203687. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fluidizált részecskék egyidejű hűtésére és regenerálására
1 HU 203 687 B 2 és változtatják a katalizátor ezeken való átárazásának sebességét, kizárólag ezzel az eszközzel szabályozva a hőcserélő teljesítményét, maga után vonja a regenerátor katalizátorterhelésének folytonos jelentős változását, amihez az a nehézség társul, hogy bonyolult vagy lehetetlen a kényelmes, állandósult állapotú működés fenntartása. A vegyészmérnöki ismeretekben jártas szakemberek tudják, hogy egy hőcserélő felület hőátadási tényezője a fluidizált rendszerek vonatkozásában az erre a felületre merőlegesen fellépő tömegsebességgel arányosan változik. Vö. például a következő cikkel: „Fluidized-bed Heat Transfer: A Generalized Densephase Corelation”; A. I. Ch. E. Journal, 2. kötet, 4. szám, 482-488. oldal, 1956. december. Ezt az elvet eredményesen használták fel az US-PS 4 364 849 leírásban (Vickers és munkatársai), amely egy „visszakevert” katalizátor-hűtőzónát ismertet. A fluidizáló gáz alkalmazását a hőátadás szabályozására „átfolyó” katalizátor-hűtőzónákban például az US-PS 4395531 (Lomas), az US-PS 4425301 (Vickers és munkatársai) és az US-PS 4 434 245 (Lomas és munkatársai) számú leírások ismertetik. Ezekben a leírásokban a köpenycsöves hőcserélőt tartalmazó külső részecskehűtő teljesítményét a hűtőhöz áramló fluidizált gáz sebességének és a hűtőn áthaladó forró részecskék mennyiségének változtatásával szabályozzák. A találmány célkitűzése a fluidizált részecskehűtő még rugalmasabb és hatékonyab működtetésének biztosítása, különösen ha az egy külső hővel ellátott fluidizált katalitikus krakkoló regenerátorhoz kapcsolódik; a fenti irodalmi fluidizált katalitikus krakkolási eljárásoktól eltérően azonban a találmány szerinti megoldással nemcsak szabályozzuk a hőcserélő hűtési sebességét olyan módon, amely a hőátadási együttható és a tömegsebesség összefüggésére épülő elveken alapul, hanem lehetővé tesszük a fluidizáló gáz további hasznosítását is. Közelebbről, a fluidizáló gázként használt levegőt a kisebb hőmérsékletű elégetési zónába vezetjük a koksz elégetéséhez való felhasználásra. A fenti célkitűzést, illetve feladatot a találmány értelmében a bevezető szerinti eljárásnál úgy oldjuk meg, hogy a hőcseréléses hűtést a részecskehűtő kamra alsó részében végezzük el, továbbá hogy a második égetőgáz-áramot és a katalizátor-részecskéket a hűtőkamrából az égetőzónába egy, a hűtőkamrához a hőcserélő fölötti ponton kapcsolódó második részecsketovábbító vezetéken keresztül elvezetjük. Előnyösen függőleges elhelyezésű hűtőkamrát és hőcserélőt alkalmazunk, továbbá az első részecsketovábbító vezetékben a részecskeáramlást szabályozzuk. Az áramlás sebességét az égetőzónában mért hőmérséklet alapján szabályozhatjuk, célszerűen egy állítható áramlásszabályozó szeleppel. A találmány másik alapvető célkitűzése olyan berendezés létrehozása, amely nemcsak lehetővé teszi a részecskehűtő teljesítményének szabályozását a fluidizált gáz és a részecskék áramlási sebességének szabályozásával, hanem megvalósítja a fluidizáló gáz ezt követő előnyös hasznosítását is. A találmány további célkitűzése olyan fluidizált katalitikus krakkoló katalizátor hűtésére szolgáló berendezés létrehozása, amelyet időlegesen ki lehet kapcsolni, ha nincs rá szükség - mint az eljárás indításakor - a hőcserélő csövek károsítása nélkül. A megjelölt célkitűzés megvalósítására több megoldás ismeretes. így a korábbi US-PS 4429533 sz. leírásból megismerhető olyan berendezés, ahol egyetlen vezetéken keresztül történik a katalizátornak a hűtőkamrához, illetve onnét elvezetése, vagyis nincs elkülönített bemenet és kimenet a hűtőkamrához. Ez azt jelenti, hogy a hűtött katalizátoráramlás és az égési gáz második árama nem haladhat a hűtőkamrából az égési zónába, illetve kamrába. Az US-PS 4430302 sz. szabadalomban számos hurkolt hőcserélőt alkalmaznak az alsó égési szakaszban, így nincs elkülönített hűtőszakasz, továbbá nincs katalizátor-továbbító vezeték, vagy katalizátor-bemenet és kimenet a hűtőzónához, nincs tehát olyan eszköz, amely a katalizátort a felső gyűjtőkamrából az alsó kamrához vezeti. Ennél a berendezésnél nem lehet beborítani a hőcserélő-felületet stagnáló katalizátorral az erózió elkerülése érdekében. Végül az US-PS 4 285 908 sz. leírás - ez is saját korábbi szabadalmunk - olyan berendezést ismertet, amely nem tartalmaz hűtőzónát, s így természetesen a hűtőzónához tartozó további vezetékeket és alkatelemeket sem. Ezzel szemben a találmány szerinti megoldásnál a hűtőkígyók a katalizátorhűtő kamra alsó részében, a katalizátornak a hűtőkamrából való kiengedését szolgáló nyílás alatt helyezkednek el. Ezért a hőcserélő kígyókat be lehet borítani fáradt katalizátorral a fluidizáló gázáram kikapcsolásával. Az előzőekben kitűzött feladatot a találmány értelmében egy, a bevezetésben leírt berendezésnél úgy oldjuk meg, hogy a hőcserélő teljes egészében a részecske-kivezető cső alatt helyezkedik el, továbbá, hogy a hűtőkamra részecske-kivezető csöve és az égetőkamra között a lehűtött részecskéknek és a fluidizáló gáznak a hőcserélőből az égetőkamrába való áramlását biztosító nyitott összeköttetés van. Előnyös, ha a hűtőkamra és a hőcserélő függőlegesen van elhelyezve, továbbá ha a forró részecske-vezetékbe áramlásszabályozó van iktatva. Egy további kedvező kiviteli alaknál a berendezés olyan hőmérsékletellenőrző rendszert tartalmaz, amely az égetőkamra kiválasztott helyén a hőmérséklet érzékelésére szolgáló érzékelőből, beállítható csatlakozási pontú, a hőmérséklet-érzékelőhöz kapcsolódó és kimenő jelet adó hőmérsékletellenőrzőből, a kimenő jelet a fluidizáló gáz bevezető vezetékében elhelyezett áramlásszabályozó szelephez továbbító eszközből áll, mimellett a szelep a hőmérsékletnek megfelelően állítható és így szabályozható a fluidizáló gáz beáramlása a hűtőkamrába, valamint a hűtőkamrában, a részecskéket kivezető cső alatt keringtetett részecskék mennyisége és sebessége, továbbá a hőcserélő kül5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
