УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ КАТАЛИЗАТОРА (ВАРИАНТЫ)
DEVICE FOR OXIDATIVE REGENERATION OF CATALYST (VARIANTS)

Изобретение относится к устройствам для окислительной регенерации зауглероженных катализаторов переработки углеводородных фракций и может быть использовано в нефтепереработке.
Известен способ активации катализаторов гидрогенизационных процессов [RU 2358805, опубл. 20.06.2009, МПК B01J 23/94, B01J 38/14, С01В 17/04], осуществляемый на установке, включающей систему подачи в составе загрузочного бункера, вибрационного сита, транспортера-подъемника, приемного бункера и вибрационного питателя, реактор регенерации, печь подогрева кислородсодержащего газа, систему приема регенерированного катализатора в составе приемного бункера, вибрационного питателя, транспортера-подъемника, сит-классификаторов.
Недостатком известной установки является необходимость выгрузки катализатора для регенерации, потери катализатора из-за разрушения в подвижном слое в реакторе регенерации и в многочисленных транспортирующих и подающих механизмах, а также неполный выжиг углерода и неполное восстановление активности катализатора.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ термического удаления кокса из цеолитного катализатора путем окислительной регенерации и устройство для его осуществления [RU 2319544, опубл. 20.03.2008, B01J 29/90, B01J 29/40, B01J 38/12, B01J 8/02] с линиями ввода азота, воздуха и вывода промывочного (продувочного) газа на факел и балансового газа в атмосферу, который включает последовательно расположенные реактор с цеолитсодержащим катализатором, рекуперационный теплообменник, нагреватель, пылеуловитель, охладитель и нагнетатель.
Недостатком данного устройства являются потери углеводородов и азота при сбросе продувочного газа на факел и загрязнение атмосферы продуктами сгорания, а также дезактивация катализатора вследствие деалюминирования при накоплении паров воды в циркулирующем газе на этапе окислительной регенерации, из-за отсутствия устройства для выделения и вывода углеводородов и воды из циркулирующего газа.
Задачей изобретения является снижение потерь углеводородов и азота, уменьшение загрязнения атмосферы продуктами сгорания, а также предотвращение дезактивации катализатора.
В качестве технического результата достигается снижение потерь углеводородов и азота, уменьшение загрязнения атмосферы продуктами сгорания, а также предотвращение дезактивации катализатора за счет установки дефлегматора на линии циркулирующего газа в качестве охладителя.
Предложено два варианта устройства.
Указанный технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемом устройстве с линиями ввода азота, воздуха и вывода балансового газа, включающем реактор, рекуперационный теплообменник, нагреватель, пылеуловитель, охладитель и нагнетатель, особенностью является то, что в качестве охладителя установлен дефлегматор с линией вывода конденсата, оборудованный верхней охлаждающей секцией с линией вывода газа дефлегмации и линиями ввода/вывода хладагента, а также нижней теплообменной секцией, соединенной с линией вывода газа дефлегмации, к которой примыкают линии вывода балансового газа, ввода азота и воздуха.
Второй вариант устройства отличается установкой нагнетателя с линией подачи рабочей жидкости между рекуперационным теплообменником и дефлегматором.
В качестве нагнетателя в первом варианте может быть установлена газодувка, а во втором варианте - жидкостно-кольцевой компрессор. В качестве дефлегматора может быть использована, например, двухсекционная пленочная колонна с тепломассообменными блоками. В качестве остальных элементов установки может быть установлено любое оборудование соответствующего назначения, известное из уровня техники. Регенерируемый катализатор может находиться как в рабочем реакторе, так и в отдельном реакторе после перегрузки из рабочего.
Установка дефлегматора с линией вывода конденсата в качестве охладителя позволяет на этапе продувки катализатора азотом сконденсировать пары углеводородов, находившиеся в реакторе, и вывести их для последующего использования, а на этапе окислительной регенерации удалить пары воды, образующиеся при окислении коксовых отложений, за счет чего, соответственно, исключить факельное сжигание продувочного газа, снизить потери углеводородов и азота, уменьшить загрязнение атмосферы продуктами сгорания, а также предотвратить дезактивацию катализатора.
Предлагаемое устройство в обоих вариантах (фиг. 1 и 2, соответственно) включает дефлегматор 1 с верхней 2 и нижней 3 секциями, нагнетатель 4, рекуперационный теплообменник 5, нагреватель 6, реактор 7 и пылеуловитель 8, размещаемый или до или после теплообменника 5.
При работе первого варианта установки на этапе продувки азот, подаваемый по линии 9 в линию газа дефлегмации 10, нагнетателем 4 через теплообменник 5 и нагреватель 6 подают в реактор 7 для вытеснения и десорбции паров углеводородов. Полученную газопаровую смесь через пылеуловитель 8 и теплообменник 5 направляют в дефлегматор 1, где подвергают дефлегмации за счет охлаждения сначала по меньшей мере частью газа дефлегмации, подаваемого из линии 10 из верха дефлегматора 1, а затем хладагентом, вводимым/выводимым по линиям 11. Из низа дефлегматора 1 по линии 12 выводят конденсат углеводородов. При необходимости по линии 13 по меньшей мере часть газа дефлегмации может быть выведена в систему разделения катализата (не показана). После окончания продувки в линию 10 по линии 14 подают воздух, устанавливая заданную концентрацию кислорода, смесь газов нагнетателем 4 через теплообменник 5 и нагреватель 6 подают в реактор 7, где с поверхности катализатора выжигают отложения кокса. По линии 15 продукты окисления, содержащие пары воды, после обеспыливания в аппарате 8 и охлаждения в теплообменнике 5 подвергают дефлегмации в дефлегматоре 1, из которого по линии 12 выводят водный конденсат, а по линии 13 - балансовый газ. Второй и вариант отличается тем, что нагнетатель 4, например жидкостно-кольцевой компрессор, расположен после теплообменника 5 и оснащен линией 16 подачи рабочей жидкости, например части водного конденсата из линии 12.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить потери углеводородов и азота, уменьшить загрязнение атмосферы продуктами сгорания, а также предотвратить дезактивацию катализатора и может быть использовано в промышленности.