Способ каталитического крекинга в псевдоожиженном слое

 

Изобретение касается нефтехимии, в частности способа каталитического крекинга углеводородного сырья в псевдоожиженном слое. Цель - повьшение эффективности процесса. Крекинг ведут в связанной системе реакторрегенератор контактированием сырья с цеолнтсодержапщм катализатором при 470-540 0, 1-3 атм и объемном отношении катализатор : сырье 4,5-7. Исходное сырье подогревают до 80-250°С в зоне регенерации при косвенйом теплообмене до 210-400 С и смешивают с катализатором,, причем часть сырья (с Т.210-400 С) можно охладить и смешать с сырьем (с т. 80-250 С) . Отра-- ботанный катализатор отделяют от продуктов реакции и регенерируют его 0;2 содержапщм газом при 625-725 0, лучше до полного окисления кокса до СО, затем горячий регенерированный катализатор подают в реактор. Способ позволяет использовать более селективноактивный катализатор и сырье с большей коксуемостью (число Конрадсона 0,4 мас.%) и содержанием металлов (Ni-эквивалент сырья 1,4 ч. на млн.) при использовании меньшего количества кислорода (объемный избыток 2 вместо 5%) и возможности обработки более горячего исходного сырья (до 250 С) . 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл. § О) с ел ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 10 С 11/18

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР (21) 3456104/23-04 (22) 21.06.82 (31) 8119375 (32) 23.06.81 (33) GB (46) 15.12.88. Бюл. Р 46 (71у Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. (%.) (72) Пауль О Коннор (NL), Джон Гордон

Маккиллоо (AU), Рольф Мартин Стордален (МО) и Гарри Геелен (Ж) (53) 665.644.4 (088.8) (56) Патент Великобритании И 1074337, кл. С 5 Е, 1967.

Патент США Н 4162213, кл. 208-89, 1979. (54) СПОСОБ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА

В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ (57) Изобретение касается нефтехимии, в частности способа каталитического крекинга углеводородного сырья в псевдоожиженном слое. Цель — повышение эффективности процесса. Крекинг ведут в связанной системе реакторрегенератор контактированием сырья

Изобретение относится к способу каталитического крекинга углеводородного сырья в псевдоожиженном слое в реакторной системе, содержащей зону крекинга и зону регенерации, сообщающиеся друг с другом.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса.

На фиг. 1 приведена технологическая схема; на фиг. 2 — влияние подо„„SU „„1445562 А 3 с цеолитсодержащим катализатором при

470-540 С, 1-3 атм и объемном отношении катализатор : сырье 4,5-7. Исо ходное сырье подогревают до 80-250 С в зоне регенерации при косвенйом теплообмене до 210-400 С и смешивают с катализатором,. причем часть сырья о (с т.210-400 С) можно охладить и смешать с сырьем (с т. 80-250 С). Отра- . ботанный катализатор отделяют от продуктов реакции и регенерируют его

О -содержащим газом при 625-725 С, лучше до полного окисления кок"а до

СО, затем горячий регенерированный катализатор подают в реактор. Способ

Ф позволяет использовать более селектив- З ноактивный катализатор и сырье с боль- рр шей коксуемостью (число <онрадсона

0,4 мас.X) и содержанием металлов (Ni-эквивалент сырья 1,4 ч. на млн.) при использовании меньшего количества Я кислорода- (объемный избыток 2 вместо

57) и возможности обработки более горячего исходного сырья (до 250 С). @

2 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл, 4 грева сырья в змеевиках регенератора на выжиг кокса на катализаторе.

Свежий исходный материал поступает по линии 1 и, пройдя через змеевики регенератора 2 и линию 3, включая теплообменник 4, подогревается и вводится в линию 5. Можно рециркулировать часть исходного материала через линию 6 вновь через змеевики регенератора 2, получая более стабильную температуру исходного материала в

Таблица 1

Температура реактора, С

510 510 э 144556 линии 3 и псевдоожижне ного слоя 7.

Змеевики регенератора 2 погружены в псевдоожиженный слой частиц регенерируемого катализатора.

В некоторых случах может оказаться целесообразным установить еще один теплообмнник в линии I либо до, либо после линии 8 для охлаждения или нагрева избыточного горячего или холодного исходного материала. Можно также установить теплообменник 4 в линни 6 рециркуляции, в частности, при обработке тяжелых коксующихся исходных материалов, тогда материал с высокой температурой в линиях 5 и 3 (для облегчения испарения тяжелого сырья в нижнем бункере) будет охлаждаться в регенераторе, так как будет 2р сгорать лишнее количество кокса. Исходный материал проходит по линии 5 к нижнему бункеру 9,,в котором контактирует с горячим регенерированным катализатором, поступающим через сто- 25 як 10. Исходный материал испаряется и проходит вместе с частицами кя,-;ализатора через вертикальный реактор 11 поршнеобразным восходящим потоком в псевдоохмженный слой 12, находящийся Зб в реакторном резервуаре 13. Газообразные и испаренные жидкие продукты крекинга выводят через верхнюю часть резервуара 13 по линии 14. Линия 14 соединена с циклонами (не показаны), в которых из газового потока удаляют захваченные твердые частицы катализатора, возвращаемые в псевдоожиженный слой 12 через заглубленные стояки (не показаны). Частицы отработавшего катализатора отделяют от любых приставших углеводородов в отпарочном резервуаре 15, помещенном под реакторным резервуаром 13. Затем отделенные частицы отработавшего катализато- ра направляют по стояку 16 в регенераторный резервуар 17. В резервуаре

17 посредством потока окислительного газа. поддерживают псевдоожиженный слой 7 частиц катализатора, обычно посредством потока воздуха, подаваемого через сопловую трубу 18. Углеродные осадки на частицах катализа.— тора сжигаются в слое 7, и частицы регенерированного катализатора через стояк 10 возвращают в нижний бункер

9. Газы сгорания отводят в верхней части регенераторного резервуара 17 через линию 19.

2 ° 4

Линию 8 испольэовать не тельно . Ее обычно используют для пус« ка процесса или в качестве аварийной разгрузочной линии. В этих целях предусмотрен клапан (не показан) на сое-. динении линий 1 и 8, обеспечивающий возможность направлять поток исходного материала полностью или же частично в линию 8.

Hp и м е р 1. Сначала установка каталитического крекинга в псевдоожиженном слое работает как обычно, но при полном сжигании СО. В этом случае можно обрабатывать только холодное сырье (с температурой порядка 5080 С), так как любое повышение температуры сырья вызывает неприемлемое повышение температуры регенератора.

С целью охлаждения слоя катализатора в регенераторе следует поддерживать избыток кислорода.

Согласно предложенному способу установку переделывают, помещая в регенератор подогревательные змеевики. В связи со специфическими размерами и формой этого регенератора устанавливают два параллельных набора из трех змеевиков. Змеевики занимают поперечное сечение резервуара между верхней частью люка и нижним уровнем выводного бункера. У каждого змеевика имеется собственное впускное и выпускное отверстие, и каждый .змеевик представляет собой самоподдерживающуюся балку, требующую только концевых опор ° Кроме того, каждый змеевик может пройти через люк. Выбранный для труб сплав позволяет работать при максимальной температуре регенератора 700 С при проектном давлении .25 бар абс. Общая длина труб внутри генератора достаточна для нагрева исходного материала от

200 до 370 С при скорости подачи

3000 т/сут.Условия реакции и результаты измерений показаны в табл. 1.

5 . 1445562

Продолжение табл.l

Продолжение табл. 2

Номера линий (потоков)

5 по фиг.1

Скорость потока, т/день, для

Давление в реакторе, бар .

1,3 1,3 стандартно операции перации предвариельным поогревом

Объемное отношение катализатор:

:сырье

7000 18000

30000 21000

Максимальная температура регенератора С

660

660

2860

2810

Исходная темпео ратура сырья, С

50-80 200

18140

27!90

2100

3710

370

2240

3900

Избыточный кис3000

17 лород в регенераторе, об.%

Отношение возИз данных, приведенных вьппе, следует, что при проведении крекинга с осуществлением предварительного подогрева в соответствии с предложенным способом рециркулирует только 2/3 катализатора (потоки 5 и 11), фактически требуется меньшее количество воздуха для регенератора (поток 14) и образуется меньшее количество газообразных продуктов сгорания (поток 15), в то время как образуется даже большее количество требуемых продуктов крекин40 га (поток 9) по сравнению с известным способом. дух : кокс в регенераторе

19,5 15

Число Конрадсона для сырья, мас.%

Ni-эквивалент сырья, ч на мпн

0,4 2,0 0,4 0,4

0,4 0,4 1,4 0,4

Содержание цеолита в катализаторе, мас.%

3 3 3 5

Ниже приведены данные по осуществлению предложенного способа в других

45 технологических условиях (табл.3).

Т а блица 3

Таблица 2

Номера линий (потоков) по фиг.1

Скорость потока, т/день, для

Опыт 1 Опыт 2

Показатели операции предвари 50 тельным подогревом стандартно операции

Температура реактоо ра, С

540 470

Давление в реакторе бар

3000

3000

3,0 1,0

3000

Объемное отношение катализатор : сырье

7,0 4,5

3000

3000

1 2 3

Температура на входе нижнего бункера (сырья), С 50-80

В табл. 2 приведены сравнительные данные по расходным показателям.

При полном сгорании СО.

14455 2 (3

250 10

Входная температура сырья в нижнем баке (катализаторного подъемника), С

210

390

Избыточный кислород в регецераторе,об.%

Отношение регенерирующий воздух: кокс

15 15

Число Конрадсона для сырья, мас.%

5,1 5,1

Содержание цеолита в катализаторе, мас.%

Номера потоков (скорость потока, т/день)

3000 3000

3000 3000

21000 13500

24000 16500 °

2814 2883

21186 13617

2046 1287

Скорость пбтока, т/день

Номера потоков (фиг.1) 1404

2232

300 300

3000

Пример 2. На фиг. 1 показано влияние подогрева сырья в змеевиках регенератора 2 на выжиг кокса на катализаторе. Температура регенераци- .

3000

15600

Продолжение табл. 3

Максимальная температура регенерации, С 725 625

Исходная температура вводимого сырья, С 80

Ni-эквивалент сырья,. .ч на млн 6,4. 6,4

62 ° 8 онной зоны Тр„ построена как функция отношения катализатор/масло (С/0).

Ясно, что уменьшение скорости подачи

С катализатора вызывает повышение

Т,, которую следует поддерживать нйже 725 С. Однако уменьшение С необходимо для понижения жесткости крекинга, например, при использовании селективноактивных катализаторов.

Иллюстрируются два случая работы реакторной системы псевдоожиженного каталитического крекинга. Линия А показывает работу при обычном каталитическом крекинге, с использованием линии 8, линия Б — по предложенному способу, обходя линию 8 и подогревая исходное сырье в регенерационной зоне 17 без теплообмена в теплообменнике 4 или рециркуляции через линию

6. Во всех случах сырье вводят в линию 1 при 200"С и поддерживают темпео ратуру 520 С на выходе реактор/стояк.

Кривая А показывает результаты работы процесса, сбалансированного по теплу, а кривая Б — результаты работы с йодогревом сырья в змеевиках регенератора.до 400 С. Кривая Б смещена в сторону более низких отношений

С/О и более низких температур регенератора при условии, что в предложенном способе можно использовать более селективноактивные катализаторы и более коксующиеся исходные материалы, без превышения максимальной темпера

5 о туры регенератора 725 С.

Пример 3.. Способ каталитического крекинга в псевдоожиженном слое осуществляют с предварительным подо0 гревом исходного сырья при тех же условиях проведения реакции, которые используют при осуществлении крекинга, описанного в примере 1, с тем лишь исключением, что соотношение

5 между катализатором и нефтью выбирают равным 5,2 вместо 6 (табл.4).

Таблица 4

1.44

Продолжение табл.4

18600

2800

15800

3000

3200

4500

Число Конрадсона для исходного сырья 5, 1 мас.X. Ni-эквивалент исходного сырья 6,4 ч на млн. Содержание использованного в качестве катализатора цеоЛита 3 мас.X.

Из представленных в табл. 4 данных становится очевидным, что с помощью предложенного способа можно подвергать крекингу исходное сырье с очень высоким коксовым числом.

Таким образом, по предложенному способу по сравнению с известным можно обрабатывать сырье с более высоким коксовым числом, с большим содержанием металлов и можно использовать более селективноактивный катали5562 !

О ной системе реактор — регенератор путем контактирования предварительно нагретого в регенераторе углеводородного сырья с цеолитсодержащим ката

5 лизатором в реакторе при температуре

470-540 С, давлении 1-3 атм и объемном соотношении катализатор : сырье

4,5-7, последующего отделения низкокипящих продуктов реакции крекинга от отработанного катализатора, подачи отработанного катализатора в зону регенерации регенератора, регенерации отработанного катализатора обработкой кислородсодержащим газом при повышенной температуре, отвода избытка тепла из зоны регенерации косвенным теплообменом с исходным углеводородным сырьем и рециркуляции регенерированного горячего катализатора в зону крекинга реактора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эФфективности процесса, исходное углеводородное сырье перед

25 подачей в зону регенерации для косвенного теплообмена подогревают до

80-250 С, причем в зоне регенерации поддерживают температуру 625-725оС, в результате чего исходное сырье наЗр гревают до 210-400 С и нагретое исходное сырье непосредственно смешивают с горячим регенерированным катализатором и подают в зону крекинга реактора. затор.

Кроме того, для охлаждения в регенераторе можно испольэовать меньшее количество кислорода и обрабатывать более горячее исходное сырье, что исключает предварительное охлаждение исходного сырья.

Формула изобретения .1. Способ каталитического крекинга в псевдоожиженном слое в связан

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что регенерацию проводят до полного окисления кокса до двуокиси углерода.

4р 3. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что часть сырья после нагревания за счет косвенного теплообмена с регенерируемым катализатором. охлаждают и смешивают с сырьем, пода45 ваемым на нагрев косвенным теплообменом с регенерируемым катализатором.

)445562

7Я

Составитель Т.Раевская.

Редактор M.Öèòêèíà Техред Л.Олийнык Корректор И.Муска

Заказ 503 Тираж 446 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. ужгород, ул. Гагарина,101