Способ адсорбции хлорида водорода из выходящего газа регенерации
Изобретение относится к способам адсорбции хлорида водорода (HCl) из выходящего газа регенерации. Указанный выходящий из зоны регенерации газ регенерации охлаждают. Охлажденный выходящий газ регенерации направляют в зону адсорбции, которая расположена на расстоянии от зоны регенерации. Отработанный катализатор и транспортирующий газ из реакционной зоны подают на вход для отработанного катализатора разделительного бункера зоны адсорбции. Выход для отработанного катализатора реакционной зоны находится на вертикальном уровне ниже уровня входа для отработанного катализатора разделительного бункера зоны адсорбции. Транспортирующий газ поступает из системы газа пневморазделения и транспортирующего газа. Из разделительного бункера зоны адсорбции отработанный катализатор подают в зону адсорбции. Вход для отработанного катализатора зоны адсорбции находится на вертикальном уровне ниже выхода для отработанного катализатора разделительного бункера зоны адсорбции. Адсорбируют HCl из выходящего газа регенерации отработанным катализатором в зоне адсорбции с обогащением отработанного катализатора HCl и получением отработанного катализатора, богатого HCl, и извлечением HCl из отработанного газа регенерации с получением отработанного газа регенерации, обедненного HCl. Выходящий газ регенерации, обедненный HCl, выбрасывают из зоны адсорбции. Отработанный катализатор, богатый HCl, и транспортирующий газ от выхода для катализатора зоны адсорбции подают на вход в разделительный бункер зоны регенерации. Выход для катализатора зоны адсорбции находится на вертикальном уровне ниже уровня расположения входа разделительного бункера зоны регенерации, а давление в разделительном бункере зоны регенерации превышает давление в зоне регенерации. Далее указанные компоненты от выхода для катализатора разделительного бункера зоны регенерации подают на вход зоны регенерации. Вход зоны регенерации находится на вертикальном уровне ниже уровня расположения выхода разделительного бункера зоны регенерации. Технический результат: повышение эффективности, удобства и технологичности процесса адсорбции, предотвращение конденсации. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
По настоящей заявке испрашивается приоритет заявки на патент США №14/575496 (дата подачи 18.12.2014), содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, вообще, к способам адсорбции хлорида водорода (HCl) из выходящего газа регенерации.
Уровень техники
Для изменения состава и свойств углеводородных потоков широко используется целый ряд способов конверсии углеводородов. Такие способы включают изомеризацию от парафиновых или олефиновых углеводородов с неразветвленной цепью до более сильноразветвленных углеводородов, дегидрогенизацию для получения олефиновых или ароматических соединений, риформинг с получением ароматических соединений и горюче-смазочных материалов, алкилирование с получением товарных химикатов и горюче-смазочных материалов, трансалкилирование и другие способы.
Многие такие способы для ускорения реакций конверсии углеводородов используют катализаторы. Эти катализаторы имеют тенденцию к дезактивации по различным причинам, включающим осаждение углеродистого вещества или кокса на поверхности катализатора, спекание или агломерирование или загрязнение (отравление) каталитически активных металлов на катализаторе и/или потери промоторов каталитически активных металлов, например, галогенов. Соответственно, активность этих катализаторов обычно восстанавливается в процессе, называемом регенерацией.
Регенерация может включать, например, удаление кокса с катализатора посредством выжигания, повторного распределения на катализаторе каталитически активных металлов, например, платины, оксидирование таких каталитически активных металлов, восстановление каталитически активных металлов, пополнение на катализаторе запаса промоторов повышения активности катализатора, таких как соль хлористоводородной кислоты, и сушку катализатора. Способ регенерации отработанного (дезактивированного) катализатора описан, например, в патентном документе US6153091.
В некоторых способах регенерации катализатор направляют из зоны реакций углеводородов (реакционной зоны) в зону регенерации катализатора, которая может включать зону выжигания, зону хлорирования, зону сушки катализатора и зону охлаждения катализатора. Катализатор содержит кокс, который выжигают из катализатора в зоне выжигания. Хлоридом, который является промотором катализатора, катализатор пополняется в зоне хлорирования. Катализатор высушивают в зоне сушки катализатора, охлаждают в зоне охлаждения катализатора и затем возвращают в реакционную зону.
В зоне хлорирования для восполнения потерь хлорида обычно приводят в контакт с катализатором хлоросодержащее соединение (соединение хлора). Соединение хлора может быть физически или химически сорбировано на катализаторе в виде хлорида или может оставаться распределенным в потоке, который контактирует с катализатором. Однако в результате ввода соединения хлора поток газа, выходящий из зоны регенерации, называемый здесь выходящим (отходящим) газом регенерации, содержит хлорид водорода (HCl). Выбросы HCl, содержащегося в выходящем газе регенерации, в окружающую среду, имеют место, если выходящий газ регенерации выбрасывают в атмосферу.
Способы с использованием адсорбента паровой фазы для удаления HCl, описанные, например, в патентном документе US5837636, позволяют значительно снизить выбросы HCl, содержащегося в выходящем газе регенерации, при отсутствии необходимости в щелочной очистке газа. В одном примере осуществления способа адсорбции HCl выходящий газ регенерации охлаждают. Охлажденный выходящий газ регенерации приводится в контакт с отработанным катализатором в зоне адсорбции, в которой HCl адсорбируется катализатором. Продукт, включающий газ, выходящий из зоны адсорбции, обеднен HCl и отводится в атмосферу или направляется на дополнительную обработку ниже по потоку.
Указанную зону адсорбции обычно включают в имеющуюся зону регенерации путем переоснащения зоны адсорбции в разделительный бункер, через который отработанный катализатор вводится в зону регенерации (обычно это аппарат). Однако такое переоснащение в определенных случаях трудно осуществить так, чтобы можно было оптимизировать эффективность, удобство использования и/или технологичность процесса адсорбции. Кроме того, упомянутое переоснащение требует значительного модифицирования или замены разделительного бункера, которые осуществляют во время останова установки, что увеличивает производственные затраты.
Помимо этого, следует отметить, что при использовании традиционной переоснащенной зоны адсорбции в зоне регенерации, газ регенерации проходит вверх в трубах для перетока катализатора (ТПК) между зоной выжигания и зоной адсорбции, расположенной в разделительном бункере. Газ регенерации содержит воду, образовавшуюся в результате реакций регенерации катализатора в расположенных ниже зонах. Для предотвращения конденсации в ТПК эти ТПК должны быть выполнены с электрическим обогревом и тепловой изоляцией. Для проведения в зоне регенерации технического обслуживания упомянутые ТПК периодически демонтируют и отсоединяют средства электрического обогрева. Эти трубы необходимо также осторожно обрабатывать, чтобы избежать повреждения средств обогрева труб и теплоизоляции. Следовательно, сохраняется необходимость в действенных и эффективных способах адсорбции HCl из выходящего газа регенерации.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение направлено на обеспечение действенных и эффективных способов адсорбции HCl из выходящего газа регенерации.
В этой связи согласно одному аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ адсорбции HCl из выходящего газа регенерации. Указанный выходящий газ регенерации охлаждают, и охлажденный выходящий газ регенерации направляют в зону адсорбции, которая расположена на расстоянии от зоны регенерации. Отработанный катализатор направляют из реакционной зоны в зону адсорбции. Хлорид водорода (HCl) адсорбируется из выходящего газа регенерации отработанным катализатором в зоне адсорбции с обогащением отработанного катализатора HCl, получением отработанного катализатора, богатого HCl, и извлечением HCl из отработанного газа регенерации с получением отработанного газа регенерации, обедненного HCl. Выходящий газ регенерации, обедненный HCl, выбрасывают в атмосферу, а отработанный катализатор, богатый HCl, транспортируют в разделительный бункер зоны регенерации.
Согласно одному аспекту некоторых воплощений указанное транспортирование отработанного катализатора включает транспортирование отработанного катализатора в разделительный бункер зоны адсорбции, который расположен на расстоянии от зоны регенерации, и подачу отработанного катализатора из разделительного бункера зоны адсорбции в зону адсорбции.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений изобретения зона регенерации находится в технологическом аппарате, а зона адсорбции расположена на расстоянии от указанного аппарата.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений изобретения выходящий газ регенерации охлаждают до температуры в интервале от 38°С до 190°С (100°F-375°F).
Согласно одному аспекту некоторых воплощений зона регенерации сообщается с входом зоны адсорбции.
Согласно одному аспекту некоторых воплощений разделительный бункер зоны регенерации сообщается с выходом из зоны адсорбции.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений давление в зоне регенерации больше, чем давление в зоне адсорбции.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений давление в разделительном бункере зоны регенерации больше, чем давление в зоне регенерации.
Согласно одному аспекту некоторых воплощений способ дополнительно включает ввод транспортирующего газа (газа для газлифта), содержащего азот, из системы для газа пневморазделения и транспортирующего газа в зону адсорбции.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений транспортирование отработанного катализатора включает транспортирование отработанного катализатора в разделительный бункер зоны адсорбции, который расположен на расстоянии от зоны регенерации, и подачу отработанного катализатора из разделительного бункера зоны адсорбции в зону адсорбции; и дополнительно способ включает отвод газа из разделительного бункера зоны адсорбции в систему для газа пневморазделения и транспортирующего газа.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений отработанный катализатор, богатый HCl, направляют в разделительный бункер зоны регенерации через шлюзовый бункер.
В другом аспекте изобретения обеспечивается способ адсорбции хлорида водорода (HCl) из выходящего газа регенерации. Газ регенерации, выходящий из зоны регенерации, находящейся в технологическом аппарате, охлаждают, и охлажденный выходящий газ регенерации направляют в зону адсорбции, которая расположена на расстоянии от указанного технологического аппарата. Отработанный катализатор перетекает из реакционной зоны в зону адсорбции. Хлорид водорода HCl адсорбируется из выходящего газа регенерации отработанным катализатором в зоне адсорбции с обогащением отработанного катализатора HCl, получением отработанного катализатора, богатого HCl, и извлечением HCl из выходящего газа регенерации с получением выходящего газа регенерации, обедненного HCl. Выходящий газ регенерации, обедненный HCl, выводят в атмосферу, а отработанный катализатор, богатый HCl, направляют в разделительный бункер зоны регенерации. Из системы для газа пневморазделения и транспортирующего газа в зону адсорбции подают транспортирующий газ, содержащий азот. Выходящий из зоны адсорбции газ, содержащий часть транспортирующего газа, возвращают в систему пневморазделения и транспортирующего газа. Выходящий газ регенерации, обедненный HCl, выбрасывают в атмосферу. Отработанный катализатор, богатый HCl, направляют в разделительный бункер зоны регенерации.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений давление в зоне регенерации больше, чем давление в зоне адсорбции.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений давление в разделительном бункере зоны регенерации больше, чем давление в зоне выжигания зоны регенерации, а давление в зоне выжигания больше, чем давление в зоне адсорбции.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений разделительный бункер зоны регенерации сообщается с выходом зоны адсорбции.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений зона выжигания сообщается с входом зоны адсорбции.
Согласно одному аспекту некоторых воплощений зона адсорбции включает, по меньшей мере, одну модульную секцию, которая расположена на некотором расстоянии от упомянутого аппарата, в котором находится зона регенерации.
Согласно одному аспекту некоторых воплощений зона адсорбции представляет собой зону с осевым направлением потока газа. В соответствии с одним аспектом других воплощений газ в зоне адсорбции движется в радиальном направлении.
В другом аспекте изобретения обеспечивается способ адсорбции хлорида водорода (HCl) из выходящего газа регенерации. Выходящий газ регенерации, отведенный из зоны выжигания зоны регенерации, охлаждают до температуры в интервале от 38°С до 190°С. Зона регенерации находится в камере. Охлажденный выходящий газ регенерации направляют в зону адсорбции, включающую одну или большее количество модульных секций, которые размещены на расстоянии от указанного аппарата, при этом зона выжигания сообщается с зоной адсорбции. В указанную зону адсорбции вводят отработанный катализатор и транспортирующий газ, содержащий азот.
Хлорид водорода HCl из выходящего газа регенерации адсорбируется отработанным катализатором в зоне адсорбции, при этом указанная адсорбция обогащает катализатор хлоридом водорода (HCl) с получением отработанного катализатора, богатого HCl, и извлечением HCl из выходящего газа регенерации с получением выходящего газа регенерации, обедненного HCl. Выходящий газ регенерации, обедненный HCl, выбрасывают в атмосферу. Отработанный катализатор, богатый HCl, направляется от выхода зоны адсорбции в разделительный бункер зоны регенерации, который сообщается с выходом зоны адсорбции. Давление в указанном разделительном бункере больше, чем давление в зоне выжигания, а давление в зоне выжигания больше, чем давление в зоне адсорбции.
Согласно ещё одному аспекту настоящего изобретения способ включает, по меньшей мере, два, по меньшей мере, три или все описанные выше аспекты настоящего изобретения.
Дополнительные задачи, воплощения и особенности изобретения изложены в нижеследующем подробном описании изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 отображает упрощенную схему технологического процесса и иллюстрирует способ адсорбции хлорида водорода (HCl) из выходящего газа регенерации.
Подробное описание изобретения
Фиг. 1 иллюстрирует пример осуществления способа адсорбции хлорида водорода (HCl) из выходящего газа регенерации. Показанный на фиг. 1 трубопровод 10 для выходящего газа регенерации отводит выходящий газ регенерации из зоны 12 выжигания, входящую в состав зоны 14 регенерации. Зона регенерации 14, может быть, например, расположена в аппарате или в регенерационной колонне. Зона 14 регенерации служит для регенерации отработанного катализатора, отводимого из зоны 16 реакций углеводородов. Примерами технологических процессов, включающих реакции углеводородов, являются риформинг, изомеризация, дегидрогенизация и трансалкилирование. В соответствии с примером осуществления зона 16 реакций углеводородов выполнена с возможностью проведения реакций каталитического риформинга и включает зону 20 восстановления и зоны проведения первой 22, второй 24, третьей 26 и четвертой 28 реакций, что должно быть понятно специалисту средней квалификации в данной области техники. В одной или более реакционных зон 22, 24, 26, 28 катализатор дезактивируется и становится отработанным катализатором. Отработанный катализатор выгружается посредством выпускного трубопровода 30 для отработанного катализатора через используемый по усмотрению шлюзовый бункер 32.
Реакция каталитического риформинга, например, обычно осуществляется в присутствии твердых частиц катализатора, выполненных из одного или более благородных металлов Группы VIII (например, из платины, иридия, родия, палладия) и галогена, в комбинации с пористым носителем катализатора, например, жаропрочным неорганическим оксидом. В качестве галогена обычно используют хлорид. В качестве носителя в большинстве случаев используют оксид алюминия. Предпочтительными материалами, включающими оксид алюминия, являются гамма-, эта- и тета-оксиды алюминия, при этом наилучшие результаты дают гамма- и эта-оксиды алюминия.
Важной характеристикой катализатора является площадь поверхности носителя катализатора. Частицы катализатора обычно имеют сферическую (шарообразную) форму и диаметр в интервале от 1/16 до 1/8 дюйма (1,5-3,1 мм), хотя они могут иметь и диаметр вплоть до 1/4 дюйма (6,35 мм).
При проведении реакции риформинга или других реакций по переработке углеводородов частицы катализатора становятся дезактивированными в результате, например, осаждения кокса на частицы катализатора. То есть, по истечении определенного периода времени использования катализатора способность частиц катализатора ускорять реакции риформинга уменьшается до такого уровня, при котором этот катализатор больше не может быть полезным. Такой катализатор, называемый здесь отработанным катализатором, необходимо регенерировать прежде, чем он может быть вновь использован в процессе риформинга.
В этой связи отработанный закоксованный катализатор направляют из зоны 16 реакций углеводородов в зону 14 регенерации. Зона 14 регенерации содержит разделительный бункер 40 зоны регенерации, из которого катализатор поступает в зону 12 выжигания через одну или большее число труб, например, через трубы 42 для перетока катализатора (ТПК), предпочтительно за счет гравитации. Зона 12 выжигания представляет собой часть зоны 14 регенерации, в которой происходит выжиг катализатора. Кокс, накопленный на поверхностях катализатора в результате реакций углеводородов, может быть удален посредством выжигания. Кокс образован, в основном, из углерода, но, помимо того, из относительно небольшого количеств водорода, обычно составляющего от 0,5 до 10 мас.% от массы кокса. Механизм удаления кокса включает процесс окисления до образования моноксида углерода, диоксида углерода и воды. Содержание кокса в отработанном катализаторе может составлять до 20 мас.% от массы катализатора, но более типичное количество составляет 5-7 мас.%. Обычно кокс окисляется при температурах в интервале от 400°С до 700°С. Для циркуляции газа, поступающего из зоны 12 выжигания, используется циркуляционный газовый трубопровод 44 зоны выжигания. Температура циркулирующего газа зоны выжигания может быть регулируемой и, при необходимости, в этот газ может быть добавлен кислород.
Вследствие высоких температур содержащийся в катализаторе хлорид совершенно легко удаляется из катализатора во время выжига кокса. Зона 46 хлорирования, которая может быть той же зоной, что и зона 12 выжигания, или отдельной нижней зоной, может принимать соединение хлора, поступающее через входной трубопровод для соединений хлора (не показана), для восполнения потерь хлорида, который не восстановлен. Для примера осуществления способа, иллюстрируемого на фигуре, зона 46 хлорирования расположена отдельно от зоны 12 выжигания. Циркуляционный газовый трубопровод 48 зоны хлорирования обеспечивает циркуляцию газа в зоне хлорирования, а циркуляционный газовый трубопровод 44 зоны выжигания обеспечивает циркуляцию газа в зоне выжигания. Газ 10 регенерации, выходящий из зоны 14 регенерации, например, газ из зоны 12 выжигания и, в конкретном примере газ, который циркулирует через циркуляционный газовый трубопровод 44 зоны выжигания, содержит HCl.
В зоне 46 хлорирования металлический катализатор может находиться в дисперсном состоянии. Такая дисперсная система обычно содержит хлор или другое соединение хлора, которое в зоне регенерации может быть превращено в хлор. Хлор или соединение хлора обычно вводят в небольшой поток транспортирующего газа (газа-носителя), который добавляют в зону хлорирования. Хотя действительный механизм, посредством которого хлор диспергирует металлический катализатор, является объектом различных теорий, общепризнано, что металл может быть диспергирован без увеличения содержания хлорида в катализаторе. Другими словами, хотя присутствие хлора является необходимым для осуществления диспергирования металла, после диспергирования металла уже не является необходимым, чтобы содержание хлорида в катализаторе поддерживалось выше его содержания в катализаторе до диспергирования. Таким образом, агломерированные металлы на катализаторе могут быть диспергированы без общего увеличения содержания хлорида в катализаторе. Тем не менее, в зоне хлорирования этот газ может также восполнить потери хлорида в катализаторе.
Регенерированный катализатор, отведенный из зоны 46 хлорирования, высушивают в зоне 50 сушки для удаления воды. Высушенный катализатор, который может быть охлажден, перетекает (например, за счет гравитации) через выпускную трубу 51 для высушенного катализатора, затем проходит через бункер 52 регулирования расхода, уравнительный бункер 54, шлюзовый бункер 56, перед направлением в зону 20 восстановления, предусмотренную в зоне 16 реакций углеводородов, через трубопровод 58, после чего вновь используется в реакциях углеводородов, проводимых в реакционной зоне 16.
В соответствии с одним примером осуществления способа адсорбции HCl из выходящего газа регенерации, например, поступающего из трубопровода 10 для выходящего газа регенерации, указанный выходящий газ регенерации охлаждают, например, в охладителе 59, от температуры 482°С-593°С (900°F-1100°F) до температуры 38°С-190°С (100°F- 375°F). Охлажденный выходящий газ регенерации подают из зоны 14 регенерации, например, из зоны 12 выжигания или зоны 46 хлорирования, и в конкретном примере из циркуляционного газового трубопровода 44 зоны выжигания в зону адсорбции 60, которая расположена на расстоянии от зоны 14 регенерации. Используемый здесь термин «расположен на расстоянии» подразумевает, что зона 60 адсорбции отделена от зоны регенерации определенным расстоянием, не принимая во внимание соединительные трубопроводы, например, трубопровод 10 для выходящего газа регенерации или другие трубопроводы.
В соответствии с одним примером осуществления способа зона 14 регенерации находится внутри аппарата, и зона 60 адсорбции также находится внутри аппарата, расположенного на расстоянии от аппарата зоны регенерации. Зона 60 адсорбции может, например, находиться в отдельной модульной секции или ряде расположенных одна над другой модульных секций заводского изготовления. Это обеспечивает повышение качества регулирования и уменьшает или исключает необходимость модифицирования имеющегося оборудования, например, зоны 14 регенерации при включении зоны 60 адсорбции в общую систему путем переоборудования.
В зоне 60 адсорбции хлорид водорода (HCl), содержащийся в выходящем газе регенерации, адсорбируется отработанным катализатором в процессе адсорбции паровой фазы с получением отработанного катализатора, богатого HCl, извлечением HCl из выходящего газа регенерации и получением выходящего газа регенерации, обедненного HCl. Отработанный катализатор может поступать из зоны 16 реакций углеводородов через входной трубопровод 63 для отработанного катализатора в разделительный бункер 64 зоны адсорбции. Указанный разделительный бункер 64 зоны адсорбции предпочтительно размещен над зоной 60 адсорбции для того, чтобы отработанный катализатор перетекал из разделительного бункера 64 зоны адсорбции в зону адсорбцию за счет гравитации.
Выходящий газ регенерации, бедный HCl, отводят в качестве отходящего газа, например, путем выброса этого газа в атмосферу через выпускной трубопровод 65. Отработанный катализатор, богатый HCl, отводится из зоны 60 адсорбции через трубопровод 72 для выгрузки катализатора и шлюзовый бункер 74, и транспортируется в разделительный бункер 40 зоны 14 регенерации через входной трубопровод 76 катализатора для осуществления регенерации катализатора.
В способе, иллюстрируемом на фигуре, зона 60 адсорбции заключена в одном или большем количестве цилиндрических объемов катализатора, при этом газ в зоне адсорбции проходит в осевом направлении. Для создания свободных объемов для входа и распределения газа по всей зоне 60 адсорбции, могут быть использованы, например, цилиндрические отражательные перегородки. Высота указанных цилиндрических объемов катализатора может быть выбрана, например, с возможностью обеспечения желаемого массопереноса и распределения газа по всему цилиндрическому объему.
В альтернативном воплощении способа в зоне 60 адсорбции газ движется в радиальном направлении, а отработанный катализатор перемещается в осевом направлении. Такая схема движения потоков позволяет использовать меньшие толщины слоя загрузки катализатора, и тем самым снизить перепад давления в слое и требования к объему катализатора в зоне 60 адсорбции. Однако для эффективности общего массопереноса может быть предпочтительным пример с противоточной схемой движения потоков в цилиндрическом объеме, по сравнению с перекрестной схемой, например, схемой с радиальным потоком.
Транспортирующий газ (технологический газ), содержащий азот, может быть введен в зону 60 адсорбции из системы для газа пневморазделения и транспортирующего газа. Пример воплощения системы для газа пневморазделения и транспортирующего газа включает выпускной трубопровод 82 для газа, проходящий от зоны 14 регенерации, например, из разделительного бункера 40 зоны регенерации, в котором твердый катализатор, поступающий из входного трубопровода 76 для катализатора, отделяется от транспортирующего газа и поступает в зону регенерации. Пылесборник 84 улавливает пылевидные частицы (например, частицы катализатора), поступающие из выходной трубопроводной линии 82 для газа. Воздуходувка 86 для подачи газа пневморазделения и транспортирующего газа, используемая в иллюстрируемом примере выполнения системы трубопроводов для пневморазделения и транспортирующего газа, подает газ для пневморазделения в разделительный бункер 40 зоны регенерации по трубопроводу 88 циркуляции газа пневморазделения, в реакционную зону 16 через входной трубопровод 90 для транспортирующего газа реакционной зоны и в зону 60 адсорбции через входной трубопровод 92 для транспортирующего газа. Подача транспортирующего газа для подъема отработанного катализатора (в зону адсорбции) обеспечивается через входной трубопровод 63 для отработанного катализатора. Подача транспортирующего газа в зону регенерации с выхода зоны адсорбции обеспечивается посредством входного трубопровода 76 для катализатора. Выходящий газ из разделительного бункера 64 для зоны адсорбции, размещенного над зоной 60 адсорбции, транспортируется в систему трубопроводов для газа пневморазделения и транспортирующего газа через трубопровод 110 выходящего газа.
Часть транспортирующего газа из входного трубопровода 90 для транспортирующего газа реакционной зоны и из входного трубопровода 63 для отработанного катализатора обеспечивает поток азота, способствующий уплотнению зоны 60 адсорбции. Как отмечено выше, в традиционных модернизированных зонах адсорбции газ регенерации проходит вверх по переточным трубам (ТПК), например, по трубе 42 для перетока катализатора из зоны 14 регенерации в разделительный бункер 40 зоны регенерации. Для предотвращения в этих трубах процесса конденсации обычно ТПК выполнены с электрообогревом и снабжены тепловой изоляцией. Для проведения технического обслуживания в зоне регенерации указанные ТПК периодически демонтируют и отсоединяют средства электрического обогрева. ТПК необходимо также транспортировать осторожно, чтобы избежать повреждения средств электрообогрева и теплоизоляции.
В способе, иллюстрируемом на фигуре, зона 60 адсорбции сообщается с выходом зоны 14 регенерации, например, посредством трубопровода 10 для выходящего газа регенерации, а выход зоны адсорбции, например, посредством трубопровода 72 для выгрузки катализатора, сообщается с разделительным бункером 40 зоны регенерации и системой трубопроводов для газа пневморазделения и транспортирующего газа. Кроме того, зона 14 регенерации, например, в пределах зоны 12 выжигания и в выходном трубопроводе 44 для выходящего газа зоны выжигания, находится при более высоком давлении, чем зона 60 адсорбции, а разделительный бункер 40 зоны регенерации и система трубопроводов для газа пневморазделения и транспортирующего газа находится при более высоком давлении, чем выход зоны адсорбции. Например, при давлении Р1 в зоне 12 выжигания, давлении Р2 в разделительном бункере 40 зоны регенерации, давлении Р3 в разделительном бункере 64 зоны адсорбции и атмосферном давлении РО в трубопроводе 65 (например, в случае применения при атмосферном давлении), Р2 > Р1 и Р3 > РО.
Такое взаимное расположение компонентов и распределение давления в рассмотренном примере осуществления способа позволяет «уплотнить» влажный газ в зоне 60 адсорбции и зоне 12 выжигания при использовании для перемещения катализатора, например, труб для перетока катализатора (ТПК). Указанные ТПК обеспечивают перемещение катализатора между зонами, заключенными в пределах зоны 14 регенерации, и зоной 60 адсорбции, ограничивая в то же время поток газа. В ТПК поток газа и поток катализатора могут находиться в прямоточном или в противоточном движении. Поступление влажного газа в систему трубопроводов для газа пневморазделения и транспортирующего газа может быть предотвращено при использовании минимального количества уплотняющего газового потока, поступающего в зону 60 адсорбции.
Средним специалистам в данной области техники следует принимать во внимание и понимать, что различные другие компоненты, такие как клапаны, насосы, фильтры, охладители и т.п. на фигуре не показаны, поскольку считается, что их характерные особенности хорошо известны средним специалистам в данной области техники, и потому их описание не является необходимым для осуществления или понимания воплощений настоящего изобретения.
Примеры осуществления изобретения
Хотя нижеследующее изложено в отношении определенных воплощений, следует понимать, что это изложение служит для иллюстрации и не ограничивает объем предшествующего описания и приложенных пунктов формулы.
Первым воплощением изобретения является способ адсорбции хлорида водорода (HCl) из выходящего газа регенерации, при этом способ включает охлаждение газа регенерации, выходящего из зоны регенерации; транспортирование охлажденного выходящего газа регенерации в зону адсорбции, которая находится на расстоянии от зоны регенерации; транспортирование отработанного катализатора из реакционной зоны в зону адсорбции; адсорбцию HCl из выходящего газа регенерации отработанным катализатором в зоне адсорбции с обогащением отработанного катализатора хлоридом водорода (HCl) и получением отработанного катализатора, богатого HCl, извлечением HCl из выходящего газа регенерации и получением выходящего газа регенерации, бедного HCl; удаление выходящего газа регенерации, бедного HCl, в атмосферу; и транспортирование отработанного катализатора, богатого хлоридом водорода (HCl), в разделительный бункер зоны регенерации. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все воплощения, описанные в этом разделе описания, включая первое воплощение, описанное в этом разделе, в котором транспортирование отработанного катализатора включает транспортирование отработанного катализатора в разделительный бункер зоны адсорбции, расположенный на расстоянии от зоны регенерации; и отвод отработанного катализатора из упомянутого разделительного бункера зоны адсорбции в зону адсорбции. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая первое воплощение, описанное в этом разделе, в котором зона регенерации расположена внутри технологического аппарата, а зона адсорбции расположена на расстоянии от указанного аппарата. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая первое воплощение, описанное в этом разделе, в котором выходящий газ регенерации охлаждают до температуры в интервале от 38°С до 19°С (100°F-375°F). Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая первое воплощение, описанное в этом разделе, в котором зона регенерации сообщается с входом зоны адсорбции. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая первое воплощение, описанное в этом разделе, в котором разделительный бункер зоны регенерации сообщается с выходом зоны адсорбции. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая первое воплощение, описанное в этом разделе, в котором давление в зоне регенерации больше, чем давление в зоне адсорбции. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая первое воплощение, описанное в этом разделе, в котором давление в разделительном бункере зоны регенерации больше, чем давление в зоне регенерации. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая первое воплощение, описанное в этом разделе, дополнительно включающее ввод транспортирующего газа, содержащего азот, из системы трубопроводов для газа пневморазделения и транспортирующего газа в зону адсорбции. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая первое воплощение, описанное в этом разделе, в котором транспортирование отработанного катализатора включает транспортирование отработанного катализатора в разделительный бункер зоны адсорбции, который расположен на расстоянии от зоны регенерации; и отвод отработанного катализатора из разделительного бункера зоны адсорбции в зону адсорбции; дополнительно способ включает выпуск газа из разделительного бункера зоны адсорбции в систему трубопроводов для газа пневморазделения и транспортирующего газа. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая первое воплощение, описанное в этом разделе, в котором отработанный катализатор, богатый HCl, транспортируют в разделительный бункер зоны регенерации через шлюзовый бункер.
Вторым воплощением изобретения является способ адсорбции хлорида водорода (HCl) из выходящего газа регенерации; способ включает охлаждение газа регенерации, выходящего из зоны регенерации, расположенной в технологическом аппарате; транспортирование охлажденного выходящего газа регенерации в зону адсорбции, расположенную на расстоянии от указанного аппарата; транспортирование отработанного катализатора в зону адсорбции; адсорбцию HCl из выходящего газа регенерации отработанным катализатором в зоне адсорбции с обогащением катализатора хлоридом водорода (HCl) и получением отработанного катализатора, богатого HCl, извлечением HCl из выходящего газа регенерации и получением выходящего газа регенерации, бедного HCl; подачу транспортирующего газа из системы трубопроводов для пневморазделения и транспортирующего газа в зону адсорбции; возвращение выходящего газа, содержащего часть транспортирующего газа, из зоны адсорбции в систему трубопроводов для пневморазделения и транспортирующего газа; удаление выходящего газа регенерации, бедного HCl, в атмосферу; и транспортирование отработанного катализатора, богатого хлоридом водорода (HCl), в разделительный бункер зоны регенерации. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все воплощения, раскрытые в этом разделе описания, включая второе воплощение, описанное в этом разделе, в котором давление в разделительном бункере зоны регенерации больше, чем давление в зоне адсорбции. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все воплощения, раскрытые в этом разделе описания, включая второе воплощение, описанное в этом разделе, в котором давление в разделительном бункере зоны регенерации больше, чем давление в зоне выжигания зоны регенерации; и в котором давление в зоне выжигания больше, чем давление в зоне адсорбции. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все воплощения, раскрытые в этом разделе описания, включая второе воплощение, описанное в этом разделе, в котором разделительный бункер зоны регенерации сообщается с выходом зоны адсорбции. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все воплощения, раскрытые в этом разделе описания, включая второе воплощение, описанное в этом разделе, в котором зона выжигания сообщается с входом зоны адсорбции. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все воплощения, раскрытые в этом разделе описания, включая второе воплощение, описанное в этом разделе, в котором зона адсорбции содержит, по меньшей мере, одну модульную секцию, которая расположена на расстоянии от указанного сосуда. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все воплощения, раскрытые в этом разделе описания, включая второе воплощение, описанное в этом разделе, в котором зона адсорбции является зоной с осевым потоком газа. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все воплощения, раскрытые в этом разделе описания, включая второе воплощение, описанное в этом разделе, в котором газ в зоне адсорбции движется в радиальном направлении.
Третьим воплощением изобретения является способ адсорбции хлорида водорода (HCl) из выходящего газа регенерации; способ включает охлаждение газа регенерации, выходящего из зоны выжигания зоны регенерации до температуры от 38°С до 190°С (100°F-375°F), при этом зона регенерации расположена в технологическом аппарате; транспортирование охлажденного выходящего газа регенерации в зону адсорбции, содержащую одну или большее число модульных секций, которые размещены на расстоянии от указанного аппарата; при этом зона выжигания сообщается с зоной адсорбции; ввод отработанного катализатора и транспортирующего газа, содержащего азот, в зону адсорбции; адсорбцию HCl из выходящего газа регенерации отработанным катализатором в зоне адсорбции; при этом адсорбция обогащает катализатор хлоридом водорода (HCl) с получением отработанного катализатора, богатого HCl, и извлечением HCl из выходящего газа регенерации с получением выходящего газа регенерации, бедного HCl; выпуск выходящего газа регенерации, обедненного HCl, в атмосферу; и транспортирование отработанного катализатора, богатого HCl, от выхода зоны адсорбции в разделительный бункер зоны регенерации, который сообщается с выходом зоны адсорбции; при этом давление в разделительном бункере зоны регенерации больше, чем давление в зоне выжигания; а давление в зоне выжигания больше, чем давление в зоне адсорбции.
Несмотря на то что в изложенном выше подробном описании изобретения был раскрыт, по меньшей мере, один пример воплощения, следует понимать, что существует большое количество вариантов. Следует также принимать во внимание, что пример или примеры воплощения являются лишь примерами и не предназначены каким-либо образом ограничивать объем изобретения, возможности его применения и принципиальную схему технологического процесса. Точнее, изложенное выше описание предоставит специалистам в данной области техники подходящий ориентир для реализации какого-либо примера воплощения изобретения, и понятно, что в функции и выполнении элементов, описанных в примере воплощении, могут быть осуществлены различные изменения без выхода за пределы объема изобретения, установленного в приложенных пунктах формулы и их допустимых эквивалентах.
1. Способ адсорбции хлорида водорода (HCl) из выходящего газа (10) регенерации, включающий:
охлаждение (59) газа регенерации, выходящего из зоны (14) регенерации;
подачу охлажденного выходящего газа регенерации в зону (60) адсорбции, которая расположена на расстоянии в горизонтальном и вертикальном направлениях от зоны регенерации, при этом выход (72) зоны адсорбции находится на вертикальном уровне ниже уровня входа (40, 42) для катализатора зоны регенерации;
прямоточную подачу отработанного катализатора и транспортирующего газа (90) из реакционной зоны (16) на вход для отработанного катализатора разделительного бункера (64) зоны адсорбции, при этом отработанный катализатор содержит твердые частицы катализатора, которые прошли через реакционную зону, выход (30) для отработанного катализатора реакционной зоны находится на вертикальном уровне ниже уровня входа для отработанного катализатора разделительного бункера зоны адсорбции, транспортирующий газ поступает из системы газа пневморазделения и транспортирующего газа (82, 86, 88, 90, 92);
подачу отработанного катализатора из разделительного бункера зоны адсорбции в зону адсорбции, при этом вход для отработанного катализатора зоны адсорбции находится на вертикальном уровне ниже выхода для отработанного катализатора разделительного бункера зоны адсорбции;
адсорбцию HCl из выходящего газа регенерации отработанным катализатором в зоне адсорбции с обогащением отработанного катализатора HCl и получением отработанного катализатора, богатого HCl, и извлечением HCl из отработанного газа регенерации с получением отработанного газа регенерации, обедненного HCl;
выброс (65) выходящего газа регенерации, обедненного HCl, из зоны адсорбции;
прямоточную подачу отработанного катализатора, богатого HCl, и транспортирующего газа от выхода (72, 74) для катализатора зоны адсорбции на вход в разделительный бункер (40) зоны регенерации, при этом транспортирующий газ поступает из системы газа пневморазделения и транспортирующего газа, выход для катализатора зоны адсорбции находится на вертикальном уровне ниже уровня расположения входа разделительного бункера зоны регенерации, причем давление в разделительном бункере зоны регенерации превышает давление в зоне регенерации; и
прямоточную подачу отработанного катализатора, богатого HCl, и транспортирующего газа от выхода для катализатора разделительного бункера зоны регенерации на вход зоны регенерации, при этом транспортирующий газ поступает из системы газа пневморазделения и транспортирующего газа, и при этом вход зоны регенерации находится на вертикальном уровне ниже уровня расположения выхода разделительного бункера зоны регенерации.
2. Способ по п. 1, в котором зона регенерация расположена в первом технологическом аппарате и адсорбционный аппарат размещен во втором технологическом аппарате, при этом второй технологический аппарат расположен на расстоянии в горизонтальном и вертикальном направлениях от указанного первого технологического аппарата.
3. Способ по п. 1, в котором выходящий газ регенерации охлаждают до температуры в интервале от 38°С до 190°С (100°F-375°F).
4. Способ по п. 1, в котором транспортирующий газ (92) содержит азот.
5. Способ по п. 1, дополнительно включающий отвод газа (110) из указанного разделительного бункера зоны адсорбции в систему для газа пневморазделения и транспортирующего газа.
6. Способ по п. 1, в котором отработанный катализатор, богатый HCl, подают в разделительный бункер зоны регенерации через шлюзовый бункер (74).
