RU2776393C2 - Device for fluidization system with gas and solid particles for improvement of desorption - Google Patents

Device for fluidization system with gas and solid particles for improvement of desorption Download PDF

Info

Publication number
RU2776393C2
RU2776393C2 RU2019136325A RU2019136325A RU2776393C2 RU 2776393 C2 RU2776393 C2 RU 2776393C2 RU 2019136325 A RU2019136325 A RU 2019136325A RU 2019136325 A RU2019136325 A RU 2019136325A RU 2776393 C2 RU2776393 C2 RU 2776393C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
corrugated
gas
vessel
solid particles
fluidized bed
Prior art date
Application number
RU2019136325A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019136325A (en
RU2019136325A3 (en
Inventor
Александр МОЛЛЕР
Евсевий Анку ГБОРДЗОЕ
Original Assignee
Текнип Процесс Текнолоджи, Инк.
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
Priority claimed from US15/649,729 external-priority patent/US10913044B2/en
Application filed by Текнип Процесс Текнолоджи, Инк. filed Critical Текнип Процесс Текнолоджи, Инк.
Publication of RU2019136325A publication Critical patent/RU2019136325A/en
Publication of RU2019136325A3 publication Critical patent/RU2019136325A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2776393C2 publication Critical patent/RU2776393C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: device is proposed for thorough mixing of solid particles and a gaseous medium in a fluidized layer with gas and solid particles, containing a set of corrugated and/or ribbed flat racks located in alternating intersecting planes, which provide a set of open spaces between alternating intersecting flat racks or next to them. An element has a configuration of a three-dimensional grid, and corrugated and/or ribbed flat racks are made of metal with vertices and recesses or ribs, so that vertices and recesses or ribs are located at an angle of less than 90 degrees from a slope line of the flat rack, when assembled to the element. Angular vertices and recesses or ribs form channels, which increase transverse movement of catalyst particles to spaces between racks, providing improved mixing of vapor and solid particles and their contact.
EFFECT: creation of structured filling elements, which require smaller number of elements for increasing desorption efficiency, as well as require less amount of vapor for achieving optimal desorption efficiency.
26 cl, 8 dwg

Description

Ссылка на родственную заявкуLink to related application

[0001] Настоящая заявка испрашивает преимущество приоритета по заявке на патент США №15/649729, поданной 14 июля 2017 г. под названием «Устройство для системы псевдоожижения с газом и твердыми частицами для улучшения десорбции», содержание которой в полном объеме и для всех целей включено посредством ссылки в настоящую заявку.[0001] The present application claims the benefit of the priority of U.S. Patent Application No. 15/649,729, filed July 14, 2017, titled "Apparatus for Fluidization System with Gas and Solids to Improve Desorption", the content of which is in its entirety and for all purposes incorporated by reference into this application.

Область техникиTechnical field

[0002] Настоящее изобретение относится к псевдоожиженным слоям, в которых твердые частицы и текучие среды протекают в противотоке. Более конкретно, раскрытые в настоящем документе варианты реализации направлены на внутренние элементы и, точнее, на наполнительные элементы для способствования контакта между твердыми частицами и текучими средами в псевдоожиженном слое.[0002] The present invention relates to fluidized beds in which solids and fluids flow in countercurrent. More specifically, the embodiments disclosed herein are directed to internal elements and, more specifically, filling elements to promote contact between solids and fluids in a fluidized bed.

Уровень техникиState of the art

[0003] Процесс крекинга с псевдоожиженным катализатором (Fluidized Catalytic Cracking, FCC) представляет собой химический процесс, обычно используемый на нефтеперерабатывающих заводах с целью превращения тяжелых углеводородных материалов с высокой молекулярной массой в более легкие углеводородные фракции с низкой молекулярной массой. В процессе этого типа происходит испарение углеводородного сырья при высоких температурах с помещением его в то же время в контакт с частицами катализатора крекинга, которые находятся во взвешенном состоянии в парах сырья и тем самым увлекаются. После того, как реакции крекинга дали необходимый диапазон молекулярных масс с соответствующим падением температур кипения, полученные продукты отделяют от частиц катализатора. Затем частицы подвергают десорбции для извлечения захваченных углеводородов, восстанавливают посредством сжигания образовавшегося на них кокса и подвергают рециркуляции, снова помещая их в контакт с исходным сырьем, подлежащим крекингу.[0003] Fluidized Catalytic Cracking (FCC) is a chemical process commonly used in refineries to convert heavy, high molecular weight hydrocarbon materials to lighter, low molecular weight hydrocarbon fractions. In this type of process, the hydrocarbon feed is evaporated at high temperatures while being placed in contact with the cracking catalyst particles which are suspended in the feed vapor and thereby entrained. After the cracking reactions have given the desired range of molecular weights with a corresponding drop in boiling points, the resulting products are separated from the catalyst particles. The particles are then stripped to recover the trapped hydrocarbons, recovered by burning the coke formed thereon, and recycled by placing them again in contact with the feedstock to be cracked.

[0004] В этом процессе необходимое снижение температуры кипения углеводородов достигнуто посредством управляемых каталитических и термических реакций. Эти реакции происходят почти мгновенно при контакте тонко распыленного сырья с частицами катализатора. Однако в течение короткого времени контакта частиц катализатора с исходным сырьем происходит быстрая деактивация частиц, главным образом, вследствие адсорбции углеводородов и осаждения кокса и других загрязняющих веществ на активные центры катализатора. Таким образом, необходимо непрерывно десорбировать деактивированный катализатор, например, посредством пара, для извлечения углеводородов, адсорбированных и захваченных в пустотах, и восстанавливать катализатор, непрерывно и без изменения его свойств, посредством управляемого сжигания кокса в одноступенчатой или многоступенчатой секции восстановления перед рециркуляцией частиц катализатора в зону реакции.[0004] In this process, the required reduction in the boiling point of hydrocarbons is achieved through controlled catalytic and thermal reactions. These reactions occur almost instantaneously upon contact of the finely divided feedstock with catalyst particles. However, within a short time of contact of the catalyst particles with the feedstock, rapid deactivation of the particles occurs, mainly due to the adsorption of hydrocarbons and the deposition of coke and other pollutants on the active sites of the catalyst. Thus, it is necessary to continuously desorb the deactivated catalyst, for example by means of steam, to recover the hydrocarbons adsorbed and trapped in the voids, and to regenerate the catalyst, continuously and without changing its properties, by controlled combustion of coke in a single or multi-stage reduction section before recycling the catalyst particles to reaction zone.

[0005] Десорбция представляет собой один из определяющих этапов в процессе крекинга с псевдоожиженным катализатором. Фактически, недостаточная десорбция приводит к тому, что выходящий из реактора поток остается на частицах катализатора и между ними, так что во время стадии восстановления на регенератор накладывается дополнительная нагрузка сгорания с чрезмерным выделением тепла сверх тепла, необходимого для запуска каталитической реакции. В результате сгорание захваченных углеводородных паров в регенераторе приводит к потере конечного выхода преобразованного продукта.[0005] Desorption is one of the critical steps in the fluid catalyzed cracking process. In fact, insufficient desorption causes the effluent from the reactor to remain on and between the catalyst particles, so that during the reduction step, an additional combustion load is imposed on the regenerator with excessive heat generation in excess of the heat required to start the catalytic reaction. As a result, the combustion of the trapped hydrocarbon vapors in the regenerator results in the loss of the final yield of the converted product.

[0006] В процессе крекинга с псевдоожиженным катализатором десорбция и восстановление частиц катализатора обычно происходят в псевдоожиженном слое для содействия интенсивному перемешиванию и тесному контакту потоков текучей среды и частиц катализатора внутри сосуда. Псевдоожиженные слои обычно образованы посредством пропускания потока текучей среды, обычно потока пара, в направлении вверх через слой малых твердых частиц со скоростью потока, достаточной для суспендирования частиц и турбулентного перемешивания твердых частиц.[0006] In a fluid catalytic cracking process, desorption and reduction of the catalyst particles typically occur in a fluidized bed to promote vigorous mixing and intimate contact of the fluid streams and catalyst particles within the vessel. Fluidized beds are typically formed by passing a fluid stream, typically a vapor stream, in an upward direction through a layer of small solids at a flow rate sufficient to suspend the particles and turbulently mix the solids.

[0007] Обычно после отделения вытекающего из реактора потока от частиц катализатора, частицы направляют в камеру десорбции, где десорбция происходит в нисходящей плотной псевдоожиженной фазе. Газообразную текучую среду, вводимую в нижнюю часть камеры, используют для псевдоожижения покрытых коксом частиц катализатора и вытеснения захваченных углеводородов, расположенных в промежуточных пространствах между частицами. Для этой газообразной текучей среды предпочтительно использовать полярный материал, такой как пар, поскольку он сильнее адсорбируется частицами катализатора и, таким образом, легче происходит вытеснение углеводородов. Наконец, десорбированные частицы катализатора переносят в зону восстановления.[0007] Typically, after separation of the reactor effluent from the catalyst particles, the particles are sent to a desorption chamber where desorption occurs in a descending dense fluidized phase. The gaseous fluid introduced into the bottom of the chamber is used to fluidize the coke-coated catalyst particles and displace entrained hydrocarbons located in the interstitial spaces between the particles. For this gaseous fluid, it is preferable to use a polar material such as steam because it is more strongly adsorbed by the catalyst particles and thus hydrocarbons are more easily displaced. Finally, the desorbed catalyst particles are transferred to a reduction zone.

[0008] Кроме того, операция десорбции представляет собой сложную задачу. В частности, затруднительно управлять перемещением частиц катализатора и избежать частичной потери псевдоожижения, связанной с каналированием (непосредственным прохождением крупных пузырьков через псевдоожиженный слой) и с противоточным перемешиванием (с нисходящим потоком плохо псевдоожиженных частиц или даже с рециркуляцией таких частиц, особенно в области стенок камеры десорбции). Таким образом, диапазон значений времени и среднее время десорбции деактивированных частиц катализатора и качество контакта между зернами и газообразной текучей средой трудно контролировать, особенно в псевдоожиженных слоях большого объема. Кроме того, при снижении расхода потока катализатора в единицу времени до уровня значительно меньшего расчетных значений расхода потока в единицу времени необходимы большие значения отношения пара к катализатору для поддержания псевдоожижения катализатора в десорбере и обеспечения достаточной эффективности десорбции. Избыток пара увеличивает нагрузку газа и жидкости на оборудование, подключенное к десорберу. Например, избыточный пар может увеличивать количество кислой воды, производимой на фунт (453,6 г) обрабатываемого углеводорода, а также увеличивать эксплуатационные расходы на производство и обработку избыточного пара.[0008] In addition, the desorption operation is a complex task. In particular, it is difficult to control the movement of catalyst particles and avoid partial loss of fluidization associated with channeling (direct passage of large bubbles through the fluidized bed) and countercurrent mixing (with a downward flow of poorly fluidized particles or even with recirculation of such particles, especially in the area of the walls of the desorption chamber ). Thus, the time range and average desorption time of the deactivated catalyst particles and the quality of contact between grains and gaseous fluid are difficult to control, especially in large volume fluidized beds. In addition, when the catalyst flow rate per unit time is reduced to a level much lower than the calculated flow rate per unit time, large steam to catalyst ratios are required to maintain fluidization of the catalyst in the desorber and ensure sufficient desorption efficiency. Excess steam increases the load of gas and liquid on the equipment connected to the desorber. For example, excess steam can increase the amount of sour water produced per pound (453.6 g) of hydrocarbon processed, as well as increase the operating costs for generating and processing excess steam.

[0009] Для преодоления этих затруднений необходимо использовать устройства, расположенные внутри камеры десорбера, для способствования эффективному перемешиванию и улучшения диспергирования и гомогенизации частиц десорбирующей текучей средой. В частности, после прохождения через устройство десорбции происходит перераспределение частиц в пространстве, что обеспечивает состояние организованного перемешивания с текучей средой и способствует случайным контактам. Текучая среда и частицы направлены во множестве направлений от одного потока. Кроме того, устройство предотвращает противоточное перемешивание и каналирование частиц и образование твердотельных или газообразных карманов внутри камеры десорбции.[0009] To overcome these difficulties, it is necessary to use devices located inside the desorber chamber to promote efficient mixing and improve dispersion and homogenization of particles by the stripping fluid. In particular, after passing through the desorption device, the particles are redistributed in space, which provides a state of organized mixing with the fluid and promotes random contacts. Fluid and particles are directed in multiple directions from a single stream. In addition, the device prevents countercurrent mixing and channeling of particles and the formation of solid or gaseous pockets within the desorption chamber.

[0010] Использование структурированных наполнительных элементов в качестве внутреннего десорбера обеспечивает возможность уменьшения размеров зоны контакта между твердыми частицами и текучей средой. Фактически, ввиду явного улучшения этого контакта можно использовать меньшие камеры десорбции по сравнению с известными камерами без потери производительности десорбции даже при очень высоких потоках катализатора через камеру десорбции.[0010] The use of structured filler elements as an internal desorber makes it possible to reduce the size of the contact zone between the solid particles and the fluid. In fact, due to the marked improvement in this contact, smaller desorption chambers can be used compared to prior art chambers without loss of desorption performance even at very high catalyst flows through the desorption chamber.

[0011] Для улучшения десорбции были предложены наполнительные элементы различной структуры. Например, в патенте США №6224833, Rall и др., описан псевдоожиженный слой с газом и твердыми частицами, образованный внутри контактирующего элемента, содержащего пары плоских частей, расположенных в пересекающихся плоскостях, причем каждая плоская часть образована одной или более полок и одной или более открытых щелей рядом с каждой полкой. Полки и щели расположены так, что полка в одной из плоских частей пересекает щель в спаренной плоской части. Псевдоожиженный слой может представлять собой частицы катализатора, псевдоожиженные потоком газа, например, в десорбере катализатора и/или регенераторе в системе крекинга с псевдоожиженным катализатором. Коммерческое использование патента США №6224833 показало такие недостатки, как пониженный уровень эффективности десорбции, неравномерное распределение газа и пара и более высокое, чем ожидалось, использование десорбирующего пара для достижения необходимой эффективности десорбции.[0011] Filling elements of various structures have been proposed to improve desorption. For example, U.S. Pat. No. 6,224,833 to Rall et al. describes a fluidized bed of gas and solid particles formed within a contact member comprising pairs of flat portions arranged in intersecting planes, each flat portion being formed by one or more shelves and one or more open slots next to each shelf. The shelves and slots are arranged so that the shelf in one of the flat parts intersects the slot in the paired flat part. The fluidized bed may be catalyst particles fluidized by a gas stream, for example, in a catalyst stripper and/or a regenerator in a fluidized catalyst cracking system. The commercial exploitation of US Pat. No. 6,224,833 has shown disadvantages such as a reduced level of stripping efficiency, uneven distribution of gas and steam, and a higher than expected use of stripping steam to achieve the desired stripping efficiency.

[0012] Другим примером является гофрированный наполнитель, описанный в патенте США №5716585, Senegas и др., состоящий из гофрированных листов, сваренных вместе для образования множества внутренних гофрированных каналов для возможности контакта катализатора и пара друг с другом. Этот тип наполнителя, как было показано в патенте США №6242433, менее эффективен для десорбции углеводородов из катализатора.[0012] Another example is the corrugated filler described in US Pat. No. 5,716,585 to Senegas et al., consisting of corrugated sheets welded together to form a plurality of internal corrugated channels to allow catalyst and vapor to contact each other. This type of filler has been shown in US Pat. No. 6,242,433 to be less effective in stripping hydrocarbons from the catalyst.

[0013] В патенте США №6251999, Lehman и др., описана гофрированная полоса для наполнителя с поперечным расположением гофров, причем полоса содержит на своем нижнем крае по меньшей мере один выступающий вниз узор, имеющий некоторый контур. Это гофрированный наполнитель пригоден для воздушных ректификационных колонн на борту плавучих нефтяных платформ или барж.[0013] US Pat. No. 6,251,999 to Lehman et al. discloses a corrugated strip for transversely corrugated filler, the strip having at its bottom edge at least one downwardly protruding pattern having some contour. This corrugated filler is suitable for air distillation towers aboard floating oil platforms or barges.

[0014] Существует необходимость в улучшенных структурированных наполнительных элементах, которые преодолевают затруднения и ограничения патента США №6224833. Кроме того, существует необходимость в структурированных наполнительных элементах, которые требуют меньшего количества элементов для достижения аналогичных уровней десорбции, или элементов, которые могут увеличить эффективность десорбции при том же количестве элементов, как описано в патенте США №6224833. Кроме того, существует необходимость в наполнительных элементах, которые требуют меньшего количества пара для достижения оптимальной эффективности десорбции.[0014] There is a need for improved structured filler elements that overcome the difficulties and limitations of US Pat. No. 6,224,833. In addition, there is a need for structured fill elements that require fewer elements to achieve similar levels of desorption, or elements that can increase desorption efficiency with the same number of elements, as described in US Pat. No. 6,224,833. In addition, there is a need for filling elements that require less steam to achieve optimal desorption efficiency.

[0015] Раскрытые в настоящем документе варианты реализации улучшают патент США №6224833 и любой тип плоского структурированного наполнителя или такого наполнителя, как описан в патенте США №8936757 или патенте США №9238210 или патенте США №7179427, используемых для десорбции в применениях с присутствием газа и твердых частиц. Представленные в настоящем документе варианты реализации используют, например, базовую структуру патента США №6224833 и решают проблемы, связанные с ним, посредством обеспечения новой конструкции и процесса изготовления наполнительного элемента.[0015] Embodiments disclosed herein improve on US Pat. No. 6,224,833 and any type of flat structured filler or such filler as described in US Pat. and solid particles. The embodiments presented herein use, for example, the basic structure of US Pat. No. 6,224,833 and solve the problems associated therewith by providing a new design and manufacturing process for the filler element.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

[0016] Раскрытый в настоящем документе вариант реализации относится к псевдоожиженному слою с газом и твердыми частицами, содержащему сосуд, имеющий оболочку и открытую внутреннюю область внутри оболочки и содержащий по меньшей мере один волнистый наполнительный элемент, расположенный в открытой внутренней области. Волнистый наполнительный элемент содержит множество гофрированных или ребристых плоских стоек, расположенных в чередующихся пересекающихся плоскостях, которые обеспечивают множество окон или открытых пространств между чередующимися пересекающимися плоскими стойками или рядом с ними, образующими трехмерную конфигурацию решетки. Плоские стойки волнистого наполнительного элемента могут содержать отверстия, расположенные в важных точках для содействия потоку газа и/или катализатора между плоскими стойками. Псевдоожиженный слой с газом и твердыми частицами также содержит твердые частицы в области псевдоожиженного слоя и по меньшей мере один газовый поток, протекающий навстречу течению твердых частиц, что вызывает псевдоожижение твердых частиц в волнистых наполнительных элементах и в псевдоожиженном слое.[0016] An embodiment disclosed herein relates to a gas-solids fluidized bed comprising a vessel having a shell and an open inner region within the shell, and comprising at least one corrugated filling element disposed in the open inner region. The corrugated filler element comprises a plurality of corrugated or ribbed flat posts arranged in alternating intersecting planes that provide a plurality of windows or open spaces between or adjacent to the alternating intersecting flat posts forming a three-dimensional lattice configuration. The flat posts of the corrugated filler element may include openings located at critical points to facilitate the flow of gas and/or catalyst between the flat posts. Fluidized bed with gas and solid particles also contains solid particles in the area of the fluidized bed and at least one gas stream flowing against the flow of solid particles, which causes fluidization of the solid particles in the corrugated filling elements and in the fluidized bed.

[0017] В соответствии с другим вариантом реализации гофрированные плоские стойки содержат вершины и впадины, при этом вершины и впадины наклонены под углом менее 90 градусов к линии наклона гофрированной плоской стойки, при их сборке для образования волнистого наполнительного элемента. Размеры вершин и впадин могут претерпевать изменение по мере необходимости для любого конкретного процесса или устройства, однако высота вершин обычно составляет от приблизительно 1/16 дюйма (1,5875 мм) до приблизительно 2 дюймов (50,8 мм), но обычно составляет приблизительно 1/4 дюйма (6,350 мм) в высоту. Глубина впадин обычно колеблется от приблизительно 1/16 дюйма (1,5875 мм) до приблизительно 2 дюймов (50,8 мм), но обычно составляет приблизительно 1/4 дюйма (6,350 мм) в глубину. Ширина вершин и впадин не ограничена и обычно составляет от приблизительно 1/4 дюйма (6,350 мм) до приблизительно 24 дюймов (609,6 мм), но обычно составляет приблизительно 3/4 дюйма (19,050 мм) и образует каналы, которые эффективно направляют твердые частицы в открытые области внутри волнистого наполнительного элемента.[0017] According to another embodiment, the corrugated flat struts comprise peaks and valleys, with the peaks and valleys inclined at less than 90 degrees to the line of inclination of the corrugated flat strut, when assembled to form a corrugated filler element. The dimensions of the peaks and valleys may vary as needed for any particular process or device, however, the height of the peaks is usually from about 1/16 inch (1.5875 mm) to about 2 inches (50.8 mm), but is usually about 1 /4 inches (6.350 mm) high. The depth of the depressions typically ranges from about 1/16 inch (1.5875 mm) to about 2 inches (50.8 mm), but is usually about 1/4 inch (6.350 mm) deep. The width of the peaks and valleys is not limited and typically ranges from about 1/4 inch (6.350 mm) to about 24 inches (609.6 mm), but is usually about 3/4 inch (19.050 mm) and forms channels that effectively guide hard particles into open areas inside the corrugated filling element.

[0018] Согласно еще одному варианту реализации ребристые плоские стойки содержат ребра на верхней поверхности и/или нижней поверхности и/или боковой поверхности плоских стоек. Ребра образуют каналы, наклоненные под углом менее 90 градусов к линии наклона ребристой плоской стойки при сборке с образованием волнистого наполнительного элемента. Размеры ребер могут быть разными по мере необходимости для любого конкретного процесса или устройства и обычно имеют высоту от приблизительно 1/16 дюйма (1,5875 мм) до приблизительно 2 дюймов (50,8 мм), но обычно составляют приблизительно 1/4 дюйма (6,350 мм) в высоту. Кроме того, ребра не имеют ограничений по форме, которая может содержать, например, квадратные, прямоугольные, круглые или криволинейные поверхности, которые образуют каналы между ребрами на поверхности стоек. Расстояние между ребрами может быть разным по мере необходимости и обычно они расположены на расстоянии от 1/4 (6,350 мм) до 24 дюймов (609,6 мм) друг от друга. Обычно ребра расположены на расстоянии 3/4 дюйма (19,050 мм) друг от друга или на расстояниях, которые эффективно и действенно образуют каналы, которые направляют твердые частицы в открытые области внутри волнистого наполнительного элемента.[0018] According to another embodiment, the ribbed flat posts include ribs on the top surface and/or bottom surface and/or side surface of the flat posts. The ribs form channels inclined at an angle of less than 90 degrees to the line of inclination of the ribbed flat post when assembled to form a corrugated filling element. The dimensions of the fins can vary as needed for any particular process or device and typically range in height from about 1/16" (1.5875 mm) to about 2" (50.8 mm), but are typically about 1/4" ( 6.350 mm) in height. In addition, the ribs are not limited in shape, which may include, for example, square, rectangular, circular, or curved surfaces that form channels between the ribs on the surface of the posts. The spacing of the fins can be varied as needed and are typically spaced from 1/4" (6.350mm) to 24" (609.6mm) apart. Typically, the fins are spaced 3/4 inch (19.050 mm) apart, or at distances that efficiently and effectively form channels that direct solids into open areas within the corrugated core.

[0019] В соответствии с другим вариантом реализации отверстия в гофрированных и/или ребристых плоских стойках высверлены в важных местах для содействия перекрестному смешиванию твердых веществ и десорбирующей текучей среды. Отверстия имеют диаметр, составляющий по меньшей мере приблизительно 1/4 дюйма (6,350 мм) или более, и могут быть круглой, продолговатой или другой формы.[0019] In accordance with another embodiment, holes in the corrugated and/or ribbed flat racks are drilled at critical locations to facilitate cross-mixing of solids and stripping fluid. The holes have a diameter of at least about 1/4 inch (6.350 mm) or more, and may be round, oblong, or other shape.

[0020] В соответствии с другим вариантом реализации высота волнистого наполнительного элемента может составлять от приблизительно 1 дюйма (25,400 мм) до приблизительно 36 дюймов (914,4 мм) или более и предпочтительно от приблизительно 6 дюймов (152,40 мм) до приблизительно 24 дюймов (609,6 мм).[0020] In accordance with another implementation, the height of the corrugated filler element may be from about 1 inch (25.400 mm) to about 36 inches (914.4 mm) or more, and preferably from about 6 inches (152.40 mm) to about 24 inches (609.6 mm).

[0021] В соответствии с другим вариантом реализации плоские стойки наклонены под углом менее 90 градусов.[0021] According to another embodiment, the flat posts are inclined at an angle of less than 90 degrees.

[0022] В соответствии с другим вариантом реализации каналы, образованные рифлеными и/или ребристыми плоскими стойками, не наклонены в одинаковом направлении на стойках.[0022] According to another embodiment, the channels formed by the corrugated and/or ribbed flat posts do not slope in the same direction on the posts.

[0023] Согласно другому варианту реализации каналы, образованные рифлеными и/или ребристыми плоскими стойками на соседних стойках, не направлены в одном направлении.[0023] In another embodiment, the channels formed by the grooved and/or ribbed flat posts on adjacent posts do not point in the same direction.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

[0024] На ФИГ. 1 схематически показан вид колонны, показывающей псевдоожиженный слой, содержащий вариант реализации раскрытого в настоящем документе волнистого наполнительного элемента.[0024] FIG. 1 is a schematic view of a column showing a fluidized bed containing an embodiment of the corrugated filler element disclosed herein.

[0025] На ФИГ. 2 схематически показан вид варианта реализации раскрытого в настоящем документе волнистого наполнительного элемента.[0025] FIG. 2 is a schematic view of an embodiment of the corrugated filler element disclosed herein.

[0026] На ФИГ. 3 схематически показан вид сверху и сбоку варианта реализации размеров и расположения волнистого наполнительного элемента одиночной гофрированной плоской стойки.[0026] FIG. 3 is a schematic top and side view of an embodiment of the dimensions and arrangement of the corrugated filler element of a single corrugated flat stud.

[0027] На ФИГ. 4 схематически показан вид волнистого наполнительного элемента под различными углами.[0027] FIG. 4 is a schematic view of the corrugated filling element from various angles.

[0028] На ФИГ. 5А схематически показан вид варианта реализации схемы каналов волнистого наполнительного элемента на гофрированных или ребристых плоских стойках.[0028] FIG. 5A is a schematic view of an embodiment of a corrugated filler channel pattern on corrugated or ribbed flat posts.

[0029] На ФИГ. 5B схематически показан вид варианта реализации схемы каналов волнистого наполнительного элемента на гофрированных или ребристых плоских стойках.[0029] FIG. 5B is a schematic view of an embodiment of a corrugated filler channel pattern on corrugated or ribbed flat studs.

[0030] На ФИГ. 5C схематически показан вид варианта реализации схемы каналов волнистого наполнительного элемента на гофрированных или ребристых плоских стойках.[0030] FIG. 5C is a schematic view of an embodiment of a corrugated filler channel pattern on corrugated or ribbed flat studs.

[0031] На ФИГ. 5D схематически показан вид варианта реализации схемы каналов волнистого наполнительного элемента на гофрированных или ребристых плоских стойках.[0031] FIG. 5D is a schematic view of an embodiment of a corrugated filler channel pattern on corrugated or ribbed flat posts.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

[0032] Варианты реализации настоящего изобретения описаны более полно ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны взятые в качестве примера варианты реализации изобретения. Настоящее изобретение может, однако, быть воплощено во многих различных формах и не должно быть рассмотрено как ограниченное приведенными в настоящем документе взятыми в качестве примера вариантами реализации; скорее, эти варианты реализации приведены так, чтобы это описание было подробным и полным и полностью передавало объем вариантов реализации специалистам в данной области техники. Одинаковые ссылочные обозначения относятся к похожим, но не обязательно одинаковым или идентичным элементам по всему описанию.[0032] Embodiments of the present invention are described more fully below with reference to the accompanying drawings, which show exemplary embodiments of the invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the exemplary embodiments provided herein; rather, these embodiments are provided so that this description is detailed and complete and fully conveys the scope of the embodiments to those skilled in the art. Like reference designators refer to like, but not necessarily the same or identical elements throughout the description.

[0033] На ФИГ. 1 предложен вариант реализации волнистого наполнительного элемента в псевдоожиженном слое (5) с газом и твердыми частицами, раскрытый в настоящем документе. Волнистый наполнительный элемент (1) показан расположенным внутри цилиндрического сосуда (2). Цилиндрический сосуд (2) также может быть выполнен, например, квадратным или прямоугольным и изготовлен из материалов, подходящих для использования в установке для крекинга с псевдоожиженным катализатором. Цилиндрический сосуд (2) может быть использован для различных типов обработки газов и твердых частиц в псевдоожиженном слое, таких как процессы, включающие теплообмен, массообмен и/или химические реакции. Например, цилиндрический сосуд (2) можно использовать для десорбции углеводородов от отработанного катализатора или для восстановления отработанного катализатора посредством выжигания кокса из отработанного катализатора в процессах крекинга с псевдоожиженным катализатором. Кроме того, цилиндрический сосуд (2) можно использовать для реализации теплообмена между газами и горячим катализатором в крекинге с псевдоожиженным катализатором или в качестве выпрямителя потока для потока катализатора или устройства гомогенизации катализатора для кондиционирования катализатора, поступающего в стояк крекинга с псевдоожиженным катализатором, или в качестве устройства для предотвращения уноса в псевдоожиженный слой, как и в других процессах.[0033] FIG. 1 proposes an embodiment of a corrugated filling element in a fluidized bed (5) with gas and solid particles, disclosed in this document. The corrugated filling element (1) is shown located inside the cylindrical vessel (2). The cylindrical vessel (2) may also be, for example, square or rectangular and made of materials suitable for use in a fluid catalytic cracker. The cylindrical vessel (2) can be used for various types of fluidized bed treatment of gases and solids, such as processes involving heat transfer, mass transfer and/or chemical reactions. For example, the cylindrical vessel (2) can be used to strip hydrocarbons from spent catalyst or to recover spent catalyst by burning coke from spent catalyst in fluid catalytic cracking processes. In addition, the cylindrical vessel (2) can be used to realize heat exchange between gases and hot catalyst in fluid catalytic cracking, or as a flow straightener for the catalyst stream or catalyst homogenizer for conditioning the catalyst entering the fluid catalytic cracking riser, or as devices to prevent entrainment in the fluidized bed, as in other processes.

[0034] Как показано на ФИГ. 1, волнистый наполнительный элемент (1) содержит множество гофрированных и/или ребристых плоских стоек (3) (ребристые плоские стойки не показаны), проходящих под острым углом менее 90 градусов по всему поперечному сечению цилиндрического сосуда (2) (или его части). Множество гофрированных плоских стоек (3) проходит в чередующихся пересекающихся плоскостях и соединено вместе обычными средствами либо на одном конце, либо на промежуточной части вдоль их длин. Ширина и толщина гофрированных (и/или ребристых) плоских стоек (3) не ограничены и определены из механических соображений с типичными значениями, например, 3 дюйма (76,2 мм) и 5/32 дюйма (3,96875 мм), соответственно. Размер окон (4), т.е. открытых пространств или щелей, которые образованы между плоскими стойками (3), зависит от высоты наполнительного элемента. Окна (4) пропускают газ и твердые частицы. Кроме того, сами гофрированные плоские стойки (3) могут быть перфорированы для обеспечения прохождения через них текучей среды и газа. По существу, гофрированные плоские стойки (3), расположенные в чередующихся пересекающихся плоскостях, обеспечивают трехмерную конфигурацию решетки, имеющую по существу квадратные или ромбовидные открытые пространства, то есть окна (4) между каждой из гофрированных плоских стоек (3). Таким образом, угол, образованный чередующимися пересекающимися гофрированными плоскими стойками (3), обычно составляет 60 или 90 градусов, но при необходимости может иметь другое значение.[0034] As shown in FIG. 1, the corrugated filling element (1) comprises a plurality of corrugated and/or ribbed flat posts (3) (ribbed flat posts not shown) extending at an acute angle of less than 90 degrees over the entire cross section of the cylindrical vessel (2) (or part of it). A plurality of corrugated flat posts (3) extend in alternating intersecting planes and are connected together by conventional means either at one end or at an intermediate portion along their lengths. The width and thickness of the corrugated (and/or ribbed) flat posts (3) are not limited and are determined from mechanical considerations with typical values, for example, 3 inches (76.2 mm) and 5/32 inches (3.96875 mm), respectively. Windows size (4), i.e. open spaces or slots that are formed between the flat posts (3) depends on the height of the filling element. Windows (4) allow gas and solids to pass through. In addition, the corrugated flat posts (3) themselves can be perforated to allow fluid and gas to pass through. As such, the corrugated flat posts (3) arranged in alternating intersecting planes provide a three-dimensional lattice configuration having substantially square or diamond-shaped open spaces, i.e. windows (4) between each of the corrugated flat posts (3). Thus, the angle formed by the alternating intersecting corrugated flat posts (3) is usually 60 or 90 degrees, but may be different if necessary.

[0035] На ФИГ. 2 представлен вариант реализации волнистого наполнительного элемента (1), а также деталей гофрированных плоских стоек (3), которые выполнены из неплоского или волнистого металла и выглядят аналогично лоткам для обработки из волнистого металла, продаваемым под товарным знаком RIPPLE TRAY, как описано в патенте США №2767 967. На ФИГ. 3 представлены гофры, то есть волны или гребни и канавки, которые образуют каналы и состоят из вершин (8) и впадин (9), которые создают волны в гофрированных плоских стойках (3). Эти вершины и впадины образуют каналы, которые расположены под углом менее 90 градусов и, обычно, приблизительно под углом 45 градусов к линии наклона гофрированной плоской стойки (3), при их сборке в волнистый наполнительный элемент (1). Это расположение отлично от гофрированных листов, описанных в патенте США №5716585. Хотя расстояние между каждой впадиной, а также глубина и высота каждой впадины (9) и вершины (8) не ограничены, фактические углы и глубины вершин и впадин, образующих каналы, оптимизированы для повышения эффективности десорбции. Согласно одному варианту реализации и как показано на ФИГ. 3, угол вершин (8) и впадин (9), которые образуют каналы, составляет приблизительно 45 градусов от линии наклона гофрированной плоской стойки (3), а расстояние через каждую впадину (9) обычно составляет приблизительно 3/4 дюйма (19,05 мм), но может претерпевать изменение от приблизительно 1/4 дюйма (6,350 мм) до приблизительно 24 дюймов (609,6 мм), и вершины и впадины обычно составляют приблизительно 1/4 дюйма (6,350 мм) по высоте/глубине, но могут претерпевать изменение от приблизительно 1/16 дюйма (1,5875 мм) и приблизительно 2 дюймов (50,8 мм), соответственно.[0035] FIG. 2 shows an embodiment of a corrugated filler element (1) as well as details of corrugated flat posts (3), which are made of non-flat or corrugated metal and look similar to the corrugated metal processing trays sold under the trademark RIPPLE TRAY, as described in the US patent No. 2767 967. FIG. 3 shows corrugations, i.e. waves or ridges and grooves, which form channels and consist of peaks (8) and troughs (9) that create waves in corrugated flat struts (3). These peaks and valleys form channels that are at an angle of less than 90 degrees, and typically approximately 45 degrees, to the line of inclination of the corrugated flat stud (3), when assembled into a corrugated filler element (1). This arrangement is different from the corrugated sheets described in US Pat. No. 5,716,585. Although the distance between each valley and the depth and height of each valley (9) and peak (8) are not limited, the actual angles and depths of the peaks and valleys forming the channels are optimized to improve the desorption efficiency. In one embodiment, and as shown in FIG. 3, the angle of the tops (8) and troughs (9) that form the channels is approximately 45 degrees from the line of inclination of the corrugated flat strut (3), and the distance through each trough (9) is typically approximately 3/4 inch (19.05 mm) but may vary from approximately 1/4" (6.350 mm) to approximately 24" (609.6 mm) and the tops and valleys are usually approximately 1/4" (6.350 mm) in height/depth but may undergo a change of approximately 1/16 inch (1.5875 mm) and approximately 2 inches (50.8 mm), respectively.

[0036] Таким образом, волнистый металл гофрированных плоских стоек (3) и ребра ребристых плоских стоек (не показаны) способствуют радиальному перемешиванию, что увеличивает контакт твердых частиц с псевдоожижающей газообразной средой. Напротив, стойки с плоской поверхностью, то есть стойки, которые не выполнены гофрированными или ребристыми, как описано в настоящем документе, способствуют отделению частиц катализатора от газа, и происходит перемещение частиц вниз по верхней плоской поверхности стойки с удалением от окон открытого пространства (4), где катализатор будет смешан с псевдоожижающим газом (7). В частности, поскольку волны, то есть вершины и впадины, которые образуют каналы гофрированных плоских стоек (3), и ребра, которые образуют каналы на плоских стойках, расположены под углом для усиления бокового перемещения частиц катализатора в окна (4) открытого пространства, лучше происходит смешивание и контакт твердых частиц и паров. Таким образом, направленное во многих направлениях перемещение частиц катализатора на гофрированных и/или ребристых плоских стойках приводит к лучшему контакту между катализатором и псевдоожиженным газом (7) внутри волнистого наполнительного элемента (1), в отличие от расслоения катализатора на наполнительном элементе известного уровня техники. Таким образом, волнистый наполнительный элемент (1) обеспечивает повышенную эффективность десорбции для заданного количества десорбирующего пара и ступеней десорбции.[0036] Thus, the corrugated metal of the corrugated flat struts (3) and the ribs of the ribbed flat struts (not shown) promote radial mixing, which increases the contact of the solids with the fluidizing gaseous medium. In contrast, flat surfaced racks, i.e. racks that are not corrugated or ribbed as described herein, assist in the separation of catalyst particles from the gas and move the particles down the top flat surface of the rack away from the open space windows (4) where the catalyst will be mixed with the fluidizing gas (7). In particular, since the waves, that is, the tops and valleys that form the channels of the corrugated flat posts (3), and the ribs that form the channels on the flat posts, are angled to enhance the lateral movement of the catalyst particles into the windows (4) of the open space, it is better mixing and contact of solid particles and vapors occurs. Thus, the multidirectional movement of the catalyst particles on the corrugated and/or ribbed flat racks leads to better contact between the catalyst and the fluidized gas (7) inside the corrugated filling element (1), in contrast to the delamination of the catalyst on the filling element of the prior art. Thus, the corrugated filler element (1) provides improved desorption efficiency for a given amount of desorption steam and desorption stages.

[0037] Волнистый наполнительный элемент (1) обеспечивает увеличенное количество ступеней десорбции для одного элемента вследствие внутреннего обратного потока внутри волнистого наполнительного элемента (1). Таким образом, волнистый наполнительный элемент (1) обеспечивает меньшее количество наполнительных элементов, необходимых для достижения аналогичных уровней десорбции по сравнению с наполнительными элементами известного уровня техники, или волнистый наполнительный элемент (1) обеспечивает повышенную эффективность десорбции для того же количества элементов, или, в качестве альтернативы, волнистый наполнительный элемент (1) обеспечивает уменьшенное количество пара, необходимое для достижения оптимальной эффективности десорбции.[0037] The corrugated filler element (1) provides an increased number of desorption stages per element due to internal backflow within the corrugated filler element (1). Thus, the corrugated filler element (1) provides fewer filler elements needed to achieve similar levels of desorption compared to prior art filler elements, or the corrugated filler element (1) provides increased desorption efficiency for the same number of elements, or, in alternatively, the wavy filling element (1) provides the reduced amount of steam required to achieve optimum desorption efficiency.

[0038] Волнистый наполнительный элемент (1) может быть изготовлен с использованием материалов и технологий, уже хорошо зарекомендовавших себя, таких как материалы, используемые для изготовления структурированных наполнительных элементов с товарным знаком RIPPLE TRAY и товарным знаком KFBE и/или других наполнительных элементов десорбера.[0038] The corrugated filler element (1) can be made using materials and technologies that are already well established, such as materials used to make RIPPLE TRAY and KFBE trademarked structured filler elements and/or other stripper filler elements.

[0039] На ФИГ. 5А, 5В, 5С и 5D неограничивающим образом показаны некоторые из множества схем, образованных наклонными ребрами и волнами плоских стоек, соответственно.[0039] FIG. 5A, 5B, 5C, and 5D show, in a non-limiting manner, some of the plurality of patterns formed by oblique ribs and flat strut waves, respectively.

[0040] Множество гофрированных и/или ребристых плоских стоек (3) соединены друг с другом ориентированным, взаимосвязанным и пересекающимся образом, образуя волнистый наполнительный элемент (1). На ФИГ. 4 показаны виды волнистого наполнительного элемента (1) под разными углами. Множество волнистых наполнительных элементов (1) может быть размещено один за другим в разнесенном или контактирующем положениях внутри цилиндрического сосуда (2). Соседние волнистые наполнительные элементы (1) могут быть расположены на одной линии или они могут быть повернуты на угол, такой как 45 градусов, 90 градусов или другой необходимый угол, друг относительно друга. Угол, образованный плоскостью каждой гофрированной плоской стойки (3) и продольной осью цилиндрической емкости (2), претерпевает изменение в зависимости от угла пересечения, выбранного для гофрированных плоских стоек. Например, при использовании угла пересечения в 90 градусов, гофрированные плоские стойки (3) проходят под углами 45 и 135 градусов к оси сосуда. При выборе угла пересечения в 60 градусов плоские гофрированные стойки (3) проходят под углом 60 и 120 градусов к оси колонны.[0040] A plurality of corrugated and/or ribbed flat posts (3) are connected to each other in an oriented, interconnected and intersecting manner, forming a wavy filler element (1). FIG. 4 shows views of the corrugated filling element (1) from different angles. A plurality of corrugated filling elements (1) can be placed one after the other in spaced or contacting positions inside the cylindrical vessel (2). Adjacent corrugated filling elements (1) may be aligned or they may be rotated through an angle such as 45 degrees, 90 degrees or other desired angle relative to each other. The angle formed by the plane of each corrugated flat rack (3) and the longitudinal axis of the cylindrical container (2) undergoes a change depending on the angle of intersection chosen for the corrugated flat racks. For example, when using an intersection angle of 90 degrees, the corrugated flat posts (3) extend at 45 and 135 degrees to the axis of the vessel. When choosing an intersection angle of 60 degrees, flat corrugated posts (3) run at an angle of 60 and 120 degrees to the axis of the column.

[0041] Каждый волнистый наполнительный элемент (1) может иметь размер, полностью заполняющий поперечное сечение цилиндрического сосуда (2), или несколько меньших волнистых наполнительных элементов (1) могут быть расположены рядом друг с другом или поверх друг друга для заполнения поперечного сечения сосуда или части поперечного сечения сосуда, например, волнистые наполнительные элементы (1) могут быть разнесены по периметру поперечного сечения сосуда, оставляя открытым центр поперечного сечения. При расположении рядом друг с другом волнистые наполнительные элементы (1) могут быть ориентированы в одном и том же или в разных направлениях и могут быть расположены внутри множества рядов, смещенных друг от друга.[0041] Each corrugated filler element (1) may be sized to completely fill the cross section of the cylindrical vessel (2), or several smaller corrugated filler elements (1) may be positioned next to or on top of each other to fill the cross section of the vessel, or parts of the cross section of the vessel, for example, wavy filling elements (1) can be spaced apart along the perimeter of the cross section of the vessel, leaving the center of the cross section open. When positioned next to each other, the corrugated filler elements (1) may be oriented in the same or different directions and may be located within a plurality of rows offset from each other.

[0042] В соответствии с одним вариантом реализации псевдоожиженный слой (5) с газом и твердыми частицами сформирован в части цилиндрического сосуда (2), в которой размещен волнистый наполнительный элемент (1) или множество волнистых наполнительных элементов (1). На ФИГ. 1 псевдоожиженный слой (5) с газом и твердыми частицами образован твердыми частицами в виде частиц, показанных стрелками (6), и текущей вверх газообразной текучей средой, показанной стрелками (7). Твердые частицы (6) имеют заданную форму, размер и состав, а газ (7) обладает заданными составом и скоростью. В предпочтительном варианте реализации твердые частицы (6) добавляют сверху и удаляют из нижней части псевдоожиженного слоя (5) с газом и твердыми частицами непрерывным образом для перемещения твердых частиц (6) и газа (7) через псевдоожиженный слой в противоположных направлениях. В качестве альтернативы твердые частицы (6) оставляют в псевдоожиженном слое (5) до тех пор, пока обработка не будет завершена, а затем сливают из псевдоожиженного слоя.[0042] In accordance with one embodiment, a fluidized bed (5) with gas and solids is formed in a part of a cylindrical vessel (2) in which a corrugated filling element (1) or a plurality of corrugated filling elements (1) is placed. FIG. 1, the fluidized bed (5) with gas and solid particles is formed by solid particles in the form of particles, shown by arrows (6), and an upward flowing gaseous fluid, shown by arrows (7). Solid particles (6) have a given shape, size and composition, and gas (7) has a given composition and velocity. In a preferred embodiment, solids (6) are added from the top and removed from the bottom of the fluidized bed (5) with gas and solids in a continuous manner to move the solids (6) and gas (7) through the fluidized bed in opposite directions. Alternatively, the solids (6) are left in the fluidized bed (5) until the treatment is complete and then drained from the fluidized bed.

[0043] После прохождения вверх через псевдоожиженный слой (5) газ (7) входит в разбавленную фазу над псевдоожиженным слоем (5) и может проходить через сепаратор, такой как циклон (не показан) для удаления любых захваченных твердых частиц, прежде чем они будут доставлены в конечный или промежуточный пункт назначения. Твердые частицы (6) после удаления из псевдоожиженного слоя (5) также могут быть доставлены в конечный или промежуточный пункт назначения.[0043] After passing upward through the fluidized bed (5), the gas (7) enters the dilute phase above the fluidized bed (5) and may pass through a separator such as a cyclone (not shown) to remove any entrained solids before they are delivered to the final or intermediate destination. Solid particles (6) after removal from the fluidized bed (5) can also be delivered to the final or intermediate destination.

[0044] Волнистый наполнительный элемент (1) может быть расположен в необходимом вертикальном положении в псевдоожиженном слое (5). В некоторых приложениях может быть желательным расположение волнистого наполнительного элемента (1) или множества волнистых наполнительных элементов (1) вблизи верхней и нижней границ псевдоожиженного слоя (5), тогда как в других применениях может быть желательным расположить элементы (1) на заранее выбранном расстоянии от границ. В других применениях элементы (1) могут проходить над или даже под псевдоожиженным слоем (5).[0044] The corrugated filling element (1) can be positioned in the required vertical position in the fluidized bed (5). In some applications, it may be desirable to position the corrugated filler element (1) or a plurality of corrugated filler elements (1) near the upper and lower boundaries of the fluidized bed (5), while in other applications it may be desirable to position the elements (1) at a preselected distance from borders. In other applications, the elements (1) may pass above or even below the fluidized bed (5).

[0045] Тип обработки, которая происходит в псевдоожиженном слое (5), может включать теплопередачу, массообмен, сжигание и/или химическую реакцию. Например, псевдоожиженный слой (5) можно использовать для десорбции углеводородов из отработанного катализатора или сжигания отложений кокса на отработанном катализаторе в системах крекинга с псевдоожиженным катализатором. Например, имеет место система крекинга с псевдоожиженным катализатором (не показана), использующая волнистый наполнительный элемент (1), в которой происходит удаление летучих углеводородов из отработанных твердых частиц катализатора в камере десорбции перед передачей частиц катализатора в регенератор, в котором происходит выжигание отложений кокса для восстановления частиц катализатора. Камера секции реактора содержит подающий стояк, который подает частицы катализатора и выходящий из реактора поток в открытую область реакционной камеры, в которой происходит отделение частиц катализатора от вытекающего из реактора потока. Частицы катализатора затем под действием силы тяжести текут вниз и через волнистый наполнительный элемент (1). Пар или другой десорбирующий газ подают по линии потока в камеру десорбера в месте ниже волнистого наполнительного элемента (1) и направляют вверх для выполнения псевдоожижения частиц катализатора внутри волнистого наполнительного элемента (1) и, как следствие, десорбцию летучих углеводородов, связанных с частицами катализатора. Поскольку частицы катализатора хорошо псевдоожижены потоком газа, может быть достигнута более высокая степень эффективности обработки по сравнению с известными процессами десорбции.[0045] The type of treatment that occurs in the fluidized bed (5) may include heat transfer, mass transfer, combustion, and/or chemical reaction. For example, the fluidized bed (5) can be used to strip hydrocarbons from spent catalyst or burn coke deposits on spent catalyst in fluid catalytic cracking systems. For example, there is a fluid catalytic cracking system (not shown) using a wavy filler element (1) that removes volatile hydrocarbons from spent catalyst solids in a desorption chamber before passing the catalyst particles to a regenerator that burns coke deposits to recovery of catalyst particles. The reactor section chamber includes a feed riser that supplies the catalyst particles and the reactor effluent to an open area of the reaction chamber where the catalyst particles are separated from the reactor effluent. The catalyst particles then flow by gravity downwards and through the corrugated filler element (1). Steam or other stripping gas is fed through the flow line into the desorber chamber at a location below the wavy filler element (1) and is directed upward to fluidize the catalyst particles inside the wavy filler element (1) and, as a result, desorb the volatile hydrocarbons associated with the catalyst particles. Because the catalyst particles are well fluidized by the gas stream, a higher degree of processing efficiency can be achieved compared to known desorption processes.

[0046] Поток отделенного газа, содержащий десорбированные летучие углеводороды, может быть направлен из десорбера в реактор крекинга с псевдоожиженным катализатором (не показан) или в другое необходимое место через линию потока. Подвергнутые десорбции частицы катализатора переносят по другой линии потока от десорбера к регенератору, в котором происходит сжигание кокса на катализаторе и внутри него для эффективного восстановления активности частиц катализатора. Затем частицы катализатора могут быть возвращены в реактор крекинга с псевдоожиженным катализатором (не показан). Газ из верхнего дымохода регенератора направляют в скруббер (не показан) или обрабатывают иным образом. Циклонные сепараторы (не показаны) используют как в регенераторе, так и в реакторе крекинга с псевдоожиженным катализатором для удаления захваченных частиц катализатора из потоков отделенного газа.[0046] The separated gas stream containing stripped volatile hydrocarbons may be directed from the stripper to a fluid catalytic cracking reactor (not shown) or to another desired location via the flow line. The desorbed catalyst particles are carried in another flow path from the desorber to a regenerator which burns coke on and within the catalyst to effectively restore the activity of the catalyst particles. The catalyst particles can then be returned to the fluid catalytic cracking reactor (not shown). The gas from the upper chimney of the regenerator is sent to a scrubber (not shown) or otherwise treated. Cyclone separators (not shown) are used in both the regenerator and the fluidized catalyst cracking reactor to remove entrained catalyst particles from the separated gas streams.

[0047] Описанные выше результаты отражают преимущества устройства для десорбции в соответствии с вариантами реализации, описанными в настоящем документе. В частности, улучшенный контакт между газообразной текучей средой и частицами катализатора в элементе (1) волнистого наполнительного элемента приводит к уменьшенному уносу углеводородов в регенератор и уменьшению требуемой нагрузки на сжигание в регенераторе и количества летучих углеводородных компонентов, которые при переносе в регенератор преимущественно сгорают в разреженном пространстве, что приводит к высоким температурам, которые могут отрицательно влиять на механическую целостность компонентов регенератора.[0047] The results described above reflect the advantages of the desorption device according to the embodiments described herein. In particular, the improved contact between the gaseous fluid and the catalyst particles in the corrugated filler element (1) results in reduced hydrocarbon entrainment into the regenerator and a reduction in the required regenerator combustion load and the amount of volatile hydrocarbon components that, when transferred to the regenerator, preferentially burn in the rarefied space, resulting in high temperatures that can adversely affect the mechanical integrity of the regenerator components.

[0048] Следует понимать, что раскрытые в настоящем документе варианты реализации, определенные прилагаемой формулой изобретения, не должны быть ограничены конкретными подробностями, изложенными в вышеприведенном описании, поскольку возможны многие его очевидные варианты.[0048] It should be understood that the embodiments disclosed herein as defined by the appended claims should not be limited to the specific details set forth in the foregoing description, as many obvious variations are possible.

Claims (37)

1. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами, имеющий1. A gas-solids fluidized bed vessel having оболочку и открытую внутреннюю область внутри оболочки;a shell and an open inner area within the shell; по меньшей мере один волнистый наполнительный элемент, расположенный внутри открытой внутренней области и содержащий множество гофрированных и/или ребристых плоских стоек, расположенных в чередующихся пересекающихся плоскостях, которые обеспечивают множество открытых пространств между чередующимися пересекающимися плоскими стойками или рядом с ними, причем волнистый наполнительный элемент имеет конфигурацию трехмерной решетки;at least one corrugated filling element located inside the open inner area and containing a plurality of corrugated and/or ribbed flat posts located in alternating intersecting planes, which provide a plurality of open spaces between or next to the alternating intersecting flat posts, and the corrugated filling element has three-dimensional lattice configuration; твердые частицы в волнистом наполнительном элементе и по меньшей мере один поток газа, протекающий навстречу твердым частицам через волнистый наполнительный элемент и вызывающий псевдоожижение твердых частиц внутри волнистого наполнительного элемента для образования псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами.solid particles in the corrugated filling element and at least one gas flow flowing towards the solid particles through the corrugated filling element and causing fluidization of the solid particles inside the corrugated filling element to form a fluidized bed with gas and solid particles. 2. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по п. 1, в котором гофрированные плоские стойки содержат вершины и впадины, расположенные в продольном или поперечном направлении, или их комбинации.2. The gas and solids fluidized bed vessel of claim 1, wherein the corrugated flat struts comprise longitudinal or transverse vertices and troughs, or combinations thereof. 3. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по п. 2, в котором вершины и впадины расположены под углом менее 90 градусов от линии наклона упомянутой плоской стойки при сборке в волнистый наполнительный элемент.3. The gas and solids fluidized bed vessel of claim 2, wherein the tops and bottoms are at an angle of less than 90 degrees from the line of inclination of said flat post when assembled into a corrugated filling element. 4. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по одному из пп. 1-3, в котором волнистый наполнительный элемент содержит гофрированные плоские стойки.4. Vessel for a fluidized bed with gas and solid particles according to one of paragraphs. 1-3, in which the corrugated filling element contains corrugated flat posts. 5. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по одному из пп. 1-4, в котором волнистый наполнительный элемент содержит ребристые плоские стойки.5. Vessel for a fluidized bed with gas and solid particles according to one of paragraphs. 1-4, in which the corrugated filling element contains ribbed flat posts. 6. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по одному из пп. 1-5, в котором ребра ребристых плоских стоек расположены под углом менее 90 градусов от линии наклона плоских стоек при сборке в волнистый наполнительный элемент.6. Vessel for a fluidized bed with gas and solid particles according to one of paragraphs. 1-5, in which the ribs of the ribbed flat posts are located at an angle of less than 90 degrees from the line of inclination of the flat posts when assembled into a wavy filler element. 7. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по одному из пп. 1-6, в котором гофрированные и/или ребристые плоские стойки содержат одно или более отверстий.7. Vessel for a fluidized bed with gas and solid particles according to one of paragraphs. 1-6, in which the corrugated and/or ribbed flat posts contain one or more holes. 8. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по одному из пп. 1-7, в котором высота волнистого наполнительного элемента составляет от приблизительно 1 дюйма (25,400 мм) до приблизительно 36 дюймов (914,4 мм).8. Vessel for a fluidized bed with gas and solid particles according to one of paragraphs. 1-7, in which the height of the corrugated filling element is from about 1 inch (25.400 mm) to about 36 inches (914.4 mm). 9. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по одному из пп. 1-8, в котором высота волнистого наполнительного элемента составляет от приблизительно 6 дюймов (152,4 мм) до приблизительно 24 (609,6 мм) дюймов.9. Vessel for a fluidized bed with gas and solid particles according to one of paragraphs. 1-8, in which the height of the corrugated filling element is from about 6 inches (152.4 mm) to about 24 (609.6 mm) inches. 10. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по п. 2, в котором вершины имеют высоту от приблизительно 1/16 дюйма (1,5875 мм) до приблизительно 2 дюймов (50,8 мм), а10. The gas and solids fluidized bed vessel of claim 2, wherein the tops are from about 1/16 inch (1.5875 mm) to about 2 inches (50.8 mm) high, and впадины имеют глубину от приблизительно 1/16 дюйма (1,5875 мм) до приблизительно 2 дюймов (50,8 мм), иthe depressions are from about 1/16" (1.5875 mm) to about 2" (50.8 mm) deep, and ширина вершин и впадин составляет от приблизительно 1/4 дюйма (6,350 мм) до приблизительно 24 дюймов (609,6 мм).the width of the peaks and valleys is from about 1/4 inch (6.350 mm) to about 24 inches (609.6 mm). 11. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по одному из пп. 1-10, в котором ребра ребристой плоской стойки имеют высоту от приблизительно 1/16 дюйма (1,5875 мм) до приблизительно 2 дюймов (50,8 мм), а11. Vessel for a fluidized bed with gas and solid particles according to one of paragraphs. 1-10, wherein the fins of the ribbed flat strut are from about 1/16 inch (1.5875 mm) to about 2 inch (50.8 mm) high, and расстояние между ребрами составляет от приблизительно 1/4 дюйма (6,35 мм) до приблизительно 24 дюйма (609,6 мм).the distance between the ribs is from about 1/4 inch (6.35 mm) to about 24 inches (609.6 mm). 12. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по п. 2, в котором вершины и впадины расположены под углом приблизительно 45 градусов от линии наклона плоской стойки при сборке в волнистый наполнительный элемент.12. The gas and solids fluidized bed vessel of claim 2, wherein the tops and bottoms are at an angle of approximately 45 degrees from the line of inclination of the flat post when assembled into a corrugated filler element. 13. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по п. 2, в котором вершины и впадины расположены под углом в одном или разных направлениях на плоских стойках.13. The gas solids fluidized bed vessel of claim 2, wherein the tops and bottoms are angled in the same or different directions on flat posts. 14. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по п. 2, в котором вершины и впадины каждой плоской стойки присутствуют в одном или противоположном направлении по отношению к вершинам и впадинам на соседних стойках.14. The gas solids fluidized bed vessel of claim 2, wherein the tops and bottoms of each flat rack are present in the same or opposite direction with respect to tops and bottoms on adjacent racks. 15. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по п. 6, в котором ребра каждой плоской стойки находятся в одном или противоположном направлении относительно ребер на соседней стойке (стойках).15. The gas solids fluidized bed vessel of claim 6, wherein the ribs of each flat strut are in the same or opposite direction to the ribs on the adjacent strut(s). 16. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по одному из пп. 1-15, содержащий трубопроводы для потока газа, сообщающиеся с сосудом для направления потока газа в открытую внутреннюю область и через волнистый наполнительный элемент и для удаления потока газа из сосуда после протекания потока газа через волнистый наполнительный элемент.16. Vessel for a fluidized bed with gas and solid particles according to one of paragraphs. 1-15 comprising gas flow conduits communicating with the vessel to direct the gas flow into the open interior and through the corrugated filler element and to remove the gas flow from the vessel after the gas flow has passed through the corrugated filler element. 17. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по п. 16, содержащий трубопроводы для потока твердых частиц, сообщающиеся с сосудом для направления твердых частиц к волнистому наполнительному элементу и удаления твердых частиц из сосуда после протекания через волнистый наполнительный элемент.17. The gas and solids fluidized bed vessel of claim 16, comprising solids flow conduits in communication with the vessel for directing the solids to the corrugated filler and removing the solids from the vessel after flowing through the corrugated filler. 18. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по п. 17, в котором указанные трубопроводы для потока газа и трубопроводы для твердых частиц расположены так, что обеспечивают встречные потоки твердых частиц и газа.18. The gas and solids fluidized bed vessel of claim 17, wherein said gas flow conduits and solids conduits are arranged to provide countercurrent solids and gas. 19. Сосуд для псевдоожиженного слоя с газом и твердыми частицами по п. 17, в котором указанные твердые частицы представляют собой частицы катализатора.19. The gas-solids fluidized bed vessel of claim 17, wherein said solids are catalyst particles. 20. Способ псевдоожижения твердых частиц в сосуде, имеющем оболочку и по меньшей мере один волнистый наполнительный элемент, расположенный в открытой внутренней области внутри оболочки,20. A method for fluidizing solid particles in a vessel having a shell and at least one wavy filling element located in an open internal area inside the shell, причем волнистый наполнительный элемент содержит множество гофрированных и/или ребристых плоских стоек, расположенных в чередующихся пересекающихся плоскостях, которые обеспечивают множество открытых пространств между чередующимися пересекающимися гофрированными плоскими стойками или рядом с ними, а волнистый наполнительный элемент имеет конфигурацию трехмерной решетки, причем указанный способ включает следующие этапы:moreover, the corrugated filling element contains a plurality of corrugated and/or ribbed flat posts located in alternating intersecting planes, which provide a plurality of open spaces between or near the alternating intersecting corrugated flat posts, and the corrugated filling element has a three-dimensional lattice configuration, and this method includes the following stages: обеспечение количества твердых частиц внутри волнистого наполнительного элемента иensuring the amount of solid particles inside the corrugated filler element and выполнение псевдоожижения твердых частиц в волнистом наполнительном элементе посредством протекания по меньшей мере одного потока газа через указанный элемент.performing fluidization of solid particles in the corrugated filling element by flowing at least one gas flow through said element. 21. Способ по п. 20, также включающий этап направления твердых частиц через волнистый наполнительный элемент в направлении, противоположном направлению потока газа.21. The method of claim 20, further comprising the step of directing solid particles through the corrugated filler element in a direction opposite to the direction of gas flow. 22. Способ по п. 21, также включающий этап обеспечения дополнительного количества твердых частиц в волнистом наполнительном элементе с удалением по меньшей мере некоторых из псевдоожиженных твердых частиц из волнистого наполнительного элемента при протекании потока газа через волнистый наполнительный элемент.22. The method of claim 21, further comprising the step of providing additional solids to the corrugated filling element, removing at least some of the fluidized solids from the corrugated filling element as a gas flow passes through the corrugated filling element. 23. Способ по одному из пп. 20-22, также включающий этап удержания указанного количества твердых частиц в волнистом наполнительном элементе при протекании потока газа через волнистый наполнительный элемент.23. The method according to one of paragraphs. 20-22, also comprising the step of retaining said amount of solid particles in the corrugated filler element while flowing a gas flow through the corrugated filler element. 24. Способ по одному из пп. 20-23, согласно которому твердые частицы представляют собой частицы катализатора, связанные с летучими углеводородами,24. The method according to one of paragraphs. 20-23, according to which the solid particles are catalyst particles associated with volatile hydrocarbons, причем на этапе протекания потока газа через волнистый наполнительный элемент выполняют десорбцию по меньшей мере некоторых из летучих углеводородов из частиц катализатора посредством потока газа во время указанного псевдоожижения.moreover, at the stage of flowing a gas stream through a corrugated filling element, at least some of the volatile hydrocarbons are desorbed from the catalyst particles by means of a gas stream during said fluidization. 25. Способ по п. 24, согласно которому поток газа содержит водяной пар.25. The method of claim 24, wherein the gas stream contains water vapor. 26. Способ по одному из пп. 20-25, согласно которому твердые частицы представляют собой частицы катализатора, содержащие отложения кокса, а26. The method according to one of paragraphs. 20-25, according to which the solid particles are catalyst particles containing coke deposits, and также включающий этап сжигания отложений кокса для восстановления частиц катализатора во время указанного этапа протекания указанного потока газа через обеспечивающее контакт устройство.also comprising a step of burning coke deposits to regenerate catalyst particles during said step of flowing said gas stream through the contacting device.
RU2019136325A 2017-07-14 2018-07-12 Device for fluidization system with gas and solid particles for improvement of desorption RU2776393C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/649,729 2017-07-14
US15/649,729 US10913044B2 (en) 2017-07-14 2017-07-14 Device for gas solids fluidized system to enhance stripping
PCT/US2018/041906 WO2019014502A1 (en) 2017-07-14 2018-07-12 Device for gas solids fluidized system to enhance stripping

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019136325A RU2019136325A (en) 2021-08-19
RU2019136325A3 RU2019136325A3 (en) 2021-11-09
RU2776393C2 true RU2776393C2 (en) 2022-07-19

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4744928A (en) * 1981-07-30 1988-05-17 Sulzer Brothers Limited Regular packing for countercurrent mass and direct heat transfer columns
US6224833B1 (en) * 1998-12-15 2001-05-01 Koch-Glitsch, Inc. Apparatus for contacting of gases and solids in fluidized beds
RU2414300C1 (en) * 2009-08-04 2011-03-20 Инфра Текнолоджиз Лтд. Exothermic process catalyst support and catalyst based on said support
US20130186273A1 (en) * 2010-08-20 2013-07-25 Total Raffinage Marketing Method for separating gas in a fluidized gas/solid mixture
US8646758B2 (en) * 2007-03-09 2014-02-11 Ifp High performance structured packing for fluid exchange column and fabrication method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4744928A (en) * 1981-07-30 1988-05-17 Sulzer Brothers Limited Regular packing for countercurrent mass and direct heat transfer columns
US6224833B1 (en) * 1998-12-15 2001-05-01 Koch-Glitsch, Inc. Apparatus for contacting of gases and solids in fluidized beds
US8646758B2 (en) * 2007-03-09 2014-02-11 Ifp High performance structured packing for fluid exchange column and fabrication method
RU2414300C1 (en) * 2009-08-04 2011-03-20 Инфра Текнолоджиз Лтд. Exothermic process catalyst support and catalyst based on said support
US20130186273A1 (en) * 2010-08-20 2013-07-25 Total Raffinage Marketing Method for separating gas in a fluidized gas/solid mixture

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4615314B2 (en) Gas and solid countercurrent contact device
JP4245671B2 (en) Fluidized solid stripping method and stripping device and its use in fluid state cracking method
EP1577368B1 (en) Stripping apparatus and process
US6224833B1 (en) Apparatus for contacting of gases and solids in fluidized beds
JP7247117B2 (en) Apparatus for gas/solids fluidization systems to facilitate stripping
CN111565835B (en) Multi-directional apparatus for steam-solid mixing
RU2604350C2 (en) Methanol to olefin regenerator multi-pass grids
JP7457659B2 (en) Stripper and packing device
RU2776393C2 (en) Device for fluidization system with gas and solid particles for improvement of desorption
US6126905A (en) Baffles for a fluid to fluid contactor
RU2802807C2 (en) Multidirectional device for mixing steam and solid particles
RU2797830C2 (en) Stripper and compaction devices
CN100395011C (en) Regenerated catalyst steam-stripping method