203687. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fluidizált részecskék egyidejű hűtésére és regenerálására
1 Hü 203 687 B 2 ban, szintén növeli a koksz mennyiségét a fáradt katalizátoron. Az egyre nehezebb és nehezebb nyersanyagok feldolgozásának irányzata, és különösen az aszfaltmentesített olajok feldolgozása, vagy nyersolajfeldolgozók atmoszférikus desztillációjából származó fenéktermék - amelyet általában redukált nyersolajnak neveznek - közvetlen feldolgozása növeli néhány, vagy valamennyi fent felsorolt tényező értékét és ezáltal növeli a koksz mennyiségét a fáradt katalizátoron. A koksz mennyiségének ez a növekedése a fáradt katalizátoron azt eredményezi, hogy a keringtetett katalizátor súlyegységére számítva nagyobb mennyiségű kokszot égetnek el a regenerátorban. A szokásos fluidizált katalitikus krakkóié egységekben a regenerátorból a hőt a füstgázzal és alapvetően a forró regenerált katalizátorárammal vezetik el. A koksz mennyiségének növekedése a fáradt katalizátoron növeli a reaktor és a regenerátor hőmérsékletkülönbségét és növeli a regenerált katalizátor hőmérsékletét. Ezért az azonos reakcióhőmérséklet fenntartásához csökkenteni kell a keringtetett katalizátor mennyiségét. A reaktor és a regenerátor nagyobb hőmérsékletkülönbsége miatt szükségessé váló kisebb katalizátor-keringtetési sebesség azonban az átalakulás csökkenését okozza, ezáltal szükségessé válik, hogy a reaktort magasabb hőmérsékleten működtessék az átalakulás kívánt szinten tartására. Ez kívánatos vagy nem kívánatos változásokat okoz a termékszerkezetben, attól függően, hogy mit akarnak előállítani az eljárással. Vannak tehát korlátozások azt a hőmérsékletet illetően, amelyet a fluidizált katalitikus krakkoló katalizátorok a katalitikus aktivitás jelentős romlása nélkül el tudnak viselni. Az általánosan hozzáférhető fluidizált katalitikus krakkoló katalizátoroknál a regenerált katalizátor hőmérsékletét általában 760 ®C alatt tartják, mivel e fölött a hőmérséklet fölött az aktivitás jelentősen csökkenne. Amennyiben egy viszonylag közönséges redukált nyersolajat, például könnyű arab nyersolajból származó olajat akarnának egy szokásos fluidizált katalitikus krakkoló egységbe betáplálni, és azt olyan hőmérsékleten akarnák működtetni, amely a nyersanyag könnyebb termékekké való nagyfokú átalakításához szükséges, azaz például a gázolaj nyersanyag esetében alkalmazotthoz hasonló hőmérsékleten, akkor a regenerátor hőmérséklete 816-982 °C lenne. Ez a hőmérséklet a katalizátor számára túl magas, ezért igen drága szerkezeti anyagok alkalmazását tenné szükségessé, és különösen kis katalizátor-keringtetési sebességet okozna. Elfogadott ezért, hogy ha olyan anyagokat dolgoznak fel, amelyek igen magas regenerátorhőmérsékletet okoznának, akkor meg kell találni a hő elvezetésének módját a regenerátorból, ami lehetővé teszi egy kisebb regenerátorhőmérséklet és a reaktor, valamint a regenerátor közötti kisebb hőmérsékletkülönbség biztosítását. Egy, a hő eltávolítására általánosan alkalmazott irodalmi eljárás az, hogy a regenerátorban hűtőanyaggal töltött hűtőkígyókat alkalmaznak, amelyek érintkezésben állnak a katalizátorral, amelyről a kokszot eltávolítják. Az US-PS 2819951 (Medlin és munkatársai), az US-PS 3 990992 (McKinney) és az US-Ps 4219442 (Vickers) szabadalmi leírásban ismertetett eljárásnál például olyan fluidizált katalitikus krakkolási módot írnak le, amelynél kétzónás regenerátorokat alkalmaznak, a második zónába szerelt hűtőkígyókkal. Ezeket a hűtőkígyókat mindig meg kell tölteni hűtőanyaggal és így kell vezetni a hőt a regenerátorból, még az indítás során is, amikor a hőelvezetés különösen kevéssé kívánatos, mert a kígyók jellegzetes metallurgiája olyan, hogy ha a nagy regenerátorhőmérsékletnek (732 °C-ig terjedő hőmérséklet) viszonylagos hidegen tartásukat biztosító hűhőanyag nélkül tennék ki őket, akkor megrongálódnának. A második regenerálási zóna a katalizátor felszabadítására is szolgál a füstgáznak a rendszerből való eltávolítása előtt, és a katalizátort sűrű (Medlin és munkatársai és Vickers) vagy híg (McKinney) fázisban tartalmazhatja. A kígyókon átáramló hűtőfolyadék felveszi a hőt és elvezeti a regenerátorból. Az irodalomban számos olyan fluidizált katalitikus krakkolási eljárás leírása is megtalálható, amelyek a forró regenerált katalizátor hűtésére a regenerátorba való visszavezetéshez olyan sűrű vagy híg fázisú regenerált fluidizált katalizátor-hőelvezetési zónákat vagy hőcserélőket alkalmaznak, amelyek a regenerátor-berendezéstől távol, azon kívül helyezkednek el. Ilyen irodalmi helyek például a következő US szabadalmi leírások: 2970117 (Harper), 2873175 (Owens), 2862798 (McKinney), 2596748 (Watson és munkatársai), 2515156 (Jahnig és munkatársai), 2492948 (Berger), 2505123 (Watson) és 4434044 (Hettinger és munkatársa). A fenti US szabadalmi leírások közül legalább egy (Harper) leírja azt, hogy a hűtött katalizátornak a regenerátorba való visszavezetési sebességét a regenerátor (sűrű katalizátor fázis) hőmérsékletével lehet szabályozni. Azt is fontos megjegyezni, hogy a Jahnig és munkatársaitól származó szabadalmi leírásban a katalizátort a hűtőben fluidizálják levegővel. A levegő ezt követően belép a regenerálási zónába. A Berger-féle leírásban a katalizátort szintén levegővel fluidizálják, amelyet a katalizátor regenerálási zónába vezetnek. A fenti, a regenerátor hőjének elvezetésére is kiterjedő fluidizált katalitikus krakkolási eljárásokban lényeges tényező az eltávolított hő mennyiségének szabályozása. így például a már említett US-PS4219442 leírásban (Vickers) a módszer magában foglalja annak ellenőrzését, hogy mennyire merülnek bele a hűtőkígyók a sűrű fázisú regenerált katalizátor fluidágyba. A fent említett US-PS 2970117 (Harper) és az US-PS 4434044 (Hettinger és munkatársai) leírásokban ismertetett eljárás kiterjed a regenerált katalizátor áramlási sebességének szabályozására a külső katalizátorhűtőkben. A fenti első hőelvezetési módszer hátrányait (a hűtőkígyók működéséhez szükséges feltételek és az egység indításához, valamint a katalizátor felszabadításához szükséges körülmények ütközése) az előzőekben már ismertettük. A fenti második hőelvezetési módszer, amelynél külső hűtőket alkalmaznak 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
