178760. lajstromszámú szabadalom • Eljárás porított katalizátor regenerálására
3 178760 4 mű amerikai szabadalom). A regenerálótérből távozó regenerált katalizátor maradék széntartalma előnyösen 0,1 súly%, vagy ennél kisebb. A katalizátor regenerálótérben végzett szénmentesítést legalább három változó befolyásolja. A regenerálótér parciális oxigénnyomásának közvetlen hatása van a szén katalizátorról történő leégetésére. A szénleégetés sebességét a katalizátoron levő koksz koncentrációja is közvetlenül befolyásolja. Következésképpen, amint egyre kisebb maradék széntartalmú regenerált katalizátort nyerünk, úgy csökken a szén égésének sebessége. A katalizátor szenének égési sebességét befolyásoló harmadik változó a szénégetési reakció hőfoka. A szénégetési reakció sebessége növekvő hőmérséklettel nő. Minthogy a katalizátort kívánatos az alatt a hőmérséklet alatt - előnyösen 835 °C alatt - tartani, melyen az hátrányos fizikai változásokat szenved, a regenerálási eljárás paramétereit a találmány szerint úgy kell megválasztani, hogy az előnyös hőmérsékleti követelmények betartása mellett a kívánt, alacsony maradék szén-tartalmat érjük el. Az eddig használt eljárásoknál alkalmazott regenerálóterek olyan hengeres edények voltak, melyekben a regenerálandó katalizátort felfelé áramló oxigéntartalmú regeneráló gáz tartotta örvényágyban. A regenerálóedényt úgy méretezték, hogy a felfelé áramló gáz sebessége olyan legyen, hogy a fluidizált katalizátor sűrű fázisú ágyat képezzen. Az ilyen sűrű fázisú ágy sűrűsége 0,16—0,96 g/cm3 a hígított fázis sűrűsége pedig 0,0016—0,016 g/cm3 lehet. A sűrű és a hígított fázisú katalizátorágy között egy fázishatár van. A véggázt, amely normális körülmények között a szén elégetéséből származó égéstermékeket, az iners gázokat, mint például a levegőből származó nitrogént és esetleg nem reagált oxigént tartalmaz, a regenerálóedény tetejéről vesszük el. A véggáz által kihordott, túlzott katalizátor-veszteség csökkentése céljából a regenerálóedényben általában a szilárd anyagot és a gázt elválasztó berendezést helyeznek el. Ilyen elválasztó berendezések gyanánt leggyakrabban ciklon-szeparátorokat használnak. Katalitikus krakkoláshoz használt katalizátorok, különösen a nagy aktivitású molekulaszita típusú krakkoló katalizátorok regenerálásánál kívánatos, hogy a katalizátoron levő koksz lényeges része elégjen, és így a regenerált katalizátoron minél kevesebb szén maradjon, előnyösen 0,1 súly% vagy ennél kevesebb. Az alacsony maradék szén mennyiséggel rendelkező katalizátorok regenerálási eljárásánál mutatkozó nehézség, hogy miután a koksz oxigénnel ég el, hajlamos számottevő mennyiségű szénmonoxid termelésére, ami tovább oxidálódik széndioxiddá. Az ismert eljárások szerint a fluidizált katalizátorágyon levő koksz kívánt kismennyiségű regenerált katalizátorrá való elégetéséhez elméletileg elegendő mennyiségű oxigén használata gyakran azzal a nem kívánt hatással jár, hogy a hígított fázisú katalizátor ágyban a szénmonoxidból és oxigénből éghető keverék képződik. Az oxigén és a szénmonoxid ilyen éghető keveréke további oxidáción mehet keresztül a hígított fázisú katalizátor ágyban, ezt a jelenséget a gyakorlatban „utóégés”-nek nevezik. Ez az „utóégés” a hígított fázisú katalizátorágy hőmérsékletének jelentős növekedését eredményezi, ahol a hőmérséklet meghaladja a 835 °C-ot, sőt némelykor megközelíti az 1 000 °C-ot vagy még ennél magasabb is lehet. A hígított fázisban ilyen magas hőmérséklet a katalizátor deaktiválódását okozhatja, ezáltal szükségessé válik további katalizátor-mennyiség beadagolása a reakciótérbe, a megfelelő katalizátor-aktivitás biztosítására. Továbbmenve, ilyen magas hőmérsékletek a reakciózóna mechanikai elemeinek, különösen a katalizátor és a véggáz elválasztására alkalmazott ciklonszeparátoroknak a tönkremeneteléhez is vezethet Az eddigi szakmai gyakorlat három olyan módszert ismertet az alacsony maradékszén-tartaimú katalizátor regenerálására, mellyel az örvényágy ritka fázisának magas hőmérséklete elkerülhető. Az egyik módszer abban áll, hogy a ritka katalizátor-fázis - katalizátort vagy a regenerálótér mechanikai elemeit károsító magas hőfoka alatti hőmérsékletre - hűtése céljából hűtőközeget, mint gőzt, vizet, nem regenerált katalizátort szénhidrogén-olajat, véggázt, stb. injektálnak a rendszerbe. Ilyen megoldásra szolgáltatnak példákat a 2 580 827, 2 454 373 2 454 466, 2 374 660 és 2 393 839 lajstromszámú amerikai szabadalmi leírások. Egy másik módszer abban áll, hogy egy sor katalizátor-regenerálót alkalmaznak, melyekben a regenerálandó katalizátort több, sűrű fázisú regenerálózónában egy oxigéntartalmú regenerálógázzal érintkeztetnek. A katalizátor zónából-zónába áramlik és e zónák egyikének hőmérsékletét sem engedik olyan magasra emelkedni, hogy utóégés következhessék be. Ilyen módszerre írnak le példát a 3 5 6 3 911, 2 477 345, 2 788 311 és 3 494 858 lajstromszámú, amerikai szabadalmak. A harmadik módszer indirekt hőcserét alkalmaz, például oly módon, hogy a sűrű fázisú ágyban gőzfejlesztő csőspirálokat helyez el. Az eddig ismert módszerek használata esetén azonban a véggázban jelentős mennyiségű — általában 2-6 térfogába vagy még több - szénmonoxid van. Ismeretes, hogy a szénmonoxid a légteret szenynyező anyag. A szénmonoxid eltávolítása végett a véggázt tovább kell kezelni. A véggázt általában egy gázboylerbe vezetik, ahol annak szénmonoxidjat széndioxiddá égetik el és egyidejűleg gőzt fejlesztenek. Az ilyen véggáz-boylerek hatásfoka azonban aránylag rossz, méretük nagy és emellett jelentős tőkeberuházást igényelnek. A találmány olyan javított eljárást szolgáltat a koksszal szennyezett krakkoló katalizátor regenerálására, melynek során kis maradék széntartalmú regenerált katalizátort és jelentős mértékben csökkentett szénmonoxid-tartalmú véggázt nyerünk. A találmány szerinti eljárás abban áll, hogy a koksszal szennyezett katalizátor sűrű fázisú örvényágyát egy regenerálótérben valamely oxigéntartalmú gáz olyan mennyiségével érintkeztetünk folyamatosan, amely a regenerált katalizátor marade - -széntartalmát a véggáz szénmonoxid tartalmának egy kívánt, alacsony szinten tartása mellett, egy kívánt alacsony értékre csökkenti anélkül, h°gy ® hígított katalizátor-fázisban számottevő „utóég történne. A találmány szerinti eljárásnál az elégetendő szén mennyiségéhez képest oxigénfölösleget kalmazunk, úgy, hogy a véggázban pl. szabad oxig n van jelen. A hígított katalizátor-fázisban uralkodó 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 i
