Установка для проведения конверсии углеводородов, включающая реакционную зону, в которую поступает транспортируемый катализатор

Установка для проведения конверсии углеводородов, включающая реакционную зону, в которую поступает транспортируемый катализатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к установке для проведения конверсии углеводородов, включающей реакционную зону, в которую поступает транспортируемый катализатор.

Уровень техники

Известно много химических процессов, в которых твердые частицы материала например, катализатор, и углеводородсодержащий газ контактируют друг с другом. Обычно химические реакции и физические процессы протекают в течение предварительно заданного периода времени в реакционной зоне, заключенной, например, в реакторе с подвижным или неподвижным слоем. Часто контактирование газа и твердых частиц происходит непрерывно или полунепрерывно, а не при проведении периодического процесса. В подобном случае частицы катализатора могут быть введены в реактор и отведены из реактора, который может находиться при более высоком давлении, чем источник твердых частиц катализатора, например, регенератор.

Установки для конверсии углеводородов могут содержать реактор, имеющий одну или большее количество реакционных зон с подвижным катализатором, и используемый вместе с регенератором. Реактор может включать несколько реакционных зон и может быть выполнен в виде вертикальной реакционной трубы или для уменьшения общей высоты может быть разделен на секции. Как правило, регенератор с газовой средой, включающей кислород, работает при более низком давлении, чем реактор с газовой средой, включающей водород. После того, как катализатор перемещен из зоны более низкого давления в зону более высокого давления, для дальнейшей транспортировки регенерированного катализатора в реактор может быть использован подъемный трубопровод. После истощения катализатора другой подъемный трубопровод может быть использован для транспортировки катализатора от реактора к регенератору. Обычно для предотвращения нежелательных побочных реакций необходимо разделение газовых сред реактора и регенератора

Ввод частиц катализатора в реактор высокого давления из регенератора может быть связан с трудностями. Оборудование, например, шнековый транспортер и звездообразный клапан может дробить твердый катализатор на небольшие частицы, которые, в свою очередь, могут приводить к истиранию и наносить царапины на технологическое оборудование. Другим вариантом может быть использование передаточной (переходной) емкости, имеющей сдвоенные запорно-выпускные шаровые клапаны для управления вводом регенерированного катализатора в эту емкость и выводом из нее. Поступающий в указанную емкость катализатор перед подачей в реактор может быть продут азотом для удаления кислорода и в емкости может быть повышено давление до уровня давления в реакторе с помощью водорода. После вывода катализатора из емкости эта емкость может быть подвергнута продувке азотом для удаления водорода перед тем, как вновь заполнить ее катализатором. Такая передаточная емкость может отделять водородную атмосферу, существующую в реакторе, от кислородной атмосферы в регенераторе. Однако для этой емкости может потребоваться, чтобы сдвоенные запорно-выпускные шаровые клапаны поддерживались в исключительных рабочих условиях. Неплотность в каком-либо из этих сдвоенных запорно-выпускных шаровых клапанов может привести к утечке газа, затрудняющей транспортирование катализатора через передаточную емкость.

Другой передаточной емкостью может служить бесклапанный шлюзовый бункер, который может содержать три секции. Обычно катализатор поступает в верхнюю секцию, из которой его периодически перемещают в среднюю секцию. Средняя секция позволять катализатору поступать в нее перед перемещением в нижнюю секцию. В средней секции диаметр стояка (вертикальной трубы для перетока катализатора) может иметь такую величину, что газ, протекающий вверх, может препятствовать протеканию катализатора через среднюю секцию, позволяя в то же время катализатору проходить через другой стояк. Это может быть достигнуто за счет попеременного открытия и закрытия клапанов уравнивания давления, установленных на трубопроводе, сообщающемся со всеми тремя секциями, параллельно потоку катализатора. В качестве примера, если клапан выравнивания давления, установленный между верхней и средней секциями, открыт, а клапан между средней и нижней секциями закрыт, то в этом случае газ, протекающий вверх из нижнего стояка, будет предотвращать поток катализатора из средней зоны через находящийся ниже стояк, позволяя, однако, катализатору втекать в среднюю зону через вышерасположенный стояк. Многократное повторение циклов работы уравнительных клапанов будет обеспечивать регулируемое протекание катализатора из регенератора низкого давления в реактор высокого давления.

Однако может быть желательным уменьшить высоту установки для конверсии углеводородов с целью снижения стоимости конструкции и затрат на техническое обслуживание эксплуатацию. В частности, конструкции большой высоты могут требовать дополнительных затрат на усиление оснований для того, чтобы сохранять устойчивость конструкции при больших высотах и последующего воздействия суровых погодных условий. Кроме того, высота сооруженных конструкций может превышать 60-90 метров, что влечет за собой более высокие эксплуатационные расходы по сравнению с установками меньшей высоты.

Регенератор часто устанавливают параллельно реактору. Регенератор может включать другие емкости, например, разделительную емкость и бесклапанный шлюзовый бункер. Даже, если реакторные вертикальные трубы разделяют для уменьшения их высоты, регенератор обычно представляет собой единственную емкость и может, однако, иметь значительную высоту, чтобы обеспечить достаточную производительность для регенерации катализатора, используемого в одном или большем количестве реакторов. Кроме того, как правило, с регенератором состыкованы другие емкости, например, разделительную емкость и передаточную емкость. Соответственно, общая высота трех этих емкостей может быть вполне существенной, даже если реакторы разделены.

Если разность давлений между регенератором и реактором велика, то обычно стояки в бесклапанном шлюзовом бункере имеют большую длину. Более длинные стояки могут увеличивать общую высоту бесклапанного шлюзового бункера, и таким образом, всей установки. В таком случае было бы желательно уменьшить общую высоту конструкции регенератора, в особенности, если реактор разделен на секции. Было бы желательно уменьшить высоту конструкции регенератора, чтобы она была такой, как высота реактора. Кроме того, иногда желательно функционирование установки при больших разностях давления между основанием регенератора и подъемным трубопроводом с тем, чтобы обеспечить большую устойчивость к нарушению технологических параметров. Однако функционирование при большей разности давлений может увеличить протяженность трубопроводов, и, следовательно, может дополнительно увеличить высоту установки.

Соответственно, желательно уменьшить общую высоту установки для конверсии углеводородов, в частности, конструкции регенератора. Кроме того, желательно использовать устройство для транспортировки катализатора, имеющее меньший размер по вертикали по сравнению с другими устройствами для транспортировки.

Сущность изобретения

Один пример воплощения изобретения может включать устройство для транспортировки катализатора из зоны регенерации в реакционную зону в установке для конверсии углеводородов. Установка для конверсии углеводородов может содержать передаточную емкость, и первый, второй и третий трубопроводы. Передаточная емкость может передавать регенерированный катализатор из зоны регенерации, находящейся при первом давлении, в реакционную зону, находящуюся при втором давлении, при этом второе давление больше, чем первое давление. Обычно первый трубопровод транспортирует катализатор в передаточную емкость и соединен с первым клапаном, чтобы обеспечить подачу катализатора в передаточную емкость, а второй трубопровод транспортирует катализатор из передаточной емкости и соединен со вторым клапаном, чтобы обеспечить отвод катализатора из передаточной емкости. Третий трубопровод, вообще, обеспечивает пропускание через него газа, который может находиться в трубопроводе при более высоком давлении, чем первое давление, и имеет первый участок, сообщающийся с передаточной емкостью, и второй участок, соединенный с третьим и четвертым клапанами. Каждый из третьего и четвертого клапанов может иметь первое положение, который является открытым положением, и второе положение - закрытое, что может соответствовать открытию и закрытию первого и второго клапанов соответственно, посредством чего обеспечивается протекание газа.

Другой пример воплощения может включать установку для конверсии углеводородов. Эта установка для конверсии углеводородов может включать устройство для обеспечения прохождения катализатора из зоны более низкого давления в зону более высокого давления, и реакционную зону. Обычно регенерированный катализатор поступает в реакционную зону из указанного устройства за счет транспортирования с помощью силы тяжести.

Еще одно воплощение может также включать установку для конверсии углеводородов. Указанная установка для конверсии углеводородов может включать первую, вторую и третью системы. Первая система может содержать ряд емкостей, включая емкость для регенерации. Вторая система может содержать ряд емкостей, включая устройство для транспортирования регенерированного катализатора из области первого давления в область второго давления. Обычно второе давление больше, чем первое давление, и в указанное устройство регенерированный катализатор поступает за счет транспортирования с помощью силы тяжести. Третья система может иметь некоторое количество емкостей, включая, по меньшей мере, одну реакционную емкость. Как правило, первая, вторая и третья системы включены в отдельные схемы, с обеспечением в пределах одной системы одной или более емкостей для приема катализатора за счет действия силы тяжести, при этом может быть осуществлена транспортировка катализатора между указанными системами.

В соответствии с изложенным установка для конверсии углеводородов может создавать различные преимущества. В частности, установка для конверсии углеводородов может обеспечить использование устройства, которое может включать ряд емкостей для транспортировки регенерированного катализатора из зоны более низкого давления в зону более высокого давления. Использование ряда емкостей меньшего размера вместо одной большой емкости может, помимо того, уменьшить имеющийся в установке запас катализатора и эксплуатационные расходы. Обычно такая конструкция является более компактной и способствует уменьшению общей высоты установки для конверсии углеводородов. Кроме того, это может обеспечить дополнительную гибкость в том, что такое устройство может быть использовано вместе с емкостями регенератора или с реакционной емкостью (или реакционными емкостями) при их расположении по существу вертикально одна над другой. Кроме того, наличие отдельных емкостей в устройстве для транспортировки может уменьшить количество емкостей, используемых с реакционной системой. Фактически использование указанных емкостей в общем ряду размещенных одна над другой емкостей может уменьшить стоимость и сложность установки. Помимо этого, использование параллельного трубопровода для выравнивания давления позволяет использовать клапаны, которые имеют утечки газа. Такая особенность может позволить клапанам функционировать при различных условиях и позволяет использовать их, несмотря на значительные утечки, что в других схемах размещения оборудования потребовало бы прекращения работы установки для замены этих клапанов. Эта особенность может способствовать снижению затрат на техническое обслуживание и ремонт клапанов и продлить срок функционирования устройства для транспортировки катализатора между проведениями текущего ремонта.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схематическое изображение примера установки для конверсии углеводородов.

Фиг.2 - схематическое изображение другого примера установки для конверсии углеводородов.

Фиг.3 - схематическое изображение следующего примера установки для конверсии углеводородов.

Фиг.4 - схематическое изображение еще одного примера установки для конверсии углеводородов.

Фиг.5 - схематическое изображение другого устройства для транспортирования катализатора.

Определения

Используемый здесь термин «транспортирование с помощью силы тяжести» может подразумевать расположение емкостей на одной оси в достаточной степени вертикально, чтобы катализатор протекал, по меньшей мере, частично, за счет силы тяжести, по меньшей мере, из одной емкости, находящейся на более высоком уровне, по меньшей мере, в одну емкость, расположенную на более низком уровне.

Используемый здесь термин «параллельно» может означать трубопровод или емкость, расположенную с возможностью сообщения, непосредственно или косвенно, с другим трубопроводом или емкостью во множестве точек указанных трубопровода или емкости. При этом отсутствует необходимость в том, чтобы параллельный трубопровод или емкость были в физическом смысле (геометрически) параллельны другому трубопроводу или емкости.

Используемый термин «зона» может относиться к некоторой области, включающей одну или более единиц оборудования и/или одну или более подзон. Кроме того, единица оборудования, такая, как реактор или емкость, может дополнительно включать одну или более зон или подзон.

Используемый здесь термин «система» (комплект) может означать некоторое количество емкостей, расположенным таким образом, чтобы обеспечить транспортировку с помощью силы тяжести твердых частиц, например, катализатора, из одной емкости в другую емкость. Такая система может быть отнесена к отдельной компоновке емкостей. Кроме того, термины «первая система», «вторая система» и «третья система» могут относиться к любой комбинации из емкостей, например, реактор, регенератор или устройство, которое транспортирует катализатор из одной емкости в другую емкость с помощью силы тяжести.

Используемый здесь термин «регенерированный», например, регенерированный катализатор, может относиться к катализатору, который пропущен через регенератор, хотя могут быть проведены и дополнительные процессы регенерации, например, восстановление.

Подробное раскрытие изобретения

Раскрытые ниже воплощения могут быть использованы в большом количестве установок для транспортировки катализатора между двумя зонами, в которых содержатся текучие среды, сообщение между которыми желательно предотвратить. Одно такое применение, при котором может быть необходимым предотвратить сообщение между текучими средами двух зон, заключается в транспортировке катализатора между реакционной зоной, содержащей водород, и зоной регенерации, содержащей кислород. Как правило, эти зоны находятся при различных давлениях, при этом реакционная зона обычно находится при более высоком давлении, чем зона регенерации. Обычно весьма предпочтительным является предотвращение сообщения между зонами, поскольку текучие среды в этих двух зонах могут реагировать друг с другом, создавая нежелательные побочные реакции. Примеры реакционных зон и зон регенерации описаны, например, в патентных документах US 6881391 B1 (Sechrist) и US 6034018 B1 (Sechrist et al.).

Такие системы, включающие реакционную зону, содержащую водород, и зону регенерации, содержащую кислород, могут быть использованы в различных реакциях конверсии углеводородов, включающих каталитический риформинг, алкилирование, гидроочистку, гидрокрекинг, дегидрогенизацию, гидрогенизацию, гидрообработку, изомеризацию, дегидроизомеризацию, дегидроциклизацию и паровой риформинг. Обычно катализаторы в этих технологических процессах используют в одной или большем количестве реакционных зон, в которых находятся углеводороды, в атмосфере, содержащей водород. Со временем катализатор в реакционной зоне (реакционных зонах) может стать дезактивированным из-за накапливания на нем осаждений кокса. Восстановлению активности катализатора может способствовать его регенерация, производимая для удаления осаждений кокса. Обычно осаждения кокса удаляют из катализатора посредством контактирования катализатора с кислородсодержащим газом, в результате чего в зоне регенерации происходит сжигание и удаление кокса. Для проведения многих из вышеуказанных технологических процессов используют реакционную зону и зону регенерации, примыкающие друг к другу. В таких системах катализатор непрерывно или полунепрерывно удаляют из реакционной зоны и транспортируют в зону регенерации для удаления кокса. После удаления кокса катализатор может быть извлечен из зоны регенерации и транспортирован обратно в реакционную зону. Следовательно, существует необходимость в транспортировке катализатора туда и обратно между реакционной зоной, содержащей водород, и зоной регенерации, содержащей кислород, при отсутствии сообщения или взаимного перемешивания газообразных сред, находящихся в этих зонах.

Одним из широко используемых на практике технологических процессов конверсии углеводородов является каталитический риформинг. Поэтому нижеследующее описание будет относиться к этому технологическому процессу. Вместе с тем, раскрытые в описании воплощения применимы и к другим процессам.

Обычно при каталитическом риформинге исходное сырье смешивают с рециркуляционным потоком, содержащим водород, и приводят в контакт с катализатором в реакционной зоне. Обычно используемым сырьем для проведения каталитического риформинга является нефтяная фракция, известная как нафта, и имеющая начальную температуру кипения равную 80°С и конечную точку кипения 205°С. Температуры на входе в реактор могут изменяться в интервале 450-560°С. Процесс каталитического риформинга может быть, в частности, использован для обработки бензинов прямой перегонки, состоящих из относительно больших концентраций нафтеновых и в значительной степени парафинистых углеводородов с прямыми цепями, которые могут быть подвержены ароматизации посредством реакций дегидрогенизации и/или циклизации.

Процесс риформинга может быть определен как дегидрогенизация циклогексанов и дегидроизомеризация алкилциклопентанов с получением ароматических соединений, дегидроциклизация парафинов и олефинов с получением ароматических соединений, изомеризация н-парафинов, изомеризация алкилциклопарафинов с получением циклогексанов, изомеризация замещенных ароматических соединений, и гидрокрекинг парафинов. Дополнительную информацию относительно процессов риформинга можно найти, например, в патентном документе US4409095 (Peters).

Реакцию каталитического риформинга обычно осуществляют в присутствии твердых частиц катализатора, в состав которого входят один или большее число драгоценных металлов Группы VIII (например, платина, иридий, родий и палладий) и галоген, объединенный с пористым носителем, таким, как оксид алюминия. Указанные частицы обычно являются сфероидальными и имеют диаметр в интервале от 1,6 до 3,2 мм, хотя они могут достигать диаметра 6,4 мм. Примеры катализаторов описаны в патентном документе US 6034018 (Sechrist et al.). В процессе проведения реакции риформинга частицы катализатора могут быть дезактивированы в результате действия механизмов, таких, как осаждение кокса на этих частицах; то есть, по истечении некоторого периода времени использования способность частиц катализатора активизировать реакции риформинга может уменьшиться до такой степени, что этот катализатор больше не может быть полезным. Этот катализатор должен быть восстановлен или регенерирован перед его повторным использованием в процессе риформинга.

В одной предпочтительной форме в риформинг-установке будут использованы реакционная зона с подвижным слоем и зона регенерации. Обычно частицы свежего катализатора подают в реакционную зону, которая может быть образована из нескольких подзон, и частицы протекают через зону путем транспортировки с помощью силы тяжести. Катализатор может быть отведен из нижней части реакционной зоны и транспортирован в зону регенерации, где может быть проведен процесс многоступенчатой регенерации для удаления отложений кокса и восстановления катализатора с тем, чтобы восстановить его способность активизировать реакцию риформинга. Обычно зона регенерации содержит кислород и в большинстве случаев функционирует при температуре 370-538°C. Как правило, катализатор протекает посредством транспортировки с помощью силы тяжести через различные ступени регенерации и затем его отводят из зоны регенерации при температуре, обычно не превышающей 200°C, и доставляют в реакционную зону. Катализатор, отведенный из зоны регенерации, может быть назван регенерированным катализатором. Перемещение катализатора через зоны часто называют непрерывным, хотя, на практике оно может быть полунепрерывным. Полунепрерывное перемещение может означать циклическую транспортировку относительно небольших количеств катализатора через очень небольшие промежутки времени. В качестве примера из нижней части реакционной зоны может быть выгружена одна партия катализатора в минуту, и сам отвод катализатора может происходить в течение полминуты, то есть, катализатор может протекать в течение полминуты. Если общая загрузка в реакционной зоне велика, то слой катализатора можно рассматривать как непрерывно перемещающийся. Система с подвижным слоем может иметь преимущество в возможности поддерживания технологического процесса во время удаления или замены катализатора.

Перед обращением к фигурам чертежей следует отметить, что установка для конверсии углеводородов может включать реакционную емкость, емкость для регенерации, трубопроводы и оборудование, имеющие отношение к этим резервуарами, описанное в патентных документах US 6881391 B1 (Sechrist) и US 6034018 B1 (Sechrist et al.). Вообще, нижеследующие установки в контексте настоящих воплощений описаны схематически и в масштабе не показаны. Поток углеводородов протекает через реакционную емкость и сопутствующее оборудование, например, теплообменники и печи, известные специалистам, исключены, хотя ниже приведенное описание сконцентрировано на потоке катализатора, протекающего в и из реакционную зону и зону регенерации.

На фиг.1 представлен пример установки 100 для конверсии углеводородов. Иллюстративная установка 100 для конверсии углеводородов содержит первую систему 104 по существу вертикально расположенных в одну линию (в один ряд) емкостей и второй ряд 106 по существу вертикально расположенных в одну линию емкостей. В пределах каждой системы 104 или 106 емкости обычно расположены так, что катализатор может быть транспортирован из одной емкости в другую с помощью силы тяжести. Сами по себе эти емкости не должны быть расположены вертикально, а лишь должны быть расположены в достаточной степени вертикально, так, чтобы отклонение от вертикали составляло менее 40 градусов, чтобы обеспечить транспортировку под действием силы тяжести. Хотя емкости описаны как расположенные в значительной степени вертикально, следует понимать, что эти емкости могут быть наклонены до определенной степени, но, однако, это позволяет, по меньшей мере, часть катализатора транспортировать, по меньшей мере, частично, с помощью сил гравитации.

Предпочтительно, емкости устанавливают по существу вертикально. Обычно катализатор из первой системы 104 во вторую систему 106 и обратно транспортируют посредством первого подъемного трубопровода 310 и второго подъемного трубопровода 314. Катализатор может быть также транспортирован вверх посредством различных шнековых транспортеров, ковшей и других механических приспособлений. Предпочтительно катализатор падает в приемник или подающее устройство подъемного трубопровода и транспортируется с помощью псевдоожижающего газа, который уносит катализатор вверх по каналу трубопровода. Газовый поток может включать водород, азот, воздух или метан. Пример подъемного трубопровода для текучей среды раскрыт в патентном документе US 5338440 (Sechrist et al).

Первая система 104 может включать разделительную емкость 120, емкость 140 для снижения давления, зону регенерации 160, емкость 180, содержащую азот, и устройство 200. Обычно емкость 120 для разделения принимает отработанный катализатор из подъемного трубопровода 314. Разделительная емкость 120 может быть соединена с трубопроводами 116, 122, 132 и 138, клапанами 118 и 124 и сборником 130 пыли. Как правило, в емкость 120 поступает отработанный катализатор, и по трубопроводу 116 в нее подают азот. Пыль и твердые частицы катализатора могут быть унесены газом, включающим азот, и выходят через трубопровод 132. Указанные пыль и частицы катализатора (т.е. все шарики катализатора) могут быть отделены от газа, путем пропускания объединенного потока через пылесборник 130. Все шарики могут быть классифицированы и возвращены в технологический процесс по трубопроводу 134. Газ может быть направлен на рециркуляцию в разделительную емкость 120 по трубопроводу 122 или в подъемный трубопровод 314. Типичное разделительное устройство описано в патентном документе US 4615772 (Greenwood).

Емкость 140 для снижения давления может принимать отработанный катализатор из разделительной емкости 120 посредством трубопровода 138. Обычно катализатор проходит через пару трубопроводов или отрезков 144 трубопроводов в емкость 170 для регенерации.

Зона регенерации 160 может включать емкость для регенерации или регенератор 170, который, в свою очередь, может включать зону горения, зону галогенизации, зону сушки и зону охлаждения. Типичные емкости для регенерации описаны в патентном документе US 5824619 (Sechrist et al.). Отработанный катализатор может поступать в верхнюю часть емкости 170 для регенерации через отрезки 144 трубопроводов и выходить по трубопроводу 154. Обычно в емкости 170 для регенерации имеется зона горения для сжигания отложений кокса и зона галогенизации, служащая для повторного распределения металла на катализаторе за счет добавления агента, включающего галоген, как правило, хлор. Емкость 170 для регенерации может снабжаться воздухом через трубопровод 146 и имеет давление, регулируемое внутри емкости с помощью регулирующего клапана 148, установленного в выпускном трубопроводе 152. Емкость 170 для регенерации может функционировать при избыточном давлении в интервале от 0 до 6900 кПа, предпочтительно от 240 до 410 кПа, более предпочтительно от 228 до 262 кПа, от 231 до 265 кПа или от 234 до 255 кПа, а оптимальное избыточное давление составляет 240 кПа.

Из трубопровода 154 катализатор может затем поступать в емкость 180, содержащую азот. Указанная содержащая азот емкость 180 может снабжаться азотом, проходящим через регулирующий клапан 176. Азот может продувать емкость 180 с целью удаления какого-либо количества кислорода, поступающего из емкости 170 для регенерации. Давление можно регулировать так, чтобы давление в емкости 180 превышало давление в нижней части емкости 170 для регенерации и превышало давление в устройстве 200. Продувка азотом может способствовать предотвращению смешивания кислорода, находящегося в емкости 170 для регенерации, с водородом в верхней части устройства 200, и в то же время не препятствует протеканию катализатора, транспортируемого с помощью силы тяжести.

Устройство 200 может принимать регенерированный катализатор из трубопровода 182 и включает емкость 210 для хранения, передаточную емкость 230 и вторую емкость для хранения, например, накопительную емкость 250. Обычно один трубопровод или первый трубопровод 214 сообщается с емкостями 210 и 230 и один трубопровод или второй трубопровод 234 сообщается с емкостями 230 и 250. Кроме того, один трубопровод или третий трубопровод 270 может сообщаться с емкостями 210, 230 и 250. При этом третий трубопровод может включать первый участок 274, сообщающийся с передаточной емкостью 230 и пересекающий второй участок 278, который, в свою очередь, может иметь один конец 280 и другой конец 282. Обычно конец 280 подсоединяют к трубопроводу 228 для выпуска газа из емкости 210 для хранения, а другой конец 282 сообщается с накопительной емкостью 250. Указанный выпускной трубопровод 228 может служить для выпуска газа, как правило, при определенном фиксированном давлении, и направляет его на рециркуляцию с целью использования в установке 100 для конверсии углеводородов или отвода газа, например, в коллектор топливного газа. Обычно регулирующие клапаны 218 и 238 соединены с трубопроводами 214 и 234 соответственно, а регулирующие клапаны 286 и 294 соединены со вторым участком 278 с противоположных сторон от места его соединения с первым участком 274. Хотя на фиг.1 показан только один клапан 218 или 238, следует понимать, что каждый из клапанов 218 и 238 может включать в себя два или большее количество клапанов для облегчения, например, технического обслуживания и ремонта передаточной емкости 230, поскольку это способствует ее изоляции. Кроме того, во второй участок 278 по трубопроводу 202 можно подавать водород и по трубопроводу 264 направлять его в накопительную емкость 250. Регулирующие клапаны 204 и 262, соединенные с трубопроводами 202 и 264 соответственно, будут рассмотрены более подробно ниже. Обычно катализатор перемещается посредством транспортировки с помощью силы тяжести через емкости 210, 230 и 250, поступает в подъемный трубопровод 310 и затем во вторую систему 106.

Вторая система 106 может включать емкость 320 для восстановления и, по меньшей мере, одну реакционную емкость или реактор 330. Емкость 320 для восстановления принимает регенерированный катализатор из подъемного трубопровода 310. Для восстановления катализатора перед его поступлением в реактор 330 через трубопровод 322 и клапан 324 в емкость 320 подают водород. Избыток водорода может быть удален через трубопровод 326. Затем катализатор по трубопроводам 328 может быть направлен в реактор 330.

Реактор 330 может включать множество зон конверсии, например, первую реакционную зону 340, вторую реакционную зону 350, третью реакционную зону 360 и четвертую реакционную зону 370. Несмотря на то, что указанные зоны 340, 350, 360 и 370 показаны заключенными внутри одного единственного реактора, следует принимать во внимание, что эти зоны 340, 350, 360 и 370 могут находиться внутри ряда отдельных реакторов. На фиг.1 показаны четыре реакционные зоны, но следует понимать, что может быть использовано любое количество реакционных зон. Обычно зоны конверсии образованы в конструкции реактора с расположенными одна над другой секциями или в примыкающих друг к другу реакторах. Реакторы с подвижным слоем (катализатора) известны специалистам в данной области техники, и типичные реакторы с подвижным слоем описаны в патентном документе US 4409095 (Peters). Зоны 340, 350, 360 и 370 могут функционировать при избыточном давлении в интервале от 0 до 6900 кПа, желательно от 620 до 1030 кПа. Катализатор может выходить из реактора 330 по трубопроводу 380 и затем через подъемный трубопровод 314 в первую систему 104, где осуществляется его регенерация.

Первая система 104 установки 100 для конверсии углеводородов может быть снабжена несколькими дифференциальными регуляторами давления. В частности, могут быть использованы дифференциальные регуляторы давления 162, 164, 166, 206 и 266. Регулятор 162 может иметь отбор 156 давления у основания емкости 170 для регенерации и отбор 198 давления на выпускном трубопроводе 228, или же в альтернативном воплощении на емкости 210 для хранения. Регулятор 162 может посылать сигнал 172 на регулирующий клапан 148 для регулирования потока газов, выходящих из емкости 170 для регенерации по трубопроводу 152. В качестве примера дифференциальный регулятор 162 давления может быть отрегулирован так, чтобы поддерживать избыточное давление в основании емкости 170 для регенерации на уровне 255 кПа при разности давления 0 кПа между основанием емкости 170 для регенерации и выпускным трубопроводом 228.

Дифференциальные регуляторы 164 и 166 давления могут регулировать давление в емкости 180, содержащей азот, таким образом, чтобы оно превышало давление в нижней части емкости 170 для регенерации и вверху емкости 210 для хранения. Дифференциальные регуляторы 164 и 166 давления могут иметь общий отбор 158 давления, сообщающийся с емкостью 180, содержащей азот, при этом дифференциальный регулятор 164 давления может иметь общий отбор 156 давления с дифференциальным регулятором 162 давления, а дифференциальный регулятор 166 давления может иметь общий отбор 198 давления с дифференциальным регулятором 162 давления. Дифференциальные регуляторы 164 и 166 давления могут посылать сигнал 178 на регулирующий клапан 176 для регулирования потока азота, поступающего в емкость 180, содержащую азот.

В качестве примера, если избыточное давление в основании емкости 170 для регенерации составляет 255 кПа, избыточное давление в емкости 180, содержащей азот, может составлять 257 кПа. Следовательно, емкость 180, содержащая азот, может поддерживаться при избыточном давлении, превышающем на 2 кПа давление в основании емкости 170 для регенерации и выпускном трубопроводе 228, с тем, чтобы создать желательный поток азота в их направлении.

Обычно дифференциальный регулятор 206 давления сообщается с отбором 208 давления, который, в свою очередь, сообщается с отбором 212 давления, который, кроме того, может сообщаться с концом 282 трубопровода 270, находящимся с противоположной стороны от регулирующего клапана 294. Регулятор 206 может измерять давление в передаточной емкости 230 и накопительной емкости 250, и может регулировать приток водорода из трубопровода 202 в передаточную емкость 230 путем подачи сигнала 216 на регулирующий клапан 204. Добавление водорода может ускорить выравнивание давления между емкостями 230 и 250 и позволяет катализатору проходить из передаточной емкости 230 в накопительную емкость 250. В некоторых альтернативных воплощениях регулятор 206 и трубопровод 202 могут быть исключены, и после открытия клапанов 238 и 294 может быть обеспечено выравнивание давления между емкостями 230 и 250, и катализатор может последовательно падать вниз и транспортироваться под действием силы тяжести.

Подобным же образом регулятор 266 может сообщаться через отбор 268 давления с накопительной емкостью 250 и с основанием подъемной трубы 310 через отбор 272 давления с подачей сигнала 284 на регулирующий клапан 262 для обеспечения подачи водорода из трубопровода 264 в накопительную емкость 250. В качестве примера, можно подавать водород и поддерживать нулевую разность давления между накопительной емкостью 250 и подъемным трубопроводом 310 для облегчения транспортировки катализатора из накопительной емкости 250 и подъемного трубопровода 310.

При работе установки отработанный катализатор может поступать в первую систему из подъемного трубопровода 314 и направляться в разделительную емкость 120, в которую по трубопроводу 116 добавляют азот. Катализатор может выходить из разделительной емкости 120 посредством трубопровода 138 и проходить в емкость 140 снижения давления. Обычно указанная емкость 140 снижения давления имеет такое же давление, что и емкость 170 для регенерации. В качестве примера давление в емкости 140 снижения давления позволяет уменьшить давление от высокого давления, достигающего 620 кПа, которое, как правило, может быть таким же, как и давление в реакторе 330, до давления в регенераторе, например, до 240 кПа. После этого катализатор для проведения регенерации может проходить через отрезки 144 трубопровода в емкость 170 для регенерации.

После выхода из емкости 170 для регенерации катализатор может проходить в емкость 180, содержащую азот. Указанная емкость 180, содержащая азот, может обеспечить создание атмосферы из азота при немного более высоком давлении, которое, однако, не достаточно для того, чтобы препятствовать транспортировке регенерированного катализатора с помощью силы тяжести.

Катализатор затем посредством трубопровода 182 может поступать в устройство 200, как правило, в накопительную емкость 210, путем транспортирования с помощью силы тяжести из емкости 180, содержащей азот. Емкость 170 для регенерации, как правило, функционирует в непрерывном режиме или полунепрерывном режиме, в то