DE3709185A1

DE3709185A1 - METHOD FOR CATALYTIC CRACKING A HYDROCARBON BATCH IN A REACTION ZONE

Info

Publication number: DE3709185A1
Application number: DE19873709185
Authority: DE
Inventors: Daniel Lumbroso; Jean-Paul Lepage
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1986-03-21
Filing date: 1987-03-20
Publication date: 1987-09-24
Also published as: FR2596059B1; FR2596059A1; JPS62232486A

Description

Die Erfindung betrifft das katalytische Cracken - im fluiden Zustand bzw. im Wirbelbettzustand - von Kohlenwasserstoffchargen.The invention relates to catalytic cracking - in fluid State or in the fluidized bed state - of hydrocarbon batches.

Bekanntlich verwendet die Erdölindustrie üblicherweise Crackverfahren, bei denen die Kohlenwasserstoffmoleküle von hohem Molekulargewicht und erhöhtem Siedepunkt in kleinere Moleküle aufgespalten werden, die in niedrigeren Temperaturbereichen sieden können, die zweckmäßig für das nachgesuchte Ziel sind.As is known, the petroleum industry typically uses Cracking process in which the hydrocarbon molecules of high molecular weight and increased boiling point split into smaller molecules that boil in lower temperature ranges can, which are useful for the target sought.

Das zu diesem Zweck am häufigsten eingesetzte Verfahren ist zur Zeit das sog. katalytische Cracken im fluiden Zustand (englisch: Fluid Catalytic Cracking, oder auch FCC-Verfahren). Bei diesem Verfahrenstyp wird die Kohlenwasserstoffcharge verdampft und bei hoher Temperatur mit einem Crackkatalysator kontaktiert, der in den Dämpfen der Charge in Suspension gehalten wird. Nachdem man durch Cracken den gewünschten Molekularbereich erreicht hat, wird mittels einer entsprechenden Absenkung der Siedepunkte der Katalysator von den erhaltenen Produkten getrennt, gestrippt, durch Verbrennung des geformten Kokses regeneriert und dann mit der zu crackenden Charge wieder in Kontakt gebracht.The most commonly used method for this purpose is currently the so-called catalytic cracking in the fluid Condition (English: Fluid Catalytic Cracking, or also FCC procedure). This type of process uses the hydrocarbon batch evaporates and at high temperature with a cracking catalyst contacted in the vapors of the Batch is kept in suspension. After going through Cracking has reached the desired molecular range, by means of a corresponding lowering of the boiling points the catalyst is separated from the products obtained, stripped, regenerated by burning the molded coke and then again in contact with the batch to be cracked brought.

Bei den neuen FCC-Verfahren verwendet man zwei Regenerationszonen, durch die der verbrauchte Katalysator zirkuliert.The new FCC process uses two regeneration zones, through which the used catalyst circulates.

Die zu crackenden Chargen werden üblicherweise in die Reaktionszone bei einer Temperatur eingeblasen oder eingeführt, die im allgemeinen zwischen 80 und 400°C und unter einem Relativdruck von 0,7 bis 3,5 bar liegt, während die Temperatur des regenerierten Katalysators, der in diese Zone gelangt, in der Größenordnung von 600 bis 950°C liegen kann. The batches to be cracked are usually placed in the Injected or introduced reaction zone at a temperature, the generally between 80 and 400 ° C and below a relative pressure of 0.7 to 3.5 bar, while the Temperature of the regenerated catalyst in this Zone reached, are in the order of 600 to 950 ° C. can.

Um die Sache klarer zu machen, ist in Fig. 1 der Aufbau der üblichen Reaktoreinrichtungen vom Röhrentyp gegeben, und zwar einer solchen mit doppelter Regeneration; erfindungsgemäß jedoch kann man einen Reaktor vom adäquaten Typ, der konventionell und nicht notwendigerweise ein Reaktor vom "riser"-Typ ist, verwenden (Rohr mit steigender Zirkulation der Charge und des Katalysators). Es gibt auch Katalysatoren in Röhrenform mit absteigender Zirkulation der Fluide, die aus einer in der Figur nicht dargestellten Leitung stammen. Der Katalysator wird an der Basis eines Chargenelevators 52 vom "riser"-Typ über eine Leitung 2 in einer Menge eingeführt, die durch Öffnen oder Schließen eines (Schieber)-ventils 53 bestimmt ist. Die Katalysatorkörner werden dann gegen den oberen Bereich des "risers" durch Einspritzen oder Einblasen eines gasförmigen Fluids an der Basis des letzteren geschleudert, welches aus einer nicht dargestellten Leitung stammt; dieses Einblasen oder Einspritzen erfolgt mit Hilfe eines Fluidverteilers. Die zu crackende Charge wird auf einem oberen Niveau durch eine nicht dargestellte Leitung eingeführt und mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung in dichtem Fluß von Katalysatorkörnern verdampft.In order to make things clearer, the structure of the conventional tube-type reactor devices is given in FIG. 1, namely one with double regeneration; however, according to the present invention, an adequate type reactor which is conventional and not necessarily a riser type reactor can be used (tube with increasing circulation of the batch and the catalyst). There are also tubular catalysts with descending circulation of the fluids that come from a line not shown in the figure. The catalyst is introduced at the base of a "riser" type batch elevator 52 through a line 2 in an amount determined by opening or closing a (spool) valve 53 . The catalyst granules are then flung against the upper region of the "riser" by injecting or blowing in a gaseous fluid at the base of the latter, which comes from a line (not shown); this blowing or injection is carried out with the aid of a fluid distributor. The batch to be cracked is introduced at an upper level through a line (not shown) and evaporated in a dense flow of catalyst particles using a suitable device.

Die Kolonne oder "riser" 52 mündet an ihrem Kopf in einer Kammer 1, die selbst beispielsweise konzentrisch ist und in der einerseits die Trennung der gecrackten Charge und andererseits das Strippen des verbrauchten Katalysators vor sich geht. Die behandelte Charge wird in einem nicht dargestellten Zyklon-System getrennt, das in der Kammer 1 lagert, an dessen Kopf eine Leitung zum Abziehen der gecrackten Charge vorgesehen ist, während die Partikel verbrauchten Katalysators von neuem an der Basis der Kammer 1 mit Hilfe irgendeiner adäquaten Einrichtung wieder eingeführt werden, wie beispielsweise dem "T" 51.The column or "riser" 52 opens at its head into a chamber 1 , which itself is, for example, concentric and in which, on the one hand, the cracked batch is separated and, on the other hand, the spent catalyst is stripped. The treated batch is separated in a cyclone system (not shown), which is stored in chamber 1 , at the head of which a line is provided for withdrawing the cracked batch, while the used catalyst particles are again adequately attached to the base of chamber 1 with the aid of some suitable means Device be reintroduced, such as the "T" 51st

Die so gestrippten Partikel verbrauchten Katalysators werden dann an der Basis der Kammer 1 gegen einen ersten Regenerator 4 vermittels einer Leitung 3 abgezogen, in der ein nicht dargesteller Steuerschieber vorgesehen ist. The thus stripped particles of spent catalyst are then drawn off at the base of the chamber 1 against a first regenerator 4 by means of a line 3 in which a control slide, not shown, is provided.

Im Regenerator 4 wird der auf den Partikeln des Katalysators abgeschiedene Koks mit Hilfe von Luft verbrannt, an der Basis des Regenerators über eine Leitung 39 eingeblasen, der regelmäßig unter Abstand angeordnete Injektoren speist. Die Partikel des behandelten Katalysators und das Verbrennungsgas werden durch Zyklone 56 getrennt, aus denen das Verbrennungsgas über eine Leitung 5 abgezogen wird.In the regenerator 4 , the coke deposited on the particles of the catalyst is burned with the aid of air, and is blown in at the base of the regenerator via a line 39 , which regularly feeds injectors arranged at a distance. The particles of the treated catalyst and the combustion gas are separated by cyclones 56 , from which the combustion gas is withdrawn via a line 5 .

Die Partikel des Katalysators, die eine erste partielle Regenerationsbehandlung erlitten haben, werden dann zur zweiten Stufe 21 des Regenerators über die zentrale Leitung 58 überführt.The particles of the catalyst which have undergone a first partial regeneration treatment are then transferred to the second stage 21 of the regenerator via the central line 58 .

Unten wird die Stufe 21 dann ebenfalls mit Luft über eine Leitung 20 und die Injektoren 54 gespeist. Die Partikel des regenerierten Katalysators werden seitlich gegen eine Pufferkammer 59 abgezogen und werden über die Leitung 2 zur Speisung des Elevators 52 im Kreislauf rückgeführt. Die am oberen Teil der Stufe 21 abgezogenen Verbrennungsgase werden in einem äußeren Zyklonsystem 60 behandelt, welches somit in der Lage ist, vollständig den erhöhten Temperaturen zu widerstehen, die aus einer vollständigen Verbrennung des Kokses resultieren, und an deren Basis die Partikel des Katalysators über die Leitung 21 an die Stufe 4 zurückgegeben werden, während die Verbrennungsgase über die Leitung 22 abgezogen werden.At the bottom, stage 21 is then also supplied with air via line 20 and injectors 54 . The particles of the regenerated catalyst are drawn off laterally against a buffer chamber 59 and are recirculated via line 2 to feed the elevator 52 . The combustion gases drawn off at the top of stage 21 are treated in an outer cyclone system 60 which is thus able to fully withstand the elevated temperatures resulting from complete combustion of the coke and at the base of which the catalyst particles pass over the Line 21 are returned to stage 4 while the combustion gases are withdrawn via line 22 .

Diese katalytische Crackanordnung, ausgestattet mit einem zweistufigen Regenerator mit aufsteigendem Strom zeitigt die folgenden Vorteile:This catalytic cracking arrangement, equipped with a two-stage regenerator with increasing current the following advantages:

- Double regeneration of the catalyst, the one integral combustion of the coke without changing the enables catalytic properties
No limitation of the temperature of the second regenerator, which enables the catalyst to maintain the required temperature to achieve vaporization of the batch, in particular, if the latter is a heavy batch,
- Improve thermal stability and durability of the catalyst against metals.

Die Kohlenwasserstoffchargen, die man in die Einheiten vom dargestellten Typ einführen kann, können Kohlenwasserstoffe mit Siedebereichen enthalten, die zwischen 200 und 550°C oder mehr betragen können; ihre Dichte kann zwischen 10 und 35°API variieren, kann aber auch zweckmäßig für schwere Chargen sein, welche Kohlenwasserstoffe enthalten, deren Siedepunkt bis 750°C oder darüber gehen kann und deren Dichte zwischen 10 und 35°API variieren kann.The hydrocarbon batches that can be divided into units from Can introduce the type shown, can hydrocarbons with boiling ranges between 200 and 550 ° C or can be more; their density can be between 10 and 35 ° API vary, but can also be useful for heavy ones Batches containing hydrocarbons, their Boiling point can go up to 750 ° C or above and their Density can vary between 10 and 35 ° API.

Die in den oben beschriebenen verschiedenen Vorrichtungen verwendbaren Katalysatoren umfassen Crackkatalystoren vom Typ kristalline Aluminosilikate, gewisse Typen von Siliziumdioxid-Aluminiumoxid, von Siliziumdioxid-Magnesiumoxid, von Siliziumdioxid-Zirkonium, wobei alle relativ hohe Crackaktivitäten haben oder solche Aktivitäten besitzen.The various devices described in the above catalysts that can be used include cracking catalysts of the crystalline aluminosilicate type, certain types of Silica-alumina, of silica-magnesia, of silica-zirconium, all relative have high cracking activities or have such activities.

Die kristallinen Alumino-Silikate können sich im natürlichen Zustand befinden oder können durch Synthese nach an sich bekannten Verfahren hergestellt sein. Sie können gewählt werden unter den Synthese-Zeolithen oder den Tonen, wie dem Faujasit, gewissen Mordeniten, dem Montmorillonit, den Netzwerk bildenden Tonen, den Alumino-Phosphaten oder dergleichen.The crystalline alumino silicates can be found in the natural State or can by synthesis in itself known methods. You can choose are among the synthetic zeolites or clays such as the Faujasite, certain mordenites, the montmorillonite, the Network-forming clays, the alumino-phosphates or the like.

In gewissen FCC-Anlagen verwendet man eine Rückgewinnungsturbine im Rauchgaskreislauf. Bekanntlich jedoch sind diese unterschiedlichen Ausführungsformen, die das Interesse deutlich machen, welche die Energierückgewinnung am Ausgang des Regenerators darstellt, von zahlreichen Schwierigkeiten begleitet, die mit dem Einfügen der Rückgewinnungsturbine in das Verfahren verknüpft sind. A recovery turbine is used in certain FCC plants in the flue gas cycle. As is known, however these different embodiments that interest make it clear which energy recovery at the exit of the regenerator presents numerous difficulties accompanied that with the insertion of the recovery turbine are linked in the process.

Man hat bereits früher daran gedacht, die aus dem ersten vom Katalysator durchsetzten Regenerator austretenden Rauchgase zu einer Turbine zu schicken. Trotz der Schwierigkeiten, die sich den Konstrukteuren für eine solche Ausführung entgegenstellen könnten, wenn in eine Turbine allein die Rauchgase eines Regenerators geschickt werden, so hat man doch diesen Schematyp erfindungsgemäß verbessert, indem man von Fig. 1 ausging und in besonders interessanter Weise die Energierückgewinnung steigert, indem ebenfalls zu einer anderen Turbine die Rauchgase aus dem zweiten vom Katalysator durchsetzten Regenerator stammenden Rauchgase geführt werden. Der aus dieser neuen Erfindung resultierende Energiegewinn ist ausreichend wichtig, um diese Installation zu rechtfertigen.It has previously been thought of sending the flue gases emerging from the first regenerator traversed by the catalyst to a turbine. Despite the difficulties that the designers might face for such an embodiment if only the flue gases of a regenerator are sent into a turbine, this type of scheme has been improved according to the invention by starting from FIG. 1 and in a particularly interesting way the energy recovery increases by likewise leading the flue gases from the second flue gases originating from the catalytic converter to another turbine. The energy gain resulting from this new invention is important enough to justify this installation.

In der Figur sind Anzapfungseinrichtungen 30, 29, 28, 27 in den beiden Regeneratoren 21 und 4 vermittels der Leitungen 31 und 32 dargestellt. Dargestellt sind auch die Einrichtungen 10, 9, 8 und 7 für die Druckanzapfung des Regenerators 4. Die aus dem Regenerator 4 abgezogenen Rauchgase werden über die Leitung 5 gegen eine Katalysatortrennzone 13 geleitet, um den durch die Rauchgase des Regenerators gerissenen Katalysator zurückzuhalten und so die Turbine 35 vor einem raschen Verschleiß zu schützen. In der Zone 13 sammelt man am Kopf (bei 12) den größeren Teil der Rauchgase und am Schwanz über die Leitung 14 Katalysatorfeinpartikel, die im allgemeinen kontinuierlich über die Abzugsleitung 14 abgeführt und über die Leitung 15 einem CO Kessel 16 zugeleitet werden.In the figure, tapping devices 30, 29, 28, 27 in the two regenerators 21 and 4 are shown by means of the lines 31 and 32 . The devices 10, 9, 8 and 7 for the pressure tapping of the regenerator 4 are also shown . The flue gases withdrawn from the regenerator 4 are directed via line 5 against a catalyst separation zone 13 in order to retain the catalyst torn by the flue gases from the regenerator and thus to protect the turbine 35 from rapid wear. In zone 13 , the majority of the flue gases are collected at the top (at 12 ) and at the tail via line 14, catalyst fine particles, which are generally continuously discharged via the discharge line 14 and fed to a CO boiler 16 via line 15 .

Der bei 12 abgezogene Abstrom wandert über das Steuer- und Sicherheitsventil 6 gegen die Turbine 35, die hier beispielsweise eine einstufige Turbine ist, die auf der Achse 36, 40, 43 gelagert ist. Durch den Austritt aus der Turbine gegenüber dem Eintritt der Rauchgase in die Turbine werden die Rauchgase in die Leitung 34 und dann in die Leitung 15 mitgerissen, wo sie auf die feinen Katalysatorpartikel treffen, für die man Sorge getragen hat, daß sie nicht in die Turbine wandern. Die Rauchgase werden zum CO Kessel 16, dann durch die Leitung 17 geschickt, und zwar mit den Rauchgasen, die aus dem zweiten Regenerator stammen, wie unten dargelegt und werden zum Ausgang und dem Kamin 19 und 18 geleitet.The outflow drawn off at 12 migrates via the control and safety valve 6 against the turbine 35 , which here is, for example, a single-stage turbine which is mounted on the axis 36, 40, 43 . By leaving the turbine opposite the entry of the flue gases into the turbine, the flue gases are entrained into line 34 and then into line 15 where they encounter the fine catalyst particles which have been taken care not to enter the turbine hike. The flue gases are sent to the CO boiler 16 , then through line 17 , with the flue gases coming from the second regenerator, as set out below, and are directed to the exit and chimney 19 and 18 .

In der Figur sind zwei Luftgebläse oder Luftverdichter 37 und 41 dargestellt. Die Luftzuführungen sind nicht dargestellt. Ein Teil der aus dem Gebläse oder Kompressor 37 über die Leitung 39 austretenden Luft speist beispielsweise wenigstens zum Teil den Regenerator 4; ein Teil der aus dem Verdichter 41 über die Leitung 20 austretende Luft speist beispielsweise, wenigstens zum Teil den Regenerator 21. Die Leitungen 38 und 42 sind evtl. Austrittsleitungen für einen möglichen Luftüberschuß. Die Vorrichtung 44 stellt den Alternator oder die Untersetzer-Vervielfacher oder Übersetzereinrichtung dar. Die Vorrichtung 46 ist der Elektromotor oder Motorgenerator.In the figure, two air blowers or air compressors 37 and 41 are shown. The air supplies are not shown. A part of the air emerging from the blower or compressor 37 via the line 39 feeds, for example, at least partly the regenerator 4 ; A part of the air emerging from the compressor 41 via the line 20 feeds, for example, at least partly the regenerator 21 . The lines 38 and 42 are possibly outlet lines for a possible excess of air. The device 44 represents the alternator or the coaster multiplier or translator device. The device 46 is the electric motor or motor generator.

Erfindungsgemäß könnte man eine mehrstufige Turbine 35 (mit beispielsweise 4 Stufen) verwenden. Erfindungsgemäß werden die Rauchgase aus dem Regenerator 21 (die direkt mit dem Abstrom aus dem CO-Kessel 16 geleitet werden) über die Leitung 22 gegen eine Separatorzone 24 geführt, die analog der Separatorzone 13 ist. Man trennt hier den größeren Teil des gasförmigen Abstoms (Leitung 25) der feinen Katalysatorpartikel (Leitung 33) ab. Die feinen Katalysatorpartikel aus der Leitung 33 werden beispielsweise mit denen aus der Leitung 14 gemischt und beispielsweise gemeinsam im CO- Kessel mit dem gasförmigen Abstrom aus der Turbine 15 behandelt.According to the invention, a multi-stage turbine 35 (with, for example, 4 stages) could be used. According to the invention, the flue gases from the regenerator 21 (which are led directly with the outflow from the CO boiler 16 ) are conducted via the line 22 to a separator zone 24 , which is analogous to the separator zone 13 . The major part of the gaseous waste (line 25 ) of the fine catalyst particles (line 33 ) is separated off here. The fine catalyst particles from line 33 are mixed, for example, with those from line 14 and are treated, for example, together with the gaseous outflow from the turbine 15 in the CO boiler.

Der über den oberen Teil 23 der Zone 24 abgezogenen Gasstrom wird über die Leitung 25 nach der Erfindung nach Durchgang durch das Steuer- und Sicherheitsventil 26 in eine Turbine 62 gegeben (die hier auch oft "andere Turbine" genannt wird). Die Rauchgase aus den beiden Regeneratoren 4 und 21 werden aus der Turbine 35 sowie der Turbine 62 über die Leitungen 34 und 63 abgezogen und zu dem CO-Kessel 16 geschickt.The gas stream drawn off via the upper part 23 of the zone 24 is fed via a line 25 according to the invention after passing through the control and safety valve 26 into a turbine 62 (which is often also referred to here as "other turbine"). The flue gases from the two regenerators 4 and 21 are withdrawn from the turbine 35 and the turbine 62 via the lines 34 and 63 and sent to the CO boiler 16 .

Nach einer Variante des Fließschemas der Figur ist es aber auch möglich, die Rauchgase aus der Turbine 35 an einen CO-Kessel zu geben und die Rauchgase aus der Turbine 62 über die gestrichelte Leitung 64 mit den Rauchgasen 17 zu führen, die aus dem CO-Kessel 16 austreten.According to a variant of the flow diagram of the figure, however, it is also possible to pass the flue gases from the turbine 35 to a CO boiler and to guide the flue gases from the turbine 62 via the dashed line 64 with the flue gases 17 which come from the CO Exit boiler 16 .

Erfindungsgemäß basiert das Arbeitsprinzip der Regeneration eines FCC-Verfahrens auf der Zirkulation des Katalysators aus dem Regenerator 4 gegen den Regenerator 21. Diese Zirkulation basiert auf einem Druck des Regenerators 4, der notwendigerweise größer als der des Regenerators 21 ist (beispielsweise 2,0 bar bzw. 1,2 bar). Der Absolutdruck des Regenerators 21 wird im allgemeinen auf 70 bis 80% desjenigen des Regenerators 4 festgelegt. In den üblichen Verfahren wird die Energierückgewinnung an den Rauchgasen mit dem höchsten Druck, die aus dem Regenerator 4 stammen, vorgenommen. Diese Rückgewinnung erlaubt es, im Gegenzug in diesem Generator verwendete Luft zur Verbrennung zu komprimieren. Die in den Rauchgasen des Regenerators 21 verfügbare Energie wurde aber nicht rückgewonnen und wurde völlig in Höhe des Regelventils (Punkt 28 in der Figur) abgegeben bzw. gestreut. Die Erfindung richtet sich also auf die Rückgewinnung von der gesamten in den Rauchgasen des Regenerators 21 verfügbaren Energie oder einem Teil hiervon, in Zuordnung zu derjenigen aus dem Regenerator 4 in einer Expansionseinrichtung, die beispielsweise in der gleichen Leitung und im gleichen Gehäuse angeordnet ist. Eine andere Alternative besteht darin, die beiden Expansionseinrichtungen getrennt, jedoch gleichachsig oder auch getrennt und auf zwei unterschiedlichen Achsen anzuordnen.According to the invention, the working principle of the regeneration of an FCC method is based on the circulation of the catalyst from the regenerator 4 against the regenerator 21 . This circulation is based on a pressure of the regenerator 4 , which is necessarily greater than that of the regenerator 21 (for example 2.0 bar or 1.2 bar). The absolute pressure of the regenerator 21 is generally set to 70 to 80% of that of the regenerator 4 . In the usual processes, the energy is recovered from the flue gases with the highest pressure, which come from the regenerator 4 . In turn, this recovery allows air used in this generator to be compressed for combustion. However, the energy available in the flue gases of the regenerator 21 was not recovered and was released or scattered entirely at the level of the control valve (point 28 in the figure). The invention is therefore directed to the recovery of all or part of the energy available in the flue gases of the regenerator 21 , in association with that from the regenerator 4 in an expansion device which is arranged, for example, in the same line and in the same housing. Another alternative is to arrange the two expansion devices separately, but coaxially or separately and on two different axes.

Die Rückgewinnungsturbine 35 kann aus mehreren Stufen (2 bis 5 beispielsweise) gebildet sein. Die Rauchgase aus dem Regenerator 4 werden an eine Hochdruckstufe bei einem Einlaßdruck in der Größenordnung von beispielsweise 1,7 bar gegeben. Die entspannten Gase werden bei einem Gegendruck in der Größenordnung von 0,1 bar beispielsweise ausgestoßen. Im Prinzip werden die Rauchgase aus dem Regenerator 21 in eine andere Turbine gegeben, deren Druck geringer oder gleich demjenigen der Rauchgase ist. Um einen Anhaltswert beispielsweise zu geben: verfügt man über eine erste Turbine mit zwei Stufen und eine zweite Turbine mit einer Stufe beispielsweise, und dies bei den Saug- und Austrittsdruckwerten, wie sie oben angegeben sind, so ergibt sich eine Verteilung der Drücke vom folgenden Typ:The recovery turbine 35 can be formed from several stages (2 to 5 for example). The flue gases from the regenerator 4 are passed to a high pressure stage at an inlet pressure of the order of 1.7 bar, for example. The relaxed gases are ejected, for example, at a back pressure of the order of 0.1 bar. In principle, the flue gases from the regenerator 21 are fed into another turbine, the pressure of which is less than or equal to that of the flue gases. To give an approximate value, for example: if you have a first turbine with two stages and a second turbine with one stage, for example, and this with the suction and outlet pressure values as stated above, the pressure distribution is of the following type :

P₁= 1,70 bar (Einlaß der Rauchgase aus dem Regenerator 4 in die erste Stufe der Turbine) P₂= 0,73 bar (Einlaß in Höhe der zweiten Turbine der Rauchgase aus dem Regenerator 21) Austrittsdruck= 0,10 bar P ₁ = 1.70 bar (inlet of the flue gases from the regenerator 4 into the first stage of the turbine) P ₂ = 0.73 bar (inlet at the level of the second turbine of the flue gases from the regenerator 21 ) outlet pressure = 0.10 bar

So können erfindungsgemäß - immer noch beispielsweise - die Rauchgase aus dem Regenerator (siehe Fig. 2) an die Saugseite einer zweiten Turbine gegeben werden, wenn man einen Druckverlust in der Größenordnung von 0,3 bar für die Leitungen, den Separator 24 sowie das Regelventil berücksichtigt. Es ergibt sich also:Thus, according to the invention - still for example - the flue gases from the regenerator (see FIG. 2) can be added to the suction side of a second turbine if there is a pressure loss of around 0.3 bar for the lines, the separator 24 and the control valve considered. The result is:

Druck des Regenerators 21 = 1,2 bar,
Austrittsdruck aus dem Regenerator 21 in der Leitung 25 (nach Primärabtrennung der Feinteile = 1,03 bar),
Einlaßdruck in die zweite Expansionseinrichtung = 0,73 bar.Pressure of the regenerator 21 = 1.2 bar,
Outlet pressure from the regenerator 21 in the line 25 (after primary separation of the fine particles = 1.03 bar),
Inlet pressure in the second expansion device = 0.73 bar.

Der Anstieg der an der Welle verfügbaren Energie, der hieraus resultiert, kann beispielsweise zur Kompression der für den Regenerator 21 (Leitung 20) bestimmten Verbrennungsluft Verwendung finden.The increase in the energy available on the shaft, which results from this, can be used, for example, to compress the combustion air intended for the regenerator 21 (line 20 ).

Die Verwendung der Turbinen 35 und 62, der Gasexpansionseinrichtungen für die Energierückgewinnung, ermöglicht es also, mehrere Gasströme auf unterschiedlichen Druck- und Temperaturniveaus einzuführen. Hieraus folgt, daß man also beispielsweise an ein und der gleichen Achse die Energie aus unterschiedlichen Gasströmen rückgewinnen kann. Die Verwendung dieser Anordnung aus zwei Turbinen (man kann diese Anordnung eine "Doppelturbine" bezeichnen) ermöglicht es also, daß man einen zusätzlichen Fluß hat (der Fluß der Rauchgase aus dem zweiten Regenerator) verglichen mit dem aus dem ersten Regenerator.The use of turbines 35 and 62 , the gas expansion devices for energy recovery, makes it possible to introduce several gas flows at different pressure and temperature levels. It follows that energy can be recovered from different gas flows on one and the same axis, for example. Using this arrangement of two turbines (one can call this arrangement a "double turbine") therefore enables one to have an additional flow (the flow of the flue gases from the second regenerator) compared to that from the first regenerator.

example

Zur Behandlung der Rauchgase aus den Regeneratoren einer Crackeinheit mit Wirbelbett (FCC), die nach Fig. 1 arbeitet, mit einem Röhrenreaktor mit aufsteigendem Strom und Regeneration des Katalysators in zwei Reaktionszonen wird vorgeschlagen, die aus den Regeneratoren abgezogenen Rauchgase in einer einfachen Turbine im unten genannten Vorgang A zu entspannen und für den Vorgang B in einer Doppelturbine zu entspannen, deren Drücke die folgenden in abnehmender Ordnung sind.To treat the flue gases from the regenerators of a fluidized bed cracking unit (FCC), which operates according to FIG. 1, with a tube reactor with increasing current and regeneration of the catalyst in two reaction zones, it is proposed that the flue gases drawn off from the regenerators in a simple turbine in the bottom to relax said process A and to relax for process B in a double turbine, the pressures of which are in decreasing order.

Die verwendete Crackeinheit behandelt 40 000 Faß bei auf Benzin eingestellten Betrieb pro Tag (etwa 6400 m³/Tag). The cracking unit used treats 40,000 barrels at Petrol stopped operating per day (about 6400 m³ / day).

Process A not according to the invention

Bei diesem ersten Vorgehen arbeitet man ohne in eine Turbine die Rauchgase aus dem zweiten Regenerator 21 zu schicken.In this first procedure, one works without sending the flue gases from the second regenerator 21 into a turbine.

Die aus dem Regenerator 4 über die Leitung 5 abgezogenen Rauchgase befinden sich auf einem Druck von 1,96 bar und bei einer Temperatur von 692°C. Ihr Durchsatz liegt bei 164 600 kg/Stunde. Sie haben einen Gehalt an katalytischen Partikeln von 510 mg/Nm³ und die folgende Zusammensetzung in Mol-%:The flue gases drawn off from the regenerator 4 via the line 5 are at a pressure of 1.96 bar and at a temperature of 692 ° C. Their throughput is 164,600 kg / hour. They have a catalytic particle content of 510 mg / Nm³ and the following composition in mol%:

N₂: 70,85 CO: 4,50 CO₂: 11,55 H₂O: 13,10 100,00N₂: 70.85 CO: 4.50 CO₂: 11.55 H₂O: 13.10 100.00

Diese Gase werden in eine Turbine geleitet, deren Stufenzahl nicht von großer Wichtigkeit in diesem Vergleichsbeispiel ist. Die rückgewonnene Energie durch die Entspannung des oder dieser Gase entspricht einer Leistung (oder Menge an rückgewonnener Energie), die gleich 11 586 PS Dampf (8527 kW) ist.These gases are fed into a turbine, the number of stages not of great importance in this comparative example is. The recovered energy through relaxation the or these gases corresponds to an output (or amount of recovered energy), which is equal to 11,586 horsepower Steam (8527 kW).

Process B

Man arbeitet wie bei Vorgang A mit einer Turbine 35 mit zwei Stufen. Der aus dem zweiten Regenerator 21 stammende Strom hat einen Druck von 1,02 bar und eine Temperatur von 767°C. Sein Durchsatz liegt bei 80 200 kg/Stunde, seine Zusammensetzung in Mol-% bei:As in operation A, one works with a turbine 35 with two stages. The stream coming from the second regenerator 21 has a pressure of 1.02 bar and a temperature of 767 ° C. Its throughput is 80 200 kg / hour, its composition in mol%:

N₂: 75,60 CO: 0,05 CO₂: 15,85 O₂: 1,95 H₂O: 6,55 100,00N₂: 75.60 CO: 0.05 CO₂: 15.85 O₂: 1.95 H₂O: 6.55 100.00

(Gehalt an katalytischen Partikeln: 450 mg/Nm³).(Content of catalytic particles: 450 mg / Nm³).

Dieser Strom wird bei diesem Vorgang B in eine zweite Turbine eingeführt. Diese Gase entwickeln so eine zusätzliche gemessene Energie von 4430 PS Dampf (3260 kW). Die Ausnutzung dieses zusätzlichen Stroms in der zweiten Turbine ermöglicht es, die Energierückgewinnung von 4430/11 586×100=38% etwa zu steigern.In this process B, this stream is transferred to a second turbine introduced. These gases develop an additional one measured energy of 4430 PS steam (3260 kW). The exploitation allows this additional flow in the second turbine it, the energy recovery of 4430/11 586 × 100 = 38% approximately to increase.

Rückgewonnen wird also insgesamt an einer den beiden Turbinen gemeinsamen Welle eine Leistung von 16 000 PS (11 780 kW). Diese Erhöhung an rückgewinnbarer Energie ist wichtig. Insbesondere wurde oben die Tatsache unterstrichen, daß der Einbau der Turbine in einem solchen FCC-Verfahren zu materiellen Betriebsschwierigkeiten führte, die Anlaß gaben, zwei Turbinen nicht zu verwenden. Hier ist der Energiegewinn ausreichend groß, um dagegen die Beibehaltung einer zweiten Turbine im System trotz dieser Beschränkungen und Beanspruchungen zu rechtfertigen.In total, one of the two turbines is used for recovery common shaft has an output of 16 000 hp (11 780 kW). This increase in recoverable energy is important. In particular, the fact that the Installation of the turbine in such an FCC process material operational difficulties that gave rise to two turbines not to be used. Here is the energy gain large enough to maintain a second turbine in the system despite these limitations and To justify stresses.

Claims

1. Process for cracking - in the fluidized bed - of a hydrocarbon-containing batch in a reaction zone, the catalyst subsequently being withdrawn from the reaction zone and then partially regenerated in a first regeneration zone ( 4 ), withdrawn from this first regeneration zone and into a second regeneration zone ( 21 ) is sent, the pressure of which is less than the pressure of the first regeneration zone, characterized in that the flue gases withdrawn from the first regeneration zone, after being freed from the fine catalyst particles containing them, are passed to at least one turbine ( 35 ); and that the flue gases extracted from the second regeneration zone ( 21 ), after having been freed from fine catalyst particles which they may contain, are passed into at least one other turbine ( 62 ), the zone of this second turbine into which the flue gases exit enter the second regeneration zone, are at a pressure less than or equal to the pressure of these flue gases of the second regeneration zone ( 21 ), the flue gases of the regeneration zone ( 4 ) after they have expanded in the turbine ( 35 ) - (and after, if necessary, with at least the fine catalyst particles, from which they were freed before being charged to the turbine ( 35 )) - are placed in a CO boiler ( 16 ), the flue gases of the regeneration zone ( 21 ), after their expansion in the second turbine ( 62 ) ( and after they also optionally with at least the fine catalyst particles, of which they get into the turbine ( 62 ) before being loaded nnt were mixed), optionally sent into a CO boiler, while at least some of the air-based gases from at least one turbo compressor or blower (soufflante) from the same axis as each turbine ( 35 and 62 ) - at least one turbo compressor per turbine - at least partially feed the two regeneration zones in order to carry out the combustion of the used catalyst therein.

2. The method according to claim 1, characterized in that the first turbine ( 35 ) has at least two chambers, the pressures of these two chambers decrease in the direction of flow of the smoke gases passing through them.

3. The method according to claim 1, characterized in that this other turbine ( 62 ) has at least two chambers, the pressures of these two chambers decrease in the direction of flow of the smoke gases passing through them.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the first turbine ( 35 ) and the other turbine ( 62 ) are mounted on two different axes.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the first turbine ( 35 ) and the other turbine ( 62 ) are mounted on one and the same axis.

6. The method according to claim 5, characterized in that the first turbine and the other turbine co-exist are stored.

7. The method according to claim 5, characterized in that the first turbine and the other turbine run in opposite directions are stored.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the flue gases of the regeneration zone ( 21 ) after their expansion in this other turbine ( 62 ) with the flue gases of the regeneration zone ( 4 ) (after their expansion in the turbine ( 35 ) ) are mixed and sent together into the CO boiler ( 16 ).