TW201014654A - Method and apparatus for improving radial flow moving bed regeneration/reaction system performance - Google Patents

Description

201014654 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種依重力移動固體粒子與徑向流體反應之 裝置類型。徑向流的成分與移動固體粒子如催化劑反應。 [先前技術] 徑向流反應器與再生器在石油與石化產業中之應用係爲 熟知碳水化合物處理技術者所熟習之技術。徑向反應器與再生 器爲環狀接觸器(contactor)，其中催化劑粒子床藉由兩個同心 圓筒狀粒子保留篩(retaining screen)支撐。徑向流再生器已揭示 在，例如，美國專利第 3,65,231、3,907,511、3,882,015、 3,799,866、3,785,96與3,692,496號，徑向流反應器已揭示在， 例如，美國專利第3,652,231與3,647,680號。此型徑向流接觸 器提供優於其他典型接觸器的優點:徑向流接觸器減少橫向壓 差、降低再循環氣壓縮機的投資與設備需求。爲了將碳水化合 物轉換爲有用的產物，在這些徑向流反應器須小心調整溫度與 ^ 壓力》用於反應器中的催化劑總是因爲一種或多種原因而失去 活性。在催化劑上所累積的焦炭是導致催化劑失去活性最常見 的理由之一。爲了恢復已失去活性的催化劑之效能，通常需對 催化劑進行小心地重整與燒掉己累積的焦炭。藉由將含焦炭之 催化劑在高溫環境與含氧氣體接觸，並於再生器中燃燒而將催 化劑再活化，其中具有焦炭的催化劑垂直地移動通過徑向床’ 並且含氧氣體徑向地流通橫越它°在連續胃 201014654 中，將載滿焦炭的催化劑粒子週期性地加入焦炭燃燒床且抽 出，讓含氧氣體與含焦炭催化劑在環狀床反應。美國專利 3,652,231顯示用於催化劑再生過程的連續再生裝置。前述再 生裝置係使用固定寬度移動催化劑床，可應用於碳水化合物重 組中。美國專利3,647,680與3,692,496亦處理重組催化劑的再 生。 目前已有大量關於徑向流反應器/再生器的設計與效能的 0 改良之硏究，例如，美國專利第6，103,652號揭示用分段式燃 燒過程與裝置於移動床中來再生催化劑，其中包括至少兩個分 離的連續燃燒區。爲了確保在徑向流反應器環狀床中催化劑之 均勻流量，在催化劑床底端使用多個催化劑抽出系統，且將其 位於催化劑的流通道中。典型地，這些包含多個位置低於兩催 化劑保留篩之催化劑抽出導管，每一導管的上端由圓錐形蓋覆 蓋，此圓錐形蓋的設計允許從每個方向有相同之催化劑流量。 此設計亦顯示於美國專利第3,706,530、3,785，％3、3,854,887 ^ 與4，110,08號中。美國專利第5，157，181號揭示徑向流反應器 的環狀床深度在床較低部比床較高部分大，以維持接近相同的 催化劑活性在不同的位置。美國專利第4,859,643號揭示用於 含焦炭催化劑粒子的再生方法，其限制粒子在再生器區的燃燒 區爲一端逐漸變細(tapered)床結構。上述一端逐漸變細床結構 藉由增加催化劑粒子在高溫區的移動速度，並降低降低催化劑 4 201014654 暴露在高溫的時間而減少催化劑表面積的流失。此方法增加在 具有較薄床深度之床頂部的粒子向下移動速度。 如先前參考文件所述，多數的先前技術係爲了達到均勻 固態流且在環狀床間消除死區。另一些藉由使用一端逐漸變細 床結構而在環狀床的不同軸高度改變催化劑粒子的速度。當床 深度減少，在軸向粒子速度增加，但粒子速度在相同軸高度及 徑向是相似的。橫越軸向床之流體在床較薄區會以較高流速不 h 均勻的分佈。不均勻分佈的高橫越流速可藉由釘住 催化劑在內牆上而停止催化劑的移動而決定移動床設計。如此 一來，發展新的方法與裝置以最佳化反應器效能，並且同時不 會顯著地影響橫越流體佈局，且不導致橫越流體的不均勻分佈 是一項重要的開發課題。 【發明內容】 本發明可有效地改良移動床徑向流反應器/再生器或其他 具有催化劑向下移動特徵的接觸容器類型之«^。上述之改良 €3 可經由使用內部插入篩來分開催化劑床爲不同流通道而達 到。藉由改變每一流通道之位置 '幾何/斜率與底部截面積開 口，可調整在每一流通道中的粒子駐留時間或粒子速度以達到 最佳化效率。 【實施方式】 本發明可應用於移動床反應器、再生器，藉由最佳化固 201014654 態粒子在容器中駐留時間，可改進固態粒子與橫向流體之反 應、再生效能。徑向流體一固體接觸設備在多種工業製程中使 用。這些製程包括但不限於一般石蠘的異構化 (isomerization)、一般石蠘的去氫化與在石腦油（naphtha)沸點 範圍的重組反應。爲熟習該項技術者所知悉的是，在徑向流反 應器中，多種反應物在反應器的周圍及其中心軸沿著徑向流 動。對於典型的催化重組製程之反應器或再生器而言，反應物 係向內流動。亦即，反應物自環狀反應物分佈體積向內流動至 圓筒狀反應物寬集體積。職反應物分佈體積爲在容器殼與外 催化劑保留篩或壓孔板（punch _之間。外催化劑保留篩 或壓孔板通常係指外籃篩或扇（scallop)。中心保留蒐集體積由 內催化劑保留篩包覆，內催化劑保留篩通常係指中心管。簡言 之，原料與包含氫之循環氣混合並在反應區與催化劑接觸。上 述原料係爲石油分餾物，一般習知爲石腦油且具有初始沸點爲 約180 °F且最終沸點爲約400°F。原料品質藉由去氫化、環化 ^ 與異質化之芳香化改進。催化重組製程的進一步資訊可在，如 美國專利第4,409,095與4,440,626號中找到。 在本發明之第一實施例中，揭示徑向移動床再生/反應 系統，其中包含多個固態粒子以連續或半連續模式依重力移動 進入與流出系統，上述系統包含垂直指向圓筒狀外容器、外圓 筒狀粒子保留篩、內圓筒狀粒子保留篩與至少一中間篩。上述 6 201014654 之外篩與內篩兩者都位於外容器內，且同心於外容器的中心垂 直軸。再者，在容器與與外篩間是環狀反應物分佈體積，其中 環狀反應物分佈體積與至少一反應物入口導管連通以引入反 應流體。此外，在外篩與內篩間是環狀粒子保留體積，其中該 環狀粒子保留體積用於再生/反應，至少一粒子入口導管與環 狀粒子保留體積之上端連通，至少一粒子抽出導管與該環狀粒 子保留體積之下端連通，外篩與內篩間的距離定義爲床深度。 Ο 在此實施例中，至少一中間篩插於外篩與內篩之間而位 於粒子保留體積內，反應流體橫向越過中間篩但沒有固體粒子 橫越穿過此中間篩。中間篩將環狀粒子保留體積之全部或部分 體積分爲至少兩個流靈，藉由調整中間篩位置或斜率或在中 間篩位置底部的截面開口，固體粒子在至少一流通道的駐留時 間因而改變。換言之，至少有一流通道之底部截面積不同於同 一流通道高於底部之所有或部份截面積。再者，在內篩內體積 定義爲圓筒狀外流體收集體積，其中至少有一反應物出口導管 與外流體收集體積連通。 根據本實施例，上述之中間篩有兩種較佳設計：圓錐狀， 以及圓筒與圓錐結合的形狀。在單一中間篩插入的情況中，中 間篩分開環狀粒子保留體積爲外與內流通道。在本實施例中， 上述之流通道亦有兩種較佳狀況:第一種係外流通道形成在中 間篩與外篩間，且外流通道在較低部份逐漸變細具有較同一流 7 201014654 醒之平均截面積小的截面積，以便咖固態粒子在外流醒 的駐留時間;第二種係內流通道形成在中間篩與內篩間且內流 通道在較低部份逐漸變細具有較同一流通道之平均截面積小 的截面積，以便《JD固態粒子在內流通道的駐留時間。 再者，位於外流通道及內流通道間之中間篩在所有或部 份篩中與水平形成一角度，且此角度不小於在其中固體粒子的 靜止(repose)角度。其中，上述之固體粒子的移動速率等於或

在此實施例中，上述固態粒子包含選自下述群組中之一 者:催化劑、與吸附劑。反應流體包含選自下述組群中之一者： 用於催化再生之稀釋空氣、碳水化合物、加熱爐燃燒廢氣與來 自處理單元之廢氣流。 在本發明之第二實施例中，揭示徑向移動床焦炭移除系 統，其中多個催化劑粒子以連續或半連續模式依重力進入與移 @ 出系統，此系統包含垂直指向圓筒狀外容器、圓筒狀催化劑外 保持篩、圓筒狀催化劑內保持篩、與至少一中間篩。上述之圓 筒狀催化劑外保持篩與圓筒狀催化劑內保持篩兩者都位於垂 直指向圓筒狀外容器內，且同心於上述外容器的中心垂直軸。 再者，在容器與圓筒狀催化劑外保持篩間的環狀體積用來分佈 反應物’其中職反應物分佈體積與至少一反應物入口導管連 通，以引入含氧氣體。此外，在圓筒狀催化劑外保持篩與圓筒 201014654 狀催化劑內保持篩間是環狀催化劑保留體積，其中催化劑環狀 保留體積可用於再生/反應。依據本實施例，至少一催化劑入 口導管與催化劑環狀保留體積之上端連通，至少一粒子抽出導 管與粒子環狀保留體積之下端連通，以及一定的床深度定義爲 外篩與內篩間的一定距離。 在此實施例中，至少一中間篩插於圓筒狀催化劑外保持 篩與圓筒狀催化劑內保持篩之間，且中間篩位於催化劑保持體 積中。含氧氣體可橫向越過中間篩，但沒有固體粒子能橫越穿 過中間篩，其中，中間飾將催化劑環狀保留體積之全部或部分 體積分爲外與內流通道，形成於中間篩與內篩間之內流通通道 在底部逐漸變細，具有比此篩之平均截面積小的截面積，以便 增加該催化劑粒子在內流通道的駐留時間。中間篩之較佳設計 如第一實施例所描述。再者，圓筒狀流體收集體積在圓筒狀催 化劑內保持篩內，其中至少一反應物出口導管與流體收集體積 連通。上述設計可導致氧使用率與燃燒效率的改進。根據此一 設計，相同的再生器不需增加燃燒區體積，或是修改再生風箱 而可燃燒更多焦炭，因爲在內通道具有較長的催化劑駐留時 間，相同的再生器可以燃燒處理那些較慢焦炭燃燒速率的催化 劑。 催化重組製程通常在催化劑粒子存在時進行，催化劑粒 子包括一或多個VII族貴金屬（如鉛、銥、鍺、鈀）與鹵素結 201014654

〇 合於多孔載體，例如無機氧化物。鋁土爲通常使用載體。鹵素 通常爲氯。在重組反應進程期間，催化劑粒因焦炭沉積或氯流 失之機轉而失去活性。在使用後一段時間後，催化劑促進重組 反應能力降低至催化劑需要再處理的時候，失去活性的催化劑 連續地或週期地依重力流入反應器的外與內催化劑保留篩之 間，且接著傳送至再生器以再生。在再生期間，進行焦炭移除、 氯調整 '粒子乾燥且金屬還原。再生的催化劑粒子接著傳回至 反應器的反應區。 再生器中，含焦炭的催化劑與含氧熱氣流（燃燒區再循環 氣體）接觸，以移除在碳氫化合物轉換反應區中累積在催化劑 上焦炭。焦炭成分主要包含碳與氫。焦炭移除機轉是藉由在稱 爲燃燒區之高溫區氧化碳與氫完成。在焦炭中之碳和氫與氧反 應以形成二氧化碳、一氧化碳和水。在失去活性的催化劑上之 焦炭成分可最多至催化劑重量之’但更典型爲4至7°/。。 焦炭在燃燒區氧化溫度，通常在約8〇〇至1〇5〇 °F之範圍。在 催化劑上的局部高溫可達到約1100卞。進入燃燒區之再循環 氣體中的氧濃度通常在0.2至1.3體積％ ’但典型地控制在〇·6 至1%。典型再生燃燒區的配置可見於美國專利第3,652,231 號。第一圖與第二圖顯示在內外催化劑保留篩間的燃燒區。再 循環氣體4含有氧、C02、Η20、氮與小量污染物徑向性地橫 越過垂直移動催化劑床。移動的催化劑1自職床頂部饋入’ 201014654 該環狀床在外籃篩8與內中心篩9內，且移動催化劑1自環狀 床2的底部抽出。當熱再循賴體4快速加熱冷的含焦炭催化 劑，氧化反應加快進行。所有供應至移動催化劑床上部之再循 環氣體中的氧被氧化反應消耗。催化劑上的焦炭與再循環氣體 中的氧反應時持續損耗，直到焦炭氧化速度不夠快而不能消耗 所有氧。 第五圖繪示催化重組製程單元之使用過的催化劑在連續 式催化劑再生器之燃燒區中的焦炭量。第五圖中之曲線1顯示 在催化劑上的焦炭在含氧氣體饋入徑向流移動床接近外籃篩 處快速燃燒。如曲線2所示，在催化劑上的焦炭在床軸 A與徑向床深度約75%處完全燃燒。因催化劑上焦炭已經完 全燒除，床高度在點A以下並且在外籃篩與75%徑向床深度 間的體積因此被浪費。再生器體積並沒有被有效利用。也因此 在外籃與75%床深度間的環狀流通道中較快的移出無焦炭催 化劑是對有效使用再生器體積是有利的。第五圖之曲線5顯示 在催化劑上的焦炭在接近中心管篩高於氧突破點處沒有明顯 的燃燒是因爲氧在突破點以上已耗盡，直到低於氧突破點才有 明顯的燃燒。美國專利第4,859,643號討論氧在不同徑向床沿 著軸長度突破。藉由較快的移動接近外籃篩之催化劑（此處催 化劑幾乎爲不含焦炭）’且較慢的移動接近再生器中心管篩並 接近且低於氧突破點之含焦炭催化劑，接近外籃篩而沒有被使 11 201014654 用之反應體積將被更有效利用’且接近中心管篩含有焦炭之催 化劑可留在燃燒區較長的時間而可以有額外的焦炭燃燒。 第六圖進一步繪示在催化重組製程單元之連續式催化劑 再生器中之氧含量。第六圖之曲線1顯不氧在外籃篩處有最局 濃度。在相同軸位置，當氧徑#流出催化劑床，氧濃度徑@地 遞減。曲線5顯示氧在接近中心管頂部篩開口處完全消耗，而 在床位置軸向接近中心管篩處在氧突破點下，有氧可用於燃燒 & 焦炭。氧的使用率幾乎爲直到氧突破點。接著氧使用率 自氧突破點持續降低至底部的篩開口。較慢移動接近中心管低 於氧突破點之含焦炭催化劑，可以增加燃燒時間且給予較完全 的焦炭燃燒。 熟習該項技術者已知催化劑粒子具有多孔。在孔中較深 處焦炭的反應速度較慢，因此在氧突破點焦炭不是完全燃燒 掉。焦炭氧化通常係指焦炭燃燒。燃燒可典型地藉由溫度偵 €3 測。當燃燒速率下降，床溫度下降。在床之低於氧突破點之部 分爲較低溫度導致氧使用率下降。再循環氣體中的氧沒有完全 消耗且藉由再生風箱而再次循環。美國專利第4,859,643號所 指之氧突破點是在頂中心篩穿孔下，且可根據徑向床形狀而改 變。氧突破點在固定寬度徑向床燃燒區約爲48.5%軸深度，而 在逐漸變細床爲62%。除了床形狀外，此突破點或整體氧使用 &率，如第五圖所示的焦炭曲線與如第六圖所顯示的氧濃度曲 12 201014654 線可取決於許多因素，諸如催化劑性質、燃燒氣體與含碳催化 劑入口溫度、氧濃度、循環氣體與含碳催化劑之相對量與此系 統壓力等都可或多或少影響氧的使用效率。含炭催化劑被保留 在燃燒區較低部分直到催化劑的焦炭含量爲約0.2%或更低才 能離開燃燒區。催化劑上的殘餘焦炭接著在氧氯化區燃燒，其 中氣相氧含量爲4%至20%。傳送至氧氯化區的催化劑上留有 太多殘餘焦炭，將可導致在氧氯化區中的溫度升高’因而損害 容觀催化劑° 催化劑在燃燒區以接近柱塞流(plug fl〇w)移動。催化劑 流在接近外籃篩8 (再循環氣體入口)部位會遇到較高濃度的 氧且典型地在較低外籃篩區域，焦炭幾乎完全燒除。另一方 面，接近中心篩9的催化劑在頂部沒有遇到氧且在接近燃燒區 較低部分遇到較少氧。然而，催化劑在接近外籃篩或接近中心 篩以相同速度移動。爲了改進焦炭燃燒’最有利是加快移動在 接近外籃篩處的催化劑之移動速度且減慢移動在接近中心篩 的催化劑之移動速度。爲了避免增加催化劑在燃燒區中的熱駐 留時間，因而同時增加催化劑表面衰退且改進燃燒速率’插入 的中間篩之頂部可維持在中心篩頂部穿孔下方’最好是中間篩 之頂部維持在氧突破點並在中心篩底部穿孔之上。插入中間篩 的典型配置顯示於第一圖中，且另一中間篩配置顯示於第二圖 中。 13 201014654 插入中間篩10與11改變在燃燒區不同部分之催化劑駐 留時間。藉由插入適當位置角度之中間篩於外籃與中心篩間， 催化劑駐留時間可以經由適當角度及位置的中間篩，使得在外 籃篩與插入中心篩(區域A)之環狀底部截面積開口大於環狀 (區域B)之截面積。區域A位於與催化劑出口有足夠距離， 使得催化劑均勻地在其下抽出。出口區域A設定自環狀之體 積抽出率且降低催化劑在外籃篩8與插入10和11間環狀之體 ^ 積的駐留時間。另一方面，在篩10或11與中心篩9間內環狀 之底截面開口（區域C)爲小於內環狀（區域D)之截面積》 區域C設定內環狀之體積粒子流動速率且導致較長催化劑駐 留時間。藉由插入適當定位中間篩，催化劑在接近循環氣體入 口外（籃篩8)移除焦灰較快也會較快的移出燃燒區。催化劑 接近循環氣體出口（中心篩9)具有較低機會遇到完全沒有消 耗的氧氣，將被保留在再生器之較低部分較久時間。藉由改變 在相同環狀流通道但不同軸階層的截面積，可以改變在相同環 狀流通道內但不同區域之催化劑移動速率或催化劑駐留時 間。此可藉由在上下重疊如第八圖中的模組，但在中間篩11 底部具有不同截面開口而達到以上之目的。藉由在燃燒區的外 籃篩與內中心管間堆疊兩模組，並在每一模組的底中間篩下方 維持催化齊I]自由地橫越流動，其可以增加接近中心管在最高溫 燃燒區的催化劑流動速度，在此高溫處需要較低駐留時間以降 低表面積降解並且同時在燃燒區底部降低接近中心管的催化 14 201014654 劑移動速度與增加接近外篩之催化劑的移動速度進而改進焦 炭燃燒效率。 適當中間篩規格增加氧使用率且增加焦炭燃燒量而不需 增加傳遞到燃燒區的氧量。因而可以避免修改再生風箱。_ 本說明書，由於係使用同一整體床徑深度，所以可避免如美國 專利第4,859,643號中，對於頂部高熱之深度位置需輸送較多 之再循環氣流的設計。因爲根據本說明書之熱燃燒氣體與冷催 化劑熱質量流比例較低，在頂部燃燒區的整體溫度較低，可有 利於降低在中心管篩頂部熱應力（thermal stress)以及具有 增進催化劑表面穩定之效果。 第一圖繪示用於徑向流再生器之簡單插入中間篩。催化 劑傳送管7傳送含有焦炭之使用過的催化劑1至環狀燃燒區。 環狀燃燒區形成於外籃篩8與中心篩9間。含氧再循環氣體4 自外籃篩8流向中心篩9且結合補充氣體3以形成外流氣體5 與在頂部管嘴ό離開再生器。催化劑上所含之焦炭在燃燒區內 可藉由燃燒移除。不含焦炭之催化劑傳送至燃燒區下方且由導 管2離開。中間飾的主兀件爲篩圓錐（screen cone)。篩圓錐的 底部具有多個支撐桿（未圖示於第一圖）以支撐。支撐桿之配 置安排可使得固體粒子的橫越連通與流體徑向流通在實質上 不受限制。篩圓錐的底部距離催化劑出口導管2須大於最小距 離。上述最小距離藉由床深度（外籃篩8與中心管篩9間）距 201014654 離乘以大於15%之百分比，但較佳地爲等於或大於80%的床 深度來定義。在篩圓錐底部與催化劑粒子出口導管2之間的距 離越遠，終端效果(end effect)的影響越小則催化劑粒子流變成 柱塞流。藉由設定催化劑出口導管2的適當最小距離，在篩圓 錐底部的催化劑可以完全移動並且催化劑之移動速度爲儘可 能的均勻。爲了避免橫越流體的不均勻分佈，中間篩10的穿 孔之單位開口面積比最好不少於外籃篩8或中心篩9，但穿孔 須足夠小以限制固體粒子流動穿過穿孔。 第七圖顯示篩圓錐10頂部與底部的截面積對於催化劑在 外與內環狀之體積相對駐留時間的效果，中心篩底部爲位於離 催化劑抽出口 3’遠使得終端效果爲可忽略。於第七圖中，各曲 線上之標號，代表中間篩底端床深度與全部床深度之比例。例 如，1代表中間篩底端床深度與全部床深度之比例爲10%; 2 代表中間篩底端床深度與全部床深度之比例爲20%; 9代表中 間篩底端床深度與全部床深度之比例爲90%，餘者類推。藉由 改變環狀開口的頂部與底部，催化劑在被中間篩圓錐分開的兩 個環狀體積的駐留時間之比例可以被改變。例如，如果在篩圓 僅爲10% (如第七圖中之曲線1所示) 且在中間篩之圓錐頂部的外床深度爲總床深度的86%，在接近 外籃篩環狀之體積的催化劑駐留時間可爲接近中心篩環狀之 ! 體積的6倍。另一方面，如果外底部環狀床深度爲9〇% (如第 16 201014654 七圖中之曲線9所示）且在外頂部環狀床深度爲10%，在接近 外篩環狀之體積的催化劑駐留時間可爲接近中心篩環狀之體 積的催化劑駐留時間的0.4倍。其可見於第七圖，在環狀之體 積中催化劑速度的增加受限於簡單中間篩圓錐。另一設計顯示 在第二圖。插入中間篩分爲兩部分。中間節在頂部具有直篩但 是在底部具有筛圓錐。此設計大量的降低在接近外篩環狀的體 積與催化劑駐留時間。在第一圖與第二圖中的篩圓錐之較佳設 計應包含，自水平面的角度大於靜止角度，使得催化劑可適當 的抽盡。用於對死區更敏感的反應系統，此角度可爲更大以避 免死區或不流動區，對於敏感系統且較佳地篩圓錐具有自水平 角度至少60度。 重組固定床反應器的床底部較頂部有較高的焦炭含量是 眾所周知的。在催化劑粒子上的焦炭在一開始時產生較快但在 焦炭含量上升後產生減慢。當催化劑在徑向流反應器中以柱塞 流緩慢移動，在接近反應物入口的催化劑將比接近中心篩（反 應物離開床處）的催化劑具有較少之焦炭含量。具有不同焦炭 含量的催化劑在反應器底部的催化劑出口產生混合。因爲催化 劑再生器設計是由較高焦炭含量的催化劑決定，因此在催化劑 上有較均勻焦炭含量是有利的。本發明之一範例係可使用於最 後一個重組反應器，以較快速度移動催化劑出中心管區域，使 得進入再生器的催化劑上含有較均勻的焦炭含量。當再生器在 17 201014654 其最大產能操作時，具更均勻焦炭含量的催化劑能降低在氧氯 區或鍛燒區中一些催化劑粒子的產生過度高溫之機會，進而增 進設備與催化劑之使用壽命。 第三圖與第四圖顯示中間篩在催化重組反應器的其他實 施例子。第三圖中催化劑13透過催化劑傳遞管19自上一個反 應器傳遞至下一個反應器經密封區24且接著傳至主催化劑 床，且通過催化劑流出口 14移出較低的下一個反應器。反應 物通過反應器入口 15、外籃篩17、移動催化劑床、中心管篩 18再通過反應器出口管16而流出。反應器插入中間篩20在 底部具有圓錐篩，朝向中心管篩18爲逐漸變細環狀催化劑 床。頂部垂直與較低的圓錐篩部分都穿孔。中間篩藉由支撐桿 (在第三圖與第四圖中未圖示)來支撐。由外籃篩或扇（scallop) 17與中間篩20形成在催化劑環狀底部的截面積係繪示爲區 E 〇在區E上但在中心篩20下之環狀截面積爲小於區E截面 積。結果，因而導致在區E以上環狀部分的催化劑駐留時間降 低。另一方面，在第四圖中的插入中間篩22具有底部圓錐篩 及朝向外籃篩或扇17而逐漸變細的催化劑床。區F上的催化 劑職流通道的特徵爲高於區F之職流通道截面積大於區F 之截面積。在第四圖中，催化劑駐留在高於區F上環狀的流通 道的時間增加且接近中心管的催化劑駐留時間減少。第四圖中 的插入篩藉由降低接近中心管篩18的低催化劑駐留時間，使 18 201014654 得在移出反應器的催化劑上具有更均勻的焦炭含量。 顯然地，依照上面實施例中的描述’本發明可能有許多 的修正與差異。因此需要在其附加的權利要求項之範圍內加以 理解，除了上述詳細的描述外，本發明還可以廣泛地在其他的 實施例中施行。上述僅爲本發明之較佳實施例’對熟習該項技 術者而言，凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效 改變或修飾，均應包含在下述申請專利範圍內。 ^ 【圖式簡單說明】 第一圖係爲徑向流動床再生器的燃燒區，其中包含一新 中間篩插入外網篩與中心管篩間之設計； 第二圖係爲中間篩的另一設計，其中包含中間篩插入徑 向移動床再生器的燃燒區之設計； 第三圖係爲徑向移動床反應器在扇型或外籃篩與中央管 篩間插入中間篩，其中插入中間篩底部t製作使得催化劑床在 磐接近外籃篩處爲逐漸便寬而在底部具有較大開口之設計； 第四圖係爲徑向流移動床反應器在扇型或外篩與中央管 篩間插入中間篩安裝。插入中間篩底部的製作’使得催化劑床 接近外篩處爲逐漸變細而在底部具有較小開口； 第五圖繪示在徑向流移動床催化重組再生器之燃燒區不 同位置的催化劑焦炭含量； 19 201014654 第六圖繪示在徑向流移動床催化重組再生器之燃燒區不 同位置內的氧含量； 第七圖繪示插入中間篩分開之兩粒子流通道駐留時間比 與粒子進入流通道口及離開流通道口處的床深度之關係;以及 第八圖係爲第二圖之一典型例子，具有中間篩11、支撐 桿12、25與支撐環26。

【主要元件符號說明】 1移動催化劑 2環狀床 3補充氣體 4再循環氣體 5流出氣體 6頂部管嘴 7催化劑傳送管 8外籃篩 9內中心歸 10' 11 中間篩 13催化劑流 14催化劑流出口 15反應器入口 16反應器出口 201014654 17外籃篩 18中心管篩 19催化劑傳遞管 20、22 中間篩 21內職流通道 24 密封區（seal area)

25支擦桿 26支撐環 A、B、C、D 環狀床開口截面積 E’、F環狀流通道開口區

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Claims (1)

1. 201014654 七、申請專利範圍： 1.一種徑向流動床再生/反應系統，其中連接流動固態粒子在一濃 縮相以一連續或半連續模式依重力移入與移出該系統，該徑向 流動床再生/反應系統包含： 一垂直指向圓筒狀外容器； 一外圓筒狀粒子保持篩與一內圓筒粒子保持篩，其中該外篩與 該內篩兩者都位於該外容器內且同心於該外容器的中心垂直 軸； Θ 在圓筒狀外容器與外篩間有一環狀反應物分配體積，該反應物 分配體積至少連接一反應物進料導管，用以加入反應物流 一環狀粒子保留體積在該外篩與該內篩間，其中該環狀粒子保 留體積用於再生/反應，至少一粒子入口導管與該環狀粒子保留 體積之一上端連通，至少一粒子抽出導管與該職粒子保留體 積之一下端連通，以及一床深度定義爲該外篩與該內篩間的距 離； ¢3 至少一中間篩插於該外篩與該內篩之間而位於粒子保留體積 內，反應流體橫向越過該中間篩但限制固體粒子橫越穿過該 篩，其中該中間篩將該環狀粒子保留體積之全部或部分體積分 爲至少兩個流通道，藉由調整中間篩位置或斜率或在該中間篩 底部的截面開口，該固體粒子在至少一流通道的駐留時間改 變；以及 一圓筒狀流體收集體積在該內篩內，其中至少一反應物出口導 22 201014654 管與該流體收集體積*1 〇 2·根據申請專利範圍第1項之系統，其中上述之至少一流通道具有 底部截面積爲不同於在其上所有相同流通道之所有或部分的截 面積。 3·根據申請專利範圍第1項之系統，其中上述之中間篩爲圓錐狀。 4.根據申請專利範圍第1項之系統，其中上述之中間篩爲圓筒與 圓錐結合的形狀° ^ 5.根據申請專利範圍第1項之系統，其中上述之中間篩底部開口 與該粒子抽出出口導管間的距離等於或大於該床深度的15% 〇 6. 根據申請專利範圍第1項之系統，其中上述之中間篩底部開口 與該粒子抽出出口導管間的距離等於或大於該床深度的80% 〇 7. 根據申請專利範圍第1項之系統，其中上述之固體粒子在該流 通道內的駐留時間在當該底部截面積大於該相同流通道的平均 截面積時降低。 8. 根據申請專利範圍第1項之系統，其中上述之中間篩在該外與 ^ 該內流通道間，在所有或部分篩中與水平形成一角度，且此角 度不小於在其中固體粒子的靜止角度。 9. 根據申請專利範圍第1項之系統，其中上述之固體粒子的移動 速率等於或小於1 ft/分。 10. 根據申請專利範圍第1項之系統，其中上述之固體粒子包含選 自下述之其中一者：一催化劑與一吸附劑。 11. 根據申請專利範圍第1項之系統，其中上述之反應流體包含選 23 201014654 自下述之其中一者：用於催化再生之稀釋空氣、碳水化合物、 加熱爐燃燒廢氣體與來自一處理單元之廢氣流。 12· —種徑向流動床焦炭移除系統，其中多個催化劑粒子以一連續 或半1連續模式依重力進入與出該系統，該徑向流動床焦炭移除 系統包含： 一垂直指向®筒狀外容器； 一外圓筒狀催化劑保持篩與一內圓筒催化劑保持篩，其中該外 篩與該內篩兩考都位於該外容器內且同心於該外容器的中心垂 直軸； 反應物分配體積在該容器與該外篩間，其中該環狀反應 物分配體積與至少一反應物入口導管連通以引入含氧氣體； Ο 化劑保留體積在該外篩與該內節間，其中該環狀催化 劑保留體積用於再生/反應，至少一催化劑入口導管與該職催 化劑保留體積之—上端連通，至少一粒子抽出導管與該環狀粒 子保留體積之一下端連通，以及一床深度定義爲該外篩與該內 篩間的距離； 至少一中間篩插於該外篩與該內篩之間而位於催化劑保留體積 內，含氧氣體撗向越過該中間篩但限制固體粒子橫越穿過該篩 其中該中間歸將該全部或部分之環狀粒子保留體積分爲內及外 流通道，在中間篩及內篩間形成的內流通道底部漸漸減小有較 同一流通道平均截面積爲小的截面積，在內流通道中的催化劑 粒子因而增加駐留時間； 201014654 ί . 在內篩裡部有一圓筒狀流體收集體積，其中至少一反應物出口 導管與該流體收集體積連通。 13. 根據申請專利範圍第12項之系統，其中上述之中間篩爲圓錐 狀。 14. 根據申請專利範圍第12項之系統，其中上述之中間篩爲圓筒 與圓錐結合的形狀。 15. 根據申請專利範圍第12項之系統，其中上述之中間篩底部開

   口與該粒子抽出出口導管間的距離等於或大於該床深度的 15%。 I6根據申請專利範圍第12項之系統，其中上述之中間篩底部開 口與該粒子抽出出口導管間的距離等於或大於該床深度的 80% 〇 17·根據申請專利範圍第12項之系統，其中上述之催化劑粒子的 移動速度爲等於或小於1 ft/分。 18·根據申請專利範圍第η項之系統，其中上述之該催化劑粒子 自該系統抽出具有焦炭成分等於或小於粒子的0.2重量％。 25