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La présente invention est relative à un procédé et à un appareil de cokéfaction fluidifiée, et spécialement à un système con- venant pour la mise en oeuvre d'une cokéfaction fluidifiée à l'échelle indus- trielle.L'invention est encore'plus particulièrement relative à un système permettant l'équilibrage des températures et d'empêcher une agglutination et une agglomération excessive dans de grands réacteurs de cokéfaction flui- difiée.
La cokéfaction fluidifiée est fondamentalement bien connue.Elle consiste à introduire une alimentation hydrocarbonée lourde, telle qu'un brai de pétrole, dans un lit fldidifié dense de solides finement divisés à une température de cokéfaction appropriée et à un taux d'alimentation to- tal d'environ 0,3 . 2 ou même 5 pieds d'alimentation liqùide par heure par poids de solides fluidifiés.Les vitesses de gaz fluidifiant se rangent habituellement d'environ 0,5 à 3 pieds par seconde.La température de coké- faction peut se situer entre environ 850 et 15000P ou plus,suivant le but principal de l'opération.
On préfère des températures inférieures à envi- ron 1100 F, lorsqu'on désire produire un maximum de distillat dans la gamme du gasoil pour une conversion en carburant de moteur par un cracking catalytique, tandis qu'on préfère des températures supérieures à environ 1200 F, lorsque.le but principal est de produire des hydrocarbures aromati- ques et oléfiniques.Dans l'un ou l'autre cas, l'alimentation hydrocarbonée est introduite, d'une façon générale, dans le lit fluidifié à un niveau don- né par un gicleur unique ou un anneau,de gicleurs, et elle est pyrolitiquement dé- composée dans la zone de réaction, en formant les vapeurs hydrocarbonées désirées, qui sont enlevées en vue de subir un nouveau traitement,
et un dépot carboné qui se dépose sur les particules fluidifiées sous forme de couches en forme de pellicules.En conséquence, on a accoutumé d'enlever une portion des solides de la zone de réaction, en partie pour récupérer du coke produit net, en partie pour broyer une certaine quantité de ce coke en vue de son retour vers le réacteur, de manière à maintenir une distri- bution ou répartition de dimensions de particules à peu près constante dans le réacteur, et en partie pour faire circuler une certaine quantité du coke vers le réchauffeur où le coke en circulation est chauffé et ensuite renvoyé au réacteur de cokéfaction pour fournir la chaleur requise de ob- kéfaction .. - @ , .
,
On a démontré avec succès le fonctionnement de tels procédés en laboratoire et dans de petites installations pilotes.Cependant,en dépit d'expériences approfondies avec des réacteurs de cracking catalytique flui- difié, on a rencontré des complications imprévisibles dans le fonctionne- ment de réacteurs plus grands de cokéfaction fluidifiée, spécieùment dans ceux qui ont un rapport hauteur-diamètre élevé.A titre d'exemple, un appa- reil de cokéfaction cylindrique d'une capacité d'alimentation de brai d' environ 5000 barrels par jour, opérant à un taux d'alimentation de brai d'environ 0,5 poids de brai par heure par' poids de solides fluidifiés @ dans le réacteur, et à une vitesse de gaz, dans la partie supérieure du récipient, d'environ 3 pieds par seconde,
aura un diamètre d'environ 3 pieds et une hauteur d'environ 75 pieds, et contiendra un lit fluidifié den- se d'environ 60 pieds de profondeur.Des unités de cracking catalytique fluidifiée h&bituelles, telles que des réacteurs de cokéfaction fluidifiée ont la tendance indésirable de développer des différences de température importantes et désordonnées, d'une partie à l'autre du réacteur , du fait d'un mélange insuffisant.
Il y a également une plus grande tendance que les solides fluidifiés deviennent assez visqueux, et que de ce fait,le lit fluidifié s'embourbe à des taux d'alimentation de brai,que l'on trouvait précédemment satisfaisants dans des opérations pilotes.Un autre symptome d'opération, insatisfaisante est la formation de gros agglomérats, ce qui a pour résultat une perte de coke élémentaire de valeur.
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Un but de la présente invention est de procurer un procédé et un a pareil de cokéfaction fluidifiée, ayant des caractéristiques de répar- tition de températures améliorées,, des caractéristiques de fluidi- fication améliorées à des taux d'alimentation hydrocarbonee satisfaisants, et des tendancesréduites à l'agglomération de particules, spécialement dans des réacteurs élevés ayant un rapport hauteur/diamètre d'au moins 6/1 et no- tamment un rapport atteignant 10 ou 20 pour 1.Un autre but est de présenter un système d'injection d'une alimentation d'huile hydrocarbonée lourde dans un récipient de cokéfaction fluidifiée, quelle que soit la forme du réci- pient, en évitant que le lit de solides fluidifiés ne s'embourbe et ne s' agglomère.
Ces buts ,et d'autres, de même que la nature générale et les avan- tages de l'invention et le meilleur mode de mise en oeuvre de celle-ci appa- raîtront de la description suivante et des dessina annexés.
Les dessins sont des illustrations schématiques d'un appareil englobant la présente invention et agencé pour fonctionner suivant celle-ci.
La figure 1 illustre une forme simplifiée d'un récipient de coké- faction présentant des conduites multiples d'admission et de coke chaud',
La figure 2 représente une conception préférée de récipient de cokéfaction, ayant une allure conique en vue de maintenir une vitesse sen- siblement uniforme de gaz fluidifiant.
L'alimentation est injectée suivant une série de plans espacés verticalement suivant le volume de solides fluidifiés enfermés qntre eux.
L'appareil de cokéfaction ,tel que représenté ,est chauffé par un brûleur du type à solides fluidifiés.
On a découvert maintenant que les difficultés susmentionnées dans une cokéfaction fluidifiée à grande échelle peuvent être réduites au mi- nimum en alimentant le brai dans le réacteur sous des conditio spéciales soigneusement contrôlées.On a trouvé plus particulièrement que les diverses difficultés sont dues principalement aux concentrations locales excessives d'alimentation liquide dans le lit fluidifie, et à un mélange de haut en bas insuffisant Tout ceci est encore aggravé par le fait que plus le ré- acteur est grand, plus grand est'le gicleur normalement utilisé pour 1' injection de l'alimentation.Tout cela a. pour résultat des températures lo- calement réduites et des solides trop humides qui tendent à s'agglomérer et même à se cokéfier avant que la.
turbulence du lit ne puisse rompre de tels agglomérats humides.Un tel phénomène n'ajamais été sérieusement ren- contré dans le procédé commercial le plus étrontement apparenté, à savoir dans le crocking catalytique fluidifiée du gasoil, ni dans des opérations de cokéfaction fluidifiée à petite échelle. Dans le cas d'uncracking cata- lytique fluidifié, l'aptitude pratiquement totale à la vaporisation empê- che apparemment les solides fluidifies de rester humides pendant un temps appréciable quelconque et, de ce fait, la turbulence dans le lit fluidifié reste essentiellement non altérée , malgré des concentrations élevées en liquides dans le voisinage de l'admission d'alimentation.
Par opposition au cracking catalytique et à une cokéfaction flui- difiée à petite échelle, si toute l'alimentation hydrocarbonée résiduaire est introduite à un niveau donné dans un réacteur de cokéfaction de dimen- sions commerciales, une concentration locale très élevée de liquide se crée.En particulier, par exemple,une alimentation de 5000 barrels d'hydro- carbure par jour suivant la section transversale d'un réacteur ayant un dia- mètre de 9 pieds donnera un taux d'alimentation d'environ 3,5 barrels par heure par pied carré de section transversale du réacteur, ou environ 2,5 gallons par minute par pied carré.On a trouvé ces chiffres quelque peu excessifs pour obtenir une cokéfaction fluidifiée continue satisfaisante dans un tel récipient relativement élevée et étroit,
spécialement avec des ali-
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mentations contenant une fraction importante de matière non vaporisable sous des conditions de cokéfaction, par exemple, des alimentationshydrocarbonées lourdes caractérisées par une teneur en carbone Conradson d'au moins 5% en poids, et notamme celles qui ont une teneur en carbone Conradson de par exem- ple 20 à 50% en poids.De ce fait, on atrouvé que des conditions de cokéfac- tion fluidifiée spécialement avantageuse peuvent être établies dans des opéra- tions à grande échelle, par exemple dans des oparations correspondant à un taux d' alimentation de 1000 à 10.
000 barrels ou plus d'hydrocarbure résiduaire par jour,lorsque cette alimentation est introduite dans le lit fluidifié à plusieurs niveaux consécutifs, de manière que le taux d'alimentation à cha- que niveau soit inférieur à environ 5 gallons par minute par pied carré de section transversale du réacteur, de préférence entre environ 0,1 à 1,5 gallon par minute par pied carré pour des récipients plus petits qu'environ 10 pieds de diamètre et jusqu'a environ 3 gallons par minute pour de plus grands récipients alant jusqu'à environ 15 pieds de diamètre.En outre,les niveaux successifs d'alimentation sont, de préférence espacés verticalement de telle sorte que des volumes à peu près égaux de solides fluidifiés exis- terait entre eux.Pour des appareils de cokéfaction cylindriques,
un espace- ment préféré des plans d'injection est de 1 à 2 fois le diamètre du réac- teur.Evidemment, le taux d'alimentation admissible à chaque niveau sera d'autant plus faible que l'alimentation est plus lourde et en particulier que la teneur en carbone Conradson de celle-ci est plus import'ante, que la température de réaction es plus basse, que la vitesse de fludifi- cation est plus faible et que la surface totale des solides fluidifiés par unité de volume du réacteur est plus petite.
Un autre perfectionnement encore peut-être obtenu non seulement en injectant l'alimentation hydrocarbonée à différents niveaux, mais encore en introduisant des soldes fraîchement chauffés, d'aire superficielle spécifique relativement élevée, dans le réacteur, à plusieurs niveaux différents.On préfère spécialement renvoyer des solides fraichement brûlés dans le réacteur à peu près aux mêmes niveaux que l'alimentation franche, afin de rendre la répartition de température moins dépendante d'un contre- mélange.Ces solides fraîchement brûlés ont une plus grande aire superficiel- le et, par conséquent, une plus grande capacité adsôrptive pour l'alimen- tation liquide que des particules d'une dimension similaire,
qui ont été dans le réacteur pendant un certain temps et ont'déjà été en contact avec une certaine quantité d'alimentation liquide.En conséquence, on atrouvé qu'une telle injection multiple de solides augmente les possibilités d' utilisation du réacteur jusqu'à un degré étonnant, spécialement dans les cas où l'alimentation liquide est également introduite à différents niveaux.
Un mode d'application préférée-dé l'invention sera maintenant dé- crit dans son application à la cokéfaction fluidifiée d'une huile brute de Louisiane du Sud, réduite sous le vide, ayant un point d'ébullition atmos- phérique initial d'environ 1000 F, une gravité d'environ 2 API;
et une teneur en carbone Conradson d'environ 30%en poids .Cependant, on comprendra que l'invention est largement applicable à diverses autres alimentations hydrocarbonées lourdes ayant une gravité qui peut se situer d'environ -10 à 20 API, une teneur en carbone Coadson d'environ 5 à 50% en poids, et des caractéristiques d'ébullition telles qu'au moins 10 ou 25% en poids de l'alimentation ne puissent pas être vaporisées à la pression atmosphérique sans pyrolyse intense.D'autres exemples ,particuliers de ces alimentations sont des résidus -de*pétrole longs ayant un point d'ébullition initial supérieur à environ 600 F, des résidus courts en brais sous le vide bouillant au-dessus d'environ 100 F, des matièresbbrutes vierges ontlères des huiles de cycle catalytiques lourdes,
des huiles de'schiste,diverses poix de houille etc..
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En se référant à la figure 1, l'alimentation est de préférence, préchauffé par des moyens habituels.non représentés, jusqu'à environ 400 à 800 F, par exemple jusqu'à 700 F, c'est-à-dire, jusqu'à une température élevée quelque peu inférieure à la température de cokéfaction réelle.L' alimentation préchauffée est alors pompée par une conduite 1 à un taux d'environ 5000 barrels par jour en vue de son introduction dans le réacteur de cokéfaction fluidifiée 10 , ce qui correspond à un taux d'alimentation liquide d'environ 0,5 poids d'alimentation par heure par poids de solides fluidifiés présents dans le réacteur.Le réacteur est un récipient cylindri- que d'une largeur d'environ 9 pieds et d'une hauteur d'environ 75 pieds,
contenant des particules de coke fluidifiées finement divisées.Les solides peuvent avoir un diamètre d'environ 20 à 500 ou 1000 microns, la plus grande partie ayant environ 80 à 300 microns.Ces solides sont maintenus sous la forme d'une masse fluidifiée turbulente ayant une densité apparenté d' environ 10 à 60 livres par pied cube, par exemple, 40 livres par pied cube, et ayant un niveau supérieur 11 se situant à environ 60 pieds au- dessus du fond du réacteur.Au-dessus du niveau 11, se trouve une phase de vapeur diluée ne contenant qu'une quantité relativement petite de solides entrainés.
Une fluidifcation des solides est obtenue par les vapeurs hydrocarbonées ascendantes formées par la cokéfaction de l'alimentation, et également par un gaz fluidifiant inerte, tel que de la vapeur sur- chauffée qui est habituellement introduite dans le fond du réacteur 10 par une conduite 5.
La partie inférieure du réacteur 10 peut être convenable- ment étranglée pour former un puits 6 dans lequel les solides en circulation peuvent être libérés des hydrocarbures volatilisables à l'aide du courant de gaz inerte susmentionné 5.L'addition de ce gaz extérieur-su facteur peut s'élever jusqu'à environ 0,5 à 10% en poids parrapport à l'élimen- tation hydrocarbonée, 2% en poids étant une valeur convenable.Le taux d' addition de ce gaz extérieur est convenablement réglé pour procurer une vitesse superficielle totale de gaz ascendant d'environ 0,5 à 6 pieds par seconde dans le réacteur.On préfère généralement des vitesses de gaz d'en- viron 1 à 3 pieds par seconde, étant entendu que'la vitesse de gaz tend,à augmenter aux niveaux progressivement plus élevés dans leréacteur,
du fait du développement de quantités croissantes de vapeur hydrocarbonée par cokéfaction de l'alimentation lourde.
Le lit fluidifié est maintenu à une température de cokéfaction d'environ 800 à 1200 F, de préférence à environ 950 F, point auquel un distillat convenant pour un cracking caàlytique doit être le produit prin- cipal désiré.Des températures plus élevées peuvent être utilisées, si des matières pétro-chimiques, telles que de l'éthylène ou des aromatiques,sont les principaux produits désirés.La pression dans la partie supérieure du réacteur 10 est habituellement la pression atmosphérique, par exemple,en- viron 10 livres par pouce-carré de pression effective, bien que des pressions effectives plus élevées allant jusqu'à environ 100 livres par pouce carré, de même que des pressions supérieures à la pression atmosphérique,
puissent être utilisées également si des considérations spéciales le justifient.E- videmment, la pression au fond du réacteur est beaucoup plus élevée qu'au sommet, du fait de la pression pseudo-hydrostatiques exercée par le lit de solides fluidifiés.
Suivant la présente invention, l'alimentation chaude de la con- duite 1 est introduite dans le lit fluidifié du réacteur 10 en portions é- gales par une série de gicleurs d'alimentation 2, 3 et 4 disposés à trois niveaux différents séparés l'un de l'autre par une distance verticale d' environ 15 pieds.Il doit être compris évidemment que l'alimentation peut être introduite à un plus grand nombre de niveaux que les :
trois représen- tés, et, dans certaines circonstances, deux niveaux d'alimentation seule- , ment peuvent suffire, suivant principalement le rapport du taux d'alimen-
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tation à la section transversale du réacteur.Du fait, l'injection de l'ali- mentation sous forme d'une série de courants à différents niveaux simule'' le traitement de ces courants individuels dans des réacteurs séparés ayant la même section transversale que le réacteur 10,mais ayant une hautpur correspondant seulement à la distance entre deux niveaux d'alimentation voisins.
On a trouvé que la distribution de l'alimentation sur les solides de même que l'uniformité des autres conditions, sont de loin meilleures dans ces réacteurs relativement peu profonds que dans un réacteur profond ayant la dimension totale du réacteur 10 mais pourvu d'une injection d'alimentation à un seul niveau.
Les vapeurs hydrocarbonées libérées dans la zone de cokéfaction fluidifiée, de même que toute vapeur injectée, s'élévent au-dessus du ni- veau 11 du lit fluidifié, en entraînant une certaine quantité de solides et en formant une phase de vapeur diluée ayant une densité d'environ 0,01 à
1 livre par pied cube, suivant la vitesse de gaz, la dimension des particu- les solides et d'autres facteurs bien connus, .En vue de récupérer les so- lides entraînés hors des vapeurs, celles-ci sont envoyées, de préférence dans un cyclone 14 ou autre moyen équivalent adapté à la séparation de solides entraînés,
d'avec des gaz.Les solides séparés peuvent alors être envoyés au lit fluidifié par une canalisation plongeante 15.Les vapeurs plus ou moins libres de poussières s'échappent alors au sommet par la conduite 16 en vue d'un autre traitement désiré.Par exemple, les vapeurs de 'produit peuvent être fractionnées, et la fraction de gasoil résultante peut être ca- talytiquement craquée pour former de l'essence d'une manière bien connue en soi, ou bien d'autres procédés habituels peuvent être utilisés suivant le produit final désiré.A titre d'exemple, une telle cokéfaction de résidus sous le vide peut produire environ 10 à 20% en poids de coke, 7 à 12% en poids de C3 et de gaz plus légers, environ 15 à 25% d'une fraction d'essence C4/430 F,
environ 45 à 65% en volumes d'une fraction de gasoil bouillant de 4300 à 1015 F, et 0 à environ 25% en volumes d'une fraction résiduaire.
Les 'chiffres particuliers varieront évidemment d'un cas à l'autre, suivant la matière de l'alimentation, la condition de réaction particulière,le degré auquel le résidu lourd est recyclé, etc.
Au fur et à mesure que l'alimentation hydrocarbonée est cokéfiée dans le récipient 10, elle subit une réaction endothermique qui la craque en vapeurs hydrocarbonées plus légères ainsi qu'en un résidu carboné solide ou coke.Ce coke se dépose en couches, en forme de pellicules, sur les par- ticules fluidifiées finement divisées, en provoquant une augmentation con- tinue des dimensions de particules.En conséquence ,à la fois pour mainte- nir les solides dans une gamme de dimensions permettant une fluidification convenable et pour fournir la chaleur de cokéfaction, une oertaine quan- tité des particules solides sont enlevées, de façon continue, du réacteur par une canalisation verticale 19;
de préférence après épuration dans le puits susmentionné 6.Le coke épuré est alors envoyé vers un réchauffeur con- venable, où il est chauffé jusqu'à une température supérieure à la tempéra- ture de réaction régnant dans le récipient de cokéfaction 10.Ce chauffage tend également à augmenter l'aire superficiele du coke en circulation par conversion plus complète du coke frais produit dans le procédé.De plus,une aire superficielle supplémentaire peut être obtenue en activant le coke enlevé, avec de la vapeur surchauffée, de toute manière connue.
Une manière convenable d'obtenir la chaleur de réaction suppose le brûlage partiel du coke enlevé et le renvoi de la partie non brûlée à la zone de cokéfaction.Par exemple, du coke chaud enlevé par la canalisation 19 peut, être mélangé avec un gaz contenant de l'oxygène, tel que de l'air introduit par la conduite 21.La suspension résultante peut alors être en- voyée vers le haut à travers un brûleur 20.Dans celui-ci, le mélange d'air et de coke est, de préférence, maintenu sous forme d'un lit fluidifié tur-
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bulent dense, similaire à celui présent.- dans le récipient 10, de manière à permettre une durée de séjour suffisante pour que la combustion se déve- loppe jusqu'au degré désiré.Par exemple,
environ 15 à 25% en poids du coke produit dans le procédé peuvent ainsi être brûlas .Le résidu -de combustion- solide chaud est enlev4 du brûleur par la conduite 229,en étant entraîné dans.les gaz de combustion chauds Ces gaz sont alors, de préférence, séparés des solides chauds par passage à travers un moyen de séparation, tel qu'un cyclone 23, les gaz étant emmenés par une conduite 24, tandis que les soli- des chauds séparés sont renvoyés au récipient de cokéfaction, par une con- duite 25.Une partie du coke séparé, de préférence après un refroidissement approprié, est également, de préférence,enlevée par une conduite 29 en vue de son passage à un broyeur non représenté, de manière à fournir la quan- tité requise de coke élémentaire ou coke en semences,
destiné à retourner au récipient de cokéfaction.Tout surplus net de coke peut également )être récupéré à ce point comme produit.Ou bien, du coke produit et du coke pour le broyeur peuvent être enlevés directement du récipient de cokéfaction ou du dispositif d'enlèvement ou épuration, avant leur passage à travers le brûleur.
Evidemment, il doit être entendu que tout moyen convenable autre que le brûleur illustré, du type à circulation ascendante, peut )être employé pour chauffer les solides en circulation.Par exemple, un'soutirage de fond peut être utilisé sur le brûleur à lit fluidifié,.grâce auquel les solides-bhauds sont enlevés directement du lit fluidifié se trouvant dans la partie inférieure du brûleur, au lieu que tous les solides soient em- portés par le dessus dans les gaz de combustion.De même, au lieu de brûler les.solides en phases fluidifiée dense, la combustion peut être admise à s'effectuer pendant que les solides passent sous la forme d'une suspension diluée dans de L'air à travers une conduite de transfert, étroite de lar- geur convenable,
ce qui est bien connu en pratique.De plus, au lieu de four- nir la chaleur de cokéfaction par combustion partielle du coke produit,un combustible extérieur, tel que de l'huile de torche ou un gaz combustible peut être employa omme source de chaleur, et une plus grande quantité de coke peut alors être récupérée comme produit.ans un tel cas, la chaleur requise peut être transférée aux solides du procédé, en circulation soit par contact direct avec les gaz de combustion soit par transfert indirect de chaleur.
Suivant la présente invention, on obtient un avantage spécial lorsque le coke réchauffé est renvoyé au récipient de cokéfaction à une série de niveau plutôt qu'au seul niveau habituel .En particulier, au lieu de renvoyer tout le cokeréchauffé par la canalisation 75, le coke peut être introduit dans le récipient de cokéfaction 10 en portions à peu près égales par une série de conduites 25 , 26 et 27, ces conduites libérant,de préfé- rence, leur charge près des jets d'alimentation fraîche sortant des gicleurs respectifs d'alimentation.
De cette manière, le réacteur étroit élevé 10 est plus réellement converti en une série de réacteurs superposés ayant un rapport relativement petit hauteur/diamètre; de ce fait, les avantages' inhérents à la présente invention sont encore accrus.Il doit être entendu qu'on peut utiliser des gicleurs d'alimentation autres que ceux représen- tés au dessinoPar exemple, les injecteurs d'alimentation peuvent être en fait prévus au ras de la paroi intérieure du réacteur et peuvent délivrer l'alimentation dans le lit fluidifié par vaporisation avec de la vapeur, de l'azote ou un gaz hydrocarboné comprimé.Lorsqu'un seul jet individuel d'alimentation de ce genre est employé à chaque niveau, il est particuliè- rement avantageux que des jets consécutifs soient disposés alternativement suivant les côtés apposés du réacteur,
de manière à assurer une distilla- tion uniforme de l'alimentation.
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Que les solides chauds soient renvoyés au réacteur à une série de niveaux ou à un seul, lorsque le récipient de cokéfaction opère à 8000 à
1200 F, par exemple 900 F, il est avantageux de chauffer le coke dans le réchauffeur jusqu'à une température d'au moins environ 100 F supérieure à la température de cokéfaction, des températures de sortie du réchauffeur d' environ 1200 à 1400 F, par exemple 1300 F, étant spécialement préférées.La vitesse de renvoi de ces solidesrchauds dépendra évidemment de ladifférence de températures entre le récipient de cokéfaction et le réchauffeur, et également d'autres facteurs tels que la température de préchauffage de 1' alimentation.
Il doit être entendu que le lit de solides fluidifiés ne doit pas être composé de carbone pur ou de particules de coke.Le sable, le quartz, du catalyseur épuisé, etc. sont satisfaisants dans certaines applications.
Lorsqu'on utilise de telles matières inertes, le carbone sera déposé sur les particules dans le récipient de cokéfaction et brlé, dans la zone de combustion.Si on le désirée la cokéfaction peut être contrôlée de manière que seule la quantité de carbone suffisante pour fournir la chaleur à la réaction soit déposée sur les particules',
La figure 2 des dessins annexés illustre une autre conception préférée de récipient de cqkéfaction fluidifiée.Le récipient 50 comporte une section étroite d'enlèvement ou d'épuration de courant à la base.Au- dessus de celle-ci, il y a une section conique contenant la zone pyro- lytique principale.Le récipient est en forme conique,
de manière que la vitesse des gaz ascendants reste sensiblement uniforme endépit'dufait- qu'une volatilisation de l'alimentation crée des volumes supplémentaires de gaz.
Au-dessus du niveau pseudo-liquide 59 du lit fluidifié, le récipient est rétréci de manière quela vitesse des gaz ascendants augmente. De cette manière, un entraînement, de faible importance, de particules solides se produira, et les particules entraînées nettoyeront les surfaces voisines en enlevant les dépôts de coke, s'il y en a.
En se référant à la figure 2, l'alimentation chauffée pénètre par un collecteur 51.Elle est vaporisée dans le lit fluidifié par une série de gicleurs 56 à une série de points disposés,aussi bien circonférentielle- ment que verticalement.
On peut utiliser tout type de gicleur qui donnera une dispersion fine de l'alimentation sans exiger des quantités excessives de gaz de dis- persion. L'alimentation pénétré dans les gicleurs par les conduites 52,53, 54 et 55 en provenance du collecteur.
L'espacement vertical des plans des gicleurs est déterminé pour une large part par le volume de solides fluidifiés contenu dans le récipient entre les plans.L'agencement horizontal est réglé, dans une grande mesure, par la vitesse d'alimentation admissible par pied carré d'aire de récipient à chaque plan.Le volume de solides fluidifiés, nécessaire entre les plans, est en rapport avec la vitessse à laquelle l'alimentation est ajoutée.Ceci est souvent exprimé en livres par heure par livre de solides fluidifiés, poids/heure/poids.La vitesse sera.
fixée par la quantité de la charge d'ali- mentation, le préchauffage de l'alimentation, la température opératoire,les caractéristiques des olides fluidifiés, et d'autres facteurs.En général la limite pour la vitesse d'alimentation est de'l'ordre d'environ 0,1 à 3 poids/heure/poids.Le volume correspondant est de 0,007 à 0,5 pied cube par livre d'alimentation par heure.On a montré qu'une vitesse d'alimenta- tion d'environ 2 gallons par minute par pied carré de section transversale de réacteur au plan d'injection donne un bon rendement.
Les vapeurs hydrocarbonées volatiles formées par la pyrolyse s' élèvent au-delà du niveau pseudo-iiquide 59 du lit fluidifié vers les
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séparateurs à cyclone 57.Les particules entraînées sont enlevées des va- peurs dans les séparateurs et renvoyées au lit par les conduites 58.Les vapeurs de produit s'échappent alors au sommet par la conduite 60 en vue d'un traitement ultérieur,tel qu'un fractionnement (non représentée.De la vapeur est admise à 1'appareil de cokéfaction par la conduite 63 pour flui- difier le lit et pour libérer les particules de coke, des hydrocarbures avant le transfert des particules au brûleur.
L'excès de coke produit dans le procédé, en même temps que des particules non fluidifiables de grandes dimensions, sont enlevés par la conduite 61 comme produits.Une partie du lit fluidïfié est continuelle- ment enlevée par la conduite 62 et transférée au brûleur 64.Les chicanes 65 empêchent?les particules de grandes dimensions d'entrer dans la con- duite 62.Un gaz de transporta par exemple, de la vapeur, est fourni en une série de points à la conduite 62 par ds conduites 66.Les solides se trou- vant dans la conduite 62 sont déchargés dans le brûleur par une conduite 67.
De l'air ou un gaz contenant de l'oxygène sont admis au brûleur 64 par la conduite 68.Cet air fluidifie les particules solides dans le brûleur et soutient une combustion partielle des solides contenant du carbone. De cette manière, les solides fluidifiés sont maintenus dans le brûleur à une température d'environ 1300 F.Des chicanes 69 aident à la dis- tribution de l'air entrant.
Les produits de combustion s'élèvent vers le haut dans les cy- clones 70 où les solides entraînés sont enlevés et renvoyés par les condui- tes 71 au lit.Les gaz de combustion, exempts de solides, sont enlevés du brûleur par la conduite 72.
Des particules de coke chaudes se trouvant à la température du lit du brûleur, sont continuellement enlevées par la canalisation verticale 73.Ces particules descendant puis passent dans la conduite 74 où elles sont emportées par de la vapeur de transport fournie par des conduites 75.Les solides chauffés circulent alors vers"le haut en direction du lit du réac- teur. En général, environ 10 à 15 livres de solides chauds, sont introduites dans le réacteur par livre d'alimentation fraîche.
La présente invention n'est pas limitée aux détails ci-avant mais bien des modifications ou variantes sont possibles sans sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS . .
1. Dans un procédé de conversion d'une alimentation hydrocarbo- née liquide lourde en produits plus légers et en résidu carboné solide,par contact avec des solides inertes chauds maintenus sous la forme d'une masse fluidifiée dense prof onde,dans une zone de cokéfaction verticalement allon- gée, le perfectionnement qui comprend l'injection de cette alimentation hydrocarbonée dans cette masse fluidifiée dense, à une série de niveaux es- pacés verticalement, le taux d'alimentation hydrocarbonée injectée dans cette masse, à tout niveau quelconque, étant égal à moins d'environ 5 gal- lons par minute par pied carré de section transversale de la zone de co- kéfaction.
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The present invention relates to a process and apparatus for fluidized coking, and especially to a system suitable for carrying out fluidized coking on an industrial scale. The invention is still more particularly relating to a system for balancing temperatures and preventing agglutination and excessive agglomeration in large fluidified coking reactors.
Fluidized coking is fundamentally well known, and involves introducing a heavy hydrocarbon feed, such as petroleum pitch, into a dense fluidized bed of finely divided solids at an appropriate coking temperature and total feed rate. of about 0.3. 2 or even 5 feet of liquid feed per hour per weight of fluidized solids. Fluidizing gas velocities usually range from about 0.5 to 3 feet per second. Coking temperature can be between about 850 and 15000P or more, depending on the main purpose of the operation.
Temperatures below about 1100 F are preferred, when it is desired to produce maximum distillate in the diesel range for conversion to engine fuel by catalytic cracking, while temperatures above about 1200 F are preferred. , when the main purpose is to produce aromatic and olefinic hydrocarbons. In either case, the hydrocarbon feed is generally introduced into the fluidized bed at a given level by a single nozzle or ring of nozzles, and it is pyrolitically decomposed in the reaction zone, forming the desired hydrocarbon vapors, which are removed for further treatment,
and a carbonaceous deposit which deposits on the thinned particles in the form of film-like layers. As a result, it has been customary to remove a portion of the solids from the reaction zone, in part to recover neat produced coke, in part to grind a certain quantity of this coke with a view to its return to the reactor, so as to maintain an approximately constant distribution or particle size distribution in the reactor, and in part to circulate a certain quantity of the coke to the heater where the circulating coke is heated and then returned to the coking reactor to provide the required heat of obstruction.
,
Such processes have been successfully demonstrated in the laboratory and in small pilot plants; however, despite extensive experimentation with fluidized catalytic cracking reactors, unforeseeable complications have been encountered in the operation of reactors. largest in fluidized coking, especially those with a high height-to-diameter ratio. For example, a cylindrical coker with a pitch feed capacity of about 5000 barrels per day, operating at a pitch feed rate of about 0.5 weight pitch per hour per weight of fluidized solids in the reactor, and at a gas velocity, in the top of the vessel, of about 3 feet per second ,
will be about 3 feet in diameter and about 75 feet high, and will contain a dense fluidized bed about 60 feet deep. Typical fluidized catalytic cracking units, such as fluidized coker reactors have the undesirable tendency to develop large and disordered temperature differences between parts of the reactor due to insufficient mixing.
There is also a greater tendency for the fluidized solids to become quite viscous, and as a result, the fluidized bed will become bogged down at pitch feed rates, which were previously found to be satisfactory in pilot operations. Another symptom of unsatisfactory operation is the formation of large agglomerates, which results in a loss of valuable elemental coke.
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An object of the present invention is to provide a process and the like of fluidized coking, having improved temperature distribution characteristics, improved fluidization characteristics at satisfactory hydrocarbon feed rates, and reduced tendencies. agglomeration of particles, especially in high reactors having a height / diameter ratio of at least 6/1 and in particular a ratio of up to 10 or 20 to 1. Another object is to present an injection system of Feeding heavy hydrocarbon oil to a fluidized coking vessel, regardless of vessel shape, preventing the bed of fluidized solids from becoming bogged down and agglomerated.
These and other objects, as well as the general nature and advantages of the invention and the best mode for carrying it out, will be apparent from the following description and the accompanying drawings.
The drawings are schematic illustrations of an apparatus embodying the present invention and arranged to function therein.
Figure 1 illustrates a simplified form of a coking vessel having multiple inlet and hot coke lines,
Figure 2 shows a preferred coking vessel design, having a conical shape in order to maintain a substantially uniform flow rate of the fluidizing gas.
The feed is injected in a series of vertically spaced planes along the volume of fluidized solids enclosed therebetween.
The coker, as shown, is heated by a fluidized solids type burner.
It has now been found that the aforementioned difficulties in large scale fluidized coking can be minimized by feeding the pitch into the reactor under special carefully controlled conditions. More particularly, it has been found that the various difficulties are due mainly to the concentrations. excessive localities of liquid supply to the fluidized bed, and insufficient top-to-bottom mixing. All this is further aggravated by the fact that the larger the reactor, the larger the nozzle normally used for the injection of gas. food. All this has. resulting in locally reduced temperatures and excessively humid solids which tend to clump and even coke before the.
Bed turbulence cannot break up such wet agglomerates. Such a phenomenon has never been seriously encountered in the most closely related commercial process, namely in the catalytic fluidized crocking of gas oil, nor in small-scale fluidized coking operations. ladder. In the case of thinned catalytic cracking, the substantially complete ability to vaporize apparently prevents the thinned solids from remaining wet for any appreciable amount of time and therefore the turbulence in the fluidized bed remains essentially unaltered. , despite high liquid concentrations in the vicinity of the feed inlet.
As opposed to catalytic cracking and small scale fluidified coking, if all of the residual hydrocarbon feed is introduced at a given level into a commercially-sized coking reactor, a very high local concentration of liquid is created. In particular, for example, a feed of 5000 barrels of hydrocarbon per day following the cross section of a reactor having a diameter of 9 feet will give a feed rate of about 3.5 barrels per hour per hour. square foot of reactor cross-sectional area, or about 2.5 gallons per minute per square foot. These figures were found to be somewhat excessive to achieve satisfactory continuous fluidized coking in such a relatively tall and narrow vessel,
especially with food
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statements containing a substantial fraction of material which cannot be vaporized under coking conditions, for example, heavy hydrocarbon feeds characterized by a Conradson carbon content of at least 5% by weight, and especially those which have a Conradson carbon content of e.g. - 20 to 50% by weight. Hence, it has been found that especially advantageous fluidized coking conditions can be established in large scale operations, for example in operations corresponding to a feed rate of. 1000 to 10.
000 barrels or more of waste oil per day, when this feed is introduced into the fluidized bed at several consecutive levels, so that the feed rate at each level is less than about 5 gallons per minute per square foot of reactor cross section, preferably between about 0.1 to 1.5 gallons per minute per square foot for vessels smaller than about 10 feet in diameter and up to about 3 gallons per minute for larger vessels up to 'to about 15 feet in diameter. In addition, the successive feed levels are preferably vertically spaced so that approximately equal volumes of fluidized solids would exist between them. For cylindrical coking machines,
a preferred spacing of the injection planes is 1 to 2 times the diameter of the reactor. Obviously, the admissible feed rate at each level will be all the lower the heavier the feed and in particular that the Conradson carbon content thereof is greater, that the reaction temperature is lower, that the rate of fludification is lower and that the total surface of the fluidized solids per unit volume of the reactor is smaller.
Still another improvement can be obtained not only by injecting the hydrocarbon feed at different levels, but also by introducing freshly heated balances, of relatively high specific surface area, into the reactor, at several different levels. freshly burnt solids in the reactor at about the same levels as the frank feed, in order to make the temperature distribution less dependent on back-mixing. These freshly burnt solids have a larger surface area and, for example, therefore, greater adsorption capacity for liquid feed than particles of a similar size,
which have been in the reactor for some time and have already been in contact with a certain amount of liquid feed. Accordingly, it has been found that such multiple injection of solids increases the possibilities of using the reactor up to to an astonishing degree, especially in cases where the liquid feed is also introduced at different levels.
A preferred mode of application of the invention will now be described in its application to the fluidized coking of a crude oil from South Louisiana, reduced under vacuum, having an initial atmospheric boiling point of. about 1000 F, a gravity of about 2 API;
and a Conradson carbon content of about 30% by weight. However, it will be understood that the invention is widely applicable to various other heavy hydrocarbon feeds having a gravity which can range from about -10 to 20 API, a content of Coadson carbon from about 5 to 50% by weight, and boiling characteristics such that at least 10 or 25% by weight of the feed cannot be vaporized at atmospheric pressure without intense pyrolysis. peculiar to these feeds are long petroleum residues having an initial boiling point greater than about 600 F, short residues in vacuum pitches boiling above about 100 F, virgin raw materials containing oils. heavy catalytic cycles,
slate oils, various coal pitches, etc.
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Referring to Figure 1, the feed is preferably preheated by customary means not shown, to about 400 to 800 F, for example up to 700 F, i.e., up to 'at an elevated temperature somewhat below the actual coking temperature. The preheated feed is then pumped through line 1 at a rate of about 5000 barrels per day for introduction into the fluidized coking reactor 10. which corresponds to a liquid feed rate of about 0.5 feed weight per hour per weight of fluidized solids present in the reactor. The reactor is a cylindrical vessel approximately 9 feet wide and d 'a height of about 75 feet,
containing finely divided, fluidized coke particles. The solids may be about 20 to 500 or 1000 microns in diameter, most of which is about 80 to 300 microns. These solids are maintained as a turbulent fluidized mass having a relative density of about 10 to 60 pounds per cubic foot, for example, 40 pounds per cubic foot, and having an upper level 11 being about 60 feet above the bottom of the reactor. There is a dilute vapor phase containing only a relatively small amount of entrained solids.
Fluidification of the solids is obtained by the ascending hydrocarbon vapors formed by the coking of the feed, and also by an inert fluidifying gas, such as superheated vapor which is usually introduced into the bottom of the reactor 10 through line 5. .
The lower part of the reactor 10 can be suitably constricted to form a well 6 in which the circulating solids can be liberated from the volatilizable hydrocarbons with the aid of the aforementioned inert gas stream 5. The addition of this external gas. factor can be up to about 0.5 to 10% by weight relative to the hydrocarbon feed, 2% by weight being a suitable value. The rate of addition of this external gas is suitably controlled to provide Total surface velocity of gas rising from about 0.5 to 6 feet per second through the reactor. Gas velocities of about 1 to 3 feet per second are generally preferred, with the understanding that the gas velocity tends to increase. to increase to progressively higher levels in the reactor,
due to the development of increasing amounts of hydrocarbon vapor by coking the heavy feed.
The fluidized bed is maintained at a coking temperature of about 800 to 1200 F, preferably about 950 F, at which point a distillate suitable for caalytic cracking should be the desired main product. Higher temperatures may be used. , if petrochemicals, such as ethylene or aromatics, are the main desired products. The pressure in the upper part of the reactor 10 is usually atmospheric pressure, for example, about 10 pounds per inch. square effective pressure, although higher effective pressures of up to about 100 pounds per square inch, as well as pressures above atmospheric pressure,
can also be used if special considerations justify it. Obviously, the pressure at the bottom of the reactor is much higher than at the top, due to the pseudo-hydrostatic pressure exerted by the bed of fluidized solids.
According to the present invention, the hot feed from line 1 is introduced into the fluidized bed of reactor 10 in equal portions through a series of feed nozzles 2, 3 and 4 arranged at three different separate levels 1 '. from each other by a vertical distance of about 15 feet. It should be understood of course that food can be introduced at a greater number of levels than:
three repre- sentations, and in some circumstances two levels of feeding only, may suffice, depending mainly on the ratio of the feeding rate.
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tation to the cross-section of the reactor. In fact, injecting the feed as a series of streams at different levels '' simulates the treatment of these individual streams in separate reactors having the same cross-section as the reactor 10, but having a high purity corresponding only to the distance between two neighboring supply levels.
It has been found that the distribution of feed over solids, as well as the uniformity of other conditions, is far better in these relatively shallow reactors than in a deep reactor having the full size of reactor 10 but provided with a deep reactor. single stage power injection.
The hydrocarbon vapors released in the fluidized coking zone, as well as any injected vapor, rise above the level 11 of the fluidized bed, entraining a certain amount of solids and forming a dilute vapor phase having a density of about 0.01 to
1 pound per cubic foot, depending on gas velocity, solid particle size and other well known factors. In order to recover the entrained solids from the vapors, the latter are preferably sent to a cyclone 14 or other equivalent means suitable for the separation of entrained solids,
The separated solids can then be sent to the fluidized bed by a plunging pipe 15. The vapors more or less free of dust then escape at the top through the pipe 16 for another desired treatment. For example, the product vapors can be fractionated, and the resulting gas oil fraction can be catalytically cracked to form gasoline in a manner well known per se, or other customary methods can be used according to the desired end product.For example, such vacuum coking of residues can produce about 10-20 wt% coke, 7-12 wt% C3 and lighter gases, about 15-25% d 'a fraction of C4 / 430 F gasoline,
about 45 to 65% by volume of a fraction of gas oil boiling at 4300 to 1015 F, and 0 to about 25% by volume of a residual fraction.
The particular figures will obviously vary from case to case, depending on the material of the feed, the particular reaction condition, the degree to which the heavy residue is recycled, etc.
As the hydrocarbon feed is coked in vessel 10, it undergoes an endothermic reaction which cracks it into lighter hydrocarbon vapors as well as a solid carbonaceous residue or coke. This coke settles in layers, in shape. of films, on the finely divided fluidized particles, causing a continuous increase in particle size. Accordingly, both to keep the solids within a range of sizes for suitable fluidization and to provide heat during coking, a certain quantity of the solid particles are continuously removed from the reactor through a vertical pipe 19;
preferably after purification in the aforementioned well 6. The purified coke is then sent to a suitable heater, where it is heated to a temperature above the reaction temperature prevailing in the coking vessel 10. This heater Also tends to increase the surface area of the circulating coke by more complete conversion of the fresh coke produced in the process. In addition, additional surface area can be obtained by activating the removed coke, with superheated steam, in any known manner .
One suitable way to obtain the heat of reaction involves partial burning of the removed coke and returning the unburned portion to the coking zone. For example, hot coke removed through line 19 may be mixed with a gas containing oxygen, such as air introduced through line 21. The resulting suspension can then be sent upwards through a burner 20. In this, the mixture of air and coke is, preferably maintained in the form of a tur-
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dense bulent, similar to that present in the container 10, so as to allow a sufficient residence time for the combustion to develop to the desired degree.
about 15 to 25% by weight of the coke produced in the process can thus be burnt. The hot solid combustion residue is removed from the burner through line 229, being entrained in the hot combustion gases. preferably separated from the hot solids by passage through a separation means, such as a cyclone 23, the gases being carried through a line 24, while the separated hot solids are returned to the coking vessel, through a con - pick 25. Part of the separated coke, preferably after appropriate cooling, is also preferably removed through line 29 for passage to a mill, not shown, so as to provide the required amount of coke. elementary or coke in seeds,
for return to the coking vessel Any net surplus coke may also) be recovered at this point as product Or, produced coke and coke for the grinder can be removed directly from the coking vessel or removal device or purification, before they pass through the burner.
Obviously, it should be understood that any suitable means other than the illustrated burner, of the upflow type, may) be employed to heat the circulating solids. For example, a downdraft may be used on the fluidized bed burner. ,. whereby the hot solids are removed directly from the fluidised bed in the lower part of the burner, instead of all the solids being carried over the top into the flue gases. Similarly, instead of burning them .Solids in dense fluidized phases, combustion may be allowed to proceed while the solids pass as a slurry diluted in air through a narrow transfer duct of suitable width.
which is well known in the art. In addition, instead of providing the heat of coking by partial combustion of the coke produced, an external fuel, such as torch oil or a fuel gas may be employed as a source of heat. heat, and more coke can then be recovered as product. In such a case, the required heat can be transferred to the process solids, circulating either by direct contact with the flue gases or by indirect heat transfer.
According to the present invention, a special advantage is obtained when the reheated coke is returned to the coking vessel at a series of levels rather than just the usual level. In particular, instead of returning all the heated coker through line 75, the coke can be introduced into the coking vessel 10 in approximately equal portions through a series of conduits 25, 26 and 27, these conduits preferably releasing their charge near the jets of fresh feed exiting the respective nozzles of the jets. food.
In this way, the tall narrow reactor 10 is more effectively converted into a series of stacked reactors having a relatively small height / diameter ratio; therefore, the advantages inherent in the present invention are further increased. It should be understood that feed nozzles other than those shown in the drawing can be used. For example, feed nozzles can in fact be provided. flush with the interior wall of the reactor and can deliver the feed to the fluidized bed by vaporization with compressed steam, nitrogen or hydrocarbon gas. When a single individual feed jet of this kind is employed to at each level, it is particularly advantageous that consecutive jets are arranged alternately along the affixed sides of the reactor,
so as to ensure uniform distillation of the feed.
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Whether the hot solids are returned to the reactor in a series of levels or just one, when the coking vessel is operating at 8000 to
1200 F, for example 900 F, it is advantageous to heat the coke in the heater to a temperature of at least about 100 F above the coking temperature, heater outlet temperatures of about 1200 to 1400 F , eg 1300 F, being especially preferred. The discharge rate of these hot solids will obviously depend on the temperature difference between the coking vessel and the heater, and also other factors such as the preheating temperature of the feed.
It should be understood that the fluidized solids bed should not consist of pure carbon or coke particles, sand, quartz, spent catalyst, etc. are satisfactory in certain applications.
When using such inert materials, the carbon will be deposited on the particles in the coking vessel and burnt, in the combustion zone. If desired the coking can be controlled so that only sufficient carbon is supplied to provide the heat of the reaction is deposited on the particles',
Figure 2 of the accompanying drawings illustrates another preferred design of a fluidized curing vessel. The vessel 50 has a narrow section for removing or purifying current at the base. Above this there is a section. conical containing the main pyrolytic zone. The container is conical,
so that the velocity of the ascending gases remains substantially uniform regardless of the volatilization of the feed creating additional volumes of gas.
Above the pseudo-liquid level 59 of the fluidized bed, the vessel is narrowed so that the speed of the rising gases increases. In this way, a small amount of entrainment of solid particles will occur, and the entrained particles will clean neighboring surfaces removing coke deposits, if any.
Referring to Fig. 2, the heated feed enters through a manifold 51. It is vaporized into the fluidized bed by a series of nozzles 56 at a series of points arranged, both circumferentially and vertically.
Any type of nozzle can be used which will give a fine dispersion of the feed without requiring excessive amounts of dispersal gas. The feed entered the jets through lines 52, 53, 54 and 55 from the manifold.
The vertical spacing of the planes of the nozzles is largely determined by the volume of fluidized solids in the vessel between the planes; the horizontal arrangement is regulated, to a large extent, by the allowable feed rate per square foot of vessel area at each plane. The volume of fluidized solids required between planes is related to the rate at which feed is added. This is often expressed in pounds per hour per pound of fluidized solids, weight / hour / weight.The speed will be.
determined by the amount of the feed, the preheating of the feed, the operating temperature, the characteristics of the fluidized olides, and other factors. Usually the limit for the feed rate is The order of about 0.1 to 3 wt / hour / wt. The corresponding volume is 0.007 to 0.5 cubic feet per pound of feed per hour. It has been shown that a feed rate of about 2 gallons per minute per square foot of reactor cross section at the injection plane gives good performance.
The volatile hydrocarbon vapors formed by the pyrolysis rise above the pseudo-liquid level 59 of the fluidized bed towards the
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Cyclone separators 57. Entrained particles are removed from the vapors in the separators and returned to the bed through lines 58. Product vapors then escape at the top through line 60 for further processing, such as. Fractionation (not shown. Steam is admitted to the coker through line 63 to fluidify the bed and to liberate the coke particles from the hydrocarbons before the particles are transferred to the burner.
Excess coke produced in the process, along with large non-flowable particles, is removed through line 61 as products. Part of the fluidized bed is continuously removed through line 62 and transferred to burner 64 The baffles 65 prevent large particles from entering the line 62. A transport gas, for example, steam, is supplied at a series of points to the line 62 through the line 66. in line 62 are discharged into the burner through line 67.
Air or an oxygen-containing gas is admitted to burner 64 through line 68. This air fluidizes the solid particles in the burner and supports partial combustion of the carbon-containing solids. In this manner, the fluidized solids are maintained in the burner at a temperature of about 1300 F. Baffles 69 aid in the distribution of the incoming air.
Combustion products rise upward in cycles 70 where entrained solids are removed and returned through lines 71 to bed. Combustion gases, free of solids, are removed from the burner through line 72 .
Hot coke particles, at the temperature of the burner bed, are continuously removed through the vertical pipe 73. These particles descend then pass into the pipe 74 where they are carried by the transport steam supplied by the pipes 75. The heated solids will then flow upward to the reactor bed. Typically about 10 to 15 pounds of hot solids are introduced into the reactor per pound of fresh feed.
The present invention is not limited to the above details but many modifications or variations are possible without departing from the scope of the present patent.
CLAIMS. .
1. In a process of converting a heavy liquid hydrocarbon feed into lighter products and solid carbon residue, by contact with hot inert solids maintained as a deep dense fluidized mass, in a zone of vertically elongated coking, the improvement which comprises the injection of this hydrocarbon feed into this dense fluidized mass, at a series of vertically spaced levels, the rate of hydrocarbon feed injected into this mass, at any level whatever, being equal to less than about 5 gallons per minute per square foot of cross-section of the caking zone.