TW411283B - Self-aerating spent catalyst distributor - Google Patents

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TW411283B
TW411283B TW085113946A TW85113946A TW411283B TW 411283 B TW411283 B TW 411283B TW 085113946 A TW085113946 A TW 085113946A TW 85113946 A TW85113946 A TW 85113946A TW 411283 B TW411283 B TW 411283B
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lip
waste catalyst
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TW085113946A
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Richard B Miller
Paul L Sestili
Original Assignee
Kellogg M W Co
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A7 411283 _____B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 發明領域 本發明關於流體觸媒裂解單元再生器所用的廢觸媒配 送器。更特定的說，本發明關於在廢觸媒配送器裡的廢觸 媒的曝氣。 先前技藝描述 在流體觸媒裂解單元裡，觸媒在連績迴路裡從反應器 到汽提塔（stripper)，到再生器並回到反應器。爲維持 觸媒在流體，觸媒必須被曝氣（aerate)。舉例而言’液 化的觸媒床被維持在再生器裡，在此焦炭從觸媒被燒掉而 在回到反應器以前再生觸媒》空氣被導入再生器以燒掉焦 炭並使觸媒液化》 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在一種習知的再生器設計裡，廢觸媒從汽提塔經立管 被送到再生器並經廢觸媒配送器在再生器捏被配送。廢觸 媒配送器包括垂直中心井有槽鋼臂從中心井的頂沿半徑向 外伸並向下伸》廢觸媒被導入中心井的底部，在此它經中 心井向上升起並經槽鋼臂向外流到在再生器裡的觸媒的液 化的床。流經槽鋼臂的廢觸媒被曝氣而維持流體與流動° 否則，廢觸媒能均勻的流經槽鋼臂並能干擾作業。 在先前技藝設計裡，在槽鋼壁捏的廢觸媒的曝氣是用 小孔管送空氣至廢觸媒配送器的個別的槽鋼臂而完成。再 生器在高溫被操作而從觸媒燒掉焦炭，且觸媒是磨蝕的（ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4 - 411283 A7 B7 五、發明説明（2 ) (請先閱讀背面之注^|$項再填寫本頁) abrasive) ·結果，再生器對小孔管而言是有敵意的環境 。由於此有敵意的環境，小孔管的作業難以維持。取消被 用在再生器裡的小孔管能簡化再生器的設計並改進單元的 可靠性。 發明概論 本發明改善在流體觸媒裂解單元（FCCU)的再生 器部裡的廢觸媒配送器裡的曝氣。在一方面，本發明提供 自行曝氣的廢觸媒配送器給F C CU再生器，其有一根廢 觸媒立管以從汽提塔承接廢觸媒、一個閥以控制觸媒流、 一主空氣配送系統在再生器的下端以配送曝氣流體到觸媒 床以從觸媒燒掉焦炭並使觸媒液化。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 —中心井被用來在其下端從立管承接觸媒，立管讓廢 觸媒往上流到中心臂的上端。若干槽鋼臂從中心井的上端 附近沿半徑往外且往下伸而把廢觸媒配送至觸媒床。每一 槽鋼臂包括長底板、若干從長底板往上伸的壁、開放頂、 開放端》連續唇從底板的周邊附近往下伸而攔住經觸媒床 升起的曝氣流體。若干孔被控在這些底板而藉由唇所攔住 的曝氣流體使在槽鋼臂裡的廢觸媒曝氣· 藉由提供橫隔板把唇分爲若干段’使曝氣流體均匀的 流經這些孔而進入廢觸媒，這些橫隔板把唇等分爲二到十 二段，在最佳實施例中是等分爲四段4每一段都包括若干 控在槽鋼臂的底部裡的孔。孔的尺寸允許被攔住的往上的 曝氣流體通過，但禁止在唇下的被攔住的曝氣流體逃逸。 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210'〆297公釐） -5 - 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 411283 A7 __B7_五、發明説明（3 ) 唇提供一個靜壓頭（statichead)而強迫被攔住的曝氣流 體向上通過孔，且唇在較佳實施例中是垂直的，但可由槽 鋼臂的底板往外或往內彎》 在另一態樣中，本發明提供的FCCU再生器，其有 槽鋼臂從中心井伸出以配送觸媒到在主空氣配送系統上的 觸媒床，主空氣配送系統能把曝氣流體導入觸媒床而再生 觸媒並使之液化。增進功效之處包括從每一槽鋼臂的底部 伸出的連續唇與許多挖在每一槽鋼臂裡的孔，其中唇從觸 媒床攔住曝氣流體並產生靜壓頭而迫使被攔住的曝氣流體 通過孔並使流過槽鋼臂的廢觸媒曝氣。 橫隔板可被用來把唇分成許多部分以均勻的把被攔住 的曝氣流體配送到槽鋼臂。橫隔板在每一槽鋼臂下把唇等 分成二到十二段，每一段包含許多孔。在一實施例中，橫 隔板在每一槽鋼臂下把唇等分成四段。孔的尺寸使被攔住 的往上的曝氣流體通過，但禁止在唇下的被攔住的曝氣流 體的逃逸。唇提供一個靜壓頭（static head)而強迫被 攔住的曝氣流體向上通過孔，且在較佳實施例中唇是垂直 的，但可由槽鋼臂的底板往外或往內彎》 圖式簡述 圖1顯示在流體觸媒裂解單元再生器裡的廢觸媒配送 器。 圖2是在流體觸媒裂解單元再生器裡的廢觸媒配送器 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 6 _ 411283 A7 B7 _ _ I 1 五、發明説明（4 ) 圖3是沿圖2裡的線3 - 3所取的廢觸媒配送器的槽 鋼臂的側剖面圖。 圖4是沿圖3裡的線4 一 4所取的剖面圖，顯示槽鋼 臂的底板。 圖5是沿圖3裡的線4 - 4所取的剖面圖，顯示槽鋼 臂的底板* 圖6是圖2的廢觸媒配送器的透視圖，部分被切除。 圖7是沿圖5裡的線7 — 7所取的剖面圖，顯示槽鋼 臂。 圖8顯示使用本發明的一實施例的廢觸媒配送器的流 體觸媒裂解單元° 圖9顯示使用本發明的另一實施例的廢觸媒配送器的 流體觸媒裂解單元。 實施例詳述 經濟部中央標率局員工消費合作社中製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明是在流體觸媒裂解單元（FCCU)再生器裡 有用的廢觸媒配送器。廢觸媒配送器是自行曝氣，因爲用 在再生器裡的曝氣流體使流過廢觸媒配送器的廢觸媒曝氣 。圖1顯示FCCU再生器1 0。再生器1 2用到廢觸媒 配送器30。廢觸媒配送器30有中心井34 ’若干槽鋼 臂4 0從中心井3 4沿半徑向外並向下伸*圖2顯示六根 槽鋼臂，但數量在本發明裡不重要。如圖3與6所示，連 續唇4 4附著每一槽鋼臂4 0而沿槽鋼臂4 0的底面的周 圍伸展。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（2ΪΟΧ297公釐> -7 ~ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ________B7____五、發明説明（5 ) 如圖4所示’槽鋼臂4 0有連續唇4 4與底板4 8。 連續唇4 4附著槽鋼臂4 0的底面的周圍》在較佳實施例 裡，連績唇4 4是垂直，但可從槽鋼臂4 0的底板4 8向 內或向外偏而減少或增加被攔住的曝氣流體的量。若干橫 隔板52被設在底板48的底面，在連續唇4 4之間，並把 槽鋼臂40等分爲四段《若干孔5 6被挖在底板48的每 一段。如圖5與7所示，槽鋼臂4 0形成開口在下端的通 道。如圖6所示，槽鋼臂4 0還對中心井3 4開口。 參考圖8，在流體觸媒裂解單元1 〇 0裡，再生器 1 2從汽提塔2 0經立管1 6接收廢觸媒。廢觸媒往下流 過立管1 6並進入廢觸媒配送器3 0的中心井3 4 »廢觸 媒流被柱閥2 2控制並往上流過在中心井3 4裡的環形空 間。一旦到達中心井3 4的頂，廢觸媒往外並往下流過槽 鋼臂4 0。 圖9顯示流體觸媒裂解器的第二種構造1 0 0 a，其 中滑閥2 4被用來調節從汽提塔2 0流到再生器1 2的觸 媒，且廢觸媒從該側進入廢觸媒配送器3 0 »廢觸媒往上 流過中心井3 4 » —旦到達中心井3 4的頂，廢觸媒沿半 徑往外並往下流過若干槽鋼臂4 0。 在圖8與9的構造裡，使空氣經主氣柵4 2導入再生 器1 2，能在再生器1 2裡使廢觸媒再生。隨著廢觸媒從 槽鋼臂4 0流入觸媒床，空氣與廢氣（隨焦炭從廢觸媒被 燒掉而產生）往上流過觸媒床。在流體觸媒裂解單元再生 器裡，空氣與廢氣爲在觸媒床裡的觸媒提供曝氣。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 。 -Ο - .^ϋ ml —^1 nn ^^^1 士m-丨’ .νί (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 411283 A7 ______B7___五、發明説明（6 ) 在先前技藝裡，用經小孔管進入槽鋼臂的空氣使流過 槽鋼臂的廢觸媒曝氣。本發明以自曝氣廢觸媒配送器避免 對能輸送曝氣空氣的小孔管的需要。 附著槽鋼臂4 0的底面的連績唇4 4攔住往上流過觸 媒床的空氣與廢氣並把它們當作在槽鋼臂4 0裡流的廢觸 媒的曝氣氣體。在底板4 8裡的孔5 6允許曝氣流體從槽 鋼臂4 0的底面往上流入在槽鋼臂4 0上的廢觸媒*其中 曝氣流體使廢觸媒液化》本發明中，用一種媒介使再生器 1 2裡的觸媒床曝氣，並用同一媒介使廢觸媒液化，使廢 觸媒保持在液態而穩定的流過槽鋼臂4 0。藉此，廢觸媒 配送器3 0被視爲自曝氣，因爲不需分開被輸送的曝氣空 氣。不像小孔管，連績唇4 4與槽鋼臂4 0 —樣耐久。藉 此，本發明消除對能把曝氣流體送到槽鋼臂4 0的小孔管 的需要，並取而代之的用相同的媒介來使再生器1 2裡的 觸媒床曝氣與液化》 連續唇4 4被橫隔板5 2等分爲許多段而沿槽鋼臂 4 0的長度均勻的配送曝氣流體。均勻的曝氣流體的配送 使廢觸媒均勻的且連續的流過槽鋼臂4 0。均勻的曝氣流 體所需的槽鋼臂的段數會變，但通常是二到十二段。圖4 顯示一實施例，其中槽鋼臂4 0的連續唇被等分爲四段。 如圖6與7所示，連續唇4 4可從底板4 8往外偏。 與用垂直的連唇4 4枏較，用從底板4 8往外偏的連續唇 4 4能攔住較多曝氣流體》 孔5 6的面積與連續唇4 4的垂直高度讓適量曝氣流 —------裝------訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 9 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 411283 A7 __B7_五、發明説明（7 ) 體流入廢觸媒而提供廢觸媒的適當液化。曝氣流體在再生 器1 2裡升起，因爲在再生器的底部裡的壓力大於在再生 器的頂部裡的壓力。藉由適當設定連續唇4 4的垂直高度 ，能攔住足量曝氣流體以產生驅動力而使空氣通過孔5 6 並進入在槽鋼臂4 0裡的廢觸媒》連續唇4 4的垂直高度 是槽鋼臂4 0的垂直落差除以橫隔板5 2所創造的段數所 得的商*藉此，連續唇的垂直高度取決於槽鋼臂4 0的角 度與延伸》就指定的再生器1 2而言，已知多少空氣藉由 主空氣柵4 2被輸送。槽鋼臂4 0的構造與在再生器1 2 裡的壓力輪廓被用來決定能迫使曝氣流體通過孔5 6的壓 力•知道所需的進入在槽鋼臂4 0裡的廢觸媒的曝氣流體 的流率，用所需的壓力，就能決定孔的尺寸與數量。 藉由下列例子將描述本發明的原則。 範例 爲了本發明的自曝氣廢觸媒配送器發展出設計計算。 設計計算是基於現存的有圖8所示的構造的流體觸媒裂解 單元。此單元有先前技藝廢觸媒配送器與小孔管，其輸送 的曝氣空氣的總流率是7 7 6公斤/時（1 7 1 1磅/時 )。爲了計算目的，假設曝氣流體是空氣，因爲相信空氣 的密度接近在再生器裡的廢氣的密度。 曝氣流體的量是把槽鋼臂底板面積除以再生器面積而 後乘上被送到再生器的空氣的總量。有六根槽鋼臂4 0， 每根槽鋼臂的水平長度是1. 75 1米（5. 745呎） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格{ 210X297公釐) ~ -10 - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} 411283 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明ΐ 8 ) 而寬度是0· 250米（0· 8202呎），每根槽鋼臂 的底板的面積是2. 6265平方米（23· 271平方 呎再生器12的橫剖面面積是40. 84平方米（ 439. 6平方呎），小於中心壁的面積。槽鋼臂底板面 積是總面積的6. 43%。被量出的流到再生器12的總 空氣流量是1 2 3 1 5 5公斤/時（27 1 506磅/時 )。使用槽鋼臂底板面積除以總面積所得的商，可決定流 過槽鋦臂的空氣總是是7920公斤/時 （17461磅 /時）。即然已佑所需的曝氣空氣是7 7 6公斤/時（ 1711磅/時），此曝氣流體量比足夠還多。然後可實 施孔計算以提供任何曝氣量使廢觸媒曝氣，最多7 9 2 0 公斤/時（17461磅/時）》 決定輸送7 7 6公斤/時（1 7 1 1磅/時）空氣到 槽鋼臂4 0所需的孔的尺寸與數量。首先*依據槽鋼臂的 升起與觸媒床密度來計算槽鋼臂4 0的壓力輪廓。在槽鋼 臂40的底板48的最低點的壓力被算出是2. 836巴 (41.14磅/平方呎）而在最高的壓力被算出是 2. 803巴（40. 66磅/平方呎）。在這些點之間 的槽鋼臂的垂直高度是〇· 8165米（2. 679呎） 且泡著槽鋼臂4 0的觸媒床密度是4 1 3公斤/立方（ 25. 8磅/立方呎）》沿底板48的最低點與最高點之 間的壓力差是〇· 0 33巴（〇. 48磅/平方呎）。 把槽鋼臂4 0等分成四段，然後把槽鋼臂4 0的垂直 高度除以段數，得到連續唇的垂直高度。槽鋼臂4 0的垂 (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（2Η)X 297公釐） -11- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 411283 A7 ___B7__ 五、發明説明（9 ) 直高度是0 8166米（2. 679)且有四段。因此 ，連續唇的高度被算出是〇. 2032米（8呎）° 高度是0· 2032米（8呎）的連續唇提供 〇 0083巴（012磅/平方呎）的壓力差而迫使 曝氣流體通過孔。總共需要77 6公斤/時（1 7 1 1磅 /時）曝氣流體使全部六根臂4 0曝氣。2 4段的每一段 因此需要32. 33公斤/時（71， 3碌/時）的曝氣 流體。 使用下列等式： ΔΡ =壓力差= pV2/2gcC2 其中： p =曝氣流體密度 =1. 00275公斤/立方米（〇· 0626磅/ 立方呎） V=速度，單位是米/秒（呎/秒） g c = 1 - 0 0公斤·~米/牛頓平方秒（3 2. 2 磅—呎/磅平方秒） 通過孔的壓力差必須小於〇. 0083巴（0· 12 磅/平方呎），曝氣流才能逋過孔，在此它使廢觸媒曝氣 而不逃到連續唇44下。速度項是以30. 48米/秒（ 1 0 0呎/秒）做爲通過孔的曝氣流體的速度。知道需要 7 7 6公斤/時（1 71 1磅/時）且密度是 1. 00275公斤/立方米（0. 06258磅/立方 呎）的曝氣流體，通過孔的曝氣的體積流率被算出是 m ^^^1 ^^^1 i^n -I l^i n^i .^1^1 n^— (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐〉 -12 - 411283 A7 A7 B7 五、發明説明（10 ) 0. 21 505立方米/秒（7. 5945立方呎/秒） 。利用迭代法能決定48個直徑是13 ’ 891毫米（ 0. 5469吋）的孔所組成的0. 00727平方米（ 0. 0783平方呎）的總孔面積提供29. 4563米 /秒（96. 99呎/秒）的速度。用上述等式，壓力差 等於0 . 0078巴（0. 113磅/平方米），接近每 段0. 0083巴（0.12磅/平方呎）。 藉此能算出垂直高度是〇 2032米（8吋）且 有相等的四段且每段裡有兩個孔而每個孔爲13. 891 毫米（0. 5469吋）的連續唇44能爲在觸媒配送器 30裡流動的廢觸媒提供質流率是776公斤/時 （ 1711磅/時）的曝氣流體。 類似的，能算出垂直高度是0. 2032米（8吋） 且有相等的四段且每段裡有2 4個孔而每個孔的直徑是 12. 7毫米（0. 50吋）的連續唇44能爲在觸媒配 送器3 0裡流動的廢觸媒提供質流率是7 9 2 0公斤/時 (17461磅/時）的曝氣流體。 ^^1HH n^— nn n^i ^^^1 U3Ja (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局—工消費合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13 -

Claims (1)

  1. 41128,3 ^ S __ P8 七、申請專利範圍 ' 第85113946號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 民國89年6月修正 1' 一種流體觸媒裂解單元再生器所用的自曝氣廢觸 媒配送器，此再生器具有一根廢觸媒立管以從汽提塔承接 廢觸媒、一個閥以控制觸媒流、一主空氣配送系統έ再生 器的下端以配送曝氣流體到觸媒床以從觸媒燒掉焦炭並使 觸媒液化，其特徵是： 一中心井•被用來在其下端從立管承接觸媒，立管讓 廢觸媒往上流到中心臂的上端； 若干槽鋼臂，從中心井的上端附近沿半徑往外且往下 伸而把廢觸媒配送至觸媒床，每一槽鋼臂包括長底板、若 干從長底板往上伸的壁、開放頂、開放端； 一連續唇，從底板的周邊附近往下伸而攔住經觸媒床 升起的曝氣流體：若干孔，被挖在底板裡而藉由唇所攔住 的曝氣流體使在槽鋼臂裡的廢觸媒曝氣。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2. 申請專利範圍第1項的廢觸媒配送器，包括若干 橫隔板把唇分爲若干段，使曝氣流體均勻的流過這些孔而 進入廢觸媒。 3. 申請專利範圍第2項的廢觸媒配送器，其中橫'隔 板把在每一槽鋼臂下的唇等分爲二到十二段，每一段都包 括若干孔。 4. 申請專利範圍第3項的廢觸媒配送器，其中橫隔 板把在每一槽鋼臂下的唇等分爲四段，每一段郁包括若干 本紙張尺度逋用中國國家搮準（CNS ) A4C格（210Χ297公釐） 、411283 g D8 六、申請專利範圍 孔β (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 5. 申請專利範圍第1項的廢觸媒酝送器，其中孔的 尺寸允許被攔住的往上的曝氣流體通過，但禁止在唇下的 被攔住的曝氣流體逃逸。 6. 申請專利範圍第1項的廢觸媒配送器，其中唇提 供一個靜壓頭而強迫被攔住的曝氣流體向上通過孔* 7. 申請專利範圍第1項的廢觸媒配送器，其中唇是 垂直的。 8. 申請專利範圍第1項的廢觸媒配送器，其中唇由 槽鋼臂的底板往外彎a 9. 申請專利範圍第1項的廢觸媒配送器，其中唇由 槽鋼臂的底板往內彎。 1 0 . —種流體觸媒裂解單元再生器所用的廢觸媒配 送器，此再生器具有槽鋼臂從中心井伸出，以配送觸媒到 在主空氣配送系統上的觸媒床，而再生觸媒並使之液化， 其改良之處包括：一連續唇，從每一槽鋼臂的底部伸出： 許多被控在每一槽鋼臂的底板裡的孔； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中唇攔住從觸媒床而來的曝氣流體並產生靜壓頭而 迫使被攔住的曝氣流體通過孔並使流過槽鋼臂的廢觸媒曝 氣β 11.申請專利範圍第10項的廢觸媒配送器，包栝 若干橫隔板把唇分成許多段，把被攔住的曝氣流體均勻的 配送到槽鋼臂。 ___1 2 .申請專利範圍第1 1項的廢觸媒配送器，其中 本紙乐尺度逋用中國國家揉準（CNS > Α4规格（210X297公釐） " '~~' A8 B8 _411283_S__ 々、申請專利範圍 橫隔板把在每一槽鋼臂下的唇等分爲二到十二段，每一段 都包括若干孔。 (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 1 3 .申請專利範圍第1 2項的廢觸媒配送器，其中 橫隔板把在每一槽鋼臂下的唇等分爲四段，每一段都包括 若干孔。 1 4 .申請專利範圍第1 0項的廢觸媒配送器1其中 孔的尺寸允許被攔住的往上的曝氣流體通過’但禁止在唇 下的被攔住的曝氣流體逃逸。 1 5 .申請專利範圍第1 0項的廢觸媒配送器，其中 唇提供一個靜壓頭而強迫被攔住的曝氣流體向上通過孔。 16. 申請專利範圍第10項的廢觸媒配送器，其中 唇是垂直的。 17. 申請專利範圍第10項的廢觸媒配送器，其中 唇由槽鋼臂的底板往外彎。 18. 申請專利範圍第1〇項的廢觸媒配送器，其中 唇由槽鋼臂的底板往內彎。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 準 標 家 百 一國 中 一用 i適 釐 一公 97 2
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