DE10219863B4 - Rückstandscrackvorrichtung mit Katalysator- und Adsorptionsmittelregeneratoren und Verfahren hierfür - Google Patents

Rückstandscrackvorrichtung mit Katalysator- und Adsorptionsmittelregeneratoren und Verfahren hierfür Download PDF

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Abstract

Wirbelschichtcrackvorrichtung, die folgende Bestandteile umfasst: ein Steigrohr (35), das ein Beschickungsrohmaterial, regenerierten Katalysator und regeneriertes Adsorptionsmittel enthält und eine erste Einlasseinrichtung (31) zur Einführung von Wasserdampf, eine zweite Einlasseinrichtung (61) zur Einführung des reaktivierten Adsorptionsmittels, eine dritte Einlasseinrichtung (32) zur Einführung des Beschickungsrohmaterials, das schwere Rückstandsfraktionen mit einer Konzentration von > 5 Gew.-% an Conradson-Carbon, Metalle, die Vanadium und Nickel umfassen, und weitere Gifte, die Stickstoff umfassen, enthält, und eine vierte Einlasseinrichtung (34) zur Einführung des regenerierten Katalysators aufweist, wobei der Auslass (35A) des Steigrohrs mit Steigrohrendeinrichtungen/Zyklonen (39A, 39B, 40A und 40B) zum Bewirken einer Trennung von Kohlenwasserstoffdämpfen vom Adsorptionsmittel-Katalysator-Gemisch verbunden ist, wobei die Zyklone, die sich zum Abscheider mit Separator (37) erstreckende Tauchbeine aufweisen, das Katalysator-Adsorptionsmittel-Gemisch nahe der Grenzfläche von Katalysator- und Adsorptionsmittelbett fallen lassen; einen Reaktor (38), der die Zyklone umfasst und einen Auslass (41) zur Entnahme des Gemischs aus Kohlenwasserstoffdämpfen und Wasserdampf zu einer Fraktioniereinrichtung bzw. Fraktioniereinrichtungen aufweist; einen Abscheider mit Separator (37), die sich im unteren Teil des Reaktors befindet, zum Bewirken der Entfernung der abscheidbaren Kohlenwasserstoffe von dem Gemisch aus gebrauchten Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel und der Abtrennung des Katalysators vom Adsorptionsmittel ...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rückstandscrackvorrichtung, die ein Steigrohr, einen Reaktor, einen Abscheider mit Separator und einen Adsorptionsmittel- und Katalysatorregenerator umfasst, zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffrückständen, die eine höhere Konzentration an Conradson-Carbon, giftige Metalle, wie Nickel und Vanadium, und basischen Stickstoff und dgl. enthalten, in leichtere und nutzbare Produkte und ein Verfahren hierfür.
  • Wirbelschichtcracken (FCC) ist eines der Schlüsselverfahren, die in Erdölraffinerien zur Umwandlung von schwerem Vakuumgasöl in leichtere Produkte, d. h. Benzin, Diesel und Flüssiggas (LPG), verwendet werden. Die Behandlung von schweren Rückständen, beispielsweise atmosphärischen und Vakuumdestillationsrückständen, wird zunehmend in der FCC-Einheit für eine erhöhte Umwandlung eines Rückstands durchgeführt. Schwere Rückstände enthalten eine höhere Menge von Conradson-Carbon (CCR), giftige Metalle, beispielsweise Natrium, Nickel, Vanadium, und basische Stickstoffverbindungen und dgl., die alle einen beträchtlichen Einfluss auf die Leistung der FCC-Einheit und die Stabilität von deren Katalysator ausüben. EP 0 272 973 offenbart ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum katalytischen Cracken von kohlenwasserstoffhaltigen Chargen mit hohen Mengen an CCR.
  • Ein hoher CCR des Beschickungsguts führt gerne zur Bildung von Koks auf der Katalysatoroberfläche, was wiederum die Katalysatoraktivität und dessen Selektivität vermindert. Außerdem erhöht eine höhere Abscheidung von Koks auf dem Katalysator die Regeneratortemperatur und daher verringert sich das Verhältnis Katalysator/Öl, bei dem die Wärmebalance der FCC-Einheit aufrechterhalten wird. Der FCC-Katalysator kann eine maximale Temperatur von bis zu 750°C aushalten, was den CCR des Beschickungsguts, der in der FCC-Einheit behandelt werden kann, beschränkt. Derzeit kann eine FCC-Einheit mit zweistufigen Regeneratoren und Katalysatorkühleinrichtungen einen Beschickungs-CCR von bis zu 8 Gew.-% wirtschaftlich verarbeiten.
  • Nickel, Vanadium und Natrium sind ebenfalls in großer Menge in dem Rückstandsbeschickungsgut vorhanden. Die Vergiftungswirkungen dieser Bestandteile sind auf dem Gebiet von FCC bekannt. In der Vergangenheit wurden Arbeiten zur Passivierung der Schädigungswirkungen von Nickel und Vanadium auf den Katalysator unternommen. Diese Arbeiten führten nur mit einem gewissen Erfolg zur Passivierung von Nickel. Daher ist es nach den bekannten Verfahren derzeit möglich, bis zu 30 ppm Nickel beim Beschickungsgut und bis zu 10000 ppm Nickel am Gleichgewichtskatalysator zu verarbeiten. In ähnlicher Weise kann mit den bekannten Verfahren Vanadium mit bis zu 30 ppm beim Beschickungsgut und 15000 ppm am Gleichgewichtskatalysator wirtschaftlich gehandhabt werden. Diese genannten Grenzen bilden ein ernsthaftes Problem der Fähigkeit einer FCC-Einheit zur Rückstandsbehandlung. So wird eine riesige Menge des metallbeladenen Gleichgewichtskatalysators von der Rückstands-FCC(RFCC)-Einheit abgezogen, um die Metallkonzentration des zirkulierenden Katalysators innerhalb der tolerierbaren Grenze zu halten. Im Hinblick auf die Passivierung von basischen Stickstoffverbindungen müssen geeignete Passivierungsverfahren noch gefunden werden.
  • Zusätzlich zur Entwicklung von Passivierungstechnologien wurden bei FCC zum Zwecke einer effizienten Rückstandsbehandlung einige wichtige Modelländerungen durchgeführt. Eine dieser Modelländerungen ist die zweistufige Regeneration anstelle einer einstufigen Regeneration. Das US-Patent 4 064 038 lehrt die Vorteile eines zweistufigen Regenerators und dessen Flexibilität hinsichtlich der Handhabung von weiterem Beschickungs-CCR ohne die Notwendigkeit einer Katalysatorkühleinrichtung. Jedoch besteht auch mit dem zweistufigen Regenerator des US-Patents 4 064 038 die Beschränkung hinsichtlich einer Erhöhung des Beschickungs-CCR über 4,5 Gew.-% und von Vanadium über 15–20 ppm beim Beschickungsgut.
  • Es wurde auf dem einschlägigen Fachgebiet vorgeschlagen, ein trennbares Gemisch aus Katalysator und Teilchen eines Entmetallisierungszusatzstoffs zu verwenden. Beispielsweise wird in den US-Patenten 4 895 637 , 5 021 222 und 5 110 775 ein physikalisch trennbares Gemisch aus FCC-Katalysator und einem Entmetallisierungszusatzstoff, die bezüglich ihrer Absetzgeschwindigkeiten so ausreichend unterschiedlich sind, dass eine Trennung der zwei Teilchenarten in einem einstufigen Regenerator abgedeckt wird, vorgeschlagen. Obwohl ein derartiges Verfahren einfach ist, bestehen mehrere praktische Nachteile, die dessen Fähigkeit zur Rückstandsverarbeitung beschränken. So wird (I) der Regenerator in der dichten Phase gehalten, wobei die durchschnittliche Flächengeschwindigkeit etwa 0,7 m/s beträgt. Bei dieser Geschwindigkeitshöhe besitzen die Katalysatorteilchen immer noch einen beträchtlichen Schwerkraftzug nach unten. Außerdem besteht im Bett eine ziemliche Turbulenz und Vermischung, was zu einer schlechten Trenneffizienz führt, wobei (II) auf dem Gebiet von FCC bekannt ist, dass Vanadium in der Regeneratoratmosphäre sehr mobil ist und außerdem im einstufigen Regenerator das Vanadium sich unter diesen Bedingungen vom Entmetallisierungszusatzstoff zu den Katalysatorteilchen hin entfernen kann. Dies macht den Grundzweck, eine Katalysatordesaktivierung aufgrund von Metallvergiftung zu beseitigen, zunichte.
  • Haddad et al. befasste sich mit einigen dieser Punkte im US-Patent 4 875 994 , worin ein zweistufiger Regenerator vom Verbrennungstyp vorgeschlagen wird. Verbrennungsluft hoher Geschwindigkeit wird zum Abheben der Katalysatorteilchen von der Verbrennungseinrichtung verwendet. Die mobilen Vanadiumdämpfe können sich jedoch zusammen mit dem Katalysator über die Steigleitung zum Hochtemperaturregenerator bewegen, was eine beträchtliche Schädigung des Zeoliths in den Katalysatorteilchen bewirken kann. Außerdem kann die absteigende Leitung vom Regenerator zur Verbrennungseinrichtung dazu führen, dass die abgetrennten Katalysatorteilchen erneut mit dem Zusatzstoff vermischt werden. Wenn ein Beschickungsgut mit sehr hohem CCR-Gehalt behandelt wird, erfährt der Regenerator der ersten Stufe wahrscheinlich eine hohe Temperatur des dichten Betts. Da die zusätzliche Kühleinrichtung stromabwärts zum Regenerator der ersten Stufe angebracht ist, ist es schwierig, die Temperatur des dichten Betts zu steuern, was die Zerstörung der Zeolithstruktur weiter verschlimmert.
  • Das US-Patent 4 814 068 offenbart ein mehrstufiges Verfahren mit drei Sätzen aus Steigrohrzwischenstück, U-Krümmer, Misch- und Abgassystem. Dieses System wird zur Abtrennung von Katalysatorteilchen mit großen Poren von solchen mit mittleren Poren im Regenerator verwendet. Der Zweck besteht in der Verringerung der hydrothermalen Desaktivierung des ZSM-5-Zusatzstoffs. Die Teilchengröße der groben Teilchen ist auch sehr hoch (500–70000 μm), um ein Weitertragen grober Teilchen in den Regenerator der zweiten Stufe zu vermeiden. Der Reibungswiderstand ist bei diesen groben Teilchen gering.
  • In ähnlicher Weise umfasst das US-Patent 4 990 314 , 4 892 643 und 4 787 967 auch die Trennung von zwei Teilchen sehr unterschiedlicher Größe, von denen das eine 20–150 μm und das andere 500–70000 μm aufweist. Hierbei ist der Abscheideabschnitt als ringförmige Doppelstufe ausgebildet; dadurch wird der Unterschied hinsichtlich der Absetzgeschwindigkeit der obigen Teilchen mit zwei Größenbereichen ausgenützt. Der Schwerpunkt bestand in der Minimierung der Häufigkeit der Regeneration des ZSM-5-Zusatzstoffs. Diese Erfindungen befassen sich jedoch nicht mit den Punkten, die eine Minimierung der Metalldesaktivierung des Katalysators und eine Entfernung des CCR von Beschickungsgut betreffen, die bei einer Rückstandsbehandlung bei FCC auftreten.
  • In US-Patent 4 830 728 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Veredelung von Naphtha in einem Wirbelschichtcrackverfahren unter Verwendung von Mehrfachsteigrohren mit einem Gemisch von Zeolith-Y-Katalysator und ZMS-5 offenbart. Die Trennung von ZMS-5 mit einer Teilchengröße im Bereich von 500–70000 μm vom Zeolith-Y-Katalysator einer Teilchengröße im Bereich von 20–150 μm erfolgt in einem FCC-Abscheider. Eine konische perforierte Platte oder ein Sieb ist an einer mittleren Position in dem Abscheider derart angebracht, dass das größere und dichtere ZSM-5 über der Platte/dem Sieb zurückgehalten wird und der kleinere und leichtere Katalysator durch die Platte/das Sieb läuft und sich am Boden des Abscheiders absetzt. Der hierbei angewandte Trennmechanismus ist von der vorliegenden Erfindung verschieden. Außerdem befasst sich dieses Patent nicht mit den Punkten, die die Probleme der Vermeidung von CCR und einer Metalldesaktivierung des Katalysators während der Behandlung eines Rückstands in FCC-Einheiten betreffen.
  • Die Erfindungen gemäß US-Patent Nr. 5 059 302 und US-Patent Nr. 5 196 172 beanspruchen ein Verfahren und eine Vorrichtung für FCC unter Verwendung eines trennbaren Gemischs von Katalysator- und Sorptionsmittelteilchen. Hierbei sind die Adsorptionsmittelteilchen von kleinerer Größe (30–90 μm) und die Katalysatorteilchen von größerer Größe (80–150 μm). Das Verfahren verwendet eine selektive Wirbeltaschenklassiereinrichtung und eine Brenn/Verbrennungseinrichtung vom horizontalen Zyklontyp zur kontinuierlichen Trennung der zwei Teilchenarten und es arbeitet auf der Basis der Differenz der Zentrifugalkräfte. Da die Trennung und die Regeneration von Sorptionsmittel und Katalysator im Regenerator der ersten Stufe durchgeführt werden, kann das Vanadium vom Sorptionsmittel- zum Katalysatorteilchen wandern und die Zeolithstruktur des Katalysators bei diesen Bedingungen hoher Temperatur zerstören.
  • Das US-Patent Nr. 6 149 875 behandelt die Entfernung von CCR und Metallverunreinigungen in dem schweren Beschickungsgut. Die bei diesem Patent verwendete Vorrichtung ist jedoch von der der vorliegenden Erfindung verschieden. Außerdem wird die Differenz zwischen der Transportgeschwindigkeit von Katalysator und Adsorptionsmittel zur Trennung des Katalysators vom Adsorptionsmittel genutzt. Die Flächengasgeschwindigkeit im Trenngefäß ist sehr hoch und sie wird in einem unterschiedlichen Bereich (turbulente/schnelle Fluidisierung) gegenüber den Blasenbildungsbettbedingungen der vorliegenden Erfindung betrieben.
  • Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Rückstandscrackvorrichtung und eines Verfahrens zur Umwandlung eines schweren Vakuumrückstands, der eine hohe Konzentration an Conradson-Carbon (CCR) und Metalle, wie Vanadium, Nickel und Natrium, enthält, in leichtere Produkte durch Verwendung eines Adsorptionsmittels zur Entfernung von einer oder mehreren der Verunreinigungen aus dem Beschickungsrohmaterial, bevor das Beschickungsrohmaterial mit dem Crackkatalysator in Kontakt kommt.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung, die einen Abscheider mit Separator zur Abtrennung des Katalysators vom Adsorptionsmittel vor einer Regenerierstufe zur Ausschaltung nachteiliger Wirkungen von Vanadium (Zerstörung der Zeolithstruktur) umfasst.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung getrennter Auslasseinrichtungen für gebrauchten Katalysator und gebrauchtes Adsorptionsmittel zur Regeneration.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Rückstandscrackvorrichtung mit einem Abscheider mit Separator, die sich der Unterschiede hinsichtlich der Teilchengröße und Dichte von Katalysator- und Adsorptionsmittelteilchen bedient.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer langen Wirksamkeit des Katalysators, wodurch die Produktion durch Verringerung der Kosten erhöht wird.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines kompatiblen Modells für diese Vorrichtung derart, dass sie auch mit anderen FCC-Modellen verwendet werden kann.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Erhöhung der Lebensdauer der Vorrichtung durch Steuerung der Betriebstemperaturen optional unter Verwendung von Katalysatorkühleinrichtungen.
  • Durch die vorliegende Erfindung erfolgt die Bereitstellung einer Rückstandscrackvorrichtung, die ein Steigrohr, einen Reaktor, einen Abscheider mit Separator, und Adsorptionsmittel Katalysatorregeneratoren in Fließverbindung mit dem Abscheider mit Separator mit untereinander austauschbaren Auslasseinrichtungen in Abhängigkeit von der Natur des Katalysators und des Adsorptionsmittels umfasst, und eines Verfahrens hierfür zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffrückständen, die eine höhere Konzentration an Conradson-Carbon, giftige Metalle, wie Nickel und Vanadium, und basischen Stickstoff und dgl. enthalten, in leichtere und nutzbare Produkte.
  • Zur Lösung der im vorhergehenden genannten Aufgaben erfolgt durch die vorliegende Erfindung die Bereitstellung einer Wirbelschichtcrackvorrichtung, wobei die Vorrichtung (2) folgende Bestandteile umfasst:
    ein Steigrohr (35), das ein Beschickungsrohmaterial, regenerierten Katalysator und regeneriertes Adsorptionsmittel enthält und eine erste Einlasseinrichtung (31) zur Einführung von Wasserdampf, eine zweite Einlasseinrichtung (61) zur Einführung des reaktivierten Adsorptionsmittels, eine dritte Einlasseinrichtung (32) zur Einführung des Beschickungsrohmaterials, das schwere Rückstandsfraktionen mit einer Konzentration von > 5 Gew.-% an Conradson-Carbon, Metalle, die Vanadium und Nickel umfassen, und weitere Gifte, die Stickstoff umfassen, enthält, und eine vierte Einlasseinrichtung (34) zur Einführung des regenerierten Katalysators aufweist, wobei der Auslass (35A) des Steigrohrs mit Steigrohrendeinrichtungen/Zyklonen (39A, 39B, 40A und 40B) zum Bewirken einer Trennung von Kohlenwasserstoffdämpfen vom Adsorptionsmittel-Katalysator-Gemisch verbunden ist, wobei die Zyklone, die sich zum Abscheider mit Separator (37) erstreckende Tauchbeine aufweisen, das Katalysator-Adsorptionsmittel-Gemisch nahe der Grenzfläche von Katalysator- und Adsorptionsmittelbett fallen lassen;
    einen Reaktor (38), der die Zyklone umfasst, und einen Auslass (41) zur Entnahme des Gemischs aus Kohlenwasserstoffdämpfen und Wasserdampf zu einer Fraktioniereinrichtung bzw. Fraktioniereinrichtungen aufweist;
    einen Abscheider mit Separator (37), der sich im unteren Teil des Reaktors befindet, zum Bewirken der Entfernung der abscheidbaren Kohlenwasserstoffe von dem Gemisch aus gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel und der Abtrennung des Katalysators vom Adsorptionsmittel;
    wobei der Abscheider mit Separator mit oder ohne Stauscheiben/Inneneinrichtungen ist und (i) einen Einlass (36) an seiner Basis zur Einführung von Wasserdampf in Aufwärtsrichtung, wobei eine Flächengeschwindigkeit, die zum Abscheiden aller Kohlenwasserstoffe und zur Trennung der Feststoffe in zwei Schichten, d. h. eine Schicht des ver- bzw. gebrauchten Katalysators (62) und eine weitere Schicht des koksbeladenen Adsorptionsmittels (63), ausreicht, bereitgestellt wird, (ii) einen Auslass an seiner Unterseite zur Entnahme von koksbeladenem Adsorptionsmittel durch ein Standrohr (52) über eine Ventileinrichtung (53), und (iii) einen weiteren Auslass an einer mittleren Position über dem Adsorptionsmittelauslass (52) zur Entfernung von gebrauchtem Katalysator durch ein Standrohr (42) über eine Ventileinrichtung (43) aufweist;
    einen Adsorptionsmittelregenerator (54), der unter der Höhe des unteren Teils des Abscheiders mit Separator positioniert ist, zum Aufnehmen des koksbeladenen Adsorptionsmittels aus dem unteren Teil des Abscheiders mit Separator und Bewirken einer Reaktivierung des Adsorptionsmittels derselben;
    einen Einlass (59) in den Adsorptionsmittelregenerator zur Einführung von Luft oder sauerstoffhaltigem Gas oder Wasserdampf, einen Auslass (60) in Fließverbindung mit dem dritten Einlass (32) des Steigrohrs zur Einführung von reaktiviertem Adsorptionsmittel; und einen weiteren Auslass (57) an dessen Oberseite zum Ablassen von Abgas;
    einen Katalysatorregenerator (44), der sich über dem Adsorptionsmittelregenerator, jedoch unter dem Abscheider mit Separator befindet, der mit dem Abscheider mit Separator durch ein Standrohr (42) verbunden ist, einen Einlass (49) an der Basis des Regenerators zur Einführung von Luft oder sauerstoffhaltigem Gas zum effektiven Verbrennen von auf dem Katalysator abgeschiedenem Koks, einen Auslass (50) in Fließverbindung mit dem vierten Einlass des Steigrohrs (34) über eine Ventileinrichtung (51) zum Einführen von regeneriertem Katalysator; und einen weiteren Auslass (47) an dessen Oberseite zum Ablassen von Abgas.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, wobei die Auslasseinrichtungen an der Unterseite und der mittleren Position des Abscheiders mit Separator mit dem Katalysator- bzw. dem (den) Adsorptionsmittelregenerator(en) verbunden werden können, wenn der gebrauchte Katalysator Teilchen einer größeren Größe und dichter als das koksbeladene Adsorptionsmittel aufweist.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Wirbelschichtcrackvorrichtung, wobei die Vorrichtung (3) folgende Bestandteile umfasst:
    ein Steigrohr (5), das ein Beschickungsrohmaterial, regenerierten Katalysator und regeneriertes Adsorptionsmittel enthält und eine erste Einlasseinrichtung (1) zur Einführung von Wasserdampf, eine zweite Einlasseinrichtung (2) zur Einführung des reaktivierten Adsorptionsmittels, eine dritte Einlasseinrichtung (3) zur Einführung des Beschickungsrohmaterials, das schwere Rückstandsfraktionen mit einer Konzentration von > 5 Gew.-% an Conradson-Carbon, Metalle, die Vanadium und Nickel umfassen, und weitere Gifte, die Stickstoff umfassen, enthält, und eine vierte Einlasseinrichtung (4) zur Einführung des regenerierten Katalysators aufweist, wobei der Auslass (5A) des Steigrohrs mit Steigrohrendeinrichtungen/Zyklonen (9A, 9B, 10A und 10B) zum Bewirken einer Trennung von Kohlenwasserstoffdämpfen vom Adsorptionsmittel-Katalysator-Gemisch verbunden ist, wobei die Zyklone, die sich zum Abscheider mit Separator (7) erstreckende Tauchbeine aufweisen, das Katalysator-Adsorptionsmittel-Gemisch nahe der Grenzfläche von Katalysator- und Adsorptionsmittelbett fallen lassen;
    einen Reaktor (8), der die Zyklone umfasst und eine Auslasseinrichtung (11) zur Entnahme des Gemischs aus Kohlenwasserstoffdämpfen und Wasserdampf zu einer Fraktioniereinrichtung bzw. Fraktioniereinrichtungen aufweist;
    einen Abscheider mit Separator (7), der sich im unteren Teil des Reaktors befindet, zum Bewirken der Entfernung der abscheidbaren Kohlenwasserstoffe von dem Gemisch aus gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel und der Abtrennung des Katalysators vom Adsorptionsmittel;
    wobei der Abscheider mit Separator mit oder ohne Stauscheiben/Inneneinrichtungen versehen ist, und (i) eine Einlasseinrichtung (6) an seiner Basis zur Einführung von Wasserdampf in Aufwärtsrichtung, wobei eine Flächengeschwindigkeit, die zum Abscheiden aller Kohlenwasserstoffe und zur Trennung der Feststoffe in zwei Schichten, d. h. eine Schicht des gebrauchten Katalysators (33) und eine weitere Schicht des koksbeladenen Adsorptionsmittels (32), ausreicht, bereitgestellt wird, (ii) eine Auslasseinrichtung (12) an seiner Unterseite zur Entnahme von gebrauchtem Katalysator durch ein Standrohr über eine Ventileinrichtung (13), und (iii) eine weitere Auslasseinrichtung (22) an einer mittleren Position zur Entfernung von koksbeladenem Adsorptionsmittel durch ein Standrohr (22) über eine Ventileinrichtung (23) aufweist;
    einen Adsorptionsmittelregenerator (24), der unter der Höhe des unteren Teils des Abscheiders mit Separator positioniert ist, zum Aufnehmen des koksbeladenen Adsorptionsmittels von der mittleren Position des Abscheiders mit Separator und Bewirken einer Reaktivierung des Adsorptionsmittels derselben;
    eine Einlasseinrichtung (29) in den Adsorptionsmittelregenerator zur Einführung von Luft oder sauerstoffhaltigem Gas oder Wasserdampf, eine Auslasseinrichtung (30) in Fließverbindung mit der zweiten Einlasseinrichtung (2) des Steigrohrs zur Einführung von reaktiviertem Adsorptionsmittel über das Standrohr (31), und eine weitere Auslasseinrichtung (27) an dessen Oberseite zum Ablassen von Abgas;
    einen Katalysatorregenerator (14), der sich über dem Adsorptionsmittelregenerator befindet, der mit dem Abscheider mit Separator durch ein Standrohr verbunden ist, einen Einlass (19) an der Basis des Regenerators zur Einführung von Luft oder sauerstoffhaltigem Gas zum effektiven Verbrennen von auf dem Katalysator abgeschiedenem Koks, einen Auslass (20) in Fließverbindung mit dem vierten Einlass (4) des Steigrohrs zum Einführen von regeneriertem Katalysator über das Schieberventil (21), und eine Auslasseinrichtung (17) an dessen Oberseite zum Ablassen von Abgas.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die Teilchengröße des gebrauchten Katalysators kleiner als die des koksbeladenen Adsorptionsmittels ist.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der der Crackkatalysator eine Teilchengröße im Bereich von 20–200 μm und eine Teilchendichte im Bereich von 1,0–1,8 g/cm3 aufweist.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der das Adsorptionsmittel eine Teilchengröße im Bereich von 200–500 μm und eine Teilchendichte im Bereich von 1,5–3,0 g/cm3 aufweist.
  • Offenbart wird noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der der Adsorptionsmittelregenerator zweistufige Zykloneinrichtungen (55 und 56) zur Abtrennung von Abgas von Adsorptionsmittelteilchen besitzt.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der der Adsorptionsmittelregenerator Adsorptionsmittelkühleinrichtungen (58) zur Entfernung von überschüssiger Wärme aus dem Adsorptionsmittelregeneratorbett besitzt.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der der Katalysatorregenerator zweistufige Zykloneinrichtungen (45 und 46) zur Abtrennung von Abgas von Katalysatorteilchen besitzt.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der ein Teil des koksbeladenen Adsorptionsmittels vom Auslass (52) des Abscheiders mit Separator über die Standrohre (60A) ohne die Durchführung einer Reaktivierungsstufe direkt zum Steigrohr geführt wird.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die Teilchengröße des gebrauchten Katalysators größer als die des koksbeladenen Adsorptionsmittels ist.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der der Crackkatalysator eine Teilchengröße im Bereich von 200–500 μm und eine Teilchendichte im Bereich von 1,5–3,0 g/cm3 aufweist.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der das Adsorptionsmittel eine Teilchengröße im Bereich von 20–200 μm und eine Teilchendichte im Bereich von 1,0–1,8 g/cm3 aufweist.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der ein Teil des koksbeladenen Adsorptionsmittels vom Ausgang (22) des Abscheiders mit Separator über die Standrohre (30A) ohne die Durchführung einer Reaktivierungsstufe direkt zum Steigrohr geführt wird.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der das Abscheiden von mitgezogenen Kohlenwasserstoffen von dem Gemisch aus gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel und das Trennen von gebrauchtem Katalysator von koksbeladenem Adsorptionsmittel in dem Abscheider mit Separator gleichzeitig stattfinden.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die aufsteigenden Blasen die treibenden Kräfte für die Teilchentrennung in dem Abscheider mit Separator sind.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die Flächengasgeschwindigkeit in dem Abscheider mit Separator zur Teilchentrennung im Bereich von 0,05–0,4 m/s, vorzugsweise im Bereich von 0,10–0,20 m/s liegt.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die Flächengeschwindigkeit des Gases in dem Abscheider mit Separator in einem Bereich von ±20% der minimalen Fluidisierungsgeschwindigkeit von größeren und dichteren Teilchen zur Sicherstellung der Fluidisierung und Trennung variiert.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die Flächengeschwindigkeit im Adsorptionsmittelregenerator im Bereich von 0,5–2,0 m/s, vorzugsweise im Bereich von 0,8–1,5 m/s liegt.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der eine 100%ige Trennung des Katalysators vom Adsorptionsmittel auch unter den vorherrschenden Betriebsbedingungen von herkömmlichen Wirbelschichtcrackabscheidern erreicht wird.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die Differenz zwischen der minimalen Fluidisierungsgeschwindigkeit von kleineren und leichteren Teilchen und der von größeren und dichteren Teilchen genutzt wird, um die gewünschte Trennung zu erreichen.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der das koksbeladene Adsorptionsmittel, das vom gebrauchten Katalysator in dem Abscheider mit Separator abgetrennt wird, in einer reduzierenden Umgebung ist, wodurch nachteilige Wirkungen von Vanadium auf den Katalysator, die die Zerstörung der Zeolithstruktur umfassen, ausgeschaltet werden.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der sich das Steigrohr durch den Abscheider mit Separator anschließend an die Trennung von Kohlenwasserstoffgas von dem Katalysator-Adsorptionsmittel-Gemisch erstreckt oder ein externes Steigrohr ist.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die Massenströmungsrate des Adsorptionsmittels zum Steigrohr derart eingestellt ist, dass die durch das Adsorptionsmittel transportierte Wärme zur Verdampfung des Beschickungsrohmaterials aus schweren Kohlenwasserstoffen ausreicht und der Massenstrom des Adsorptionsmittels im Bereich von 20–60 Gew.-% der gesamten zirkulierenden Feststoffe liegt.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der das Adsorptionsmittel Mikrokügelchen, die aus gebranntem Ton, gebranntem und zerkleinertem Koks, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid ausgewählt sind, und einen Basiscrackzusatzstoff zur selektiven Entfernung von Metallen und CCR des Beschickungsguts umfasst.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der der Katalysator Katalysatoren, die aus mit Seltenerdmetallen ausgetauschtem Y-Zeolith, ultrastabilem Y-Zeolith, Zeolithen mit nicht-kristalliner saurer Matrix und anderen Zeolithen, die aus Zeolithen vom Typ ZSM-5 ausgewählt sind, ausgewählt sind, umfasst.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der ein partielles und gesteuertes Brennen in dem Adsorptionsmittelregenerator durchgeführt wird, um Temperaturausbrüche über 690°C hinaus zu verhindern, um die Lebensdauer des Adsorptionsmittels zu erhöhen.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der Tauchbeine von Steigrohrendeinrichtungen/Reaktorzyklonen an der Grenzfläche des Gemischs aus gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel in dem Abscheider mit Separator positioniert sind.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der das Abscheiden der mitgezogenen Kohlenwasserstoffe von dem Gemisch aus gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel und die Trennung des gebrauchten Katalysators von dem koksbeladenen Adsorptionsmittel gleichzeitig in dem Abscheider mit Separator stattfinden.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der der Abscheider mit Separator mit oder ohne Stauscheiben/Inneneinrichtungen ist.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die an den Standrohren bereitgestellten Ventileinrichtungen Schieberventile sind.
  • Durch die vorliegende Erfindung erfolgt auch die Bereitstellung eines Wirbelschichtcrackverfahrens zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffresten, die eine Konzentration von > 5 Gew.-% an Conradson-Carbon, Metalle, die Nickel, Vanadium und Natrium umfassen, und basischen Stickstoff enthalten, in Benzin, Diesel oder Flüssiggas, wobei die Teilchengröße des Katalysators kleiner und leichter als die des Adsorptionsmittels ist, wobei das Verfahren die folgenden Stufen umfasst:
    • a) Kontaktieren eines Beschickungsrohmaterials, das schwere Rückstandsfraktionen mit einer Konzentration von > 5 Gew.-% an Conradson-Carbon, Metalle, die Nickel, Vanadium und Natrium umfassen, und basischen Stickstoff enthält, mit heißem Adsorptionsmittel, wobei das Adsorptionsmittel mit Wasserdampf vom Steigrohrboden für diesen Kontakt nach oben gefördert wird, um den schweren Rückstand von allen Kontaminationsstoffen zu befreien;
    • b) Kontaktieren des von Kontaminationsstoffen befreiten Beschickungsguts mit dem Katalysator an einer mittleren Position des Steigrohrs zum Bewirken einer katalytischen Crackreaktion;
    • c) pneumatisches Transportieren des Gemischs aus den Dampfprodukten, dem gebrauchten Katalysator und dem koksbeladenen Adsorptionsmittel zum oberen Ende des Steigrohrs;
    • d) Abtrennen des Katalysators und des Adsorptionsmittels von den Kohlenwasserstoffdampfprodukten in der Steigrohrendeinrichtung;
    • e) Trennen des gebrauchten Katalysators und des koksbeladenen Adsorptionsmittels in einem unter dem Reaktor positionierten Abscheider mit Separator bei einer niedrigen Temperatur als zwei unterschiedliche Schichten von gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel in Abhängigkeit von der Teilchengröße, -dichte und Unterschieden hinsichtlich ihrer minimalen Fluidisierungsgeschwindigkeit unter Verwendung von Wasserdampf derart, dass schwerere Teilchen von koksbeladenem Adsorptionsmittel sich im unteren Teil des Abscheiders mit Separator absetzen und die leichteren Teilchen von gebrauchtem Katalysator sich an der mittleren Position des Abscheiders mit Separator absetzen und alle abscheidbaren Zwischenraumkohlenwasserstoffe aus dem Gemisch aus Crackkatalysator und Adsorptionsmittel in dem Abscheider mit Separator abgestrippt werden;
    • f) Einführen des koksbeladenen Adsorptionsmittels in einen Adsorptionsmittelregenerator zur partiellen oder vollständigen Entfernung von Koks unter Verwendung von Luft oder sauerstoffhaltigem Gas zur Reaktivierung;
    • g) Transportieren des reaktivierten Adsorptionsmittels in das Steigrohr;
    • h) Transportieren von einem Teil des koksbeladenen Adsorptionsmittels oder dem gesamten koksbeladenen Adsorptionsmittel in das Steigrohr ohne Reaktivierung;
    • i) Einführen des gebrauchten Katalysators in einen Katalysatorregenerator zur partiellen oder vollständigen Regeneration des Katalysators unter Verwendung von Luft, Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen; und
    • j) Transportieren des regenerierten Katalysators in das Steigrohr.
  • Die Stufe (e) des im vorhergehenden genannten Verfahrens kann auch durchgeführt werden, indem der gebrauchte Katalysator und das koksbeladene Adsorptionsmittel in einem unter dem Reaktor positionierten Abscheider mit Separator bei einer niedrigen Temperatur als zwei unterschiedliche Schichten von gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel in Abhängigkeit von der Teilchengröße, der Dichte und Unterschieden hinsichtlich ihrer minimalen Fluidisierungsgeschwindigkeit unter Verwendung von Dampf derart getrennt werden, dass sich schwerere Teilchen von gebrauchtem Katalysator im unteren Teil des Abscheiders mit Separator absetzen und die leichteren Teilchen von koksbeladenem Adsorptionsmittel sich an der mittleren Position des Abscheiders mit Separator absetzen und alle abscheidbaren Zwischenraumkohlenwasserstoffe aus dem Gemisch aus Crackkatalysator und Adsorptionsmittel in dem Abscheider mit Separator abgezogen werden.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, wobei die Flächengeschwindigkeit von Wasserdampf in dem Abscheider mit Separator für ein effizientes Abscheiden und eine effiziente Teilchentrennung im Bereich von 0,05–0,4 und vorzugsweise im Bereich von 0,10–0,20 m/s gehalten wird.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, wobei die Flächengeschwindigkeit im Adsorptionsmittelregenerator und Katalysatorregenerator innerhalb von 0,5–2,0 m/s und vorzugsweise innerhalb von 0,8–1,5 m/s gehalten wird.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, wobei das Adsorptionsmittel gebrannter Koks für schweres Beschickungsrohmaterial, das einen Conradson-Carbon (CCR) im Bereich von 8–20 Gew.-% enthält, ist.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, wobei die Trennung von gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel in dem Abscheider mit Separator in Abwesenheit von Sauerstoff bei einer niedrigen Temperatur im Bereich von 450–600°C erfolgt, wodurch eine Bewegungsmöglichkeit von Vanadium vom Adsorptionsmittel zum Katalysator verhindert wird.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, wobei das bevorzugte Adsorptionsmittel für ein Rückstandsbeschickungsgut, das einen sehr hohen CCR von über 8 Gew.-% enthält, gebrauchter Ölkoks mit gutem Reibwiderstand ist.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, wobei ein Nutzkoksstrom aus dem Adsorptionsmittelregenerator abgezogen wird, während insbesondere Rückstandsöle, die CCR von über 8 Gew.-% enthalten, behandelt werden.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, wobei ein Nutzstrom von koksbeladenem Adsorptionsmittel aus dem System abgezogen wird, um ohne weiteres die Wärmebalance bei einem hohen Conradson-Koksgehalt von bis zu 20 Gew.-% beizubehalten.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, wobei die Luft beibehalten wird, um eine vollständige Verbrennung im Katalysatorregenerator zu erreichen, und der Koks am regenerierten Katalysator vorzugsweise weniger als 0,1 Gew.-% beträgt, was zu einer Steuerung der Temperatur des Regenerators im Bereich von 730–750°C führt.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, wobei koksbeladenes Adsorptionsmittel aus dem Abscheider direkt ohne die Durchführung einer Reaktivierung rückgeführt werden kann.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, wobei das Rückstandsbeschickungsrohmaterial, das einen sehr hohen CCR bis zum Ausmaß von 20 Gew.-% des Beschickungsguts umfasst, ohne eine Verletzung der Gesamtwärmebalance der Einheit und ohne Rückgriff auf Kühlen des Katalysators behandelt wird.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, wobei mit Conradson-Koks und Metall beladenes Adsorptionsmittel als getrennter Strom aus dem Abscheider mit Separator oder aus Regeneratoren von Adsorptionsmittel mit Katalysator abgezogen werden kann, wobei das Adsorptionsmittel bis zu 35000 ppm Metalle enthält, zur Extraktion von Vanadium und Nickel aus dem Adsorptionsmittel.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, wobei das Adsorptionsmittel aus Magnesiumoxid, Siliciumdioxidmagnesiumoxid, Kaolinton, Aluminiumoxid, Siliciumdioxidaluminiumoxid und einem Gemisch derselben mit sauren und nicht-sauren Eigenschaften ausgewählt ist.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Verfahren bis zu 40 ppm Nickel im Beschickungsgut verarbeitet.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Verfahren bis zu 15000 ppm Nickel am Gleichgewichtskatalysator verarbeitet.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Verfahren Vanadium im Beschickungsgut von bis zu 60 ppm verarbeitet.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Verfahren Vanadium von bis zu 20000 ppm am Gleichgewichtskatalysator verarbeitet.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, wobei die Gesamtverweildauer vom Punkt des Eintritts des Adsorptionsmittels bis zum Punkt des Eintritts des Katalysators im unteren Abschnitt des Steigrohrs im Bereich von 10–40% der gesamten Verweildauer im Steigrohr liegt.
  • Offenbart wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, wobei die Verweildauer des Katalysators im Steigrohr zwischen 1–15 s und vorzugsweise zwischen 3 und 8 s gehalten wird.
  • Die vorliegende Erfindung wird in Form der folgenden bevorzugten Ausführungsformen weiter beschrieben.
  • Adsorptionsmittel
  • Adsorptionsmittelteilchen sollen den CCR, die giftigen Metalle, beispielsweise Vanadium, Nickel und dgl., basischen Stickstoff und schwefelreiche Verbindungen, die in angereicherter Form in den Rückstandskohlenwasserstofffraktionen vorhanden sind, adsorbieren. Adsorptionsmittelteilchen besitzen typischerweise eine Teilchengröße im Bereich von 200–500 μm, jedoch vorzugsweise 300–400 μm. Die Teilchendichte liegt zwischen 1,5 und 3,0 g/cm3 und zweckmäßigerweise zwischen 1,8 und 2,6 g/cm3 und vorzugsweise zwischen 2,3 und 2,5 g/cm3. Das vorliegende System trägt auch, wenn die Teilchengröße des Adsorptionsmittels kleiner als die Teilchengröße des Katalysators ist.
  • Die Adsorptionsmittelteilchen bestehen hauptsächlich aus Mikrokügelchen, die aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Magnesiumoxid, Siliciumdioxidaluminiumoxid, Siliciumdioxidmagnesiumoxid, Kaolinton oder einem Gemisch derselben bestehen, mit sauren Eigenschaften oder insgesamt nicht-sauren Eigenschaften. Diese Mikrokügelchen werden unter Verwendung der herkömmlichen Art und Weise der FCC-Katalysatorherstellung, d. h. durch Herstellen einer Lösung der gewünschten chemischen Zusammensetzung, deren Sprühtrocknung und Calcinierung, hergestellt. Typischerweise besitzen diese Materialien eine sehr geringe saure Crackaktivität, die durch eine MAT-Aktivität von weniger als 15 charakterisiert ist, und eine Oberfläche von weniger als 5 m2/g. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Adsorptionsmittel geringer Aktivität allein beschränkt. Beispielweise kann der wegwerfbare gebrauchte Katalysator von FCC/Rückstands-FCC- oder Hydrobehandlungseinheiten verwendet werden, vorausgesetzt die Teilchengröße und -dichte liegen innerhalb des oben angegebenen Bereichs des Adsorptionsmittels. Mehr Einzelheiten über die obigen Materialien sind aus US-Patent 5 059 302 und 6 148 975 erhältlich.
  • Für Rückstände, die CCR von über 8 Gew.-% enthalten, sollte das Adsorptionsmittel vorzugsweise gebrannter Ölkoks sein, der beim Calcinieren von Rohkoks, der beim verzögerten Kohlungsverfahren von Erdölrückständen erzeugt wird, produziert wird. Kohleteilchen oder andere Koksarten sind ebenso verwendbar, jedoch ist gebrannter Koks aufgrund seines hervorragenden Reibwiderstands und der hervorragenden physikalischen Eigenschaften bevorzugt.
  • Typische Eigenschaften für gebrannten Ölkoks sind im folgenden angegeben:
    Beschreibung Gew.-%
    Aschegehalt 0,17
    Schwefel 1,04
    Flüchtige Substanzen 0,33
    Eisen 149 ppm
    Vanadium 3,8 ppm
    Tatsächliche Dichte 2,14 g/cm3
    Schüttdichte 0,73 g/cm3
    Teilchendichte 1,52 g/cm3
    Reibwiderstand 1,2 Division Index
  • Eine typische Teilchengrößenverteilung der Adsorptionsmitteltelichen ist im folgenden angegeben:
    Gew.-% unter Adsorptionsmittelteilchengröße
    (μm)
    0 210
    10 230
    30 250
    50 270
    70 290
    90 310
    95 320
    100 350
  • Mehr Einzelheiten über das Adsorptionsmittel sind in US-Patent 4 944 865 und 6 149 875 diskutiert. Die Adsorptionsmittelteilchen sind vorzugsweise dem Wesen nach Mikrokügelchen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht nur auf die Mikrokügelchenform beschränkt.
  • Katalysator
  • Ein bei Rückstands-FCC-Verfahren verwendeter handelsüblicher herkömmlicher Katalysator des Standes der Technik wird bei der vorliegenden Erfindung ebenfalls verwendet. Die vorliegende Erfindung beschreibt jedoch spezifisch, dass die Teilchengröße des Katalysators innerhalb von 20–200 μm und zweckmäßigerweise 20–170 μm und vorzugsweise 20–120 μm liegt. In ähnlicher Weise kann die Teilchendichte innerhalb von 1,0–1,8 g/cm3 und zweckmäßigerweise 1,3–1,6 g/cm3 und vorzugsweise 1,3–1,5 g/c3 sein, um die besten Ergebnisse gemäß der Offenbarung in der vorliegenden Erfindung zu erhalten. Wie die Adsorptionsmittel sollte der Katalysator vorzugsweise in Mikrokügelchenform sein. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf FCC-Katalysatorteilchen von Kügelchenform beschränkt. Ein mit Seltenerdmetallen ausgetauschter Y-Zeolith, ein ultrastabiler Y-Zeolith, ein Zeolith mit nicht-kristalliner saurer Matrix und noch andere Zeolithe, beispielsweise ein formselektiver ZSM-5-Zeolith, können ebenfalls verwendet werden. Das vorliegende System trägt auch, wenn die Teilchengröße des Katalysators größer als die Teilchengröße des Adsorptionsmittels ist.
  • Eine typische Teilchengrößenverteilung der Katalysatormikrokügelchen ist:
    Gew.-% unter Katalysatorteilchengröße (μm)
    0 20
    10 40
    30 70
    50 80
    70 95
    90 105
    95 110
    100 120
  • Beschickungsgut
  • Durch die vorliegende Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines neuen Ansatzes zur Verarbeitung von Rückstandskohlenwasserstoffen mit höherem CCR, Metallen und anderen Giften. Ein maximaler Vorteil wird insbesondere erhalten, wenn die Metallkonzentration und die CCR-Konzentration des Beschickungsguts im Beschickungsgut über 10 ppm bzw. 5 Gew.-% liegen. Hierbei umfasst der Begriff Metall Vanadium und Nickel. Es ist anzumerken, dass es unsere Erfindung vorzugsweise ermöglicht, dass der CCR, die Metalle und die anderen Gifte des Beschickungsguts auf dem Adsorptionsmittel zuerst abgeschieden werden, bevor dieses mit dem Katalysator in Kontakt kommt. Außerdem wird ein Nutzstrom von koksbeladenem Adsorptionsmittel aus dem System abgezogen, was zum problemlosen Beibehalten der Wärmebalance für ein Beschickungsrohmaterial mit hohem CCR (bis zu 20 Gew.-%) beiträgt.
  • Katalysatorregenerator
  • Der aus dem Abscheider abgezogene Katalysator wird durch ein Standrohr zum Katalysatorregenerator transportiert. In der vorliegenden Erfindung wird die Flächengeschwindigkeit im Katalysatorregenerator typischerweise innerhalb von 0,5–2,0 m/s und vorzugsweise innerhalb von 0,8–2,0 m/s gehalten, um eine herkömmliche Regeneration des Katalysators mit dichtem Bett zu haben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch für Modelle mit einer schnellen Wirbelschichtbrennvorrichtung oder sogar einem zweistufigen Regenerator verwendbar. Die Luft wird so beibehalten, dass vorzugsweise eine vollständige Verbrennung erreicht wird und der Koks auf dem regenerierten Katalysator vorzugsweise weniger als 0,1 Gew.-% beträgt, wobei die Regeneratortemperatur innerhalb von 730–750°C gehalten wird. Da der Beschickungs-CCR und die Metalle vorzugsweise auf den Adsorptionsmittelteilchen abgeschieden werden, erwarten wir keine zu starke Koksablagerung auf dem Katalysator. Jedoch kann in der vorliegenden Erfindung auch eine Katalysatorkühleinrichtung verwendet werden, wobei die Regeneratortemperatur auf 730°C beschränkt wird, um ein gewünschtes Verhältnis Katalysator/Öl im Steigrohr zu erhalten.
  • Adsorptionsmittelregenerator
  • Der Adsorptionsmittelregenerator wird üblicherweise im Modus der partiellen Verbrennung unter einem gesteuerten Luftstrom unter Fluidisierungsbedingungen mit dichtem Bett betrieben. Der verbrannte Koks von dem Adsorptionsmittel reicht aus, um die Temperatur des dichten Betts innerhalb von 700°C und vorzugsweise innerhalb von 680°C zu halten. Der überschüssige Sauerstoff im Abgas kann im Bereich von 0–2 Vol.-% sein und CO/CO2 kann im Bereich von 0,2–20 Vol/Vol sein. Es besteht keine Obergrenze hinsichtlich des Koks auf dem Adsorptionsmittel. Üblicherweise wird beobachtet, dass eine höhere Konzentration von Koks auf dem Adsorptionsmittel die Fähigkeit des Adsorptionsmittels zum Einfangen von Vanadium und CCR verbessert. Aus praktischen Gründen wird der Koksgehalt auf dem Adsorptionsmittel jedoch im Bereich von 0,3–2,0 Gew.-% gehalten.
  • Wenn der Rückstand CCR des Beschickungsguts von über 8 Gew.-% enthält, ist dafür zu sorgen, dass ein Nutzstrom des Adsorptionsmittels aus dem Regenerator abgezogen wird, und das bevorzugte Adsorptionsmittel ist in diesem Fall calcinierter Koks. Dies dient dazu, ein Beschickungsgut mit höherem CCR ohne Verletzung der Wärmebalance zu behandeln. Das Abgas des Adsorptionsmittelregenerators wird entweder mit dem Abgas des Katalysatorregenerators vermischt oder direkt zu einem CO-Boiler oder einem Energiegewinnungsabschnitt geschickt.
  • Steigrohr
  • In diesem Abschnitt werden die vom Adsorptionsmittelregenerator kommenden Adsorptionsmittelteilchen zunächst mit vorgeheiztem Beschickungsgut aus schweren Rückstandskohlenwasserstoffen in Gegenwart von Förderwasserdampf kontaktiert. Typischerweise kann im unteren Abschnitt des Steigrohrs in Abhängigkeit von der Qualität des Rückstands, insbesondere des CCR-Gehalts, Förder- und Beschickungsgutzerstäubungswasserdampf von etwa 10–50 Gew.-% des Beschickungsguts zugesetzt werden. Die Flächengeschwindigkeit wird typischerweise im Bereich von 6–10 m/s gehalten, was zum Fördern der Adsorptionsmittelteilchen durch das Steigrohr nach oben ausreicht.
  • Der regenerierte Katalysator wird in einer mittleren Höhe des Steigrohrs injiziert. Das Verhältnis von Katalysator zu den gesamten Kohlenwasserstoffen wird normalerweise im Bereich von 4–6 Gew./Gew. gehalten, um die bestmöglichen Ergebnisse zu erhalten. Es besteht eine Vorrichtung zur Injektion eines getrennten Beschickungsgutstroms in der mittleren Höhe des Steigrohrs über dem Eintrittspunkt des regenerierten Katalysators. Dieses Beschickungsgut sollte möglichst wenig CCR, Metalle und andere Gifte, jedoch definitiv geringere Mengen als der am Boden des Steigrohrs injizierte Rückstandsstrom enthalten. Typische Beispiele für derartige sauberere Ströme sind frisches Vakuumgasöl, schweres Wiederaufbereitungsöl und dgl. Die Temperatur des oberen Steigrohrendes und die mittlere Temperatur direkt unterhalb des Eintrittspunkts des Katalysators wird zur Steuerung der Verhältnisse Katalysator/Öl bzw. Adsorptionsmittel/Rückstand über das entsprechende Schieberventil verwendet. Die Gesamtverweildauer im unteren Abschnitt des Steigrohrs (Eintrittspunkt des Adsorptionsmittels bis Eintrittspunkt des Katalysators) sollte 10–40% der Gesamtverweildauer im Steigrohr betragen. Die Katalysatorverweildauer im Steigrohr wird in Abhängigkeit von der Schwere des gewünschten Vorgangs zwischen 1 und 15 s und vorzugsweise zwischen 3 und 8 s gehalten.
  • Abscheider mit Separator
  • Das Gemisch aus gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel tritt in den Abscheider mit Separator an einer Position nahe der Grenzfläche der Katalysator/Adsorptionsmittel-Schicht ein. In der vorliegenden Erfindung fungiert der Abscheider als Separator zur Abtrennung des Katalysators vom Adsorptionsmittel und auch als herkömmlicher FCC-Abscheider zum Abscheiden aller Zwischenraumkohlenwasserstoffe vom Katalysator/Adsorptionsmittel. Das Prinzip des Unterschieds der minimalen Fluidisierungsgeschwindigkeit zwischen Katalysator und Adsorptionsmittel wird zum Erreichen der Trennung in dem Abscheider genutzt. Abscheidewasserdampf kann im unteren Teil des Abscheiders mit Separator und/oder in unterschiedlichen Höhen injiziert werden, um eine bessere Abscheideeffizienz zu erreichen. Üblicherweise sind 1,5–5 t pro 1000 t Feststoffstrom das normale Verhältnis des Gesamtwasserdampfstroms in dem Abscheider. In der vorliegenden Erfindung wird die Flächengeschwindigkeit von Abscheidegas im Bereich von 0,1–0,4 m/s gehalten. Vorzugsweise wird jedoch eine höhere Geschwindigkeit des Abscheidegases von typischerweise über 0,15 m/s, was nahe der minimalen Fluidisierungsgeschwindigkeit von dichteren Teilchen ist zur Sicherstellung einer besseren Trennung und Abscheidewirkung aufrechterhalten. Insbesondere ist in den Standrohren und im unteren Teil des Abscheiders ein Wasserdampfstrom gegeben, um das Gemisch aus Adsorptionsmittel und Katalysator im fluiden Zustand zu halten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Abscheidern ist ein Abscheider ohne Stauscheiben/Inneneinrichtungen in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, wobei praktische Punkte, wie die Erzeugung einer gewünschten Schwerkraftführung insbesondere zum Treiben des Katalysators/Adsorptionsmittels zum Regenerator, eine bessere Trenneffizienz, die Gesamtdruckbalance und dgl., in Erwägung gezogen werden. Jedoch ist ein Abscheider mit Stauscheiben/Inneneinrichtungen voll innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
  • Kurze Beschreibung der beigefügten Zeichnungen
  • 1 des Standes der Technik steht für eine FCC-Vorrichtung des Standes der Technik mit zweistufigen Regeneratoren, einem Steigrohrreaktor mit einem einstufigen ringförmigen Abscheider, wobei der Eintritt der festen Teilchen an einer einzigen Stelle im Steigrohr erfolgt.
  • 1 des Standes der Technik steht für einen Stand der Technik mit zwei getrennten Regeneratorgefäßen mit dichtem Bett.
  • Der Regenerator 1 von 1 erhält gebrauchten Katalysator von dem Abscheider 4. Die Verbrennungsluft 5 im Regenerator 1 wird am Boden verteilt und die dichte Phase des Katalysators 6 wird typischerweise unter den Bedingungen einer partiellen Verbrennung gehalten, wobei der Koks an dem Katalysator partiell weggebrannt wird, wobei eine gesteuerte Luftmenge bei mäßiger Temperatur verwendet wird. Das Abgas des Regenerators 1 wird von dem mitgezogenen Katalysator durch Zyklon 7 oder eine Reihe von Zyklonen abgetrennt. Der partiell regenerierte Katalysator wird vom Regenerator 1 zum Regenerator 2 über die Hubleitung 9 unter Verwendung der Förderluft 8 und des Kugelventils 10 nach oben gefördert. Die Sekundärluft 11 wird am Boden des Regenerators 2 derart zugeführt, dass das dichte Bett 12 beibehalten wird und der Katalysator durch Brennen bis zum Ausmaß von 0,1 Gew.-% von Koks befreit wird. Das Abgas vom Regenerator 2 wird vom mitgezogenen Katalysator unter Verwendung einer Reihe von Zyklonen 14 und 15 getrennt und durch den Auslass 16 ausgetragen. Der regenerierte Katalysator wird von der Leitung 13A mit einer Druckausgleicheinrichtung 13B abgezogen und zu einem Eingang 18 im unteren Teil des Steigrohrs 3 geführt. Förderwasserdampf wird vom Einlass 17 des Steigrohrs 3 zur Vorbeschleunigung des Katalysators eingeführt. Kohlenwasserstoffbeschickungsgut wird am Eingang 19 injiziert und das Gemisch aus Kohlenwasserstoff und Katalysator fließt durch das Steigrohr 3, wo die Crackreaktion stattfindet, wobei die Hauptmenge der Kohlenwasserstoffdämpfe von dem Gemisch in den Steigrohrendeinrichtungen 20A und 20B abgetrennt wird. Die im Katalysator vorhandenen Zwischenraumkohlenwasserstoffe werden in dem Abscheider 4 mit bei 21 eintretendem Wasserdampf abgezogen. Der abgezogene gebrauchte Katalysator wird durch das Standrohr 25 zur kontinuierlichen Regeneration und Zirkulation zum Regenerator 1 geschickt. Die Produktkohlenwasserstoffe werden von den mitgezogenen Katalysatorfeinteilchen unter Verwendung der Zyklone 22A und 22B in Reaktor 23 weiter getrennt, bevor die Produktdämpfe über die Übertragungsleitung 24 zur Fraktioniereinrichtung geleitet werden.
  • 2 erläutert die FCC-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, wobei ein Abscheider mit Separator 37 zur Durchführung einer zweifachen Funktion, erstens als herkömmlicher Abscheider und zweitens als Trennvorrichtung zur Trennung des Katalysators vom Adsorptionsmittel unter Verwendung von Wasserdampf 36 als Abscheide/Fluidisierungsmedium verwendet wird. Die Flächengeschwindigkeit des Wasserdampfs in dem Abscheider mit Separator 37 wird derart beibehalten, dass zwei deutlich unterschiedliche Schichten, d. h. eine Schicht des Katalysators 62 und eine weitere Schicht des Adsorptionsmittels 63 in dem Abscheider mit Separator 37 gebildet werden. Die Adsorptionsmittelschicht 63 des Abscheiderbetts wird über das Standrohr 52 des koksbeladenen Adsorptionsmittels zum Adsorptionsmittelregenerator 54 gebracht und der Adsorptionsmittelstrom wird durch das Schieberventil 53 gesteuert. Koksbeladenes Adsorptionsmittel wird regeneriert, wobei sauerstoffhaltiges Gas oder Luft oder Wasserdampf 59 eingeführt werden. Die Flächengeschwindigkeit des Gases wird im Adsorptionsmittelregenerator 54 derart beibehalten, dass turbulente Betriebsbedingungen möglich sind. Mitgezogene Adsorptionsmittelteilchen werden vom Abluftgas über die Zyklone 55 und 56 getrennt. Das Abluftgas wird zur weiteren Behandlung durch die Abgasleitung 57 entnommen, während die abgetrennten Adsorptionsmittelteilchen über die Tauchbeine der Zyklone 55 und 56 auf das Adsorptionsmittelbett fallen gelassen werden.
  • Eine Adsorptionsmittelkühleinrichtung 58 ist beim Adsorptionsmittelregenerator 54 zum Extrahieren von überschüssiger erzeugter Wärme angebracht. Diese dient der Minimierung schädigender Einflüsse von Vanadium in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hohem Wasserdampf. Reaktiviertes Adsorptionsmittel wird zum unteren Eingang 32 des Steigrohrs über das Standrohr 60 des reaktivierten Adsorptionsmittels transportiert. Der Strom dieses Adsorptionsmittels wird durch das Schieberventil 61 gesteuert. Reaktiviertes Adsorptionsmittel wird unter Verwendung von Förderwasserdampf 31, der direkt am unteren Ende des Steigrohrs 35 eintritt, in dem Steigrohr 35 nach oben gefördert. Der Wasserdampf 31 ermöglicht das Erzielen eines vollständig entwickelten Stroms des reaktivierten Adsorptionsmittels, bevor dieses mit Beschickungsgut des schweren Rückstands, das an Position 33 über dem Eintrittspunkt 32 des Adsorptionsmittels eintritt, in Kontakt kommt. Sobald das Beschickungsgut 33 des schweren Rückstands mit reaktiviertem Adsorptionsmittel in Kontakt kommt, werden das Beschickungsgut verdampft und anschließend Beschickungsgutkontaminationsstoffe, wie Nickel, Vanadium und Conradson-Carbon (CCR) und dgl., auf dem Adsorptionsmittel abgelagert, während Beschickungsgut und Adsorptionsmittel in dem Steigrohr 35 nach oben transportiert werden. In ähnlicher Weise wird die Katalysatorschicht 62 des Abscheiderbetts über das Standrohr 42 des gebrauchten Katalysators zum Katalysatorregenerator 44 transportiert und der Katalysatorstrom durch das Schieberventil 43 gesteuert. Gebrauchter Katalysator wird im Katalysatorregenerator 44 regeneriert, indem sauerstoffhaltiges Gas oder Luft durch den Einlass 49 eingeführt werden, was auch eine Fluidisierung des Katalysators und ein geeignetes Mischen bewirkt. Mitgezogener Katalysator wird in den im verdünnten Bett des Regenerators 44 angebrachten Zyklonen 45 und 46 abgetrennt. Der Katalysator wird im Regenerator zurückbehalten und Abgas wird durch die Abgasleitung 47 entnommen. Eine Katalysatorkühleinrichtung 48 ist zum Abkühlen der Temperatur des Katalysators bei Bedarf angebracht. Die Katalysatorkühleinrichtung 48 ist eine bei FCC-Einheiten verwendete übliche. Der regenerierte Katalysator wird durch das Standrohr 50 des regenerierten Katalysators zu einem mittleren Eingang 34 des Steigrohrs 35 geschickt, indem der Katalysatorstrom durch das Schieberventil 51 gesteuert wird. Zu dem Zeitpunkt, an dem das Gemisch aus Beschickungsgut und Adsorptionsmittel mit dem an Position 34 im Steigrohr 35 eintretenden regenerierten Katalysator in Kontakt gelangt, ist das Beschickungsgut nahezu frei von allen Kontaminationsstoffen. Vom Eingangspunkt 34 im Steigrohr 35 aufwärts findet die Crackreaktion statt und das Gemisch aus Beschickungsgut, Katalysator und Adsorptionsmittel wird pneumatisch zum oberen Ende des Steigrohrs transportiert. Die Dämpfe von Produkt und nicht-umgewandelten Kohlenwasserstoffen werden vom gebrauchten Katalysator und koksbeladenen Adsorptionsmittel durch die Steigrohrendeinrichtungen 39A und 39B, die am oberen Ende des Steigrohrs 35 angebracht sind, getrennt. Das Gemisch aus gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel wird zum Abscheider über das Tauchbein der Endeinrichtungen 39A und 39B gebracht. Feine Teilchen von gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel, die mit Kohlenwasserstoffdämpfen zum Reaktor 38 getragen wurden, werden unter Verwendung der Zyklone 40A und 40B abgetrennt. Die Tauchbeine von 39A, 39B, 40A und 40B enden nahe der Grenzfläche von gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel in dem Abscheider mit Separator 37. Wie im vorhergehenden beschrieben, trennt sich das Gemisch aus gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel, das in dem Abscheider mit Separator 37 gesammelt ist, in zwei Schichten 62 und 63 und wird zur Regeneration/Reaktivierung zu den jeweiligen Regeneratoren 44 und 54 geführt. Der Zyklus Regeneration, Entfernung der Kontaminationsstoffe des Beschickungsguts, Crackreaktion mit anschließender Trennung von Gas/Katalysator/Adsorptionsmittel und anschließender Trennung des gebrauchten Katalysators vom koksbeladenen Adsorptionsmittel wird fortgesetzt. Obwohl dies in 2 nicht angegeben ist, kann das in der vorliegenden Erfindung verwendete Steigrohr 35 auch extern positioniert sein. In dieser Situation sind die Zyklone mit dem oberen Ende des Steigrohrs 35 verbunden und die Tauchbeine dieser Zyklone mit dem Abscheider mit Separator 37 an der Grenzfläche des Katalysator-Adsorptionsmittel-Betts verbunden.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst auch die direkte Rückführung des in dem Abscheider mit Separator 37 abgetrennten koksbeladenen Adsorptionsmittels 63 zum Steigrohreingang 32 ohne die Durchführung einer Regenerationsstufe über das Rückführungsstandrohr 60(A) des Adsorptionsmittels, und das Schieberventil 61 wird zur Steuerung des Stroms des koksbeladenen Adsorptionsmittels zum Steigrohreingang 32 verwendet. Ansonsten wird anstelle von sauerstoffhaltigem Gas oder Luft Wasserdampf im Adsorptionsmittelregenerator 54 zum Zwecke der Beibehaltung der erforderlichen Wirbelschichtbedingungen verwendet. Diese Einrichtung ist sehr hilfreich, wenn gebrannter Ölkoks als Adsorptionsmittel verwendet wird. Obwohl dies in 2 nicht angegeben ist, besteht eine Vorrichtung zur Zugabe oder Entnahme von Adsorptionsmittel und Katalysator zum/vom Katalysatorregenerator 44 und Adsorptionsmittelregenerator 54.
  • 3 erläutert die FCC-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, wobei der Abscheider mit Separator (7) zur Durchführung zweier Funktionen verwendet wird, erstens als herkömmlicher Abscheider und zweitens als Separatorvorrichtung zur Abtrennung des Katalysators vom Adsorptionsmittel unter Verwendung von Wasserdampf (6) als Abscheide/Fluidisierungsmedium. Die Flächengeschwindigkeit von Wasserdampf in dem Abscheider mit Separator (7) wird derart beibehalten, dass zwei deutlich unterschiedliche Schichten (in Abhängigkeit von der Teilchengröße/-dichte von Katalysator und Adsorptionsmittel), d. h. eine Schicht des Katalysators und eine andere Schicht des Adsorptionsmittels (33 und 32), in dem Abscheider mit Separator (7) gebildet werden. Die Katalysator/Adsorptionsmittelschichten (33 und 32) des Abscheiderbetts werden über die Standrohre (12 und 22) jeweils zu den Katalysator/Adsorptionsmittelregeneratoren (14 und 24) gebracht und der Katalysator/Adsorptionsmittelstrom wird jeweils durch die Schieberventile (13 und 23) gesteuert. Koksbeladenes Adsorptionsmittel/gebrauchter Katalysator wird in den Regeneratoren (24 und 14) jeweils durch Einführen von sauerstoffhaltigem Gas oder Luft oder Wasserdampf durch die Einlasseinrichtungen (29 und 19) regeneriert. Die Flächengeschwindigkeit des Gases wird in dem Adsorptionsmittel/Katalysatorregenerator derart beibehalten, dass turbulente Betriebsbedingungen möglich sind. Mitgezogene Katalysator/Adsorptionsmittelteilchen werden jeweils durch Zyklone (15, 16 und 25, 26), die im verdünnten Bett der Regeneratoren (14 und 24) angebracht sind, abgetrennt. Der Katalysator wird im Regenerator zurückgehalten und das Abgas wird durch die jeweiligen Abgasleitungen (17 und 27) abgeführt. Katalysatorkühleinrichtungen (18 und 28) sind angebracht, um die in den Regeneratoren erzeugte Temperatur bei Bedarf abzukühlen. Die Katalysatorkühleinrichtungen (18 und 28) sind herkömmliche Einrichtungen, die jeweils an den Adsorptionsmittel- und Katalysatorregeneratoren (24 und 14) zum Extrahieren von erzeugter überschüssiger Wärme angebracht sind. Dies dient zur Minimierung schädigender Wirkungen von Vanadium bei hoher Temperatur und zur Erhöhung der Katalysator- oder Adsorptionsmittelzirkulationsrate. Abgas wird zur weiteren Behandlung jeweils durch die Abgasleitungen (17 und 27) entnommen.
  • Regenerierter Katalysator wird über das Standrohr (20), das in Fließverbindung mit dem Regenerator (14) ist, zum Standrohreingang (4) transportiert. Reaktiviertes Adsorptionsmittel wird über das Standrohr (30), das in Fließverbindung mit dem Adsorptionsmittelregenerator (24) ist, zum Steigrohreingang (2) transportiert.
  • Die Fließmenge des regenerierten Katalysators wird durch das Schieberventil (21) gesteuert. Die Fließmenge des reaktivierten Adsorptionsmittels wird durch das Schieberventil (31) gesteuert. Das Adsorptionsmittel wird auch direkt in das Steigrohr (5) ohne Reaktivierung über das Standrohr (30A) transportiert.
  • Reaktiviertes Adsorptionsmittel wird unter Verwendung von Förderwasserdampf (1), der direkt am unteren Ende des Steigrohrs (5) eintritt, im Steigrohr (5) nach oben gefördert. Wasserdampf (1) ermöglicht das Erreichen eines voll entwickelten Stroms des Adsorptionsmittels, bevor es mit Beschickungsgut des schweren Rückstands (3), das an einer Position des Steigrohrs über dem Adsorptionsmitteleintrittspunkt (2) eintritt, in Kontakt kommt.
  • Sobald das Beschickungsgut des schweren Rückstands (3) mit dem reaktivierten Adsorptionsmittel in Kontakt kommt, werden das Beschickungsgut verdampft und anschließend Kontaminationsstoffe des Beschickungsguts, wie Nickel, Vanadium und Conradson-Carbon (CCR) und dgl., auf dem Adsorptionsmittel abgelagert, während das Beschickungsgut und das Adsorptionsmittel pneumatisch in dem Steigrohr (5) nach oben transportiert werden.
  • Der regenerierte Katalysator wird zum Steigrohreintritt (4) über das Standrohr (20), das in Fließverbindung mit dem Katalysatorregenerator (14) ist, transportiert. Vom Eintrittspunkt (4) im Steigrohr (5) aufwärts findet in Gegenwart des Katalysators eine Crackreaktion statt und das Gemisch aus Beschickungsgut, Katalysator und Adsorptionsmittel wird pneumatisch zum oberen Ende des Steigrohrs transportiert. Produkt- und nicht-umgewandelte Kohlenwasserstoffdämpfe werden vom gebrauchten Katalysator und koksbeladenen Adsorptionsmittel über die Steigrohrendeinrichtungen (9A und 9B), die am oberen Ende (5A) des Steigrohrs (5) angebracht sind, abgetrennt. Das Gemisch aus gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel wird über das Tauchbein jeweils der Endeinrichtungen (9A und 9B) zum Abscheider gebracht. Feinere Teilchen von gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel, die zusammen mit Kohlenwasserstoffdämpfen zum Reaktor (8) getragen wurden, werden unter Verwendung jeweils der Zyklone (10A und 10B) abgetrennt. Die Tauchbeine der Zyklone (9A, 9B, 10A und 10B) enden nahe der Grenzfläche des Betts von gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel in dem Abscheider mit Separator (7). Wie im vorhergehenden beschrieben, wird das Gemisch aus gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel, das in dem Abscheider mit Separator (7) gesammelt wurde, in zwei Schichten, d. h. die obere Schicht des Adsorptionsmittels (32) und die untere Schicht des Katalysators (33), getrennt und zu den jeweiligen Regeneratoren (24 und 14) zur jeweiligen Reaktivierung/Regeneration gebracht. Der Zyklus aus Regeneration/Reaktivierung, Entfernung der Kontaminationsstoffe des Beschickungsguts, Crackreaktion und anschließender Trennung von Gas/Katalysator/Adsorptionsmittel und anschließender Trennung des gebrauchten Katalysators vom koksbeladenen Adsorptionsmittel und Transport des koksbeladenen Adsorptionsmittels und gebrauchten Katalysators zu den jeweiligen Regeneratoren wird fortgesetzt. Obwohl dies in 3 nicht angegeben ist, kann das in der vorliegenden Erfindung verwendete Steigrohr (5) auch extern positioniert sein. In dieser Situation sind die Zyklone mit dem oberen Ende (5A) des Steigrohrs (5) verbunden und die Tauchbeine dieser Zyklone mit dem Abscheider mit Separator (7) an der Grenzfläche von Katalysator- und Adsorptionsmittelbett verbunden. Obwohl dies in den beigefügten Zeichnungen (2 und 3) nicht angegeben ist, liegt eine Kombination der in 2 und 3 gezeigten Vorrichtungen auch innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, wobei die Auslasseinrichtungen des Abscheiders mit Separator, die in Fließverbindung mit den Katalysator- und Adsorptionsmittelregeneratoren sind, in Abhängigkeit von den physikalischen Eigenschaften (Größe und Dichte) von Katalysator und Adsorptionsmittel in passender Weise modifiziert werden können.
  • Die vorliegende Erfindung wird ferner in Form der folgenden Beispiele auf nicht-beschränkende Weise zum besseren Verständnis der Erfindung weiter erläutert.
  • Beispiel 1
  • Dieses Beispiel erläutert die Beziehung zwischen der Flächengasgeschwindigkeit und der Trenneffizienz in der Vorrichtung. Zwei Teilchenarten, d. h. Sand einer Teilchengröße im Bereich von 210–350 μm mit einer Teilchendichte von 2,6 g/cm3 und Katalysator im Bereich von 40–150 μm mit einer Teilchendichte von 1,45 g/cm3, werden bei dieser Untersuchung verwendet.
  • Die Vorrichtung ist ein im Kreislauf geführtes Wirbelschichtsystem, das aus einem Steigrohr eines Durchmessers von 6'' und einer Länge von 280'' mit einem zweistufigen Zyklonsystem zur Gas-Feststoff-Trennung und einem Separatorgefäß eines Durchmessers von 20'' ID und einer Länge von 100'' mit einer Vorrichtung zur Einführung von Gas durch einen Verteiler vom Boden her und einem Eingang zur Aufnahme eines Katalysator-Sand-Gemischs, einem Auslass zur Entnahme des Katalysators über ein oberes Standrohr mit Fließverbindung mit einer mittleren Position im Steigrohr, das einen weiteren Auslass zum Abziehen des Sands im unteren Teil des Separatorgefäßes und mit einer Verbindung zum Steigrohr über ein unteres Standrohr enthält, besteht.
  • Die Arbeitsfolge wird fortgesetzt, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist, und dann werden Feststoffproben an verschiedenen Positionen längs der Länge des Separators genommen. Diese Proben werden hinsichtlich der Teilchengrößenverteilung analysiert, um das Ausmaß der Trennung, die stattgefunden hat, zu ermitteln. Für eine Trenneffizienz von 100% sollten die entnommenen Proben keine Teilchen einer Größe unter 210 μm, d. h. die Minimalgrenzgröße des in dieser Untersuchung verwendeten Sands, enthalten. Folgende Ergebnisse werden für die Gasflächengeschwindigkeit im Bereich von 0,1–0,4 m/s bei einem Gesamtmaterialeinsatz von 260 kg im Verhältnis von 50/50 (Katalysator und Sand) erhalten.
    Gasflächengeschwindigkeit m/s Trenneffizienz % Beobachtung
    ≤ 0,03 --- Keine Aufwirbelung von Sandteilchen
    0,05 100 Geringe Bewegung des Sands, zwei verschiedene Schichten von Katalysator und Sand sind zu sehen
    0,07 100 Leichte Bewegung von Sand und Katalysator, jedoch noch Bildung von zwei Schichten
    0,12 100 Kontinuierliche Bewegung von Sand und Katalysator, jedoch noch Bildung von zwei Schichten
    0,15 100 Kräftige Bewegung von Sand und Katalysator und Bildung von zwei deutlich unterschiedlichen Schichten
    0,22 65–70 Beträchtliche Blasenbildung und Vermischung
    > 0,30 50 Kräftige Blasenbildung und Vermischung
  • Es gab keine Aufwirbelung und Trennung von Teilchen, wenn die Flächengeschwindigkeit des Gases weniger als 0,03 m/s betrug. Eine Trennung von 100% wird bei einer Gasflächengeschwindigkeit im Bereich von 0,05 bis 0,20 m/s erreicht. Eine Flächengeschwindigkeit von über 0,3 m/s führt jedoch zu kräftiger Blasenbildung und Vermischung. Aus der obigen Untersuchung ist klar, dass es eine optimale Flächengeschwindigkeit des Gases gibt, bei der eine 100%ige Trennung möglich ist und auch Wirbelschichtbedingungen beibehalten werden. Es ist interessant zu sehen, dass alle herkömmlichen FCC-Abscheider mit einer Flächengeschwindigkeit des Gases im Bereich von 0,1 bis 0,3 m/s arbeiten. In der vorliegenden Erfindung führt der Abscheider seine Funktion der Entfernung von abscheidbaren Kohlenwasserstoffen und auch der Möglichkeit der Trennung von Feststoffen in dem gleichen Betriebsbereich durch. Die Verringerung der Trenneffizienz jenseits von 0,3 m/s beruht auf der kräftigen Blasenbildung und Vermischung von Katalysator- und Sandteilchen.
  • Bei der obigen Untersuchung wird beobachtet, dass aufsteigende Blasen die treibende Kraft für die Teilchentrennung sind, wobei sie die Bewegung von größeren und dichteren Sandteilchen vorzugsweise zum Boden des Separators durch den zeitweilig gestörten Bereich, d. h. hinter den Blasen geschaffene Hohlräume, ermöglichen. In ähnlicher Weise bewirkt der Aufstrom im Nachlauf der Blase (Dach der Blase), dass kleinere und leichtere Teilchen den oberen Teil des Betts erreichen.
  • Eine normale Teilchentrennung erfolgt, wenn die Flächengeschwindigkeit des Gases im Gefäß nahe der minimalen Verwirbelungsgeschwindigkeit der größeren und dichteren Teilchen, die im Gefäß vorhanden sind, gehalten wird. In der im vorhergehenden angegebenen Tabelle ist interessant zu sehen, dass die minimale Verwirbelungsgeschwindigkeit der in der vorliegenden Untersuchung verwendeten Sandteilchen im Größenbereich von 210–350 μm im Bereich von 0,06–0,12 m/s liegt. Hierbei wird eine 100%ige Trenneffizienz entsprechend einer Flächengasgeschwindigkeit im Bereich von 0,05 bis 0,15 m/s erreicht, was im Mittel äquivalent zur minimalen Verwirbelungsgeschwindigkeit von Sandteilchen ist. Daher werden in der vorliegenden Erfindung die Unterschiede hinsichtlich der minimalen Verwirbelungsgeschwindigkeiten zwischen Sand- und Katalysatorteilchen zur Maximierung der Trenneffizienz ausgenutzt.
    Material → Sand Katalysator
    APS, μm 180 280 325 425 95
    Minimale Verwirbelungsgeschwindigkeit, m/s 0,04 0,06 0,10 0,15 0,004
  • Zusammengefasst gesagt, bewirken die bei herkömmlichen FCC-Abscheidern vorherrschenden Bedingungen innerhalb des Betriebsfensters ein Abscheiden sowie eine Teilchentrennung. Dieses Beispiel unterstreicht auch, dass die durch aufsteigende Blasen bewirkte treibende Kraft zur Trennung von Sand und Katalysator führt.
  • Beispiel 2
  • Dieses Beispiel erläutert die Vorteile einer aufeinanderfolgenden zweifachen Feststoffbehandlung, insbesondere die bevorzugte Ablagerung von Vanadium auf den Adsorptionsmittelteilchen, und die dadurch erfolgende Verbesserung der Aktivität des FCC-Katalysators.
  • Für diesen Zweck werden folgende Proben betrachtet.
  • Katalysator A: Im Handel erhältliche FCC-Katalysatorprobe auf ReUSY(rare earth exchanged ultra stable Y)-Basis. Adsorptionsmittel B: Handelsüblicher Zusatzstoff der V-Falle mit einer Teilchengröße im Bereich von 250–350 μm.
  • Vanadium wird zunächst mit 0 und 10000 ppm auf dem Gemisch von Katalysator A und Adsorptionsmittel B, die im Verhältnis 10:0,6 gemischt sind, abgelagert (unter Anwendung des Porenvolumenimprägnierwegs von Mitchell)
  • Typischerweise wurde die MAT-Aktivität unter Verwendung des MAT (micro activity test) bei einer Reaktortemperatur von 510°C, einer Feststoffbeladung von 2,5 g, einer Beschickungsgutinjektionszeit von 30 s und unterschiedlicher Beschickungsgutrate zur Erzeugung von Daten mit unterschiedlichen Umwandlungsgraden bestimmt. Das verwendete Beschickungsgut ist das in einer handelsüblichen FCC-Einheit verwendete kombinierte Beschickungsgut mit CCR von 0,4 Gew.-%, einem Siedebereich von 370–550°C und einer Dichte von 0,91 g/cm3.
  • Danach wird das Vanadium selektiv auf dem Adsorptionsmittel B mit 10000 ppm unter Verwendung des gleichen Porenvolumenimprägnierverfahrens abgelagert. Das metallbeladene Adsorptionsmittel wird dann mit dem Katalysator A im gleichen Verhältnis 0,6:10 gemischt. Die MAT-Aktivität und die Produktselektivität wurden unter Verwendung des gleichen Beschickungsguts mit diesem Feststoffgemisch, wie im vorhergehenden durchgeführt, ermittelt.
  • Zu Vergleichszwecken wurden MAT-Untersuchungen auch mit lediglich Katalysator A (ohne Zugabe eines Adsorptionsmittels) bei einer Vanadiumkonzentration von sowohl 0 als auch 10000 ppm durchgeführt. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:
  • MAT-Aktivität
  • Die MAT-Aktivität ist als die bei einer WHSV von 110 h–1 erhaltene Umwandlung definiert und die Umwandlung ist als Gewichtsprozent Produkt, das unterhalb von 216°C siedet, einschließlich von Koks definiert.
    Vanadiumkonzentration, Katalysator A Auf dem Verbund von Auf nur Adsorptionsmittel
    ppm Katalysator und abgelagertes Vanadium
    Adsorptionsmittel
    abgelagertes Vanadium
    0 38,6 -- --
    10000 10,1 16,5 37,5
  • Koksselektivität
  • In ähnlicher Weise sind im folgenden die Änderungen der Koksselektivität mit Vanadium angegeben, sowohl bei kombinierter als auch aufeinanderfolgender Behandlung des Feststoffs. Hierbei ist die Koksselektivität als die Koksausbeute (Gew.-% des Beschickungsguts) bei einem Umwandlungsgrad von 38 Gew.-% definiert.
    Vanadiumkonzentration, Katalysator A Auf dem Verbund von Auf nur Adsorptionsmittel
    ppm Katalysator und abgelagertes Vanadium
    Adsorptionsmittel
    abgelagertes Vanadium
    0 1,87 -- --
    10000 5,93 3,62 1,9
  • Hierbei wird beobachtet, dass, wenn kein Adsorptionsmittel verwendet wird, Vanadium mit einer Konzentration von 10000 ppm die Umwandlung sehr signifikant von 38,6 auf 10,1 Einheiten verringert, was sich auf 16,5 verbessert, wenn das Adsorptionsmittel in Kombination in dem Katalysator verwendet wird. Wenn jedoch die aufeinanderfolgende Vanadiumablagerung zuerst auf dem Adsorptionsmittel vor dem Mischen mit dem Katalysator erfolgt, zeigt das feste Gemisch fast die gleiche Umwandlung als wenn kein Vanadium vorhanden ist. Ein ähnlicher Fall wird auch bei der Koksselektivität beobachtet. Eine aufeinanderfolgende Vanadiumablagerung zunächst auf dem Adsorptionsmittel kann nahezu die gleiche Koksselektivität wie der Katalysator ohne Vanadium liefern.
  • Aus dem obigen ist die Bedeutung und der Vorteil der ersten bzw. anfänglichen Ablagerung von Vanadium selektiv auf dem Adsorptionsmittel klar zu beobachten. Ein beträchtliches Beibehalten von Katalysatoraktivität, Koks- und anderer Produktselektivität erfolgt, wenn das Vanadium vorzugsweise zuerst auf dem Adsorptionsmittel abgelagert wird, bevor es in Kontakt mit dem tatsächlichen Katalysator gelangt.
  • Die folgenden Vorteile sind die Hauptvorteile der vorliegenden Erfindung.
    • 1. Die Trennung von gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel erfolgt bei niedriger Temperatur in Abwesenheit eines sauerstoffhaltigen Gases. Unter diesen Bedingungen besteht keine Gelegenheit der Bewegungsmöglichkeit von Vanadium vom Absorptionsmittel zur Katalysatorphase, wodurch eine Katalysatordesaktivierung aufgrund von Metallvergiftung ausgeschaltet wird.
    • 2. Das Adsorptionsmittel kontaktiert zunächst die Rückstandskohlenwasserstoffe am unteren Ende des Steigrohrs vor dem Kontaktieren des Crackkatalysators und es fängt die meisten der Beschickungsgutkontaminationsstoffe, wie Nickel, Vanadium und CCR, die im Rückstand vorhanden sind, ein und verbessert dadurch die Aktivität und Lebensdauer des Katalysators. Dies verbessert in starkem Maße die Fähigkeit zur Verarbeitung von Beschickungsgut eines sehr schweren Rückstands in ökonomischer und effektiver Weise. Dies führt zu einer Erhöhung der Gesamtleistung des Katalysators und auch einer Verringerung der Katalysatorbildungsrate.
    • 3. Das mit CCR und Metall beladene Adsorptionsmittel kann als getrennter Strom von dem Abscheiden mit Separator oder vom Adsorptionsmittelregenerator abgezogen werden. Dieses Adsorptionsmittel kann Metalle bis zu 50000 ppm enthalten, was zur Extraktion von Vanadium und Nickel mit hohem Nutzwert von dem Adsorptionsmittel verwendet werden kann.
    • 4. Außerdem erfordert, wenn das Rückstandsbeschickungsgut sehr hohen CCR (über 8 Gew.-%) enthält, ein FCC-Verfahren des Standes der Technik eine enorme Kühlung des Katalysators, um eine höhere Regeneratortemperatur zu vermeiden. Im Gegensatz dazu behandelt unsere Erfindung einen Rückstand, der sehr hohen CCR enthält, sehr effizient. Das Adsorptionsmittel fängt den meisten CCR des Beschickungsguts (etwa 90%) am unteren Ende des Steigrohrs ein. In diesen Fällen eines hohen CCR des Beschickungsguts ist das bevorzugte Adsorptionsmittel gebrannter Ölkoks. Dieser abgezogene Koksstrom kann als Beschickungsgut zur Koksvergasung/Energie- oder Dampferzeugung innerhalb oder außerhalb der Raffinerie verwendet werden. Dieses einzigartige Merkmal unserer Erfindung ermöglicht die Flexibilität der Verarbeitung eines Rückstands mit sehr hohem CCR (bis zu 20 Gew.-% des Beschickungsguts), ohne die Gesamtwärmebalance der Einheit zu verletzen

Claims (55)

  1. Wirbelschichtcrackvorrichtung, die folgende Bestandteile umfasst: ein Steigrohr (35), das ein Beschickungsrohmaterial, regenerierten Katalysator und regeneriertes Adsorptionsmittel enthält und eine erste Einlasseinrichtung (31) zur Einführung von Wasserdampf, eine zweite Einlasseinrichtung (61) zur Einführung des reaktivierten Adsorptionsmittels, eine dritte Einlasseinrichtung (32) zur Einführung des Beschickungsrohmaterials, das schwere Rückstandsfraktionen mit einer Konzentration von > 5 Gew.-% an Conradson-Carbon, Metalle, die Vanadium und Nickel umfassen, und weitere Gifte, die Stickstoff umfassen, enthält, und eine vierte Einlasseinrichtung (34) zur Einführung des regenerierten Katalysators aufweist, wobei der Auslass (35A) des Steigrohrs mit Steigrohrendeinrichtungen/Zyklonen (39A, 39B, 40A und 40B) zum Bewirken einer Trennung von Kohlenwasserstoffdämpfen vom Adsorptionsmittel-Katalysator-Gemisch verbunden ist, wobei die Zyklone, die sich zum Abscheider mit Separator (37) erstreckende Tauchbeine aufweisen, das Katalysator-Adsorptionsmittel-Gemisch nahe der Grenzfläche von Katalysator- und Adsorptionsmittelbett fallen lassen; einen Reaktor (38), der die Zyklone umfasst und einen Auslass (41) zur Entnahme des Gemischs aus Kohlenwasserstoffdämpfen und Wasserdampf zu einer Fraktioniereinrichtung bzw. Fraktioniereinrichtungen aufweist; einen Abscheider mit Separator (37), die sich im unteren Teil des Reaktors befindet, zum Bewirken der Entfernung der abscheidbaren Kohlenwasserstoffe von dem Gemisch aus gebrauchten Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel und der Abtrennung des Katalysators vom Adsorptionsmittel; wobei der Abscheider mit Separator mit oder ohne Stauscheiben/Inneneinrichtungen ist und (i) einen Einlass (36) an seiner Basis zur Einführung von Wasserdampf in Aufwärtsrichtung, wobei eine Flächengeschwindigkeit, die zum Abscheiden aller Kohlenwasserstoffe und zur Trennung der Feststoffe in zwei Schichten, d. h. eine Schicht des gebrauchten Katalysators (62) und eine weitere Schicht des koksbeladenen Adsorptionsmittels (63), ausreicht, bereitgestellt wird, (ii) einen Auslass an seiner Unterseite zur Entnahme von koksbeladenem Adsorptionsmittel durch ein Standrohr (52) über eine Ventileinrichtung (53), und (iii) einen weiteren Auslass an einer mittleren Position über dem Adsorptionsmittelauslass (52) zur Entfernung von gebrauchtem Katalysator durch ein Standrohr (42) über eine Ventileinrichtung (43) aufweist; einen Adsorptionsmittelregenerator (54), der unter der Höhe des unteren Teils des Abscheiders mit Separator positioniert ist, zum Aufnehmen des koksbeladenen Adsorptionsmittels aus dem unteren Teil des Abscheiders mit Separator und Bewirken einer Reaktivierung des Adsorptionsmittels derselben; einen Einlass (59) in dem Adsorptionsmittelregenerator zur Einführung von Luft oder sauerstoffhaltigem Gas oder Wasserdampf, einen Auslass (60) in Fließverbindung mit dem dritten Einlass (32) des Steigrohrs zur Einführung von reaktiviertem Adsorptionsmittel; und einen weiteren Auslass (57) an dessen Oberseite zum Ablassen von Abgas; einen Katalysatorregenerator (44), der sich über dem Adsorptionsmittelregenerator, jedoch unter dem Abscheider mit Separator befindet, der mit dem Abscheider mit Separator durch ein Standrohr (42) verbunden ist, einen Einlass (49) an der Basis des Regenerators zur Einführung von Luft oder sauerstoffhaltigem Gas zum effektiven Verbrennen von auf dem Katalysator abgeschiedenem Koks, einen Auslass (50) in Fließverbindung mit dem vierten Einlass des Steigrohrs (34) über eine Ventileinrichtung (51) zum Einführen von regeneriertem Katalysator, und einen weiteren Auslass (47) an dessen Oberseite zum Ablassen von Abgas.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die Auslasseinrichtungen an der Unterseite und der mittleren Position des Abscheiders mit Separator mit dem Katalysator- bzw. dem Adsorptionsmittelregenerator verbunden werden können, wenn der gebrauchte Katalysator Teilchen einer größeren Größe und dichter als das koksbeladene Adsorptionsmittel aufweist.
  3. Wirbelschichtcrackvorrichtung, die folgende Bestandteile umfasst: ein Steigrohr (5), das ein Beschickungsrohmaterial, regenerierten Katalysator und regeneriertes Adsorptionsmittel enthält und eine erste Einlasseinrichtung (2) zur Einführung von Wasserdampf, eine zweite Einlasseinrichtung (1) zur Einfürung des reaktivierten Reaktionsmittels, eine dritte Einlasseinrichtung (3) zur Einführung des Beschickungsrohmaterials, das schwere Rückstandsfraktionen mit einer Konzentration von > 5 Gew.-% an Conradson-Carbon, Metalle, die Vanadium und Nickel umfassen, und weitere Gifte, die Stickstoff umfassen, enthält, und eine vierte Einlasseinrichtung (4) zur Einführung des regenerierten Katalysators, aufweist, wobei der Auslass (5A) des Steigrohrs mit Steigrohrendeinrichtungen/Zyklonen (9A, 9B, 10A und 10B) zum Bewirken einer Trennung von Kohlenwasserstoffdämpfen vom Adsorptionsmittel-Katalysator-Gemisch verbunden ist, wobei die Zyklone, die sich zum Abscheider mit Separator (7) erstreckende Tauchbeine aufweisen, das Katalysator-Adsorptionsmittel-Gemisch nahe der Grenzfläche von Katalysator- und Adsorptionsmittelbett fallen lassen; einen Reaktor (8), der die Zyklone umfasst, und eine Auslasseinrichtung (11) zur Entnahme des Gemischs aus Kohlenwasserstoffdämpfen und Wasserdampf zu einer Fraktioniereinrichtung bzw. Fraktioniereinrichtungen aufweist; einen Abscheider mit Separator (7), die sich im unteren Teil des Reaktors befindet, zum Bewirken der Entfernung der abscheidbaren Kohlenwasserstoffe von dem Gemisch aus gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel und der Abtrennung des Katalysators vom Adsorptionsmittel; wobei der Abscheider mit Separator mit oder ohne Stauscheiben/Inneneinrichtungen ist und (i) eine Einlasseinrichtung (6) an seiner Basis zur Einführung von Wasserdampf in Aufwärtsrichtung, wobei eine Flächengeschwindigkeit, die zum Abscheiden aller Kohlenwasserstoffe und zur Trennung der Feststoffe in zwei Schichten, d. h. eine Schicht des gebrauchten Katalysators (33) und eine weitere Schicht des koksbeladenen Adsorptionsmittels (32), ausreicht, bereitgestellt wird, (ii) eine Auslasseinrichtung (12) an seiner Unterseite zur Entnahme von gebrauchtem Katalysator durch ein Standrohr über eine Ventileinrichtung (13), und (iii) eine weitere Auslasseinrichtung (22) an einer mittleren Position zur Entfernung von koksbeladenem Adsorptionsmittel durch ein Standrohr (22) über eine Ventileinrichtung (23) aufweist; einen Adsorptionsmittelregenerator (24), der unter der Höhe des unteren Teils des Abscheiders mit Separator positioniert ist, zum Aufnehmen des koksbeladenen Adsorptionsmittels von der mittleren Position des Abscheiders mit Separator und Bewirken einer Reaktivierung des Adsorptionsmittels derselben; eine Einlasseinrichtung (29) in den Adsorptionsmittelregenerator zur Einführung von Luft oder sauerstoffhaltigem Gas oder Wasserdampf, eine Auslasseinrichtung (30) in Fließverbindung mit der zweiten Einlasseinrichtung (2) des Steigrohrs zur Einführung von reaktiviertem Adsorptionsmittel über das Standrohr (31); und eine weitere Auslasseinrichtung (27) an dessen Oberseite zum Ablassen von Abgas; einen Katalysatorregenerator (14), der sich über dem Adsorptionsmittelregenerator befindet, der mit dem Abscheider mit Separator verbunden ist, einen Einlass (19) an der Basis des Regenerators zur Einführung von Luft oder sauerstoffhaltigem Gas zum effektiven Verbrennen von auf dem Katalysator abgeschiedenem Koks, einen Auslass (20) in Fließverbindung mit dem vierten Einlass (4) des Steigrohrs zum Einführen von regeneriertem Katalysator über das Schieberventil (21), und eine Auslasseinrichtung (17) an dessen Oberseite zum Ablassen von Abgas.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die Teilchengröße des gebrauchten Katalysators kleiner als die des koksbeladenen Adsorptionsmittels ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der der Crackkatalysator eine Teilchengröße im Bereich von 20–200 μm und eine Teilchendichte im Bereich von 1,0–1,8 g/cm3 aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der das Adsorptionsmittel eine Teilchengröße im Bereich von 200–500 μm und eine Teilchendichte im Bereich von 1,5–3,0 g/cm3 aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der der Adsorptionsmittelregenerator zweistufige Zykloneinrichtungen (55 und 56) zur Abtrennung von Abgas von Adsorptionsmittelteilchen besitzt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der der Adsorptionsmittelregenerator Adsorptionsmittelkühleinrichtungen (58) zur Entfernung von überschüssiger Wärme aus dem Adsorptionsmittelregeneratorbett besitzt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der der Katalysatorregenerator zweistufige Zykloneinrichtungen (45 und 46) zur Abtrennung von Abgas von Katalysatorteilchen besitzt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der ein Teil des koksbeladenen Adsorptionsmittels vom Auslass (52) des Abscheiders mit Separator über die Standrohre (60A) ohne die Durchführung einer Reaktivierungsstufe direkt zum Steigrohr geführt wird.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 3, in der die Teilchengröße des gebrauchten Katalysators größer als die des koksbeladenen Adsorptionsmittels ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 3, in der der Crackkatalysator eine Teilchengröße im Bereich von 200–500 μm und eine Teilchendichte im Bereich von 1,5–3,0 g/cm3 aufweist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 3, in der das Adsorptionsmittel eine Teilchengröße im Bereich von 20–200 μm und eine Teilchendichte im Bereich von 1,0–1,8 g/cm3 aufweist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 3, in der ein Teil des koksbeladenen Adsorptionsmittels vom Ausgang (22) des Abscheiders mit Separator über die Standrohre (30A) ohne die Durchführung einer Reaktivierungsstufe direkt zum Steigrohr geführt wird.
  15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der das Abscheiden von mitgezogenen Kohlenwasserstoffen von dem Gemisch aus gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel und das Trennen von gebrauchtem Katalysator von koksbeladenem Adsorptionsmittel in dem Abscheider mit Separator gleichzeitig stattfinden.
  16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der die aufsteigenden Blasen die treibenden Kräfte für die Teilchentrennung in dem Abscheider mit Separator sind.
  17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der die Flächengasgeschwindigkeit in dem Abscheider mit Separator zur Teilchentrennung im Bereich von 0,05–0,4 m/s liegt.
  18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der die Flächengasgeschwindigkeit in dem Abscheider mit Separator zur Teilchentrennung im Bereich von 0,10–0,20 m/s liegt.
  19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der die Flächengeschwindigkeit des Gases in dem Abscheider mit Separator in einem Bereich von ±20% der minimalen Fluidierungsgeschwindigkeit von größeren und dichteren Teilchen zur Sicherstellung der Fluidierung und Trennung variiert.
  20. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der die Flächengeschwindigkeit im Adsorptionsmittelregenerator im Bereich von 0,5–2,0 m/s liegt.
  21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der die Flächengeschwindigkeit im Adsorptionsmittelregenerator im Bereich von 0,8–1,5 m/s liegt.
  22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der die Differenz zwischen der minimalen Fluidisierungsgeschwindigkeit von kleineren und leichteren Teilchen und der von größeren und dichteren Teilchen genutzt wird, um die gewünschte Trennung zu erreichen.
  23. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der das koksbeladene Adsorptionsmittel, das vom gebrauchten Katalysator in dem Abscheider mit Separator abgetrennt wird, in einer reduzierenden Umgebung ist, wodurch nachteilige Wirkungen von Vanadium auf den Kalysator, die die Zerstörung der Zeolithstruktur umfassen, ausgeschaltet werden.
  24. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der sich das Steigrohr durch den Abscheider mit Separator anschließend an die Trennung von Kohlenwasserstoffgas von dem Katalysator-Adsorptionsmittel-Gemisch erstreckt oder ein externes Steigrohr ist.
  25. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der die Massenströmungsrate des Adsorptionsmittels zum Steigrohr derart eingestellt ist, dass die durch das Adsorptionsmittel transportierte Wärme zur Verdampfung des Beschickungsrohmaterials aus schweren Kohlenwasserstoffen ausreicht und der Massenstrom des Adsorptionsmittels im Bereich von 20–60 Gew.-% der gesamten zirkulierenden Feststoffe liegt.
  26. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der das Adsorptionsmittel Mikrokügelchen, die aus gebranntem Ton, gebranntem und zerkleinertem Koks, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid ausgewählt sind, und einen Basiscrackzusatzstoff zur selektiven Entfernung von Metallen und CCR des Beschickungsguts umfasst.
  27. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der der Katalysator Katalysatoren, die aus mit Seltenerdmetallen ausgetauschtem Y-Zeolith, ultrastabilem Y-Zeolith, Zeolithen mit nicht-kristalliner saurer Matrix und anderen Zeolithen, die aus Zeolithen vom Typ ZSM-5 ausgewählt sind, ausgewählt sind, umfasst.
  28. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der ein partielles und gesteuertes Brennen in dem Adsorptionsmittelregenerator durchgeführt wird, um Temperaturausbrüche über 690°C hinaus zu verhindern, um die Lebensdauer des Adsorptionsmittels zu erhöhen.
  29. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, worin Tauchbeine von Steigrohrendeinrichtungen/Reaktorzyklonen an der Grenzfläche des Gemischs aus gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel in dem Abscheider mit Separator positioniert sind.
  30. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der das Abscheiden der mitgezogenen Kohlenwasserstoffe von dem Gemisch aus gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel und die Trennung des gebrauchten Katalysators von dem koksbeladenen Adsorptionsmittel gleichzeitig in dem Abscheider mit Separator stattfinden.
  31. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der der Abscheider mit Separator mit oder ohne Stauscheiben/Inneneinrichtungen ist.
  32. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, in der die an den Standrohren bereitgestellten Ventileinrichtungen Schieberventile sind.
  33. Wirbelschichtcrackverfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffresten, die eine Konzentration von > 5 Gew.-% an Conradson-Carbon, Metalle, die Nickel, Vanadium und Natrium umfassen, und basischen Stickstoff enthalten, in Benzin, Diesel oder Flüssiggas, wobei das Verfahren die folgenden Stufen umfasst: a) Kontaktieren eines Beschickungsrohmaterials, das schwere Rückstandsfraktionen mit einer Konzentration von > 5 Gew.-% an Conradson-Carbon, Metalle, die Nickel, Vanadium und Natrium umfassen, und basischen Stickstoff enthält, mit heißem Adsorptionsmittel, wobei das Adsorptionsmittel mit Wasserdampf vom Steigrohrboden für diesen Kontakt nach oben gefördert wird, um das Beschickungsmaterial des schweren Rückstands von allen Kontaminationsstoffen zu befreien; b) Kontaktieren des von Kontaminationsstoffen befreiten Beschickungsguts mit dem Katalysator an einer mittleren Position des Steigrohrs zum Bewirken einer katalytischen Crackreaktion; c) pneumatisches Transportieren des Gemischs aus den Dampfprodukten, dem gebrauchten Katalysator und dem koksbeladenen Adsorptionsmittel zum oberen Ende des Steigrohrs; d) Abtrennen des Katalysators und des Adsorptionsmittels von den Kohlenwasserstoffdampfprodukten in der Steigrohrendeinrichtung; e) Trennen des gebrauchten Katalysators und des koksbeladenen Adsorptionsmittels in einem unter dem Reaktor positionierten Abscheider mit Separator bei einer niedrigen Temperatur als zwei unterschiedliche Schichten von gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel in Abhängigkeit von der Teilchengröße, -dichte und Unterschieden hinsichtlich ihrer minimalen Fluidisierungsgeschwindigkeit unter Verwendung von Wasserdampf derart, dass (i) schwerere Teilchen von koksbeladenem Adsorptionsmittel sich im unteren Teil des Abscheiders mit Separator absetzen und die leichteren Teilchen von gebrauchtem Katalysator sich an der mittleren Position des Abscheiders mit Separator absetzen und alle abscheidbaren Zwischenraumkohlenwasserstoffe aus dem Gemisch aus Crackkatalysator und Adsorptionsmittel in dem Abscheider mit Separator abgezogen werden, oder dass (ii) schwerere Teilchen von gebrauchtem Katalysator sich im unteren Teil des Abscheiders mit Separator absetzen und die leichteren Teilchen von koksbeladenem Adsorptionsmittel sich an der mittleren Position des Abscheiders mit Separator absetzen und alle abscheidbaren Zwischenraumkohlenwasserstoffe aus dem Gemisch aus Crackkatalysator und Adsorptionsmittel in dem Abscheider mit Separator abgezogen werden; f) Einführen des koksbeladenen Adsorptionsmittels in einen Adsorptionsmittelregenerator zur partiellen oder vollständigen Entfernung von Koks unter Verwendung von Luft oder sauerstoffhaltigem Gas zur Reaktivierung; g) Transportieren des reaktivierten Adsorptionsmittels in das Steigrohr; h) Transportieren von einem Teil des koksbeladenen Adsorptionsmittels oder dem gesamten koksbeladenen Adsorptionsmittel in das Steigrohr ohne Reaktivierung; i) Einführen des gebrauchten Katalysators in einen Katalysatorregenerator zur partiellen oder vollständigen Regeneration des Katalysators unter Verwendung von Luft, Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen; und j) Transportieren des regenerierten Katalysators in das Steigrohr.
  34. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Flächengeschwindigkeit von Wasserdampf in dem Abscheider mit Separator für ein effizientes Abscheiden und eine effiziente Teilchenabtrennung im Bereich von 0,05–0,4 m/s gehalten wird.
  35. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Flächengeschwindigkeit von Wasserdampf in dem Abscheider mit Separator für ein effizientes Abscheiden und eine effiziente Teilchenabtrennung im Bereich von 0,10–0,20 m/s gehalten wird.
  36. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Flächengeschwindigkeit im Adsorptionsmittelregenerator und Katalysatorregenerator innerhalb von 0,5–2,0 m/s gehalten wird.
  37. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Flächengeschwindigkeit im Adsorptionsmittelregenerator und Katalysatorregenerator innerhalb von 0,8–1,5 m/s gehalten wird.
  38. Verfahren nach Anspruch 33, wobei das Adsorptionsmittel gebrannter Koks für schweres Beschickungsrohmaterial, das einen Conradson-Carbon (CCR) im Bereich von 8–20 Gew.-% enthält, ist.
  39. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Trennung von gebrauchtem Katalysator und koksbeladenem Adsorptionsmittel in dem Abscheider mit Separator in Abwesenheit von Sauerstoff bei einer niedrigen Temperatur im Bereich von 450–600°C erfolgt, wodurch eine Bewegungsmöglichkeit von Vanadium vom Adsorptionsmittel zum Katalysator verhindert wird.
  40. Verfahren nach Anspruch 33, wobei das bevorzugte Adsorptionsmittel für ein Rückstandsbeschickungsgut, das einen sehr hohen CCR von über 8 Gew.-% enthält, gebrannter Ölkoks mit gutem Reibwiderstand ist.
  41. Verfahren nach Anspruch 33, wobei ein Nutzkoksstrom aus dem Adsorptionsmittelregenerator abgezogen wird, während insbesondere Rückstandsöle, die CCR von über 8 Gew.-% enthalten, behandelt werden.
  42. Verfahren nach Anspruch 33, wobei ein Nutzstrom von koksbeladenem Adsorptionsmittel aus dem System abgezogen wird, um ohne weiteres die Wärmebalance bei einem hohen Conradson-Koksgehalt von bis zu 20 Gew.-% beizubehalten.
  43. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Luft beibehalten wird, um eine vollständige Verbrennung im Katalysatorregenerator zu erreichen.
  44. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Luft beibehalten wird, um eine vollständige Verbrennung im Katalysatorregenerator zu erreichen, und der Koks am regenerierten Katalysator weniger als 0,1 Gew.-% beträgt, was zu einer Steuerung der Temperatur des Regenerators im Bereich von 730–750°C führt.
  45. Verfahren nach Anspruch 33, wobei koksbeladenes Adsorptionsmittel aus dem Abscheider direkt ohne die Durchführung einer Reaktivierung rückgeführt werden kann.
  46. Verfahren nach Anspruch 33, wobei das Rückstandsbeschickungsrohmaterial, das einen sehr hohen CCR bis zum Ausmaß von 20 Gew.-% des Beschickungsguts umfasst, ohne eine Verletzung der Gesamtwärmebalance der Einheit und ohne Rückgriff auf Kühlen des Katalysators behandelt wird.
  47. Verfahren nach Anspruch 33, wobei mit Conradson-Koks und Metall beladenes Adsorptionsmittel als getrennter Strom aus dem Abscheider mit Separator oder aus Regeneratoren von Adsorptionsmittel mit Katalysator abgezogen werden kann, wobei das Adsorptionsmittel bis zu 35000 ppm Metalle enthält, zur Extraktion von Vanadium und Nickel aus dem Adsorptionsmittel.
  48. Verfahren nach Anspruch 33, wobei das Adsorptionsmittel aus Magnesiumoxid, Siliciumdioxidmagnesiumoxid, Kaolinton, Aluminiumoxid, Siliciumdioxidaluminiumoxid und einem Gemisch derselben mit sauren und nicht-sauren Eigenschaften ausgewählt ist.
  49. Verfahren nach Anspruch 33, wobei das Verfahren bis zu 40 ppm Nickel im Beschickungsgut verarbeiten kann.
  50. Verfahren nach Anspruch 33, wobei das Verfahren bis zu 15000 ppm Nickel am Gleichgewichtskatalysator verarbeiten kann.
  51. Verfahren nach Anspruch 33, wobei das Verfahren Vanadium im Beschickungsgut von bis zu 60 ppm verarbeitet.
  52. Verfahren nach Anspruch 33, wobei das Verfahren Vanadium von bis zu 20000 ppm am Gleichgewichtskatalysator verarbeitet.
  53. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Gesamtverweildauer vom Punkt des Eintritts des Adsorptionsmittels bis zum Punkt des Eintritts des Katalysators im unteren Abschnitt des Steigrohrs im Bereich von 10–40% der gesamten Verweildauer im Steigrohr liegt.
  54. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Verweildauer des Katalysators im Steigrohr zwischen 1–15 s gehalten wird.
  55. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Verweildauer des Katalysators im Steigrohr zwischen 3 und 8 s gehalten wird.
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NL1020565A NL1020565C2 (nl) 2002-05-03 2002-05-08 Kraakapparaat voor residuen met katalysator- en adsorbensregeneratoren en een werkwijze daarvoor.
US10/140,364 US7008595B2 (en) 2002-05-03 2002-05-08 Resid cracking apparatus with catalyst and adsorbent regenerators and a process thereof
GB0210902A GB2388559B (en) 2002-05-03 2002-05-13 Resid cracking apparatus with catalyst and adsorbent regenerators and a process thereof
FR0206199A FR2839900B1 (fr) 2002-05-03 2002-05-22 Appareil et procede de craquage catalytique a lit fluidise

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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7423191B2 (en) * 2004-12-16 2008-09-09 Uop Llc Method and system for catalytically converting oxygenates and regenerating and stripping catalyst
US8021539B2 (en) 2007-06-27 2011-09-20 H R D Corporation System and process for hydrodesulfurization, hydrodenitrogenation, or hydrofinishing
US9669381B2 (en) * 2007-06-27 2017-06-06 Hrd Corporation System and process for hydrocracking
CA2795117C (en) * 2010-03-31 2016-09-20 Debasis Bhattacharyya Method and apparatus for catalytic cracking
US9771526B2 (en) 2010-07-08 2017-09-26 Indian Oil Corporation Ltd. Multi riser resid catalytic cracking process and apparatus
CN105586080B (zh) * 2014-10-20 2017-07-25 中国石油化工股份有限公司 一种页岩油催化裂化的加工方法
CN107638876A (zh) * 2016-07-22 2018-01-30 中国石油化工股份有限公司 一种吸附剂再生器和吸附剂再生系统及吸附剂再生方法
CA3007832A1 (en) * 2017-06-12 2018-12-12 Enercorp Sand Solutions Inc. Dual-stage separator
CN114080272A (zh) * 2019-07-02 2022-02-22 鲁姆斯科技有限责任公司 流化催化裂化方法和装置
MY197653A (en) * 2019-07-15 2023-06-30 Lummus Technology Inc Fluid catalytic cracking process and apparatus for maximizing light olefin yield and other applications
CN112625757A (zh) * 2019-09-24 2021-04-09 中国石油化工股份有限公司 粉煤流化催化气化的装置及方法
KR20220156569A (ko) 2020-03-13 2022-11-25 루머스 테크놀로지 엘엘씨 유동 접촉 분해 공정 및 장비를 통한 원유로부터의 경질 올레핀의 제조
CN115044391B (zh) * 2022-07-17 2024-04-16 中国石油化工股份有限公司 一种催化油浆脱固的装置及脱固方法
US11773338B1 (en) * 2022-11-03 2023-10-03 Saudi Arabian Oil Company Methods of processing whole crude oils that include sulfur

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0272973A1 (de) * 1986-12-17 1988-06-29 Institut Français du Pétrole Verfahren und Vorrichtung zum katalytischen Kracken von Kohlenwasserstoffeinsätzen in einer Umwandlungszone, worin inerte und katalytische Teilchen zirkulieren
EP1013743A1 (de) * 1998-12-21 2000-06-28 INDIAN OIL CORPORATION Ltd. Fluidkatalytisch Krachverfahren

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US406038A (en) * 1889-07-02 Flour-bin
US4064038A (en) 1973-05-21 1977-12-20 Universal Oil Products Company Fluid catalytic cracking process for conversion of residual oils
US4944865A (en) 1982-05-06 1990-07-31 Chevron Research Company Process for cracking high metals content feedstocks
US4787967A (en) 1986-09-03 1988-11-29 Mobil Oil Corporation Process for two-phase fluid catalytic cracking system
US4892643A (en) 1986-09-03 1990-01-09 Mobil Oil Corporation Upgrading naphtha in a single riser fluidized catalytic cracking operation employing a catalyst mixture
US4990314A (en) 1986-09-03 1991-02-05 Mobil Oil Corporation Process and apparatus for two-phase fluid catalytic cracking system
US4814068A (en) 1986-09-03 1989-03-21 Mobil Oil Corporation Fluid catalytic cracking process and apparatus for more effective regeneration of zeolite catalyst
US4830728A (en) 1986-09-03 1989-05-16 Mobil Oil Corporation Upgrading naphtha in a multiple riser fluid catalytic cracking operation employing a catalyst mixture
US4875994A (en) 1988-06-10 1989-10-24 Haddad James H Process and apparatus for catalytic cracking of residual oils
US4971766A (en) * 1988-06-10 1990-11-20 Mobil Oil Corporation Apparatus for FCC process with catalyst separation
US5021222A (en) 1988-10-18 1991-06-04 Mobil Oil Corporation Resid cracking apparatus
US4895637A (en) 1988-10-18 1990-01-23 Mobil Oil Corporation Resid cracking process and apparatus
US5059302A (en) 1989-05-16 1991-10-22 Engelhard Corporation Method and apparatus for the fluid catalytic cracking of hydrocarbon feed employing a separable mixture of catalyst and sorbent particles
US5196172A (en) 1989-05-16 1993-03-23 Engelhard Corporation Apparatus for the fluid catalytic cracking of hydrocarbon feed employing a separable mixture of catalyst and sorbent particles
US5110775A (en) 1990-12-28 1992-05-05 Mobil Oil Corporation Two stage combustion process for cracking catalyst regeneration

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0272973A1 (de) * 1986-12-17 1988-06-29 Institut Français du Pétrole Verfahren und Vorrichtung zum katalytischen Kracken von Kohlenwasserstoffeinsätzen in einer Umwandlungszone, worin inerte und katalytische Teilchen zirkulieren
EP1013743A1 (de) * 1998-12-21 2000-06-28 INDIAN OIL CORPORATION Ltd. Fluidkatalytisch Krachverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
NL1020565C2 (nl) 2003-11-11
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FR2839900B1 (fr) 2004-08-13
GB2388559B (en) 2005-07-06

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