способ каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором углеводородов с использованием устройства для отделения и десорбирования катализатора

Формула изобретения

1. Способ каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором углеводородного сырья, характеризующийся пропусканием углеводородного сырья и твердых частиц катализатора в вертикальную конверсионную зону, включающую канал (12) для получения смеси твердых частиц и газообразных сред, пропусканием последних в емкость сепарации (11) через канал (12), отличающийся тем, что канал (12) занимает центральное положение в емкости сепарации (11), а сама емкость сепарации (11) находится внутри емкости реактора (10), при этом способ включает: тангенциальный выпуск смеси из канала через выпускное отверстие (16) в емкость сепарации (11); пропускание частиц катализатора в первый слой (17) катализатора, находящийся в нижней части емкости сепарации (11) и обеспечение контакта частиц катализатора с первым десорбционным газом в первом слое (17); пропускание частиц катализатора из первого слоя (17) во второй слой (28), находящийся в емкости реактора (10) ниже первого слоя (17) катализатора, обеспечение контакта частиц катализатора со вторым десорбционным газом и пропускание второго десорбционного газа в первый слой (17) катализатора для подпитывания порции первого десорбционного газа; пропускание частиц катализатора из второго слоя (28) в десорбционную зону (30), обеспечение контакта частиц с третьим десорбционным газом в десорбционной зоне (30) и пропускание третьего десорбционного газа во второй слой (28) катализатора для подпитывания, по меньшей мере, части второго десорбционного газа; подачу чистой среды в верхнюю часть емкости реактора (10); пропускание, по меньшей мере, части чистой среды через множество суженных отверстий (40), расположенных концентрично вокруг внешней части емкости сепарации (11), в донную часть первого слоя (17) катализатора для подпитывания части первого десорбционного газа; возвращение десорбированных частиц катализатора из десорбционной зоны (30) и накопление газообразных сред, включающих десорбционный газ и катализатор из верхней части емкости сепарации (11), в выпускном канале (20) и отбор газообразных сред из емкости сепарации (11) для возврата.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что чистую среду подают в верхнюю часть емкости реактора (10) через сопло (37).

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что возвращение десорбированных частиц катализатора из десорбционной зоны (30) осуществляют через патрубок (15).

Описание изобретения к патенту

Область использования.

Изобретение относится к процессам каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором ("FCC" = ККП) углеводородов с использованием нового устройства для отделения твердых частиц катализатора от газов и десорбирования углеводородов из катализатора. Данное изобретение относится также к отделению катализатора и газообразных веществ от смеси внутри разделяющей емкости циклона в ходе процесса ККП.

Предпосылки создания изобретения.

Циклонные методы отделения твердых веществ от газов хорошо известны и широко используются. Особенно хорошо известно применение таких методов в промышленности по переработке углеводородов, где дисперсные катализаторы контактируют с газообразными углеводородными реагентами с целью воздействия на химическое превращение компонентов газового потока или физические изменения частиц, контактирующих с газовым потоком.

Процесс ККП является хорошо известным примером, в котором газовые потоки используются для контакта с полностью отделенным потоком частиц катализатора и взаимодействия при контакте между газом и этими частицами. Процессы ККП, так же, как и используемые в них средства сепарации, исчерпывающе описаны в патентах США N US-A-4701307 и US-A-4792437.

В большинстве общеизвестных способов отделения твердых частиц от газового потока используют циклонную сепарацию. Циклонные сепараторы хорошо известны и действуют посредством придания тангенциальной скорости газам, содержащим взвешенные в них твердые частицы, благодаря чему самые тяжелые твердые частицы отбрасываются наружу по отношению к более легким газам и обеспечивается движение газов вверх к выходу и сбор частиц внизу. Циклонные сепараторы обычно включают в себя циклоны относительно малого диаметра, имеющие тангенциальный впускной патрубок на наружной стороне цилиндрической емкости, которую образует наружный кожух циклона.

Циклоны для отделения дисперсных частиц от газообразных веществ хорошо известны специалистам в области процессов ККП. При работе циклона ККП тангенциальный впуск газообразных веществ и катализатора придает спиральную траекторию движению потока, который приобретает в циклоне вихревую форму, в результате чего центростремительное ускорение, связанное с внешним вихрем, заставляет частицы катализатора двигаться по направлению к наружной части цилиндра, тогда как газообразные вещества попадают во внутреннюю часть вихря с последующим выходом через верхний выпускной канал. Более тяжелые частицы катализатора накапливаются на боковых стенках барабана циклона и постепенно падают на дно циклона и выходят наружу через выпускной патрубок и нисходящий канал стояка для осуществления повторного цикла в системе ККП. Циклонные устройства, а также их модификации в основном раскрыты в патентах США NN US-A-4670410 и US-A-2535140.

Процесс ККП является одним из многих процессов, для которых изыскиваются способы быстрого разделения газообразных сред и твердых веществ в процессе их выпуска из трубопровода. Один способ получения такого первичного быстрого выпуска в процессе ККП представляет собой прямое соединение канала, содержащего реакционную среду и катализатор, непосредственно с обычного типа циклонными сепараторами. Несмотря на улучшение сепарации прямое соединение выпускного трубопровода для смеси твердых частиц и газообразных веществ с циклонным сепаратором имеет недостатки. Если поступающая в циклоны смесь имеет высокое содержание твердых частиц, то прямой выпуск требует больших циклонов. Кроме того, нестабильность подачи смеси может привести также к неудовлетворительному функционированию циклонов и к нарушению процесса, когда колебания давления вызывают неприемлемый вынос твердых частиц с парами углеводородов, отделяемыми посредством циклонов. Такие проблемы часто встречаются в таких процессах, как каталитический крекинг в псевдоожиженном слое. Поэтому для начального разделения смеси твердых частиц и газообразных веществ часто подбирают более совершенные системы.

В патентах США NN US-A-4397738 и US-A-4482451 раскрыто альтернативное устройство циклонной сепарации, в котором смесь газов и твердых частиц выпускают тангенциально из центрального трубопровода в накопительную емкость. Накопительная емкость имеет относительно большой диаметр и в основном обеспечивает первичное отделение твердых частиц от газов. Такой тип устройства отличается от обычных циклонов выпуском твердых частиц из центрального канала и использованием емкости с относительно большим диаметром в качестве накопительной емкости. В этих устройствах начальная стадия сепарации как правило сопровождается второй, более полной сепарацией твердых веществ от газов в емкости циклона обычного типа.

Помимо сепарации твердых частиц катализатора от газообразных углеводородов эффективное функционирование процесса ККП требует также десорбции углеводородов от твердых частиц катализатора по мере их поступления из реактора в регенератор. Десорбция обычно выполняется паром, который вытесняет адсорбированные углеводороды с поверхности и из пор твердого вещества катализатора. Важно десорбировать как можно больше углеводородов с поверхности катализатора для регенерации максимального количества продукта и минимизации сжигания углеводородов в регенераторе, в котором иначе может развиваться чрезмерная температура в зоне регенерации.

В патенте США N US-A-4689206 раскрыто устройство сепарации для процесса ККП, в котором смесь катализатора и газов выпускается тангенциально в емкость сепаратора, а газы из нижней десорбционной зоны проходят вверх в зону серии отбойных перегородок для вытеснения углеводородов из катализатора внутри емкости сепаратора. Хотя показанное в патенте устройство и может дать некоторый эффект десорбирования газообразных углеводородов из катализатора в емкости сепарации, оно не позволяет утилизировать все присутствующие газы в процессе десорбции углеводородов в емкости сепаратора и не распределяет десорбционный газ, когда он поступает в емкость сепаратора таким образом, чтобы обеспечить его эффективное использование за счет хорошего рассеивания внутри каталитической фазы.

Известен также описанный в российской заявке N 94006801 способ каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором углеводородного сырья, характеризующийся пропусканием углеводородного сырья и твердых частиц катализатора в вертикальную конверсионную зону, включающую канал, для получения смеси твердых частиц и газообразных сред, пропусканием смеси частиц катализатора и газообразных сред в емкость сепарации.

Поскольку выгодно обеспечить возможно большее влияние на десорбцию и регенерацию как можно большего количества углеводородов из ККП катализатора, рифайнеры должны работать при повышенном давлении для снижения количества обычной десорбционной среды, которая используется для воздействия на процесс десорбции. Давление устраняет трудности удаления высокосернистых водяных паров, которые выделяются при контакте катализатора с паром в типовых операциях десорбции. Следовательно, хотя для более эффективных технологических операций требуется использование более эффективного десорбирования углеводородов из катализатора ККП, количество предпочтительных десорбирующих сред ограничено.

Краткое описание.

Следует отметить, что эффективность десорбирования циклонной сепарации, при которой выгрузка частиц в камеру сепарации производится центрально, может быть улучшена посредством эксплуатации емкости реактора в особом режиме, когда все присутствующие десорбционные газы каналируются при одновременном распределении газов таким образом, чтобы увеличить эффективность десорбции в камере сепарации. В соответствии с этим внутри емкости реактора с газообразными средами, которая окружает камеру сепарации, поддерживается более высокое давление, чем давление внутри камеры сепарации. Более высокое давление создает гидродинамическую сетку течения газа из объема емкости реактора, которая окружает камеру сепарции, в емкость сепарации. Эффективность десорбции повышается за счет направления части от всего количества газа в слой катализатора внутри камеры сепарации в месте выше донной части камеры сепарации через множество сужений по ходу потока. Сужения по ходу потока создают однородное распределение поступающих в камеру сепарации газов, что обеспечивает эффективное использование газа в качестве десорбционной среды.

Варианты осуществления изобретения.

В соответствии с одним вариантом настоящего изобретения осуществляется способ каталитического крекинга углеводородного сырья в псевдоожиженном катализаторе. В ходе способа углеводородное сырье и твердые частицы катализатора пропускают в зону конверсии вертикальной трубы, включающей канал для образования смеси твердых частиц и газообразной среды. Смесь поступает в емкость сепарации через канал, причем канал занимает центральную часть емкости сепарации, а емкость сепарации находится внутри емкости реактора. Из патрубка смесь выпускается через выпускное отверстие в емкость сепарации в тангенциальном направлении. Частицы катализатора поступают в первый слой катализатора в нижней части емкости сепарации, и происходит контакт частиц катализатора с первым десорбционным газом в первом слое. Частицы катализатора поступают из первого слоя во второй слой, расположенный в емкости сепарации ниже первого слоя катализатора. Частицы катализатора контактируют с вторым десорбционным газом, и второй десорбционный газ поступает в первый слой катализатора для подпитывания порции первого десорбционного газа. Частицы катализатора из второго слоя поступают в десорбционную зону и контактируют с третьим десорбционным газом в десорбционной зоне. Третий десорбционный газ поступает во второй слой катализатора для подпитывания, по меньшей мере, порции второго десорбционного газа. Свежая среда поступает в верхнюю часть емкости реактора и как минимум часть свежего газа поступает через множество суженных отверстий, расположенных концентрично вокруг наружной части емкости сепарации в донной части первого слоя катализатора для подпитки порции первого десорбционного газа. Прошедшие десорбцию каталитические частицы выводятся из первой десорбционной зоны. Через выпускное отверстие выходят накопленные газообразные среды, включающие первый десорбционный газ и частицы катализатора из верхней части емкости сепарации в выпускное отверстие, и газообразные среды выходят из емкости сепарации.

В другом варианте настоящего изобретения имеется устройство для отделения твердых частиц от потока, содержащего смесь газообразных веществ и твердых частиц. Устройство состоит из емкости реактора, емкости сепарации, помещенной в емкость реактора, и канала для смеси, проходящего внутри емкости сепарации и ориентированного выпускного отверстия, находящегося внутри емкости. Выпускное отверстие ориентировано тангенциально для выпуска потока в емкость и придания потоку тангенциального направления скорости. Выпуск для частиц ориентирован так, чтобы из емкости сепарации частицы выходили из нижней части сосуда. Десорбционная емкость находится ниже емкости сепарации. Канал возврата газа определяет положение отверстия для отвода газообразных веществ из емкости сепарации, а циклонный сепаратор связан с каналом возврата газа. Выше донной части емкости сепарации находится множество сопел, которые расположены концентрично вокруг емкости сепарации для соединения емкости сепарации с емкостью реактора.

В процессе работы слоя катализатора в емкости сепарации и поступающего из емкости реактора в уплотненный слой емкости сепарации, находящийся выше донной части емкости сепарации, десорбционного газа, все присутствующие в емкости реактора газы используются как десорбционная среда. Эти газы включают чистый газ, который поступает в верхнюю часть емкости реактоpa для вытеснения углеводородов, которые скапливаются в верхней части емкости, а также крекированные газообразные углеводороды из нисходящих стояков циклонов. Крекированные газы из нисходящих стояков циклонов особенно эффективны как десорбционные газы, поскольку они подвергаются крекингу в точке, когда они являются по существу инертными, что является результатом их длительного нахождения из нисходящих стояков циклонов. Используя все газы, которые уже присутствуют в емкости реактора, в качестве десорбционной среды, которая проходит через емкость сепарации, можно сократить полную потребность в десорбционном паре, который в противном случае мог бы понадобиться для достижения необходимой степени десорбирования. Исключение потребностей в паре особенно выгодно для рифайнеров, эксплуатация которых сильно увеличивает расходы на обработку, связанные с удалением выделяющейся там высокосернистой воды.

Кроме того, способ и устройство по настоящему изобретению могут также снизить потребность в паре за счет использования присутствующего в процессе десорбционного газа более эффективным образом, чем они использовались раньше. В предшествующих настоящему изобретению устройствах для десорбирования катализатора десорбционный газ впускали в емкость сепарации как правило через большое отверстие в нижней части емкости сепарации. Газ обычно не поступает в такое отверстие равномерно, а склонен направляться в основном в ту или другую сторону. При введении десорбционного газа из емкости реактора в уплотненный слой емкости сепарации через множество сопел он распределяется так, что происходит однородное введение десорбционного газа по периметру емкости. При таком типе распределения газ эффективно используется в качестве десорбционной среды.

Краткое описание чертежа.

На чертеже схематически представлено вертикальное сечение емкости ККП реактора, содержащего емкость сепарации, конструкция которого соответствует настоящему изобретению.

Подробное описание изобретения.

Устройство по настоящему изобретению включает емкость сепарации, в которой через канал для смеси, который содержит смесь твердых частиц, переносимых газообразной средой, выходит смесь частиц и газообразных веществ. Емкость сепарации имеет предпочтительно цилиндрическую форму. Цилиндрическая форма емкости способствует возникновению завихрения газообразных сред и твердых частиц по мере того, как они вводятся тангенциально из выпускного отверстия канала для смеси в емкость сепарации. Емкость сепарации предпочтительно должна иметь свободную внутреннюю часть ниже выпускного отверстия, что к тому же должно обеспечивать удовлетворительную работу в случае каких-либо засорений, таких, например, как засорение патрубков или другого оборудования, которое может проходить через емкость сепарации.

Выпускное отверстие и часть канала, расположенная выше по течению, сконструированы так, чтобы придавать тангенциальное направление скорости на выходе смеси газообразных веществ и твердых частиц. Выпускное отверстие может быть оформлено использованием щитков или лопаток, которые должны сообщать необходимое тангенциальное направление скорости выходящих газообразных веществ и твердых частиц. Предпочтительно выпускное отверстие оформлено каналами или ответвлениями, которые направлены наружу от центрального канала для смеси. Наличие секции криволинейных ответвлений, направленных по ходу потока, в выпускном патрубке будет сообщать необходимую кинетическую энергию газообразной среде и твердым частицам по мере их входа в выпускное отверстие с продолжением движения в тангенциальном направлении через емкость сепарации. Емкость сепарации имеет средство для отвода частиц катализатора из донной части емкости таким образом, чтобы более тяжелые твердые частицы опускались вниз относительно более легкой газообразной среды. В донной части емкости сепарации накапливается слой твердых частиц так, что занимает часть емкости сепарации. В отделенных газах из емкости сепарации будет содержаться добавочное количество взвеси частиц катализатора, которые как правило отделяются в циклонных сепараторах. Предпочтительными должны быть такие типы циклонных сепараторов, которые имеют впускные патрубки, напрямую соединенные с выпускным патрубком емкости сепарации. Дополнительные подробности конструкции этого типа устройств сепарации представлены в патенте США N US-A-4482451.

Существенной конструктивной особенностью настоящего изобретения является размещение множества суженных отверстий, расположенных концентрично вокруг наружной поверхности емкости сепарации. Выпускные отверстия находятся выше выпускного отверстия в донной части емкости сепарации и ниже верха плотного слоя катализатора, удерживаемого внутри емкости сепарации. Для обеспечения хорошего распределения суженные отверстия создают падение давления, по меньшей мере, 1,7 кПа (0,25 фунтов на кв.дюйм). Суженные отверстия имеют форму предпочтительно сопел, устья которых предназначены направлять газовый поток в плотной фазе катализатора в емкости сепарации. Сопла предпочтительно должны иметь диаметры устьевых отверстий 25,4 мм (1 дюйм или менее) и промежуток по окружности емкости сепарации менее чем 305 мм (12 дюймов) и более предпочтительно менее чем 152 мм (6 дюймов). Для получения однородного падения давления все суженные отверстия предпочтительно расположены на одинаковой высоте в стенке емкости сепарации.

Газ поступает в емкость реактора, который может направляться суженными отверстиями емкости сепарации, по мере того, как из различных источников поступает десорбционная среда. Первичным источником является чистая среда, которая поступает в емкость реактора. При отсутствии очистки объем емкости реактора, который окружает камеру сепарации и напрямую соединен с циклонным устройством, мог бы остаться относительно неактивным в процессе работы реактора. Чистая среда обеспечивает необходимую функцию очистки, в противном случае неактивного объема, от углеводородов, что иначе привело бы к образованию нагара в емкости. Поскольку такой чистой средой обычно является пар, слегка подпитывающий возможный десорбционный газ. Другой имеющейся десорбционной средой является среда из выпускных патрубков катализатора циклонов. Поступающий в циклоны регенерирующий катализатор содержит дополнительные количества сопутствующих газов, которые попадают в емкость реактора. Эти газы являются относительно дезактивированными в результате длительного нахождения в стояках циклонов, где происходит крекирование тяжелых компонентов до затухания.

При эффективном использовании потоков десорбционных газов из емкости реактора в соответствии с настоящим изобретением устанавливается особое равновесие давления между емкостью сепарации, окружающей средой реактора и суженными отверстиями. За счет баланса давления по данному изобретению в емкости реактора поддерживается более высокое давление, чем в емкости сепарации. Для поддержания необходимого баланса давления требуется, чтобы плотная фаза в реакторе и в емкости сепарации располагалась выше донной части. Исходя из задач настоящего изобретения плотная фаза катализатора определяется как катализатор с плотностью, по меньшей мере, 320 кг/м³ (20 фунтов на куб. фут). Плотная фаза катализатора поднимается вверх внутри нижней части емкости сепаратора на высоту выше суженных отверстий. Высота плотной фазы катализатора выше суженных отверстий лимитируется максимальным перепадом давления по циклонам от входного в циклон отверстия до выпускного отверстия стояка. Максимальный перепад давлений по циклонам можно увеличить посредством увеличения длины стояка циклона.

Суженные отверстия или сопла находятся выше донной части емкости сепарации для поддержания подпора плотного катализатора между суженными отверстиями и донной частью емкости сепарации. Этот подпор катализатора заставляет, по меньшей мере, часть газов течь из реактора в емкость сепарации через суженные отверстия вместо выхода в отверстие в донной части емкости сепарации, поскольку согласно настоящему изобретению давление в емкости реактора всегда превышает давление в емкости сепарации возле суженных отверстий. Предпочтительно, чтобы подпор катализатора в емкости сепарации ниже суженных отверстий оставался выше, чем падение давления по суженным отверстиям с тем, чтобы весь газ из емкости реактора проходил через суженные отверстия и перераспределялся выше десорбционного катализатора в емкости сепарации.

Далее на чертеже схематично изображено устройство сепарации в емкости реактора 10. Центрально расположенный канал в форме стояка 12 реактора проходит вверх из нижней части реактора 10 в типовом устройстве ККП. Центральный канал или стояк 12 имеет предпочтительно вертикальную ориентацию в емкости реактора 10 и может проходить из нижней части вверх емкости реактора, либо из верхней части емкости реактора вниз. Стояк 12 заканчивается в верхней части емкости сепарации 11 криволинейным патрубком в виде ответвления 14. Через ответвление 14 выходит смесь газообразной среды и твердых частиц, состоящих из катализатора.

Тангенциальный выпуск газов и катализатора из выпускного отверстия 16 создает завихрение винтового типа внутри емкости сепарации 11 ниже выпускного отверстия 16. Связанное с винтовым движением центростремительное ускорение направляет более тяжелые частицы катализатора во внешние части емкости сепарации 11. Катализатор, поступающий из отверстий 16, накапливается в нижней части емкости сепарации 11 с образованием уплотненного слоя 17 катализатора.

Газы, имеющие более низкую плотность чем твердые частицы, более легко изменяют направление и начинают спирально подниматься вверх вместе с газами, перемещающимися в конечном счете в канал 18 возврата газа, имеющий впускное отверстие 20, которое служит в качестве выпускного отверстия для газа из емкости сепарации 11. В предпочтительном варианте изобретения (на чертеже не показан) впускное отверстие 20 находится ниже выпускного отверстия 16. Газы, поступающие в канал 18 возврата газа через впускное отверстие 20, обычно содержат небольшое количество частиц катализатора. Через впускное отверстие 20 пропускаются газы из выпускного канала наряду с десорбционными газами, описание чего следует ниже. Количество частиц катализатора в газах, поступающих в канал 18, обычно составляет менее чем 16 кг/м³ (1 фунт на куб. дюйм) и как правило менее чем 1,6 кг/м³ (0,1 фунта на куб. дюйм).

Канал 18 возврата газа пропускает сепарированные газы в циклоны 22, которые осуществляют дальнейшее отделение дисперсных веществ из газов, находящихся в канале возврата газа. Циклоны 22 работают как обычные в обычном режиме с тангенциальным входом газов, вызывающим завихрение внутри циклонов для создания хорошо известных внутренних и внешних вихрей, что отделяет катализатор от газов. Поток продукта, относительно свободный от частиц катализатора, выходит из емкости реактора через выпускные патрубки 24.

Регенерированный посредством циклонов 22 катализатор выходит из донной части циклонов через опускающиеся каналы-стояки 23 и проходит через нижнюю часть емкости реактора 10, где он оседает вместе с катализатором, который выходит из емкости реактора 11 через открытую донную часть 19, с образованием уплотненного слоя 28 катализатора, имеющим верхнюю поверхность 28" снаружи емкости сепаратора 11 и верхнюю поверхность 28"" внутри емкости сепарации 11. Катализатор из слоя 28 катализатора проходит вниз через емкость десорбирования 30. Десорбционная среда, как правило пар, входит в нижнюю часть емкости десорбирования 30 через распределитель 31. При круговом контакте катализатора с десорбционной средой при прохождении через десорбционные перегородки 32 происходит отделение газообразных продуктов от катализатора по мере его продвижения вниз через десорбционную емкость. Флюидизирующий газ или дополнительная десорбционная среда может добавляться через распределитель 29 в верхней части слоя 28 катализатора.

Десорбированный катализатор из емкости десорбирования 30 поступает через патрубок 15 в регенератор 34 катализатора, в котором происходит восстановление катализатора посредством контакта с кислородосодержащим газом. Контакт кислородосодержащего газа с катализатором при высокой температуре окисляет коксовые нагары на поверхности катализатора. Прошедшие регенерацию частицы катализатора поступают в донную часть стояка 12 реактора через патрубок 33, где флюидизирующий газ из патрубка 35 пневматически перемещает частицы катализатора вверх через стояк. По мере того, как катализатор и транспортирующий газ продолжают подниматься вверх по стояку, через сопла 36 вводят исходное сырье в катализатор, при контакте с которым из сырьевого продукта происходит испарение дополнительных газов, которые выходят через выпускное отверстие 16 описанным выше образом.

В объеме реактора снаружи циклонов 22 и емкости сепарации 11, обозначенном как наружный объем 38, поддерживается избыточное давление P₂ относительно давления P₃ внутри циклонов и давления P₁ в емкости сепарации посредством чистой среды, которая поступает через сопло 37 в верхней части емкости. Чистая среда как правило представляет собой пар и используется для поддержания низкого парциального давления углеводородов в наружном объеме 38 для предотвращения проблем, связанных с образованием коксового нагара, как упомянуто выше.

В соответствии с настоящим изобретением к устройству добавлены суженные отверстия в виде сопел 40 с тем, чтобы эффективно использовать всю целиком чистую среду, поступающую через сопло 37, в качестве десорбционной или предесорбционной среды в верхней части 41 уплотненного слоя 17 катализатора. Минимальное избыточное давление P₂ равно давлению P_RX реагентов в выпускных отверстиях 16 - падению давления, связанному с подпором катализатора выше сопел 40 и любому дополнительному падению давления до сопел 40. Если падение давления до сопел 40 не учитывать, то минимальное избыточное давление равно P₁. Для работы устройства по настоящему изобретению существенное значение имеет высота уплотненного слоя катализатора 41, обозначенная на чертеже как X, поскольку она определяет положение, обеспечивающее полное использование присутствующей десорбционной среды за счет предварительного десорбирования основного количества катализатора по мере его поступления в емкость сепарации. Обычно высота X должна составлять, по меньшей мере, 30 см (1 фут) от верхнего уровня. Как показано выше, высота X лимитируется существующей длиной стояка 23. По мере роста высоты X за счет дополнительного подпора катализатора возрастает величина давления P₁ и минимальное давление P₂. Поскольку давление P₃ равно давлению P_RX минус падение давления в циклоне, давление в верхней части циклона остается постоянным относительно давления P_RX. Следовательно, возрастание давления P₂ в нижней части стояка 23 повышает уровень уплотненного катализатора внутри стояка 23. В результате высота X должна будет находиться ниже уровня, который мог бы вызвать подъем уровня 42 катализатора до цилиндрической части 43 циклона 22. Таким образом, в предпочтительном варианте изобретения давление P₁ регулируется на основе уровня катализатора в емкости сепарации 11.

Максимальная величина давления P₂ относительно давления P₁ также ограничивается расстоянием, на которое распространяется нижняя часть 44 слоя 17 ниже сопел 40. Раз давление P₂ превышает давление P₁ на величину, равную подпору катализатора выше высоты Y, то газ из верхнего объема 38 будет течь под нижнюю часть емкости сепарации и внутрь ее через отверстие 19. Таким образом, высота Y служит как ограничение падения давления по соплам 40, которое никогда не может превысить давление, возникающее в связи с подпором катализатора на высоте Y. Следовательно не существует ограничения количества чистой среды, которая может поступать через сопло 37, и любым количествам десорбционного или чистого газа, которые поступают из потока емкости регенератора в емкость сепарации через отверстие 19 в нижней части. Для того, чтобы захватить как можно больше присутствующей десорбционной среды для перераспределения и десорбирования в емкости сепарации 11, высота Y должна составлять минимальное расстояние, соответствующее желаемому падению давления по соплам 40 для прекращения течения газа в отверстие 19 донной части. Как только падение давления по соплам 40 снизится до значения, при котором прекращается течение из внешнего объема 38 через отверстие 19 в донной части, верхняя часть слоя 28 будет располагаться где-то между уровнем 28" слоя катализатора и высотой расположения сопел 40. Дальнейшее снижение подачи чистого газа будет понижать верхний уровень слоя 28 почти до сопел 40. Предпочтительно поддерживать такой высоту катализатора Y, чтобы все газообразные среды в верхнем объеме 38 проходили через сопла 40 без возможности течения газа в емкость сепарации 11 через отверстие 19. В большинстве устройств расстояние Y будет равно, по меньшей мере, 30 см (12 дюймов). Таким образом, в предпочтительном варианте устройства весь десорбционный газ из слоя 28 будет течь в часть 44 слоя, и весь десорбционный газ из части 44 слоя вместе с газом из наружного объема 38 будет течь через часть 41 слоя катализатора как десорбционная среда.