CS223821B2 - Method of cyclic fluidous catalytic cracking e,g,catalytic cracking in fluidous,ev,swirling phase of hydrocarbon materials with contents of weight 0,2 till 6 percent sulphur - Google Patents
Method of cyclic fluidous catalytic cracking e,g,catalytic cracking in fluidous,ev,swirling phase of hydrocarbon materials with contents of weight 0,2 till 6 percent sulphur Download PDFInfo
- Publication number
- CS223821B2 CS223821B2 CS100877A CS100877A CS223821B2 CS 223821 B2 CS223821 B2 CS 223821B2 CS 100877 A CS100877 A CS 100877A CS 100877 A CS100877 A CS 100877A CS 223821 B2 CS223821 B2 CS 223821B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- catalyst
- cracking
- zone
- metal
- sulfur
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 103
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 44
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims description 43
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims description 43
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims description 32
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 title claims description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 17
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 title claims description 8
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 title 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 274
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 172
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 162
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 156
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 122
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 102
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 102
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 92
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 90
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 79
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 76
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 70
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 55
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 55
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 42
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 42
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 claims description 41
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 34
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 32
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 30
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 27
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 18
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000011575 calcium Chemical class 0.000 claims description 10
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical class [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 9
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052788 barium Chemical class 0.000 claims description 6
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical class [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical class [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910003452 thorium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000002680 magnesium Chemical class 0.000 claims 1
- MOWNZPNSYMGTMD-UHFFFAOYSA-N oxidoboron Chemical class O=[B] MOWNZPNSYMGTMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- DNNLEMIRRGUGOZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);thorium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Th+4] DNNLEMIRRGUGOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 claims 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 61
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 60
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 57
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 52
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 34
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 239000003570 air Substances 0.000 description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 21
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 20
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 17
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 17
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- -1 ammonium cations Chemical class 0.000 description 14
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 12
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 12
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 11
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 11
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 9
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 9
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 8
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 8
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 7
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 7
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 7
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 6
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 6
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 4
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 4
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 4
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 3
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical class O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N barium nitrate Chemical compound [Ba+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 2
- 125000005594 diketone group Chemical class 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- AKTIAGQCYPCKFX-FDGPNNRMSA-L magnesium;(z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical group [Mg+2].C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O AKTIAGQCYPCKFX-FDGPNNRMSA-L 0.000 description 2
- MFUVDXOKPBAHMC-UHFFFAOYSA-N magnesium;dinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MFUVDXOKPBAHMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- ZHJGWYRLJUCMRT-UHFFFAOYSA-N 5-[6-[(4-methylpiperazin-1-yl)methyl]benzimidazol-1-yl]-3-[1-[2-(trifluoromethyl)phenyl]ethoxy]thiophene-2-carboxamide Chemical compound C=1C=CC=C(C(F)(F)F)C=1C(C)OC(=C(S1)C(N)=O)C=C1N(C1=C2)C=NC1=CC=C2CN1CCN(C)CC1 ZHJGWYRLJUCMRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229910011255 B2O3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- MCRWZBYTLVCCJJ-DKALBXGISA-N [(1s,3r)-3-[[(3s,4s)-3-methoxyoxan-4-yl]amino]-1-propan-2-ylcyclopentyl]-[(1s,4s)-5-[6-(trifluoromethyl)pyrimidin-4-yl]-2,5-diazabicyclo[2.2.1]heptan-2-yl]methanone Chemical compound C([C@]1(N(C[C@]2([H])C1)C(=O)[C@@]1(C[C@@H](CC1)N[C@@H]1[C@@H](COCC1)OC)C(C)C)[H])N2C1=CC(C(F)(F)F)=NC=N1 MCRWZBYTLVCCJJ-DKALBXGISA-N 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001341 alkaline earth metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical group 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L calcium;1,3,5,2,4,6$l^{2}-trioxadisilaluminane 2,4-dioxide;dihydroxide;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[OH-].[OH-].[Ca+2].O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1.O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1 UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052676 chabazite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000012084 conversion product Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000012013 faujasite Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000010795 gaseous waste Substances 0.000 description 1
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 1
- 229940097789 heavy mineral oil Drugs 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000003701 inert diluent Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002681 magnesium compounds Chemical class 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000001473 noxious effect Effects 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003079 shale oil Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N uranium Chemical compound [U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U] DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003260 vortexing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu katalytického krakování za zmenšeného úniku škodlivých plynů, zvláště cyklického způsobu krakování v pohyblivé nebo zvířené fázi. Postup je vhodný pro zpracování uhlovodíků s obsahem organických sloučenin síry a vede k podstatnému snížení podílů kysličníku uhelnatého a kysličníků síry v .odpadních plynech z regeneračního zařízení,BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for catalytic cracking with reduced release of noxious gases, and more particularly to a cyclic process for cracking in the mobile or in the animal phase. The process is suitable for the treatment of hydrocarbons containing organic sulfur compounds and leads to a significant reduction in the proportions of carbon monoxide and sulfur oxides in the waste gases from the recovery plant.
Krakovací katalyzátor, který se poměrně značně desaktívuje během krakování uhlovodíků v reakčním pásmu uhlíkatými usazeninami, označovanými obvykle jako koks, sc kontinuálně vypouští z reakčního pásma. Takto opotřebovaný katalyzátor vede z reakčního pásma do vypuzovacího pásma, kde se vymyjí a oddělí z katalyzátoru vypuditelné uhlíkaté usazeniny, a katalyzátor se potom vede do regeneračního pásma, kde se obnoví aktivita katalyzátoru odstraněním zbylých usazenin uhlíku spálením koksu v proudu plynu, obsahujícím kyslík, za vzniku kysličníku uhelnatého a kysličníku uhličitého. Horký, regenerovaný katalyzátor se posléze vede kontinuálně zpět do reaktoru, aby se celý cyklus opakoval.The cracking catalyst, which is relatively largely deactivated during the cracking of the hydrocarbons in the reaction zone by carbonaceous deposits, commonly referred to as coke, is continuously discharged from the reaction zone. The catalyst so worn leads from the reaction zone to the stripping zone where it is washed out and separated from the catalyst by the depletable carbonaceous deposits, and the catalyst is then led to the recovery zone where catalyst activity is restored by removing residual carbon deposits by burning coke in the oxygen-containing gas stream. the formation of carbon monoxide and carbon dioxide. The hot, regenerated catalyst is then continuously fed back into the reactor to repeat the cycle.
Krakovací katalyzátor, který se poměrně značně desaktívuje během krakování uhlovodíků v reakčním pásmu nanášením uhlíkatých usazenin, označovaných obvykle ja2 ko koks, se kontinuálně vypouští z reakčního pásma. Takto opotřebovaný katalyzátor se vede z reakčního pásma do vypuzovacího pásma, kde se vymyjí a oddělí z katalyzátoru vypuditelné uhlíkaté usazeniny, a katalyzátor se potom vede do regeneračního pásma, kde se obnoví aktivita katalyzátoru odstraněním nevypuditeíných a nevymytelných usazenin uhlíku spálením koksu v proudu plynu, obsahujícího kyslík, za vzniku kysličníku uhelnatého a kysličníku uhličitého. Horký regenerovaný katalyzátor se posléze vede kontinuálně zpět do reaktoru, aby se celý cyklus opakoval,The cracking catalyst, which is relatively largely deactivated during the cracking of the hydrocarbons in the reaction zone by depositing carbonaceous deposits, usually referred to as coke, is continuously discharged from the reaction zone. The catalyst so worn is passed from the reaction zone to the stripping zone where it is washed out and separated from the catalyst by the evacuable carbonaceous deposits, and the catalyst is then fed to the regeneration zone where the catalyst activity is restored by removing non-ejectable and non-erasable carbon deposits. oxygen, producing carbon monoxide and carbon dioxide. The hot regenerated catalyst is then continuously fed back into the reactor to repeat the cycle,
Při katalytickém krakování jsou problémy s nedokonalým spalováním kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý v regeneračním pásmu, a tím uniká patrné množství kysličníku uhelnatého v odpadních, případně kouřových plynech z regeneračního pásma. Vedle nežádoucího unikání kysličníku uhelnatého do okolní atmosféry má navíc kysličník uhelnatý a zbylý kyslík v odpadních plynech z regeneračního pásma snahu reagovat spolu, a liro dochází k hoření v potrubích a vývodech kouře, a pochopitelně tato zařízení mohou nýt poškozena nadměrně vysokými teplotami.In the catalytic cracking, there are problems with the incomplete combustion of carbon monoxide to carbon dioxide in the regeneration zone, and thus a noticeable amount of carbon monoxide in the waste or flue gases from the regeneration zone is leaked. In addition to the unwanted leakage of carbon monoxide into the atmosphere, carbon monoxide and residual oxygen in the waste gases from the regeneration zone tend to react together, and the flames in the ducts and smoke outlets, and of course these devices can be damaged by excessively high temperatures.
Dále ještě, pokud se vedou nástřiky, obsahující síru, tj. například frakce ropy, ob223821 sáhující organické sloučeniny síry, do krakovacího zařízení typu s pohyblivým katalyzátorem, obsahuje koks, který se vyloučí na katalyzátorových částečkách, síru. Při regenerování katalyzátoru, desaktivovaného koksem, se koks z povrchových ploch katalyzátoru vypálí, a při tomto postupu spalování se převede síra na kysličník siřičitý spolu s malým množstvím kysličníku sírového-, a tyto se dostanou do proudu plynů z regeneračního pásma. Při krakování nástřiku, silně znečištěného sírou, unikají často kysličníky síry v množství přibližně 1200 dílů na milión (ppm].Furthermore, when the sulfur-containing feedstocks, i.e., the oil fraction, containing organic sulfur compounds, are fed to a mobile catalyst-type cracker, the coke, which is deposited on the catalyst particles, contains sulfur. When the coke-deactivated catalyst is recovered, coke is burnt from the catalyst surfaces, and in this combustion process, sulfur is converted into sulfur dioxide along with a small amount of sulfur trioxide, and these are passed into the gas stream from the recovery zone. When cracking a highly polluted sulfur feed, sulfur oxides often leak in an amount of approximately 1,200 parts per million (ppm).
Pro vypouštění kysličníku uhelnatého, jakož i pro- únik popílku jsou stanoveny standardizované podmínky se zřetelem na znečišťování okolního ovzduší, a je třeba očekávat v krátké době podobná opatření pro další odpadní plyny, jako jsou kysličníky síry a zvláště kysličník siřičitý. Z toho důvodu se věnuje velká pozornost problému snížení obsahu různých unikajících plynů, jakož i popílku z různých postupů spalování a regeneračních pásem v souvislosti s krakovacími zařízením. Pro snížení úniku uvedených plynů se musí proto volit takové postupy, které jsou účinné, aniž by se současně snížila účinnost nebo selektivita katalyzátoru. Kromě toho nesmí být zvoleným postupem nahrazeno nežádoucí unikání škodlivých plynů jiným problémem, jako je například zvýšené unikání popílků nebo zvýšení provozních nákladů. Se zřetelem na tyto požadavky se dosahuje žádoucího snížení unikání kysličníků síry v zařízení pro krakování ropy použitím krakovacího katalyzátoru, který je modifikován právě se zřetelem na minimální unikání jak kysličníku uhelnatého, tak i kysličníků síry, přičemž účinnost katalyzátoru, jeho stálost a pevnost v .oděru za obvyklých podmínek krakování ve stávajících krakovacích zařízeních nebo i v nových zůstává nezměněna.Standardized conditions with regard to ambient air pollution have been established for the discharge of carbon monoxide as well as fly ash leakage, and similar measures for other waste gases such as sulfur oxides and especially sulfur dioxide should be expected in the short term. For this reason, great attention is paid to the problem of reducing the content of various escaping gases, as well as fly ash from various combustion processes and regeneration zones in connection with cracking equipment. To reduce the leakage of these gases, it is therefore necessary to select processes which are effective without at the same time reducing the efficiency or selectivity of the catalyst. In addition, unwanted leakage of harmful gases must not be replaced by another problem, such as increased fly ash leakage or increased operating costs. In view of these requirements, the desirable reduction of sulfur oxides leakage in the oil cracker is achieved by using a cracking catalyst, which is modified to minimize leakage of both carbon monoxide and sulfur oxides, catalyst efficiency, stability and abrasion resistance. under normal cracking conditions in existing or new crackers remains unchanged.
Obvykle se sice vyhýbáme použití kovů v krakovacích katalyzátorech a pokládá se za problematické krakovat nástřik s obsahem kovů za přítomnosti krakovacích katalyzátorů, ale přesto popisuje jihoafrický patentový spis 7924/72 a jemu odpovídající americký patentový spis 3 909 392, o kterých zde bude ještě dále podrobněji jednáno s celkovým rozborem, že se dají použít spalovací katalyzátory nebo promotory spolu s krakovacími katalyzátory uvnitř regeneračního- pásma za přítomnosti kovové tyče, mřížky, síťky nebo- síta ve spalovacím pásmu, jakož i sloučenin kovů, které lze uvést do pohybu, zvláště pak práškových kysličníků kovů přechodné skupiny, jako je například kysličník železitý, manganičitý a kysličníky vzácných zemin, které se přidávají do přidávaného katalyzátoru, nebo je jejich působnost omezena na regenerační zařízení. Belgický patentový spis 826 266 popisuje způsob, podobný postupu podle amerického patentového spisu 3 909 392, záležející v tom, že se používá katalytický krakovací katalyzátor ve fyzikálním spojení s katalyzátorem, urychlujícím oxidaci kysličníku uhelnatého, a jedná se o k.ov s atomovým číslem nejméně 20 a jako vhodné oxidační promotory jsou jmenovány kovy ze skupin IB, IIB a III až VIII periodické soustavy prvků, zvláště pak platina, paládium, rhodium, molybden, wolfram, -měď, chrom, nikl, mangan, kobalt, vanad, železo, cer, ytterbium a uran. V americkém patentovém spise č. 3 808 121 se popisuje regenerování krakovacího katalyzátoru za přítomnosti katalyzátoru, oxidujícího kysličník uhelnatý, a tento katalyzátor se udržuje v regeneračním pásmu.While we usually avoid the use of metals in cracking catalysts and is believed to be problematic to crack metal-containing paint in the presence of cracking catalysts, South African Patent 7924/72 and its corresponding U.S. Patent 3,909,392 are described in more detail below. dealt with the overall analysis that combustion catalysts or promoters can be used together with cracking catalysts within the regeneration zone in the presence of a metal rod, grid, mesh or screen in the combustion zone, as well as metal compounds which can be moved, especially powdered transition metal oxides such as iron (III) oxide, manganese dioxide and rare earth oxides that are added to the catalyst to be added, or are limited to regeneration plants. Belgian Patent 826,266 discloses a process similar to that described in U.S. Patent 3,909,392, in which a catalytic cracking catalyst is used in physical association with a catalyst for accelerating the oxidation of carbon monoxide and is a metal with an atomic number of at least 20, and metals of groups IB, IIB and III to VIII of the Periodic Table of the Elements are mentioned as suitable oxidation promoters, in particular platinum, palladium, rhodium, molybdenum, tungsten, copper, chromium, nickel, manganese, cobalt, vanadium, iron, cerium , ytterbium and uranium. U.S. Patent No. 3,808,121 discloses the regeneration of a cracking catalyst in the presence of a carbon monoxide oxidizing catalyst and is maintained in the regeneration zone.
Belgický patentový spis 7 412 423 popisuje krakovací katalyzátor, obsahující méně než 100 ppm-, přepočteno na kov a vztaženo na veškerý katalyzátor, nejméně jedné kovové složky ze skupiny kovů V. a VIL periody VIII. skupiny periodické soustavy prvků, dále rhenium a odpovídající sloučeniny, a tento katalyzátor vede k zvláště výraznému zmenšení obsahu kysličníku uhelnatého- v kouřových plynech ze zařízení pro katalytické krakování. Patent se rovněž týká katalyzátoru typu molekulového -síta, který se připravuje v sodíkovém cyklu, sodík se zamění za amo-niové kationty záměnou iontů, načež se síto impregnuje kovy vzácných zemin.Belgian patent specification 7 412 423 discloses a cracking catalyst containing less than 100 ppm, calculated on the metal and based on the total catalyst, of at least one metal component of the metals of group V and VIL of period VIII. This group of catalysts leads to a particularly marked reduction in the carbon monoxide content of the flue gases from the catalytic cracking apparatus. The patent also relates to a molecular sieve catalyst that is prepared in the sodium cycle, sodium is exchanged for ammonium cations by ion exchange, after which the screen is impregnated with rare earth metals.
Pokud se týká úniku kysličníků síry, pak byly již popsány různé způsoby k úpravě odpadních plynů a případně kouřových plynů, jako je například promývání, chemická absorpce, neutralizace i chemické reakce a přeměny, ale všechny tyto způsoby, určené pro odstranění kysličníků síry vyžadují prostorově náročná i nákladná dodatečná zařízení, a jsou tím pochopitelně zvyšovány náklady jak provozní, tak i investiční. V americkém patentovém spise 3 699 037 se popisuje přidání nejméně stechiometrického množství sloučeniny vápníku nebo hořčíku, přepočteno na množství sirného nánosu na katalyzátoru, do krakovacího cyklu. Tento přidávaný materiál má reagovat s kysličníky síry, načež se má ve velejemném stavu odstranit z krakovacího cyklu ve formě popílkovitého materiálu v odpadním plynu z regeneračního zařízení. Kontinuální přidávání takového materiálu však nápadně zvyšuje provozní náklady. Stejným způsobem se týkají americké patentové spisy 3 030 300 a 3 030 314 způsobu katalytického krakování, při kterém se do cyklu katalytického krakování s pohyblivým ložem přidává kontinuálně jedna nebo více sloučenin boru, alkalických kovů nebo kovů alkalických ze-min, aby tak vznikly částečky katalyzátoru se zvýšenou odolností proti lomu nárazem, jakož i proti oděru povrchových ploch. Katalyzátorové částečky obsahují materiál na podkladě křemíku, případně kysličníku křemičitého s mikroporézním katalyticky aktivním jádrem, jež je opatřeno ulpělým ochranným povlakem ze skloviny, přičemž podkladem této je kysličník křemičitý a jedna či více sloučenin boru, alkalických kovů a kovu žíravých zemin.With regard to the release of sulfur oxides, various methods have been described for treating waste gases and possibly flue gases, such as scrubbing, chemical absorption, neutralization and chemical reactions and conversions, but all of these methods for the removal of sulfur oxides require space-intensive costly additional equipment, and this obviously increases both operating and investment costs. U.S. Pat. No. 3,699,037 discloses adding at least a stoichiometric amount of a calcium or magnesium compound, calculated on the amount of sulfur deposit on the catalyst, to the cracking cycle. This added material is to react with sulfur oxides, and is then to be removed in a very fine state from the cracking cycle in the form of fly ash material in the off-gas from the recovery plant. However, the continuous addition of such material noticeably increases operating costs. In the same way, U.S. Pat. Nos. 3,030,300 and 3,030,314 relate to a catalytic cracking process in which one or more boron, alkali or alkaline earth metal compounds are continuously added to a moving bed catalytic cracking cycle to form catalyst particles. with increased impact resistance as well as abrasion of surface surfaces. The catalyst particles comprise a silica-based or silica-based material with a microporous catalytically active core, provided with an adhering protective coating of glass, the substrate being silica and one or more compounds of boron, alkali metals and caustic earth metals.
Americký patentový spis 3 83b 031. popisuje cyklický způsob katalytického krakování v pohyblivé nebo zvířené fázi, kdy se dociluje snížený únik kysličníků síry v odpadních plynech z regeneračního zařízená Způsob pracuje s katalyzátorem na podkladu molekulového síta s matricí či základem z kysličníku křemičitého a kysličníku hlinitého, a síto je impregnováno jedním či více z kysličníků kovů skupiny ΪΙΑ. Americké patentové spisy číslo 3 388 077, 2 409 390 a 3 849 343 popisují způsob úpravy škodlivého proudu odpadního plynu, obsahujícího kysličník uhelnatý a kysličníky síry. Způsob záleží v tom, že se proud uvádí do styku s katalytickou kompozicí, kterou tvoří porézní a žárovzdorný nosný materiál, katalyticky účinná kovová složka, například kov z platinové skupiny nebo složka ze skupiny kovů alkalických zemin, jako je vápník, baryum a stroncium.U.S. Pat. No. 3,813,031 discloses a cyclic process of catalytic cracking in the moving or aging phase, whereby a reduced leakage of sulfur oxides in the off-gas from the recovery plant is achieved. The process operates with a catalyst on a molecular sieve with matrix or silicon oxide alumina. and the screen is impregnated with one or more of the kovůΑ group metal oxides. U.S. Patent Nos. 3,388,077, 2,409,390 and 3,849,343 disclose a method for treating a harmful off-gas stream comprising carbon monoxide and sulfur oxides. The method comprises contacting the stream with a catalytic composition comprising a porous and refractory support material, a catalytically active metal component, for example a platinum group metal or an alkaline earth metal group such as calcium, barium and strontium.
Nyní byl nalezen způsob zcela nový.A brand new method has now been found.
Vynález se týká cyklického způsobu katalytického krakování v pohyblivé nebo zvířené fázi za sníženého úniku kysličníků síry v odpadních plynech z regeneračního pásma. V různých způsobech provedení vede vynález i k podstatě úplnému spálení kysličníku uhelnatého v reakčním pásmu a k absorpci tepla, vzniklého při takovém spalování, na pevných částečkách, které se vedou do reakčního pásma a do vypuzovacího pásma, dříve, než se vedou zpět do regeneračního pásma. Tyto pevné částečky jsou v podstatě krakovací katalyzátor typu molekulového· síta a kovová reakční složka; může se rovněž jednat o amorfní krakovací katalyzátor a pevné látky, které jsou v p.odstatě inertní při krakování uhlovodíků.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a cyclic process for catalytic cracking in the mobile or in the vapor phase with reduced leakage of sulfur oxides in waste gases from the recovery zone. In various embodiments, the invention also results in substantially complete combustion of the carbon monoxide in the reaction zone and absorption of the heat generated by such combustion on solid particles that are fed into the reaction zone and into the ejection zone before being returned to the recovery zone. The solid particles are essentially a molecular sieve cracking catalyst and a metal reactant; it may also be an amorphous cracking catalyst and solids which are substantially inert in the cracking of hydrocarbons.
Kovové činidlo je možno zapracovat do krakovacího katalyzátoru typu molekulového síta, do amorfních krakovacíeh katalyzátorů a do pevných, v podstatě inertních látek. Může se to provádět buď před přidáním nebo po přidání částeček substrátu do cyklu krakovacího postupu. Pří cyklu krakovacího způsobu se používají takové podmínky, že se na pevných částečkách v regeneračním pásmu tvoří stálá sloučenina obsahující kov a síru, a z vypuzovacího pásma se vypouští plyn, obsahující síru.The metal reagent can be incorporated into a molecular sieve cracking catalyst, amorphous cracking catalysts, and solid, substantially inert substances. This can be done either before or after the addition of substrate particles to the cracking cycle. The conditions of the cracking process are such that a solid metal and sulfur-containing compound is formed on the solid particles in the regeneration zone, and the sulfur-containing gas is discharged from the stripping zone.
Při volbě katalyzátorů ke snížení úniku kysličníků síry z odpadních plynů z regeneračního pásma krakovacího způsobu v pohyblivé fázi je důležité, aby takové katalyzátory měly nejen schopnost plnit svou speciální funkci, ale aby rovněž mohly plnit tuto funkce, uspokojivým způsobem delší dobu. Z toho důvodu je třeba při hledání takových katalyzátorů věnovat pozornost vlastnostem katalyzátorů z hlediska účinnosti a stálosti. Účinností v tomto smysluWhen selecting catalysts to reduce the release of sulfur oxides from waste gases from the regeneration zone of the cracking process in the mobile phase, it is important that such catalysts not only have the ability to perform their special function, but also to fulfill this function satisfactorily over a longer period. Therefore, when looking for such catalysts, consideration should be given to the performance and stability properties of the catalysts. Effectiveness in this sense
S je míra schopnosti katalyzátoru snižovat unikání kysličníků síry v odpadních plynech z regeneračního pásma za určité přesnosti provedení, čímž se míní použité podmínky, například teplota, tlak, doba kontaktu atd. Stálostí katalyzátoru se míní míra schopnosti katalyzátoru podržovat si svou účinnost po určitou dobu. Stálost se vztahuje na časovou míru změn parametrů z hlediska účinnosti, přičemž čím nepatrnější je tato míra, tím stabilnější je katalyzátor. Stálost či stabilita katalyzátoru má být taková, že účinnost katalyzátoru se po delší dobu provozu nemění.S is a measure of the ability of a catalyst to reduce sulfur oxide leakage in waste gases from a regeneration zone at some accuracy, meaning conditions used, such as temperature, pressure, contact time, etc. Catalyst stability means a measure of a catalyst's ability to maintain its efficiency for a certain period of time. Stability refers to the time rate of parameter changes in terms of efficacy, the lower the rate, the more stable the catalyst. The stability or stability of the catalyst should be such that the efficiency of the catalyst does not change over an extended period of operation.
Tyto klíčové význaky jsou snáze dosažitelné, jestliže se účinné činidlo, použité k dosažení zmenšeného úniku kysličníků síry, tedy to je podle tohoto vynálezu kovové činu dlo, přidává do cyklu krakovacího postupu a zapracovává se in šitu do pevných částeček, než jak by tomu bylo v případě krakovacího katalyzátoru typu molekulového síta, kdy se kovové činidlo přidává při přípravě tohoto katalyzátoru, případně se k němu přimíchává. Ukázalo se, že vnášení nebo přidávání kovového činidla do cyklu krakovacího postupu ve srovnání s přimícháváním do krakovacího katalyzátoru typu molekulového síta během přípravy krakovacího katalyzátoru vede k většímu snížení množství unikajících kysličníků síry v odpadních plynech z regeneračního pásma. Přidávání kovového činidla do cyklu krakovacího způsobu je výhodné i proto, že se tím lépe ovládá a kontroluje případný škodlivý účinek kovového činidla na krakovací rychlost, protože je možno měnit rychlost a/nebo množství kovového činidla, jež se vnáší do krakovacího cyklu. Také by mohlo dojít i ke ztrátě kovového činidla, které by bylo předem smícháno s katalyzátorem krakovacího způsobu, při oděru krakovacího katalyzátoru ve formě jemných částeček. Přidání kovového činidla do cyklu krakovacího způsobu a vnášení do pevných částeček in šitu dovoluje udržení žádaného množství kovového činidla na vnější straně nebo na přístupných místech krakovacího katalyzátoru.These key features are easier to achieve if the active agent used to achieve a reduced leakage of sulfur oxides, i.e. a metal deed according to the present invention, is added to the cracking process cycle and incorporated in situ into solid particles than would be the case in in the case of a molecular sieve-type cracking catalyst, in which case the metal reagent is added to or admixed with in the preparation of the catalyst. It has been shown that introducing or adding a metal reagent to the cracking process cycle as compared to blending into the molecular sieve cracking catalyst during the preparation of the cracking catalyst results in a greater reduction in the amount of sulfur oxides leaking in the waste gases from the recovery zone. The addition of the metal reagent to the cracking process cycle is also advantageous in that it controls and controls the potentially harmful effect of the metal reagent on the cracking rate, since the rate and / or amount of metal reagent introduced into the cracking cycle can be varied. Also, the metal reagent, which would be premixed with the cracking catalyst, could also be lost when the cracking catalyst is abrasion in the form of fine particles. Adding the metal reagent to the cracking process cycle and introducing it into the solid particles in situ allows the desired amount of the metal reagent to be maintained on the outside or in accessible locations of the cracking catalyst.
Předmětem vynálezu je tedy způsob cyklického fluidního katalytického krakování, popřípadě katalytického krakování ve fluidizované, popřípadě ve zvířené vrstvě uhlovodíkových materiálů s obsahem hmotnostně 0,2 až 6 % síry ve formě organických sloučenin, při kterém se nástřik krakuje v reakční zóně se fluidizovanými, popřípadě zvířenými pevnými částicemi krakovacího katalyzátoru typu molekulového síta, částice katalyzátoru desaktivované nánosy obsahujícími síru a uhlík se z produktu reakční zóny oddělují a zavádějí se do stripovací zóny, kde se těkavé nánosy z desaktivovaného katalyzátoru odlučují stripovacím plynem, stripované částice katalyzátoru se oddělují z produktu odváděného ze stripovací zóny a převádějí se do regenerační zóny a spalováním naodehnaných nánosů obsahujících síru a uhlík plynem obsahujícím kyslík se regenerují a regenerované částice katalyzátoru se oddělují od plynu z regenerační zóny a vracejí se do reakční zóny, který se vyznačuje tím, že pevné částice obsahující krakovací katalyzátor typu molekulového síta nechávají probíhat cyklem spolu s kovovou reakční složkou, přičemž kovovou reakční složku tvoří alespoň jeden kov ve volné formě nebo ve formě sloučeniny ze souboru zahrnujícího hořčík, vápník, stroncium a baryum, přičemž množství kovové reakční složky je dostatečné k absorpci alespoň 50 % kysličníků síry, které se vyvíjejí při spalování nánosů obsahujících síru a uhlík v regenerační zóně a přičemž se kovová reakční složka do krakovacího cyklu zavádí v kapalné formě neb.o ve formě částic pevné hmoty odlišné od krakovacího katalyzátoru typu molekulového síta, nástřik se krakuje v přítomnosti cirkulujících částic při teplotě 454 až 649° Celsia, těkavé odloučené produkty z cirkulujících částic se stripují při teplotě 454 až 649 °C stripovacím plynem obsahujícím páru za hmotnostního poměru páry ke krakovacímu katalyzátoru 0,0005 až 0,025 za jednotku času, síru a uhlík obsahující nános se ze strip,ováných cirkulujících částic spaluje při teplotě 566 až 788 °C, cirkulující částice absorbují alespoň 50 % kysličníků síry, vznikajících spalováním nánosů obsahujících síru a uhlík v regenerační zóně, z regenerační zóny se odvádí plyn obsahující molekulární kyslík a stopy kysličníků síry a absorbované kysličníky síry se jakožto materiál obsahující síru odvádějí v těkavých podílech z reakční a/nebo stripovací zóny.Accordingly, the present invention provides a process for cyclic fluidized catalytic cracking or catalytic cracking in a fluidized or fluidized bed of hydrocarbon materials containing 0.2-6% by weight of sulfur in the form of organic compounds, wherein the feed is cracked in a fluidized or fluidized reaction zone. Cracked catalyst particles of molecular sieve type, catalyst particles deactivated with sulfur and carbon deposits are separated from the reaction zone product and introduced into a stripping zone where the volatile deposits from the deactivated catalyst are stripped off with stripping gas, stripped catalyst particles are separated from the stripping product and transferred to the regeneration zone and by burning the de-stripped deposits containing sulfur and carbon with the oxygen-containing gas, the regenerated catalyst particles are recovered from the They separate from the gas from the regeneration zone and return to the reaction zone, characterized in that the solid particles containing the cracking catalyst of the molecular sieve type are cycled together with the metal reactant, the metal reactant being at least one metal in free form or in the form a compound selected from magnesium, calcium, strontium and barium, wherein the amount of the metal reactant is sufficient to absorb at least 50% of the sulfur oxides that develop when the sulfur and carbon deposits in the regeneration zone are combusted and wherein the metal reactant is introduced into the cracking cycle in liquid form or in the form of particles of solid matter different from the cracking catalyst of the molecular sieve type, the feed is cracked in the presence of circulating particles at a temperature of 454 to 649 ° C, the volatile separated products from the circulating particles are stripped At a temperature of 454 to 649 ° C with steam-containing stripping gas at a weight ratio of steam to cracking catalyst of 0.0005 to 0.025 per unit of time, the sulfur and carbon-containing deposit is burned from the stripped circulating particles at 566 to 788 ° C. absorb at least 50% of the sulfur oxides produced by the combustion of sulfur and carbonaceous deposits in the regeneration zone, gas containing molecular oxygen and traces of sulfur oxides is removed from the regeneration zone and absorbed sulfur oxides are removed as volatile components from the reaction and / or stripper zone.
Vynález tedy představuje zlepšený způsob cyklického katalytického krakování v pohyblivé neboí ve zvířené fázi, kdy se krakuje uhlovodíkový nástřik, obsahující organické sloučeniny síry, v reakčním pásmu s pohyblivými nebo zvířenými částečkami katalyzátoru za použití homogenních nebo nehomogenních regenerovatelných a pohyblivých pevných částeček, obsahujících kovové činidlo a krakovací katalyzátor typu molekulového síta, který obsahuje matrici krakovacího katalyzátoru a krystalický křemičitan hlinitý, rozložený po- matrici, přičemž je krakovací katalyzátor uhlíkatými usazeninami a nánosy, obsahujícímu síru, současně desaktivován. Zvířené pevné částečky se oddělují z vypouštěného proudu krakovaných uhlovodíků z reakčního pásma a vedou se do vypuzovacího pásma, kde se desaktivovaný katalyzátor zbavuje vypuditelných uhlíkatých usazenin a nánosu stykem s vypuzovacím plynem. Pohyblivé pevné částečky se potom oddělují z plynného- .odpadního proudu z vypuzovacího pásma a vedou se do regeneračního pásma, kde se regeneruje desaktivovaný katalyzátor po provedeném vypuzení těkavých složek spálením nevypuditelných uhlíkatých nánosů, obsahujících síru, stykem s plynným proudem, obsahujícím kyslík, a regeneruje se ve formě katalyzátoru s vysokou účinností, přičemž vznikají kysličník uhelnatý, uhličitý a kysličníky síry, které reagují s kovovým činidlem za vzniku sloučeniny, obsahující kov a síru. Pohyblivé nebo zvířené pevné částečky, obsahující regenerovaný krakovací katalyzátor, se oddělují z odpadních plynů, případně z kouřových plynů regeneračního pásma a vedou se zpět do reakčního pásma.Accordingly, the present invention provides an improved method of cyclic catalytic cracking in a moving or animal phase by cracking a hydrocarbon feed containing organic sulfur compounds in a reaction zone with moving or moving catalyst particles using homogeneous or inhomogeneous recoverable and moving solid particles containing a metal reagent; A molecular sieve-type cracking catalyst comprising a cracking catalyst matrix and crystalline aluminum silicate, distributed over a matrix, wherein the cracking catalyst is simultaneously deactivated by sulfur-containing carbonaceous deposits and deposits. The particulate solids are separated from the discharged stream of cracked hydrocarbons from the reaction zone and passed to a stripping zone where the deactivated catalyst is stripped of expulsive carbonaceous deposits and deposition by contact with the stripping gas. The movable solid particles are then separated from the gaseous effluent stream from the stripping zone and fed to a regeneration zone where the deactivated catalyst is recovered after the volatilized components have been ejected by incinerating the sulfur-containing non-ejectable carbonaceous deposits. They are in the form of a high efficiency catalyst to form carbon monoxide, carbon dioxide and sulfur oxides which react with the metal reagent to form a metal and sulfur containing compound. Moving or swirling solid particles containing the regenerated cracking catalyst are separated from the off-gas or the flue gases of the regeneration zone and returned to the reaction zone.
Zlepšení záleží v tom, že se přidává do cyklu krakovacího způsobu kov v kovovém činidle, kovové činidlo se během cyklu krakovacího způsobu nanáší na pevné částečky, případně se do nich zapracovává, dále v použití vypuzovacího plynu, obsahujícího páru, v regenerování desaktivovaného krakovacího katalyzátoru za regeneračních teplot v rozmezí, kdy je sloučenina, obsahující kov a síru, obsažena v pevných částečkách, stálá, jakož i v přívodu dostatečného množství kyslíku v regeneračním pásmu, což je podmíněno přívodem plynného proudu s obsahem kyslíku do regeneračního pásma, takže odpadní plyny z regeneračního pásma obsahují molekulární kyslík.The improvement is that metal in the metal reagent is added to the cracking process cycle, the metal reagent is deposited on or incorporated into the solids during the cracking process cycle, further using a stripping gas containing steam to regenerate the deactivated cracking catalyst in at a regeneration temperature in the range where the metal and sulfur-containing compound is contained in the solid particles, stable, as well as in the supply of sufficient oxygen in the regeneration zone, which is conditioned by supplying an oxygen-containing gas stream to the regeneration zone, the bands contain molecular oxygen.
Vhodný uhlovodíkový nástřik k použití při způsobu podle vynálezu obsahuje hmotnostně asi 0,2 až 6 % síry ve formě organických sloučenin síry. S výhodou obsahuje nástřik hmotnostně 0,5 až 5 % síry a zvláště 1 až 4 % síry, přičemž síra je v nástřiku ve formě organických sloučenin síry.A suitable hydrocarbon feed for use in the process of the invention comprises about 0.2-6% by weight of sulfur as organic sulfur compounds. Advantageously, the feed comprises from 0.5 to 5% by weight of sulfur and in particular from 1 to 4% by weight of sulfur, the sulfur in the feed being in the form of organic sulfur compounds.
Matricí krakovacího katalyzátoru typu molekulového síta je s výhodou kombinace alespoň dvou materiálů ze souboru tvořeného kysličníkem křemičitým, kysličníkem hlitým-, kysličníkem zirkoničitým, kysličníkem titaničitým, kysličníkem hořečnatým, kysličníkem thoričitým a kysličníkem boritým, zvláště pak kombinací kysličníku křemičitého a kysličníku hlinitého. Tato matrice krakovacího katalyzátoru obsahuje s výhodou vždy hmotnostně 10 až 65 % a zvláště 25 až 60 % kysličníku hlinitého, s výhodou 35 až 90 % a zvláště 35 až 70 % kysličníku křemičitého a s výhodou 0,5 až 50 procent a zvláště až 50 % krystalického křemičitanu hlinitého. Krakovací katalyzátor typu molekulového síta obsahuje s výhodou hmotnostně 10 až 99,999 a zvláště 30 až 99,999 % a především 90 až 99,999 % pevných částeček, přičemž zbytkem je kovové reakční činidlo.The molecular sieve-type cracking catalyst matrix is preferably a combination of at least two materials selected from the group consisting of silicon dioxide, lithium oxide, zirconia, titanium dioxide, magnesium oxide, thorium oxide and boric oxide, in particular a combination of silica and alumina. This cracking catalyst matrix preferably contains from 10 to 65% by weight and in particular from 25 to 60% by weight of alumina, preferably from 35 to 90% and in particular from 35 to 70% by weight of silica, and preferably from 0.5 to 50% and particularly up to 50% of crystalline aluminum silicate. The molecular sieve-type cracking catalyst preferably contains from 10 to 99.999 and in particular from 30 to 99.999% and in particular from 90 to 99.999% by weight of solids, the remainder being a metal reagent.
Kovové činidlo tvoří alespoň jeden volný nebo vázaný kovový prvek ze skupiny, kterou tvoří hořčík, vápník, stroncium a baryum, jejich sloučeniny i směsi, a s výhodou se jako kovové činidlo volí hořčík nebo vápník.The metal reagent comprises at least one free or bonded metal element from the group consisting of magnesium, calcium, strontium and barium, compounds and mixtures thereof, and preferably the metal agent is selected from magnesium or calcium.
Zdá se, že kysličník nebo kysličníky kovového prvku nebo kovových prvků kovového1 činidla jsou v podstatě odpovědné za ab223821 sorpci kysličníků síry v regeneračním pásmu. Z toho důvodu je výhodné přidávat kovový prvek nebo kovové prvky kovového činidla do katalytického krakovacího cyklu ve formě kysličníku nebo kysličníků. Při praxi podle vynálezu však dostačuje přidat do cyklu alespoň jeden z vhodných kovových prvků, zvolených k použití jako kovové činidlo. Kovový prvek nebo kovové prvky kovového činidla se aktivují k absorpci kysličníků síry v regeneračním pásmu. Má se za to, že aktivování spočívá v částečném převedení nebo v podstatě v úplném převedení kovu nebo kovů kovového činidla na odpovídající kysličník nebo kysličníky. A toto· aktivování nezávisí v podstatě na přesném způsobu, v jakém jsou kovové prvky kombinovány nebo vázány, v době zavádění do cyklu.It appears that oxide or oxide of the metal element or metal elements of the metal reagent 1 is substantially responsible for ab223821 sorption of sulfur oxides in the regeneration zone. For this reason, it is preferable to add the metal element or metal elements of the metal reagent to the catalytic cracking cycle in the form of oxide or oxides. In practice, however, it is sufficient to add to the cycle at least one of the suitable metal elements selected for use as the metal reagent. The metal element or metal elements of the metal reagent are activated to absorb sulfur oxides in the regeneration zone. Activation is believed to be the partial conversion or substantially complete conversion of the metal or metals of the metal reagent to the corresponding oxide or oxides. And this activation does not depend essentially on the precise way in which the metal elements are combined or bonded at the time of introduction into the cycle.
Kovové činidlo je přítomno v regeneračním pásmu v takovém průměrném množství, že toto množství dostačuje k absorbování hlavního podílu kysličníků síry, které vznikly spálením uhlíkatých nánosů, obsahujících síru. Z takto vzniklých kysličníků síry se absorbuje nejméně 50 % a s výhodou více než 80 % kovovým činidlem v regeneračním pásmu. V důsledku toho se pohybuje koncentrace kysličníků síry v odpadních plynech z regeneračního pásma při způsobu podle vynálezu v rozmezí objemově pod 600 až 1000 dílů na milión (ppmvj, a je s výhodou méně než asi 600 ppmv a zvláště méně než asi 400 ppmv.The metal reagent is present in the recovery zone in an average amount such that it is sufficient to absorb a major proportion of the sulfur oxides produced by burning the carbonaceous deposits containing the sulfur. Of the sulfur oxides thus formed, at least 50% and preferably more than 80% is absorbed by the metal reagent in the recovery zone. As a result, the concentration of sulfur oxides in the waste gases from the recovery zone of the process of the invention is in the range below 600-1000 parts per million (ppmv), and is preferably less than about 600 ppmv, and particularly less than about 400 ppmv.
Množství použitého kovového činidla po přepočtu na kov nebo kovy je s výhodou hmotnostně asi 25 ppm až 7 %, zvláště 0,01 až asi 5 % a především asi 0,1 až asi 0,5 % se zřetelem na částečky.The amount of metal reagent used, when converted to metal or metals, is preferably about 25 ppm to 7% by weight, especially 0.01 to about 5% by weight, and especially about 0.1 to about 0.5% by weight of the particles.
Kovové reakční činidlo není na pevných částicích rozděleno rovnoměrně. Proto určité pevné částice mohou obsahovat menší nebo větší množství kovového činidla, než je shora uvedeno, avšak v průměru obsahují pevné částice shora uvedené střední hodnoty obsahu kovového činidla.The metal reagent is not uniformly distributed on the solid particles. Accordingly, certain solid particles may contain less or greater amounts of the metal reagent than mentioned above, but on average, the solid particles contain the above-mentioned mean values of the metal reagent.
Desaktivovaný katalyzátor, zbavený ve vypuzovacím pásmu vypuditelných podílů, se regeneruje v regeneračním pásmu za teplot, kdy vzniká z kovu v pevných částečkách, obsaženého v kovovém činidle, a z kysličníků síry stabilní sloučenina z kovu a síry. Regenerační teploty jsou s výhodou asi 638 až 732 °C. Nástřik uhlovodíků se krakuje za reakčních podmínek, kdy reaguje sloučenina, obsahující kov a síru, .obsažená v pevných částečkách za vzniku sulfidu kovu v kovovém činidle. Krakovací teplota je s výhodou asi 454 až asi 649 °C a zvláště asi 466 až asi 593 °C. Vypuditelné usazeniny z desaktivovaného krakovacího katalyzátoru se odstraní působením plynu, obsahujícího páru za teplotních podmínek v rozmezí, kdy sulfid kovu v kovovém činidle reaguje s vodou za tvorby plynného sirovodíku. Vypuzovací teploty jsou s výhodou asi 554 až asi 649° C a zvláště asi 466 až asi 538 °C. Hmotnost10 ní poměr páry ke krakovacímu katalyzátoru typu molekulového síta, který se přidává do vypuzovacího pásma, je s výhodou asi 0,0005 až asi 0,025 a zvláště 0,0015 až asi 0,0125. Odpadní plyny z reakčního pásma obsahují s výhodou alespoň objemově 0,01 procenta a zvláště alespoň 0,5 % kyslíku, aby se totiž dosáhlo žádaného snížení škodlivých plynů ve vypouštěných plynech.The deactivated catalyst, depleted in the stripping zone, is regenerated in the recovery zone at temperatures to form a stable metal and sulfur compound from the metal in the solids contained in the metal reagent and from the sulfur oxides. The regeneration temperatures are preferably about 638 to 732 ° C. The hydrocarbon feed is cracked under reaction conditions where the metal-sulfur compound contained in the solids reacts to form the metal sulfide in the metal reagent. The cracking temperature is preferably about 454 to about 649 ° C, and especially about 466 to about 593 ° C. The expellable deposits from the deactivated cracking catalyst are removed by treatment with a vapor-containing gas at temperature conditions in which the metal sulfide in the metal reagent reacts with water to form hydrogen sulfide gas. The ejection temperatures are preferably about 554 to about 649 ° C, and particularly about 466 to about 538 ° C. The weight ratio of steam to cracking catalyst of the molecular sieve type that is added to the stripping zone is preferably about 0.0005 to about 0.025, and in particular 0.0015 to about 0.0125. The waste gases from the reaction zone preferably contain at least 0.01% by volume and in particular at least 0.5% oxygen, in order to achieve the desired reduction of harmful gases in the discharged gases.
Při jednom provedení způsobu podle vynálezu se jako materiál, obsahující kov v kovovém činidle používá sloučenina rozpustná nebo dispergovatelná v oleji nebo ve vodě, a kovové činidlo se zapracovává do krakovacího katalyzátoru typu molekulového síta. V takovém případě se kovové činidlo zapracovává buď do krystalického křemičitanu hlinitého, nebo do matrice krystalického křemičitanu hlinitého, nebo do matrice krakovacího katalyzátoru typu molekulového síta. Při této formě provedení způsobu podle vynálezu mohou pevné částečky obsahovat navíc nejméně jednu složku ze skupiny pevných látek, které jsou v podstatě inertní za podmínek krakování nástřiku uhlovodíků, a krakovací amorfní katalyzátor, načež se kovové činidlo zapracovává do takové složky. Při tomto způsobu provedení je sloučenina, která se vnáší do cyklu katalytického krakování podle vynálezu, který zahrnuje pásmo krakovací reakce, vypuzovací pásmo a regenerační pásmo·, s výhodou sůl kovu. Jako příklady lze uvést diketony kovů a soli kovů s karboxylovými kyselinami s 1 až 20 atomy uhlíku. Za zvláště výhodnou sloučeninu tohoto typu jě možno označit magnesiumacetylacetonát.In one embodiment of the process of the invention, the metal-containing material in the metal reagent is an oil-soluble or water-dispersible compound and the metal reagent is incorporated into a molecular sieve cracking catalyst. In this case, the metal reagent is incorporated either into crystalline aluminum silicate, or into a crystalline aluminum silicate matrix, or into a molecular sieve-type cracking catalyst matrix. In this embodiment of the process of the invention, the solid particles may additionally comprise at least one constituent from the group of solids that are substantially inert under hydrocarbon cracking conditions and a cracking amorphous catalyst, whereupon the metal reagent is incorporated into such a constituent. In this embodiment, the compound to be introduced into the catalytic cracking cycle of the invention, which comprises a cracking reaction zone, a stripping zone and a regeneration zone, is preferably a metal salt. Examples are metal diketones and metal salts of carboxylic acids having 1 to 20 carbon atoms. A particularly preferred compound of this type is magnesium acetylacetonate.
Při další formě provádění postupu tohoto vynálezu se používá jako materiál, obsahující kov v kovovém činidle, samotné kovové činidlo v práškované formě, například kysličník hořečnatý. Při další formě provádění je takovým materiálem kompozice z kovového činidla na nosiči, kterým je buď amorfní krakovací katalyzátor, nebo pevná látka, která je v podstatě inertní za podmínek krakovací reakce.In another embodiment of the process of the present invention, the metal reagent itself is in powder form, for example magnesium oxide, as the metal-containing material in the metal reagent. In another embodiment, the material is a supported metal reagent composition that is either an amorphous cracking catalyst or a solid that is substantially inert under cracking reaction conditions.
Vynález tedy se týká zlepšeného způsobu katalytického krakováni v pohyblivé, případně ve zvířené fázi, který je současně zlepšeným způsobem regenerování katalyzátoru, použitého při katalytické konverzi v pohyblivé fázi, jakož i zlepšeným způsobem snižování obsahu kysličníků síry v odpadních plynech z regeneračního pásma krakovacích katalyzátorů, který se současně týká konverze uhlovodíkových nástřiků, obsahujících síru, při kterých se krakovací katalyzátor desaktivuje nanášením usazenin koksu s obsahem síry na povrchové plochy krakovacího katalyzátoru. Pevné částečky, použité při postupu podle tohoto vynálezu, zahrnující krakovací katalyzátory typu molekulových sít, cirkulují ve vzájemně dobře dispergovatelném fyzikálním vztahu vzájemně cyklem krakovacího způsobu, který zahrnuje krakovací pásmo, vypuzovací pásmo a regenerační pásmo. Použité podmínky vedou ke snižování obsahu kysličníků síry v odpadních plynech z regeneračního pásma.The invention therefore relates to an improved process for catalytic cracking in a moving or an agitated phase which is at the same time an improved process for regenerating the catalyst used in the catalytic conversion in a moving phase as well as an improved process for reducing sulfur oxides in waste gases from the cracking catalyst recovery zone. It also relates to the conversion of sulfur-containing hydrocarbon feeds in which the cracking catalyst is deactivated by depositing sulfur coke deposits on the surfaces of the cracking catalyst. The solid particles used in the process of the present invention, including cracking catalysts of the molecular sieve type, circulate in a mutually well dispersible physical relationship with each other through a cracking process cycle that includes a cracking zone, a stripping zone, and a recovery zone. The conditions used result in a reduction in the sulfur oxide content of the waste gases from the recovery zone.
Krakovací katalyzátor a kovové činidlo podle vynálezu mají různou funkci.The cracking catalyst and the metal reagent of the invention have different functions.
Krakovací katalyzátor slouží ke katalýze krakovacích reakcí, zatímco kovové činidlo· je v podstatě inertní se zřetelem na krakovací reakci nebo má velmi nepatrný vliv na katalytickou konverzní reakci za použitých podmínek. Pro snížení obsahu kysličníků síry v odpadních plynech z regeneračního pásma, pak absorbují pevné částečky kysličníků síry v regeneračním pásmu. Krakovací katalyzátor typu molekulového síta slouží často jako takový ve funkci absorbens kysličníků síry. Kovové činidlo reaguje s absorbovanými kysličníky síry za vzniku sloučeniny, obsahující kov a síru, zvláště za vzniku síranu kovu, zvláště síranu kovu alkalických zemin v pevných částečkách. Za předpokladu, že je taková sloučenina, obsahující kov a síru za provozních podmínek v regeneračním pásmu stálá, převádí se na povrchu pevných částeček do reakčního pásma a vypuzovacího pásma, kde se redukuje a odděluje se jako plyn, obsahující síru, zvláště sirovodík.The cracking catalyst serves to catalyze the cracking reactions, while the metal reagent is substantially inert with respect to the cracking reaction or has very little effect on the catalytic conversion reaction under the conditions used. To reduce the content of sulfur oxides in the waste gases from the recovery zone, they then absorb the solid sulfur oxide particles in the recovery zone. The molecular sieve-type cracking catalyst often serves as such in the function of absorbing sulfur oxides. The metal reagent reacts with the absorbed sulfur oxides to form a metal and sulfur-containing compound, in particular to form a metal sulfate, especially an alkaline earth metal sulfate in solid particles. Assuming that the metal and sulfur containing compound is stable in the regeneration zone under operating conditions, it converts on the surface of the solid particles into a reaction zone and a stripping zone where it is reduced and separated as a sulfur-containing gas, particularly hydrogen sulfide.
Aktivita s přihlédnutím ke snižování úniku kysličníků síry v odpadních plynech z regeneračního pásma závisí na povaze použitelného1 kovu. S použitelnými kovy v kovovém činidle se nedosahuje ekvivalentních výsledků jako se speciálními kovy, jichž je možno použít v kovovém činidle; na výsledky mají rovněž vliv reakční podmínky.Activity with regard to the reduction of leakage of sulfur oxides in the waste gases from the regeneration zone depends on the nature of the applicable one metal. With the usable metals in the metal reagent, no equivalent results are obtained as with the special metals which can be used in the metal reagent; reaction conditions also influence the results.
Pevné částečky podle vynálezu jsou jemně rozděleny a vyznačují se střední velikostí nejvýše 20 mikrometrů až 150 mikrometrů, takže jsou ve vhodné formě provedení do pohybu nebo zvíření. Mezi vhodné matrice pro krakovací katalyzátory patří kysličník křemičitý a/nebo kysličník hlinitý, Mohou se použít i jiné žárovzdorné kysličníky kovů, jejichž výběr je s konečnou platností omezen jejich schopností účinně se regenerovat za zvolených reakčních podmínek. Mohou se rovněž použít jíly jako příměs do kysličníku hlinitého. Za výhodné katalyzátory je třeba pokládat směsi kysličníku hlinitého a kysličníku křemičitého, smíchané s molekulovými síty, které jsou známy jako zeolity nebo krystalické křemičitany hlinité. Vhodné krakovací katalyzátory se vyznačují obsahem krystalického křemičitanu hlinitého·, jež dostačuje k tomu, aby se zvýšila krakovací aktivita katalyzátoru, přičemž uvedené množství je opět s konečnou platností omezeno možností účinné regenerace za daných reakčních podmínek. Krystalické křemičitany hlinité obsahují obvykle kysličník křemičitý a kysličník hlinitý v molovém poměru alespoň asi 2 : 1, například asi 2 až 12 : 1, s výhodou asi 4 až 6 : 1. Vhodné jsou krakovací katalyzátory na podkladu kysličníku křemičitého, obsahující například hmotnostně asi 35 až asi 90 % kysličníku křemičitého a s hmotnostním, obsahem asi 10 až asi 65 % kysličníku hlinitého. Takové katalyzátory je možno připravovat za použití kteréhokoliv vhodného způsobu, jako je mletí, gélová koprecipitace a podobně, přičemž nutným předpokladem je, aby hotový katalyzátor byl ve vhodné fyzikální formě pro uvedení do vířivého pohybu.The solid particles according to the invention are finely divided and have a mean size of not more than 20 micrometers to 150 micrometers, so that they are in motion or in motion in a suitable embodiment. Suitable cracking catalyst matrices include silica and / or alumina. Other refractory metal oxides may be used, the choice of which is ultimately limited by their ability to regenerate effectively under selected reaction conditions. Clays can also be used as an additive to alumina. Preferred catalysts are mixtures of alumina and silica mixed with molecular sieves known as zeolites or crystalline aluminum silicates. Suitable cracking catalysts are characterized by a content of crystalline aluminum silicate which is sufficient to increase the cracking activity of the catalyst, said amount being ultimately limited by the possibility of effective regeneration under the reaction conditions. Crystalline aluminum silicates typically contain silica and alumina in a molar ratio of at least about 2: 1, for example about 2 to 12: 1, preferably about 4 to 6: 1. Crack catalysts on a silica support containing, for example, about 35 wt. up to about 90% by weight of silica and containing about 10 to about 65% by weight of alumina. Such catalysts may be prepared using any suitable method, such as milling, gel co-precipitation, and the like, provided that the finished catalyst is in a suitable physical form for vortexing.
Mezi vhodná molekulová síta patří pochopitelně jak přírodní, tak i syntetické materiály povahy křemičitanů hlinitých, jako jsou faujasit, chabazit, křemičitany hlinité typu „X“ a „Y“ a jako jsou ultrastabilní, velkoporézní krystalické křemičitany hlinité, popřípadě materiály je obsahující. Při míchání, například s kysličníkem křemičitým a s kysličníkem hlinitým za tvorby katalyzátoru pro krakování ropy je obsah molekulového síta v čerstvě připravených částečkách katalyzátoru vhodně hmotnostně asi 0,5 až asi 50 %, s výhodou asi 5 až 50 proč. Rovnovážná směs molekulového síta a krakovacího katalyzátoru může obsahovat i pouze hmotnostně 1 % krystalického materiálu. Krystalické křemičitany hlinité jsou obvykle dostupné v sodné formě neb.0 se v této formě připravují. Sodíková složka se potom obvykle sníží na tak nepatrné množství, jak je to jen možno, obvykle pod asi hmotnostně 0,30 °/o, což se provede iontovou výměnou za vodíkové ionty nebo jejich prekursory, jako jsou amoniové ionty nebo ionty vícemocných kovů, počítaje v to vápník, stroncium, baryum a kovy vzácných zemin, jako je cer, lanthan, neodym a kovy vzácných zemin, nacházené v přírodě, i jejich směsi. Struktura pórů použitelných krystalických materiálů má zůstat zachována za podmínek vysoké teploty při přípravě katalyzátoru, za zpracování uhlovodíků i při regenerování katalyzátoru. Krystalické křemičitany hlinité se vyznačují často· stejnoměrnou strukturou pórů mimořádně nepatrné velikosti, přičemž střední průměr pórů je asi 0,6 až asi 2,0 nm a je s výhodou 1,0 až 1,5 nm.Suitable molecular sieves include, of course, both natural and synthetic aluminum silicate materials such as faujasite, chabazite, "X" and "Y" type silicates, and ultra-stable, large porous, crystalline aluminum silicates, or materials containing them. When mixing, for example with silica and alumina, to form a catalyst for cracking oil, the molecular sieve content of the freshly prepared catalyst particles is suitably about 0.5 to about 50%, preferably about 5 to 50, by weight. The equilibrium mixture of molecular sieve and cracking catalyst may contain only 1% by weight of crystalline material. Crystalline aluminum silicates are usually available in sodium form or are prepared in this form. The sodium component is then usually reduced to as low as possible, usually below about 0.30% by weight, by ion exchange for hydrogen ions or precursors thereof, such as ammonium or polyvalent metal ions, including including calcium, strontium, barium and rare earth metals such as cerium, lanthanum, neodymium and rare earth metals found in nature, and mixtures thereof. The pore structure of the usable crystalline materials should be maintained under high temperature conditions during catalyst preparation, hydrocarbon processing and catalyst regeneration. Crystalline aluminum silicates are often characterized by a uniform pore structure of extremely small size, the mean pore diameter being about 0.6 to about 2.0 nm and preferably 1.0 to 1.5 nm.
Katalytické krakování těžkých frakcí minerálních olejů představuje jeden z hlavních postupů rafinování ropy, pro konversi surových frakcí ropy na žádoucí hořlavé materiály, jako jsou paliva typu benzinu s vysokým oktanovým číslem a petroleje, která se používají pro stroje s vnitřním hořením a se zapalováním jiskrou. Jedním z příkladů katalytické konverse je způsob katalytického krakování v pohyblivé nebo ve zvířené fázi, kdy se uvádějí kapalné uhlovodíky o vysoké molekulové hmotnosti, nebo jejich páry do styku s horkými, pevnými a jemnými částečkami katalyzátoru buď v reaktoru s pohyblivým ložem nebo v katalyzátoru s vířivým ložem, nebo v prodlouženém vzestupném reaktoru, a směs kataly223821 zátorových částeček a uhlovodíku se udržuje za zvýšené teploty v pohyblivém nebo ve zvířeném stavu po dobu, jež dostačuje k tomu, aby se dosáhlo žádoucí míry krakování uhlovodíku s vyšší molekulovou hmotností za vzniku uhlovodíkové frakce, jež odpovídá motorovému benzinu a obvyklým destilátům.Catalytic cracking of heavy mineral oil fractions is one of the main refining processes for converting crude oil fractions into desirable combustible materials such as high octane gasoline fuels and kerosene used for internal combustion and spark ignition machines. One example of catalytic conversion is a mobile or vapor phase catalytic cracking process wherein high molecular weight liquid hydrocarbons or their vapors are contacted with hot, solid and fine catalyst particles in either a moving bed reactor or a vortex catalyst. a bed or extended elongation reactor, and the mixture of catalyst particles and hydrocarbon is maintained at elevated temperature in a moving or animal state for a time sufficient to achieve the desired degree of cracking of the higher molecular weight hydrocarbon to form a hydrocarbon fraction, which corresponds to motor spirit and the usual distillates.
Vhodné uhlovodíkové nástřiky mají obvykle při krakování teploty varu 204 až 649 0 Celsia, to je vyšší rozmezí, než jak je tomu u benzinových nebo petrolejových frakcí, a krakování se provádí obecně za teplot asi 454 až asi 849 CC. Mezi vhodné nástřiky patří frakce ropy, vroucí nad rozmezím teplot varu petroleje a tedy i benzinu, jako jsou lehké plynové oleje, těžké plynové oleje, vakuové oleje, keroseny, dekantované oleje, zbytkové frakce, redukované surové oleje a oleje z cirkulace, odvozené od kteréhokoliv z předchozích olejů, jakož i vhodné frakce, získané z břidličných olejů, ze zpracování dehtových písků, syntetické oleje, produkty zkapalňování uhlí a podobně. Tyto frakce se mohou použít jako takové neboi v jakékoliv vhodné kombinaci.Suitable hydrocarbon feeds typically have a boiling point of 204 to 649 ° C, a higher range than the gasoline or kerosene fractions, and the cracking is generally carried out at about 454 to about 849 ° C. Suitable feeds include fractions petroleum boiling above the boiling range of kerosene and thus of gasoline such as light gas oils, heavy gas oils, vacuum oils, kerosene, decanted oils, residual fractions, reduced crude oils and circulation oils derived from any of the foregoing oils, as well as suitable fractions obtained from shale oils, from tar sands, synthetic oils, coal liquefaction products and the like. These fractions may be used as such or in any suitable combination.
Postup podle vynálezu se dá provádět v jakémkoliv krakovacím zařízení a podle kteréhokoliv schématu, ale s výhodou se provádí v katalytickém krakovacím systému, s pohyblivou nebo s vířivou vrstvou, kde převážná část konverse uhlovodíků probíhá ve zředěné fázi v přepravním vedení nebo v systému vzestupného reaktoru, přičemž se používají vysoce aktivní katalyzátory a s poměrně vysokou průtokovou rychlostí. S výhodou proběhne krakování v podstatě výlučně ve vzestupném reaktoru a následné husté krakovací lože se pro krakování nepoužívá. Při typickém způsobu provedení za použití krakování ve vzestupném reaktoru a za konverse plynového oleje může objemový průtok nebo objemový poměr celkového nástřiku k čerstvému nástřiku být 1 až asi 3. Stupeň konverse může být hmotnostně asi 40 až 100 % a s výhodou se udržuje nad 40 °/o, například na 60 až 90 %. Konversí se v tomto případě míní percentuální snížení hmotnosti uhlovodíků o teplotě varu nad 221 °C za atmosférického tlaku za vzniku nižších uhlovodíků nebo koksu. Hmotnostní poměr veškerého krakovacího katalyzátoru k oleji ve vzestupném reaktoru může být asi 2 až asi 20, takže disperse, která je v pohybu neb.o zvířená, má hustotu asi 16,1 až 283 kg/m3. S výhodou se udržuje poměr katalyzátoru k oleji v rozmezí asi 3 až asi 20, s výhodou 3 až 7. Rychlost pohybu nebo zvíření ve vzestupném reaktoru může být 3,048 až asi 30,48 m/s. Vzestupný reaktor se obecně vyznačuje poměrem délky k průměru asi 25. Při zpracování ropy se udržuje směsná teplota v úseku u dna vzestupného reaktoru s výhodou 538 až 543 CC. aby došlo k odpaření ropného nástřiku, v horní části reaktoru se udržuje teplota 510 °C. Pro krakovací zbytky a syntetická paliva jsou v podstatě nutné vyšší teploty. Za těchto podmínek a za předpokladu rychlého oddělení opotřebovaného katalyzátoru od vypouštěných par uhlovodíku je doba kontaktu mezi katalyzátorem a uhlovodíky velmi krátká. Kontaktní doba ve vzestupném reaktoru je obvykle 1 až 15 sekund, a s výhodou asi 3 až 10 sekund. S výhodou se pracuje za krátkých kontaktních dob, protože k největšímu podílu krakování uhlovodíků dochází v prvých údobích kontaktní doby, a lze se tak vyvarovat nežádoucích sekundárních reakcí. Je to zvláště důležité, mají-li se dosáhnout vyšší výtěžky produktů i vyšší selektivita, jakož i nižší vznik koksu.The process according to the invention can be carried out in any cracking apparatus and according to any scheme, but is preferably carried out in a catalytic cracking system with a moving or fluidized bed, where most of the hydrocarbon conversion takes place in the diluted phase in the transfer line or in the ascending reactor system. using highly active catalysts and a relatively high flow rate. Preferably, the cracking takes place essentially exclusively in the upstream reactor and the subsequent dense cracking bed is not used for cracking. In a typical embodiment using cracking in an ascending reactor and gas oil conversion, the volumetric flow rate or volume ratio of total feed to fresh feed may be from 1 to about 3. The degree of conversion may be about 40 to 100% by weight and preferably maintained above 40 ° /. 60 to 90%. Conversion in this case refers to a percentage reduction in the weight of hydrocarbons boiling above 221 ° C at atmospheric pressure to produce lower hydrocarbons or coke. The weight ratio of the total cracking catalyst to oil in the ascending reactor may be about 2 to about 20 so that the dispersion that is in motion or vortex has a density of about 16.1 to 283 kg / m 3 . Preferably, the catalyst to oil ratio is maintained in the range of about 3 to about 20, preferably 3 to 7. The velocity of movement or turbulence in the ascending reactor may be 3.088 to about 30.48 m / s. The upstream reactor is generally characterized by a length to diameter ratio of about 25. During oil processing, a mixed temperature is maintained at the bottom of the upstream reactor, preferably 538 to 543 ° C, to maintain a temperature of 510 ° C at the top of the reactor. . Essentially, higher temperatures are required for cracking residues and synthetic fuels. Under these conditions and assuming rapid separation of the worn catalyst from the discharged hydrocarbon vapors, the contact time between the catalyst and the hydrocarbons is very short. The contact time in the ascending reactor is usually 1 to 15 seconds, and preferably about 3 to 10 seconds. Preferably, short contact times are employed, since the greatest proportion of hydrocarbon cracking occurs during the first contact times, and undesirable secondary reactions can be avoided. This is particularly important if higher product yields and higher selectivity as well as lower coke formation are to be achieved.
Krátkou dobu kontaktu mezi částečkami katalyzátoru a parami uhlovodíků lze dosáhnout různými způsoby. Tak je například možno dávkovat katalyzátor v jednom místě či ve více místech po délce spodní části nebo úseku u dna vzestupného reaktoru. Stejným způsobem je možno vstřikovat uhlovodíkový nástřik po celé délce spodní části vzestupného reaktoru, a mohou se pochopitelně volit různé body vstřikování pro čerstvé proudy i proudy z recyklátu. Spodní část vzestupného reaktoru může činit pro tento účel až 80 % z celkové délky vzestupného reaktoru, aby se tak dosáhla zcela mimořádně krátká kontaktní doba, jež .ovlivní optimální konversí uhlovodíkového nástřiku. Použije-li se husté katalyzátorové lože, lze pracovat též se zařízeními k přímému dávkování částeček katalyzátoru a/ /nebo uhlovodíkového nástřiku přímo do pásma hustého lože.Short contact times between catalyst particles and hydrocarbon vapors can be achieved in various ways. For example, it is possible to charge the catalyst at one or more locations along the length of the bottom or section at the bottom of the ascending reactor. In the same way, the hydrocarbon feed can be injected along the entire length of the lower part of the upstream reactor, and of course different injection points can be selected for both fresh and recycled streams. For this purpose, the lower part of the upstream reactor can be up to 80% of the total length of the upstream reactor in order to achieve an extremely short contact time, which influences the optimum conversion of the hydrocarbon feed. If a dense catalyst bed is used, it is also possible to work with devices for direct feeding of catalyst particles and / or hydrocarbon feed directly into the dense bed zone.
Předchozí podmínky jsou upraveny na přípravu paliv pro motory s vnitřním spalováním se zážehem jiskrou, ale postup lze upravit i na maximální produkci těžkých uhlovodíkových produktů, jako je tryskové palivo, Dieselův olej, topný olej a různé chemikálie, zvláště olefiny a aromáty.The foregoing conditions are adapted to prepare fuels for spark-ignition internal combustion engines, but the process can also be adapted to maximize the production of heavy hydrocarbon products such as jet fuel, diesel oil, fuel oil and various chemicals, especially olefins and aromatics.
Při katalytickém postupu se určité množství netěkavých uhlíkových materiálů nebo koksu usazuje na částečkách katalyzátoru. Koksem se míní i vysoce kondensované aromatické uhlovodíky, obsahující obvykle menší množství vodíku, například hmotnostně asi, 4 až 10 %. Pokud obsahuje uhlovodíkový nástřik síru ve formě organických sloučenin síry, je síra .obsažena i v koksu. Se stoupajícím množstvím uhlíkatých usazenin na katalyzátoru se snižuje i aktivita katalyzátoru při krakování, Jakož i se snižuje selektivita katalyzátoru při přípravě benzinových směsí. Katalyzátorové částečky se mohou opět regenerovat tím, že se odstraní za použití vhodného regeneračního postupu hlavní podíly koksu z povrchu katalyzátoru.In the catalytic process, some of the non-volatile carbonaceous materials or coke deposit on the catalyst particles. By coke is meant highly condensed aromatic hydrocarbons, usually containing less hydrogen, for example about 4 to 10% by weight. If the hydrocarbon feed contains sulfur in the form of organic sulfur compounds, the sulfur is also present in the coke. As the amount of carbonaceous deposits on the catalyst increases, the catalyst cracking activity decreases as well as the selectivity of the catalyst in the preparation of gasoline blends. The catalyst particles can be regenerated again by removing major portions of coke from the catalyst surface using a suitable regeneration process.
Opotřebovaný katalyzátor z reaktoru pro konversí ropy se před vpuštěním do regeneračního zařízení zbaví vypudítelných podílů. Vypuzovací zařízení, používané spolu s krakovacím zařízením s pohyblivým ložem, může nejúčelněji pracovat za stejné teploty, jaká se udržuje v konversním reaktoru, tj. při teplotě asi 454 až asi 649 °C a s výhodou při teplotě nad 466 °C. Jako plyn při vypuzování se s výhodou používá pára, ačkoliv se může použít dusík s obsahem páry nebo některý jiný inertní plyn, obsahující páru, případně odpadní plyn nebo kouřový plyn. Vypuzovací plyn se používá s výhodou za přetlaku obecně 0,68 až 2,41 MPa, což je vhodné v podstatě k dokonalému odstranění vypuditelných sloučenin z opotřebovaného katalyzátoru.The spent catalyst from the oil conversion reactor is stripped of expelled matter before it is admitted to the recovery plant. The stripping device used in conjunction with a moving bed cracker can most effectively operate at the same temperature as that maintained in the conversion reactor, i.e., at a temperature of about 454 to about 649 ° C, and preferably at a temperature above 466 ° C. Steam is preferably used as the ejection gas, although steam-containing nitrogen or some other inert gas containing steam, optionally waste gas or flue gas may be used. The purging gas is preferably used at an overpressure of generally 60 to 200 psig, which is suitable for substantially complete removal of the ejectable compounds from the worn catalyst.
Způsob podle tohoto vynálezu se může použít při každém způs,obu či systému regenerování po katalytickém krakování, ale s výhodou se používá v regeneračním systému, který obsahuje alespoň jedno pásmo s hustým ložem a jedno se zředěnou fází. Částečky opotřebovaného katalyzátoru po provedeném. vypuzení vypuditelných podílů se mohou vést vhodným vedením z vypuzovacího zařízení do úseku hustého lože regeneračního' zařízení. Vstup může být proveden dnem nebo ze strany, a je žádoucí, aby tomu bylo v blízkosti horního konce pohyblivého pásma s hustým ložem. Vstup může být usměrněn též do horního konce regeneračního zařízení, kde se katalyzátor uvádí nejprve do styku s v podstatě spotřebovaným regeneračním plynem v omezeném pásmu zředěné fáze.The process of the present invention can be used in any process, both, or a catalytic cracking recovery system, but is preferably used in a recovery system comprising at least one dense bed zone and one with a dilute phase. Worn catalyst particles after performed. The ejection of the expellable fractions may be conducted by a suitable conduit from the ejection device to the dense bed section of the regeneration device. The entry may be bottom or side, and desirably near the upper end of the dense bed moving zone. The inlet may also be directed to the upper end of the regeneration device, where the catalyst is first contacted with substantially consumed regeneration gas in a limited zone of the diluted phase.
Regenerování katalyzátoru se dociluje vypálením koksovitých usazenin z povrchových ploch katalyzátoru působením plynu, obsahujícího molekulární kyslík, jako je například vzduch. Provozně se provádí řada regeneračních postupů, při kterých se dosahuje pozoruhodného regenerování aktivity katalyzátoru v závislosti na míře odstranění koksu. S postupujícím odstraňováním koksu z katalyzátoru je odstraňování zbývajících podílů koksu stále obtížnější, a v praxi se volí jako ekonomický kompromis mezistupeň přijatelné katalyzátorové aktivity, kterou lze docílit.Catalyst regeneration is achieved by firing coke deposits from the catalyst surfaces by treatment with a molecular oxygen-containing gas such as air. A number of regeneration processes are performed to achieve a remarkable regeneration of catalyst activity as a function of coke removal rate. With the progressive removal of coke from the catalyst, it is becoming increasingly difficult to remove the remaining coke, and in practice, an intermediate stage of acceptable catalyst activity that can be achieved is chosen as an economic compromise.
K vypálení koksovitých nánosů na katalyzátoru jsou zapotřebí velké objemy kyslíku nebo vzduchu. Na oxidaci koksu lze ve zjednodušené formě pohlížet jako na oxidaci uhlíku, a to je možno vysvětlit dále uvedenými chemickými rovnicemi, které však neznamenají žádné omezování: a) C + O2 -> CO2 bj 2 C + O2 -> 2 CO cj 2 CO + O2 -> 2 CO2Large amounts of oxygen or air are required to burn coke deposits on the catalyst. Coke oxidation can be regarded in a simplified form as carbon oxidation, and this can be explained by the following chemical equations, but they do not imply any limitation: a) C + O2 -> CO2 bj 2 C + O2 -> 2 CO cj 2 CO + O2 -> 2 CO2
Reakce aj a b) probíhají v obou případech za typických podmínek regenerování katalyzátoru, kdy může být teplota katalyzátoru asi 566 až asi 788 °C, a jsou známé příklady pro chennická střídavá působení plynu na pevnou látku, probíhající, jestliže se katalyzátor regeneruje v tomto teplotním. rozmezí. Účinek zvýšené teploty se projeví ve zvýšené rychlosti spalování uhlíku a v dokonalejším oddělení uhlíku nebo koksu od částeček katalyzátoru. Protože zvýšená rychlost spalování je doprovázena větším množstvím uvolněného tepla, může za přítomnosti dostatečného množství volného nebo molekulárního kyslíku probíhat reakce c) v plynné fázi. Tato posléze uvedená reakce se vyvolává a uvádí v chod volnými radikály a lze ji dále vést i katalyzovat.Reactions aj and b) proceed in both cases under typical catalyst regeneration conditions, where the catalyst temperature can be about 566 to about 788 ° C, and examples are known for the chemical alternating effects of gas on a solid occurring when the catalyst is regenerated at this temperature. range. The effect of the elevated temperature translates into an increased rate of carbon combustion and improved separation of carbon or coke from the catalyst particles. Since the increased combustion rate is accompanied by a greater amount of released heat, reaction c) in the gas phase can take place in the presence of sufficient free or molecular oxygen. This latter reaction is induced and initiated by free radicals and can be further led and catalyzed.
Spalování koksovitých nánosů s obsahem síry na katalyzátoru vede též ke vzniku kysličníků síry, a to lze vyjádřit dále uvedenými chemickými rovnicemi, které však neznamenají v žádném směru jakékoli omezování:The combustion of sulfur-containing coke deposits on the catalyst also leads to the formation of sulfur oxides, which can be expressed by the following chemical equations, which, however, do not imply any limitation in any way:
dj S (v koksuj + O2 -» SO2dj S (in coke + O2 - »SO2
e) SO2 -i- 1/2 O2 SO3e) SO2-1 / 2O2 SO3
Reakce d) a e) probíhají rovněž za typických podmínek regenerování krakovacích katalyzátorů, ale zatím co reakce dj probíhá rychle, probíhá reakce ej poměrně pomalu. Ale reakci ej je možno katalyzovat týmiž katalyzátory, které katalyzují předchozí reakci cj. Molekulová síta absorbují kysličníky síry, a proto může reakce ej probíhat na katalyzátoru v pevných částečkách podle tohoto vynálezu. Jiné podíly pevných částeček mohou rovněž absorbovat kysličníky síry. Vzniklý kysličník sírový může pak reagovat s vhodným kovem nebo zvláště s kysličníkem kovu v kovovém činidle za vzniku stálého síranu kovu v pevných částečkách. Oddělí-li se pevné částečky z plynů, vypouštěných z regeneračního pásma, vede se síran kovu v pevných částečkách zpět do reakčního pásma. Takto nemůže dojít k unikání síry ve formě plynných kysličníků síry v odpadních plynech z regeneračního pásma.Reactions d) and e) also take place under typical cracking catalyst regeneration conditions, but while reaction dj proceeds rapidly, the reaction ej is relatively slow. However, the reaction ej can be catalyzed by the same catalysts that catalyze the previous reaction cj. Molecular sieves absorb sulfur oxides and therefore the reaction may be carried out on the catalyst in the solid particles of the present invention. Other proportions of solid particles can also absorb sulfur oxides. The resulting sulfur trioxide can then react with a suitable metal or in particular with a metal oxide in the metal reagent to form a stable metal sulfate in the solid particles. When the solid particles are separated from the gases discharged from the regeneration zone, the metal sulfate in the solid particles is returned to the reaction zone. Thus, sulfur leakage in the form of gaseous sulfur oxides in the waste gases from the recovery zone cannot occur.
Síran zůstává na pevných částečkách, které se dostávají zpět do krakovacího pásma, kde panující redukční atmosférou se redukuje síran na sírník kovu, odpovídajícího kovu z kovového činidla, a možná se i přemění na sirovodík. Při vypuzení vhodným plynem s obsahem páry se ve vypuzovacím pásmu převede síra na sirovodík, který se dostává do odpadních plynů z vypuzovacího pásma. Kovové činidlo se tímto způsobem regeneruje a je znovu vhodně uzpůsobeno pro reakci s kysličníky síry při dalším průchodu regeneračním pásmem. Sirovodík je možno posléze získat spolu s krakovacími produkty z vypuzovacího pásma, načež se sirovodík, obvyklými postupy převede na elementární síru.The sulphate remains on the solid particles, which are returned to the cracking zone, where the prevailing reducing atmosphere reduces the sulphate to the sulphide of the metal, corresponding to the metal of the metal reagent, and possibly also to hydrogen sulphide. Upon ejection with a suitable vapor-containing gas, sulfur in the stripping zone is converted into hydrogen sulphide, which enters the waste gases from the stripping zone. The metal reagent is regenerated in this manner and is again suitably adapted to react with the sulfur oxides in the further passage through the regeneration zone. The hydrogen sulfide can then be recovered from the stripping zone together with the cracking products, whereupon the hydrogen sulfide is converted to elemental sulfur by conventional means.
Uvedené reakce je možno shrnout do následujících rovnic, které však nemají znamenat žádné omezování:These reactions can be summarized as follows, but are not intended to be limiting:
regenerační zařízení:Regeneration equipment:
Mx0 + SO2 d- 1/2 O2 - Mx0 + SO3 -> MxS04 reaktorM x 0 + SO 2 d - 1/2 O2 - M x 0 + SO 3 -> M x SO 4 reactor
MxS0d + 4H2 - MXS + 4H2O - Mx0 + HzS + 3H2O vypuznvací zařízeníM x S0d + 4H2-M X S + 4H2O-M x 0 + HzS + 3H2O stripping device
MXS + H2O - Mx0 + H2SM X S + H 2 O - M x 0 + H 2 S
Průběh všech těchto reakcí je umožněn krakovacím katalyzátorem typu molekulového síta a přítomností kovového činidla podle vynálezu. Vysoká krakovací účinnost, kterou se obvykle vyznačují katalyzátory typu molekulového síta, není v podstatě vůbec ovlivněna přítomností kovového činidla, takže dochází k očekávané konversi nástřiku, jakož i k očekávanému výtěžku krakovacích produktů spolu se sníženou emisí kysličníku uhelnatého a kysličníků síry.All these reactions are carried out by a molecular sieve cracking catalyst and by the presence of a metal reagent according to the invention. The high cracking efficiency, which is typically characterized by molecular sieve catalysts, is substantially unaffected by the presence of a metal reagent, so that the expected feed conversion as well as the expected yield of cracking products along with reduced carbon monoxide and sulfur oxides emissions occur.
Kovové činidlo se může používat v jemné formě, jako prášek, odděleně od krakovacího katalyzátoru typu molekulového síta nebo jakéhokoli jiného nosiče. V takovém případě se používá kovové činidlo v práškové formě, vnáší se odděleně do cyklu katalytického krakování a míchá se s krakovacím katalyzátorem typu molekulového síta in sítu během cyklu katalytického krakování, nikoliv však dříve, než byl vnesen krakovací katalyzátor typu molekulového síta do krakovacího cyklu. Obecně je takové práškované kovové činidlo výhodné, protože se práškovaná látka snadno přidává a snadno se uvede do pohybu v pohyblivém systému katalytického krakování, Velikost částeček práškovaného produktu se má proto volit tak, aby další dělení částeček na menší částečky za rychlosti zavádění částeček do pohybu bylo vyloučeno. Je příznivé, když částečky takového práškového produktu nejsou příliš drobné, takže nedochází k jejich nadměrnému unikání s plyny z lože ve formě spolustrženého práškovaného materiálu. Nicméně se používají cyklóny, filtry, oddělovací zařízení a odlučovače nebo podobná zařízení, aby se takto získal největší podíl stržených drobných materiálů, a aby nedocházelo ke ztrátám v provoze. Práškovaný produkt má být dostatečně pevný, aby nedocházelo k nadměrnému oděru a aby bylo znemožněno další členění částeček. Často je střední průměr částeček práškovaného kovového činidla 0,5 až 1 až 100 mikrometrů, s výhodou je asi 50 mikrometrů. Zjistilo se, že mikročástice, to je částice o střední velikosti pod asi 1 mikrometr, například 0,01 až 0,5 mikrometrů, mají snahu shlukovat se za vzniku částeček větší velikosti, které se dají při způsobu podle vynálezu příznivě využít. Jako příklady práškových kovových činidel, kterých je možno při způsobu podle vynálezu používat, se uvádějí kysličník horečnatý a kysličník vápenatý, dolomit a „Trimex, což je produkt popsaný v americkém patentovém spise čís. 3 630 696.The metal reagent can be used in fine form, as a powder, separately from the molecular sieve cracking catalyst or any other carrier. In such a case, the metal reagent is used in powder form, introduced separately into the catalytic cracking cycle and mixed with the molecular sieve cracking catalyst in situ during the catalytic cracking cycle, but not before the molecular sieve cracking catalyst has been introduced into the cracking cycle. Generally, such a powdered metal agent is advantageous because the powdered substance is easy to add and set in motion in a movable catalytic cracking system. The particle size of the powdered product should therefore be selected such that further particle separation into smaller particles at the rate of particle introduction is excluded. Advantageously, the particles of such a powdered product are not very small, so that they do not excessively escape with the bed gases in the form of co-pulverized powdered material. However, cyclones, filters, separators and separators or similar devices are used to obtain the largest proportion of entrained fine materials and to avoid loss of operation. The powdered product should be strong enough to avoid excessive abrasion and to prevent further breakdown of the particles. Often, the mean particle diameter of the powdered metal reagent is 0.5 to 1 to 100 microns, preferably about 50 microns. It has been found that microparticles, i.e. particles with a mean size below about 1 micrometer, for example 0.01 to 0.5 micrometer, tend to agglomerate to form larger particle sizes which can be favorably utilized in the process of the invention. Examples of powdered metal reagents which can be used in the process of the present invention are magnesium oxide and calcium oxide, dolomite and Trimex, a product described in U.S. Pat. 3,630,696.
Jinak je možno přidávat kovové činidlo na vhodném nosiči, jiném, než je krakovací katalyzátor typu molekulového síta, přičemž se kovové činidlo nanese na nosič mimo krakovací cyklus a přidává se pak společně s nosičem do krakovacího cyklu, kde potom tvoří část pevných částeček. Nosičem může být amorfní krakovací katalyzátor nebo pevná látka, která je v podstatě inertní za podmínek krakování, například keramické povahy. V takovém případě se kovové činidlo nanesené na nosiči míchá s krakovacím katalyzátorem typu molekulového· síta během cyklu katalytického krakování, nikoliv však dříve, než se vnese krakovací katalyzátor typu molekulového síta do krakovacího cyklu. Je vhodné používat porézní nosič, který má často povrch včetně pórů na povrchu alespoň 10 a s výhodou alespoň 50 m2/g. Jako příklady takových nosičů je možno uvést kysličník křemičitý, kysličník hlinitý, směs kysličníku křemičitého a kysličníku hlinitého. Kovové činidlo je možno nanášet na takový podklad iontovou výměnou, impregnováním nebo jakýmkoli dalším způsobem, třeba stykem podkladu nebo jedné jeho složky 3 roztokem nebo s roztoky sloučeniny kovu nebo sloučenin kovů kovového činidla v množství vhodném k tomu, aby se dosáhlo žádané koncentrace kovového činidla podle vynálezu. Kovové činidlo je možno kombinovat s podkladem buď v některém stupni přípravy podkladu nebo po přípravě podkladu. Jedním způsobem je zapracování do podkladu výměnou iontů. Použitelný je též způsob iontové výměny pevných látek nebo jílů, obsahujících kyselinu křemičitou, případně křemík, za použití roztoku nebo roztoků sloučeniny nebo· sloučenin kovového prvku nebo kovových prvků kovového činidla. Mezi vhodné sloučeniny k tomuto účelu patří halogenidy kovů, s výhodou chloridy, dusičnany, aminhalogenidy, kysličníky, sírany, fosforečnany a další anorganické soli, pokud jsou rozpustné ve vodě. Právě tak se hodí soli kovů a karboxylových kyselin s 1 až 5 atomy uhlíku, jakož i alkoholáty.Alternatively, the metal reagent may be added on a suitable carrier other than a molecular sieve cracking catalyst, the metal reagent being deposited on the carrier outside the cracking cycle and then added together with the carrier to the cracking cycle where it forms part of the solid particles. The carrier can be an amorphous cracking catalyst or a solid which is substantially inert under cracking conditions, for example of ceramic nature. In such a case, the supported metal reagent is mixed with the molecular sieve-type cracking catalyst during the catalytic cracking cycle, but not before the molecular sieve-type cracking catalyst is introduced into the cracking cycle. It is suitable to use a porous support which often has a surface including pores on the surface of at least 10 and preferably at least 50 m 2 / g. Examples of such carriers include silica, alumina, a mixture of silica and alumina. The metal reagent may be applied to such a substrate by ion exchange, impregnation or any other means, for example by contacting the substrate or one of its components 3 with a solution or solutions of a metal compound or metal compound metal compounds in an amount suitable to achieve the desired metal reagent concentration. invention. The metal reagent may be combined with the support either at some stage in the preparation of the support or after preparation of the support. One way is to incorporate it into the substrate by ion exchange. Also useful is a method of ion exchange of solids or clays containing silicic acid or silicon using solutions or solutions of a compound or compounds of a metal element or metal elements of a metal reagent. Suitable compounds for this purpose include metal halides, preferably chlorides, nitrates, amine halides, oxides, sulfates, phosphates and other inorganic salts when they are soluble in water. Salts of metals and carboxylic acids having 1 to 5 carbon atoms as well as alcoholates are also suitable.
Dále pro obměnu lze kovové činidlo nanášet na krakovací katalyzátor typu molekulového síta, nebe na část tohoto katalyzátoru, na pevné částečky při provádění postupu podle vynálezu, a takto se kovové činidlo vnáší do krakovacího cyklu, nikoli však dříve, než se přidá krakovací katalyzátor typu molekulového síta do cyklu katalytického krakování. V takovém případě se kovové činidlo nanáší na krakovací katalyzátor během krakovacího cyklu a je třeba pečlivě volit způsob nanášení, aby totiž nebyla nepříznivě ovlivněna ani krakovací účinnost ani selektivita krakovacího katalyzátoru.Further, for variation, the metal reagent can be applied to the molecular sieve-type cracking catalyst, or to a portion of the catalyst, to solid particles in the process of the invention, and thus the metal reagent is introduced into the cracking cycle, but not before the molecular-type cracking catalyst is added. sieves into the catalytic cracking cycle. In such a case, the metal reagent is deposited on the cracking catalyst during the cracking cycle, and the deposition method must be carefully chosen so that neither the cracking efficiency nor the selectivity of the cracking catalyst is adversely affected.
Ve všech předchozích případech není přesně znám způsob, jímž je kov nebo kovy kovového činidla vázán na krakovací katalyzátor typu molekulového síta, na amorfní krakovací katalyzátor nebo na v podstatě inertní podklad jako nosič. Kovy se komplikovaně kombinují s nosným materiálem a dalšími složkami pevných částic podle tohoto vynálezu. Rozumí se proto, že použití výrazů „kovové činidlo“ a „zavádí se nebo zapracovává se“ do substrátu zahrnuje i kovy jako složky, které se nalézají na nosném materiálu v kombinované nebo ve vázané formě a/nebo v elementárním stavu.In all of the foregoing, the manner in which the metal or metals of the metal reagent is bonded to a molecular sieve cracking catalyst, to an amorphous cracking catalyst or to a substantially inert support substrate is not known precisely. The metals are complicated to combine with the carrier material and other solid particle components of the present invention. It is therefore understood that the use of the terms "metal reagent" and "introduced or incorporated" into a substrate includes metals as components which are found on the carrier material in combined or bonded form and / or in an elementary state.
Impregnování podkladu se dá provést jakýmkoli způsobem, který nenaruší strukturu substrátu. Kovovým činidlem je možno impregnovat krakovací katalyzátor typu molekulového síta jen během krakovacího cyklu nebo je možno impregnovat inertní nosič nebo amorfní krakovací katalyzátor, pokud je inertní za podmínek krakování, jen během krakovacího cyklu nebo mimo tento cyklus. Impregnování se liší od iontové výměny potud, že se impregnováním způsobí větší nanesení a primární fyzikální spojení s povrchovou plochou podkladu, zatímco iontová výměna vede k primární chemické vazbě, k větší difúzi a tudíž k menšímu nanášení na povrchovou plochu. Při impregnování se nanáší kov a nedochází k žádné podstatnější iontové výměně mezi kovem, a podkladem. Při impregnování podkladu se může kov nebo kovy kovového činidla použít ve formě alespoň jedné soli, rozpuštěné nebo dispergované ve vodě nebo v organickém rozpouštědle, a to v takovém množství, jež dostačuje k nanesení dostatečného množství kovu nebo kovů na podklad, a podklad se uvede do styku s roztokem či dispersí. Materiál se po provedené impregnaci může zbavit sušením rozpouštědel, přičemž kovové činidlo zůstane naneseno jako vrstva na podkladu.The substrate may be impregnated in any manner that does not disrupt the substrate structure. The metal reagent can be impregnated with a molecular sieve-type cracking catalyst only during the cracking cycle, or an inert carrier or amorphous cracking catalyst, if inert under cracking conditions, can be impregnated only during or outside the cracking cycle. Impregnation differs from ion exchange to the extent that impregnation causes greater deposition and primary physical bonding to the surface area of the substrate, while ion exchange results in primary chemical bonding, more diffusion and hence less deposition on the surface area. During impregnation, the metal is deposited and there is no substantial ion exchange between the metal and the substrate. When impregnating the substrate, the metal or metals of the metal reagent may be used in the form of at least one salt, dissolved or dispersed in water or in an organic solvent, in an amount sufficient to apply sufficient metal or metals to the substrate. contact with solution or dispersion. After impregnation, the material can be freed from the solvent by drying, leaving the metal reagent deposited on the substrate.
S výhodou se při impregnování používají roztoky solí kyseliny dusičné, rozpustné ve vodě, protože zbytek po tepelném rozkladu solí kyseliny dusičné je se zřetelem na účinnost krakovacího katalyzátoru poměrně neškodný. K impregnování se mohou rovněž použít halogenidy a sírany kovů, ale protože vedlejší produkty, které se tvoří při tepelném rozkladu těchto solí, mohou být škodlivé s přihlédnutím na účinnost katalyzátoru při krakování uhlovodíků, používají se tyto soli nejčastěji tehdy, nanáší-li se kovové činidlo na podklady, které jsou v podstatě inertní při krakovací reakci, a které neovlivňují nepříznivě krakování uhlovodíků.Preferably, water-soluble nitric acid salt solutions are used in the impregnation, since the thermal decomposition residue of the nitric acid salt is relatively harmless with respect to the cracking catalyst efficiency. Metal halides and sulphates may also be used for impregnation, but since by-products formed in the thermal decomposition of these salts may be detrimental to the hydrocarbon cracking efficiency of the catalyst, these salts are most often used when a metal reagent is applied. to substrates which are substantially inert in the cracking reaction and which do not adversely affect the cracking of the hydrocarbons.
Dalším způsobem fyzikálního nanášení kovového činidla na podklad, zvláště porézní povahy, jako jsou krystalické křemičitany hlinité, je adsorpce kapaliny, obsahujíc í rozložitelnou sloučeninu nebo rozložitelné sn sloučeniny kovu nebo kovů, odpovídajících kovovému činidlu, na podklad, načež následuje tepelný nebo chemický rozklad sloučeniny nebo sloučenin. Podklad je možno· aktivovat zahříváním, aby byla totiž odstraněna jakákoli adsorbovaná voda, přičemž dochází ke kontaktu s roztokem rozložitelné sloučeniny nebo sloučenin kovu nebo kovů kovového činidla, a sloučenina nebo sloučeniny se adsorbují na podklad. Z typických příkladů takových sloučenin je možno uvést alkylderiváty kovů, těkavé halogenidy kovů a podobně. Adsorbovanou sloučeninu, případně adsorbované sloučeniny je potom možno tepelně nebo chemicky redukovat za vzniku aktivního stavu, a tím zůstane kovové činidlo rovnoměrně dispergováno na nosiči. Tepelný rozklad je možno provést například v regeneračním zařízení během regeneračního postupu.Another method of physically applying a metal reagent to a substrate, particularly of a porous nature, such as crystalline aluminum silicates, is to adsorb the liquid containing the degradable compound or degradable compounds of the metal or metals corresponding to the metal reagent to the substrate, followed by thermal or chemical decomposition of the compound; compounds. The substrate may be activated by heating to remove any adsorbed water by contacting a solution of the degradable metal compound (s) or metal reagent (s) and adsorbing the compound (s) onto the substrate. Typical examples of such compounds include metal alkyl derivatives, volatile metal halides and the like. The adsorbed compound (s) can then be thermally or chemically reduced to form the active state, leaving the metal reagent dispersed uniformly on the support. The thermal decomposition can be carried out, for example, in a regeneration plant during the regeneration process.
Je však též výhodné vnášet sloučeninu nebo sloučeniny kovu nebo kovů, obsažených v kovovém činidle, do cyklu krakovacího postupu, a zavádět je tím in šitu na podklad. Takovou sloučeninu, případně takové sloučeniny je možno nanášet ve formě, rozpustné či dispergovatelné ve vodě nebo v oleji, dále v pevném, kapalném, nebo plynném stavu v kterémkoli stupni cyklu krakovacího postupu, takže se tím docílí široké rozložení po pevných částečkách. Tak například je možno takovou sloučeninu nebo takové sloučeniny smíchat buď s nástřikem uhlovodíku nebo s plynem, použitým pro· zvíření v reakčním pásmu, dále s regeneračním plynem, s hořákovým olejem nebo s vodou v reakčním pásmu, nebo s vypuzovacím plynem ve vypuzovacím pásmu, nebo se mohou uvedené sloučeniny přidávat formou odděleného proudu. Za vhodné sloučeniny k zavádění do cyklu způsobem in sítu je možno považovat soli kovů, a lze uvést diketon kovů a soli kovů s karooxylovými kyselinami s 1 až 20 atomy uhlíku. Speciálním příkladem je magnesiumacetylacetonát.However, it is also advantageous to introduce the compound or compounds of the metal or metals contained in the metal reagent into the cracking process cycle, thereby introducing them in situ onto the substrate. Such compound (s) can be applied in a water or oil soluble or dispersible form, further in a solid, liquid or gaseous state at any stage of the cracking process cycle, so as to achieve broad solid particle distribution. For example, the compound (s) may be mixed with either the hydrocarbon feed or the gas used in the reaction zone swirl, the regeneration gas, the burner oil or the water in the reaction zone, or the stripping gas in the stripping zone, or said compounds may be added as a separate stream. Suitable compounds for in-line cycling include metal salts, and include metal diketone and metal salts of C 1 -C 20 carboxylic acids. A special example is magnesium acetylacetonate.
Výhodné formy provádění způsobu podle vynálezu zahrnují pracovní postupy spolu s regeneračním systémem, popsaným v americkém patentovém spise 3 909 392. Postup je plně zahrnut do stávajícího popisu. Je řízen na zlepšení způsobu katalytického krakování, počítaje v to zlepšený způsob regenerování katalyzátoru při katalytické konversi uhlovodíkových nástřiků v pohyblivém loži, přičemž katalyzátor je desaktivován ukládáním koksu na povrchových plochách katalyzátoru. Tímto způsobem je možno mimořádně snížit obsah koksu na regenerovaném katalyzátoru na podkladu, přičemž se současně dodržuje příznivá tepelná rovnováha v konversním zařízení a získává se odpadní plyn s mimořádně nízkým obsahem kysličníku uhelnatého. Teplo, jež se uvolní spalováním kysličníku uhelnatého, se absorbuje pevnými částicemi a tvoříPreferred embodiments of the method of the invention include the working methods together with the regeneration system disclosed in U.S. Patent 3,909,392. The process is fully incorporated into the present disclosure. It is directed to an improved catalytic cracking process, including an improved catalyst regeneration process for the catalytic conversion of hydrocarbon feeds in a moving bed, wherein the catalyst is deactivated by deposition of coke on the catalyst surfaces. In this way, the coke content of the regenerated catalyst on the substrate can be extremely reduced, while at the same time maintaining a favorable thermal equilibrium in the conversion apparatus and obtaining a waste gas with an extremely low carbon monoxide content. The heat released by the combustion of carbon monoxide is absorbed by the solid particles and generated
2J část tepla, kterého je třeba v konversní zóně uhlovodíků. P.odle jedné formy provádění postupu podle tohoto vynálezu proběhne spalování kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý v» podstatě dokonale v regeneračním zařízení v poměrně zředěném sekundárním' pásmu regenerování katalyzátoru, s výhodou za teploty 649 až 816 °C, zvláště za teploty 652 až 788°C. Teplota v sekundárním' pásmu může být asi o 28 až 56 c Celsia vyšší ve srovnání s teplotou prvého regeneračního pásma. Částečně regenerovaný katalyzátor z poměrně hustého primárního pásma regenerování katalyzátoru se může vést zvýšenou rychlostí sekundárním pásmem v takovém množství a takovou rychlostí, že to dostačuje k absorbování v podstatě veškerého tepla, jež se uvolní ve druhém pásmu. Ačkoliv se největší podíl koksu z katalyzátoru vypálí v prvém pásmu, vypálí se ještě další podíl koksu z částečně regenerovaného katalyzátoru během jeho průchodu sekundárním pásmem a může se tak získat katalyzátor vhodný k recyklování do stupně konverse uhlovodíků, přičemž tento katalyzátor je v podstatě prostý koksu.2J part of the heat that is needed in the hydrocarbon conversion zone. According to one embodiment of the process of the present invention, the combustion of carbon monoxide to carbon dioxide is effected substantially perfectly in the recovery plant in a relatively dilute secondary catalyst regeneration zone, preferably at a temperature of 649-816 ° C, in particular at a temperature of 652-788 °. C. The temperature in the secondary stripes can be about 28-56 C Celsius higher than the temperature of the first regeneration zone. The partially regenerated catalyst from the relatively dense primary regeneration zone of the catalyst may be passed at an increased rate through the secondary zone in an amount and at a rate sufficient to absorb substantially all of the heat that is released in the second zone. Although the largest portion of coke from the catalyst is fired in the first zone, yet another portion of coke from the partially regenerated catalyst is fired as it passes through the secondary zone, and a catalyst suitable for recycling to the hydrocarbon conversion stage can be obtained.
Podle druhého provedení postupu podle amerického patentového spisu 3 909 392 proběhne spalování v podstatě úplně, počítaje v to jak oxidaci koksu nebo uhlíku na katalyzátoru, tak i oxidaci kysličníku uhelnatého, v jediném, poměrně hustém pásmu regenerování katalyzátoru, a to v důsledku příznivého řízení a ovládání hlavně regenerační teploty a rychlosti plynu.According to a second embodiment of U.S. Pat. No. 3,909,392, combustion is substantially complete, including both oxidation of coke or carbon on the catalyst and oxidation of carbon monoxide, in a single, relatively dense catalyst regeneration zone due to favorable control and mainly control of regeneration temperature and gas speed.
Stejným způsobem se při provádění postupu podle tohoto vynálezu podle forem provádění se zřetelem k regeneračnímu systému podle amerického patentového spisu 3 509 392 absorbuje hlavní množství tepla, jež se uvolní spalováním kysličníku uhelnatého v regeneračním pásmu, na pevných částicích podle tohoto vynálezu, jež zahrnují krakovací katalyzátor, a tím se zajistí část potřebného tepla pro krakovací pásmo. V příznivém případu umožňují takové formy provedení postupu podle tohoto vynálezu podstatné spálení koksu a kysličníku uhelnatého v pásmu husté fáze, pokud se takové pásmo použije, kde ve srovnání s případně použitým pásmem se zředěnou fází je podstatně větší podíl pevných částeček, aby se tak vzniklé teplo rozptýlilo. Se stoupajícími podílem spalování v pásmu husté fáze se vývoj tepla v pásmu zředěné fáze podstatně snižuje, a tím se i zmenšuje, případně odpadá nutnost rychlého pohybu pevných částeček v pásmu zředěné fáze, což by bylo nutné právě k absorbování vzniklého tepla.In the same manner, in carrying out the process of the present invention according to the embodiments with respect to the recovery system of U.S. Patent No. 3,509,392, the major amount of heat released by combustion of carbon monoxide in the recovery zone is absorbed on solid particles of the invention that include a cracking catalyst. , thereby providing some of the heat required for the cracking zone. Advantageously, such embodiments of the process of the present invention allow substantial combustion of coke and carbon monoxide in the dense phase zone when such a zone is used, where a significantly larger proportion of solid particles is present compared to the dilute phase zone used, so that the heat generated scattered. As the proportion of combustion in the dense phase increases, the heat evolution in the dilute phase zone decreases substantially, thereby reducing or eliminating the need for rapid movement of solid particles in the dilute phase zone, which would be necessary to absorb the heat generated.
Při takových formách provedení zahrnuje způsob použití pevných částeček podle tohoto vynálezu, obsahujících krakovací katalyzátor typu molekulového síta a kovové činidlo podle vynálezu v systému, kde v podstatě dochází k dokonalému spálení kys22 ličníku uhelnatého. Nepatrný obsah koksu, který se dá takto docílit, leží hmotnostně v rozmezí pod 0,2 %, s výhodou pod asi 0,05 %. Postup může vést k odpadním plynům s obsahem kysličníku uhelnatého objemově pod 0,2 %, například s obsahem 500 až 1000 ppm, jakož i k tak nepatrnému obsahu, jako je O až 500 ppm. Způsob se též týká opatření, případně zařízení k získání uvolněného tepla přímým přenosem na pevné částečky uvnitř regeneračního zařízení.In such embodiments, the method comprises the use of solid particles of the present invention comprising a molecular sieve cracking catalyst and a metal reagent of the invention in a system wherein substantially the carbon monoxide is substantially burned. The low coke content which can be achieved in this way is in the range below 0.2%, preferably below about 0.05%. The process can lead to waste gases with a carbon monoxide content of less than 0.2% by volume, for example with a content of 500 to 1000 ppm, as well as to as low a content as 0 to 500 ppm. The method also relates to the provision of a device for recovering the released heat by direct transfer to solid particles within the regeneration device.
Při takových formách provádění postupu podle vynálezu může mít plyn, způsobující pohyb nebo zvíření v hustém pásmu regeneračního zařízení rychlost například asi 0,06 až asi 1,22 m/s, zvláště asi 0,15 až 0,19 m/s.In such embodiments, the gas causing movement or swirling in the dense zone of the regeneration device may have a velocity of, for example, about 0.06 to about 1.22 m / s, in particular about 0.15 to 0.19 m / s.
Regenerační plyn, který se používá k uvedení částic v hustém loži do pohybu, obsahuje volný nebo molekulární kyslík, a kyslík se vede do regeneračního zařízení s výhodou v takovém množství, že toto množství poněkud převyšuje množství, jehož je třeba k úplnému spálení koksu, tedy uhlíku a vodíku za vzniku kysličníku uhličitého a páry. Množství nadbytečného kyslíku ve srovnání s množstvím, jehož je třeba k úplnému spálení koksu, je asi 0,1 až asi 25 % či více z teoreticky nutného stechiometrickéb.o množství kyslíku, ale s výhodou je nejvýše 10 %. Pokud se například použije jako regeneračního plynu vzduchu, pak vede 10% nadbytek vzduchu k objemovému nadbytku 2 % kyslíku ve spotřebovaném proudu odpadních plynů. S výhodou se koncentrace molekulárního nebo volného kyslíku i kysličníku uhelnatého udržuje v každém místě regeneračního zařízení mimo explcslvní mez za daných podmínek, a s výhodou je koncentrace kysličníku uhelnatého pod explosivním rozmezím za použitých reakčních podmínek, aby se totiž vyloučilo vůbec nebezpečí a riziko exploze.The regeneration gas used to move the particles in the dense bed contains free or molecular oxygen, and the oxygen is fed to the regeneration device preferably in an amount that is somewhat higher than the amount required to completely burn the coke, i.e. carbon and hydrogen to form carbon dioxide and steam. The amount of excess oxygen compared to the amount required to completely burn the coke is about 0.1 to about 25% or more of the theoretically necessary stoichiometric amount of oxygen, but preferably is at most 10%. For example, when air is used as a regeneration gas, a 10% excess of air results in a volume excess of 2% oxygen in the exhaust gas stream consumed. Preferably, the concentration of molecular or free oxygen and carbon monoxide is kept at any point in the recovery plant outside the explosive limit under the conditions, and preferably the concentration of carbon monoxide is below the explosive range under the reaction conditions used to eliminate any danger and risk of explosion.
Regenerační plyn může navíc k volnému nebO' molekulárnímu kyslíku obsahovat inertní plyn nebo zřeďovací plyn, jako je dusík, pára atd., dále recyklizační plyn z odpadního proudu z regeneračního zařízení a podobně. Často je koncentrace kyslíku regeneračního plynu ve vpustní části regeneračního zařízení objemově asi 2 až 30 %, s výhodou asi 5 až 25 %. Protože se jako zdroje kyslíku obvykle používá vzduch, může hlavním podílem inertního plynu být dusík. Inertní plyn se může využít k tomu, aby rozdělil nadbytečné teplo ze spálení koksu na katalyzátoru. Vypouštěný plynný proud z regeneračního zařízení představuje zdroj horkého inertního plynu a část tohoto plynu se může vést zpět do regeneračního zařízení, například spolu s dostatečným množstvím přiváděného plynu, obsahujícího kyslík nebo vzduch, případně i v podstatě čistý kyslík k dosažení žádané koncentrace kyslíku. Tak se může recyklizační plyn vy223821 užít v přímé výměně tepla ke zvýšení teploty regeneračních plynů k dosažení ještě vyššího využití tepla v systému.The regeneration gas may contain, in addition to the free or molecular oxygen, an inert gas or diluent gas such as nitrogen, steam, etc., recycle gas from the waste stream from the regeneration plant and the like. Often, the oxygen concentration of the regeneration gas in the inlet portion of the regeneration device is about 2 to 30% by volume, preferably about 5 to 25%. Since air is usually used as the oxygen source, the major part of the inert gas may be nitrogen. The inert gas can be used to distribute the excess heat from the coke combustion on the catalyst. The gaseous effluent from the recovery plant is a source of hot inert gas and part of the gas may be returned to the recovery plant, for example, along with a sufficient amount of oxygen or air containing gas or, possibly, substantially pure oxygen to supply the desired oxygen concentration. Thus, the recycle gas can be used in direct heat exchange to increase the temperature of the regeneration gases to achieve even greater utilization of heat in the system.
Pevné částečky ve zředěné fázi mohou částečně být unášeny pryč do dělicího pásma, které tvoří obvykle cyklonová dělicí zařízení v několika stupních, a odtud se pevné částečky vedou, přímo ponornými vedeními do pásma hustého lože; spotřebovaný plyn z regeneračního a spalovacího pásma se shromažďuje v jímacím zařízení, odkud se posléze vypouští s přihlédnutím k získání obsaženého tepla. Mezi způsoby získání tepla z odpadních plynů patří výroba páry, vypuzování vypuditelných podílů z katalyzátoru po jeho upotřebení, nepřímá výměna tepla s různými rafinačními proudy, jako jsou přívody do speciálních způsobů konverse a použití pro různá zařízení, určená k sušení nebo odpařování.The solid particles in the diluted phase may be partially carried away into the separation zone, which typically consists of cyclone separators in several stages, and from there the solid particles are guided, directly by submerged lines, into the dense bed zone; the spent gas from the regeneration and combustion zones is collected in a collecting device from which it is subsequently discharged taking into account the recovery of the contained heat. Waste gas recovery methods include steam generation, ejection of expelled fractions from the catalyst after its use, indirect heat exchange with various refinery streams, such as feeds to special conversion processes, and use for various equipment for drying or evaporation.
Na připojených vyobrazeních 1 a 2 jsou nárysy, částečně v průřezu zařízení, vhodných k regenerování katalyzátoru podle forem provedení postupu podle vynálezu, počítaje v to regenerační schémata z amerického patentového spisu 3 909 392. Ve skutečnosti je možno uskutečnit takové formy provádění s výhodou v četných stávajících zařízeních pro krakování ropy i uhlovodíků, zvláště při katalytickém krakování s pohyblivým ložem, jež zahrnuje větší počet dílčích zařízení a uspořádání pro krakování, vypuzování a regenerování.1 and 2 are front views, partly in cross-section of a device suitable for regenerating a catalyst according to embodiments of the process of the invention, including regeneration schemes of U.S. Pat. No. 3,909,392. Existing oil and hydrocarbon cracking equipment, especially in moving bed catalytic cracking, which includes a number of sub-equipment and arrangements for cracking, ejection and recovery.
Na vyobrazení 1 je jedna z možných forem provedení postupu podle vynálezu, kdy se opotřebovaný katalyzátor p.o vypuzení vypuditelných podílů, přiváděný z nezakresleneho reaktoru, přivádí dnem do regenerátoru. Pevné částečky, obsahující katalyzátor, impregnovaný kovovým činidlem z vypuzovacíhO' pásma spolu s katalyzátorem, se vedou z reaktoru dnem do regeneračního zařízení. Pevné částečky proudí vpustními vedeními 2 a 3 směrem vzhůru a pomocí výpustního zhlaví 4 a 5 se ukládají do hustého lože dolní části 6 regeneračního zařízení, přičemž tato část sahá směrem vzhůru až k hraniční ploše mezi fázemi 7. Pevné částečky v loži s hustou fází se uvádějí do pohybu, případně se zviřují proudem spalovacího vzduchu, přiváděného potrubím 8 s uzávěrem 9 a dalším vedením 10 do vzdušného prstence 11. V podstatě rovnoměrné proudění vzduchu regeneračním pásmem se dá docílit použitím dalších vzduchových prstenců, které nejsou zakresleny, to vždy podle skutečné potřeby. Spalování koksu na opotřebovaném katalyzátoru vzduchem je iniciováno v loži hustého pásma. Vyšších teplot lze dosáhnout dočasným či občasným spalováním proudu torbanitového oleje, například dekantovaného oleje v loži. Torbanitový olej se může přivádět potrubím 12 s uzávěrem 13 a dalším vedením 14, jež ústí tryskou v úrovni nad vzduchovým prstencem 11. Rychlostí zviřujícího vzduchu se dostává kontinuálně část pevných Částeček ,24 směrem vzhůru do pásma zředěné fáze, jež zahrnuje horní část 13 regeneračního zařízení, tj. úsek nad hraniční plochou mezi fázemi 7. Spalování koksu probíhá dále v pásmu zředěné fáze, a spalovací plyn, z velké míry upotřebený, se odvádí spolu se strženými pevnými částečkami do prvého stupně cyklónových odlučovačů 20 a 21. Největší díl pevných částeček se oddělí v prvém cyklónovém stupni a vede se ponornými vedeními 22 a 23 zpět do pásma husté fáze. Plyny a zbývající pevné částečky se vedou vedeními 24 a 25 mezi cyklóny do druhého stupně cyklónových odlučovačů 26 a 27, kde se v podstatě oddělí veškerý zbylý podíl pevných částeček, a ty se vedou ponornými vedeními 28 a 23 do lože s hustou fází. V podstatě upotřebený plyn ze spalování se potom vyprazdňuje potrubím 20 a 31 do jímadla 32 a vypouští se posléze z regeneračního zařízení vedením 33. Tento odpadní plynný proud lze využít vhodným způsobem k nezakreslené výměně tepla za použití rafinačního proudu nebo k výrobě provozní páry. Pevné částečky, obsahující regenerovaný katalyzátor z hustého lože, se trubicemi 34 a 35, vybavenými sběrnými hlavicemi 34 a 35 vedou zpět do krakovacího reaktoru.Figure 1 shows one possible embodiment of the process according to the invention, wherein the worn-out catalyst for the expulsion of the expelled fractions, fed from the reactor (not shown), is fed to the regenerator bottom. The solid particles containing the catalyst impregnated with a metal reagent from the stripping zone together with the catalyst are passed from the reactor to the bottom of the recovery plant. The solid particles flow up through the inlet ducts 2 and 3 and are deposited via the discharge head 4 and 5 in the dense bed of the lower part 6 of the regeneration device, which portion extends up to the boundary area between phases 7. The solid particles in the dense phase bed They are set in motion or swirled by a stream of combustion air supplied via a duct 8 with a closure 9 and a further duct 10 to the air ring 11. A substantially uniform air flow through the regeneration zone can be achieved by using additional air rings not plotted, . Air coke combustion on a worn catalyst is initiated in a dense bed. Higher temperatures can be achieved by temporarily or occasionally burning a stream of torbanite oil, such as decanted bed oil. The torbanite oil can be fed through a line 12 with a cap 13 and a further conduit 14 that opens through a nozzle at a level above the air ring 11. A portion of the solid particles 24 continuously moves upward into the dilute phase zone including the upper part 13 of the recovery device. The coke combustion continues in the dilute phase zone, and the combustion gas, largely spent, is discharged together with the entrained solids to the first stage of the cyclone separators 20 and 21. The largest portion of the solids is it separates in the first cyclone stage and passes through the submerged lines 22 and 23 back to the dense phase zone. The gases and remaining solid particles are passed through cycles 24 and 25 between the cyclones to the second stage of the cyclone separators 26 and 27, where substantially all of the remaining solid particles are separated and passed through the submerged lines 28 and 23 to the dense phase bed. The substantially spent combustion gas is then discharged via lines 20 and 31 into the receiver 32 and then discharged from the recovery plant via line 33. This waste gas stream can be utilized in an appropriate manner to provide heat exchange without depiction using a refinery stream or to produce process steam. The solid particles containing the regenerated dense bed catalyst with tubes 34 and 35 equipped with collecting heads 34 and 35 are returned to the cracking reactor.
Ačkoliv vede obvykle přívod spalovacího vzduchu k nadbytku kyslíku ve srovnání s množstvím, jehož je třeba k úplnému vypálení koksu z částeček katalyzátoru za vzniku páry a kysličníku uhličitého, nemusí proběhnout spalování koksu v loži s hustou fází podle jedné formy provedení vynálezu za použití regeneračního systému podle amerického patentového spisu 3 909 392, úplně. Při této formě provedení obsahují spalovací: plyny, stoupající vzhůru z lože s hustou fází, podstatné množství kysličníku uhelnatého, jakož i kysličníku uhličitého a kyslíku. Koks, zbývající na katalyzátoru, jakož i kysličník uhelnatý se v podstatě dokonale spálí v pásmu se zředěnou fází za velkého vývoje tepla. Pokud se spaluje kysličník uhelnatý ve zředěné fázi, pak zabírá obvykle pásmo s vysokou teplotou velkou část pásma se zředěnou tazi a zvláště je v místě, označeném X, což lze snadno pozorovat nezakresleným okénkem v této vodorovné rovině. Zvýšení regenerační teploty uvnitř zóny se zředěnou fází je částečně způsobeno absorpcí tepla hmotou pevných částeček, unášených buď směrem vzhůru stoupajícím proudem spalovacích plynů nebo unikajících z hustého lože potrubím 40 s rozptylovacím zhlavím 41, a odtud se rozděluje fontána pevných částeček do pásma zředěné fáze. Pevné částečky lze odtahovat vzduchem, parou nebo jiným inertním plynem, který se vede potrubím 42 s uzávěrem 43 s dalším vedením, 44, jež ústí v krátkém odstupu od dolního1 konce potrubí 40. Nadměrné teploty horní části regeneračního zařízení lze ovládat a řídit vpouštěním páry, například vedením 45 a 46 s uzávěrem 47 za použití dalšího vedení 48 a zařízení 49 pr.o vypouštění páry. Teploty v blízkosti sběrné jímky plynů 32 lze ovládat rovněž přívodem páry za použití vedení 50, uzávěru 51 a vedení 52 k parnímu prstenci 53, který je veden okolo jímky 32. Případně lze instalovat další nezakreslené chlazení postřikovou vodou, jež se s výhodou řídí na úsek vedení 24 a 25 mezi cyklóny. Takové nižší teploty ovlivňují příznivě tvorbu stálých sloučenin, obsahujících kov a síru, v regeneračním pásmu.Although the combustion air supply usually leads to an excess of oxygen compared to the amount required to completely burn the coke from the catalyst particles to form steam and carbon dioxide, the combustion of the coke in a dense phase bed according to one embodiment of the invention using U.S. Pat. No. 3,909,392, completely. In this embodiment, the combustion gases rising up from the dense phase bed contain a substantial amount of carbon monoxide as well as carbon dioxide and oxygen. The coke remaining on the catalyst, as well as the carbon monoxide, is essentially burnt perfectly in the dilute phase zone with great heat evolution. When the carbon monoxide is burned in the diluted phase, the high temperature zone typically occupies a large portion of the dilute draft zone, and in particular is at the X-marked location, which can easily be seen by the unhindered window in this horizontal plane. The increase in the regeneration temperature within the dilute zone is partly due to the absorption of heat by the mass of solid particles carried either upwardly by the flow of combustion gases or escaping from the dense bed through the duct head 40, and from there the particulate fountain is divided into the dilute phase zone. The solid particles can be drawn off by air, steam or other inert gas, which is led through line 42 with a shutter 43 with a further line 44, which opens at a short distance from the lower 1 end of line 40. Excessive temperatures of the upper part of the recovery can be controlled and controlled , for example, by conduits 45 and 46 with a closure 47 using another conduit 48 and a steam discharge device 49. Temperatures near the gas collector 32 can also be controlled by supplying steam using conduit 50, shutter 51 and conduit 52 to a steam ring 53 that extends around the conduit 32. Optionally, additional undisturbed spray water cooling can be installed, which is preferably controlled per section lines 24 and 25 between cyclones. Such lower temperatures favorably affect the formation of stable metal and sulfur containing compounds in the regeneration zone.
Na vyobrazení 2 je příklad dalšího provedení postupu podle tohoto vynálezu za použití regeneračního systému podle amerického patentového spisu 3 909 392, přičemž pevné částečky, obsahující opotřebovaný katalyzátor z vypuzovacího pásma a kovové činidlo, které se sem vedou z krakovacího reaktoru, se vedou bokem do regeneračního zařízení. Pevné částečky, obsahující opotřebovaný katalyzátor, impregnovaný kovovým činidlem, se dostávají do regeneračního zařízení 101 pomocí vedení 102, jež ústí blízko pod úrovní hraniční plochy 7 mezi fázemi. Částečky jsou usměrňovány směrem dolů do regeneračního zařízení, aby bylo tak umožněno jejich přidávání do lože hustého pásma, jež se udržuje u dna, tedy v části označené 106. Pevné částečky se uvádějí do pohybu proudem- spalovacího vzduchu, přiváděného potrubím 108 s uzávěrem 103 a dalším vedením 110 do vzduchového prstence 111. Mohou se použít ještě další nezakreslené prstence pr.o dosažení rovnováhy rozdělování vzduchu v regeneračním, pásmu. Jak je to popsáno v souvislosti s vyobrazením 1, je intoiováno spalování koksu z opotřebovaných částeček katalyzátoru v pásmu husté fáze, kde je možno případně dosáhnout vyšších teplot občasným nebo dočasným spalováním torbanitového oleje v řečeném pásmu. V takovém případě se torbanitový olej přivádí vedením 112 s uzávěrem 113 a vedením 114, ústícím ve formě trysky.Figure 2 is an example of another embodiment of the process of the present invention using the recovery system of U.S. Pat. No. 3,909,392, wherein solid particles comprising a worn stripper catalyst and a metal reagent that is fed from a cracking reactor are flanked to the recovery equipment. Solid particles containing a worn catalyst impregnated with a metal reagent are introduced into the regeneration device 101 by means of a conduit 102 which opens close to below the boundary surface 7 between the phases. The particles are directed downwardly to the recovery device to allow them to be added to the dense bed that is maintained at the bottom, i.e., the portion indicated by 106. The solid particles are moved by the combustion air stream supplied through the conduit 108 with the shutter 103 and Further lines 110 into the air ring 111 may be used. Other non-illustrated rings may be used to achieve equilibrium air distribution in the regeneration zone. As described in connection with Figure 1, combustion of coke from worn catalyst particles in the dense phase zone is initiated, whereby higher temperatures can optionally be achieved by intermittent or temporary combustion of torbanite oil in said zone. In such a case, the torbanite oil is fed via a duct 112 with a cap 113 and a duct 114 extending in the form of a nozzle.
Rychlost vzduchu pro uvádění částeček do pohybu, případně pro zviřování částeček se dá řídit kontinuálním unášením pevných částeček směrem vzhůru k absorpci tepla v pásmu zředěné fáze, jež se nalézá v horní části 115 regeneračního zařízení, tj. v úseku nad hraniční plochou 187 fází. Spalování koksu, jakož i spalování kysličníku uhelnatého může probíhat dále v pásmu zředěné fáze, a z velké míry opotřebovaný plyn ze spalování se odvádí pryč spolu se strženým podílem pevných částeček do prvého stupně cyklónových odlučovačů 120 a 121. Největší -podíl těchto pevných částeček se oddělí v prvém cyklónovém stupni a ponornými vedeními 122 a 123 se tyto částečky vedou zpět směrem dolů do pásma husté fáze.The air velocity for moving the particles or for swirling the particles can be controlled by continuously entraining the solid particles upwardly to absorb heat in the dilute phase zone located in the upper portion 115 of the regeneration device, i.e. above the boundary surface 187 of the phases. Combustion of coke as well as combustion of carbon monoxide can take place further in the dilute phase zone, and the largely worn combustion gas is discharged, along with entrained solids, to the first stage of the cyclone separators 120 and 121. in the first cyclone stage and through the dip lines 122 and 123, these particles are fed back down into the dense phase zone.
Plyny a zbývající pevné částečky se vedou dále vedeními 124 a 125 mezi cyklóny do druhého stupně cyklónových odlučovačůThe gases and remaining solids are passed through cycles 124 and 125 between the cyclones to the second stage of the cyclone separators.
126 a 127, kde se oddělí v podstatě veškeré zbylé -pevné částečky a ved-ou se směrem dolů do lože hustého pásma pomocí ponorných vedení 128 a 129. Spalovací plyn, v podstatě upotřebený, se vede pomocí potrubí 130 a 131 do jímky 132 a posléze se vypouští z regeneračního zařízení pomocí vedení 133. Pevné částečky, obsahující regenerovaný katalyzátor z hustého lože, se odtahují trubicemi 134 a 135, vybavenými sběracím- zhlaví-m 136 a 137, a vedou se zpět do katalytického krakovacího zařízení.126 and 127, where substantially all of the remaining solid particles are separated and passed downwardly into the dense bed by means of dip lines 128 and 129. Combustion gas, substantially spent, is routed via ducts 130 and 131 to the sump 132 and The solid particles containing the regenerated dense bed catalyst are drawn off through tubes 134 and 135 equipped with a header 136 and 137, and returned to the catalytic cracker.
Jak je to popsáno v provedení v souvislosti s vyobrazením 1, spaluje se kysličník uhelnatý v pásmu zředěné fáze za vzniku pásma vysoké teploty, jež obsahuje velkou část pásma zředěné fáze a zvláště je patrné v místě, jež je označeno zakresleným X. Zvýšení regenerační teploty uvnitř pásma se zředěnou fází se z velké míry dosahuje absorpcí tepla hmotou pevných částeček, které jsou unášeny a strhávány stoupajícím proudem spalovacího- vzduchu. Teploty v blízkosti jímky 132, cyklónů a spojovacích vedení je možno případně snížit párou, jež se -přivádí potrubím 150 s uzávěrem 151 a vedením 152 do- parního prstence 15-3, který je situován okolo jímky 132. Moh-cu se rovněž použít nezakreslené zařízení pro postřik vodou.As described in the embodiment of Figure 1, carbon monoxide is burned in the dilute phase zone to form a high temperature zone that contains a large portion of the dilute phase zone and is particularly noticeable at the location indicated by the X. The dilute phase zone is largely achieved by the absorption of heat by the mass of solid particles which are entrained and entrained by an increasing combustion-air flow. The temperatures near the sump 132, the cyclones and the connecting conduits may optionally be reduced by the steam that flows through the conduit 150 with the shutter 151 and the conduit 152 of the steam ring 15-3, which is situated around the sump 132. water spraying equipment.
Podle další a zvláště výhodné formy provedení postupu podle vynálezu se použije zařízení podle vyobrazení 2 za podstatné změny pracovních parametrů ve srovnání s právě popsanou formou provedení. Při této formě provedení se rychlost plynu a vpouštění pevných částeček nastaví tak, že v podstatě dojde k úplnému spálení koksu a kysličníku uhelnatého v pásmu husté fáze, a teplo se rozloží po celém loži.According to a further and particularly preferred embodiment of the process according to the invention, the device according to FIG. 2 is used with substantial changes in the operating parameters compared to the embodiment just described. In this embodiment, the gas velocity and solids injection are adjusted such that the coke and carbon monoxide are substantially burned in the dense phase, and heat is distributed throughout the bed.
Pokud se pracuje v systému za použití jedné z obou právě popsaných forem provedení, pak se tepl-o, uvolněné v podstatě dokonalým, spálením koksu a kysličníku uhelnatého, získá zpět absorpcí na pevných částečkách v obou fázích za zpětného vedení pevných částeček do pásma husté fáze, čímž se zajistí udržování stabilně vysoké teploty v pásmu husté fáze. Pevné částečky, které se vedou zpět, mohou sebou přivádět další teplo, sloužící k tomu, aby se teplota pásma husté fáze tak zvýšila, že to příznivě ovlivňuje spalování dalších podílů koksovitých usazenin na částečkách katalyzátoru, takže spálení zbylých kokso-vitých nánosů proběhne v podstatě dokonale. Pracuje-ii se v systému tak, že v podstatě veškeré spalování proběhne dokonale v pásmu husté katalyzátorové fáze, pak se teplo disperguje do této fáze absorpcí pohyblivými pevnými částečkami, a zbývající k-oksovité usazeniny se vypálí. V tomto smyslu obsahují při všech formách provedení pevné částečky, obsahující regenerovaný katalyzátor, který se vede z regeneračního zařízení zpět do krakovacího zařízení, hmotnostně účelně asi 0,01 až 0,10 %, s výhodou 0,01 až 0,05 % a zvláště asi 0,01 až asi 0,03 % uhlíku nebo koksu na katalyzátoru, a tyto částečky je možno za výhodné teploty využít přímo k zavedení do krakovacího reaktoru.When operating in a system using one of the two embodiments just described, the heat released by substantially complete combustion of coke and carbon monoxide is recovered by absorption on the solid particles in both phases while returning the solid particles to the dense phase zone. thereby ensuring a consistently high temperature in the dense phase band. The recovered solid particles can bring in additional heat to raise the temperature of the dense phase so that it favors the combustion of other coke deposits on the catalyst particles, so that the remaining coke deposits burn off substantially perfectly. The system is operated in such a way that substantially all of the combustion takes place perfectly in the dense catalyst phase zone, then the heat is dispersed into the phase by absorption by moving solid particles, and the remaining k-shaped deposits are burnt. In this respect, in all embodiments the solid particles containing the regenerated catalyst which are fed back from the regeneration device back to the cracking device preferably comprise from about 0.01 to 0.10% by weight, preferably from 0.01 to 0.05% by weight, and in particular about 0.01 to about 0.03% of carbon or coke on the catalyst, and the particles can be used directly at a preferred temperature for introduction into the cracking reactor.
Podstatná výhoda postupu podle vynálezu tkví v tom, že se získá regenerovaný katalyzátor, který v podstatě se vyznačuje zlepšenou aktivitou a selektivitou, jež se blíží čerstvému katalyzátoru, zvláště k použití za konversí, probíhajících za velmi krátkých kontaktních dob ve vzestupných reaktorech. Krakovací aktivita katalyzátorů, obsahujících molekulová síta, a jejich selektivita při konversi uhlovodíkových nástřiků na žádané produkty je vždy silně ovlivněna v příznivém směru dokonalejším .odstraněním zbylého uhlíku nebo koksu na katalyzátoru během regenerování. Nízký obsah koksu na regenerovaném katalyzátoru je výhodný zvláště u katalyzátorů s pohyblivým ložem, obsahujícím katalyticky aktivní krystalické křemičitany hlinité. V důsledku toho- lze docílit vyšších výtěžků žádaných produktů konverse.An essential advantage of the process according to the invention is that a recovered catalyst is obtained which is essentially characterized by improved activity and selectivity that is close to the fresh catalyst, especially for use under conversions taking place in very short contact times in ascending reactors. The cracking activity of the catalysts containing the molecular sieves and their selectivity in converting hydrocarbon feeds to the desired products is always strongly influenced in a favorable direction by better removal of the residual carbon or coke on the catalyst during regeneration. The low coke content of the regenerated catalyst is particularly advantageous for moving bed catalysts containing catalytically active crystalline aluminum silicates. As a result, higher yields of the desired conversion products can be achieved.
Při krakovacím postupu za použití pásma husté fáze a horního pásma zředěné fáze v regeneračním pásmu může oxidace kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý v pásmu husté fáze regeneračního zařízení proběhnout z velké míry, často nejméně z 60 %, obvykle v rozmezí 65 až 95 % až i úplně. Oxidací kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý v husté fázi vzniká teplo k podporování stálého průběhu spalování koksovitých nánosů na katalyzátoru v pohyblivém loži. Kromě toho v důsledku oxidace podstatného podílu kysličníku uhelnatého' v husté fázi obsahuje horní část regeneračního zařízení nižší obsah kysličníku uhelnatého ke spalování, takže dodatečné hoření a vysoké teploty v důsledku neovladatelného a nadměrného spalování kysličníku uhelnatého v horní části regeneračního zařízení je podstatně nižší, případně i odpadá. Tím i odpadá nežádoucí vliv těchto vysokých teplot na konstrukční části reaktoru, odtah plynů, jímací zařízení pro oddělování části reaktoru, odtah plynů, jímací zařízení pr.o oddělování částeček z odpadního plynu, jako je tomu například u cyklónů, přičemž zbytečně vysoké tep oty mohou i ovlivnit aktivitu katalyzátoru.In the cracking process using the dense phase and the upper phase of the dilute phase in the regeneration zone, oxidation of carbon monoxide to carbon dioxide in the dense phase of the regeneration plant can take place to a large extent, often at least 60%, usually in the range 65-95%. . Oxidation of carbon monoxide to carbon dioxide in the dense phase generates heat to promote the steady combustion of coke deposits on the moving bed catalyst. In addition, due to the oxidation of a substantial portion of the carbon monoxide in the dense phase, the upper part of the recovery plant contains a lower carbon monoxide content for combustion, so that afterburning and high temperatures due to uncontrolled and excessive combustion of the carbon monoxide falls away. This also avoids the undesirable effect of these high temperatures on the reactor components, the gas evacuation, the collecting device for separating the reactor part, the gas evacuation, the collecting device for separating off the waste gas particles, such as cyclones, influence the activity of the catalyst.
Pevné částečky, obsahující částečky regenerovaného katalyzátoru s neobvykle nízkým obsahem zbytků koksu, se získají takto z pásma husté fáze, a v podstatě za teploty hustého lože se vedou potrubím do krakovacího reaktoru do kontaktu s čerstvým nástřikem uhlovodíků neb.o směsí takového nástřiku s frakcemi uhlovodíků, které se vracejí zpět. Protože oxidace kysličníku uhelnatého, který vznikl spalováním koksovitých usazenin na katalyzátoru, proběhne z hlavní míry v pásmu husté fáze, a podle výhodné formy provedení v podstatě úplně v husté fázi, může se vést regenerovaný katalyzátor do krakovacího reaktoru za podstatně vyšší teploty, jakož i s vyšší aktivitou, než jak to bylo dosud možno za použití obvyklých postupů.Solid particles containing regenerated catalyst particles having an unusually low coke residue are thus obtained from the dense phase, and are essentially contacted with a fresh hydrocarbon feed or a mixture of such feed with hydrocarbon fractions via a line to the cracking reactor via a dense phase bed. that go back. Since the oxidation of carbon monoxide resulting from the combustion of coke deposits on the catalyst is predominantly in the dense phase, and in the preferred embodiment substantially completely dense, the regenerated catalyst can be fed to the cracking reactor at a substantially higher temperature as well as higher. activity than previously possible using conventional procedures.
Hlavní přednost postupu podle vynálezu je v neobvykle nízkém obsahu kysličníku uhelnatého v odpadních plynech z regeneračního zařízení. Zatímco .odpadní plyn z obvyklého regenerování krakovacích katalyzátorů obsahuje obvykle asi 6 až 10 % kysličníku uhelnatého, podobné množství kysličníku uhličitého a velmi málo kyslíku, lze docílit při postupu podle tohoto vynálezu obsah kysličníku uhelnatého v odpadním plynu za použití předmětného regenerování katalyzátoru skutečně velmi nízký, objemově pod asi 0,2 %, například v rozmezí 500 až 1000 ppm, přepočteno na objem plynu. S výhodou je obsah ještě nižší, například v rozmezí 0 až 500 ppm. Tak nízká koncentrace kysličníku uhelnatého v odpadním plynu, případně kouřovém plynu umožňuje přímé vypouštění odpadních plynů do okolní atmosféry, protože plyn odpovídá standardním požadavkům se zřetelem na čistotu ovzduší. Pokud je to žádoucí, je možno zbylý kysličník uhelnatý vhodným způsobem spálit v .odtahu z regeneračního zařízení. V důsledku zmíněné výhody způsobu podle vynálezu odpadají navíc investiční náklady, které by byly jinak nutné při instalování stávajících hořáků pro spalování kysličníku uhelnatého, jakož i dalších zařízení turbinového typu či jiných zařízení, určených k částečnému zpětnému získání energie, jež se uvolní dodatečnou .oxidací kysličníku uhelnatého tak, aby byly dodrženy podmínky se zřetelem na znehodnocování kvality ovzduší kysličníkem uhelnatým.The main advantage of the process according to the invention is in the unusually low content of carbon monoxide in the waste gases from the recovery plant. While the waste gas from conventional cracking catalyst regeneration usually contains about 6-10% carbon monoxide, similar amounts of carbon dioxide and very low oxygen, the carbon monoxide content of the off-gas using the present catalyst regeneration can be very low in the process of the present invention. below about 0.2% by volume, for example in the range of 500 to 1000 ppm, based on gas volume. Preferably, the content is even lower, for example in the range of 0 to 500 ppm. Such a low concentration of carbon monoxide in the off-gas or flue gas allows direct discharge of the off-gas into the ambient atmosphere, since the gas complies with standard air purity requirements. If desired, the remaining carbon monoxide can be appropriately burned in the exhaust from the recovery plant. As a result of this advantage of the method according to the invention, the investment costs that would otherwise be required to install existing carbon monoxide burners as well as other turbine-type or other partial energy recovery burners which are released by additional oxidation of the oxide carbon monoxide in such a way that the conditions with regard to the degradation of air quality by carbon monoxide are respected.
Postup podle tohoto vynálezu má svoje další výhody. Ty se týkají problému dodatečného hoření a tepelné rovnováhy. Hlavní problém, který vyvstává v praxi, zvláště při regenerování katalyzátorů v pohyblivém loži, a který je třeba odstranit, je tzv. dodatečné hoření, viz například Hengstebeck „Petroleum Processing“, Mc Graw-Hill Co., 1959, str. 160 a 175, a diskusi v „Oil and Gas Journal“, 53, 93—94 (1959). Výraz se týká dodatečného spalování kysličníku uhelnatého za vzniku kysličníku uhličitého podle výše uvedené rovnice c), a tento průběh je mimořádně exotermní. Dodatečné hoření je při postupech regenerování katalyzátorů krajně nežádoucí, protože je spo eno s velmi vysokými teplotami, čímž mohou být poškozena zařízení, a může dojít k trvalému desaktivování částeček krakovacího katalyzátoru. Při četných opatřeních k regenerování pohyblivých katalyzátorů následuje dodatečné hoření, což znamená závažnou okolnost v technologii, a byla popsána celá řada opatření k řízení regeneračního postupu tak, že odpadá dodatečné hoření. V poslední do223821 bě se zkouší zvýšit z nejrůznějších důvodů regenerační teplotu, přičemž byla popsána velmi pečlivě propracovaná zařízení, se kterými je možno udržovat regenerační teploty za pomoci vhodných zařízení k řízení přívodu kyslíku do reaktoru v oblasti začínajícího’ dodatečného hoření, jak je to například popisováno v amerických patentových spisech 3 161 583, 3 206 393 a 3 513 087. Podle stávající praxe při postupech, kdy nedochází k dodatečnému hoření, obsahuje odpadní plyn z regeneračních zařízení obvykle málo' kyslíku a závažné množství jak kysličníku uhelnatého, tak i kysličníku uhličitého v přibližně ekvimolárních množstvích.The process according to the invention has further advantages. These relate to the problem of post-combustion and thermal equilibrium. The main problem that arises in practice, especially in the regeneration of movable bed catalysts and which has to be overcome, is the so-called post-combustion, see for example Hengstebeck "Petroleum Processing", Mc Graw-Hill Co., 1959, pp. 160 and 175 , and a discussion in the "Oil and Gas Journal", 53, 93-94 (1959). The term refers to the afterburning of carbon monoxide to form carbon dioxide according to equation c) above, and this course is extremely exothermic. Post-combustion is extremely undesirable in catalyst regeneration processes because it is associated with very high temperatures, which can damage the equipment, and can permanently deactivate the cracking catalyst particles. Numerous precautions for regenerating the movable catalysts result in post-combustion, which is a serious circumstance in technology, and a number of measures have been described to control the regeneration process so that post-combustion is eliminated. In the last 222221, it has been attempted to increase the regeneration temperature for a variety of reasons, and very carefully elaborated devices have been described with which the regeneration temperatures can be maintained using suitable devices to control the oxygen supply to the reactor in the region of incipient post-combustion. U.S. Pat. Nos. 3,161,583, 3,206,393 and 3,513,087. According to current practice in non-post-combustion processes, the off-gas from regeneration plants typically contains low oxygen and a significant amount of both carbon monoxide and carbon dioxide approximately equimolar amounts.
Další spalování kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý představuje zajímavý zdroj tepelné energie, protože reakce c) je silně exotermní. Dodatečné hoření může probíhat za teplot nad asi 595 CC a uvolňuje se tím asi 10 674,4 kj/kg oxidovaného kysličníku uhelnatého. Představuje to typicky asi čtvrtinu celkového množství uvolněného tepla, totiž tepla, jež se uvolní při dokonalém spálení koksu. Spalování kysličníku uhelnatého může být provedeno1 řízeným způsobem v odděleném kotli pro spalování kysličníku uhelnatého p.o oddělení katalyzátoru z proudu odpadních plynů, jak je to například popsáno v americkém patentovém spise čísloFurther combustion of carbon monoxide to carbon dioxide is an interesting source of thermal energy, since reaction c) is strongly exothermic. The post-combustion may take place at temperatures above about 595 ° C, releasing about 10,674.4 kJ / kg of oxidized carbon monoxide. This typically represents about a quarter of the total amount of heat released, that is, the heat that is released when the coke is completely burned. The combustion of carbon monoxide may be carried out one in a controlled manner in a separate boiler for combustion of carbon monoxide, after separation of the catalyst from the stream of waste gas as described for example in U.S. Patent
753 925. Uvolněné množství tepla se může využít pro četné rafinační pracovní postupy, pro výrobu vysokotlaké páry atd. Jiné způsoby využití této tepelné energie jsou popsány v amerických patentových spisech753 925. The amount of heat released can be utilized for numerous refining processes, for producing high pressure steam, etc. Other uses of this thermal energy are described in U.S. Pat.
012 962 a 3 137 133 (pohon turbin) a v americkém patentovém spise 3 363 993 (předehřívání nástřiku ropy]. Tyto postupy využití tepla slouží k tomu, aby se zabránilo uvolňování kysličníku uhelnatého jako podílu odpadních plynů v atmosféře a aby se znemožnilo velmi obtížné znehodnocování životního prostředí. Postupy vyžadují vlastní a dokonale propracované zařízení.012 962 and 3,137,133 (turbine propulsion) and U.S. Pat. No. 3,363,993 (oil feed preheating) These heat recovery processes are used to prevent the release of carbon monoxide as a proportion of the off-gases in the atmosphere and make it very difficult Procedures require their own and sophisticated equipment.
Na druhé straně jsou katalyzátory na podkladě kysličníku křemičitého a kysličníku hlinitého, které se obvykle mnoho let používají při četných postupech ke krakování uhlovodíků z ropy, nepříliš citlivé na obsah zbylého koksu na katalyzátoru, to za předpokladu, že obsah koksu nevzroste hmotnostně nad asi 0,5 %. Avšak katalyzátory na podkladu kysličníku křemičitého a kysličníku hlinitého byly z velké míry vytlačeny dalšími katalyzátory, které navíc obsahují krystalickou složku křemičitanu hlinitého, a jsou známé jako zeolity nebo molekulová síta. Katalyzátory, obsahující molekulová síta, jsou podstatně citlivější na zbylý koks, a jsou silně ovlivňovány jak z hlediska katalytické účinnosti, tak i katalyzátorové selektivity při konverzi přívodu na žádaný produkt nebo žádané produkty. Na základě těžkostí, jež s sebou přináší obvyklá technologie regenerování katalyzátorů se zřetelem na odstranění posledních zbývajících usazenin uhlíku, odpovídá prakticky .obsah koksu obvykle obsahu zbylého koksu na regenerovaném katalyzátoru v rozmezí hmotnostně asi 0,2 ež asi 0,3 %.On the other hand, silica-based and alumina-based catalysts, which are commonly used for many years in numerous cracking processes for petroleum hydrocarbons, are not very sensitive to the residual coke content on the catalyst, provided the coke content does not increase by weight above about 0, 5%. However, silica-based and alumina-based catalysts have been largely displaced by other catalysts which additionally contain a crystalline component of aluminum silicate and are known as zeolites or molecular sieves. Catalysts containing molecular sieves are substantially more sensitive to residual coke and are strongly influenced both in terms of catalytic activity and catalyst selectivity when converting feed to the desired product or products. Due to the difficulties of conventional catalyst regeneration technology with respect to the removal of the last remaining carbon deposits, the coke content generally corresponds to the residual coke content of the regenerated catalyst in the range of about 0.2 to about 0.3% by weight.
Protože zvýšená aktivita a selektivita byla dosažena za použití krakovacích katalyzátorů typu molekulových sít s nižším obsahem koksu, je zde velmi silný popud k hledání prostředků k dalšímu snížení obsahu zbylého koksu. Velmi žádoucí je obsah koksu hmotnostně pod asi 0,03 °/o, ale tak nízký obsah nelze docílit pomocí běžně proveditelných postupů a zařízení. Opatření, beroucí v úvahu větší regenerační zařízení, větší obsah katalyzátoru, vyšší tepelné ztráty a podobně nejsou zdaleka vhodná k tomu, aby dostačovala pro vyvinutí podobných katalyzátorů s ideální aktivitou.Since increased activity and selectivity has been achieved using lower molecular coke cracking catalysts, there is a strong incentive to seek means to further reduce the remaining coke content. It is highly desirable to have a coke content below about 0.03% by weight, but such a low content cannot be achieved by conventional techniques and equipment. Measures taking into account larger regeneration plants, higher catalyst content, higher heat losses and the like are far from being sufficient to develop similar catalysts with ideal activity.
Četná zařízení pro krakování za použití pohyblivého lože pracují na podkladě principu „tepelné rovnováhy“, který je závislý na spalování koksu při získávání tepla, potřebného' pro vlastní postup. Nebylo však dosud možné využít v těchto zařízeních výhody krakovacích katalyzátorů, zvláště zeolitových, kterých je možno docílit zvláště ve vzestupném reaktoru, kde kontaktní doby mezi katalyzátorem a olejovými parami jsou nrmořádně nízké. Provozní způsob, který vede k vysoké konverzi, počítaje v to i vysokou selektivitu, ovlivňuje příznivě nízký poměr katalyzátoru k oleji ve vzestupném reaktoru, a to vede k nižšímu množství tepla, které lze dosáhnout spalováním onoho množství koksu, které je k dispozici v regeneračním zařízení. Z toho důvodu je často nutný vnější zdroj tepla, jako je předehřívací pec s určením pro uhlovodíkový nástřik, aby se totiž teplota katalyzátoru zvýšila, nebo se může jinak udržovat celé zařízení za nižší teploty čerstvého nástřiku. Takové nežádoucí význaky lze odstranit způsobem’ podle vynálezu nebo je lze snížit na minimum tak, že to umožňuje účinné získání dalšího’ tepla pro pevné částečky k přenosu na vzestupný reaktor. Teplo, které se získá při spalování koksu za obvyklých pracovních způsobů, odpovídá 35 520 kj/kg a při způsobu podle vynálezu alespoň 37 200 kj/kg. Tato vyšší spalovací tepla vedou ke zvýšení teploty v regeneračním zařízení, ke snížení obsahu koksu na regenerovaném katalyzátoru a ke snížení cirkulační rychlosti pevných částeček, přičemž se dosahuje lepších výtěžků za daného stupně konverze.Numerous moving bed cracking devices operate on the principle of "thermal equilibrium", which is dependent on the combustion of coke to obtain the heat required for the process itself. However, it has not yet been possible to utilize the advantages of cracking catalysts, especially zeolite catalysts, which can be achieved especially in an ascending reactor, where the contact times between the catalyst and the oil vapors are extremely low. An operating process that leads to high conversion, including high selectivity, has a favorable effect on the low catalyst to oil ratio in the upstream reactor, and this results in less heat that can be achieved by burning that amount of coke available in the recovery plant. . For this reason, an external heat source, such as a hydrocarbon feed preheater, is often required in order to raise the temperature of the catalyst, or else the entire plant can be maintained at a lower fresh feed temperature. Such undesirable features can be eliminated by the method of the invention or reduced to a minimum so as to allow efficient recovery of additional solid heat for transfer to the upstream reactor. The heat obtained in the combustion of coke in the usual working methods corresponds to 35 520 kj / kg and in the process according to the invention at least 37 200 kj / kg. These higher combustion heats lead to an increase in the temperature in the recovery plant, a reduction in the coke content of the regenerated catalyst, and a decrease in the circulating velocity of the solid particles, with better yields at a given conversion stage.
Příklad 1 g roztoku, složeného z 6,9 g přísady do mazacího oleje s obsahem hmotnostněExample 1 g of a solution consisting of 6.9 g of a lubricating oil additive containing by weight
9,2 % hořčíku ve formě hydroxidu horečnatého, uhličitanu horečnatého a horečnaté soli kyseliny polypropylbenzensulfonové, v9.2% magnesium in the form of magnesium hydroxide, magnesium carbonate and magnesium salt of polypropylbenzenesulfonic acid, in
33,1 g katalytického lehkého cyklického oleje (což je vždy střední destilát získaný při katalytickém krakování o teplotě varu33.1 g of catalytic light cyclic oil (which is always the middle distillate obtained by catalytic cracking at boiling point)
221 až 343 °C), se krakuje v pokusném krakovacím zařízení s pohyblivým ložem, případně vířivým ložem stálého množství krakovacího katalyzátoru sestávajícího ze hmoty krakovacího katalyzátoru, krystalického hlinitokremičitanu a z matrice a obsahujícího hmotnostně 2,5 % molekulových sít a 0,6 % sodíku a odtaženého z obvyklého zařízení pro katalytické krakování za použití pohyblivého lože a pak kalcinovaného. Recyklovaný olej se krakuje 4 minuty za teploty 371 °C. Po propláchnutí katalyzátorového lože 10 minut dusíkem za teploty 677 °C se ochladí katalyzátorové lože na 371 °C a cyklus krakování, proplachování a regenerování se opakuje tak dlouho, až .obsah hořčíku, zinku a při procesu získaného fosforu v katalyzátoru klesne na 1100, 703, případně 59 ppmi. Zinek a fosfor jsou zde nerozlučně přítomné.221 to 343 [deg.] C.), is cracked in a moving bed or fluidized bed cracking experimental apparatus with a fixed amount of a cracking catalyst consisting of a cracking catalyst mass, crystalline aluminosilicate and a matrix containing 2.5% by weight molecular sieves and 0.6% sodium; withdrawn from a conventional catalytic cracking apparatus using a moving bed and then calcined. The recycled oil was cracked at 371 ° C for 4 minutes. After purging the catalyst bed with nitrogen at 677 ° C for 10 minutes, the catalyst bed is cooled to 371 ° C and the cracking, purging and regeneration cycle is repeated until the magnesium, zinc and phosphorus recovered in the catalyst process drop to 1100, 703 , or 59 ppmi. Zinc and phosphorus are inseparably present.
Příklad 2Example 2
Opakuje se postup podle příkladu 1, ale cyklus krakování, propláchnutí a regenerování se provede za použití 10 g roztokuThe procedure of Example 1 is repeated, but the cracking, rinsing and regeneration cycle is carried out using 10 g of solution
6,5 g oleje a 3,5 g přísady do mazacího oleje s obsahem hmotnostně 1,6 % zinku, 1,3 procenta fosforu a 4,6 % hořčíku, až obsah hořčíku, zinku a fosforu v katalyzátoru klesne na 2400, 1200, případně 1097 ppm.6.5 g oil and 3.5 g lubricating oil additive containing 1.6% zinc, 1.3% phosphorus and 4.6% magnesium until the magnesium, zinc and phosphorus content of the catalyst falls to 2400, 1200, or 1097 ppm.
Příklad 3Example 3
Opakuje se pracovní postup podle příkladu 2, přičemž se však použije obvyklý rovnovážný krakovací katalyzátor s hmotnostním obsahem 3,3 % molekulového síta v matrici z kysličníku křemičitého a kysličníku hlinitého, rovněž odtažený z obvyklého zařízení pro katalytické krakování v pohyblivé fázi, katalyzátor se kalcinuje, a provádí se potom cyklus krakování, propláchnutí a regenerování, až obsah hořčíku, zinku a fosforu v katalyzátoru klesne na 4600, 340, případně 1136 ppm.The procedure of Example 2 is repeated, but using a conventional equilibrium cracking catalyst with a 3.3 wt% molecular sieve content in a silica-alumina matrix, also withdrawn from a conventional mobile catalytic cracker, calcining the catalyst, and then a cracking, purging and regeneration cycle is carried out until the magnesium, zinc and phosphorus content of the catalyst drops to 4600, 340, or 1136 ppm, respectively.
Příklady 4 až 8Examples 4 to 8
Laboratorní pokusné regenerační zařízení se využije ke zjišťování účinnosti určitéh.0' počtu impregnovaných katalyzátorů při dosahování snížených emisí kysličníku siřičitého v odpaních plynech z regeneračního pásma. Pohyblivým ložem, případně vířivým ložem krakovacího katalyzátoru typu molekulových sít se vede syntetický odpadní, případně kouřový plyn s obsahem 1500 ppm kysličníku siřičitého ve směsi objemově 4 % jak kyslíku, tak i vodní páry v dusíku, přičemž krakovací katalyzátor je impregnován kovem, a uchovává se ve skleněném regeneračním zařízení, jež je vybaveno topením k dosažení žádoucí regenerační teploty 677° Celsia. Teplota katalyzátoru se měří termočlánkem. K oddělení strženého katalyzátoru z plynu se použije cyklón, přičemž plyn se vypouští z regeneračního zařízení s tím, že se vede katalyzátor zpět do katalytického lože. Provozní doba regeneračního zařízení činí za daných podmínek asi 40 až 90 minut, aby zde bylo totiž dostatek času k dosažení oxidačního' stupně kovu na katalyzátoru v účinném zařízení ke katalytickému krakování v pohyblivé fázi.The laboratory experimental recovery plant will be used to determine the effectiveness of a certain number of impregnated catalysts in achieving reduced sulfur dioxide emissions in the off-gases from the recovery zone. A synthetic waste or flue gas containing 1500 ppm of sulfur dioxide in a mixture of 4% by volume of both oxygen and water vapor in nitrogen is passed through the moving bed or fluidized bed of the cracking catalyst of the molecular sieve type, and the cracking catalyst is impregnated with metal and stored in a glass recovery plant equipped with heating to achieve a desired recovery temperature of 677 ° C. The catalyst temperature is measured with a thermocouple. A cyclone is used to separate the entrained catalyst from the gas, the gas being discharged from the recovery plant, passing the catalyst back to the catalyst bed. The operating time of the regeneration device is about 40 to 90 minutes under the given conditions, since there is sufficient time to achieve the metal oxidation degree on the catalyst in an efficient moving-catalytic cracker.
Obsah kysličníku siřičitého v plynech z regeneračního zařízení se analyzuje kontinuálně za použití ultrafialového analytického' zařízení. Množství kysličníku siřičitého, odstraněného v regeneračním zařízení, se stanoví jako rozdíl mezi obsahem kysličníku siřičitého v čerstvé syntetické směsi a obsahem v plynech z regeneračního zařízení. Objemová procenta kysličníku siřičitého, odstraněného z odpdaního plynu z regeneračním pásmu, jsou funkcí času, který uplyne od počátku pokusu, a zjištěné hodnoty jsou uvedeny v tabulce 1. Objemová procenta odstraněného kysličníku siřičitého jsou v době nasycení katalyzátoru a jeho povrchové plochy nižší.The sulfur dioxide content of the gases from the recovery plant is analyzed continuously using an ultraviolet analysis device. The amount of sulfur dioxide removed in the recovery plant is determined as the difference between the content of sulfur dioxide in the fresh synthetic mixture and the content in the gases from the recovery plant. The volume percentages of sulfur dioxide removed from the recovery gas from the regeneration zone are a function of the time elapsed since the start of the experiment, and are found in Table 1. The percentages of sulfur dioxide removed are at the time of saturation of the catalyst and its surface area.
Příklad 4 je srovnávací příklad, kdy se použije syntetický odpadní plyn s rychlostí proudění 1084 ml za minutu a neimpregnováný, rovnovážný katalyzátor z příkladů 1 a 2. Příklady 5 a 6 byly provedeny za použití impregnovaných katalyzátorů, připravených v pokusech 1 a 2, a za využití rychlosti proudění syntetické plynné odpadní směsi 989, případně 1014 ml za minutu. Příklad 7 je srovnávací příklad za použití neimpregnovaného katalyzátoru z příkladu 3' za rychlosti proudění syntetického odpadního plynu 891 ml za minutu. V příkladu 8 se použije impregnovaný katalyzátor, připravený v příkladu 3, za rychlosti proudění syntetické plynné směsi 992 ml za minutu. Rychlosti proudění se měří za teploty 15,6 °C.Example 4 is a comparative example where synthetic waste gas is used with a flow rate of 1084 ml per minute and an impregnated, equilibrium catalyst of Examples 1 and 2. Examples 5 and 6 were performed using the impregnated catalysts prepared in Experiments 1 and 2, and utilization of the flow rate of the synthetic gaseous waste mixture 989 or 1014 ml per minute. Example 7 is a comparative example using the impregnated catalyst of Example 3 'at a synthetic exhaust gas flow rate of 891 mL per minute. In Example 8, the impregnated catalyst prepared in Example 3 was used at a flow rate of 992 ml of synthetic gas mixture per minute. Flow rates are measured at 15.6 ° C.
PříkladExample
DobaTime
TABULKA 1TABLE 1
Objemová % odstraněného kysličníku siřičitého 4 5 6 7 8% By volume of SO 2 removed 4 5 6 7 8
Příklady 9 a 10Examples 9 and 10
V příkladu 9 se opakuje pracovní postup z příkladů 4 až 8, ale použije se syntetický odpadní plyn, obsahující objemově vždy 4 procenta kysličníku uhelnatého, kyslíku a vodní páry v dusíku za rychlosti 1000 ml/ /min (měřeno při teplotě 15,8 °Cj. Plyn se vede pohyblivým ložem, popřípadě vířivým ložem, ze směsi práškovaného kysličníku hořečnatého o velikosti částeček nejvýše 5 mikrometrů a neimpregnovaného, kalcinovaného, rovnovážného krakovacího katalyzátoru typu molekulového síta, běžně dostupného1, s obsahem hmotnostně 5,3 % vodíku a vzácných zemin, vnesených iontovou výměnou, dále krystalického křemičitanu hlinitého typu „Y“ a směsi kysličníku křemičitého s kysličníkem hlinitým o hmotnostním obsahu 30 % kysličníku hlinitého místo impregnovaného katalyzátoru. Směs obsahuje hmotnostně 0,3 % kysličníku horečnatého a asi objemově 70 % kysličníku uhelnatého se převede na kysličník uhličitý. V příkladu 10 se použije neimpregnovaný katalyzátor z příkladu 9 bez přítomnosti kysličníku hořečnatého za jinak stejných podmínek, a docílí se tím konverze objemově 58 % kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý.In Example 9, the procedure of Examples 4 to 8 is repeated, but a synthetic waste gas containing 4% by volume of carbon monoxide, oxygen and water vapor in nitrogen at 1000 ml / min (measured at 15.8 ° C) is used. The gas is passed through a moving bed or fluidized bed of a mixture of powdered magnesium oxide of a particle size of not more than 5 micrometers and an impregnated, calcined, equilibrium cracking catalyst of the molecular sieve type currently available 1 , containing 5,3% by weight of hydrogen and rare earths, Ion exchange, crystalline "Y" type silicate, and a mixture of silica and alumina containing 30% by weight of alumina instead of impregnated catalyst, containing 0.3% by weight of magnesium oxide and about 70% by volume of carbon monoxide to be converted to oxygen. In Example 10, the non-impregnated catalyst of Example 9 was used in the absence of magnesium oxide under otherwise identical conditions, thereby converting 58% by volume of carbon monoxide to carbon dioxide.
Příklady 11 a 12Examples 11 and 12
V příkladu 11 se krakuje nástřik plynového oleje s obsahem síry hmotnostně 1,67 % v obvyklém krakovacím zařízení s pohyblivým ložem za katalýzy ve vzestupném reaktoru. Použije se obvyklý regenerační plyn a použije se i stálého množství krakovacího katalyzátoru typu molekulového síta, sestávajícího ze hmoty krakovacího katalyzátoru, krystalického hlinitokřemíčítanu a z matrice, s obsahem hmotnostně 2,5 % molekulového síta a asi 0,6 % sodíku. V příkladu 12 se krakuje druhý nástřik plynového oleje s obsahem síry hmotnostně 1,60 % v tomtéž krakovacím zařízení, přičemž se použije stejný regenerační systém a týž krakovací katalyzátor, který se však dodatečně impregnuje hořčíkem a zinkem. Tyto kovy se nanesou na katalyzátor použitím nepatrného množství sulfonanu hořčíku a zinečnaté soli kyseliny dialkyldithiofosforečné, ve formě přísady mazacího oleje do nástřiku. Za několik hodin po takovém přidání se nanese na krakovací katalyzátor hmotnostně 0,3 % hořčíku a 0,1 % zinku. Pracovní podmínky a složení odpadního plynu z regeneračního pásma jsou uvedeny v následující tabulce 2.In Example 11, a gas oil with a sulfur content of 1.67% by weight is cracked in a conventional moving bed cracker under catalysis in an ascending reactor. Conventional regeneration gas is used, and a fixed amount of a molecular sieve-type cracking catalyst consisting of a cracking catalyst mass, crystalline aluminosilicate and a matrix containing 2.5% by weight molecular sieves and about 0.6% sodium is used. In Example 12, a second injection of gas oil with a sulfur content of 1.60% by weight in the same cracker is cracked using the same regeneration system and the same cracking catalyst but additionally impregnated with magnesium and zinc. These metals are deposited on the catalyst using a small amount of magnesium sulfonate and zinc dialkyldithiophosphoric acid, in the form of a lubricating oil addition to the feed. A few hours after such addition, 0.3% magnesium and 0.1% zinc were deposited on the cracking catalyst. The operating conditions and composition of the waste gas from the regeneration zone are given in Table 2 below.
TABULKA 2TABLE 2
PříkladyExamples
Krakovací podmínky Krakovací teplota °C Celková rychlost nástřiku/den Objemový poměr celkového nástřiku k čerstvému nástřiku Cirkulační rychlost katalyzátoru kg/min Hmotnostní poměr katalyzátoru k olejiCracking Conditions Cracking Temperature ° C Total Injection Rate / Day Total Injection Rate to Fresh Injection Catalyst Circulation Rate kg / min Catalyst to Oil Weight Ratio
Podmínky při vypuzování Teplota při vypuzování CC Poměr páry ke katalyzátoru kg/kgStripping conditions Stripping temperature C C Steam / catalyst ratio kg / kg
Regenerační podmínky Teplota hustého lože °C Rychlost spalovacího vzduchu g/hRegeneration conditions Thick bed temperature ° C Combustion air speed g / h
Složení odpadního plynu z regeneračního pásmaComposition of waste gas from regeneration zone
COz, mol. %CO 2, mol. %
CO, mol. %CO, mol. %
Oz, mol. % kysličník siřičitý, ppmvOz, mol. % sulfur dioxide, ppmv
524 5 866524 5 866
1,071.07
26,426.4
5.35.3
521521
4.34.3
688 187 048688 187 048
521 5 580521 5,580
1,251,25
23,0923.09
5,25.2
518518
4,74.7
707707
221093221093
13,013.0
0 0.50 0.5
580580
14,014.0
5,65.6
2,02,0
Příklad 13Example 13
Roztok 36,9 g tetrahydrátu dusičnanu vápenatého v 70 ml vody se použije k impregnování 82,4 g částic alfa kysličníku hlinitého o specifické velikosti pórů 0,260 cm3/g. Impregnovaný kysličník hlinitý se suší přes noc při teplotě 121 °C a pak se žíhá po dobu tří hodin při teplotě 538 °C, čímž se získají částice obsahující hmotnostně 7 % vápníku.A solution of 36.9 g of calcium nitrate tetrahydrate in 70 ml of water is used to impregnate 82.4 g of alpha alumina particles having a specific pore size of 0.260 cm @ 3 / g. The impregnated alumina is dried overnight at 121 ° C and then calcined for 3 hours at 538 ° C to give particles containing 7% calcium by weight.
Příklad 14Example 14
Připraví se roztok rozpuštěním 450 g hexahydrátu dusičnanu hořečnatého v takovém množství vody, aby se získalo 500 ml roztoku. Do tohoto roztoku se přidá 232 g fluidizovatelných částic alfa kysličníku hlinitého, který prochází sítem 100 mesh (o průměru ok 150 mikrometrů). Nadbytek roztoku se pak odfiltruje a impregnovaný kys2 2 3 S 2 1 ličník hlinitý se suší při teplotě 121 °C a žíhá se při teplotě 538 °C. Vzorek 20 g vzniklé pevné látky se .oddělí a zbytek se přidá do shora uvedeného filtrátu, nadbytek roztoku se odstraní filtrací a pevná látka se vysuší při teplotě 121 °C a žíhá se při teplotě 538 °C. Tento postup se dvakrát opakuje se 20 g vzorku vždy odebraného před každým opakováním, čímž se získá látka ve formě částic obsahující hmotnostně 14,3 % hořčíku.Prepare a solution by dissolving 450 g of magnesium nitrate hexahydrate in enough water to obtain 500 ml of the solution. To this solution was added 232 g of fluidizable alpha alumina particles which passed through a 100 mesh sieve (150 micron diameter). The excess solution is then filtered off and the impregnated aluminum oxide is dried at 121 ° C and calcined at 538 ° C. A sample of 20 g of the resulting solid was collected and the residue was added to the above filtrate, excess solution was removed by filtration, and the solid was dried at 121 ° C and calcined at 538 ° C. This procedure is repeated twice with a 20 g sample taken before each repeat to give a particulate substance containing 14.3% magnesium by weight.
Příklad 15Example 15
Roztok 0,116 g dusičnanu barnatého v dostatečném množství vody, aby ho bylo 12 ml, se použije k impregnaci 20 g alfa kysličníku hlinitého ve formě částic o specifickém povrchu 1,4 m2/g a o specifickém objemu pórů 0,254 om3/g. Impregnovaný kysličník hlinitý se suší přes noc při teplotě 121CC a žíhá se po dobu tří hodin při teplotě 538 °C, čímž se získají částice obsahující hmotnostně 0,3 % barya.A solution of 0.116 g of barium nitrate in sufficient water to be 12 ml is used to impregnate 20 g of alpha alumina in the form of particles having a specific surface area of 1.4 m 2 / g and a specific pore volume of 0.254 µm 3 / g. The impregnated alumina was dried overnight at 121 ° C and calcined at 538 ° C for three hours to give 0.3% barium particles.
Příklad 16Example 16
Schopnost různých hmot absorbovat kysličník siřičitý z plynu se měří tímto způsobem;The ability of different masses to absorb sulfur dioxide from a gas is measured in this way;
Vzorek hmoty o hmotnosti 1 g se umístí na zátku ze skleněné vlny v křemenné vzorkové trubici o průměru 1,3 cm a o délce 41 cm. Trubice se pak vloží do trubkové pece a zahřeje se na žádanou teplotu a vede se jí promývací plyn obsahující objemově 2,6 % vodní páry a helium směrem dolů zkoušenou vrstvou rychlostí 10 cm3/min. Po jednohodinovém promývání se vzorkem směrem dolů vede syntetický plyn obsahující objemově 0,10 % kysličníku siřičitého. 2,9 % kyslíku, 2,6 % vodní páry a jako zbytek helium rychlostí 10 cm3/min. Po průchodu vrstvou vzorku se periodicky odebírá vzorek plynu a obsah kysličníku siřičitého se stanoví plynovou chromatografií.A sample of mass of 1 g is placed on a glass wool plug in a quartz sample tube with a diameter of 1.3 cm and a length of 41 cm. The tube is then placed in a tube furnace and heated to the desired temperature, and a scrubbing gas containing 2.6% by volume water vapor and helium is passed down the test bed at a rate of 10 cm 3 / min. After a 1 hour wash with the sample down, a synthetic gas containing 0.10% by volume sulfur dioxide is passed. 2.9% oxygen, 2.6% water vapor and as the remainder helium at a rate of 10 cm 3 / min. After passing through the sample bed, a gas sample is taken periodically and the sulfur dioxide content is determined by gas chromatography.
Výsledky pro částice krakovacího katalyzátoru CBZ-1 (společnosti Davison Chemical Division, W. R. Grace & Co. j, obsahujícíhoResults for CBZ-1 cracking catalyst particles (from Davison Chemical Division, W. R. Grace &
29,1 % kysličníku hlinitého, 0,46 % kysličníku sodného' a 0,11 % železa a zeolit Y jsou uvedeny v tabulce 3i jakožto zkouška A. Výsledky pro směs krakovacího katalyzátoru CBZ-1 se hmotnostně 1 % částic přísady, připravené způsobem podle příkladů 13 a 14 jsou uvedeny v tabulce 3 jakožto zkoušky B a C. Konečně výsledky pro čistou přísadu, připravenou způsobem podle příkladu 15, jsou uvedeny v tabulce 3 jakožto zkouška D. Použité vzorky pro zkoušky A, B a C se zpracovávají párou o teplotě 760 °C (100% pára za atmosférického tlaku] 5 hodin před použitím.29.1% alumina, 0.46% sodium oxide and 0.11% iron and zeolite Y are shown in Table 3i as Test A. Results for a CBZ-1 crack catalyst mixture with 1% by weight additive particles prepared according to the method of Examples 13 and 14 are shown in Table 3 as Test B and C. Finally, the results for the pure additive prepared according to Example 15 are shown in Table 3 as Test D. The samples used for Test A, B and C were steam treated at temperature 760 ° C (100% atmospheric vapor) 5 hours before use.
Příklad 17Example 17
Plynový olej o obsahu síry hmotnostně 1,67 procenta se krakuje v téže provozní jednotce a za použití stejného krakovacího katalyzátoru a za stejných podmínek, jako je popsáno v příkladu 11. Do procesního cyklu se však zavádí fluidizovatelné částice přísady obsahující hmotnostně 15 % hořčíku na amorfním nosiči z kysličníku křemičitého a z kysličníku hlinitého přidáním do regenerátoru dostatečného množství, aby směs krakovacího katalyzátoru a přísady obsahovala hmotnostně 0,5 % hořčíku. Pak se periodoky přidává malé množství přísady k udržení koncentrace hořčíku na hmotnostně 0,5 % ve směsi pevných částic, které cirkulují krakovací jednotkou. Analýzou plynu, odváděného z regenerační zóny, zjištěn obsah kysličníků síry nižší než 50 % množství vzniklého při způsobu podle příkladu 11, kdy se přísady hořčíku nepoužívá.A 1.67 percent sulfur gas oil is cracked in the same process unit using the same crack catalyst and under the same conditions as described in Example 11. However, fluidizable additive particles containing 15 wt% magnesium on amorphous the silica and alumina supports by adding to the regenerator a sufficient amount of the cracking catalyst / additive mixture to contain 0.5% by weight of magnesium. A small amount of additive is then added to the periodococci to maintain the magnesium concentration to 0.5% by weight in the mixture of solids that circulate through the cracking unit. Analysis of the gas discharged from the regeneration zone revealed a sulfur oxide content of less than 50% of the amount produced in the process of Example 11 when the magnesium additive was not used.
TABULKA 3TABLE 3
Z k o u š k aExam
A B C DA B C D
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US74855776A | 1976-12-08 | 1976-12-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS223821B2 true CS223821B2 (en) | 1983-11-25 |
Family
ID=25009946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS100877A CS223821B2 (en) | 1976-12-08 | 1977-02-15 | Method of cyclic fluidous catalytic cracking e,g,catalytic cracking in fluidous,ev,swirling phase of hydrocarbon materials with contents of weight 0,2 till 6 percent sulphur |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS223821B2 (en) |
| PL (1) | PL112833B1 (en) |
-
1977
- 1977-02-15 CS CS100877A patent/CS223821B2/en unknown
- 1977-03-01 PL PL19635277A patent/PL112833B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL112833B1 (en) | 1980-11-29 |
| PL196352A1 (en) | 1978-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1048991A (en) | Catalytic cracking with reduced emission of noxious gases | |
| CA1085808A (en) | Process for removing sulphur from a gas | |
| US4153535A (en) | Catalytic cracking with reduced emission of noxious gases | |
| CA1119987A (en) | Control of emissions in fcc regenerator flue gas | |
| CA1048009A (en) | Catalytic cracking with catalyst regeneration and co emission control | |
| US4300997A (en) | Catalytic cracking with reduced emission of noxious gas | |
| CA1237088A (en) | Fluidized catalytic cracking process with long residence time stripper | |
| US4238317A (en) | Catalytic cracking with reduced emission of noxious gases | |
| KR100998819B1 (en) | NOX reduction composition for use in the FPC process | |
| US4221677A (en) | Catalytic cracking with reduced emission of noxious gases | |
| US4199435A (en) | NOx Control in cracking catalyst regeneration | |
| KR20050060100A (en) | Reduction of gas phase reduced nitrogen species in partial burn fcc processes | |
| US4325811A (en) | Catalytic cracking with reduced emission of noxious gas | |
| US4267072A (en) | Catalytic cracking catalyst with reduced emission of noxious gases | |
| US4341623A (en) | Catalytic cracking using a mixture of cracking catalyst particles with particles of platinum group metal or rhenium on inert substrates regenerated to up to about 0.1% coke | |
| US4435282A (en) | Catalytic cracking using a cracking catalyst in admixture with particles of platinum group metal or rhenium on a substrate regenerated to up to about 0.1% coke | |
| JPS649046B2 (en) | ||
| US4218344A (en) | Catalytic cracking with reduced emission of noxious gases | |
| US4350615A (en) | Catalytic cracking with reduced emission of noxious gas | |
| US4435281A (en) | Catalytic cracking with reduced emission of noxious gas | |
| JPS6410259B2 (en) | ||
| JPH04136091A (en) | Catalytic cracking method for heavy hydrocarbon feedstocks containing nitrogen compounds | |
| US4440632A (en) | Catalytic cracking with reduced emission of noxious gas | |
| CS223821B2 (en) | Method of cyclic fluidous catalytic cracking e,g,catalytic cracking in fluidous,ev,swirling phase of hydrocarbon materials with contents of weight 0,2 till 6 percent sulphur | |
| CA1110567A (en) | Catalytic cracking with reduced emission of noxious gases |