Аппарат с движущимся слоем катализатора Советский патент 1992 года по МПК B01J8/12 

Изобретение относится к аппарату с движущимся слоем катализатора и может быть использовано для проведения различных способов каталитической конверсии углеводородов, как-то: реформинг, гидроочистка, дегидрогенизация и дегидроцикломеризация, а также регенерация загрязненного коксом катализатора.

Целью изобретения является, интенсификация процесса регенерации катализатора.

На фиг. 1 показан аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, часть продольного сечения; на фиг. 3 - сечение на А-А на фиг. 2.

Аппарат, содержащий двухступенчатую регенераторную секцию, включает вертикальный резервуар 1 давления.. Съемная крышка 2 соединена с цилиндрической наружной стенкой резервуара. Неперфорированный концевой кольцевой элемент 3 приварен своим верхним концом к крышке 2, а своим нижним концом - к верхнему

концу перфорированного внутреннего сетчатого цилиндра 4. Через крыщку 2 проходит большое количество впускных трубопроводов 5, предназначенных для приема использованного катализатора из реактора или другого источника. Кроме того, на крышке установлен выпускной фитинг 6. предназначенный для удаления газов из резерйуара. Радиальный опорный фланец 7 сита установлен между фланцами 8 и 9 на крышке 2 и стенке 1 и служит для монтажа перфорированного наружного сетчатого цилиндра 10, имеющего верхнюю монтажную кольцевую-часть 11, которая свешивается вниз. Кольцевая полость между внутренним и наружным сетчатыми цилиндрами 4 и 10 образует в.ерхнюю газообрабатывающую зону 12, содержащую столб 13 из использованных катализаторных частиц с отложениями на них кокса, Обычно кокса имеется столько, чтобы содержание углерода составляло 5 вес.% от катализаторных частиц. Зона 12 может называться зоной сжигания углерода, поскольку кокс обычно удаляется или сгорает, когда частицы непрерывно контактируют с потоком первого обрабатывающего газа, поступающего в зону 12 через впускные средства 14 газ-пар и кольцевую распределительную секцию 15 между стенкой 1 и сеточным цилиндром 10. Предпочтительным первым газом является рециркулирующий дымовой газ, например газ, выходящий через выпускной фитинг 6, к которому добавлено достаточное количество воздуха для получения относительно низкого содержания кислорода, например 0,8%. Низкое содержание кислорода сдерживает скорость сгорания углерода,контролируя максимальную температуру, воздействию которой подвергаются катализаторныечастицы, и тем самым защищая их от перегрева. Способность установки обеспечивать точное в-зятие пробы может допускать регулирование уровня кислорода в первом газе с целью уменьшения температуры и увеличения срока службы катализатора.

Сразу же за верхней зоной следует транзитная зона 16, имеющая на своем верхнем конце внутренний неперфорированный кольцевой элемент 17, приваренный к нижнему концу сетчатого цилиндра 4, и аналогичный концевой кольцевой элемент 18, приваренный к наружному перфорированному сетчатому цилиндру ТО. Нижний конец транзитной зоны 16 на ее внутренней поверхности образован цилиндрической внутранней стенкой транзитного элемента 17.

Как показано на фиг. 2, транзитная зона имеет в поперечном сечении направленную вниз коническую форму, так как ее наружная стенка образована идущей под углом конической частью 19 и вертикальной частью 20. Таким образом, в своей верхней части транзитная зона имеет ширину, равную ширине d радиального промежутка между ситами 4 и 10, тогда как в своем основании она имеет ширину d, которая предпочтительно составляет менее 50% d. Хотя транзитная зона 16 может иметь параллельные боковые стенки и кольцевое поперечное сечение постоянной ширины, однако в основном коническая конструкция для заданной высоты h транзитной зоны обусловливает уменьшение количества первого газа, которое может проходить вниз через транзитную зону, по сравнению с зоной, имеющей постоянную ширину d. Это уменьшение потока обусловлено повышением противодавления, создаваемого частицами в слое катализатора, когда они должны проходить через ограниченное отверстие. Наличие конической формы в поперечном сечении транзитной зоны 16 также обусловливает повышение скорости частиц в столбе 13, когда они проходят через транзитную зону вниз. Перемещению частиц вниз помогает то, что небольшая часть газа, находящегося в верхней газообрабатывающей зоне 12, будет двигаться вниз, как показано линиями тока на фиг. 2.

Очевидно, что частицы, которые завершили свое движение вниз через верхнюю обрабатывающую зону 12 и прошли в транзитную зону 16, будут истинно представлять степень выжигания кокса, достигнутую в зоне 12. Это условие будет соблюдаться, так как у частиц отсутствует возможность контактирования с газом, относительно более богатым кислородом, поступающим через впуск 21 и распределяющимся вверх через нижнюю цилиндрическую обрабатывающую зону 22 с помощью распределительных средств, например распределителя 23 потока. Газ, движущийся вверх через нижнюю зону 22, стремится прямо в центральную сборочную зону 24, где он смешивается с газами, поступающими радиально внутрь через верхнюю обрабатывающую зону 12, и, покидает установку через выпускное отверстие 6. Центральная сборочная зона 24 находится под давлением, которое меньше давления газов, поступающих через входы 14 и 21. Так как верхняя поверхность нижней обрабатывающей зоны 22 образована только катализаторными частицами, которые движутся самотеком вокруг нижней кромки внутренней стенки 17 транзитного, элемента, то отсутствует тенденция движущегося вверх газа поступать в транзитную зону 16. Поток будет отсутствовать, так как частицы в транзитной зоне оказывают противодавление на газ. Кроме того, небольшое количество газа, движущегося вниз, в транзитной зоне будет иметь большее давление. чем давление в центральной сборочной зоне 24.

Скорость потока столба 13 через зоны 12 и 22 определяется скоростью, с которой частицы покидают зону 22 через выход 25. Частицы, покидающие зону 22, могут направляться на дополнительную обработку, например сушку, которая не является предметом данного изобретения.

Для взятия пробы частиц в транзитной зоне 16 может использоваться устройство 26 для взятия проб. Данное устройство также не является предметом изобретения. Оно может содержать сосуд 27, снабженный клапаном 28 и соединенный с помощью фланца 29 с выпускным отверстием 30, имеющим распределительный клапан 31.

На фиг. 3 в увеличенном масштабе представлено поперечное сечение А-А на фиг. 2, которое показывает форму кольцевой обрабатывающей зоны 12, а также то, что клиновидные проволоки 32 и 33, приваренные к штангам 34 и 35 для образования сит (4 и 10 соответственно), имеют прорези 36, размер которых меньше, чем диаметр катализаторных частиц, поэтому газ через них проходит, а частицы нет.

Формула изобретения 1. Аппарат с движущимся слоем катализатора, содержащий корпус, состоящий из двух секций различного сечения, соединенных между собой посредством конусного переходника, в верхней из которых коаксиально установлены перфорированные зкраны с образованием между ними катализаторной зоны в виде кольцевой подушки из частиц катализатора, движущихся под действием силы тяжести, и газораспределительной зоны между внешним перфорированным экраном и стенкой корпуса с патрубком радиальной подачи первого обрабатывающего газа через кольцевую подушку во внутреннюю зону внутреннего

перфорированного экрана и патрубок подачи второго газа, размещенный в нижней секции, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, внутренний и внешний перфорированные экраны снабжены транзитными элементами, выполненными в виде обечаек, внешний из которых нижним торцом закреплен на конусном переходнике, обращенном большим основанием к верхней секции, а внутренний транзитный элемент установлен с зазором Относительно сужающейся цилиндрической стенки нижней секции с образованием кольцевого канала для перетока частиц катализатора из одной секции в другую, высота которого равна его ширине.

2.Аппарат по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что высота внутреннего транзитного элемента составляет не менее трех толщин кольцевой подушки.

3.Аппарат по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что ширина канала для перетока частиц катализатора из одной секций в другую составляет меньше половины радиальной ширины кольцевой подушки.

Изобретение относится к аппарату с движущимся слоем катализаторЗ'И позволяет интенсифицировать процесс. Аппарат содержит корпус, состоящий из секций различного сечения, перфорированные экраны, установленные коаксиально с образованием между собой катализаторной зоны. Внут- ренний и внешний перфорированные экраны снабжены транзитными элементами, выполненными в виде обечаек, внешний из которых нижним торцом закреплен на конусном переходнике, а внутренний - с зазором относительно сужающейся цилиндрической стенки нижней секции с образованием кольцевого канала для перетока частиц катализатора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.