KR101652605B1 - Apparatus and method for regenerating catalyst - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연소 구역, 염소화 구역 및 건조 구역으로 구성되는 상용화 촉매 재생 장치에 일산화탄소 구역을 추가로 설치하여, 촉매 입자 표면에 누적되는 금속 물질을 일산화탄소화 반응시켜 금속 카르보닐을 생성시켜 제거하는 촉매 재생 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 촉매 재생 반응의 공정 수율을 향상시키고 원단위를 절감할 수 있다.The present invention relates to a catalyst regeneration apparatus for regenerating a catalyst for regenerating a metal carbonyl by forming a carbon monoxide zone in a catalyst regeneration apparatus composed of a combustion zone, a chlorination zone and a drying zone, According to the present invention, it is possible to improve the process yield of the catalyst regeneration reaction and reduce the unit cost.
Description
본 발명은 촉매 재생 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄화수소를 유용한 탄화수소 생성물로 전환시키는 접촉 전환에서 소모된 촉매를 재생시켜 탄화수소 전환 반응에 재사용될 수 있도록 하는 촉매 재생 장치 및 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst regeneration apparatus and method, and more particularly, to a catalyst regeneration apparatus and method for regenerating spent catalyst in contact conversion for converting a hydrocarbon into a useful hydrocarbon product so that it can be reused in a hydrocarbon conversion reaction .
다수의 탄화수소 전환 공정은 탄화수소 스트림의 구조 또는 특성을 변경하는 데에 사용할 수 있다. 일반적으로, 이러한 공정은 직쇄형 파라핀 또는 올레핀 탄화수소로부터 더욱 고도의 분지쇄형 탄화수소로의 이성체화, 올레핀 또는 방향족 화합물의 제조를 위한 탈수소화, 방향족 및 자동차 연료의 제조를 위한 탈수소고리화(hydrocyclization), 일용품 화학 물질 및 자동차 연료의 제조를 위한 알킬화, 트랜스알킬화 등을 포함한다.A number of hydrocarbon conversion processes can be used to alter the structure or properties of the hydrocarbon stream. Generally, such processes include isomerization from straight chain paraffins or olefinic hydrocarbons to more branched chain hydrocarbons, dehydrogenation for the preparation of olefins or aromatics, dehydrocyclization for the preparation of aromatic and automotive fuels, Alkylation, transalkylation, and the like for the manufacture of daily commodities and automotive fuels.
프로필렌은 촉매 탈수소화반응을 통한 프로판의 탈수소화로 얻어질 수 있다. 그러나, 상기 반응은 강한 흡열반응이며, 그리고 만족할만한 속도로 반응을 진행하기 위해서 고온을 요구한다. 촉매 반응이 고온에서 진행됨에 따라, 그에 대한 부반응으로 열분해 및 코크 생성반응이 수반되고, 이러한 부반응의 정도가 촉매의 선택도 및 활성을 결정짓는 핵심 요소가 된다. 부반응의 하나인 코크 생성 반응은 촉매상의 활성물질을 코크로 덮이게 하여 반응물과 접촉을 차단시킴으로써 전반적인 반응전환율을 낮추게 된다. 또한, 코크의 생성이 진행됨에 따라 촉매 내에 존재하는 기공의 입구를 막아 기공 내에 존재하는 활성물질을 무용화하여 급격하게 비활성화를 촉진한다. 따라서 탈수소화 반응기의 다음 단에는 코크 침적물의 축적이 비활성화를 유발할 때, 코크 침적물을 제거하기 위해 촉매를 재생하여 촉매의 활성도를 복원시키기 위한 촉매 재생 장치가 연결된다. Propylene can be obtained by dehydrogenation of propane through a catalytic dehydrogenation reaction. However, the reaction is a strong endothermic reaction and requires high temperature to proceed the reaction at a satisfactory rate. As the catalytic reaction progresses at a high temperature, a side reaction therewith involves pyrolysis and coke formation reaction, and the degree of such side reaction is a key factor determining the selectivity and activity of the catalyst. One of the side reactions, the coke formation reaction, covers the active material on the catalyst with coke, thereby blocking the contact with the reactants, thereby lowering the overall reaction conversion rate. Further, as the production of coke proceeds, the inlet of the pores existing in the catalyst is blocked to dampen the active substance present in the pores, thereby promptly promoting deactivation. Thus, when the accumulation of coke deposits causes inactivation in the next stage of the dehydrogenation reactor, a catalyst regenerator is connected to regenerate the catalyst to regain the activity of the catalyst to remove coke deposits.
이동상 모드의 촉매 재생 장치는 일반적으로 일련의 3 개 또는 4 개의 반응기들을 포함할 수 있는 반응 구역과, 임의의 수의 단계들, 일반적으로 연소 단계, 그 후의 염소화 단계, 그 후의 건조 단계 및 환원 단계를 실시하는 촉매 재생 구역을 사용한다. The catalyst regeneration apparatus in mobile phase mode generally comprises a reaction zone which may comprise a series of three or four reactors and a reaction zone comprising any number of stages, generally the combustion stage, the subsequent chlorination stage, Is used.
도 1을 참조하면, 국내특허공개 제2014-0012165호는 연소 구역(18)과 할로겐화 구역(40)을 갖는, 촉매 입자를 재생하기 위한 연속 촉매 재생기(10)로서, 촉매 입자를 제1 산소 함유 가스와 접촉시키고 촉매 입자 상의 코크 침적물을 연소시키도록 구성된 연소 구역챔버(24); 촉매 입자를 연소 구역으로부터 할로겐화 구역으로 안내하도록 구성된 통로; 및 염소화 가스(48)와 제2 산소 함유 가스(50)를 할로겐화 구역에 공급하도록 구성된 할로겐화 구역 유입구(46)를 포함하고, 할로겐화 구역은 촉매 입자를 염소화 가스 및 제2 산소 함유 가스와 접촉시키고, 백금족 금속을 재분산시키도록 촉매 입자를 염소화하여 재생 촉매 입자를 형성하는 것인 연속 촉매 재생 장치를 개시하고 있다. Referring to FIG. 1, domestic patent publication No. 2014-0012165 discloses a
이러한 기존의 촉매 재생 장치에서는 촉매 반응에 의해서 형성되는 촉매 이외에 촉매가 이동되면서 코발트, 니켈, 구리, 철, 크롬 등과 같은 금속 물질과 접속하면서도 코크가 형성된다. 이러한 문제를 해소하기 위해서 기존에는 황화수소, 디메틸설파이드(DMS), 디메틸디설파이드(DMDS)와 같은 황 함유 화합물을 함께 첨가한다. 황 함유 화합물은 새롭게 형성되는 코크 전구체(coke precursor)를 청소해서 코크 생성을 억제하고 크래킹(cracking)을 줄여 준다. 그러나 이러한 황 함유 화합물 중 일부는 촉매의 활성 부위(active site)를 불로킹하여 촉매의 활성을 저하시키고, 비용을 상승시키는 문제가 있다.
In the conventional catalyst regenerating apparatus, the catalyst is moved in addition to the catalyst formed by the catalytic reaction, and a coke is formed while being connected with a metal material such as cobalt, nickel, copper, iron, chromium and the like. In order to solve this problem, a sulfur-containing compound such as hydrogen sulfide, dimethyl sulfide (DMS) and dimethyl disulfide (DMDS) is conventionally added together. The sulfur-containing compound scavenges newly formed coke precursors to inhibit coke formation and reduce cracking. However, some of these sulfur-containing compounds have the problem of reducing the activity of the catalyst and increasing the cost by igniting the active site of the catalyst.
본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 기존의 연소 구역, 염소화 구역 및 건조 구역에 일산화탄소 구역(CO)을 추가함으로써 촉매가 이용되면서 누적되는 금속물질을 제거하여 황 함유 화합물의 사용량을 줄이고 촉매 재생 반응의 공정성을 향상시키고, 원단위를 절감할 수 있는 촉매 재생 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the problems of the prior art described above and it is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for removing carbon monoxide from an exhaust gas by adding carbon monoxide (CO) to an existing combustion zone, The present invention provides a catalyst regeneration apparatus and method which can reduce the amount of sulfur-containing compounds used to remove substances, improve the fairness of the catalyst regeneration reaction, and reduce the unit load.
본 발명의 다른 목적은 촉매 재생 장치에 일산화탄소 구역을 추가함으로써 촉매 재생 장치의 형태와 가스 흐름을 다양하게 설계하여 촉매 재생 공정의 효율성과 안정성을 향상시키는 것이다. Another object of the present invention is to improve the efficiency and stability of the catalyst regeneration process by variously designing the shape and gas flow of the catalyst regenerator by adding a carbon monoxide zone to the catalyst regenerator.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 According to one aspect of the present invention for achieving the above object,
하나 이상의 공급 가스 유입관과 재생된 촉매를 배출하는 배출관을 포함하고, 촉매는 이동상으로 연소 구역, 염소화 구역 및 건조 구역을 연속적으로 통과하도록 구성된 촉매 재생 장치에 있어서, 상기 장치가 촉매가 이동되면서 누적되는 금속물질과 일산화탄소를 반응시켜 금속 카르보닐을 형성함으로써 금속물질을 제거하는 일산화탄소 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생 장치에 관한 것이다.A device for regenerating a catalyst comprising: at least one feed gas inlet tube and a discharge tube for discharging the regenerated catalyst, the catalyst being configured to continuously pass the combustion zone, the chlorination zone and the drying zone to the mobile phase, And a carbon monoxide zone for removing the metal substance by reacting carbon monoxide with the metal material to form a metal carbonyl.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 소비된 촉매 입자 상의 코크 침적물을 연소 가스를 사용하여 연소시키는 단계; 촉매 입자를 염소화하는 단계 및 염소화된 촉매를 건조하여 재생 촉매입자를 형성하는 단계를 포함하는 촉매를 재생하기 위한 촉매 재생 방법에 있어서, 상기 방법이 촉매가 이동되면서 누적되는 금속물질과 일산화탄소를 반응시켜 금속 카르보닐(metal carbonyl)을 형성하여 금속물질을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생 방법에 관한 것이다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing a catalyst, comprising: burning a coke deposit on spent catalyst particles using a combustion gas; A method for regenerating a catalyst for regenerating a catalyst comprising: chlorinating catalyst particles and drying the chlorinated catalyst to form regenerated catalyst particles, the method comprising: reacting carbon monoxide with a metal material accumulated as the catalyst is moved And forming a metal carbonyl to remove the metal material.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 촉매 재생 장치에 의하면 촉매가 이동하면서 누적되는 금속물질(Co, Ni, Cu, Fe, Cr 등)을 제거하기 위해 사용되는 황 함유 화합물의 사용량을 줄일 수 있고 그에 따라 공정성을 향상시키고 원단위를 절감할 수 있다. According to the catalyst regenerating apparatus according to various embodiments of the present invention, it is possible to reduce the amount of the sulfur-containing compound used for removing the metal materials (Co, Ni, Cu, Fe, Cr, etc.) Improve fairness and reduce unit cost.
또한 본 발명에 의하면 촉매 반응에 의해 형성되는 코크 이외에 촉매가 이동하면서 생기는 코크를 줄일 수 있고, 일산화탄소 구역을 추가함으로써 다양한 재생기 형태와 가스 흐름(gas flow)을 설계할 수 있다. According to the present invention, besides the coke formed by the catalytic reaction, the coke produced when the catalyst moves can be reduced, and the regenerator type and the gas flow can be designed by adding the carbon monoxide zone.
도 1은 종래의 촉매 재생 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 촉매를 재생하기 위한 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라 촉매 입자를 재생하기 위한 장치의 개략도이다.1 is a schematic view of a conventional catalyst regeneration apparatus.
2 is a schematic diagram of an apparatus for regenerating a catalyst according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of an apparatus for regenerating catalyst particles according to another exemplary embodiment of the present invention.
이하에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 예시로서 도시된 것이며, 첨부된 도면의 특징으로 제한되는 것은 아니다. 이하에서는, 유사한 구성 요소에 대해서는 유사한 도면 부호를 사용하여 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention are shown by way of example and are not limited to the features of the accompanying drawings. In the following, similar components will be described using similar reference numerals.
본원에서 "구역(ZONE)"이라는 용어는 하나 이상의 장치 또는 하부-구역을 포함하는 촉매 재생 장치 내의 특정 구역(area)을 의미하고, 본 발명에서 촉매 재생 장치의 본체는 반응기로서 하나 이상의 구역들 또는 하부-구역들(sub-zones)을 포함할 수 있다. As used herein, the term " zone " refers to a specific area within a catalyst regenerator device that includes one or more devices or sub-zones, and the body of the catalyst regenerator device in the present invention may include one or more zones And may include sub-zones.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 촉매를 재생하기 위한 장치의 개략도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 촉매 재생 장치는 하나 이상의 공급 가스 유입관(12, 22, 31, 42)과 재생된 촉매를 배출하는 촉매 배출 도관(50)을 포함하고, 촉매는 이동상으로 연소 구역(Z1), 염소화 구역(Z2) 및 건조 구역(Z3)을 연속적으로 통과하며, 촉매가 이동되면서 누적되는 금속물질과 일산화탄소를 반응시켜 금속 카르보닐을 형성함으로써 금속물질을 제거하는 일산화탄소 구역(CO)을 포함한다.2 is a schematic diagram of an apparatus for regenerating a catalyst according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a catalyst regeneration apparatus according to an embodiment of the present invention includes at least one feed
상기 일산화탄소 구역(40, 40')은 일산화탄소를 주입하기 위한 일산화탄소 주입 도관(42)과 생성된 금속 카르보닐 화합물을 배출하기 위한 배출 수단(미도시)을 포함한다. The
본 발명의 촉매 재생 장치에서는 촉매 반응에 의해 형성되는 코크 이외에 촉매가 이동하면서 생기는 코크를 줄일 수 있다. 예를 들어 촉매가 이동하면서 Fe, Co, Ni, Cr, Cu 등의 금속과 접속하여 생성되는 코크를 일산화탄소 구역(CO)을 추가함으로써, 금속 물질과 일산화탄소를 반응시켜 금속 카르보닐(metal carbonyl)을 생성하게 하여, 코크를 형성하는 금속을 일산화탄소 구역(40, 40')에서 미리 제거한다. 일산화탄소 구역(40, 40')에서는 아래의 반응식과 같이 코발트, 니켈, 철, 크롬 등의 금속물질들이 도관(43)을 통해서 공급된 일산화탄소화 반응하여 코발트 카르보닐(Co(CO)4, Co(CO)3), 니켈 카르보닐(Ni(CO)4), 철 카르보닐(Fe(CO)5), 크롬 카르보닐(Cr(CO)6)을 형성하여 금속을 일산화탄소 구역(CO) 구역에서 미리 제거할 수 있다. In the catalyst regenerating apparatus of the present invention, the amount of the coke produced by the catalyst other than the coke formed by the catalytic reaction can be reduced. For example, by adding a carbon monoxide zone (CO) to a coke produced by connecting a metal such as Fe, Co, Ni, Cr or Cu while the catalyst moves, metal carbonyl is reacted with carbon monoxide So that the metal forming the coke is removed beforehand in the
Ni + 4CO ⇒ Ni(CO)4 Ni + 4CO? Ni (CO) 4
Co + 4CO ⇒ Co(CO)4 Co + 4CO ⇒ Co (CO) 4
Cr + 6CO ⇒ Cr(CO)6 Cr + 6CO? Cr (CO) 6
Fe + 5CO ⇒ Fe(CO)5
Fe + 5CO? Fe (CO) 5
본 발명의 장치에서 일산화탄소 구역(40, 40')에서 생성된 Ni(CO)4, Co(CO)4, Cr(CO)6, Fe(CO)5 등의 금속은 기체 형태로 도관(43)로 배출되고, 이러한 배출구에는 CO 흡착 필터가 있어 CO를 일정 농도로 유지를 한다. The metals such as Ni (CO) 4 , Co (CO) 4 , Cr (CO) 6 and Fe (CO) 5 produced in the
본 발명의 촉매 재생 장치는 상기 연소 구역의 상단에 일체로 형성된 해지 투입 장치(1)를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 해지 투입 장치는 연소 구역(10, 10')과 일체로 형성되고, 소비된 촉매로부터 촉매 잔재 및 오염물질을 제거한다. The catalyst regenerating apparatus of the present invention may further include a release input device 1 integrally formed at the upper end of the combustion zone. Such a termination injector is formed integrally with the
본 발명의 촉매 재생 장치에서 연소 구역(10, 10'), 일산화탄소 구역(40, 40')과 염소화 구역(20, 20')은 환상 디스크형으로 구성되고, 촉매 베드는 2개의 동축 원통형 벽에 의해 구획된 환상형 공간 내에서 유동된다. 연소 구역(10, 10')에 공급되는 산소 함유 가스는 하나의 벽의 유입 도관(12)을 경유하여 유입되며, 연소 구역(10, 10')을 통과한 후, 대향하는 벽의 연소 가스 배출관 (13)을 경유하여 배출되도록 구성된다. In the catalyst regeneration apparatus of the present invention, the
본 발명의 촉매 재생 장치에서 연소 구역(10, 10'), 염소화 구역(20, 20') 및 일산화탄소 구역(40, 40')은 챔버의 수평 방향 단면적이 하부로 갈수록 확장되는 수단(11, 21, 41)을 포함할 수 있다. 이와 같은 단면적 확장 수단(11, 21, 41)은 경사면은 다공판 구조로, 다공판에 형성된 기공의 크기는 반응 가스는 용이하게 통과시키면서, 촉매 입자들의 통행을 억제할 수 있는 정도의 크기이어야 한다. 다공판의 구멍은 원형, 정방형, 직사각형, 3각형, 좁은 수평 또는 수직 슬롯 등의 형태로 구성된다.In the catalyst regeneration apparatus of the present invention, the
연소 구역(Z1)에는 촉매 이송을 위하여 비활성 가스를 연소 구역(10, 10')에 투입하기 위한 하나 이상의 도관(12)이 해지 투입장치(1)와 연소 구역(10, 10') 사이에 연결되고, 연소 구역(10, 10')으로부터 가스를 배출하기 위한 하나 이상의 연소 가스 배출관(13)이 연소 구역의 반대쪽 하단에 연결된다. 연소 구역(10, 10')에서는 가스 순환이 상부에서 하부 방향으로 촉매 유동과 동일하여, 촉매 재생 시 촉매 막힘 현상으로 인한 문제를 미연에 방지할 수 있다. In the combustion zone Z1, one or
연소 후, 탄소 함유 물질의 함량이 낮아진 촉매는 도관을 통과하여 일산화탄소 구역(40, 40')으로 하향 전달되고, 이어서 염소화 구역(20, 20')으로 하향 전달된다. 그 후, 건조 구역(30)으로 흐르게 되어 촉매 배출 도관(50)을 경유하여 본체에서 배출된다. After combustion, a catalyst having a lower content of carbon-containing material is passed down the conduit to the
염소화 구역이 축방향인 경우, 염소화 가스는 염소화 구역(20, 20')의 하부에 투입하여 촉매에 대해 역류로 흐르도록 하는 것이 유리하다. 염소화 구역(20, 20')에서는 염소화 가스는 염소화 구역의 하단에 설치되는, 하나 이상의 도관(22)을 통해서 투입되고, 염소화 구역으로부터 배출되는 가스는 연소 구역(10, 10') 사이의 도관을 지나서 연소 구역 상부에 형성된 염소화 가스 배출관(14)을 통해서 배출되어, 염소화 구역(20, 20')에서는 가스의 순환이 하부에서 상부 방향으로 이루어지도록 구성된다. If the chlorination zone is in the axial direction, it is advantageous that the chlorination gas is introduced into the lower portion of the
염소화 구역(20, 20')에는 하나 이상의 염소화 가스, 하나 이상의 산소 함유 가스 또는 물이 공급된다. 염소화 가스는 염소, HCl 또는, 탄소수 12 미만 및 1~6개의 염소 원자를 포함하는 염소화 탄화수소(예를 들면, 사염화탄소) 또는 이러한 재생 공정에서 염소를 방출하는 것으로 알려진 임의의 염소화 가스가 될 수 있다. The
염소화 구역(20, 20')에서, 촉매는 투입된 도관(22)을 통해서 투입된 염소화 가스와 접촉되며, 또한 건조 구역(30)으로부터의 가스와 접촉되고, 투입한 산소를 다시 충전하고, 건조 단계로부터의 소량의 물을 포함한다. In the
또한 본 발명의 일 실시예의 촉매 재생 장치는 건조 구역의 하단에 재생된 촉매 입자들이 정체되지 않고 원활하게 배출되도록 하기 위한 삼각뿔형 보조판(35)을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 삼각뿔형 보조판(35)은 재생된 촉매 입자들이 촉매 배출 도관(50)으로 한꺼번에 배출되지 않고 서서히 원활하게 분산 배출되도록 돕는다. In addition, the catalyst regenerating apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a triangular-pyramid type
건조 구역(30)에는 하나 이상의 가스 냉각 수단, 불순물을 제거하기 위한 하나 이상의 가스 처리 수단, 하나 이상의 가스 건조 수단 및 하나 이상의 가스 압축 수단이 포함될 수 있다. The
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 촉매 재생 장치를 도시한 것이다. 3 shows a catalyst regeneration apparatus of another embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시예의 촉매 재생 장치에서는 도 2에 도시된 장치와 마찬가지로 연소 구역(Z1), 염소화 구역(Z2), 일산화탄소 구역(CO) 및 건조 구역(Z3)이 마련된다. 또한, 상기 장치에는 고온의 산소 함유 가스를 연소 구역(Z1)에 공급하도록 구성된 도관(12)을 포함한다. 또한, 연소 구역(Z1)에서는 촉매 입자를 산소 함유 가스와 접촉시켜 촉매 입자 상의 코크 침적물을 연소시킨다. 추가로 상기 장치는 촉매 입자를 연소 구역(Z1)으로부터 염소화 구역(Z2)으로 안내하도록 구성된 통로를 포함한다. 구조적으로, 상기 장치는 염소화 가스와 산소 함유 가스를 염소화 구역(Z2)으로 공급하도록 구성된 도관(22)을 포함한다. 또한, 상기 장치에는 촉매 입자를 염소화 가스 및 산소 함유 가스와 접촉시키도록 그리고 백금족 금속을 재분산시키도록 촉매 입자를 염소화하여 재생 촉매 입자를 형성하도록 구성된 염소화 구역(Z2)이 마련된다. 본 발명의 다른 실시예의 촉매 재생 장치에서 일산화탄소 구역(C0)은 염소화 구역(Z2)과 건조 구역(Z3) 사이에 마련될 수 있다. 3, a combustion zone Z1, a chlorination zone Z2, a carbon monoxide zone CO, and a drying zone Z3 are provided in the same manner as the apparatus shown in FIG. 2 in the catalyst regeneration apparatus of another embodiment of the present invention. The apparatus also includes a
또 다른 실시예에서는 일산화탄소 구역(CO)을 촉매 재생 장치 내에 추가하는 대신에, 촉매 재생 공정 이전에 촉매 환원을 위한 챔버 내에 일산화탄소 구역을 추가할 수도 있다. In another embodiment, instead of adding a carbon monoxide zone (CO) in the catalyst regenerator, a carbon monoxide zone may be added in the chamber for the catalyst reduction prior to the catalyst regeneration process.
또한 본 발명의 촉매 재생 장치는 코크의 양이 증가하거나 촉매 소결이 증가하는 경우에 일산화탄소 구역을 바이패스하고 연소 구역이나 염소화 구역으로 대체할 수 있다. Further, the catalyst regenerating apparatus of the present invention can bypass the carbon monoxide zone and replace the combustion zone or the chlorination zone when the amount of the coke increases or the catalyst sintering increases.
본 발명의 다른 양상은 촉매 재생 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 소비된 촉매 입자 상의 코크 침적물을 연소 가스를 사용하여 연소시키는 단계; 촉매 입자를 염소화하는 단계 및 염소화된 촉매를 건조하여 재생 촉매입자를 형성하는 단계를 포함하는 촉매를 재생하기 위한 촉매 재생 방법에 있어서, 상기 방법이 촉매가 이동되면서 누적되는 금속물질과 일산화탄소를 반응시켜 금속 카르보닐(metal carbonyl)을 형성시킴으로써 금속물질을 제거하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법에서는 연소 단계, 염소화 단계 및 건조 단계가 순차적으로 진행되지 않고, 대신에 염소화 단계, 일산화탄소 반응 단계, 염소화 단계 및 건조 단계가 순차적으로 진행될 수 있다. 대안으로 염소화 단계, 염소화 단계, 일산화탄소 반응 단계, 및 건조 단계가 순차적으로 진행될 수도 있다.Another aspect of the present invention relates to a catalyst regeneration method. The method of the present invention comprises the steps of burning coke deposits on spent catalyst particles using a combustion gas; A method for regenerating a catalyst for regenerating a catalyst comprising: chlorinating catalyst particles and drying the chlorinated catalyst to form regenerated catalyst particles, the method comprising: reacting carbon monoxide with a metal material accumulated as the catalyst is moved And removing the metal material by forming a metal carbonyl. In the method of the present invention, the combustion step, the chlorination step and the drying step are not sequentially carried out, and instead, the chlorination step, the carbon monoxide reaction step, the chlorination step and the drying step may be sequentially carried out. Alternatively, the chlorination step, the chlorination step, the carbon monoxide reaction step, and the drying step may be carried out sequentially.
도 2를 다시 참조하면, 코크 침적물을 포함하는 소비된 촉매 입자를 함유하는 스트림을 촉매 유입구(2)로 제공한다. 소비된 촉매 입자의 촉매 활성도를 유지 또는 회복시키기 위해, 소비된 촉매 입자는 재생되어야만 하며, 즉 코크의 거의 전부가 소비된 촉매 입자로부터 제거되어야만 한다. Referring again to FIG. 2, a stream containing spent catalyst particles containing coke deposits is provided to the
소비된 촉매 입자로부터의 코크의 제거는 촉매 재생 장치의 연소 구역(10, 10')에서의 연소를 통해 실시된다. 도시한 바와 같이, 연소 구역(Z1)은 제1 연소 구역(10)과 제2 연소 구역(10')을 포함한다. 소비된 촉매 입자의 스트림을 우선 연소 구역(10, 10')으로 도입하여, 소비된 촉매 입자 상의 코크를 연소시킨다. 이때 연소 구역(10, 10')에서의 코크의 연소를 제어하기 위해, 연소 가스 및 연소 구역 내에서의 환경의 산소 함량이 엄격히 제어된다. The removal of the coke from the spent catalyst particles is carried out by combustion in the
소비된 촉매 입자는 코크 연소 후, 연소 구역(10, 10')을 빠져나가기 때문에, 촉매 입자로 간주될 수 있다. 촉매 입자는 연소 구역(10, 10')으로부터 일산화탄소 구역(CO)까지 하향 통과한다. 일산화탄소 구역에서는 촉매에 침적된 금속 물질이 도관(41)을 통해서 공급된 일산화탄소와 반응하여 금속 카르보닐로 전환된 후에 계 외로 배출된다. The spent catalyst particles can be regarded as catalyst particles since they exit the
금속 물질이 제거된 촉매 입자는 일산화탄소 구역(40, 40')을 빠져 나가서 염소화 구역(20, 20')까지 촉매 재생 장치를 하향 통과하여 이동한다. 염소화 가스가 적어도 하나의 유입구(22)를 통해 염소화 구역(20, 20')으로 공급된다. 염소화 가스는 염소와 같은 염소화 가스와 공기와 같은 산소 함유 가스 또는 물을 포함한다. 도 2에 도시된 실시예에서는, 단일 유입구(22)가 염소화 가스와 산소 함유 가스의 조합된 스트림을 염소화 구역(20, 20')에 공급하는 것으로 도시하고 있지만, 별도의 유입구가 가스들의 별도의 이송을 위해 마련될 수 있다. The catalyst particles from which the metal material has been removed pass through the
염소화 구역(20, 20') 내의 염소화 가스와 산소 함유 가스의 존재는 촉매 입자의 염소화를 위해 공급된다. 염소화는 필수적인데, 그 이유는 촉매 입자에 있는 백금족 금속이 처리 중에 직면하는 고온에서 응집을 경험하기 때문이다. 염소화 반응보다 양호한 촉매 활성도를 위해 촉매 입자 상의 응집된 백금족 금속을 재분산시킨다.The presence of chlorinated gas and oxygen-containing gas in the
염소화 후에 촉매 입자는 염소화 촉매 입자로서 간주될 수 있다. 염소화 촉매 입자는 촉매 재생 장치에서 염소화 구역(20, 20')으로부터 건조 구역(30)으로 안내된다. 가열된 건조 가스는 적어도 하나의 유입관(31)을 통해 건조 구역(30)에 공급된다. 건조 가스는 불활성 가스, 염소화 가스 및/또는 공기와 같은 산소 함유 가스를 포함할 수 있다. 건조 구역(30)에서, 건조 가스는 상류 반응에 기인하는 물을 제거하기 위해 촉매 입자를 통과하도록 송출된다. 도 2에서는, 단일의 유입관(31)이 여러 가지 가스들의 조합된 스트림을 건조 구역(30)에 공급하는 예시적인 실시예를 도시하고 있지만, 별개의 유입구가 다양한 가스의 별개의 이송을 위해 마련될 수 있다.The catalyst particles after chlorination can be regarded as chlorinated catalyst particles. The chlorinated catalyst particles are led from the
본 발명의 일 실시예에서는 건조 구역(30)이 염소화 구역(20, 20')과 유체 연통되어, 염소화 구역(20, 20')에 필요한 가스가 건조 구역(30)을 통해 유입구(31)에 의해 염소화 구역에 공급될 수 있다. 염소화 구역(20, 20')으로부터 나온 가스는 연소 구역(10, 10') 사이에 형성된 도관을 거쳐서 염소화 가스 배출관(14)을 통해서 촉매 재생 장치로부터 제거될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the drying
도 2에 도시한 바와 같이, 재생 촉매 입자는 건조 구역(30)을 통과한 후에 촉매 배출 도관 (50)을 통해서 촉매 재생 장치를 빠져나가고, 촉매 개질 시스템 또는 다른 촉매 시스템으로 다시 공급될 수도 있고, 연소 구역(10, 10')에 공급되고 있는 소비된 촉매 입자의 스트림으로 재순환될 수도 있다.As shown in FIG. 2, the regenerated catalyst particles may exit the catalyst regenerator through the
상술한 본 발명의 상세한 설명에서는 하나의 구체적인 실시예를 제시하였지만, 다수의 변형이 존재함을 이해해야만 한다. 예시적인 실시예 또는 예시적인 실시예들은 단지 예일뿐이며, 본 발명의 범위, 적용성 또는 구성을 어떠한 방식으로든 제한하려는 의도는 없다는 것도 또한 이해해야만 한다. 오히려 전술한 상세한 설명은 당업자에게 본 발명의 예시적인 실시예를 구현하기 위한 편리한 지침을 제공할 것이며, 첨부된 청구범위에 기술된 본 발명의 범위 및 그 법적 균등물로부터 벗어나는 일 없이 예시적인 실시예에 기술된 요소들의 기능 및 구성에 있어서 다양한 변형이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
While the foregoing detailed description of the invention has been provided for specific embodiments, it should be understood that there are many variations. It is also to be understood that the exemplary embodiments or exemplary embodiments are merely examples, and are not intended to limit the scope, applicability or configuration of the invention in any way. Rather, the foregoing detailed description will provide those skilled in the art with a convenient guidance for implementing the exemplary embodiments of the invention, and without departing from the scope of the invention and its legal equivalents as set forth in the appended claims, It is to be understood that various changes may be made in the function and construction of the elements described in the foregoing description.
1 : 해지 투입장치
20, 20' : 연소 구역
30, 30' : 일산화탄소(CO) 구역
40, 40' : 염소화 구역
50 : 건조 구역1: Termination input device
20, 20 ': combustion zone
30, 30 ': Carbon monoxide (CO) zone
40, 40 ': chlorination zone
50: Drying area
Claims (12)
A device for regenerating a catalyst comprising: at least one feed gas inlet tube and a discharge tube for discharging the regenerated catalyst, the catalyst being configured to continuously pass the combustion zone, the chlorination zone and the drying zone to the mobile phase, Further comprising a carbon monoxide zone for removing metallic material by reacting carbon monoxide with a metallic material to form a metal carbonyl.
The apparatus of claim 1, wherein the carbon monoxide zone is formed between a combustion zone and a chlorination zone.
The apparatus of claim 1, wherein the carbon monoxide zone is formed between the chlorination zone and the drying zone.
2. The catalyst regeneration apparatus according to claim 1, wherein the carbon monoxide zone includes a carbon monoxide injection conduit for injecting carbon monoxide and a discharging means for discharging the produced metal carbonyl compound.
2. The catalyst regeneration apparatus according to claim 1, wherein the combustion zone, the carbon monoxide zone and the chlorination zone are formed in an annular disc shape, and the catalyst bed is configured to move in an annular space defined by two coaxial cylindrical walls. .
2. The method of claim 1, wherein a chlorine gas discharge conduit is formed between the combustion zones in the catalyst regenerator, the gas discharge gas conduit starting from a chlorination zone and discharging gas discharged from the chlorination zone, the outlet of the chlorination gas discharge conduit being formed on the combustion zone .
쪽에 형성되어, 연소 구역에서 가스 순환이 상부에서 하부 ?향으로 대각선 방향으로 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 촉매 재생 장치.
The apparatus according to claim 1, wherein the catalyst regenerating apparatus comprises at least one conduit for injecting an oxygen-containing gas into the combustion zone at one side of the combustion zone, and at least one conduit for exhausting gas from the combustion zone, Opposition
And the gas circulation is arranged in a diagonal direction from the upper part to the lower part in the combustion zone.
The method of claim 1, wherein the chlorination zone is connected to at least one conduit for introducing chlorinated gas to the chlorination zone and to at least one conduit for exhausting gas from the chlorination zone formed at the top of the combustion zone, Direction of the catalyst.
The catalyst regenerating apparatus according to claim 1, wherein the catalyst regenerating apparatus further comprises a triangular-pyramidal auxiliary plate for allowing the regenerated catalyst particles to be discharged smoothly without stagnation at the lower end of the drying zone.
Burning the coke deposit on the spent catalyst particles using a combustion gas; A method for regenerating a catalyst for regenerating a catalyst comprising: chlorinating catalyst particles and drying the chlorinated catalyst to form regenerated catalyst particles, the method comprising: reacting carbon monoxide with a metal material accumulated as the catalyst is moved And forming a metal carbonyl to remove the metal material.
12. The method of claim 11, wherein the step of removing the metal material by the carbon monoxide is performed before or after the chlorination step.
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