190034. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fluidizált szilárd részecskék visszakeverős hűtésére
190034 Ma fluidizáló gázként gőzt alkalmazunk, akkor bizonyos mértékig passzíváljuk a szennyező fémek, így a nikkel és a vanadium nem kívánt katalitikus hatását. Azzal, hogy a viszonylag hideg katalizátort először a hőcserélő alsó részében hozzuk érintkezésbe a fluidizáló gázzal, minimalizáljuk a hősokkot, amit a gőz és a katalizátor igen nagy hőmérséklctkülönbsége okozna, és ezáltal elősegítjük a katalizátorrendszer stabilitását. A katalizátor érintkezése a magas hőméréskletű gőzzel bizonyos mértékig dezaktiválja a katalizátort. A betáplált maradékolajok FCC-feldolgozása viszont magas katalizátorbetáplálási és -kivonási ütemet igényel, hogy a katalizátor fémkoncentrációját elfogadható módon tartsuk, így ezekkel a magas betáplálási ütemekkel a gőz okozta dezaktiválás hatása valószínűleg jelentéktelen lesz, sőt hozzájárulhat a friss katalizátor nem kívánt (nem szelektív) aktivitásának csökkentéséhez mielőtt a katalizátort a reaktorba vezetjük. A fluidizáló gáz, különösen a gőz, arra is szolgál, hogy eltávolítsa a katalizátorra a regeneráló térben adszorbeálódott, nem kívánt gázokat, mint a szén- és nitrogénoxidok. Ha ezek a gázok bekerülnének a reakciótérbe, akkor ott szabaddá válva járulékosan terhelnék az FCC gázsűrítési eszközeiben levő kompresszorberendezéseket. A fenti változók optimálásán a fluidizáló gáz mennyiségének beállítását értjük, hogy ezen változók között létrejöjjön a kívánt egyensúly. így például a fluidizáló gőz mennyiségét nem szabad olyan szintre emelni, amelyen a fenék maximális passziválása bekövetkezik, mert ekkor a kívántnál jóval nagyobb mennyiségű hőt vennénk el a katalizátortól. A bevitt mennyiség azonban valamivel meghaladhatja a hőelvonás kívánt pontos mennyiségének megfelelő értéket, mivel ez a valamivel nagyobb mennyiség eltűrhető azért, hogy a fémpasszíválás nagyobb mértékű legyen. A 2. ábrán a 21 szabályozószelep a 3 hőcserélőből az 5 vezetéken át a reaktoredénybe irányuló katalizátoráramlást szabályozza. A 21 szabályozószelephez csatlakozhat egy — nem ábrázolt — szabályozó rendszer a katalizátoráramlás szabályozására. Ez a rendszer a reaktoredény egy kiválasztott helyén fennálló hőmérséklet érzékelésére szolgáló műszerből, állítható hőmérsékletű, a hőmésrékletérzékelő műszerrel összekötött és kimenő jelet szolgáltató hőmérsékletszabályozó műszerből, valamint ezt a kimenő jelet a 21 szabályozószelephez továbbító elemekből áll. Ezáltal a 21 szabályozószelep a hőmérséklettől függően áll át, ezáltal szabályozza a hőcserélőből jövő katalizátor áramlást, és így fenntartja a kívánt reaktorhőmérsékletet. A reakciótér hőmérséklete természetszerűleg a visszakeringtetett katalizátor mennyiségétől függően közvetlenül és azonnal változik. A katalizátor még a hőcserélő elhagyása után is legalább kb. 590 °C hőmérsékletű lesz, vagyis jóval melegebb, mint a betáplált FCC-nyersanyag, ami kb. 370 °C-nál általában nem melegebb. A fenti elrendezés lehetővé teszi az olyan mértékű hőelvonást a katalizátortól az FCC-reaktorba, ami a reakciótér hőmérsékletének fenntartásához szükséges, és ugyanakkor módot ad a szennyező fémek passziválására és a közömbös gázok eltávolítására. 15 A következőkben csak i 3. ábrára hivatkozva, a köpeny alsó része a katalizátoráramlás számára el van zárva, felső része pedig tömített összeköttetésben van a leválasztó tér alsó részével. A leválasztó térben a sűrűfázisü katalizátorágy szintjét a köpenybe vezető nyílás fölött tartjuk, igy a katalizátor szabadon visszakeveredhet és keringhet a köpeny belsején és a leválasztó tér alsó részén át. A fluidizáló gázt. célszerűen levegőt a 7' vezetéken juttatjuk a 3 hőcserélőbe közelítőleg 0.15 — 2,47 m/s, célszerűen 0.3 m/s felületi gázsebességgel, hogy így fenntartsuk a sűrűfázisú, fluidízűit katalizátorágyat a köpenyoldalon, és létrehozzuk a turbulens visszakeveredést, valamint az áramlást a leválasztótérből és leválasztó térbe. A 7’ vezetékben levő 20 szabályozószelep szabályozza a hűtősérbe juttatott fluidizáló gáz mennyiségét. A külső hőcserélőben katalizátor nem távozik a rendszerből, ezáltal akadályozzuk, hogy a hűtési funkció miatt a regenerátor katalizátorral való terhelése változzék, és emiatt az állandósult állapotú működés megszakadjon. Kísérletek alapján megállapítottuk, hogy elegendő visszakeverés érhető el a hőcserélőben elfogadható felületi gázsebesség mellett anélkül., hogy szükség lenne netto katalizátoráramlásra. Ez a rendszer viszont több levegőt igényel azon rendszerekhez képest, amelyekben a katalizátoráramlás a hőcserélő terhelésének szabályozásához második független változóként rendelkezésre áll, itt viszont nincs szükség a költséges alsó túlfolyócsőre, dilatációs hézagra és tolattyúra. A levegő közvetlenül befolyásolja a hőátadási tényezőt azzal, hogy befolyásolja a felületi sebességet a hőcserélő csövekben, és közvetve befolyásolja aszal, hogy befolyásolja a leválasztó térből a hőcserélőbe áramló katalizátor tömegét. A nagyobb tömegáramlás a hőcserélő nagyobb terhelését eredményezi azért s, mert a katalizátor átlagos hőmérséklete a hőcserélőben nagyobb, emiatt nagyobb a AT hőmérsékletkülönbség, amivel az átadott hőmennyiségegyenesen arányos. A 3. ábrán látható a 3 hőcserélő egy előnyös kiviteli alakja, valamint a 3 hőcserélő és a 2 leválasztó tér közötti kapcsolat. A 3 hőcserélő köpenyoldala az ábrán teljesen meg van töltve sűrűfázisú, fluidizált katalizátorággyal, aminek szintje a hőcserélő és a leválasztó tér közötti összekötés fölött van, A katalizátor szabadon kering és visszakeveredik a hőcserélő köpenyében és a leválasztó térben, és sűrűfázisú kontinuumot képez. A fluidizáló levegő, ami a köpenybe a 1' vezetéken jut be — bár a levegő az ábrázolt ponton kívül még egy vagy több ponton is bejuthat —, felemelkedik és beáramlik a leválasztó térbe, ahol a folyékony gázzal együtt véglegesen elhagyja a rendszert. Fontos, hogy a 3 hőcserélőbe belépő meleg részecskék, illetve katalizátor mennyisége elegendő legyen a sűrűfázisú fluid katalizátorágy olyan mélységének fenntartásához, hogy a csövek abban teljesen elmerüljenek. Ezt a berendezésnek a jelen találmány szerinti kialakításával érjük el. Abból indulunk ki, hogy a leválasztó térbe áramló meleg katalizátor mennyisége mindig meghaladja a 33 vezetéken távozó regeneráll katalizátor mennyiségét, és 16 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 9
