Способ и устройство для распределения углеводородного сырья по потоку катализатора



Способ и устройство для распределения углеводородного сырья по потоку катализатора
Способ и устройство для распределения углеводородного сырья по потоку катализатора
Способ и устройство для распределения углеводородного сырья по потоку катализатора
Способ и устройство для распределения углеводородного сырья по потоку катализатора
Способ и устройство для распределения углеводородного сырья по потоку катализатора

 


Владельцы патента RU 2588982:

ЮОП ЛЛК (US)

Изобретение относится к способу и устройству для катализа в псевдоожиженном слое. Поток парообразного углеводородного сырья подают в короб, расположенный в лифт-реакторе. Из короба, расположенного в радиальном центре упомянутого лифт-реактора, через сопла с выходным концом, направленным от радиального центра, сырье впрыскивается в лифт-реактор для контактирования с катализатором. Причем потоки регенерированного катализатора и закоксованного катализатора пропускают в лифт-реактор и смешивают вокруг вставки в нижней секции лифт-реактора. Технический результат - усовершенствованное распределение углеводородного сырья относительно катализатора в лифт-реакторе. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Заявление приоритета на основании поданной ранее национальной заявки

По данной заявке испрашивается приоритет на основании заявки на патент США №13/534273, поданной 27 июня 2012 г.

Уровень техники

Изобретение относится к способу и устройству для распределения углеводородного сырья, подлежащего контактированию с катализатором. Область изобретения может представлять собой область каталитического крекинга в псевдоожиженном слое катализатора (FCC).

FCC является процессом превращения углеводородов, осуществляемым посредством контактирования углеводородов в реакционной зоне псевдоожиженного слоя с катализатором, состоящим из тонко измельченного материала в форме частиц. При осуществлении каталитического крекинга, в противоположность гидрокрекингу, реакцию проводят в отсутствие значительного количества добавляемого водорода или потребления водорода. По мере протекания реакции крекинга существенные количества высокоуглеродистого материала, называемого коксом, отлагаются на катализаторе с образованием закоксованного или зауглероженного катализатора. Данный зауглероженный катализатор часто называют отработанным катализатором. Однако указанный термин может быть неправильно истолкован, поскольку зауглероженный катализатор все еще обладает значительной каталитической активностью. Парообразные продукты отделяют от зауглероженного катализатора в реакторной емкости. Зауглероженный катализатор можно подвергать отпариванию с помощью инертного газа, такого как водяной пар, для отгона захваченных углеводородных газов из зауглероженного катализатора. Высокотемпературная регенерация с использованием кислорода в рамках операции в регенерационной зоне приводит к выжиганию кокса из зауглероженного катализатора, который уже мог быть подвергнут отпариванию.

Несмотря на то, что зауглероженный катализатор заключает в себе отложения кокса, он все еще может обладать активностью. В патенте США 3888762 раскрыто смешивание зауглероженного и регенерированного катализаторов для контактирования с углеводородным сырьем. Регенерированный катализатор может находиться при температуре в диапазоне от 593º до 760ºС (от 1100º до 1400ºF), а зауглероженный катализатор может находиться при температуре в диапазоне от 482º до 621ºС (от 900º до 1150ºF). В патенте США 5597537 описано смешивание зауглероженного и регенерированного катализаторов в смесительной емкости для обеспечения возможности достижения регенерированным и зауглероженным катализаторами температурного равновесия до контактирования с углеводородным сырьем. В патенте США 7935314 В2 раскрыты отражатели в лифт-реакторе, предназначенные для создания препятствий продвижению восходящего потока катализатора с целью содействия перемешиванию. В смешанном катализаторе с более равномерной температурой исключаются нежелательные горячие точки, которые могут обусловливать неселективный крекинг, снижающий ценность углеводородов продуктов.

В результате осуществления FCC можно производить широкий круг продуктов исходя из более тяжелых углеводородов. Часто в реактор FCC подают сырье в виде более тяжелых углеводородов, такое как вакуумный газойль. Можно получать разнообразные продукты, включая бензиновый продукт и/или низшие олефины, такие как, по меньшей мере, один из продуктов: пропилен и этилен. С целью получения большего количества низших олефинов погоны продуктов выходящего потока FCC, такие как нафта, можно возвращать в лифт-реактор или дополнительный лифт-реактор для осуществления дополнительного каталитического крекинга. Указанные погоны продуктов можно подавать в лифт-реактор в газовой фазе.

Известные в настоящее время способы распределения потока паров, подаваемого в лифт-реактор, осложнены техническими проблемами. Как правило, распределение выполнялось бы с использованием традиционного распределителя сырья, но вследствие того, что поток сырья находится в паровой фазе, это потребовало бы значительного количества распределителей для достижения адекватного массового распределения потока, подаваемого в лифт-реактор. Другие известные приспособления для осуществления распределения потока паров, такие как открытые трубы или трубы с щелями на конце, являются неэффективными при выполнении равномерного распределения рециклового потока, поступающего в лифт-реактор.

Может быть желательной разработка распределителя для выполнения распределения углеводородного сырья, подаваемого в реактор FCC.

Может быть желательной разработка распределителя для выполнения распределения газообразного углеводородного сырья, подаваемого в реактор FCC.

Также может быть желательной разработка распределителя для выполнения распределения углеводородного сырья, подаваемого в реактор FCC, который содействует смешиванию отдельных потоков катализатора.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится в целом к улучшенному способу FCC и усовершенствованному устройству для него. Конкретно, данное изобретение может относиться к усовершенствованному распределителю сырья и его можно применять для операции FCC с целью распыления испаренного сырья в лифт-реактор реактор.

В варианте осуществления способа настоящее изобретение представляет собой каталитический способ в пседоожиженном слое, включающий в себя подачу потока катализатора в лифт-реактор. Поток парообразного углеводородного сырья подают в короб, расположенный в лифт-реакторе. Поток углеводородного сырья впрыскивают из короба в лифт-реактор в направлении от радиального центра лифт-реактора. Наконец, поток углеводородного сырья и поток катализатора пропускают вверх по лифт-реактору.

В дополнительном варианте осуществления способа настоящее изобретение представляет собой каталитический способ в псевдоожиженном слое, включающий в себя подачу первого потока катализатора и второго потока катализатора в лифт-реактор. Поток углеводородного сырья подают в короб, помещенный в лифт-реакторе. Углеводородное сырье впрыскивают из короба в лифт-реактор. Поток углеводородного сырья подвергают контактированию с первым потоком катализатора и вторым потоком катализатора. Наконец, поток углеводородного сырья, первый поток катализатора и второй поток катализатора пропускают вверх по лифт-реактору.

В дополнительном варианте осуществления изобретения настоящее изобретение представляет собой способ осуществления распределения сырья, поступающего в лифт-реактор, включающий в себя подачу первого потока катализатора и второго потока катализатора в лифт-реактор. Поток углеводородного сырья подают в короб, размещенный в лифт-реакторе. Первый поток катализатора пропускают вокруг вставки, включающей короб, для смешивания со вторым потоком катализатора, а второй поток катализатора пропускают вокруг вставки для смешивания с первым потоком катализатора с целью получения смешанного потока катализатора. Поток углеводородного сырья выпускают из короба в лифт-реактор. Поток углеводородного сырья подвергают контактированию со смешанным потоком катализатора и

поток углеводородного сырья и смешанный поток катализатора пропускают вверх по лифт-реактору.

В варианте выполнения устройства настоящее изобретение представляет собой устройство для осуществления катализа в псевдоожиженном слое, включающее в себя лифт-реактор. Короб расположен в радиальном центре лифт-реактора. Наконец, сопло в камере имеет выходной конец, направленный в сторону от радиального центра для впрыскивания углеводородного сырья.

В дополнительном варианте выполнения устройства настоящее изобретение представляет собой устройство для осуществления катализа в псевдоожиженном слое, включающее в себя лифт-реактор. Вставка, находящаяся в лифт-реакторе, образует пространство между стенкой лифт-реактора и стенкой вставки. Сопло во вставке предназначено для впрыскивания углеводородного сырья. Первый входной патрубок катализатора находится в сообщении с лифт-реактором, и второй входной патрубок катализатора находится в сообщении с лифт-реактором. Вставка, имеющаяся в лифт-реакторе, находится между первым входным патрубком катализатора и вторым входным патрубком катализатора.

В дополнительном варианте выполнения устройства настоящее изобретение представляет собой устройство для осуществления катализа в псевдоожиженном слое, включающее в себя лифт-реактор. Вставка, размещенная в лифт-реакторе, образует пространство между стенкой лифт-реактора и стенкой вставки. Сопло во вставке предназначено для впрыскивания углеводородного сырья. Первый входной патрубок катализатора находится в сообщении с лифт-реактором, и второй входной патрубок катализатора находится в сообщении с лифт-реактором. Вставка в лифт-реакторе находится между первым входным патрубком катализатора и вторым входным патрубком катализатора, а сопло расположено на более высокой вертикальной отметке, чем первый входной патрубок катализатора и второй входной патрубок катализатора.

Распределитель сырья равномерно распределяет углеводородный поток, который может быть потоком паров, поступающим в лифт-реактор. Поток сырья можно распределять с использованием многочисленных сопел, расположенных в нижней секции лифт-реактора. Сопло с двойным диаметром может создавать средство для независимого установления скорости струи на выходе и перепада давления в распределителе. Распределитель также может содействовать тщательному смешиванию потоков катализатора при различных температурах для достижения более равномерной температуры.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой схематичный вид сбоку установки FCC, включающей в себя устройство согласно настоящему изобретению.

Фиг. 2 представляет собой вид в разрезе по линии 2-2 установки, показанной на фиг. 1.

Фиг. 3 представляет собой увеличенный, частичный вид сбоку части установки, отображенной на фиг. 1.

Фиг. 4 представляет собой частичный вид в разрезе устройства, которое является альтернативой представленному на фиг. 2.

Фиг. 5 представляет собой увеличенный, частичный вид сбоку устройства согласно варианту осуществления изобретения, альтернативного фиг. 3.

Фиг. 6 представляет собой частичный вид сбоку устройства, альтернативного представленному на фиг. 1.

Фиг. 7 представляет собой вид в разрезе по линии 7-7 устройства, изображенного на фиг. 6.

На фиг. 8 показан частичный вид сбоку устройства, альтернативного представленному на фиг. 6.

Определения

Термин «сообщение» означает, что поток материалов в рабочем режиме пропускают между перечисленными компонентами.

Термин «следующее далее по ходу потока сообщение» подразумевает, что, по меньшей мере, часть вещества, поступающего в предмет описания по следующему далее по ходу потока сообщению, может в рабочем режиме выходить из объекта, с которым он сообщается.

Термин «размещенное выше по ходу потока сообщение» означает, что, по меньшей мере, часть вещества, поступающего в потоке из предмета описания по размещенному выше по ходу потока сообщению, в рабочем режиме может поступать в объект, с которым он сообщается.

Термин «прямое сообщение» подразумевает, что поток из размещенного выше по ходу потока компонента входит в следующий далее по ходу потока компонент без прохождения через промежуточную емкость.

Термин «подача» означает, что сырье поступает из трубопровода или емкости непосредственно в объект без прохождения через промежуточную емкость.

Термин «пропускание» включает в себя «подачу» и подразумевает, что вещество проходит из трубопровода или емкости в объект.

Подробное описание изобретения

Устройство и способ настоящего изобретения представляют собой распределитель для осуществления распределения углеводородного сырья, поступающего в лифт-реактор и подлежащего контактированию с катализатором. В одном из аспектов углеводородное сырье находится в паровой фазе. Распределитель может распределять в лифт-реактор единственное углеводородное сырье или дополнительное сырье. Если распределитель распределяет дополнительное сырье, оно может быть рецикловым сырьем, полученным из выходного потока лифт-реактора. Соответственно, углеводородное сырье может быть традиционным сырьем FCC или потоком легких углеводородов. Распределитель может распределять сырье в нижний конец лифт-реактора, в которой регенерированный катализатор и зауглероженный катализатор смешиваются для контактирования с углеводородным сырьем. Настоящее изобретение можно применять в любом оборудовании, в котором твердые частицы контактируют с газом. Однако наиболее пригодного оно на установке FCC.

На фиг. 1 показана установка 8 FCC, которая включает в себя реакторную емкость 20 и регенераторную емкость 50. По первому трубопроводу 12 регенерированного катализатора перемещают первый поток регенерированного катализатора из регенераторной емкости 50 через входной патрубок 15 регенерированного катализатора первого трубопровода 12 регенерированного катализатора в лифт-реактор 10 со скоростью, управляемой регулировочным клапаном 14. Первый входной патрубок 15 регенерированного катализатора размещен до лифт-реактора 10 и находится в сообщении с ней. По необязательному второму трубопроводу 52 зауглероженного катализатора перемещают второй поток зауглероженного катализатора из реакторной емкости со скоростью, управляемой регулировочным клапаном 53, через входной патрубок 97 зауглероженного катализатора второго трубопровода 52 зауглероженного катализатора в лифт-реактор 10. Необязательный второй входной патрубок 97 зауглероженного катализатора размещен до лифт-реактора 10 и находится в сообщении с ней.

Лифт-реактор 10 представляет собой удлиненную вертикальную трубу, обычно изготовленную из спокойной углеродистой стали. Лифт-реактор 10 может включать в себя нижнюю секцию 11 и верхнюю секцию 17. Верхняя секция 17 может быть изготовлена из хромистой стали. Нижняя секция 11 может включать полусферическое днище. Нижняя секция 11 может иметь больший внутренний диаметр, чем верхняя секция 17 лифт-реактора. Укрупненная нижняя секция 11 может включать в себя имеющую форму усеченного конуса или искривленную переходную секцию 13, которая сходит на конус между увеличенным диаметром укрупненной нижней секции и уменьшенным диаметром суженной верхней секции 17 лифт-реактора. Если углеводородное сырье, поступающее в нижний конец 11 лифт-реактора 10 является парообразным, переходная секция 13 является менее необходимой или может быть исключена. Первый трубопровод 12 регенерированного катализатора и второй необязательный трубопровод 52 зауглероженного катализатора могут подсоединяться к нижней секции 11 на стенке 90 нижней секции через входные патрубки 15 и 97, соответственно. Внутренняя поверхность всего лифт-реактора 10 может быть покрыта огнеупорным материалом.

Среда для создания псевдоожиженного слоя, такая как пар, из распределителя 19 в нижней секции 11 увлекает катализатор вверх по лифт-реактору 10 с относительно высокой плотностью. С использованием необязательного множества распределителей 18 сырья, размещенных в верхней секции 17 лифт-реактора 10 чуть выше необязательной переходной секции 13, первичное углеводородное сырье впрыскивается сквозь протекающий поток частиц катализатора для распределения углеводородного сырья по лифт-реактору 10. Единственное углеводородное сырье или вторичное углеводородное сырье, полученное в результате осуществления крекинга первичного сырья, можно подавать в лифт-реактор 10 в нижней секции 11. При контактировании углеводородного сырья с катализатором в лифт-реакторе 10 более тяжелое углеводородное сырье подвергается крекингу с получением более легкого газообразного углеводородного продукта, при этом кокс осаждается на частицах катализатора, образуя зауглероженный катализатор.

Подходящими видами первичного углеводородного сырья являются традиционное сырье FCC и более высококипящее углеводородное сырье. Самым распространенным из таких традиционных видов сырья является «вакуумный газойль» (VGO), который обычно представляет собой углеводородный материал с диапазоном выкипания от 343º до 552ºС (от 650 до 1025ºF), полученный вакуумным фракционированием атмосферного остатка. Такая фракция в целом имеет низкое содержание предшественников кокса и примеси тяжелых металлов, которые могут способствовать загрязнению катализатора. Источники тяжелого углеводородного сырья, в отношении которых может быть применено настоящее изобретение, включают в себя тяжелые остатки сырой нефти, тяжелую битуминозную сырую нефть, сланцевое масло, экстракт нефтеносных песков, деасфальтированный остаток, продукты сжижения угля, остатки атмосферной и вакуумной перегонки нефти. Источники тяжелого сырья в соответствии с настоящим изобретением также могут заключать в себе смеси упомянутых выше углеводородов, и приведенный выше список не является исчерпывающим.

Также предполагается, что подходящим вторичным или единственным углеводородным сырьем, поступающим в лифт-реактор, может быть более легкое рецикловое или предварительно подвергнутое крекингу сырье, как например, нафта. Легкая фракция нафты, подходящая в качестве единственного сырья или вторичного сырья, подаваемого в лифт-реактор, может иметь начальную температуру кипения (IBP) в С5-диапазоне ниже 127ºС (260ºF); т.е. 35ºС (95ºF), а конечную температуру (ЕР) в точке, равной 127ºС (260ºF) или выше. Температуры кипения указанных фракций определяют с использованием процедуры, известной из ASTM D86-82. Тяжелая фракция нафты, подходящая в качестве единственного сырья или вторичного сырья, подаваемого в лифт-реактор, может иметь температуру IBP в точке 127ºС (260ºF) или выше, а температуру ЕР в точке выше 200ºС (392ºF), предпочтительно от 204º до 221ºС (от 400º до 430ºF). Фракция нафты, выкипающая во всем диапазоне и подходящая в качестве единственного сырья или вторичного сырья, подаваемого в лифт-реактор, может иметь начальную температуру кипения (IBP) в С5-диапазоне ниже 127ºС (260ºF); т.е. 35ºС (95ºF), а конечную температуру ЕР в точке выше 200ºС (392ºF), предпочтительно, от 204º до 221ºС (от 400º до 430ºF).

Реакторная емкость 20 расположена после лифт-реактора 10 по ходу потока и находится в сообщении с ней. В реакторной емкости разделяются зауглероженный катализатор и газообразный продукт. Полученная смесь газообразных углеводородов продукта и зауглероженного катализатора продолжает подниматься вверх по лифт-реактору 10 в реакторную емкость 20, в которой зауглероженный катализатор и газообразный продукт разделяются. Пара выводящих рукавов 22 может тангенциально и горизонтально выгружать смесь газа и катализатора из верхней части лифт-реактора 10 через одно или несколько выпускных отверстий 24 (показано только одно) в разделительную камеру 26 для осуществления частичного отделения газов от катализатора. Можно использовать два, три или четыре выводящих рукава 22 в зависимости от размера установки 8 FCC.

По транспортному трубопроводу 28 пары углеводородов, заключающие в себе отпаренные углеводороды, отпаривающую среду и захваченный катализатор, переносятся к одному или нескольким циклонам 30 в реакторной емкости 20, в которых зауглероженный катализатор отделяется от газообразного потока углеводородных продуктов. Разделительная камера 26 частично расположена в реакторной емкости 20 и может рассматриваться как часть реакторной емкости 20. В накопительном коробе 34 реакторной емкости 20 собираются отделенные газообразные потоки углеводородов из циклонов 30 для прохождения к выпускному соплу 36 и, в конечном итоге, в зону фракционирования и извлечения (не показана). По опускным трубам 38 катализатор выгружается из циклонов 30 в нижний слой 29 реакторной емкости 20. Катализатор с адсорбированными или захваченными углеводородами, в конечном итоге, может проходить из нижнего слоя 29 в необязательную отпарную секцию 40 через отверстия 42, выполненные в стенке разделительной камеры 26. Катализатор, отделенный в разделительной камере 26, может проходить непосредственно в необязательную отпарную секцию 40 через слой 29. По трубопроводу 45 псевдоожижающей среды инертный псевдоожижающий газ, как правило, пар, доставляется в отпарную секцию 40 через распределитель 46 псевдоожижающей среды.

Отпарная секция 40 содержит отражатели 43, 44 или другое приспособление, содействующее контактированию между отпаривающим газом и катализатором. Отпаренный, зауглероженный катализатор покидает отпарную секцию 40 разделительной камеры 26 реакторной емкости 20 с более низкой концентрацией захваченных или адсорбированных углеводородов, чем имелась у него на входе или в случае, если он не подвергался отпариванию. Первая часть или весь зауглероженный катализатор покидает разделительную камеру 26 реакторной емкости 20 по трубопроводу 48 отработанного катализатора и поступает в регенераторную емкость 50 со скоростью, управляемой регулировочным клапаном 51. Необязательная вторая часть зауглероженного катализатора, который закоксовался в лифт-реакторе 10, выходит из разделительной камеры 26 реакторной емкости 20 и подается по второму трубопроводу 52 зауглероженного катализатора обратно в лифт-реактор 10 со скоростью, управляемой регулировочным клапаном 53. Необязательный второй трубопровод 52 зауглероженного катализатора размещен после реакторной емкости 20 и находится в сообщении с ней. Второй трубопровод 52 зауглероженного катализатора размещен после выпускного отверстия 24 лифт-реактора 10 и до входного патрубка 97 зауглероженного катализатора второго трубопровода 52 зауглероженного катализатора в лифт-реактор 10 и находится в сообщении с ними.

Лифт-реактор 10 процесса FCC поддерживают в условиях высокой температуры, которые в общем случае включают в себя температуру выше 425ºС (797ºF). В одном из вариантов осуществления изобретения реакционную зону поддерживают в условиях крекинга, которые включают в себя температуру от 480º до 621ºС (от 896º до 1150ºF) в выпускном отверстии 24 лифт-реактора и давление от 69 до 517 кПа (изб.) (от 10 до 75 фунт/кв. дюйм изб.), а обычно ниже 275 кПа (изб.)) (40 фунт/кв. дюйм изб.). Отношение катализатора к маслу в расчете на массу катализатора и исходных углеводородов, поступающих в нижнюю часть лифт-реактора, может находиться в диапазоне до 30:1, но, как правило, составляет от 4:1 до 10:1 и может находиться в диапазоне от 7:1 до 25:1. Водород обычно не подают в лифт-реактор, хотя добавление водорода известно в данной области техники. Пар можно пропускать в лифт-реактор 10 и реакторную емкость 20 в количестве, эквивалентном 2-35% масс. от массы сырья. Однако, как правило, расход пара составляет от 2 до 7% масс. для максимального получения бензина и от 10 до 20% масс. для максимального получения легких олефинов. Среднее время пребывания катализатора в лифт-реакторе может составлять менее 5 секунд. Тип катализатора, используемого в процессе, может быть выбран из широкого ряда промышленно доступных катализаторов. Предпочтительным является катализатор, содержащий цеолитный материал, такой как цеолит Y, но при желании можно использовать аморфные катализаторы прежнего типа. Для увеличения производства легких олефинов в состав катализатора дополнительно можно включать конфигурационно-селективные добавки, такие как ZSM-5.

Регенераторная емкость 50 размещена ниже по ходу потока после реакторной емкости 20 и находится в сообщении с ней. В регенераторной емкости 50 кокс выжигается из той части зауглероженного катализатора, что доставлена в регенераторную емкость 50, в результате контактирования с кислородсодержащим газом, таким как воздух, с целью получения регенерированного катализатора. Регенераторная емкость 50 может представлять собой регенератор типа камеры сгорания, в которой можно применять условия быстрого псевдоожижения при помощи гибридных турбулентных слоев с целью полного регенерирования зауглероженного катализатора в высокоэффективной регенераторной емкости 50. Однако для настоящего изобретения могут подходить и другие регенераторные емкости, а также другие условия потоков. По трубопроводу 48 отработанного катализатора зауглероженный катализатор подается в первую или нижнюю камеру 54, ограниченную внешней стенкой 56, через входной желоб 62 для отработанного катализатора. Зауглероженный катализатор, поступающий из реакторной емкости 20, обычно содержит углерод в количестве от 0,2 до 2% масс., который присутствует в форме кокса. Хотя кокс состоит главным образом из углерода, он может содержать от 3 до 12% масс. водорода, а также серу и другие вещества. Кислородсодержащий газ для горения, как правило, воздух, поступает в нижнюю камеру 54 регенераторной емкости 50 по трубопроводу 64 и распределяется распределителем 66. Как только газ для горения входит в нижнюю камеру 54, он контактирует с зауглероженным катализатором, поступающим из желоба 62, и поднимает катализатор в нижней камере 54 с линейной скоростью газа для горения, которая может составлять, по меньшей мере, 1,1 м/с (3,5 фут/с). В одном из вариантов осуществления изобретения плотность катализатора в нижней камере 54 может составлять от 48 до 320 кг/м3 (от 3 до 20 фунт/фут3), а линейная скорость газа может составлять от 1,1 до 6,1 м/с (от 3,5 до 10 фут/с). Кислород газа для горения контактирует с зауглероженным катализатором, и углеродистые отложения выжигаются из катализатора для достижения, по меньшей мере, частичной регенерации катализатора и с образованием топочного газа.

В одном из вариантов осуществления изобретения для ускорения сгорания кокса в нижней камере 54 горячий регенерированный катализатор из плотного слоя 59 катализатора в верхней или второй камере 70 можно возвращать в нижнюю камеру 54 по внешнему трубопроводу 67 рециркуляционного катализатора, управляемому регулировочным клапаном 69. Горячий регенерированный катализатор входит в нижнюю камеру 54 по входному желобу 63. За счет смешивания горячего катализатора из плотного слоя 59 катализатора с относительно более холодным зауглероженным катализатором из трубопровода 48 отработанного катализатора, входящим в нижнюю камеру 54, рециркуляция регенерированного катализатора приводит к повышению общей температуры катализатора и газовой смеси в нижней камере 54.

Смесь катализатора и газа для горения в нижней камере 54 поднимается через переходную секцию 57, имеющую форму усеченного конуса, к транспортировочной секции 60 нижней камеры 54 лифт-реактора. Секция 60 лифт-реактора имеет вид трубы, которая является, предпочтительно, цилиндрической и простирается, предпочтительно, вверх от нижней камеры 54. Смесь катализатора и газа перемещается с более высокой линейной скоростью, чем в нижней камере 54. Повышение скорости газа обусловлено уменьшением площади поперечного сечения секции 60 лифт-реактора относительно площади поперечного сечения нижней камеры 54, расположенной ниже переходной секции 57. Вследствие этого линейная скорость газа обычно может превышать 2,2 м/с (7 фут/с). В секции 60 лифт-реактора может иметь место более низкая плотность катализатора, составляющая менее 80 кг/м3 (5 фунт/фут3).

Регенераторная емкость 50 также включает в себя верхнюю или вторую камеру 70. Смесь частиц катализатора и топочного газа выгружается из верхней части секции 60 лифт-реактора в верхнюю камеру 70. Практически полностью регенерированный катализатор может выходить из верхней части транспортировочной секции 60 лифт-реактора, но также рассматриваются схемы, в которых из нижней камеры 54 выходит частично регенерированный катализатор. Выгрузку осуществляют через разделительное устройство 72, которое отделяет большую часть регенерированного катализатора от топочного газа. В одном из вариантов осуществления изобретения катализатор и газ, проходящие вверх по секции 60 лифт-реактора, ударяются в верхнюю эллиптическую крышку 65 секции 60 лифт-реактора и текут в обратном направлении. Затем катализатор и газ выходят через направленные вниз выпускные отверстия 73 разделительного устройства 72. Внезапная потеря момента импульса и обращение потока в нисходящем направлении заставляет большую часть более тяжелого катализатора падать на плотный слой 59 катализатора, а более легкий топочный газ и незначительную часть катализатора, все еще захваченного топочным газом, подниматься восходящим потоком в верхнюю камеру 70. Циклоны 82, 84 дополнительно отделяют катализатор от поднимающегося газа, и катализатор осаждается через опускные трубы 85, 86 в плотный слой 59 катализатора. Топочный газ выходит из циклонов 82, 84 и собирается в камере 88 для прохождения в выпускное сопло 89 регенераторной емкости 50 и, возможно, в систему топочного газа или систему рекуперации энергии (не показано). В плотном слое 59 катализатора обычно сохраняются значения плотности катализатора в диапазоне от 640 до 960 кг/м3 (от 40 до 60 фунт/фут3). Трубопровод 74 для псевдоожижающей среды доставляет псевдоожижающий газ, обычно воздух, к плотному слою 59 катализатора через распределитель 76 псевдоожижающего газа. В случае регенератора типа камеры сгорания в плотный слой 59 катализатора через распределитель 76 псевдоожижающей среды входит не более 2% общего потребляемого в процессе газа. В данном варианте осуществления изобретения газ добавляют здесь не в целях сжигания, а только в целях псевдоожижения, поэтому катализатор выходит через трубопроводы 67 и 12 катализатора в псевдоожиженном состоянии. Псевдоожижающий газ, добавляемый через распределитель 76 псевдоожижающей среды, может быть газом для горения. В случае, когда в нижней камере 54 осуществляют частичное сжигание, более значительные количества газа для горения подаются в верхнюю камеру 70 по трубопроводу 74 псевдоожижающей среды.

От 10 до 30% масс. катализатора, выгруженного из нижней камеры 54, присутствует в газах, выходящих из секции 60 лифт-реактора, выше выходных отверстий 73 и поступает в циклоны 82, 84. Для регенераторной емкости 50 обычно может требоваться 14 кг воздуха на кг кокса, удаляемого для достижения полной регенерации. В случае большего количества регенерированного катализатора можно перерабатывать более значительные объемы сырья в традиционном лифт-реакторе. В регенераторной емкости 50 обычно имеет место температура от 594 до 732ºС (от 1100 до 1350ºF) в нижней камере 54 и от 649 до 760ºС (от 1200 до 1400ºF) в верхней камере 70. Трубопровод 12 регенерированного катализатора расположен после регенераторной емкости 50 и сообщается с ней, а также с лифт-реактором 10. Регенерированный катализатор из плотного слоя 59 катализатора транспортируют по трубопроводу 12 регенерированного катализатора в виде первого потока катализатора, поступающего из регенераторной емкости 50 обратно в лифт-реактор 10 через регулировочный клапан 14, где он снова контактирует с сырьем по мере продолжения процесса FCC. Зауглероженный катализатор в необязательном втором трубопроводе 52 катализатора включает второй поток катализатора.

В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 1, в котором используют два трубопровода для катализатора и два потока катализатора, первый трубопровод 12 регенерированного катализатора и второй трубопровод 52 зауглероженного катализатора подсоединяются к лифт-реактору 10 и находятся в сообщении с ним. Первый поток регенерированного катализатора в первом трубопроводе 12 регенерированного катализатора и второй поток зауглероженного катализатора во втором трубопроводе 52 зауглероженного катализатора подают в лифт-реактор 10 и смешивают вместе. Первый трубопровод 12 регенерированного катализатора и второй трубопровод 52 зауглероженного катализатора, один из них или оба, могут тангенциально соединяться с нижней секцией 11 лифт-реактора 10 для того, чтобы сообщать тангенциально угловое движение катализатору, выгружаемому в лифт-реактор, с целью стимулирования в нем перемешивания. Дополнительно можно устанавливать наклонные направляющие на линии соединения между первым трубопроводом 12 регенерированного катализатора и вторым трубопроводом 52 зауглероженного катализатора, одним из них или обоими, с нижней секцией 11 лифт-реактора 10, чтобы также стимулировать перемешивание в нижней секции 11.

Лифт-реактор может содержать вставку 92. В одном из аспектов нижняя секция 11 лифт-реактора 10 может включать вставку 92. В одном из аспектов вставка 92 включена в нижнюю секцию 11 лифт-реактора. Вставка 92 может иметь внешнюю стенку 94, которая может быть расположена на расстоянии от внутренней поверхности стенки 90 нижней секции 11 лифт-реактора 10. В одном из аспектов вставка 92 радиально центрирована в нижней секции 11 лифт-реактора 10. Иными словами, хотя это не показано, вставка 92 имеет центральную продольную ось, совпадающую с центральной продольной осью лифт-реактора 10. В дополнительном аспекте внешняя стенка 94 вставки представляет собой вертикальную стенку. Внутренний диаметр DI вставки 92 может быть 0,6-1,5-кратным, а предпочтительно 0,8-1,2-кратным наибольшему внутреннему диаметру DC первого трубопровода 12 регенерированного катализатора и второго трубопровода 52 зауглероженного катализатора.

Стенка 94 вставки 92 и стенка 90 лифт-реактора определяют полость 96 между ними. В одном из аспектов каждый из элементов, вставка 92 и нижняя секция 11, могут быть трубчатыми, так что вместе они формируют кольцевую полость 96 или кольцевое пространство между стенкой 94 вставки 92 и стенкой 90 нижней секции 11. Первый трубопровод 12 регенерированного катализатора и второй трубопровод 52 зауглероженного катализатора могут сообщаться с полостью 96, поскольку по первому трубопроводу 12 регенерированного катализатора подают первый поток регенерированного катализатора в полость 96, а по второму трубопроводу 52 зауглероженного катализатора подают второй поток зауглероженного катализатора в полость 96. В полости 96 катализатор подвергается псевдоожижению под действием псевдоожижающего газа, такого как пар, поступающего из распределителя 19 псевдоожижающей среды. Первый поток регенерированного катализатора, выходящий из первого входного патрубка 15 катализатора, проходит вокруг вставки 92 для смешивания со вторым потоком зауглероженного катализатора, выходящего из второго входного патрубка 97 катализатора, а второй поток катализатора, выходящий из второго входного патрубка 97 катализатора, проходит вокруг вставки 92 для смешивания с первым потоком катализатора, выходящим из первого входного патрубка 15 катализатора. Смешанный поток, состоящий из первого потока катализатора и второго потока катализатора, затем проходит вверх по лифт-реактору.

В одном из аспектов стенка 94 вставки 92 может быть непроницаемой по отношению к катализатору, поэтому она предохраняет катализатор от попадания во вставку. Вставка 92 имеет закрытую верхнюю часть, которая может включать полусферическую головку, которая также может быть непроницаемой по отношению к катализатору, вследствие чего она предохраняет катализатор от попадания в верхнюю часть вставки 92. Соответственно, вся вставка 92 может быть непроницаемой по отношению к катализатору, поэтому никакой катализатор не попадает во вставку 92.

Вставка может быть размещена в нижней секции 11 лифт-реактора 10. Верхняя секция 17 лифт-реактора 10 может находиться над вставкой 92. В одном из аспектов имеющая форму усеченного конуса переходная секция 13 лифт-реактора, которая может находиться между укрупненной секцией 11 и суженной верхней секцией 17 для сопряжения большего диаметра укрупненной нижней секции 11 с диаметром суженной верхней секции 17, может обеспечивать переход смешанного потока, состоящего из первого потока регенерированного катализатора и второго потока зауглероженного катализатора, из укрупненной нижней секции в суженную верхнюю секцию по мере прохождения смешанного потока катализатора вверх по лифт-реактору. В одном из аспектов вставка 92 не простирается в переходную секцию 13, поэтому осуществление перехода имеет место после того, как смешанный поток катализатора проходит выше вставки 92.

Вставка 92 может содержать короб 98, в который подают углеводородное сырье. В одном из аспектов углеводородное сырье является парообразным углеводородным сырьем. В одном из аспектов углеводородное сырье, подаваемое в короб 98, может быть единственным углеводородным сырьем, подаваемым в лифт-реактор 10, или оно может представлять собой вторичное сырье, подаваемое в дополнение к первичному сырью, направляемому в лифт-реактор. Короб 98 может располагаться в радиальном центре лифт-реактора во вставке 92. Вставка 92 может быть полой, и короб 98 может занимать всю внутреннюю полость или ее часть, ограниченную внешней стенкой 94 и верхней частью вставки. С использованием сопла 102, имеющегося в камере, можно впрыскивать углеводородное сырье из короба 98 в лифт-реактор. В одном из аспектов при помощи сопла 102 углеводородное сырье можно впрыскивать в полость 96 между вставкой 92 и стенкой 90 лифт-реактора 10. В дополнительном аспекте с использованием сопла 102 поток углеводородного сырья, поступающий из короба 98, впрыскивают в лифт-реактор со стороны его радиального центра. В дополнительном аспекте все множество сопел 102 короба, размещенных по его периметру, впрыскивает углеводородное сырье из короба 98 в лифт-реактор. В дополнительном аспекте углеводородное сырье, впрыскиваемое из сопел 102, во время пребывания в коробе 98 до распыления в лифт-реактор 98 находится в газовой фазе. Смешанный поток катализатора контактирует с впрыскиваемым потоком углеводородного сырья, и смешанный поток катализатора вместе с углеводородным сырьем проходит вверх по лифт-реактору. В одном из аспектов размер наименьшего сопла 102 составляет от 1 до 3 внутренних диаметров Dr лифт-реактора над верхней частью самого высокого входного патрубка 15 катализатора.

В одном из аспектов распределители 18 первичного сырья могут быть расположены в верхней секции 17 лифт-реактора 10 над нижней секцией 11, переходной секцией 13 и вставкой 92. Вследствие этого, первичное сырье можно впрыскивать в восходящий смешанный поток катализатора и углеводородного сырья.

Предполагается, что вставка 92 изготовлена из нержавеющей стали, такой как нержавеющая сталь марки 300, и футерована огнеупорным материалом. В дополнение к этому, вставка 92 может быть изготовлена из керамики или другого материала, стойкого к эрозионному изнашиванию, или покрыта указанным материалом.

На фиг. 2 представлен вид сверху сегмента установки в разрезе по линии 2-2, приведенной на фиг. 1. Огнеупорная футеровка 104 на стенке 94 вставки 92 и стенках нижней секции 11 лифт-реактора 10, первого трубопровода 12 регенерированного катализатора и второго трубопровода 52 зауглероженного катализатора показана на фиг. 2, но не на фиг. 1. Вставка 92 может быть расположена в нижней секции 11 лифт-реактора 10. Первый трубопровод 12 катализатора подсоединен к лифт-реактору 10 в месте первого входного патрубка 15 катализатора, и второй трубопровод 52 катализатора подсоединен к лифт-реакторе 10 в позиции второго входного патрубка 97 катализатора, а вставка 92 помещена между первым входным патрубком катализатора и вторым входным патрубком катализатора. В одном из аспектов первый трубопровод 12 катализатора может быть подсоединен к лифт-реактору 10 в месте первого входного патрубка 15 катализатора, расположенного в секции 11 лифт-реактора 10; второй трубопровод 52 катализатора может быть подсоединен к лифт-реакторе 10 в месте второго входного патрубка 97 катализатора, расположенного в нижней секции 11 лифт-реактора 10. Первый поток катализатора и второй поток катализатора можно направлять в полость 96 между стенкой 90 лифт-реактора и стенкой 94 вставки 92.

Первый поток регенерированного катализатора пропускают из первого входного патрубка 15 регенерированного катализатора вокруг стенки 94 вставки 92 в лифт-реакторе 10 для смешивания со вторым потоком зауглероженного катализатора, поступающим из второго входного патрубка 97 зауглероженного катализатора, а второй поток зауглероженного катализатора пропускают из второго входного патрубка 97 зауглероженного катализатора вокруг стенки 94 вставки 92 в лифт-реакторе 10 для смешивания с первым потоком регенерированного катализатора, поступающим из первого входного патрубка 15 регенерированного катализатора. Первый поток катализатора и второй поток катализатора могут проходить по окружности кольцевой полости 96 в лифт-реакторе 10 для смешивания друг с другом. Смешанный поток, состоящий из первого потока регенерированного катализатора и второго потока зауглероженного катализатора, может проходить вокруг вставки 92 и вверх по лифт-реактору 10.

Сопла 102 могут иметь выходные концы 106, направленные в сторону от упомянутого радиального центра С лифт-реактора, для впрыскивания углеводородного сырья в лифт-реактор с целью контактирования смешанного потока катализатора, поднимающегося из входных патрубков 15 и 97 катализатора и приводимого в движение псевдоожижающим газом, поступающим из распределителя 19 (фиг. 1, не показано на фиг. 2 для упрощения). Сопла 102 могут быть расположены на большей высоте, чем первый входной патрубок 15 катализатора и второй входной патрубок 97 катализатора, поэтому сырье впрыскивается в тщательно перемешанный поток, состоящий из первого потока катализатора и второго потока катализатора.

Фиг. 3 представляет собой увеличенный, частичный вид сбоку верхней части вставки 92 и короба 98, изображенных на фиг. 1. Профили сопел 102 показаны на фиг. 3 в иллюстративных целях. Каждое сопло 102 имеет входной конец 108 в коробе 98 и выходной конец 106 на внешней стенке 94 вставки 92. Углеводородное сырье впрыскивается внутрь короба 98 из множества сопел 102 посредством входного конца 108. Входной конец 108 имеет отверстие 114 с внутренним диаметром Di. Выходной конец 106 имеет отверстие 116 с внутренним диаметром Do, показанное пунктирными линиями. Углеводородный поток распределяется через многочисленные сопла 102 с двойственным диаметром, расположенные в лифт-реакторе. Сопло 102 с двойственным диаметром относится к устройствам для независимого установления скорости выхода струи и перепада давления парообразного углеводородного сырья в распределителе. Скорость выхода струи регулируется числом и площадью отверстий 116 на выходных концах 106 сопел 102, тогда как перепад давления устанавливается посредством числа и площади отверстий 114 на входном конце 108, находящемся в коробе 98. Сопла 102, как правило, имеют внутренние диаметры Di отверстия 114 на входном конце 108, которые меньше внутренних диаметров Do отверстия 116 на выходном конце 106 сопла 102.

На фиг. 4 показан укрупненный частичный вид сверху установки, альтернативный варианту, представленному на фиг. 2. Элементы на фиг. 4, имеющие конфигурации такие же, что и на фиг. 2, имеют тот же номер позиции, что и на фиг. 2. Элементы на фиг. 4, которые обладают конфигурацией, отличной от конфигурации соответствующего элемента на фиг. 2, имеют тот же номер позиции, но сопровождаются символом «прим» (′). Устройство и способ, представленные на фиг. 4, являются теми же, что и на фиг. 2, за исключением отмеченных нижеследующих отличий. На фиг. 4 сопла 102′ размещены тангенциально по отношению к внешней стенке короба 98′, которая представляет собой внешнюю стенку 94′ вставки 92′. Внешняя стенка 94′, по отношению к которой сопла 102′ являются тангенциальными, может быть вертикальной стенкой. Сопла 102′ имеют ту же конфигурацию, что и на фиг. 2, но ориентированы тангенциально с целью активирования смешивания сырья и катализатора. Посредством сопел 102′ углеводородное сырье впрыскивается тангенциально из короба 98′. Выходные концы 106′ сопел направлены в сторону от радиального центра упомянутого лифт-реактора. Внешняя стенка 94′ вставки 92′ может быть покрыта огнеупорным материалом 104, поэтому тангенциальность сопел 102′ может быть отнесена к покрытию из огнеупорного материала 104.

На фиг. 5 показан вид устройства, альтернативного представленному на фиг. 3. Элементы на фиг. 5, имеющие ту же конфигурацию, что и на фиг. 3, имеют тот же номер позиции, что и на фиг. 3. Элементы на фиг. 5, которые обладают конфигурацией, отличной от конфигурации соответствующего элемента на фиг. 3, имеют тот же номер позиции, но сопровождаются двойным символом «прим» (′′). Устройство и способ, представленные на фиг. 5, являются теми же, что и на фиг. 3, за исключением отмеченных ниже следующих отличий. На фиг. 5 вставка 92′′ имеет выпуклую верхнюю часть 118 с соплами 102′′, направленными по радиусу вверх от короба 98′′ через выпуклую верхнюю часть 118. Через сопла 102′′ углеводородное сырье выводится вверх из упомянутого короба 98′′. Сопла 102′′ могут иметь ту же конфигурацию, что и на фиг. 3, но ориентированы радиально для активирования смешивания сырья с катализатором и стимулирования псевдоожижения в восходящем направлении. Посредством сопел 102′′ поток углеводородного сырья впрыскивается через верхнюю часть короба 98′′.

Фиг. 6 представляет собой укрупненный вид в разрезе нижней секции 211 лифт-реактора 210 в соответствии с вариантом осуществления изобретения, альтернативным варианту, представленному на фиг. 1. Элементы на фиг. 6, имеющие ту же конфигурацию, что и на фиг. 1, имеют тот же номер позиции, что и на фиг. 1. Элементы на фиг. 6, которые обладают конфигурацией, отличной от конфигурации соответствующего элемента на фиг. 1, имеют тот же номер позиции, но предваряются цифрой ″2″. Устройство и способ, представленные на фиг. 6, являются теми же, что и на фиг. 1, за исключением отмеченных ниже следующих отличий.

На фиг. 6 вставка 292 имеет, по меньшей мере, одно отверстие 120, ведущее в камеру 122, находящуюся внутри вставки. Короб 298 размещен во вставке 292. В одном из аспектов короб 298 размещен в верхней части вставки 292. Отражатель 124 отделяет камеру 122 от короба 298 внутри вставки 292. Трубопровод 126 простирается от внешней стороны лифт-реактора 210 через камеру 122 в короб 298 для пропускания в нее углеводородного сырья. Трубопровод 126 может продолжаться через нижнюю часть лифт-реактора 210. По меньшей мере, с помощью одного сопла 202, а в одном из аспектов, множества сопел 202, углеводородное сырье впрыскивается из короба 298 в лифт-реактор 210. Выходные концы 206 сопел 202 расположены в лифт-реакторе 210. В одном из аспектов через сопла 202 углеводородное сырье впрыскивается в нижнюю секцию 211 лифт-реактора 210.

Камера 122 может заключать в себе, по меньшей мере, одно отверстие 120 в стенке 294, размещенное в полости 296 между стенкой 294 вставки 292 и стенкой 290 лифт-реактора 210. Отверстие 120 может находиться на расстоянии от стенки 290 лифт-реактора 210. Отверстие 120 может служить входом во внутреннюю часть камеры 122. Камера 122 может находиться в сообщении с первым трубопроводом 212 регенерированного катализатора и вторым трубопроводом 252 зауглероженного катализатора, вследствие чего, по меньшей мере, часть первого потока регенерированного катализатора и, по меньшей мере, часть второго потока зауглероженного катализатора может проходить из полости 296 в камеру 122 через отверстие 120 в камере. В одном из аспектов самый верхний участок отверстия 120 может находиться на вертикальной отметке выше самого нижнего участка, а предпочтительно, самого верхнего участка второго входного патрубка 297 катализатора. В дополнительном аспекте самый верхний участок отверстия 120 может находиться на вертикальной отметке выше самого нижнего, а предпочтительно, самого верхнего участка первого входного патрубка 215 катализатора. Следовательно, первый поток регенерированного катализатора может поступать из входного патрубка 215 первого трубопровода 212 катализатора, а второй поток зауглероженного катализатора может поступать из входного патрубка 297 второго трубопровода 252 катализатора, по меньшей мере, частично они могут проходить вверх сквозь отверстие 120 в камеру 122 через полость 296 между стенкой 290 лифт-реактора 210 и стенкой 294 вставки 292. В стенке 294 может быть предусмотрено одно или множество отверстий 120а и 120b. По меньшей мере, одно отверстие 120, которое находится на расстоянии от верхней части вставки 292, может иметь удлиненную конфигурацию.

На фиг. 7 представлен вид сверху в разрезе по линии 7-7, указанной на фиг. 6. Огнеупорная футеровка 104 на стенке 294 вставки 292 и стенках нижней секции 211 лифт-реактора 210, трубопровода 126, первого трубопровода 212 регенерированного катализатора и второго трубопровода 252 зауглероженного катализатора показана на фиг. 7. Первый трубопровод 212 регенерированного катализатора и второй трубопровод 252 зауглероженного катализатора образуют угол, равный 150 градусам, вместо угла в 180 градусов, как на фиг. 2. Стенка 294 вставки 292 включает в себя три дугообразных секции 294а-с, которые образуют три отверстия 120а-с. Два отверстия 120а и 120b могут иметь меньшую ширину, чем третье отверстие 120с. В одном из аспектов два меньших отверстия 120а и 120b имеют одну и ту же ширину дуги. Дугообразная секция 294а расположена напротив ближайшего трубопровода катализатора, который может быть вторым трубопроводом 252 зауглероженного катализатора, и конкретно, его второго входного патрубка 297 катализатора. Дугообразная секция 294b также расположена напротив ближайшего трубопровода катализатора, который может быть первым трубопроводом 212 регенерированного катализатора, и конкретно, его первого входного патрубка 215 катализатора. Третья дугообразная секция 294с является необязательной. Пунктирные линии отображают центральную продольную ось А первого трубопровода регенерированного катализатора, направленную в лифт-реактор 10, и центральную продольную ось В второго трубопровода 252 зауглероженного катализатора, направленную, в лифт-реактор. Все отверстия 120 не пересекаются продольными осями А, В ближайшего одного из трубопроводов, первого трубопровода 212 регенерированного катализатора и второго трубопровода 252 зауглероженного катализатора, в лифт-реактор. Иными словами, первый входной патрубок 215 катализатора и второй входной патрубок 297 катализатора являются азимутальными отверстиями 120а-с. Дугообразные секции 294а и 294b могут быть уже или шире ближайшего входного патрубка катализатора 215, 297. Трубопровод 126 защищен от прямого удара потоками катализатора при помощи дугообразных секций 294а и 294b стенки 294. Для защиты трубопровод 126 может быть покрыт огнеупорным материалом 104.

Первый поток регенерированного катализатора пропускают из первого входного патрубка 215 регенерированного катализатора вокруг дугообразной секции 294b стенки 294 вставки 292, размещенной в лифт-реакторе 210, для смешивания со вторым потоком зауглероженного катализатора, поступающим из второго входного патрубка 297 зауглероженного катализатора, а второй поток зауглероженного катализатора пропускают из второго входного патрубка 297 зауглероженного катализатора вокруг дугообразной секции 294а стенки 294 вставки 292, расположенной в лифт-реакторе 210, для смешивания с первым потоком регенерированного катализатора, поступающим из первого входного патрубка 215 регенерированного катализатора. В дополнение к этому, первый поток катализатора может проходить через отверстия 120 в камеру 122, находящуюся во вставке 292, для смешивания со вторым потоком катализатора, а второй поток катализатора может проходить через отверстия 120 в камеру 122 для смешивания с первым потоком катализатора.

В одном из аспектов, по меньшей мере, одно отверстие 120 в стенке 294 вставки 292 может служить выходом из камеры 122. Следовательно, первый поток регенерированного катализатора и второй поток зауглероженного катализатора могут проходить через отверстие 120 из камеры 122 обратно в полость 296. За счет того, что первый и второй потоки катализатора проходят вокруг вставки 292, а также входят в камеру 122 и выходят из нее, по меньшей мере, через одно отверстие 120 в стенке 294 вставки 292, потоки катализатора смешиваются вместе для получения смешанного потока катализатора с более равномерной температурой по всему смешанному потоку катализатора.

Обращаясь снова к фиг. 6, можно видеть, что смешанный поток, состоящий из первого потока катализатора и второго потока катализатора, проходит из вставки 292, расположенной в лифт-реакторе 210, в направлении вверх из нижней секции 211 и подвергается контактированию с углеводородным сырьем, впрыскиваемым из сопел 202 в коробе 298, размещенном выше отверстия 120 в лифт-реакторе 210. В одном из аспектов самое нижнее сопло 202а находится на расстоянии от 1 до 3 внутренних диаметров Dr лифт-реактора выше верхней части наиболее высоко расположенного входного патрубка 215 катализатора. В одном из аспектов углеводородное сырье, имеющееся в коробе 298, является парообразным.

На фиг. 8 показан частичный вид сбоку устройства, альтернативного представленному на фиг. 6. Элементы на фиг. 8, имеющие такую же конфигурацию, что и на фиг. 6, имеют тот же номер позиции, что и на фиг. 6. Элементы на фиг. 8, которые обладают конфигурацией, отличной от конфигурации соответствующего элемента на фиг. 6, имеют тот же номер позиции, но сопровождаются символом «прим» (′). Устройство и способ, представленные на фиг. 8, являются теми же, что и на фиг. 6, за исключением отмеченных ниже следующих отличий. На фиг. 8 выходные концы 206′ сопел 202′ размещены в камере 122′. Сопла 202′ размещены в коробе 298′ для выпуска углеводородного сырья в камеру 122′. На фиг. 8 показаны сопла 202′, через которые сырье вводится в нисходящем направлении, но могут подходить и другие схемы или ориентации. Сопла 202′ могут иметь ту же конфигурацию, что и на фиг. 2, но с другой ориентацией, как показано на фиг. 8. Через сопла 202′ углеводородное сырье впрыскивается из короба 298′ для контактирования с первым потоком катализатора и вторым потоком катализатора в камере 122′.

В настоящем документе описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, включая наилучший режим, известный авторам для воплощения изобретения. Следует понимать, что проиллюстрированные варианты осуществления изобретения приведены только в качестве примеров и не должны восприниматься как ограничивающие объем изобретения.

Без дополнительного уточнения полагают, что специалист в данной области техники, используя предшествующее описание, может применять настоящее изобретение в его самой полной мере. Следовательно, приведенные выше предпочтительные конкретные варианты осуществления изобретения необходимо истолковывать лишь как пояснительные, а никоим образом не ограничительные для остальной части раскрытия.

В приведенном выше описании все температуры указаны в градусах Цельсия, а все части и процентные отношения являются массовыми, если не указано иного. Приведены давления на выходе из емкости и, конкретно, в точке выхода паров для емкостей с множественными выходными каналами.

Исходя из вышеизложенного описания, специалист в данной области техники может легко выявить существенные характеристики настоящего изобретения, и в пределах его существа и объема может выполнять различные изменения и модификации изобретения для адаптации его к разнообразным вариантам и условиям применения.

1. Способ катализа в псевдоожиженном слое, в котором:
поток парообразного углеводородного сырья подают в короб, находящийся в лифт-реакторе;
первый поток катализатора и второй поток катализатора подают в упомянутый лифт-реактор для контактирования с указанным потоком углеводородного сырья;
указанный первый поток катализатора пропускают в камеру, находящуюся во вставке, для смешивания с упомянутым вторым потоком катализатора и указанный второй поток катализатора пропускают в упомянутую камеру для перемешивания с упомянутым первым потоком катализатора;
указанный поток углеводородного сырья впрыскивают из упомянутого короба в направлении, радиальном относительно центра упомянутого лифт-реактора, в указанный лифт-реактор; и
пропускают указанный поток углеводородного сырья и указанный поток катализатора вверх по упомянутому лифт-реактору.

2. Способ по п. 1, в котором дополнительно:
указанный первый поток катализатора пропускают вокруг вставки, включающей упомянутый короб для смешивания с указанным вторым потоком катализатора;
указанный второй поток катализатора пропускают вокруг упомянутой вставки для смешивания с указанным первым потоком катализатора; и
указанный первый поток катализатора и указанный второй поток катализатора пропускают вверх по упомянутому лифт-реактору.

3. Способ по п. 1, в котором указанный поток углеводородного сырья подают в упомянутый короб по трубопроводу, простирающемуся от нижней части упомянутого лифт-реактора.

4. Устройство для катализа в псевдоожиженном слое, включающее в себя:
лифт-реактор;
короб, расположенный в радиальном центре упомянутого лифт-реактора;
сопло в упомянутом коробе с выходным концом, направленным от указанного радиального центра, для впрыскивания углеводородного сырья; и
вставку с внешней стенкой, находящейся на расстоянии от стенки упомянутого лифт-реактора и указанного короба, размещенного в упомянутой вставке.

5. Устройство по п. 4, дополнительно включающее в себя:
первый входной патрубок катализатора, сообщающийся с лифт-реактором;
второй входной патрубок катализатора, сообщающийся с лифт-реактором;
указанную вставку в упомянутом лифт-реакторе между указанным первым входным патрубком катализатора и упомянутым вторым входным патрубком катализатора;
первый трубопровод катализатора, связанный с упомянутым лифт-реактором в точке размещения указанного первого входного патрубка катализатора, и второй трубопровод катализатора, связанный с упомянутым лифт-реактором в точке размещения указанного второго входного патрубка катализатора, причем вставка размещена между упомянутым первым входным патрубком катализатора и упомянутым вторым входным патрубком катализатора; и
переходную секцию лифт-реактора между укрупненной секцией и суженной секцией, при этом вставка не простирается в переходную секцию.

6. Устройство по п. 4, дополнительно включающее:
первый входной патрубок катализатора, связанный с лифт-реактором; и
второй входной патрубок катализатора, связанный с лифт-реактором;
при этом упомянутое сопло расположено на более высокой вертикальной отметке, чем упомянутый первый входной патрубок катализатора и упомянутый второй входной патрубок катализатора.

7. Устройство по п. 4, дополнительно включающее в себя трубопровод к упомянутому коробу для пропускания углеводородного сырья в указанную камеру.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лифт-реактору, содержащему вертикальный стояк, содержащий впуск для углеводородного сырья; и ряд перегородок, размещенных на расстоянии более 6 м выше впуска для углеводородного сырья, при этом передняя поверхность перегородки обращена к центру стояка, нижний конец перегородки прикреплен к стенке стояка и перегородка наклонена внутрь от стенки под углом 90° или менее.

Настоящее изобретение относится к способу крекинга с псевдоожиженным катализатором, включающему подачу первого катализатора из первого стояк-реактора в устройство регенерации, имеющее первое отделение и второе отделение, в котором первое отделение расположено над вторым отделением, подачу второго катализатора из второго стояк-реактора в устройство регенерации, причем первый катализатор подают в первое отделение, а второй катализатор подают во второе отделение устройства регенерации, и подачу регенерированного катализатора из второго отделения устройства регенерации в первый стояк-реактор и во второй стояк-реактор.

Изобретение относится к способу каталитического крекинга для получения пропилена. Способ включает: подачу тяжелого нефтяного сырья и первого катализатора каталитического крекинга в первый лифт-реактор для проведения реакции каталитического крекинга; разделение полученного углеводородного потока и полученного закоксованного катализатора в сепараторе на конце первого лифт-реактора; подачу углеводородного потока на разделение в следующую систему разделения продуктов; либо подачу закоксованного катализатора для отпаривания непосредственно в отпариватель, либо сначала подачу закоксованного катализатора в реактор с псевдоожиженным слоем и затем подачу в отпариватель для отпаривания; подачу отпаренного катализатора в регенератор для регенерации; причем указанный первый катализатор каталитического крекинга содержит формоселективный цеолит со средним размером пор менее 0.7 нм; подачу крекированного тяжелого нефтяного сырья во второй лифт-реактор; контактирование со вторым катализатором каталитического крекинга, введенным во второй лифт-реактор для осуществления реакции; причем указанный второй катализатор каталитического крекинга содержит формоселективный цеолит со средним размером пор менее 0.7 нм; подачу легких углеводородов во второй лифт-реактор в точке после подачи крекированного тяжелого нефтяного сырья; смешение легких углеводородов со смесью, образовавшейся при контакте и реакции крекированного тяжелого нефтяного сырья и второго катализатора каталитического крекинга, и осуществление реакции; причем указанные легкие углеводороды включают углеводороды С4 и/или фракцию бензина, полученную в указанной системе разделения продуктов; подачу углеводородного потока и катализатора, полученного после реакции во втором лифт-реакторе, в реактор с псевдоожиженным слоем, связанный последовательно со вторым лифт-реактором, для осуществления реакции; подачу полученного углеводородного потока после реакции в реакторе с псевдоожиженным слоем на разделение в систему разделения продуктов; введение полученного закоксованного катализатора в отпариватель для отпаривания и затем подачу отпаренного катализатора на регенерацию в регенератор.

Изобретение относится к способу и устройству для смешивания потоков регенерированного и карбонизированного катализаторов. Способ смешивания двух потоков катализатора, включающий подачу первого потока катализатора в пространство между стенкой лифт-реактора и стенкой камеры, размещенной в указанном лифт-реакторе; подачу второго потока катализатора в указанный лифт-реактор; прохождение указанного первого потока катализатора из указанного пространства в отверстие в указанной камере и прохождение указанных первого потока катализатора и второго потока катализатора вверх в указанном лифт-реакторе; включающий прохождение указанного первого потока катализатора вдоль указанной стенки указанной камеры перед поступлением указанного первого потока в указанное отверстие.

Изобретение относится к способу и устройству для смешения потоков зауглероженного и регенерированного катализатора. Способ смешения двух потоков катализатора, включающий подачу первого потока катализатора, который представляет собой поток регенерированного катализатора, в камеру; подачу второго потока катализатора, который представляет собой поток зауглероженного катализатора, в вертикальный стояк; пропускание катализатора из указанной камеры в указанный вертикальный стояк; и пропускание указанного первого потока катализатора и указанного второго потока катализатора вверх по указанному вертикальному стояку.

Изобретение относится к способу повышения выхода пропилена в установке флюид каталитического крекинга. Способ включает следующие стадии: (a) крекинг углеводородного сырья в стояке, работающем в температурном диапазоне от 500°C до 625°C в присутствии псевдоожиженного твердого микросферического крекирующего катализатора для получения углеводородных продуктов; (b) отделение загруженного коксом отработанного катализатора от углеводородных продуктов и его отпаривание в отпарной колонне для удаления углеводородов, захваченных внутри пор катализатора; (c) выжигание отложений кокса на отработанном катализаторе в регенераторе; (d) рециркуляция части горячего регенерированного катализатора в отпарную колонну с поддержанием температуры в отпарной колонне в диапазоне от 550 до 650°C и рециркуляция оставшейся части горячего регенерированного катализатора в нижнюю часть стояка; (e) закачка углеводородной фракции С4, отделенной от продуктов крекинга, по выбору с внешним потоком углеводорода С4 в отпарную колонну, причем кокс на циркулирующем катализаторе в отпарной колонне составляет от 0,3 до 1% мас., а величина WHSV лежит в диапазоне от 5 до 50 час-1.

Изобретение относится к способу и устройству для смешивания потоков карбонизированного и регенерированного катализатора. Способ включает подачу первого потока катализатора в лифт-реактор, подачу второго потока катализатора в лифт-реактор, прохождение первого потока катализатора вокруг вставки, размещенной в лифт-реакторе, и смешивание с вторым потоком катализатора, прохождение второго потока катализатора вокруг вставки, размещенной в лифт-реакторе, смешивание с первым потоком катализатора, и прохождение первого потока катализатора и второго потока катализатора вокруг вставки и вверх в лифт-реакторе.

Настоящее изобретение относится к способу получения бензина и одновременного получения пропилена на установке каталитического крекинга (FCC), содержащей основной реактор (1), работающий в восходящем потоке («подъемник с восходящим потоком») или нисходящем потоке («подъемник с нисходящим потоком») и обрабатывающий тяжелое сырье (СН1), и, возможно, вспомогательный подъемник с восходящим потоком (2), работающий в более жестких условиях, чем главный реактор (1), и обрабатывающий более легкое сырье (СН2), причем в способе обрабатывают, помимо основного сырья (СН1) и возможного более легкого сырья (СН2), фракцию, состоящую преимущественно из олефиновых молекул С4, С5 и С6, причем указанную олефиновую фракцию, соответствующую потоку с промежуточной ступени (22), отбирают на уровне промежуточной ступени компрессора жирного газа, составляющего часть секции очистки газа (SRG), соединенной с установкой FCC, и указанную олефиновую фракцию С4, С5 и С6, соответствующую потоку с промежуточной ступени (22), вводят до основного сырья (СН1) через внутреннюю трубу указанного главного реактора (1), заканчивающуюся за 1-0,5 м выше уровня нагнетателей основного сырья (СН1).

Изобретение относится к увеличению выхода этилена и пропилена в процессах нефтепереработки. Изобретение касается способа улучшения выхода этилена и пропилена из исходного сырья легкой нафты, включает получение исходного сырья легкой нафты из первичной зоны крекинга, содержащей катализатор крекинга.

Настоящее изобретение относится к способу каталитического крекинга в псевдоожиженном слое, содержащему: этап реакции углеводородного сырья в псевдоожиженном слое катализатора в условиях восходящего или нисходящего потока; этап отгонки закоксованных зерен катализатора для их отделения от крекированных фракций и отпарки закоксованных зерен катализатора; этап регенерации закоксованных зерен катализатора в одну или несколько ступеней, причем регенерированные зерна катализатора, собираемые на выходе, возвращают на этапе реакции на вход псевдоожиженного слоя, при этом упомянутый способ каталитического крекинга в псевдоожиженном слое включает на этапе отгонки/отпарки многостадийный способ крекинга и отпарки псевдоожиженной смеси углеводородов и закоксованных зерен катализатора, причем указанный многостадийный способ включает по меньшей мере один этап крекинга и этап отпарки после разделения закоксованных зерен катализатора и крекированных фракций.
Наверх