MXPA98002917A - Proceso y dispositivo de combustion en etapas para la regeneracion de un catalizador de reformacion o para la produccion de compuestos aromaticos en lecho movil - Google Patents
Proceso y dispositivo de combustion en etapas para la regeneracion de un catalizador de reformacion o para la produccion de compuestos aromaticos en lecho movilInfo
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Abstract
La invención se refiere a un proceso de regeneración de un lecho móvil de catalizador de reformación o de producción de hidrocarburos aromáticos, dicho catalizador incluye un soporte, al menos un metal noble y al menos un halógeno, el proceso comprende una etapa de combustión con tratamiento del catalizador en al menos 2 zonas de combustión sucesivas, proceso en el cual:- cada zona de combustión estáseparada de las zonas de combustión adyacentes de manera para poder dejar pasar el catalizador e impedir el paso de los gases, - en cada zona se introduce al menos un gas que contiene oxígeno y los gases producidos son extraídos de cada zona, - la severidad de las condiciones de operación en cada zona se acrecientan con el sentido del escurrimiento o flujo del catalizador. Ventajosamente, la etapa de combustión se termina en una zona de control del final de la combustión, caracterizada por un consumo pequeño sino es que nulo de oxígeno. La invención se refiere igualmente al aparato para poner en operación este proceso.
Description
PROCESO Y DISPOSITIVO DE COMBUSTIÓN KN KTAPA* PARA LA REGENERACIÓN DE UN CATALIZADOR DE
REFORMACIÓN O PARA LA PRODUCCIÓN DE CONPUESTOS
AROMÁTICOS EN LECHO MÓVIL
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a los procesos en lecho móvil para la producción de hidrocarburos aromáticos, y principalmente la reformación. Esta invención se refiere más particularmente a la etapa de combustión utilizada al momento de la regeneración del catalizador utilizado y destinado a restituirles sus funcionamientos catalíticos iniciales .
El catalizador comprende en general un soporte (por ejemplo formado de al menos un óxido refractario, el soporte puede igualmente incluir una o varias zeolitas), al menos un metal noble (de preferencia el platino), y ae preferencia al menos un metal promotor (por ejemplo estaño o renio), al menos un halógeno y eventualmente uno o varios elementos adicionales (tales como los metales alcalinos, alcalinotérreos, lantánidos, silicio, REF: 27283 elementos del grupo IV B, metales no nobles, elementos del grupo III A, etc.,) . Los catalizadores de este tipo contienen, por ejemplo, platino y al menos otro metal depositado sobre un soporte de alúmina clorada. De una manera general, estos catalizadores son utilizados para la conversión - de hidrocarburos nafténicos o parafínicos susceptibles de transformarse mediante deshidrocicli zación y/o deshidrogenación; en la reformación o para la producción de hidrocarburos, aromáticos (por ejemplo la producción de benceno, tolueno, orto-, meta- o paraxilenos) . Estos hidrocarburos provienen del fraccionamiento de los petróleos crudos mediante destilación, o por otros procesos de transformación. Estos catalizadores son ampliamente descritos en la literatura.
Uno de los medios para aumentar los rendimientos de estos procesos de reformación o de producción de hidrocarburos aromáticos, es disminuir las presiones de operación a las cuales se efectúan las diferentes reacciones interesantes. Por ejemplo, hace 30 años las reacciones de reformación se efectuaban a 40 barias; hace 20 años a 15 barias. Hoy en día, es común el ver reactores de reformación que funcionan a presiones inferiores a 10 barias, principalmente comprendidas entre 3 y 8 barias .
El mejoramiento de las reacciones benéficas debidas a la disminución de la presión, se acompaña -de una desactivación más rápida del catalizador por coquificación o cocaje. El coque, compuesto de peso molecular elevado y constituido esencialmente de carbono y de halógeno, se deposita sobre los sitios activos del catalizador. La relación molar H/C del coque formado varía de aproximadamente 0.3 a 1.0. Los átomos de carbono y de hidrógeno forman estructuras poliaromáticas condensadas donde el grado de organización cristalina es variable en función de la naturaleza del catalizador y de las condiciones de funcionamiento de los reactores. Aunque la selectividad de transformación de los hidrocarburos en coque sea muy pequeña, las proporciones de coque acumulado sobre el catalizador pueden ser importantes. Típicamente, para las unidades de lecho fijo, estas proporciones están comprendidas entre 2.0 y 20.0 hasta 25.51 en peso. Para las unidades de lecho circulante, estas proporciones son inferiores a 10.0% en peso.
El depósito de coque, más rápido a baja presión, necesita una regeneración igualmente más rápida del catalizador. Los ciclos de regeneración actuales pued-en descender hasta 2 a 3 días.
La Patente Europea EP-A-0 , 378 , 482 de la solicitante, expone un proceso de regeneración en forma continua de un catalizador de reformación o de producción de hidrocarburos aromáticos, que permite paliar los inconvenientes inherentes a estos ciclos más o menos cortos. Una de las etapas de la regeneración es la combustión del coque depositado sobre el catalizador. La presente invención se refiere a esta etapa.
De acuerdo a la Patente Europea EP-A-0,378,482, el catalizador utilizado se traslada progresivamente de la parte alta hacia abajo en un recinto de regeneración donde éste encuentra sucesivamente una primera zona de lecho móvil y radial de combustión, una segunda zona de lecho móvil y radial de combustión, una zona de lecho móvil axial de oxicloración y una zona de lecho móvil axial de calcinación, y (a) en la primera zona de combustión, el catalizador es tratado bajo una presión de 3 a 8 barias sensiblemente igual a aquella que impera en el primer reactor, a una temperatura comprendida entre 350 y 450°C mediante un gas de combustión a base de un gas inerte que circula a co-corriente del catalizador, que incluye 0.01 a 1% de oxígeno en volumen, proviniendo este gas de combustión de una zona de lavado de gases provenientes de la calcinación, de la oxicloración y de la combustión, (b) en la segunda zona de combustión, el catalizador proveniente directamente de la primera zona de combustión es tratado bajo una presión de 3 a 8 barias sensiblemente igual a aquella que impera en el primer reactor, a una temperatura superior de al menos 20°C a la temperatura que impera en la primera zona de combustión, en presencia de gases que provienen de la primera zona de combustión, y en presencia de un gas inerte complementario al cual se agrega hasta 20% en volumen de oxígeno, de manera para que el catalizador esté al menos en contacto con un gas que incluya 0.01 a 1% de oxígeno en volumen, circulando estos gases a co-corriente del catalizador .
El catalizador es en seguida enviado hacia la zona de oxicloración.
Para acrecentar más claramente la técnica anterior, se ha presentado en la figura 1 una figura de la patente europea EP-A-0 , 376 , 482 que muestra el catalizador conducido por la tubería (17a), almacenado en la zona (20), y que después pasa en regeneración por las tuberías (9) hacia una primera zona de combustión (101), después hacia una zona de combustión -(105) . La combustión se desarrolla con una inyección (102) de un gas cargado de oxígeno (0.01 a 1% en volumen) y un aporte suplementario (104) de gas inerte que puede estar, si es necesario, cargado de oxígeno o de aire. El conjunto de la etapa de combustión corresponde a la parte A de la figura 1.
Ahora bien, la solicitante ha podido constatar, luego de la explotación de este proceso, que un buen conocimiento de la combustión, y así pues de su producción continua y de su control, ostentan garantías de una buena marcha de la unidad y de una buena calidad de la regeneración. La solicitante ha buscado pues mejorar el control de la combustión. El proceso propuesto en la presente solicitud de patente permite obtener este resultado por la gestión separada de los gases a nivel de cada zona, controlando así las condiciones en cada zona de combustión, y terminando preferentemente la combustión por un control del final de la combustión .
De manera más precisa, la invención tiene por objetivo un proceso de regeneración de un lecho móvil de catalizador de reformación o de producción de hidrocarburos aromáticos, dicho catalizador incluye un soporte, al menos un metal noble y al menos un halógeno, el proceso comprende una etapa de combustión con tratamiento del catalizador en al menos dos zonas de combustión sucesivas, proceso caracterizado porque: cada zona de combustión está separada de las zonas de combustión adyacentes, de manera para poder hacer pasar el catalizador e impedir el paso de los gases , en cada zona de introduce al menos un gas que • contiene oxígeno y los gases producidos son extraídos de cada zona, la severidad de las condiciones de operación en cada zona se acrecientan con el sentido del flujo del catalizador.
De preferencia, el gas extraído en una zona de combustión es enviado al menos en parte, y de preferencia en su totalidad, hacia la siguiente zona (en el sentido del flujo del catalizador) con una eventual complementación de oxígeno (de aire por ej emplo ) .
En general, para hacer severas las condiciones de operación es necesario aumentar la temperatura y/o la proporción de oxígeno del gas que entra. De preferencia, para cada zona la proporción de oxígeno en el gas que entra está comprendida entre 0.01 y 2%, la temperatura del gas que entra está comprendida entre 350 y 600°C, el tiempo de permanencia del catalizador en una zona está comprendido entre 5 minutos y 3 horas y la PPH (gasto en masa por hora del gas/masa del catalizador en contacto con el gas) está comprendido entre 1 y 50 h"1.
Ventajosamente la etapa de combustión se termina por una última zona denominada de control del final de la combustión, en la cual el consumo de oxígeno es aproximadamente inferior al 10% del oxígeno que entra en dicha zona. La temperatura es de preferencia sensiblemente constante.
De preferencia, la zona de control está situada en la parte inferior de la última zona de combustión, y por lo tanto después del final del frente de la flama.
Además, se introduce en la zona de control un gas que contiene oxígeno en cantidad superior a aquella de los gases que entran, a los niveles corriente arriba (en el sentido del flujo del catali zador ) .
Se define así en la presente invención una combustión en varias zonas (o etapas), donde cada etapa está caracterizada por una temperatura que impera en dicha etapa, una temperatura de entrada del gas que contiene oxígeno, una proporción de oxígeno del gas que entra, un gasto o velocidad del gas y una duración de exposición del catalizador coquificado a estas condiciones, con el fin de tener una combustión más eficaz.
Se seguirá más fácilmente la descripción de la invención con referencia a la figura 2, que se podrá comparar con la figura 1 relativa a la técnica anterior.
Las figuras 3 y 4 muestran igualmente las modalidades de realización de la invención, la figura 3 otra disposición de la zona de control y la figura 4 una modalidad de gestión de los gases.
La figura 2 no representa más que la etapa de combustión, o bien la parte A del proceso de regeneración .
De manera clásica el catalizador C utilizado a regenerar entra en la zona superior o cabeza (2) del recinto E de regeneración por el conducto ( 1 ) .
El catalizador es introducido en seguida por los conductos o jambas (3) en una primera zona de combustión Zl. En esta zona el catalizador sufre una primera destilación o combustión con la ayuda de un gas que contiene el oxígeno Gl introducido por el conducto (4) .
De manera general las zonas de combustión son del tipo radial, y de preferencia anular en el caso del lecho móvil mostradas en la figura 2, el lecho se escurre luego hacia el espacio anular delimitado por dos paredes cilindricas coaxiales, entrando el gas por una pared y saliendo por la otra .
En el caso del lecho móvil de catalizador, el escurrimiento o flujo es continuo. Los flujos intermitentes pueden igualmente ser considerados.
El gas G' 1 después del paso hacia esta primera zona de combustión es extraído de dicha zona por el conducto (5) .
El catalizador C desciende por las jambas (6) u otros conductos hacia la segunda zona de combustión Z2, en la cual es introducido por una tubería (7) un gas G2 que contiene el oxígeno.
De acuerdo a la invención, las zonas de combustión Zl y Z2 son sucesivas y adyacentes, es decir que el catalizador que sale de la zona de combustión Zl pasa directamente hacia la zona de combustión Z2, no sufriendo tratamiento entre las dos zonas. Las zonas de combustión Zl y Z2 están físicamente separadas de manera para permitir el paso del catalizador, pero impidiendo el paso de los gases, por ejemplo el paso de los gases G' 1 hacia Z2.
El experto en la materia elegirá el medio más adaptado para cumplir esta función. En la modalidad de realización de la figura 2, se coloca una placa (8) para este efecto entre las zonas Zl y Z2 sobre toda la sección del recinto E de regeneración, con la excepción de las secciones reservadas al paso del catalizador (jambas u otros conductos) . Desde luego, un poco de gas G' 1 pasa hacia la zona Z2 con el catalizador en las jambas (6), pero es una mínima parte del gas.
El gas G' 2 después de pasar hacia esta segunda zona de combustión es extraído de dicha zona por el conducto (9) ; más en general el gas proveniente de la última zona de la etapa de combustión es trasegado del recinto. El catalizador C desciende en las jambas u otros conductos (10) hacia la zona de oxicloración no representada aquí. Éste es tratado después de la combustión de manera conocida para asegurar su regeneración (oxicloración, calcinación). Se notará también que, de manera preferida, los gases provenientes de la zona de oxicloración son trasegados de la zona de oxicloración para evitar su paso hacia la última zona de la etapa de combustión. De este modo, no se realiza ninguna introducción de cloro o compuesto clorado en los gases que entran hacia las zonas de combustión Zl y Z2.
En la figura 2 se han representado dos zonas de combustión sucesivas, el número de zonas de combustión es elegido por el experto en la materia en función de la instalación a concebir. Éstas funcionan y están acomodadas de la misma manera que las zonas descritas anteriormente.
De acuerdo a una modalidad de realización ventajosa, el gas G' 1 que sale de la zona Zl es introducido al menos en parte, y de preferencia en su totalidad, hacia la zona Z2 con el gas G2, o después de una eventual complementación de oxígeno para formar el gas G2; esta disposición permite una utilización máxima del oxígeno restante y un aporte de oxígeno mínimo.
Esta gestión o trato separado de los gases a nivel de cada zona de combustión, permite conocer de manera precisa a cualquier momento las temperaturas de los gases que entran y que salen, y sus cantidades de oxígeno. Además de una utilización máxima de oxígeno, esta gestión o trato permite un dominio de la combustión del coque por el dominio de las condiciones de operación a nivel de cada zona.
De manera preferida, se procede a una operación de control del final de la combustión, en una última zona de la etapa de combustión.
En la realización de la Figura 2, esta operación es efectuada en la parte inferior (en el sentido del flujo o escurrimiento del catalizador) de la última zona de combustión Z2, esta parte inferior constituye luego una zona FC denominada de control. En la realización representada en la figura 3, la zona FC de control es una zona no incluida en la última zona de combustión Z2.
La zona FC de control se distingue de una zona de combustión ya que el consumo de oxígeno es en la zona FC aproximadamente inferior al 10% del oxígeno que entra. Ventajosamente, la temperatura que impera queda sensiblemente constante (variación de 3% máximo y mejor de 2% máximo) a los errores de medición aproximados y a los desperdicios térmicos aproximados. En esta zona FC entra un gas G3 que contiene oxígeno, por el conducto (11) de acuerdo a la figura 2 (y 27 de acuerdo a la figura 3), gas que es extraído después de su paso a través de la zona FC, por un conducto (9) de acuerdo a la figura 2 por el cual se efectúa igualmente la evacuación del gas G' 2 que ha atravesado la zona de combustión Z2, o por el conducto 28 de acuerdo a la figura 3 independientemente de G'2.
El experto en la materia elegirá los medios adaptados para medir el consumo de oxígeno en la zona FC . Por ejemplo, se puede medir la variación de la proporción de oxígeno entre la entrada y la salida de la zona FC a partir de una variación de la proporción en la entrada (igual que el gasto total de gas) y la medición de la variación de la proporción en la salida de la zona. De una manera general, si el funcionamiento de las etapas precedentes es correcto, el consumo de oxígeno en la zona FC debe de ser pequeño (inferior a 2-3%) .
Otro medio es disponer de medios de medición de la temperatura y/o de la proporción de oxígeno ya sea sobre el gas que sale (por ejemplo la figura 3 donde el gas sale independientemente de los otros gases provenientes de la combustión) o bien a nivel de la pared por la cual sale el gas de la zona FC (caso de la figura 2 por ejemplo) .
Se pueden igualmente adaptar los medios para medir la temperatura del lecho catalítico o del catalizador que entra y que sale de la zona de control. Se dispone de este modo de un medio simple para controlar el buen funcionamiento de las etapas de combustión, y mediante la gestión independiente- de los gases de cada etapa, se pueden remediar de manera fácil y rápida los déficits de combustión que hacen variar la temperatura o la proporción de oxígeno en una o varias zonas. En efecto, si la comparación de las proporciones en oxígeno o las temperaturas sobre los gases y/o el catalizador conduce a variaciones fuera de los valores admisibles para el proceso (menos de 10% para el oxígeno y a lo más 3% para la temperatura), entonces al menos una condición de operación de al menos una zona de combustión es modificada de manera para corregir la diferencia. Esto puede ser mediante modificación de la proporción de oxígeno y/o de la temperatura del gas que entra) .
Las condiciones de operación son elegidas para cada zona y estrictamente controladas a nivel de cada zona (de manera contraria a la técnica anterior) de manera para reducir tanto como sea posible el efecto nefasto de la combustión sobre el catalizador. En efecto, los productos formados por esta reacción exotérmica son principalmente del dióxido de carbono y del agua. Ahora bien, se encuentra que son estas condiciones engendradas por esta combustión las que son, indiscutiblemente, las más favorables para el envejecimiento o para la degradación del catalizador. En particular, la presencia de agua a alta temperatura es responsable de la alteración progresiva del soporte poroso del catalizador. Típicamente, la superficie específica de un catalizador nuevo es cercana a 250 m2/g. Al final de su vida, este valor desciende al menos 100 m2/g .
La calidad de la combustión es función de varios parámetros: la temperatura de entrada del gas que contiene el oxígeno, suficiente para promover la reacción y que acelera la velocidad de esta reacción, la proporción de oxígeno del gas, que tiene un efecto sobre la elevación de la temperatura en el lecho, y así pues sobre la alteración o no del catalizador; esto favorece igualmente la velocidad de difusión de oxígeno en la partícula, la cantidad de oxígeno, que determina la cantidad de coque que va a poderse quemar.
En las primeras fases (o primeros instantes) de- la combustión, el oxígeno aportado es teóricamente completamente consumido, si la temperatura del gas y la proporción de oxígeno son suficientes para desencadenar la reacción. Una parte del coque es en este momento muy fácil y rápidamente quemada.
La solicitante ha constatado que puede quedar coque más difícil de quemar; a la temperatura o los primeros porcentajes de coque son fácilmente quemados, se necesita un tiempo muy prolongado para eliminar los otros porcentajes.
Esta dificultad puede, según los inventores, tener varias razones, entre otras: la presencia de diferentes tipos de coque caracterizados por temperaturas de encendido o de arranques diferentes, de organizaciones cristalinas diferentes, de relaciones H/C diferentes, localización del coque: el coque depositado en la proximidad de la fase metálica del catalizador está más hidrogenado que el coque acumulado sobre el soporte del catalizador, problema de difusión: el coque en la superficie de la partícula del catalizador se quema más fácilmente que aquel situado en el núcleo de la partícula. A los problemas de reactividad química, se agrega un problema de difusión del oxígeno, hacia el coque depositado en el núcleo del grano del catalizador, el tamaño de las aglomeraciones de coque: en capa delgada, es más rápido de quemar que el que está bajo la forma de aglomeraciones gruesas.
Estas múltiples razones implican múltiples especies de coque: coques a diferentes temperaturas de encendido o arranque. Cada uno está caracterizado por un umbral de temperatura más allá del cual la reacción puede desencadenarse de manera satisfactoria y completa. En este caso, se pueden definir varias temperaturas de operación, coque a diferentes velocidades de quemado, por ejemplo: el coque de superficie y el coque del núcleo. El primero se consume más rápidamente a falta de oxígeno. El segundo es menos accesible pues es más "duro" de quemar; éste constituye los últimos porcentajes del coque a eliminar, y puede ser quemado en exceso de oxígeno si se considera que no existen más riesgos de aceleración de la reacción de combustión. Es entonces posible tener una proporción más elevada de oxígeno, y una temperatura más alta, con el fin de favorecer la reacción de combustión de este coque duro.
Con el fin de tener las condiciones sobre el gas idénticas, adaptadas a un coque "medio" como en la técnica anterior, la presente invención propone condiciones para la combustión de etapas múltiples del coque, realizada en las etapas precedentemente descritas.
Cada etapa (zona) recibe al menos un gas que contiene oxígeno a una PPH comprendida entre 1 y 50 h"1, y de preferencia 10 a 40 h"1, y de manera más preferida de 15 a 35 h"1, una temperatura T comprendida entre 350 y 600°C, de preferencia 400 y 600°C, una proporción de oxígeno (en volumen) de a lo más 2%, y de preferencia 0.5-1.5%, y en general superior a 0.5%, cada zona tiene un volumen V correspondiente a un tiempo de estancia del catalizador de 5 minutos a 3 horas.
Para cada zona, la temperatura de entrada del gas que contiene el oxígeno y la proporción de oxígeno son tales que: la temperatura máxima en la salida del lecho es inferior a un valor máximo admisible, en función de los materiales utilizados (por ejemplo, 770°C para un acero débilmente aliado) .
la elevación máxima de temperatura entre la entrada y la salida del lecho es inferior a 200°C, de preferencia del orden de 100°C, - la temperatura en la zona es de al menos 350°C, y ventajosamente de al menos 400°C, e inferior a 600°C, de preferencia inferior a 580°C y mejor aún a lo más de 550°C. - la temperatura en la zona es superior a la temperatura de la zona que la precede inmediatamente. De este modo en la zona Z2, la temperatura T2 es superior a TI de la zona Zl .
Estas temperaturas más o menos elevadas resultan de la transferencia del catalizador caliente de la zona precedente, de la introducción del gas caliente que contiene el oxígeno, y de la reacción exotérmica de combustión que se desarrolla, y de la severidad creciente de las condiciones de operación.
De preferencia, para garantizar el buen funcionamiento de la combustión, se introducen gases más o menos calientes a nivel de las zonas encontradas al momento del escurrimiento o flujo del catalizador. De este modo, la temperatura T2 del gas G2 será ventajosamente superior a aquella TI del gas Gl, y T3 será superior a T2 (T3: temperatura de la zona de control) .
De manera más precisa, en la zona FC entra un gas que tiene una temperatura al menos sensiblemente igual a aquella que impera al final de la combustión de la última zona de combustión. la proporción de oxígeno del gas introducido es igualmente cada vez más grande a nivel de las zonas encontradas por el catalizador, y la zona de control corresponde a la proporción de oxígeno más grande (cantidad superior a aquella del gas que entra a los niveles corriente arriba) .
Un ejemplo de realización es esquematizado en la Figura 3, para ilustrar las condiciones de operación de cada zona y la gestión o trato de los gases .
Se reconoce el recinto E de regeneración con un catalizador C en lecho móvil que atraviesa sucesivamente las zonas Zl, Z2 y Z3 en las cuales imperan las temperaturas TI, T2 y T3.
El volumen de las zonas disminuye con el sentido del escurrimiento o flujo del catalizador. Los volúmenes VI, V2, V3 respectivamente de las zonas Zl, Z2 y Z3 son tales que VI > V2 > V3. Se han elegido volúmenes diferentes de esta manera, pero son igualmente considerables los volúmenes iguales o diferentes de otras maneras.
Un compresor (29) proporciona un gasto de gas total dividido en tres gastos que alimentan las zonas Zl, Z2 y Z3.
Sobre cada flujo de gas se coloca un analizador de oxígeno y un medidor de temperatura, de manera para ajustar eventualmente la proporción de oxígeno y la temperatura para cumplir las consignas .
El aporte de oxígeno es realizado por las tuberías 21, 22 y 23 respectivamente sobre cada flujo de gas, y el ajuste en la temperatura por los medios 24, 25, 26 respectivamente (hornos en la Figura 3 ) .
Entran de este modo a nivel de cada zona Zl, Z2, Z3 los gases Gl, G2, G3 respectivamente, cuya proporción de oxígeno y la temperatura están de conformidad con los valores de consigna.
Estos valores de los gases Gl, G2, G3 son por ejemplo respectivamente: TI igual a aproximadamente 460°C T2 igual a aproximadamente 480°C T3 igual a aproximadamente 520°C y para las proporciones de oxígeno respectivamente
01 igual a aproximadamente 0.8 02 igual a aproximadamente 0.8 03 igual a aproximadamente 1.1.
A nivel de cada zona, resulta un gas G'l,
G'2, G' 3 respectivamente. De acuerdo a la modalidad de realización de la Figura 3, los gases son mezclados y recogidos, al menos en parte por el compresor (29), con el fin de reutilizarlos en la combustión, esto evidentemente después de la eliminación al menos parcial del agua y otras especies provenientes de la composición, y después de un eventual enfriamiento (mediante apagado por ejemplo) si es necesario.
En la Figura 3 se describe una disposición en la cual los gases provenientes de las zonas de combustión y de terminación son mezclados, tratados y reciclados hacia dichas zonas, como gases de entrada .
De una manera más general, los gases extraídos a nivel de al menos 2 zonas son recolectados y reintroducidos , después del eventual tratamiento, al menos en parte hacia al menos una zona de combustión después de un eventual aporte de oxígeno .
De preferencia, existe reciclamiento hacia la primera zona de combustión. El tratamiento tiene por objetivo eliminar el agua y los otros productos de la combustión o productos "parásitos"
(tales como el cloro) .
Es igualmente interesante prever que el gas proveniente de la zona FC (en mezcla eventualmente con el gas de la última zona de combustión) sea reintroducido al menos en parte hacia la zona FC y/o al menos en parte hacia al menos una zona de combustión, y de preferencia la primera zona • de combustión, después evidentemente de una eventual aportación de oxígeno para formar el gas de entrada hacia la zona, con el fin de hacer óptimo el consumo de oxígeno.
En este caso, una modalidad de realización preferida para la gestión o trato de los gases, es aquella mostrada en la Figura 4. Se reconoce el recinto de acuerdo a la invención de la Figura 2 con dos zonas de combustión.
El gas G'2 (efluente proveniente de la segunda zona de combustión que comprende la zona de control) es enfriado en un intercambiador (12), lavado en un aparato (13) para eliminar las impurezas, clorado principalmente, y una fracción de este efluente es purgada por el conducto (14), el resto del efluente es secado en un secador (16), después comprimido en un compresor (15) y separado en dos fracciones. Una es enviada como gas Gl hacia la primera zona de combustión después del recalentamiento (horno 18) y después del aporte de oxígeno por un gas (por ejemplo aire) proporcionado en el conducto (17) . La otra fracción es recalentada (horno 19), adicionada de oxígeno (por ejemplo aire)- por el conducto (20) y reintroducida como gas G3 en la zona de control. El gas G' 1 trasegado de la primera zona de combustión es, después de la eventual complementación de oxígeno por el conducto (20'), introducido hacia la zona Z2.
Es bien cierto que la invención no está limitada a esta modalidad de realización, es posible modificar la colocación de ciertos equipos
(el secador después del compresor, por ejemplo, de preferencia sobre todo el efluente) en ciertos casos el reducir el número de equipos (horno 18 por ejemplo no utilizado) .
La invención se refiere igualmente a un recinto de regeneración que pone en operación este proceso. Dicho recinto incluye al menos dos zonas de combustión (Zl) y (Z2) radiales, colocadas en serie, al menos un conducto (4, 7) para la introducción de gas que contiene oxígeno, en cada zona de combustión, al menos un conducto (1) para introducir el catalizador en el recinto, al menos un conducto (3, 6), para la transferencia del catalizador entre las zonas, y al menos un conducto (10) para la transferencia del catalizador hacia una zona siguiente de oxicloración, y al menos un conducto (9) para la evacuación de los gases provenientes de la combustión, hacia afuera del recinto, dicho conducto (9) está situado antes de la zona de oxicloración, caracterizado el recinto porque : entre las zonas de combustión están colocados los medios de separación que permiten el paso del catalizador entre las zonas en los conductos para este efecto, pero que impiden el paso de los gases entre dichas zonas, y al menos un conducto (5, 9) está colocado a nivel de cada zona para extraer los gases provenientes del paso a través de dicha zona.
De acuerdo a una modalidad de realización preferida (Figura 2), la última zona de combustión (Z2) incluye en su parte interior una zona (FC) denominada de control del fin de la combustión, provista de al menos un conducto (11) para introducir al menos un gas que contiene oxígeno y al menos un -conducto (9) para extraer los gases provenientes del paso a través de la zona de combustión (Z2) y la zona de control (FC) .
De acuerdo a otra modalidad preferida de realización (Figura 3), la última zona de combustión (Z2) es seguida de una zona denominada de control (FC), tal que entre las dos zonas está colocado un medio de separación que permite el paso del catalizador, pero que impide el paso de los gases, dicha zona de control está provista de un conducto (27) para la introducción de un gas que contiene oxígeno y un conducto (28) para la evacuación del gas.
De preferencia, al menos un conducto (5) de evacuación de los gases de una zona de combustión, está unido al menos a un conducto (7) de introducción de gas que contiene oxígeno en una zona que la sigue.
Ventajosamente, el conducto (28, 9) de evacuación del gas proveniente de la zona de control (FC), está unido al conducto (4) para la introducción - del gas que contiene oxígeno en la primera zona de combustión (Zl), de manera para reciclar una parte al menos del gas proveniente _de la zona (FC) hacia la zona (Zl) .
Para realizar el control de las condiciones de' operación en cada zona, sobre los conductos (4, 7) para la introducción en el recinto, de gas que contiene oxígeno en cada zona, es colocado al menos un conducto para realizar un complemento de oxígeno, eventualmente al menos un medio para recalentar el gas, y un sistema de medición de la temperatura, de la proporción de oxígeno y del gasto, de manera para controlar y ajustar la temperatura, la proporción de oxígeno y el gasto en función de las consignas de operación.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes :
Claims (19)
1. Un proceso de regeneración de un lecho móvil de catalizador de reformación o de producción de hidrocarburos aromáticos, el catalizador incluye un soporte, al menos un metal noble y al menos un halógeno, el proceso comprende una etapa de combustión con tratamiento del catalizador en al menos dos zonas de combustión sucesivas, el proceso está caracterizado porque: cada zona de combustión está separada de las zonas de combustión adyacentes a manera de poder dejar pasar el catalizador e impedir el paso de los gases, - en cada zona es introducido al menos un gas que contiene oxígeno, y los gases producidos son extraídos de cada zona, la severidad de las condiciones de operación en cada zona se acrecientan con el sentido de escurrimiento o flujo del catalizador .
2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el gas extraído de una zona de combustión es enviado al menos en parte hacia la siguiente zona (en el sentido del escurrimiento o flujo del catalizador) con una eventual complementación de oxígeno.
3. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el gas extraído de una zona es enviado en su totalidad hacia la zona siguiente, con un eventual aporte de oxígeno.
4. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la severización de las condiciones de operación es obtenida aumentando la temperatura y/o la proporción de oxígeno del gas que entra.
5. El proceso de conformidad con las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para cada zona la proporción de oxígeno del gas que entra está comprendida entre 0.01 y 2%, la temperatura del gas que entra está comprendida entre 350-600°C, el tiempo de residencia del catalizador en una zona está comprendido entre 5 minutos y 3 horas, y la PPH está comprendida entre 1-50 hora-1.
6. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la etapa de combustión se termina en una última zona denominada de control del final de la combustión, en la cual el consumo de oxígeno es aproximadamente inferior al 10% del oxígeno que entra en dicha zona.
7. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la temperatura es sensiblemente constante en la zona de control .
8. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la zona de control está situada en la parte inferior de la última zona de combustión.
9. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6 a la 8, caracterizado porque se introduce en la zona de control un gas que contiene oxígeno en cantidad superior a aquella del gas que entra a los niveles corriente arriba (en el sentido del escurrimiento o flujo del catalizador).
10. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6 a la 9, caracterizado porque el gas proveniente de la zona de control es reintroducido al menos en parte hacia la primera zona de combustión.
11. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6 a la 10, caracterizado porque el gas proveniente de la zona de control es reintroducido al menos en parte en la zona de control .
12. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los gases extraídos a nivel de al menos 2 zonas son recolectados y reintroducidos al menos en parte en al menos una zona de combustión después de un eventual aporte de oxígeno .
13. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una etapa de combustión con tratamiento del catalizador en una primera zona de combustión, y después en una segunda zona de combustión, caracterizado el proceso porque las zonas están separadas de -manera para dejar pasar el catalizador e impedir el paso de los gases, la segunda zona de combustión incluye en su parte inferior una zona de control del final de la combustión, y el efluente extraído de la primera zona de combustión es enviado en su totalidad hacia la segunda zona de combustión después del aporte de oxígeno, porque, el efluente proveniente de la segunda zona de combustión es enfriado, tratado para eliminar las impurezas, purgado, secado, comprimido y después separado en dos fracciones, una es introducida después del recalentamiento y después del aporte de oxígeno hacia la primera zona de combustión, y la otra es recalentada, adicionada de oxígeno e introducida en la zona de control.
14. Un recinto para la regeneración de catalizador de reformación o de producción de hidrocarburos aromáticos, que incluye un soporte, al menos un metal noble y al menos un halógeno, el catalizador está bajo la forma de lecho móvil, el recinto incluye al menos 2 zonas de combustión Zl y Z2 radiales colocadas en serie, al menos un conducto para la introducción de gas que contiene oxígeno en cada zona de combustión, al menos un conducto para la introducción del catalizador en el recinto, al menos un conducto para la transferencia de catalizador entre las zonas y al menos un conducto para la transferencia de catalizador en una zona siguiente de la oxicloración, y al menos un conducto para la evacuación de los gases salidos de la combustión hacia afuera del recinto, este último conducto está situado antes de la zona de oxicloración, el recinto está caracterizado porque: entre las zonas de combustión están situados los medios de separación que permiten el paso del catalizador entre las zonas en los conductos para ese efecto, pero que impiden el paso de los gases entre dichas zonas, y al menos un conducto está colocado a nivel de cada zona para extraer los gases provenientes del paso a través de dicha zona.
15. El recinto de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la última zona de combustión Z2 incluye en su parte inferior una zona denominada de control FC del final de la combustión, provista de al menos un conducto para introducir al menos un gas que contiene oxígeno y al menos un conducto para extraer los gases provenientes del paso a través de la zona de combustión Z2 y la zona de control FC .
16. El recinto de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la última zona de combustión Z2 está seguida de una zona de control FC, tal que entre las dos zonas está colocado un medio de separación que permite el paso del catalizador, pero que impide el paso de los gases, dicha zona de control está provista de un conducto para la introducción de un gas que contiene oxígeno y un conducto para la evacuación del gas .
17. El recinto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a la 16, caracterizado porque al menos un conducto de evacuación de los gases de una zona de combustión está unido al menos a un conducto de introducción de gas que contiene oxígeno, en una segunda zona que la prosigue.
18. El recinto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a la 17, caracterizado porque el conducto de evacuación del gas proveniente de la zona de control FC está unido al conducto para la introducción del gas que contiene oxígeno, en la primera zona de combustión Zl de manera para reciclar una parte al menos del gas proveniente de la zona FC hacia la zona Zl.
19. El recinto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a la 18, caracterizado porque sobre los conductos para la introducción en el recinto, de gases que contienen oxígeno en cada zona, está colocado al menos un conducto para hacer un aporte de oxígeno, y un sistema de medición de la temperatura, de la proporción de oxígeno y del gasto, de manera para controlar y ajustar la temperatura, la proporción de oxígeno y el gasto en función de las consignas de operación. RESUMEN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un proceso de regeneración de un lecho móvil de catalizador de reformación o de producción de hidrocarburos aromáticos, dicho catalizador incluye un soporte, al menos un metal noble y al menos un halógeno, el proceso comprende una etapa de combustión con tratamiento del catalizador en al menos 2 zonas de combustión sucesivas, proceso en el cual: cada zona de combustión está separada de las zonas de combustión adyacentes de manera para poder dejar pasar el catalizador e impedir el paso de los gases, en cada zona se introduce al menos un gas que contiene oxígeno y los gases producidos son extraídos de cada zona, la severidad de las condiciones de operación en cada zona se acrecientan con el sentido del escurrimiento o flujo del catali zador . Ventajosamente, la etapa de combustión se termina en una zona de control del final de la combustión, caracterizada por un consumo pequeño sino es que nulo de oxígeno. La invención se refiere igualmente al aparato para poner en operación este proceso.
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FR9704663A FR2761907B1 (fr) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | Procede et dispositif a combustion etagee pour la regeneration d'un catalyseur de reformage ou de production d'aromatiques en lit mobile |
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