По настоящей заявке испрашивается приоритет заявки на патент США №14/575527 (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 склонность 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 пополняют в зоне хлорирования. Катализатор высушивают в зоне сушки катализатора, охлаждают в зоне охлаждения катализатора и затем возвращают в реакционную зону.
В зоне хлорирования хлоросодержащее соединение (соединение хлора) обычно приводят в контакт с катализатором для восполнения потерь хлорида. 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. Таким образом, выходящий газ регенерации не может быть выброшен 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 охлаждается. Охлажденный выходящий газ регенерации приводится в контакт с отработанным катализатором в зоне адсорбции, в которой HCl адсорбируется на катализаторе. 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 вводят в зону регенерации (обычно это технологический 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 изменения 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. Этот газ регенерации содержит воду, образовавшуюся в результате реакций регенерации катализатора в расположенных ниже зонах. Для предотвращения процесса конденсации в ТПК эти ТПК должны быть выполнены с электрическим обогревом и тепловой изоляцией. Для проведения в зоне регенерации технического обслуживания периодически демонтируют упомянутые ТПК и отсоединяют средства электрического обогрева. Эти трубы необходимо также осторожно транспортировать, 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 хлорида водорода (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. 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. Отработанный газ регенерации, обедненный HCl, выбрасывают в атмосферу в качестве отходящего газа. Отработанный катализатор, богатый HCl, транспортируют в зону регенерации.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений изобретения зона регенерации расположена внутри технологического аппарата, а зона адсорбции находится внутри одного или большего количества дополнительных технологических аппаратов, которые отделены от указанного аппарата зоны регенерации.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений изобретения зона регенерации включает зону выжигания и зону хлорирования, и выходящий газ регенерации отводят, по меньшей мере, из одной из зоны выжигания и зоны хлорирования.
Согласно одному аспекту некоторых воплощений указанную подачу катализатора, богатого хлоридом (обогащенного хлоридом), в зону регенерации включает подачу богатого хлоридом катализатора в разделительный бункер зоны регенерации.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений давление в зоне выжигания больше, чем давление в зоне адсорбции.
Согласно одному аспекту некоторых воплощений способ дополнительно включает кондиционирование (доведение до требуемых параметров) отработанного катализатора, богатого HCl, перед подачей отработанного катализатора, богатого HCl, в зону регенерации.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений указанное кондиционирование включает, по меньшей мере, одно из сушки отработанного катализатора, богатого HCl, и охлаждения отработанного катализатора, богатого HCl.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений указанное кондиционирование включает сушку отработанного катализатора, богатого HCl, и охлаждение отработанного катализатора, богатого HCl, после указанной сушки.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений способ дополнительно включает подогрев (предварительный нагрев) отработанного катализатора перед осуществлением указанной адсорбции, при этом указанный подогрев включает адсорбцию воды отработанным катализатором в зоне подогрева, находящейся выше по потоку от указанной зоны адсорбции.
В другом аспекте изобретение обеспечивает способ адсорбции HCl из выходящего газа регенерации. Газ регенерации, выходящий из зоны регенерации, охлаждают, и охлажденный выходящий газ регенерации направляют в зону адсорбции, находящуюся внутри адсорбционного аппарата, который размещен на расстоянии от зоны регенерации. HCl из выходящего газа регенерации адсорбируется отработанным катализатором в зоне адсорбции с обогащением катализатора HCl и получением отработанного катализатора, богатого HCl, и извлечением HCl из выходящего газа регенерации с получением выходящего газа регенерации, обедненного HCl. В адсорбционный аппарат вводят газ для кондиционирования (кондиционирующий газ), и отработанный катализатор, богатый HCl, подвергается кондиционированию. Выходящий газ регенерации, обедненный HCl, выбрасывают в атмосферу в качестве отходящего газа. Кондиционированный катализатор направляют в зону регенерации.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений способ дополнительно включает регулирование температуры конденсации газа кондиционирования.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений указанное кондиционирование включает, по меньшей мере, одно из сушки отработанного катализатора, богатого HCl, и охлаждения отработанного катализатора, богатого HCl.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений кондиционирование включает сушку отработанного катализатора, богатого HCl, в зоне сушки и охлаждение высушенного катализатора в зоне охлаждения, при этом кондиционирующий газ проходит через зону охлаждения и зону сушки.
Согласно одному аспекту некоторых воплощений способ дополнительно включает подогрев выходящего газа из зоны охлаждения и подачу подогретого выходящего газа в зону сушки.
Согласно одному аспекту некоторых воплощений способ дополнительно включает контактирование части газа, выходящего из зоны сушки, с отработанным катализатором в зоне подогрева для насыщения отработанного катализатора водой.
Согласно одному аспекту некоторых воплощений способ дополнительно включает охлаждение части выходящего газа из зоны сушки, и направление охлажденного выходящего газа в зону подогрева.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений кондиционирующим газом является азот.
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений способ дополнительно включает прохождение кондиционирующего газа в зону охлаждения, при этом температура кондиционирующего газа находится в интервале от 27°С до 93°С (80°F-200°F).
В соответствии с одним аспектом некоторых воплощений способ дополнительно включает прохождение выходящего газа, включающего часть кондиционирующего газа, из зоны предварительного нагрева, находящейся выше по потоку от адсорбционного аппарата, в разделительный бункер зоны регенерации, в котором указанный выходящий газ содержит часть кондиционирующего газа.
В другом аспекте изобретение обеспечивает способ адсорбции HCl из выходящего газа регенерации. Газ регенерации, выходящий из зоны регенерации, охлаждают, и охлажденный выходящий газ регенерации направляют в зону адсорбции, находящуюся внутри адсорбционного аппарата, который отделен от зоны регенерации. Отработанный катализатор из реакционной зоны подогревают (предварительно нагревают) в зоне подогрева (предварительного нагрева). Подогретый катализатор направляется в зону адсорбции. На отработанном катализаторе в зоне адсорбции адсорбируется HCl из выходящего газа регенерации, и при адсорбировании происходит обогащение катализатора хлоридом водорода (HCl) с получением отработанного катализатора, богатого HCl, и извлечение хлорида из выходящего газа регенерации с получением выходящего газа регенерации, обедненного HCl. В адсорбционный аппарат вводят кондиционирующий газ, содержащий азот, при этом происходит кондиционирование отработанного катализатора, богатого HCl, при этом кондиционирование включает сушку отработанного катализатора, богатого HCl, в зоне сушки и охлаждение отработанного катализатора, богатого HCl, в зоне охлаждения. Выходящий из зоны сушки газ контактирует с отработанным катализатором в зоне подогрева, при этом выходящий газ содержит часть указанного кондиционирующего газа. Выходящий газ из зоны предварительного нагревания направляют из зоны предварительного нагревания в зону регенерации. Выходящий газ регенерации, обедненный HCl, отводят в атмосферу, а кондиционированный катализатор направляют в зону регенерации.
Согласно еще 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 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 зоны 14 регенерации. Зона 14 регенерации, может быть, например, расположена в технологическом 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 примере 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 зонах 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 ¼ 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. Циркуляционный газовый трубопровод 44 зоны выжигания используется для циркуляции газа, поступающего из зоны 12 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 расположенной ниже зоной, может принимать соединение хлора, поступающее через входную трубопроводную линию для соединений хлора (не показана), для восполнения потерь хлорида, который не восстановлен. Для примера процесс проиллюстрирован 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 быть диспергирован. Такая дисперсия 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 на 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, протекающих в реакционной зоне 16.
В соответствии с одним примером осуществления способа, для 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 примером осуществления способа, зона 14 регенерации находится внутри аппарата, и зона 60 адсорбции также находится внутри адсорбционного аппарата 62, который расположен на расстоянии от аппарата зоны регенерации. Адсорбционный аппарат 62 может содержать, например, ряд 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.
В зоне 60 адсорбции хлорид водорода (HCl), содержащийся в выходящем газе регенерации, адсорбируется на отработанном катализаторе в процессе адсорбции паровой фазы с получением отработанного катализатора, богатого HCl, и извлечением HCl из выходящего газа регенерации с получением выходящего газа регенерации, обедненного HCl. Отработанный катализатор может поступать из зоны 16 реакций углеводородов через входной трубопровод 63 для отработанного катализатора. Выходящий газ регенерации, бедный HCl, отводят в качестве отходящего газа, например, путем выброса этого газа в атмосферу через выпускной трубопровод 65.
В примере осуществления способа, в адсорбционном аппарате 62 находится несколько зон, включая зону 64 подогрева, в которой отработанный катализатор предварительно нагревается за счет теплообмена с кондиционирующим газом и адсорбции воды (как это будет более подробно изложено ниже), зону адсорбции 60, в которой HCl из выходящего газа регенерации адсорбируется на отработанном катализаторе, и одну или большее количество зон кондиционирования для кондиционирования отработанного катализатора, богатого HCl. В примере осуществления способа, иллюстрируемом на фигуре, зоны кондиционирования включают зону 68 сушки, где отработанный катализатор, богатый HCl, высушивается, и зону охлаждения 70, в которой высушенный катализатор охлаждается. Могут быть также включены и другие зоны кондиционирования. Кондиционированный катализатор, богатый HCl, выходит из адсорбционного аппарата 62 через выходной трубопровод 72 и шлюзовый бункер 74, и затем направляется в разделительный бункер 40 зоны 14 регенерации через входной трубопровод 76 для регенерации катализатора.
В способе, иллюстрируемом на фигуре, зона 64 подогрева, зона 60 адсорбции, зона 68 сушки и зона 70 охлаждения заключены в цилиндрических объемах катализатора. Для создания свободных объемов для входа и распределения газа по всем упомянутым зонам 60, 64, 68, 70 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, по меньшей мере, в одной из зон 60, 64, 68, 70 газ движется в радиальном направлении, а отработанный катализатор перемещается в осевом (аксиальном) направлении. Такая схема движения потоков позволяет использовать меньшие толщины слоя загрузки катализатора, и тем самым снижение перепада давления в слое и требований к объему катализатора в адсорбционном аппарате 62. Однако для эффективности общего массопереноса может быть предпочтительным пример с противоточной схемой движения потоков в цилиндрическом объеме, по сравнению с перекрестной схемой, например, схемой движения с радиальным потоком.
Кондиционирующий газ вводится в адсорбционный аппарат 62 из входного трубопровода 80 для кондиционирующего газа для кондиционирования катализатора. Кондиционирующий газ содержит азот. Во входную трубопроводную линию 80 кондиционирующий газ может поступать 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, 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 выходного трубопровода 82 для газа. Воздуходувка 86 для подачи газа пневморазделения и транспортирующего газа, используемая в иллюстрируемом примере выполнения системы для газа пневморазделения и транспортирующего газа, подает газ для пневморазделения в разделительный бункер 40 по трубопроводу 88 циркуляции газа пневморазделения, в реакционную зону 16 через входной трубопровод 90 для транспортирующего газа реакционной зоны, на выход зоны адсорбции и во входной трубопровод 76 зоны регенерации через входной трубопровод 92 для транспортирующего газа, и в адсорбционный аппарат 62, например, в зону 70 охлаждения в качестве кондиционирующего газа через входной трубопровод 80 для кондиционирующего газа.
Зоны кондиционирования, в частности, зона 68 сушки и зона 70 охлаждения, кондиционируют катализатор, богатый HCl, выходящий из зоны адсорбции 60, и контролируют температуру конденсации кондиционирующего газа. Температура конденсации в системе для газа пневморазделения и транспортирующего газа является функцией давления и влагосодержания катализатора, входящего и выходящего из адсорбционного аппарата 62. В зоне адсорбции, функционирующей при давлении близком к атмосферному, в случае если катализатор, выходящий из зоны 60 адсорбции, поступает непосредственно в систему для газа пневморазделения и транспортирующего газа, температура конденсации воды может превысить температуру, что значительно увеличило бы опасность конденсации системы в целом (например, в зоне 16 реакций углеводородов, зоне 14 регенерации и зоне 12 адсорбции), в частности, это относится к системам, работающим в условиях более холодного климата.
Таким образом, перед поступлением в систему для газа пневморазделения и транспортирующего газа, отработанный катализатор кондиционируют в зонах кондиционирования, например, (но не в качестве ограничения) в зоне 68 сушки и зоне 70 охлаждения. В примере осуществления способа, иллюстрируемом на фиг.1, кондиционирующий газ, поступающий из входного трубопровода 80 кондиционирующего газа, охлаждают, например, в охладителе 94, до температуры в интервале от 27°С до 93°С (от 80°F до 200°F), и охлажденный кондиционирующий газ направляют в зону 70 охлаждения. В зоне 70 охлаждения охлажденный кондиционирующий газ охлаждает отработанный катализатор, богатый HCl, при этом кондиционирующий газ частично нагревается. Частично нагретый кондиционирующий газ отводится через выходной трубопровод 96 для отводимого газа зоны охлаждения, и нагревается, например, с помощью нагревателя 98. Нагретый кондиционирующий газ направляют в зону сушки 68 посредством входного трубопровода 100 для нагретого кондиционирующего газа.
В зоне 68 сушки содержание воды (Н2О) в отработанном катализаторе, богатом HCl, уменьшается, и получают осушенный катализатор. Кроме того, азотсодержащий выходящий газ из зоны 68 сушки насыщен водой. Для уменьшения содержания воды этого выходящего газа, и поддерживания тем самым температуры конденсации в системе для транспортирующего газа менее температуры в интервале от -17°С до -51°С (от 0°F до -60°F) обогащенный водой выходящий газ отводят из зоны сушки через трубопровод 102 для выходящего газа зоны сушки и охлаждают в охладителе 104 нагретого газа до температуры в интервале от 66°С до 177°С (150°F-350°F).
Охлажденный выходящий из зоны сушки газ направляется посредством входного трубопровода 106 зоны нагревания газа в зону 64 предварительного нагрева (подогрева), которая находится выше по потоку от зоны 60 адсорбции. В зоне подогрева 64 охлажденный выходящий из зоны сушки газ контактирует с отработанным катализатором, который загружается через входной трубопровод 63 для отработанного катализатора. Это контактирование приводит к частичному насыщению отработанного катализатора водой перед поступлением отработанного катализатора в зону 60 адсорбции. Выходящий газ из зоны подогрева 64 направляется в систему для газа пневморазделения и транспортирующего газа через трубопровод 110 для выходящего газа зоны подогрева, и затем может быть введен в разделительный бункер через линию 88 газа пневморазделения.
В способе, иллюстрируемом на фигуре, зона 60 адсорбции сообщается с выходом зоны 14 регенерации, а зона 64 подогрева, зона 68 сушки и зона 70 охлаждения сообщаются с разделительным бункером 40 зоны регенерации и системой для транспортирующего газа. В способе, иллюстрируемом на фиг.1, зона 12 выжигания, находится при более высоком давлении, чем зона 60 адсорбции, а разделительный бункер 40 находится при более высоком давлении, чем зона выжигания. Например, при давлении Р1 в зоне 12 выжигания, давлении Р2 в зоне подогрева и атмосферном давлении РО в трубопроводе 65 (например, в случае применения при атмосферном давлении), Р2>Р1>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 аппаратом 62 адсорбции, ограничивая в то же время поток газа. В ТПК поток газа и поток катализатора могут находиться в прямоточном или в противоточном движении.
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; подачу охлажденного выходящего газа регенерации в зону адсорбции, которая находится на расстоянии от зоны регенерации; 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 с получением выходящего газа регенерации, бедного HCl; удаление выходящего газа регенерации, бедного HCl, в атмосферу; и подачу отработанного катализатора, богатого хлоридом водорода (HCl), в зону регенерации. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все воплощения, описанные в этом разделе описания, включая первое воплощение, описанное в этом разделе, в котором зона регенерации расположена в аппарате, а зона адсорбции расположена в одном или большем количестве дополнительных аппаратов, которые отделены от указанного аппарата зоны регенерации. 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 включает зону выжигания и зону хлорирования, и в котором выходящий газ регенерации отводится, по меньшей мере, из одной из зоны выжигания и зоны хлорирования. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая первое воплощение, описанное в этом разделе, в котором подача богатого HCl катализатора в зону регенерации включает подачу богатого HCl катализатора в разделительный бункер зоны регенерации. 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 выжигания 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, дополнительно включающее кондиционирование катализатора, богатого HCl, перед подачей указанного катализатора, богатого HCl, в зону регенерации. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая первое воплощение, описанное в этом разделе, в котором указанное кондиционирование включает, по меньшей мере, одно из сушки катализатора, богатого HCl, и охлаждения катализатора, богатого HCl. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая первое воплощение, описанное в этом разделе, в котором указанное кондиционирование включает, по меньшей мере, одно из сушки катализатора, богатого HCl, и охлаждения катализатора, богатого HCl, после сушки. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая первое воплощение, описанное в этом разделе, дополнительно включающее предварительный нагрев отработанного катализатора перед адсорбцией, при этом указанный предварительный нагрев включает адсорбцию воды отработанным катализатором в зоне подогрева выше по ходу движения потока от зоны адсорбции.
Вторым воплощением изобретения является способ адсорбции хлорида водорода (HCl) из выходящего газа регенерации, при этом способ включает охлаждение газа регенерации, выходящего из зоны регенерации; подачу охлажденного выходящего газа регенерации в зону адсорбции, расположенную внутри адсорбционного аппарата, который размещен на расстоянии от зоны регенерации; 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; ввод кондиционирующего газа в адсорбционный аппарат; осуществление кондиционирования отработанного катализатора, богатого HCl, удаление выходящего газа регенерации в качестве отходящего газа; и подачу кондиционированного катализатора в зону регенерации. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая второе воплощение, описанное в этом разделе, дополнительно включающее регулирование температуры конденсации кондиционирующего газа. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая второе воплощение, описанное в этом разделе, в котором указанное кондиционирование включает, по меньшей мере, одно из сушки катализатора, богатого HCl, и охлаждения катализатора, богатого HCl, и в котором через зону охлаждения и зону сушки пропускают кондиционирующий газ. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая второе воплощение, описанное в этом разделе, дополнительно включающее нагревание газа, выходящего из зоны охлаждения; и подачу нагретого выходящего газа в зону сушки. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая второе воплощение, описанное в этом разделе, дополнительно включающее контактирование части выходящего газа из зоны сушки с отработанным катализатором в зоне подогрева для насыщения отработанного катализатора водой. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая второе воплощение, описанное в этом разделе, дополнительно включающее охлаждение части газа, выходящего из зоны сушки, и подачу охлажденного выходящего газа в зону предварительного нагрева. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая второе воплощение, описанное в этом разделе, в котором кондиционирующим газом является азот. Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая второе воплощение, описанное в этом разделе, дополнительно включающее подачу кондиционирующего газа в зону охлаждения, при этом температура кондиционирующего газа находится в интервале от 27°С до 93°С (80°F-200°F). Воплощением настоящего изобретения являются одно, любое или все предшествующие воплощения, описанные в этом разделе описания, включая второе воплощение, описанное в этом разделе, дополнительно включающее подачу выходящего газа, содержащего часть кондиционирующего газа, из зоны предварительного нагрева, расположенной выше по ходу движения потока от зоны адсорбции, в разделительный бункер зоны регенерации, где выходящий газ содержит часть кондиционирующего газа.
Третьим воплощением изобретения является способ адсорбции хлорида водорода (HCl) из выходящего газа регенерации, при этом способ включает охлаждение газа регенерации, выходящего из зоны регенерации; подачу охлажденного выходящего газа регенерации в зону адсорбции, расположенную внутри адсорбционного аппарата, который размещен на расстоянии от зоны регенерации; предварительный нагрев отработанного катализатора, выходящего из реакционной зоны, осуществляемый в зоне предварительного нагрева; подачу подогретого катализатора 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; ввод кондиционирующего газа, содержащего азот, в адсорбционный аппарат; кондиционирование отработанного катализатора, богатого HCl, при этом указанное кондиционирование включает сушку отработанного катализатора, богатого HCl в зоне сушки и охлаждение отработанного катализатора, богатого HCl, в зоне охлаждения; контактирование газа, выходящего из зоны сушки, с отработанным катализатором в зоне предварительного нагрева, причем выходящий газ содержит часть кондиционирующего газа; подачу отработанного газа из зоны предварительного нагрева в зону регенерации; отвод выходящего газа регенерации, бедного HCl, в атмосферу; и подачу кондиционированного катализатора в зону регенерации.
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.
Изобретение относится к способу адсорбции хлорида водорода (HCl) из выходящего газа регенерации. Способ адсорбции HCl из выходящего газа регенерации включает охлаждение газа регенерации, выходящего из зоны регенерации, содержащей зону выжигания и зону хлорирования, подачу охлажденного газа регенерации в зону адсорбции, прямоточное пропускание отработанного катализатора и транспортирующего газа из реакционной зоны в адсорбционный аппарат, содержащий зону предварительного нагрева адсорбцией воды, зону адсорбции и зону кондиционирования, адсорбцию HCl 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, выброс отработанного газа регенерации, обедненного HCl, из адсорбционной зоны в качестве отходящего газа, прямоточную подачу отработанного катализатора, богатого HCl, и транспортирующего газа из адсорбционного аппарата в разделительный бункер зоны регенерации и прямоточное пропускание богатого HCl отработанного катализатора и части транспортирующего газа из разделительного бункера в зону регенерации, при этом зона выжигания находится при более высоком давлении, чем зона адсорбции, и разделительный бункер зоны регенерации находится при более высоком давлении, чем зона выжигания. Изобретение обеспечивает действенный и эффективный способ адсорбции HCl из выходящего газа регенерации. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
1. Способ адсорбции хлорида водорода (HCl) из выходящего газа (10) регенерации, включающий:
охлаждение газа регенерации, выходящего из зоны (14) регенерации, при этом зона регенерации содержит зону (12) выжигания и зону (46) хлорирования, и выходящий газ регенерации отводят по меньшей мере из одной зоны: из зоны выжигания и зоны хлорирования
подачу охлажденного выходящего газа регенерации в зону (60) адсорбции, которая расположена на расстоянии по горизонтали и вертикали от зоны регенерации;
прямоточное пропускание отработанного катализатора и транспортирующего газа из реакционной зоны (16) в адсорбционный аппарат, содержащий по меньшей мере зону (64) предварительного нагрева адсорбцией воды, зону (60) адсорбции и зону (68) кондиционирования, причем отработанный катализатор содержит частицы катализатора, которые прошли через реакционную зону, и при этом выпуск отработанного катализатора из реакционной зоны находится по вертикали ниже уровня впуска отработанного катализатора адсорбционного аппарата;
адсорбцию HCl 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;
выброс (65) отработанного газа регенерации, обедненного HCl, из адсорбционной зоны в качестве отходящего газа;
прямоточную подачу отработанного катализатора, богатого HCl, и транспортирующего газа из адсорбционного аппарата в разделительный бункер (40) зоны регенерации, причем выпуск (72) богатого HCl отработанного катализатора из адсорбционного аппарата находится по вертикали ниже уровня впуска богатого HCl отработанного катализатора в разделительный бункер (40) зоны регенерации; и
прямоточное пропускание богатого HCl отработанного катализатора и части транспортирующего газа из разделительного бункера (40) зоны регенерации в зону (14) регенерации, причем выпуск богатого HCl катализатора разделительного бункера зоны регенерации находится по вертикали выше уровня впуска богатого HCl катализатора зоны регенерации;
при этом зона выжигания находится при более высоком давлении, чем зона адсорбции, и разделительный бункер зоны регенерации находится при более высоком давлении, чем зона выжигания.
2. Способ по п. 1, в котором зона регенерации расположена в аппарате регенерации, а адсорбционный аппарат отделен от аппарата регенерации.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором указанное кондиционирование включает по меньшей мере одно из сушки (68) отработанного катализатора, богатого HCl, и охлаждения (70) отработанного катализатора, богатого HCl.
4 Способ по любому из пп. 1 и 2, дополнительно включающий ввод кондиционирующего газа (80) в адсорбционный аппарат (62), внутри которого имеется зона адсорбции; кондиционирование отработанного катализатора, богатого HCl; и подачу кондиционированного катализатора в зону регенерации.
5. Способ по п. 4, дополнительно включающий регулирование температуры конденсации кондиционирующего газа.
| US 6034018 A, 07.03.2000 | |||
| US 6153091 A, 28.11.2000 | |||
| Пломбировальные щипцы | 1923 |
|
SU2006A1 |
| АДСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПЕРФТОРУГЛЕРОДА, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДСОРБЕНТА, ОКТАФТОРПРОПАН ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ | 2001 |
|
RU2251448C2 |
