Способ регенерации отработанного катализатора и регенератор для его осуществления
Предложенное решение относится к химической промышленности, а именно к регенерации отработанного катализатора в регенераторе. Способ включает подачу отработанного катализатора в плотный псевдоожиженный слой, установившийся в реакторе при плотности катализатора от 300 до 900 кг/м3, поступление смеси обработанного и регенерированного катализатора из плотного псевдоожиженного слоя в быстрый псевдоожиженный слой, формируемый в реакторе регенератора, контактирование с газом-окислителем в быстром разреженном псевдоожиженном слое при плотности катализатора от 50 до 400 кг/м3 и получение регенерированного катализатора из более разреженного псевдоожиженного слоя. Плотность зоны псевдоожиженного слоя с плотной фазой выше, чем плотность зоны быстрого псевдоожиженного слоя. Часть регенерированного катализатора выпускают из регенератора, а часть повторно возвращают в плотный псевдоожиженный слой. Также предложен регенератор для осуществления данного способа и способ модернизации регенератора. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к улучшенному реактору регенератора. Реактор регенератора может, соответственно, использоваться в процессе флюид-каталитического крекинга (ФКК).
Предшествующий уровень техники
Реактор регенератора содержит средство подачи частиц катализатора, средство подачи газа-окислителя, средство выпуска регенерированного катализатора, средство выпуска из реактора газообразных продуктов горения и средство отделения захваченных частиц катализатора от газообразных продуктов сгорания, причем при работе в нижней части реактора также формируется зона псевдоожиженного слоя катализатора.
Такие реакторы регенератора описаны, например, в публикации US-A-4435282. В этой публикации описан реактор, в нижней части которого образуется барботирующий псевдоожиженный слой катализатора, в котором происходит сгорание углеродистых отложений на поверхности частиц катализатора, регенерация которого производится.
Недостаток регенератора с барботирующим слоем, который описан в публикации US-A-4435282, состоит в том, что с ним связана проблема образования застойных слоев из-за плохой структуры потока катализатора и формирования обходных потоков регенерирующего газа из-за образования крупных пузырей в барботирующем плотном слое.
Альтернативу регенератора с барботирующим слоем представляет конструкция так называемого "высокоэффективного регенератора" (HER), который описан в публикации ЕР-А-610186. Регенерация осуществляется в быстром псевдоожиженном слое, в котором происходит сгорание большей части углеродистых отложений, и в вертикальной трубе перекачки с разреженной фазой, в которой производится сгорание некоторого количества окиси углерода СО. Регенерируемый катализатор собирается в барботирующемся плотном слое для повторного использования и для повторного ввода в камеру выжигания углеродистых отложений. При этом регенерация катализатора осуществляется более эффективно, чем в регенераторе с барботирующим слоем. В результате для блока ФКК с таким регенератором требуются меньшее суммарное количество катализатора, чем суммарное количество катализатора для блока ФКК с регенератором с барботирующим слоем. Это является преимуществом, например, поскольку в таком блоке ФКК обеспечивается более эффективное восстановление или замена катализатора.
Недостаток "высокоэффективного регенератора" (HER), который, например, описан в ЕР-А-610186, состоит в сложности его механической конструкции и технологического процесса. Например, реактор регенератора состоит из двух расположенных ярусно реакторов, содержащих три псевдоожиженных слоя с различными режимами работы.
В публикации GB-A-769818 описан реактор, в котором осуществляется как десорбционная обработка, так и регенерация катализатора. Катализатор из реактора ФКК поступает во внутреннюю зону реактора, в которой катализатор десорбируют для получения отработанного катализатора. Отработанный катализатор может поступать через отверстия из внутреннего пространства реактора во внешнее пространство реактора. В последнем пространстве происходит регенерация.
В публикации US-A-5198397 описан регенератор, в котором отработанный катализатор поступает непосредственно в зону быстрого псевдоожиженного слоя, формируемую в центре реактора регенератора. Требуемая температура для обеспечения достаточной степени сгорания углеродистых отложений на поверхности частиц катализатора достигается при смешивании отработанного катализатора с частью регенерированного катализатора в области канала подачи катализатора. Частично регенерированный катализатор затем поступает во второй псевдоожиженный слой, формируемый в кольцевом пространстве между установившейся по центру зоной псевдоожиженного слоя и стенкой реактора регенератора. Описан процесс регенерации, при котором частичное сгорание происходит в быстром псевдоожиженном слое, и полное сгорание происходит во втором псевдоожиженном слое. Для предотвращения дожигания в верхней части реактора регенератора, в которой встречаются газообразные продукты сгорания из обеих зон псевдоожиженного слоя, предложена специальная компоновка циклона.
Раскрытие сущности изобретения
Настоящее изобретение направлено на разработку более простой конструкции высокоэффективного регенератора, чем ярусные реакторы в соответствии с известным уровнем техники.
Эта цель достигается с помощью следующего устройства.
В реакторе регенератора устанавливают средство для подачи частиц катализатора, средство для подачи газа-окислителя, средство для выпуска регенерированного катализатора, средство для отвода из реактора газообразных продуктов сгорания и средство для отделения захваченных частиц катализатора от газообразных продуктов сгорания, причем при работе в нижней части этого реактора также формируется зона псевдоожиженного слоя катализатора, в котором в зоне псевдоожиженного слоя установлена проходящая вертикально перегородка, в этой перегородке сформировано одно или несколько отверстий, причем эта перегородка разделяет зону псевдоожиженного слоя на зону псевдоожиженного слоя с плотной фазой и зону быстрого псевдоожиженного слоя, зона псевдоожиженного слоя с плотной фазой содержит средство для подачи катализатора, и зона быстрого псевдоожиженного слоя содержит средство для подачи газа-окислителя, установленное в нижней части.
Реактор регенератора в соответствии с настоящим изобретением имеет простую конструкцию с одним резервуаром реактора. При работе быстрый псевдоожиженный слой формируется в одной зоне псевдоожиженного слоя, в результате чего обеспечивается эффективное сгорание углеродистых отложений. Суммарное количество катализатора, используемого в регенераторе, в соответствии с настоящим изобретением значительно меньше, чем при использовании обычного регенератора с барботирующим слоем с таким же объемом реактора. Это происходит потому, что плотность в зоне быстрого псевдоожиженного слоя гораздо меньше, чем в обычном регенераторе с барботирующим слоем, и потому, что уровень слоя в плотном псевдоожиженном слое может поддерживаться на меньшей высоте, чем уровень слоя регенератора с барботирующим слоем. Дополнительное преимущество состоит в том, что существующие регенераторы с барботирующим слоем могут быть просто модифицированы в реактор регенератора в соответствии с настоящим изобретением, например, путем установки в существующий реактор необходимых средств для подачи газа-окислителя и перегородки для формирования двух зон псевдоожиженного слоя. Существующие компоновки циклона в существующем регенераторе могут предпочтительно использоваться в регенераторе в соответствии с настоящим изобретением. Последний аспект настоящего изобретения является в особенности предпочтительным с учетом того факта, что большая часть существующих в настоящее время блоков ФКК оборудованы регенератором, работающим в режиме барботирующегося слоя, при общем стремлении к уменьшению суммарного количества катализатора, требуемого для эксплуатации блока ФКК.
В частности, под зоной псевдоожиженного слоя понимается псевдоожиженный слой с плотностью катализатора от 50 до 400 кг/м3, и предпочтительно ниже 300 кг/м3. Поверхностная скорость газа обычно выше 1,5 м/с и более предпочтительно составляет от 2 до 6 м/с. Фракция газа в зоне быстрого псевдоожиженного слоя, по существу, протекает по направлению вверх без существенного обратного смешения, что позволяет обеспечить эффективное выжигание углеродистых отложений из катализатора. В отличие от этого частицы катализатора, предназначенного для регенерации, перемещаются в восходящем потоке в зоне быстрого псевдоожиженного слоя со значительным обратным перемешиванием.
Под зоной псевдоожиженного слоя с плотной фазой, в частности, понимается псевдоожиженный слой с плотностью катализатора в пределах от 300 до 900 кг/м3. Плотность зоны псевдоожиженного слоя с плотной фазой всегда выше, чем плотность зоны быстрого псевдоожиженного слоя. Более предпочтительно, поверхностная скорость газа в этой зоне составляет меньше, чем 0,3 м/с и более предпочтительно находится в диапазоне от 0,01 до 0,1 м/с. При работе в зоне псевдоожиженного слоя с плотной фазой при таких низких скоростях газа дезактивация катализатора происходит в меньшей степени из-за более низкого уровня температуры и более низкого парциального давления пара. Благодаря низкой скорости газа и более низкой температуре в этой зоне происходит выжигание только небольшой части углеродистых отложений. По существу, зона плотного псевдоожиженного слоя работает скорее как реактор накопления, чем зона регенерации. При этом время, в течение которого катализатор подвергается более жестким условиям деактивации, таким как в зоне быстрого псевдоожиженного слоя, уменьшается по сравнению с регенератором с барботирующим слоем известного уровня техники. Кроме того, также можно ожидать отсутствия проблем, связанных с двумя различными потоками газообразных продуктов сгорания, как описано в публикации US-A-5198397. По этой причине не требуется каких-либо модификаций существующих компоновок циклона.
Часть частиц катализатора захватывается и выносится из зоны быстрого псевдоожиженного слоя в верхнюю часть реактора регенератора. Эти частицы катализатора отделяют от газообразных продуктов сгорания, выходящих из реактора регенератора в средстве разделения. В качестве таких средств разделения предпочтительно использовать известные в данной области техники сепараторы в виде циклонов, содержащие первичные циклоны и вторичные циклоны. Вторичные циклоны дополнительно отделяют частицы катализатора от газообразных продуктов сгорания, выходящих из первичных циклонов. См. также, например, публикацию "Fluid Catalytic Cracking Technology and Operations", Joseph W. Wilson, Penn Well Books, Tulsa, 1997, страницы 183-185.
В одном из предпочтительных вариантов воплощения настоящего изобретения средство для выпуска регенерированного катализатора из регенератора расположено в нижней части зоны быстрого псевдоожиженного слоя. Частицы катализатора, регенерированные в режиме быстрого псевдоожиженного слоя, возвращаются в этот слой из верхней части реактора регенератора через, например, погружные стойки первичного и вторичного циклонов. Частицы возвращаемого катализатора перемещаются, в основном, по направлению вниз в зону быстрого псевдоожиженного слоя для выпуска из реактора регенератора в его нижней части. Если отверстия в перегородке расположены относительно близко к нижней части реактора и, таким образом, близко к средству для выпуска регенерированного катализатора, предпочтительно устанавливают средство для предотвращения замыкания потока частиц катализатора из отверстий в перегородке в отверстие выпуска. Предпочтительно такое средство представляет собой заслонку, установленную над выходным отверстием катализатора в зоне быстрого псевдоожиженного слоя. Другой предпочтительный способ выпуска регенерированного катализатора показан на фигуре 4.
Под проходящей вертикально перегородкой понимают вертикальную перегородку или несколько наклоненную перегородку, которая разделяет псевдоожиженный слой на две зоны псевдоожиженного слоя в виде сверху. Предпочтительно перегородка, по большей части или полностью, представляет собой вертикальную перегородку. Проходящая вертикально перегородка в регенераторе в соответствии с настоящим изобретением может представлять собой плоскую пластину. В случае необходимости, но не предпочтительно, может быть установлено большее количество перегородок, что позволяет получить больше двух зон псевдоожиженного слоя, в которых, по меньшей мере, одна из зон представляет собой зону быстрого псевдоожиженного слоя, и одна из зон представляет собой зону псевдоожиженного слоя с плотной фазой, как описано выше. Предпочтительно, вертикальная перегородка имеет трубчатую конструкцию, которая образует кольцевую внешнюю зону псевдоожиженного слоя и круглую внутреннюю зону псевдоожиженного слоя. Диаметр трубчатой перегородки может уменьшаться в нижней части для обеспечения возможности установки, например, средства флюидизации внешней зоны псевдоожиженного слоя.
Если перегородка имеет трубчатую конструкцию, внешняя зона псевдоожиженного слоя может представлять собой зону с быстрым псевдоожиженным слоем, и внутренняя зона псевдоожиженного слоя будет тогда зоной псевдоожиженного слоя с плотной фазой, как показано на фигурах 2-4. Этот вариант воплощения имеет преимущество, состоящее в том, что достигается благоприятное соотношение геометрических размеров слоев для зоны быстрого псевдоожиженного слоя, что, в свою очередь, является предпочтительным для достижения осевого распределения газовой фазы. Осевое распределение газовой фазы, в свою очередь, является предпочтительным для повышения эффективности регенератора. Более предпочтительно внутренняя зона псевдоожиженного слоя представляет собой зону быстрого псевдоожиженного слоя, и внешняя зона псевдоожиженного слоя представляет собой зону псевдоожиженного слоя с плотной фазой. Преимущество такого варианта воплощения состоит в том, что регенерированный катализатор более легко выводится из реактора регенератора и предварительное смешение отработанного катализатора и регенерированного катализатора, который поступает по погружным стойкам первичного циклона, более просто осуществляется в зоне плотного псевдоожиженного слоя. См. также фигуру 5.
Отношение площади поперечного сечения зон быстрого и плотного псевдоожиженного слоя предпочтительно составляет от 1:5 до 2:1. Более предпочтительно, менее 60% площади поперечного сечения реактора регенератора занимает зона быстрого псевдоожиженного слоя. Практически оптимальная часть площади, занимаемой зоной быстрого псевдоожиженного слоя, составляет приблизительно 50% от площади поперечного сечения реактора регенератора. В случае, когда кольцевое пространство содержит зону быстрого псевдоожиженного слоя, кольцевое пространство между трубчатой перегородкой и стенкой реактора занимает предпочтительно от 3 до 20% диаметра трубчатого реактора регенератора.
Отверстия в перегородке должны быть достаточно малыми для предотвращения массового потока газа-окислителя из быстрого псевдоожиженного слоя в зону плотного псевдоожиженного слоя. Эти отверстия также должны быть достаточно большими для обеспечения свободного потока частиц катализатора из зоны плотного псевдоожиженного слоя в зону быстрого псевдоожиженного слоя. Общая площадь отверстий зависит от количества регенерируемого катализатора. Предположим, что общий поток катализатора через сумму всех отверстий составляет от 750 до 1500 кг/м2·с, тогда можно рассчитать требуемую площадь указанных отверстий.
Отверстия предпочтительно должны быть равномерно расположены вдоль перегородки для обеспечения поступления катализатора для регенерации в зону с быстрым псевдоожиженным слоем вдоль всего основания перегородки. Например, в случае трубчатой перегородки отверстия предпочтительно расположены вдоль всей ее окружности. Полученное в результате равномерное и свободное распределение катализатора совместно с малым соотношением геометрических размеров быстрого псевдоожиженного слоя является предпочтительным, поскольку такая компоновка снижает вероятность дожигания.
Перегородка может быть выполнена открытой в верхней части так, чтобы зоны плотного псевдоожиженного слоя и быстрого псевдоожиженого слоя были свободно связаны с верхней частью реактора регенератора. Предпочтительно отверстия в перегородке также сформированы в нижней части перегородки. Часть относительно горячих частиц катализатора, присутствующих в верхней части реактора регенератора, может при этом поступать в зону плотного псевдоожиженного слоя сверху, приводя к повышению температуры в этом слое, что является предпочтительным для обеспечения эффективности регенератора. Частицы катализатора, присутствующие в верхней части реактора регенератора, представляют собой частицы катализатора, захваченные из быстрого псевдоожиженного слоя. Часть этих частиц катализатора будет отделена от газов, выходящих из регенератора в средстве, предназначенном для отделения захваченных частиц катализатора от газообразных продуктов сгорания.
В случае, когда внутренняя зона псевдоожиженного слоя представляет собой зону с плотным псевдоожиженным слоем, вертикальная перегородка также может быть закрыта сверху так, что указанная зона плотного псевдоожиженного слоя не будет связана с верхней частью реактора регенератора. В этом варианте воплощения отверстия в вертикальной перегородке предпочтительно могут быть расположены на более высоком уровне. Более высокое расположение отверстий является предпочтительным, поскольку уменьшает вероятность замыкания потока, описанного выше.
Настоящее изобретение также направлено на способ регенерации отработанного катализатора в реакторе регенератора, в котором а) отработанный катализатор поступает в плотный псевдоожиженный слой, установившийся в реакторе регенератора, (b) поступает из плотного псевдоожиженного слоя в быстрый псевдоожиженный слой, формируемый в реакторе регенератора, (с) контактирует с газом-окислителем, который используется как флюидизирующая среда в быстром псевдоожиженном слое при плотности катализатора от 50 до 400 кг/м3, и (d) получают регенерированный катализатор в нижней части быстрого псевдоожиженного слоя. Предпочтительно катализатор представляет собой отработанный катализатор процесса флюид-каталитического крекинга (ФКК). Предпочтительно такой процесс осуществляется в реакторе регенератора, описанном выше.
Под отработанным катализатором подразумевают катализатор, который использовался для расщепления углеводородов в процессе флюид-каталитического крекинга (ФКК) и который был десорбирован, например, с использованием пара для удаления углеводородов из катализатора. Остающийся так называемый отработанный катализатор содержит углеродистые отложения, которые удаляются в регенераторе в соответствии с настоящим изобретением.
Газ-окислитель, используемый в быстром псевдоожиженном слое, представляет собой газ, содержащий окислитель, предпочтительно кислород. Предпочтительный газ представляет собой воздух или воздух, обогащенный кислородом. Газ, используемый в псевдоожиженном слое с плотной фазой, может представлять собой инертный газ, например, азот или повторно используемые газообразные продукты сгорания. Предпочтительно флюидизирующий газ в зоне псевдоожиженого слоя с плотной фазой представляет собой газ-окислитель. Он также может представлять собой смесь газов, содержащую топливо и окислитель, например воздух и сухой газ, получаемый в процессе ФКК. Таким образом, температура катализатора, который должен быть регенерирован, может быть дополнительно повышена до того, как он будет подан в зону быстрого псевдоожиженного слоя. Последний вариант воплощения предпочтительно используется в регенераторе в соответствии с настоящим изобретением, в котором перегородка закрыта сверху. Такая конструкция уменьшает вероятность дожигания сухого газа в верхней части регенератора и далее. Более предпочтительно один и тот же газ используется в качестве флюидизирующего газа в зоне быстрого псевдоожиженного слоя и в зоне псевдоожиженного слоя с плотной фазой. Объемное соотношение газа-окислителя, добавляемого в зону псевдоожиженного слоя с плотной фазой, и газа, добавляемого в зону быстрого псевдоожиженного слоя, предпочтительно составляет от 1:40 до 1:5 и более предпочтительно от 1:20 до 1:5.
Настоящее изобретение также направлено на способ модернизации существующего реактора регенератора, в котором установлено средство для подачи частиц катализатора, средство для подачи газа-окислителя, средство для выпуска регенерированного катализатора, средство для отвода из реактора газообразных продуктов сгорания и средство для отделения захваченных частиц катализатора от газообразных продуктов сгорания, причем при работе в нижней части этого реактора также формируется зона псевдоожиженного слоя катализатора путем добавления перегородки в зону псевдоожиженного слоя для получения реактора регенератора в соответствии с приведенным выше описанием. Предпочтительно средство для отделения захваченных частиц катализатора от газообразных продуктов сгорания не подвергается каким-либо изменениям или подвергается незначительным изменениям.
Настоящее изобретение будет описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фигуре 1 представлен регенератор с барботирующим слоем известного уровня техники.
На фигуре 2 показан первый вариант воплощения реактора регенератора в соответствии с настоящим изобретением.
На фигуре 3 представлен второй вариант воплощения реактора регенератора в соответствии с настоящим изобретением.
На фигуре 4 представлен третий вариант воплощения реактора регенератора в соответствии с настоящим изобретением.
На фигуре 5 показан предпочтительный вариант воплощения, в котором зона с быстрым псевдоожиженным слоем расположена во внутренней трубчатой зоне псевдоожиженного слоя.
На фигуре 1 показан реактор (1) регенератора с барботирующим слоем, в котором установлено средство для подачи частиц катализатора через распределитель (2) катализатора, средство для подачи газа-окислителя через газовое кольцо (3), средство для выпуска регенерированного катализатора через трубопровод (4), средство для выпуска газообразных продуктов сгорания из реактора через трубопровод (5) и средство для отделения захваченных частиц катализатора от газообразных продуктов сгорания с помощью первичного (6) и вторичного (7) циклонов, из которых для ясности изображения показан только один набор. В нижней части реактора (1) при работе также формируется зона (8) барботирующего псевдоожиженного слоя, которая имеет верхний уровень (9) слоя. Как первичный циклон (6), так и вторичный циклон (7) содержат погружные стойки (10) и, соответственно, (11) (показаны частично).
На фигуре 2 представлен тот же реактор, что и на фигуре 1, но в котором установлена трубчатая перегородка (12), причем в этой перегородке (12) сформирован ряд отверстий (13) вдоль ее окружности. Трубчатая перегородка разделяет зону псевдоожиженного слоя регенератора на внешнюю зону (14) псевдоожиженного слоя и на внутреннюю зону (15) псевдоожиженного слоя. В данном варианте воплощения внешняя зона (14) псевдоожиженнного слоя представляет собой зону быстрого псевдоожиженного слоя, которая имеет повышенный уровень (16) слоя. Внешняя зона (14) псевдоожиженного слоя дополнительно содержит в нижней части (18) кольцо (17) подачи газа, используемое как средство для подачи газа-окислителя. Над входным отверстием (19) катализатора трубопровода (4) установлена пластина (20), предотвращающая непосредственное попадание катализатора из отверстий (13) во входное отверстие (19). Входное отверстие (19) для катализатора может быть выполнено таким, как описано в публикации WO-A-0050165. Внутренняя зона (15) псевдоожиженного слоя представляет собой псевдоожиженный слой с плотной фазой, который имеет более низкий уровень (21) слоя, чем уровень (16) слоя. Этот уровень (21) слоя ниже, чем уровень (16) слоя, поскольку перегородка выполнена открытой со стороны верхней части (22) реактора (1) регенератора и из-за меньшей степени турбулентности флюидизации зоны (15) псевдоожиженного слоя. Уровень (21) слоя может быть расположен выше или ниже отверстия выпуска вертикального трубопровода (23) подачи. Зона псевдоожиженного слоя с плотной фазой также содержит средство для подачи катализатора, предназначенного для регенерации, которое может представлять собой вертикальный трубопровод (23) подачи, на верхнем конце которого установлено средство (24) для направления потока катализатора, предназначенное для направления потока катализатора в зону (15) псевдоожиженного слоя с плотной фазой. Кроме того, для подачи флюидизирующего газа в зону (15) псевдоожиженного слоя с плотной фазой установлено газовое кольцо (25).
На фигуре 3 показан реактор регенератора (1) в соответствии с настоящим изобретением, в котором установлена перегородка (26), закрытая в верхней части (28). Эта перегородка закрывает псевдоожиженный слой (27) с плотной фазой, который имеет уровень (29) слоя. В перегородке также сформирован ряд отверстий (30) на более высоком уровне, чем отверстия (13) в конструкции, показанной на фигуре 2. Трубчатые стенки (26) перегородки проходят выше оболочки (28) и выше уровня (16) слоя зоны (14) быстрого псевдоожиженного слоя. Надставка закрывает пустое пространство (31), что уменьшает объем регенератора и улучшает динамическое поведение зоны (14) быстрого псевдоожиженного слоя. Надставка содержит наклонную крышку (32), что является предпочтительным для предотвращения осаждения катализатора на внутренних стенках реактора (1) регенератора.
На фигуре 4 показан регенератор в соответствии с фигурой 2, в котором в выходном отверстии для регенерированного катализатора установлен так называемый отводной приемник (33), который содержит отверстие (34) для прохода частиц катализатора и трубопровод (35) для отвода катализатора из реактора (1). Отверстие (34) отводного приемника (33) расположено, по существу, ниже выходного отверстия погружной стойки (10). Отверстие (34) отводного приемника (33) предпочтительно расположено ниже уровня (16) слоя и, по существу, в верхней половине зоны быстрого псевдоожиженного слоя (14). Отверстие (34) расположено также таким образом, что катализатор из зоны (14) быстрого псевдоожиженного слоя, который не прошел через погружную стойку (10), может поступать в отводной приемник (33). Благодаря направленности отверстия (34) вверх большая часть катализатора, отводимого через отводной приемник (33), предпочтительно, тем не менее, будет представлять собой в достаточной степени регенерированные частицы катализатора, подаваемые через погружную стойку (10).
Предпочтительно один отводной приемник (33) может быть установлен между множеством, предпочтительно двух, погружных стоек (10). Обычный регенератор может содержать 8-12 первичных циклонов (6), которые, в свою очередь, могут быть соединены, как описано выше, с 4-6 отводными приемниками (33). В таком варианте воплощения требуется использовать погружные стойки (10), установленные не вертикально. Такие, так называемые, ломаные погружные стойки предпочтительно устанавливают под углом 15° или меньше по отношению к вертикальной плоскости. Варианты воплощения, в которых используется только один отводной приемник (33), тем не менее, являются предпочтительными.
На фигуре 5 показан тот же реактор, что и на фигуре 1, но в котором установлена трубчатая перегородка (12), открытая в верхней части, причем в этой перегородке (12) сформирован ряд отверстий (36) вдоль ее окружности. Трубчатая перегородка разделяет зону псевдоожиженного слоя регенератора на внешнюю зону (37) псевдоожиженного слоя и внутреннюю зону (38) псевдоожиженного слоя. В этом варианте воплощения внутренняя зона (38) псевдоожиженного слоя представляет собой зону быстрого псевдоожиженного слоя, которая имеет повышенный уровень (39) слоя. Внутренняя зона (38) псевдоожиженного слоя дополнительно содержит в нижней части (40) кольцо (41) подачи газа, используемое в качестве средства для подачи газа-окислителя. Внутренняя зона (38) псевдоожиженного слоя дополнительно содержит трубопровод (42) для отвода регенерированного катализатора, который содержит входное отверстие (43) для катализатора, расположенное ниже уровня (39) слоя. Внешняя зона (37) псевдоожиженного слоя представляет собой псевдоожиженный слой с плотной фазой, уровень (44) слоя которого существенно ниже, чем уровень (39) слоя. Во внешней зоне (37) псевдоожиженного слоя отработанный катализатор поступает через трубопровод (45) подачи отработанного катализатора. Этот расположенный по центру трубопровод (45) заканчивается на верхнем конце в виде множества отводящих плечей (46), в которых сформированы выпускные отверстия (47), расположенные над внешней зоной (37) псевдоожиженного слоя. Количество плечей (46) составляет предпочтительно 2-8 и более предпочтительно от четырех до пяти, с тем, чтобы обеспечить равномерную подачу отработанного катализатора. Зона (37) псевдоожиженного слоя дополнительно содержит кольцо (48) подачи газа, предназначенное для подачи флюидизирующего газа в указанную зону псевдоожиженного слоя с плотной фазой.
При работе отработанный катализатор поступает в регенератор по фигуре 5 через трубопровод (45). Этот отработанный катализатор подают в зону (37) псевдоожиженного слоя с плотной фазой и предварительно нагревают при смешивании с горячим регенерированным катализатором, который поступает через погружные стойки (10) и (11). Эта смесь из отработанного и регенерированного катализатора поступает в зону (38) псевдоожиженного слоя через отверстие (36). В зоне (38) быстрого псевдоожиженного слоя катализатор перемещается вверх, где большая часть углеродистых отложений, присутствующая в катализаторе, сгорает. Часть поднимающегося катализатора выпускается через отводной трубопровод (42), в то время как остающаяся часть поступает в область над слоем регенератора. Здесь катализатор и газ поступают в первичные циклоны (6). Отделенный катализатор затем выходит через погружные стойки (10) и (11) в псевдоожиженный слой (37) с плотной фазой, как указано выше.
1. Способ регенерации отработанного катализатора в регенераторе, в котором а) отработанный катализатор подают в плотный псевдоожиженный слой, установившийся в реакторе при плотности катализатора от 300 до 900 кг/м3, в) смесь обработанного и регенерированного катализатора поступает из плотного псевдоожиженного слоя в быстрый псевдоожиженный слой, формируемый в реакторе регенератора, с) затем контактирует с газом-окислителем в быстром разреженном псевдоожиженном слое при плотности катализатора от 50 до 400 кг/м3 и d) получают регенерированный катализатор из более разреженного псевдоожиженного слоя, отличающийся тем, что плотность зоны псевдоожиженного слоя с плотной фазой выше, чем плотность зоны быстрого псевдоожиженного слоя, причем часть регенерированного катализатора выпускают из регенератора, а часть повторно возвращают в плотный псевдоожиженный слой.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что плотность катализатора зоны быстрого псевдоожиженного слоя ниже, чем 300 кг/м3.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что соотношение объема газа-окислителя, добавленного к зоне псевдоожиженного слоя с плотной фазой, и объема, добавленного к зоне быстрого псевдоожиженного слоя, составляет предпочтительно 1:40-1:5.
4. Регенератор (1), содержащий средство для подачи частиц катализатора (2), средство для подачи газа-окислителя (17), средство для выгрузки регенерированного катализатора (4), средство для отвода газообразных продуктов сгорания из емкости (5) и средство для отделения захваченного катализатора из газообразных продуктов сгорания (7), отличающийся тем, что регенератор (1) дополнительно содержит в своей нижней части формирующуюся в процессе работы зону псевдоожиженного слоя катализатора, причем в зоне псевдоожиженного слоя катализатора находится вертикально проходящая перегородка (26), разделяющая зону псевдоожиженного слоя с плотной фазой (27) и зону быстрого псевдоожиженного слоя (14), имеющего средство для подачи газа-окислителя в его нижней части (17), причем перегородка (26) имеет трубчатую конструкцию, образуя, таким образом, кольцевую внешнюю зону псевдоожиженного слоя (17) и круговую внутреннюю зону псевдоожиженного слоя (27), при этом перегородка (26) имеет закрытую верхнюю часть (28), в результате чего зона плотного псевдоожиженного слоя (27) не связана с верхней частью регенераторной емкости (22), и отверстия (30), расположенные на более высоком уровне вертикальной перегородки (26).
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что его осуществляют в регенераторе, заявленном в п.4.
6. Способ модернизации регенератора, который содержит средство для подачи частиц катализатора, средство для подачи газа-окислителя, средство для выпуска регенерированного катализатора, средство для отвода из реактора газообразных продуктов сгорания и средство для отделения захваченных частиц катализатора от газообразных продуктов сгорания, отличающийся тем, что в нижней части этого реактора формируется зона псевдоожиженного слоя катализатора путем добавления перегородки в зону псевдоожиженного слоя.
Приоритет по пунктам:
21.07.2000 по пп.1-6.
