DE69217111T2

DE69217111T2 - Verfahren und Vorrichtung für Wärmeaustausch von festen Teilchen für Regenerierung in katalytischem Cracken

Info

Publication number: DE69217111T2
Application number: DE69217111T
Authority: DE
Inventors: Regis Bonifay; Frederic Hoffmann
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1992-04-17
Publication date: 1997-06-26
Anticipated expiration: 2012-04-18
Also published as: FR2675714B1; ES2099804T3; JP3366998B2; KR100214768B1; DE69217111D1; JPH05123587A; RU2054964C1; EP0511071A1; KR920019418A; FR2675714A1; US5286690A; EP0511071B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung eines Katalysators, welches mit Wärmeaustausch verwendet wird, in einem Fließbett und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Ganz besonders kann das Verfahren bei der Regenenerung von Katalysatoren, die insbesondere mit kohlenwasserstoffhaltigen Rückständen und mit Koks nach einer Reaktion einer Charge aus Kohlenwasserstoffen beziehen, Verwendung finden. Sie kann die Katalysatoren aus einer Hydrobehandlung, aus einem Hydrocracken oder aus einem katalytischen Cracken, aus einer Reformierung oder einem vollständigen Massenkontakt, der zum Beispiel in den Verfahren zum Wärmecracken verwendet wird, betreffen.
Als rein erläuterndes Beispiel verwendet man das Verfahren zur Regenerierung eines Katalysators, der aus einem Verfahren zum katalytischen Cracken stammt, in einem Fließbett aus schweren Chargen, die einen erhöhten Conradson-Kohlenstoff, wie einen atmosphärischen Rückstand, einen Rückstand unter Vakuum, einen entasphaltierten Rückstand, aufweisen, wobei diese Rückstände hydrobehandelt sein können.
Dieses Verfahren kommt ganz besonders bei der Steuerung bzw. Einstellung bzw. Kontrolle der Temperatur zur Anwendung.
Die Verfahren zum katalytischen Cracken wandeln die kohlenwasserstoffhaltigen Chargen in leichtere Produkte, wie Benzine, um. Zunächst sind die Chargen verhältnismäßig leicht, zum Beispiel Gasöle, und ist es, um einen maximalen Wirkungsgrad zur Umwandlung auf der Grundlage von sehr aktiven zeolithischen Katalysatoren zu erhalten, notwendig, das Maximum an Koks, das sich auf diesen Katalysatoren niedergeschlagen hat und das dessen Aktivität vermindert, während eines Regenerierungsschrittes bei einer Temperatur, die zwischen 520 und 800ºC liegt, zu entfernen.
Die dringliche Anforderung an Kraftstoffe veranlaßt die Raffineure dazu, sich für immer schwerere Chargen zu interessieren, die Kohlenwasserstoffe mit hohem Siedepunkt, zum Beispiel mit einem Siedepunkt höher als 550ºC, welche einen erhöhten Conradson-Kohlenstoff oder eine bedeutsame Konzentration an Metallen aufweisen, umfassen. Koks und schwere Kohlenwasserstoffe können sich dann auf dem Katalysator in einer bedeutsamen Menge während der Phase zum katalytischen Cracken niederschlagen und dessen Regenerierung durch eine Verbrennung kann eine bedeutsame Wärmeerzeugung hervorrufen, welche die Apparatur zerstören und den Katalysator deaktivieren kann, insbesondere bei langen Beaufschlagungen bei Temperaturen höher als 800ºC. Es wird dann zwingend, die Regenerierung des Katalysators zu steuern bzw. einzustellen bzw. zu kontrollieren. Dieses Problem stellt sich insbesondere, wenn man eine Technik verwenden will, die seit langer Zeit existiert und im wesentlichen herkömmliche kohlenwasserstoffhaltige Chargen behandelt, wobei ein Verfahren viel schwerere Chargen einsetzt.
Eine der Aufgaben der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regenerierung zur Verfügung zu stellen, welche die Steuerung bzw. Einstellung bzw. Kontrolle zur Abkühlung des Katalysators in einer Einheit zum katalytischen Cracken im Hinblick auf die Behandlung von schweren Chargen umfaßt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, auf eine größere Vielseitigkeit einer Verwendung der Vorrichtung zu antworten.
Der Stand der Technik ist durch die folgenden Patente veranschaulicht:
- Das US-Patent 4,614,724 offenbart eine Vorrichtung, die einen Regenerator darstellt, dessen Temperatur zur Regenerierung durch einen externen Wärmetauscher mit abwärtsführender strömung durch ein Rohrbündel gesteuert bzw. eingestellt bzw. kontrolliert wird.
Der abgekühlte Katalysator wird dem Regenerator durch eine steigleitung des Katalysators im fluidisierten Zustand in das dichte Bett dieses Regenerators zurückgeführt. Der Katalysator in dem Austauscher wird in dem dichten Bett durch ein Gas zur Fluidisierung, das im Gegenstrom zu der Strömungsrichtung des Katalysators strömt, gehalten und das Gas zur Fluidisierung wird entweder mit diesem mitgenommen, wenn die Menge sehr gering ist, oder durch die Einlaßleitung des Katalysators evakuiert. Diese Zirkulation im Gegenstrom des Gases stört die Strömung des Katalysators in dem Einlaßrohr bzw. Einlaßrohrstutzen und in dem Austauscher, und der Wärmeaustausch ist nicht maximal.
- Das US-Patent 4,434,245 beschreibt einen Regenerator mit zwei Niveaus, welcher einen externen Austauscher mit einem seitlichen Einlaß des warmen bzw. heißen Katalysators aus Richtung des oberen Niveaus, das eine Speicherzone darstellt, umfaßt.
Der abgekühlte Katalysator wird über eine Leitung, welche die Luft zur Regenerierung sowie den verbrauchten Katalysator empfängt, in eine Zone, entsprechend dem unteren Niveau, auf welchem die Verbrennung erfolgt, zurückgeführt. Somit ist die Funktionsweise des Regenerators und des Austauschers eng verbunden, da die Umkehr des abgekühlten Katalysators in den Regenerator eine Funktion der Menge zur Fluidisierung der Luft, die der Regenerierung dient, welche in der Leitung zirkuliert, ist. Dieses Patent offenbart daher ein Rohr bzw. einen Rohrstutzen oberhalb des Austauschers, das bzw. der in das dichte Bett des Austauschers einmündet, derart, daß der Außereingriff des Gases und der Rauchgase unter Berücksichtigung der Anwesenheit des Katalysators in diesem Rohr bzw. Rohrstutzen nicht vollständig erfolgen kann. Es kann dann ein pHänomen der Katalysatorzirkulation mit Umkehr nach oben (backmixing) auftreten. Der Außereingriff des Gases erfolgt um so schlechter als das Austauscherbündel bis zum oberen Ende des Austauschers heranreicht. Die Mischung ist gezwungenermaßen nicht homogen und es besteht somit eine obere Zone, in welcher der Katalysator steht und in welcher er schlecht erneuert wird, derart, daß der Wärmeaustausch vermindert ist.
- Das US-Patent 4,923,834 beschreibt ein Verfahren mit "backmixing", bei welchem ein oberes Rohr bzw. ein oberer Rohrstutzen, das bzw. der in die Einlaßleitung in den Austauscher des Katalysators, welcher in einem dichten Bett zirkuliert, einmündet, die Umkehr des Katalysators aus dem Austauscher in die Speicherkammer des Regenerators gestattet. Es handelt sich dort somit um eine Abkühlung durch "backmixing" und nicht um eine Lösung eines Problems der Evakuierung eines Wärmetauschers von Rauchgasen und von Luft zur Fluidisierung, welche den Wärmeaustausch zu maximieren gestatten.
Die vorliegende Erfindung hilft den oben erwähnten Unzulänglichkeiten bzw. Nachteilen ab und gestattet, wesentlich verbesserte Ergebnisse zu erhalten.
Auf detailliertere Weise betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Regenerierung eines Katalysators, der durch Koks kontaminiert ist, welches sich auf diesem niedergeschlagen hat, in einem Fließbett, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
a/ man nimmt eine Regenerierung des kontaminierten Katalysators und des wenigstens teilweise abgekühlten Katalysators, der aus dem Schritt f) unten stammt, in einem dichten Bett in wenigstens einer das dichte Bett enthaltenden Regenerierungszone unter geeigneten Bedingungen in Anwesenheit eines Gases zur Regenenerung, das Sauerstoff enthält, vor,
b/ man führt über eine nach unten geneigte Leitung wenigstens einen Teil des Katalysators, der in der Regenerierungszone enthalten ist, sowie einen Teil der Rauchgase in eine eine geeignete Höhe aufweisende Zone zum äußeren Wärmeaustausch ein, wobei die Leitung, die das dichte Bett der Regenerierungszone mit der Wärmeaustauschzone verbindet und dort an einer Verbindungsstelle einmündet, welche unterhalb des dichten Bettes der Regenerierungszone in einem Abstand von dem oberen Ende der Wärmeaustauschzone einschließlich zwischen dem Viertel und der Hälfte von deren Gesamthöhe gelegen ist und derart angeordnet ist, daß man von dem unteren Ende der Wärmeaustauschzone bis oberhalb der Verbindungsstelle eine Zone im dichten Katalysatorbett, die sich im wesentlichen bis zum Katalysator in der Regenerierungszone ausbildet, und eine Außereingriffszone, die ein geeignetes Volumen oberhalb des dichten Bettes bis zum oberen Ende der Austauschzone aufweist, bestimmt, wobei die Höhe der Wärmeaustausch zone derart ist, daß das Volumen, das für den Außereingriff der Gase verfügbar ist, einer Höhe von 1 bis 5 m oberhalb des dichten Bettes in der Regenenerungs zone entspricht,
c/ man den Katalysator in wenigstens einem Teil der Zone im dichten Bett unter entsprechenden Bedingungen zum indirekten Wärmeaustausch und zur Fluidisierung in Anwesenheit eines Gases zur Fluidisierung, das Sauerstoff enthält, abkühlt, wobei der Katalysator im Gegenstrom der Strömungsrichtung des Gases zur Fluidisierung zirkuliert,
d/ man die Trennung des Katalysators und des Gases zur Fluidisierung sowie von eventuellen Rauchgasen zur Regenerierung in dem Volumen der Außereingriffszone vornimmt,
e/ man die Gase und Rauchgase des Schrittes d) aus der Außereingriffszone evakuiert und in die gelöste Phase oberhalb des dichten Bettes der Regenerierungsphase einführt, und
f/ man den abgekühlten Katalysator des unteren Teiles der Wärmeaustauschzone in das dichte Bett des Regenerators mittels Einrichtungen zur Zurückführung des abgekühlten Katalysators zurückführt, in welchen man im Gleichstrom Gas zur Fluidisierung, das Sauerstoff enthält, injiziert.
Die Erfindung weist den Vorteil einer großen Vielseitigkeit zur Verwendung auf. Durch Verbindung der Entgasungsleitung mit der Außereingriffszone der Rauchgase und der Gase zur Fluidisierung des Katalysators in dem oberen Teil des Austauschers, der ein sehr geeignetes bzw. ausreichendes Volumen oberhalb eines Niveaus des dichten Bettes vorsieht, begünstigt man die Strömung des Katalysators um das Rohrbündel des Austauschers herum. Weiterhin durchströmt die Gesamtheit der Katalysatormenge, die erhöht werden kann, um die thermischen Gleichgewichtsbedingungen in der Einheit in Abhängigkeit der Härte der Charge zu erfüllen, den Austauscher und trägt zur Verbesserung des Wärmeaustausches und damit zu dessen Steuerung bzw. Einstellung bzw. Kontrolle bei.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung beträgt die Fluidisierungsgeschwindigkeit in dem Austauscher im allgemeinen von 0,025 m/s bis 0,75 m/s und vorteilhafterweise von 0,05 bis 0,30 m/s. Gemäß einem weiteren Merkmale beträgt die Fluidisierungsgeschwindigkeit in dem Regenerator im allgemeinen von 0,6 bis 1,5 m/s und vorteilhafterweise von 0,8 bis 1,2 m/s.
Um einen Außereingriff, der dem Gas zur Fluidisierung und den Rauchgasen zur Regenerierung des Katalysators genügt, zu gestatten, wählt man einen Austauscher, dessen Höhe derart ist, daß das für den Außereingriff des Gases zur Fluidisierung verfügbare Volumen einer Höhe von 0,1 bis 5 m und vorzugsweise von 1 bis 2,5 m oberhalb des dichten Bettes in der Regenerierungszone entspricht.
Die Gase und die Rauchgase können aus der Außereingriffszone mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 15 m/s und vorteilhafterweise von 5 bis 8 m/s evakuiert werden.
Der Durchmesser des Rohres bzw. des Rohrstutzens zur Evakuierung ist gewöhnlicherweise derart, daß der Druckverlust begrenzt, zum Beispiel 0,1 bar, ist. Dies entspricht einem Durchmesserverhältnis der Rohre bzw. Rohrstutzen zum Einlaß des Katalysators und zur Evakuierung der Gase von gewöhnlicherweise kleiner oder gleich 10, zum Beispiel einschließlich zwischen 3 und 6.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann im wesentlichen der gesamte indirekte Wäremaustausch unterhalb der Verbindungsstelle der geneigten Einlaßleitung des warmen bzw. heißen Katalysators in den Wärmetauscher durchgeführt werden. Unter diesen Bedingungen wird der Wärmeaustausch maximiert, da die gesamte Oberfläche des Austauschers mit dem gesamten Katalysator, welcher dort zirkuliert, in Kontakt steht.
Die Steuerung bzw. Einstellung bzw. Kontrolle der Menge von Katalysator, welcher den Austauscher durchströmt, und damit die thermische Steuerung bzw. Einstellung bzw. Kontrolle der Regulierung wird gewöhnlicherweise durch ein Ventil am Auslaß des Austauschers und anströmseitig von dem beschleunigten Ansteigen des abgekühlten Katalysators in dem dichten Bett sichergestellt. Dieses Ventil ist im allgemeinen durch geeignete Einrichtungen zur Betätigung beherrscht, die mit einer Temperatursonde, welche entweder in dem dichten Bett oder in dem fluidisierten Bett des Regenerators angeordnet ist, in Verbindung stehen und die im allgemeinen auf kontinuierliche Weise das Temperatursignal mit einem Bezugssignal, das vorab in Abhängigkeit von Parametern der Regenerierung und des Chargentyps definiert ist, vergleichen.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Regenerierung eines Katalysators, der durch Koks kontaminiert ist, in einem Fließbett, die Einrichtungen (2) zum Einlaß des Katalysators und Einrichtungen (28) zum Auslaß des regenerierten Katalysators hin zu einem Reaktor umfaßt. Sie umfaßt weiterhin in Kombination:
a/ man nimmt eine Regenerierung des kontaminierten Katalysators und des wenigstens teilweise abgekühlten Katalysators, der aus dem Schritt f) unten stammt, in einem dichten Bett in wenigstens einer das dichte Bett enthaltenden Regenerierungszone unter geeigneten Bedingungen in Anwesenheit eines Gases zur Regenenerung, das Sauerstoff enthält, vor,
b/ man führt über eine nach unten geneigte Leitung wenigstens einen Teil des Katalysators, der in der Regenerierungszone enthalten ist, sowie einen Teil der Rauchgase in eine eine geeignete Höhe aufweisende Zone zum äußeren Wärmeaustausch ein, wobei die Leitung, die das dichte Bett der Regenerierungszone mit der Wärmeaustauschzone verbindet und dort an einer Verbindungsstelle einmündet, welche unterhalb des dichten Bettes der Regenerierungszone in einem Abstand von dem oberen Ende der Wärmeaustauschzone einschließlich zwischen dem Viertel und der Hälfte von deren Gesamthöhe gelegen ist und derart angeordnet ist, daß man von dem unteren Ende der Wärmeaustauschzone bis oberhalb der Verbindungsstelle eine Zone im dichten Katalysatorbett, die sich im wesentlichen bis zum Katalysator in der Regenerierungszone ausbildet, und eine Außereingriffszone, die ein geeignetes Volumen oberhalb des dichten Bettes bis zum oberen Ende der Austauschzone aufweist, bestimmt, wobei die Höhe der Wärmeaustauschzone derart ist, daß das Volumen, das für den Außereingriff der Gase verfügbar ist, einer Höhe von 1 bis 5 m oberhalb des dichten Bettes in der Regenenerungs zone entspricht,
man den Katalysator in wenigstens einem Teil der Zone im dichten Bett unter entsprechenden Bedingungen zum indirekten Wärmeaustausch und zur Fluidisierung in Anwesenheit eines Gases zur Fluidisierung, das Sauerstoff enthält, abkühlt, wobei der Katalysator im Gegenstrom der Strömungsrichtung des Gases zur Fluidisierung zirkuliert,
d/ man die Trennung des Katalysators und des Gases zur Fluidisierung sowie von eventuellen Rauchgasen zur Regenerierung in dem Volumen der Außereingriffszone vornimmt,
e/ man die Gase und Rauchgase des Schrittes d) aus der Außereingriffszone evakuiert und in die gelöste Phase oberhalb des dichten Bettes der Regenerierungsphase einführt, und
f/ man den abgekühlten Katalysator des unteren Teiles der Wärmeaustauschzone in das dichte Bett des Regenerators mittels Einrichtungen zur Zurückführung des abgekühlten Katalysators zurückführt, in welchen man im Gleichstrom Gas zur Fluidisierung, das Sauerstoff enthält, injiziert.
Die Verbindungsstelle auf dem Niveau des Wärmetauschers der geneigten Leitung ist in einem Abstand von dem oberen Ende des Austauschers vorzugsweise einschließlich zwischen dem Viertel und dem Drittel von dessen Höhe gelegen.
Die Wärmetauscher können von einem an sich bekannten Typ sein und im allgemeinen aus Rohrbündeln, die auf indirekte Weise Wärme mit dem Katalysator (aus-)tauschen (Schlangenrohre, U-Rohre, Nadelrohre oder Bajonettrohre). Dieser kann dort entweder im Inneren oder auf der Außenseite zirkulieren. Die Wand des Wärmetauschers kann gegebenenfalls eine Oberfläche von Membran-Rohren umfassen.
Der regenerierte Katalysator gemäß der Erfindung ist gleichermaßen von herkömmlichem Typ, wie zum Beispiel die Siliziumdioxid- Aluminiumoxide vom Zeolith-Typ, die vorteilhafterweise eine Granulometrie von 30 bis 100 Mikrometern aufweisen, sein.
Die Erfindung wird im Hinblick auf die Figur, welche das Verfahren und die Vorrichtung darstellt, besser verständlich.
Ein Regenerator 1, der aus einer Einheit zum katalytischen Cracken stammt, erhält den zeolithischen Katalysator, auf welchem sich Koks während der katalytischen Crackreaktion niedergeschlagen hat, über eine Leitung 2 aus Richtung eines nicht dargestellten Stripperabscheiders. Diese Leitung mündet in das katalytische Bett 3 an einer geeigneten Stelle ein. Ein Gas zur Regenerierung, das den Sauerstoff enthält, wird über eine Leitung 4 in ein Organ 5 zur Fluidisierung, wie einem Rost oder einem Ring, (ein-)geführt und gestattet auf kontinuierliche Weise die Fluidisierung des Katalysators im dichten Bett und die Verbrennung des Koks. Die Rauchgase zur Regenerierung und der abgezogene Katalysator werden in Zyklonen, welche in der Figur nicht dargestellt sind, getrennt und die Rauchgase zur Regenerierung werden zum überwiegenden Teil evakuiert.
Ein Teil des warmen bzw. heißen Katalysators und ein Teil der Rauchgase mit einer Temperatur von 600 bis 850ºC werden in dem dichten Bett 3 an einer Stelle oberhalb des Organs 5 zur Injektion von Luft abgezogen und durch Schwerkraft mittels einer nach unten, zum Beispiel in einem Winkel von 30 bis 60 Grad zu der Achse des Austauschers, geneigten Leitung (6) in einen Wärmetauscher 7, der zum Austauschen durch indirekten Austausch der Wärme geeignet ist, (ein-)geführt. Dieser Austauscher ist zylindrisch, von länglicher Form, vertikal und enthält ein Austauscherbündel, das aus Schlangenrohren 11 gebildet ist, in welchem ein geeignetes Fluid, wie zum Beispiel das durch eine Leitung 9 unter Druck (zu-)geführte Wasser, zirkuliert. Man gewinnt Wasserdampf aus diesem Wärmeaustausch über eine Leitung 10. Das Rohrbündel ist vorteilhafterweise unterhalb der geneigten Leitung angeordnet, derart, daß der gesamte entnommene Katalysator durch das Bündel von oben nach unten hindurchströmt. Am unteren Ende des Austauschers führt eine Einrichtung 8 zur Fluidisierung (Ring oder Rost) die Luft im Gegenstrom der Strömungsrichtung des Katalysators ein und hält den Katalysator in einem dichten Bett durch das Rohrbündel hindurch.
Die Leitung 6 zur Zufuhr des warmen bzw. heißen Katalysators, die gemäß einem Winkel von 30 bis 60º zu der Achse des Austauschers geneigt ist, mündet in diesen Austauscher an einer Verbindungsstelle, die unterhalb des Niveaus 12 des dichten Bettes des Regenerators gelegen ist, zum Beispiel an einer Stelle, die in einem Abstand von dem oberen Ende 14 des Austauschers einschließlich zwischen dem Viertel und dem Drittel von dessen Höhe gelegen ist, ein, derart, daß der Katalysator im dichten Bett in dem oberen Teil des Austauschers ein geeignetes Niveau 13 erreicht, welches eine Funktion von entsprechenden Fluidisierungsgeschwindigkeiten in dem Regenerator und in dem Wärmetauscher und folglich von entsprechenden Volumenmassen ist. Es kann sich so eine geringe Höhendifferenz des Katalysators in dem Regenerator und in dem Austauscher ausbilden.
Die Höhe des Austauschers ist derart gewählt, daß in bezug auf dieses Niveau in dem Regenerator eine freie Zone, eine sogenannte Außereingriffszone 15, von 1 bis 2,5 m in dem Austauscher angeordnet ist, um die Trennung der möglichen Rauchgase zur Regenerierung des Katalysators und des Gases zur Fluidisierung zu gestatten. Eine Leitung 17 zur Entgasung evakuiert die Rauchgase und die Gase der gelösten Phase aus dem oberen Ende des Austauchers in die gelöste, fluidisierte Phase 18 oberhalb des fluidisierten dichten Bettes des Regenerators. Dessen Durchmesser wird derart (aus-)gewählt, daß das Verhältnis des Durchmessers der Entgasungsleitung zu demjenigen der Einlaßleitung 6 des Katalysators einschließlich zwischen 3 und 6 beträgt. Die Auslaßgeschwindigkeit der Gase beträgt im allgemeinen von 2 bis 15 m/s.
Einrichtungen 19 zur Zurückführung umfassen eine Leitung 20 zur Evakuierung des Katalysators, die mit einer Y- oder J-Verbindung 21 verbunden ist. Diese Leitung 20 am Auslaß des Austauschers umfaßt ein Ventil 23 zur Regulierung der Menge bzw. des Durchsatzes von warmen bzw. heißen Katalysator, der durch die Leitung 6 entnommen ist und der in dem Austauscher zirkuliert. Ein Steigorgan 22 (gaz lift) des abgekühlten Katalysators, das mit der Y-Verbindung verbunden ist, beschleunigt den Katalysator in einer vertikalen Leitung 25 mittels der Luft zur Fluidisierung, die über eine Leitung 24 eingeführt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit des Katalysators beträgt zum Beispiel von 1 bis 2 m/s in der Leitung 20, von 8 bis 12 m/s in der Leitung 25. Diese Leitung 25 führt den Katalysator in das dichte Bett 3 an einer Stelle, die oberhalb des Organs zur Injektion von Luft zur Fluidisierung gelegen ist und gleichermaßen zu der Regenerierung des Katalysators beiträgt, die zum Teil durch die Luft, welche durch das Organ zur Injektion von Luft zur Fluidisierung (zu-)geführt wird, und zum anderen Teil durch die Luft zur Fluidisierung, welche den abgekühlten Katalysator in dem dichten Bette nach oben führt, realisiert wird.
Der regenerierte und auf von 50 bis 150ºC abgekühlte Katalysator wird schließlich aus dem Regenerator in die Einheit zum katalytischen Cracken über eine Leitung 28 zur Zurückführung zurückgeführt.
Die thermische Steuerung bzw. Einstellung bzw. Kontrolle der Regenerierung wird durch die Kombination der folgenden Organe vorgenommen:
Einrichtungen 26 zur Regelung sind mit dem Ventil 23 verbunden, das in der Leitung 20 zur Evakuierung des Katalysators angeordnet ist. Diese Einrichtungen sind andererseits mit einer Temperatursonde 27 verbunden, die in dem dichten Bett des Regenerators lokalisiert ist. Wenn das durch die Sonde (ab-)gesendete Signal einen Wert erreicht, der größer ist als ein in Abhängigkeit von Parametern der Regenerierung vorab gewählter Einstellwert, welcher durch die Einrichtungen zur Regelung gespeichert worden ist, senden diese ein Signal an das Ventil 23, das die Masse bzw. den Durchsatz zur Evakuierung des Katalysators erhöht und aufgrund dessen die Masse bzw. den Durchsatz zur Zufuhr des Katalysators in den Austauscher erhöht. Diese Erhöhung der Masse bzw. des Durchsatzes trägt zu einer Verminderung der Regenenerungstemperatur bei.
Wenn das durch die Sonde (ab-)gesendete Signal demgegenüber einen Wert erreicht, der kleiner ist als der Einstellwert, wird das Ventil 23 teilweise geschlossen, derart, um den Wärmetauscher zu vermindern, was dazu beiträgt, die Temperatur des Katalysators in dem Regenerator wieder zu erhöhen. Rein beispielhaft zeigt das folgende Beispiel folgendes:
Masse bzw. Durchsatz des Katalysators in dem Austauscher : 310 000 kg/h
Temperatur des dichten Bettes des Regenerators: : 740ºC
Temperatur am Auslaß des Austauschers : 525ºC
Menge an Luft zur Fluidisierung in dem Austauscher: : 1 400 kg/h
Höhe des Austauscherbündels (Schlangen) : 5,8 m
Höhe der Außereingriffszone : 2,5 m
Menge der ausgetauschten Wärme : 8,4 x 10&sup7; kJ/h
Masse bzw. Durchsatz von erzeugtem Dampf : 49 530 kg/h
Temperatur des Dampfes : 255ºC
Druck des Dampfes : 41,7 bar.

Claims

1. Verfahren zur Regenerierung eines Katalysators, der durch Koks kontaminiert ist, welches sich auf diesem niedergeschlagen hat, in einem Fließbett, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

a/ man nimmt eine Regenerierung des kontaminierten Katalysators und des wenigstens teilweise abgekühlten Katalysators, der aus dem Schritt f) unten stammt, in einem dichten Bett in wenigstens einer das dichte Bett enthaltenden Regenerierungszone unter geeigneten Bedingungen in Anwesenheit eines Gases zur Regenenerung, das Sauerstoff enthält, vor,

b/ man führt über eine nach unten geneigte Leitung wenigstens einen Teil des Katalysators, der in der Regenerierungszone enthalten ist, sowie einen Teil der Rauchgase in eine eine geeignete Höhe aufweisende Zone zum äußeren Wärmeaustausch ein, wobei die Leitung, die das dichte Bett der Regenerierungszone mit der Wärmeaustauschzone verbindet und dort an einer Verbindungsstelle einmündet, welche unterhalb des dichten Bettes der Regenerierungszone in einem Abstand von dem oberen Ende der Wärmeaustauschzone einschließlich zwischen dem Viertel und der Hälfte von deren Gesamthöhe gelegen ist und derart angeordnet ist, daß man von dem unteren Ende der Wärmeaustauschzone bis oberhalb der Verbindungsstelle eine Zone im dichten Katalysatorbett, die sich im wesentlichen bis zum Katalysator in der Regenerierungszone ausbildet, und eine Außereingriffszone, die ein geeignetes Volumen oberhalb des dichten Bettes bis zum oberen Ende der Austauschzone aufweist, bestimmt, wobei die Höhe der Wärmeaustauschzone derart ist, daß das Volumen, das für den Außereingriff der Gase verfügbar ist, einer Höhe von 1 bis 5 m oberhalb des dichten Bettes in der Regenenerungs zone entspricht,

c/ man den Katalysator in wenigstens einem Teil der Zone im dichten Bett unter entsprechenden Bedingungen zum indirekten Wärmeaustausch und zur Fluidisierung in Anwesenheit eines Gases zur Fluidisierung, das Sauerstoff enthält, abkühlt, wobei der Katalysator im Gegenstrom der Strömungsrichtung des Gases zur Fluidisierung zirkuliert,

d/ man die Trennung des Katalysators und des Gases zur Fluidisierung sowie von eventuellen Rauchgasen zur Regenerierung in dem Volumen der Außereingriffszone vornimmt,

e/ man die Gase und Rauchgase des Schrittes d) aus der Außereingriffszone evakuiert und in die gelöste Phase oberhalb des dichten Bettes der Regenerierungsphase einführt, und

f/ man den abgekühlten Katalysator des unteren Teiles der Wärmeaustauschzone in das dichte Bett des Regenerators mittels Einrichtungen zur Zurückführung des abgekühlten Katalysators zurückführt, in welchen man im Gleichstrom Gas zur Fluidisierung, das Sauerstoff enthält, injiziert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Gas zur Regenerierung teilweise durch wenigstens eine Einrichtung zur Injektion eines Gases zur Regenerierung, die geeignet und von der Injektion von Gas zur Fluidisierung unterschiedlich ist, welche die Zurückführung des abgekühlten Katalysators gestattet, geliefert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei welchem man die Injektion des Gases zur Fluidisierung, welche die Rückführung des abgekühlten Katalysators gestattet, oberhalb der Einrichtung zur Injektion des Gases zur Regenerierung einmünden läßt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Fluidisierungsgeschwindigkeit in der Wärmeaustauschzone von 0,025 m/s bis 0,75 m/s und vorteilhafterweise von 0,05 bis 0,30 m/s beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Fluidisierungsgeschwindigkeit in der Regenerierungszone von 0,6 bis 1,5 m/s und vorteilhafterweise von 0,8 bis 1,2 m/s beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem die Höhe der Wärmeaustauschzone derart ist, daß das für den Außereingriff des Gases verfügbare Volumen einer Höhe von 1 bis 2,5 m oberhalb des dichten Bettes in der Regenenerungs zone entspricht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem das Gas aus der Außereingriffszone mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 15 m/s und vorteilhafterweise von 5 bis 8 m/s evakuiert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem im wesentlichen der gesamte indirekte Wärmeaustausch unterhalb der Verbindungsstelle durchgeführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem man die Katalysatormenge durch wenigstens ein Ventil abströmseitig von der Wärmeaustauschzone steuert.

10. Vorrichtung zur Regenerierung eines Katalysators, der durch Koks kontaminiert ist, im Fließbett, die Einrichtungen (2) zum Einlaß des Katalysators und Einrichtungen (28) zum Auslaß des regenerierten Katalysators hin zu einem Reaktor umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kombination umfaßt:

a/ einen Behälter (1) zur Regenerierung von länglicher Form, der mit den Einrichtungen (2) zum Einlaß verbunden ist und ein dichtes Katalysatorbett (3) sowie Einrichtungen (4, 5) zur Injektion eines Gases zur Regenerierung in das dichte Bett umfaßt,

b/ einen äußeren vertikalen Wärmetauscher (7) von länglicher Form, von geeigneter Höhe und geeignet, den warmen Katalysator und einen Teil von Rauchgasen über eine geneigte Leitung (6), die das dichte Bett des Behälters zur Regenerierung mit dem Austauscher verbindet, aufzunehmen und ihn abzukühlen, während er durch den Austauscher in absteigender Richtung zirkuliert, wobei der Austauscher Einrichtungen (8) zur Fluidisierung des Katalysators durch ein Gas an seinem unteren Ende, das dort angepaßt ist, ein dichtes Bett auf eine einer geeigneten Höhe zu realisieren, umfaßt, wobei die geneigte Leitung (6) in den Austauscher (7) an einer Verbindungsstelle einmündet, die unterhalb (12) des dichten Bettes des Behälters (1) zur Regenerierung in einem Abstand von dem oberen Ende des Austauschers einschließlich zwischen dem Viertel und der Hälfte seiner Gesamthöhe einmündet, derart, daß sie die Trennung von möglichen Rauchgasen zur Regenenerung und des Gases zur Fluidisierung, des Katalysators in dem oberen Bereich des Austauschers oder einer Außereingriffszone, die oberhalb des dichten Bettes in dem Austauscher gelegen ist, gestattet, wobei die Höhe des Wärmetauschers derart ist, daß das für den Außereingriff der Gase verfügbare Volumen einer Höhe von 1 bis 5 m oberhalb des dichten Bettes des Behälters zur Regenerierung entspricht,

c/ Einrichtungen (17) zur Evakuierung der Rauchgase und des Gases zur Fluidisierung aus der Außereingriffszone im oberen Bereich des Austauschers, die mit dem Behälter (1) zur Regenerierung an einer Stelle oberhalb (12) des dichten Bettes des Katalysators verbunden sind,

d/ Einrichtungen (20, 25) zur Zurückführung, die an eine im allgemeinen aufsteigende Zirkulation des abgekühlten Katalysators von dem unteren Ende des Austauschers in dem dichten Bett des Behälters zur Regenerierung angepaßt sind und Einrichtungen (22) zur Entnahme des abgekühlten Katalysators durch ein Gas zur Fluidisierung, das Sauerstoff enthält, umfassen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die Verbindungsstelle in einem Abstand von dem oberen Ende des Austauschers einschließlich zwischen dem Viertel und dem Drittel der Gesamthöhe des Austauschers gelegen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 11, bei welcher der Austauscher (7) ein Bündel (11) zum Wärmeaustausch in dem Teil des Austauschers, der unterhalb der Verbindungsstelle gelegen ist, umfaßt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei welcher die Einrichtungen zur Zurückführung ein Ventil (23) zur Einstellung der Katalysatormenge, das unterhalb des unteren Endes des Austauschers gelegen ist, umfassen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei welcher die Einrichtungen zur Injektion eines Gases zur Regenenerung ein Rost (5) umfassen und bei welcher die Einrichtungen (25) zur Zurückführung in das dichte Bett (3) des Behälters zur Regenerierung oberhalb des Rostes (5) einmünden.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei welchem die Einrichtungen zur Zurückführung eine Y- oder J-Verbindung unterhalb des unteren Endes des Austauschers, welche die Einrichtungen zur Entnahme des Katalysators beinhalten, umfassen.