RU2635924C1

RU2635924C1 - Method for regeneration of coked catalyst and unit for its implementation

Info

Publication number: RU2635924C1
Application number: RU2016144575A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Кондратьев; Марат Ринатович Смаков; Владимир Александрович Будник
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ХАММЕЛЬ"
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2017-11-17

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: method comprises combusting coke by contacting the catalyst with circulating oxygen-containing gas, the process is carried out in a catalytic reactor with temperature control in the catalyst in stages on the moving belt conveyor of the reactor, where coked catalyst is preliminarily distributed in sections. In the two first sections, evaporation from the catalyst pores of volatile hydrocarbons which are sent to combustion furnace for generation of flue gases is carried out, preliminarily ensuring their purification from dust, the coke is burned in subsequent sections on the surface of coked catalyst, and residual oxygen is removed from flue gas heated in furnace to t=900°C-1100°C to value less than or equal to 1% of volume, the flue gas is cooled to t less than or equal to 500°C and fed into the sections of the catalytic reactor, preliminarily mixing it with air, and the flue gases from the catalytic reactor are purified successively from sulfur compounds with alkali solution and dust particles with water, the temperature control is carried out by difference of temperatures before and after each controlled layer of catalyst, determining mean geometric difference of temperatures ΔT_cp = f (G_S, G_a) where G_S is volume of flue gas, G_a is volume of air. The unit for regeneration of coked catalyst includes catalyst regeneration furnace made in the form of a belt conveyor divided into sections enclosed in a metal box in its lower part comprises is a regenerated catalyst hopper and inlet caps for supplying a mixture of flue gases and atmospheric air to the belt conveyer sections which are connected along the pipeline in series to combustion furnace, the first inlet of which receives flue gas heated by a first smoke exhauster, a chemisorption oxygen filter, a first cooler, and along the other pipeline- with a blower, and in the upper part of the box there is a hopper of coked catalyst including a dosing unit for introducing the catalyst onto the belt conveyor with adjustable gap, and outlets of exhaust gas from sections of the belt conveyor. The outlets of two first sections in the way of motion of the conveyer are connected by pipeline to dust-cleaner and through a third smoke exhauster to third inlet of the gas combustion furnace, and the outlets of the following sections are connected by a pipeline serially to the second smoke exhauster, the second cooler, the apparatus of alkaline jets, water jet apparatus and smoke stack, under which there is a tank for collecting condensate, between the sections of belt conveyor there are projections closing the gaps between the sections, and each section is equipped with temperature sensors, four of which are installed below the belt at the inlet of gases and other four are above the belt at the outlet of gases.

EFFECT: usage of proposed method and the unit for regeneration of coked catalyst increases regeneration efficiency of coked catalyst by burning maximum amount of coke from its surface with minimal loss of catalyst mass and maximal recovery of its activity.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к регенерации потерявших активность катализаторов процессов конверсии углеводородов.The invention relates to the field of oil refining, in particular to the regeneration of hydrocarbon conversion processes that have lost their activity.

Известно, что в процессах каталитической конверсии углеводородов, например риформинга, на поверхности катализаторов образуются отложения кокса, приводящие сначала к снижению активности, а затем и к полной дезактивации катализатора. Частичное или полное восстановление активности закоксованного катализатора периодически осуществляют выжиганием кокса при пропускании через катализатор газа с содержанием кислорода 1%, что в обычных печах не представляется возможным, т.к. для полноты сгорания топлива (природный газ) подается избыток воздуха, и содержание кислорода в дымовых газах устанавливается на уровне 2-6%. Данный факт приводит к усиленному выжигу кокса, местным перегревам и соответственно сплавлению активных центров металла на катализаторе, вследствие чего активность катализатора, после регенерации, составляет не более 80-90% от исходной.It is known that in the processes of catalytic conversion of hydrocarbons, for example reforming, coke deposits are formed on the surface of the catalysts, leading first to a decrease in activity, and then to complete deactivation of the catalyst. A partial or complete restoration of the activity of the coked catalyst is periodically carried out by burning coke while passing through the catalyst a gas with an oxygen content of 1%, which is not possible in conventional furnaces, because To complete the combustion of fuel (natural gas), excess air is supplied, and the oxygen content in the flue gases is set at 2-6%. This fact leads to increased burning of coke, local overheating and, accordingly, fusion of the active centers of the metal on the catalyst, as a result of which the activity of the catalyst, after regeneration, is not more than 80-90% of the original.

Снижение активности катализатора в результате закоксовывания может быть вызвано снижением проницаемости за счет изменения размеров пор и выходом из строя части активной поверхности.The decrease in catalyst activity due to coking can be caused by a decrease in permeability due to a change in pore size and the failure of part of the active surface.

Если через закоксованный слой катализатора продувать воздух, нагретый до температуры, достаточной для возгорания кокса (около 500°С), то при соприкосновении воздуха со слоем катализатора начинается выжигание кокса, сопровождающееся образованием участков или целого фронта местного перегрева. Миграцию этих участков вдоль слоя можно контролировать с помощью термопары. При чрезмерном подъеме температуры, вызванном высокой скоростью подачи воздуха, может произойти дезактивация катализатора и даже прогорание стальных стенок аппарата. Во избежание разрушения катализатора в процессе регенерации следует контролировать подачу кислорода путем использования скользящей термопары или нескольких термопар, расположенных вдоль слоя.If air is heated through a coked catalyst bed to a temperature sufficient to ignite coke (about 500 ° C), then when air comes into contact with the catalyst bed, coke burning starts, accompanied by the formation of sites or a whole front of local overheating. The migration of these sites along the layer can be controlled using a thermocouple. If the temperature rises excessively due to the high air flow rate, catalyst deactivation and even burnout of the steel walls of the apparatus can occur. In order to avoid destruction of the catalyst during the regeneration process, the oxygen supply should be controlled by using a sliding thermocouple or several thermocouples located along the layer.

Из уровня техники известен способ регенерации цеолитных катализаторов дегидроциклодимеризации углеводородов (патент РФ №2159676, МПК B01J 38/14, опубликовано 27.11.2000 г. ) путем обработки катализатора при повышенной температуре 300-550°С и давлении 0,1-2 МПа азотнокислородной смесью с повышением содержания кислорода в смеси 0,1-21 мол.% и последующей выдержкой катализатора в этой среде, причем регенерацию катализатора в азотнокислородной смеси осуществляют путем прокачки этой смеси по замкнутому контуру с отводом образующейся в процессе горения влаги и части продуктов сгорания с непрерывной подпиткой свежим азотом, при этом объем соответствующей подпитки азотом (Q_n) определяют из условий, что Q_n больше Q_ок, где Q_ок - количество отводимых компонентов в м³ при рабочих условиях в реакторе.The prior art method for the regeneration of zeolite catalysts for the dehydrocyclodimerization of hydrocarbons (RF patent No. 2159676, IPC B01J 38/14, published November 27, 2000) by treating the catalyst at an elevated temperature of 300-550 ° C and a pressure of 0.1-2 MPa with a nitrogen-oxygen mixture with an increase in the oxygen content in the mixture of 0.1-21 mol.% and subsequent exposure of the catalyst in this medium, and the regeneration of the catalyst in a nitrogen-oxygen mixture is carried out by pumping this mixture in a closed circuit with the removal of moisture generated during combustion and parts of the combustion products with continuous replenishment with fresh nitrogen, while the volume of the corresponding replenishment with nitrogen (Q _n ) is determined from the conditions that Q _{n is} greater than Q _ok , where Q _ok is the number of exhaust components in m ³ under operating conditions in the reactor.

Недостатком данного способа является его высокая энергозатратность, обусловленная необходимостью постоянной подпитки возвращаемых в рецикл отходящих после регенерации катализатора газов чистым азотом.The disadvantage of this method is its high energy consumption, due to the need for constant replenishment of gases returned to the recycling exhaust after regeneration of the catalyst with pure nitrogen.

Известен способ оптимизации процесса непрерывной регенерации закоксованного катализатора (патент РФ №2058191, МПК B01J 38/14, опубликовано 20.04.1996 г.) путем контролируемого выжигания кокса в токе газа с непрерывной подпиткой кислородом в двухзонном аппарате с раздельным подводом газа в каждую зону и с совместным выводом газа из первой и второй зон при циркуляционном движении газа первой зоны по замкнутому контуру при помощи циркуляционного компрессора, с возможностью непрерывного свободного перемещения катализатора из первой зоны во вторую нисходящим потоком под действием силы тяжести и с движением газа во второй зоне противотоком к движению катализатора, причем в первой зоне газ движется прямотоком к движению катализатора, а газ, проходящий через вторую зону, циркулирует по замкнутому контуру при помощи компрессора, обеспечивающего циркуляцию газа в первой зоне, при этом вывод газов из первой и второй зон осуществляют из объема катализатора на уровне границы зон, а кислород вводят в газовый поток, подводимый ко второй зоне.There is a method of optimizing the process of continuous regeneration of coked catalyst (RF patent No. 2058191, IPC B01J 38/14, published on 04/20/1996) by controlled burning of coke in a gas stream with continuous oxygen recharge in a two-zone apparatus with separate gas supply to each zone and with the joint withdrawal of gas from the first and second zones during the circulating movement of gas of the first zone in a closed circuit using a circulation compressor, with the possibility of continuous free movement of the catalyst from the first zone to the second in a flowing stream under the influence of gravity and with the movement of gas in the second zone countercurrent to the movement of the catalyst, moreover, in the first zone the gas moves directly to the movement of the catalyst, and the gas passing through the second zone is circulated in a closed loop using a compressor that circulates the gas in the first zone, while the withdrawal of gases from the first and second zones is carried out from the catalyst volume at the level of the zone boundary, and oxygen is introduced into the gas stream supplied to the second zone.

Недостатком данного способа является то, что при перемещении катализатора под действием силы тяжести возможно механическое разрушение катализатора, а также содержание кислорода более 1%, что приводит к местным перегревам и, соответственно, сплавлению активных центров металла на катализаторе, вследствие чего активность катализатора, после регенерации составляет не более 80-90% от исходной.The disadvantage of this method is that when moving the catalyst under the influence of gravity, mechanical destruction of the catalyst is possible, as well as an oxygen content of more than 1%, which leads to local overheating and, accordingly, fusion of the active centers of the metal on the catalyst, as a result of which the activity of the catalyst after regeneration It is not more than 80-90% of the original.

Наиболее близким техническим решением является способ регенерации закоксованного катализатора (патент РФ №2113902, МПК B01J 38/14, опубликовано 27.06.1998 г.), включающий выжигание кокса при контактировании катализатора с циркулирующим кислородсодержащим газом, нагреваемым перед зоной регенерации и охлаждаемым после зоны регенерации с частичной передачей тепла от охлаждаемого к нагреваемому газу, причем циркулирующий газ подпитывают кислородом, а избыток газа отводят из контура циркуляции. Выжигание ведут непосредственно в каталитическом реакторе, контроль за ходом процесса осуществляют по величине температуры и движению температурного фронта в слое катализатора, причем температуру поддерживают не выше 615°С, меняя приток подпитывающего газа, передачу тепла от охлаждаемого к нагреваемому газу начинают по достижении температурным фронтом средней части слоя катализатора, а перед завершением процесса выжигания кокса перекрывают поток кислородсодержащего газа и подают в каталитический реактор углеводородный поток.The closest technical solution is the method of regeneration of a coked catalyst (RF patent No. 2113902, IPC B01J 38/14, published June 27, 1998), including burning coke upon contact of the catalyst with circulating oxygen-containing gas, heated in front of the regeneration zone and cooled after the regeneration zone with partial transfer of heat from the gas being cooled to the heated, the circulating gas being fed with oxygen, and the excess gas is removed from the circulation circuit. Burning is carried out directly in the catalytic reactor, the process is monitored by the temperature and the temperature front in the catalyst bed, the temperature being maintained no higher than 615 ° C, changing the supply of feed gas, heat transfer from the cooled to the heated gas begins when the temperature front reaches an average parts of the catalyst bed, and before completion of the coke burning process, the oxygen-containing gas stream is closed and a hydrocarbon stream is fed into the catalytic reactor.

Недостатком данного способа является снижение межремонтного пробега каталитического реактора, а также содержание кислорода в циркулирующем газе более 1%, что приводит к местным перегревам и соответственно сплавлению активных центров металла на катализаторе, вследствие чего активность катализатора, после регенерации, составляет не более 80-90% от исходной.The disadvantage of this method is the decrease in the overhaul mileage of the catalytic reactor, as well as the oxygen content in the circulating gas of more than 1%, which leads to local overheating and, accordingly, fusion of the active centers of the metal on the catalyst, as a result of which the activity of the catalyst, after regeneration, is not more than 80-90% from the source.

Известно устройство для регенерации закоксованного катализатора (патент РФ №2113902, МПК B01J 38/14, опубликовано 27.06.1998 г.), включающее нагнетатель кислородсодержащего газа, нагреватель, реактор с катализатором и охлаждающий теплообменник, соединенные трубопроводами в контур, а также патрубки подпитки кислорода и отвода избыточного газа. Охлаждающий теплообменник соединен с нагревателем трубопроводом, имеющим трехходовый вентиль, а реактор с катализатором снабжен рядом датчиков температуры, которые соединены управляющими связями с трехходовым вентилем и регулировочным вентилем на патрубке подпитки кислорода.A device for the regeneration of a coked catalyst is known (RF patent No. 2113902, IPC B01J 38/14, published June 27, 1998), including an oxygen-containing gas supercharger, a heater, a reactor with a catalyst and a cooling heat exchanger connected by pipelines to the circuit, as well as oxygen supply pipes and removal of excess gas. The cooling heat exchanger is connected to the heater by a pipeline having a three-way valve, and the reactor with the catalyst is equipped with a number of temperature sensors, which are connected by control connections to the three-way valve and a control valve on the oxygen supply pipe.

Недостатком данного устройства является содержание кислорода в циркулирующем газе более 1%, что приводит местным перегревам и соответственно сплавлению активных центров металла на катализаторе, вследствие чего активность катализатора, после регенерации составляет не более 80-90% от исходной.The disadvantage of this device is the oxygen content in the circulating gas is more than 1%, which leads to local overheating and, accordingly, fusion of the active centers of the metal on the catalyst, as a result of which the activity of the catalyst after regeneration is not more than 80-90% of the original.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в обеспечении максимальной активности катализатора после его регенерации.The problem to which the invention is directed, is to ensure maximum activity of the catalyst after its regeneration.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности регенерации закоксованного катализатора за счет выжигания максимального количества кокса с его поверхности с минимальной потерей массы катализатора и максимальным восстановлением его активности.The technical result of the invention is to increase the efficiency of regeneration of a coked catalyst by burning the maximum amount of coke from its surface with minimal loss of catalyst mass and maximum recovery of its activity.

Технический результат достигается способом регенерации закоксованного катализатора при котором выжигают кокс при контактировании катализатора с циркулирующим кислородсодержащим газом, причем процесс ведут в каталитическом реакторе с регулированием температуры в катализаторе, отличающимся тем, что процесс регенерации осуществляют поэтапно на движущемся ленточном транспортере реактора, на котором закоксованный катализатор предварительно распределяют по секциям, при этом при движении ленточного транспортера в двух первых секциях осуществляют выпарку из пор катализатора летучих углеводородов, которые направляют в печь сжигания для генерации дымовых газов, предварительно обеспечивая их очистку от пыли, в последующих секциях осуществляют сжигание кокса на поверхности закоксованного катализатора, а из нагретого в печи до t=900°С - 1100°С дымового газа удаляют остаточный кислород до значения меньше или равного 1% объема, охлаждают дымовой газ до t меньше или равной 500°С и подают в секции каталитического реактора, предварительно смешивая его с воздухом, а отходящие от каталитического реактора газы очищают последовательно от сернистых соединений раствором щелочи и от частиц пыли водой, причем регулирование температуры проводят по разности температур до и после каждого контролируемого слоя катализатора, определяя среднюю геометрическую разность температур ΔT_ср=f (G_S, G_a), где G_S - объем дымового газа, G_a - объем воздуха.The technical result is achieved by the method of regeneration of a coked catalyst in which coke is burned when the catalyst is contacted with a circulating oxygen-containing gas, the process being carried out in a catalytic reactor with temperature control in the catalyst, characterized in that the regeneration process is carried out in stages on a moving conveyor belt of the reactor on which the coked catalyst is preliminarily distributed in sections, while the conveyor belt moves in the first two sections evaporation of volatile hydrocarbons from the pores of the catalyst is carried out, which are sent to the combustion furnace to generate flue gases, pre-cleaning them from dust, in subsequent sections, coke is burned on the surface of the coked catalyst, and 1100 ° from heated in the furnace to t = 900 ° С Residual oxygen is removed from the flue gas to a value less than or equal to 1% of the volume, the flue gas is cooled to t less than or equal to 500 ° C and fed to the sections of the catalytic reactor, pre-mixing it with air, and those leaving the cat iticheskogo reactor gases are purified sequentially from sulfur compounds with alkali solution and of water, dust particles, and the temperature control is performed by the temperature difference before and after each controlled catalyst layer, determining the geometric average temperature difference ΔT _cf. _{_{= f (G S, G a}} ), wherein G _S is the volume of flue gas, G _a is the volume of air.

Технический результат также достигается устройством для регенерации закоксованного катализатора, включающим печь регенерации катализатора, выполненную в виде разделенного на секции ленточного транспортера, заключенного в металлический короб, в нижней части которого расположен бункер регенерированного катализатора и входные колпаки для подачи на секции ленточного транспортера смеси дымовых газов и атмосферного воздуха, которые соединены по трубопроводу последовательно с печью сжигания, на первый вход которой поступает топочный газ, на второй вход - нагретый воздух, первым дымососом, хемосорбционным фильтром кислорода, первым холодильником, по другому трубопроводу - с воздуходувкой, а в верхней части короба расположен бункер закоксованного катализатора, включающий дозирующий узел ввода катализатора на ленточный транспортер, имеющий регулируемый зазор, и выходы отработанного газа из секций ленточного ленточного транспортера, при этом выходы двух первых секций по ходу движения транспортера соединены трубопроводом с пылеочистителем и через третий дымосос - с третьим входом печи сжигания топочных газов, а выходы последующих секций соединены трубопроводом последовательно со вторым дымососом, вторым холодильником, аппаратом щелочных струбберов, аппаратом водяных струбберов и дымовой трубой, снизу которой расположена емкость для сбора конденсата, причем между секциями ленточного транспортера выполнены выступы, закрывающие зазоры между секциями, а каждая секция снабжена датчиками температуры, четыре из которых установлены ниже ленты на входе газов и четыре - выше ленты на выходе газов.The technical result is also achieved by a device for regeneration of coked catalyst, including a catalyst regeneration furnace, made in the form of a conveyor belt divided into sections, enclosed in a metal box, in the lower part of which there is a regenerated catalyst hopper and inlet caps for supplying a mixture of flue gases to the conveyor belt and atmospheric air, which are connected through a pipeline in series with the combustion furnace, the first input of which enters the furnace h, the second inlet contains heated air, the first smoke exhaust, an oxygen chemisorption filter, the first refrigerator, and the other pipe with a blower, and in the upper part of the duct there is a coked catalyst bunker including a dosing unit for introducing the catalyst onto a conveyor belt with an adjustable gap, and the exhaust gas outlets from the sections of the belt conveyor, while the exits of the first two sections along the conveyor are connected by a pipe to the dust cleaner and through a third smoke exhauster - from a third it is the entrance to the furnace for burning flue gases, and the outputs of the subsequent sections are connected in series with the second smoke exhaust, the second refrigerator, the apparatus of alkaline scrubbers, the apparatus of water scrubbers and the chimney, below which there is a condensate collecting tank, and protrusions are made between the sections of the conveyor belt to close the gaps between sections, and each section is equipped with temperature sensors, four of which are installed below the tape at the gas inlet and four above the tape at the gas outlet.

Предложенный способ и устройство регенерации закоксованного катализатора обеспечивают выжиг кокса до 99%, при этом катализатор не подвергается процессу крошения, поэтому потеря его массы в процессе составляет всего 1%, а его активность восстанавливается не ниже чем на 95%. Это достигается равномерным выжиганием кокса благодаря распределению обрабатываемого катализатора на ленточном транспортере, поэтапному ведению процесса, обеспечивающему получение дымового газа с температурой не более 500°С и остаточным кислородом не более 1% объема, а также точным регулированием температуры в слоях катализатора по средней геометрической разности температур.The proposed method and device for the regeneration of coked catalyst provide coke burning up to 99%, while the catalyst is not subjected to crumbling, so the loss of its mass in the process is only 1%, and its activity is restored not lower than 95%. This is achieved by uniform burning of coke due to the distribution of the processed catalyst on the conveyor belt, a phased process that provides flue gas with a temperature of not more than 500 ° C and residual oxygen of not more than 1% of the volume, as well as precise temperature control in the catalyst layers according to the geometric mean temperature difference .

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема устройства для регенерации закоксованного катализатора.The invention is illustrated by the drawing, which shows a schematic diagram of a device for the regeneration of coked catalyst.

Устройство содержит печь регенерации закоксованного катализатора 1, выполненную в виде ленточного транспортера 2, заключенного в металлический короб, в котором установлен электродвигатель 3 для приведения в движение ленточного транспортера. Ленточный транспортер разделен на секции 4, между которыми выполнены выступы 5, закрывающие зазоры между секциями и предотвращающие рассыпание катализатора. В представленном на схеме примере реализации устройства показано девять секций. Каждая секция снабжена датчиками температуры: четыре датчика над лентой и четыре датчика под лентой в каждой секции (на чертеже не показаны). Устройство содержит также печь 6 сжигания топочного газа, выход которой трубопроводом соединен последовательно с первым дымососом 7, хемосорбционным фильтром кислорода (ХФК) 8, первым холодильником 9, после которого дымовые газы, смешанные с поступающим из воздуходувки 10 атмосферным воздухом, проходят через входные колпаки (на чертеже не показано) на секции 4 ленточного транспортера. В нижней части короба печи регенерации 1 расположен бункер 11 приема регенерированного катализатора, а в верхней части короба расположен бункер 12 закоксованного катализатора, который включает дозирующий узел 13 с регулируемым зазором для ввода катализатора на ленточный транспортер 2. Кроме того, в верхней части короба расположены выходы 14 отработанного газа с первых двух секций ленточного транспортера и выходы 15 с семи других секций, последние соединены трубопроводом последовательно со вторым дымососом 16, вторым холодильником 17, аппаратом щелочных струбберов 18, аппаратом водяных струбберов 19 и дымовой трубой 20, снизу которой расположена емкость 21 для сбора конденсата, а выходы 14 соединены трубопроводом с пылеочистителем 22 и через третий дымосос 23 - с печью сжигания топочного газа 6.The device comprises a furnace for regeneration of coked catalyst 1, made in the form of a conveyor belt 2, enclosed in a metal box, in which an electric motor 3 is installed to drive the conveyor belt. The conveyor belt is divided into sections 4, between which protrusions 5 are made, closing the gaps between the sections and preventing the catalyst from scattering. The example implementation of the device shown in the diagram shows nine sections. Each section is equipped with temperature sensors: four sensors above the tape and four sensors under the tape in each section (not shown in the drawing). The device also contains a furnace 6 for burning the flue gas, the outlet of which is connected in series with the first smoke exhauster 7, a chemisorption oxygen filter (CFC) 8, the first refrigerator 9, after which the flue gases mixed with the atmospheric air coming from the blower 10 pass through the inlet caps ( not shown) on section 4 of the conveyor belt. In the lower part of the duct of the regeneration furnace 1, there is a hopper 11 for receiving the regenerated catalyst, and in the upper part of the duct is a hopper 12 of coked catalyst, which includes a metering unit 13 with an adjustable gap for introducing the catalyst onto the conveyor belt 2. In addition, exits are located in the upper part of the duct 14 of exhaust gas from the first two sections of the conveyor belt and exits 15 from seven other sections, the latter are connected by a pipeline in series with the second exhaust fan 16, the second refrigerator 17, apparatus m of alkaline scrubbers 18, an apparatus for water scrubbers 19 and a chimney 20, at the bottom of which a condensate collecting tank 21 is located, and the outlets 14 are connected by a pipe to a dust cleaner 22 and through a third smoke exhauster 23 to a flue gas combustion furnace 6.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В печь сжигания 6 подают топочный газ и нагретый воздух. В результате сжигания топочного газа образуются дымовые газы с температурой около 1000°С. Дымососом 7 газы по трубопроводу поступают в аппарат ХФК 8, где из дымовых газов удаляется остаточный кислород до значения не более 1% об. Далее газы подают на охлаждение в водяной холодильник 9, где их охлаждают до температуры не более 500°С и подают в каждую из секций 4 печи регенерации катализатора 1, предварительно смешивая с воздухом, нагнетаемым воздуходувкой 10. Смесь дымовых газов и атмосферного воздуха подают в печь регенерации через входные колпаки, предотвращающие попадание пыли и шлама, и способствующие равномерному распределению газа по реакционной площади катализатора. Закоксованный катализатор из бункера 12 подают через дозирующий узел 13 в печь регенерации 1, где резаком (на чертеже не показан) распределяют по секциям ленточного транспортера. Бункер закоксованного катализатора 12 содержит дозирующий узел 13 с регулируемым зазором, который позволяет выставлять высоту слоя на ленте транспортера в пределах 50-300 мм и проводить процесс регенерации катализатора с различной степенью закоксованности при минимальном времени обработки. В первых двух секциях печи осуществляют нагрев катализатора до требуемой температуры. Газы с первых двух секций отводят через выходы 14 на пылеочиститель 22, затем их направляют через третий дымосос 23 в печь сжигания 6. В последующих семи секциях ленточной печи происходит сжигание кокса с поверхности закоксованного катализатора. Газы с последующих секций печи отводят через выходы 15 по коллектору отходящих газов (на чертеже не обозначено) на второй дымосос 16 и далее через второй холодильник 17 на стадию абсорбции, где их очищают последовательно в аппарате щелочных струбберов 18 и аппарате водяных струбберов 19 от сернистых соединений раствором щелочи и от частиц пыли водой. Отработанные газы выбрасываются в дымовую трубу 20. Для стекания образующегося конденсата предусмотрена подземная емкость 21, которую периодически опорожняют в период простоя установки.The combustion furnace 6 is fed with flue gas and heated air. As a result of combustion of flue gas, flue gases are formed with a temperature of about 1000 ° C. By means of a smoke exhaust system 7, gases are supplied through a pipeline to the CPC apparatus 8, where residual oxygen is removed from the flue gases to a value of not more than 1% vol. Next, the gases are fed to a water cooler 9 for cooling, where they are cooled to a temperature of not more than 500 ° C and fed to each of the sections 4 of the catalyst regeneration furnace 1, pre-mixed with air pumped by the blower 10. A mixture of flue gases and atmospheric air is fed into the furnace regeneration through inlet caps that prevent the ingress of dust and sludge, and contribute to a uniform distribution of gas over the reaction area of the catalyst. The coked catalyst from the hopper 12 is fed through the metering unit 13 into the regeneration furnace 1, where a cutter (not shown) is distributed into sections of the conveyor belt. The coked catalyst hopper 12 contains a metering unit 13 with an adjustable gap, which allows you to set the layer height on the conveyor belt within 50-300 mm and carry out the catalyst regeneration process with varying degrees of coking with a minimum processing time. In the first two sections of the furnace, the catalyst is heated to the desired temperature. Gases from the first two sections are discharged through outlets 14 to a dust cleaner 22, then they are directed through a third smoke exhauster 23 to the combustion furnace 6. In the next seven sections of the belt furnace, coke is burned from the surface of the coked catalyst. Gases from the subsequent sections of the furnace are discharged through the outlets 15 through the exhaust gas collector (not indicated in the drawing) to the second exhaust fan 16 and then through the second cooler 17 to the absorption stage, where they are subsequently cleaned from sulfur compounds in the apparatus of alkaline pipes 18 and the device for water pipes 19 alkali solution and dust particles with water. Exhaust gases are discharged into the chimney 20. An underground tank 21 is provided for the condensate to form, which is periodically emptied during plant downtime.

Важное значение в предложенном способе регенерации катализатора придается регулированию температуры в процессе его обработки, поскольку при чрезмерном подъеме температуры, вызванном высокой скоростью подачи воздуха, может произойти дезактивация катализатора. Регулированием температуры осуществляют контроль за подачей кислорода. Для этого в каждой секции ленточного транспортера установлены датчики температуры. В процессе обработки измеряют четыре значения разности температур до и после слоя катализатора, определяют параметр ΔТ_ср - среднюю геометрическую разность температур, поддерживают ее значение в зависимости от объема поступающих в печь регенерации дымовых газов G_S и атмосферного воздуха G_a.Of great importance in the proposed method of regeneration of the catalyst is given to temperature control during its processing, since an excessive rise in temperature caused by a high air flow rate may cause catalyst deactivation. By controlling the temperature, oxygen is controlled. For this, temperature sensors are installed in each section of the conveyor belt. In the process of processing, four values of the temperature difference are measured before and after the catalyst layer, the parameter ΔT _cf is determined - the geometric mean temperature difference, its value is maintained depending on the volume of the flue gas regeneration furnace G _S and atmospheric air G _a .

Таким образом, предложенные способ и устройство для регенерации закоксованного катализатора повышают эффективность регенерации закоксованного катализатора за счет выжигания максимального количества кокса с его поверхности с минимальной потерей массы катализатора и максимальным восстановлением его активности.Thus, the proposed method and device for regeneration of coked catalyst increase the efficiency of regeneration of coked catalyst by burning the maximum amount of coke from its surface with minimal loss of catalyst mass and maximum recovery of its activity.

Claims

1. The method of regeneration of a coked catalyst, comprising burning coke upon contact of the catalyst with a circulating oxygen-containing gas, the process being carried out in a catalytic reactor with temperature control in the catalyst, characterized in that the regeneration process is carried out in stages on a moving conveyor belt of the reactor on which the coked catalyst is pre-distributed in sections, while moving the conveyor belt in the first two sections carry out evaporation from the pores rolled of the volatile hydrocarbon ister, which are sent to the combustion furnace to generate flue gases, having previously been cleaned of dust, in the subsequent sections coke is burned on the surface of the coked catalyst, and from the flue gas heated to t = 900 ° С - 1100 ° С is removed residual oxygen to a value less than or equal to 1% of the volume, cool the flue gas to t less than or equal to 500 ° C and feed it into the sections of the catalytic reactor, pre-mixing it with air, and the gases leaving the catalytic reactor are cleaned sequentially from sulfur compounds with an alkali solution and from dust particles with water, and the temperature is controlled by the temperature difference before and after each controlled catalyst layer, determining the geometric mean temperature difference ΔT _cf = f (G _S , G _a ), where G _S is the volume of smoke gas, G _a - air volume.

2. A device for regenerating a coked catalyst, comprising a catalyst regeneration furnace, made in the form of a belt conveyor divided into sections, enclosed in a metal box, in the lower part of which there is a regenerated catalyst hopper and inlet caps for supplying a mixture of flue gases and atmospheric air to the belt conveyor sections which are connected through a pipeline in series with the combustion furnace, to the first inlet of which flue gas enters, to the second inlet - heated air, first a smoke exhauster, an oxygen chemisorption filter, a first refrigerator, and another pipe with a blower, and in the upper part of the duct there is a coked catalyst hopper, including a dosing unit for introducing the catalyst onto a conveyor belt with an adjustable gap, and exhaust gas outlets from the conveyor belt sections, the exits of the first two sections along the conveyor are connected by a pipeline to a dust cleaner and through the third smoke exhauster to the third input of the furnace for burning flue gases, and the exits the conveying sections are connected by a conduit in series with the second exhaust fan, the second refrigerator, the apparatus of alkaline scrubbers, the apparatus of water scrubbers and the chimney, below which there is a container for collecting condensate, moreover, protrusions are made between the sections of the conveyor belt, closing the gaps between the sections, and each section is equipped with temperature sensors four of which are installed below the tape at the gas inlet and four are above the tape at the gas inlet.