CN101500698B - 流化床催化裂化装置中使高污染原料与催化剂接触的设备 - Google Patents

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Abstract

一种FCC装置和方法,包含扩大的下部区域(22)和提升位置的分配器(12)以及其端(88)上远离提升管壁(23)的开口(86),可降低沿提升管(20)内壁上的焦炭沉积。通过使烃类在接触提升管壁之前增加其与催化剂的接触降低提升管结焦,催化混合可得到改进。增加烃类注入和提升管壁之间的距离可增加烃类-催化剂接触的可能。高污染烃类相比常规烃类更易结焦,本FCC方法和装置对重质烃类而言可有效降低提升管上结焦。

Description

流化床催化裂化装置中使高污染原料与催化剂接触的设备
发明背景
本发明涉及一种烃类催化裂化的方法。
现有技术
流化床催化裂化(FCC)是一种通过在流化反应区内,将重质烃类与由细分散颗粒材料组成的催化剂接触,裂化重质烃类得到轻烃的催化转化方法。大多数FCC装置使用具有高活性及高选择性的含沸石的催化剂。随着裂化反应的进行,大量的高含碳材料焦炭沉积在催化剂上,形成废催化剂。高温再生燃烧废催化剂中的焦炭。该再生的催化剂在返回到反应区之前可被冷却。废催化剂不断地从反应区移除,并基本上被来自再生区域中的无焦炭催化剂替换。
FCC方法的基本组成包括提升管(内部或外部)、用于从气化产物分离废催化剂的反应容器、再生器和催化剂汽提塔。在提升管中,进料分配器供给的烃进料与催化剂接触,被分裂成包含较轻烃类的产品流。在提升管中,由于烃类及其它流化介质的汽化导致提升气体膨胀,再生的催化剂和所述烃进料向上传送,与热的催化剂接触。蒸汽或惰性气体可用来在进料输入之前或输入期间,在提升管的第一区域加速催化。
FCC工艺存在的一个问题是提升管壁上焦炭的生成,被称之为提升管结焦。焦炭沿进料与壁接触的壁聚集。过度的焦炭堆积会破坏装置中的液压平衡,最终迫使装置停止工作。工艺中较重的原料,如残渣和原油,由于其更高的结焦倾向,会加剧焦炭产生的问题。
发明概述
一种FCC方法和装置,可包括一个具有扩大直径的下部区域的提升管,在该区域烃进料到提升管中。本发明的一个方面是,在所述提升管扩大的下部区域内部,分配器端的位置远离所述提升管的壁,并且高于催化剂和蒸汽引入的位置。分配器端的位置远离内壁,提升管扩大直径的下部区域,以及高于催化剂和蒸汽引入位置的原料的升高进料,可以提高催化剂与进料的混合。因此,提升管结焦可以降低。降低提升管结焦有益于FCC方法和装置,尤其是当烃类为重原料的时候。
附图简要说明
图1是FCC装置的前视图。
图2是图1中沿2-2的截面图。
图3是具有六个分配器的具体实施方式的截面图。
图4是原料分配器的前视图。
图5是分配器端的前视图。
图6是提升管扩大的下部区域的截面图。
图7是提升管扩大的下部区域底部中心位置向上延伸的分配器的前视图。
图8是图7所述分配器端的俯视图。
发明详述
本发明涉及一种改进的FCC方法以及装置。具体地,本发明涉及一种改进的提升管和分配器配置,其有益于降低FCC操作中提升管壁上焦炭的生成。本发明的方法和装置可用于设计新的FCC装置或改进现有的FCC装置的操作。
如图1所示,FCC装置10可用于FCC方法,其包括在催化剂存在的条件下将烃类进料到提升管20。一般而言,烃类可在催化剂存在的条件下在提升管20中裂化,生成裂化流。一个反应容器30,具有分离室32,从所述裂化流分离废催化剂颗粒。一个汽提区44,当催化剂穿过挡板46时,可选择的从催化剂表面除去残留的吸附烃。来自汽提区44的废催化剂在具有一或多个再生阶段的再生器50中再生。来自再生器50的再生的催化剂再次进入到所述提升管20延续该工艺。本方法和装置可被放大或缩小,这对于本领域技术人员而言是显而易见的。
本发明的方法处理的FCC原料包括重或残料以及常规的FCC原料。最常见的常规原料是减压瓦斯油,其是沸程为343°-551℃(650°-1025°F)的烃类材料,通过减压分馏法由常压重油制备。重或残料的沸点可高于449℃(930°F)。本发明尤其适用于原油进料。高品质的原油具有非常少的镏出物材料,如含蜡原油一般具有25°或更大的API比重指数和大于38℃(100°F)的倾点,这导致其难以通过管道运送。其它的重质原油具有很高的粘度,这导致其通过管道运送成本很高。这些原油具有18°或更小的API比重指数和在38℃下大于10,000cSt的粘度。此外,这些原油包含高达12.9wt%的康拉逊碳和高达250wppm的镍及钒。部分在343℃(650°F)沸腾的原油进行流化床催化裂化以产生馏分,其可与其它原油进料混合以降低混合原油流的倾点或粘度,或增加混合原油流的API比重指数。在一个具体实施方式中,FCC装置可处理含5-20wt%,优选8-15wt%康拉逊碳的重质原料。原料可具有8-22的API比重,以及300-500的平均分子量。此外,所述原料可含有少至15wppm,高至250wppm的镍加钒,以及0.5-5wt%的硫。烃类原料可合适的改进为其它原料,这对于本领域技术人员是可理解的。
参照图1,提升管20提供用于进料烃类裂化的转化区域,并具有扩大的下部区域22。所述提升管20的扩大的下部区域22具有比提升管20大50%-500%的直径,优选在100%-400%之间。
扩大区域的直径被设计成在扩大区域中产生0.9-1.5m/sec(3-5ft/sec)的表观气体速度以获得沸腾床。
如图2所示,进料可穿过一个或多个单独的进料分配器12注入到提升管的内径为D的扩大区域中。分配器12可被设置在高于催化剂入口的位置。优选地,使用多个进料分配器12。在一个具体实施方式中,两个、三个、四个或更多进料分配器喷嘴均匀地设置在提升管20的扩大的下部区域22上。在如图3所描述的优选具体实施方式中,六个进料分配器12径向环绕地设置在内径为D的扩大的下部区域22上。每个分配器12的端88延伸到扩大的下部区域22的内部。在一个优选的具体实施方式中,所述端88延伸到扩大的下部区域22的内部,使所有开口86与壁23内表面最近部分的间隔为扩大的下部区域22内径的10%-40%范围内,优选25-35%,更优选为33%。
如图4所示,烃类和蒸汽穿过进料分配器12引入。在一个具体实施方式中,每个分配器12的分配器腔管72从蒸汽入口管74接收蒸汽。腔管法兰76通过螺栓将分配器腔管72固定在反应器扩大的下部区域22的提升管喷口78,并定向使螺孔朝向扩大的下部区域22的径向轴线。油入口管80将烃类输送给内部油管82。油入口管法兰84通过螺栓将油入口管80固定到分配器腔管72。内部油管82的叶片83引起油在出去前在油管中涡动。内部油管82将涡动油分布到分配器腔管72中与蒸汽混合,并从延伸的分配器端88的孔口或开口86注入到扩大的下部区域22中。
如图6所示,每个分配器12以朝向分配器端88的开口86相对于水平线向上的角度α将进料注入到所述提升管20的扩大的下部区域22。优选地,该相对于水平面向上的角度α在15-60度之间,更优选为20-40度。
如图4和5所示,进料通过一个或多个分配器端88上的开口86注入。当分配器12倾斜角为α时,所述开口86可设置在端88的向上面部分。在一个优选的具体实施方式中,所述端88提供5-15个开口86。在一个更优选的具体实施方式中,如图4和5所描述的,所述端88提供有12个开口86,但或多或少数量的开口也是合适的。开口86优选地在所述端88上设置成椭圆形或圆形。每个开口直径为0.6厘米(0.25英寸),优选为1.3厘米-1.9厘米(0.5-0.75英寸),更优选为1.6厘米(0.63英寸)。
在一个具体实施方式中,如图6所示,当通过分配器端的12个以椭圆形排列的开口86时,进料的喷雾形状,可为圆锥形,优选具有中空垂直的中心线和30度-80度的锥角β,更优选为45-75度,更优选为60度。进料喷雾可直接向上地进入到直径为D的扩大的下部区域22中。
在一个可选择的具体实施方式中,分配器端88上的开口86可设置为产生具有90度喷射角的喷雾的扁平扇形。当与分配器12相对于水平线的角度相复合时,开口86和端88相对于水平线可设置成一个角度,如30度。例如,开口86相对于水平线呈30度,并且分配器12相对于水平线倾斜30度,则该扇形可产生相对于水平线为60度的角。在一第三可选择的具体实施方式中,高于开口86的扩大部分22的截面可被分为多个同心的环形区域,如三个同心环形区域。每个分配器12上的开口86可被设置,以使进料以同样的比例进入高于开口86位置的容器直径上的每一环形区域。
同时也希望,每个分配器12或分配器上的每个开口86,以不同的径向位置延伸进入扩大的下部区域22,以确保出自开口的进料喷雾以相同的比例穿过扩大的下部区域22的截面。
分配器12的进料速度为15-46米/秒(50-150英尺/秒),优选为23-38米/秒(75-125英尺/秒),更优选为30米/秒(100英尺/秒)。分配器上的进料压力在69-345kPa(标准度量)(10-50磅/平方英寸),优选为103-241kPa(标准度量)(15-35磅/平方英寸),更优选为172kPa(标准度量)(25磅/平方英寸)。分配器进料的蒸汽含量为2-7wt%,优选为3-6wt%。
参考图1,注入的进料与催化剂流化床混合。催化剂流化床从扩大的下部区域22的底部向上移动。在一个具体实施方式中,催化剂流化床通过扩大的下部区域22底部到达分配器12的速度为9-30厘米/秒(0.3-1英尺/秒),优选为18-24厘米/秒(0.6-0.8英尺/秒),更优选为21厘米/秒(0.7英尺/秒)。蒸汽或其它惰性气体可作为稀释剂通过蒸汽分配器28。含量为1-8wt%优选2-6wt%的蒸汽可作为提升气,其速度为45-183厘米/秒(1.5-6英尺/秒)。当使用高含康拉逊碳进料时,通常采用更高的汽耗率。图中仅仅示出了蒸汽分配器28。然而,其它的蒸汽分配器也可被提供给FCC装置中的提升管20或其它位置。进料混合气,蒸汽和催化剂以2.4-6.1米/秒(8-20英尺/秒)的速度向上移动到扩大的下部区域22,优选3.7-5.5米/秒(12-18英尺/秒),更优选为4.6米/秒(15英尺/秒)。
参考图6,在一具体实施方式中,分配器端88到扩大的下部区域22顶部的距离S为1.8-4.9米(6-16英尺),优选2.4-3.7米(8-12英尺),更优选3.1米(10英尺),在所述顶部,直径通过一个截头圆锥体过渡部分24过渡为较窄的提升管20。距离S大约等于扩大的下部区域22的直径D。然而,更可取的是,过渡部分24距离分配器12端88上的开口86合适的距离,以确保从开口86注入的进料在与催化剂颗粒接触前不会与壁接触。该距离将阻止焦炭在提升管壁上的沉积。在提升管20中,速率提高到12.2-24.4米/秒(40-80英尺/秒),优选15.2-21.3米/秒(50-70英尺/秒)。
提升管20在催化剂与油的比率为8-12的条件下工作,优选为10。提升管20中蒸汽相对于进料的含量为3-15wt%,优选为5-12wt%。在与催化剂接触之前,原油进料的温度范围为149°-316℃(300-600°F),优选为204°-260℃(400°-500°F),更优选为232℃(450°F)。
如图1所示,在FCC装置的反应器30中,混合的催化剂和已反应的原料气化物通过提升管出口24从提升管20的顶部排出,并分离为裂化产物蒸汽流和通常被称为″结焦催化剂″的覆盖着大量焦炭的催化剂颗粒收集物。可使用各种类型的分离器从产品流中迅速除去焦炭。特别地,在提升管20尾端提供涡旋臂设备26,其可通过给予排出的催化剂和裂化产物蒸汽流混合物一个切向速度,进一步增强初始催化剂和裂化烃的分离。所述涡旋臂设备26位于分离室32的上部,汽提区44位于分离室32的下部。涡旋臂设备26分离出的催化剂落入到汽提区44中。
反应器20的温度运行在427°-649℃(800°-1200°F),优选为482°-593℃(900°-1100°F),更优选为523℃(975°F)。反应器20压力为103-241kPa(标准度量)(15-35psig),优选为138kPa(标准度量)(20psig)。
包括含有汽油和轻烯烃的裂化烃和一些催化剂的裂化产物蒸汽流通过与旋风分离器36连接的气体导管34排出分离室32。所述旋风分离器36从产品蒸汽流中除去残存的催化剂颗粒,以将颗粒浓度减少到非常低的水平。所述产品蒸汽流通过产品出口38从反应器30的顶部排出。由旋风分离器36分离的催化剂返回到反应器30中,通过料腿进入到密相床40,在该处催化剂通过开口42进入到汽提区44。汽提区44通过逆流接触经过可选挡板46的蒸汽从催化剂表面除去被吸附的烃类。蒸汽可穿过管线48进入到汽提区44。
图1也描述了该工艺的再生方面,通过结焦催化剂管道54传递到再生器50中的结焦催化剂通过与含氧气体接触,对催化剂颗粒表面的焦炭进行典型的燃烧。所述含氧气体通过再生器分配器56进入再生器50底部,并经过催化剂密相流化床。主要包含N2、H2O、O2、CO2以及可能的CO的烟道气,向上从密相床层通过进入到再生器50的稀相。第一分离器,如T型料斗59,从烟道气中初步分离催化剂。再生旋风分离器58或其它装置,在烟道气通过出口60从容器排出前,从上升的烟道气中除去裹入的催化剂颗粒。催化剂颗粒中焦炭燃烧升高了催化剂温度,其通过再生器竖管62排出。再生器竖管62将再生催化剂从再生器50传入提升管20的扩大区域22,速度由控制阀控制。通过蒸汽分配器28进入到扩大的下部区域22的流化气体如蒸汽,在底部区域14与催化剂接触,并在扩大的下部区域提升以与来自分配器12的进料接触。在一个具体实施方式中,催化剂和流化气体混合的底部区域14低于分配器12上的所有开口86。来自再生器竖管18的再生催化剂通常具有649°-760℃(1200°-1400°F)的温度。到达再生器的干燥空气速率为3.6-6.3千克/千克焦炭(8-14磅/磅焦炭)。焦炭中氢含量可在4-8wt-%,优选为6wt%,焦炭中硫含量可为0.6-1.0wt%,优选为0.8wt%。对于该工艺和具有高康拉逊碳含量的进料,冷却法也许是最有效的操作。在再生器上可以使用催化剂冷却器。另外,再生器可以在部分燃烧的状况下操作。此外,水或轻循环油可被添加到提升管底部以使FCC装置的温度保持在合适的范围内。生产的转化率为55-80vol%。转化率是指转化成汽油和含90vol%汽油产品的轻产品的转化率,用ASTM D-86测定,其沸点等于或低于193℃(380°F)。一般的FCC汽油模式操作中使用的沸石分子筛具有大的平均孔径,适用于本发明。具有大孔尺寸的分子筛具有有效直径大于0.7纳米的开口小孔,有效直径是指多于10并且一般多于12个孔所测的平均值。大孔的孔尺寸指数高于31。合适的大孔分子筛包括合成沸石如X-型和Y-型沸石、丝光沸石以及八面沸石。优选具有低稀土含量的Y-型沸石。低稀土含量是指在催化剂沸石部分中含有小于或等于1.0wt%稀土氧化物。在操作期间可添加催化剂添加剂。
在一个具体实施方式中,沸点等于或低于193℃(380°F)的90wt%脱丁烷汽油的产品收率为30-45wt%,优选在35-40wt%,更优选为38wt%;沸点等于或低于316℃(600°F)的90wt%轻循环油的收率为15-25wt%,优选为20wt%;清油收率为10-16wt-%,优选为13.7wt-%;焦炭收率为13-20wt-%,优选为15-18wt%,更优选为17wt%。
图7和8描述了本发明的另外的具体实施方式。与图1-6中元件对应但具有不同结构的图7和8中的元件引用相同的附图标记但是添加有符号(′)。图7和8描述了在中心位置设置的具有圆柱形结构的进料分配器90。进料从设置在邻近扩大的下部区域22中央的分配器90进入,从扩大的下部区域22的底部向上延伸。分配器90的位置设置为用于将进料引入到提升管20′扩大的下部区域22′侧壁之间大约中央的位置,并处于来自蒸汽分配器28′的蒸汽入口和底部区域14的再生器竖管62之上的升高位置。在一个具体实施方式中,分配器腔管92从蒸汽入口管94接收蒸汽并环绕通过蒸汽轮盘116,所述蒸汽轮盘限定出具有分配器腔管92内表面的收缩环隙。借助螺栓或其它固定方式,腔管法兰96将分配器腔管92固定到提升管20′的扩大的下部区域22′的底板98上。油入口管100输送烃类进料给内部油管102。通过螺栓,油入口腔管法兰104将油入口管100固定在分配器腔管92上。内部油管102中的叶片103使油在排出之前在油管中涡动。内部油管102将涡动油分布到分配器腔管92中,与通过蒸汽轮盘116的蒸汽混合,并从分配器盖108上的孔口,或开口,106注入。分配器盖108上的开口106包括如图8所示仅仅在盖外径内部圆环状排列的孔。在一个具体实施方式中,分配器90上开口106的轴线相对于垂直方向以一定角度放射,向上延伸至提升管20′的扩大区域22′和截头圆锥形渐变段24′的交叉点110处。在一个进一步的具体实施方式中,涡动油从内部油管102一端114的单个开口排出。从开口112的中心到分配器端108的开口106的虚线限定了一个角度,相对于垂直方向,其可不同并优选大于由开口106和交叉点110限定的角度θ。在一个具体实施方式中,烃类进料从分配器90上的开口106排出,形成一般形式的空心圆锥体喷流形状,其具有20-50°的锥角θ,优选是30°。D′表示扩大的下部区域22′的直径,S′表示开口106和交叉点110之间的间距。以锥角θ喷射的进料可延伸至扩大的下部区域22′和截头圆锥形渐变段24′的交点,喷射距离为从分配器90端点开始的间距S′长度的50-115%,优选70-95%。由于分配器90位于扩大的下部区域22′的中央,开口106可设置在远离扩大的下部区域壁的位置,至少和图1-6描述的分布器12上的开口一样。在一个具体实施方式中,开口106设置成与扩大的下部区域壁23′最近部分内表面之间的距离为扩大的下部区域22′直径D′的35-50%。同样可考虑的是,分配器盖108上顶部的布孔方式可采用其它方式如同心圆或其它形状。同样期望存在多个分配器90,穿过提升管20′的扩大的下部区域22′的底板突出,设置在扩大的下部区域22′中以确保有足够量的进料穿过扩大的下部区域22′的截面,这对于相对大的进料速率是必需的。分配器12和12′由Bete Fogg Nozzles Inc.获得。
此处描述了本发明的优选实施方式,包含对于发明人而言实施本发明的最佳方式。需要清楚的是,这仅是举例说明典型的具体实施方式,而不应被视为对本发明的限制。
实施例
一种具有20,000日产桶数的FCC方法和装置。提升管20直径为0.9米(3英尺),具有直径为1.8米(6英尺)的扩大的下部区域22。进料为具有以下性能的Rubiales原油:康拉逊碳含量为13.7wt%,API比重为12.3,平均分子量为480.6。此外,进料含有33ppm镍、125ppm钒、和1.3wt%硫。
进料穿过位置高于催化剂入口的分配器,进入到提升管20的扩大的下部域22。如图3所示,进料通过六个均匀间隔环绕排布在扩大的下部区域22上的分配器12注入,速度为30米/秒(100英尺/秒),压力为172kPa(标准度量)(25磅/平方英寸)。蒸汽同样穿过分配器12注入,相对于进料含量为10wt%。在端88处存在开口86的每个分配器12设置成延伸到扩大的下部区域22的内部,距最近部分的壁23的距离为扩大的下部区域22直径D的30%,以及相对于水平线向上呈30度的角度α。进料从呈椭圆形排布在每个端88顶部上的十二个开口86喷射。喷射进料形成空心圆锥体喷流形状,具有垂直的轴线和60度锥角β,向上进入到扩大的下部区域22中。每个开口86的直径为1.6厘米(0.6英寸)。
向上注射的进料与催化剂流化床混合。作为提升气的含75%的蒸汽以速度1.3米/秒(4.2英尺/秒)上升,催化剂从扩大的下部区域22的底部以0.2米/秒(0.7英尺/秒)速度上升与注入进料混合。混合进料和催化剂以4.7米/秒(15.5英尺/秒)速度在扩大的下部区域22中向上移动。从分配器端88到直径转变为较窄提升管20的扩大的下部区域22顶部的距离S为3米(10英尺)。在该提升管20中速度增加到19米/秒(62英尺/秒)。
该方法的操作条件包括催化剂与油的比率为9.9。提升管中蒸汽相对于进料的含量为5wt%,原油温度为232℃(450°F)。反应器温度为524℃(975°F),反应器压强为138kPa(标准度量)(20磅/平方英寸)。反应热是109kJ/kg进料(228BTU/lb进料)。再生器温度是666℃(1231°F)。此外,散热是2592kJ/kg焦炭(5400BTU/lb焦炭),干燥空气速率是4.6kg/kg焦炭(10.2磅/磅焦炭)。焦炭中氢含量为6wt%,焦炭中硫含量为0.8wt%。产品汽油和沸点为193℃(380°F)的90%轻质产品的转化率为68vol%。
沸点为193℃(380°F)的90wt%汽油的收率为38.3wt%,沸点为316℃(600°F)的90wt%轻循环油收率为19.7wt%,13.7wt%的清油,和16.7wt%的焦炭。当消耗为20,000每日进料桶数时,产出为:9808日产桶数的沸点为193℃(380°F)的90wt%脱丁烷汽油,3955日产桶数的沸点为316℃(600°F)的90wt%轻循环油,2436日产桶数的清油,7915日产桶数的脱戊烷汽油,和21,842千克/小时(48,093磅/小时)的焦炭。

Claims (10)

1.一种流化床催化裂化方法,包括:
在提升管(20)扩大的下部区域(22)的底部区域(14)组合催化剂和流化介质以产生流化床,所述扩大的下部区域具有直径(D)和壁(23);
在提升管(20)中使所述流化床内的催化剂向上传递;
将高碳残渣污染的原料从高于所述底部区域(14)的开口(86)向上注入到扩大的下部区域(22),所述开口(86)距壁(23)最近部分的距离至少为直径(D)的10%;
所述流化床从下面接触所述原料;
在所述催化剂存在下,裂化所述高碳残渣污染的原料,以产生裂化流;和
从所述裂化流中分离所述催化剂。
2.如权利要求1所述的流化床催化裂化方法,其中,所述高碳残渣污染的原料中污染物重量含量为5-20%。
3.一种流化床催化裂化装置(10),包括:
具有一上部区域、一下部区域(22)和在提升管(20)的上部和下部区域(22)之间的截头圆锥体过渡区域(24)的提升管(20);
所述下部区域具有外周壁(23)和所述外周壁相对侧之间的直径(D);
所述下部区域(22)的直径大于提升管(20)上部区域的直径;
在所述截头圆锥体过渡区域处,直径从扩大的下部区域过渡到较窄的上部区域;
至少一个分配器(12),分配器的端(88)具有用于将进料注入到下部区域(22)的开口(86);和
所述分配器端(88)设置在扩大的下部区域(22)内部,且所述开口(86)与壁(23)最近部分的距离间隔至少为扩大的下部区域直径(D)的10%。
4.如权利要求3所述的流化床催化裂化装置,其中,所述提升管(20)的
扩大的下部区域(22)的直径比所述提升管上部区域的直径大50-500%。
5.如权利要求3所述的流化床催化裂化装置,其中,所述分配器端(88)设置成距壁(23)的距离为扩大的下部区域(22)直径的10-40%之间。
6.如权利要求3所述的流化床催化裂化装置,其中,所述分配器(12)连
接在所述扩大的下部区域(22)的所述壁(23)上。
7.如权利要求3所述的流化床催化裂化装置,其中,所述分配器(12)向
上倾斜的角度(α)为15-60度。
8.如权利要求3所述的流化床催化裂化装置,其中所述端(88)上的所述开口(86)与所述过渡区域底部间隔为所述下部区域的所述直径(D)。
9.如权利要求3所述的流化床催化裂化装置,其中,所述分配器(90)连接到扩大的下部区域(22)的底板(98),并向上延伸进入所述下部区域。
10.一种流化床催化裂化装置(10),包括:
具有一上部区域、一下部区域(22)和在提升管(20)的上部和下部区域(22)之间的截头圆锥体过渡区域(24)的提升管(20);
所述下部区域具有外周壁(23)和所述外周壁相对侧之间的直径(D);
所述下部区域(22)的直径大于提升管(20)上部区域的直径;
在所述截头圆锥体过渡区域处,直径从扩大的下部区域过渡到较窄的上部区域;和
中央分配器(90),其中,所述分配器(90)包含多个开口(106)以引导进料定向注入形成空心圆锥体喷雾形状,其在从所述开口到所述下部区域的顶部的所述下部区域的距离(S')的70-95%处突出与所述外周壁(23)交叉。
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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2647564C (en) 2006-04-03 2016-08-30 Pharmatherm Chemicals Inc. Thermal extraction method and product
US7905990B2 (en) 2007-11-20 2011-03-15 Ensyn Renewables, Inc. Rapid thermal conversion of biomass
US9238209B2 (en) * 2010-02-18 2016-01-19 Uop Llc Advanced elevated feed distribution apparatus and process for large diameter FCC reactor risers
CN102234531B (zh) * 2010-05-06 2014-02-05 中国石油天然气股份有限公司 一种重油分区催化裂化的装置和应用
US20110284359A1 (en) 2010-05-20 2011-11-24 Uop Llc Processes for controlling afterburn in a reheater and for controlling loss of entrained solid particles in combustion product flue gas
US8282885B2 (en) 2010-06-29 2012-10-09 Uop Llc Recessed gas feed distributor apparatus for FCC riser
US9309468B2 (en) 2010-06-29 2016-04-12 Uop Llc Recessed gas feed distributor process for FCC riser
US8499702B2 (en) 2010-07-15 2013-08-06 Ensyn Renewables, Inc. Char-handling processes in a pyrolysis system
US9441887B2 (en) 2011-02-22 2016-09-13 Ensyn Renewables, Inc. Heat removal and recovery in biomass pyrolysis
US8779225B2 (en) 2011-04-21 2014-07-15 Shell Oil Company Conversion of a solid biomass material
WO2012143572A1 (en) 2011-04-21 2012-10-26 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for regenerating a coked catalytic cracking catalyst
WO2012143551A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-26 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for converting a solid biomass material
JP2014511936A (ja) * 2011-04-21 2014-05-19 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ 固体バイオマス材料を転化させる方法
AU2012245156A1 (en) 2011-04-21 2013-10-31 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for converting a solid biomass material
US9347005B2 (en) 2011-09-13 2016-05-24 Ensyn Renewables, Inc. Methods and apparatuses for rapid thermal processing of carbonaceous material
US10400175B2 (en) 2011-09-22 2019-09-03 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses and methods for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material
US9044727B2 (en) 2011-09-22 2015-06-02 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses and methods for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material
US10041667B2 (en) 2011-09-22 2018-08-07 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material and methods for the same
US9109177B2 (en) 2011-12-12 2015-08-18 Ensyn Renewables, Inc. Systems and methods for renewable fuel
WO2013160253A1 (en) 2012-04-23 2013-10-31 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for converting a solid biomass material
US9005431B2 (en) * 2012-06-27 2015-04-14 Uop Llc Process and apparatus for distributing hydrocarbon feed to a catalyst stream
US8911673B2 (en) 2012-06-27 2014-12-16 Uop Llc Process and apparatus for distributing hydrocarbon feed to a catalyst stream
US9670413B2 (en) 2012-06-28 2017-06-06 Ensyn Renewables, Inc. Methods and apparatuses for thermally converting biomass
US8871151B2 (en) 2012-06-29 2014-10-28 Uop Llc Apparatus for mixing two streams of catalyst with an insert having aligned openings
US9707532B1 (en) * 2013-03-04 2017-07-18 Ivanhoe Htl Petroleum Ltd. HTL reactor geometry
TWI645026B (zh) 2013-06-26 2018-12-21 安信再生公司 可再生燃料之系統及方法
US9168499B1 (en) 2014-04-25 2015-10-27 Pall Corporation Arrangements for removing entrained catalyst particulates from a gas
US9393512B2 (en) 2014-04-25 2016-07-19 Pall Corporation Processes for removing entrained particulates from a gas
DK3337966T3 (da) 2015-08-21 2022-02-28 Ensyn Renewables Inc Opvarmningssystem med flydende biomasse
AR109884A1 (es) * 2016-11-02 2019-01-30 Dow Global Technologies Llc Métodos para diseñar reactores catalíticos fluidos ampliados
EP3535053B1 (en) 2016-11-02 2022-07-27 Dow Global Technologies LLC Fluid catalytic reactors which include flow directors
CN110366448B (zh) 2016-12-29 2023-05-02 安辛可再生能源有限公司 液体生物质的脱金属化
AR111237A1 (es) * 2017-03-13 2019-06-19 Dow Global Technologies Llc Métodos y aparatos para formar olefinas ligeras por craqueo
US11214741B2 (en) * 2020-02-25 2022-01-04 Uop Llc Fluid catalytic cracking process for cracking multiple feedstocks
US11873452B1 (en) 2022-12-12 2024-01-16 Saudi Arabian Oil Company Methods for processing hydrocarbons to produce light olefins using catalyst formulations or mixtures

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4564502A (en) * 1984-08-29 1986-01-14 Phillips Petroleum Company Apparatus for mixing of fluidized solids and fluids
CN86104772A (zh) * 1985-07-16 1987-02-11 法国托塔尔炼油和销售公司 烃类流化床催化裂化的方法、装置及应用
CN1208432A (zh) * 1996-09-18 1999-02-17 法国石油公司 采用以适当角度向调节催化剂注入物料的下降催化裂化的方法和装置

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3531398A (en) * 1968-05-03 1970-09-29 Exxon Research Engineering Co Hydrodesulfurization of heavy petroleum distillates
US4097243A (en) * 1976-11-04 1978-06-27 Uop Inc. Hydrocarbon-feed distributor of injecting hydrocarbon feed
US4534854A (en) * 1983-08-17 1985-08-13 Exxon Research And Engineering Co. Delayed coking with solvent separation of recycle oil
US4681743A (en) * 1983-10-14 1987-07-21 Phillips Petroleum Company Catalytic cracking apparatus
US4675099A (en) * 1983-10-14 1987-06-23 Phillips Petroleum Company Flowing catalyst particles in annular stream around a plug in lift pot
US5017536A (en) * 1984-02-03 1991-05-21 Phillips Petroleum Company Catalyst regeneration including method of introducing oxygen into fluidized bed
US4650566A (en) * 1984-05-30 1987-03-17 Mobil Oil Corporation FCC reactor multi-feed nozzle system
US4713169A (en) * 1985-01-08 1987-12-15 Phillips Petroleum Company Fluid feed method
US4875996A (en) * 1986-02-28 1989-10-24 Chevron Research Company Method for liquid feed dispersion in fluid catalytic cracking systems
EP0489723A2 (en) 1986-09-03 1992-06-10 Mobil Oil Corporation Process for fluidized catalytic cracking with reactive fragments
US4717467A (en) * 1987-05-15 1988-01-05 Mobil Oil Corporation Process for mixing fluid catalytic cracking hydrocarbon feed and catalyst
US4820493A (en) * 1987-05-15 1989-04-11 Mobil Oil Corporation Apparatus for mixing fluid catalytic cracking hydrocarbon feed and catalyst
EP0318185A1 (en) 1987-11-23 1989-05-31 Conoco Inc. FCC feed nozzle design
US5061457A (en) * 1988-02-03 1991-10-29 Chevron Research & Technology Company Apparatus for liquid feed dispersion in fluid catalytic cracking systems
US5087349A (en) * 1988-11-18 1992-02-11 Stone & Webster Engineering Corporation Process for selectively maximizing product production in fluidized catalytic cracking of hydrocarbons
US5173175A (en) * 1990-04-27 1992-12-22 Exxon Research And Engineering Company Fcc feed injector
US5139748A (en) * 1990-11-30 1992-08-18 Uop FCC riser with transverse feed injection
FR2682119B1 (fr) * 1991-10-04 1994-09-30 Total Raffinage Distribution Perfectionnements aux dispositifs de craquage catalytique a l'etat fluide de charges d'hydrocarbures.
US5393415A (en) * 1991-12-06 1995-02-28 Uop FCC process with enclosed vented riser
US5954942A (en) * 1992-05-04 1999-09-21 Mobil Oil Corporation Catalytic cracking with delayed quench
CN1089641A (zh) * 1992-08-20 1994-07-20 史东及韦伯斯特工程公司 含高和低康拉逊残炭组分的富石蜡原料的催化裂化方法
US5318691A (en) * 1993-05-13 1994-06-07 Mobil Oil Corporation FCC riser cracking with vortex catalyst/oil mixing
US5921472A (en) * 1994-12-13 1999-07-13 Spraying Systems Co. Enhanced efficiency nozzle for use in fluidized catalytic cracking
US6039863A (en) * 1996-06-17 2000-03-21 Uop Llc Fluidized particle contacting process with elongated combustor
US6146519A (en) * 1996-11-12 2000-11-14 Uop Llc Gas solid contact riser with redistribution
US6010620A (en) * 1997-11-11 2000-01-04 Uop Llc Distribution apparatus and method for short time contact of hydrocarbon compounds with particles
US5958222A (en) * 1997-11-17 1999-09-28 Uop Llc Standpipe distributor for short time contact of hydrocarbon compounds with particles
US5965012A (en) * 1997-12-05 1999-10-12 Uop Llc FCC process with short primary contacting and controlled secondary contacting
US6042717A (en) * 1997-12-05 2000-03-28 Uop Llc Horizontal FCC feed injection process
US6012652A (en) * 1998-01-30 2000-01-11 Mobil Oil Corporation Atomizing nozzle and method of use thereof
US6113776A (en) * 1998-06-08 2000-09-05 Uop Llc FCC process with high temperature cracking zone
US6165353A (en) * 1998-10-08 2000-12-26 Uop Llc Distribution apparatus and method for patterned feed injection
US6652815B1 (en) * 1998-11-16 2003-11-25 Uop Llc Process and apparatus with refractory shelf for hydrodynamic mixing zone
US6346219B1 (en) * 1998-11-20 2002-02-12 Uop Llc FCC feed injector with closure plug
EP1013743B1 (en) * 1998-12-21 2005-02-02 INDIAN OIL CORPORATION Ltd. A fluid catalytic cracking (FCC) process
US6503461B1 (en) * 1998-12-22 2003-01-07 Uop Llc Feed injector with internal connections
US6656344B1 (en) * 1998-12-23 2003-12-02 Marri Rama Rao Fluidized catalytic cracking process
AU4012700A (en) 1999-03-18 2000-10-04 Exxonmobil Research And Engineering Company Improved fcc feed injector fan tip design
US6199768B1 (en) * 1999-03-18 2001-03-13 Exxon Research And Engineering Company Process and apparatus for atomizing FCC feed oil
CN1078094C (zh) 1999-04-23 2002-01-23 中国石油化工集团公司 一种用于流化催化转化的提升管反应器
US6869521B2 (en) * 2002-04-18 2005-03-22 Uop Llc Process and apparatus for upgrading FCC product with additional reactor with thorough mixing
US6387247B1 (en) 1999-09-03 2002-05-14 Shell Oil Company Feed injection system for catalytic cracking process
BR9905840B1 (pt) * 1999-12-14 2010-07-13 sistema dispersor de carga de unidades de craqueamento catalìtico fluido.
US6613290B1 (en) * 2000-07-14 2003-09-02 Exxonmobil Research And Engineering Company System for fluidized catalytic cracking of hydrocarbon molecules
US6538169B1 (en) * 2000-11-13 2003-03-25 Uop Llc FCC process with improved yield of light olefins
US20020195373A1 (en) * 2001-06-07 2002-12-26 Takashi Ino Heavy oil fluid catalytic cracking process
US6780308B1 (en) * 2001-11-21 2004-08-24 Uop Llc Stripping process with disproportionately distributed openings on baffles
US20030127358A1 (en) * 2002-01-10 2003-07-10 Letzsch Warren S. Deep catalytic cracking process
US6866771B2 (en) * 2002-04-18 2005-03-15 Uop Llc Process and apparatus for upgrading FCC product with additional reactor with catalyst recycle
US20030201334A1 (en) * 2002-04-24 2003-10-30 Wells Jan W. Liquid feed atomization
CN100482766C (zh) * 2003-11-13 2009-04-29 国际壳牌研究有限公司 进料喷嘴组件
US7332131B2 (en) * 2004-03-15 2008-02-19 Shell Oil Company Apparatus and method for achieving a desireable feed/catalyst contacting condition in fluid catalytic cracking units
US7407572B2 (en) 2004-07-23 2008-08-05 Exxonmobil Research And Engineering Company Feed injector

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4564502A (en) * 1984-08-29 1986-01-14 Phillips Petroleum Company Apparatus for mixing of fluidized solids and fluids
CN86104772A (zh) * 1985-07-16 1987-02-11 法国托塔尔炼油和销售公司 烃类流化床催化裂化的方法、装置及应用
CN1208432A (zh) * 1996-09-18 1999-02-17 法国石油公司 采用以适当角度向调节催化剂注入物料的下降催化裂化的方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20100243529A1 (en) 2010-09-30
RU2410155C2 (ru) 2011-01-27
US8062506B2 (en) 2011-11-22
BRPI0715383A2 (pt) 2013-06-18
US20080035526A1 (en) 2008-02-14
CA2660651A1 (en) 2008-02-21
WO2008021802A1 (en) 2008-02-21
CA2660651C (en) 2012-07-17
US7758817B2 (en) 2010-07-20
RU2009108346A (ru) 2010-09-20
CN101500698A (zh) 2009-08-05

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