3
5
Регенератор системы дегидрирования парафиновых углеводородов C-C (варианты)
3
5
REGENERATOR OF THE PARAFFIN HYDROCARBONS DEHYDROGENATION SYSTEM C-C (VARIANTS)

3
5
Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к установкам дегидрирования парафиновых углеводородов С-С в соответствующие олефиновые углеводороды, используемые для получения основных мономеров для синтетического каучука, а также при производстве полипропилена, метилтретичнобутилового эфира и др.
Типовые установки дегидрирования парафиновых углеводородов (И.Л. Кирпичников, В.В. Береснев, Л.М. Попов «Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука», Химия, Ленинград, 1986, стр. 8-12, 57-74) включают в себя реактор и регенератор с кипящим слоем мелкодисперсного алюмохромового катализатора с циркуляцией катализатора между ними. Регенератор имеет цилиндрический корпус, патрубки ввода воздуха через распределитель в нижней части кипящего слоя, ввода топливного газа через горелочное устройство в верхней части кипящего слоя, циклоны с пылеспускными стояками, соединенные с патрубками вывода газов регенерации в верхней сепарационной зоне регенератора, транспортную трубу с распределителем катализатора в виде отбойного диска, расположенного над уровнем кипящего слоя, для ввода отработавшего в реакторе катализатора в закоксованном и охлажденном в ходе эндотермической реакции дегидрирования виде и транспортирующего катализатор воздуха, секционирующие решетки, расположенные по высоте кипящего слоя. При этом регенератор содержит зону нагрева катализатора путем сжигания подаваемого топливного газа в горелочное устройство, представляющего собой систему перфорированных труб, и выжига кокса из катализатора в верхней части кипящего слоя, а также зону окисления катализатора и десорбции продуктов окисления подаваемым в регенератор воздухом в нижней части кипящего слоя над распределителем воздуха. Регенератор имеет также встроенный в нижнюю часть корпуса стакан восстановительно-десорбционной подготовки катализатора с кипящим слоем, разделенном решетками на секции, имеющий в нижней части патрубки для ввода газа-восстановителя на восстановление катализатора, инертного газа на десорбцию продуктов восстановления и транспортную трубу для вывода нагретого и регенерированного катализатора в восстановленном виде в реактор.
К недостаткам известного регенератора следует отнести недостаточную активность регенерированного катализатора и, соответственно, пониженные выходы олефиновых углеводородов в связи с тем, что значительное количество остаточного газа-восстановителя и реакционной воды, отравляющей катализатор (Миначев Х.М. и др., журнал «Нефтехимия», 1969, т. 27, №5, с. 677, Тюряев И.Я., «Теоретические основы получения бутадиена и изопрена методами дегидрирования», Киев, «Наукова думка», 1973, с. 153), выходит из стакана восстановительно-десорбционной подготовки катализатора и попадает в нижнюю часть зоны окисления существенно снижая степень окисления катализатора и десорбции воды в указанной зоне регенератора.
Наиболее близким к предлагаемому решению является регенератор с отводом газов восстановительно-десорбционной подготовки катализатора в зону горения подаваемого в регенератор газообразного топлива (международная заявка WO 2017/105283, МПК B01J38/30; С07С11/06; С07С11/08; С07С11/10; С07С5/333, опубл. 22.06.2017, патент RU 2666541, МПК B01J38/30; С07С11/06; С07С11/08; С07С11/10; С07С5/333, опубл. 11.09.2018). В указанном регенераторе над стаканом подготовки катализатора установлена сборная камера для сбора газов восстановительно-десорбционной подготовки, состоящая из цилиндрической обечайки примыкающей к верхней кромке стакана и крышки в форме усеченного конуса с большим основанием, примыкающим к обечайке и с меньшим основанием, направленным вверх, к которому примыкает газовая труба, установленная таким образом, что верхний торец ее располагается в области горения газообразного топлива регенератора, при этом над верхним торцем трубы установлен отбойник эллиптической формы, а в цилиндрической обечайке имеются отверстия для перетока циркулирующего катализатора из регенератора в стакан подготовки катализатора. Однако указанный регенератор имеет следующие основные недостатки:
- локальный ввод в кипящий слой зоны нагрева регенератора продуктов восстановительно-десорбционной подготовки катализатора приводит к неполному сгоранию остаточного газа-восстановителя, содержащегося в продуктах подготовки катализатора, попаданию его в сепарационную зону регенератора с ухудшением условий безопасного ведения процесса, что требует увеличения объема зоны нагрева и, соответственно, количества катализатора, загружаемого в регенератор, приводящего к увеличению времени пребывания катализатора в высокотемпературной зоне нагрева регенератора и к созданию условий для повышения термической дезактивации катализатора, что также определяет повышенный расход катализатора и требует увеличения подачи воздуха в регенератор;
- низкая эффективность десорбции катализатора непосредственно азотом в связи с малым временем пребывания катализатора в зоне десорбции в нижней части стакана-восстановителя (при малом расстоянии между распределителями газа-восстановителя и азота) и низком тепло-массообмене в свободном, неорганизованном кипящем слое в указанной зоне;
- ненадежность и нестабильность истечения газов из стакана подготовки катализатора по узкому каналу газовой трубы, которое сопровождается быстрой забивкой трубы катализатором и практически приводит к варианту работы аналога с попаданием указанных газов в зону окисления катализатора и к снижению активности регенерированного катализатора;
- ограниченные возможности увеличения мощности установки дегидрирования и повышения активности катализатора за счет форсирования режима подготовки катализатора путем увеличения расходов газа-восстановителя и инертного газа в стакан восстановительно-десорбционной подготовки катализатора.
Задачей настоящего изобретения является повышение технико-экономических показателей процессов дегидрирования парафиновых углеводородов путем снижения расхода катализатора, уменьшения расхода воздуха на регенерацию, повышения активности катализатора, стабилизации работы и расширения возможностей наращения мощности установок дегидрирования.
3
5
Для решения поставленной задачи предлагается регенератор системы дегидрирования парафиновых углеводородов С-С с кипящим слоем мелкодисперсного алюмохромового катализатора, имеющий цилиндрический корпус 1, трубопровод подачи воздуха 2 через распределитель 3 в нижней части кипящего слоя, трубопровод ввода топливного газа 4 через горелочное устройство 5 в верхней части кипящего слоя, транспортную трубу 7 ввода в верхнюю часть кипящего слоя газовзвеси из отработавшего в реакторе катализатора и транспортирующего воздуха 46, секционирующие решетки 8, расположенные по высоте кипящего слоя, содержащий при этом зону нагрева катализатора 9 путем сжигания подаваемого в горелочное устройство 5 топливного газа и выжига кокса из катализатора в верхней части кипящего слоя, зону окисления катализатора и десорбции продуктов окисления 10 подаваемым в регенератор воздухом в нижней части кипящего слоя над распределителем воздуха 3, а также стакан восстановительно-десорбционной подготовки катализатора 11 в нижней части корпуса 1 регенератора, имеющий в верхней части переточные отверстия 20 для перетока катализатора из регенератора в стакан-восстановитель 11, распределители 13, 14 для подачи соответственно газа- восстановителя через трубопровод 15 и инертного газа через трубопровод 16, секционирующие решетки 12, расположенные по высоте стакана-восстановителя 11, газовую трубу 22 для отвода отходящих газов подготовки катализатора в верхнюю часть кипящего слоя регенератора, присоединенную к верхней крышке 21 стакана- восстановителя 11 и патрубок 17 в нижней части стакана-восстановителя 11 для вывода в реактор отрегенерированного и подготовленного катализатора через трубопровод 42, а также патрубок вывода газов регенерации 55 в верхней части корпуса 1 регенератора, в котором в зоне нагрева катализатора 9 может быть установлено горелочное устройство 31 для дожита отходящих газов подготовки катализатора 39, содержащее газовую трубу 22 с открытым верхним торцем 64 направленным вверх, установленный на верхнем торце 64 газовой трубы 22 первый диск 23, окружающий отверстие газовой трубы 22 и второй диск 24, расположенный на некотором расстоянии вверх от первого диска 23 и жестко соединенный с ним с образованием между дисками 23, 24 открытого кольцеобразного пространства 25, при этом горелочное устройство 31 имеет соединенную с трубопроводом для ввода воздуха 28 раздающую камеру 26, 43, выполненную в виде раздающей трубы 27, прикрепленной ко второму диску 24 и расположенной соосно внутри газовой трубы 22 или в виде окружающей газовую трубу 22 кольцеобразную коробку 47, причем раздающая камера 26, 43 имеют, соответственно, в стенке раздающей трубы 27 или в стенке газовой трубы 22 расположенные ниже первого диска 23 горелочного устройства 31 дозирующие отверстия 29, 45 для впуска воздуха в поток отходящих газов подготовки катализатора 39 с образованием на участке газовой трубы 22 между дозирующими отверстиями 29, 45 и первым диском 23 горелочного устройства 31 кольцеобразного канала 50 или цилиндрического канала 37, являющихся смесительной камерой для предварительного смешения отходящих газов подготовки катализатора и подаваемого через трубопровод 28 воздуха.
Горелочное устройство 31 с кольцеобразным каналом 50 может содержать конус-рассекатель 49, прикрепленный своим основанием к нижнему торцу раздающей трубы 27 раздающей камеры 26 с вершиной, направленной вниз.
Горелочное устройство 31 с цилиндрическим каналом 37 может содержать конус-отражатель 6, прикрепленный своим основанием ко второму диску 24, причем конус-отражатель 6 направлен вершиной вниз и установлен по центру над отверстием газовой трубы 22.
В горелочном устройстве 31, имеющем соединенную с трубопроводом для ввода воздуха 28 раздающую камеру 43, выполненную в виде окружающей газовую трубу 22 кольцеобразную коробку 47, имеющую в стенке газовой трубы 22 расположенные ниже первого диска 23 горелочного устройства 31 дозирующие отверстия 45 для впуска воздуха в поток отходящих газов подготовки катализатора 39, транспортная труба 7 может быть расположена соосно внутри газовой трубы 22 с образованием между трубами кольцеобразного канала 50, являющегося смесительной камерой для предварительного смешения отходящих газов подготовки катализатора 39 и подаваемого через трубопровод 28 воздуха, при этом транспортная труба 7 проходит второй диск 24 в центральной его части с расположением верхнего открытого торца 63 транспортной трубы 7, снабженным распределителем катализатора и транспортирующего воздуха 40, над или под уровнем кипящего слоя 38.
3
5
Предлагается также регенератор системы дегидрирования парафиновых углеводородов С-С с кипящим слоем мелкодисперсного алюмохромового катализатора, включающий цилиндрический корпус 1, трубопровод 2 подачи кислородсодержащего газа через основной распределитель 3 в нижней части кипящего слоя, трубопровод ввода топливного газа 4 через горелочное устройство 5 в верхней части кипящего слоя, транспортную трубу 7 для ввода в верхнюю часть кипящего слоя газовзвеси из отработавшего в реакторе катализатора и транспортирующего воздуха 46, секционирующие решетки 8, разделяющие кипящий слой на секции, расположенные последовательно сверху вниз, зону нагрева катализатора 9 путем сжигания подаваемого в горелочное устройство 5 топливного газа и выжига кокса из катализатора в верхней части кипящего слоя и зону окисления катализатора и десорбции продуктов окисления 10 подаваемым в регенератор кислородсодержащим газом в нижней части кипящего слоя над основным распределителем 3 кислородсодержащего газа, содержащий также встроенный в нижнюю часть корпуса 1 регенератора стакан восстановительно-десорбционной подготовки катализатора 11с кипящим слоем, секционированном решетками 12, имеющий в нижней части распределители 13, 14, соединенные с трубопроводами соответственно для ввода газа-восстановителя 15 и инертного газа 16, а также патрубок 17 для вывода отрегенерированного катализатора через трубопровод 42 в реактор, расположенную в верхней части стакана-восстановителя 11 камеру 18 для сбора отходящих газов восстановительно-десорбционной подготовки катализатора, состоящую из цилиндрической обечайки 19 с отверстиями 20 для перетока циркулирующего катализатора из регенератора в стакан-восстановитель 11 и верхней крышки 21 в форме усеченного конуса с большим основанием, примыкающим к верхней кромке цилиндрической обечайки 19 и с меньшим основанием, направленным вверх, к которому присоединена газовая труба 22 для отвода отходящих газов подготовки катализатора в верхнюю часть кипящего слоя регенератора, трубопровод вывода газов регенерации 52 через патрубок 55 в верхней части корпуса 1 регенератора, при этом регенератор может включать горелочное устройство 58 для дожита отходящих газов подготовки катализатора, включающее транспортную трубу 7, расположенную внутри газовой трубы 22 таким образом, что верхний торец 63 транспортной трубы 7 может быть расположен ниже верхнего торца 64 газовой трубы 22 или, что верхний торец 63 транспортной трубы 7 расположен в кипящем слое в зоне нагрева катализатора 9 на одном уровне с верхним торцем 64 газовой трубы 22, причем обе трубы установлены соосно с корпусом 1 регенератора с образованием кольцеобразного межтрубного пространства 65, а на верхнем торце 64 газовой трубы 22 установлен первый диск 23, окружающий отверстие газовой трубы 22 и второй диск 24, расположенный на некотором расстоянии вверх от первого диска 23 и жестко соединенный с ним с образованием открытого кольцеобразного пространства 25 между дисками 23, 24, являющегося смесительной камерой для смешения отходящих газов подготовки катализатора 39 и газовзвеси из отработавшего в реакторе катализатора и транспортирующего воздуха 46.
Горелочное устройство 58 для дожита отходящих газов подготовки катализатора может содержать третий диск 61, окружающий отверстие транспортной трубы 7 на ее верхнем торце 63, установленный горизонтально и имеющий внешний диаметр меньше диаметра отверстия газовой трубы 22, образуя между указанным третьим диском 61 и газовой трубой 22 кольцеобразную щель 62 для впуска отходящих газов подготовки катализатора 39 в поток газовзвеси из отработавшего в реакторе катализатора и транспортирующего воздуха 46.
Верхняя часть газовой трубы 22 может быть выполнена в виде сужения, представляющего собой усеченный конус 59 с направленным вверх меньшим основанием, который образует верхний торец 64 газовой трубы 22 и создает между указанным торцем и транспортной трубой 7 кольцеобразную щель 60 для впуска отходящих газов подготовки катализатора 39 в поток газовзвеси из отработавшего в реакторе катализатора и транспортирующего воздуха 46.
Горелочное устройство 58 для дожига отходящих газов подготовки катализатора, может содержать соединенную с трубопроводом для ввода дополнительного воздуха 28 раздающую камеру 43 в виде окружающей газовую трубу 22 кольцеобразной коробки 47, имеющую в стенке газовой трубы 22 дозирующие отверстия 45 для впуска воздуха в поток отходящих газов подготовки катализатора 46, образуя при этом между указанными отверстиями и первым диском 23 кольцеобразное межтрубное пространство 57 предварительного смешения подаваемого воздуха и отходящих газов подготовки катализатора.
Дозирующие отверстия 29, 45 для впуска воздуха в поток отходящих газов подготовки катализатора могут быть расположены ниже первого диска 23 на расстоянии от него, составляющем не менее, чем 40 *d, где d - диаметр одного дозирующего отверстия 29, 45.
В верхней крышке 21 стакана-восстановителя 11 и/или в газовой трубе 22 могут быть расположены штуцера 41 для ввода в газовую трубу 22 продувочного воздуха.
Горелочное устройство 31, 58 для дожига отходящих газов подготовки катализатора 39 может содержать конус-отражатель 6, прикрепленный своим основанием ко второму диску 24, причем конус-отражатель 6 направлен вершиной вниз и установлен по центру над отверстием газовой трубы 22 или транспортной трубы 7 для ввода газовзвеси из отработавшего в реакторе катализатора и транспортирующего воздуха 46.
Первый диск 23 горелочного устройства 31, 58 для дожига отходящих газов подготовки катализатора 39 может быть установлен горизонтально.
Первый диск 23 горелочного устройства 31, 58 для дожига отходящих газов подготовки катализатора 39 может иметь форму усеченного конуса с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 30° вниз от горизонтального положения до 30° вверх от горизонтального положения.
Второй диск 24 горелочного устройства 31, 58 для дожига отходящих газов подготовки катализатора 39 может быть установлен горизонтально.
Второй диск 24 горелочного устройства 31, 58 для дожига отходящих газов подготовки катализатора 39 может иметь форму конуса или усеченного конуса с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 30° вверх от горизонтального положения до 45° вниз от горизонтального положения и установлен вершиной вниз или вверх по центру над отверстием транспортной трубы 7 для ввода газовзвеси из отработавшего в реакторе катализатора и транспортирующего воздуха 46.
Отношение диаметра первого диска 23 горелочного устройства 31, 58 для дожига отходящих газов подготовки катализатора 39 к диаметру корпуса 1 регенератора может находиться в диапазоне значений от 0,1 до 0,3.
В горелочном устройстве 31, 58 для дожига отходящих газов подготовки катализатора 39 отношение диаметра первого диска 23 к диаметру второго диска 24 может находиться в диапазоне значений от 0,8 до 1,25.
Отношение диаметра основания конуса-отражателя 6 к диаметру отверстия транспортной трубы 7 может находиться в диапазоне значений от 0,3 до 1,0.
Второй диск 24 может быть жестко соединен с первым диском 23 с помощью перегородок 34.
Число перегородок 34 может находиться в диапазоне от 3 до 12.
Перегородки 34 могут быть равномерно распределены по окружности дисков 23, 24, разделяя открытое кольцеобразное пространство 25 на независимые каналы истечения потоков 51.
Перегородки 34 могут представлять собой плоские радиально направленные пластины.
Секционирующие решетки 32 в верхней части кипящего слоя регенератора, включающей зону нагрева катализатора 9 путем сжигания топливного газа и выжига кокса могут иметь свободное сечение больше, чем секционирующие решетки 8 в нижней части кипящего слоя регенератора, включающей зону окисления и десорбции катализатора 10 подаваемым в регенератор кислородсодержащим газом.
Расстояние между секционирующими решетками 32 в верхней части кипящего слоя регенератора, включающей зону нагрева катализатора 9 путем сжигания топливного газа и выжига кокса могут быть больше, чем расстояние между секционирующими решетками 8 в нижней части кипящего слоя регенератора, включающей зону окисления и десорбции катализатора 10 подаваемым кислородсодержащим газом.
Горелочное устройство 31, 58 может быть расположено под уровнем кипящего слоя 38 над или под одной или несколькими верхними секционирующими решетками 32.
Ниже основного распределителя воздуха 3 под отверстиями 20 для перетока циркулирующего катализатора из регенератора в стакан-восстановитель 11 может быть расположен дополнительный распределитель воздуха 30.
Основной распределитель воздуха 3 может быть расположен над или под отверстиями 20 для перетока циркулирующего катализатора из регенератора в стакан-восстановитель 11.
Между распределителями газа-восстановителя 13 и азота в качестве инертного газа 14 в стакане-восстановителе 11 могут быть установлены дополнительные решетки 67.
3
5
В качестве сырья на установках дегидрирования могут быть использованы парафиновые углеводороды С-С, такие, например, как изобутан, н-бутан, изопентан, пропан с содержанием парафинов в сырье предпочтительно 95-99 мас. %, а также смеси указанных парафиновых углеводородов.
2
3
2
2
2
3
3
При осуществлении предлагаемого способа регенерации катализатора в систему реактор-регенератор может быть загружен алюмохромовый катализатор, содержащий CrO - 13,0-25,0 мас. %, КО - 1,0-3,0 мас. %, SiO - 1,0-10,0 мас. %, AlO- остальное, при содержании в окисленном состоянии CrO - 0,25-3,5 мас. %.
Например, промышленный катализатор типа АОК-73-24.
Под отработанным катализатором подразумевают катализатор, который использовался в реакторе дегидрирования, был десорбирован, например, с использованием азота для удаления углеводородов из катализатора, и в охлажденном при осуществлении эндотермической реакции дегидрирования, закоксованном и восстановленном виде направлен в регенератор.
При реализации предлагаемого изобретения в качестве топливного газа и газа-восстановителя могут быть использованы природный газ, предпочтительно содержащий метан, абгаз процессов дегидрирования, содержащий до 25 мас. %. водорода или легкие парафиновые углеводороды и др. Для увеличения степени восстановления и, соответственно, активности катализатора предпочтительна подача газа-восстановителя с избытком по сравнению с необходимым для полного восстановления катализатора в соответствии со стехиометрией реакций восстановления. На десорбцию предпочтительна подача азота.
В качестве кислородсодержащего газа для регенерации катализатора может быть использован воздух, воздух, обогащенный кислородом (например, смешением воздуха и кислорода). Концентрация кислорода в кислородсодержащих газах, подаваемых на регенерацию катализатора, ограничивается (до 50 мас. %) условиями соблюдения безопасности процесса.
В качестве продувочного газа, подаваемого в штуцера 41 на газовой трубе 22 и/или верхней крышке 21 сборной камеры 18, предпочтительна подача воздуха.
На фиг. 1 представлена схема первого варианта регенератора по изобретению. На фиг. 2 - 3 изображены другие возможные компоновки предлагаемых горелочных устройств для дожига отходящих газов подготовки катализатора по первому варианту.
На фиг. 4 изображена схема регенератора предлагаемого изобретения по второму варианту с совмещенным расположением транспортной 7 и газовой 22 труб - труба в трубе. На фиг. 5-8 изображены возможные компоновки предлагаемых горелочных устройств по второму варианту для дожига отходящих газов подготовки катализатора в потоке воздуха, подаваемого на транспорт катализатора в транспортную трубу 7 с возможным добавлением в указанный поток дополнительного воздуха по трубопроводу 28 через раздающую камеру 43 в виде кольцеобразной коробки 47, а также продувочного воздуха по трубопроводам 36.
Изображенный на фиг. 1 регенератор имеет цилиндрический корпус 1, трубопровод подачи воздуха 2 через распределитель 3, узел подачи топливного газа 44, трубопровод ввода топливного газа 4 через горелочное устройство 5 в виде перфорированной трубы, транспортную трубу 7 ввода отработавшего в реакторе катализатора и транспортирующего воздуха, секционирующие решетки 8, 32, зону нагрева катализатора 9, зону окисления катализатора и десорбции продуктов окисления 10, узел восстановительно-десорбционной подготовки катализатора 11 в виде стакана, встроенного в нижнюю часть корпуса 1 регенератора. Стакан-восстановитель 11 состоит из цилиндрической обечайки 19 с отверстиями 20 в верхней части цилиндрической обечайки 19 для перетока циркулирующего катализатора из регенератора в стакан-восстановитель 11 и верхней крышки 21 в форме усеченного конуса, образующего сборную камеру 18 для сбора отходящих газов восстановительно-десорбционной подготовки катализатора, соединенного с газовой трубой 22, для отвода отходящих газов подготовки катализатора в верхнюю часть кипящего слоя регенератора. Стакан-восстановитель 11 имеет секционирующие решетки 12, распределители 13, 14, соединенные с трубопроводами для ввода газа-восстановителя 15 и инертного газа 16, а также патрубок 17 для вывода отрегенерированного и подготовленного катализатора в реактор. Предлагаемый регенератор снабжен горелочным устройством 31 для дожига отходящих газов подготовки катализатора. Горелочное устройство 31, изображенное на фиг. 1, содержит газовую трубу 22, установленный на верхнем торце 64 газовой трубы 22 первый диск 23, окружающий отверстие газовой трубы 22 и второй диск 24, расположенный на некотором расстоянии вверх от первого диска 23 и жестко соединенный с ним (фиг. 2) с помощью радиально направленных перегородок 34 (на фиг. 1 не показаны) с образованием между дисками 23, 24 открытого кольцеобразного пространства 25. Как показано на фиг. 2 (разрез по А-А), перегородки 34 делят открытое кольцеобразное пространство 25 на независимые каналы истечения потоков 51 (на фиг. 1 не показаны). Вариант горелочного устройства 31, изображенный на фиг. 1, имеет раздающую камеру 26 в виде раздающей трубы 27, соединенной с трубопроводом 28 для подачи воздуха, прикрепленной ко второму диску 24 и расположенной внутри газовой трубы 22 соосно с ней и имеющей в стенке раздающей трубы 27 дозирующие отверстия 29 для впуска воздуха в поток отходящих газов подготовки катализатора. Кольцеобразный канал 50 между газовой 22 и раздающей 27 трубами на участке между дозирующими отверстиями 29 и первым диском 23 горелочного устройства 31 является смесительной камерой горелочного устройства 31 для предварительного смешения отходящих газов подготовки катализатора и подаваемого воздуха. Заключительное смешение указанных потоков осуществляется при прохождении их в открытом кольцеобразном пространстве 25 между дисками 23 и 24 и последующем выпуске в кипящий слой. Газовая труба 22 и сборная камера 18 имеют штуцера 41 для ввода продувочного воздуха. К нижнему торцу раздающей трубы 27 прикреплен конус-рассекатель 49 (фиг. 1). Под распределителем воздуха 3, ниже переточных отверстий 20 расположен дополнительный распределитель воздуха 30, обеспечивающий подвижность катализатора в районе переточных отверстий 20.
Представленные на фиг. 2 и 3 горелки содержат раздающую камеру 43, образованную кольцеобразной коробкой 47, окружающей газовую трубу 22, и дозирующие отверстия 45 в стенке газовой трубы 22. Вариант горелочного устройства 31, изображенный на фиг. 2, имеет кольцеобразный канал 50 для предварительного смешения отходящих газов подготовки катализатора 39 и подаваемого воздуха в виде цилиндрического канала на конце газовой трубы 22 между дозирующими отверстиями 45 и первым диском 23 горелочного устройства 31. Заключительное смешение указанных потоков осуществляется при прохождении их в открытом кольцеобразном пространстве 25 между дисками 23 и 24 и последующем выпуске в кипящий слой. Ко второму диску 24 горелочного устройства 31 прикреплен конус-отражатель 6.
В варианте горелочного устройства 31, изображенном на фиг. 3, транспортная труба 7 расположена соосно внутри газовой трубы 22 с образованием между трубами кольцеобразного канала 50, являющегося смесительной камерой для предварительного смешения отходящих газов подготовки катализатора 39 и подаваемого через трубопровод 28 для ввода дополнительного воздуха. Заключительное смешение указанных потоков осуществляется при прохождении их в открытом кольцеобразном пространстве 25 между дисками 23 и 24 и последующем выпуске в кипящий слой. При этом транспортная труба 7 проходит второй диск 24 в центральной его части с расположением верхнего открытого торца 63 транспортной трубы 7, снабженным распределителем катализатора и транспортирующего воздуха 40, над или под уровнем кипящего слоя 38.
Изображенный на фиг. 4 регенератор по второму варианту содержит цилиндрический корпус 1, трубопровод подачи воздуха 2 через основной распределитель 3 в нижней части кипящего слоя, трубопровод ввода топливного газа 4 через горелочное устройство 5 в виде системы из перфорированных труб в верхней части кипящего слоя, циклоны 53 с пылеспускными стояками 54 в верхней сепарационной зоне регенератора, соединенные с патрубком 55 и трубопроводом 52 вывода газов регенерации, транспортную трубу 7 для ввода в верхнюю часть кипящего слоя смеси отработавшего в реакторе катализатора и транспортирующего воздуха 46, секционирующие решетки 8, разделяющие кипящий слой на секции, расположенные последовательно сверху вниз зону нагрева катализатора 9 путем сжигания подаваемого в горелочное устройство 5 топливного газа и выжига кокса из катализатора в верхней части кипящего слоя и зону окисления катализатора и десорбции продуктов окисления 10 подаваемым в регенератор воздухом в нижней части кипящего слоя над распределителем воздуха 3, содержащий также встроенный в нижнюю часть корпуса 1 регенератора стакан восстановительно-десорбционной подготовки катализатора 11 с кипящим слоем, секционированном решетками 12, имеющий в нижней части распределители 13, 14, соединенные с трубопроводами соответственно для ввода газа-восстановителя 15 и инертного газа 16, а также патрубок 17 для вывода отрегенериро ванного катализатора в реактор, расположенную в верхней части стакана-восстановителя 11 камеру 18 для сбора отходящих газов восстановительно-десорбционной подготовки катализатора, состоящую из цилиндрической обечайки 19 с отверстиями 20 в верхней ее части для перетока циркулирующего катализатора из регенератора в стакан-восстановитель 11 и верхней крышки 21 в форме усеченного конуса с большим основанием, соединенным с цилиндрической обечайкой 19 и с меньшим основанием, направленным вверх к которому присоединена газовая труба 22 для отвода отходящих газов подготовки катализатора в верхнюю часть кипящего слоя регенератора. Предлагаемый регенератор снабжен горелочным устройством 58 для дожига отходящих газов подготовки катализатора. Горелочное устройство 58 содержит транспортную трубу 7, расположенную внутри газовой трубы 22 таким образом, что ее верхний торец 63 расположен в кипящем слое в зоне нагрева катализатора 9 на одном уровне с верхним торцем 64 газовой трубы 22, причем обе трубы установлены соосно с корпусом 1 регенератора с образованием кольцеобразного межтрубного пространства 57, а на верхнем торце 64 газовой трубы 22 установлен первый диск 23, окружающий отверстие газовой трубы 22 и второй диск 24, расположенный на некотором расстоянии вверх от первого диска 23 и жестко соединенный с ним (фиг. 5) с помощью радиально направленных перегородок 34 с образованием между дисками 23, 24 открытого кольцеобразного пространства 25. Как показано на фиг. 5 (разрез по А-А), перегородки 34 в виде пластин делят открытое кольцеобразное пространство 25 на независимые каналы истечения потоков 51. Горелочное устройство 58, изображенное на фиг. 4, содержит раздающую камеру 43 в виде окружающей газовую трубу 22 кольцеобразной коробки 47, соединенной с трубопроводом 28 для ввода дополнительного воздуха и имеющей дозирующие отверстия 45 в стенке газовой трубы 22 для впуска дополнительного воздуха в поток отходящих газов подготовки катализатора, а также кольцеобразное межтрубное пространство 57 для предварительного смешения подаваемого воздуха и отходящих газов подготовки катализатора. Заключительное смешение указанных потоков осуществляется при прохождении их в открытом кольцеобразном пространстве 25 между дисками 23 и 24 и последующем выпуске в кипящий слой.
Представленное на фиг. 6 горелочное устройство для второго варианта регенератора, содержит третий диск 61, окружающий отверстие транспортной трубы 7 имеющий внешний диаметр меньше диаметра отверстия газовой трубы 22, образуя между указанным диском и газовой трубой 22 кольцеобразную щель 62 для впуска отходящих газов подготовки катализатора в поток газовзвеси из катализатора и транспортирующего воздуха 46.
Газовая труба 22 представленного на фиг. 7 горелочного устройства, содержит в верхней части сужение в форме усеченного конуса 59, при этом меньшее основание усеченного конуса 59 образует верхний торец 56 газовой трубы 22, соединенный с первым диском 23, образуя между внутренней стенкой меньшего основания конуса и транспортной трубой 7 кольцеобразную щель 60 для впуска отходящих газов подготовки катализатора в поток газовзвеси катализатора и транспортирующего воздуха 46.
В представленном на фиг. 8 горелочном устройстве верхний торец 63 транспортной трубы 7 расположен ниже верхнего торца 64 газовой трубы 22, образуя между указанными верхними торцами 63, 64 смесительную камеру 66 потоков отходящих газов подготовки катализатора и газовзвеси катализатора и транспортирующего воздуха. Заключительное смешение указанных потоков осуществляется при прохождении их в открытом кольцеобразном пространстве 25 между дисками 23 и 24 и последующем выпуске в кипящий слой.
3
5
2
Предлагаемые варианты регенератора в различном исполнении в составе установок дегидрирования парафиновых углеводородов С-С с кипящим слоем мелкодисперсного алюмохромового катализатора, например, типа АОК-73-24, работают при следующих тепловых режимах зоны нагрева регенератора. Температура поступающего из реактора по транспортной трубе 7 потока газовзвеси катализатора и транспортирующего воздуха составляет преимущественно 500-560°С. Температура отходящих газов подготовки катализатора, направляемых в горелочное устройство 31, составляет преимущественно 640-680°С. Температура воздуха, направляемого в горелочное устройство 50-100°С. Температура зоны нагрева катализатора 9 в регенераторе выдерживается в диапазоне 640-690°С и обеспечивается сжиганием кокса на катализаторе, топливного газа, подаваемого в зону нагрева катализатора 9 через горелочное устройство 5, и дожитом отходящих газов подготовки катализатора, подаваемых по газовой трубе 22 в горелочное устройство 31, 58. Состав отходящих газов подготовки катализатора зависит от содержания шестивалентного хрома в катализаторе, поступающем из зоны окисления регенератора в зону подготовки катализатора, а также от состава и количества газа-восстановителя, подаваемого на восстановление. Использование современных эффективных высокохромистых катализаторов дегидрирования (с высоким содержанием шестивалентного хрома в окисленном катализаторе) требует увеличения подачи газа-восстановителя. Использование предлагаемого горелочного устройства 31 позволяет осуществлять подачу газа-восстановителя в стакан-восстановитель 11 с коэффициентом избытка равном 1,1-2,5 по сравнению с необходимым для полного восстановления катализатора. Представленные в таблице 1 данные получены при использовании в качестве газа-восстановителя абгазов производства или природного газа при его подаче в стакан-восстановитель 11 с коэффициентом избытка равном 1,5 по сравнению с требуемым по стехиометрии для осуществления реакций восстановления окислов шестивалентного хрома на катализаторе, поступающем из зоны окисления регенератора, до трехвалентного после восстановления катализатора в стакане-восстановителе 11. При этом содержание шестивалентного хрома в окисленном катализаторе выдерживалось в диапазоне 0,5-1,0 мас. %, характерном для современных высокохромистых катализаторов. Как видно из таблицы 1, отходящие газы подготовки катализатора в процессах дегидрирования характеризуются высоким содержанием горючей углеводородной части, обеспечивающей при дожиге существенную долю в тепловом балансе регенератора. Так, например, в процессе дегидрирования изобутана доля тепловой мощности предлагаемого горелочного устройства дожига, позволяющей осуществлять режим работы узла подготовки катализатора в диапазоне изменения коэффициента избытка подачи природного газа на восстановление катализатора составляющем 1,5-2,5, достигает 4-13% от общей тепловой мощности зоны нагрева регенератора при соответствующем уменьшении подачи природного газа в существующее горелочное устройство 5. В то же время, газы подготовки катализатора забалластированы значительным количеством несгораемых газов (азот, CO) и содержат большое количество реакционной воды, подлежащей выводу из системы, что предъявляет дополнительные требования к организации дожига отходящих газов подготовки катализатора по сравнению со сжиганием указанных газов по прототипу. Указанные требования обеспечиваются предлагаемой конструкцией горелочного устройства дожига, его расположением в кипящем слое, компоновкой зоны нагрева регенератора, содержащей предлагаемое горелочное устройство, секционирующие решетки и имеющееся горелочное устройство для сжигания подаваемого топливного газа.
Предлагаемый регенератор (фиг. 1-3) по первому варианту работает следующим образом. Под кипящий слой регенератора из коллектора 33 по трубопроводу 2 в основной распределитель 3 и по трубопроводу 35 в дополнительный распределитель 30 подается воздух. Отработавший катализатор из реактора в закоксованном, восстановленном и охлажденном в ходе эндотермической реакции дегидрирования виде в смеси с транспортирующим воздухом (в виде газовзвеси) подается по транспортной трубе 7 через распределитель 40 на верхнюю часть кипящего слоя 38 регенератора. Воздух проходит кипящий слой 38 регенератора, секционированный горизонтальными решетками 8 противоточно к опускающемуся вниз циркулирующему катализатору. Для нагрева циркулирующего катализатора с целью обеспечения теплом эндотермической реакции дегидрирования по трубопроводу 4 в верхнюю часть кипящего слоя регенератора через горелочное устройство 5, расположенное в зоне нагрева катализатора 9, подают топливный газ на сжигание в потоке подаваемого в регенератор воздуха при одновременном выжиге кокса на катализаторе. Катализатор последовательно проходит зоны нагрева катализатора 9, окисления и десорбции катализатора от продуктов окисления 10, а далее восстановления катализатора и десорбции продуктов восстановления в стакане 11 восстановительно-десорбционной подготовки катализатора. Окисленный катализатор проходит через стакан-восстановитель 11 для удаления адсорбированного кислорода и восстановления шестивалентного хрома до трехвалентного. Отрегенерированный, подогретый и восстановленный катализатор из нижней части стакана-восстановителя 11 через патрубок 17 транспортируется в реактор. Полученные газы регенерации попадают в надслоевое пространство регенератора и после улавливания мелких фракций унесенного из кипящего слоя катализатора в циклонах (на фиг. 1, 2, 3 не показано) покидают регенератор. Поток отходящих газов подготовки катализатора, содержащий значительную часть остаточного газа-восстановителя, направляется по газовой трубе 22 на дожиг горючей части потока в горелочное устройство 31, куда также по трубопроводу 28 через раздающую камеру 26 в виде раздающей трубы 27 и дозирующие отверстия 29 в поток отходящих газов подготовки катализатора подается воздух в количестве, обеспечивающем необходимый избыток воздуха для полного сгорания горючей части отходящих газов подготовки катализатора. Отходящие газы подготовки катализатора содержат некоторое количество катализатора, захваченного из сборной камеры 18, проходят в виде газовзвеси газовую трубу 22 и поступают в режиме восходящего потока в кольцеобразный канал 50 горелочного устройства 31. Указанный кольцеобразный канал 50 является смесительной камерой горелочного устройства 31 для предварительного смешения отходящих газов подготовки и подаваемого воздуха. Для эффективного смешения указанных газов воздух вводится в поток отходящих газов подготовки катализатора системой мелких струй центрально (фиг. 1) или периферийно (фиг. 2 и 3). При условии соблюдения длины смесительной камеры горелочного устройства в виде кольцеобразного канала 50 не менее 40*d где d - диаметр дозирующих отверстий 29, а также при последовательном смешении потоков в смесительной камере и в открытом кольцеобразном пространстве 25 между дисками 23 и 24, обеспечивается полное смешение указанных потоков. При секционировании открытого кольцеобразного пространства 25 перегородками 34 указанное пространство делится на независимые каналы истечения потоков 51, что обеспечивает сохранение равномерности распределения потоков при их истечении вдоль каналов. При этом полученная газовзвесь проходит открытое кольцеобразное пространство 25 и выходит в кипящий слой по всей наружной кромке дисков 23, 24 горелочного устройства 31 в виде непрерывной, веерообразной, радиально-направленной струи. На начальном участке открытого кольцеобразного пространства 25 происходит сначала некоторая задержка потока и далее значительное увеличение скорости потока газовой смеси и захваченного катализатора на конечном участке указанного пространства горелочного устройства 31. Эта ситуация обеспечивается заявляемым диапазоном размеров конструктивных элементов горелочного устройства 31. Под воздействием присутствующего в потоке катализатора, газовая смесь, состоящая из отходящих газов подготовки катализатора и подаваемого воздуха, диспергируется в горелочном устройстве 31 и в точке ввода в кипящий слой находится в состоянии мелких пузырьков, создавая условия для образования факела с устойчивым горением горючей части отходящих газов подготовки катализатора на выходе из открытого кольцеобразного пространства 25 горелочного устройства 31 в высокотемпературную (650-690°С) зону нагрева кипящего слоя катализатора 9. Увеличение скорости истечения смеси газа и катализатора на конечном участке открытого кольцеобразного пространства 25 горелочного устройства 31 позволяет выпускать газ и катализатор из открытого кольцеобразного пространства 25 горелочного устройства 31 на существенное расстояние от наружной кромки дисков 23, 24 формируя в указанном пространстве развитый факел горения. Предлагаемое горелочное устройство 31 позволяет выдерживать скорость истечения газа на выходе из открытого кольцеобразного пространства 25 горелочного устройства 31, которая превышает максимальную скорость распространения пламени и предотвращает проскок пламени внутрь кольцеобразного канала 50 в виде смесительной камеры горелочного устройства 31. Достигаемое при использовании изобретения равномерное распределение газовоздушной смеси и захваченного катализатора по окружности дисков 23, 24 горелочного устройства 31 на выходе из открытого кольцеобразного пространства 25 обеспечивает равномерность распределения факела по окружности дисков и, в совокупности с высокой интенсивностью процессов тепло-массообмена в верхней части кипящего слоя в зоне нагрева катализатора 9, высокий уровень изотермичности кипящего слоя в зоне существования факела, стабильное и устойчивое горение, высокую скорость реакций горения и полноту сгорания горючей части отходящих газов подготовки катализатора. Предлагаемое горелочное устройство 31 характеризуется простотой управления при высокой эффективности процесса дожига, обеспечиваемой возможностью работы при большом избытке воздуха (при коэффициенте избытка от 1,5 и более). Избыточное количество воздуха после горелочного устройства 31 поступает в кипящий слой на доиспользование в зоне нагрева катализатора 9 регенератора. При этом зона нагрева катализатора 9, оборудованная существующим горелочным устройством 5, играет роль второй ступени дожига отходящих газов подготовки катализатора, обеспечивая полноту сжигания последних. При взаимодействии факела предлагаемого горелочного устройства 31 дожига с существующим горелочным устройством 5 сжигания подаваемого природного газа в зоне нагрева катализатора 9 повышается стабильность и устойчивость работы горелочного устройства.
Предлагаемый регенератор (фиг. 4-8) по второму варианту работает следующим образом. Под кипящий слой регенератора из коллектора 33 по трубопроводу 2 через основной распределитель 3 и по трубопроводу 35 через дополнительный распределитель 30 подается воздух. Отработанный катализатор из реактора в закоксованном и восстановленном виде в смеси с транспортирующим воздухом подается по транспортной трубе 7 через горелочное устройство 58 (одновременно являющееся распределителем потоков катализатора и транспортирующего воздуха) в верхнюю часть кипящего слоя. Подаваемый в регенератор воздух проходит кипящий слой регенератора, секционированный горизонтальными решетками 8 противоточно к опускающемуся вниз циркулирующему катализатору. Для нагрева циркулирующего катализатора и обеспечения теплом эндотермической реакции дегидрирования в реакторе по трубопроводу 4 в верхнюю часть кипящего слоя регенератора через горелочное устройство 5, расположенное в зоне нагрева катализатора 9, подают топливный газ на сжигание в потоке подаваемого в регенератор воздуха при одновременном выжиге кокса на катализаторе. Катализатор последовательно проходит зоны нагрева катализатора 9, окисления и десорбции катализатора от продуктов окисления 10, а далее восстановления катализатора и десорбции продуктов восстановления в стакане-восстановителе 11 восстановительно-десорбционной подготовки катализатора. Окисленный катализатор проходит через стакан-восстановитель 11 для удаления адсорбированного кислорода и восстановления шестивалентного хрома до трехвалентного. Отрегенерированный, подогретый и восстановленный катализатор из нижней части стакана-восстановителя 11 через патрубок 17 транспортируется в реактор. Полученные газы регенерации попадают в надслоевое пространство регенератора и после улавливания мелких фракций унесенного из кипящего слоя катализатора в циклонах 53 покидают регенератор. Уловленные в циклонах 53 мелкие фракции катализатора по пылеспускным стоякам 54 возвращаются в верхнюю часть кипящего слоя регенератора. Далее по трубопроводу 52 газ регенерации поступает на охлаждение, санитарную очистку от катализаторной пыли и затем сбрасывается через дымовую трубу в атмосферу. Из коллектора 33 по трубопроводу 28 через раздающую камеру 43 в виде кольцеобразной коробки 47 и через дозирующие отверстия 45 в поток отходящих газов подготовки катализатора подается воздух в количестве, достаточном для обеспечения (в смеси с поступающим также в горелочное устройство транспортирующим катализатор воздухом) необходимого избытка воздуха для полного сжигания горючей части отходящих газов подготовки катализатора. При этом избыточное количество воздуха после горелочного устройства 58 поступает в кипящий слой на доиспользование в зоне нагрева регенератора. В проточном тракте горелочного устройства 58, включающем верхние участки газовой 22, транспортной 7 труб и открытое кольцеобразное пространство 25 между первым 23 и вторым 24 дисками горелочных устройств (фиг. 4-8), осуществляется смешение указанных выше потоков и последующее сгорание в факеле горелочных устройств (на выходе из открытого кольцеобразного пространства 25) горючей части отходящих газов подготовки катализатора. При условии соблюдения длины раздающей камеры 43 в виде кольцеобразной коробки 47 не менее 40*d, где d - диаметр дозирующих отверстий 45, а также при последовательном смешении потоков в смесительной камере и в открытом кольцеобразном пространстве 25 между дисками 23 и 24, обеспечивается полное смешение указанных потоков. Эффективность смешения потоков может быть повышена за счет увеличения скорости истечения отходящих газов подготовки катализатора при вводе их в поток газовзвеси катализатора и транспортного газа на начальном участке открытого кольцеобразного пространства 25 за счет установки третьего диска 61 или сужения в виде усеченного конуса 59 газовой трубы 22 (фиг. 6 и 7). На фиг. 8 изображен вариант повышения эффективности смешения потоков за счет возможного увеличения длины камеры предварительного смешения 66 при упрощении конструкции горелочного устройства. Возможно также упрощение конструкции при секционировании открытого кольцеобразного пространства 25 перегородками 34 указанное пространство делится на независимые каналы истечения потоков 51, что обеспечивает сохранение равномерности распределения потоков при их истечении вдоль каналов. При этом полученная газовзвесь проходит открытое кольцеобразное пространство 25 и выходит в кипящий слой по всей наружной кромке дисков 23, 24 горелочного устройства 58 в виде непрерывной, веерообразной, радиально-направленной струи. На начальном участке открытого кольцеобразного пространства 25 происходит сначала некоторая задержка потока и далее значительное увеличение скорости потока газовой смеси и захваченного отходящими газами из трубы 22 и транспортируемого из трубы 7 катализатора на конечном участке указанного пространства горелочного устройства 58. Эта ситуация обеспечивается заявляемым диапазоном размеров конструктивных элементов горелочного устройства 58. Под воздействием присутствующего в потоке катализатора, газовая смесь, состоящая из отходящих газов подготовки катализатора и подаваемого воздуха, диспергируется в горелочном устройстве 58 и в точке ввода в кипящий слой находится в состоянии мелких пузырьков, создавая условия для образования факела с устойчивым горением горючей части отходящих газов подготовки катализатора на выходе из кольцеобразной щели 48 горелочного устройства 58 в высокотемпературную (640-660°С) зону нагрева кипящего слоя катализатора. Увеличение скорости истечения смеси газа и катализатора на конечном участке открытого кольцеобразного пространства 25 горелочного устройства 58 позволяет выпускать газ и катализатор из кольцеобразной щели 48 горелочного устройства 58 на существенное расстояние от наружной кромки дисков 23, 24 формируя в указанном пространстве развитый факел горения. Предлагаемое горелочное устройство 58 позволяет выдерживать скорость истечения газа на выходе из кольцеобразной щели 48 горелочного устройства 58, которая превышает максимальную скорость распространения пламени и предотвращает проскок пламени внутрь раздающей камеры 43 горелочного устройства 58. Достигаемое при использовании изобретения равномерное распределение газовоздушной смеси и захваченного катализатора по окружности дисков 23, 24 горелочного устройства 58 на выходе из кольцеобразной щели 48 обеспечивает равномерность распределения факела по окружности дисков 23, 24 и, в совокупности с высокой интенсивностью процессов тепло-массообмена в верхней части кипящего слоя в зоне нагрева катализатора 9, высокий уровень изотермичности кипящего слоя в зоне существования факела, стабильное и устойчивое горение, высокую скорость реакций горения и полноту сгорания горючей части отходящих газов подготовки катализатора. Предлагаемое горелочное устройство 58 характеризуется простотой управления при высокой эффективности процесса дожига, обеспечиваемой возможностью работы при большом избытке воздуха (при коэффициенте избытка до 1,5 и более). Избыточное количество воздуха после горелочного устройства 58 поступает в кипящий слой на доиспользование в зоне нагрева регенератора. При этом зона нагрева катализатора 9, оборудованная штатным горелочным устройством, играет роль второй ступени дожига отходящих газов подготовки катализатора, обеспечивая полноту сжигания последних. При взаимодействии факела предлагаемого горелочного устройства дожига с существующим горелочным устройством сжигания подаваемого природного газа в зоне нагрева катализатора 9 повышается стабильность и устойчивость работы горелочного устройства 58.
Использование предлагаемого горелочного устройства 31 и 58 для дожига отходящих газов восстановительно-десорбционной подготовки катализатора путем подачи в горелочное устройство 31 и 58 воздуха с большим коэффициентом избытка способствует увеличению концентрации кислорода в верхней части кипящего слоя регенератора, что приводит к повышению эффективности процессов регенерации катализатора и, соответственно, к увеличению активности регенерированного катализатора.
При использовании предлагаемой конструкции регенератора обеспечивается повышение эффективности дожига горючей части продуктов восстановительно-десорбционной подготовки катализатора в кипящем слое зоны нагрева регенератора, с улучшением условий безопасного ведения процесса по сравнению с прототипом. При этом открывается возможность увеличения мощности установки дегидрирования и также повышения активности катализатора за счет форсирования режима узла подготовки катализатора путем увеличения расходов газа-восстановителя и инертного газа в стакан восстановительно-десорбционной подготовки катализатора 11 при соответствующем увеличении подачи воздуха в горелочное устройство 31 и 58.
Установленные в верхней крышке 21 стакана-восстановителя 11 и в газовой трубе 22 штуцера 41 для продувки газовой трубы 22 небольшим количеством воздуха позволяют предотвращать забивку газовой трубы 22 катализатором и, соответственно, стабилизировать работу регенератора в оптимальном режиме дожига отходящих газов подготовки катализатора в верхней части кипящего слоя регенератора (в зоне нагрева катализатора 9).
Увеличение свободного сечения секционирующих решеток 32 и расстояния между ними в верхней части кипящего слоя регенератора, включающей зону нагрева катализатора 9, по сравнению с секционирующими решетками 8 в нижней части кипящего слоя регенератора, включающей зону окисления и десорбции катализатора 10 подаваемым воздухом обеспечивает оптимальный гидродинамический режим кипящего слоя в указанных зонах, а также безопасное и устойчивое горение топливного газа и горючей части отходящих газов восстановительно-десорбционной подготовки катализатора в зоне нагрева катализатора 9.
Дополнительный распределитель воздуха 30 обеспечивает текучесть слоя катализатора в области переточных отверстий 20 и, соответственно, улучшает условия перетока циркулирующего катализатора из регенератора в стакан-восстановитель 11, уменьшая при этом неконтролируемый при пульсациях давления в кипящем слое захват в стакан-восстановитель 11 и, соответственно, в газовую трубу 22 газа из зоны окисления регенератора, что стабилизирует режим работы горелочного устройства 31 и 58 и стакана-восстановителя 11.
Установка между распределителями газа-восстановителя 13 и азота 14 в стакане-восстановителе 11 дополнительных решеток 67 увеличивает тепломассообмен в указанной зоне и, соответственно, эффективность десорбции катализатора подаваемым азотом перед выпуском катализатора в реактор.
Использование предлагаемой конструкции горелочного устройства 31, 58, позволяющей одновременно обеспечивать более равномерное распределение катализатора, газовых потоков и тепла в поперечном сечении верхней части кипящего слоя регенератора, а также расположение горелочного устройства 31, 58 под уровнем кипящего слоя 38 над или под верхней секционирующей решеткой 32 снижает унос катализатора.
Таким образом, при использовании предлагаемых вариантов конструкции регенератора, обеспечивается следующий технический результат: повышение эффективности дожига горючей части продуктов восстановительно-десорбционной подготовки катализатора в кипящем слое зоны нагрева регенератора, с улучшением условий безопасного ведения процесса, повышение технико-экономических показателей процессов дегидрирования парафиновых углеводородов путем снижения расхода катализатора, уменьшения расхода воздуха на регенерацию, повышения активности катализатора, стабилизации работы и расширения возможностей наращения мощности установок дегидрирования.