EA000819B1 - Способ конверсии углеводородов и реактор для его осуществления - Google Patents

Способ конверсии углеводородов и реактор для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
EA000819B1
EA000819B1 EA199800415A EA199800415A EA000819B1 EA 000819 B1 EA000819 B1 EA 000819B1 EA 199800415 A EA199800415 A EA 199800415A EA 199800415 A EA199800415 A EA 199800415A EA 000819 B1 EA000819 B1 EA 000819B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
reactor
gas
cyclone
section
reaction
Prior art date
Application number
EA199800415A
Other languages
English (en)
Other versions
EA199800415A1 (ru
Inventor
Сеппо Руотту
Кари Кяриянен
Йюрки Хилтунен
Original Assignee
Несте Ой
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Несте Ой filed Critical Несте Ой
Publication of EA199800415A1 publication Critical patent/EA199800415A1/ru
Publication of EA000819B1 publication Critical patent/EA000819B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/0055—Separating solid material from the gas/liquid stream using cyclones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1845—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised
    • B01J8/1854—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised followed by a downward movement inside the reactor to form a loop
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/26—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C07C5/333—Catalytic processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584—Recycling of catalysts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/40—Ethylene production
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S585/00—Chemistry of hydrocarbon compounds
    • Y10S585/919—Apparatus considerations
    • Y10S585/921—Apparatus considerations using recited apparatus structure
    • Y10S585/924—Reactor shape or disposition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Description

Изобретение относится к способу конверсии углеводородов, описанному в ограничительной части п. 1 формулы изобретения.
В соответствии с настоящим способом газообразное или жидкое исходное углеводородное сырье, подлежащее переработке, вводят в реактор с циркулирующей массой твердых частиц, поддерживаемых в псевдоожиженном состоянии, в котором сырье подвергают конверсии при повышенной температуре в присутствии среды с псевдоожиженными твердыми частицами, способной стабилизировать энергетический баланс процесса конверсии.
Настоящее изобретение также относится к устройству, описанному в ограничительной части п. 11 формулы изобретения, предназначенному для переработки и конверсии углеводородов.
В основном реакторы с псевдоожиженным слоем используют в процессах конверсии углеводородов. В данном случае катализатор или аналогичные твердые частицы, подходящие для теплообмена и псевдоожижения, поддерживаются в псевдоожиженном состоянии восходящим вверх потоком газообразных углеводородов. Обычно минимальный поток, необходимый для псевдоожижения, обеспечивается с помощью предварительно псевдоожижающего газа, например, пара или рециркулирующего газообразного продукта. В обычных реакторах с псевдоожиженным слоем, работающих при линейной скорости потока среды, отрегулированной на минимальное значение скорости, необходимой для псевдоожижения, среда с твердыми частицами остается в псевдоожиженном слое реактора вместо выноса частиц из реактора в значительных количествах вместе с потоком углеводородов.
В противоположность этому, при скоростях потока, значительно превышающих минимальное значение, необходимое для псевдоожижения, верхняя поверхность кипящего слоя становится менее определенной, при этом фактически формируется зона, в которой содержание твердых частиц убывает вдоль вертикальной оси. При достаточно высоких скоростях потока этот эффект приводит к ситуации, в которой вся среда с твердыми частицами будет выноситься вместе с потоком углеводородов, находясь в псевдоожиженном состоянии. После этого твердые частицы должны отделяться из потока углеводородов, выходящих из реактора, с помощью циклонов и рециркулировать либо непосредственно, либо через регенератор обратно в донную секцию реактора. Такая система называется либо псевдоожиженный циркуляционный слой (CFB), либо аналогично реактор с циркуляционным псевдоожиженным слоем (CFBR), если химическая реакция имеет место на взвешенных твердых частицах.
Одной из наиболее часто используемых реакторных систем, предназначенных для каталитического крекинга, является система флюидкаталитического крекинга (FCC), оборудование которого включает в основном вертикальную трубу (реактор), работающий в режиме псевдо ожижения, циклонные сепараторы, предназначенные для отделения катализатора от реакционного продукта и работающие в режиме разбавленной взвешенной фазы, а также регенератор большого объема, работающий в режиме кипящего слоя. Пример такого FCC оборудования представлен в варианте реализации патента США № 4,957,617.
Другими примерами использования реакторов с кипящим слоем являются:
каталитический реформинг, приготовление ангидрида фталиевой кислоты или ангидрида малеиновой кислоты, окислительная димеризация метана, синтез по Фишеру-Тропшу, дегидрирование, хлорирование и бромирование метана, этана и аналогичных алканов, конверсия метанола в олефины или бензин.
Некаталитические процессы, использующие реакторы с кипящим слоем, например, следующие:
термический крекинг, регенерация катализатора, процессы газификации.
Соответствующие физические процессы, например, следующие: сушка, теплообмен между двумя газами, адсорбция.
Из вышеперечисленных процессов существенный экономический эффект получается, в частности, при каталитическом крекинге, дегидрировании, синтезе по Фишеру-Тропшу, конверсии метанола в олефины (МТО) и возможно при окислительной димеризации метана, которая в настоящее время находится на стадии экспериментов.
При поддержании условий для обычных реакций возникают существенные трудности. Например, время реагирования в обычном реакторе с псевдоожиженным слоем трудно регулировать, а эрозия катализатора/твердых частиц, а также конструкции реактора является главной сложностью для данного оборудования. Эти проблемы имеют большое значение, в частности, когда в процессе следует обеспечить короткое время пребывания в сочетании с высокой температурой. В химических реакторах, конструкция которых выполнена с учетом масштабного фактора, времена пребывания газа и твердых частиц должны оставаться неизменными. Однако с увеличением диаметра реактора время пребывания твердых частиц в реакторе стремится возрастать, поскольку орошение твердых частиц у стенки увеличивается. Для учета этого эффекта скорость потока следует увеличить, в результате чего в более высоком реакторе по3 требуется поддерживать неизменным время пребывания для газа.
В устройствах для отделения газа от твердых частиц/катализатора, которые представляют существенную часть оборудования для данного процесса, также имеются значительные проблемы, рассмотренные ниже.
Твердые частицы и газообразный продукт, покидающие реактор, отделяются друг от друга в циклонных сепараторах за счет центробежной силы. В основном циклоны имеют конструкцию с единственным проходом, т.е. они имеют один входной насадок для суспензии твердых частиц. На практике максимальный диаметр однопроходных циклонов составляет приблизительно 1 м, поэтому для обеспечения заданной производительности оборудования необходимо множество циклонов соединить параллельно и, кроме этого, два или три из них соединить последовательно в направлении течения газового потока.
Циклон работает эффективно, если он может отделить небольшие частицы диаметром менее 15 мкм от газового потока. Обычно циклонные сепараторы имеют либо змеевиковую, либо спиральную конструкцию. Суспензия с твердыми частицами направляется в виде тангенциального потока в цилиндрическую секцию циклона, при этом твердые частицы отделяются под действием центробежной силы, когда поток циркулирует в циклоне, совершая 7-9 оборотов в пределах цилиндрической секции, а также конической секции, которая является продолжением ее. Также известны аксиальные циклоны, в которых газ, протекающий по трубе, вовлекается в циркуляционное движение с помощью лопаток, благодаря чему твердые частицы под действием центробежной силы наталкиваются на стенку трубы и отделяются от газового потока. Наиболее обычным типом циклона является так называемый циклон Зенза, в котором соотношения между различными элементами его стандартизованы, что позволяет конструировать циклон, используя графики и расчетные формулы. Сепарационная способность циклона зависит от числа оборотов потока в циклонной камере, от скорости потока во входном насадке, поперечного сечения входного насадка и вязкости газа.
В обычных циклонах с единственным входом твердые частицы в потоке наталкиваются на внутреннюю стенку циклона в виде газовой струи с частицами, имеющей высокую скорость, в первичных циклонах эта скорость составляет 20 - 25 м/с, во вторичных - около 35 м/с, а в третичных - около 40 м/с.
Скорость ударяющейся струи должна быть высокой, поскольку ширина входного насадка циклона (ширина струи), например, в стандартных циклонах Зенза составляет приблизительно одну четверть диаметра циклона, а твердые частицы должны распределяться по всей ширине натекающей струи ближе к внутренней стенке циклона для обеспечения отделения твердых частиц. В циклонах такого типа местом, наиболее подверженным эрозии, является площадь внутренней стенки циклона, на которую натекает струя со взвешенными твердыми частицами.
Целью настоящего изобретения является преодоление недостатков, присущих известной технологии, описанной выше, а также проведения псевдоожижения в реакторе с кипящим слоем нового типа, обеспечивающем максимальную эффективность смешения в канале. Другой целью настоящего изобретения является создание конструкции реактора, в которой твердые частицы после реагирования отделяются с максимальной скоростью и эффективностью от газообразного продукта.
Согласно изобретению конверсия углеводородов проводится в реакторе с рециркуляционным псевдоожиженным слоем, в котором реакционный объем, т.е. полость псевдоожижения реактора содержит внутренний объем кольцевого поперечного сечения, который заключен между двумя концентрическими цилиндрами или конусами, причем в этой полости исходное сырье обычно в жидкой фазе сначала испаряют, а затем конвертируют в продукты реакции при повышенной температуре в присутствии твердых частиц, которые дополнительно могут обладать каталитическими свойствами. Исходное сырье может быть также в газовой фазе. После выхода из реактора реакционный продукт главным образом дистиллируется или очищается другими способами с получением полезных фракций. Новый реактор подходит, например, для каталитического и термического крекинга, дегидрирования и окислительной димеризации метана.
Далее согласно изобретению среду с твердыми частицами отделяют от реакционного газа с помощью многовходового циклона, который размещается непосредственно аксиально над кольцевой вертикальной трубой реактора. Такое устройство позволяет сократить время пребывания при реагировании, поскольку циклон с множеством входов обеспечивает быстрое и более эффективное отделение твердых частиц от потока реакционного газа по сравнению с циклоном, имеющим единственный вход. После выхода из циклона твердые частицы можно направить в регенератор по возвратному каналу для твердой фазы или по направленной вниз возвратной ветви, которая образована внутренней полостью кольцевого поперечного сечения, которая остается между концентричными цилиндрами или конусами.
Более конкретно, способ по настоящему изобретению отличается признаками, содержащимися в отличительной части п.1 формулы изобретения.
Кроме этого, устройство по данному изобретению отличается признаками, содержащи5 мися в отличительной части п. 11 формулы изобретения.
В описании настоящего изобретения термин время пребывания относится к среднему времени пребывания молекул углеводородов от места ввода сырья в реактор до выходной трубы циклона, причем упомянутое время меняется в диапазоне 0,05 - 10 с, обычно 0,1-5 с, а термин повышенная температура относится к диапазону 100 - 1000°С. Данный реактор подходит для проведения среди прочих следующих процессов:
каталитический и термический крекинг, дегидрирование, синтез по Фишеру-Тропшу, приготовление ангидрида малеиновой кислоты, а также окислительная димеризация метана.
Термин реакционный продукт используется для обозначения продуктов, получающихся в результате проведения упомянутых выше процессов. Таким образом, реакционные продукты могут содержать, например, продукты крекинга и дегидрирования, в основном включающие светлые олефины, такие как пропилен, п-бутены, изобутен и амилены.
Термин твердые частицы относится к сыпучей среде, образующей суспензию в реакционном объеме. Сыпучая среда обычно содержит частицы катализатора, если реактор используется для проведения каталитических реакций. Когда реактор используется для термических процессов, то сыпучая среда состоит из инертных частиц, предназначенных для передачи тепла или материала в реакционную зону или из нее. Катализатор выбирается в соответствии с конкретным процессом. Таким образом, при проведении каталитического крекинга обычно используют природные или синтетические алюмосиликаты, цеолиты и оксид алюминия. Обычные цеолиты включают цеолиты Х и Y, которые можно стабилизировать лантанидами. В процессе дегидрирования используют, например, катализаторы оксида хромалюминия.
В общем, настоящее изобретение можно наиболее удачно применить в высокотемпературных эндо- и экзотермических процессах, требующих короткого времени пребывания, таких как каталитический и термический крекинг, дегидрирование, синтез по ФишеруТропшу, МТО и окислительная димеризация метана. В соответствии с первым предпочтительным вариантом реактор по настоящему изобретению используется для каталитического крекинга, в котором в качестве исходной реакторной смеси можно использовать легкий газойль, тяжелый газойль или светлые нефтяные остатки для производства светлых олефинов и/или бензина. При крекинге температура процесса составляет приблизительно 520 - 650°С, а время пребывания в диапазоне 0,5-5 с.
В соответствии со вторым предпочтительным вариантом реактор по настоящему изобретению используется для термического крекинга, в котором нефтяные остатки или другие тяжелые углеводороды подают в реактор для разделения на более легкие углеводородные фракции. Температура процесса 650 - 1000°С, а время пребывания находится в диапазоне 0,2-0,5 с.
В соответствии с третьим предпочтительным вариантом реактор используется для дегидрирования сырья, содержащего пентаны, изобутан, п-бутан, пропан или их смесь, температура процесса составляет 650 - 750°С, а время пребывания находится в диапазоне 0,4 - 2 с для получения амиленов, изобутена, п-бутенов, пропилена или их смесей.
В соответствии с четвертым предпочтительным вариантом реактор используется для окислительной димеризации метана, содержащегося в сырье из природного газа, температура процесса 800 - 900°С, а время пребывания находится в диапазоне 0,08 - 0,3 с.
В соответствии с пятым предпочтительным вариантом реакторное исходное сырье, содержащее углеводороды, газифицируется, т.е. частично окисляется воздухом или другим кислородсодержащим газом, получая синтез-газ, т. е. газ, содержащий, по крайней мере, оксид углерода и водород. Частичное термическое окисление осуществляется при 1000 - 1300°С, а частичное каталитическое окисление при 700 1000°С при времени пребывания, преимущественно, достаточном для получения равновесия химической реакции. Для повышения концентрации водорода в полученном синтез-газе и достижения теплового равновесия в реакцию можно дополнительно вводить пар.
Ниже изобретение описывается более подробно на нескольких примерах его реализации, причем конструкция оборудования представлена на прилагаемых чертежах, на которых:
на фиг. 1 показан вид сбоку предпочтительного варианта конструкции устройства, которое, в частности, годится для проведения каталитического крекинга, а также теплообменных процессов; фиг. 2 - базовая конструкция упрощенного варианта устройства по данному изобретению.
Реактор, согласно изобретению, предназначенный для конверсии углеводородов главным образом из углеводородов парафинового ряда представляет собой реактор с циркулирующим слоем, содержащий реакционный объем, образованный между двумя концентричными выступающими вверх цилиндрами или конусами, благодаря чему реакционная полость и направленная вниз возвратная ветвь имеет кольцевое поперечное сечение. Входные насадки, через которые жидкость или в определенных случаях газообразное исходное сырье поступают в реакционный объем, расположены в донной секции реакционной полости. Насадки для подачи сырья обычно направлены вверх. Инертные твердые частицы или катализатор отбираются из направленной вниз возвратной ветви, которая в виде кольца охватывает реактор, проходя к донной секции реактора через кольцевой проход, который выполнен в наружной оболочке реактора, или, как вариант, через набор отверстий меньшего диаметра, выполненных в упомянутой наружной оболочке реактора. Скорость потока с твердыми частицами на входе в реактор преимущественно регулируется с помощью цилиндра, расположенного у наружной оболочки реактора, поворот или подъем упомянутого цилиндра обеспечивают дросселирование расхода твердых частиц во входном канале. Можно использовать также обычные клапаны для регулирования расхода твердых частиц из направленной вниз возвратной ветви обратно в реактор.
В таком предпочтительном варианте реализации изобретения, в котором предлагаемый реактор используется для каталитического крекинга, этот реактор может располагаться концентрично другому реактору. В таком случае внутренний реактор используется в качестве реактора крекинга, а наружный реактор является регенератором, в котором катализатор регенерируется и нагревается до заданной температуры. Из собственно реактора катализатор транспортируется в регенератор через аксиальный кольцевой канал или направленную вниз возвратную ветвь, а также через каналы, выполненные в полости псевдоожижения реактора. Направленную вниз возвратную ветвь также называют каналом для возврата катализатора в реактор, имеющим кольцевое поперечное сечение.
Твердые частицы втекают в реакционную полость через входной проход для частиц, смешиваемых в кольцевой восходящей трубе реактора с направленным вверх газовым потоком, в котором твердые частицы проходят вверх в режиме псевдоожижения до уровня впускных насадков реакционного сырья. Здесь жидкое сырье, распыленное на мелкие капли, испаряется и нагревается до реакционной температуры при встрече с горячим восходящим потоком, содержащим твердые частицы. Вследствие испарения сырья скорость потока с твердыми частицами увеличивается. Поскольку скорость этого потока существенно выше минимальной скорости псевдоожижения, твердые частицы будут вовлекаться в газовый поток, однако скорость частиц будет несколько меньше скорости газового потока. Сепарационный блок в виде многовходового циклона для этого реактора размещен у верхнего конца реакционной полости, осуществляя отделение частиц из суспензии. Из циклона твердые частицы направляются после регенерации обратно в реактор по кольцевой направленной вниз возвратной ветви, которая охватывает вертикальную трубу реактора. Газообразные продукты реакции отводятся по центральной трубе циклона.
Канал вертикальной трубе кольцевого сечения может быть сформирован, например, между двумя концентричными цилиндрическими поверхностями вращения, благодаря чему внутренняя поверхность наружной цилиндрической оболочки образует наружную стенку реакционной полости, а наружная поверхность внутренней цилиндрической оболочки образует внутреннюю стенку реакционной полости. Следовательно конструкция реактора по данному изобретению в виде двух концентричных направленных вверх цилиндрических оболочек оказывается компактной, жесткой и легко возводимой.
В вертикальном направлении площадь кольцевого поперечного сечения вертикальной трубы реактора может быть постоянной, при этом расстояние между цилиндрическими или коническими оболочками неизменно по высоте вертикальной трубы реактора. Как вариант, площадь поперечного сечения реактора может меняться по высоте, это обстоятельство можно использовать для оказания воздействия на параметры псевдоожижения реактора.
При необходимости полость в вертикальной трубе реактора может быть разделена в осевом направлении на концентричные сегменты. Такое сегментное деление может быть выполнено путем размещения дополнительных концентричных цилиндрических или спиральных перегородок в реакционной полости, образованной между двумя концентричными цилиндрическими оболочками.
Использование спиральных пластинчатых перегородок обеспечивает увеличение времени пребывания углеводородов и катализатора в канале вертикальной трубы на заданном уровне реактора. В некоторых случаях перегородки могут оказаться необходимыми для ужесточения конструкции реактора. В другом варианте такой результат получается при конструировании полости в вертикальной трубе реактора в виде множества (например, 6-20) проходящих вдоль оси реактора параллельных труб, равномерно размещенных по сечению.
Как следует из анализа, приведенного выше, термин кольцевое поперечное сечение в осевом направлении, который используется в контексте настоящего изобретения, относится ко всем возможным вариантам реализации изобретения, в которых элементы, формирующие поперечное сечение вертикальной трубы реактора, располагаются, по крайней мере, вдоль периметра вертикальной трубы реактора кольцевого сечения в осевом направлении. Поперечное сечение реактора не обязательно должно иметь форму непрерывного круга, хотя такой вариант считается предпочтительным. Точнее, реакторная кольцевая вертикальная труба может иметь сплошное сечение, или она может быть разделена пластинчатыми перегородками или трубами, проходящими по оси, образуя сегменты.
Верхнее сечение вертикальной трубы реактора соединено с многовходовым циклоном, в котором твердые частицы отделяются от потока продукта реакции. В таком циклоне суспензия с твердыми частицами, подлежащая переработке, вводится через множество входных проходов в циклонную камеру. Входные проходы могут симметрично или асимметрично размещаться по окружности вокруг вертикальной оси. Преимущественно проходы размещают симметрично, поскольку канал вертикальной трубы реактора имеет кольцевое поперечное сечение, что означает, что распределение потока по сечению канала вертикальной трубы равномерное. Циклон снабжен лопатками, которые генерируют вихревое движение, которое требуется для центробежной сепарации. В основном лопатки размещают по периметру циклонной камеры, образуя решетку, создающую несколько параллельных проходов для ввода газа.
Настоящее изобретение обеспечивает значительные преимущества. Расположение циклона с множеством входов над вертикальной трубой реактора дает преимущество в динамике потока и в проектных решениях по отношению к обычным устройствам, в которых используются циклоны с единственным проходом. Циклон можно сконструировать аналогично обычному многовходовому циклону, однако наиболее предпочтительна конструкция со входом в виде кольцевой решетки, в которой максимальная часть площади кольцевого входного прохода может быть использована для ввода газового потока с взвешенными твердыми частицами. Последнее в тексте объясняется принципиальными особенностями конструкции согласно изобретению, присущими вертикальной трубе кольцевого поперечного сечения, а также связанному с ней многовходовому циклону.
Как было отмечено выше, подмешивание твердых частиц в устройстве по данному изобретению осуществляется на более коротком расстоянии по сравнению с простой вертикальной трубой, в результате быстро выравниваются перепады температур и концентраций, с получением более равномерных полей по сравнению с трубчатыми реакторами, что является важной конструктивной целью, которая должна быть достигнута в химических реакторах с псевдоожиженным слоем. В качестве примера можно отметить, что в полноразмерной вертикальной трубе кольцевого сечения с наружным диаметром приблизительно 1,67 м и внутренним диаметром приблизительно 1,35 м путь смешения в боковом направлении составляет 160 мм. В противоположность этому труба такого же поперечного сечения (0,76 м2) имеет внутренний диаметр трубы (боковой путь смешения) 983 мм, отличающийся в шесть раз. Далее, если нужно уменьшить путь смешения в боковом направлении в трубчатом реакторе, его высота должна быть существенно увеличена.
Благодаря небольшому боковому пути смешения поток исходного сырья по сечению реактора можно сделать равномерным.
Также, зона предварительного псевдоожижения, в которой процесс стабилизируется до места ввода исходного сырья по причине, описанной выше, может быть сделана более мелкой.
Далее следует отметить, что вертикальная труба кольцевого сечения согласно изобретению работает при меньшей скорости потока по сравнению с простой трубой, что уменьшает эрозию конструктивных материалов в реакторе и облегчает использование масштабного фактора при разработке оборудования. Вдобавок к этому, можно использовать оборудование меньшей высоты, что упрощает конструкцию и уменьшает термическое ее расширение.
В соответствии с предпочтительным вариантом устройство по данному изобретению может содержать внутренний реактор с вертикальной трубой кольцевого сечения, образованного между двумя концентричными цилиндрическими оболочками, а также охватывающий внешний регенератор, в котором загрязненные твердые частицы катализатора или охлажденные теплообменные частицы можно регенерировать, возвращая их в процесс. Очевидно, что концепция реакционной полости согласно изобретению может быть приложена к различным процессам, причем она может сочетаться с регенераторами, конструкция которых отличается от описанных выше. Однако конструкция регенератора, рассматриваемая в данном случае, имеет преимущество, поскольку уменьшен боковой путь смешения в значительной степени, и даже крупный регенератор можно использовать с небольшим отношением высоты к диаметру, тем самым уменьшая площадь, которая требуется для обслуживания оборудования, снижая требования по термическим расширениям регенератора, причем конструкция реактора-регенератора оказывается компактной, жесткой и легко монтируемой.
В конструкции по данному изобретению преодолены проблемы, связанные с эрозией за счет использования способов, связанных с видом поля течения потока: в циклоне с множеством входов поток с взвешенными твердыми частицами доходит до внутренней стенки циклона в виде множества струй с твердыми частицами вместо одиночного мощного потока с твердыми частицами, благодаря чему эрозия конструкции уменьшается. Циклон, соединенный с реактором по данному изобретению, может иметь уменьшенную высоту наполовину по сравнению со стандартным циклоном (в результате наполовину уменьшается время пребывания), а поскольку в новом циклоне улучшена динамика потока, его размеры уменьшаются также (благодаря зауженным входным проходам).
Поскольку в конструкции предусмотрено множество входных каналов, то эти входные проходы могут быть заужены, поэтому слой катализатора становится тоньше, а скорость потока во входном канале может быть существенно меньше по сравнению с обычными одноканальными циклонами, в которых уменьшение ширины входного прохода требует увеличения высоты канала, в результате чего высота циклона увеличивается, а соединительный канал удлиняется и по форме становится несовершенным. Возможность использования циклона с пониженной скоростью потока на входе позволяет снизить темп эрозии, который зависит от скорости потока в степени от 4 до 5.
В циклоне предварительного разделения типа FCC опыты показали, что время пребывания газа составляет 1,0-2,0 с, считая от верха вертикальной трубы до выхода из циклона, после чего продукт реакции далее остается в сепарационном объеме при повышенной температуре в течение 5 - 40 с. В течение этого промежутка времени летучие соединения теряются в результате прохождения химических реакций. В противоположность этому, конструкция по данному изобретению обеспечивает точный контроль времени реагирования, поскольку катализатор вводится в циклон одновременно, начиная от верхнего сечения вертикальной трубы. При необходимости продукт можно охлаждать сразу в выходной точке выпускного насадка циклона, поэтому в сепарационной емкости нет необходимости.
Тот факт, что циклон с множеством входов обеспечивает значительное увеличение эффективности сепарации по сравнению с обычным циклоном, также следует из примера, приведенного ниже.
В опытах, проведенных при комнатной температуре, в циклоне диаметром 465 мм с входными проходами, занимающими всю площадь, и прямыми лопатками эффективность разделения составила 99,99% при скорости потока на входе 5,6 м/с и при массовом удельном по площади сечения расходе катализатора более 200 кг/м2с. В обычном циклоне Зенза с сопоставимыми размерами и скоростями потока сепарационная эффективность составила 99,10% с учетом размеров частиц фракций. Из сопоставления этих значений сепарационной эффективности следует, что новый циклон с множеством зауженных входных проходов согласно изобретению обладает существенными преимуществами по эффективности, когда требуется исключить высокие значения скорости потока, ведущие к эрозии.
Детали конструктивных элементов, которые использованы в устройствах по данному изобретению, показаны на прилагаемых чертежах. В нижеследующем подробном описании циркулирующие твердые частицы обозначены аббревиатурой CS, а в процессе, взятом в качестве примера, производится каталитический крекинг жидких углеводородов, используемых в качестве исходного сырья.
Как показано на фиг.1, предпочтительный вариант устройства по данному изобретению содержит два концентричных цилиндрических CS-реактора, отделенные друг от друга промежуточной стенкой 22, причем далее внутренний реактор будет называться реактор, а наружный - регенератор.
Реакторный блок изготовлен из трех концентричных по существу цилиндрических труб 1, 2 и 3, межтрубное пространство которых образует полости 20, 19 и 13 кольцевого поперечного сечения. Трубы изготавливают из стали или аналогичного сплава. Наряду с другими заданная реакция проводится в полости 13. Трубы установлены вертикально и концентрично, их оси совпадают. По оси над полостью 13 в виде продолжения труб 2 и 3 расположен циклон 14, 17 с несколькими входами, лопатки которого 14 крепятся к наружной стенке. Циклон имеет центральную трубу 21 для удаления газообразного продукта, также имеются перепускные каналы 19 и 20, выполненные во внутренней полости внутренней стальной трубы 3, предназначенные для извлечения твердых частиц, отделенных в циклоне от газовой фазы.
Внутри наружной оболочки реактора 3 расположен блок регенератора, содержащий три концентрические цилиндрические трубы 4, 5 и 6, межтрубное пространство которых образует полости 29, 28 и 24 кольцевого поперечного сечения. Среди этих полостей в полости 24 выполняется регенерация катализатора. Изнутри корпус 6 покрыт слоем изоляционного материала 7, поддерживающего температуру внутри корпуса или оболочки на уровне, обеспечивающем прочность оболочки. Аналогично реактору над кольцевой полостью 24 расположен циклон 25, 26 с несколькими входами, лопатки которого закреплены либо на цилиндрической трубе 5, либо на корпусе 6. В циклоне имеется центральная труба 30, предназначенная для отвода дымовых газов, образующихся в регенераторе, а перепускные каналы 28 и 29 образованы стальными трубами 5 и 6. Они предназначены для вывода твердых частиц катализатора, отделенных в циклоне от газовой фазы.
Псевдоожижающий газовый поток обозначен на чертеже позицией 8. Газовый поток 8 вводится в реакционную полость через донную часть 12, над которой он впервые смешивается с катализатором, поступающим через возвратный канал 20 и клапан 31, а затем над вертикальной трубой реактора он смешивается с потоком исходной реакционной смеси 10, подаваемой через насадки 1 7 труб для подачи смеси 1 6, при этом исходная реакционная смесь испаряется в реакционной полости. Перемешанные газовые потоки 8 и 10 перемещаются в газовой фазе вдоль оси кольцевой вертикальной трубы 13, одновременно перенося поданный катализатор в лопатки 14 реакторного циклона. Катализатор отдает тепло, необходимое для испарения исходной реакционной смеси и для протекания реакции в вертикальной трубе 13, при этом его температура падает. От лопаток 14 газ с твердыми частицами катализатора входит тангенциально внутрь циклонной камеры 17 внутреннего реактора, где твердые частицы катализатора отделяются при ударе о внутреннюю стенку циклона 18 и падают в каналы 19 и 20, предназначенные для транспортировки твердых частиц. При необходимости часть твердых частиц катализатора можно вернуть в виде излишка обратно в нижнюю секцию реактора через кольцевой канал 19. Хотя канал 19 не играет существенной роли в работе устройства, тем не менее в некоторых случаях он может быть полезным для проведения реакций. В канале 20 твердые частицы катализатора падают вниз в виде плотной массы, поэтому смешивание газовых потоков в реакторе и регенераторе частицами в канале 20 не допускается. Газовый поток 11, поступающий в циклон реактора, выходит из него по центральной трубе 21 внутреннего циклона. Поток твердых частиц катализатора из реактора в регенератор регулируется с помощью клапана 31, оборудованного цилиндрическим управляющим элементом, который перемещается с помощью штанг 32.
Регенератор охватывает реактор, причем эти блоки отделены друг от друга перепускным каналом 29, заполненным плотной массой твердых частиц катализатора. Аналогично реактору регенератор размещен во внутренней полости вертикальной трубы, которая образована между двумя цилиндрическими поверхностями оболочки устройства и трубы реактора, установленной внутри корпуса или оболочки. Между упомянутой трубой реактора и упомянутой наружной цилиндрической оболочкой реактора дополнительно имеется цилиндрическая стенка, образующая упомянутый перепускной канал 29 для твердых частиц. Газовый поток 9, содержащий кислород, поступает в регенератор через распределительную нижнюю часть 23, в которую подается псевдоожижающая среда, и поднимается по кольцевому каналу 24 вертикальной трубы, одновременно перенося твердые частицы катализатора на лопатки 25 циклона регенератора. В регенераторе кокс, который может оседать на поверхности твердых частиц катализатора, а также органические соединения, проникающие в поры частиц, окисляются, т.е. сгорают в канале 24 вертикальной трубы, при этом температура катализатора повышается. Циклонная камера регенератора 26 расположена соответственно над реактором. В циклонной камере 26 твердые частицы отделяются при ударе о стенку циклона 27 и падают в каналы 28 и 29. По возвратному каналу 29 твердые частицы катализатора попадают обратно в реактор. Избыточное количество твердых частиц, которые выпадают на входе в возвратный канал, попадут на донную секцию регенератора по каналу 28. Катализатор или аналогичный материал, содержащий твердые частицы, преимущественно, поддерживаются в псевдоожиженном состоянии во время прохождения по внутреннему возвратному каналу, поэтому регулирующий клапан не требуется. Дымовые газы 12 из регенератора отводятся по центральной трубе 30 циклона регенератора. Твердые частицы медленно выпадают вниз в возвратный канал 29 плотной массой, прерывая связь полостей, заполненных газом, реактора и регенератора. Поток твердых частиц из регенератора в реактор регулируется перемещением цилиндрического управляющего элемента клапана 33 механически с помощью стержней 34, связанных с ним.
Как показано на фиг.2, устройство содержит удлиненный реактор 41, продольная ось которого расположена вертикально. Внутренняя секция реактора состоит из двух концентрических цилиндрических труб 42 и 43, межтрубное пространство которых образует полость 50 кольцевого поперечного сечения, выполняющую роль вертикальной трубы реактора. Над кольцевой полостью в виде продолжения труб 42 и 43 установлен циклон 52 с несколькими входами, разнесенные по окружности лопатки 63 которого крепятся к его наружной стенке. Циклон снабжен центральной трубой 57 для вывода газообразного продукта, в то время как внутренняя труба 43 служит промежуточным накопительным бункером для загрязненного катализатора, отделенного от газовой фазы в циклоне, выполняя роль канала 54 для транспортировки твердых частиц. Между наружной трубой 42 и оболочкой реактора 41 образован возвратный канал 60 кольцевого поперечного сечения, предназначенный для возврата в процесс регенерированного катализатора. К донной секции наружной оболочки реактора 41 подсоединен входной насадок 44 для подачи газа для предварительного псевдоожижения, связанный с полостью 50 вертикальной трубы реактора, а насадок 45 для удаления газообразного продукта соединен с центральной трубой 57 циклона, сырье в виде жидких углеводородов поступает по входным насадкам 46, насадок 47 для ввода твердых частиц катализатора соединен с возвратным каналом для прохода регенерированного катализатора, дымовые газы из регенератора выводятся по патрубку 49 после извлечения регенерированного катализатора. К верхней секции возвратного канала 60 может подходить камера для возврата катализатора 61, которая может быть выполнена, например, в виде циклона, в котором регенерированный катализатор отделяется от газового носителя и из которого катализатор равномерно распределяется по воз15 вратному каналу. Из транспортировочного канала 54 загрязненный катализатор направляется по выпускному патрубку 64 в регенератор.
Реактор, описанный выше, используется для крекинга следующим образом.
Газ для псевдоожижения поступает через насадок 44 и донный распределитель 48 в реактор 50 кольцевого поперечного сечения, в котором газ сначала смешивается с регенерированным катализатором, поступающим из возвратного канала 60 через отверстие 62, и далее смешивается с углеводородным сырьем 46, которое инжектируется через распыливающие сопла. Жидкое углеводородное сырье мгновенно испаряется при контактировании с нагретым катализатором. Катализатор отдает свое тепло в вертикальной трубе 50 на испарение жидких углеводородов и на проведение реакции крекинга, поэтому его температура падает. Поток газовой смеси проходит в газообразной фазе вверх по кольцевому объему 50, перенося катализатор на лопатки циклона реактора. От лопаток 51 газ с частицами катализатора проходит тангенциально в циклонную камеру реактора 52, в которой частицы катализатора отделяются, наталкиваясь на стенку 53 циклонной камеры, и затем падают в сборный бункер для накопления загрязненного катализатора и в транспортировочный канал 54. Загрязненный катализатор можно извлекать из транспортировочного канала 54 через выпускной патрубок 64 и направлять на регенерацию. При необходимости часть загрязненного катализатора можно вернуть обратно в реактор через отверстие 56, регулируемое клапаном 55. Хотя отверстие 56 не принципиально для функционирования реактора, в некоторых случаях частичный возврат загрязненного катализатора в реактор может способствовать проведению реакции. В транспортировочном канале 54 загрязненный катализатор перемещается вниз, уплотняясь, поэтому предотвращается связь между газовыми потоками в реакторе и регенераторе через канал для транспортирования катализатора 54. Газы отводятся из циклона реактора по центральной трубе циклона 57 и патрубку 45. Поток катализатора, который поступает в реактор из регенератора по патрубку 47, проходит по возвратному каналу 60. Если катализатор в потоке находится в псевдоожиженном состоянии, газовый носитель отделяется от катализатора в камере возврата катализатора 61 . Катализатор попадает в реактор через отверстие 62, регулируемое с помощью клапана 58. Клапан 58 имеет управляющий цилиндр, который механически перемещается стержнями 59, соединенными с ним. В некоторых случаях механические клапаны можно заменить пневматическими.
Реактор по данному изобретению можно использовать помимо других в следующих реакциях:
Каталитический крекинг
Реакция Эндотермическая
Температура процесса 520 - 650°С
Время реагирования 0,5 - 5 с
Катализатор Обычный или самый последний катализатор FCC
Сырье Светлый газойль, тяжелый газойль, светлые нефтяные остатки
Продукты Термический крекинг Светлые олефины, бензин
Реакция Эндотермическая
Температура процесса 650 - 950°С
Время реагирования 0,2 - 0,5 с
Твердые частицы Насыпка инертных твердых частиц, возможно с каталитическими свойствами
Сырье Нефтяные остатки, другое сырье, содержащее тяжелые углеводороды с существенным содержанием летучих фракций
Продукты Дегидрирование Светлые олефины, бензин, газойль
Реакция Эндотермическая
Температура процесса 600 - 750°С (около 650°С для С4, около 700°С для С3, около 750°С для С2)
Время реагирования 0,4-2 с
Твердые частицы Катализатор для дегидрирования: тип Сг-А12О3, V-Ca или V-Zr
Сырье Изобутан, п-бутан, пропан, этан
Продукты Изобутен, бутены, пропилен, этилен
Окислительная димеризация
Реакция Экзотермическая
Температура процесса 800 - 900°С
Время реагирования 0,8 - 0,3 с
Твердые частицы Zr-La-Sr, I ,а2О3-СаО
Сырье Природный газ, кислород
Продукты Г азификация Этилен
Реакция Экзотермическая или аутотермическая
Температура процесса 1000 - 1300°С (термическое частичное окисление), 700 1000°С (каталитическое частичное окисление)
Давление 10 - 40 бар (термическое частичное окисление), 1 -1 0 бар (каталитическое частичное окисление)
Сырье У глеводородосодержащий материал, например, природный газ, уголь, нефтяные остатки и/или биомасса
Продукты Синтез-газ, содержащий водород и оксид углерода
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims (21)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ конверсии углеводородов, в котором исходное сырье направляют в реактор с псевдоожиженным слоем, конвертируют его при высокой температуре под действием вещества, содержащего твердые частицы в псевдоожиженном слое, после чего конвертируемые углеводородные продукты извлекают из реактора в газовой фазе, отличающийся тем, что используют реактор с циркуляционным псевдо17 ожиженным слоем, имеющим кольцевое поперечное сечение, на верхнем конце которого вдоль оси его камеры расположен циклон с множеством входных каналов, предназначенный для отделения частиц от продуктов реакции, находящихся в газовой фазе.
  2. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакционный объем представляет собой полость в вертикальной трубе (13; 50), образованную между двумя концентричными цилиндрическими и/или коническими ограничивающими поверхностями.
  3. 3. Способ по пп.1, 2, отличающийся тем, что время пребывания для упомянутого процесса составляет 0,05-10 с.
  4. 4. Способ по любому из пп. 1-3, предназначенный для отделения твердых частиц от продуктов реакции в газовой фазе, отличающийся тем, что циклон с множеством входных каналов снабжен решеткой в виде набора лопаток (14; 63).
  5. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что каталитический крекинг проводят, используя в качестве сырья вещество, содержащее светлый газойль, тяжелый газойль и/или светлые нефтяные остатки, причем процесс ведут при температуре 520-650°С и при времени пребывания 0,5-5 с, получая светлые олефины, такие как пропилен, бутилены или амилены и/или бензин.
  6. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что загрязненный катализатор транспортируют из реактора в регенератор для восстановления, а затем возвращают из регенератора обратно в реактор после завершения стадии регенерации.
  7. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что загрязненный катализатор регенерируют в другом реакторе с рециркулирующим кипящим слоем, имеющем кольцевое поперечное сечение и установленном концентрично с реактором, который используется для конверсии углеводородного сырья.
  8. 8. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что термический крекинг проводят, используя сырье, содержащее нефтяные остатки и/или сырье, содержащее тяжелые углеводороды с существенной долей летучих фракций, причем процесс ведут при температуре 650950°С и при времени пребывания 0,2-0,5 с с целью получения светлых углеводородов.
  9. 9. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что проводят дегидрирование сырья, содержащего пентаны, изобутан, п-бутан, пропан и/или этан при температуре процесса 500750°С и при времени пребывания 0,4-2 с с целью получения амиленов, изобутена, бутенов, пропилена или этилена, соответственно.
  10. 10. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что окисление природного газа кислородом проводят при температуре процесса 800-900°С и при времени пребывания 0,08-0,3 с с целью димеризации метана.
  11. 11. Способ по любому из пп. 1 -4, отличающийся тем, что термическую или каталитическую газификацию сырья, содержащего углеводороды, проводят при температуре процесса 700-1300°С с целью получения синтез-газа.
  12. 12. Реактор для конверсии углеводородов под воздействием горячих твердых частиц, находящихся в псевдоожиженном состоянии, содержащий реакционную полость, имеющую, по меньшей мере, проходящую вверх совмещенную продольную ось, подсоединенный к донной секции полости насадок для подачи газа, донную часть с распределителем для псевдоожижения, через которую газ подается в полость, комплект входных проходов для газа, соединенный с реакционный полостью, соединенный с донной секцией реакционной полости второй комплект входных проходов для подачи материала, подлежащего переработке, сепарационное средство, установленное на верхнем конце реакционной полости, предназначенное для отделения твердых частиц от реакционных газов, патрубок для выхода реакционных газов, отличающийся тем, что реакционная полость образована вертикальными трубами кольцевого поперечного сечения, а на верхнем конце реактора вдоль оси его камеры расположено средство для отделения твердых частиц, выполненное в виде циклона с множеством входных каналов.
  13. 1 3. Реактор по п. 1 2, отличающийся тем, что упомянутая полость (13; 50) в вертикальной трубе кольцевого поперечного сечения содержит объем, заключенный между двумя концентричными цилиндрическими и/или коническими охватывающими поверхностями.
  14. 14. Реактор по п.12 или 13, отличающийся тем, что упомянутая полость в вертикальной трубе (13; 50) разделена перегородками на параллельные проточные сегменты.
  15. 1 5. Реактор по п. 1 4, отличающийся тем, что упомянутые параллельные проточные сегменты образованы в промежутке между упомянутыми двумя концентрическими цилиндрическими охватывающими поверхностями, пластинчатые перегородки которых по существу или точно проходят параллельно продольной оси реактора.
  16. 16. Реактор по п.15, отличающийся тем, что упомянутые пластинчатые перегородки расположены по спирали вдоль продольной оси вертикальной трубы реактора.
  17. 1 7. Реактор по п. 1 4, отличающийся тем, что реакционная полость по существу кольцевого поперечного сечения образована параллельными трубами, расположенными эквидистантно по окружности.
  18. 18. Реактор по любому из пп. 12-17, отличающийся тем, что лопатки (14; 63) циклона расположены в виде окружной решетки по периметру циклонной камеры (17; 52) частично или полностью внутри канала вертикальной трубы, выполняя роль жалюзи для формирова19 ния множества параллельных каналов для ввода газового потока.
  19. 19. Реактор по любому из пп.12-18, отличающийся тем, что циклон (14, 17) имеет проходящую вниз центральную трубу (21).
  20. 20. Реактор по любому из пп. 12-19, отличающийся тем, что реактор (13) соединен с помощью кольцевого канала (20) с регенератором (24) кольцевого поперечного сечения, который концентрично охватывает упомянутую полость в реакторе.
  21. 21. Реактор по п.20, отличающийся тем, что канал регенератора (24) кольцевого поперечного сечения сформирован полостью вертикальной трубы, находящейся между двумя цилиндрическими или коническими оболочками.
EA199800415A 1996-08-30 1997-09-01 Способ конверсии углеводородов и реактор для его осуществления EA000819B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI963404A FI101156B (fi) 1996-08-30 1996-08-30 Kiertomassareaktoriin perustuva menetelmä ja laite hiilivetyjen konver toimiseksi
PCT/FI1997/000509 WO1998008600A1 (en) 1996-08-30 1997-09-01 Method and apparatus based on a fluidized-bed reactor for converting hydrocarbons

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA199800415A1 EA199800415A1 (ru) 1998-12-24
EA000819B1 true EA000819B1 (ru) 2000-04-24

Family

ID=8546569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA199800415A EA000819B1 (ru) 1996-08-30 1997-09-01 Способ конверсии углеводородов и реактор для его осуществления

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6045688A (ru)
EP (1) EP0888174B1 (ru)
JP (1) JPH11514700A (ru)
KR (1) KR19990067208A (ru)
CN (1) CN1094782C (ru)
AT (1) ATE207384T1 (ru)
AU (1) AU732603B2 (ru)
CA (1) CA2235491C (ru)
DE (1) DE69707654T2 (ru)
EA (1) EA000819B1 (ru)
ES (1) ES2162323T3 (ru)
FI (1) FI101156B (ru)
PT (1) PT888174E (ru)
WO (1) WO1998008600A1 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8734548B2 (en) 2008-12-30 2014-05-27 Greatpoint Energy, Inc. Processes for preparing a catalyzed coal particulate
US10344231B1 (en) 2018-10-26 2019-07-09 Greatpoint Energy, Inc. Hydromethanation of a carbonaceous feedstock with improved carbon utilization
US10435637B1 (en) 2018-12-18 2019-10-08 Greatpoint Energy, Inc. Hydromethanation of a carbonaceous feedstock with improved carbon utilization and power generation
US10464872B1 (en) 2018-07-31 2019-11-05 Greatpoint Energy, Inc. Catalytic gasification to produce methanol
US10618818B1 (en) 2019-03-22 2020-04-14 Sure Champion Investment Limited Catalytic gasification to produce ammonia and urea
US11872549B2 (en) 2020-10-16 2024-01-16 Dalian Institute Of Chemical Physics, Chinese Academy Of Sciences Fluidized bed reactor, device, and use thereof

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0846023B1 (en) * 1995-08-11 2002-10-23 Zenon Environmental Inc. Vertical skein of hollow fiber membranes and method of maintaining clean fiber surfaces
FI104561B (fi) * 1998-02-27 2000-02-29 Fortum Oil And Gas Oy Fortum O Menetelmä hiilipitoisten lähtöaineiden pyrolysoimiseksi
SE522657C2 (sv) * 1999-07-15 2004-02-24 Tps Termiska Processer Ab Förfarande och reaktorsystem för avskiljande av partiklar från en gas
US7102050B1 (en) 2000-05-04 2006-09-05 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Multiple riser reactor
US6656347B2 (en) 2000-09-22 2003-12-02 Engelhard Corporation Structurally enhanced cracking catalysts
US6673235B2 (en) 2000-09-22 2004-01-06 Engelhard Corporation FCC catalysts for feeds containing nickel and vanadium
FI119432B (fi) 2000-12-19 2008-11-14 Neste Oil Oyj Menetelmä olefiinien konvertoimiseksi
US20020132147A1 (en) * 2001-03-16 2002-09-19 Yong Gao Chambered reactor for fuel processing
DE10133991B4 (de) * 2001-07-12 2012-08-02 Doosan Lentjes Gmbh Vorrichtung zur Reinigung von Verbrennungsabgasen
US6696378B2 (en) 2001-08-31 2004-02-24 Engelhard Corporation Fluid catalytic cracking catalyst manufacturing process
US7101473B2 (en) * 2002-05-31 2006-09-05 Engelhard Corporation Method of enhancing the activity of FCC catalysts
US6960325B2 (en) * 2002-08-22 2005-11-01 Hydrocarbon Technologies Apparatus for hydrocracking and/or hydrogenating fossil fuels
US7122160B2 (en) * 2002-09-24 2006-10-17 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Reactor with multiple risers and consolidated transport
US20040064007A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-01 Beech James H. Method and system for regenerating catalyst from a plurality of hydrocarbon conversion apparatuses
US7083762B2 (en) * 2002-10-18 2006-08-01 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Multiple riser reactor with centralized catalyst return
FI118516B (fi) 2003-03-14 2007-12-14 Neste Oil Oyj Menetelmä katalyytin valmistamiseksi
US7256318B2 (en) * 2003-03-28 2007-08-14 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Regeneration temperature control in a catalytic reaction system
US6942783B2 (en) * 2003-05-19 2005-09-13 Engelhard Corporation Enhanced FCC catalysts for gas oil and resid applications
US7141231B2 (en) * 2003-08-11 2006-11-28 Membrane Reactor Technologies Ltd. Internally circulating fluidized bed membrane reactor system
US7442739B1 (en) 2003-11-12 2008-10-28 Henkel Corporation Hot melt pressure sensitive adhesives
RU2379276C2 (ru) 2004-02-09 2010-01-20 Дзе Дау Кемикал Компани Способ получения дегидрированных углеводородных соединений
DE102005041860A1 (de) * 2005-09-02 2007-03-08 Schering Ag Nanopartikulärer Einschluss- und Ladungskomplex für pharmazeutische Formulierungen
JP4852366B2 (ja) * 2006-07-12 2012-01-11 財団法人 国際石油交流センター 気固分離器の設計方法
US20080152551A1 (en) * 2006-12-21 2008-06-26 Senetar John J Screenless moving bed reactor
US20080260631A1 (en) 2007-04-18 2008-10-23 H2Gen Innovations, Inc. Hydrogen production process
US7906077B2 (en) * 2007-12-17 2011-03-15 Uop Llc FCC process with spent catalyst recycle
US8092755B2 (en) * 2009-04-06 2012-01-10 Lummus Technology Inc. Devices for injection of gaseous streams into a bed of fluidized solids
US8624074B2 (en) 2010-03-22 2014-01-07 Uop Llc Reactor flowscheme for dehydrogenation of propane to propylene
US9126174B2 (en) * 2010-03-31 2015-09-08 Uop Llc Hydroprocessing method, or an apparatus relating thereto
DE102010018219A1 (de) * 2010-04-23 2011-10-27 Uhde Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Vorbehandlung von festen Einsatzstoffen in einer konzentrisch gestuften Wirbelschicht
CN102389753B (zh) * 2011-09-29 2014-01-08 清华大学 吸热反应用双流化床反应器及吸热反应的供热方法
CN103721643B (zh) * 2014-01-10 2015-09-23 华东理工大学 一种z型丁烯氧化脱氢固定床径向反应器
JP6187315B2 (ja) * 2014-02-28 2017-08-30 三菱マテリアル株式会社 流動仮焼炉
CN108863703B (zh) * 2017-05-10 2021-11-23 中石油吉林化工工程有限公司 脱氢系统及其脱除异丁烷脱氢产物中催化剂的方法
US10576443B1 (en) * 2019-02-15 2020-03-03 Uop Llc Sealing apparatus for a catalyst regenerator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2358497A (en) * 1943-09-11 1944-09-19 Universal Oil Prod Co Method of conducting conversion reactions
US2514288A (en) * 1942-12-29 1950-07-04 Standard Oil Dev Co Method and apparatus for carrying out catalytic reactions
US2525925A (en) * 1946-08-21 1950-10-17 Donald E Marshall Process utilizing solid carrier particles
US4152393A (en) * 1973-03-08 1979-05-01 The Standard Oil Company Reactor for contacting gases and a particulate solid
GB2240285A (en) * 1990-01-29 1991-07-31 Tampella Power Oy Fluidised bed combustion unit

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2515155A (en) * 1941-07-12 1950-07-11 Standard Oil Dev Co Apparatus for separating solids from gases
US2448135A (en) * 1943-10-25 1948-08-31 Universal Oil Prod Co Separation of suspended solids from fluids
US2671796A (en) * 1948-12-18 1954-03-09 Hydrocarbon Research Inc Hydrocarbon synthesis and apparatus therefor
US4341717A (en) * 1973-03-08 1982-07-27 The Standard Oil Company Reactor for contacting gases and a particulate solid
US4957617A (en) * 1986-09-03 1990-09-18 Mobil Oil Corporation Fluid catalytic cracking
FR2624762B1 (fr) * 1987-12-21 1990-06-08 Total France Procede et dispositif de regeneration de catalyseur en lit fluidise

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2514288A (en) * 1942-12-29 1950-07-04 Standard Oil Dev Co Method and apparatus for carrying out catalytic reactions
US2358497A (en) * 1943-09-11 1944-09-19 Universal Oil Prod Co Method of conducting conversion reactions
US2525925A (en) * 1946-08-21 1950-10-17 Donald E Marshall Process utilizing solid carrier particles
US4152393A (en) * 1973-03-08 1979-05-01 The Standard Oil Company Reactor for contacting gases and a particulate solid
GB2240285A (en) * 1990-01-29 1991-07-31 Tampella Power Oy Fluidised bed combustion unit

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8734548B2 (en) 2008-12-30 2014-05-27 Greatpoint Energy, Inc. Processes for preparing a catalyzed coal particulate
US10464872B1 (en) 2018-07-31 2019-11-05 Greatpoint Energy, Inc. Catalytic gasification to produce methanol
US10344231B1 (en) 2018-10-26 2019-07-09 Greatpoint Energy, Inc. Hydromethanation of a carbonaceous feedstock with improved carbon utilization
US10435637B1 (en) 2018-12-18 2019-10-08 Greatpoint Energy, Inc. Hydromethanation of a carbonaceous feedstock with improved carbon utilization and power generation
US10618818B1 (en) 2019-03-22 2020-04-14 Sure Champion Investment Limited Catalytic gasification to produce ammonia and urea
US11872549B2 (en) 2020-10-16 2024-01-16 Dalian Institute Of Chemical Physics, Chinese Academy Of Sciences Fluidized bed reactor, device, and use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
FI963404A0 (fi) 1996-08-30
CN1206356A (zh) 1999-01-27
EP0888174B1 (en) 2001-10-24
DE69707654T2 (de) 2002-08-01
CA2235491A1 (en) 1998-03-05
DE69707654D1 (de) 2001-11-29
WO1998008600A1 (en) 1998-03-05
CA2235491C (en) 2006-08-15
KR19990067208A (ko) 1999-08-16
ATE207384T1 (de) 2001-11-15
FI101156B (fi) 1998-04-30
US6045688A (en) 2000-04-04
AU4017897A (en) 1998-03-19
FI963404A (fi) 1998-03-01
AU732603B2 (en) 2001-04-26
EP0888174A1 (en) 1999-01-07
CN1094782C (zh) 2002-11-27
PT888174E (pt) 2002-04-29
ES2162323T3 (es) 2001-12-16
EA199800415A1 (ru) 1998-12-24
JPH11514700A (ja) 1999-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA000819B1 (ru) Способ конверсии углеводородов и реактор для его осуществления
US8299314B2 (en) Method and system for regenerating catalyst from a plurality of hydrocarbon conversion apparatuses
RU2561985C2 (ru) Реактор с псевдоожиженным слоем и способ для получения олефинов из оксигенатов
US2902432A (en) Catalytic conversion of hydrocarbons
US4057397A (en) System for regenerating fluidizable catalyst particles
US7273543B2 (en) Process and apparatus for controlling catalyst temperature in a catalyst stripper
US5589139A (en) Downflow FCC reaction arrangement with upflow regeneration
KR20010072426A (ko) 기체상으로부터 고체를 분리시키기 위한 방법 및 어셈블리
KR100281750B1 (ko) 저분자량 올레핀을 제조하는 방법 및 장치
EA008696B1 (ru) Реактор с несколькими вертикальными трубами и объединенной транспортировкой
US7101516B2 (en) Regenerator
US20070088187A1 (en) Oxygenate conversion catalyst processing
KR20060015596A (ko) 가스 냉각기를 지닌 유동화 베드 반응기
US3841843A (en) Apparatus for fluidized catalytic cracking of hydrocarbons
FI121989B (fi) Stripperi ja strippausmenetelmä regeneroidun katalyytin kuljettaman savukaasun poistamiseksi
US5264645A (en) Process and apparatus for the catalytic conversion of a charge containing an oxygen compound comprising the quenching and simultaneous separation of the products formed and the catalyst
CN101439278B (zh) 反应器冷却器
US3799868A (en) Riser-reactor system providing improved fluidized catalyst contacting
CN111875465B (zh) 一种含氧化合物生产低碳烯烃的方法
RU2764907C9 (ru) Способ получения лёгких олефинов из различных сырьевых потоков
CN111875464B (zh) 一种高效的含氧化合物生产低碳烯烃的方法
EP3939697B1 (en) Alkane catalytic dehydrogenation reaction device comprising an annular catalyst distributor
JP7393114B2 (ja) 流動床反応器、装置及び応用
RU2810794C1 (ru) Реактор с псевдоожиженным слоем, устройство и их применение
US20240017232A1 (en) Coupled fluidized beds reactor-regenerator apparatus for catalytic dehydrogenation of propane

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU