EA001351B1

EA001351B1 - Комплексное облагораживание мазута и жидкофазный каталитический крекинг

Info

Publication number: EA001351B1
Application number: EA200000133A
Authority: EA
Inventors: Виллибальд Серранд; Дэвид Г. Хэммонд; Митчелл Джэкобсон; Джон Ф. Пейджел; Мартин К. Пул
Original assignee: Эксонмобил Рисерч Энд Инджиниринг Компани
Priority date: 1997-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2001-02-26
Also published as: EP1021497B1; EP1021497A4; DE69826503D1; DE69826503T2; CA2294313A1; EA200000133A1; EP1021497A1; US5919352A; JP2001510229A; WO1999003951A1; CN1264415A; AU8395398A

Abstract

Исходное сырье в виде мазута преобразовывают в устройстве (11) термообработки, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами, включающем в себя горизонтальный подвижный кипящий слой псевдоожиженных частиц, а затем подают в реактор (17) жидкофазного каталитического крекинга. Горячие дымовые газы из регенератора (27) жидкофазного каталитического крекинга используют для циркуляции твердых частиц и подачи технологического тепла к устройству термообработки (11).

Description

Настоящее изобретение относится к способу облагораживания мазута, служащего в качестве исходного сырья, в устройстве термообработки, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами, которое включает в себя горизонтальный подвижный кипящий слой из псевдоожиженных горячих частиц, и подаваемого затем в установку процесса жидкофазного каталитического крекинга. Горячие дымовые газы из установки жидкофазного каталитического крекинга используют для обеспечения циркуляции твердых частиц и подвода технологического тепла к устройству термообработки.

Предпосылки создания изобретения

Несмотря на то, что нефтеперерабатывающие заводы выпускают множество типов продуктов, наиболее нужными из них является топливо для транспорта: бензины, дизельное топливо, и топливо для реактивных двигателей, а также светлые нефтепродукты коммунальнобытового назначения, все из которых являются продуктами с большим объемом производства и высокой стоимостью. Хотя светлые нефтепродукты коммунально-бытового назначения не являются топливом для транспорта, их углеводородные компоненты взаимозаменяемы с дизельным топливом и топливом для реактивных двигателей, которые отличаются, главным образом, имеющимися в них присадками. Таким образом, главной задачей нефтеперерабатывающих заводов является преобразование каждого барреля сырой нефти в наибольшее количество топлива для транспорта, насколько это является экономически целесообразным. Предполагают, что качество сырой нефти медленно ухудшается при увеличении степени содержания серы и металлов и при увеличении плотности. Большая плотность означает, что при температуре более 560°С будет вскипать большее количество сырой нефти и, таким образом, она будет иметь более высокие уровни содержания углеродистых компонентов Конрадсона (Соитабкои) и/или компонентов металлов. Это вещество с высокой температурой кипения, или мазут, исторически использовалось в качестве тяжелого котельного топлива, но потребность в таких видах тяжелого котельного топлива уменьшилась из-за более строгих требований к охране окружающей среды. Это привело к тому, что для нефтеперерабатывающих заводов все большее значение имеет полная переработка всего барреля сырой нефти в более ценные нефтепродукты с более низкой температурой кипения.

Наиболее важной и широко используемой технологией нефтеперегонки для переработки высоковязкого масла в более ценные бензин и легкие нефтепродукты является жидкофазный каталитический крекинг, ЖКК (РСС). При ЖКК осуществляют превращение тяжелого сырья, главным образом газойля, в более легкие продукты путем каталитического крекинга больших молекул на меньшие молекулы. Катализаторы ЖКК, имеющие консистенцию в виде порошка, циркулируют между реактором крекинга и регенератором катализатора. Углеводородное исходное сырье входит в контакт с горячим восстановленным катализатором в реакторе крекинга, где его испаряют и крекируют при температуре от, приблизительно, 420°С до, приблизительно, 590°С. Реакция крекинга вызывает осаждение горючих углеродистых углеводородов или кокса на частицах катализатора, что приводит к дезактивации катализатора. Продукты крекинга отделяют от закоксованного катализатора. Обычно закоксованный катализатор освобождают от легкоиспаряющихся компонентов в зоне десорбции при помощи пара. Затем десорбированный катализатор подают в регенератор, где осуществляют его восстановление посредством сжигания кокса на катализаторе кислородосодержащим газом, в предпочтительном варианте - воздухом. При регенерации катализатор нагревают до относительно высокой температуры и повторно возвращают в реактор, где он входит в контакт с новым исходным сырьем и крекирует его. Образующийся при сжигании кокса в регенераторе дымовой газ, содержащий СО, может быть подвергнут обработке для удаления макрочастиц и для переработки угарного газа, после чего дымовой газ обычно выпускают в атмосферу.

Типичным исходным сырьем для жидкофазного каталитического крекинга являются газойли, имеющие диапазон температур кипения от, приблизительно, 315°С до, приблизительно, 560°С. Исходное сырье, имеющее температуру кипения, превышающую, приблизительно, 560°С, обычно представляющее собой вакуумные или атмосферные мазуты, обычно имеет высокое содержание углеродистых остатков Конрадсона и соединений таких металлов, как никель и ванадий, содержание которых является нежелательным в исходном сырье для ЖКК. Существует возрастающая необходимость использования подобного тяжелого сырья в больших количествах в качестве дополнительного сырья для установок ЖКК. Однако против этой необходимости выступают два главных фактора, а именно, углеродистые остатки Конрадсона и содержание металлов в мазуте. Поскольку в загружаемом в установки ЖКК сырье увеличено содержание углеродистых остатков Конрадсона и содержание металлов, то это оказывает неблагоприятное воздействие на производительность и эффективность установок ЖКК. Высокое содержание углеродистых остатков Конрадсона в исходном сырье для ЖКК приводит к увеличению той части ис ходного сырья, которая превращается в отложения кокса на поверхности катализаторов ЖКК. При нарастании кокса на катализаторе активная поверхность катализатора становится неактивной для осуществления требуемой активности. Это дополнительное нарастание кокса также вызывает проблемы при операции регенерации, когда осуществляют сжигание кокса, так как сжигание дополнительного кокса может вызвать рост температуры в регенераторе до величин, при которых катализатор может быть поврежден.

Таким образом, поскольку содержание углеродистых остатков Конрадсона в исходном сырье увеличено, то производительность сжигания кокса становится узким местом, что приводит к сокращению скорости загрузки исходного сырья в установку ЖКК. Кроме того, часть исходного сырья была бы неизбежно направлена на получение нежелательных, менее ценных продуктов реакции.

К тому же, металлы типа никеля и ванадия, содержащиеся в исходном сырье для ЖКК, стремятся катализировать выработку кокса и водорода. Эти металлы также имеют тенденцию осаждаться и накапливаться на катализаторе при крекинге содержащих их молекул. Это дополнительно увеличивает коксообразование и возникновение сопутствующих проблем. Чрезмерная выработка водорода также приводит к появлению узкого места при переработке более легких фракций продуктов крекинга посредством устройства фракционирования для отделения ценных компонентов, прежде всего, пропана, бутана и олефинов с подобным количеством углерода. Водород, который не может быть сконденсирован в газофракционирующей установке, будучи газом, занимает объем в агрегате из последовательных элементов сжатия и фракционирования, и имеет тенденцию перегружать систему при его выработке в чрезмерных количествах катализаторами с высоким содержанием металлов. Это требует сокращения скорости загрузки для поддержания работоспособности установок ЖКК и их вспомогательного оборудования.

Эти проблемы давно известны в данной области техники. Были предложены различные способы уменьшения содержания углеродистых остатков Конрадсона и металлосодержащих компонентов в исходном сырье, например, в мазуте, до их подачи в установку для процесса ЖКК. Например, для переработки компонентов мазута, имеющих высокое содержание углеродистых остатков Конрадсона и металлов, в кокс и в газообразную фракцию, включающую в себя более ценные продукты с низкой температурой кипения, используют процесс коксования. В промышленной практике наиболее часто применяют два типа коксования: коксование с задержкой и коксование в кипящем слое. При коксовании с задержкой осуществляют нагрева ние мазута в печи и подачу его в большие барабаны, температуру которых поддерживают в диапазоне от приблизительно 415 до 450°С. При длительном пребывании в барабане при таких температурах мазут превращается в кокс. Из верхней части удаляют жидкие продукты реакции, извлекая «бензин коксования», «газойль коксования» и газ. Типовые установки для процесса коксования в кипящем слое обычно включают в себя реактор коксования и печь. Нефтяное исходное сырье подают в реактор коксования, содержащий кипящий слой горячих, мелких, инертных частиц (кокс), и осуществляют его равномерное распределение по поверхности частиц, где происходит его крекинг на пары и кокс. Пары пропускают через циклон, который удаляет большинство захваченных частиц. Затем пары выпускают в зону газоочистки, где удаляют оставшиеся частицы кокса, и производят охлаждение продуктов для конденсации высоковязких жидкостей. Шламовую фракцию, которая обычно содержит от приблизительно 1 до приблизительно 3 вес.% частиц кокса, подают обратно в зону коксования до тех пор, пока процесс не будет завершен.

Несмотря на то, что на нефтеперерабатывающих заводах может быть осуществлено облагораживание мазута, удовлетворяющее критериям его использования в качестве сырья для ЖКК, в данной области техники все еще остается существенная потребность создания более эффективных и рентабельных способов реализации такого преобразования. Также существует необходимость увеличения количества жидких продуктов реакции и уменьшения количества газа, и/или кокса, вырабатываемых при облагораживании такого исходного сырья.

Сущность изобретения

Согласно настоящему изобретению предложен двухступенчатый способ превращения исходного сырья, представляющего собой мазут, в продукты с более низкой температурой кипения, в котором первой ступенью является ступень облагораживания, где осуществляют понижение содержания углерода Конрадсона и содержания металлов в исходном мазутном сырье, а второй ступенью является ступень каталитического крекинга, содержащая реактор и регенератор катализатора, в котором облагораживание осуществляют в устройстве термообработки, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами, включающем в себя . Зону нагрева, в которой твердые частицы, содержащие углеродистые отложения, получают из зоны десорбции и нагревают в присутствии окислительного газа;

2. Зону реакции, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами, содержащую горизонтальный подвижный кипящий слой из псевдоожиженных горячих твердых частиц, рециркуляцию которых осуществляют из зоны нагрева, причем зона реакции имеет рабочую температуру от приблизительно 450°С до приблизительно 650°С и ее функционирование осуществляют при таких условиях, что время пребывания в ней твердых частиц составляет от, приблизительно 5 до приблизительно 60 с, а продолжительность обработки парами равна менее приблизительно 2 с; и

3. Зону десорбции, через которую пропускают твердые частицы из зоны реакции, имеющие на своей поверхности углеродистые отложения, и в которой осуществляют дополнительную десорбцию углеводородов и легкоиспаряющихся компонентов с более низкой температурой кипения десорбирующим газом.

Способ включает в себя следующие операции:

а) исходное мазутное сырье подают в жидком виде в зону реакции, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами, в которой оно контактирует с псевдоожиженными горячими твердыми частицами, что обуславливает осаждение на них компонентов с высоким содержанием углерода Конрадсона и металлосодержащих компонентов и создание потока выпаренного продукта;

б) поток выпаренного продукта отделяют от псевдоожиженных твердых частиц;

в) указанный поток выпаренного продукта подают в реактор жидкофазного каталитического крекинга, где осуществляют их каталитическое химическое превращение в продукты с более низкой температурой кипения;

г) твердые частицы подают в указанную зону десорбции, где они контактируют с десорбирующим газом и посредством этого из них удаляют легкоиспаряющиеся компоненты;

д) десорбированные твердые частицы вместе с дымовым газом, содержащим СО, из регенератора крекинг-установки с псевдоожиженным катализатором подают в зону нагрева, где их нагревают до температуры, обеспечивающей поддержание требуемого количества тепла в зоне реакции, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами; и

е) осуществляют рециркуляцию горячих твердых частиц из зоны нагрева в зону реакции, где они контактируют с новым исходным сырьем.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения поток выпаренного продукта из устройства термообработки, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами, резко охлаждают до температуры, ниже которой происходит значительный термический крекинг.

Краткое описание чертежа

Единственный приведенный чертеж изобретения представляет собой диаграмму потоков в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Исходное мазутное сырье, облагораживание которого осуществляют в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой фракции нефти, являющиеся жидкостью при условиях данного процесса, и которые имеют средние значения температуры кипения превышающие приблизительно 480°С, в предпочтительном варианте - превышающие приблизительно 540°С, а в наиболее предпочтительном варианте - превышающие приблизительно 560°С. Не несущие ограничений примеры таких фракций включают в себя вакуумные мазуты, атмосферные мазуты, тяжелую и сырую отбензиненную нефть, битумный пек, гудрон, битум, нефть из гудронного песка, сланцевое масло и остатки от сжижения угля. Предпочтительными являются мазуты, полученные в вакууме, атмосферный мазут, тяжелая и отбензиненная сырая нефть. Понятно, что такие мазуты могут также содержать незначительное количество вещества с более низкой температурой кипения. Эти виды исходного сырья нельзя подавать в установку ЖКК в значительных количествах, так как обычно они имеют высокое содержание углерода Конрадсона и содержат нежелательное количество металлосодержащих компонентов. Отложение остатков углерода Конрадсона на крекирующем катализаторе ЖКК вызывает его чрезмерную дезактивацию. Металлы типа никеля и ванадия также дезактивируют катализатор, действуя как вещества, отравляющие катализатор. Такое сырье обычно имеет содержание углерода Конрадсона, равное, по меньшей мере, 5 вес.%, а в общем случае оно приблизительно составляет от 5 до 50 вес.%. Что касается шлама углерода Конрадсона, то см. «Результаты проб Американского общества специалистов по испытаниям и материалам» (Л8ТМ Тев!) Ό 189165.

Облагораживание исходного мазутного сырья в соответствии с настоящим изобретением производят в устройстве термообработки, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами, имеющем выборочную длительность обработки, которое включает в себя зону нагрева, зону реакции, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами в кипящем слое, и зону десорбции. Здесь приводится ссылка на единственный сопровождающий чертеж, на котором исходное сырье в виде мазута, имеющего высокое содержание углерода Конрадсона и/или компонентов металлов, подают по трубопроводу 1 0 в зону 11 реакции, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами, в кипящем слое, которая содержит горизонтальный подвижный кипящий слой из псевдоожиженных горячих твердых частиц. Предпочтительным является тот вариант, когда псевдоожижение частиц в реакторе кратковременного контакта с парами осуществляют при помощи механического средства. Псевдоожижение частиц производят с использованием псевдоожижающего газа, например пара, механического средства и паров, что приводит к испарению фракции из исходного сырья. Предпочтительным является тот вариант, когда механическое средство представляет собой механическую систему смешивания, отличающуюся наличием относительно высокой эффективности смешивания и имеющую лишь незначительную величину осевого возвратного смешивания. Такая система смешивания действует подобно системе с поршневым режимом, имеющей структуру потока, которая обеспечивает практически равное время пребывания для всех частиц. Наиболее предпочтительным вариантом механического смесителя является смеситель, упоминаемый фирмой Лурджи АГ (Ьигд1 АС), Германия, как БВ-смеситель или ЬВ-установка для коксования с мгновенным испарением, который был изначально разработан для переработки нефтяного сланца, угля и гудронного песка. ЬВ-смеситель состоит из двух горизонтально направленных вращающихся шнеков, которые способствуют псевдоожижению частиц. Хотя предпочтительным является тот вариант, в котором твердые частицы представляют собой частицы кокса, но они могут состоять и из любого другого пригодного жаростойкого сыпучего вещества. Не несущими ограничений примерами таких других пригодных жаропрочных веществ являются те, которые включают в себя вещества, выбранные из группы, состоящей из кремнезема, глинозема, двуокиси циркония, окиси магния или муллита, искусственно изготовленных или встречающихся в природе веществ как, например, пемзы, глины, кизельгура, диатомовой земли, бокситов и т.п. В предпочтительном варианте осуществления твердые частицы, по существу, инертны, так что, в отличие от каталитического процесса, мгновенный процесс является, по существу, тепловым процессом. То есть при этом процессе не производят преднамеренного добавления каких-либо катализаторов, хотя под объем настоящего изобретения подпадает и то, что твердые частицы могут иметь некоторые ограниченные каталитические свойства вследствие наличия металлов, которые естественным образом могут присутствовать в исходном сырье. Твердые частицы имеют средний размер частиц от приблизительно 40 до 2000 микрон, а в предпочтительном варианте - приблизительно от 50 до 800 микрон.

Когда исходное сырье контактирует с псевдоожиженными горячими твердыми частицами, которые в предпочтительном варианте находятся при температуре приблизительно от 550 до 760°С, а в наиболее предпочтительном варианте - от приблизительно 600 до 700°С, то значительная часть компонентов с высоким содержанием углерода Конрадсона и металлов осаждается на горячих твердых частицах в виде частей, содержащих углерод с высоким молекулярным весом и металлы. Остальная часть ис парится при контакте с горячими твердыми частицами. Время пребывания парообразных продуктов в зоне реакции 11 равно такому эффективному промежутку времени, в течение которого не возникает существенный вторичный крекинг. Этот промежуток времени обычно составляет менее приблизительно 2 с, в предпочтительном варианте - менее приблизительно 1 с, а в наиболее предпочтительном варианте - менее приблизительно 0,5 с. Время пребывания твердых частиц в зоне реакции равно приблизительно от 5 до 60 с, а в предпочтительном варианте равно приблизительно от 10 до 30 с. Одной из новых отличительных особенностей настоящего изобретения является то, что осуществляют независимое управление временем пребывания твердых частиц и временем пребывания парообразных продуктов в зоне реакции. Большинство процессов в кипящем слое рассчитывают таким образом, что не представляется возможным осуществить независимое управление временем пребывания твердых частиц и временем пребывания паров, особенно при относительно коротком времени пребывания паров. Предпочтительным является тот случай, когда функционирование устройства термообработки, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами, осуществляют таким образом, чтобы соотношение твердых частиц и сырья составляло приблизительно от 1 0 до 1 , а в предпочтительном варианте - приблизительно от 5 до 1 . Необходимо понимать, что точное соотношение твердых частиц и сырья будет, главным образом, зависеть от требований теплового равновесия для зоны реакции, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами. Установление связи соотношения нефти и твердых частиц с требованиями теплового равновесия находится в пределах квалификации обычных специалистов в данной области техники, и поэтому не будет рассмотрено здесь более подробно. Незначительное количество исходного сырья оседает на твердых частицах в виде горючего углеродистого вещества. Металлосодержащие компоненты также оседают на твердых частицах. Следовательно, испаряемая часть и в углероде Конрадсона, и в металлах будет существенно меньшей, по сравнению с исходным подаваемым сырьем.

Выпаренную часть подают через трубопровод 12 в циклон 13, где производят удаление большинства захваченных твердых частиц или пыли. Первым вариантом является пропускание обеспыленного потока через трубопроводы 1 4а и 1 4 непосредственно к вертикальной подающей трубе 15 реактора 17 ЖКК. Другим вариантом является подача обеспыленных паров из верхней части в охлаждающую колонну 13 а, где температуру паров уменьшают до величины, ниже которой происходит существенный термический крекинг. В предпочтительном варианте эта температура ниже приблизительно 450°С, а в наиболее предпочтительном варианте - ниже приблизительно 340°С. Затем охлажденный поток может быть подан через трубопроводы 14б и 14 в вертикальную подающую трубу 15 реактора 17 ЖКК. Собранный из верхней части охлаждающей колонны 13а поток подают через трубопроводы 56 и 57 в ректификационную колонну 58 ЖКК. Твердые частицы, имеющие на своей поверхности осажденное углеродистое вещество, подают из зоны 11 реакции через трубопровод 16 в десорбер 19, который имеет зону 21 десорбции, где все оставшиеся летучие компоненты или испаряющееся вещество отделяют от твердых частиц с использованием десорбирующего газа, в предпочтительном варианте - пара, подаваемого в десорбер по трубопроводу 18. После десорбционной обработки парообразные продукты подают по трубопроводу 12а в циклон 13. Твердые частицы, прошедшие десорбционную обработку, подают через трубопровод 20 в печь 23, которая содержит зону 25 нагрева. Функционирование зоны нагрева осуществляют в среде окислительного газа, в предпочтительном варианте - воздуха, при эффективной температуре. То есть, при температуре, которая обеспечивает необходимое количество тепла в зоне реакции. Рабочая температура в зоне нагрева обычно превышает рабочую температуру в зоне 11 реакции на величину от приблизительно 40 до 200°С, в предпочтительном варианте - от приблизительно 65 до 175°С, а в наиболее предпочтительном варианте - от приблизительно 65 до 120°С. Понятно, что в нагреватель может быть осуществлена подача предварительно нагретого воздуха. Нагреватель обычно работает при давлении в диапазоне от приблизительно 0 до 150 фунтов на квадратный дюйм (рДд). а в предпочтительном варианте - при давлении в приблизительно 1545 фунтов на квадратный дюйм. Несмотря на то, что в зоне нагрева с твердых частиц выжигают некоторое количество углеродистых остатков, предпочтительным является тот вариант, когда имеет место лишь неполное сгорание, при котором твердые частицы после пропускания через нагреватель имели бы ценность как топливо. Избыточные твердые частицы могут быть удалены из технологической установки через трубопровод 59, выходящий из десорбера 19. Дымовой газ из печи 23 обжига удаляют через трубопровод 22. Дымовой газ пропускают через систему циклона 22а для удаления большинства мелких твердых частиц. Обеспыленный дымовой газ дополнительно охлаждают в системе регенерации отходящего тепла (не показана), промывают для удаления загрязняющих примесей и макрочастиц и подают в бойлер 60 для угарного газа. Затем осуществляют рециркуляцию горячих инертных твердых частиц в горячую зону 11 через трубопровод 24.

Установка ЖКК может представлять собой любую обычную установку для процесса ЖКК, а ее конкретная конфигурация не является определяющей для настоящего изобретения. Для пояснения на приведенном здесь чертеже изображена упрощенная установка для процесса ЖКК. На этом чертеже установка для процесса ЖКК включает в себя реактор 1 7, расположенный сверху десорбера 29, дно которого соединено трубопроводом 26 с поднимающейся вверх вертикальной подающей трубой 28, верхняя часть которой находится внутри регенератора 27 катализатора на уровне выше его конического основания. Регенератор содержит псевдоожиженные частицы катализатора крекинга в кипящем слое 30, который продолжается до верхнего уровня 32. Катализатор, который стремится подняться выше уровня 32, перетекает в область 34 переточной трубы 36, которая одним концом соединена с трубопроводом 38. При осуществлении настоящего изобретения может быть использован любой обычный катализатор жидкофазного каталитического крекинга. Такие катализаторы включают в себя цеолит в аморфном неорганическом связующем материале. Катализаторы ЖКК хорошо известны в данной области техники и нет необходимости рассматривать их здесь дополнительно. Другой конец трубопровода 38 соединен с вертикальной подающей трубой 15, которая проходит, по существу, вертикально и в общем случае проходит вверх до концевого устройства 46 на ее верхнем конце, определяющего верхнюю границу подающей трубы. Каждый из трубопроводов 26 и 38 имеет соответствующие задвижки 40 и 42 для аварийного и эксплуатационного перекрытия трубопроводов.

В общих чертах, функционирование установки процесса ЖКК осуществляют следующим образом: углеводородное сырье, обычно состоящее из (или содержащее) фракции, имеющие температуру кипения в диапазоне температур кипения газойля или выше, подают из сырьевого трубопровода 44 в нижнюю часть вертикальной подающей трубы 15. Газойли включают в себя как легкий, так и тяжелый газойль, и обычно имеют температуру кипения приблизительно от 340 до 560°С. Горячие регенерированные частицы катализатора, проходящие вверх по вертикальной подающей трубе 15, смешиваются с введенным сырьем и нагревают его в вертикальной подающей трубе на уровне введения сырья и даже выше, вызывая выборочное каталитическое превращение сырья в продукты крекинга, которые включают в себя парофазные продукты крекинга, а также углеродистые и смолистые горючие продукты крекинга, которые осаждаются на частицах катализатора и в их порах. Сырье обычно распыляют до состояния диспергированных жидких капель посредством пара, который подают в форсунки подачи сырья (не показаны) из паровой магистрали (не показана). Смесь частиц катализатора и парофазных продуктов вводят в реактор 1 7 из вертикальной подающей трубы 15 через горизонтальные отверстия (не показаны) в концевом устройстве 46, которое способствует отделению твердых частиц от паров в реакторе. Пары вместе с захваченными твердыми частицами катализатора пропускают в систему циклонного разделения (не показана), в которой удаляют большинство захваченных твердых частиц и возвращают их в слой катализатора. Пары, извлеченные из твердых частиц, отбирают из верхней части через трубопровод 48 и подают в ректификационной колонну 58 крекингустановки ЖКК.

Частицы катализатора из вертикальной подающей трубы 1 5 вместе с отделенными твердыми частицами из системы циклона проходят вниз в верхнюю часть десорбера 29, в котором они соприкасаются с поднимающимся вверх паром, который подают из трубопровода 50, расположенного возле его основания. Пар удаляет с частиц окклюдированные удаляемые углеводороды, а их отвод вместе с десорбирующим паром и продуктами крекинга осуществляют через трубопровод 48 для продуктов реакции. Десорбированные частицы катализатора, на которых имеются сгораемые отложения, подают из конического основания десорбера 29 через трубопровод 26 и вертикальную подающую трубу 28 обратно в слой 30 частиц катализатора, содержащихся в регенераторе 27. Псевдоожижение частиц катализатора в слое 30 осуществляют воздухом, который вводят в основание регенератора через трубопровод 54. Воздух посредством окисления удаляет углеродистые отложения с частиц, а теплота реакции (например, сгорания и/или неполного сгорания) повышает температуру частиц в слое до температур, соответствующих крекингу углеводородов сырья. Горячий восстановленный катализатор перетекает в верхнюю область 34 переточной трубы 36 и проходит в трубопровод 38 для контакта в вертикальной подающей трубе 15с еще одной частью сырья, подаваемого из трубопровода 44. Отработанный воздух идет вверх с верхнего уровня 32 слоя 30 в регенераторе 27 и поступает в систему циклона (не показана) для отделения захваченных твердых частиц. Часть горячего отходящего газа из регенератора подают в бойлер 60 для угарного газа через трубопровод 52. Другую его часть подают обратно через трубопровод 62 для того, чтобы он способствовал транспортировке по трубопроводу 20 десорбированных твердых частиц, которые подают в печь 23. Горячий отходящий газ из регенератора, содержащий СО, который имеет температуру от приблизительно 650 до 750°С, также осуществляет нагрев печи 23. Затем отходящий газ из регенератора, содержащий СО, можно, во-первых, сжигать в зоне сжигания 64 до температуры приблизительно 1 200°С для подачи еще большего количества технологического тепла для процесса. Следовательно, сту пень термообработки и ступень жидкофазного каталитического крекинга объединены посредством использования этого содержащего СО отходящего газа регенератора для содействия циркуляции твердых частиц и подачи технологического тепла в ступень термообработки.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 . Двухступенчатый способ превращения исходного мазутного сырья в продукты, имеющие более низкую температуру кипения, в котором первой ступенью является ступень облагораживания, в которой осуществляют понижение содержания углерода Конрадсона и содержания металлов в исходном мазутном сырье, а второй ступенью является ступень каталитического крекинга, содержащая реактор и регенератор катализатора, в котором:

облагораживание производят в устройстве термообработки, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами, содержащем:

(I) зону нагрева, в которой твердые частицы, содержащие углеродистые отложения, получают из зоны десорбции и нагревают в присутствии окислительного газа;

(II) зону реакции, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами, содержащую горизонтальный подвижный кипящий слой из псевдоожиженных горячих твердых частиц, рециркуляцию которых осуществляют из зоны нагрева, причем зона реакции имеет рабочую температуру от приблизительно 450°С до приблизительно 650°С и ее функционирование осуществляют при таких условиях, что время пребывания в ней твердых частиц составляет от приблизительно 5 до приблизительно 60 с, а продолжительность обработки парами равна менее приблизительно 2 с; и (III) зону десорбции, через которую пропускают твердые частицы из зоны реакции, имеющие на своей поверхности углеродистые отложения, и в которой осуществляют дополнительную десорбцию углеводородов и легкоиспаряющихся компонентов с более низкой температурой кипения десорбирующим газом;

способ включает в себя следующие операции:

(а) исходное мазутное сырье подают в жидком виде в зону реакции, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами, в которой оно соприкасается с псевдоожиженными горячими твердыми частицами, что обусловливает осаждение на них компонентов с высоким содержанием углерода Конрадсона и металлосодержащих компонентов и создание потока выпаренного продукта;

(б) поток выпаренного продукта отделяют от псевдоожиженных твердых частиц;

(в) указанный поток выпаренного продукта подают в реактор жидкофазного каталитического крекинга, где осуществляют их каталитиче ское химическое превращение в продукты с более низкой температурой кипения;

(г) твердые частицы подают в указанную зону десорбции, где они контактируют с десорбирующим газом и посредством этого из них удаляют легкоиспаряющиеся компоненты;

(д) десорбированные твердые частицы вместе с дымовым газом, содержащим СО, из регенератора крекинг-установки с псевдоожиженным катализатором подают в зону нагрева, где их нагревают до температуры, обеспечивающей поддержание требуемого количества тепла в зоне реакции, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами; и (е) осуществляют рециркуляцию горячих твердых частиц из зоны нагрева в зону реакции, где они контактируют с новым исходным сырьем.
2. Способ по п.1, в котором дымовой газ, содержащий СО, из регенератора крекинг установки с псевдоожиженным катализатором перед его подачей в указанную зону нагрева сжигают для увеличения его температуры.
3. Способ по п.1, в котором перед подачей в установку процесса жидкофазного каталити резко охлаждают до температуры, ниже которой происходит значительный термический крекинг.
4. Способ по п.1, в котором время пребывания в зоне реакции, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами, составляет менее приблизительно 1 с.
5. Способ по п.1, в котором исходное мазутное сырье выбирают из группы, состоящей из вакуумных мазутов, атмосферных мазутов, тяжелой и сырой отбензиненной нефти.
6. Способ по п.5, в котором исходным мазутным сырьем является вакуумный мазут.
7. Способ по п.3, в котором время пребывания твердых частиц в зоне реакции, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами, составляет от приблизительно 10 до 30 с.
8. Способ по п.1, в котором псевдоожижение частиц в зоне реакции, осуществляемой путем кратковременного контакта с парами, про изводят при помощи механического средства.
9. Способ по п.8, в котором механическое средство включает в себя набор горизонтально расположенных шнеков внутри реактора.

ческого крекинга поток выпаренного продукта