Способ регенерации платинусодержащего катализатора риформинга

З СОЕЕТСНИХЦИД ЛистичЕСНИХ УБЛИН Пил 1 т 23/96, 38/2 ПАТЕНТУ вы об УСО ИНГА алити- нераци зова ие т прозатои внием нно Изобретенрегенерации ти к способа пра вленияго потока ем, на газово оложен он кон способамв частноплатинусоори ин га. повышенным 5-251 получе зону нагрев зоны горенитносится лизаторо генераци аторов р нног ра гдную после тактирует с атором, посохлаждения ического газо я в зону го- дсодержащего держащим катал нным катал обеэуглерож тупившим иэ остальной ч вого потока рения в кач газа. Целью иэобрение экономичн ения явлсти спасоаэовавшиорания сгазового эоны горени сти техноло и направлен стве кислор ется повыба за счется газообраз полу че НЬемпотока под жатия части о ых продуктов с ехнологическог ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ПНТ СССР ОПИСАН И(72) Артур Раймонд Гринвуд (ОВ(56) Патент СЮА Ьф 4094814,кл. В 01 1 23/96, опублик. 197Патент СШЯ И" 3981824,кл. 252-415, опублик. 1976.(54) спОсОБ РегенеРАЦии плйтиДЕРЖАЩЕГО КАТАЛИЗАТОРА РИФОРМ(57) Изобретение касается катцеской химии, в частности регеплатинусодержащего катализаторформинга, что может быть исполно в нефтехимии. Цель - повышеэкономицности способа. Его ведпусканием эакоксованного каталра сверху вниз в зону регенеравиде плотного слоя, контактирокатализатора с кислородсодержагазом в зоне горения, располож БРЕТЕНИЯ внутри эоны ре гене ра ции, дО полногожига углерода. Образовавшиеся газоразные продукты сгорания удаляют из зоны регенерации. При этом часть газового потока подвергают сжатию с получением газового потока с повышенным давлением, из которого 5-25 потока направляют в зону нагрева, расположенную после зоны горения, где он контактирует с обезуглероженным катализатором, поступившим из зоны горения. Остальную часть газового потока охлаждают и направляют в зону горения в кацестве к слородсодержащего газа, Обезуглероженный катализатор пропускают через зону хлорирования, расположенную в зоне регенерации, и контактируют с хлорирующим газовым потоком, содержащим хлор- содержащее вещество, с последующим удалением из зоны регенерации. 6 этом случае отпадает необходимостьпреенении нагревателя для получения1 соответстаующего газового потока, что повышает экономичность процесса.2 табл 1 ил.На чертеже схематически показан проце .с риформинга в движущемся слое катализатора.Реакционная эона 1 обычно содержит три или четыре отдельных слоя катализатора с промежуточным нагревом в случае осуществления реакции каталитического риформинга или каталитического дегидрирования. Исходный поток 1 О реагентов поступает е реакционную зону по трубопроводу 2. После одноили многократного контактироеания с частицами катализаторов при реакционных условиях реагенты и целевые сое динения выводят из реакционной зоны по трубопроводу 3 и направляют на соответствующие установки утилизации продукта. Твердые частицы катализатора непрерывно или периодически вы водят из реакционной зоны по трубопроводу 4 и направляют вниз в сборник 5 катализаторного подъемника. Трансгюртироеание катализатора осуществля". ется под действием силы тяжести с 25 удалением катализатора на нижней части реакционной эоны и перемещением его е реакционной зоне сверху вниз. Катализатор, отводимый из нижней части реакционной зоны, заменяют свежим регенерированным катализатором, подаваемым по трубопроводу 6; Ожижаю- щий гаэ, например водород или азот, подают в сборник 4 катализаторного подъемника по трубопроводу 7 так, чтобы трансгюртироеать отработанный катализатор вверх по трубопроводу 8. Затем отработанный катализатор поступает в обеспыливающий и разделительный сосуд 9, где мелкие частицы ка тализатора и транспортирующий гаэ из трубопровода 7 отделяют в виде гю" тока, который удаляют иэ процесса по трубопроводу 10. Отработанный катализатор с высоким содержанием угле рода иэ разделительного сосуда 9 передают вниз по трубопроводу 11 в зону 12 регенерации.Катализатор внутри зоны регенерации находится в виде плотной компактной массы, причем каждая частица50 катализатора покоится на частицах, расгюложенных ниже. Частицы катализатора постепенно движутся вниз через зону регенерации с движущимся слоем и проходят через ряд зон, в которых они контактируют с различными газовыми гютоками. В верхней части зоны регенерации катализатор поступеет через распределительные трубопроводы 13 в кольцевой слой катализатора 14, заключенный между внутренней пористой решеткой 15 и наружной цилиндрической пористой решеткой 16, Эти решетки делят верхнюючасть зоны регенерации на кольцевойобъем с катализатором расположенныммежду решетками, и на два реакционных или газотранспортных объема. Наружный газотранспортный объем расположен между наружной решеткой 16 ивнутренней поверхностью цилиндрической вертикальной стенки зоны регенерации, Внутренний газотранспортныйобъем представляет собой цилиндрический объем, расположенный внутри решетки 15. Верх цилиндрического внутреннего газотранспортного объемазакрыт перфорированной круглой пластиной 17. В предпочтительном е-.ианте внутренняя решетка 15 прост. ется в нижнюю часть зоны регенерации идостигает нижнего цилинд., чес.ослоя 18 катализатора, уд=рживаемоговнутри нижней части зоны регенерации,В верхней части зоны регенерации из катализатора выжигают углерод, Горение поддерживают с помощью относительно низкой концентрации кислорода, содержащегося в кислородсодержащем газовом потоке, подаваемом в зону горения по трубопроводу 19. Подаваемый по трубопроводу 19 газовый поток поступает е кольцевой газотранспортный объем, расположенный снаружи внешней решетки 16, и распределяется над наружной поверхностью решетки 16. Затем газовый поток иэ трубопровода 19 проходит сквозь слой катализатора 14 и через пористую внутреннюю решетку 15 внутрь цилиндрического гаэотранспортного объема, Этот газовый поток содержит рециркулирующие инертные принеси, например азот и водяные пары, и продукты сгорания, например водяные пары и двуокись углерода. Проходя через катализатор, газ нагревается за счет тепла от горения кислорода. Полученный в результате этого газовый поток при относительно высокой температуре удаляют иэ цилиндрического газотранспортного объема по трубопроводу 20, по которому газообразные продукты сгорания подают в трубопровод 21. Часть продуктов сгорания выводят иэпроцесса по труГопрв:ду 22, отсЯы сохранить требуемое когичество продуктов сгорания, Остальную цасть газообразных продуктов сгорания направляю в трубопровод 23 и сжима 5 ют вентилятором или компрессором 2 ч, Тем самым относительно горячие продукты сгорания сжимают для компенсации потерь давления, связанных с 1 О рециркуляцией газа через зону регенерациии.Первую часть сжатых таким образом и еще относительно горячих продуктов сгорания пропускают через трубопровод 15 25 в количестве, регулируемом клапаном 26, Этот газовый поток поступает в зону регенерации по трубопроводу 21 в качестве греющего потока с относительно высокой температурой, кото рый в данном случае называют также потоком ре гули рующим тем 1 е ра туру . Этот относительно высокотемпературный газовый поток проходит церез небольшую нижнюю часть кольцевого 25 слоя катализатора, служащую ггеющей зоной, а затем повторно прсникает в цилиндрицеский газотранспортный объем, расположенный внутри стенки 15, Смешение греющего потока газа с потоком продуктов сгорания, поступающим пс трубопроводу 19, д. д ускорения выжигания углерода огра-;,чие=:ют колье Вои пе р-. ородкойу станов ленной в кольцеаом газотран-порт ом объеме между внутренней поверхностью стенки зоны р-генерации и решеткой 16,Остальную часть относительно горячего и сжатого потока продукта сгорания из линии 23 направляют в трубопровод 19 и подают в холодильник 29, который в предпоцтительном варианте представляет собой аппарат воздушного охлаждени, Газовый поток из линии 19 может также проходить через теплообменник 30, в котором осуществляют косвенный теплообмен с греющей или охлаждающей средой. Обычно теплообменник 3 О не применяют при работе по основной схеме, он предусмотрен для возможности пуска зоны регенерации. с целью нагрева катализатора до температуры, достаточной для поддержания условий самопроизвольного горения. Гаэ с регулируемой таким обра 55 эом температурой по трубопроводу 19 подают в зону регенерации для поддержания горения углерода, находящегося на катализаторе, поступающем в Зону ре гене рации, Необ о иы;. дпя горения кислород годме васт в газ внутр цилиндрического газстранспор ного объема, расположенного внутри решетки 15. Кислород вводят в нижнюю часть зоны регенерации, и он течет вверх через цилиндрический слой катализатора и далее в нижнюю часть цилиндрическо 1 о гаэотранспортного объема. Такой способ добавления кислорода является предпочтительным, Однако некоторое количество кислорода или весь кислород можно вводить другими методами, ьаприцер добавлением в линию 19В нижней секции зоны регенерации катализатор после обработки с целью удаления углерода в зоне горения и нагрева в зоне регулирования температуры (нагрева) попадает в зону хлорирования, где он ограничен в виде цилиндрического слоя 18 катализатора, эан имающе го ве сь объем цилиндрице ского сечения части зоны регенерации катализатора у этой точки. Хлорирование катализатора осуществляют с помощью потока хлорирующего газа, загружаемого в зону регенерации по трубопроводу 31 и распределяемого внутри слоя катализатора через распределительные устройства 32, которые могут п-едставлять собой перорирсванный трубопровод или трубопроводы, простирающиеся внутрь цилиндрического слоя каталзатора. В предпоцтительнсм варианте хлорирующий газ также содержит кислород, грицем этот газ выходит иэ распределителя 32 и течет в верхние части зоны регенерации. По мере того как катализатор опускается из зоны хлорирования, он поступает в зону сушки, где удерживается в виде цилиндрического слоя 33, Нагретый воздух из т ру бо провода 31 посту пает в нижнюю часть сушильной эоны через трубопровод 35 и распределительную трубу 36. Сушильный воздух направляют вверх в противотоке к потоку очень медленно спускающегося катализатора. Кислород воздуха иэ трубопровода 31 поступает в цилиндрический газотранспортный объем внутри цилиндрической внутренней решетки 15 для смешения с продуктами сгорания. Часть воздуха иэ трубопровода 3 ч перетекает через трубопровод 3 и смешивается с хлором или другим хлорсодержащим веществом для получения потока хлорирующего газа.Высушенный хлорированный катализатор с низким содержанием углерода выходит из зоны регенерации по трубопроводу 38 и поступает в бункерныйзатвор 39. Этот переход иожет осущест 5вляться и регулироваться с помощью,например, вращающихся уплотнительныхклапанов, установленных на линии 38или линии 40, через которую катализатор выводят из бункерного затвора39. Ьункерный затвор 39 в основноиработает как уплотнительное устройство для предотвращения смешения воздуха из зоны регенерации с водородом ипарами углеводородов, находящихся вдругих частях в процессе конверсииуглеродов. Поэтому для отдувки кислорода из опускающегося катализаторапо трубопроводу 41 подают азот илидругой инертный газ, который в предпочтительном варианте течет черезтрубопровод 38 вверх в зону регенерации, Затем ре генерированный катализа тор гю трубопроводу 40 поступает в 25емкость подъемника катализатора 42.Поток газообразного водорода из линии 43 в предпочтительном вариантенаправляют в емкость 42 для двойнойцели, а именно для восстановления иеталлических компонентов регенерированного катализатора и ожижения регенерированного катализатора для транспорта его вверх гю трубопроводу 6,и возврата в реакционную зону. Вос 35становительныи газом в предпочтительном варианте является водород, хотя могут прииеняться в легкие углеводороды, например метан, Восстановление может осуществляться на катализаторе, ожидающем транспорта в резервуаре подъеиника, например, как показано на чертеже или в отдельноисосуде. Условия восстановления зависят от типа применяемого катализатора. При исгюльэовании в качествевосстановителя водорода или иетанапри температуре выше 750 Р (399 С)требуется прииенение повышенногодавления. В некоторых случаях для ка"тализаторов рифориинга требуется50теипература выше 950 Р (510 С) в те"чение 60 мин или более,Изобретение иллюстрируется следующим примером,П р и и е р. Устройство с радиальныи потоком газа, показанное на чертеже, применяют для регенерации исгюльзованного в каталитическом риформинге катализатора посредствои уд ления осадков углерода через горение. Исгюльэованный катализатор имеет скорость потока 114 кг/ч и входит через трубопровод 11 при температуре окружающей среды примерно 25 С. Испольэо - ванный катализатор содержит 0,38 нас.Ф платины и 0 9 мас.й хлора на сферических частицах окиси алюминия диаие 1 ром 016 см. Использованный катализатор содержит 4,8 иас.2 углерода.Регенерированный катализатор после сушки содержит 0,05 иас. углерода и 1,0 иас. хлора.В варианте 1 устройство применяют в режиме низкого давления и низкой температуры. Давление составляет 0,5 КПа. Температура объемного га за в трубопроводах 21 и 25 равна 515 С, а в трубопроводе 19 - 476 С. Температуру этого потока газа регулируют посредством охлаждающего средства 30,В варианте 11 устройство применяют при предпочтительных или оптимальных условиях; давление составляет 472 КПа; температура газа в трубопроводах 21 и 25 равна 520 С, а в трубопроводе 19 - 476 С.В варианте 111 устройство работает в условиях высоких давлений и температуры: дзвлене разно 1551 КПа; температура газа в трубопрсводах 21 и 25 равна 526 С, а в трубопроводе 19 о476 С.В среднеи время нахождения катализатора в зоне горения должно быть 55 мин, После того как катализатор оставит зону горения, он имеет температуру, равную температуре газа в потоке 19 (476 С). Затем катализатор нагревают до эа данной температуры хлорирования, которая равна температуре га. за в потоке 25. Во всех вариантах приме. ра газ для хлорирования имеет скорость потока 2509 кг/ч. Газ для .хлорирования содержит 3 об,Ф воды, 0,151 хлористого продлена и остальное воздух. До прохождения в зону хлорирования его нагревают электрическим нагревателем. Среднее общее время нахождения в зоне хлорирования составляет 2,75 ч. Хлорирование служит для перераспределения платины, которая агломерируется на стадии сжигания углерода иэ-за высоких локализованных температур. Последней стадией до удаления катализатора является суш9 1706375 1 И Таблица 1 Расход газа Трубопровод Способ 21 25 19 Вариант 1:станд, мэ/чкг/ч 19115 4255 24453 53 13991 17899 Вариант 11: станд.мз /ч 25574 2130 32716 2721 23191 29629 кг/ч Вариант 111:станд,мз/ц 26853 34473 28549 1413 36522 1814 кг/ч Таблица 2 Состав газа Количество, мол.Ф Ком понен ты газа, Азот Вода Кислород 55 71,4 Азот ка с применением воздуха иэ трубопровода 35 при скорости потока 83,25 кг/ч и температуре 574 С.В табл.1 указаны массовые и объемМ5 ныи расходы газа, проходящего по трубопроводам 21, 25 и 19 в каждом случае. Расход суммарного потока газа, выходящего иэ трубопровода, можно легко вычислить по разности. Суммарный расход воздуха, загружаемого в процесс, равен суммарному расходу газа, выходящего чеоез трубопровод 19. Состав газа в трубопроводах для каждого варианта указан в табл.2.15 Несмотря на большие различия в скорости потока они по существу одинаковые .Во всех трех вариантах внутри слоя катализатора в зоне горения будет создаваться температурный проФиль, который находится в пределах 476-675 С. Укаэанные температуры газа представляют температуры объема 25 газа в общем потоке газа, который применяют как охлаждающую среду, Оностается сравнительно постоянным по температуре, несмотря на изменения других рабочих параметров, например давления,Таким образом, при исгюль зова нии способа по изобретению отпадает необходимость в применении нагревате 35 ля для получения соответствующего греющего газового потока, что позволяет гювысить его экономицность. Формула изобретения 40 Способ регенерации платинусодержащего катализатора риформинга, включающий пропускание закоксованного катализатора сверху вниз в зону регенерации в виде плотного слоя контактирование катализатора с кислород- содержащим газом в зоне горения, расположенной внутри зоны регенерации, до полного выжига углерода, удаление из эоны регенерации образовавшихся газообразных продуктов сгорания, пропускание обеэуглероженного катализатора через зону хлорирования, расгюложенную в зоне регенерации, и контактирование катализатора в этой зоне с хлорирующим газовым потоком, содержащим хлорсодержащее вещество, удаление катализатора из зоны регенерации, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью гювышения экономичностиспособа, часть образовавшихся газообразных продуктов сгорания подвергают сжатию с получением технологического газового потока под повышеннымдавлением, 5-251 полученного газового потока направляют в зону нагрева,расположенную после эоны горения,где он контактирует с обеэуглероженным катализатором, поступившим из зоны горения, остальную часть техноло"лицеского газового потока охлаждаюти нмравляют в зону горения в качестве кислородсодержащего газа. 11 Двуокись углерода 13,31706375Продолжение табл. 214,3 Вода Кислород 1,О 111 Двуокись углеро- да 13,2 Азот Вода Кислород еСоставитель Н. ПутоваРедактор Я. Маковская Техред П.Олийнык КорректорС. Шекмар Подписное изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС Рауаская наб., д4/5эводственно-иэдательский комбинат "Патент", г.ужгород) ул.Гагарина, 101 Заказ 207 ВНИИПИ Госудв Тираж венного комитета и 113035) Москва, Ж 11 3 14,2