Устройство для регенерации катализатора

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ КАТАЛИЗАТОРА в процессах каталитического риформинга, содержащее регенерахдюпную колонну, бункер для катализатора, установленньй соосно под регенерационной колонной, трубопровод для подачи катализатора с клапанами, соединякяфШ регенерационную колонну с бункером для катализатора , и стабилизатор потока катализатора , расположённый. иа трзгбопроводе между клапанами, отличаю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации каталитического процесса риформинга путем стабилизации потока катализатора, оно снабжено успокоителем потока катализатора, расположенным в верхней части бункера для катализатора под выходным отверстием трубопровода и вьшолненным в виде вертикальной 10тлиндрической обечайки с размещенными в ней вертикапьшлш перегородками, образующими каналы для потока катализатора, и горизонтальной сплошной перегородкой. 2.Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что горизонтальная сплошная перегородка закреплена на нижних торцах вертикальных i перегородок и образует с ними камеру задержки катализатора, причем (Л вертикальнью перегородки выполнены перфорированньвв. 3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что горизонтальная сплошная перегородка закреплена на юскнем торце обечайки и соединена с НИЖНИМ частями вертикальных перегородок , одна из которых выполнена перфорированной. со 4i

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае «и я В 01 д 8712

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К ПАТЕНТУ

ГОсудАРстВенный кОмитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЮ (21) 3263850/23-26 (22) 23.03.81 (31) 132969, 132970 (32) 24.03.80 (33) СйА (46) 07.01.85. Бюл. М 1 (72) Артур Рэймонд Гринвуд (СНА) (71) Юоп Инк (С1ПА) (53) 66.023 (088.8) (56) 1.Патент СНА В 3854887, кл. 23-288, опублик. 1974. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ КАТАЛИЗАТОРА в процессах каталитического риформинга, содержащее регенерациоиную колонну, бункер для катализатора, установленный соосно под регенерационной колонной, трубопровод для подачи катализатора с клапанами, соединяющий регенерационную колонну с бункером для катали"атора, и стабилизатор потока катализатора, расположенный.на трубо роводемежду клапанами, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью интенсификации каталитического процесса риформинга путем стабилизации потока катализатора, оно снабжено успокоителем потока катализатора, расположенным в верхней части бункера для катализатора под выходным отверстием трубопровода и выполненным в виде вертикальной цилиндрической обечайки с размещенньиии в ней вертикальными перегородками, образующими каналы для потока катализатора, и горизонтальной сплошной перегородкой.

2. Устройство по п.1 ° о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что горизонтальная сплошная перегородка закреплена на нижних торцах вертикальных перегородок и образует с ними каме- Я ру задержки катализатора, причем вертикальные перегородки вынолчены перфорированнывы.

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что горизонтальная сплошная перегородка закреплена на нижнем торце обечайкн и соединена с нижними частяж вертикальных перегородок, одна из которых выполнена перфорированной.

11341

Изобретение относится к конструкциям устройств для регенерации ката- лизатора и может быть использовано при осуществлении большинства процессов углеводородной конверсии, 5 ведущихся в контакте с катализатором в виде частиц.

Известно устройство для регенерации катализатора в процессах каталитического риформинга, содержащее ре- \0 генерационную колонну, бункер для катализатора, установленный соосно под регенерационной колонной, трубопровод для подачи катализатора с клапанами, соединяющий регенерационную 15 колонну с бункером для катализатора, и стабилизатор потока катализатора, расположенный на трубопроводе между клапанами („) .

Однако при каталитическом риАор минге неАти или другого сходного исходного сырья большая часть рабочих узлов работает с неподвижным слоем катализатора в течение длительного периода времени без периодической регенерации или восстановления катализатора. Для проведения регенерации реакторы риформинга останавливают, весь атализатор удаляют и земеняют. новым или регенерированным, причем регенерацию производят в другом месте. В некоторых производственных процессах риформинга используется сменный, т.е. дополнительный реактор и сложная система трубопроводов,при З5 помощи которой один реактор можно временно отключить, чтобы произвести на месте регенерацию содержащегося в нем катализатора. Однако ни полная смена катализатора, ни использование <0 дополнительного реактора для замены катализатора не обеспечивают поддержания заданного уровня активности катализатора при высокопроизводительной конверсии в реакторах для риформинга с несколькими слоями катализатора.

Установлено, что наилучшей является система риформинга с подвижным слоем катализатора, взаимодействую- 50 щего с подвижным слоем системы per енерацни, благодаря чему обеспечивается оптимальный, полностью непрерывный процесс риформинга. Подвижньп слой системы регенерации обычно пред-, 55 ставляет собой подвижный слой частиц катализатора, падающих под действием собственного веса сквозь секцию выжи14 2 гания углерода и галоидизирования и затем — сквозь сушильную секцию вертикальной удлиненной замкнутой камеры, На праКтике продвижение частиц катализатора, падающих сквозь регенерационную колонну, т.е. время пребывания в реакционной зоне, определяется периодическим выпуском определенного объема горячих регенерированных частиц катализатора иэ нижнеи части колонны в бункер для катализатора. Вместо непрерывного предпочтительным является периодический выпуск, который требует гораздо более простого оборудования и сводит к минимуму истирание частиц катализатора.

Регенерированный катализатор собирается затем в бункере для последующего рециркулирования в верхнюю часть реактора, производящего риАорминг, чтобы поддерживать в нем заданный уровень катализатора. Для облегчения переноса горячих частиц из регенерационной колонны в бункер для катализатора последний обычно связывают с колонной при помощи трубопровода уравнивания давления.

Кроме того, в устройстве возникают волны повышения давления в регене- рационной колонне, которые могут вызывать повышение температуры, вредно влияющее на частицы катализатора, находящиеся в колонне. Волна повышения давления образуется из-за описанной периодической нагрузки горячего регенерированного катализатора, имеющего температуру примерно 800 7 о (427 С) и контактирующего со значио тельно более холодными парами, имеющими температуру примерно 200 (93 С) и .возникающими в бункере

0 для катализатора. В результате имеет место мгновенное повьппение давления в бункере для катализатора, возникающее из-за термического расширения указанных,паров. Образовавшаяся волна передается по линии выравнивания давления в регенерационную колонну. Обычно горячие частицы подаются в бункер для катализатора в течение всего лишь-15 сек 60-секундного цикла. Следовательно, как только поток горячих частиц в бункер прекращается, давление начинает падать из-за потери тепла и как результат— термического сжатия паров, и в линии

/ выравнивания давления возникает обрат3 1134 ный поток. При повторении таких циклов воздух, засосанный через линию выравнивания давления, в момент изменения направления потока снова инжектируется в регенерационную колонну и концентрация кислорода, а следовательно, и температура в ней становятся избыточными.

Целью изобретения является интенсификация;. каталитического процесса риформинга путем стабилизации потока катализатора.

Поставленная. цель достигается тем,, что устройство для регенерации катализатора в процессах каталитического риформинга, содержащее регенерационную колонну, бункер для катализатора, установленный соосно под регенерацнонной колонной, трубопровод для подачи катализатора с клапанами, соединяющий регенерационную колонну с бункером для катализатора, и стабилизатор потока катализатора, расположенный на трубопроводе между клапанами, снабжено успо-. коителем потока катализатора, расположенным в верхней части бункера для катализатора под выходным отверстием трубопровода и вья»олнеиным в виде вертикальной цилиндрической обечайки с размещенными в ней вертикальными перегородками, образующими каналы для потока катализатора и горизонтальной сплошной перегородкой.

Горизонтальная сплошная перегородка закреплена на нижних торцах верти35 кальных перегородок и образует вмес" те с ними камеру задержки катализатора, причем вертикальные перегородки выполнены перфорированными.

Кроме того, горизонтальная сплошная перегородка закреплена на нижнем торце обечайки и соединена с нижними частями вертикальных перегородок, одна иэ которых выполнена

45 перфорированной. рационной колонной 1, трубопровод 3 для подачи катализатора с клапанами

4 и 5, соединяющий регенерационную колонну 1 с бункером для катализатора, стабилизатор 6 потока катализатора, расположенный на трубопроводе

3 между клапанами 4 и 5, успокоитель

7 потока катализатора, расположенный в верхней части бункера 2 для катализатора под выходным отверстием трубопровода 3 и выполненный ввиде вертикаль. ной цилиндрической обечайки с размещенными в ней вертикальными перегородками 8 и 9, образующими каналы

10 и 11 для потока катализатора, и горизонтальную сплошную перегородку 12.

По первому варианту исполнения горизонтальная сплошная перегородка 12 закреплена на нижних торцах вертикальных перегородок 8 и 9 и образует с ними камеру 13 задержки катализатора, причем вертикальные перегородки 8 и 9 выполнены перфорированными.

По второму варианту исполнения горизонтальная сплошная перегородка

12 закреплена на нижнем торце обечайки успокоителя 7 и соединена с нижними частями вертикальных перегородок

8 и 9 одна из которых выполнена перфорированной, На фиг. 1 изображено устройство по первому варианту исполнения, про= дольный разрез3 на фиг. 2 — то же, второй вариант исполнения; на фиг.3- 50 успокоитель потока катализатора,,продольный разрез; на фиг. 4 — сечение А-А на фиг. 3.

Устройство для регенерации катализатора в процессах каталитичеекого 55 риформинга содержит регенерационную колонну 1, бункер 2 для катализатора, установленный соосно под регене114 4

Отбор частиц горячего регенерированного катализатора иэ подвижного слоя регенерационной .колонны производят периодически выпуская отмеренный объем указанных горячих частиц катализатора из регенерационной колонны в камеру задержки катализатора замкнутого успокоителя потока, смонтированного внутри бункера для катализатора значительно большего объема, при этом успокоитель потока содержит камеру задержки катализатора и расположенные вблизи днища средства для выпуска катализатора в указанный бункер. Камера задержки катализатора напрямую соединена с располо- . женными у днища средствами для выпуска каталиэатора при помощи множества разнесенных по вертикали выпускных средств, причем выпускные средства в каждой горизонтальной плоскости имеют такой размер, чтобы обеспечить выпуск примерно 50 частиц от среднего расхода готока частиц катализатора, подаваемых в камеру задержки катализатора. Разнесенные

1134 114

10 по вертикали выпускные средства обеспечивают минимальную задержку объема частиц, приблизительно равного указанному отмеренному объему, периодически выпускаемому в камеру задержки катализатора, благодаря чему создается практически непрерывный поток горячих частиц катализатора из камеры задержки катализатора в бункер для катализатора.

Успокоитель 7 потока (фиг. 1) имеет значительно меньший объем,чем бункер 2. На фиг. 1 показана также нижняя часть сушильной секции подвижного слоя регенерационной колонны. 15

Обычно частицы катализатора, подвергаемые регенерации в подвижном слое предлагаемым способом, представляют собой платиновый катализатор на окисноалюминиевом носителе почти 20 сферической формы с диаметром частиц

1/32-1/8 дюйма (примерно 0,8-3,2 мм), обеспечивающий безнапорные характеристики, при которых не создается блокирование или образование заторов 25 в подвижном слое системы, опускающемся в.колонне. Частицы горячего регенерированного катализатора подаются из ни ней части регенерационной колонны 1 через управляющий клапан 4 в ЗО трубопровод 3. Частицы собираются в промежуточном бункере стабилизатора

6 потока, емкость которого составляет около.952 кубических дюймов (примерно 15880 см ) указанных частиц, 5 который заполняется целиком.

Работа управляющих клапанов 4 и 5 запрограммирована так, что обеспечивается попеременное открытие и закрытие их в течение 60-секундного цикла о для выпуска отмеренного объема частиц катализатора в центральную камеру 13 задержки катализатора успокоителя

7 потока через трубопровод 3, в то время как клапан 4 остается закрытым. Периодический выпуск частиц горячего катализатора и успокоитель 7 не создает заметной волны подъема давления в нем. Это следует из того, что пары, находящи- M еся в успокоителе потока, достигают температуры частиц, ио не нагреваются выше нее. Ro-вторых, сам по себе успокоитель 7 потока не создает заметных потерь тепла, которые можно свес- - с тн практически на нет, если добавить теплоиэоляцию, и наконец, успокоитель потока имеет лишь. расположенный вблизи днища выпуск в бункер 2 для катализатора, благодаря чему горячие пары из-за их сравнительно низкой плотности будут заперты в успокоителе 7 при практически однородной температуре, не приводящей к скачкам давления.

Бункер 2 представляет собой неотьемлемую часть системы подвижного слоя и работает как резервуар, из которого частицы катализатора рециркулируются в реактор риформинга (не показан). Объем бункера 2 таков, что он может вместить весь катализатор, находящийся в подвижном слое регенератора, что требуется, например, во время остановки для обслуживания оборудования. При нормальной работе уровень катализатора в бункере 2 указывает на телень истирания катализатора и необходимость добавки его в систему.

В любом случае успокоитель 7 потока содержит указанные камеру 13 задержки катализатора, каналы 10 и 11 для катализатора и множество расположенных одно напротив другого по горизонтали и смещенных по вертикали отверстий 14 для выпуска катализатора (показаны четыре пары расположенных друг напротив друга по горизонтали выпускных отверстий 14, причем нижняя пара имеет такой размер, чтобы пропустить примерно 50Х потока катализатора, выпускаемого в камеру

13 задержки катализатора). Например, если в минуту в камеру 13 задержки катализатора подается около 952 куб, дюймов частиц катализатора, нижние выпускные отверстия 14 должны иметь такой размер, чтобы пропустить около

476 куб.дюймов частиц в минуту. Расстояние по вертикали между нижней парой выпускных отверстий 14 и расположенной над ними парой выбрано таким, чтобы обеспечить минимальное задержание объема частиц между укаэанными павами выпускных отверстий 14, который примерно равен объему стабилизатора б потока. Понятно, что при нормальной работе используется только одна дополнительная пара выпускных отверстий 14, когда стабилизатор 6 потока опустошается в успокоитель потока. Каждая из трех верхних пар выпускных отверстий 14 имеет такой размер, чтобы пропустить примерно

257 среднего расхода потока частиц, 1134114 выходящих в камеру 13 задержкч потока, при этом расстояние по вертикали между этими парами выпускных отверстий 14 примерно такое же, как и между двумя нижними парами выпускных отверс-5 тий 14. Таким образом, успокоитель 7 потока будет удовлетворительно работать при любом расходе потока от

50 до 1257 заданного расхода потока частиц из регенерационной колонны 1.

Предлагаемый успокоитель 7 потока превращает периодический поток частиц катализатора, выходящих из стабилизатора 6 потока, в непрерывный псток, попадающий в бункер 2 для катализато- 15 ра, при колебаниях расхода потока лишь около 25Х. Тем не менее, этого вполне достаточно, чтобы избежать нежелательного изменения температуры в .бункере 2 для катализатора и, 20 следовательно, нежелательных скачков давления. Верхний край хордообразных перегородок 8 и 9 находится на определенном расстоянии ниже верхней по-. верхности успокоителя потока, чтобы обеспечить перетекание потока частиц, если необходимость в техническом обслуживании оборудования вызовет спуск частиц катализатора в бункер 2 для катализатора с большей скоростью. Зр

Частицы катализатора рециркулируются в реактор риформинга. Эти частицы подаются иэ бункера 2 через трубопровод 15 и управляющий клапан

16. По трубе 17 в бункер подается струя воды азота для чистки.

Труба 18 представляет собой линию выравнивания давления, при помощи которой бункер для катализатора соединен с регенерационной колонной 1, 4в чтобы облегчить управляемый перенос частиц из указанной колонны 1 в бункер 2 для катализатора.

Нижняя или сушильная секция регенерацИонной колонны 1 подэижного 45 слоя по другому варианту исполнения имеет конструкцию, показанную на .фиг. 2.

Обычно частицы катализатора,подвергающиеся регенерации в подвижном 50 слое по предлагаемому способу, представляют,собой платиновый катализатор на окисно-алюминиевом носителе почти сферической формы с диаметром

1/32-1/8 дюйма (примерно 0,8-3,2 мм),55 обеспечивающий безнапорные характеристики, прн которых не создается блокирования нли образования затора в подвижном слое системы, опускающемся в колонне. Частицы горячего регенерированного катализатора подаются из нижней части регенерационной колонны 1 через трубопровод 3 и управляющий клапан 4 в стабилизатор 6 потока, имеющий емкость примерно 952 куб.дюйма (около 15880 см ) д указанных частиц и эаполняюпдйся целиком. Работа управляющих. клапанов

4 и 5 запрограммирована так что обеспечивается попеременное открытие и закрытие их в течение 60-секундного цикла, причем клапан 5 остается открытым примерно на 15-30 с цикла для выпуска отмеренного объема частиц катализатора из стабилизатора 6 потока в успокоитель 7 потока по трубопроводу 3, в то время как клапан 4 остается закрытым. Периодический выпуск частиц горячего катализатора в успокоитель 7 потока не создает заметной волны подъема давления в нем.

Это объясняется тем, что пары. находящиеся в успокоителе, достигают температуры частиц, но не нагреваются выше нее, во-вторых, сам по себе успоконтель потока не создает заметных потерь тепла, которые можно свести к минимуму при помощи теплоизоляции успокоителя 7, наконец. успокоитель 7 потока имеет лишь расположенный вблизи днища выпуск в бункер 2 для катализатора, благодаря чему горячие пары из-за их сравнительно низкой плотности будут заперты в нем при практически однородной температуре, не приводящей к скачкам давления.

По предлагаемой конструкции успокоитель 7 потока расположен внутри бункера 2 для катализатора значительно большего объема. Бункео 2 пвепставляет собой неотъемпемчю часть системы подвижного слоя и ра-ботает как резервуар, из которого частицы катализатора подаются s реактор риформинга. Объем бункера 2 таков, что он может вместить весь катализатор, находящийся в подвижном слое регенератора, что требуется, например, при остановке для технического обслуживания оборудования. При нормальной работе уровень катализатора в бункере 2 указывает степень его истирания и необходимость добавки катализатора в систему. В пюбом случае успокоитель 7 потока содержит

11341 перегородки 8 и 9, одна 9 из которых имеет множество разнесенных по вертикали выпускных отверстий 14.

В изображенном на Ьиг. 2 варианте выполнения показаны четыре выпускных отверстия 14, нижнее из которых может пропустить примерно 50% расхода потока частиц катализатора, выходящих из успокоителя 7. Например, если в минуту в успокоитель 7 подает- 1О ся 952 куб.дюйма частиц катализатора, нижнее выпускное отверстие 14 должно иметь такой размер, чтобы пропустить

476 куб.дюймов частиц В минуту, Расстояние по вертикали между нижним вы- 15 пускным отверстием 14 и выпускным отверстием 14, расположенным непосредственно над ним, выбирается таким, чтобы объем задержания частиц между указанными выпускными отверс- 20 тиямн 14 был равен или несколько больше объема стабилизатора 6 потока.

Понятно, что при нормальной работе будет использоваться только одно дополнительное выпускное отверстие кроме нижнего. Размер трех верхних выпускных отверстий 14 выбирается так, чтобы каждое из них могло пропустить примерно 25% среднего

Ф расхода потока частиц, поступающих 30 в успокоитель 7 потока, а расстояние по вертикали между ними выбирается исходя из изложенного.

Таким образом, успокоитель 7 потока будет работать нормально пои оас- З

5 холе потока частиц катализатооа из вегенерационной колонны 1 составля1 ющем 50-125% от среднего расхода.

Такой успокоитель 7 будет превращать периодическую подачу частиц катализато-4О ра в непрерывный поток, поступающий

14 10 в бункер 2 для катализатора. при отклонениях расхода 25%. Этого вполне достаточно. чтобы избежать нежелательногA повышения темпеоатчпы и слеповательно. скачков лавления.

Камера 13 (Лиг. 2) в вевхней части отквыта, чтобы обеспечить перетекание частиц, когда необходимость в. техническом обслуживании вызовет надобность в быстром спуске частиц катализатора в бункер 2.

Частицы катализатора рециркулируются из бункера 2 для катализатора в реакторы риформинга. Эти частицы подаются по трубе 15 (Лиг. 2) через управляющий клапан 16. По трубе 17 в бункер 2 для катализатора подводится очистительная струя азота. Труба

10 представляет собой линию выравнивания давления, при помощи которой бункер 2 для катализатора соединен с регенерационной колонной 1, чтобы облегчить перенос частиц из указанной колонны 1 в бункер 2 для катализатора.

Из изложенного ясно, что изобретение представляет собой сравнительно простое устройство для успокоения потока, обеспечивающее ровный и непрерывный поток частиц горячего катализатора в бункер для катализатора и практически постоянную передачу тепла от частиц к парам, находящимся в бункере для катализатора. При этом скачки давления, которые могли возникать в бункере для катализатора из-за избыточной температуры регенерационной колонны, практически исключены, благодаря чему исключено также повреждение катализатора, происходящее при таких скачках.

3134114

1134114

1134114

Составитель А.Тарасов

Редактор Н.Егорова Техред А.Бабинед.

Корректор В.Синицкая

Заказ 9366/46 Тираж 541 Подписное

ВБИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óëòîðoä, ул.Проектная,4