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Procédé de régénération d'un catalyseur.
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif perfectionnés permettant d'effectuer la régé- nération d'un catalyseur dans un procédé de craquage cataly- tique en phase fluide.
Le dispositif et le procédé de régénération selon linvention peuvent être utilisés dans un système de craquage .catalytique en phase fluide tel que celui qui est décrit dans le brevet de même date ayant pour titre "Appareil de craquage catalytique en phase fluidell.
Dans les récipients de réaction à solides fluidi- sés, les solides sont souvent introduits dans une partie du
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récipient et retiras d'une autre après avoir réaci avec la ma- tière gazeuse qui sert également de Milieu de fluidisation. La matière de fluidisation est normalement introduite dans la par- tie inférieure du récipient au moyen d'un distributeur et elle est retirée de la partie supérieure du récipient, habituelle- ment au moyen d'un dispositif quelconque permettant d'évacuer les matières solides entraînées.
Bien que le degré de la réaction qui a lieu entre les vapeurs et les solides soit fréquemment fonction de variables telles que la température, la pression et la vitesse spatiale, il est également important que les solides introduits soient présents dans le lit réactionnel pendant une période de tetnps suffisante pour permettre à la réaction d'atteindre le degré d'achèvement désiré. Ce facteur n'est pas réalisé lorsque les solides introduits passent plus ou moins directement de l'en- trée à la sortie des solides.
La présente invention a pour objet un perfection- nement à la régénération de catalyseur dans un procédé de cra- quage catalytique en phase fluide dans lequel un hydrocarbure est tnis en contact avec un catalyseur à base de solides fluidi- sés dans une zone de réaction où s'effectue la conversion d'au moins une partie de l'hydrocarbure en produits de conversion désirés avec dépôt simultané de coke sur le catalyseur. Le ca- talyseur sur lequel il y a un dépôt de coke est épuré-de manière contenue et le catalyseur épuré passe sous forme de, phase dense dans la phase dense d'une zone de régénération où il est cils en contact avec un gaz contenant de l'oxygène destiné à produire la combustion d'une partie au moins du coke et la régénération du catalyseur.
Le catalyseur régénéré est retiré de manière continue de la zone de régénération et est acheminé vers la zone de réaction. Selon l'invention, on provoque un mouvement
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de tourbillon dans le lit à phase dense de la zone de résine- ration de manière à allonger le trajet des particules traver- : sant cette zone.
Avantageusement, un tel trajet allongé est obtenu par introduction du catalyseur sous forme de phase dense tangentiellement dans la zone de régénération et par retrait du catalyseur régénéré de cette zone en un point.de la circonférence éloigné du point d'introduction tangentiel. On peut accentuer le mouvement de tourbillon en faisant passer des gaz effluents et des solides entraînés quittant le lit à phase ' dense de la régénération dans un dispositif de séparation des gaz et des solides orienté pour la réception des gaz effluents se déplaçant dans le sens du mouvement en tourbillon ,sans aucune inversion sensible de ce sens.
Les solides séparés par le dispositif de séparation sont de préférence renvoyés dans le lit à phase dense de la zone de régénération dans le sens du mouvement en tourbillon. Facultativement, le gaz de régé- nération contenant de l'oxygène peut aussi être introduit dans la phase dense de la zone de régénération dans le sers du mouvement en tourbillon.
Dans une forme d'exécution de la présente inven- tion, le dispositif pour la régénération d'un catalyseur de solides fluidisés comprend une chambre de régénération pouvant contenir un lit de solides fluidisés dans sa partie inférieure, un moyen permettant de retirer des produits de combustion gazeux de la chambre 'de régénération, un conduit d'introduction de @ solides en phase dense qui pénètre tangentiellement dans la partie inférieure de la chambre de régénération, et un moyen pour retirer, le catalyseur régénéré de la chambre de régéné- ration en un point de la circonférence éloigne du point où le conduit d'introduction des solides pénètre dans la chambre de
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régénération.
Avantageusement le moyen permettant de retirer le catalyseur comprend un cylindre en communication à son sommet avec l'intérieur de la chambre de régénération, en un point situé au-dessus du niveau de fonctionnement du lit ±lui- disé qui s'y trouve, le cylindre présentant au moins une ouverture dans.sa partie inférieure en communication avec l'in- térieur de la chambre de régénération en un point situé en des- sous du niveau de fonctionnement,du lit fluidisé qui s'y trou- ve, une chicane fixée au cylindre en dessous de l'ouverture, cette chicane étant inclinée vers le haut et vers l'extérieur, et une partie conique descendant du cylindre et traversant le fond du récipient de régénération.
Avantageusement', l'ou- verture du moyen de retrait décrit ci-dessus est orientée de. manière à être opposée au conduit d'introduction des solides de la phase dense.
Dans une forme d'exécution de la présente inven- ,tion, un moyen pour le retrait des produits de combustion gazeux,, comprenant un ensemble de séparateurs cyclones,est monté de façon que ses orifices d'introduction soient tournés vers un trajet déterminé par le conduit d'introduction des solides de la phase dense dans la chambre de régénération et se continuant à la périphérie de la chambre de régénération sans inversion du sens de circulation. Les tuyaux plongeurs du séparateur cyclone allant des séparateurs cyclones à la chambre de régénération se terminent en un endroit inférieur au niveau de fonctionnement du lit fluidisé qui s'y trouve et s'ouvrent dans le sens du trajet défini.
Un moyen d'introduction dun gaz contenant de l'oxygène peut comprendre une rampe avec des ajutages qui
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s'ouvrent dans la partie inférieure de la chambre de régéné- ratlon, ces ajutages pouvant être inclinés dans le sens du trajet défini ci-dessus.
L'invention a donc pour objets un procéda et un dispositif perfectionnés pour la régénération d'un cataly- seur utilisé dans un procédé de craquage catalytique.
L'invention permet d'améliorer Inefficacité de l'élimination du coke des particules catalytiques.
La présente invention permet d'allonger le tra- jet suivi par des particules dans la zone de régénération d'un ,système de craquage cataLytique en phase fluide et d'augmen- ter ainsi la durée de séjour minimale pendant laquelle les particules de catalyseur sont en contact avec les gaz de régénération contenant de l'oxygène sans augmenter la quantité de catalyseur dans le régénérateur.
L'invention sera maintenant décrite à l'aide des dessins annexés, dans lesquels : . La figure 1 représente un schéma synoptique d'une installation de craquage catalytique en phase, fluide montrant un agencement du réacteur et du régénérateur.
La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe suivant la ' ligne 3-3 de la figure 1.
La figure 4 est une vue d'une partie de la rampe d'air annulaire 24 représentée à la figure 1.
Comme l'indique la figure l, on introduit du gas-oil vierge arrivant par le conduit 2 et du catalyseur ré- généré débité par le conduit 3,dans le réacteur 11,par un tuyau montant 10 d'alimentation fraîche. Un deuxième courant
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d'alimentation arrivant par le conduit 5, avantageusement du gas-oil de recyclage, et un catalyseur régénéré provenant du conduit 6, sont introduits dans le réacteur 11 à travers le tuyau montant 12 pour l'alimentation en produit de recyclage.
Avant d'attcindre le réacteur 11, le tuyau montant 12 de re- cyclage traverse.le dispositif d'épuration 15,avec lequel il ne communique pas; il entre dans le lit de la phase dense dont le niveau dans le réacteur 11 est désigné par 16. Les produits de craquage et une petite quantité de catalyseur entraîné quittent au niveau 16 le lit contenu dans le réacteur
11 et passent dans le séparateur cyclone 60, où le catalyseur entraîné est séparé et d'où il est ramené dans le lit de la phase dense par le tuyau plongeur 61-Les produits gazeux sépa- rets sont évacués du cyclone 60 par le conduit 62 vers le col- lecteur 63, qui peut aussi recueillir des produits gazeux pro- venant d'autres séparateurs cyclones non représentés.
Les produits sous forme de vapeur quittent le collecteur 63 par le conduit 64,qui les achemine vers un appareillage de frac- tionnement et de récupération,non représenté.
Au cours du procédé de craquage catalytique, il se dépose du coke sur le catalyseur de solides fluidisés' Le catalyseur solide fluidisé quitte le réacteur 11 par le conduit 13 et arrive dans le dispositif d'épuration 15, où les hydrocarbures entraînés et occlus sont dégagés.par de la vapeur d'eau d'épuration débitée par l'anneau 17. Le cata- lyseur épuré quittant le fond du dispositif d'épuration 15 traverse le tuyau de retour 14, la valve à tiroir 18 et le conauit de retour ou d'entrée 21 débouchant dans le régénéra- teur 20. Comme l'indiquent les figures 1, 2 et 3, le conduit de retour 21 du catalyseur usé communique avec le régénérateur
20 par l'entrée tangentielle 22 prévue dans la paroi cylin-
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drique inférieure du régénérateur 20.
Un lit de phase dense, dont le niveau est indi- . que en 25 est maintenu dans le régénérateur 20 et le tuyau de - retour 21 introduit le catalyseur usé en dessous du niveau 25. Le tuyau de retour 21 introduit le catalyseur usé sous ! la forme d'une phase dense dans la phase dense du régénéra- leur 20 de manière à éviter la température élevée localisée. qui résulterait de la rencontre d'air riche en oxygène et de! catalyseur à teneur élevée en carbone, ce qui peut se présen- ter lors du transport du catalyseur d'un réacteur dans un ré- générateur sous forme de suspension dans l'air de combustion.
L'entrée tangentielle 22 détermine l'introduction des parti-' cules de catalyseur dans le régénérateur avec une composante horizontale de vitesse. Etant donné que'le lit de phase dense est entouré par la paroi cylindrique du récipient 20, un mouvement en tourbillon est imprimé aux particules. Le ca- talyseur est retiré du régénérateur 20 par les tuyaux de dé- charge 31 et 32 qui sont circonférentiellement éloignés de l'entrée 22. De cette manière, le catalyseur introduit par le conduit 22 suit un trajet périphérique de l'entrée vers la sortie. Un tel trajet périphérique est sensiblement supérieur à la distance en ligne droite entre l'entrée et la sortie.
Ainsi, le trajet que le catalyseur est forcé de suivre est allongé et le catalyseur a en conséquence une durée de sé- jour plus longue pour l'élimination du coke qui y est déposé..
Le gaz contenant de l'oxygène,par exemple de 1-'air, est introduit dans le régénérateur 20 par le conduit d'air 23,la rampe à air 24 et les ajutages 30. La rampe à air 24 est disposée concentriquement dans la base du régénérateur 20 en dessous du niveau 25 de la phase dense. Les ajutages 30 sont
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¯avantageusement espacés à la partie inférieure de la .rampe
24 ou peuvent être inclinés, .dans la direction du tourbillon- nemnt, comme l'indique la figure 4.
Les particules de catalyseur introduites par. l'entrée tangentielle 22 sont mises en suspension dans le gaz du régénérateur et la suspension résultante présente un grand nombre des caractéristiques d'un fluide. Le coke ou la ma- tière carbonée se trouvant sur les particules de catalyseur sont brûlés par l'oxygène du gaz de régénération.
Le catalyseur est retiré du régénérateur 20 par les tuyaux de décharge 31 et 32. Le tuyau 31 communique, par. la valve 36 et le tuyau 3, avec le tuyau montant 10 d'alimen- -tation fraîche. Le tuyau 32 communique, par la valve 37 et le conduit 6, avec le tuyau montant de recyclage 12. Les- tuyaux de décharge 31 et 32 sont en communication, à leur som- met, avec l'intérieur de la chambre de régénération, au sommet de la phase dense 25 du lit fluidisé qui s'y trouve. De préférence, les sonnets des tuyaux de décharge 31 et 32 sont crénelésles effets des fluctuations en ce qui concerne le niveau du lit étant ainsi réduits au minimum.
Des ouvertures ou fenêtres 34 et 35 sont prévues dans les parties Inférieures respectives des tuyaux de décharge 31 et 32. Les fenêtres
34 et 35 sont prévues dans les tuyaux respectifs de façon quelles occupent moins de 1800 de leur circonférence et elles - sont de préférence si tuées de manière à ne pas être dirigées
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vers 1'entréee 22, c'est-à-dire 1'enàroit où le tuyau 21. de retour du catalyseur usé entre dans la chambre de régénéra- tien 20. De cette manière, la partie des tuyaux respectifs située derrière les fenètres agit conne un écran empêchant
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la déviatiLoa directe ana catalyseur du 'tuyaJ1 d'entrée vers 1e 'P...
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tuyau de, sortie.
Afin de canaliser une quantité supérieure de cata- lyseur par les fenêtres 34 et 35, comme décrit ci-dessus, des déflecteurs ou des chicanes 38 et 39 sont fixés respec- tivement aux tuyaux 31 et 32 à la base de ces fenêtres. Ces déflecteurs sont évasés vers l'extérieur et vers le haut à partir de la base des fenêtres 34 et 35 jusque un niveau un peu inférieur au sommet des fenêtres. Ces déflecteurs qui - ' sont évasés autour de la face des fenêtres répondent à deux buts. En plus du tourbillonnement établi dans un plan horizon- tal, un trajet, d'écoulement en forme de tore est produit par la circulation des gaz vers le centre de la zone de contact dans le régénérateur 20,'ce qui donne une composante verti- cale au mouvement des particules.
Les solides se séparant dans la phase dispersée de la zone de contact ont tendance à tomber aux parois de la zone de contact. Les déflecteurs 38 et 39 sont prévus à la base des fenêtres. des tuyaux de décharge pour recevoir le catalyseur circulant vers le bas et pour le diriger dans les tuyaux 31 et 32. Les déflecteurs 38 et 39 font dévier en même'temps les gaz qui s'élèvent de manière à les éloigner des fenêtres. Ils jouent le rôle d'entonnoirs pour les particules de catalyseur se déplaçant vers le bas, et dirigent ainsi une quantité plus élévée et plus constante de particules de catalyseur vers les fenêtres.
Ces déflecteurs produisent également la déviation des gaz de régénération se déplaçant vers le haut, de manière à les éloigner des fenêtres pour qu'ils ne les traversent pas.
Les gaz de combustion quittant le lit de phase dense au niveau 25 et le catalyseur entraîné traversent
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l'espaqe de dègageâont de la partie supérieure du récénéra teur 20 pour atU#h0 le cydone 4a séparant les ena 4 80- lides, qui O' 0r.. i4's en 41. -L?oeàTà41 ayez- - - ; .i clone est orieïttépoapl&reeptio# des gaZ tu, ' 'til'!I - . dans le même sens qçe-les pacteaes de talyseur r t !-es dans le régén&mltear 20 par 1'M%ég 2z, sans bweoedon do - sens.
Bien que l'on: n ait sent± gt.um. seul- cyclone la - figure 1, on comprendra que plusieurs cyclones puissent être - , prévus pour former deux ou plusieurs étages de séparation et qu'on puisse utiliser plusieurs ensembles à un seul étage ou à plusieurs étages suivant la capacité de traitement du gaz du type de cyclone utilisé et suiyant la quantité totale de gaz à traiter. Les solides séparés dans le cyclone 40 retournent dans le lit du régénérateur 20 par le tuyau plon- geur 42. L'orifice 43,,du tuyau plongeur est orien- .
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te de naniere à ¯dir3.Er-les.soli,ces dans le sens du tourbillon du catalyseur¯inGrodu3tarentrée tangentielle 22.
De manière szrprenante,la.antité de solides séparés des gaz -effluents par le cyclone 40 peut dépasser la quantité de catalyseur qui passe du., réacteur. 11 dans le régénérateur 20
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par le condu3.t; di:nt-roâuctian -21. Ainsi, le catalyseur ra- mené par le tuyau plongeur 42 peut représenter environ 120% du catalyseur arrivant par le conduit 21 d'introduction dans la phase dense,.-et-le,retour de ce catalyseur dans le sens ' du tourbillon augmente de manière importante la circulation . en tourbillon. Les gaz quittant le cyclone 40 sont acheminés .par le conduit,45 vers le collecteur 46, qui peut aussi re- cevoir les gaz-,effluents d'autres cyclones,non représentés.
Les figures 2'et 3 représentent, à titre d'exemples, des -cyclones supplémentaires 40' et 40", à un 3*'seul étage, pour la séparation des gaz des solides, ayant
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respectivement des orifices d'entrée 41' et 41" et pourvus respectivement de tuyaux plongeurs 42' et 42" présentant des orifices de sortie 43' et 43" ' Les gaz recueillis dans le collecteur 46 sont évacués par le conduit d'évacuation 47 et peuvent se détendre.dans des dispositifs de production d'énergie ou de récupération de chaleur non représentés,comme il est bien connu dans la technique.
Dans un exemple d'application de l'invention, un catalyseur quittant le récipient du réacteur et contenant un pourcentage élevé de matière carbonée est introduit dans le récipient du régénérateur par une entrée tangentielle.
L'entrée tangentielle produit un déplacement du catalyseur dans le sens des aiguilles d'une montre. De l'air est in- troduit dans le récipient en un endroit situé en dessous des entrées de catalyseur. L'air passe à travers le lit de catalyseur en réagissant avec les dépôts que contiènt celui- ci de manière à former de l'anhydride carbonique, de l'oxyde de carbone et de la vapeur d'eau. Les produits de la réaction . quittent le lit de catalyseur se trouvant sous la forme de phase dense et circulent à travers des cyclones dont les entrées sont orientées de manière à augmenter la circulation dans le sens des aiguilles d'une montre.
Le catalyseur régé- néré quitte le récipient du régénérateur par un tuyau de retrait qui est fermé au côté adjacent à l'orifice d'entrée pour empêcher le catalyseur de dévier directement de l'entrée vers la sortie.
Les conditions régnant dans un régénérateur d'unité de craquage catalytique en phase fluide fonctionnant comme décrit ci-dessus sont par exemple les suivantes :
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<tb> Température <SEP> du <SEP> lit <SEP> du <SEP> régénérateur.. <SEP> C <SEP> 621
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<tb> Pression <SEP> manométrique <SEP> au <SEP> sommet <SEP> du <SEP> régéné-
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<tb> rateur, <SEP> kg/cm2 <SEP> 1,4
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<tb> Catalyseur <SEP> usé <SEP> allant <SEP> au <SEP> régénérateur,
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<tb> tonnes <SEP> par <SEP> minute <SEP> 15
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<tb> Catalyseur <SEP> entraîne <SEP> ramené <SEP> par <SEP> les <SEP> cy-
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<tb> clones <SEP> dans <SEP> le <SEP> lit <SEP> de <SEP> régénérateur,
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<tb> tonnes <SEP> par <SEP> minute <SEP> 18,2
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<tb> Taux <SEP> spécifique <SEP> de <SEP> combustion <SEP> du <SEP> coke,
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<tb> kg. <SEP> coke/heure/kg <SEP> catalyseur <SEP> 0,08
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<tb> Carbone <SEP> sur <SEP> catalyseur <SEP> usé, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 1,0
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<tb> Carbone <SEP> sur <SEP> catalyseur <SEP> régénérée <SEP> eh <SEP> poids <SEP> 0,4
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<tb> Diamètre <SEP> interne <SEP> du <SEP> récipient <SEP> du <SEP> régéné-
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<SEP> 6
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<tb> Distance <SEP> directe <SEP> de <SEP> l'entrée <SEP> à <SEP> la <SEP> sortie,m <SEP> 2,4
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<tb> Distance <SEP> périphérique <SEP> de <SEP> l'entrée <SEP> à <SEP> la
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<tb> sortie,m. <SEP> 12,2
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Il ressort des données énoncées ci-dessus que le trajet périphérique déterminé par l'entrée tangentielle et les tuyaux de retrait à écran est deux fois plus long que celui qui serait déterminé par une entrée et une sortie prévues simplement aux côtés opposés du récipient. En outre, le trajet périphérique est cinq fois plus long que le trajet propre aux constructions non conçues pour assurer un trajet périphérique.
Le trajet plus long est désirable pour empê- cher des particules partiellement régénérées (teneur élevée en carbone) de traverser directement le réacteur, auquel cas des réactions désirables de craquage n'auraient pas lieu en raison de la régénération incomplète.
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Process for regenerating a catalyst.
The present invention relates to an improved method and apparatus for effecting the regeneration of a catalyst in a fluid phase catalytic cracking process.
The regeneration device and process according to the invention can be used in a fluid phase catalytic cracking system such as that described in the patent of the same date entitled "Fluid phase catalytic cracking apparatus.
In fluidized solids reaction vessels, the solids are often introduced into part of the
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container and removed from another after reacting with the gaseous material which also serves as the fluidizing medium. The fluidizing material is normally introduced into the lower part of the container by means of a distributor and is withdrawn from the upper part of the container, usually by means of some device for discharging the entrained solids. .
Although the degree of the reaction which takes place between vapors and solids is frequently a function of variables such as temperature, pressure and space velocity, it is also important that the solids introduced are present in the reaction bed for a period of time. sufficient time to allow the reaction to reach the desired degree of completion. This factor is not realized when the solids introduced pass more or less directly from the inlet to the outlet of the solids.
The present invention relates to an improvement in catalyst regeneration in a fluid phase catalytic cracking process in which a hydrocarbon is contacted with a fluidized solids catalyst in a reaction zone where The conversion of at least part of the hydrocarbon into the desired conversion products is carried out with simultaneous deposition of coke on the catalyst. The catalyst on which there is a deposit of coke is purified in a contained manner and the purified catalyst passes in the form of a dense phase in the dense phase of a regeneration zone where it is in contact with a gas containing oxygen intended to produce the combustion of at least part of the coke and the regeneration of the catalyst.
Regenerated catalyst is continuously withdrawn from the regeneration zone and is routed to the reaction zone. According to the invention, a movement is caused
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of vortex in the dense phase bed of the resin-ration zone so as to lengthen the path of particles passing through this zone.
Advantageously, such an elongated path is obtained by introducing the catalyst in the form of a dense phase tangentially into the regeneration zone and by withdrawing the regenerated catalyst from this zone at a point on the circumference remote from the tangential point of introduction. The vortex movement can be enhanced by passing effluent gases and entrained solids leaving the dense phase bed of the regeneration into a gas and solids separation device oriented to receive the effluent gases moving in the direction of the flow. tourbillon movement, without any appreciable reversal of this direction.
The solids separated by the separation device are preferably returned to the dense phase bed of the regeneration zone in the direction of the vortex movement. Optionally, the oxygen-containing regeneration gas can also be introduced into the dense phase of the regeneration zone in the service of the vortex motion.
In one embodiment of the present invention, the device for regenerating a catalyst of fluidized solids comprises a regeneration chamber capable of containing a bed of fluidized solids in its lower part, a means for removing products from it. gaseous combustion of the regeneration chamber, a duct for introducing dense phase solids which penetrates tangentially into the lower part of the regeneration chamber, and a means for withdrawing the regenerated catalyst from the regeneration chamber. a point on the circumference away from the point where the solids introduction duct enters the chamber of
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regeneration.
Advantageously, the means making it possible to remove the catalyst comprises a cylinder in communication at its top with the interior of the regeneration chamber, at a point located above the operating level of the ± solid bed therein, the cylinder having at least one opening in its lower part in communication with the interior of the regeneration chamber at a point below the operating level, of the fluidized bed therein, a baffle fixed to the cylinder below the opening, this baffle being inclined upwards and outwards, and a conical part descending from the cylinder and passing through the bottom of the regeneration vessel.
Advantageously, the opening of the withdrawal means described above is oriented by. so as to be opposite the conduit for introducing the solids of the dense phase.
In one embodiment of the present invention, a means for the removal of gaseous combustion products, comprising an assembly of cyclone separators, is mounted so that its introduction ports face a path determined by the conduit for introducing the solids of the dense phase into the regeneration chamber and continuing at the periphery of the regeneration chamber without reversing the direction of flow. The cyclone separator dip pipes from the cyclone separators to the regeneration chamber terminate at a location below the operating level of the fluidized bed therein and open in the direction of the defined path.
A means of introducing an oxygen-containing gas may include a ramp with nozzles which
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open in the lower part of the regeneration chamber, these nozzles being able to be inclined in the direction of the path defined above.
The objects of the invention are therefore an improved process and device for the regeneration of a catalyst used in a catalytic cracking process.
The invention improves the efficiency of removing coke from catalyst particles.
The present invention makes it possible to lengthen the path followed by particles in the regeneration zone of a fluid phase catalytic cracking system and thus to increase the minimum residence time during which the catalyst particles are. in contact with regeneration gases containing oxygen without increasing the amount of catalyst in the regenerator.
The invention will now be described with the aid of the accompanying drawings, in which:. FIG. 1 represents a block diagram of a fluid phase catalytic cracking installation, showing an arrangement of the reactor and of the regenerator.
Figure 2 is a sectional view taken along line 2-2 of Figure 1.
Figure 3 is a sectional view taken along line 3-3 of Figure 1.
Figure 4 is a view of part of the annular air manifold 24 shown in Figure 1.
As shown in Figure 1, virgin gas oil arriving through line 2 and regenerated catalyst delivered through line 3, into reactor 11, are introduced through a fresh feed riser pipe 10. A second current
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feed arriving via line 5, advantageously recycle gas oil, and a regenerated catalyst coming from conduit 6, are introduced into reactor 11 through riser pipe 12 for the supply of recycle product.
Before reaching the reactor 11, the riser pipe 12 for recycling passes through the purification device 15, with which it does not communicate; it enters the dense phase bed, the level of which in reactor 11 is designated by 16. The cracking products and a small amount of entrained catalyst leave at level 16 the bed contained in the reactor
11 and pass into the cyclone separator 60, where the entrained catalyst is separated and from where it is returned to the bed of the dense phase through the dip pipe 61 - The separated gaseous products are discharged from the cyclone 60 through the pipe 62 to collector 63, which can also collect gaseous products from other cyclone separators, not shown.
The products in the form of vapor leave the manifold 63 through the conduit 64, which conveys them to a fractionation and recovery apparatus, not shown.
During the catalytic cracking process, coke is deposited on the fluidized solids catalyst. The fluidized solid catalyst leaves reactor 11 through line 13 and arrives in scrubber 15, where entrained and entrained hydrocarbons are released. .by the purifying water vapor delivered by the ring 17. The purified catalyst leaving the bottom of the purifying device 15 passes through the return pipe 14, the slide valve 18 and the return channel or inlet 21 opening into the regenerator 20. As shown in Figures 1, 2 and 3, the return pipe 21 of the spent catalyst communicates with the regenerator
20 by the tangential inlet 22 provided in the cylinder wall
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lower cylinder of regenerator 20.
A dense phase bed, the level of which is indicated. that in 25 is maintained in the regenerator 20 and the return pipe 21 introduces the spent catalyst below the level 25. The return pipe 21 introduces the spent catalyst under! the form of a dense phase in the dense phase of the regenerator 20 so as to avoid the localized high temperature. which would result from the meeting of air rich in oxygen and! catalyst with a high carbon content, which can occur during transport of the catalyst from a reactor to a reactor as a suspension in the combustion air.
Tangential inlet 22 determines the introduction of the catalyst particles into the regenerator with a horizontal velocity component. Since the dense phase bed is surrounded by the cylindrical wall of vessel 20, a vortex movement is imparted to the particles. The catalyst is withdrawn from the regenerator 20 through the discharge pipes 31 and 32 which are circumferentially remote from the inlet 22. In this way, the catalyst introduced through the duct 22 follows a peripheral path from the inlet to the inlet. exit. Such a peripheral path is significantly greater than the straight line distance between the inlet and the outlet.
Thus, the path which the catalyst is forced to follow is lengthened and the catalyst consequently has a longer residence time to remove the coke deposited therein.
The oxygen-containing gas, for example air, is introduced into the regenerator 20 through the air duct 23, the air manifold 24 and the nozzles 30. The air manifold 24 is arranged concentrically in the air duct. base of regenerator 20 below the level 25 of the dense phase. Nozzles 30 are
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¯ advantageously spaced at the bottom of the .ramp
24 or may be tilted, in the direction of the vortex, as shown in Figure 4.
The catalyst particles introduced by. tangential inlet 22 are suspended in the regenerator gas and the resulting suspension exhibits many of the characteristics of a fluid. Coke or carbonaceous material on the catalyst particles is burnt off by oxygen in the regeneration gas.
Catalyst is withdrawn from regenerator 20 through discharge pipes 31 and 32. Pipe 31 communicates, par. the valve 36 and the pipe 3, with the riser pipe 10 of fresh supply. The pipe 32 communicates, through the valve 37 and the pipe 6, with the recycling riser pipe 12. The discharge pipes 31 and 32 are in communication, at their top, with the interior of the regeneration chamber, at the top of the dense phase 25 of the fluidized bed therein. Preferably, the sonnets of the discharge pipes 31 and 32 are crenellated, the effects of fluctuations in the level of the bed thus being minimized.
Openings or windows 34 and 35 are provided in the respective lower parts of the discharge pipes 31 and 32. The windows
34 and 35 are provided in the respective pipes so that they occupy less than 1800 of their circumference and they - are preferably if killed so as not to be directed.
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towards the inlet 22, that is to say the place where the return pipe 21. of the spent catalyst enters the regeneration chamber 20. In this way the part of the respective pipes situated behind the windows acts has a screen preventing
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the direct deviation from the catalyst from the inlet pipe to the P ...
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hose, outlet.
In order to channel a greater amount of catalyst through windows 34 and 35, as described above, baffles or baffles 38 and 39 are respectively attached to pipes 31 and 32 at the base of these windows. These deflectors flare outward and upward from the base of windows 34 and 35 to a level somewhat below the top of the windows. These deflectors which are flared around the face of the windows serve two purposes. In addition to the vortex established in a horizontal plane, a torus-shaped flow path is produced by the circulation of gases towards the center of the contact zone in regenerator 20, resulting in a vertical component. stalls the movement of particles.
The solids separating in the dispersed phase of the contact zone tend to fall to the walls of the contact zone. The deflectors 38 and 39 are provided at the base of the windows. discharge pipes to receive the catalyst flowing downward and to direct it into the pipes 31 and 32. The deflectors 38 and 39 at the same time deflect the gases which rise so as to move them away from the windows. They act as funnels for the downward moving catalyst particles, and thus direct a higher and more constant amount of catalyst particles to the windows.
These deflectors also deflect the upward moving regeneration gases away from windows so they do not pass through them.
The combustion gases leaving the dense phase bed at level 25 and the entrained catalyst pass through
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the space of release from the upper part of the recenerator 20 for atU # h0 the cydone 4a separating the ena 4 80- lides, which O '0r .. i4's in 41. -The? oeàTà41 have- - -; .i clone is orieïttépoapl & reeptio # des gaZ tu, '' til '! I -. in the same sense as the parser pacts r t! -es in the regeneration 20 by 1'M% equal 2z, without bweoedon do - sens.
Although we: n have sent ± gt.um. only- cyclone - Figure 1, it will be understood that several cyclones can be -, provided to form two or more separation stages and that one can use several sets with a single stage or with several stages depending on the gas treatment capacity of the type of cyclone used and following the total quantity of gas to be treated. The solids separated in cyclone 40 return to regenerator bed 20 through dip pipe 42. Port 43,, of the dip pipe is oriented.
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te from naniere to ¯dir3.Er-les.soli, these in the direction of the vortex of the catalyst¯inGrodu3tarangential entry 22.
Szrprenante, the.antity of solids separated from the effluent gases by the cyclone 40 may exceed the amount of catalyst which passes from the reactor. 11 in regenerator 20
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by the condu3.t; di: nt-roâuctian -21. Thus, the catalyst returned by the dip pipe 42 can represent approximately 120% of the catalyst arriving via the introduction pipe 21 in the dense phase, and the return of this catalyst in the direction of the vortex increases by important way traffic. in a whirlwind. The gases leaving cyclone 40 are routed through conduit 45 to manifold 46, which can also receive gases from other cyclones, not shown.
Figures 2 'and 3 show, by way of example, additional cyclones 40' and 40 ", with a 3 * 'single stage, for the separation of gases from solids, having
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respectively inlet orifices 41 'and 41 "and provided respectively with dip pipes 42' and 42" having outlet orifices 43 'and 43 "' The gases collected in the manifold 46 are discharged through the discharge duct 47 and can relax. in power generation or heat recovery devices not shown, as is well known in the art.
In an example of application of the invention, a catalyst leaving the vessel of the reactor and containing a high percentage of carbonaceous material is introduced into the vessel of the regenerator through a tangential inlet.
Tangential entry causes the catalyst to move in a clockwise direction. Air is introduced into the vessel at a location below the catalyst inlets. Air passes through the catalyst bed reacting with the deposits contained therein to form carbon dioxide, carbon monoxide and water vapor. The products of the reaction. leave the catalyst bed in dense phase form and circulate through cyclones, the inlets of which are oriented to increase clockwise circulation.
The regenerated catalyst leaves the regenerator vessel through a withdrawal pipe which is closed at the side adjacent to the inlet port to prevent the catalyst from diverting directly from the inlet to the outlet.
The conditions prevailing in a fluid phase catalytic cracking unit regenerator operating as described above are for example the following:
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<tb> Temperature <SEP> of the <SEP> bed <SEP> of the <SEP> regenerator .. <SEP> C <SEP> 621
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<tb> Manometric pressure <SEP> <SEP> at the <SEP> top <SEP> of the regenerated <SEP>
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<tb> rateur, <SEP> kg / cm2 <SEP> 1.4
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<tb> Catalyst <SEP> spent <SEP> going <SEP> to <SEP> regenerator,
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<tb> tonnes <SEP> per <SEP> minute <SEP> 15
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<tb> Catalyst <SEP> drives <SEP> brought back <SEP> by <SEP> the <SEP> cy-
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<tb> clones <SEP> in <SEP> the <SEP> reads <SEP> from <SEP> regenerator,
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<tb> tonnes <SEP> per <SEP> minute <SEP> 18.2
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<tb> Specific <SEP> rate <SEP> of <SEP> combustion <SEP> of <SEP> coke,
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<tb> kg. <SEP> coke / hour / kg <SEP> catalyst <SEP> 0.08
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<tb> Carbon <SEP> on <SEP> catalyst <SEP> used, <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> 1.0
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<tb> Carbon <SEP> on <SEP> catalyst <SEP> regenerated <SEP> eh <SEP> weight <SEP> 0.4
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<tb> Internal <SEP> diameter <SEP> of the <SEP> container <SEP> of the regenerated <SEP>
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<tb> tor, mr.
<SEP> 6
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<tb> Direct <SEP> distance <SEP> from <SEP> the input <SEP> to <SEP> the <SEP> output, m <SEP> 2.4
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<tb> Distance <SEP> device <SEP> from <SEP> the input <SEP> to <SEP> the
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<tb> exit, mr. <SEP> 12.2
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From the data set out above, it appears that the peripheral path determined by the tangential inlet and the screened withdrawal pipes is twice as long as that which would be determined by an inlet and outlet provided simply on the opposite sides of the container. In addition, the peripheral path is five times longer than the path specific to constructions not designed to provide a peripheral path.
The longer path is desirable to prevent partially regenerated particles (high carbon content) from passing directly through the reactor, in which case desirable cracking reactions would not take place due to incomplete regeneration.