194505. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fluidizált rendszerben katalizátor regenerálására
1 194 505 2 szab az is, hogy bizonyos hőmérséklet felett a katalizátor aktivitása csökken. Az általánosan használt, korszerű FCC-katalizátoroknál a regenerált katalizátor hőmérsékletét általában 732,2 °C (1350°F) alatt tartják, mivel 760,0-787,8 °C 5 (1400- 1450 °F) körüli hőmérsékleten az aktivitás nagy mértékben csökken. Ha viszonylag elterjedt - mint pl. könnyű arab nyersolajból származó - redukált kőolajai táplálunk egy szokványos FCC egységbe és azt nagyobb mennyiségű könnyebb 10 termékké való átalakításhoz szükséges hőmérsékleten üzemeltetjük, vagyis ugyanúgy, mintha gázolaj lenne a kiinduló anyag, akkor a regenerátornak 871,1-982,2 °C (1600- 1800 °F) közötti hőmér-20 25 30 35 sékleten kellene működnie. Ez a hőmérséklet túl 15 magas a katalizátor számára, nagyon drága szerkezeli anyagokat igényel és rendkívül alacsony kalalizátor-keringtelési ütemet eredményez, Ezért általános elfogadott az az elv, hogy olyan anyagok feldolgozásánál, amelyeknél a regenerátorban a hőmérséklet túl nagy lenne, gondoskodni kell olyan berendezésről, ami a regenerátorból hőt von el és így lehetővé teszi, hogy a regenerátor hőmérséklete, valamint a reaktor és a regenerátor közötti hőmérsékletkülönbség kisebb legyen. A hőelvonás általános korábbi módszereként hűtőközeggel töltött csőkígyókat helyeztek el a regenerátorban, amelyek vagy a koksztól megtisztítandó katalizátorral vagy a füstgázzal — közvetlenül annak a regenerátorból való kilépése előtt - érintkeztek. Ismeretes olyan megoldás például Medlin és társai 2,819.951 sz. USA-szabadalmából, McKinney 3,990,992 sz. USA-szabadalmából és Vickers 4,219.442 sz. USA-szabadalmából, amelyeknél a fluidizált katalizátoros krakkolási folyamatokhoz kétteres regenerátorokat alkalmaznak és a hűtő csőkígyók a második térbe vannak szerelve. Ezeknek a hűtő csőkígyóknak mindig töltve kell lenniök hűtőközeggel, hogy a hőt a regenerátorból 40 elvonják. Ez így van indításkor is, mikor a hőelvonás nem kívánatos. A csőkígyók tipikus kohászati összetétele ugyanis olyan, hogy a magas regenerátor hőmérsékleten tönkremennének, ha nem lenne bennük hűtőközeg, ami viszonylag hidegen tartja 45 őket. A regenerátor második tere a katalizátor leválasztására szolgál (mielőtt a Füstgáz elhagyná a rendszert) és sűrű fázisú (Medlin és szerzőtársai, valamint Vickers) vagy hígfázisú (McKinney) katalizátort tartalmaz. A csőkígyókon átfolyó hütőkö- 50 zeg abszorbeálja a hőt és eltávolítja a regenerátorból. Számos ismert megoldásban szerepelnek olyan FCC-eljárások, amelyekben sűrű- vagy hígfázisú regenerált fluidizált katalizátoros hőelvonó tereket 55 vagy hőcserélőket alkalmaznak. Ezek a hőcserélők a regenerátor-edényen kívül, attól távolabb vannak elhelyezve és a meleg, regenerált katalizátort hűtik, ami visszajut a regenerátorba. Ilyen megoldásokat ismertet például Harper 2,970.117 sz. USA-szaba- 50 dalma, Owens 2,873.175 sz. USA-szabadalma, McKinney 2,862.798 sz. USA-szabadalma, Watson és társai 2,596.748 sz. USA-szabadalma, Jahnig és társai 2,515.156 sz. USA-szabadalma, Berger 2,492.948 sz. USA szabadalma és Watson65 2,506.123 sz. USA-szabadalma. Ezek közül az USA-szabadalmak közül legalább egy (Harper szabadalma) leírja, hogy a hütött katalizátornak a regenerátorba való visszajutási aránya a regenerátor (sűrű fázisú katalizátor) hőmérsékletével szabályozható. A katalizátorrészecskéknek az FCC-regenerátorban való belső és külső visszakeringtetésére vonatkozó alapgondolat éppúgy nem új, mint az FCC-regenerátorokból való hőeltávolításra vonatkozó alapgondolat. A meleg, regenerált katalizátor égőtérbe való visszakeringtetésére ismertet példát Vickers 4,219.442 sz. USA-szabadalma, Gross és társai 4,211.637 sz. és 4,035.284 sz. USA szabadalmai, Varady 4,167.492 sz. USA-szabadalma, Pulak 3,953.175 sz. USA-szabadalma, Strother 3,989.050 sz. USA-szabadalma, Conner és társai 3,893.812 sz, USA-szabadalma, Pulak 4,032.299 sz. USA-szabadalma, Pulak 4,033.728 sz. USA-szabadalma és Pulak 4,065.269 sz. USA-szabadalma. Ezek közül legalább kettő (Vickers 4,219.442 sz., valamint Gross és társai 4,211.637 sz. szabadalma) leírja, hogy a meleg, regenerált katalizátor beáramlási üteme az égőtérbe a regenerátor hőmérsékletével szabályozható. A fentebb említett szabadalmak egyike sem tartalmazza a jelen találmány újszerű gondolatát, ami a koksszal szennyezett fluidizált katalizátor regenerálására szolgáló regenerátort kombinálja egy hígfázisú égőtérrel, egy leválasztó térrel, egy távolabb elhelyezett katalizátor-hűtővel úgy, hogy mind a hideg, regenerált katalizátort, mind a meleg, regenerált katalizátort visszakeringtetjük és a visszakeringtetést az égőtér hőmérsékletétől és az égőtér beömlő vezetékében fennálló hőmérséklettől függően szabályozzuk. Ez a kombináció olyan működési flexibilitást és hatékonyságot eredményez, amilyet egyik korábban leírt folyamat sem ad. A találmány egyik része eljárás koksszal szennyezett, fluidizált katalizátor regenerálására. Az eljárás lépései a következők. Az első lépésben az oxigént tartalmazó regeneráló gázt, koksszal szennyezett fluidizált katalizátort, hideg visszakeringtetett, regenerált katalizátort és meleg visszakeringtetett, regenerált katalizátort egy hígfázisú égőtérnek a koksz oxidálásához kellő hőfokon tartott, alsó részébe vezetünk és ott a kokszot oxidáljuk és így meleg, regenerált katalizátort és meleg füstgázt nyerünk. A második lépésben a meleg füstgázt és a meleg, regenerált katalizátort az égőtér felső részéből a regenerált katalizátort leválasztó térbe vezetjük, ahol a meleg, regenerált katalizátor és a füstgáz szétválik (szeparálod!k). A harmadik lépésben a meleg, regenerált katalizátor első részét a leválasztó térből egy ettől elválasztott hűtőtérbe vezetjük, ahol hőt vonunk el tőle és így hideg, regenerált katalizátort nyerünk. A negyedik lépésben a hideg, regenerált katalizátort a hűtőtérből eltávolítjuk és hideg, visszakeringtetett, regenerált katalizátorként az égőtérbe vezetjük. Végül az ötödik lépésben a meleg, regenerált katalizátor második részét a leválasztó térből meleg, visszakeringtetett, regenerált katalizátorként az égőtérbe vezetjük. A találmány másik része berendezés koksszal 3
