NO180368B

NO180368B - Process for Regenerating a Non-Acid Catalyst Used in the Dehydrogenation of Light Hydrocarbons

Info

Publication number: NO180368B
Application number: NO920390A
Authority: NO
Inventors: Paul R Cottrell; Michael E Fettis
Original assignee: Uop Inc
Priority date: 1992-01-29
Filing date: 1992-01-29
Publication date: 1996-12-30
Also published as: NO920390D0; NO180368C; NO920390L

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for regenerering av en ikke-sur katalysator anvendt ved dehydrogenering av lette hydrokarboner. Nærmere bestemt angår den en fremgangsmåte for regenerering av en katalysator anvendt ved selektiv dehydrogenering av hydrokarboner for å oppnå nyttige hydrokarbonprodukter. The present invention relates to a method for regenerating a non-acidic catalyst used in the dehydrogenation of light hydrocarbons. More specifically, it relates to a method for regenerating a catalyst used in the selective dehydrogenation of hydrocarbons to obtain useful hydrocarbon products.

Katalytiske prosesser for omdannelse av hydrokarboner er vel kjent og omfattende brukt. Katalysatorer anvendt ved disse prosesser blir uunngåelig deaktivert av én eller flere årsaker. Når akkumuleringen av avsatt koks forårsaker deaktivering, vil regenerering av katalysatoren for å fjerne avsatt koks gjenopprette katalysatorens aktivitet. Koks blir normalt fjernet fra katalysatoren ved å bringe den i kontakt med en oksygenholdig gass ved høy temperatur for å forbrenne og fjerne koksen i en regenereringsprosess. Disse prosesser kan foregå in situ, eller katalysatoren kan fjernes fra beholderen hvor hydrokarbonomdannelsen finner sted og transporteres til en separat regenereringssone for å fjerne koks. Anordninger for kontinuerlig eller halvkontinuerlig fjerning av katalysatorpartikler fra en reaksjonssone og for fjerning av koks i en regenereringssone er vel kjent. Catalytic processes for the conversion of hydrocarbons are well known and widely used. Catalysts used in these processes are inevitably deactivated for one or more reasons. When the accumulation of deposited coke causes deactivation, regeneration of the catalyst to remove deposited coke will restore catalyst activity. Coke is normally removed from the catalyst by bringing it into contact with an oxygen-containing gas at high temperature to burn and remove the coke in a regeneration process. These processes can take place in situ, or the catalyst can be removed from the vessel where the hydrocarbon conversion takes place and transported to a separate regeneration zone to remove coke. Devices for the continuous or semi-continuous removal of catalyst particles from a reaction zone and for the removal of coke in a regeneration zone are well known.

I US patentskrift nr. 2965563 beskrives en fremgangsmåte for hydroforming (reformering) av nafta ved en temperatur i området fra 426°C til 524°C. Patentskriftet angir ikke noen fremgangsmåte for dehydrogenering av propan eller butan ved driftsbetingelser som omfatter en temperatur i området fra 593°C til 663°C. Slike betingelser er mye strengere enn dem anvendt ved reformering og de resulterer i hurtig deaktivering av katalysatoren hvorved det kreves hyppige og gjentatte re-genereringssykluser. Patentskriftet behandler heller ikke pro-blemet med regenerering av en dehydrogeneringskatalysator som omfatter platina på en ikke-sur bærer. US Patent No. 2965563 describes a method for hydroforming (reforming) naphtha at a temperature in the range from 426°C to 524°C. The patent does not state any method for dehydrogenation of propane or butane under operating conditions that include a temperature in the range from 593°C to 663°C. Such conditions are much more stringent than those used in reforming and they result in rapid deactivation of the catalyst thereby requiring frequent and repeated regeneration cycles. The patent also does not deal with the problem of regeneration of a dehydrogenation catalyst comprising platinum on a non-acid support.

I US patentskrift nr. 3278419 beskrives en fremgangsmåte for reaktivering av en hydroformings(reformerings)katalysator ved først å bringe katalysatoren i kontakt med klor og vann og deretter fjerne avsatt koks fra katalysatoren ved å brenne koksen. US Patent No. 3278419 describes a method for reactivating a hydroforming (reforming) catalyst by first bringing the catalyst into contact with chlorine and water and then removing deposited coke from the catalyst by burning the coke.

For å forbrenne koks i en typisk regenereringssone blir en resirkulert gass kontinuerlig sirkulert til forbrenn ingsseksjonen og en røkgass som inneholder sideprodukter fra koksforbrenningen, oksygen og vann, kontinuerlig tatt ut. Koksforbrenningen blir kontrollert ved å bringe en resirkulert gass med lav oksygenkonsentrasjon i kontakt med de koksholdige katalysatorpartikler. Røkgassen/resirkulasjonsgassen blir kontinuerlig sirkulert gjennom katalysatorpartiklene. En liten mengde kompletterende gass blir tilsatt til resirkulasjons-gassen for å erstatte oksygen som er forbrukt ved forbrenningen av koks, og en liten mengde røkgass blir tatt ut for å gjøre tilsetningen av kompletterende gass mulig. Den jevne tilførsel av kompletterende gass og avlufting av røkgass eta-blerer konstante betingelser som medfører en nær konstant konsentrasjon av vann og oksygen, samt forbrenningsprodukter, i resirkulasj onsgassen. To burn coke in a typical regeneration zone, a recycled gas is continuously circulated to the combustion section and a flue gas containing coke combustion by-products, oxygen and water, is continuously withdrawn. Coke combustion is controlled by bringing a recycled gas with a low oxygen concentration into contact with the coke-containing catalyst particles. The flue gas/recirculation gas is continuously circulated through the catalyst particles. A small amount of supplemental gas is added to the recirculation gas to replace oxygen consumed by the combustion of coke, and a small amount of flue gas is withdrawn to make the addition of supplemental gas possible. The steady supply of supplemental gas and venting of flue gas establish constant conditions which result in an almost constant concentration of water and oxygen, as well as combustion products, in the recirculation gas.

I en kontinuerlig eller halvkontinuerlig regenereringsprosess blir koksmettede partikler i det minste periodisk tilført eller tatt ut fra katalysatorsjiktet hvor koksen blir forbrent. Områder med intens brenning som strekker seg gjennom deler av katalysatorsjiktet utvikles etter som koksen forbrennes. Etter denne intense brenning kreves det at katalysatoren regeneres for at edelmetallet, vanligvis platina, skal redispergeres og gjenopprettes til sin mest høykatalytiske tilstand. Regenerering av en dehydrogeneringskatalysator vil omfatte kontakt med en kloridholdig forbindelse for å fordele edelmetallet på nytt og erstatte det klorid som kan være tapt fra katalysatoren, fulgt av et tørketrinn for å redusere fuk-tighetsinnholdet i katalysatoren, og til slutt et reduksjonstrinn for å bringe edelmetallet fra ulike oksidasjonstrinn til en redusert metallisk tilstand. Et foretrukket edelmetall er platina. In a continuous or semi-continuous regeneration process, coke-saturated particles are at least periodically added to or taken out from the catalyst bed where the coke is burned. Areas of intense burning that extend through parts of the catalyst bed develop as the coke burns. After this intense burning, the catalyst is required to be regenerated so that the precious metal, usually platinum, is redispersed and restored to its most highly catalytic state. Regeneration of a dehydrogenation catalyst will include contact with a chloride-containing compound to redistribute the noble metal and replace any chloride that may have been lost from the catalyst, followed by a drying step to reduce the moisture content of the catalyst, and finally a reduction step to bring the noble metal from various oxidation stages to a reduced metallic state. A preferred precious metal is platinum.

Flere miljømessige og driftsmessige problemer har vært forbundet med disse regeneringstrinn for katalysatoren. Erstatning av klorid på katalysatoren og ny fordeling av platina på katalysatorens overflate utføres begge i nærvær av en kloridforbindelse. Imidlertid er et høyt omgivende klornivå gunstig for nyfordelingen av platina på katalysatoren, mens tilførsel av klorid vanligvis foregår mer effektivt i nærvær av hydrogenklorid. Klor og hydrogenklorid i kloridkontaktsonen er i likevekt med tilstedeværende vann og oksygen. Likevekten forskyves mot høyere konsentrasjoner av hydrogenklorid. For å tilveiebringe tilstrekkelig klor for nyfordeling av platinametallet må den totale konsentrasjon av hydrogenklorid være relativ høy. Opprettholdelse av det høye hydrogenkloridmiljø medfører økte kostnader til konstruksjon av regenereringssonen ved at det kreves resirkulasjon av den hydrogenkloridholdige gass. I de fleste tilfeller resirkuleres gassen i en lukket sløyfe som omfatter oppvarmer, vifte og tilhørende rørledning-er. Utgiftene til utstyr økes ved det faktum at eksotiske materialer er nødvendige for å motstå et hydrogenkloridmiljø. Dessuten må gass slippes ut fra halogeneringssløyfen hvor den hydrogenkloridholdige gass sirkulerer. Gassen som tas ut har en høy konsentrasjon av hydrogenklorid og må derfor slippes ut eller behandles på en slik måte at skade på utstyr og miljø unngås. En annen ulempe forbundet med høyt hydrogenkloridmiljø er at opptaket av hydrogenklorid i katalysatoren ofte er høyere enn nødvendig eller ønsket. Several environmental and operational problems have been associated with these catalyst regeneration steps. Replacement of chloride on the catalyst and redistribution of platinum on the surface of the catalyst are both carried out in the presence of a chloride compound. However, a high ambient chlorine level is favorable for the redistribution of platinum on the catalyst, while the supply of chloride usually takes place more efficiently in the presence of hydrogen chloride. Chlorine and hydrogen chloride in the chloride contact zone are in equilibrium with the water and oxygen present. The equilibrium shifts towards higher concentrations of hydrogen chloride. In order to provide sufficient chlorine for redistribution of the platinum metal, the total concentration of hydrogen chloride must be relatively high. Maintaining the high hydrogen chloride environment entails increased costs for the construction of the regeneration zone by requiring recirculation of the hydrogen chloride-containing gas. In most cases, the gas is recycled in a closed loop that includes a heater, fan and associated pipelines. The expense of equipment is increased by the fact that exotic materials are required to withstand a hydrogen chloride environment. In addition, gas must be released from the halogenation loop where the hydrogen chloride-containing gas circulates. The gas that is extracted has a high concentration of hydrogen chloride and must therefore be discharged or treated in such a way that damage to equipment and the environment is avoided. Another disadvantage associated with a high hydrogen chloride environment is that the absorption of hydrogen chloride in the catalyst is often higher than necessary or desired.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for reaktivering av en edelmetallkatalysator, anvendt ved dehydrogenering av hydrokarboner, som har vært deaktivert gjennom akkumulering av koks på overflaten under dehydrogeneringen og som krever regenerering for å fjerne koks og som behøver redispergering av edelmetallet for å tilveiebringe adekvat katalytisk aktivitet. Denne oppfinnelse er spesielt egnet for katalysatorer hvor det anvendes platinametaller og hvor det be-høves en kloridkonsentrasjon på katalysatorpartiklene. I slike tilfeller vil anordningen og driften av foreliggende prosess forbedre redispergeringen av platina på katalysatorpartiklene og tillate en bedre kontroll med kloridinnholdet på de regenererte katalysatorpartikler. Oppfinnelsen medfører også redusert utslipp og reduserte håndteringsproblemer forbundet med hydrogenkloridholdige gasser, og de totale kostnader ved drift av en dehydrogeneringsprosess med tilhørende regenerering av katalysatorpartikler anvendt i prosessen kan reduseres. The present invention relates to a method for the reactivation of a precious metal catalyst, used in the dehydrogenation of hydrocarbons, which has been deactivated through the accumulation of coke on the surface during the dehydrogenation and which requires regeneration to remove coke and which needs redispersion of the precious metal to provide adequate catalytic activity. This invention is particularly suitable for catalysts where platinum metals are used and where a chloride concentration is required on the catalyst particles. In such cases, the arrangement and operation of the present process will improve the redispersion of platinum on the catalyst particles and allow a better control of the chloride content on the regenerated catalyst particles. The invention also results in reduced emissions and reduced handling problems associated with hydrogen chloride-containing gases, and the total costs of operating a dehydrogenation process with associated regeneration of catalyst particles used in the process can be reduced.

Foreliggende oppfinnelse omfatter en fremgangsmåte for regenerering av en katalysator omfattende platina og et ikke-surt bærermateriale, anvendt ved dehydrogenering av et hydrokarbon valgt blant propan og butan, hvor brukt katalysator regenereres i en regenereringssone som omfatter i rekke- følge en forbrenningssone, en tørkesone, en metall-regenereringssone og en reduksjonssone for fjerning av koks og regenerering av katalysatorpartikler. The present invention comprises a method for regenerating a catalyst comprising platinum and a non-acidic carrier material, used in the dehydrogenation of a hydrocarbon selected from propane and butane, where used catalyst is regenerated in a regeneration zone which comprises, in sequence, a combustion zone, a drying zone, a metal regeneration zone and a reduction zone for removing coke and regenerating catalyst particles.

Med foreliggende oppfinnelse tilveiebringes således en fremgangsmåte for regenerering av en katalysator, omfattende platina og et ikke-surt bærermateriale, anvendt ved dehydrogenering av et hydrokarbon valgt blant propan og butan, og utført ved strenge prosessbetingelser som fremmer hurtig deaktivering av katalysatoren, inkludert agglomerering av platina på bærermaterialet og avsetning av koks på katalysatoren, kjennetegnet ved at den omfatter følgende trinn: den deaktiverte katalysator bringes i kontakt med en oksygenholdig gass for å fjerne koks gjennom forbrenning, The present invention thus provides a method for the regeneration of a catalyst, comprising platinum and a non-acidic carrier material, used in the dehydrogenation of a hydrocarbon selected from propane and butane, and carried out under strict process conditions that promote rapid deactivation of the catalyst, including agglomeration of platinum on the support material and deposition of coke on the catalyst, characterized in that it comprises the following steps: contacting the deactivated catalyst with an oxygen-containing gas to remove coke through combustion,

katalysatoren, hvorfra koks er fjernet, tørkes ved at den bringes i kontakt med en gass med en temperatur i området fra 426°C til 593°C og en oksygenkonsentrasjon på fra 21 mol% til 39 mol%, the catalyst, from which coke has been removed, is dried by contacting it with a gas having a temperature in the range from 426°C to 593°C and an oxygen concentration of from 21 mol% to 39 mol%,

den tørkede katalysator bringes i kontakt med en re-disperingsgass for å redispergere platina på katalysatoren, hvilken gass omfatter klor og har en oksygenkonsentrasjon på fra 21 mol% til 39 mol%, the dried catalyst is contacted with a redispersion gas to redisperse the platinum on the catalyst, which gas comprises chlorine and has an oxygen concentration of from 21 mol% to 39 mol%,

katalysatoren med redispergert platina bringes i en reduksjonssone i kontakt med en hydrogenrik gass ved en temperatur på fra 426°C til 538°C og med et trykk på fra 136 kPa til 963 kPa, og the redispersed platinum catalyst is contacted in a reduction zone with a hydrogen-rich gas at a temperature of from 426°C to 538°C and at a pressure of from 136 kPa to 963 kPa, and

regenerert dehydrogeneringskatalysator gjenvinnes fra reduksjonssonen. regenerated dehydrogenation catalyst is recovered from the reduction zone.

Den forbedrede fremgangsmåte for regenerering av en katalysator er således kjennetegnet ved anvendelse av en regenereringssone med en forbrenningssone som følges av en tørke-sone for å fjerne fuktighet fra katalysatorpartiklene før de kommer inn i sonen for redispergering av metall. Ved å fjerne fuktighet fra den avkoksede katalysator foran metallredispergeringssonen, kan en høy klorkonsentrasjon opprettholdes i metallredispergeringssonen uten høy konsentrasjon av HC1. Det høye klorinnhold i redispergeringssonen favoriserer redispergering av edelmetaller, spesielt platina. Ved således å an-ordne de ulike regenereringssoner for katalysator i forannevnte rekkefølge, forbedres redispergeringen av metall på katalysatoren, mens samtidig tilførselen av klor til regenereringsapparaturen reduseres, hvilket i sin tur reduserer kostnadene ved regenereringsapparaturen gjennom å redusere eller eliminere utslippet av hydrogenklorid til atmosfæren og forurensningsproblemene forbundet med dette. The improved process for regenerating a catalyst is thus characterized by the use of a regeneration zone with a combustion zone followed by a drying zone to remove moisture from the catalyst particles before they enter the metal redispersion zone. By removing moisture from the decoked catalyst upstream of the metal redispersion zone, a high chlorine concentration can be maintained in the metal redispersion zone without a high concentration of HC1. The high chlorine content in the redispersion zone favors the redispersion of precious metals, especially platinum. By thus arranging the various regeneration zones for the catalyst in the aforementioned order, the redispersion of metal on the catalyst is improved, while at the same time the supply of chlorine to the regeneration equipment is reduced, which in turn reduces the costs of the regeneration equipment by reducing or eliminating the emission of hydrogen chloride into the atmosphere and the pollution problems associated with this.

Med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen forbedres videre driften av regenereringsprosessen når den anvendes i forbindelse med en oksygenanriket, hovedsakelig vannfri gasstrøm. Driften av metallredispergeringssonen forbedres ved å føre en oksygenanriket og hovedsakelig vannfri strøm inn i denne, hvilket i kombinasjon med reduksjonen av vannmengden oppnådd i den forannevnte tørkesone, holder likevekten mellom hydrogenklorid og klor forskjøvet mot klorproduksjon, hvorved det tilveiebringes et miljø med høyt klorinnhold gjennom bare en liten tilførsel av kloridholdig forbindelse til metallredispergeringssonen . With the method according to the invention, the operation of the regeneration process is further improved when it is used in connection with an oxygen-enriched, mainly anhydrous gas stream. The operation of the metal redispersion zone is improved by introducing an oxygen-enriched and essentially anhydrous stream into it, which, in combination with the reduction of the amount of water achieved in the aforementioned drying zone, keeps the equilibrium between hydrogen chloride and chlorine shifted towards chlorine production, thereby providing a high chlorine environment through only a small supply of chloride-containing compound to the metal redispersion zone.

I henhold til dette omfatter ett aspekt av oppfinnelsen dehydrogenering av lette hydrokarboner hvor det anvendes regenererte katalysatorpartikler som inneholder et edelmetall på en ikke-sur bærer. Etter deaktivering av katalysatoren ved koksavsetning og agglomerering av edelmetallet, blir katalysatorpartiklene underkastet fremgangsmåten for regenerering an-gitt over. Accordingly, one aspect of the invention comprises the dehydrogenation of light hydrocarbons using regenerated catalyst particles containing a noble metal on a non-acid support. After deactivation of the catalyst by coke deposition and agglomeration of the precious metal, the catalyst particles are subjected to the method of regeneration stated above.

En annen utførelsesform av foreliggende fremgangsmåte omfatter trinn hvor den deaktiverte katalysator bringes i kontakt med en oksygenholdig gass for å fjerne koks ved forbrenning, katalysatoren, hvorfra koks er fjernet, tørkes ved at den bringes i kontakt med en gass som har en temperatur i området fra 426 til 593°C og en oksygenkonsentrasjon på fra 21 til 39 mol% inntil katalysatoren har en vannkonsentrasjon på mindre enn ca. 1 vekt%, den tørkede katalysator bringes i kontakt med en redispergerende gass som omfatter klor og som har en oksygenkonsentrasjon på fra 21 til 39 mol% for å redispergere platinaet på katalysatoren, den resulterende katalysator med redispergert platina bringes i en reduksjonssone i kontakt med en hydrogenrik gass ved en temperatur på fra 482 til 510°C og med et trykk på fra 136 til 963 kPa og den regenererte katalysator gjenvinnes fra reduksjonssonen. Another embodiment of the present method comprises steps where the deactivated catalyst is brought into contact with an oxygen-containing gas to remove coke by combustion, the catalyst, from which coke has been removed, is dried by bringing it into contact with a gas having a temperature in the range of 426 to 593°C and an oxygen concentration of from 21 to 39 mol% until the catalyst has a water concentration of less than approx. 1% by weight, the dried catalyst is contacted with a redispersing gas comprising chlorine and having an oxygen concentration of from 21 to 39 mol% to redisperse the platinum on the catalyst, the resulting catalyst with redispersed platinum is contacted in a reduction zone with a hydrogen-rich gas at a temperature of from 482 to 510°C and at a pressure of from 136 to 963 kPa and the regenerated catalyst is recovered from the reduction zone.

Fig. 1 er en skjematisk illustrasjon av en regenerer ingssone anordnet i overensstemmelse med oppfinnelsen og viser noe av det tilhørende utstyr. Fig. 1 is a schematic illustration of a regeneration zone arranged in accordance with the invention and shows some of the associated equipment.

Fig. 2 er et tverrsnittsriss i vertikalplanet av en del av regenereringssonen vist på fig. 1. Fig. 2 is a cross-sectional view in the vertical plane of part of the regeneration zone shown in fig. 1.

Katalytisk dehydrogenering er en etablert omdannel-sesprosess for hydrokarboner anvendt i petroleumsprosessindu-strien for tilvirkning av olefiniske hydrokarboner fra paraf-finisk hydrokarbontilførsel. Kort fortalt, ved katalytisk dehydrogenering blir en tilførsel blandet med en resirkulert strøm omfattende hydrogen og bragt i kontakt med katalysator i en reaksjonssone. Foretrukken tilførsel for katalytisk dehydrogenering er en petroleumsfraksjon omfattende paraffiner med fra 3 til 18 karbonatomer. Den katalytiske dehydrogeneringsprosess er spesielt anvendelige ved behandling av hydrokarbon-tilførsler som inneholder i hovedsak paraffiniske hydrokarboner som kan underkastes dehydrogeneringsreaksjoner og derved danne olefiniske hydrokarbonforbindelser. I henhold til foreliggende oppfinnelse velges hydrokarbontilførselen blant propan, butan og blandinger av disse. Catalytic dehydrogenation is an established conversion process for hydrocarbons used in the petroleum process industry for the production of olefinic hydrocarbons from paraffinic hydrocarbon feed. Briefly, in catalytic dehydrogenation, a feed is mixed with a recycled stream comprising hydrogen and brought into contact with catalyst in a reaction zone. The preferred feed for catalytic dehydrogenation is a petroleum fraction comprising paraffins having from 3 to 18 carbon atoms. The catalytic dehydrogenation process is particularly applicable in the treatment of hydrocarbon feeds which contain mainly paraffinic hydrocarbons which can be subjected to dehydrogenation reactions and thereby form olefinic hydrocarbon compounds. According to the present invention, the hydrocarbon supply is selected from among propane, butane and mixtures thereof.

En katalytisk dehydrogeneringsreaksjon blir normalt utført i nærvær av katalysatorpartikler omfattende ett eller flere av edelmetallene i gruppe VIII (f.eks. platina, iridium, rhodium, palladium) kombinert med en ikke-sur porøs bærer, slik som et motstandsdyktig uorganisk oksid. Aluminiumoksid er en vanlig anvendt bærer. De foretrukne aluminiumoksidmaterial-er er kjent som y-, r\- og 8-aluminiumoksid, med y- og Ti-aluminiumoksid som de som gir best resultater. En viktig egenskap angående katalysatorens virkning er bærerens overflateareal. Fortrinnsvis vil bæreren ha et overflateareal på fra 100 til 500 m<2>/g. Partiklene er vanligvis kuleformede og har en dia-meter på fra 1,5 til 3,1 mm, selv om de kan være så store som 6,35 mm. I en bestemt partikkelregenerator kan det imidlertid være ønskelig å anvende katalysatorpartikler som ligger innen et relativt smalt størrelsesområde. En foretrukket katalysa-torpartikkeldiameter er 1,5 mm. Vanligvis har katalysatorpartiklene en kloridkonsentrasjon på mellom 0,5 og 3 vekt%. I løpet av en dehydrogeneringsreaks jon vil katalysatorpartiklene bli deaktivert som et resultat av mekanismer som koksavsetning på partiklene, dvs. at etter en tids bruk vil katalysatorpar tiklenes evne til å fremme dehydrogeneringsreaksjoner avta til det punkt hvor katalysatoren ikke lenger er anvendelig. Katalysatoren må regenereres før den kan gjenbrukes i en dehydrogeneringsprosess. A catalytic dehydrogenation reaction is normally carried out in the presence of catalyst particles comprising one or more of the Group VIII noble metals (eg platinum, iridium, rhodium, palladium) combined with a non-acidic porous support, such as a resistant inorganic oxide. Aluminum oxide is a commonly used carrier. The preferred alumina materials are known as γ-, ρ-, and δ-alumina, with γ- and Ti-alumina being the best performing. An important property regarding the effect of the catalyst is the surface area of the support. Preferably, the carrier will have a surface area of from 100 to 500 m<2>/g. The particles are usually spherical and have a diameter of from 1.5 to 3.1 mm, although they can be as large as 6.35 mm. In a particular particle regenerator, however, it may be desirable to use catalyst particles that lie within a relatively narrow size range. A preferred catalyst particle diameter is 1.5 mm. Typically, the catalyst particles have a chloride concentration of between 0.5 and 3% by weight. During a dehydrogenation reaction, the catalyst particles will be deactivated as a result of mechanisms such as coke deposition on the particles, i.e. that after a period of use, the ability of the catalyst particles to promote dehydrogenation reactions will decrease to the point where the catalyst is no longer usable. The catalyst must be regenerated before it can be reused in a dehydrogenation process.

I en foretrukken utførelsesform vil det ved dehydro-generingsprosessen anvendes et bevegelig pulversjikt i reaksjonssone og regenereringssone. Foreliggende oppfinnelse er anvendelig med bevegelig sjikt i regenereringssone og fast sjikt i réaksjonssone. Friske katalysatorpartikler tilføres til en réaksjonssone som kan utgjøres av flere undersoner, og partiklene beveges gjennom sonen ved hjelp av gravitasjons-kraften. Katalysator tas ut ved bunnen av reaksjonssonen og transporteres til en regenereringssone hvor en nedenfor beskrevet flertrinns regenereringsprosess anvendes for regenerering av katalysator slik at den gjenvinner sin fulle reaksjonsfremmende evne. Katalysatoren beveges ved gravita-sjonskraftens hjelp gjennom de ulike regenereringstrinn og blir så tatt ut fra regenereringssonen og bragt til reaksjonssonen. Katalysatorens bevegelse gjennom sonene blir ofte betegnet som kontinuerlig, selv om den i praksis er halvkontinuerlig. Med halvkontinuerlig bevegelse menes gjentatt overføring av relativt små mengder katalysator med små tids-intervall. F.eks. kan én ladning pr. minutt bli tatt ut fra bunnen av reaksjonssonen og uttaket kan ta et halvt minutt, dvs. at katalysatoren vil bevege seg i et halvt minutt. Dersom volumet av reaksjonssonen er stort, vil katalysatorsjiktet kunne anses å bevege seg kontinuerlig. Et bevegelig sjiktsys-tem har den fordel at produksjonen opprettholdes mens katalysatoren fjernes eller erstattes. In a preferred embodiment, a moving powder layer will be used in the reaction zone and regeneration zone during the dehydrogenation process. The present invention is applicable with a moving layer in the regeneration zone and a fixed layer in the reaction zone. Fresh catalyst particles are supplied to a reaction zone which can be made up of several sub-zones, and the particles are moved through the zone using the force of gravity. Catalyst is taken out at the bottom of the reaction zone and transported to a regeneration zone where a multi-step regeneration process described below is used to regenerate the catalyst so that it regains its full reaction-promoting ability. The catalyst is moved with the help of gravity through the various regeneration stages and is then taken out of the regeneration zone and brought to the reaction zone. The movement of the catalyst through the zones is often described as continuous, although in practice it is semi-continuous. By semi-continuous movement is meant repeated transfer of relatively small amounts of catalyst at small time intervals. For example can one charge per minute be taken out from the bottom of the reaction zone and the withdrawal can take half a minute, i.e. the catalyst will move for half a minute. If the volume of the reaction zone is large, the catalyst bed can be considered to move continuously. A moving bed system has the advantage that production is maintained while the catalyst is removed or replaced.

Når fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes i en satsvis, kontinuerlig eller halvkontinuerlig regenereringsprosess for katalysator, blir katalysatoren bragt i kontakt med en varm oksygenholdig gasstrøm (kjent som resirkulasjonsgass) for å fjerne koks som er blitt akkumulert på katalysatorens overflate da den var i en dehydrogeneringsreaksjons-sone. Koks består primært av karbon, men kan også omfatte en relativt liten mengde hydrogen. Mekanismen for fjerning av koks er oksidasjon til karbonmonoksid, karbondioksid og vann. Koksinnholdet på brukt katalysator kan være så høyt som 20 % av katalysatorens vekt, men 5-7 % er en mer typisk mengde. Innen forbrenningssonen blir koks vanligvis oksidert ved en temperatur i området fra 471 til 538°C, men temperaturer i lokale områder kan nå opp til 593°C eller mer. When the method according to the invention is used in a batch, continuous or semi-continuous catalyst regeneration process, the catalyst is brought into contact with a hot oxygen-containing gas stream (known as recycle gas) to remove coke that has accumulated on the surface of the catalyst when it was in a dehydrogenation reaction zone . Coke consists primarily of carbon, but may also include a relatively small amount of hydrogen. The mechanism of coke removal is oxidation to carbon monoxide, carbon dioxide and water. The coke content of spent catalyst can be as high as 20% by weight of the catalyst, but 5-7% is a more typical amount. Within the combustion zone, coke is usually oxidized at a temperature in the range of 471 to 538°C, but temperatures in local areas can reach up to 593°C or more.

Oksygen for forbrenning av koks, i form av hva som betegnes som resirkulasjonsgass, føres inn i hva som kalles en forbrenningsseksjon av regenereringssonen. Resirkulasjons-gassen inneholder en lav konsentrasjon av oksygen, vanligvis i størrelsesordenen 0,5-1,5 vol%. Anordningen av en typisk forbrenningsseksjon kan ses i US patentskrift nr. 3652231. Etter som koks forbrennes vil de små mengder hydrogen i koksen rea-gere med oksygen og danne vann. Røkgass bestående av karbonmonoksid, karbondioksid, vann, uomsatt oksygen, klor, salt-syre, nitrøse oksider, svoveloksider og nitrogen, blir samlet opp fra forbrenningsseksjonen og tatt ut fra regenereringssonen som røkgass. Således danner resirkulasjonsgass og røkgass en sløyfe av resirkulert gass hvor røkgassen kontinuerlig blir tatt ut fra prosessen, blandet med en oksygenholdig gass for å erstatte forbrukt oksygen og så returnert til forbrenningsseksjonen som resirkulasjonsgass. En mindre mengde av røkgassen blir luftet av fra prosessen for å tillate tilførsel av en oksygenholdig gass, kalt kompletteringsgass. Den oksy-genholdige gass kombineres med røkgassen for å erstatte oksygen forbrukt ved koksforbrenningen og den kombinerte gass blir resirkulert til forbrenningssonen. Tidligere var den oksygen-holdige gass typisk luft. I de tidligere regenereringsprosess-er var nødvendig mengde luft for å erstatte forbrukt oksygen under koksforbrenningen relativt liten, vanligvis omkring 3% av volummengden av den resirkulerte gasstrøm. Oxygen for the combustion of coke, in the form of what is referred to as recirculation gas, is introduced into what is called a combustion section of the regeneration zone. The recirculation gas contains a low concentration of oxygen, usually in the order of 0.5-1.5 vol%. The arrangement of a typical combustion section can be seen in US patent document no. 3652231. As coke is burned, the small amounts of hydrogen in the coke will react with oxygen and form water. Flue gas consisting of carbon monoxide, carbon dioxide, water, unreacted oxygen, chlorine, hydrochloric acid, nitrous oxides, sulfur oxides and nitrogen is collected from the combustion section and taken out from the regeneration zone as flue gas. Thus, recycle gas and flue gas form a loop of recycled gas where the flue gas is continuously withdrawn from the process, mixed with an oxygen-containing gas to replace consumed oxygen and then returned to the combustion section as recycle gas. A small amount of the flue gas is vented from the process to allow the supply of an oxygen-containing gas, called make-up gas. The oxygen-containing gas is combined with the flue gas to replace oxygen consumed by the coke combustion and the combined gas is recycled to the combustion zone. Previously, the oxygen-containing gas was typically air. In the previous regeneration processes, the required amount of air to replace consumed oxygen during coke combustion was relatively small, usually around 3% of the volume amount of the recycled gas stream.

All oksygen tilført en øvre del av sjiktet forbrukes, siden en overskuddsmengde av koks er til stede. Etter som katalysatorpartiklene beveger seg nedover i sjiktet og koks fjernes, nås et punkt hvor mindre enn all tilført oksygen forbrukes. Dette betegnes som gjennombruddspunktet. Typisk opptrer gjennombruddspunktet ved et sted plassert omkring halve avstanden av totallengden ned fra toppen av sjiktet i forbrenningsseksjonen. Det er kjent hos fagfolk at katalysatorpartikler av den type som anvendes i hydrokarbonomdannel-sesprosesser ifølge oppfinnelsen har et stort overflateareal som et resultat av alle de porer som finnes. Når katalysatorpartiklene når gjennombruddspunktet i sjiktet, sitter koksen som er tilbake på partiklenes overflate dypt inne i porene og oksidasjonsreaksjonen foregår derfor ved en mye lavere has-tighet. All oxygen supplied to an upper part of the bed is consumed, since an excess amount of coke is present. As the catalyst particles move down the bed and coke is removed, a point is reached where less than all supplied oxygen is consumed. This is referred to as the breakthrough point. Typically, the breakthrough point occurs at a location located about half the distance of the total length down from the top of the layer in the combustion section. It is known to those skilled in the art that catalyst particles of the type used in hydrocarbon conversion processes according to the invention have a large surface area as a result of all the pores present. When the catalyst particles reach the breakthrough point in the layer, the coke that remains on the surface of the particles sits deep in the pores and the oxidation reaction therefore takes place at a much lower speed.

For å gjenta, så produserer altså forbrenningen av koks vann. Det eneste sted hvor vannet kan forsvinne fra for-brenningstrinnet er i den lille mengde avluftet røkgass. Vannkonsentrasjonen i resirkuleringssløyfen øker derfor inntil forskjellen mellom mengde vann som kommer inn i strømmen av erstatningsgass og mengde vann som går ut sammen med den av-luftede strøm, er lik mengden vann som dannes under forbrenningen av koks og likevekt er dannet. Vannet som sirkulerer i sløyfen for resirkulert gass, utgjør en konstant dampkonsen-trasjon under koksforbrenningsprosessen. Vannkonsentrasjonen i resirkuleringssløyfen kunne senkes ved å tørke luften som ut-gjør erstatningsgassen, installere en tørker for gass som sirkulerer i resirkuleringssløyfen, eller avlufte en større mengde gass fra den resirkulerte gasstrøm for å senke vann-likevekten i resirkuleringssløyfen. To repeat, the combustion of coke thus produces water. The only place where the water can disappear from the pre-combustion stage is in the small amount of vented flue gas. The water concentration in the recirculation loop therefore increases until the difference between the amount of water entering the stream of replacement gas and the amount of water leaving with the deaerated stream is equal to the amount of water formed during the combustion of coke and equilibrium is established. The water circulating in the recycled gas loop constitutes a constant steam concentration during the coke combustion process. The water concentration in the recycle loop could be lowered by drying the air that makes up the replacement gas, installing a dryer for gas circulating in the recycle loop, or venting a larger amount of gas from the recycle gas stream to lower the water equilibrium in the recycle loop.

Ifølge oppfinnelsen blir katalysatorpartiklene ført fra forbrenningssonen direkte til en tørkesone hvor ødelegg-ende mengder av det vann som er tilbake på katalysatorpartiklene etter forbrenningsprosesen blir fjernet. Vann fordampes fra katalysatorpartiklenes overflate og porer ved kontakt med en varm gasstrøm. Enhver gasstrøm som kan absorbere vann fra katalysatorpartiklene kan anvendes i tørkesonen. Tørkegass har tidligere typisk vært luft som etter oppvarming til en temperatur mellom 426 og 593°C kan redusere katalysatorpartiklenes fuktighetsinnhold til akseptable nivåer. Tørking av luftstrøm-men før den oppvarmes vil øke adsorpsjonen av vann fra katalysatorpartiklene og minske størrelsen på tørkesonen. Det fore-trekkes at tørkegasstrømmen inneholder oksygen slik at den endelige avbrenning av gjenværende koks i katalysatorpartiklenes innerste porer kan fullføres i tørkesonen, og ethvert overskudd av oksygen som ikke er forbrukt i tørkesonen kan passere oppad sammen med røkgassen fra forbrenningssonen og erstatte oksygenet som er blitt kraftig redusert gjennom for-brenningsreaksjonen. I en foretrukket form av oppfinnelsen vil tørkegassen ha en oksygenkonsentrasjon som grovt regnet er minst lik den for luft. I en foretrukket utførelse vil all tørkegass, eller en del av den, være oksygenanriket således at det vil være en stor oksygenkonsentrasjon i tørkesonen som fremmer fullstendig forbrenning av enhver mengde restkoks som er tilbake på katalysatoren. Å bringe katalysatorpartiklene i kontakt med en gass som inneholder en høy oksygenkonsentrasjon påhjelper også gjenvinningen av full aktivitet hos katalysatorpartiklene ved å øke oksidasjonstrinnet for platinaet på disse. Tørkesonen bør utformes slik at katalysatorpartiklenes fuktighetsinnhold i det minste reduseres til 0,01 vektdel av katalysatoren før katalysatorpartiklene forlater tørkesonen. Fortrinnsvis vil katalysatorpartiklene ha et vanninnhold på mellom 0,005 og 0,007 vektdel før de føres til redispergeringssonen. Gassen som føres inn i tørkesonen vil vanligvis bli holdt på en temperatur mellom 426 og 593°C. According to the invention, the catalyst particles are taken from the combustion zone directly to a drying zone where destructive amounts of the water remaining on the catalyst particles after the combustion process are removed. Water evaporates from the surface of the catalyst particles and pores on contact with a hot gas stream. Any gas stream that can absorb water from the catalyst particles can be used in the drying zone. Drying gas has previously typically been air which, after heating to a temperature between 426 and 593°C, can reduce the moisture content of the catalyst particles to acceptable levels. Drying the air stream - but before it is heated - will increase the adsorption of water from the catalyst particles and reduce the size of the drying zone. It is preferred that the drying gas flow contains oxygen so that the final burning of remaining coke in the innermost pores of the catalyst particles can be completed in the drying zone, and any excess oxygen that is not consumed in the drying zone can pass upwards together with the flue gas from the combustion zone and replace the oxygen that has been greatly reduced through the combustion reaction. In a preferred form of the invention, the drying gas will have an oxygen concentration roughly equal to that of air. In a preferred embodiment, all drying gas, or part of it, will be oxygen-enriched so that there will be a large oxygen concentration in the drying zone which promotes complete combustion of any amount of residual coke remaining on the catalyst. Bringing the catalyst particles into contact with a gas containing a high oxygen concentration also aids the recovery of full activity of the catalyst particles by increasing the oxidation step of the platinum on them. The drying zone should be designed so that the moisture content of the catalyst particles is at least reduced to 0.01 part by weight of the catalyst before the catalyst particles leave the drying zone. Preferably, the catalyst particles will have a water content of between 0.005 and 0.007 parts by weight before they are fed to the redispersion zone. The gas fed into the drying zone will usually be maintained at a temperature between 426 and 593°C.

Etter tørking blir katalysatoren bragt i kontakt med en klorholdig gass for å redispergere platinaet på katalysatorens overflate. Dette redispergeringstrinn finner typisk sted i en separat sone lokalisert nedenfor tørkesonen. Ekspon-ering overfor reaktanter i en våt réaksjonssone og utsettelse for høye temperaturer og damp i forbrenningssonen leder til agglomerering av platinaet på katalysatorens overflate. Så snart koks er fjernet og katalysatorpartiklene befinner seg på ulike oksidasjonstrinn, vil kontakt mellom katalysator og klormiljø ved en temperatur mellom 426 og 593°C i et klormiljø redispergere platinaet på katalysatorbærerens overflate. Temperaturen i redispergeringssonen vil fortrinnsvis være i området fra 510 til 538°C. En høy klorkonsentrasjon, i størrel-sesordenen 0,01-0,2 mol% av gassen i redispergeringssonen, vil være svært gunstig for å fremme hurtig og fullstendig redispergering av platinametallet. After drying, the catalyst is brought into contact with a chlorine-containing gas to redisperse the platinum on the surface of the catalyst. This redispersion step typically takes place in a separate zone located below the drying zone. Exposure to reactants in a wet reaction zone and exposure to high temperatures and steam in the combustion zone leads to agglomeration of the platinum on the surface of the catalyst. As soon as coke has been removed and the catalyst particles are in various oxidation stages, contact between the catalyst and chlorine environment at a temperature between 426 and 593°C in a chlorine environment will redisperse the platinum on the surface of the catalyst support. The temperature in the redispersion zone will preferably be in the range from 510 to 538°C. A high chlorine concentration, in the order of 0.01-0.2 mol% of the gas in the redispersion zone, will be very beneficial in promoting rapid and complete redispersion of the platinum metal.

Redispergeringstrinnet utføres i nærvær av klor og en oksygenatmosfære. Oksygenatmosfæren er vanligvis anvendt og ønsket ved utførelse av redispergeringstrinnet. Nærvær av oksygen påhjelper redispergeringen av de metalliske katalysa-torbestanddeler på bæreren. Lavere vannkonsentrasjon i omgiv-elsene i redispergeringsseksjonen underletter også redispergering ved at det bibeholdes en høy klorkonsentrasjon i redis pergeringssonen og anvendelse av en i hovedsak vannfri gasstrøm er derfor svært foretrukket. Klorkonsentrasjonen i redispergeringsseksjonen bestemmes ved Deacons likevektslig-ning: The redispersion step is carried out in the presence of chlorine and an oxygen atmosphere. The oxygen atmosphere is usually used and desired when performing the redispersion step. The presence of oxygen aids the redispersion of the metallic catalyst components on the support. Lower water concentration in the surroundings in the redispersion section also facilitates redispersion by maintaining a high chlorine concentration in the redispersion zone and the use of an essentially water-free gas flow is therefore highly preferred. The chlorine concentration in the redispersion section is determined by Deacon's equilibrium equation:

I den grad katalysatoren som kommer inn i redispergeringsseksjonen, har en lavere vannkonsentrasjon, vil det følgelig favorisere en forskyvning til høyre i likevektslign-ingen, og derved frembringe mer klor for redispergeringstrinnet. Siden oksygen påhjelper redispergering av platina vil ytterligere fordeler oppnås ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen når en oksygenanriket strøm føres inn i redispergeringsseksjonen for å øke oksygenkonsentrasjonen og ytterligere fremme redispergeringen av det katalytiske metall på bæreren. Ved en foretrukket utførelse vil derfor en oksygenanriket strøm kombineres med klorgass og fordeles i redispergeringssonen. Det lave vanninnhold og den høye oksygenkonsentrasjon vil forhindre minskning av klorkonsentrasjonen ved å hindre likevekten i å forskyves mot venstre, hvilket ville frembringe hydrogenklorid. Ved å forskyve likevekten mot frembringelsen av klor i stedet for hydrogenklorid kan en høy klorkonsentrasjon oppnås i redispergeringssonen. To the extent that the catalyst entering the redispersion section has a lower water concentration, it will consequently favor a shift to the right in the equilibrium equation, thereby producing more chlorine for the redispersion step. Since oxygen aids the redispersion of platinum, further advantages will be obtained by the method according to the invention when an oxygen-enriched stream is fed into the redispersion section to increase the oxygen concentration and further promote the redispersion of the catalytic metal on the carrier. In a preferred embodiment, an oxygen-enriched stream will therefore be combined with chlorine gas and distributed in the redispersion zone. The low water content and high oxygen concentration will prevent a decrease in the chlorine concentration by preventing the equilibrium from shifting to the left, which would produce hydrogen chloride. By shifting the equilibrium towards the production of chlorine instead of hydrogen chloride, a high chlorine concentration can be achieved in the redispersion zone.

Redispergeringsgassen vil vanligvis forlate redispergeringssonen idet den kommer inn i tørkesonen. Idet den klor-holdige redispergeringsgass forlater tørkesonen med tørkegas-sen og kommer i kontakt med vannet på katalysatoren som kommer inn i tørkesonen, vil likevektsreaksjonen igjen favorisere frembringelse av hydrogenklorid. Som et resultat vil i det vesentlige all klor som forlater redispergeringssonen til slutt bli omdannet til hydrogenklorid så snart det føres gjennom tørkesonen. I et typisk arrangement vil redispergeringsgassen og tørkegassen bli blandet med røkgassen som føres gjennom forbrenningssonen. Derfor, på nytt, vil hydrogenklorid som et resultat av klorider som er til stede i en behandlings-sone, være til stede i røkgassen fra regenereringsprosessen. Fordi det behøves en mye lavere totalkonsentrasjon av klorider i redispergeringssonen for å frembringe et høyt klormiljø, vil imidlertid mengden hydrogenklorid som nå er til stede i røk- gassen være i konsentrasjoner som vil medføre få metallurgiske problemer med prosessutstyret og kreve små, om noen, behand-linger av gassen tatt ut fra røkgassen. I tidligere praksis var forholdet mellom hydrogen og klor 13 til 1, mens det ved foreliggende oppfinnelse gjennom å reversere likevektsbeting-elsene inne i redispergeringssonen, kan tilveiebringes mer enn 10 ganger minskning i mengden klorider som slipper ut av redispergeringssonen, samtidig som det tilveiebringes et miljø med ekvivalent klorkonsentrasjon. The redispersion gas will usually leave the redispersion zone as it enters the drying zone. Since the chlorine-containing redispersion gas leaves the drying zone with the drying gas and comes into contact with the water on the catalyst entering the drying zone, the equilibrium reaction will again favor the production of hydrogen chloride. As a result, substantially all chlorine leaving the redispersion zone will eventually be converted to hydrogen chloride as soon as it is passed through the drying zone. In a typical arrangement, the redispersion gas and the drying gas will be mixed with the flue gas passed through the combustion zone. Therefore, again, hydrogen chloride as a result of chlorides present in a treatment zone will be present in the flue gas from the regeneration process. However, because a much lower total concentration of chlorides is needed in the redispersion zone to produce a high chlorine environment, the amount of hydrogen chloride now present in the flue gas will be at concentrations that will cause few metallurgical problems with the process equipment and require little, if any, treatment -lings of the gas taken out from the flue gas. In previous practice, the ratio between hydrogen and chlorine was 13 to 1, while with the present invention, by reversing the equilibrium conditions inside the redispersion zone, a more than 10-fold reduction in the amount of chlorides escaping from the redispersion zone can be provided, while at the same time providing an environment with equivalent chlorine concentration.

Etter at platinaet er redispergert på katalysatoren, føres den inn i en reduksjonssone. Redispergert katalysator fra redispergeringssonen må gjennomgå reduksjon for å forandre platinaet på katalysatoren til elementær tilstand. Følgelig vil katalysatoren i de fleste prosesser bli bragt i kontakt med en hydrogenrik reduksjonsgass før den anvendes til katalytiske formål. Reduksjon av den høyt oksiderte katalysator med en relativ ren og i hovedsak vannfri hydrogenreduk-sjonsgass vil gjenopprette i det vesentlige all katalytisk aktivitet hos platinametallet. Den hydrogenrike reduksjonsgass vil typisk ha en hydrogenkonsentrasjon på omkring 85 mol%. Hydrogengassen bringes i kontakt med katalysatoren ved en temperatur fra 426 til 593°C, mer foretrukket fra 482 til 510°C. Selv om reduksjonen av den oksiderte katalysator er et vesent-lig trinn i de fleste dehydrogeneringsoperasjoner, utføres vanligvis trinnet straks før, eller inne i, reaksjonssonen og er vanligvis ikke betraktet som en del av apparaturen for regenereringsprosessen. After the platinum has been redispersed on the catalyst, it is introduced into a reduction zone. Redispersed catalyst from the redispersion zone must undergo reduction to change the platinum on the catalyst to the elemental state. Consequently, in most processes, the catalyst will be brought into contact with a hydrogen-rich reducing gas before it is used for catalytic purposes. Reduction of the highly oxidized catalyst with a relatively pure and essentially anhydrous hydrogen reduction gas will restore essentially all catalytic activity of the platinum metal. The hydrogen-rich reducing gas will typically have a hydrogen concentration of around 85 mol%. The hydrogen gas is brought into contact with the catalyst at a temperature of from 426 to 593°C, more preferably from 482 to 510°C. Although the reduction of the oxidized catalyst is an essential step in most dehydrogenation operations, the step is usually performed immediately before, or within, the reaction zone and is not usually considered part of the apparatus for the regeneration process.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen anvendes en oksygenanriket luftstrøm i katalysatorbehandlings-sonen. Flere fremgangsmåter for å anrike luftstrømmer med oksygen er kjente. Ved disse fremgangsmåter kan det anvendes selektive adsorbenter, gasspermeable membraner, eller en kombinasjon av begge for å danne slike strømmer. En slik fremgangsmåte hvor det anvendes en gasspermeabel membran for å anrike en oksygenstrøm og frembringe en strøm uten permeat med en øket nitrogenkonsentrasjon, er vist i US patentskrift nr. 4787919, hvilket det herved refereres til. Ytterligere diffu-sjonsmembraner for separasjon av gasser er vist i US patentskrift nr. 3830733, hvilket det herved refereres til. Ved hjelp av disse og andre kommersielt tilgjengelige prosesser kan det økonomisk fremstilles oksygenanrikede gasstrømmer med konsentrasjoner på 39 mol%. Luftseparasjonsprosesser er guns-tige siden de tilveiebringer oksygenanrikede strømmer som kan anvendes i behandlingstrinnene i regenereringssonen. Ikke desto mindre krever ikke foreliggende oppfinnelse bruk av noen bestemt kilde for oksygenanrikede gasstrømmer for anvendelse i regenereringstrinnene. In a preferred embodiment of the invention, an oxygen-enriched air stream is used in the catalyst treatment zone. Several methods for enriching air streams with oxygen are known. In these methods, selective adsorbents, gas-permeable membranes, or a combination of both can be used to form such streams. Such a method where a gas-permeable membrane is used to enrich an oxygen stream and produce a permeate-free stream with an increased nitrogen concentration is shown in US patent document no. 4787919, which is hereby referred to. Further diffusion membranes for the separation of gases are shown in US Patent No. 3830733, which is hereby referred to. By means of these and other commercially available processes, oxygen-enriched gas streams with concentrations of 39 mol% can be produced economically. Air separation processes are advantageous since they provide oxygen-enriched streams that can be used in the treatment steps in the regeneration zone. Nevertheless, the present invention does not require the use of any particular source of oxygen-enriched gas streams for use in the regeneration steps.

Den spesifikke anordning og drift av en regenereringsprosess kan forstås bedre ved henvisning til figurer 1 og 2. Figurene vil nå benyttes til å beskrive et eksempel på en bestemt anvendelse av fremgangsmåten for regenerering av dehydrogeneringskatalysatorer. Tegningene viser bare elementer og utstyr som er vesentlige for en klar forståelse av oppfinnelsen. Anvendelse og bruk av ytterligere påkrevet utstyr ligger vel innen området for en fagmann. US patentskrifter nr. 3652231, 3647680 og 3692496, som tidligere er nevnt, kan kon-sulteres for ytterligere detaljert informasjon. Numeriske data tilveiebragt i dette eksempel, slik som sammensetninger av strømmer, strømningshastigheter, konsentrasjoner av bestand-deler, temperaturer og trykk, er kalkulert helt eller delvis ved å anvende tekniske beregninger og data fra relaterte re-genereringsprosesser. The specific arrangement and operation of a regeneration process can be better understood by reference to figures 1 and 2. The figures will now be used to describe an example of a specific application of the method for regenerating dehydrogenation catalysts. The drawings only show elements and equipment that are essential for a clear understanding of the invention. The application and use of additional required equipment is well within the scope of a professional. US Patent Nos. 3,652,231, 3,647,680 and 3,692,496, previously mentioned, can be consulted for further detailed information. Numerical data provided in this example, such as compositions of streams, flow rates, concentrations of constituents, temperatures and pressures, have been calculated in whole or in part by applying technical calculations and data from related regeneration processes.

Med henvisning til fig. 1, blir deaktiverte katalysatorpartikler fra en C3- og C4-dehydrogeneringsreaksjon, inne-holdende 5 vekt% koks, ført inn i regenereringskammeret 1 gjennom innløpene 25. Katalysator fjernes fra regenererings-kammerets 1 nederste ende gjennom utløp 2. Regenereringskammeret 1 har en øvre seksjon 4 og en nedre seksjon 6. Gjennom utløp 2 fjernes oksidert, regenerert katalysator fra regenereringskammer 1, hvoretter katalysatoren underkastes et hydro-gendrevet reduksjonstrinn ved høy temperatur, som beskrevet tidligere. With reference to fig. 1, deactivated catalyst particles from a C3 and C4 dehydrogenation reaction, containing 5% by weight of coke, are introduced into the regeneration chamber 1 through the inlets 25. Catalyst is removed from the lower end of the regeneration chamber 1 through outlet 2. The regeneration chamber 1 has an upper section 4 and a lower section 6. Oxidized, regenerated catalyst is removed from regeneration chamber 1 through outlet 2, after which the catalyst is subjected to a hydrogen-driven reduction step at high temperature, as described earlier.

Røkgass med en oksygenkonsentrasjon på omkring 0,7 mol% og en hydrogenkloridkonsentrasjon på omkring 160 ppm føres ut av den øvre seksjon av regenereringskammer 1 gjennom utløp 8. Røkgass som går ut gjennom utløp 8 føres til en vifte 10 gjennom rørledning 12. Omkring 3 vekt% av røkgassen som forlater regenereringskammer 1 gjennom rørledning 12 avluftes fra systemet gjennom rørledning 14. Resirkulert gass fra vifte 10 føres gjennom ledning 16 og gjennom oppvarmer 18. Oppvarmer 18 varmer den resirkulerte gass til karbonavbrenningstempera-turer under oppstart og tilfører varme om nødvendig til den resirkulerte strøm under normal drift. Resirkulert gass som forlater oppvarmer 18 gjennom rørledning 20 kommer inn i regenereringskammer 1 gjennom innløp 22. Rørledninger 12, 16 og 20 sammen med en nedenfor beskrevet forbrenningsseksjon danner en resirkuleringssløyfe. Flue gas with an oxygen concentration of about 0.7 mol% and a hydrogen chloride concentration of about 160 ppm is led out of the upper section of regeneration chamber 1 through outlet 8. Flue gas exiting through outlet 8 is led to a fan 10 through pipeline 12. About 3 wt. % of the flue gas leaving regeneration chamber 1 through pipe 12 is vented from the system through pipe 14. Recycled gas from fan 10 is passed through pipe 16 and through heater 18. Heater 18 heats the recycled gas to carbon combustion temperatures during start-up and adds heat if necessary to the recycled power during normal operation. Recycled gas leaving heater 18 through pipeline 20 enters regeneration chamber 1 through inlet 22. Pipelines 12, 16 and 20 together with a combustion section described below form a recirculation loop.

Et gasseparasjonssystem 24 fremskaffer kompletteringsgass til resirkuleringssløyfen. Luft fra tørker 25 kommer inn i gasseparasjonssystem 24 gjennom rørledning 26. Separa-sjonssystem 24 frembringer en oksygenfattig gasstrøm som føres gjennom rørledning 28 og en oksygenanriket gasstrøm som føres gjennom rørledning 30. Den oksygenanrikede gass tilføres regenereringskammer 1 med en tilførselshastighet som i hovedsak er lik hastigheten av gassavlufting fra rørledning 14. A gas separation system 24 provides make-up gas to the recirculation loop. Air from dryer 25 enters gas separation system 24 through pipeline 26. Separation system 24 produces an oxygen-poor gas stream which is led through pipeline 28 and an oxygen-enriched gas stream which is led through pipeline 30. The oxygen-enriched gas is supplied to regeneration chamber 1 at a supply rate which is essentially equal to the rate of gas venting from pipeline 14.

Oksygenanriket luft fra rørledning 30 føres inn i vifte 32. Vifte 32 fører oksygenanriket luft inn i rørledning 34 og gjennom en tørker 36 som reduserer fuktinnholdet i den oksygenanrikede luft. Tørr luft føres via rørledning 38 inn i en oppvarmer 40 som øker temperaturen av den oksygenanrikede luft til omkring 538°C. Tørr oppvarmet luft blir ført gjennom ledning 42 og delt mellom en ledning 44 og en ledning 46. Omkring 50 vol% av den oksygenanrikede luft føres gjennom ledning 44 og leveres til en tørkesone beskrevet nedenfor, gjennom innløp 48. Resten av den anrikede luft i ledning 46 blan-des med en klorstrøm fra ledning 50, hvilket gir innholdet i ledning 46 en klorkonsentrasjon på ca. 0,11 mol%. Klor og tørr oppvarmet luft kommer inn i en platina-redispergeringssone beskrevet nedenfor, gjennom et innløp 52. Selv om den oksygenanrikede strøm ut fra oppvarmeren ved denne anordning splittes mellom tørkesonen og redispergeringssonen, kan ved andre re-generatoranordninger all oksygenanriket gass fra ledning 42 føres direkte inn i redispergeringssonen. Oxygen-enriched air from pipeline 30 is fed into fan 32. Fan 32 leads oxygen-enriched air into pipeline 34 and through a dryer 36 which reduces the moisture content of the oxygen-enriched air. Dry air is fed via pipeline 38 into a heater 40 which increases the temperature of the oxygen-enriched air to around 538°C. Dry heated air is passed through line 42 and split between a line 44 and a line 46. About 50 vol% of the oxygen-enriched air is passed through line 44 and delivered to a drying zone described below, through inlet 48. The rest of the enriched air in line 46 is mixed with a chlorine stream from line 50, which gives the contents of line 46 a chlorine concentration of approx. 0.11 mol%. Chlorine and dry heated air enter a platinum redispersion zone described below, through an inlet 52. Although the oxygen-enriched stream from the heater in this device is split between the drying zone and the redispersion zone, in other regenerator devices all the oxygen-enriched gas from line 42 can be passed directly into the redispersion zone.

De ulike soner og anordningen av det indre i regenereringskammeret kan forstås mer fullstendig ved betraktning av fig. 2. Ved først å se på strømmen av katalysatorpartikler, så føres de via innløpene 25 gjennom den øverste topp 70 av rege nereringskammer 1. Gjennom innløpene føres katalysatorpartikler inn i et ringformet katalysatorsjikt dannet av en ytre tilbakeholdingsskjerm 74 for katalysatorer og en indre tilbakeholdingsskjerm 76 for katalysatorpartikler. Tilbakehold-ingsskjermene 74 og 76 er i denne utførelse sylindriske av form og konsentriske med senterlinjen for regenereringskammer 1. Tilbakeholdingsskjermer 74 og 76 er perforerte med hull som er store nok til å tillate gass å passere gjennom det ringformede katalysatorsjikt, men ikke store nok til at katalysatorpartikler kan passere gjennom. Den ytre tilbakeholdingsskjerm 74 for katalysatorer fortsetter ned fra bunnen av innløp 25 til en skråseksjon 80 av regenereringskammer 1. Vinklede støt-ter 72 styrer toppen av skjermen 74 og holder den sentrert i regenereringskammer 1. Den indre tilbakeholdingsskjerm 76 for katalysatorer er festet til toppen av regenereringskammer 1 og fortsetter ned derfra til et punkt litt over den laveste ende av den ytre tilbakeholdingsskjerm 74 for katalysator. Bunnen 78' av det ringformede katalysatorpartikkelsjikt 78 er åpen for at katalysatorpartikler kan tømmes fra katalysatorsjiktet inn i en sentral del 82 av regenereringskammer 1. Fra ca. bunnen av åpning 78' fyller katalysatorpartiklene den lavere seksjon 6 av regenereringskammer 1. Det øvre volum av katalysatorpartiklene i den lavere seksjon 6 er lokalisert i en tørkesone som generelt betegnes 84. Katalysatorpartikler i den lavere del av kammer 6, som betegnes generelt med tall 86, er i en redispergeringssone. Katalysatorpartikler i seksjon 86 blir statisk båret oppe av katalysatorpartikler som fortsetter ned gjennom bunnventilen i den lavere seksjon 6. Katalysatorpartiklene blir periodisk ført videre ved at det tas ut et forutbestemt volum av katalysator gjennom utløp 2, hvilket i sin tur tillater katalysatorpartiklene å bevege seg nedover gjennom de tidligere beskrevne soner. The various zones and the arrangement of the interior of the regeneration chamber can be understood more fully by considering fig. 2. By first looking at the flow of catalyst particles, they are fed via the inlets 25 through the top top 70 of regeneration chamber 1. Through the inlets, catalyst particles are fed into an annular catalyst bed formed by an outer retention screen 74 for catalysts and an inner retention screen 76 for catalyst particles. Retention screens 74 and 76 in this embodiment are cylindrical in shape and concentric with the center line of regeneration chamber 1. Retention screens 74 and 76 are perforated with holes large enough to allow gas to pass through the annular catalyst bed, but not large enough to catalyst particles can pass through. The outer catalyst retention screen 74 continues down from the bottom of inlet 25 to an inclined section 80 of regeneration chamber 1. Angled supports 72 guide the top of the screen 74 and keep it centered in regeneration chamber 1. The inner catalyst retention screen 76 is attached to the top of regeneration chamber 1 and continues down from there to a point slightly above the lowest end of the outer catalyst retaining screen 74. The bottom 78' of the annular catalyst particle bed 78 is open so that catalyst particles can be emptied from the catalyst bed into a central part 82 of regeneration chamber 1. From approx. bottom of opening 78', the catalyst particles fill the lower section 6 of regeneration chamber 1. The upper volume of the catalyst particles in the lower section 6 is located in a drying zone generally designated 84. Catalyst particles in the lower part of chamber 6, generally designated by number 86 , is in a redispersion zone. Catalyst particles in section 86 are statically carried up by catalyst particles continuing down through the bottom valve in the lower section 6. The catalyst particles are periodically carried forward by withdrawing a predetermined volume of catalyst through outlet 2, which in turn allows the catalyst particles to move downward through the previously described zones.

Etter som katalysatorpartiklene føres ned gjennom regenereringsprosessen passerer de først gjennom en forbrenningssone 90 som omfatter det tidligere beskrevne ringformede katalysatorsjikt 78. Resirkulert gass som kommer inn i forbrenningssonen gjennom innløp 22 fordeles i et ringformet kammer 92 som fortsetter rundt den ytre tilbakeholdingsskjerm for katalysatorer og begrenses i side av den ytre tilbakeholdings skjerm for partikler 74 og kammerveggen i den øvre kammer-seksjon 4, og av bunnen i skråseksjon 80. En øvre del 76' av den indre tilbakeholdingsskjerm for partikler 76 er ugjennom-trengelig for gasstrøm, eller blendet av, for å hindre gasstrøm fra kammer 92 tvers over toppen av kammeret. Etter som resirkuleringsgass passerer gjennom katalysatorsjikt 78, blir oksygen forbrukt ved forbrenningen av koks og røkgass samles i en sentral seksjon 82. Røkgass i den sentrale seksjon 82 transporteres ut ved toppen av regenereringskammer 70 gjennom utløp 8. As the catalyst particles are passed down through the regeneration process, they first pass through a combustion zone 90 which includes the previously described annular catalyst bed 78. Recycled gas entering the combustion zone through inlet 22 is distributed in an annular chamber 92 which continues around the outer catalyst retaining screen and is confined in side of the outer particle retention screen 74 and the chamber wall in the upper chamber section 4, and of the bottom in sloped section 80. An upper portion 76' of the inner particle retention screen 76 is impermeable to gas flow, or blinded off, for to prevent gas flow from chamber 92 across the top of the chamber. As recycle gas passes through catalyst bed 78, oxygen is consumed by the combustion of coke and flue gas is collected in a central section 82. Flue gas in the central section 82 is transported out at the top of regeneration chamber 70 through outlet 8.

Katalysator nedenfor forbrenningssone 90 holdes i kontakt med en tørkegass. Tørkegassen kommer inn i tørkesonen gjennom innløp 48. Innløp 48 står i forbindelse med et ringformet volum 94 som fordeler fluidiserende gass. Fordelings-volumet 94 er dannet ved en avbøyningsplate med en vertikal forlenget sylindrisk seksjon 96 som er plassert konsentrisk i forhold til regenereringskammeret 1. Den øvre del av avbøy-ningsplaten består av en avkuttet konisk seksjon 98 som er festet til den lavere skråseksjon 80 som bærer den øvre ende av den sylindriske seksjon 96. Bunnen 94' av det ringformede fordelingsvolum 94 er åpen og tørkegass strømmer ut og inn i tørkesonen rundt hele omkretsen for sylinder 96. Oppholdstiden for katalysatorpartikler inne i tørkesonen for en gitt kataly-satorsirkulasjonshastighet bestemmes prinsipielt av den ver-tikale lengde av den sylindriske seksjon 96. Katalysatorpartiklene forblir i tørkesonen i ca. 2 timer og forlater bunnen av tørkesonen med et vanninnhold på ca. 0,6 vekt%. Catalyst below combustion zone 90 is kept in contact with a drying gas. The drying gas enters the drying zone through inlet 48. Inlet 48 is connected to an annular volume 94 which distributes fluidizing gas. The distribution volume 94 is formed by a deflection plate with a vertically elongated cylindrical section 96 which is placed concentrically with respect to the regeneration chamber 1. The upper part of the deflection plate consists of a truncated conical section 98 which is attached to the lower inclined section 80 which carries the upper end of the cylindrical section 96. The bottom 94' of the annular distribution volume 94 is open and drying gas flows out and into the drying zone around the entire circumference of cylinder 96. The residence time of catalyst particles inside the drying zone for a given catalyst circulation rate is determined in principle by the vertical length of the cylindrical section 96. The catalyst particles remain in the drying zone for approx. 2 hours and leaves the bottom of the drying zone with a water content of approx. 0.6% by weight.

Den strukturelle utforming av redispergeringssonen 86 tilsvarer i hovedsak tørkesonen. Tidligere beskrevet klorholdig redispergeringsgass kommer inn gjennom innløp 52 i det ringformede volum 100 som fordeler redispergeringsgassen. Fordelingsvolum 100 defineres av veggen i den lavere kammersek-sjon 6 og en avbøyningsplate som består av en ytterligere konsentrisk sylinder 102 som er festet til det lavere kammer ved en avkuttet konisk seksjon 104. Igjen tillater en åpen bunn 100' fordeling av redispergeringsgass rundt hele omkretsen av det ringformede fordelingsvolum 100 og rundt redispergeringssonen 86. Katalysatorens oppholdstid innen redispergeringssonen styres også prinsipielt av lengden på den sylindriske seksjon 102. I dette eksempel har redispergeringssonen en lengde tilstrekkelig til å tilveiebringe ca. 2 timer oppholdstid for partiklene lokalisert i denne. Katalysatoren tatt ut fra den lavere del av sone 86 via utløp 2 underkastes deretter et reduksjonstrinn ved høy temperatur i en reduksjonssone (ikke vist) med en hydrogenrik gass ved en temperatur på fra 426 til 538°C og ved et trykk på fra 136 til 963 kPa i en tid tilstrekkelig til å fremstille en regenerert katalysator som kan returneres til bruk ved dehydrogenering. The structural design of the redispersion zone 86 essentially corresponds to the drying zone. Previously described chlorine-containing redispersion gas enters through inlet 52 in the annular volume 100 which distributes the redispersion gas. Distribution volume 100 is defined by the wall of the lower chamber section 6 and a deflection plate consisting of a further concentric cylinder 102 attached to the lower chamber by a truncated conical section 104. Again, an open bottom 100' allows distribution of redispersion gas around the entire circumference of the annular distribution volume 100 and around the redispersion zone 86. The residence time of the catalyst within the redispersion zone is also controlled in principle by the length of the cylindrical section 102. In this example, the redispersion zone has a length sufficient to provide approx. 2 hours residence time for the particles located in this. The catalyst taken from the lower part of zone 86 via outlet 2 is then subjected to a reduction step at high temperature in a reduction zone (not shown) with a hydrogen-rich gas at a temperature of from 426 to 538°C and at a pressure of from 136 to 963 kPa for a time sufficient to produce a regenerated catalyst that can be returned to use by dehydrogenation.

Fagkyndige vil legge merke til at regenereringsseksjonen beskrevet ved figurer 1 og 2 er forholdsvis enkle sam-menlignet med dem som tidligere er anvendt ved regenerering av dehydrogeneringskatalysatorer. Med regenereringsseksjonen oppnås en nesten fullstendig fjerning av koks fra katalysatoren og det oppnås også en god redispergering av platinametaller. Alle disse regenereringstrinn oppnås med et svært minimalt utslipp av kloridforbindelser fra regenereringssonen. Denne nye anordning er basert på bare én resirkuleringssløyfe for å re-turnere røkgass til forbrenningssonen. Med foreliggende oppfinnelse tilveiebringes derfor en forenklet anordnet katalysa-torregenereringssone som gir overlegen regenerering av katalysator med reduserte utslippsproblemer og utstyrskostnader. Those skilled in the art will notice that the regeneration section described in figures 1 and 2 are relatively simple compared to those previously used in the regeneration of dehydrogenation catalysts. With the regeneration section, an almost complete removal of coke from the catalyst is achieved and a good redispersion of platinum metals is also achieved. All these regeneration steps are achieved with a very minimal discharge of chloride compounds from the regeneration zone. This new device is based on only one recirculation loop to return flue gas to the combustion zone. The present invention therefore provides a simplified catalyst regeneration zone which provides superior regeneration of catalyst with reduced emission problems and equipment costs.

Claims

1. Process for the regeneration of a catalyst, comprising platinum and a non-acid support material, used in the dehydrogenation of a hydrocarbon selected from propane and butane, and carried out under stringent process conditions that promote rapid deactivation of the catalyst, including agglomeration of platinum on the support material and deposition of coke on the catalyst, characterized in that it comprises the following steps:

the deactivated catalyst is contacted with an oxygen-containing gas to remove coke through combustion, the catalyst, from which coke has been removed, is dried by contacting it with a gas having a temperature in the range of 426°C to 593°C and an oxygen concentration of from 21 mol% to 39 mol%, the dried catalyst is contacted with a redispersion gas to redisperse platinum on the catalyst, which gas comprises chlorine and has an oxygen concentration of from 21 mol% to 39 mol%, the catalyst with redispersed platinum is contacted in a reduction zone with a hydrogen-rich gas at a temperature of from 426°C to 538°C and at a pressure of from 136 kPa to 963 kPa, and regenerated dehydrogenation catalyst is recovered from the reduction zone.

2. Method according to claim 1, characterized in that the redispersion gas is essentially anhydrous.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the hydrogen-rich gas introduced into the reduction zone is essentially anhydrous.

4. Method according to claims 1-3, characterized in that the drying in the drying step is continued until the catalyst has a water concentration of less than 1% by weight.

5. Method according to claims 1-4, characterized in that a temperature of from 482°C to 510<C>C is used in the reduction step.