Дополнительный крекинг тяжёлых нефтей при работе установки каталитического крекинга в псевдоожиженном слое
Номер патента: 14574
Опубликовано: 30.12.2010
Авторы: Фуцзиама Юитиро, Окухара Таката, Дин Кристофер Ф.
Формула / Реферат
1. Способ повышения конверсии потока сырья из тяжелой нефти, полученного из установки перегонки сырой нефти в поток продукта из более легких углеводородов, состоящего из этилена, пропилена, бутиленов и бензина, включающий:
a) направление отдельного потока сырья из тяжелой нефти в верхнюю часть дополнительного реактора с нисходящим потоком, который содержит катализатор того же состава, что и катализатор, используемый в установке каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем (FCC), с которой связан реактор с нисходящим потоком;
b) введение тяжелой нефти через форсунки в зону смешивания и контактирование с регулируемым потоком горячего катализатора для создания однородной смеси;
c) осуществление реакции в реакторе с нисходящим потоком при времени контакта потока сырья в реакционной зоне 0,1-5 с, рабочей температуре 990-1300°F и весовым отношением катализатор к потоку сырья от 20 до 50 с получением продукта реакции, состоящего из более легких углеводородов, крекингом потока сырья из тяжелой нефти;
d) отделение потока продукта реакции, состоящего из более легких углеводородов, полученного в процессе крекинга в реакторе с нисходящим потоком, от катализатора в секции быстрого разделения, которая расположена после реакционной зоны; и
e) извлечение потока продукта реакции, состоящего из более легких углеводородов, из реактора с нисходящим потоком.
2. Способ по п.1, который включает объединение и смешивание отработанного катализатора из реактора с нисходящим потоком с отработанным катализатором из установки FCC и регенерацию объединенного отработанного катализатора для повторного использования в установке FCC и в реакторе с нисходящим потоком.
3. Способ по п.1, в котором реактор с нисходящим потоком функционирует при времени контакта потока сырья 0,2-2 с.
4. Способ по п.1, в котором весовое отношение катализатор к потоку сырья составляет от 20 до 40.
5. Способ по п.1, в котором поток продукта реакции, состоящий из более легких углеводородов, извлеченный из реактора с нисходящим потоком, фракционируют.
6. Способ по п.1, в котором извлеченный поток продукта реакции, состоящий из более легких углеводородов, из реактора с нисходящим потоком объединяют с отходящим потоком установки FCC для фракционирования.
7. Способ по п.2, который осуществляют в непрерывном режиме.
8. Способ по п.1, в котором поток углеводородного продукта реакции отделяют от отработанного катализатора с помощью циклонного сепаратора.
9. Способ по п.1, в котором ниже реакционной зоны продукты реакции и катализатор обрабатывают закалочной жидкостью.
10. Способ по п.1, который включает десорбцию отработанного катализатора после реакционной зоны.
11. Способ получения потока продукта, состоящего из легких олефинов этилена, пропилена и бутиленов, и бензина, совместно с переработкой нефтяного сырья в установке каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем (FCC), содержащей катализатор, который регенерирован из отработанного катализатора, включающий:
a) введение отдельного потока сырья из тяжелой нефти в верхнюю часть реактора с нисходящим потоком, расположенного вблизи установки FCC;
b) введение регулируемого потока горячего регенерированного катализатора того же типа, что применяют в установке FCC, в зону смешивания реактора с нисходящим потоком вместе с потоком сырья из тяжелой нефти, который впрыскивают в зону смешивания через форсунки для однородного смешивания с катализатором в весовом отношении катализатор к потоку сырья из тяжелой нефти, равном от 20 до 50;
c) пропускание смеси катализатора и тяжелой нефти через реакционную зону в реакторе с нисходящим потоком, в которой поддерживают температуру 990-1300°F при времени контакта 0,1-5 с;
d) отделение получаемого потока продукта реакции, состоящего из легких олефинов и бензина, от отработанного катализатора в секции быстрого разделения реактора, расположенной после реакционной зоны;
e) извлечение потока продукта реакции из реактора с нисходящим потоком и
f) перемещение отработанного катализатора из реактора с нисходящим потоком в отдельную установку регенерации, которая также содержит отработанный катализатор из установки FCC для регенерации.
12. Способ по п.11, в котором реактор с нисходящим потоком функционирует при времени контакта потока сырья 0,2-2 с.
13. Способ по п.11, в котором весовое отношение катализатор к потоку сырья составляет от 20 до 40.
14. Способ по п.11, в котором поток продукта реакции, извлеченный из реактора с нисходящим потоком, объединяют с отходящим потоком установки FCC для фракционирования.
15. Способ по п.11, в котором поток продукта реакции, извлеченный из реактора с нисходящим потоком, фракционируют.
16. Способ по п.1, в котором для регулирования температуры в реакционной зоне регулируют скорость потока горячего катализатора в зону смешивания реактора с нисходящим потоком.
17. Способ по п.11, в котором для регулирования температуры в реакционной зоне регулируют скорость потока горячего катализатора в зону смешивания реактора с нисходящим потоком.
18. Способ по п.1, который включает стабилизацию температуры горячего катализатора до его регулируемого введения в зону смешивания реактора.
19. Способ по п.11, который включает стабилизацию температуры горячего катализатора до его регулируемого введения в зону смешивания реактора.
Текст
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ КРЕКИНГ ТЯЖЛЫХ НЕФТЕЙ ПРИ РАБОТЕ УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ(71)(73) Заявитель и патентовладелец: САУДИ АРЕЙБИЕН ОЙЛ КОМПАНИ(SA); НИППОН ОЙЛ КОРПОРЕЙШН (JP) Способ получения лгких углеводородов, состоящих из этилена, пропилена, бутиленов и бензина, улучшен введением потока сырья из тяжлой нефти, полученного из внешнего источника, в дополнительный реактор с нисходящим потоком, который использует тот же состав катализатора, что установка FCC для крекинга тяжлой нефти, и удалением требуемого потока продуктов реакции из более лгких углеводородов из реактора с нисходящим потоком и регенерацией катализатора в той же установке регенерации, которую используют, для регенерации отработанного катализатора из установки FCC. Эффективность извлечения требуемых более лгких олефиновых углеводородов достигает максимума за счет ограничения потока сырья, подаваемого в реактор с нисходящим потоком тяжлой нефти, которая может быть переработана при относительно более жстких условиях, при снижении получения нежелательных побочных продуктов. 014574 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к переработке тяжлых углеводородов, таких как газойль, вакуумный газойль и мазут для увеличения производства более лгких углеводородов, таких как этилен, пропилен и бутилены и бензина, при работе установки каталитического крекинга в псевдоожиженном слое. Известный уровень техники Пропилен является вторым по значимости после этилена нефтехимическим сырьм. Пропилен традиционно получают в виде побочного продукта при крекинге с паром при производстве этилена и в процессах каталитического крекинга в псевдоожиженном слое на нефтеперерабатывающих заводах при производстве бензина. Предполагаемый рост спроса на пропилен превышает спрос на этилен в такой степени, что существующие процессы не смогут удовлетворить предвидимый будущий рост спроса на пропилен. Крекинг в псевдоожиженном слое или FCC является известным и широко используемым процессом для превращения тяжлых углеводородов, газойля и мазута в более лгкие углеводородные фракции. Процесс каталитического крекинга тяжлых углеводородов, газойля и мазута хорошо известен и в настоящее время используется во всех типах установок FCC, перерабатывающих указанное разнообразное сырь. В общих словах, способ крекинга углеводородного сырья основан на контакте с псевдоожиженными частицами катализатора в зоне реакции, поддерживаемой при соответствующих температуре и давлении. Когда более тяжлое сырь контактирует с катализатором и подвергается крекингу до более лгких продуктов, на катализаторе образуются углеродосодержащие отложения, обычно называемые коксом, и дезактивировируют его. Дезактивированный, или отработанный катализатор отделяют от продуктов крекинга, десорбируют удаляемые углеводороды и направляют в аппарат регенерации, где кокс на катализаторе сжигают в присутствии воздуха для получения по существу регенерированного катализатора. Продукты сгорания удаляют из аппарата в виде отработавшего газа. Затем регенерированный и нагретый катализатор возвращают в установку FCC. Общее описание процесса, относящегося к каталитическому крекингу, с коротким временем контакта, приведено в US 3074878, полное раскрытие которого включено в описание ссылкой. Были предложены различные способы и аппараты для увеличения или улучшения выхода потоков отдельных продуктов из установки FCC. В некоторых случаях были предложены дополнительные реакторы и другие устройства переработки для переработки потока отдельных фракций или продуктов реакции. В некоторых случаях предложены несколько реакторов, каждый с различным сырьм для получения, в частности, потока требуемого продукта. В известном уровне техники применяют реактор с нисходящим потоком для переработки различных типов нефтей, включая тяжлые нефти. Также известно извлечение потоков лгких олефинов, например этилена, пропилена и бутана и бензиновых фракций, в реакторе с нисходящим потоком наряду с другими продуктами реакции и непрореагировавшего сырья. Реакционная зона с ниспадающим потоком описана в US 5904837 для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое нефтей, включая прямогонный и подвергнутый крекингу газойль, вакуумный газойль (VGO), кубовый остаток дистилляции при атмосферном и пониженном давлении и тяжлые фракции, полученные гидроочисткой мазута и газойля, раздельно или в виде смеси. В процессе используют реакционную зону с нисходящим потоком, зону разделения, катализатор, зону десорбции катализатора и зону регенерации катализатора. Также раскрыто использование быстрого охлаждения нефти с контролем температуры на выходе реактора. Основным потоком продукта является бензин, например, с выходом около 38-40%, содержащий максимум 16% пропилена. Другой процесс FCC с ниспадающим потоком раскрыт в US 5951850, в котором условия процесса,температура реакционной зоны, отношения катализатор/нефть и температура зоны регенерации катализатора контролируют для проведения крекинга различных тяжлых фракций нефти с получением меньшего количества сухих газов, таких как водород, метан и этан, и относительно более высокого выхода фракций лгких олефинов. Использование более жстких эксплуатационных режимов, то есть температуры реакции и отношений катализатор/нефть, дат несколько больше лгких олефинов за счт снижения бензиновых фракций в указанном процессе FCC. Другой способ функционирования реактора FCC с нисходящим потоком при переработке газойля или тяжлой нефти, который позволяет проводить извлечение существенных количеств лгких олефинов, раскрыт в US 6656346. В этом процессе используют два типа цеолитов, температурный диапазон реакционной зоны более узок, чем раскрытый в US 5951850, и время контакта короче. Конверсия в пропилен составляет от около 20 до почти 24 мас.% от общего выхода превращения. Работа каждой из вышеуказанных FCC установок с нисходящим потоком включает установку регенерации катализатора для сжигания кокса на отработанном катализаторе и повышение температуры катализатора для обеспечения тепла эндотермической реакции крекинга. Известный уровень техники, относящийся к устройствам и способам FCC, также включает стадии с несколькими реакторами, в которые подают различное сырь, которые могут быть использованы для получения потоков продукта, содержащего лгкие олефины. Однако ни один из указанных документов не решает проблему увеличения производства лгких олефинов и, в частности, значительного дополни-1 014574 тельного количества пропилена в существующих процессах на установках FCC. Поэтому целью настоящего изобретения является создание способа, в котором поток сырья из внешнего источника, такого как тяжлая нефть или того же исходного нефтяного сырья, используемого в способе FCC, дополнительно подвергают крекингу для увеличения потока лгких продуктов реакции. Дальнейшей целью изобретения является создание такого способа, который можно эффективно осуществлять с использованием того же катализатора, что используется в установке FCC. Ещ одной целью изобретения является создание нового способа эффективного крекинга тяжлых углеводородов, газойля и/или кубовых остатков перегонки нефти для получения потока более лгких углеводородов, состоящих из этилена, пропилена, бутиленов и бензина, поток продуктов реакции которого может быть или извлечн отдельно и далее фракционирован для получения индивидуальных компонентов или объединн с выходящим потоком из установки FCC для дальнейшего фракционирования. Следует понимать, что термин "сырь в виде тяжлой нефти" включает любой углеводородный сырьевой нефтепродукт, кипящий в диапазон 600-1050F или выше. Раскрытие изобретения Вышеуказанные цели и другие преимущества достигаются усовершенствованием способа и устройства изобретения, в котором к установке FCC существующего способа добавлен реактор с нисходящим потоком с псевдоожиженным слоем катализатора, в качестве дополнительного реактора. Дополнительная реакторная система с нисходящим потоком использует тот же горячий регенерированный катализатор, который использован в установке FCC, минимизируя, таким образом, капитальные вложения на новое оборудование и эксплуатационные расходы. Регенерированный катализатор и сырь из тяжлых углеводородов или газойля, которое может быть получено из того же источника, что и для устройства FCC или другого источника, вводят и тщательно перемешивают в верхней части реактора с нисходящим потоком, расположенной выше реакционной зоны. Смесь пропускают по реакционной зоне при времени контакта 0,1-5 с и предпочтительно 0,2-2 с. Рабочая температура реакционной зоны может быть в диапазоне 990-1300F. Весовое отношение катализатора к нефти, или отношение катализатор/нефть в реакционной зоне находится в диапазоне 10-50 с предпочтительным рабочим диапазоном 20-40. Определение отношения катализатора к нефти является показателем жсткости рабочих условий, и определение оптимальной величины является хорошо известной задачей для специалиста в данной области техники. мкость дополнительного реактора с нисходящим потоком может быть той же или отличной от мкости реактора FCC. Специалисту в данной области техники следует понимать, что количество кокса,образующегося и отложившегося на катализаторе в реакторе с нисходящим потоком согласно изобретению, будет достаточно при сжигании в регенераторе для повышения температуры регенерированного кокса для использования в установке FCC или дополнительной установке с нисходящим потоком. Конструктивные параметры, которые следует учитывать, состоят в том, что установка регенерации должна обеспечивать производительность, необходимую для подачи регенерированного катализатора и в установку FCC и к дополнительному реактору с нисходящим потоком. Управление и контроль производительности и материала катализатора и сырья, и контроля температуры катализатора в регенераторе и на выходе включают автоматизированные системы управления, и также находятся в компетенции специалистов в данной области техники. Для специалистов в данной области техники очевидно, что качество и состояние материала(ов) катализатора также должны контролироваться, в частности, при жстких условиях крекинга одного или более видов сырья в виде тяжлой нефти, в одном или обоих реакторах. Эффективность работы дополнительного процесса согласно изобретению зависит от оптимизации условий крекинга для данного потока сырья, который состоит из одного или более видов сырья из тяжлых углеводородов. Относительно низкое временя контакта и более высокие весовые отношения катализатора к нефти, составляющие 20-40 по сравнению с первичной реакционной зоной FCC являются специфичными по отношению к потоку сырья из тяжлых углеводородов. Поэтому следует понимать, что настоящее изобретение подразумевает в широком смысле способ получения потока продукта, состоящего в основном из лгких олефинов этилена, пропилена и бутиленов,и бензина, совместно с переработкой отдельного нефтяного сырья в установке каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем (FCC), содержащей катализатор определнного состава, катализатор в FCC и сопряжнный реактор с нисходящим потоком является регенерированным отработанным катализатором,и способ включает стадии:a. подачи отдельного потока сырья тяжлой нефти и направление его в верхнюю часть реактора с нисходящим потоком, ближайшим к установке FCC;b. введения горячего регенерированного катализатора, того же, что используют в установке FCC, в реактор с нисходящим потоком для смешивания с потоком сырья тяжлой нефти с весовым отношением катализатора к потоку сырья в диапазоне 10-50;c. прохождения смеси катализатора и тяжлой нефти через реакционную зону в реакторе с нисходящим потоком, температура которой поддерживается в интервале 990-1300F со временем контакта 0,15 секунд для крекинга тяжлой нефти;d. отделения потока продуктов реакции, содержащего лгкие олефины, бензин и непрореагировав-2 014574 шее сырь от отработанного катализатора;e. регенерации потока продуктов реакции иf. перемещения отработанного катализатора из реактора с нисходящим потоком в отдельную установку регенерации, которая также содержит отработанный катализатор установки FCC для регенерации и возвращения катализатора в цикл в установку FCC и реактор с нисходящим потоком. Реакторы с нисходящим потоком, подходящие для использования при осуществлении изобретения,существуют в известном уровне техники. Один пример такого реактора описан в US 5904837 (патент'837), раскрытие которого полностью включено в описание ссылкой. Следует понимать, что раскрытие'837 относится к способу, осуществляемому в установке FCC, который обязательно включает устройство регенерации, в то время как настоящее изобретение отличается использованием в нм существующего регенератора. Второй пример подходящего реактора с нисходящим потоком описан в US 6045690 (патент '690),который раскрывает работу установки FCC с использованием реактора с нисходящим потоком и по существу также отличается от настоящего изобретения, которое использует совместно с установкой FCC регенератор катализатора. В реакторе с нисходящим потоком патента '690 регенерированный катализатор вводят в два места в реакционной зоне: регенерированный катализатор вводят во ввод реакционной зоны и смешивают с тяжлой нефтью, тогда как вторую часть регенерированного катализатора вводят по меньшей мере в одно промежуточное положение между вводом и выводом реакционной зоны. Также необязательно добавляют закалочное масло около вывода реактора для понижения температуры реакционной смеси продуктов крекинга, непрореагировавших углеводородов и катализатора. Это закалочное масло является извлекаемой фракцией с точкой кипения по меньшей мере 570F. Улучшенный дополнительный процесс изобретения может быть использован с установками FCC известного уровня техники, использующими крекинг в восходящем потоке в схеме реакции с восходящим или нисходящим потоком, или крекинг в слое для каталитического превращения сырья в необходимые более лгкие углеводороды, и в частности, для увеличения выхода пропилена для установки в целом. Углеводородное сырь, которое может быть использовано в дополнительной переработке в реакторе с нисходящим потоком, может включать углеводороды, которые кипят в диапазоне 600-1050F, и предпочтительно 650-1050F, в качестве начальной и конечной температур кипения. Это сырь обычно обозначают в известном уровне техники как прямогонный газойль, вакуумный газойль, кубовые остатки ректификационных колон, работающих при атмосферном давлении и в вакууме, и газойль, подвергнутый крекингу в процессах нефтепереработки. Предпочтительными для использования в дополнительном реакторе с нисходящим потоком согласно изобретению являются тяжлые нефти, полученные способами гидрокрекинга и гидропереработки. Сырь может использоваться отдельно или совместно в реакторе с ниспадающим потоком в соответствии с изобретением. Любой существующий катализатор FCC может быть использован при осуществлении усовершенствованного процесса изобретения. Типичные катализаторы FCC с модифицирующими добавками к катализатору или без них являются подходящими для использования в этом процессе. Для оптимизации отделения катализатора от продуктов и непрореагировавшего исходного материала(ов) предпочтительно быстрое отделение. Подходящее устройство, при помощи которого может быть достигнуто желательное быстрое разделение, раскрыто в US 6146597 (патент '597), раскрытие которого полностью включено в описание ссылкой. Краткое описание чертежей Устройство и способ изобретения далее будут описаны детально со ссылкой на прилагаемые чертежи, где одни и те же или подобные элементы обозначены теми же цифрами, и на которых фиг. 1 является упрощенной схематической иллюстрацией типичного устройства и способа FCC известного уровня техники; и фиг. 2 является упрощенной схематической иллюстрацией осуществления устройства и способа настоящего изобретения. Осуществление изобретения Как указано выше, способ и устройство настоящего изобретения могут быть использованы с любым устройством способа FCC известного уровня техники. Типичный способ FCC известного уровня техники схематично проиллюстрирован на фиг. 1. В корпус реактора (10) направляют углеводороды, или нефть,т.е. сырь (12), которое подают в нижнюю часть лифт-реактора (14), где сырье смешивается со свежим и/или регенерированным катализатором, который подают по трубопроводу (22). Для упрощения схемы и описания на фиг. 1 не показаны многочисленные клапаны, датчики температуры, электронные контроллеры и т.п., которые обычно используются и хорошо известны специалисту в данной области техники,что позволяет сосредоточиться на принципиальных признаках настоящего изобретения. В этом непрерывном процессе, смесь катализатора и потока сырья FCC подают вверх по стояку в реакционную зону, в которой температуру, давление и время контакта поддерживают в пределах обычных диапазонов, которые связаны с рабочими характеристиками одного или более катализаторов, используемых в процессе. Конфигурация устройства, тип и характеристики сырья и набор других парамет-3 014574 ров, хорошо известные специалисту в данной области техники, они не являются признаками настоящего изобретения. Продукты реакции удаляют по трубопроводу (16) для извлечения и/или дальнейшей переработки на нефтеперегонном заводе. Отработанный катализатор из установки FCC удаляют по передаточной линии (18) для подачи в нижнюю часть устройства регенерации (20), которое обычно расположено в непосредственной близости к установке (10) FCC. Отработанный катализатор, поступающий по передаточной линии (18), контактирует, по меньшей мере, с потоком воздуха, который подают по трубопроводу (24) для контролируемого сжигания накопленного кокса. Отходящие газы удаляют из регенератора (20) по трубопроводу (26), и температура регенерированного катализатора повышается за счт сжигания кокса для получения тепла для эндотермической реакции крекинга. На фиг. 2 реактор (10) и устройство (20) регенерации включает компоненты, общие с описанными на фиг. 1, и их описание и функционирование не будут повторены. Новым компонентом устройства и способа работы, изображенными на фиг. 2, является реактор (30) с нисходящим потоком, в верхнюю часть которого при температуре в диапазоне 1250-1500F поступает горячий регенерированный катализатор по передаточной линии (28). Горячий катализатор подают в накопитель или бункер, где его стабилизируют до введения в нисходящую реакционную зону (33). Линия (32) питания включает поток сырья(32) в виде тяжлой нефти, которое может быть тем же полностью или частично, что и сырь установкиFCC, или другой тяжлой нефтью или смесью тяжлых нефтей, как описано выше. Поток (32) сырья смешивают с поступающим стабилизированным регенерированным катализатором из бункера, который загружается под действием силы тяжести. Тяжлую нефть предпочтительно вводят через форсунки (31) для облегчения однородного смешивания. Смесь тяжлой нефти и катализаторов проходит в реакционную зону (33), температуру в которой поддерживают около 990-1300F. Весовое отношение катализатор/нефть находится предпочтительно в диапазоне 20-40. Время контакта в реакционной зоне около 0,2-2 с. Хотя в процессе могут быть использованы различные катализаторы, понятно, что катализатор, который используют в основной установке FCC, также используют в каталитическом крекинге тяжлой нефти в дополнительном реакторе (30) с нисходящим потоком. Обычные установки FCC используют цеолиты, диоксид кремния - оксид алюминия, добавки, промотирующие дожигание монооксида углерода, добавки крекинга кубовых остатков и добавки, промотирующие получение лгких олефинов. При осуществлении изобретения предпочтительно, чтобы были использованы катализаторы цеолиты типа Y,REY, USY и RE-USY отдельно или в комбинации с ZSM-5 каталитической добавкой. Как понятно специалистам в данной области техники, катализаторы и добавки предпочтительно выбирают для максимального и оптимального получения лгких олефинов и бензина. Выбор системы катализатора(ов) не является существенным признаком настоящего изобретения. На фиг. 2 поток лгкого продукта реакции извлекают по линии (34). В соответствии со способом изобретения поток продуктов реакции лгких углеводородов, содержащий этилен, пропилен, бутилены,бензин и любые другие побочные продукты реакций крекинга и непрореагировавшего сырья, удаляют, и он может быть или извлечн отдельно в самостоятельной секции извлечения, или объединн с потоком продуктов реакции установки FCC для дальнейшего фракционирования и окончательного извлечения. Это является отдельным преимуществом настоящего способа и обеспечивает нефтепереработку с возможностью выбора на основе таких параметров, как доступность сырья, конкретный спрос на продукты,производительность далее по технологической схеме нефтепереработки и/или дальнейшей переработки и производительность основной установки (10) FCC. Пар для десорбции подают по линии (36) для удаления всех удаляемых углеводородов из отработанного катализатора. Газообразные продукты выводят из реакционной зоны (33) реактора (30) с нисходящим потоком и вводят в верхнюю часть устройства (37) десорбции, где они объединяются с десорбирующим паром и другими газами и парами и проходят через циклонные сепараторы (39) и удаляются из устройства десорбции по линии продукта (34) для извлечения продукта способами, известными из уровня техники. Отработанный катализатор, извлечнный из реактора (30) с нисходящим потоком, выгружают по передаточной линии (40) и подают в нижнюю часть погружной трубы или лифт-реактора (29), который выходит из регенератора катализатора (20), который был изменн в соответствии со способом настоящего изобретения. В этом осуществлении, воздух вводят ниже передаточной линии отработанного катализатора (40) в конце погружной трубы или лифт-реактора (29) по линии сжатого воздуха (25). Более детальное описание работы вторичного реактора с нисходящим потоком представлено ниже. Конфигурация и выбор материалов для реактора (30) с нисходящим потоком, а также конкретные рабочие характеристики и параметры будут зависеть от конкретных качества и скорости потока сырья в виде тяжлой нефти, введнной по линии (32) сырья, которые, в свою очередь, будут зависеть от источника сырья. Более детальные эксплуатационные режимы указаны ниже. В соответствии с фиг. 2, горячий регенерированный катализатор с температурой около 1250-1500F передают из регенератора (20) способа FCC обычными средствами, например, по направленной вниз трубе (28), обычно называемой передаточной линией или напорной трубой, в примник или бункер (31),расположенный вверху реактора с ниспадающим потоком выше реакционной зоны (33), где поток горя-4 014574 чего катализатора стабилизируют для того, чтобы он был однородным, когда податся в зону смешивания или в часть впрыска сырья реакционной зоны (33). Линия стабилизации давления (38) соединяет верх примника (31) с существующим регенератором (20). Температурой реакции, то есть температурой на выходе реактора с нисходящим потоком, управляют открытием и закрытием шибера катализатора (не показан), который управляет потоком регенерированного катализатора из примника (31) в зону смешивания. Тепло, необходимое для эндотермической реакции крекинга, привносится регенерированным катализатором. Изменением скорости потока горячего регенерированного катализатора можно регулировать рабочие характеристики или условия крекинга так, чтобы получать требуемый выход лгких углеводородов и бензина. Сырь (32) из тяжлой нефти вводят в зону смешивания впрыском сырья через форсунки (32 а), размещнные в непосредственной близости от точки введения регенерированного катализатора в реактор(30) с нисходящим потоком. Большое количество форсунок (32 а) впрыска приводит к полному и однородному смешиванию катализатора и нефти. Как только сырь вступает в контакт с горячим катализатором, происходят реакции крекинга. Смесь парообразных продуктов реакции крекинга углеводородов и непрореагировавшей тяжлой нефти и катализатора быстро течт по реактору с нисходящим потоком в секцию (35) быстрого разделения в нижней части реактора. Время контакта смеси в реакционной зоне регулируют в зависимости от устройства и способа известного уровня техники. При необходимости регулирования температуры предусмотрен впрыск закалочной жидкости (50) вблизи нижней части реакционной зоны (33) непосредственно перед сепаратором. Этот впрыск закалочной жидкости быстро снижает скорость или останавливает реакции крекинга и может быть использован для регулирования жсткости крекинга, что позволяет создать гибкий способ. Быстрый сепаратор (35) вместе с концевой частью реактора (30) с нисходящим потоком смонтирован в верхней секции широкого устройства, обозначаемого как десорбер (37) катализатора. Быстрый сепаратор направляет реакционные пары и катализатор непосредственно в верхнюю часть десорбера (37). Реакционные пары движутся вверх от выхода скоростного сепаратора в десорбер, объединяются с десорбированными парами углеводородных продуктов и десорбирующим газом из секции десорбции катализатора этого устройства и проходят через обычные средства отделения, такие как один или более циклонов (39), которые дополнительно отделяют все захваченные частицы катализатора из этих паров. Катализатор из сепаратора, отделнный в циклонах, направляют в нижнюю часть десорбера (37) через погружную трубу циклона для выгрузки в слой катализатора, который извлечн из скоростного сепаратора в секции десорбции. После того как объединнный поток паров проходит через циклоны и выходит из десорбера, он направляется по трубе, обычно называемой линия (34) паров реактора к обычной секции извлечения продукта FCC известного уровня техники. Катализатор из быстрого сепаратора и погружных труб циклонов течт к более низкой секции десорбера, который включает секцию десорбции катализатора, в которую подают подходящий газ десорбции, например водяной пар по линии (36). Секция десорбции снабжена несколькими дефлекторами или структурированной насадкой (не показаны), по которым текущий вниз катализатор проходит противотоком по отношению к газу десорбции. Поднимающийся вверх газ десорбции, который обычно является водяным паром, используют для удаления всех дополнительных углеводородов, которые остаются в порах катализатора или между частицами катализатора. Десорбированный катализатор транспортируют потоком (25) воздуха для дожигания по лифтреактору (29), который заканчивается в существующем, но модифицированном регенераторе (20) обычного процесса FCC для сжигания всего кокса, который является побочным продуктом процесса крекинга. В регенераторе катализатору передается тепло, получаемое при сжигании кокса, получаемого в первой реакционной зоне (10 и 14) обычного процесса FCC крекинга тяжлых углеводородов, и получаемое из тяжлой нефти, подвергающейся крекингу в зоне (33) из реактора с нисходящим потоком (30). Регенератор (20) может иметь любую обычную известную конструкцию и может быть использован для улучшения процесса и реакционной зоны с нисходящим потоком настоящего изобретения. При модификации для осуществления изобретения размещение трубопровода (28) от регенератора к реактору или передаточной линии регенерированного катализатора в регенераторе должно быть таким, чтобы оно обеспечивало устойчивый и непрерывный поток существенного количества регенерированного катализатора, необходимого для соответствия техническим требованиям реактора с нисходящим потоком. Способ изобретения требует таких же катализаторов, как катализаторы, обычно используемые в способах FCC, например цеолиты, диоксид кремния - оксид алюминия, добавки, промотирующие дожигание монооксида углерода, добавки крекинга кубовых остатков и добавки, промотирующие получение лгких олефинов, и любые другие добавки, обычно используемые в процессе FCC. Предпочтительными цеолитами крекинга являются цеолиты Y, REY, USY и RE-USY. Для улучшенного получения лгких олефинов, предпочтительной конфигурационно-селективной каталитической добавкой, обычно используемой в процессе FCC для получения лгких олефинов и увеличения октанового числа бензина FCC,является кристаллический цеолит ZSM-5 или другой катализаторсо структурой пентасила. Эту ZSM-5 добавку смешивают с цеолитным катализатором крекинга и структурами матрицы в обычном катализа-5 014574 торе FCC и предпочтительно используют в способе изобретения для максимального и оптимального получения лгких олефинов в дополнительном реакторе с нисходящим потоком. Особенным преимуществом настоящего изобретения, заключающимся в улучшении по сравнению с существующими процессами FCC для совместной переработки тяжлых нефтей, является то, что изобретение обеспечивает раздельное извлечение продукта из каждого реактора для дальнейшей переработки в последующей технологической схеме. Способ и устройство изобретения обеспечивают повышенное извлечение продукта совместно с существующим реактором FCC, тем самым эффективно увеличивая общую производительность установки процесса FCC для получения большего количества лгких олефинов, чтобы удовлетворять растущий коммерческий спрос, как указано выше. Кроме того, процесс имеет преимущество в том, что продукты могут быть извлечены в секции существующей установки FCC без необходимости в дополнительном оборудовании и капиталовложениях. Следующий сравнительный пример иллюстрирует улучшение выхода продукта, в случае когда существующая установка FCC усовершенствована добавлением реактора с нисходящим потоком настоящего изобретения для повышения выхода лгких олефинов. Выходы продукта типичны для установкиFCC, работающей на Ближневосточном вакуумном газойле (VGO) без гидрообработки в качестве сырья. Выходы для реакторов с нисходящим потоком основаны на результатах лабораторной пилотной установки, представляющей условия крекинга в реакторе с нисходящим потоком, использующей гидрообаботанный Ближневосточный вакуумный газойль. В этом примере каталитические системы аналогичны и представляют собой цеолит USY. Следующая таблица суммирует увеличение выхода получения лгких олефинов при использовании усовершенствования в виде нисходящего потока с сырьм, отличным от сырья, подаваемого в обычную установку FCC. Конверсия определяет жсткость рабочих характеристик и определена как: Как следует из таблицы, общее содержание в весовых процентах лгких олефинов (С 2, С 3 и С 4), полученных в обычной установке FCC, составляет 10,41, тогда как способ изобретения повышает выход этих соединений до 39,86 вес.%. Эти сравнительные примеры также указывают, что может вводится два различных вида сырья и процессы работают с различной жсткостью для получения этих выводов. Следует понимать, что осуществления, описанные выше, являются иллюстрацией изобретения и специалистами в данной области техники могут быть сделаны различные модификации, которые не выходят за рамки притязаний изобретения, которые будут определены в последующей формуле изобретения.-6 014574 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ повышения конверсии потока сырья из тяжлой нефти, полученного из установки перегонки сырой нефти в поток продукта из более лгких углеводородов, состоящего из этилена, пропилена,бутиленов и бензина, включающий:a) направление отдельного потока сырья из тяжлой нефти в верхнюю часть дополнительного реактора с нисходящим потоком, который содержит катализатор того же состава, что и катализатор, используемый в установке каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем (FCC), с которой связан реактор с нисходящим потоком;b) введение тяжлой нефти через форсунки в зону смешивания и контактирование с регулируемым потоком горячего катализатора для создания однородной смеси;c) осуществление реакции в реакторе с нисходящим потоком при времени контакта потока сырья в реакционной зоне 0,1-5 с, рабочей температуре 990-1300F и весовым отношением катализатор к потоку сырья от 20 до 50 с получением продукта реакции, состоящего из более лгких углеводородов, крекингом потока сырья из тяжлой нефти;d) отделение потока продукта реакции, состоящего из более лгких углеводородов, полученного в процессе крекинга в реакторе с нисходящим потоком, от катализатора в секции быстрого разделения,которая расположена после реакционной зоны; иe) извлечение потока продукта реакции, состоящего из более лгких углеводородов, из реактора с нисходящим потоком. 2. Способ по п.1, который включает объединение и смешивание отработанного катализатора из реактора с нисходящим потоком с отработанным катализатором из установки FCC и регенерацию объединнного отработанного катализатора для повторного использования в установке FCC и в реакторе с нисходящим потоком. 3. Способ по п.1, в котором реактор с нисходящим потоком функционирует при времени контакта потока сырья 0,2-2 с. 4. Способ по п.1, в котором весовое отношение катализатор к потоку сырья составляет от 20 до 40. 5. Способ по п.1, в котором поток продукта реакции, состоящий из более лгких углеводородов, извлечнный из реактора с нисходящим потоком, фракционируют. 6. Способ по п.1, в котором извлечнный поток продукта реакции, состоящий из более лгких углеводородов, из реактора с нисходящим потоком объединяют с отходящим потоком установки FCC для фракционирования. 7. Способ по п.2, который осуществляют в непрерывном режиме. 8. Способ по п.1, в котором поток углеводородного продукта реакции отделяют от отработанного катализатора с помощью циклонного сепаратора. 9. Способ по п.1, в котором ниже реакционной зоны продукты реакции и катализатор обрабатывают закалочной жидкостью. 10. Способ по п.1, который включает десорбцию отработанного катализатора после реакционной зоны. 11. Способ получения потока продукта, состоящего из лгких олефинов этилена, пропилена и бутиленов, и бензина, совместно с переработкой нефтяного сырья в установке каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем (FCC), содержащей катализатор, который регенерирован из отработанного катализатора, включающий:a) введение отдельного потока сырья из тяжлой нефти в верхнюю часть реактора с нисходящим потоком, расположенного вблизи установки FCC;b) введение регулируемого потока горячего регенерированного катализатора того же типа, что применяют в установке FCC, в зону смешивания реактора с нисходящим потоком вместе с потоком сырья из тяжлой нефти, который впрыскивают в зону смешивания через форсунки для однородного смешивания с катализатором в весовом отношении катализатор к потоку сырья из тяжлой нефти, равном от 20 до 50;c) пропускание смеси катализатора и тяжлой нефти через реакционную зону в реакторе с нисходящим потоком, в которой поддерживают температуру 990-1300F при времени контакта 0,1-5 с;d) отделение получаемого потока продукта реакции, состоящего из лгких олефинов и бензина, от отработанного катализатора в секции быстрого разделения реактора, расположенной после реакционной зоны;e) извлечение потока продукта реакции из реактора с нисходящим потоком иf) перемещение отработанного катализатора из реактора с нисходящим потоком в отдельную установку регенерации, которая также содержит отработанный катализатор из установки FCC для регенерации. 12. Способ по п.11, в котором реактор с нисходящим потоком функционирует при времени контакта потока сырья 0,2-2 с. 13. Способ по п.11, в котором весовое отношение катализатор к потоку сырья составляет от 20 до 40.-7 014574 14. Способ по п.11, в котором поток продукта реакции, извлечнный из реактора с нисходящим потоком, объединяют с отходящим потоком установки FCC для фракционирования. 15. Способ по п.11, в котором поток продукта реакции, извлечнный из реактора с нисходящим потоком, фракционируют. 16. Способ по п.1, в котором для регулирования температуры в реакционной зоне регулируют скорость потока горячего катализатора в зону смешивания реактора с нисходящим потоком. 17. Способ по п.11, в котором для регулирования температуры в реакционной зоне регулируют скорость потока горячего катализатора в зону смешивания реактора с нисходящим потоком. 18. Способ по п.1, который включает стабилизацию температуры горячего катализатора до его регулируемого введения в зону смешивания реактора. 19. Способ по п.11, который включает стабилизацию температуры горячего катализатора до его регулируемого введения в зону смешивания реактора.
МПК / Метки
МПК: C10G 11/00
Метки: псевдоожиженном, слое, крекинг, каталитического, дополнительный, установки, крекинга, работе, тяжёлых, нефтей
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-14574-dopolnitelnyjj-kreking-tyazhyolyh-neftejj-pri-rabote-ustanovki-kataliticheskogo-krekinga-v-psevdoozhizhennom-sloe.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Дополнительный крекинг тяжёлых нефтей при работе установки каталитического крекинга в псевдоожиженном слое</a>
Предыдущий патент: Многолезвийная пила для резки блоков из гранита или других твердых материалов и соответствующий способ резки
Следующий патент: Система безопасности для транспортных средств
Случайный патент: Бесступенчатая трансмиссия