RU2746425C1 - Method for regeneration of chromium alumina catalyst and regenerator for its implementation - Google Patents
Method for regeneration of chromium alumina catalyst and regenerator for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2746425C1 RU2746425C1 RU2020130476A RU2020130476A RU2746425C1 RU 2746425 C1 RU2746425 C1 RU 2746425C1 RU 2020130476 A RU2020130476 A RU 2020130476A RU 2020130476 A RU2020130476 A RU 2020130476A RU 2746425 C1 RU2746425 C1 RU 2746425C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- fluidized bed
- regenerator
- shell
- sectioning
- Prior art date
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
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/90—Regeneration or reactivation
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
- C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
- C07C5/333—Catalytic processes
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области нефтехимии, в частности к способу получения олефиновых углеводородов, используемых в дальнейшем для получения основных мономеров синтетического каучука, а также при производстве полипропилена, метил-трет-бутилового эфира и др.The present invention relates to the field of petrochemistry, in particular to a method for producing olefinic hydrocarbons used in the future to obtain basic monomers of synthetic rubber, as well as in the production of polypropylene, methyl tert-butyl ether, etc.
Известен способ получения олефиновых углеводородов путем дегидрирования соответствующих парафиновых углеводородов в системе реактор-регенератор с движущимся крупнозернистым катализатором (Я.Я. Кирнос, О.Б. Литвин «Современные промышленные методы синтеза бутадиена», Аналитические сопоставительные обзоры ЦНИИТЭНефтехим, серия «Производство синтетических каучуков», М., 1967, с. 81).A known method of producing olefinic hydrocarbons by dehydrogenation of the corresponding paraffinic hydrocarbons in the reactor-regenerator system with a moving coarse-grained catalyst (Ya.Ya. Kirnos, OB Litvin "Modern industrial methods of butadiene synthesis", Analytical comparative reviews of TsNIITENftekhim, series "Production of synthetic rubbers" , M., 1967, p. 81).
Недостатком этого способа является сложное аппаратурное оформление и невозможность создания установок большой производительности в связи с трудностями организации циркуляции крупнозернистого катализатора в системе реактор-регенератор.The disadvantage of this method is the complex hardware design and the impossibility of creating high-capacity installations due to the difficulties in organizing the circulation of the coarse-grained catalyst in the reactor-regenerator system.
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения олефиновых углеводородов дегидрированием соответствующих парафиновых углеводородов в кипящем слое мелкодисперсного алюмохромового катализатора с циркуляцией катализатора в системе реактор-регенератор (И.Л. Кирпичников и др. «Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука», Химия, Ленинград, 1986, стр. 8-12, 57-74). Регенерация катализатора в указанном способе дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 включает подачу смеси отработанного в реакторе катализатора и транспортного газа (воздуха) на верх кипящего слоя регенератора, контактирование катализатора в режиме противотока с подаваемым в низ кипящего слоя кислородсодержащим газом (воздухом) с использованием горизонтальных секционирующих решеток, подогрев катализатора путем сжигания кокса на отработанном катализаторе и подаваемого топливного газа в зоне подогрева в верхней части кипящего слоя и последующее окисление катализатора в зоне окисления в нижней части кипящего слоя регенератора при одновременной десорбции подаваемым воздухом образующейся при горении топливного газа, кокса и окислении катализатора реакционной воды, являющейся ядом для алюмохромового катализатора дегидрирования (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). При этом регенератор содержит цилиндрический корпус, патрубки ввода воздуха через распределитель в нижней части кипящего слоя, ввода топливного газа через горелочное устройство в верхней части кипящего слоя, циклоны с пылеспускными стояками, соединенные с трубопроводом вывода газов регенерации, в сепарационной зоне регенератора, транспортную трубу с распределителем катализатора в виде отбойного диска для ввода в сепарационную зону регенератора над уровнем кипящего слоя отработанного в реакторе катализатора в закоксованном и охлажденном в ходе эндотермической реакции дегидрирования виде и транспортного газа, секционирующие решетки, разделяющие кипящий слой на секции. Регенератор имеет расположенную в верхней части кипящего слоя зону подогрева катализатора путем выжига кокса из катализатора и сжигания в кипящем слое топливного газа, подаваемого в зону подогрева через горелочное устройство, представляющее собой систему горелок из перфорированных труб, а также зону окисления катализатора и десорбции продуктов окисления подаваемым в регенератор воздухом в нижней части кипящего слоя. Регенератор совмещен со встроенным в нижнюю часть корпуса регенератора стаканом восстановительно-десорбционной подготовки катализатора, имеющим в нижней части патрубки для ввода газа-восстановителя на восстановление катализатора, инертного газа на десорбцию продуктов восстановления и транспортную трубу для вывода подогретого, регенерированного и восстановленного катализатора в реактор.Closest to the proposed method is a method for producing olefinic hydrocarbons by dehydrogenation of the corresponding paraffinic hydrocarbons in a fluidized bed of a finely dispersed chromium alumina catalyst with circulation of the catalyst in the reactor-regenerator system (I.L. Kirpichnikov et al. "Album of technological schemes of the main production of the synthetic rubber industry", Chemistry, Leningrad , 1986, pp. 8-12, 57-74). Regeneration of the catalyst in the specified method for dehydrogenation of paraffinic hydrocarbons C 3 -C 5 includes supplying a mixture of spent catalyst and transport gas (air) to the top of the fluidized bed of the regenerator, contacting the catalyst in countercurrent mode with oxygen-containing gas (air) supplied to the bottom of the fluidized bed using horizontal sectioning grids, catalyst heating by burning coke on spent catalyst and supplied fuel gas in the heating zone in the upper part of the fluidized bed and subsequent oxidation of the catalyst in the oxidation zone in the lower part of the fluidized bed of the regenerator with simultaneous desorption by the supplied air of fuel gas, coke and oxidation of the catalyst of reaction water, which is a poison for the alumochromium catalyst for dehydrogenation (Minachev Kh.M. et al. Journal "Neftekhimiya", 1969, vol. 27, No. 5, p. 677; Tyuryaev I.Ya. "Theoretical foundations for the production of butadiene and isoprene methods of dehydrogenation ", Kiev, "Naukova Dumka", 1973, p. 153). In this case, the regenerator contains a cylindrical body, air inlet pipes through the distributor in the lower part of the fluidized bed, fuel gas inlet through the burner device in the upper part of the fluidized bed, cyclones with dust outlet risers connected to the regeneration gas outlet pipeline in the regenerator separation zone, a transport pipe with a catalyst distributor in the form of a baffle disk for introducing into the separation zone of the regenerator above the fluidized bed level spent in the reactor coked catalyst and cooled during the endothermic dehydrogenation reaction and transport gas, sectioning grids dividing the fluidized bed into sections. The regenerator has a catalyst heating zone located in the upper part of the fluidized bed by burning out coke from the catalyst and burning in the fluidized bed fuel gas supplied to the heating zone through a burner device, which is a system of burners made of perforated pipes, as well as a zone for catalyst oxidation and desorption of oxidation products supplied into the regenerator with air at the bottom of the fluidized bed. The regenerator is combined with a nozzle for reduction-desorption preparation of the catalyst built into the lower part of the regenerator body, which has in the lower part nozzles for inlet of a reductant gas for catalyst reduction, an inert gas for desorption of reduction products and a transport pipe for output of the heated, regenerated and reduced catalyst to the reactor.
К основным недостаткам известного регенератора следует отнести:The main disadvantages of the known regenerator include:
- повышенный расход катализатора, связанный с захватом большого количества частиц циркулирующего катализатора потоком газов регенерации на выходе катализатора из распределителя в сепарационную зону регенератора, что увеличивает унос катализатора из системы;- increased catalyst consumption associated with the capture of a large number of particles of the circulating catalyst in the stream of regeneration gases at the outlet of the catalyst from the distributor into the separation zone of the regenerator, which increases the carryover of the catalyst from the system;
- эрозия распределителя при ударном воздействии потока циркулирующего катализатора на поверхность отбойного диска распределителя;- erosion of the distributor due to the impact of the flow of the circulating catalyst on the surface of the baffle disk of the distributor;
- высокий расход воздуха в регенератор, связанный с неиспользованием потенциала подаваемого на транспорт катализатора воздуха, который, примешиваясь в сепарационной зоне регенератора к газу регенерации, балластирует последний и не участвует в процессе регенерации, увеличивая также унос катализатора из системы;- high air consumption in the regenerator associated with the non-use of the potential of the air supplied to the catalyst transport, which, mixing in the regenerator separation zone with the regeneration gas, ballasts the latter and does not participate in the regeneration process, also increasing the catalyst carryover from the system;
- жесткий режим подогрева катализатора в регенераторе, связанный с большим перепадом температуры при подогреве, достигающим 100-150°С (в зависимости от подаваемого на дегидрирование парафина температура поступающего из реактора катализатора составляет 500-550°С при температуре кипящего слоя в зоне подогрева 640-660°С), что способствует разрушению катализатора и, соответственно, увеличивает его расход при быстро сменяющихся циклах дегидрирования и регенерации (циклах охлаждения и подогрева);- a hard mode of heating the catalyst in the regenerator, associated with a large temperature drop during heating, reaching 100-150 ° C (depending on the paraffin supplied for dehydrogenation, the temperature of the catalyst coming from the reactor is 500-550 ° C at a fluidized bed temperature in the heating zone 640- 660 ° C), which contributes to the destruction of the catalyst and, accordingly, increases its consumption during rapidly changing cycles of dehydrogenation and regeneration (cooling and heating cycles);
- значительные тепловые неравномерности в зоне подогрева катализатора, связанные с неравномерным распределением и горением газообразного топливного газа в объеме кипящего слоя зоны подогрева и с неравномерным распределением поступающего из реактора закоксованного и охлажденного катализатора, что, в совокупности с недостаточным уровнем перемешивания катализатора в кипящем слое зоны подогрева, увеличивает расход катализатора вследствие его термической дезактивации при перегреве в локальных участках горения, а также вследствие высокого времени пребывания катализатора в высокотемпературной зоне подогрева, что, кроме того, требует повышенной подачи воздуха для обеспечения полного сгорания подаваемого топливного газа, увеличения объема зоны подогрева и, соответственно, количества катализатора, загружаемого в регенератор;- significant thermal irregularities in the catalyst heating zone associated with the uneven distribution and combustion of gaseous fuel gas in the volume of the fluidized bed of the heating zone and with the uneven distribution of the coked and cooled catalyst coming from the reactor, which, together with an insufficient level of catalyst mixing in the fluidized bed of the heating zone , increases the consumption of the catalyst due to its thermal deactivation during overheating in local combustion areas, as well as due to the long residence time of the catalyst in the high-temperature heating zone, which, in addition, requires an increased air supply to ensure complete combustion of the supplied fuel gas, an increase in the volume of the heating zone, and, accordingly, the amount of catalyst loaded into the regenerator;
- недостаточная активность регенерированного катализатора в связи с неэффективностью десорбции реакционной воды, образующейся в зоне подогрева катализатора при сгорании кокса и подаваемого топливного газа.- insufficient activity of the regenerated catalyst due to the ineffectiveness of the desorption of the reaction water formed in the catalyst heating zone during the combustion of coke and the supplied fuel gas.
Целью настоящего изобретения является повышение эффективности регенерации катализатора в процессах дегидрирования парафиновых углеводородов за счет увеличения активности катализатора, снижения расхода катализатора, кислородсодержащего газа на регенерацию, эрозии элементов конструкции регенератора.The aim of the present invention is to improve the efficiency of catalyst regeneration in the processes of dehydrogenation of paraffinic hydrocarbons by increasing the activity of the catalyst, reducing the consumption of the catalyst, oxygen-containing gas for regeneration, erosion of the elements of the regenerator structure.
Указанная цель достигается способом регенерации катализатора в процессах дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 с кипящим слоем алюмохромового катализатора, циркулирующего в системе реактор-регенератор, включающий подачу смеси отработанного в реакторе катализатора и транспортного газа на верх кипящего слоя регенератора, контактирование катализатора с подаваемым под кипящий слой кислородсодержащим газом при использовании секционирующих решеток с противоточным движением через них катализатора и газа, подогрев катализатора в зоне подогрева катализатора 10 в верхней части кипящего слоя путем сжигания кокса на отработанном катализаторе и подаваемого топливного газа, последующее окисление катализатора с десорбцией продуктов окисления подаваемым кислородсодержащим газом в зоне окисления 11 в нижней части кипящего слоя регенератора и дальнейший вывод регенерированного катализатора на восстановительно-десорбционную подготовку перед подачей его в реактор, в котором подогрев катализатора проводят в режиме рециркуляции части циркулирующего катализатора при использовании вертикальной перегородки, разделяющей кипящий слой зоны подогрева катализатора 10 на напорную 18 и подъемную 17 секции, и подачи смеси отработанного катализатора и транспортного газа в низ подъемной секции 17.This goal is achieved by the method of catalyst regeneration in the processes of dehydrogenation of C 3 -C 5 paraffinic hydrocarbons with a fluidized bed of a chromium alumina catalyst circulating in the reactor-regenerator system, including feeding a mixture of spent catalyst and transport gas to the top of the fluidized bed of the regenerator, contacting the catalyst with the feed under fluidized bed with oxygen-containing gas when using sectioning grids with countercurrent movement of catalyst and gas through them, heating the catalyst in the heating zone of
В качестве транспортного газа могут использовать воздух или смесь воздуха и азота.Air or a mixture of air and nitrogen can be used as a transport gas.
В низ подъемной секции 17 могут дополнительно подавать воздух и/или азот и/или окись углерода и/или двуокись углерода.In addition, air and / or nitrogen and / or carbon monoxide and / or carbon dioxide can be supplied to the bottom of the
Предлагается также регенератор системы дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 с кипящим слоем мелкозернистого алюмохромового катализатора, включающий цилиндрический корпус 1, трубопровод 2 с распределителем 3 для подачи под кипящий слой кислородсодержащего газа, трубопровод 4 для ввода на сжигание топливного газа в горелочное устройство, состоящее из горелок 5, расположенных в верхней части кипящего слоя, патрубок 6 и трубопровод 37 для вывода газов регенерации в верхней части корпуса 1 регенератора, транспортную трубу 7, расположенную соосно корпусу 1 регенератора, для ввода в верхнюю часть кипящего слоя смеси отработанного в реакторе катализатора и транспортного газа через трубопровод 8, содержащий расположенные последовательно сверху вниз зону подогрева катализатора 10 путем выжига кокса из подаваемого отработанного катализатора и сжигания подаваемого в горелки 5 топливного газа в верхней части кипящего слоя и зону окисления катализатора и десорбции продуктов окисления катализатора 11 подаваемым в регенератор кислородсодержащим газом в нижней части кипящего слоя с горизонтальными секционирующими решетками 9, содержащий также встроенный в нижнюю часть корпуса 1 регенератора стакан восстановительно-десорбционной подготовки регенерированного катализатора 12 с трубопроводами 13 и 14 для подачи соответственно газа-восстановителя и инертного газа, а также патрубок 15 для вывода подогретого, регенерированного и восстановленного катализатора в реактор, в котором в зоне подогрева катализатора 10, над секционирующими решетками 9 зоны окисления катализатора 11, устанавливают соосно корпусу 1 регенератора вертикальную перегородку в виде цилиндрической обечайки 16, разделяющей кипящий слой зоны подогрева катализатора 10 на подъемную 17 и напорную 18 секции, при этом верхний торец 20 транспортной трубы 7 расположен выше нижнего торца 19 обечайки 16 или соединен с нижним торцом 19 обечайки 16 через усеченный конус 24, в нижней части обечайки 16 расположено по крайней мере одно нижнее переточное отверстие 36 или несколько нижних переточных отверстий 26, а верхний торец 21 обечайки 16 расположен выше горелок 5.Also proposed is a regenerator of the C 3 -C 5 paraffinic hydrocarbon dehydrogenation system with a fluidized bed of fine-grained chromium alumina catalyst, including a
Верхний торец 20 транспортной трубы 7 может быть расположен выше нижнего торца 19 обечайки 16 и входить в нижнюю часть обечайки 16 с образованием между стенкой обечайки 16 и стенкой транспортной трубы 7 нижнего переточного отверстия 36 в виде открытой кольцеобразной щели.The
В нижней части подъемной секции 17 ниже верхнего торца 20 транспортной трубы 7 может быть расположен распределитель 27, соединенный с трубопроводом 28 для подачи дополнительного воздуха и/или азота и/или окиси углерода и/или двуокиси углерода.In the lower part of the
Нижняя часть обечайки 16 может иметь сужение в виде усеченного конуса 24 с образующей конуса направленной вниз, соединенного большим основанием с нижним торцом 19 обечайки 16, и кольца 25, прикрепленного к меньшему основанию конуса, при этом верхний торец 20 транспортной трубы 7 входит соосно в нижнюю часть обечайки 16 с образованием между стенкой кольца 25 и стенкой трубы 7 нижнего переточного отверстия 36 в виде открытой кольцеобразной щели.The lower part of the
Нижняя часть обечайки 16 может иметь сужение в виде усеченного конуса 24 с образующей конуса направленной вниз, соединенного большим основанием с нижним торцом 19 обечайки 16, а меньшим основанием с верхним торцом 20 транспортной трубы 7, при этом в нижней части обечайки 16 над ее нижним торцом 19 расположены нижние переточные отверстия 26.The lower part of the
Обечайка 16 может быть жестко соединена с транспортной трубой 7 с помощью плоских, расположенных вертикально и направленных при этом радиально пластин 22.The
Верхний торец 21 обечайки 16 может быть расположен ниже или выше уровня кипящего слоя 29.The
В стенке обечайки 16 ниже уровня кипящего слоя 29 над горелками 5 могут быть расположены верхние переточные отверстия 30, при этом верхний торец 21 обечайки 16 расположен выше уровня кипящего слоя 29.In the wall of the
Над верхним торцом 21 обечайки 16 на некотором расстоянии от него может быть установлен конус-отражатель 31 с вершиной, направленной вверх.Above the
Диаметр основания конуса-отражателя 31 может быть больше, чем диаметр обечайки 16.The diameter of the base of the
К конусу-отражателю 31 может быть прикреплен своим основанием конус-отбойник 32, который направлен вершиной вниз и установлен по центру над открытым верхним торцом 21 обечайки 16, при этом отношение диаметра основания конуса-отбойника 32 к диаметру обечайки 16 находится в диапазоне от 0,3 до 0,9.A
В зоне окисления катализатора 11 могут быть установлены 3-6 секционирующих решеток 9.In the oxidation zone of the
В напорной секции 18 зоны подогрева катализатора 10 могут быть установлены 1-3 секционирующие решетки 23.In the
Расстояние между секционирующими решетками 23 зоны подогрева 11, а также между нижней решеткой 23 зоны подогрева катализатора 10 и верхней секционирующей решеткой 9 зоны окисления катализатора 11 может быть больше, чем расстояние между секционирующими решетками 9 зоны окисления катализатора 11.The distance between the sectioning
Открытая поверхность секционирующих решеток 23 зоны подогрева катализатора 10 может быть больше, чем открытая поверхность секционирующих решеток 9 зоны окисления катализатора 11.The open surface of the sectioning
Горелочное устройство может иметь 1-3 яруса горелок 5, расположенных по высоте напорной секции 18 зоны подогрева катализатора 10.The burner device can have 1-3 tiers of
Над каждым ярусом горелок 5 может быть расположена секционирующая решетка 23 зоны подогрева катализатора 10.Above each tier of
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 feedstock for dehydrogenation can be used paraffinic hydrocarbons C 3 -C 5 , such as, for example, isobutane, n-butane, isopentane, propane with a paraffin content in the feed, preferably 95-99 wt. %, as well as a mixture of these paraffinic hydrocarbons.
При осуществлении предлагаемого способа регенерации катализатора в систему реактор-регенератор может быть загружен алюмохромовый катализатор, содержащий Cr2O3 - 13-25 мас. %, K2O - 1,0-3,0 мас. %, SiO2 - 1,0-10,0 мас. %, Al2O3 - остальное, при содержании в окисленном состоянии CrO3 - 0,25-3,5 мас. %, например, промышленный катализатор типа АОК 73-24.When implementing the proposed method for the regeneration of the catalyst in the system of the reactor-regenerator can be loaded with a chromium alumina catalyst containing Cr 2 O 3 - 13-25 wt. %, K 2 O - 1.0-3.0 wt. %, SiO 2 - 1.0-10.0 wt. %, Al 2 O 3 - the rest, with the content in the oxidized state of CrO 3 - 0.25-3.5 wt. %, for example, an industrial catalyst of the AOK 73-24 type.
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.By spent catalyst is meant the catalyst that has been used in the dehydrogenation reactor, has been stripped, for example, using nitrogen to remove hydrocarbons from the catalyst, and, cooled during the endothermic dehydrogenation reaction, coked and reduced, is sent to a regenerator.
Кислородсодержащий газ для подачи в регенератор предпочтительно 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. %.The oxygen-containing gas for feeding into the regenerator may preferably contain air, air enriched with oxygen (mixing air and oxygen), nitrogen-oxygen mixtures of various origins, obtained, for example, when obtaining high-purity nitrogen in air separation plants, etc. Oxygen concentration in oxygen-containing gases fed to the regeneration of the catalyst is limited by the conditions for maintaining the safety of the process with the preferred range from 23 to 50 wt. %.
В качестве топливного газа для сжигания в зоне нагрева катализатора в регенераторе, а также в качестве газа-восстановителя для подачи в стакан восстановительно-десорбционной подготовки катализатора предпочтительно использование природного метансодержащего газа, абгазов процессов дегидрирования.It is preferable to use natural methane-containing gas, off-gases from dehydrogenation processes, as a fuel gas for combustion in the catalyst heating zone in the regenerator, and also as a reducing gas for feeding the catalyst into a glass for reduction-desorption preparation of the catalyst.
В качестве дополнительного газа, подаваемого в подъемную секцию зоны подогрева регенератора, может быть использован воздух или инертный газ, предпочтительно азот или повторно используемые газообразные продукты сгорания. В указанной секции происходит десорбция рециркулирующего катализатора от реакционной воды, образующейся при сгорании кокса и топливного газа. Для ускорения десорбции целесообразно вводить в инертный газ добавки, взаимодействующие с поверхностным кислородом катализатора, но не образующие при этом воды, например, окись углерода (Novak S., Viewig Н., Chem. Tehn., 1970, Bd. 22, №2, p. 94).Air or an inert gas, preferably nitrogen or recycled combustion gases, can be used as an additional gas supplied to the lifting section of the preheating zone of the regenerator. In this section, the recirculating catalyst is desorbed from the reaction water formed during the combustion of coke and fuel gas. To accelerate desorption, it is advisable to introduce additives into the inert gas that interact with the surface oxygen of the catalyst, but do not form water, for example, carbon monoxide (Novak S., Viewig N., Chem. Tehn., 1970, Bd. 22, No. 2, p. 94).
Регенерация катализатора, включающая в себя выжиг кокса, подогрев катализатора и его окисление может осуществляться при температуре 640-660°С и объемной скорости подачи кислородсодержащего газа 100-500 час-1 (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. 11.09.2018).Regeneration of the catalyst, including burning out coke, heating the catalyst and its oxidation can be carried out at a temperature of 640-660 ° C and a space velocity of the oxygen-containing gas supply of 100-500 h -1 (patent RU 2666541, IPC
Секционирующие решетки для организации кипящего слоя в напорной секции регенератора предпочтительно использовать щелевой конструкции. Решетки могут быть изготовлены из отдельных пластин, уголков, труб и др.Sectioning grids for organizing the fluidized bed in the pressure section of the regenerator are preferably slotted. Grilles can be made from individual plates, corners, pipes, etc.
Предпочтительное соотношение площади поперечного сечения подъемной секции и напорной секции может составлять от (0,008:1,0) до (0,1:1,0) в зависимости от конфигурации блока реактор-регенератор (параллельное расположение регенератора и реактора, соосное расположение регенератора над реактором и т.д.) и использования для циркуляции катализатора, например, системы пневмотранспорта с высокой концентрацией катализатора или с разреженной концентрацией. Скорость транспортного газа в циркуляционной трубе может составлять 4,0-8,0 м/с при транспорте с высокой концентрацией катализатора и до 20,0 м/с и выше при транспорте с разреженной концентрацией катализатора (И.М. Разумов, «Псевдоожижение и пневмотранспорт сыпучих материалов», Москва, Издательство «Химия», 1972, стр. 201-235).The preferred ratio of the cross-sectional area of the lifting section and the pressure section can be from (0.008: 1.0) to (0.1: 1.0) depending on the configuration of the reactor-regenerator unit (parallel arrangement of the regenerator and the reactor, coaxial arrangement of the regenerator above the reactor etc.) and use for catalyst circulation, for example, a pneumatic conveying system with a high concentration of catalyst or with a diluted concentration. The velocity of the transport gas in the circulation pipe can be 4.0-8.0 m / s for transport with a high catalyst concentration and up to 20.0 m / s and higher for transport with a rarefied catalyst concentration (I.M. Razumov, "Fluidization and pneumatic transport of bulk materials ", Moscow, Publishing house" Chemistry ", 1972, pp. 201-235).
Поверхностная скорость газа в подъемной секции обычно выше 0,7 м/с и более, предпочтительно составляет 1,0-8,0 м/с. Скорость газового потока в подъемной секции (включающего транспортный газ из циркуляционной трубы и поток дополнительного газа) устанавливается больше, чем скорость в напорной секции, определяемая режимом работы регенератора. Соответственно, концентрация катализатора в подъемной секции установится меньше, чем в напорной, что обеспечит разность гидростатических напоров кипящего слоя в указанных секциях и возникновение направленной внутренней циркуляции катализатора в системе «подъемная секция-напорная секция» зоны подогрева катализатора. Концентрацию катализатора в напорной секции предпочтительно выдерживать в диапазоне 500-900 кг/м3, а в подъемной - 200-650 кг/м3, с соблюдением условия, что концентрация катализатора в напорной секции больше, чем в подъемной. Возможности достижения соответствующих концентраций катализатора в секциях зоны подогрева при рабочих условиях осуществления процесса (температура, давление, скорости газа, гидродинамические характеристики катализатора, величина загрузки катализатора в систему, размеры кипящего слоя и др.) проиллюстрированы в работе С.М. Комаров и др., «Модель расширения псевдоожиженного слоя», журнал «Теоретические основы химической технологии», 1983, том XVII, №6, стр. 808-812). Возможности организации направленной внутренней циркуляции катализатора в зоне подогрева катализатора с использованием вертикальной перегородки с переточными отверстиями в кипящем слое указанной зоны, обеспечения величины требуемой циркуляции катализатора через переточные отверстия, расчета размера переточных отверстий и т.д. 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, стр. 702-706). Переточные отверстия в перегородках должны быть достаточно малыми для предотвращения массового перетока газа совместно с рециркулирующим катализатором. С другой стороны, эти отверстия должны быть достаточно большими для обеспечения максимально свободного перетока частиц катализатора через отверстия. Переточные отверстия могут иметь форму круга, треугольника, прямоугольника, квадрата и др. и предпочтительно должны быть равномерно расположены по периметру нижней части перегородки, в сечении расположенном горизонтально. Переточные отверстия в виде открытой кольцеобразной щели предпочтительно должны иметь равномерную ширину щели по окружности кольца в горизонтальном сечении.The surface gas velocity in the lifting section is usually above 0.7 m / s or more, preferably 1.0 to 8.0 m / s. The speed of the gas flow in the lifting section (including the transport gas from the circulation pipe and the flow of additional gas) is set higher than the speed in the pressure section, which is determined by the operating mode of the regenerator. Accordingly, the concentration of the catalyst in the lifting section will be lower than in the pressure section, which will provide the difference in the hydrostatic heads of the fluidized bed in these sections and the occurrence of directed internal circulation of the catalyst in the "lifting section-pressure section" system of the catalyst heating zone. It is preferable to maintain the catalyst concentration in the head section in the range of 500-900 kg / m 3 , and in the lifting section - 200-650 kg / m 3 , subject to the condition that the catalyst concentration in the head section is higher than in the lifting section. The possibilities of achieving the corresponding concentrations of the catalyst in the sections of the heating zone under the operating conditions of the process (temperature, pressure, gas velocities, hydrodynamic characteristics of the catalyst, the amount of catalyst loading into the system, the size of the fluidized bed, etc.) are illustrated in the work of 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). Possibilities of organizing directed internal circulation of the catalyst in the catalyst heating zone using a vertical baffle with overflow holes in the fluidized bed of this zone, ensuring the required catalyst circulation through the overflow holes, calculating the size of the overflow holes, etc. presented in the work of S.M. Komarov et al. "Investigation of the directed circulation of the catalyst in fluidized bed reactors", the journal "Theoretical Foundations of Chemical Technology", 1982, volume XVI, No. 5, pp. 702-706). The overflow holes in the baffles should be small enough to prevent massive gas overflow in conjunction with the recirculating catalyst. On the other hand, these openings must be large enough to ensure the maximum free flow of catalyst particles through the openings. The overflow holes can be in the form of a circle, triangle, rectangle, square, etc. and should preferably be evenly spaced along the perimeter of the lower part of the partition, in a horizontal section. The overflow holes in the form of an open annular slot should preferably have a uniform slot width around the circumference of the ring in a horizontal section.
На фиг. 1-3 представлены схемы, иллюстрирующие предлагаемый способ регенерации катализатора и регенератор для его осуществления.FIG. 1-3 are diagrams illustrating the proposed catalyst regeneration method and a regenerator for its implementation.
На фиг. 1 изображен предлагаемый регенератор системы дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 с кипящим слоем мелкозернистого алюмохромового катализатора, включающий цилиндрический корпус 1, трубопровод подачи кислородсодержащего газа 2 через распределитель 3, трубопровод ввода топливного газа 4 через горелочное устройство, содержащее расположенные в три яруса по высоте горелки 5, трубопровод 37 вывода газов регенерации через патрубок 6, транспортную трубу 7 с трубопроводом 8 для ввода в регенератор отработанного в реакторе катализатора и транспортного газа (воздух + азот), горизонтальные секционирующие решетки 9 в зоне окисления катализатора и десорбции продуктов окисления 11 и зону подогрева катализатора 10. В нижнюю часть корпуса регенератора встроен стакан восстановительно-десорбционной подготовки регенерированного катализатора 12 с трубопроводами 13 и 14 для подачи соответственно газа-восстановителя и инертного газа, а также с патрубком 15 для вывода подогретого, регенерированного и восстановленного катализатора через трубопровод 38 в реактор. В зоне подогрева катализатора 10 над секционирующими решетками 9 зоны окисления катализатора 11 установлена вертикальная перегородка в виде цилиндрической обечайки 16 с верхним торцом 21 и нижним 19. Перегородка разделяет кипящий слой зоны подогрева катализатора 10 на подъемную 17 и напорную 18 секции. Нижний торец 19 обечайки 16 расположен выше секционирующих решеток 9 зоны окисления катализатора 11. Верхний торец 20 транспортной трубы 7 входит соосно в нижнюю часть обечайки 16 с образованием между стенкой обечайки и стенкой трубы переточного отверстия 36 в виде открытой кольцеобразной щели. Верхний торец 21 обечайки 16 расположен выше горелок 5 и выше уровня кипящего слоя катализатора 29 в напорной секции 18 зоны подогрева катализатора 10. В нижней части подъемной секции 17 расположен распределитель 27, соединенный с трубопроводом 28 для подачи дополнительного воздуха и/или окиси углерода и/или двуокиси углерода.FIG. 1 shows the proposed regenerator of the C 3 -C 5 paraffinic hydrocarbon dehydrogenation system with a fluidized bed of fine-grained chromium alumina catalyst, including a
На фиг. 2 изображен вариант зоны подогрева катализатора, в котором нижняя часть обечайки 16 имеет сужение в виде усеченного конуса 24 и кольца 25, с образованием между стенкой кольца 25 и стенкой транспортной трубы 7 нижнего переточного отверстия 36 в виде открытой кольцеобразной щели. В нижней части подъемной секции 17 расположен распределитель 27, соединенный с трубопроводом 28 для подачи дополнительного воздуха и/или окиси углерода и/или двуокиси углерода. Верхний торец 21 обечайки 16 расположен выше уровня кипящего слоя 29. В стенке обечайки 16 ниже уровня кипящего слоя 29 над верхней секционирующей решеткой 23 расположены верхние переточные отверстия 30. Над верхним торцом 21 обечайки 16 на расстоянии от него установлен конус-отражатель 31 с вершиной, направленной вверх. Диаметр основания конуса-отражателя 31 больше, чем диаметр обечайки 16. К конусу-отражателю 31 прикреплен своим основанием конус-отбойник 32, который направлен вершиной вниз и установлен по центру над открытым верхним торцом 21 обечайки 16. В напорной секции 18 зоны подогрева катализатора 10 установлена одна секционирующая решетка 23. Расстояние «А» между секционирующей решеткой 23 в зоне подогрева катализатора 10 и верхней секционирующей решеткой 9 зоны окисления катализатора 11 больше, чем расстояние «В» между секционирующими решетками 9 в зоне окисления катализатора 11. Открытая поверхность секционирующей решетки 23 в зоне подогрева 10 больше, чем открытая поверхность секционирующих решеток 9 в зоне окисления катализатора 11. Горелочное устройство имеет один ярус горелок 5 расположенных под секционирующей решеткой 23 зоны подогрева катализатора 10. На верхнем торце 21 обечайки 16 установлен диск 35, окружающий отверстие обечайки 16 с образованием между диском 35 и конусом-отражателем 31 открытого кольцеобразного пространства 33. Обечайка 16 соединена с транспортной трубой 7 посредством соединительных пластин 22.FIG. 2 shows a variant of the catalyst heating zone, in which the lower part of the
На фиг. 3 изображен вариант зоны подогрева катализатора, в котором нижняя часть обечайки 16 имеет сужение в виде усеченного конуса 24, соединенного большим основанием с нижним торцом 19 обечайки 16, а меньшим основанием с верхним торцом 20 транспортной трубы 7, при этом в нижней части обечайки 16 над ее нижним торцом 19 расположены нижние переточные отверстия 26. Над верхним торцом 21 обечайки 16, расположенном ниже уровня кипящего слоя 29, на расстоянии от него установлен конус-отражатель 31 с вершиной, направленной вверх. В напорной секции 18 зоны подогрева катализатора 10 установлены две секционирующие решетки 23. Расстояние «А» между секционирующими решетками 23 в зоне подогрева катализатора 10, а также между нижней секционирующей решеткой 23 и верхней секционирующей решеткой 9 зоны окисления катализатора 11 (на фиг. 3 не показано) больше, чем расстояние «В» между секционирующими решетками 9 в зоне окисления катализатора 11. Открытая поверхность секционирующих решеток 23 в зоне подогрева катализатора 10 больше, чем открытая поверхность секционирующих решеток 9 в зоне окисления катализатора 11. Горелочное устройство имеет два яруса горелок 5, расположенных под секционирующими решетками 23 зоны подогрева катализатора 10.FIG. 3 shows a variant of the catalyst heating zone, in which the lower part of the
Предлагаемый регенератор работает следующим образом. Смесь отработанного катализатора и транспортного газа (воздух + азот) из реактора дегидрирования изобутана с кипящим слоем алюмохромового катализатора АОК 73-24, работающего при нагрузке по сырью 26 т/час, поступает в верхнюю часть кипящего слоя регенератора в зону подогрева катализатора 10 в режиме восходящего потока по транспортной трубе 7 (фиг. 1-3). Под кипящий слой катализатора в регенераторе по трубопроводу 2 через распределитель 3 на регенерацию катализатора подается воздух. Поток катализатора и транспортного газа выходит из транспортной трубы 7 в объем подъемной секции 17 зоны подогрева катализатора 10 регенератора при скорости транспортного газа 6,37 м/с, характерной для используемой системы транспорта катализатора с плотной концентрацией в U-образных транспортных трубах, и катализатора, циркулирующего со скоростью 218,8 т/час. Поток транспортного газа расширяется в поперечном сечении центральной части кипящего слоя зоны подогрева катализатора 10, ограниченной обечайкой 16, и далее смешивается с дополнительно подаваемым по трубопроводу 28 через распределитель 27 азотом. Полученная смесь указанных газов проходит подъемную секцию 17 при общей подаче воздуха 945 кг/час и азота 1100 кг/час при скорости 2,5 м/с с концентрацией катализатора в секции 500 кг/м3 и выходит в сепарационную зону регенератора 34 с верха секции. Режим работы напорной секции 18 определяется режимом работы регенератора (соответствующим подаче в реактор сырья в количестве 26 т/час) при подаче в регенератор воздуха в количестве 21,7 т/час, природного метансодержащего газа по трубопроводу 4 через горелки 5 в зону подогрева катализатора 10 в количестве 770 кг/час и по трубопроводу 13 в зону восстановительно-десорбционной подготовки катализатора в количестве 152 кг/час, а также по трубопроводу 14 азота в количестве 225 кг/час. Соответственно поверхностная скорость газов в напорной секции 18 составляет 0,65 м/с, а концентрация катализатора в кипящем слое 760 кг/м3. Создаваемая при этом разность концентраций катализатора в секциях зоны подогрева катализатора 10 обеспечивает разность гидростатических напоров кипящего слоя в указанных секциях и возникновение направленной внутренней рециркуляции катализатора в системе «подъемная секция - напорная секция» зоны подогрева катализатора. Лимитирующим участком рециркуляционного контура являются нижние переточные отверстия 36 в виде открытой кольцеобразной щели (фиг. 1 и 2), или отверстия 26 (фиг. 3) через которые часть циркулирующего в системе реактор-регенератор катализатора рециркулирует из напорной секции 18 в подъемную секцию 17. Поток катализатора из подъемной секции 17 выходит в верхнюю часть кипящего слоя и далее в напорную секцию 18 через расположенный выше уровня кипящего слоя 29 в напорной секции 18 верхний торец 21 обечайки 16 (фиг. 1), или через расположенный ниже уровня кипящего слоя верхний торец 21 обечайки 16 (фиг. 3). Представленный на фиг. 2 вариант конструкции подъемной секции обеспечивает раздельный выпуск катализатора в верхнюю часть кипящего слоя напорной секции 18 через верхние переточные отверстия 30 и выпуск газа в сепарационную зону регенератора 34 через открытое кольцеобразное пространство 33 распределителя, состоящего из диска 35 и конуса-отражателя 31 с конусом-отбойником 32 при расположении верхнего торца 21 обечайки 16 над уровнем кипящего слоя в напорной секции 18.The proposed regenerator operates as follows. A mixture of spent catalyst and transport gas (air + nitrogen) from the reactor for isobutane dehydrogenation with a fluidized bed of chromium alumina catalyst AOK 73-24, operating at a feed load of 26 t / h, enters the upper part of the fluidized bed of the regenerator into the
Подаваемый в регенератор воздух проходит кипящий слой регенератора, секционированный горизонтальными решетками противоточно к опускающемуся вниз циркулирующему катализатору. Для нагрева циркулирующего катализатора и обеспечения теплом эндотермической реакции дегидрирования в реакторе по трубопроводу 4 в верхнюю часть кипящего слоя регенератора через горелочное устройство 5, расположенное в напорной секции 18 зоны подогрева катализатора 10, подают природный метансодержащий газ на сжигание в потоке подаваемого в регенератор воздуха при одновременном выжиге кокса на катализаторе. Катализатор последовательно проходит зоны подогрева катализатора 10, окисления и десорбции катализатора от продуктов окисления И, а далее восстановления катализатора и десорбции продуктов восстановления в стакане 12 восстановительно-десорбционной подготовки катализатора. Окисленный катализатор проходит через стакан 12 для удаления адсорбированного кислорода и восстановления шестивалентного хрома катализатора до трехвалентного. Для этих целей в стакан 12 по трубопроводу 13 подается газ-восстановитель (природный метансодержащий газ) и по трубопроводу 14 азот на десорбцию катализатора от продуктов восстановления. Регенерированный, подогретый и восстановленный катализатор из нижней части стакана 12 по трубопроводу 15 транспортируется в реактор. Полученные газы регенерации попадают в надслоевое пространство регенератора и после улавливания мелких фракций унесенного из кипящего слоя катализатора в циклонах (на схеме не показаны) покидают регенератор по трубопроводу 37. Уловленные в циклонах мелкие фракции катализатора по пылеспускным стоякам возвращаются в кипящий слой напорной секции 18 зоны подогрева катализатора 10 регенератора. Далее по трубопроводу 37 газ регенерации поступает на охлаждение, санитарную очистку от катализаторной пыли и затем сбрасывается через дымовую трубу в атмосферу.The air supplied to the regenerator passes the fluidized bed of the regenerator, sectioned by horizontal gratings, countercurrently to the circulating catalyst going down. To heat the circulating catalyst and provide heat to the endothermic dehydrogenation reaction in the reactor, through the
Секционирующие решетки 23, установленные в зоне подогрева катализатора 10, а также решетки 9 в зоне окисления катализатора 11, обеспечивают наиболее эффективный противоточный режим вытеснения в поперечном сечении указанных зон регенератора как по газу, так и по катализатору при противоточном движении катализатора и газа в отверстиях решеток (С.М. Комаров и др., «Перемешивание катализатора на секционирующих решетках в реакторе с кипящим слоем дегидрирования парафиновых углеводородов», журнал «Катализ в промышленности», №5, 2005, стр. 42-47).Sectioning
Указанное расстояние между секционирующими решетками 23 зоны подогрева катализатора 10, а также между нижней секционирующей решеткой 23 зоны подогрева катализатора 10 и верхней секционирующей решеткой 9 зоны окисления катализатора 11 (больше, чем расстояние между секционирующими решетками 9 зоны окисления катализатора 11) обеспечивает стабильное и устойчивое горение кокса и топливного газа при приемлемом уровне теплонапряженности объема кипящего слоя катализатора (ккал/м3) в зоне подогрева регенератора.The specified distance between the sectioning
Указанная открытая поверхность секционирующих решеток 23 зоны подогрева катализатора 10 (больше, чем открытая поверхность секционирующих решеток 9 зоны окисления катализатора 11) обеспечивает возможность противоточного движения катализатора и газа через отверстия секционирующих решеток 23 в зоне подогрева катализатора 10 при повышении циркуляции катализатора в указанной зоне за счет его дополнительной рециркуляции.The specified open surface of the
Расположение горелок 5 по высоте напорной секции 18 зоны подогрева катализатора 10 в несколько ярусов позволяет более равномерно распределить горелки в объеме кипящего слоя зоны подогрева регенератора, а при независимой подаче топливного газа в каждый ярус горелок - более эффективно управлять тепловым режимом регенератора, например, при снижении уровня кипящего слоя регенератора путем отключения верхних ярусов горелок.The location of
Расположение секционирующих решеток 23 зоны подогрева катализатора 10 над каждым ярусом горелок 5 позволяет снизить пульсации давления кипящего слоя, стабилизировать работу горелок данного яруса и уменьшить унос катализатора из кипящего слоя.The location of the
Основным отличием заявляемого способа регенерации катализатора и регенератора для его осуществления по сравнению с прототипом является создание внутренней направленной рециркуляции катализатора в зоне подогрева катализатора путем разделения кипящего слоя указанной зоны с помощью вертикальной перегородки на подъемную и напорную секции при подаче смеси отработанного катализатора и транспортного газа в низ подъемной секции, что позволяет:The main difference between the proposed method of catalyst regeneration and a regenerator for its implementation in comparison with the prototype is the creation of an internal directional catalyst recirculation in the catalyst heating zone by dividing the fluidized bed of the specified zone using a vertical partition into a lifting and a pressure section when feeding a mixture of spent catalyst and transport gas to the bottom lifting section, which allows:
- создать в регенераторе двухступенчатую зону подогрева катализатора, которая состоит из первой низкотемпературной ступени (подъемная секция 17), работающей в режиме подогрева катализатора путем смешения потока циркулирующего охлажденного катализатора из реактора с подогретым рециркулирующим катализатором из второй высокотемпературной ступени (напорная секция 18), работающей в режиме подогрева катализатора путем сжигания кокса и подаваемого топливного газа, что обеспечивает «мягкий» подогрев циркулирующего катализатора, сокращение объема высокотемпературной части зоны подогрева и времени пребывания в ней катализатора и, соответственно, сокращение термической дезактивации катализатора;- to create a two-stage catalyst heating zone in the regenerator, which consists of the first low-temperature stage (lifting section 17) operating in the catalyst heating mode by mixing the flow of the circulating cooled catalyst from the reactor with the heated recirculating catalyst from the second high-temperature stage (pressure section 18) operating in the mode of heating the catalyst by burning coke and supplied fuel gas, which provides "soft" heating of the circulating catalyst, reducing the volume of the high-temperature part of the heating zone and the residence time of the catalyst in it and, accordingly, reducing the thermal deactivation of the catalyst;
- увеличить перемешивание катализатора в зоне подогрева путем создания интенсивной внутренней рециркуляции катализатора с уменьшением тепловых и концентрационных неравномерностей в кипящем слое при сжигании кокса и подаваемого топливного газа, что также сокращает термическую дезактивацию катализатора;- to increase the mixing of the catalyst in the heating zone by creating an intensive internal recirculation of the catalyst with a decrease in thermal and concentration irregularities in the fluidized bed during the combustion of coke and supplied fuel gas, which also reduces the thermal deactivation of the catalyst;
- организовать в подъемной секции зоны подогрева катализатора дополнительную операцию десорбции отравляющей катализатор реакционной воды, образующейся в зоне подогрева катализатора в результате сгорания кокса и топливного газа, потоком транспортного газа, выходящего из транспортной трубы системы циркуляции катализатора, и дополнительного газа, подаваемого в подъемную секцию;- to organize in the lifting section of the catalyst heating zone an additional operation of desorption of the reaction water, poisoning the catalyst, formed in the catalyst heating zone as a result of the combustion of coke and fuel gas, by the flow of transport gas leaving the transport pipe of the catalyst circulation system and additional gas supplied to the lifting section;
- увеличить тепло-массообмен в кипящем слое зоны подогрева катализатора и, соответственно, увеличить интенсивность процессов, происходящих в этой зоне (горения, десорбции реакционной воды и др.) за счет рециркуляции части циркулирующего в системе реактор-регенератор катализатора через подъемную секцию зоны подогрева катализатора с дополнительной десорбцией в ней реакционной воды, что повышает активность катализатора дегидрирования;- to increase the heat and mass exchange in the fluidized bed of the catalyst heating zone and, accordingly, to increase the intensity of the processes occurring in this zone (combustion, desorption of reaction water, etc.) due to the recirculation of a part of the catalyst circulating in the reactor-regenerator system through the lifting section of the catalyst heating zone with additional desorption of reaction water in it, which increases the activity of the dehydrogenation catalyst;
- использовать потенциал газа, подаваемого на транспорт катализатора, для углубления процессов регенерации катализатора с одновременным сокращением расхода кислородсодержащего газа (воздуха), подаваемого на регенерацию;- to use the potential of the gas supplied to the catalyst transport to deepen the catalyst regeneration processes with a simultaneous reduction in the consumption of oxygen-containing gas (air) supplied to the regeneration;
- отказаться от использования распределителя катализатора, поступающего из реактора, обладающего целым рядом недостатков, указанных выше при критике прототипа, и при этом реализовать распределение катализатора путем выпуска потока смеси отработанного в реакторе катализатора и транспортного газа в кипящий слой подъемной секции зоны подогрева катализатора с дальнейшим смешением его с рециркулирующим катализатором и быстрым распределением в зоне подогрева катализатора в верхней части кипящего слоя регенератора в результате организуемой интенсивной внутренней рециркуляции катализатора, что существенно повышает равномерность распределения поступающего отработанного катализатора по сечению регенератора, снижает унос катализатора и эрозию элементов конструкции.- to abandon the use of a catalyst distributor coming from the reactor, which has a number of disadvantages indicated above when criticizing the prototype, and at the same time to realize the distribution of the catalyst by discharging the flow of a mixture of spent catalyst in the reactor and a transport gas into the fluidized bed of the lifting section of the catalyst heating zone with further mixing it with a recirculating catalyst and rapid distribution in the catalyst heating zone in the upper part of the fluidized bed of the regenerator as a result of organized intensive internal recirculation of the catalyst, which significantly increases the uniformity of distribution of the incoming spent catalyst over the regenerator section, reduces catalyst carryover and erosion of structural elements.
Таким образом, техническим результатом использования предлагаемого способа регенерации катализатора и регенератора для его осуществления в процессах дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 с кипящим слоем по сравнению с прототипом является повышение эффективности регенерации катализатора за счет увеличения активности катализатора, снижения расхода катализатора, кислородсодержащего газа на регенерацию, эрозии элементов конструкции регенератора.Thus, the technical result of using the proposed method for the regeneration of the catalyst and the regenerator for its implementation in the processes of dehydrogenation of C 3 -C 5 paraffinic hydrocarbons with a fluidized bed in comparison with the prototype is to increase the efficiency of catalyst regeneration by increasing the activity of the catalyst, reducing the consumption of the catalyst, oxygen-containing gas for regeneration, erosion of the regenerator structural elements.
Claims (20)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020130476A RU2746425C1 (en) | 2020-09-15 | 2020-09-15 | Method for regeneration of chromium alumina catalyst and regenerator for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020130476A RU2746425C1 (en) | 2020-09-15 | 2020-09-15 | Method for regeneration of chromium alumina catalyst and regenerator for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2746425C1 true RU2746425C1 (en) | 2021-04-13 |
Family
ID=75521254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020130476A RU2746425C1 (en) | 2020-09-15 | 2020-09-15 | Method for regeneration of chromium alumina catalyst and regenerator for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2746425C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2773016C1 (en) * | 2021-07-26 | 2022-05-30 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" | Regenerator of the paraffin hydrocarbons dehydrogenation system c3-c5 (variants) |
| WO2023009031A1 (en) * | 2021-07-26 | 2023-02-02 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" | Regenerator for a с3-с5 paraffin dehydrogenation system (variants) |
| WO2024059600A1 (en) * | 2022-09-14 | 2024-03-21 | Dow Global Technologies Llc | Methods for dehydrogenating hydrocarbons utilizing regenerators |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB817127A (en) * | 1957-01-18 | 1959-07-22 | Bataafsche Petroleum | A process for the catalytic conversion of hydrocarbons or hydrocarbon mixtures |
| SU1223991A1 (en) * | 1983-04-08 | 1986-04-15 | Предприятие П/Я В-8873 | Apparatus for hydrogenation of hydrocarbons |
| RU2301107C1 (en) * | 2005-10-18 | 2007-06-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" (ОАО НИИ "Ярсинтез") | Reactor for dehydrogenation of paraffinic hydrocarbons c3-c5 |
| RU2491321C2 (en) * | 2009-03-20 | 2013-08-27 | Юоп Ллк | Method and device for preliminary heating of raw materials by means of cooler of waste gases |
| CN103449951A (en) * | 2013-09-04 | 2013-12-18 | 山东垦利石化集团有限公司 | Butane dehydrogenation process technology |
| RU2652195C1 (en) * | 2017-07-04 | 2018-04-25 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" | Distributor catalyst and transport gas for the reactor - reclaimer system of the c3-c5 paraffin hydrocarbon dehydrogenation plants with the fluidized bed |
-
2020
- 2020-09-15 RU RU2020130476A patent/RU2746425C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB817127A (en) * | 1957-01-18 | 1959-07-22 | Bataafsche Petroleum | A process for the catalytic conversion of hydrocarbons or hydrocarbon mixtures |
| SU1223991A1 (en) * | 1983-04-08 | 1986-04-15 | Предприятие П/Я В-8873 | Apparatus for hydrogenation of hydrocarbons |
| RU2301107C1 (en) * | 2005-10-18 | 2007-06-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" (ОАО НИИ "Ярсинтез") | Reactor for dehydrogenation of paraffinic hydrocarbons c3-c5 |
| RU2491321C2 (en) * | 2009-03-20 | 2013-08-27 | Юоп Ллк | Method and device for preliminary heating of raw materials by means of cooler of waste gases |
| CN103449951A (en) * | 2013-09-04 | 2013-12-18 | 山东垦利石化集团有限公司 | Butane dehydrogenation process technology |
| RU2652195C1 (en) * | 2017-07-04 | 2018-04-25 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" | Distributor catalyst and transport gas for the reactor - reclaimer system of the c3-c5 paraffin hydrocarbon dehydrogenation plants with the fluidized bed |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2773016C1 (en) * | 2021-07-26 | 2022-05-30 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" | Regenerator of the paraffin hydrocarbons dehydrogenation system c3-c5 (variants) |
| 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 |
| WO2023009031A1 (en) * | 2021-07-26 | 2023-02-02 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" | Regenerator for a с3-с5 paraffin dehydrogenation system (variants) |
| WO2024059600A1 (en) * | 2022-09-14 | 2024-03-21 | Dow Global Technologies Llc | Methods for dehydrogenating hydrocarbons utilizing regenerators |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2902432A (en) | Catalytic conversion of hydrocarbons | |
| US4057397A (en) | System for regenerating fluidizable catalyst particles | |
| US3785782A (en) | Catalytic petroleum conversion apparatus | |
| US8575053B2 (en) | Process for regenerator mixing | |
| RU2746425C1 (en) | Method for regeneration of chromium alumina catalyst and regenerator for its implementation | |
| CN105849235B (en) | A kind of catalytic cracking reaction renovation process | |
| CN103657744B (en) | A kind of catalyst regenerator of aromatization of methanol process and renovation process | |
| AU2005316802B2 (en) | Method and system for catalytically converting oxygenates and regenerating and stripping catalyst | |
| EA000819B1 (en) | Method and apparatus based on a fluidized-bed reactor for converting hydrocarbons | |
| RU2271247C2 (en) | Exhausted catalyst regeneration process and regenerator to carry out the process | |
| US8709235B2 (en) | Process for mixing in fluidized beds | |
| US2612433A (en) | Modification of annular stripper | |
| US5098553A (en) | Catalytic cracking process using regenerator with multiple catalyst outlets | |
| RU2719490C1 (en) | Device for preparation of catalyst in processes of dehydrogenation of paraffin hydrocarbons c3-c5 | |
| US5062944A (en) | Catalytic cracking process with multiple catalyst outlets | |
| US4994424A (en) | Catalytic cracking process with improved flow in swirl regenerator | |
| RU2773127C1 (en) | Regenerator of the c3-c5 paraffin hydrocarbons dehydrogenation system with a fluidized catalyst bed | |
| EP3939697B1 (en) | Alkane catalytic dehydrogenation reaction device comprising an annular catalyst distributor | |
| RU2710016C1 (en) | Method of preparing a catalyst in dehydrogenation of paraffin hydrocarbons c3-c5 and device for its implementation | |
| RU2710017C1 (en) | Device for preparation of catalyst in processes of dehydrogenation of paraffin hydrocarbons c3-c5 | |
| RU2773016C1 (en) | Regenerator of the paraffin hydrocarbons dehydrogenation system c3-c5 (variants) | |
| US2471034A (en) | Fluidized catalytic conversion of hydrocarbons | |
| SU620214A3 (en) | Method of catalytic cracking of raw petroleum | |
| US20240017232A1 (en) | Coupled fluidized beds reactor-regenerator apparatus for catalytic dehydrogenation of propane | |
| CN112263970B (en) | Method and device for eliminating gas-phase component influence from liquid-solid parallel-flow down bed |