hydrocarbons used to obtain basic monomers for synthetic rubber, as well as in the production of polypropylene, methyl tert-butyl ether, etc. Disclosed is a method for reduction-desorption preparation of an aluminum chromium catalyst in dehydrogenation of paraffin hydrocarbons C3-C5 with fluidized bed at successive cycles of dehydrogenation, regeneration and preparation of catalyst, circulating in system containing reactor, regenerator 1 with heating of the catalyst in the upper part of the fluidized bed by burning coke on the spent catalyst from the reactor and supplied fuel gas with subsequent oxidation of the catalyst and desorption of oxidation products by the supplied oxygen-containing gas in the lower part of the fluidized bed of regenerator 1, as well as a device for preparing a regenerated catalyst before feeding it into a reactor, carried out by successive reduction of the catalyst with a reducing gas and desorption of the reduction products with an inert gas, in which regenerated catalyst from regenerator 1 fluidized bed lower part is supplied to device, divided into three sections 11, 13, 15 using partitions 5, 6, wherein first for preliminary desorption to the top of the first fluidized bed of section 11, which is blown with inert gas is counterflow to the downward catalyst flow, then, to reduction to the bottom of the second fluidized bed of section 13, which is blown with reducing gas by direct flow with upward flow of catalyst and then for final desorption to the top of the third fluidized bed of section 15, which is blown with inert gas, is counterflow to the downward catalyst flow.
EFFECT: technical result consists in increase in efficiency of reduction-desorption preparation of aluminum chromium catalysts with increase in their activity in dehydrogenation of paraffin hydrocarbons C3-C5 at more compact and technological scheme of preparation unit.
10 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к установкам дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 в соответствующие олефиновые углеводороды, используемые для получения основных мономеров для синтетического каучука, а также при производстве полипропилена, метилтретичнобутилового эфира и др.The invention relates to the field of petrochemistry, in particular to installations for the dehydrogenation of C 3 -C 5 paraffin hydrocarbons into the corresponding olefinic hydrocarbons used to produce basic monomers for synthetic rubber, as well as in the production of polypropylene, methyl tertiary butyl ether, etc.

Технологическое оформление процессов дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 в кипящем слое алюмохромовых катализаторов предусматривает последовательное проведение циклов дегидрирования, регенерации и восстановительно-десорбционной подготовки регенерированного катализатора перед подачей его в реактор путем восстановления катализатора газом-восстановителем и десорбции продуктов восстановления инертным газом, соответственно, в реакторе, регенераторе и стакане-восстановителе с циркуляцией катализатора между ними (Тюряев И.Я. «Физико-химические основы получения дивинила из бутана и бутилена», М.-Л., «Химия», 1966, с. 159).The technological design of the processes of dehydrogenation of C 3 -C 5 paraffin hydrocarbons in a fluidized bed of chromium-chromium catalysts provides for sequential cycles of dehydrogenation, regeneration and recovery-desorption preparation of the regenerated catalyst before it is fed to the reactor by reducing the catalyst with a reducing gas and desorbing the products of reduction with an inert gas, respectively, in the reactor, regenerator and reducing glass with the circulation of the catalyst between them (Tyurye IJ "Physical and chemical bases of reception of butadiene from butane and butylene," Leningrad, "Chemistry", 1966, p. 159).

Особенностью окисных алюмохромовых катализаторов является весьма существенное влияние воды на каталитические свойства поверхности, приводящее к отравлению указанных катализаторов (Миначев Х.М. и др., журнал «Нефтехимия», 1969, т.27, №5, с. 677, Тюряев И.Я., «Теоретические основы получения бутадиена и изопрена методами дегидрирования», Киев, «Наукова думка», 1973, с. 153).A feature of oxide alumina-chromium catalysts is the very significant effect of water on the catalytic properties of the surface, leading to poisoning of these catalysts (Minachev H.M. et al., Neftekhimiya journal, 1969, v. 27, No. 5, p. 677, I. Tyuryaev. I., “The theoretical basis for the production of butadiene and isoprene by dehydrogenation methods”, Kiev, “Naukova Dumka”, 1973, p. 153).

В производственных условиях вода на катализатор может попадать с сырьем и воздухом, в результате протекания реакций сгорания топливного газа и выжига кокса в регенераторе и при взаимодействии топливного газа (природного газа, абгаза) и компонентов реакционной смеси с кислородом поверхности катализатора соответственно в устройстве (аппарате) подготовки катализатора и в реакторе. Протекание реакций горения в реакторе подтверждается постоянным присутствием в контактном газе дегидрирования Н2О, СО и СО2 (суммарно до 3% масс.). Больше всего воды образуется при сгорании в регенераторе топливного газа. Но так как этот процесс протекает и на поверхности катализатора, и в объеме, только определенная, но существенная часть образовавшейся при сгорании топливного газа воды адсорбируется катализатором. В остальных случаях - при сгорании углеводородов и выжиге кокса, происходящих на поверхности катализатора, образующаяся вода практически полностью адсорбирована. Вода, адсорбированная катализатором в регенераторе при сгорании топлива и кокса, удаляется в некоторой степени при продувке кислородсодержащим газом (воздухом) в нижней части регенератора, где происходит одновременно окисление катализатора. Дезактивация катализатора водой носит обратимый характер (Тюряев И.Я., «Физико-химические основы получения дивинила из бутана и бутилена», М.-Л., «Химия», 1966, с. 159).Under production conditions, water can enter the catalyst with raw materials and air, as a result of the reactions of combustion of fuel gas and burning of coke in the regenerator and during the interaction of fuel gas (natural gas, gas) and components of the reaction mixture with oxygen on the catalyst surface, respectively, in the device (apparatus) catalyst preparation and in the reactor. The course of combustion reactions in the reactor is confirmed by the constant presence in the contact gas of the dehydrogenation of H 2 O, CO and CO 2 (up to 3% by weight). Most water is formed during combustion in a fuel gas regenerator. But since this process takes place both on the surface of the catalyst and in the volume, only a certain, but significant part of the water formed during the combustion of fuel gas is adsorbed by the catalyst. In other cases, during the combustion of hydrocarbons and burning of coke, occurring on the surface of the catalyst, the resulting water is almost completely adsorbed. The water adsorbed by the catalyst in the regenerator during the combustion of fuel and coke is removed to some extent by purging with oxygen-containing gas (air) in the lower part of the regenerator, where the catalyst is simultaneously oxidized. Catalyst deactivation with water is reversible (I. Tyuryaev, “Physicochemical Basics of Divinyl Production from Butane and Butylene”, M.-L., “Chemistry”, 1966, p. 159).

Присутствие на поверхности катализатора окисла шестивалентного хрома (СrО3) инициирует реакции глубокого окисления с образованием воды. Стадии восстановления окислов шестивалентного хрома поверхности катализатора в окислы трехвалентного хрома (Сr2O3) протекают быстро, скорость же суммарного процесса определяется скоростью медленной десорбции воды, лимитирующей процесс (Тюряев И.Я., «Журнал прикладной химии», 1961, т.34, №3, с. 703; Стерлигов О.Д., журнал «Нефтехимия», 1969, т.15, №1, с. 35).The presence of hexavalent chromium oxide (CrO 3 ) on the catalyst surface initiates deep oxidation reactions with the formation of water. The stages of reduction of hexavalent chromium oxides of the catalyst surface to trivalent chromium oxides (Cr 2 O 3 ) proceed quickly, but the speed of the total process is determined by the rate of slow desorption of water, which limits the process (I. Tyuryaev, “Journal of Applied Chemistry”, 1961, v. 34 , No. 3, p. 703; O. Sterligov, journal "Petrochemistry", 1969, v.15, No. 1, p. 35).

Цель операции окисления катализатора в регенераторе состоит в том, чтобы обеспечить нужную глубину диффузии кислорода в глубь кристаллической решетки активного компонента и тем самым восстанавливать активность катализатора от цикла к циклу в условиях его нестационарной активности. Содержание на поверхности регенерированного катализатора высших окислов хрома (СrО3) является показателем качества регенерации алюмохромовых катализаторов (Бальжинимаев Б.С.и др. в кн.: Вторая Всесоюзная конференция по кинетике каталитических реакций «Кинетика-2», том 3, Новосибирск, Институт катализа СО АН СССР, 1975, с. 85, Фридштейн И.Л. и др. в кн.: «Научные основы подбора и производства катализаторов», Новосибирск, РИО СО АН СССР, 1964, с. 267).The purpose of the operation of oxidation of the catalyst in the regenerator is to provide the desired depth of oxygen diffusion deep into the crystal lattice of the active component and thereby restore the activity of the catalyst from cycle to cycle under conditions of its unsteady activity. The content on the surface of the regenerated catalyst of higher chromium oxides (CrO 3 ) is an indicator of the quality of the regeneration of aluminum-chromium catalysts (B. Balzhinimaev and others in the book: Second All-Union Conference on the kinetics of catalytic reactions "Kinetics-2", Volume 3, Novosibirsk, Institute catalysis of the Siberian Branch of the Academy of Sciences of the USSR, 1975, p. 85, I. Fridshtein and others in the book: “Scientific Foundations of the Selection and Production of Catalysts”, Novosibirsk, RIO SB of the USSR Academy of Sciences, 1964, p. 267).

Решение проблемы подготовки регенерированного катализатора перед входом в реактор в промышленных условиях заключается в том, чтобы удалить адсорбированные во время регенерации воду, слабосвязанный кислород и реакционноспособный кислород в виде окислов шестивалентного хрома, наличие которого обусловливает протекание реакций глубокого окисления. С этой целью проводится предварительное восстановление катализатора углеводородами, Н2 или СО с последующей десорбцией образовавшейся воды инертным газом (восстановительно-десорбционный способ). Показано, что качество подготовки при этом улучшается с повышением ее продолжительности, молекулярной массы газа-восстановителя и его объемной скорости, температуры. Указывается, что десорбция катализатора инертным газом (азотом) улучшает процесс. Газы по убыванию их восстановительной способности можно расположить в ряд: СnН2n+2, Cn-1H2(n-1)+2, СH4 Н2+СН4. (А.С. СССР 134693, МПК С07С 11/02, опубл. 21.07.1959; Англ. патент 734089, 1958; Novak S., Viewig Н., Chem. Techn., 1970, Bd. 22. №2, c.94; Михайлов P.K. и др., «Производство изобутилена дегидрированием изобутана», М., ЦНИИТЭНефтехим, 1968, с. 18; журнал «Промышленность синтетического каучука», 1969, №4, с. 3; 1970 №2, с. 1; журнал «Химическая промышленность», 1970, №1, с. 3).The solution to the problem of preparing the regenerated catalyst before entering the reactor under industrial conditions is to remove water, weakly bound oxygen and reactive oxygen adsorbed during the regeneration in the form of hexavalent chromium oxides, the presence of which causes the occurrence of deep oxidation reactions. To this end, preliminary catalyst reduction is carried out with hydrocarbons, H 2 or CO, followed by desorption of the resulting water with an inert gas (reduction-desorption method). It was shown that the quality of the preparation improves with an increase in its duration, the molecular weight of the reducing gas and its space velocity, temperature. It is indicated that desorption of the catalyst with an inert gas (nitrogen) improves the process. Gases in descending order of their reducing ability can be arranged in a row: С n Н 2n + 2 , C n-1 H 2 (n-1) +2 , СH 4 Н 2 + СН 4 . (A.S. USSR 134693, IPC С07С 11/02, published on July 21, 1959; Eng. Patent 734089, 1958; Novak S., Viewig N., Chem. Techn., 1970, Bd. 22. No. 2, p. .94; Mikhailov PK et al., “Production of isobutylene by isobutane dehydrogenation”, M., TsNIITENeftekhim, 1968, p. 18; journal “Synthetic rubber industry”, 1969, No. 4, p. 3; 1970 No. 2, p. 1 ; Journal of Chemical Industry, 1970, No. 1, p. 3).

Известен промышленный способ осуществления процессов дегидрирования н-бутана в н-бутилены и дегидрирования изопентана в изоамилены в кипящем слое алюмохромового катализатора, циркулирующего в системе реактор-регенератор-устройство для подготовки катализатора (Кирпичников И.Л. и др., «Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука», «Химия», Ленинград, 1986, с. 8-14 и с. 56-58). В указанном способе отработанный катализатор из реактора, транспортируется воздухом по транспортной линии в верхнюю часть кипящего слоя регенератора. Кипящий слой регенератора, секционированный решетками, разделен по высоте на две зоны: зону нагрева катализатора в его верхней части путем сжигания кокса на отработанном катализаторе и подаваемого топливного газа для восполнения тепла, затраченного в реакторе в ходе эндотермической реакции дегидрирования, и зону окисления катализатора и десорбции продуктов окисления, подаваемым в регенератор воздухом. Катализатор регенерируют в режиме противотока катализатора и воздуха при температуре 600-650°С и давлении 0,118 МПа. Далее регенерированный катализатор из зоны окисления подают в стакан-восстановитель, установленный в нижней части регенератора. В низ стакана-восстановителя подают метансодержащий природный газ или водородсодержащий абгаз производства для восстановления окислов шестивалентного хрома поверхности катализатора в окислы трехвалентного хрома. Газы восстановления из стакана-восстановителя поступают в низ зоны окисления катализатора, а отрегенерированный, восстановленный и подогретый катализатор из низа стакана транспортируется азотом в реактор. К основным недостаткам этого способа относится:A known industrial method of carrying out the processes of dehydrogenation of n-butane to n-butylene and dehydrogenation of isopentane to isoamylene in a fluidized bed of an aluminum-chromium catalyst circulating in a reactor-regenerator-device for preparing a catalyst (I. Kirpichnikov et al., “Album of technological schemes of basic productions of the synthetic rubber industry ”,“ Chemistry ”, Leningrad, 1986, pp. 8-14 and pp. 56-58). In this method, the spent catalyst from the reactor is transported by air through a transport line to the upper part of the fluidized bed of the regenerator. The fluidized bed of the regenerator, partitioned by gratings, is divided in height into two zones: the heating zone of the catalyst in its upper part by burning coke on the spent catalyst and the supplied fuel gas to replenish the heat expended in the reactor during the endothermic dehydrogenation reaction, and the catalyst oxidation and desorption zone oxidation products supplied to the regenerator by air. The catalyst is regenerated in countercurrent mode of the catalyst and air at a temperature of 600-650 ° C and a pressure of 0.118 MPa. Next, the regenerated catalyst from the oxidation zone is fed into a reducing glass installed in the lower part of the regenerator. At the bottom of the reducing glass, methane-containing natural gas or hydrogen-containing production gas is fed to reduce hexavalent chromium oxides of the catalyst surface to trivalent chromium oxides. The reduction gases from the reducing cup enter the bottom of the catalyst oxidation zone, and the regenerated, reduced and heated catalyst from the bottom of the cup is transported by nitrogen to the reactor. The main disadvantages of this method include:

- низкая степень восстановления катализатора при совмещении процессов восстановления и десорбции воды продуктами восстановления в кипящем слое стакана-восстановителя;- a low degree of catalyst recovery when combining the processes of recovery and desorption of water by reduction products in a fluidized bed of a reducing glass;

- неэффективная десорбция воды с поверхности катализатора, поступающего из зоны окисления регенератора, продуктами восстановления, содержащими реакционную воду;- inefficient desorption of water from the surface of the catalyst coming from the oxidation zone of the regenerator, reduction products containing reaction water;

- выпуск отходящих из стакана-восстановителя газов, содержащих реакционную воду и непрореагировавшую избыточную часть газа-восстановителя, в низ зоны окисления регенератора, что существенно снижает степень окисления катализатора и десорбции воды в указанной зоне;- the release of exhaust gases from the reduction cup containing reaction water and unreacted excess of the reducing gas to the bottom of the regenerator oxidation zone, which significantly reduces the degree of catalyst oxidation and water desorption in the specified zone;

- низкий уровень тепло-массообмена в свободном (неорганизованном) кипящем слое стакана-восстановителя.- low heat and mass transfer in a free (unorganized) fluidized bed of a reducing glass.

Известен восстановительно-десорбционный способ подготовки алюмохромового катализатора (WO 2017/105283, МПК B01J 38/30; С07С 11/06; С07С 11/08; С07С 11/10; С07С 5/333, опубл. 22.06.2017). В приведенных аналогах подготовку катализатора перед его поступлением в реактор осуществляют во встроенном в нижнюю часть корпуса регенератора стакане для восстановительно-десорбционной подготовки катализатора (стакане-восстановителе) с организованным секционирующими решетками кипящим слоем, имеющим в нижней части патрубок для ввода газа-восстановителя на восстановление катализатора и несколько ниже его - патрубок для ввода инертного газа на десорбцию продуктов восстановления, а также газовую трубу для отвода газов восстановления в зону сжигания кокса и топливного газа регенератора и патрубок в дне стакана для вывода подготовленного катализатора в реактор.There is a known reduction-desorption method for preparing an aluminum-chromium catalyst (WO 2017/105283, IPC B01J 38/30; С07С 11/06; С07С 11/08; С07С 11/10; С07С 5/333, publ. 06/22/2017). In the given analogs, the preparation of the catalyst before it enters the reactor is carried out in a beaker integrated in the lower part of the regenerator body for the recovery-desorption preparation of the catalyst (beaker-reducer) with a fluidized bed organized by sectional gratings, having a pipe for introducing a reducing gas for reducing the catalyst in the lower part and slightly below it, a pipe for introducing inert gas to desorption of reduction products, as well as a gas pipe for venting recovery gases in the zone of combustion of coke and fuel gas of the regenerator and a pipe in the bottom of the glass to output the prepared catalyst into the reactor.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения олефиновых углеводородов С3-С5 (патент RU 2666541, МПК С07С 5/333, С07С 11/08, С07С 11/10, B01J 21/08, B01J 23/04, B01J 23/26, B01J 35/02, B01J 37/02, опубл. 04.12.2017) осуществляемый в кипящем слое мелкодисперсного окисного алюмохромового катализатора, циркулирующего в системе реактор-регенератор, включающий выжиг кокса и окисление катализатора кислородом воздуха в регенераторе, а также восстановление окисленного катализатора водород-метансодержащим газом, десорбцию продуктов восстановления инертным газом в стакане-восстановителе, подпитку свежим катализатором.Closest to the proposed invention is a method for producing olefinic hydrocarbons C 3 -C 5 (patent RU 2666541, IPC С07С 5/333, С07С 11/08, С07С 11/10, B01J 21/08, B01J 23/04, B01J 23/26 , B01J 35/02, B01J 37/02, published 04.12.2017) carried out in a fluidized bed of finely dispersed alumina-chromium oxide catalyst circulating in the reactor-regenerator system, including coke burning and oxidation of the catalyst with atmospheric oxygen in the regenerator, as well as reduction of the oxidized hydrogen catalyst methane-containing gas, desorption of inert gas reduction products in a reducing glass, replenishment with a fresh catalyst.

К недостаткам этого способа подготовки алюмохромовых катализаторов относится.The disadvantages of this method of preparing alumina-chromium catalysts include.

Высокое содержание воды на катализаторе, поступающем в узел подготовки из зоны окисления регенератора при недостаточной десорбции воды воздухом в регенераторе.High water content on the catalyst entering the preparation unit from the oxidation zone of the regenerator with insufficient desorption of water by air in the regenerator.

Низкая эффективность десорбции катализатора непосредственно азотом в связи с малым временем пребывания катализатора в зоне десорбции в нижней части стакана-восстановителя.The low efficiency of desorption of the catalyst directly with nitrogen due to the short residence time of the catalyst in the desorption zone in the lower part of the reducing glass.

Низкая степень восстановления катализатора и неэффективность его десорбции азотом и продуктами восстановления, содержащими реакционную воду, при совмещении этих процессов в зоне восстановления.The low degree of catalyst reduction and the ineffectiveness of its desorption by nitrogen and reduction products containing reaction water, when these processes are combined in the reduction zone.

Большая высота стакана-восстановителя при последовательном расположении по высоте стакана зон восстановления и десорбции, которая ограничивает возможности оптимальной компоновки блока дегидрирования в целом и приводит, в совокупности с трудностями выполнения требований одновременного соблюдения рекомендуемого времени пребывания катализатора в стакане и объемной скорости подачи газовых потоков в стакан, к компромиссным неэффективным решениям при проектировании. Особенно это проявляется в блоках дегидрирования с соосным расположением регенератора над реактором и стакана-восстановителя между ними, в которых компоновка блоков дегидрирования требует значительного сокращения объема стакана-восстановителя, снижения времени пребывания катализатора в стакане, совмещения операций восстановления и десорбции в одном кипящем слое и т.д.. Совмещение процессов восстановления и десорбции катализатора в одном кипящем слое также ограничивает возможности регулирования этих процессов.The high height of the reducing glass with the sequential arrangement of the recovery and desorption zones along the height of the glass, which limits the possibilities for the optimal layout of the dehydrogenation unit as a whole and leads to difficulties in meeting the requirements for simultaneously observing the recommended residence time of the catalyst in the glass and the volumetric flow rate of gas flows into the glass , to compromise inefficient design decisions. This is especially evident in dehydrogenation units with a coaxial arrangement of the regenerator above the reactor and a reducing glass between them, in which the layout of the dehydrogenation blocks requires a significant reduction in the volume of the reducing glass, reducing the catalyst residence time in the glass, combining the reduction and desorption operations in one fluidized bed, etc. .d .. Combining the processes of recovery and desorption of the catalyst in one fluidized bed also limits the ability to control these processes.

Использование для организации кипящего слоя катализатора и увеличения интенсивности тепло-массообмена секционирующих решеток при противоточном движении катализатора и газа в отверстиях решеток, приводящее к образованию под решетками газовых подушек, величина которых может достигать 20-30% от объема кипящего слоя, что существенно снижает количество катализатора и, соответственно, время пребывания катализатора в стакане-восстановителе, а также ограничивает возможности увеличения количества подаваемых в стакан газа-восстановителя и инертного газа, в связи с «захлебыванием» решеток при увеличении скорости газа вплоть до опорожнения стакана и прекращения циркуляции катализатора. Работа секционирующих решеток в кипящем слое катализатора при противоточном движении катализатора и газа в отверстиях решеток подробно рассмотрена в патенте RU 2625880. Увеличение свободного сечения решеток, для снижения величины газовых подушек и увеличения скорости газа, например, при использовании на некоторых блоках дегидрирования решеток с неполным перекрытием поперечного сечения стакана-восстановителя (полурешеток), приводит к сокращению интенсивности тепло-массообмена, возникновению в стакане-восстановителе застойных зон как по газу, так и по катализатору с созданием целого ряда дополнительных проблем: уменьшение рабочего объема стакана, неиспользование части загруженного катализатора, иногда образование кокса в застойных зонах, проблемы с регулированием циркуляции катализатора и стабилизацией теплового режима реактора, эрозия внутренних устройств.Use for organizing a fluidized bed of catalyst and increasing the intensity of heat and mass transfer of sectional gratings during countercurrent movement of catalyst and gas in the holes of the gratings, leading to the formation of gas cushions under the gratings, the value of which can reach 20-30% of the volume of the fluidized bed, which significantly reduces the amount of catalyst and, accordingly, the residence time of the catalyst in the reducing glass, and also limits the possibility of increasing the amount of reducing gas supplied to the glass and rtnogo gas due to "choking" gratings with increasing gas velocity up to the discharge nozzle termination and catalyst circulation. The operation of sectional gratings in a fluidized bed of catalyst with countercurrent movement of catalyst and gas in the holes of the gratings is described in detail in patent RU 2625880. The increase in the free cross-section of the gratings, to reduce the size of gas cushions and increase the gas velocity, for example, when using gratings with incomplete overlap on some dehydrogenation units the cross section of the reducing glass (semilattices), reduces the intensity of heat and mass transfer, the formation of stagnant zones in the reducing glass as gas and the catalyst with the creation of a number of additional problems: reducing the working volume of the glass, not using part of the loaded catalyst, sometimes the formation of coke in stagnant zones, problems with regulating the circulation of the catalyst and stabilizing the thermal regime of the reactor, erosion of internal devices.

Указанные недостатки снижают эффективность восстановительно-десорбционной подготовки катализаторов в известном способе, что препятствует достижению потенциально возможной активности катализаторов в процессах дегидрирования. Особенно это проявляется при переходе к использованию новых эффективных катализаторов с повышенным содержанием шестивалентного хрома в окисленном состоянии, что требует существенного увеличения количества подаваемых в устройство для подготовки катализатора газовых потоков.These disadvantages reduce the effectiveness of the recovery-desorption preparation of the catalysts in the known method, which prevents the achievement of the potential activity of the catalysts in the dehydrogenation processes. This is especially manifested in the transition to the use of new effective catalysts with a high content of hexavalent chromium in the oxidized state, which requires a significant increase in the amount of gas flows supplied to the device for preparing the catalyst.

Задачей настоящего изобретения является увеличение эффективности восстановительно-десорбционной подготовки алюмохромовых катализаторов с целью увеличения их активности в процессах дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 при более компактной и технологичной схеме узла подготовки.The objective of the present invention is to increase the efficiency of the recovery-desorption preparation of chromium-chromium catalysts in order to increase their activity in the processes of dehydrogenation of C 3 -C 5 paraffinic hydrocarbons with a more compact and technological scheme of the preparation unit.

Для решения этой задачи предлагается способ восстановительно-десорбционной подготовки алюмохромового катализатора в процессах дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 с кипящим слоем при последовательном проведении циклов дегидрирования, регенерации и подготовки катализатора, циркулирующего в системе, содержащей реактор, регенератор 1 с нагревом катализатора в верхней части кипящего слоя путем сжигания кокса на поступающем из реактора отработанном катализаторе и подаваемого топливного газа с последующим окислением катализатора и десорбцией продуктов окисления подаваемым кислородсодержащим газом в нижней части кипящего слоя регенератора 1, а также устройство для подготовки регенерированного катализатора перед подачей его в реактор, осуществляемой путем последовательного восстановления катализатора газом-восстановителем и десорбции продуктов восстановления инертным газом, в котором регенерированный катализатор из нижней части кипящего слоя регенератора 1 подают в устройство, разделенное на три секции 11, 13, 15 с использованием перегородок 5, 6, причем сначала на предварительную десорбцию в верх первого кипящего слоя секции 11, продуваемого инертным газом противоточно к нисходящему потоку катализатора, затем на восстановление в низ второго кипящего слоя секции 13, продуваемого газом-восстановителем прямоточно с восходящим потоком катализатора и далее на заключительную десорбцию в верх третьего кипящего слоя секции 15, продуваемого инертным газом противоточно к нисходящему потоку катализатора.To solve this problem, a method for the recovery and desorption preparation of the chromium-chromium catalyst in the dehydrogenation of C 3 -C 5 paraffin hydrocarbons with a fluidized bed during successive cycles of dehydrogenation, regeneration and preparation of the catalyst circulating in a system containing a reactor, regenerator 1 with catalyst heating in the upper parts of the fluidized bed by burning coke on the spent catalyst coming from the reactor and the supplied fuel gas, followed by oxidation reactor and desorption of oxidation products by the oxygen-containing gas supplied in the lower part of the fluidized bed of the regenerator 1, as well as a device for preparing the regenerated catalyst before feeding it into the reactor, carried out by sequential reduction of the catalyst with a reducing gas and desorption of the reduction products with an inert gas, in which the regenerated catalyst is from the lower part of the fluidized bed of the regenerator 1 is fed into a device divided into three sections 11, 13, 15 using partitions 5, 6, and I started to preliminary desorption to the top of the first fluidized bed of section 11, blown with an inert gas countercurrently to the downward flow of the catalyst, then to the recovery to the bottom of the second fluidized bed of section 13, blown by the reducing gas directly with the upward flow of the catalyst and then to the final desorption to the top of the third boiling layer section 15, purged with an inert gas countercurrent to the downward flow of the catalyst.

Предпочтительно часть восстановленного катализатора после второго кипящего слоя секции 13 и заключительной десорбции в третьем кипящем слое секции 15 выпускают в реактор, а часть после второго кипящего слоя секции 13 повторно возвращают на регенерацию в верх кипящего слоя регенератора 1.Preferably, the portion of the reduced catalyst after the second fluidized bed of section 13 and the final desorption in the third fluidized bed of section 15 is discharged into the reactor, and the part after the second fluidized bed of section 13 is recycled back to the top of the fluidized bed of regenerator 1.

Концентрацию катализатора в первом и третьем кипящем слое могут выдерживать в диапазоне от 600 до 1100 кг/м3, а во втором - в диапазоне от 200 до 850 кг/м3, при концентрации катализатора в первом и третьем кипящем слое больше, чем во втором. Газы восстановления и заключительной десорбции соответственно после второго и третьего кипящего слоя могут направлять в верхнюю часть кипящего слоя регенератора совместно с частью восстановленного катализатора.The concentration of catalyst in the first and third fluidized bed can withstand in the range from 600 to 1100 kg / m 3 and in the second in the range from 200 to 850 kg / m 3 , with a catalyst concentration in the first and third fluidized bed more than in the second . The reduction and final desorption gases, respectively, after the second and third fluidized bed can be directed to the upper part of the fluidized bed of the regenerator together with part of the reduced catalyst.

Предлагается также устройство для восстановительно-десорбционной подготовки алюмохромового катализатора дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 с кипящим слоем, состоящее из корпуса стакана 2 цилиндрической формы, установленного соосно цилиндрической обечайке корпуса регенератора 1 и соединенного верхним торцем с днищем 3 корпуса регенератора 1, а нижним торцем с дном 4 стакана 2, имеющее средство 16 для подачи регенерированного катализатора, барботеры-распределители 12 для подачи газа-восстановителя, барботеры-распределители 10 для подачи инертного газа, трубу 9 для отвода газообразных продуктов подготовки катализатора, патрубок 17 для выпуска подготовленного катализатора в реактор, в котором устройство дополнительно содержит установленную на дне 4 стакана 2 соосно с его корпусом первую перегородку 5, верхний торец которой расположен на уровне или выше верхнего торца корпуса стакана 2, а между корпусом стакана 2 и первой перегородкой 5 соосно установлена на дне 4 стакана 2 вторая перегородка 6, имеющая в нижней части отверстия 7 для перетока катализатора, и установленную на ее верхнем торце, расположенном выше верхнего торца первой перегородки 5, камеру 8 для сбора отходящих газов восстановительно-десорбционной подготовки катализатора в виде усеченного конуса с большим основанием, соединенным с верхним торцем второй перегородки 6, и с меньшим основанием, расположенным ниже секционирующих решеток 19 регенератора 1, направленным вверх и присоединенным к трубе 9 для отвода отходящих газов подготовки катализатора в верхнюю часть кипящего слоя регенератора 1 в зону сжигания кокса и подаваемого топливного газа, при этом между корпусом стакана 2 и второй перегородкой 6 ниже отверстий 7 для перетока катализатора установлены барботеры-распределители 10 для подачи инертного газа в секцию 11 первого кипящего слоя, которая имеет средство 16 для подачи регенерированного катализатора с низа регенератора 1 в верхнюю часть указанного слоя в виде открытого кольцевого пространства, расположенного под или над распределителем 18 подачи кислородсодержащего газа в регенератор 1 между второй перегородкой 6 и верхним торцем корпуса стакана 2, а между первой перегородкой 5 и второй перегородкой 6 ниже отверстия 7 для перетока катализатора установлен барботер-распределитель 12 для подачи газа-восстановителя в секцию 13 второго кипящего слоя, и в нижней центральной части кипящего слоя, ограниченного первой перегородкой 5 над дном 4 стакана 2 установлен барботер-распределитель 14 для подачи инертного газа в секцию 15 третьего кипящего слоя, которая имеет патрубок 17 для выпуска подготовленного катализатора из нижней части указанной секции, установленного в дне 4 стакана 2.A device is also proposed for the recovery and desorption preparation of a C 3 -C 5 paraffin hydrocarbon dehydrogenation catalyst with a fluidized bed, consisting of a cup body 2 of cylindrical shape mounted coaxially to the cylindrical shell of the body of the regenerator 1 and connected to the bottom end 3 of the body of the regenerator 1, and the bottom butt end 4 of the cup 2, having means 16 for supplying the regenerated catalyst, bubblers-distributors 12 for supplying a reducing gas, bubblers-distributors 10 for supplying an inert gas, a pipe 9 for discharging gaseous products of catalyst preparation, a pipe 17 for discharging the prepared catalyst into a reactor, in which the device further comprises a first partition 5 mounted on the bottom 4 of the cup 2 coaxially with its body, the upper end of which is located at or above the upper end of the cup body 2, and between the cup body 2 and the first partition 5 coaxially mounted on the bottom 4 of the cup 2, the second partition 6, having in the lower part of the hole 7 for the flow of catalyst, and installing at its upper end located above the upper end of the first partition 5, the chamber 8 for collecting exhaust gases of the recovery-desorption preparation of the catalyst in the form of a truncated cone with a large base connected to the upper end of the second partition 6, and with a smaller base located below the partition gratings 19 of the regenerator 1, directed upward and connected to the pipe 9 for removal of the exhaust gases of the preparation of the catalyst in the upper part of the fluidized bed of the regenerator 1 in the coke and fuel supply zone aza, while between the cup body 2 and the second partition 6 below the holes 7 for the catalyst overflow, bubbler distributors 10 are installed for supplying inert gas to the first fluidized bed section 11, which has means 16 for supplying the regenerated catalyst from the bottom of the regenerator 1 to the upper part of the specified layer in the form of an open annular space located under or above the distributor 18 for supplying oxygen-containing gas to the regenerator 1 between the second partition 6 and the upper end of the cup body 2, and between the first a town 5 and a second partition 6 below the opening 7 for the catalyst overflow there is a bubbler distributor 12 for supplying a reducing gas to the section 13 of the second fluidized bed, and a bubbler distributor is installed in the lower central part of the fluidized bed bounded by the first partition 5 above the bottom 4 of the cup 2 14 for supplying an inert gas to the section 15 of the third fluidized bed, which has a pipe 17 for discharging the prepared catalyst from the lower part of the specified section installed in the bottom 4 of the glass 2.

Кроме того, над уровнем ввода в верхнюю часть кипящего слоя регенератора продуктов подготовки катализатора и ниже уровня кипящего слоя регенератора может быть установлена одна или две секционирующие решетки.In addition, one or two sectional gratings may be installed above the input level at the top of the fluidized bed of the regenerator of catalyst preparation products and below the level of the fluidized bed of the regenerator.

По высоте первого и/или третьего и/или второго кипящего слоя секций 11, 13, 15 могут быть расположены секционирующие решетки.The height of the first and / or third and / or second fluidized bed sections 11, 13, 15 can be located sectional gratings.

В первом и/или третьем и/или втором кипящем слое может быть расположена малообъемная насадка.In the first and / or third and / or second fluidized bed may be located a small nozzle.

Вертикальные перегородки 5, 6 могут иметь заданную форму.Vertical partitions 5, 6 may have a given shape.

Вертикальные перегородки 5, 6 могут иметь плоскую, цилиндрическую форму.Vertical partitions 5, 6 may have a flat, cylindrical shape.

Для реализации предлагаемого способа восстановительно-десорбционной подготовки алюмохромового катализатора могут быть предложены различные по конструктивному выполнению устройства и, например, объединенные с регенератором или выполненные как отдельные аппараты, включенные в последовательное проведение циклов дегидрирования, регенерации и подготовки катализатора.To implement the proposed method for the recovery and desorption preparation of the chromium-chromium catalyst, devices of various structural designs and, for example, combined with a regenerator or made as separate apparatuses included in the sequential conduct of cycles of dehydrogenation, regeneration and preparation of the catalyst, can be proposed.

В соответствии с предлагаемым способом подготовки катализатора могут быть и другие схемы устройств для подготовки. Например, осуществление операций подготовки катализатора может быть организовано в системе из трех отдельных аппаратов с кипящим слоем с перетоком катализатора между ними.In accordance with the proposed method of preparation of the catalyst, there may be other schemes of devices for preparation. For example, the implementation of the preparation of the catalyst can be organized in a system of three separate apparatus with a fluidized bed with a flow of catalyst between them.

В качестве сырья для дегидрирования могут быть использованы парафиновые углеводороды С3-С5, такие, например, как изобутан, н-бутан, изопентан, пропан с содержанием парафинов в сырье предпочтительно 95-99 мас. %, а также смеси указанных парафиновых углеводородов.As dehydrogenation feedstocks, C 3 -C 5 paraffin hydrocarbons, such as, for example, isobutane, n-butane, isopentane, propane with a paraffin content in the feed, preferably 95-99 wt. %, as well as mixtures of these paraffin hydrocarbons.

При осуществлении предлагаемого способа подготовки катализатора в систему реактор-регенератор может быть загружен алюмохромовый катализатор, содержащий Сr2O3 - 13,0-25,0 мас. %, К2O - 1,0-3,0 мас. %, SiO2 - 1,0-10,0 мас. %, Al2O3 - остальное, при содержании в окисленном состоянии СrО3 - 0,25-3,5 мас. %, например, промышленный катализатор типа АОК-73-24.When implementing the proposed method for the preparation of the catalyst in the reactor-regenerator system, an aluminum-chromium catalyst containing Cr 2 O 3 - 13.0-25.0 wt. %, K 2 O - 1.0-3.0 wt. %, SiO 2 - 1.0-10.0 wt. %, Al 2 O 3 - the rest, when the content in the oxidized state of CrO 3 - 0.25-3.5 wt. %, for example, an industrial catalyst of the type AOK-73-24.

Под отработанным катализатором подразумевают катализатор, который использовался в реакторе дегидрирования, был десорбирован, например, с использованием азота для удаления углеводородов из катализатора, и в охлажденном при осуществлении эндотермической реакции дегидрирования, закоксованном и восстановленном виде направлен в регенератор.Spent catalyst means a catalyst that was used in a dehydrogenation reactor, was desorbed, for example, using nitrogen to remove hydrocarbons from the catalyst, and sent to the regenerator when it was cooled during the endothermic dehydrogenation reaction, coked and reduced.

В качестве газа-окислителя для подачи в регенератор может быть использован газ, содержащий окислитель, предпочтительно кислород. Предпочтительный кислородсодержащий газ может содержать воздух, воздух, обогащенный кислородом (смешением воздуха и кислорода), азот-кислородные смеси различного происхождения, получаемые, например, при получении азота высокой чистоты на установках разделения воздуха и др. Концентрация кислорода в кислородсодержащих газах, подаваемых на регенерацию катализатора, ограничивается условиями соблюдения безопасности процесса при предпочтительных пределах от 23 до 50 мас. %.As the oxidizing gas for supplying to the regenerator, a gas containing an oxidizing agent, preferably oxygen, can be used. The preferred oxygen-containing gas may contain air, oxygen-enriched air (air and oxygen mixture), nitrogen-oxygen mixtures of various origins, obtained, for example, in the production of high-purity nitrogen in air separation plants, etc. The concentration of oxygen in oxygen-containing gases supplied for regeneration the catalyst is limited by the conditions of compliance with the safety of the process at a preferred range of from 23 to 50 wt. %

В качестве газа-восстановителя могут быть использованы природный газ, предпочтительно содержащий метан до 98 мас. %, абгаз процессов дегидрирования, содержащий до 25 мас. % водорода, парафиновые углеводороды и др.As the reducing gas can be used natural gas, preferably containing methane up to 98 wt. % abhaz dehydrogenation processes containing up to 25 wt. % hydrogen, paraffin hydrocarbons, etc.

В качестве инертного газа для десорбции катализатора предпочтительна подача азота или повторно используемых газообразных продуктов сгорания.As an inert gas for desorption of the catalyst, a feed of nitrogen or reusable combustion gases is preferred.

В качестве топливного газа для сжигания в зоне нагрева катализатора в регенераторе предпочтительно использование природного метансодержащего газа, абгазов процессов дегидрирования.As fuel gas for combustion in the catalyst heating zone in the regenerator, it is preferable to use natural methane-containing gas, exhaust gases of dehydrogenation processes.

Дегидрирование может осуществляться при температуре 530-610°С и объемной скорости подачи паров сырья 120-250 час-1. Регенерация катализатора, включающая в себя выжиг кокса, нагрев катализатора и его окисление может осуществляться при температуре 630-690°С и объемной скорости подачи кислородсодержащего газа 100-500 час-1. Подготовка катализатора после его окисления в регенераторе перед подачей в реактор может осуществляться при температуре 635-700°С, при времени предварительной десорбции азотом 1-3 мин., при времени восстановления катализатора в зависимости от количества и состава газа-восстановителя 0,5-3 мин., и при времени заключительной десорбции азотом 1-3 мин., а также при объемной скорости подачи азота на предварительную десорбцию катализатора 40-100 час-1, газа-восстановителя на восстановление катализатора 20-150 час-1 и азота на заключительную десорбцию катализатора 40-100 час-1. Для увеличения степени восстановления катализатора предпочтительна подача газа-восстановителя с избытком по сравнению с необходимым для полного восстановления катализатора в соответствии со стехиометрией реакций восстановления. При использовании заявляемого способа подготовки катализатора подача газа-восстановителя может быть увеличена до достижения коэффициента избытка равного 1,1-2,0, что обеспечивает максимальную эффективность процесса восстановления при отводе остаточного газа-восстановителя на дожиг в зону выжига кокса в регенераторе минуя зону окисления катализатора и, соответственно, высокую активность катализатора в системе дегидрирования. (Михайлов Р.К., «Исследование и разработка аппаратурно-технологического оформления промышленных способов дегидрирования изопентана и изобутана», Диссертация, Автореферат, Ярославль, 1970, с. 10-11; патент RU 2666541, МПК С07С 5/333, С07С 11/08, С07С 11/10, B01J 23/04, B01J 23/26, B01J 35/02, B01J 37/02, опубл. 11.09.2018).Dehydrogenation can be carried out at a temperature of 530-610 ° C and a volumetric feed rate of feed vapor 120-250 h -1 . The regeneration of the catalyst, including burning coke, heating the catalyst and its oxidation can be carried out at a temperature of 630-690 ° C and a volumetric rate of supply of oxygen-containing gas of 100-500 h -1 . The preparation of the catalyst after its oxidation in the regenerator before being fed into the reactor can be carried out at a temperature of 635-700 ° С, with a preliminary desorption time of nitrogen for 1-3 minutes, with a recovery time of the catalyst depending on the amount and composition of the reducing gas 0.5-3 min., and with a time of final desorption by nitrogen of 1-3 minutes, as well as with a volumetric rate of nitrogen supply for preliminary desorption of the catalyst 40-100 h -1 , reducing gas for reduction of the catalyst 20-150 h -1 and nitrogen for final desorption cat recuperators 40-100 h -1. To increase the degree of reduction of the catalyst, it is preferable to supply the reducing gas with an excess compared to that necessary for the complete reduction of the catalyst in accordance with the stoichiometry of the reduction reactions. When using the proposed method for preparing the catalyst, the supply of the reducing gas can be increased until the excess coefficient is equal to 1.1-2.0, which ensures the maximum efficiency of the recovery process when the residual reducing gas is taken to be burned to the coke burning zone in the regenerator bypassing the catalyst oxidation zone and, accordingly, the high activity of the catalyst in the dehydrogenation system. (Mikhailov R.K., “Research and development of hardware and technological design of industrial methods for the dehydrogenation of isopentane and isobutane”, Dissertation, Abstract, Yaroslavl, 1970, pp. 10-11; patent RU 2666541, IPC S07C 5/333, S07C 11 / 08, C07C 11/10, B01J 23/04, B01J 23/26, B01J 35/02, B01J 37/02, publ. 09/11/2018).

Секционирующие решетки для организации кипящего слоя предпочтительно использовать щелевой конструкции. Решетки могут быть изготовлены из отдельных пластин, уголков, труб и др. Для организации кипящего слоя в устройстве подготовки катализатора в качестве малообъемной насадки может быть использована пружинная проволочная насадка. Предпочтительный объем, занимаемый насадкой в рабочем объеме, может составлять 6-8%. Расположение насадки в слое произвольное. Операции подготовки катализатора могут выполняться и в свободном кипящем слое (без использования массообменных устройств - решеток, насадки) предпочтительно при повышенных скоростях газовых потоков и величине отношения высоты кипящего слоя к его эффективному диаметру предпочтительно в пределах от 3,0 до 9,0. Предпочтительное соотношение площади поперечного сечения секций предварительной десорбции, восстановления и заключительной десорбции может составлять соответственно (0,5-2,0):1,0:(0,5-2,0). Поверхностная скорость газа в секции восстановления обычно выше 0,2 м/с, предпочтительно составляет 0,2-2,5 м/с. Поверхностная скорость газа в секциях десорбции составляет меньше, чем 0,5 м/с, предпочтительно находится в диапазоне от 0,01 до 0,4 м/с. Скорость газа-восстановителя во втором кипящем слое может быть больше, чем скорость инертного газа в первом и третьем кипящем слое.Sectional gratings for the organization of the fluidized bed is preferably used slotted design. Lattices can be made of individual plates, angles, pipes, etc. To organize a fluidized bed in the catalyst preparation device, a spring wire nozzle can be used as a low-volume nozzle. The preferred volume occupied by the nozzle in the working volume may be 6-8%. The location of the nozzle in the layer is arbitrary. The preparation of the catalyst can be performed in a free fluidized bed (without the use of mass transfer devices - gratings, nozzles), preferably at increased gas flow rates and the ratio of the height of the fluidized bed to its effective diameter, preferably in the range from 3.0 to 9.0. The preferred ratio of the cross-sectional area of the sections of preliminary desorption, recovery and final desorption may be respectively (0.5-2.0): 1.0: (0.5-2.0). The surface velocity of the gas in the reduction section is usually higher than 0.2 m / s, preferably 0.2-2.5 m / s. The surface velocity of the gas in the desorption sections is less than 0.5 m / s, preferably in the range of 0.01 to 0.4 m / s. The speed of the reducing gas in the second fluidized bed may be greater than the speed of the inert gas in the first and third fluidized bed.

Возможности достижения заявляемых концентраций катализатора в секциях устройства для подготовки катализатора в указанных условиях и при рабочих условиях осуществления процесса (температура, давление, гидродинамические характеристики катализатора, величина загрузки катализатора в систему, размеры кипящего слоя и др.), включая также распределение концентрации катализатора по высоте кипящего слоя, проиллюстрированы в работе С.М. Комаров и др., «Модель расширения псевдоожиженного слоя», (журнал «Теоретические основы химической технологии», 1983, Том XVII, №6, с. 808-812).Possibilities for achieving the claimed catalyst concentrations in sections of the catalyst preparation device under the indicated conditions and under the operating conditions of the process (temperature, pressure, hydrodynamic characteristics of the catalyst, the amount of catalyst loading into the system, fluidized bed sizes, etc.), including also the distribution of the catalyst concentration over the height fluidized bed illustrated in S.M. Komarov et al., “Model of expansion of a fluidized bed”, (journal “Theoretical Foundations of Chemical Technology”, 1983, Volume XVII, No. 6, pp. 808-812).

Возможности организации циркуляции катализатора в системе «реактор-регенератор» через предлагаемое устройство для подготовки катализатора с вертикальными перегородками в кипящем слое, организации направленной внутренней циркуляции в системе «устройство для подготовки-регенератор», обеспечения величины требуемой циркуляции катализатора через переточные отверстия в перегородках, работы секционирующих решеток и малообъемной насадки в кипящем слое при прямотоке и противотоке катализатора и газа, регулирования величины циркуляции, расчета размера дозирующих отверстий представлены в работе С.М. Комаров и др., «Исследование направленной циркуляции катализатора в реакторах с псевдоожиженным слоем», (журнал «Теоретические основы химической технологии», 1982, Том XVI, №5, с. 702-706). Переточные отверстия в перегородках должны быть достаточно малыми для предотвращения массового проскока газа-восстановителя из секции восстановления в секцию предварительной десорбции. С другой стороны, эти отверстия должны быть достаточно большими для обеспечения свободного потока частиц катализатора из секции десорбции в секцию восстановления. Общая площадь отверстий зависит от величины требуемой циркуляции катализатора через переточные отверстия в перегородках с учетом циркуляции катализатора в системе «реактор-регенератор» и дополнительной внутренней направленной циркуляции катализатора в системе «устройство для подготовки-регенератор». Переточные отверстия предпочтительно должны быть равномерно расположены по периметру нижней части перегородки, в сечении расположенном горизонтально.The possibility of organizing the circulation of the catalyst in the reactor-regenerator system through the proposed device for preparing the catalyst with vertical baffles in the fluidized bed, organizing directional internal circulation in the system of the preparation-regenerator, ensuring the required catalyst circulation through the overflow holes in the partitions, sectional gratings and a small volume nozzle in a fluidized bed with a direct flow and countercurrent catalyst and gas, regulation of the amount of circulation, the calculation of the size of the metering holes are presented in the work of S.M. Komarov et al., “Investigation of the directed circulation of a catalyst in fluidized bed reactors”, (Journal of Theoretical Foundations of Chemical Technology, 1982, Volume XVI, No. 5, pp. 702-706). The overflow openings in the partitions should be small enough to prevent mass leakage of the reducing gas from the recovery section to the preliminary desorption section. On the other hand, these openings should be large enough to allow a free flow of catalyst particles from the desorption section to the recovery section. The total area of the holes depends on the size of the required catalyst circulation through the transfer openings in the partitions, taking into account the circulation of the catalyst in the reactor-regenerator system and the additional internal directional catalyst circulation in the preparation-regenerator system. The overflow openings should preferably be evenly spaced around the perimeter of the lower part of the partition, in a horizontal section.

Основными отличиями заявляемого способа и устройств для его осуществления по сравнению с прототипом являются.The main differences of the proposed method and devices for its implementation in comparison with the prototype are.

Организация дополнительной операции предварительной десорбции выходящего из регенератора и поступающего на подготовку окисленного катализатора в первом кипящем слое, продуваемом инертным газом противоточно к нисходящему потоку циркулирующего катализатора при концентрации последнего от 600 до 1100 кг/м3.The organization of an additional operation of preliminary desorption of the oxidized catalyst leaving the regenerator and entering the preparation in the first fluidized bed, purged with an inert gas countercurrent to the downward flow of the circulating catalyst at a concentration of the latter from 600 to 1100 kg / m 3 .

Разделение операций восстановления и десорбции продуктов восстановления с осуществлением операции восстановления катализатора во втором кипящем слое, продуваемом газом-восстановителем прямоточно с восходящим потоком циркулирующего катализатора при концентрации последнего от 300 до 800 кг/м3, а операции заключительной десорбции в третьем кипящем слое, продуваемом инертным газом противоточно к нисходящему потоку циркулирующего катализатора при концентрации последнего от 600 до 1100 кг/м3.The separation of the recovery and desorption of recovery products with the operation of the recovery of the catalyst in the second fluidized bed, purged with a reducing gas directly with the upward flow of the circulating catalyst at a concentration of the latter from 300 to 800 kg / m 3 and the operation of the final desorption in the third fluidized bed, blown inert gas countercurrent to the downward flow of the circulating catalyst at a concentration of the latter from 600 to 1100 kg / m 3 .

Использование компактной трехсекционной системы подготовки катализатора, включающей последовательное осуществление операций предварительной десорбции, восстановления и заключительной десорбции циркулирующего катализатора в трех, расположенных параллельно, секциях с кипящим слоем с независимыми режимами осуществления в них операций подготовки катализатора, что позволяет снизить высоту узла (устройства) подготовки катализатора, решить вопросы оптимальной компоновки блоков дегидрирования различной конфигурации, получить более технологичную схему устройства подготовки катализатора с возможностью регулирования процесса в каждой секции путем изменения скорости газовых потоков в указанных секциях, существенно увеличить время пребывания катализатора в секциях десорбции, которая лимитирует процесс подготовки катализатора, за счет открывающейся возможности увеличения объема соответствующих секций узла подготовки.The use of a compact three-section catalyst preparation system, including sequentially performing preliminary desorption, reduction, and final desorption operations of the circulating catalyst in three parallel fluidized-bed sections with independent modes of performing catalyst preparation operations in them, which reduces the height of the catalyst preparation unit (device) , solve the problems of optimal layout of dehydrogenation units of various configurations, get more a flow chart of a catalyst preparation device with the ability to control the process in each section by changing the gas flow rate in these sections, significantly increase the catalyst residence time in the desorption sections, which limits the catalyst preparation process, due to the opening possibility of increasing the volume of the corresponding sections of the preparation unit.

Увеличение интенсивности тепло-массообмена и сокращение застойных зон в кипящем слое секций узла подготовки за счет возможности увеличения скоростей газовых потоков и использования эффективных при этих скоростях массообменных устройств (секционирующих решеток, малообъемной насадки). Особенно это проявляется при прямоточном движении катализатора и газа в кипящем слое секции восстановления катализатора. При этом структура кипящего слоя характеризуется повышенной поверхностью массообмена при снижении размера пузырьков газа, характерном для прямотока фаз. При использовании секционирующих решеток при прямотоке также практически исчезают газовые подушки в подрешеточных пространствах секции восстановления.The increase in heat and mass transfer and the reduction of stagnant zones in the fluidized bed of the preparation unit sections due to the possibility of increasing gas flow rates and using mass transfer devices (sectioning gratings, low-volume nozzles) that are effective at these speeds. This is especially manifested in the once-through motion of the catalyst and gas in the fluidized bed of the catalyst recovery section. The structure of the fluidized bed is characterized by an increased mass transfer surface with a decrease in the size of gas bubbles, which is characteristic of the direct flow of phases. When using sectional gratings, the gas cushions in the sublattice spaces of the recovery section also practically disappear during the forward flow.

Рециркуляция части восстановленного катализатора через регенератор и далее через кипящий слой секции предварительной десорбции катализатора предлагаемого устройства, позволяет возвращать часть получаемого при восстановлении катализатора дополнительного тепла (адиабатический разогрев проходящего через зону восстановления катализатора достигает 5-20°С - в зависимости от содержания окисла шестивалентного хрома на используемом катализаторе) на начальные стадии регенерации катализатора, улучшая тепловой баланс регенератора, а также углубляет процессы регенерации и подготовки катализатора. При рециркуляции через регенератор требуемая температура для обеспечения достаточной степени сгорания кокса на поверхности частиц катализатора и дальнейшего нагрева катализатора в верхней части кипящего слоя регенератора достигается при смешивании отработанного и охлажденного катализатора из реактора с частью восстановленного и подогретого катализатора из секции восстановления устройства подготовки катализатора при соответствующем уменьшении количества топливного газа, подаваемого на сжигание в зону нагрева регенератора. Рециркуляция части катализатора через зону предварительной десорбции устройства для подготовки катализатора увеличивает эффективность подготовки катализатора. При рециркуляции части восстановленного катализатора через зону окисления регенератора углубляются процессы окисления катализатора, что также является предпочтительным для повышения активности катализатора от цикла к циклу в условиях его нестационарной активности.Recycling of part of the reduced catalyst through the regenerator and then through the fluidized bed of the preliminary desorption section of the catalyst of the proposed device allows you to return part of the additional heat received during catalyst recovery (adiabatic heating of the catalyst passing through the reduction zone reaches 5-20 ° C - depending on the content of hexavalent chromium oxide on used catalyst) in the initial stages of catalyst regeneration, improving the heat balance of the regenerator, and glublyaet regeneration processes and catalyst preparation. When recirculating through the regenerator, the required temperature to ensure a sufficient degree of coke combustion on the surface of the catalyst particles and further heating of the catalyst in the upper part of the fluidized bed of the regenerator is achieved by mixing spent and cooled catalyst from the reactor with part of the recovered and heated catalyst from the recovery section of the catalyst preparation device with a corresponding decrease the amount of fuel gas supplied to the combustion in the heating zone of the regenerator. Recycling a portion of the catalyst through the pre-desorption zone of the catalyst preparation apparatus increases the efficiency of catalyst preparation. When recirculating a portion of the reduced catalyst through the oxidation zone of the regenerator, the oxidation processes of the catalyst deepen, which is also preferable to increase the activity of the catalyst from cycle to cycle under conditions of its non-stationary activity.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства для подготовки катализатора. Кипящий слой устройства разделен с помощью вертикально установленных цилиндрических перегородок 5 и 6 на секции 11 для предварительной десорбции выходящего из регенератора окисленного катализатора, секции 13 для восстановления катализатора и секции 15 для заключительной десорбции циркулирующего катализатора. Перегородка 6, разделяет секцию для предварительной десорбции и секцию для восстановления катализатора и содержит переточные отверстия 7. В нижней части указанных секций расположены кольцевые трубчатые барботеры-распределители: 10 - для подачи инертного газа на предварительную десорбцию катализатора, 12 - для подачи газа-восстановителя на восстановление катализатора и 14 - для подачи инертного газа на заключительную десорбцию циркулирующего катализатора. Устройство имеет средство 16 для подачи регенерированного катализатора, патрубок 17 для выпуска подготовленного катализатора в реактор, трубу 9 для отвода газообразных продуктов подготовки катализатора в верхнюю часть кипящего слоя регенератора 1 в зону сжигания кокса и подаваемого в горелки топливного газа (указанные зоны и горелки на фиг. 1 не показаны). Регенератор имеет распределитель 18 для подачи кислородсодержащего газа на регенерацию катализатора в нижнюю часть кипящего слоя регенератора, секционирующие решетки 19 в кипящем слое регенератора, транспортную трубу для подачи отработанного катализатора из реактора в регенератор с распределителем катализатора (на фиг. 1 не показана). Кипящий слой катализатора в секции восстановления 13 организован секционирующими решетками 20.In FIG. 1 shows a diagram of the proposed device for the preparation of the catalyst. The fluidized bed of the device is divided using vertically mounted cylindrical partitions 5 and 6 into sections 11 for preliminary desorption of the oxidized catalyst exiting the regenerator, section 13 for the reduction of the catalyst and section 15 for the final desorption of the circulating catalyst. The partition 6 separates the section for preliminary desorption and the section for the recovery of the catalyst and contains transfer openings 7. In the lower part of the indicated sections there are annular tubular bubblers-distributors: 10 for supplying inert gas for preliminary desorption of the catalyst, 12 for supplying the reducing gas to reduction of the catalyst and 14 for supplying an inert gas to the final desorption of the circulating catalyst. The device has means 16 for supplying the regenerated catalyst, a pipe 17 for discharging the prepared catalyst into the reactor, a pipe 9 for discharging gaseous products of catalyst preparation to the upper part of the fluidized bed of the regenerator 1 into the coke burning zone and the fuel gas supplied to the burners (these zones and burners in FIG. . 1 not shown). The regenerator has a distributor 18 for supplying oxygen-containing gas for catalyst regeneration to the lower part of the fluidized bed of the regenerator, sectional grilles 19 in the fluidized bed of the regenerator, a transport pipe for supplying spent catalyst from the reactor to the regenerator with a catalyst distributor (not shown in Fig. 1). The fluidized bed of catalyst in the recovery section 13 is organized by sectional gratings 20.

Рассмотрение работы предлагаемого устройства для подготовки катализатора целесообразно провести совместно с регенератором установки дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5. Отработанный катализатор из реактора в закоксованном, восстановленном и охлажденном в ходе эндотермической реакции дегидрирования виде в смеси с транспортирующим воздухом подается по транспортной трубе через распределитель (на фиг. 1 не показаны) в верхнюю часть кипящего слоя регенератора. Под кипящий слой на регенерацию катализатора через распределитель 18 подается воздух. Воздух проходит кипящий слой регенератора, секционированный горизонтальными решетками 19, противоточно к опускающемуся вниз циркулирующему катализатору. Для нагрева циркулирующего катализатора и обеспечения теплом эндотермической реакции дегидрирования в реакторе в верхнюю часть кипящего слоя регенератора через горелочное устройство, расположенное в зоне нагрева катализатора (на фиг. 1 не показано), подают природный газ на сжигание в потоке подаваемого в регенератор воздуха при одновременном выжиге кокса на катализаторе. Катализатор последовательно проходит зоны нагрева и расположенную ниже зону окисления с одновременной десорбцией катализатора подаваемым воздухом и газообразными продуктами окисления. Далее окисленный катализатор, содержащий значительное количество адсорбированного кислорода, окисла шестивалентного хрома и остаточной адсорбированной воды поступает в стакан 2 для подготовки катализатора через средство 16 для подачи регенерированного катализатора в первую секцию 11 предварительной десорбции катализатора от адсорбированной воды подаваемым через трубчатый барботер-распределитель 10 азотом. Пройдя указанную секцию в режиме нисходящего противотока к подаваемому азоту, десорбированный от воды катализатор из нижней части секции через дозирующие переточные отверстия 7 поступает в низ секции 13 восстановления катализатора, в которой удаляется адсорбированный кислород и восстанавливается СrО3 до Сr2O3 подаваемым через барботер-распределитель 12 природным метансо держащим газом. Секция 15 заключительной десорбции катализатора от адсорбированной в секции восстановления реакционной воды работает в режиме нисходящего противотока циркулирующего катализатора к подаваемому на десорбцию через барботер-распределитель 14 азоту. Поток азота и продуктов предварительной десорбции поступает из секции 11 устройства подготовки в регенератор. После восстановления катализатора в режиме восходящего прямотока с подаваемым природным газом часть восстановленного катализатора с верха секции 13 восстановления выпускают через секцию 15 заключительной десорбции и патрубок 17 для выпуска подготовленного катализатора в реактор, а часть повторно возвращают в верхнюю часть кипящего слоя регенератора в зону сжигания кокса и подаваемого топливного газа через сборную камеру 8 и трубу 9 совместно с отходящими газами из секций 13 и 15 восстановительно-десорбционной подготовки катализатора. Указанная ситуация становится возможной в связи с организацией направленной внутренней циркуляции части восстановленного катализатора в системе «секция восстановления катализатора-регенератор». Внутренняя циркуляция части катализатора в предлагаемом устройстве подготовки катализатора по схеме, изображенной на фиг. 1, реализуется путем создания контура циркуляции с подъемной частью контура, включающей кипящий слой секции восстановления 13, сборной камеры для сбора отходящих газов 8 и трубы 9 для отвода отходящих газов подготовки катализатора совместно с указанной частью циркулирующего катализатора в верх кипящего слоя регенератора в зону сжигания кокса и подаваемого топливного газа, и с напорной частью контура, включающей кипящий слой секции 11 предварительной десорбции устройства подготовки и кипящий слой регенератора до уровня верхнего торца трубы 9 в верхней части кипящего слоя регенератора (на фиг. 1 не показан). Участки контура, входящие в напорную часть контура внутренней циркуляции, предпочтительно работают при меньших линейных скоростях газовых потоков и, соответственно, при больших концентрациях катализатора, чем участки, входящие в подъемную часть контура, что создает условия для возникновения конвективной направленной внутренней циркуляции восстановленного катализатора в системе «секция восстановления катализатора-регенератор». Разность гидростатических напоров подъемной и напорной частей циркуляционного контура является движущей силой внутренней направленной циркуляции катализатора. Возможно управление величиной направленной внутренней циркуляции катализатора, например, путем изменения подачи потоков в устройство подготовки или использования вспомогательных поддувок небольших количеств азота в трубу 9. При этом возможна ситуация со снижением внутренней циркуляции вплоть до ее прекращения, что может приводить к выпуску из устройства подготовки через трубу 9 только газообразных продуктов подготовки. В ходе осуществления экзотермических реакций восстановления вдоль кипящего слоя секции 13 возникает адиабатический разогрев циркулирующего катализатора с подъемом температуры катализатора к концу секции в зависимости от содержания окисла шестивалентного хрома в окисленном алюмохромовом катализаторе, например, до 20°С при содержании СrО3 1,0% мас. Таким образом, часть восстановленного и подогретого катализатора повторно возвращают на теплоиспользование в регенератор, а подготовленный катализатор из нижней части секции 15 заключительной десорбции катализатора через патрубок 17 транспортируется в реактор. Полученные газы регенерации, в том числе и газы восстановительно-десорбционной подготовки катализатора после дожига горючей части в зоне нагрева регенератора, попадают в надслоевое пространство регенератора и после улавливания мелких фракций унесенного из кипящего слоя катализатора в циклонах (на фиг. 1 не показано) покидают регенератор. Уловленные в циклонах мелкие фракции катализатора по пылеспускным стоякам возвращаются в верхнюю часть кипящего слоя регенератора, а газы регенерации поступают на охлаждение, санитарную очистку от катализаторной пыли и затем сбрасываются через дымовую трубу в атмосферу.Consideration of the proposed device for the preparation of the catalyst, it is advisable to conduct together with the regenerator of the installation of dehydrogenation of paraffin hydrocarbons With 3 -C 5 . Spent catalyst from the reactor in a coked, reduced and cooled form during the endothermic dehydrogenation reaction in a mixture with transporting air is fed through a transport pipe through a distributor (not shown in Fig. 1) to the upper part of the fluidized bed of the regenerator. Under the fluidized bed for regeneration of the catalyst through the distributor 18, air is supplied. Air passes through a fluidized bed of a regenerator, partitioned by horizontal gratings 19, countercurrently to a downstream circulating catalyst. To heat the circulating catalyst and provide heat for the endothermic dehydrogenation reaction in the reactor, natural gas is supplied to the upper part of the fluidized bed of the regenerator through a burner located in the catalyst heating zone (not shown in Fig. 1), while burning in the flow of air supplied to the regenerator while burning coke on the catalyst. The catalyst sequentially passes through the heating zone and the oxidation zone below, with simultaneous desorption of the catalyst by the supplied air and gaseous oxidation products. Next, the oxidized catalyst containing a significant amount of adsorbed oxygen, hexavalent chromium oxide and residual adsorbed water enters the beaker 2 for preparing the catalyst through the means 16 for supplying the regenerated catalyst to the first catalyst desorption section 11 from the adsorbed water supplied with nitrogen through a tubular bubbler distributor 10. Having passed the indicated section in the downward flow to nitrogen supply mode, the catalyst stripped from water from the bottom of the section through the metering transfer openings 7 enters the bottom of the catalyst recovery section 13, in which the adsorbed oxygen is removed and CrO 3 is reduced to Cr 2 O 3 supplied through a bubbler natural methane-containing gas distributor 12. Section 15 of the final desorption of the catalyst from the reaction water adsorbed in the recovery section operates in a downward flow mode of the circulating catalyst to nitrogen supplied to the desorption through the bubbler distributor 14. The flow of nitrogen and pre-desorption products comes from section 11 of the preparation device to the regenerator. After the catalyst is restored in the upward flow mode with natural gas supplied, a part of the recovered catalyst from the top of the recovery section 13 is discharged through the final desorption section 15 and the pipe 17 for discharging the prepared catalyst into the reactor, and the part is returned to the upper part of the fluidized bed of the regenerator in the coke burning zone and supplied fuel gas through the collection chamber 8 and the pipe 9 together with the exhaust gases from sections 13 and 15 of the recovery-desorption preparation of the catalyst. This situation becomes possible in connection with the organization of the directed internal circulation of a portion of the reduced catalyst in the "catalyst recovery section-regenerator" system. The internal circulation of the catalyst part in the proposed catalyst preparation device according to the circuit shown in FIG. 1, is implemented by creating a circulation circuit with a lifting part of the circuit, including a fluidized bed of the recovery section 13, a collection chamber for collecting exhaust gases 8 and a pipe 9 for removing exhaust catalyst preparation gases together with the specified part of the circulating catalyst to the top of the fluidized bed of the regenerator in the coke burning zone and the supplied fuel gas, and with the pressure part of the circuit, including the fluidized bed section 11 of the preliminary desorption of the preparation device and the fluidized bed of the regenerator to the level of the upper end of the pipe s 9 at the top of the fluidized bed regenerator (FIG. 1, not shown). The sections of the circuit included in the pressure part of the internal circulation circuit preferably operate at lower linear gas flow rates and, accordingly, at higher catalyst concentrations than the sections included in the lifting part of the circuit, which creates the conditions for convective directional internal circulation of the reduced catalyst in the system "Catalyst recovery section-regenerator." The difference in hydrostatic heads of the lifting and pressure parts of the circulation circuit is the driving force of the internal directional circulation of the catalyst. It is possible to control the amount of directed internal circulation of the catalyst, for example, by changing the flow of flows into the preparation device or by using auxiliary blowing of small amounts of nitrogen into the pipe 9. In this case, a situation may occur with a decrease in internal circulation until it stops, which can lead to the release of the preparation through pipe 9 only gaseous products of preparation. During the implementation of exothermic reduction reactions along the fluidized bed of section 13, adiabatic heating of the circulating catalyst occurs with a rise in the temperature of the catalyst towards the end of the section depending on the content of hexavalent chromium oxide in the oxidized alumina-chromium catalyst, for example, to 20 ° C with a CrO content of 1.0 wt% . Thus, part of the recovered and heated catalyst is recycled to the regenerator for heat use, and the prepared catalyst from the lower part of the final catalyst desorption section 15 is transported through the pipe 17 to the reactor. The resulting regeneration gases, including the gases of recovery and desorption preparation of the catalyst after burning the combustible part in the regenerator heating zone, fall into the superlayer space of the regenerator and, after trapping small fractions of the catalyst carried away from the fluidized bed in cyclones (not shown in Fig. 1), leave the regenerator . The small fractions of the catalyst trapped in the cyclones are returned to the upper part of the fluidized bed of the regenerator through the dust risers, and the regeneration gases are supplied for cooling, sanitary cleaning of the catalyst dust and then discharged through the chimney into the atmosphere.

Таким образом, техническим результатом заявленного изобретения является увеличение эффективности восстановительно-десорбционной подготовки алюмохромовых катализаторов с увеличением их активности в процессах дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 при более компактной и технологичной схеме узла подготовки. Предлагаемое устройство для подготовки катализаторов может быть использовано для проектирования новых и модернизации действующих в промышленности производств.Thus, the technical result of the claimed invention is to increase the efficiency of the reduction-desorption preparation of chromium-chromium catalysts with an increase in their activity in the processes of dehydrogenation of C 3 -C 5 paraffin hydrocarbons with a more compact and technological scheme of the preparation unit. The proposed device for the preparation of catalysts can be used to design new and modernize existing industries.

Claims (10)

1. Способ восстановительно-десорбционной подготовки алюмохромового катализатора в процессах дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 с кипящим слоем при последовательном проведении циклов дегидрирования, регенерации и подготовки катализатора, циркулирующего в системе, содержащей реактор, регенератор (1) с нагревом катализатора в верхней части кипящего слоя путем сжигания кокса на поступающем из реактора отработанном катализаторе и подаваемого топливного газа с последующим окислением катализатора и десорбцией продуктов окисления подаваемым кислородсодержащим газом в нижней части кипящего слоя регенератора (1), а также устройство для подготовки регенерированного катализатора перед подачей его в реактор, осуществляемой путем последовательного восстановления катализатора газом-восстановителем и десорбции продуктов восстановления инертным газом, отличающийся тем, что регенерированный катализатор из нижней части кипящего слоя регенератора (1) подают в устройство, разделенное на три секции (11), (13), (15) с использованием перегородок (5), (6), причем сначала на предварительную десорбцию в верх первого кипящего слоя секции (11), продуваемого инертным газом противоточно к нисходящему потоку катализатора, затем на восстановление в низ второго кипящего слоя секции (13), продуваемого газом-восстановителем прямоточно с восходящим потоком катализатора и далее на заключительную десорбцию в верх третьего кипящего слоя секции (15), продуваемого инертным газом противоточно к нисходящему потоку катализатора.1. The method of reduction-desorption preparation of an aluminum-chromium catalyst in a dehydrogenation process of C 3 -C 5 paraffin hydrocarbons with a fluidized bed during successive cycles of dehydrogenation, regeneration and preparation of the catalyst circulating in a system containing a reactor, a regenerator (1) with heating of the catalyst in the upper part fluidized bed by burning coke on the spent catalyst coming from the reactor and supplied fuel gas, followed by oxidation of the catalyst and desorption of oxide products supplying oxygen-containing gas in the lower part of the fluidized bed of the regenerator (1), as well as a device for preparing the regenerated catalyst before feeding it into the reactor, carried out by sequential reduction of the catalyst with a reducing gas and desorption of the reduction products with an inert gas, characterized in that the regenerated catalyst from the lower parts of the fluidized bed of the regenerator (1) are fed into a device divided into three sections (11), (13), (15) using partitions (5), (6), and first to backward desorption to the top of the first fluidized bed of section (11), blown with an inert gas countercurrently to the catalyst downward flow, then to reduction to the bottom of the second fluidized bed of section (13), purged by the reducing gas directly with the catalyst upward flow and then to the final desorption to the top the third fluidized bed section (15), purged with an inert gas countercurrent to the downward flow of the catalyst. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что часть восстановленного катализатора после второго кипящего слоя секции (13) и заключительной десорбции в третьем кипящем слое секции (15) выпускают в реактор, а часть после второго кипящего слоя секции (13) повторно возвращают на регенерацию в верх кипящего слоя регенератора 1.2. The method according to p. 1, characterized in that part of the recovered catalyst after the second fluidized bed of section (13) and final desorption in the third fluidized bed of section (15) is discharged into the reactor, and part after the second fluidized bed of section (13) is recycled for regeneration to the top of the fluidized bed of the regenerator 1. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концентрацию катализатора в первом и третьем кипящем слое выдерживают в диапазоне от 600 до 1100 кг/м3, а во втором - в диапазоне от 200 до 850 кг/м3, при этом концентрация катализатора в первом и третьем кипящем слое больше, чем во втором.3. The method according to p. 1, characterized in that the concentration of the catalyst in the first and third fluidized bed is maintained in the range from 600 to 1100 kg / m 3 and in the second in the range from 200 to 850 kg / m 3 , the concentration more catalyst in the first and third fluidized bed than in the second. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газы восстановления и заключительной десорбции соответственно после второго и третьего кипящего слоя направляют в верхнюю часть кипящего слоя регенератора совместно с частью восстановленного катализатора.4. The method according to p. 1, characterized in that the recovery and final desorption gases, respectively, after the second and third fluidized bed are sent to the upper part of the fluidized bed of the regenerator together with part of the recovered catalyst. 5. Устройство для восстановительно-десорбционной подготовки алюмохромового катализатора дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 с кипящим слоем, состоящее из корпуса стакана (2) цилиндрической формы, установленного соосно цилиндрической обечайке корпуса регенератора (1) и соединенного верхним торцом с днищем (3) корпуса регенератора (1), а нижним торцом с дном (4) стакана (2), имеющее средство (16) для подачи регенерированного катализатора, барботеры-распределители (12) для подачи газа-восстановителя, барботеры-распределители (10) для подачи инертного газа, трубу (9) для отвода газообразных продуктов подготовки катализатора, патрубок (17) для выпуска подготовленного катализатора в реактор, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит установленную на дне (4) стакана (2) соосно с его корпусом первую перегородку (5), верхний торец которой расположен на уровне или выше верхнего торца корпуса стакана (2), а между корпусом стакана (2) и первой перегородкой (5) соосно установлена на дне (4) стакана (2) вторая перегородка (6), имеющая в нижней части отверстия (7) для перетока катализатора, и установленную на ее верхнем торце, расположенном выше верхнего торца первой перегородки (5), камеру (8) для сбора отходящих газов восстановительно-десорбционной подготовки катализатора в виде усеченного конуса с большим основанием, соединенным с верхним торцом второй перегородки (6), и с меньшим основанием, расположенным ниже секционирующих решеток (19) регенератора (1), направленным вверх и присоединенным к трубе (9) для отвода отходящих газов подготовки катализатора в верхнюю часть кипящего слоя регенератора (1) в зону сжигания кокса и подаваемого топливного газа, при этом между корпусом стакана (2) и второй перегородкой (6) ниже отверстий (7) для перетока катализатора установлены барботеры-распределители (10) для подачи инертного газа в секцию (11) первого кипящего слоя, которая имеет средство (16) для подачи регенерированного катализатора с низа регенератора (1) в верхнюю часть указанного слоя в виде открытого кольцевого пространства, расположенного под или над распределителем (18) подачи кислородсодержащего газа в регенератор (1) между второй перегородкой (6) и верхним торцом корпуса стакана (2), а между первой перегородкой (5) и второй перегородкой (6) ниже отверстия (7) для перетока катализатора установлен барботер-распределитель (12) для подачи газа-восстановителя в секцию (13) второго кипящего слоя, и в нижней центральной части кипящего слоя, ограниченного первой перегородкой (5) над дном (4) стакана (2) установлен барботер-распределитель (14) для подачи инертного газа в секцию (15) третьего кипящего слоя, которая имеет патрубок (17) для выпуска подготовленного катализатора из нижней части указанной секции, установленного в дне (4) стакана (2).5. A device for the recovery and desorption preparation of an aluminum-chromium catalyst for the dehydrogenation of C 3 -C 5 paraffin hydrocarbons with a fluidized bed, consisting of a barrel body (2) of a cylindrical shape mounted coaxially to the cylindrical shell of the regenerator body (1) and connected to the bottom with a bottom (3) the regenerator housing (1), and the bottom end (4) of the cup (2) having means (16) for supplying the regenerated catalyst, bubblers-distributors (12) for supplying a reducing gas, bubblers-distributors (10) for inert gas, a pipe (9) for discharging gaseous products of catalyst preparation, a pipe (17) for discharging the prepared catalyst into the reactor, characterized in that the device further comprises a first baffle mounted on the bottom (4) of the glass (2) coaxially with its body ( 5), the upper end of which is located at or above the upper end of the cup body (2), and between the cup body (2) and the first partition (5), a second partition (6) is coaxially mounted on the bottom (4) of the cup (2), having at the bottom of the hole (7) for the flow of catalysis ora, and installed on its upper end, located above the upper end of the first partition (5), a chamber (8) for collecting exhaust gases from the recovery-desorption preparation of the catalyst in the form of a truncated cone with a large base connected to the upper end of the second partition (6), and with a smaller base, located below the sectional grilles (19) of the regenerator (1), directed upwards and connected to the pipe (9) for exhausting the catalyst preparation exhaust gases to the upper part of the fluidized bed of the regenerator (1) in the coke burning zone and supplied fuel gas, while between the housing of the glass (2) and the second partition (6) below the holes (7) for the catalyst flow, bubbler distributors (10) are installed to supply inert gas to the first fluidized bed section (11), which has means ( 16) for supplying the regenerated catalyst from the bottom of the regenerator (1) to the upper part of the specified layer in the form of an open annular space located under or above the distributor (18) for supplying oxygen-containing gas to the regenerator (1) between the second partition (6) and the upper end to cup housing (2), and between the first partition (5) and the second partition (6) below the hole (7) for the catalyst flow, a bubbler distributor (12) is installed to supply the reducing gas to the second fluidized bed section (13), and the lower central part of the fluidized bed, limited by the first partition (5) above the bottom (4) of the glass (2) has a bubbler distributor (14) for supplying inert gas to the section (15) of the third fluidized bed, which has a pipe (17) for the release of prepared catalyst from the bottom of the specified section installed in bottom (4) cups (2). 6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что над уровнем ввода в верхнюю часть кипящего слоя регенератора продуктов подготовки катализатора и ниже уровня кипящего слоя регенератора установлена одна или две секционирующие решетки.6. The device according to claim 5, characterized in that one or two sectional gratings are installed above the input level into the upper part of the fluidized bed of the regenerator of catalyst preparation products and below the level of the fluidized bed of the regenerator. 7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что по высоте первого и/или третьего и/или второго кипящего слоя секций (11), (13), (15) расположены секционирующие решетки.7. The device according to claim 5, characterized in that sectional gratings are arranged along the height of the first and / or third and / or second fluidized bed of sections (11), (13), (15). 8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что в первом и/или третьем и/или втором кипящем слое расположена малообъемная насадка.8. The device according to p. 5, characterized in that in the first and / or third and / or second fluidized bed is a low-volume nozzle. 9. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что вертикальные перегородки (5), (6) имеют заданную форму.9. The device according to p. 5, characterized in that the vertical partitions (5), (6) have a given shape. 10. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что вертикальные перегородки (5), (6) имеют плоскую, цилиндрическую форму.10. The device according to p. 5, characterized in that the vertical partitions (5), (6) have a flat, cylindrical shape.
RU2019134524A 2019-10-28 2019-10-28 Method of preparing a catalyst in dehydrogenation of paraffin hydrocarbons c3-c5 and device for its implementation RU2710016C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134524A RU2710016C1 (en) 2019-10-28 2019-10-28 Method of preparing a catalyst in dehydrogenation of paraffin hydrocarbons c3-c5 and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134524A RU2710016C1 (en) 2019-10-28 2019-10-28 Method of preparing a catalyst in dehydrogenation of paraffin hydrocarbons c3-c5 and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2710016C1 true RU2710016C1 (en) 2019-12-24

Family

ID=69022878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019134524A RU2710016C1 (en) 2019-10-28 2019-10-28 Method of preparing a catalyst in dehydrogenation of paraffin hydrocarbons c3-c5 and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2710016C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773127C1 (en) * 2021-07-26 2022-05-30 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" Regenerator of the c3-c5 paraffin hydrocarbons dehydrogenation system with a fluidized catalyst bed

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2092522C1 (en) * 1995-06-30 1997-10-10 Александр Михайлович Окружнов Method and apparatus for processing hydrocarbon raw material
WO2017105283A1 (en) * 2015-12-14 2017-06-22 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" Method for producing с3 -с5 olefinic hydrocarbons
CN104549567B (en) * 2013-10-17 2017-07-25 中国石油化工股份有限公司 Reduce the catalyst recovery process of nitride in flue gas
CN107961744A (en) * 2016-10-19 2018-04-27 中国科学院大连化学物理研究所 It is a kind of to prepare propylene, the method for C4 hydro carbons and its device
RU2625880C9 (en) * 2016-06-09 2018-08-13 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" Reactor (variants) and method of fault diagnostics of optimisation of paraffin hydrocarbons c3-c5 dehydration reactor structure
RU2666541C1 (en) * 2017-12-04 2018-09-11 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" Method for obtaining olefin hydrocarbons

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2092522C1 (en) * 1995-06-30 1997-10-10 Александр Михайлович Окружнов Method and apparatus for processing hydrocarbon raw material
CN104549567B (en) * 2013-10-17 2017-07-25 中国石油化工股份有限公司 Reduce the catalyst recovery process of nitride in flue gas
WO2017105283A1 (en) * 2015-12-14 2017-06-22 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" Method for producing с3 -с5 olefinic hydrocarbons
RU2625880C9 (en) * 2016-06-09 2018-08-13 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" Reactor (variants) and method of fault diagnostics of optimisation of paraffin hydrocarbons c3-c5 dehydration reactor structure
CN107961744A (en) * 2016-10-19 2018-04-27 中国科学院大连化学物理研究所 It is a kind of to prepare propylene, the method for C4 hydro carbons and its device
RU2666541C1 (en) * 2017-12-04 2018-09-11 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" Method for obtaining olefin hydrocarbons

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773127C1 (en) * 2021-07-26 2022-05-30 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" Regenerator of the c3-c5 paraffin hydrocarbons dehydrogenation system with a fluidized catalyst bed

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2731380C2 (en) Integrated method of dehydration of c3-c4-hydrocarbons
RU2306974C2 (en) Method and device for deep catalytic cracking of hydrocarbon raw material
CN105849235B (en) A kind of catalytic cracking reaction renovation process
TWI664019B (en) Regenerator for catalysts
CN1263829C (en) Stripping process and apparatus
JP5030408B2 (en) Moving bed process for producing propylene and recycling a portion of spent catalyst
JP2937479B2 (en) Method and apparatus for dehydrogenating alkanes
CN103657744A (en) Catalyst regenerator and catalyst regeneration method of methyl alcohol aromatization process
RU2719490C1 (en) Device for preparation of catalyst in processes of dehydrogenation of paraffin hydrocarbons c3-c5
WO2017105283A1 (en) Method for producing с3 -с5 olefinic hydrocarbons
RU2746425C1 (en) Method for regeneration of chromium alumina catalyst and regenerator for its implementation
KR100985288B1 (en) System and method for selective component cracking to maximize production of light olefins
RU2710016C1 (en) Method of preparing a catalyst in dehydrogenation of paraffin hydrocarbons c3-c5 and device for its implementation
CN108654526B (en) Reactor capable of reducing back mixing and used for preparing olefin through alkane dehydrogenation and preparation method
US2801159A (en) Method for the catalytic decomposition of hydrocarbons by steam
TWI664020B (en) Regenerator for regenerating catalysts under different operating conditions
RU2710017C1 (en) Device for preparation of catalyst in processes of dehydrogenation of paraffin hydrocarbons c3-c5
JP2002241764A (en) Fluidized catalytic cracking process for heavy oil
JPH04322747A (en) Method and device for removing substance such as carbon substance from particles containing said substance
US2561408A (en) Catalyst regeneration
CN103788992A (en) Catalytic cracking method
US4861562A (en) Fluidized bed apparatus for the mixing of fluids and solids
US10550336B2 (en) Methods for catalytic cracking
RU2773016C1 (en) Regenerator of the paraffin hydrocarbons dehydrogenation system c3-c5 (variants)
RU2773127C1 (en) Regenerator of the c3-c5 paraffin hydrocarbons dehydrogenation system with a fluidized catalyst bed