Potencia mejorada de combustión de coque con catalizador para un proceso de deshidrogenación de parafinas ligeras.

Un proceso para una regeneración continua de un catalizador donde la sección de regeneración incluye al menos dos zonas separadas.

La regeneración incluye una zona de combustión superior, y una zona de combustión inferior, donde el proceso utiliza al menos dos bucles de gas de regeneración independientes para controlar la cantidad de oxígeno para regenerar el catalizador. La zona de combustión superior puede estar dividida en múltiples zonas, y la zona de combustión puede estar dividida en múltiples zonas.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2013/027842.

Solicitante: UOP LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 25 East Algonquin Road P.O. Box 5017 60017-5017 Des Plaines IL Illinois ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: LEONARD,LAURA E, EGOLF,Bryan J, CARACOTSIOS,Michael.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01J38/14 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01J PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS, QUIMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS (procedimientos o aparatos para usos específicos, ver las clases correspondientes a los procedimientos o al equipo, p. ej. F26B 3/08). › B01J 38/00 Regeneración o reactivación de catalizadores, en general. › con control del oxígeno contenido en el gas de oxidación.
  • B01J38/20 B01J 38/00 […] › Varias etapas de oxidación distintas.
  • B01J38/34 B01J 38/00 […] › con varias etapas distintas de combustión, en serie.
  • B01J38/42 B01J 38/00 […] › utilizando sustancias que contienen halógenos.

Fragmento de la descripción:

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Potencia mejorada de combustión de coque con catalizador para un proceso de deshidrogenación de parafinas ligeras Declaración de prioridad Esta solicitud reivindica prioridad respecto a la Solicitud de Estados Unidos Nº 13/424.911 que se presentó el 20 de marzo de 2012.

Campo de la invención La presente invención se refiere a procesos para la conversión de una corriente de alimentación de hidrocarburo en productos de hidrocarburo útiles. En particular, la invención se refiere a la regeneración continua de catalizador agotado para su reutilización en el proceso de conversión de hidrocarburo.

Antecedentes de la invención Los hidrocarburos, y en particular petróleo, se producen a partir de la tierra como una mezcla. Esta mezcla se convierte en productos útiles por separación y procesamiento de las corrientes en reactores. La conversión de las corrientes de hidrocarburo en productos útiles a menudo se realiza a través de un proceso catalítico en un reactor. Los catalizadores pueden ser sólidos o líquidos, y pueden comprender materiales catalíticos sobre un soporte. En particular, se usan exhaustivamente metales catalíticos sobre un soporte sólido. Los metales catalíticos incluyen metales del grupo del platino, así como otros metales. Durante el procesamiento de los hidrocarburos, los catalizadores se desactivan con el tiempo. Una de las causas principales de desactivación es la formación y depósito de coque sobre el catalizador. La acumulación de coque bloquea el acceso a los sitios catalíticos en el catalizador, y el acceso a los poros dentro del catalizador. La regeneración del catalizador normalmente se realiza por retirada del coque, donde el coque se quema a alta temperatura con un gas que tiene oxígeno. Estos procesos pueden realizarse ya sea de una manera continua, con el catalizador realizando un ciclo a través del reactor y el regenerador, o el proceso puede realizarse de una manera semi-continua, tal como con múltiples lechos fijos, donde la corriente se desvía de un lecho para regenerar el catalizador, mientras los otros lechos continúan con la operación.

Con el proceso de regeneración continuo, se hace pasar continuamente un gas de reciclado a la zona de combustión en el regenerador y se retira un gas de escape que contiene los productos de combustión. El proceso de combustión se controla por el contenido de oxígeno en el gas de P201490090

reciclado. La corriente de gas de reciclado comprende una parte del gas de escape, y una corriente adicional de gas de combustión nuevo, mientras se purga otra parte del gas de escape del regenerador. Esto ayuda a mantener la temperatura del gas de combustión, así como a establecer una condición de estado estacionario de adición continua de catalizador agotado y gas de combustión al regenerador, mientras se extrae continuamente catalizador regenerado y gas de escape.

Los métodos de regeneración de catalizador se describen en el documento US 5.053.371 de Williamson, y US 6.048.814 de Capelle, et al. para retirar el coque de las partículas de catalizador por combustión. El proceso de combustión puede dañar el catalizador, y son importantes mejores métodos de control del proceso de combustión para mejorar la vida útil del catalizador en el ciclo de reactor-regenerador. Producir un mejor proceso permitiría realizar más ciclos del catalizador a través del regenerador, y aumentaría la vida útil del catalizador. Esto puede conseguirse mediante mejoras en el proceso y el control del regenerador.

Compendio de la invención La presente invención proporciona un proceso mejorado para la regeneración de un catalizador de deshidrogenación. El proceso incluye hacer pasar una corriente de catalizador agotado a una primera etapa en un reactor regenerador. El regenerador tiene una zona de quema superior, y una zona de quema inferior. El catalizador se trata en un primer conjunto de condiciones de combustión con un primer gas de regeneración, dentro de la primera etapa y, de esta manera, generando una corriente de catalizador intermedia. La corriente de catalizador intermedia se hace pasar a una segunda etapa en el regenerador, donde el catalizador se trata en un segundo conjunto de condiciones de combustión con una primera parte de un segundo gas de regeneración y, de esta manera, generando una segunda corriente de catalizador intermedia. La segunda corriente de catalizador intermedia se hace pasar a una tercera etapa en el regenerador, donde el catalizador se trata en un tercer conjunto de condiciones de combustión con una segunda parte del segundo gas de regeneración, generando de esta manera una corriente de catalizador regenerado. La primera etapa se realiza en la zona de quema superior, y la segunda y tercera etapas se realizan en la zona de quema inferior.

Las condiciones de combustión incluyen tener una concentración de oxígeno en el segundo gas de regeneración a una concentración mayor que la concentración de oxígeno en el primer gas de regeneración, donde el primer gas de regeneración y el segundo gas de regeneración están en bucles independientes, con equipos diferentes.

La segunda y tercera etapas en la zona de quema inferior pueden tener diferentes temperaturas de entrada del gas, recibiendo las condiciones preferidas de la segunda etapa la primera parte del P201490090

segundo gas de regeneración a una temperatura mayor que la temperatura en la segunda parte del segundo gas de regeneración que se ha hecho pasar a la tercera etapa.

Otros objetos, ventajas y aplicaciones de la presente invención resultarán evidentes para los expertos en la materia a partir de la siguiente descripción detallada y dibujos.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es una ilustración de la zona de regeneración y la circulación de las corrientes de gas oxidante para la regeneración del catalizador que fluye a través del regenerador que tiene una zona de quema superior y una zona de quema inferior;

La Figura 2 es una ilustración de la zona de regeneración y la circulación de las corrientes de gas oxidante para la regeneración del catalizador que fluye a través del regenerador que tiene una zona de quema superior y una zona de quema inferior, teniendo la zona de quema inferior dos subetapas;

La Figura 3 es una ilustración de la zona de regeneración y la circulación de las corrientes de gas oxidante para la regeneración del catalizador que fluye a través del regenerador que tiene una zona de quema superior y una zona de quema inferior, teniendo la zona de quema inferior tres subetapas; y La Figura 4 es una ilustración de la zona de regeneración y la circulación de las corrientes de gas oxidante para la regeneración del catalizador que fluye a través del regenerador que tiene una zona de quema superior y una zona de quema inferior, teniendo la zona de quema superior dos subetapas y teniendo la zona de quema inferior tres subetapas.

Descripción detallada de la invención Mejorar el proceso de regeneración del catalizador permite unos equipos más pequeños, o procesar una mayor cantidad de catalizador en menos tiempo dentro de los equipos existentes. La mejora de la regeneración del catalizador incluye una mayor retirada de coque, y puede aumentar la vida útil del catalizador entre los ciclos de regeneración mediante una mayor retirada de coque del catalizador.

La presente invención es un proceso para la regeneración continua de un catalizador, e incluye nuevos diseños del equipo para el nuevo proceso. La aplicación más común es la retirada de coque de las partículas de catalizador que contienen un metal del grupo del platino, y el proceso más común para esta invención es el proceso de deshidrogenación catalítica de parafinas a olefinas. El regenerador en el proceso de conversión de olefina se describe en el documento US 7.585.803, expedido a Price, et al. el 8 de septiembre de 2009, y se incorpora en la presente P201490090

memoria por referencia en su totalidad.

Un diseño de regenerador incluye dos zonas en la zona de combustión total, pero con un único bucle de circulación de gas. Estas son una zona de combustión superior y una zona de combustión inferior. Con este diseño, la concentración máxima de oxígeno en la zona inferior está limitada por el consumo total de oxígeno y el porcentaje de la zona inferior en la zona de combustión total. Típicamente, esto significa que la concentración máxima de oxígeno en la zona de combustión inferior es del 2% con una división del gas de combustión del 70% a la zona de combustión superior y del 30% a la zona de combustión inferior. El proceso puede hacerse más robusto y esto se desea para proporcionar un aumento en la concentración de oxígeno en la...

 


Reivindicaciones:

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1. Un proceso para regenerar un catalizador de deshidrogenación que comprende:

hacer pasar el catalizador a una primera etapa en un reactor regenerador, donde el catalizador se trata en un primer conjunto de condiciones de combustión con una primera corriente de gas de regeneración dentro de la primera etapa y generar una corriente de catalizador intermedia;

hacer pasar la corriente de catalizador intermedia a una segunda etapa en el reactor regenerador, donde el catalizador se trata en un segundo conjunto de condiciones de combustión con una primera parte de una segunda corriente de gas de regeneración dentro de la segunda etapa y generar una segunda corriente de catalizador intermedia; y hacer pasar la segunda corriente de catalizador intermedia a una tercera etapa en el reactor regenerador, donde el catalizador se trata en un tercer conjunto de condiciones de combustión con una segunda parte de la segunda corriente de gas de regeneración dentro de la tercera etapa y generar una corriente de catalizador regenerado, donde la primera corriente de gas de regeneración y la segunda corriente de gas de regeneración son corrientes independientes alimentadas a través de líneas gaseosas independientes.

2. El proceso de la reivindicación 1, que comprende además hacer pasar la corriente de catalizador regenerado a una zona de cloración.

3. El proceso de la reivindicación 1, donde el primer conjunto de condiciones de combustión incluye una temperatura del gas de entrada de entre 450º C y 600º C.

4. El proceso de la reivindicación 1, donde el segundo conjunto de condiciones de combustión incluye una temperatura del gas de entrada de entre 450º C y 600º C.

5. El proceso de la reivindicación 1, donde el primer conjunto de condiciones de combustión incluye una primera temperatura del gas de entrada, el segundo conjunto de condiciones de combustión incluye una segunda temperatura del gas de entrada, donde la primera temperatura del gas de entrada es menor que o igual a la segunda temperatura del gas de entrada.

6. El proceso de la reivindicación 1, donde el segundo conjunto de condiciones de combustión incluye una segunda temperatura del gas de entrada, el tercer conjunto de condiciones de combustión incluye una tercera temperatura del gas de entrada, donde la segunda temperatura del gas de entrada es mayor que o igual a la tercera temperatura del gas de entrada.

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7. El proceso de la reivindicación 1, donde el primer conjunto de condiciones de combustión incluye hacer pasar el primer gas de regeneración que tiene un contenido de oxígeno de entrada de como máximo 2% en volumen.

8. El proceso de la reivindicación 1, donde el segundo conjunto de condiciones de combustión

incluye hacer pasar el segundo gas de regeneración que tiene un contenido de oxígeno de como máximo el 10% en volumen.

9. El proceso de la reivindicación 1, que comprende además una cuarta etapa en el regenerador, donde el catalizador se trata en un cuarto conjunto de condiciones de combustión dentro de la cuarta etapa.

10. El proceso de la reivindicación 1, que comprende además un primer tiempo de residencia del catalizador en la primera etapa, un segundo tiempo de residencia del catalizador en la segunda etapa, y un tercer tiempo de residencia del catalizador en la tercera etapa, donde el primer tiempo de residencia es menor que o igual a la suma del segundo y tercer tiempos de residencia.


 

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