EA045944B1 - CATALYST FOR CATALYTIC CRACKING OF NATHOLOGY, CATALYTIC CRACKING METHOD AND CRACKING UNIT - Google Patents
CATALYST FOR CATALYTIC CRACKING OF NATHOLOGY, CATALYTIC CRACKING METHOD AND CRACKING UNIT Download PDFInfo
- Publication number
- EA045944B1 EA045944B1 EA202100169 EA045944B1 EA 045944 B1 EA045944 B1 EA 045944B1 EA 202100169 EA202100169 EA 202100169 EA 045944 B1 EA045944 B1 EA 045944B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- outlet
- reactor
- catalyst
- separation column
- recuperator
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 137
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 46
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 title claims description 35
- 238000005336 cracking Methods 0.000 title claims description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 141
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 28
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 13
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 11
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 11
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical class [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000010257 thawing Methods 0.000 claims description 7
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 6
- 239000001273 butane Substances 0.000 claims description 5
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 53
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 53
- 239000000047 product Substances 0.000 description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 21
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 13
- 238000004230 steam cracking Methods 0.000 description 12
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 10
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 10
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 6
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 carbon olefins Chemical class 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical compound CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001924 cycloalkanes Chemical class 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 241001120493 Arene Species 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M aluminum;oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Al+3] VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-ARJAWSKDSA-N cis-but-2-ene Chemical compound C\C=C/C IAQRGUVFOMOMEM-ARJAWSKDSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000011044 inertial separation Methods 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N iron(2+);dinitrate Chemical compound [Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-ONEGZZNKSA-N trans-but-2-ene Chemical compound C\C=C\C IAQRGUVFOMOMEM-ONEGZZNKSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Description
Область техники изобретенияTechnical field of the invention
Настоящее изобретение относится к области нефтехимической промышленности, а конкретно - к способу и установке каталитического крекинга алканов.The present invention relates to the field of petrochemical industry, and specifically to a method and installation for catalytic cracking of alkanes.
Уровень техники изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Паровой крекинг углеводородов всегда представлял собой основную технологию получения низкоуглеродистых олефинов, таких как этилен и пропилен. К материалам для парового крекинга преимущественно относятся этан, пропан, бутан, лигроин прямой перегонки и прочие легкие углеводороды. Теоретически, в качестве материалов для парового крекинга также могут использоваться тяжелые углеводороды, за исключением арена, но при паровом крекинге тяжелых углеводородов коксование крекинг-печи будет более значительным. В дополнение к этому, концентрация олефинов в материалах для парового крекинга должна быть строго ограничена. Высокая концентрация олефинов также может ускорить коксование труб крекинг-печи. Объем водяного пара, используемого при паровом крекинге, относительно велик, и массовое соотношение пара/углеводородов в целом составляет около 0,5. Кроме того, температура реакции при паровом крекинге относительно высока - в целом, от 800°С и выше. Высокая температура и большой объем водяного пара приводят к высокому энергопотреблению при реакции.Steam cracking of hydrocarbons has always been a major technology for the production of low-carbon olefins such as ethylene and propylene. Materials for steam cracking primarily include ethane, propane, butane, straight naphtha and other light hydrocarbons. Theoretically, heavy hydrocarbons other than arenes can also be used as steam cracking materials, but when steam cracking heavy hydrocarbons, the coking of the cracking furnace will be more significant. In addition, the concentration of olefins in steam cracking materials must be strictly limited. High concentrations of olefins can also accelerate the coking of cracker tubes. The volume of steam used in steam cracking is relatively large, and the steam/hydrocarbon mass ratio is generally around 0.5. In addition, the reaction temperature during steam cracking is relatively high - generally 800°C and above. High temperature and large volume of water vapor lead to high energy consumption during the reaction.
Паровой крекинг представляет собой тепловую реакцию. В течение множества лет исследователи надеялись снизить температуру реакции и объем водяного пара за счет каталитических реакций. Согласно общедоступным отчетам в литературных источниках, исследователями предлагалось множество решений, связанных и с катализаторами, и реакторами, например, способ комбинирования парового и каталитического крекинга или внесение изменений в способ каталитического крекинга.Steam cracking is a thermal reaction. For many years, researchers have hoped to reduce the reaction temperature and the volume of water vapor through catalytic reactions. According to publicly available reports in the literature, researchers have proposed many solutions related to both catalysts and reactors, such as combining steam and catalytic cracking or making changes to the catalytic cracking method.
Цель настоящего изобретения заключается в расширении способов осуществления реакции каталитического крекинга алканов.The purpose of the present invention is to expand methods for carrying out the catalytic cracking reaction of alkanes.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Согласно одному аспекту первая задача настоящего изобретения заключается в предложении катализатора для каталитического крекинга лигроина с высоким каталитическим действием.According to one aspect, the first object of the present invention is to provide a naphtha catalytic cracking catalyst with high catalytic performance.
Катализатор для каталитического крекинга лигроина включает в себя алюмосиликат, оксид щелочного металла, оксид щелочноземельного металла, TiO2, оксид железа, оксиды ванадия и никеля.The naphtha catalytic cracking catalyst includes aluminosilicate, alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, TiO2, iron oxide, vanadium and nickel oxides.
Этот катализатор применяется для каталитического крекинга алканов, а в частности - для осуществления реакции каталитического крекинга лигроина, а также он обладает каталитическим действием.This catalyst is used for the catalytic cracking of alkanes, and in particular for the catalytic cracking reaction of naphtha, and it also has a catalytic effect.
Согласно другому аспекту вторая задача настоящего изобретения заключается в предложении способа каталитического крекинга лигроина. Согласно этому способу температура реакции каталитического крекинга значительно ниже таковой при использовании стандартного способа парового крекинга.According to another aspect, a second object of the present invention is to provide a method for the catalytic cracking of naphtha. According to this method, the catalytic cracking reaction temperature is significantly lower than that using the standard steam cracking method.
Этот способ каталитического крекинга лигроина включает в себя следующий этап:This naphtha catalytic cracking method includes the following step:
лигроин подвергается реакции каталитического крекинга под действием вышеприведенного катализатора.naphtha undergoes a catalytic cracking reaction under the action of the above catalyst.
В сопоставлении со стандартным способом крекинга температура при каталитическом крекинге лигроина в вышеуказанных условиях может быть понижена примерно на 100°С.Compared to the standard cracking method, the temperature during catalytic cracking of naphtha under the above conditions can be lowered by approximately 100°C.
Третья задача настоящего изобретения заключается в предложении способа каталитического крекинга лигроина, позволяющего снизить или предотвратить коксование в реакторном блоке.The third object of the present invention is to provide a method for the catalytic cracking of naphtha to reduce or prevent coking in the reactor unit.
Этот способ каталитического крекинга лигроина включает в себя следующие этапы:This method of naphtha catalytic cracking includes the following steps:
S1: катализатор поступает в предлифтовую трубу через наклонную трубу рекуператора и продвигается вверх к плотнофазной секции реактора под действием предлифтовой среды, а в реактор по касательной вверх через форсунку, расположенную в нижней части плотнофазной секции реактора, впрыскивается исходный продукт;S1: the catalyst enters the pre-lift pipe through the inclined pipe of the recuperator and moves upward to the dense-phase section of the reactor under the influence of the pre-lift medium, and the initial product is injected into the reactor tangentially upward through a nozzle located in the lower part of the dense-phase section of the reactor;
через форсунку реактора по касательной относительно поперечной цилиндрической обечайки распыляется исходный продукт под углом 10-90° к вертикали;through the reactor nozzle, tangentially relative to the transverse cylindrical shell, the initial product is sprayed at an angle of 10-90° to the vertical;
S2: попутный газ и катализатор, выходящие из вертикальной трубы, поступают в отвеиватель установки крекинга, попутный газ выходит из отвеивателя для входа в систему сепарации, а катализатор выходит через транспортирующую часть циклона и опускается в блок отпарки отвеивателя;S2: associated gas and catalyst coming out of the vertical pipe enter the cracking unit's stripper, the associated gas exits the stripper to enter the separation system, and the catalyst exits through the transport part of the cyclone and falls into the stripping unit of the stripper;
S3: далее происходит отпарка катализатора, после чего отпаренный катализатор поступает в рекуператор через отводящую наклонную трубу, а затем разогревается в нем; иS3: next, the catalyst is stripped, after which the stripped catalyst enters the recuperator through an outlet inclined pipe, and then is heated in it; And
S4: нагретый катализатор поступает в блок отвеивателя рекуператора, опускается в блок отпарки этого отвеивателя, после чего поступает в бак-дегазатор, где он подвергается дополнительной отпарке, после чего отпаренный катализатор возвращается в реактор по наклонной трубе рекуператора.S4: the heated catalyst enters the recuperator's stripping unit, drops into the stripping unit of this stripper, after which it enters the degasser tank, where it is subjected to additional stripping, after which the stripped catalyst is returned to the reactor through the inclined pipe of the recuperator.
Благодаря компоновке подающей форсунки в реакторе катализатору можно придать вращение для уменьшения застойной зоны в плотнофазной секции, за счет чего снижается или предотвращается коксование в реакторе.Due to the arrangement of the feed nozzle in the reactor, the catalyst can be rotated to reduce the dead zone in the dense phase section, thereby reducing or preventing coking in the reactor.
Четвертая задача настоящего изобретения заключается в предложении устройства для регенерации катализатора. Благодаря высокой эффективности сепарации газов/твердых частиц в отвеивателе устройства для регенерации снижаются потери катализатора.A fourth object of the present invention is to provide a catalyst regeneration apparatus. Due to the high efficiency of gas/solid separation in the regeneration unit's winnower, catalyst losses are reduced.
Устройство для регенерации катализатора по настоящему изобретению включает в себя реакторный блок рекуператора, а также блок отвеивателя рекуператора. Блок отвеивателя рекуператора расположенThe catalyst regeneration device of the present invention includes a recuperator reactor unit as well as a recuperator winnowing unit. The recuperator defrost unit is located
- 1 045944 над реакторным блоком последнего, а выпускное отверстие реакторного блока рекуператора расположено внутри блока отвеивателя; при этом в блоке отвеивателя рекуператора расположены первичный циклон, его вертикальная труба и крышка. Крышка включает в себя верхнюю и нижнюю части, причем верхняя часть крышки имеет форму усеченного конуса, нижнее основание которого представляет собой нижнюю часть этой крышки, находящуюся в цилиндрической конструкции. Площадь проема в самой нижней части крышки превышает таковую для выпускного отверстия реактора. Наружная окружность верхней части основания усеченного конуса соединяется с крайней частью вертикальной трубы первичного циклона или же с конечной частью этого циклона над впускным отверстием.- 1 045944 above the reactor block of the latter, and the outlet of the reactor block of the recuperator is located inside the winnower block; in this case, the primary cyclone, its vertical pipe and cover are located in the recuperator defrost unit. The lid includes an upper and a lower portion, the upper portion of the lid having the shape of a truncated cone, the lower base of which is the lower portion of the lid being contained in a cylindrical structure. The opening area at the very bottom of the lid is larger than that of the reactor outlet. The outer circumference of the upper part of the base of the truncated cone is connected to the extreme part of the vertical pipe of the primary cyclone or to the end part of this cyclone above the inlet.
Согласно другому аспекту устройство для регенерации катализатора по настоящему изобретению включает в себя реакторный блок рекуператора, а также блок отвеивателя рекуператора. Блок отвеивателя рекуператора сообщается с его реакторным блоком, а выпускное отверстие реакторного блока расположено внутри блока отвеивателя рекуператора, причем в этом блоке расположены первая и вторая колонны разделения, и обе находятся над выпускным отверстием реакторного блока. Первая колонна разделения представляет собой составляющую, снижающую скорость потока газа, направленного вверх, который выходит через выпускное отверстие реактора, а вторая колонна включает в себя вторую крышку, площадь которой в поперечном сечении постепенно уменьшается снизу вверх, и на второй крышке имеются проемы как в самой верхней, так и в самой нижней части, причем первая колонна разделения помещается во второй.According to another aspect, the catalyst regeneration apparatus of the present invention includes a recuperator reactor unit as well as a recuperator winnower unit. The recuperator winnower unit communicates with its reactor unit, and the outlet of the reactor unit is located within the recuperator winnower unit, wherein the first and second separation columns are located in this unit, and both are located above the outlet of the reactor unit. The first separation column is a component that reduces the rate of upward gas flow that exits through the reactor outlet, and the second column includes a second cover, the cross-sectional area of which gradually decreases from bottom to top, and the second cover has openings as in the the top and the very bottom, with the first separation column being placed in the second.
В устройстве для регенерации по настоящему изобретению транспортировочная высота надслоевого пространства значительно уменьшена без изменения потока газа и диаметра блока отвеивателя рекуператора. В дополнение к этому, повышается эффективность сепарации дымового газа и катализатора.In the regeneration device of the present invention, the transport height of the above-bed space is significantly reduced without changing the gas flow and the diameter of the recuperator winnowing unit. In addition, the separation efficiency of flue gas and catalyst is improved.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Фиг. 1 - схематическое изображение установки каталитического крекинга лигроина для обеспечения реакций/рекуперации по настоящему изобретению.Fig. 1 is a schematic illustration of a naphtha catalytic cracking unit for providing the reactions/recoveries of the present invention.
Фиг. 2 - схематическое изображение установки каталитического крекинга по настоящему изобретению.Fig. 2 is a schematic diagram of a catalytic cracking unit according to the present invention.
Фиг. 3 - схема строения крышки первичного циклона в блоке отвеивателя рекуператора на фиг. 2.Fig. 3 - diagram of the structure of the primary cyclone cover in the recuperator winnowing unit in FIG. 2.
Фиг. 4А-4С - виды в поперечном разрезе устройства быстрой сепарации в блоке отвеивателя рекуператора по настоящему изобретению.Fig. 4A-4C are cross-sectional views of a rapid separation device in a recuperator winnowing unit according to the present invention.
Фиг. 5 - вид в поперечном разрезе другого устройства быстрой сепарации блока отвеивателя рекуператора по настоящему изобретению.Fig. 5 is a cross-sectional view of another rapid separation device of a recuperator winnowing unit according to the present invention.
Фиг. 6 - вид сверху на внутреннюю часть блока отвеивателя рекуператора по настоящему изобретению;Fig. 6 is a top view of the interior of the recuperator winnowing unit according to the present invention;
Фиг. 7 - схематическое изображение потока дымового газа в блоке отвеивателя рекуператора по настоящему изобретению.Fig. 7 is a schematic diagram of the flue gas flow in a recuperator winnowing unit according to the present invention.
Подробное описаниеDetailed description
Для лучшего понимания сведений, содержащихся в настоящем изобретении, ясное и полное описание технических решений будет приведено в сочетании с конкретными вариантами осуществления, примерами и прилагаемыми чертежами по настоящему изобретению. Следующие далее варианты осуществления используются для демонстрации изобретения по настоящей заявке, но не ограничивают ее объем.For a better understanding of the information contained in the present invention, a clear and complete description of the technical solutions will be given in combination with specific embodiments, examples and the accompanying drawings of the present invention. The following embodiments are used to demonstrate the invention of the present application, but do not limit its scope.
Условия относительно экспериментальных методов, в отношении которых в последующих примерах такие условия не указаны конкретно, как правило, соответствуют стандартным условиям или условиям, рекомендованным производителем. Если не указано иное, все процентные соотношения, отношения, коэффициенты или детали основываются на массе.Conditions regarding experimental methods for which such conditions are not specifically stated in the following examples generally correspond to standard conditions or conditions recommended by the manufacturer. Unless otherwise noted, all percentages, ratios, ratios or details are based on weight.
Плотнофазная секция: эта секция имеет больший диаметр слоя, меньшую скорость потока газа и повышенную плотность взвешивания катализатора, а также содействует обеспечению соприкосновения и вступлению в реакцию газообразной и твердой фаз.Dense phase section: This section has a larger bed diameter, lower gas flow rate and increased catalyst suspension density, and also helps ensure contact and reaction of the gaseous and solid phases.
Блок вертикальной трубы: этот блок имеет меньший диаметр слоя, повышенную скорость тока газа и меньшую плотность взвешивания катализатора. Назначение: линейная скорость увеличена для быстрого выхода попутного или дымового газа из реактора, за счет чего уменьшается количество вторичных реакций олефинов; малая плотность катализатора также способствует снижению количества вторичных реакций, в особенности, коксования; а также этот блок необходим для транспортировки катализатора.Vertical Pipe Block: This block has a smaller bed diameter, higher gas flow rate and lower catalyst suspension density. Purpose: the linear speed is increased for the rapid exit of associated or flue gas from the reactor, thereby reducing the number of secondary reactions of olefins; the low density of the catalyst also helps to reduce the number of secondary reactions, especially coking; This block is also necessary for transporting the catalyst.
Периферийная стенка реактора согласно настоящему изобретению представляет собой стенку реактора, параллельную его центральной оси.The peripheral wall of the reactor according to the present invention is a wall of the reactor parallel to its central axis.
Крекинг, также известный как пиролиз, представляет собой процесс, при котором происходят термическое разложение органических соединений и их конденсация для получения продуктов отличной относительной молекулярной массы.Cracking, also known as pyrolysis, is a process in which the thermal decomposition of organic compounds and their condensation occur to produce products of different relative molecular weights.
Понятие массово-временное отношение относится к соотношению массы катализатора с массой подаваемого продукта в час.The concept of mass-time ratio refers to the ratio of the mass of the catalyst to the mass of the feed product per hour.
Понятие приведенная скорость газового потока относится к скорости, с которой флюид выходит из материала слоя после взвешивания этого слоя, а также является важным рабочим параметром циркуляции взвешенного слоя.The concept of superficial gas flow velocity refers to the speed at which fluid exits the bed material after suspension of that layer, and is also an important operating parameter for the circulation of the suspended bed.
- 2 045944- 2 045944
Понятие угол естественного откоса относится к критическому углу откоса и представляет собой минимальный угол между наклонной и горизонтальной поверхностями в случае если предмет, помещенный на наклонную поверхность, пребывает в критическом состоянии соскальзывания вниз по этой наклонной поверхности (то есть, по мере увеличения угла наклона предмет на наклонной поверхности будет соскальзывать вниз быстрее; а также при достижении предметом состояния начала соскальзывания угол этого критического состояния именуется углом естественного откоса).The concept of angle of repose refers to the critical angle of repose and represents the minimum angle between an inclined and horizontal surfaces in the event that an object placed on an inclined surface is in a critical state of sliding down that inclined surface (that is, as the angle of inclination increases, the object is the inclined surface will slide down faster; and also when the object reaches the state of beginning to slide, the angle of this critical state is called the angle of repose).
Понятие попутный газ относится к сумме всех реагентов и продуктов в установке крекинга согласно настоящему изобретению.The term associated gas refers to the sum of all reactants and products in a cracking unit according to the present invention.
Если не указано иное, все профессиональные и научные понятия, используемые в настоящем документе, соответствуют общераспространенным на предыдущем уровне техники. В дополнение к этому, любые способы и материалы, аналогичные или эквивалентные раскрываемым здесь, могут быть применены в отношении способов согласно настоящему изобретению. Предпочтительные способы реализации и материалы, описываемые в настоящем документе, служат исключительно в качестве примеров.Unless otherwise stated, all professional and scientific terms used herein are those generally accepted in the prior art. In addition, any methods and materials similar or equivalent to those disclosed herein may be applied to the methods of the present invention. The preferred embodiments and materials described herein are intended to serve as examples only.
Согласно одному аспекту катализатор для каталитического крекинга лигроина согласно настоящему изобретению включает в себя алюмосиликат, оксид щелочного металла, оксид щелочноземельного металла, TiO2, оксид железа, оксиды ванадия и никеля.In one aspect, the naphtha catalytic cracking catalyst of the present invention includes aluminosilicate, alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, TiO2, iron oxide, vanadium and nickel oxides.
Алюмосиликат включает в себя SiO2 и Al2O3. Алюмосиликат подбирают из одного или нескольких компонентов, входящих в группу, состоящую из цеолита, каолина и муллита. Или же алюмосиликат состоит из SiO2 или золи кремнистой кислоты (прекурсор SiO2) и/или прекурсоров кремнекислого натрия и Al2O3.Aluminosilicate includes SiO2 and Al2O3. Aluminosilicate is selected from one or more components included in the group consisting of zeolite, kaolin and mullite. Or the aluminosilicate consists of SiO2 or silicic acid sol (SiO2 precursor) and/or sodium silicate and Al 2 O 3 precursors.
Согласно одному варианту осуществления процентная концентрация компонентов по массе в катализаторе следующая:In one embodiment, the percentage concentration of components by weight in the catalyst is as follows:
SiO2 - 30-80 мас.%, а Al& - 10-70 мас.%.SiO2 - 30-80 wt.%, and Al& - 10-70 wt.%.
Согласно некоторым вариантам осуществления концентрация компонентов по массе в катализаторе следующая: SiO2 - 40-60 мас.%, а Al2O3 - 25-60 мас.%.In some embodiments, the concentration of components by weight in the catalyst is as follows: SiO 2 - 40-60 wt.%, and Al 2 O 3 - 25-60 wt.%.
Согласно некоторым вариантам осуществления концентрация оксида щелочного металла не превышает 5 мас.%, а предпочтительно - не более 3 мас.%. Оксид щелочного металла включает в себя один или два компонента - Na2O и K2O.In some embodiments, the alkali metal oxide concentration is no more than 5 weight percent, and preferably no more than 3 weight percent. Alkali metal oxide includes one or two components - Na 2 O and K2O.
Согласно некоторым вариантам осуществления концентрация оксида щелочноземельного металла не превышает 5 мас.%, а предпочтительно - не более 3 мас.%. Оксид щелочноземельного металла включает в себя один или два компонента - СаО и MgO.In some embodiments, the concentration of alkaline earth metal oxide is no more than 5 wt.%, and preferably no more than 3 wt.%. Alkaline earth metal oxide includes one or two components - CaO and MgO.
Согласно некоторым вариантам осуществления концентрация TiO2, оксида железа, оксидов ванадия и никеля не превышает 2 мас.%, а предпочтительно - не более 1 мас.%.In some embodiments, the concentration of TiO2, iron oxide, vanadium and nickel oxides is no more than 2 wt.%, and preferably no more than 1 wt.%.
Согласно настоящему изобретению оксиды металлических элементов подгруппы в катализаторе могут представлять собой один или смесь двух или нескольких элементов из числа TiO2, оксида железа, оксидов ванадия и никеля, и концентрация всех оксидов металлических элементов подгруппы не превышает 2 мас.%, а предпочтительно - не более 1 мас.%.According to the present invention, the subgroup metal element oxides in the catalyst may be one or a mixture of two or more elements from TiO2, iron oxide, vanadium and nickel oxides, and the concentration of all subgroup metal element oxides does not exceed 2 wt.%, and preferably not more than 1 wt.%.
Катализатор для каталитического крекинга согласно настоящему изобретению обладает хорошей тепловой, гидротермальной стабильностью и надлежащей кислотностью. Согласно другому аспекту удельная площадь поверхности катализатора согласно настоящему изобретению не превышает 150 м2/г, а предпочтительно - не превышает 80 м2/г, а также обладает высокой механической прочностью.The catalytic cracking catalyst of the present invention has good thermal stability, hydrothermal stability and proper acidity. According to another aspect, the specific surface area of the catalyst of the present invention does not exceed 150 m 2 /g, and preferably does not exceed 80 m 2 /g, and also has high mechanical strength.
Катализатор для каталитического крекинга согласно настоящему изобретению может быть получен с помощью существующих способов на предыдущем уровне техники, таких как способы преципитации, пропитывания и смешивания.The catalytic cracking catalyst of the present invention can be produced by existing methods in the prior art, such as precipitation, impregnation and mixing methods.
Согласно другому аспекту способ каталитического крекинга лигроина включает в себя:According to another aspect, a method for catalytically cracking naphtha includes:
S1: катализатор поступает в предлифтовую трубу через наклонную трубу рекуператора и продвигается вверх к плотнофазной секции реактора под действием предлифтовой среды, а в реактор по касательной вверх через форсунку, расположенную в нижней части плотнофазной секции реактора, впрыскивается исходный продукт;S1: the catalyst enters the pre-lift pipe through the inclined pipe of the recuperator and moves upward to the dense-phase section of the reactor under the influence of the pre-lift medium, and the initial product is injected into the reactor tangentially upward through a nozzle located in the lower part of the dense-phase section of the reactor;
через форсунку реактора по касательной относительно поперечной цилиндрической обечайки распыляется исходный продукт под углом 10-90° к вертикали;through the reactor nozzle, tangentially relative to the transverse cylindrical shell, the initial product is sprayed at an angle of 10-90° to the vertical;
S2: попутный газ и катализатор, выходящие из вертикальной трубы, поступают в отвеиватель установки крекинга, попутный газ выходит из отвеивателя для входа в систему сепарации, а катализатор выходит через транспортирующую часть циклона и опускается в блок отпарки отвеивателя;S2: associated gas and catalyst coming out of the vertical pipe enter the cracking unit's stripper, the associated gas exits the stripper to enter the separation system, and the catalyst exits through the transport part of the cyclone and falls into the stripping unit of the stripper;
S3: далее происходит отпарка катализатора, после чего отпаренный катализатор поступает в рекуператор через отводящую наклонную трубу, а затем разогревается в нем; иS3: next, the catalyst is stripped, after which the stripped catalyst enters the recuperator through an outlet inclined pipe, and then is heated in it; And
S4: катализатор поступает в блок отвеивателя рекуператора, опускается в блок отпарки этого рекуператора, после чего поступает в бак-дегазатор, где он подвергается дополнительной отпарке, после чего отпаренный катализатор возвращается в реактор по наклонной трубе рекуператора.S4: the catalyst enters the defrosting unit of the recuperator, drops into the stripping unit of this recuperator, after which it enters the degassing tank, where it is subjected to additional stripping, after which the stripped catalyst is returned to the reactor through the inclined pipe of the recuperator.
Во время реакции каталитического крекинга лигроина используется катализатор для каталитического крекинга, предлагаемый согласно настоящему изобретению.During the catalytic cracking reaction of naphtha, a catalytic cracking catalyst according to the present invention is used.
Согласно некоторым вариантам осуществления предлифтовая среда подбирается из одного или не- 3 045944 скольких компонентов, входящих в группу, состоящую из пара, этана, пропана, бутана и лигроина.In some embodiments, the pre-lift fluid is selected from one or more components from the group consisting of steam, ethane, propane, butane, and naphtha.
Согласно способу каталитического крекинга лигроина по настоящему изобретению высокотемпературный катализатор сначала поступает в предлифтовую трубу, контактирует с предлифтовой средой и вступает с ней в реакцию, после чего поступает в плотнофазную секцию. В процессе прохождения катализатора вверх по предлифтовой трубе и поступления в плотнофазную секцию температура этого катализатора постепенно уменьшается. В плотнофазной секции катализатор контактирует и вступает в реакцию с лигроином. Температура катализатора, поступающего в плотнофазную секцию, ниже, чем при поступлении в предлифтовую трубу, и на разных этапах катализатор может контактировать и вступать в реакции с разными углеводородами для соответствия требованиям к температурам реакций различного сырья. Конечный продукт, то есть, низкоуглеродистые олефины, обладают высокой селективностью, благодаря чему можно эффективно снизить генерирование метана и других продуктов с низкой добавленной стоимостью.According to the naphtha catalytic cracking method of the present invention, the high temperature catalyst first enters the pre-lift tube, contacts and reacts with the pre-lift medium, and then enters the dense phase section. As the catalyst passes up the pre-lift pipe and enters the dense-phase section, the temperature of this catalyst gradually decreases. In the dense phase section, the catalyst contacts and reacts with naphtha. The temperature of the catalyst entering the dense phase section is lower than that entering the pre-lift tube, and at different stages the catalyst may contact and react with different hydrocarbons to meet the reaction temperature requirements of different feedstocks. The end product, low carbon olefins, is highly selective and can effectively reduce the generation of methane and other low value added products.
В сопоставлении с паровым крекингом способ крекинга каталитического согласно настоящему изобретению обладает преимуществами, заключающимися в пониженных температуре реакции и паропотреблении, благодаря чему снижает энергопотребление.Compared with steam cracking, the catalytic cracking method according to the present invention has the advantages of lower reaction temperature and steam consumption, thereby reducing energy consumption.
Согласно некоторым вариантам осуществления предлифтовая среда представлена паром и этаном. Массовое соотношение пара и этана колеблется в диапазоне от 1/20 до 1/1, а предпочтительно - в диапазоне от 1/10 до 1/2.In some embodiments, the pre-lift environment consists of steam and ethane. The weight ratio of steam to ethane ranges from 1/20 to 1/1, and preferably in the range from 1/10 to 1/2.
Согласно этому варианту осуществления высокотемпературный катализатор (например, имеющий температуру свыше 800°С) реагирует с этаном в предлифтовой трубе, после чего поступает в плотнофазную секцию. Температура катализатора может быть понижена (например, до приблизительно 700°С) для точного соответствия температуре реакции лигроина.In this embodiment, a high temperature catalyst (eg, having a temperature greater than 800° C.) reacts with ethane in the pre-lift tube and then enters the dense phase section. The catalyst temperature may be lowered (eg, to approximately 700° C.) to closely match the reaction temperature of the naphtha.
Согласно способу каталитического крекинга лигроина по настоящему изобретению массовое соотношение этилена и пропилена может регулироваться за счет изменения температуры и составляющих реакции.According to the naphtha catalytic cracking method of the present invention, the mass ratio of ethylene and propylene can be controlled by changing the temperature and reaction components.
Согласно некоторым вариантам осуществления исходный продукт включает в себя лигроин и пар. Массовое соотношение пара и лигроина колеблется в диапазоне от 1/20 до 1/1, а предпочтительно - в диапазоне от 1/10 до 1/2.In some embodiments, the feedstock includes naphtha and steam. The weight ratio of steam to naphtha ranges from 1/20 to 1/1, and preferably in the range from 1/10 to 1/2.
Согласно некоторым вариантам осуществления предлифтовая среда подбирается из одного или нескольких компонентов, входящих в группу, состоящую из этана, пропана, бутана и лигроина. Исходный продукт включает в себя лигроин и пар, а массовое соотношение пара и совокупности углеводородов в качестве предлифтовой среды и лигроина колеблется в диапазоне от 1/20 до 1/1, а предпочтительно - от 1/10 до 1/2.In some embodiments, the pre-lift fluid is selected from one or more components from the group consisting of ethane, propane, butane, and naphtha. The feedstock includes naphtha and steam, and the weight ratio of steam to the total hydrocarbons as pre-lift medium and naphtha ranges from 1/20 to 1/1, and preferably from 1/10 to 1/2.
Согласно некоторым вариантам осуществления предлифтовая среда включает в себя пар и углеводороды, а углеводороды, в свою очередь, включают в себя один или несколько компонентов, входящих в группу, состоящую из этана, пропана, бутана и лигроина. Исходный продукт включает в себя лигроин. Массовое соотношение пара и совокупности углеводородов в качестве предлифтовой среды и лигроина колеблется в диапазоне от 1/20 до 1/1, а предпочтительно - от 1/10 до 1/2.In some embodiments, the pre-lift environment includes steam and hydrocarbons, and the hydrocarbons, in turn, include one or more components from the group consisting of ethane, propane, butane, and naphtha. The starting product includes naphtha. The weight ratio of steam and a combination of hydrocarbons as pre-lift medium and naphtha ranges from 1/20 to 1/1, and preferably from 1/10 to 1/2.
Согласно некоторым вариантам осуществления средняя скорость потока газа в плотнофазной секции превышает 0,25 м/с, а предпочтительно - превышает 1 м/с.In some embodiments, the average gas flow velocity in the dense phase section is greater than 0.25 m/s, and preferably greater than 1 m/s.
Среднее время выдерживания попутного газа в плотнофазной секции не превышает 4 с, а предпочтительно - не превышает 2 с.The average holding time of associated gas in the dense-phase section does not exceed 4 s, and preferably does not exceed 2 s.
Согласно некоторым вариантам осуществления средняя скорость потока газа в вертикальной трубе на этапе S2 превышает 3 м/с, а предпочтительно - превышает 7 м/с. Среднее время выдерживания в вертикальной трубе не превышает 5 с, а предпочтительно - не превышает 3 с.In some embodiments, the average gas flow velocity in the riser at step S2 is greater than 3 m/s, and preferably greater than 7 m/s. The average holding time in a vertical pipe does not exceed 5 s, and preferably does not exceed 3 s.
Согласно некоторым вариантам осуществления линейная скорость исходного продукта у выпускного отверстия форсунки превышает 5 м/с, а предпочтительно - превышает 10 м/с.In some embodiments, the linear velocity of the feed product at the nozzle outlet is greater than 5 m/s, and preferably greater than 10 m/s.
При распылении исходного продукта через форсунку по касательной относительно поперечной обечайки плотнофазной секции под углом 10-90° к вертикали, а также при линейной скорости у выпускного отверстия, превышающей 5 м/с, катализатору может быть сообщено вращение в рамках плотнофазной секции для улучшения массообмена, теплопередачи и реакции между попутным газом и катализатором и, таким образом, может быть уменьшена застойная зона в плотнофазной секции, благодаря чему снизится или будет предотвращено коксование в реакторе. Установка крекинга может безопасно и стабильно работать в течение длительного промежутка времени.When spraying the initial product through a nozzle tangentially relative to the transverse shell of the dense-phase section at an angle of 10-90° to the vertical, as well as at a linear velocity at the outlet exceeding 5 m/s, the catalyst can be given rotation within the dense-phase section to improve mass transfer, heat transfer and reaction between the associated gas and the catalyst and thus the dead zone in the dense phase section can be reduced, thereby reducing or preventing coking in the reactor. The cracker can operate safely and stably for a long period of time.
Согласно третьему аспекту установка каталитического крекинга лигроина включает в себя: предлифтовую трубу;According to a third aspect, a naphtha catalytic cracking plant includes: a pre-lift pipe;
плотнофазную секцию реактора, первая оконечность которой сообщается с предлифтовой трубой; наклонную трубу рекуператора, сообщающуюся с внутренней частью предлифтовой трубы;a dense-phase section of the reactor, the first end of which communicates with the pre-lift pipe; an inclined recuperator pipe communicating with the inside of the pre-lift pipe;
форсунку, расположенную в нижней части плотнофазной секции реактора;a nozzle located in the lower part of the dense-phase section of the reactor;
вертикальную трубу, сообщающуюся со второй оконечностью плотнофазной секции реактора;a vertical pipe communicating with the second end of the dense phase section of the reactor;
блок отвеивателя, сообщающийся с вертикальной трубой;a fan unit communicating with a vertical pipe;
блок отпарки отвеивателя, сообщающийся с блоком отвеивателя;a defrost stripper unit communicating with the defrost unit;
- 4 045944 обратную наклонную трубу, сообщающуюся с блоком отпарки отвеивателя; и бак-дегазатор, соединенный с обратной наклонной трубой и рекуператором.- 4 045944 return inclined pipe communicating with the defrosting unit; and a degassing tank connected to a return inclined pipe and a recuperator.
Диаметр поперечного сечения вертикальной трубы меньше диаметра поперечного сечения плотнофазной секции реактора.The cross-sectional diameter of the vertical pipe is less than the cross-sectional diameter of the dense-phase section of the reactor.
Согласно четвертому аспекту устройство для регенерации катализатора включает в себя реакторный блок рекуператора, а также блок отвеивателя рекуператора. В реакторном блоке используется любая конструкция, раскрытая на предыдущем уровне техники. Часть реакторного блока входит в блок отвеивателя.According to a fourth aspect, the catalyst regeneration apparatus includes a recuperator reactor unit as well as a recuperator evaporation unit. The reactor block uses any design disclosed in the prior art. Part of the reactor block is included in the defrosting block.
Блок отвеивателя рекуператора располагается над реакторным блоком последнего, а выпускное отверстие реакторного блока располагается внутри блока отвеивателя. Также в блоке отвеивателя расположены первичный циклон, его вертикальная труба и крышка. Крышка включает в себя верхнюю и нижнюю части, причем верхняя часть крышки имеет форму усеченного конуса, нижнее основание которого представляет собой нижнюю часть этой крышки, находящуюся в цилиндрической конструкции. Площадь проема в самой нижней части крышки превышает таковую для выпускного отверстия реактора. Окружность верхней части основания усеченного конуса соединяется с крайней частью вертикальной трубы первичного циклона или же с конечной частью этого циклона над впускным отверстием.The recuperator winnowing unit is located above the reactor unit of the latter, and the outlet of the reactor unit is located inside the winnowing unit. Also located in the defrosting unit is the primary cyclone, its vertical pipe and cover. The lid includes an upper and a lower portion, the upper portion of the lid having the shape of a truncated cone, the lower base of which is the lower portion of the lid being contained in a cylindrical structure. The opening area at the very bottom of the lid is larger than that of the reactor outlet. The circle of the upper part of the base of the truncated cone is connected to the extreme part of the vertical pipe of the primary cyclone or to the end part of this cyclone above the inlet.
Поперечное сечение цилиндрической конструкции нижней части крышки, расположенное перпендикулярно относительно осевого направления, может быть одинаковым или разным. То есть, нижняя часть крышки может представлять собой цилиндрическую конструкцию, диаметр которой постепенно уменьшается сверху вниз, или же она может быть представлена цилиндрической конструкцией, диаметр которой постепенно увеличивается сверху вниз. Предпочтительно, чтобы нижняя часть крышки представляла собой цилиндрическую конструкцию одинакового диаметра.The cross section of the cylindrical structure of the lower part of the cover, located perpendicular to the axial direction, may be the same or different. That is, the lower part of the lid may be a cylindrical structure whose diameter gradually decreases from top to bottom, or it may be a cylindrical structure whose diameter gradually increases from top to bottom. It is preferable that the lower part of the lid be a cylindrical structure of the same diameter.
Конструкция первичного циклона представлена любой конструкцией из предыдущего уровня техники и, как правило, включает в себя корпус первичного циклона и транспортирующую часть, расположенную ниже этого корпуса.The design of the primary cyclone is represented by any design from the prior art and, as a rule, includes a body of the primary cyclone and a conveying part located below this body.
Согласно одному варианту осуществления выпускное отверстие транспортирующей части первичного циклона находится ниже выпускного отверстия реактора.In one embodiment, the outlet of the transport portion of the primary cyclone is located below the outlet of the reactor.
Согласно одному варианту осуществления угол θ между образующей линией усеченного конуса и нижним основанием верхней части крышки в форме усеченного конуса превышает угол естественного откоса гранул катализатора, благодаря чему обеспечивается свободное ссыпание этих гранул, падающих на коническую поверхность.In one embodiment, the angle θ between the generatrix of the truncated cone and the lower base of the top of the truncated cone cap exceeds the angle of repose of the catalyst granules, thereby allowing the granules to fall freely onto the conical surface.
Согласно некоторым вариантам осуществления площадь проема в самой нижней оконечности крышки больше или равна таковой для выпускного отверстия блока вертикальной трубы. Предпочтительно, чтобы площадь самой нижней оконечности крышки превышала площадь выпускного отверстия реакторного блока в 1,5-5 раз, а более предпочтительно - в 2-3 раза.In some embodiments, the opening area at the lowest end of the cover is greater than or equal to that of the riser block outlet. Preferably, the area of the lowermost tip of the lid is 1.5 to 5 times the area of the reactor block outlet, and more preferably 2 to 3 times.
В блоке отвеивателя рекуператора по настоящему изобретению снаружи крышки дополнительно установлен циклон. Могут быть установлены несколько циклонов. Также могут быть установлены несколько циклонов первой ступени и несколько циклонов второй ступени. Циклон, установленный снаружи крышки, сообщается со сборочной камерой в блоке отвеивателя рекуператора посредством вертикальной трубы.In the recuperator defrosting unit of the present invention, a cyclone is additionally installed outside the cover. Several cyclones can be installed. Several first stage cyclones and several second stage cyclones can also be installed. The cyclone installed outside the cover communicates with the assembly chamber in the recuperator defrost unit through a vertical pipe.
Согласно некоторым вариантам осуществления выпускное отверстие вертикальной трубы первичного циклона не соединяется со впускным отверстием циклона первой ступени.In some embodiments, the outlet of the primary cyclone riser is not connected to the inlet of the first stage cyclone.
Согласно некоторым вариантам осуществления выпускное отверстие вертикальной трубы первичного циклона соединяется со впускным отверстием циклона первой ступени посредством раструбного соединения, и между стенками вертикальной трубы первичного циклона и впускным отверстием циклона первой ступени имеется зазор с тем, чтобы попутный газ в блоке отвеивателя мог поступать в циклон.In some embodiments, the outlet of the primary cyclone riser is connected to the inlet of the first stage cyclone by a flare connection, and there is a gap between the walls of the riser of the primary cyclone and the inlet of the first stage cyclone so that associated gas in the deflation unit can flow into the cyclone.
Согласно настоящему изобретению верхняя оконечность крышки в блоке отвеивателя рекуператора располагается на удалении от выпускного отверстия реакторного блока. В некоторых случаях расстояние между верхней оконечностью крышки и выпускным отверстием реакторного блока приблизительно совпадает с высотой циклона. В дополнение к этому, ниже части в форме усеченного конуса находится цилиндрическая часть. Часть попутного газа, выходящая через выпускное отверстие реакторного блока, поступает в блок отвеивателя через крайнюю часть проема в нижней оконечности крышки; а другая часть попутного газа поступает в крышку и попадает непосредственно в верхнюю часть блока отвеивателя через впускное отверстие первичного циклона. Таким образом, в отличие от поступления в блок отвеивателя и движения вверх, согласно настоящему изобретению попутный газ поступает в циклон из верхней и нижней частей блока отвеивателя с целью значительного снижения приведенной скорости газового потока, благодаря чему снижается объем катализатора, захватываемого потоком газа, направленным вверх, а также снижается высота надслоевого пространства (ВНП).According to the present invention, the upper end of the cover in the recuperator defrost unit is located at a distance from the outlet of the reactor unit. In some cases, the distance between the top end of the cover and the outlet of the reactor block approximately coincides with the height of the cyclone. In addition to this, below the frustocone-shaped portion is a cylindrical portion. Part of the associated gas exiting through the outlet of the reactor block enters the winnower block through the extreme part of the opening at the lower end of the cover; and the other part of the associated gas enters the cover and enters directly into the upper part of the winnower unit through the inlet of the primary cyclone. Thus, in contrast to entering the winnower unit and moving upward, according to the present invention, associated gas enters the cyclone from the upper and lower parts of the winnower unit in order to significantly reduce the superficial speed of the gas flow, thereby reducing the volume of catalyst entrained in the upward gas flow , and the height of the supralayer space (SSP) also decreases.
Согласно некоторым вариантам осуществления самая нижняя часть крышки в блоке отвеивателя рекуператора находится ниже выпускного отверстия реакторного блока. То есть, плоскость, в которой расположена самая нижняя оконечность крышки, находится ниже плоскости, в которой расположено выпускное отверстие реакторного блока. За счет этого попутный газ, выходящий через выпускное отверIn some embodiments, the lowest portion of the cover in the recuperator defrost assembly is located below the reactor block outlet. That is, the plane in which the lowest end of the lid is located is below the plane in which the outlet of the reactor block is located. Due to this, associated gas exiting through the outlet
- 5 045944 стие реакторного блока, может поступать в крышку, а также непосредственно в блок отвеивателя снаружи от нее.- 5 045944 the air from the reactor block can enter the lid, as well as directly into the winnower block outside of it.
Согласно некоторым вариантам осуществления блок отвеивателя рекуператора включает в себя плотнофазную секцию и секцию разреженной фазы, и самая нижняя оконечность крышки находится выше поверхности сопряжения между секцией разреженной фазы и плотнофазной секцией, то есть, самая нижняя оконечность крышки расположена в секции разреженной фазы блока отвеивателя. Предпочтительно, чтобы самая нижняя оконечность крышки находилась на 0,5 м выше поверхности сопряжения между секцией разреженной фазы и плотнофазной секции или еще выше, а более предпочтительно - выше на 1 м или более.According to some embodiments, the recuperator defrost unit includes a dense phase section and a rarefied phase section, and the lowest end of the cover is located above the interface between the rarefied phase section and the dense phase section, that is, the lowermost tip of the cover is located in the rarefied phase section of the defrost unit. Preferably, the lowest end of the cover is 0.5 m above the interface between the rarefied phase section and the dense phase section or even higher, and more preferably 1 m or more higher.
Согласно некоторым вариантам осуществления впускное отверстие первичного циклона не соединяется с выпускным отверстием реактора.In some embodiments, the primary cyclone inlet is not connected to the reactor outlet.
Согласно некоторым вариантам осуществления выпускное отверстие вертикальной трубы первичного циклона и впускное отверстие циклона первой ступени находятся в одной горизонтальной плоскости, или же выпускное отверстие вертикальной трубы первичного циклона находится выше впускного отверстия циклона первой ступени.In some embodiments, the primary cyclone riser outlet and the first stage cyclone inlet are in the same horizontal plane, or the primary cyclone riser outlet is higher than the first stage cyclone inlet.
Реакторный блок рекуператора согласно настоящему изобретению может включать в себя плотнофазную секцию и блок вертикальной трубы, причем и блок вертикальной трубы, и плотнофазная секция находятся в барабанной конструкции одного диаметра, а диаметр блока вертикальной трубы меньше диаметра плотнофазной секции. Также в реакторном блоке рекуператора могут отсутствовать плотнофазная секция и секция вертикальной трубы, и реакторный блок будет представлять собой прямую трубу и бак одинакового диаметра.The reactor unit of the recuperator according to the present invention may include a dense phase section and a riser unit, wherein both the riser unit and the dense phase section are in a drum structure of the same diameter, and the diameter of the riser unit is less than the diameter of the dense phase section. Also, the reactor block of the recuperator may lack a dense-phase section and a vertical pipe section, and the reactor block will be a straight pipe and a tank of the same diameter.
Согласно некоторым вариантам осуществления корпус первичного циклона и реакторный блок установлены соосно друг другу. Центральная линия корпуса первичного циклона совпадает с центральной линией крышки.In some embodiments, the primary cyclone body and the reactor assembly are mounted coaxially with each other. The center line of the primary cyclone body coincides with the center line of the cover.
При использовании только инерционной сепарации у выпускного отверстия реакторного блока рекуператора используется простая конструкция для быстрой сепарации, однако эффективность сепарации катализатора и дымового газа невысока. Высокая концентрация катализатора в дымовом газе, поступающем в циклон, усиливает потребление катализатора.When using only inertial separation at the outlet of the recuperator reactor block, a simple design is used for fast separation, but the separation efficiency of the catalyst and flue gas is low. The high concentration of catalyst in the flue gas entering the cyclone increases catalyst consumption.
В дополнение к этому, при обеспечении постоянной эффективности сепарации в циклоне потери катализатора тем меньше, чем меньше его концентрация в газе, поступающем в циклон. Следовательно, эффективность первичной сепарации дымового газа и катализатора напрямую влияет на потери последнего.In addition to this, while ensuring constant separation efficiency in the cyclone, the lower the catalyst loss, the lower its concentration in the gas entering the cyclone. Consequently, the efficiency of the primary separation of flue gas and catalyst directly affects the losses of the latter.
В дополнение к техническим признакам, раскрываемым в настоящем изобретении, конструкции или составляющие, используемые в других установках каталитического крекинга алканов, могут включать составляющие и конструкции, раскрытые на предыдущем уровне техники, для обеспечения хорошего протекания вышеприведенной реакции.In addition to the technical features disclosed in the present invention, structures or components used in other alkane catalytic cracking units may include components and structures disclosed in the prior art to ensure that the above reaction proceeds well.
В качестве альтернативного варианта другое устройство для регенерации катализатора по настоящему изобретению включает в себя реакторный блок рекуператора, а также блок отвеивателя рекуператора. Блок отвеивателя сообщается с реакторным блоком, а внутри блока отвеивателя располагается выпускное отверстие реакторного блока. В блоке отвеивателя располагаются первая и вторая колонны разделения, и обе из них расположены над выпускным отверстием реакторного блока. Первая колонна разделения представляет собой составляющую, снижающую скорость потока газа, направленного вверх, который выходит через выпускное отверстие реакторного блока, а вторая колонна разделения включает в себя вторую крышку с проемами в верхней и нижней оконечностях, причем диаметр проема в нижней оконечности в поперечном сечении больше такового у верхней оконечности, а первая колонна разделения помещается во второй.Alternatively, another catalyst regeneration apparatus of the present invention includes a recuperator reactor unit as well as a recuperator winnower unit. The winnower block communicates with the reactor block, and inside the winnower block there is an outlet of the reactor block. The winnower block houses the first and second separation columns, both of which are located above the outlet of the reactor block. The first separation column is a component that reduces the velocity of the upward flow of gas that exits through the outlet of the reactor block, and the second separation column includes a second cover with openings at the upper and lower ends, the diameter of the opening at the lower end being larger in cross section. that at the upper end, and the first separation column is placed in the second.
Согласно настоящему изобретению в блоке отвеивателя рекуператора расположены как минимум два уровня колонн разделения. Под действием первой колонны, расположенной ближе всего к выпускному отверстию реакторного блока, дымовой газ и катализатор, выходящие из этого выпускного отверстия, преимущественно оседают непосредственно в плотнофазном слое блока отвеивателя. Газ разделяется на две части. Часть газа, захватывающая часть катализатора, проходит вверх вдоль зазора между первой и второй колоннами разделения, а другая часть - наискосок вверх из наружной части второй колонны. Соотношение этих двух частей газа может гибко регулироваться за счет настройки степени расширения нижней части первой колонны разделения относительно второй, расстояния между этими колоннами, а также размера верхнего выпускного отверстия второй колонны разделения.According to the present invention, at least two levels of separation columns are located in the recuperator defrost unit. Under the action of the first column located closest to the outlet of the reactor block, the flue gas and catalyst leaving this outlet are preferentially deposited directly in the dense phase layer of the deflation block. The gas is split into two parts. Part of the gas, entraining part of the catalyst, passes upward along the gap between the first and second separation columns, and the other part - obliquely upwards from the outer part of the second column. The ratio of these two parts of gas can be flexibly adjusted by adjusting the expansion ratio of the bottom of the first separation column relative to the second, the distance between these columns, and the size of the upper outlet of the second separation column.
Согласно некоторым вариантам осуществления первая колонна разделения представлена первой крышкой, площадь поперечного сечения которой постепенно уменьшается снизу вверх, в нижней оконечности которой имеется проем, и она представляет собой сплошную поверхность от самой нижней до верхней оконечности крышки.In some embodiments, the first separation column is comprised of a first cap, the cross-sectional area of which gradually decreases from bottom to top, has an opening at the bottom end, and is a continuous surface from the lowest end to the top end of the cap.
Предпочтительно, чтобы первая колонна разделения представляла собой конструкцию в форме обратного конуса или конструкцию со сферической крышкой.Preferably, the first separation column is an inverted cone structure or a spherical cap structure.
Согласно некоторым вариантам осуществления площадь поперечного сечения самой нижней окоIn some embodiments, the cross-sectional area of the lowermost eye
- 6 045944 нечности первой колонны разделения (то есть, оконечности, расположенной ближе всего к выпускному отверстию реактора) превышает таковую у выпускного отверстия реакторного блока или равна ей. Предпочтительно, чтобы площадь поперечного сечения самой нижней оконечности первой колонны разделения была больше таковой относительно выпускного отверстия реакторного блока, а также предпочтительно, чтобы она не превышала площадь поперечного сечения выпускного отверстия этого блока в два раза.- 6 045944 the end of the first separation column (i.e., the end closest to the reactor outlet) is greater than or equal to that of the reactor block outlet. It is preferable that the cross-sectional area of the lowermost end of the first separation column is greater than that relative to the outlet of the reactor unit, and it is also preferable that it is not twice the cross-sectional area of the outlet of the reactor unit.
Согласно одному варианту осуществления самая нижняя оконечность первой колонны разделения находится ниже выпускного отверстия реакторного блока. Предпочтительно, чтобы площадь поперечного сечения кольцевого зазора, образуемого выпускным отверстием реакторного блока и первой колонной разделения, была меньше или равна площади поперечного сечения выпускного отверстия реакторного блока.According to one embodiment, the lowest end of the first separation column is located below the outlet of the reactor block. It is preferable that the cross-sectional area of the annular gap formed by the outlet of the reactor unit and the first separation column is less than or equal to the cross-sectional area of the outlet of the reactor unit.
Согласно другому варианту осуществления самая нижняя оконечность первой колонны разделения находится выше выпускного отверстия реакторного блока. Предпочтительно, чтобы площадь поперечного сечения кольцевого зазора, образуемого выпускным отверстием реакторного блока и нижней оконечностью первой колонны разделения, была меньше или равна площади поперечного сечения выпускного отверстия реакторного блока.According to another embodiment, the lowest end of the first separation column is above the outlet of the reactor block. It is preferable that the cross-sectional area of the annular gap formed by the outlet of the reactor block and the lower end of the first separation column is less than or equal to the cross-sectional area of the outlet of the reactor block.
Согласно некоторым вариантам осуществления первая колонна разделения предпочтительно имеет конструкцию в виде обратного конуса, а угол θ между образующей линией и основанием этого конуса превышает угол естественного откоса гранул катализатора, благодаря чему обеспечивается свободное ссыпание этих гранул, падающих на коническую поверхность.In some embodiments, the first separation column is preferably designed as an inverse cone, and the angle θ between the generatrix and the base of the cone is greater than the angle of repose of the catalyst granules, thereby allowing the granules to fall freely onto the conical surface.
Согласно одному варианту осуществления первая колонна разделения включает в себя первую крышку в конической конструкции, поперечное сечение которой постепенно увеличивается снизу вверх, края поперечного сечения первой крышки, проходящие через вершину конуса в продольном направлении, представлены двумя кривыми, проходящими через эту вершину, и кривизна каждой кривой сначала возрастает, а затем уменьшается по направлению от вершины до края конического основания.According to one embodiment, the first separation column includes a first cap in a conical structure, the cross-section of which gradually increases from bottom to top, the edges of the cross-section of the first cap extending through the apex of the cone in the longitudinal direction are represented by two curves passing through this apex, and the curvature of each the curve first increases and then decreases in the direction from the top to the edge of the conical base.
Согласно другому варианту осуществления первая колонна разделения включает в себя первую крышку в конической конструкции, поперечное сечение которой постепенно увеличивается снизу вверх, и коническая поверхность этой конструкции изгибается в сторону от центральной линии конуса по направлению от вершины этого конуса к краю его основания.According to another embodiment, the first separation column includes a first cap in a conical structure, the cross-section of which gradually increases from bottom to top, and the conical surface of this structure curves away from the center line of the cone in a direction from the top of the cone to the edge of its base.
Дополнительно первая колонна разделения включает в себя полость в конической конструкции, поперечные сечения которой постепенно увеличиваются по направлению сверху вниз; оконечность, прилегающая к выпускному отверстию зоны реакции полости, представляет собой основание; оконечность, расположенная на расстоянии от основания зоны реакции первой крышки, представляет собой основание, и край основания первой крышки в конической конструкции соединяется с краем основания полости.Additionally, the first separation column includes a cavity in a conical structure, the cross sections of which gradually increase from top to bottom; an end adjacent to the outlet of the cavity reaction zone constitutes a base; an end spaced from the base of the reaction zone of the first cap constitutes a base, and the base edge of the first cap is connected to the base edge of the cavity in the conical structure.
Предпочтительно, чтобы площадь поперечного сечения самой нижней оконечности полости в конической конструкции первой колонны разделения превышала таковую относительно выпускного отверстия реакторного блока. Более предпочтительно, чтобы площадь поперечного сечения самой нижней оконечности полости в конической конструкции в первой колонне разделения была больше таковой относительно выпускного отверстия реакторного блока, а также предпочтительно, чтобы она не превышала площадь поперечного сечения выпускного отверстия этого блока в два раза.Preferably, the cross-sectional area of the lowermost end of the cavity in the conical structure of the first separation column is greater than that relative to the outlet of the reactor block. More preferably, the cross-sectional area of the lowest end of the cavity in the conical structure in the first separation column is greater than that relative to the outlet of the reactor unit, and it is also preferable that it is not twice the cross-sectional area of the outlet of the reactor unit.
После обработки дымового газа и катализатора, выходящих из выпускного отверстия реакторного блока в первой колонне разделения, как представлено на фиг. 4С, попадание большей части катализатора в плотнофазный слой блока отвеивателя предотвращается. Газ разделяется на две части. Одна часть газа, захватывающая часть катализатора, проходит вверх вдоль зазора между первой и второй колоннами разделения под воздействием первой колонны, а другая часть - наискосок вверх из наружной части второй колонны.After treating the flue gas and catalyst exiting the reactor block outlet in the first separation column, as shown in FIG. 4C, most of the catalyst is prevented from entering the dense phase layer of the defrosting unit. The gas is split into two parts. One part of the gas, entraining part of the catalyst, passes upward along the gap between the first and second separation columns under the influence of the first column, and the other part - obliquely upwards from the outer part of the second column.
Согласно некоторым вариантам осуществления вторая колонна разделения дополнительно включает в себя отводную трубу аналогичного диаметра, один конец которой соединен с проемом в верхней оконечности крышки. Предпочтительно, чтобы отводная труба была представлена прямой трубой одинакового диаметра или трубопроводом переменного диаметра.In some embodiments, the second separation column further includes an outlet pipe of similar diameter, one end of which is connected to an opening in the upper end of the cover. It is preferable that the outlet pipe be a straight pipe of the same diameter or a pipeline of variable diameter.
Согласно некоторым вариантам осуществления вторая колонна разделения представляет собой крышку в форме усеченного конуса, и как минимум одна оконечность (верхнее основание) в поперечном сечении этого конуса соединена с отводной трубой.In some embodiments, the second separation column is a truncated cone-shaped cap and at least one end (top base) of the cross section of the cone is connected to a discharge pipe.
Вторая колонна разделения представляет собой крышку в форме усеченного конуса, и внутренний угол между образующей линией и нижним основанием превышает угол естественного откоса гранул катализатора.The second separation column is a truncated cone-shaped cover, and the internal angle between the generatrix line and the lower base exceeds the angle of repose of the catalyst granules.
Согласно некоторым вариантам осуществления вторая колонна разделения представляет собой конструкцию в форме сферической крышки, и эта конструкция оснащена выпускным отверстием. Предпочтительно, чтобы самая верхняя оконечность (то есть, удаленная от выпускного отверстия реактора) конструкции в форме сферической крышки была оснащена выпускным отверстием.In some embodiments, the second separation column is a spherical cap structure, and the structure is provided with an outlet. Preferably, the uppermost end (ie, away from the reactor outlet) of the spherical lid structure is provided with an outlet.
Участок выпускного отверстия второй колонны разделения спроектирован так, чтобы скорость поThe outlet portion of the second separation column is designed so that the speed at
- 7 045944 тока газа в этом отверстии была ниже или равна скорости потока газа в выпускном отверстии вертикальной трубы. То есть, площадь поперечного сечения выпускного отверстия второй колонны разделения превышает таковую относительно выпускного отверстия реакторного блока.- 7 045944 the gas flow in this hole was lower than or equal to the gas flow rate in the outlet of the vertical pipe. That is, the cross-sectional area of the outlet of the second separation column is larger than that of the outlet of the reactor unit.
Согласно некоторым вариантам осуществления площадь поперечного сечения самой нижней оконечности второй колонны разделения превышает максимальную площадь поперечного сечения первой колонны в 1,5 раза.In some embodiments, the cross-sectional area of the lowest end of the second separation column is 1.5 times the maximum cross-sectional area of the first column.
Согласно некоторым вариантам осуществления минимальное расстояние от первой колонны разделения до второй превышает диаметр поперечного сечения выпускного отверстия реакторного блока.In some embodiments, the minimum distance from the first separation column to the second is greater than the cross-sectional diameter of the reactor block outlet.
Контролируя или изменяя расстояние между первой и второй колоннами разделения, можно регулировать соотношение (соотношение разделения) технологической среды, непосредственно входящей в блок отвеивателя, со средой, продолжающей двигаться вверх через зазор между первой и второй колоннами. Предпочтительно, чтобы соотношение между двумя колоннами разделения составляло 3/1-1/1.By controlling or varying the distance between the first and second separation columns, it is possible to adjust the ratio (split ratio) of the process fluid directly entering the winnower assembly with the fluid continuing to move upward through the gap between the first and second columns. It is preferable that the ratio between the two separation columns is 3/1 to 1/1.
В дополнение к этому, самая нижняя оконечность второй колонны разделения находится выше поверхности сопряжения разреженной и плотной фаз катализатора в блоке отвеивателя. Более предпочтительно, чтобы самая нижняя оконечность второй колонны разделения находилась выше поверхности сопряжения разреженной и плотной фаз катализатора в блоке отвеивателя как минимум на 1 м.In addition, the lowest end of the second separation column is located above the interface between the rarefied and dense phases of the catalyst in the winnower unit. It is more preferable that the lowest end of the second separation column is at least 1 m above the interface between the rarefied and dense phases of the catalyst in the winnower unit.
Согласно некоторым вариантам осуществления в блоке отвеивателя дополнительно установлена третья колонна разделения, находящаяся выше второй колонны, и она также представляет собой третью крышку, площадь поперечного сечения которой постепенно уменьшается снизу вверх, причем в самой нижней оконечности этой крышки имеется проем, и она представляет собой сплошную поверхность от самой нижней до верхней оконечности крышки.According to some embodiments, a third separation column is additionally installed in the defrost unit, located above the second column, and this also constitutes a third cover, the cross-sectional area of which gradually decreases from bottom to top, and the lowermost end of this cover has an opening and is a continuous surface from the lowest to the upper tip of the lid.
Предпочтительно, чтобы третья колонна разделения представляла собой конструкцию в форме обратного конуса или конструкцию со сферической крышкой.Preferably, the third separation column is an inverted cone structure or a spherical cap structure.
Катализатор, подхваченный газом, движется вверх в отводной трубе второй колонны разделения. Под действием третьей колонны разделения часть катализатора непосредственно оседает и опускается вниз, а другая его часть по-прежнему увлекается газом. Однако газ, отходящий в сторону, преимущественно движется горизонтально или по касательной вниз, в сторону впускного отверстия циклона (как представлено на фиг. 5), и сила, действующая вверх, которая могла бы уравновесить массу катализатора, отсутствует, поэтому эта часть катализатора также естественным образом оседает. Можно понять, что объединенная установка нескольких уровней колонн разделения дополнительно снижает захват катализатора и содействует его оседанию за счет изменения распределения поля течения.The catalyst, picked up by the gas, moves upward in the outlet pipe of the second separation column. Under the action of the third separation column, part of the catalyst directly settles and falls down, while the other part is still entrained by the gas. However, the venting gas preferentially moves horizontally or tangentially downward toward the cyclone inlet (as shown in FIG. 5), and there is no upward force to balance the mass of the catalyst, so this part of the catalyst also naturally way it settles. It can be understood that the combined installation of multiple levels of separation columns further reduces catalyst entrainment and promotes catalyst settling by changing the flow field distribution.
В некоторых вариантах осуществления площадь поперечного сечения самой нижней оконечности третьей колонны разделения превышает или равна таковой относительно выпускного отверстия второй колонны разделения. Или же площадь поперечного сечения самой нижней оконечности третьей колонны разделения превышает или равна таковой относительно выпускного отверстия отводной трубы во второй колонне разделения.In some embodiments, the cross-sectional area of the lowest end of the third separation column is greater than or equal to that of the outlet of the second separation column. Or, the cross-sectional area of the lowermost end of the third separation column is greater than or equal to that of the outlet pipe outlet of the second separation column.
Согласно некоторым вариантам осуществления самая нижняя оконечность третьей колонны разделения находится ниже выпускного отверстия отводной трубы второй колонны разделения. Предпочтительно, чтобы площадь поперечного сечения кольцевого зазора, образуемого выпускным отверстием отводной трубы и третьей колонной разделения, была больше или равна площади поперечного сечения выпускного отверстия отводной трубы.In some embodiments, the lowest end of the third separation column is located below the outlet pipe of the second separation column. It is preferable that the cross-sectional area of the annular gap formed by the outlet of the outlet pipe and the third separation column is greater than or equal to the cross-sectional area of the outlet of the outlet pipe.
Предпочтительно, чтобы площадь поперечного сечения кольцевого зазора, образуемого выпускным отверстием отводной трубы и третьей колонной разделения, была больше площади поперечного сечения выпускного отверстия реактора.It is preferable that the cross-sectional area of the annular gap formed by the outlet of the outlet pipe and the third separation column is larger than the cross-sectional area of the outlet of the reactor.
Согласно другому варианту осуществления самая нижняя оконечность третьей колонны разделения позиционно находится ниже выпускного отверстия отводной трубы второй колонны разделения. Предпочтительно, чтобы площадь поперечного сечения кольцевого зазора, образуемого выпускным отверстием отводной трубы и нижней оконечностью третьей колонны разделения, была больше или равна площади поперечного сечения выпускного отверстия отводной трубы. Предпочтительно, чтобы площадь поперечного сечения кольцевого зазора, образуемого выпускным отверстием отводной трубы и третьей колонной разделения, была больше площади поперечного сечения выпускного отверстия реакторного блока.According to another embodiment, the lowermost end of the third separation column is positionally located below the outlet pipe of the second separation column. It is preferable that the cross-sectional area of the annular gap formed by the outlet of the branch pipe and the lower end of the third separation column is greater than or equal to the cross-sectional area of the outlet of the branch pipe. It is preferable that the cross-sectional area of the annular gap formed by the outlet of the outlet pipe and the third separation column is larger than the cross-sectional area of the outlet of the reactor unit.
Согласно некоторым вариантам осуществления третья колонна разделения предпочтительно имеет конструкцию в виде обратного конуса, а угол θ между образующей линией и основанием этого конуса превышает угол естественного откоса гранул катализатора, благодаря чему обеспечивается свободное ссыпание этих гранул, падающих на коническую поверхность.In some embodiments, the third separation column is preferably designed as an inverse cone, and the angle θ between the generatrix and the base of the cone is greater than the angle of repose of the catalyst granules, thereby allowing the granules to fall freely onto the conical surface.
Согласно настоящему изобретению первая, вторая и третья колонны разделения соответственно установлены в блоке отвеивателя рекуператора и соединены способом, общепринятым в этой области техники.According to the present invention, the first, second and third separation columns are respectively installed in the winnower unit of the recuperator and connected in a manner conventional in the art.
В блоке отвеивателя рекуператора по настоящему изобретению снаружи от первой, второй и третьей колонн разделения дополнительно установлен циклон. Могут быть установлены несколько циклонов. Также могут быть установлены несколько циклонов первой ступени и несколько циклонов второй ступени. Циклон, установленный снаружи крышки, сообщается со сборочной камерой в отвеивателе посредстIn the recuperator winnowing unit of the present invention, a cyclone is additionally installed outside the first, second and third separation columns. Several cyclones can be installed. Several first stage cyclones and several second stage cyclones can also be installed. The cyclone installed outside the cover communicates with the assembly chamber in the winnower through
- 8 045944 вом вертикальной трубы.- 8 045944 vertical pipe shaft.
Согласно некоторым вариантам осуществления выпускное отверстие второй колонны разделения или отводной трубы находится выше или на том же уровне, что и впускное отверстие циклона.In some embodiments, the outlet of the second separation column or outlet pipe is located above or at the same level as the inlet of the cyclone.
Согласно некоторым вариантам осуществления впускные отверстия нескольких циклонов в блоке отвеивателя рекуператора установлены вблизи стенки этого блока. Предпочтительно, чтобы впускные отверстия циклонов были установлены по окружности, например, по часовой стрелке или против нее.In some embodiments, the inlets of multiple cyclones in a recuperator winnower unit are mounted adjacent to a wall of the unit. Preferably, the cyclone inlets are mounted in a circumferential direction, for example clockwise or counterclockwise.
Благодаря такому способу установки циклонов согласно настоящему изобретению газ во всем блоке отвеивателя рекуператора вращается в одном направлении, что оказывает полезный эффект на катализатор, взвешенный в этом блоке, в виде отталкивания к стенке блока отвеивателя под действием центробежной силы и соскальзывания по стенке для входа в плотнофазный слой, благодаря чему дополнительно снижается объем катализатора, попадающего в циклон.Thanks to this method of installing cyclones according to the present invention, the gas in the entire recuperator fan block rotates in one direction, which has a beneficial effect on the catalyst suspended in this block in the form of repulsion towards the wall of the fan block under the influence of centrifugal force and sliding along the wall to enter the dense phase layer, thereby further reducing the volume of catalyst entering the cyclone.
Согласно настоящему изобретению дымовой газ поступает в циклон из верхней и нижней частей блока отвеивателя с целью значительного снижения приведенной скорости газового потока, благодаря чему снижается объем катализатора, захватываемого потоком дымового газа, направленным вверх, а также снижается высота надслоевого пространства (ВНП).According to the present invention, flue gas enters the cyclone from the upper and lower parts of the deflation unit in order to significantly reduce the superficial velocity of the gas flow, thereby reducing the volume of catalyst captured by the upward flue gas flow, and also reducing the height of the above-layer space (ABL).
Далее приведено дополнительное описание в сочетании с конкретными чертежами и примерами.Further description is provided below in conjunction with specific drawings and examples.
Пример 1.Example 1.
Способом распылительного гранулирования были получены 200 кг катализатора для крекинга.200 kg of cracking catalyst were obtained by spray granulation.
В смесительный бак были добавлены 143 кг деионизированной воды и 96 кг псевдобемита (переработанные до 34 мас.%, в зависимости от обстоятельств), 8 кг концентрированной азотной кислоты 68% в условиях непрерывного помешивания до получения гелеобразной смеси. Далее были добавлены 310 кг золи кремнистой кислоты (с концентрацией твердых частиц, равной 40 мас.%), 1,5 кг карбоната натрия, 3,5 кг карбоната кальция, 0,5 кг нитрата никеля и 1,1 кг нитрата железа. После перемешивания в течение 1 ч было проведено распылительное гранулирование для получения катализатора, и этот катализатор был кальцинирован при температуре 700°С для получения конечного продукта для последующего использования.143 kg of deionized water and 96 kg of pseudoboehmite (processed to 34 wt.%, as appropriate), 8 kg of concentrated nitric acid 68% were added to the mixing tank under continuous stirring until a gel-like mixture was obtained. Next, 310 kg of silicic acid sol (with a solids concentration of 40 wt%), 1.5 kg of sodium carbonate, 3.5 kg of calcium carbonate, 0.5 kg of nickel nitrate and 1.1 kg of iron nitrate were added. After stirring for 1 hour, spray granulation was carried out to obtain the catalyst, and this catalyst was calcined at a temperature of 700°C to obtain the final product for subsequent use.
Вышеуказанный катализатор обладает хорошей тепловой и гидротермальной стабильностью, малой площадью поверхности (удельная площадь поверхности не превышает 150 м2/г, а в некоторых случаях не превышает 80 м2/г) и высокой механической прочностью.The above catalyst has good thermal and hydrothermal stability, low surface area (specific surface area does not exceed 150 m 2 /g, and in some cases does not exceed 80 m 2 /g) and high mechanical strength.
Пример 2.Example 2.
В настоящем примере способ получения низкоуглеродистых олефинов из лигроина включает в себя следующие этапы:In the present example, the process for producing low carbon olefins from naphtha includes the following steps:
S1: катализатор поступает в предлифтовую трубу через наклонную трубу рекуператора и продвигается вверх к плотнофазной секции реактора под действием предлифтовой среды, а в реактор по касательной вверх через форсунки, расположенные в нижней части плотнофазной секции реактора, впрыскиваются лигроин и пар;S1: the catalyst enters the pre-lift pipe through the inclined pipe of the recuperator and moves upward to the dense-phase section of the reactor under the influence of the pre-lift medium, and naphtha and steam are injected into the reactor tangentially upward through nozzles located in the lower part of the dense-phase section of the reactor;
через форсунки реактора лигроин и пар распыляются по касательной относительно поперечной цилиндрической обечайки под углом 10-90° к вертикали;through the reactor nozzles, naphtha and steam are sprayed tangentially relative to the transverse cylindrical shell at an angle of 10-90° to the vertical;
S2: попутный газ и катализатор, выходящие из вертикальной трубы, поступают в отвеиватель установки крекинга, попутный газ выходит из отвеивателя для входа в систему сепарации, а катализатор выходит через транспортирующую часть циклона и опускается в блок отпарки отвеивателя;S2: associated gas and catalyst coming out of the vertical pipe enter the cracking unit's stripper, the associated gas exits the stripper to enter the separation system, and the catalyst exits through the transport part of the cyclone and falls into the stripping unit of the stripper;
S3: далее происходит отпарка катализатора, после чего он поступает в рекуператор через отводящую наклонную трубу, а затем разогревается в нем; иS3: then the catalyst is stripped, after which it enters the recuperator through an outlet inclined pipe, and then is heated in it; And
S4: катализатор поступает в блок отвеивателя рекуператора, опускается в блок отпарки этого отвеивателя, после чего поступает в бак-дегазатор, где он подвергается дополнительной отпарке, после чего отпаренный катализатор возвращается в реактор по наклонной трубе рекуператора.S4: the catalyst enters the recuperator's stripping unit, drops into the stripping unit of this stripper, after which it enters the degassing tank, where it is subjected to additional stripping, after which the stripped catalyst is returned to the reactor through the inclined pipe of the recuperator.
На этапе S1 лигроин и пар распыляются через форсунки под углом 30-60° к вертикали, а линейная скорость у выпускного отверстия превышает 10 м/с.At stage S1, naphtha and steam are sprayed through nozzles at an angle of 30-60° to the vertical, and the linear velocity at the outlet exceeds 10 m/s.
Форсунки расположены на одинаковом расстоянии друг от друга в одном и том же направлении, и их количество варьируется от 2 до 6 единиц.The nozzles are located at the same distance from each other in the same direction, and their number varies from 2 to 6 units.
Катализатор включает в себя алюмосиликат, оксид щелочного металла, оксид щелочноземельного металла, TiO2, оксид железа, оксиды ванадия и никеля.The catalyst includes aluminosilicate, alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, TiO 2 , iron oxide, vanadium and nickel oxides.
Процентная концентрация компонентов по массе в катализаторе следующая:The percentage concentration of components by weight in the catalyst is as follows:
алюмосиликат включает в себя SiO2 и Al2O3. где процентная концентрация SiO2 по массе составляет 30-80 мас.%, а AI2O3 - 10-70 мас.%;aluminosilicate includes SiO 2 and Al 2 O3. where the percentage concentration of SiO 2 by weight is 30-80 wt.%, and AI2O3 is 10-70 wt.%;
оксид щелочного металла включает в себя один или два компонента - Na2O и K2O, где процентная концентрация оксида щелочного металла по массе не превышает 5 мас.%; и оксид щелочноземельного металла включает в себя один или два компонента - СаО и MgO, где процентная концентрация оксида щелочноземельного металла по массе не превышает 5 мас.%.the alkali metal oxide includes one or two components - Na 2 O and K2O, where the percentage concentration of the alkali metal oxide by weight does not exceed 5 wt.%; and the alkaline earth metal oxide includes one or two components, CaO and MgO, where the percentage concentration of the alkaline earth metal oxide by weight does not exceed 5 wt%.
Процентная концентрация TiO2, оксида железа, оксидов ванадия и никеля по массе не превышает 2 мас.%.The percentage concentration of TiO2, iron oxide, vanadium and nickel oxides by weight does not exceed 2 wt.%.
На этапе S1 предлифтовая среда представлена паром и этаном. Массовое соотношение пара и этанаAt stage S1, the pre-lift environment is represented by steam and ethane. Mass ratio of steam and ethane
- 9 045944 колеблется в диапазоне от 1/20 до 1/1.- 9 045944 ranges from 1/20 to 1/1.
На этапе S1 массовое соотношение пара и лигроина колеблется в диапазоне от 1/20 до 1/1.At stage S1, the mass ratio of steam and naphtha ranges from 1/20 to 1/1.
На этапе S1 средняя скорость потока газа в плотнофазной секции превышает 0,25 м/с.At stage S1, the average gas flow velocity in the dense-phase section exceeds 0.25 m/s.
На этапе S1 среднее время выдерживания попутного газа в плотнофазной секции не превышает 4 с.At stage S1, the average holding time of associated gas in the dense-phase section does not exceed 4 s.
Средняя скорость потока газа в вертикальной трубе на этапе S2 превышает 3 м/с.The average gas flow velocity in the vertical pipe at stage S2 exceeds 3 m/s.
Пример 3.Example 3.
Установка для реализации способа, описанного в примере 2, включает в себя как минимум: предлифтовую трубу 2;The installation for implementing the method described in example 2 includes at least: pre-lift pipe 2;
плотнофазную секцию реактора 4, первая оконечность которой сообщается с предлифтовой трубой 2; наклонную трубу рекуператора 10, сообщающуюся с внутренней частью предлифтовой трубы 2; форсунку 3, расположенную в нижней части плотнофазной секции реактора 4;dense-phase section of the reactor 4, the first end of which communicates with the pre-lift pipe 2; an inclined pipe of the recuperator 10, communicating with the inner part of the pre-lift pipe 2; nozzle 3 located in the lower part of the dense-phase section of reactor 4;
вертикальную трубу 5, сообщающуюся со второй оконечностью плотнофазной секции реактора 4; блок отвеивателя 7, сообщающийся с вертикальной трубой 5;a vertical pipe 5 communicating with the second end of the dense-phase section of the reactor 4; fan unit 7, communicating with vertical pipe 5;
блок отпарки отвеивателя 8, сообщающийся с блоком отвеивателя 7;stripper unit 8, communicating with the unit 7;
обратную наклонную трубу 9, сообщающуюся с блоком отпарки отвеивателя 8; и бак-дегазатор 18, соединенный с обратной наклонной трубой 9 и рекуператором 12.a return inclined pipe 9 communicating with the stripper unit 8; and a degassing tank 18 connected to a return inclined pipe 9 and a recuperator 12.
Конкретные этапы применения установки для получения низкоуглеродистых олефинов следующие:The specific steps for using a low carbon olefin plant are as follows:
Как представлено на фиг. 1, высокотемпературный регенерированный катализатор поступает в предлифтовую трубу 2 через наклонную трубу рекуператора 10 и продвигается вверх к плотнофазной секции реактора 4 под действием предлифтовой среды 1, а в реактор через форсунку 3, расположенную в нижней части плотнофазной секции реактора 4, впрыскивается исходный продукт - лигроин и пар. Относительно увеличенного изображения компоновки форсунок на фиг. 1 через форсунку реактора по касательной относительно его поперечной цилиндрической обечайки распыляется исходный продукт под углом 30-60° к вертикали. Линейная скорость у выпускного отверстия форсунки превышает 5 м/с, за счет чего катализатору может быть сообщено вращение для улучшения массообмена, теплопередачи и реакции между попутным газом и катализатором и, таким образом, может быть уменьшена застойная зона в плотнофазной секции, благодаря чему снизится или будет предотвращено коксование в реакторе. Средняя скорость потока газа в плотнофазной секции превышает 0,25 м/с. Среднее время выдерживания попутного газа в плотнофазной секции не превышает 4 с. Попутный газ выходит из плотнофазной секции и поступает в вертикальную трубу 5, и средняя скорость потока газа в этой трубе превышает 3 м/с, а среднее время выдерживания в ней составляет не более 5 с. Попутный газ 6 и катализатор, выходящие из вертикальной трубы 5, поступают непосредственно в циклоны блока отвеивателя 7 и проходят две-три ступени сепарации, попутный газ выходит из отвеивателя для входа в систему сепарации, а катализатор выходит через транспортирующую часть циклона и опускается в блок отпарки отвеивателя 8. Для предотвращения коксования высокотемпературного попутного газа в отвеивателе попадание большого объема этого газа в отвеиватель предотвращается. Происходит отпарка катализатора паром 15, после чего отпаренный катализатор поступает в рекуператор 12 через отводящую наклонную трубу 9. В рекуператоре 12 происходит сжигание распыленных воздуха и топлива 11 для нагрева регенерирующего агента с целью достижения высокой температуры, равной 750-850°С, с одновременным выжиганием нагара с поверхности катализатора. Под действием дымового газа высокотемпературный катализатор поступает в рекуперационный отвеиватель 13, опускается в блок отпарки этого рекуператора и подвергается отпарке паром 17, после чего отпаренный катализатор поступает в бак-дегазатор 18. В баке-дегазаторе 18 катализатор подвергается дополнительной отпарке паром 16, после чего отпаренный катализатор возвращается в реактор по наклонной трубе 10.As shown in FIG. 1, the high-temperature regenerated catalyst enters the pre-lift pipe 2 through the inclined pipe of the recuperator 10 and moves up to the dense-phase section of the reactor 4 under the influence of the pre-lift medium 1, and the initial product - naphtha - is injected into the reactor through the nozzle 3 located in the lower part of the dense-phase section of the reactor 4 and steam Referring to the enlarged view of the injector arrangement in FIG. 1, through the reactor nozzle tangentially relative to its transverse cylindrical shell, the initial product is sprayed at an angle of 30-60° to the vertical. The linear velocity at the nozzle outlet exceeds 5 m/s, due to which rotation can be imparted to the catalyst to improve mass transfer, heat transfer and reaction between the associated gas and the catalyst and, thus, the stagnation zone in the dense phase section can be reduced, thereby reducing or coking in the reactor will be prevented. The average gas flow velocity in the dense-phase section exceeds 0.25 m/s. The average holding time of associated gas in the dense-phase section does not exceed 4 s. Associated gas leaves the dense-phase section and enters vertical pipe 5, and the average gas flow velocity in this pipe exceeds 3 m/s, and the average holding time in it is no more than 5 s. The associated gas 6 and the catalyst leaving the vertical pipe 5 enter directly into the cyclones of the stripper unit 7 and go through two or three separation stages, the associated gas leaves the stripper to enter the separation system, and the catalyst exits through the transport part of the cyclone and falls into the stripping unit winnower 8. To prevent coking of high-temperature associated gas in the winnower, the entry of a large volume of this gas into the winnower is prevented. The catalyst is stripped with steam 15, after which the stripped catalyst enters the recuperator 12 through the outlet inclined pipe 9. In the recuperator 12, atomized air and fuel 11 are burned to heat the regenerating agent in order to achieve a high temperature of 750-850°C, with simultaneous combustion carbon deposits from the surface of the catalyst. Under the influence of flue gas, the high-temperature catalyst enters the recovery defroster 13, is lowered into the stripping unit of this recuperator and is subjected to steam stripping 17, after which the stripped catalyst enters the degasser tank 18. In the degasser tank 18, the catalyst is subjected to additional steam stripping 16, after which the stripped the catalyst returns to the reactor through an inclined pipe 10.
Пример 4.Example 4.
Составляющие лигроина (под № 1) в настоящем примере представлены в таблице 1, и реакция крекинга лигроина осуществляется в установке со взвешенным слоем в примере 3.The naphtha components (no. 1) in the present example are presented in Table 1, and the naphtha cracking reaction is carried out in a suspended bed unit in Example 3.
Согласно этому способу температура регенерации катализатора составляет 800°С, а предлифтовая среда представлена паром, что составляет 5 мас.%, лигроина по массе. Катализатор включает в себя следующие оксиды: SiO2 - 51 мас.%, Al2O3 - 42 мас.%, MgO - 4 мас.%, Fe2O3 - 0,5 мас.%, Na2O - 1,5 мас.%, и V2O5 - 1,0 мас.%. Температуру у выпускного отверстия вертикальной трубы устанавливают на 700°С, а массовое соотношение пара и лигроина составляет 1/4. Среднее время выдерживания попутного газа в плотнофазной секции реактора составляет 1,5 с, а среднее время его выдерживания в вертикальной трубе - 1,5 с. Результаты демонстрируют, что выход этилена и пропилена составляет 47 мас.%, а конкретный состав суммарного продукта при крекинге представлен в табл. 3.According to this method, the catalyst regeneration temperature is 800°C, and the pre-lift medium is represented by steam, which is 5 wt.% naphtha by weight. The catalyst includes the following oxides: SiO 2 - 51 wt.%, Al 2 O 3 - 42 wt.%, MgO - 4 wt.%, Fe 2 O 3 - 0.5 wt.%, Na 2 O - 1, 5 wt.%, and V 2 O 5 - 1.0 wt.%. The temperature at the outlet of the vertical pipe is set to 700°C, and the mass ratio of steam and naphtha is 1/4. The average holding time of associated gas in the dense-phase section of the reactor is 1.5 s, and the average holding time in a vertical pipe is 1.5 s. The results demonstrate that the yield of ethylene and propylene is 47 wt.%, and the specific composition of the total cracking product is presented in table. 3.
При использовании способа парового крекинга из предыдущего уровня техники для крекинга аналогичного лигроина выход этилена и пропилена составляет около 43 мас.%.When using the prior art steam cracking process to crack similar naphtha, the yield of ethylene and propylene is about 43 wt%.
- 10 045944- 10 045944
Таблица 1Table 1
Состав лигроина № 1 по примеру 4, мас.%Composition of naphtha No. 1 according to example 4, wt.%
УглеродаCarbon
Н-алканы Изоалканы Циклоалканы Арены Олефины Всего ое числоN-alkanes Isoalkanes Cycloalkanes Arenas Olefins Total
Пример 5.Example 5.
Пример 5 отличается от примера 4 тем, что: температура у выпускного отверстия вертикальной трубы повышена до 750°С, но прочие условия аналогичны таковым в примере 4. Выход этилена и пропилена составляет 52,32 мас.%, и конкретный состав суммарного продукта при крекинге представлен в табл. 3.Example 5 differs from example 4 in that: the temperature at the outlet of the vertical pipe is increased to 750°C, but other conditions are similar to those in example 4. The yield of ethylene and propylene is 52.32 wt.%, and the specific composition of the total product during cracking presented in table. 3.
Пример 6.Example 6.
Этот пример отличается от примера 4 тем, что: составляющие лигроина отличаются, и компоненты лигроина (под № 2) в этом примере соответствуют представленным в табл. 2, но прочие условия аналогичны таковым в примере 4. Выход этилена и пропилена составляет 50,48 мас.%, и конкретный состав суммарного продукта при крекинге представлен в табл. 3.This example differs from example 4 in that: the components of naphtha are different, and the components of naphtha (under No. 2) in this example correspond to those presented in table. 2, but other conditions are similar to those in example 4. The yield of ethylene and propylene is 50.48 wt.%, and the specific composition of the total product during cracking is presented in table. 3.
Таблица 2table 2
Состав лигроина № 2 по примеру 6, мас.%Composition of naphtha No. 2 according to example 6, wt.%
Пример 7.Example 7.
Этот пример отличается от примера 4 тем, что: составляющие лигроина отличаются, и компоненты лигроина (под № 2) в этом примере соответствуют представленным в табл. 2, а также температура у выпускного отверстия вертикальной трубы увеличена до 750°С. Прочие условия аналогичны таковым в примере 4. Выход этилена и пропилена составляет 55,20 мас.%, и конкретный состав суммарного продукта при крекинге представлен в табл. 3.This example differs from example 4 in that: the components of naphtha are different, and the components of naphtha (under No. 2) in this example correspond to those presented in table. 2, and the temperature at the outlet of the vertical pipe is increased to 750°C. Other conditions are similar to those in example 4. The yield of ethylene and propylene is 55.20 wt.%, and the specific composition of the total product during cracking is presented in table. 3.
Пример 8.Example 8.
Этот пример отличается от примера 4 тем, что: составляющие лигроина (под № 2) в этом примере соответствуют представленным в табл. 2, и температура у выпускного отверстия вертикальной трубы увеличена до 750°С; этан, составляющий 3 мас.%, лигроина, смешивается с исходным продуктом; а также этан и пар совместно используются в качестве предлифтовой среды, в которой пар составляет 1,5 мас.%, исходного продукта в виде лигроина. Прочие условия аналогичны таковым в примере 4. Выход этилена и пропилена составляет 57,65 мас.%, и конкретный состав суммарного продукта при крекинге представлен в табл. 3.This example differs from example 4 in that: the components of naphtha (under No. 2) in this example correspond to those presented in table. 2, and the temperature at the outlet of the vertical pipe is increased to 750°C; ethane, constituting 3 wt.%, naphtha, is mixed with the original product; and ethane and steam are used together as a pre-lift medium, in which steam constitutes 1.5 wt.%, the initial product in the form of naphtha. Other conditions are similar to those in example 4. The yield of ethylene and propylene is 57.65 wt.%, and the specific composition of the total product during cracking is presented in table. 3.
- 11 045944- 11 045944
Таблица 3Table 3
Состав суммарного продукта при каталитическом крекинге лигроина, мас.%Composition of the total product during catalytic cracking of naphtha, wt.%
Пример 9.Example 9.
В этом примере описывается частичная структура устройства для регенерации катализатора установки каталитического крекинга лигроина. Ниже представлено дополнительное конкретное описание в привязке к фиг. 2 и 3.This example describes a partial structure of a catalyst regeneration apparatus for a naphtha catalytic cracker. Below is further specific description in connection with FIG. 2 and 3.
Как представлено на фиг. 2, устройство для регенерации катализатора при каталитическом крекинге лигроина включает в себя рекуперативные реактор 12 и отвеиватель 13. Рекуперативный реактор 12 включает в себя плотнофазную секцию 122 и секцию вертикальной трубы 125, которая входит в рекуперативный отвеиватель 13.As shown in FIG. 2, a device for regenerating a catalyst for the catalytic cracking of naphtha includes a recuperative reactor 12 and a winnower 13. The recuperative reactor 12 includes a dense phase section 122 and a riser pipe section 125, which is included in the recuperative winnower 13.
В рекуперативном отвеивателе 13 расположен циклонный компонент быстрой сепарации. Циклонный компонент быстрой сепарации включает в себя первичный циклон 20 и крышку 19. Как представлено на фиг. 3, первичный циклон 20 последовательно включает в себя цилиндр 201, обратный конус 204 и транспортирующую часть 205, расположенные в порядке сверху вниз. Впускное отверстие 202 первичного циклона 20 расположено на верхней части цилиндра 201, и через это отверстие поток газа по касательной входит в первичный циклон 20. Вершина первичного циклона 20 оснащена вертикальной трубой 203, сообщающейся с первичным циклоном 20 так, чтобы попутный или дымовой газ, входящий в первичный циклон 20, выходил через эту трубу. Крышка 19 включает в себя две части. Верхняя часть имеет форму усеченного конуса, а нижняя - цилиндра, и крышка может представлять собой единую конструкцию. Край верхней оконечности (то есть, верхнее основание усеченного конуса) крышки 19 соединен с крайней частью вертикальной трубы 203, и в крышке располагается первичный циклон 20. Поверхность нижней оконечности крышки 19 находится ниже выпускного отверстия секции вертикальной трубы 125 и располагается в секции разреженной фазы отвеивателя.The recuperative winnower 13 contains a cyclonic fast separation component. The fast separation cyclone component includes a primary cyclone 20 and a cover 19. As shown in FIG. 3, the primary cyclone 20 successively includes a cylinder 201, a reverse cone 204, and a conveying portion 205 arranged in order from top to bottom. An inlet 202 of the primary cyclone 20 is located on the top of the cylinder 201, and through this opening, gas flow tangentially enters the primary cyclone 20. The top of the primary cyclone 20 is provided with a vertical pipe 203 in communication with the primary cyclone 20 so that associated or flue gas entering into the primary cyclone 20, exited through this pipe. The cover 19 includes two parts. The upper part has the shape of a truncated cone, and the lower part - a cylinder, and the lid can be a single structure. The upper end (i.e., the upper base of the truncated cone) of the cap 19 is connected to the end of the riser pipe 203, and the cap houses the primary cyclone 20. The surface of the lower end of the cap 19 is below the outlet of the riser pipe section 125 and is located in the vacuum phase section of the defrost. .
Внутренний угол между образующей линией верхней части в форме усеченного конуса и нижним основанием этой части крышки 19 превышает угол естественного откоса гранул катализатора. Иными словами, размер внутреннего угла усеченного конуса связан с применяемым углом естественного откоса гранул катализатора и обеспечивает движение катализатора вниз.The internal angle between the generatrix of the upper part in the shape of a truncated cone and the lower base of this part of the cover 19 exceeds the angle of repose of the catalyst granules. In other words, the size of the internal angle of the truncated cone is related to the applied angle of repose of the catalyst granules and ensures downward movement of the catalyst.
Площадь поперечного сечения проема в самой нижней части крышки 19 превышает таковую для выпускного отверстия секции вертикальной трубы 125.The cross-sectional area of the opening at the very bottom of the cover 19 is greater than that of the outlet of the riser section 125.
В этом примере центральные линии цилиндра 201 и обратного конуса 204 первичного циклона 20, крышки 19 и рекуперационного реактора 12 совпадают. Выпускное отверстие транспортирующей частиIn this example, the center lines of the cylinder 201 and return cone 204 of the primary cyclone 20, the cover 19, and the recovery reactor 12 are the same. Outlet of the conveying part
- 12 045944 должно находиться на удалении от выпускного отверстия секции вертикальной трубы 125, то есть, если выпускное отверстие транспортирующей части расположено близко к выпускному отверстию секции вертикальной трубы 125, оно не способствует выводу катализатора первичного циклона 20 из транспортирующей части под действием потока газа в этой секции, направленного вверх.- 12 045944 should be located away from the outlet of the riser section 125, that is, if the outlet of the conveying part is located close to the outlet of the riser section 125, it does not facilitate the removal of the catalyst of the primary cyclone 20 from the conveying part under the influence of the gas flow in this section facing upward.
В этом примере впускное отверстие 202 первичного циклона 20 не соединяется с выпускным отверстием секции вертикальной трубы 125.In this example, the inlet 202 of the primary cyclone 20 is not connected to the outlet of the riser section 125.
Пространство вне крышки 19 в отвеивателе 13 дополнительно оснащено циклонами 21 и сборочной камерой 22. В этом примере установлены два комплекта циклонов. Каждый комплект циклонов включает в себя циклон первой ступени 211 и циклон второй ступени 212, и циклон второй ступени 212 сообщается со сборочной камерой 22 посредством вертикальной трубы. Впускное отверстие циклона первой ступени 211 и впускное отверстие 202 первичного циклона 20 находятся в одной горизонтальной плоскости, либо же впускное отверстие циклона первой ступени 211 располагается немного ниже впускного отверстия 202 первичного циклона 20.The space outside the cover 19 in the winnower 13 is additionally equipped with cyclones 21 and an assembly chamber 22. In this example, two sets of cyclones are installed. Each set of cyclones includes a first stage cyclone 211 and a second stage cyclone 212, and the second stage cyclone 212 communicates with the assembly chamber 22 via a riser pipe. The inlet of the first stage cyclone 211 and the inlet 202 of the primary cyclone 20 are in the same horizontal plane, or the inlet of the first stage cyclone 211 is located slightly below the inlet 202 of the primary cyclone 20.
Пример 10.Example 10.
Этот пример представляет собой другой вариант осуществления частичной структуры устройства для регенерации катализатора при каталитическом крекинге лигроина. Ниже представлено дополнительное конкретное описание в привязке к фиг. 4-7.This example represents another embodiment of a partial structure of a catalyst regeneration apparatus for the catalytic cracking of naphtha. Below is further specific description in connection with FIG. 4-7.
Как представлено на фиг. 2, устройство для регенерации катализатора при каталитическом крекинге лигроина включает в себя рекуперативные реактор 12 и отвеиватель 13. Рекуперативный реактор 12 включает в себя плотнофазную секцию и секцию вертикальной трубы 125, которая входит в рекуперативный отвеиватель 13.As shown in FIG. 2, a device for regenerating a catalyst for the catalytic cracking of naphtha includes a recuperative reactor 12 and a winnower 13. The recuperative reactor 12 includes a dense phase section and a section of a vertical pipe 125, which is included in the recuperative winnower 13.
В рекуперативном отвеивателе 13 расположен циклонный компонент быстрой сепарации 23. Циклонный компонент быстрой сепарации 23 включает в себя первую колонну разделения 231 и вторую колонну разделения 232, а также дополнительно включает в себя третью колонну разделения 233. Первая, вторая и третья колонны разделения расположены над выпускным отверстием рекуперативного реактора.Located within the recuperative winnower 13 is a cyclonic fast separation component 23. The cyclonic fast separation component 23 includes a first separation column 231 and a second separation column 232, and further includes a third separation column 233. The first, second and third separation columns are located above the outlet hole of the recuperative reactor.
Циклонный компонент быстрой сепарации может обеспечивать достижение эффекта быстрой сепарации дымового газа и катализатора согласно настоящему изобретению, включая в себя только первую 231 и вторую 232 колонны разделения. В случае, когда циклонный компонент быстрой сепарации включает в себя третью колонну разделения 233, может быть достигнут лучший эффект сепарации.The rapid separation cyclone component can achieve the effect of rapid separation of flue gas and catalyst according to the present invention by including only the first 231 and second 232 separation columns. In the case where the cyclonic fast separation component includes the third separation column 233, a better separation effect can be achieved.
Первая колонна разделения 231 может быть представлена первой конической крышкой, как представлено на фиг. 4А, или первой сферической крышкой, как представлено на фиг. 4В, или же может представлять собой первую крышку в конструкции, как представлено на фиг. 4С. Первая колонна разделения 231, представленная на фиг. 4С, состоит из двух частей - верхней части в конической конструкции и нижней части, представленной первой крышкой, диаметр которой постепенно увеличивается снизу вверх. Продольная часть первой крышки, проходящая через ее центральную линию, представлена двумя кривыми, проходящими по вершине, которые изгибаются в сторону от центральной линии, и кривизна этих кривых сначала увеличивается, а затем уменьшается по направлению снизу вверх. Край основания самой нижней оконечности конической конструкции верхней части соединяется с краем верхней оконечности нижней части. Верхняя и нижняя части также могут представлять собой единую конструкцию.The first separation column 231 may be represented by a first conical cover, as shown in FIG. 4A, or the first spherical cap as shown in FIG. 4B, or may be the first cover in the structure as shown in FIG. 4C. The first separation column 231 shown in FIG. 4C, consists of two parts - the upper part in a conical structure and the lower part, represented by the first cover, the diameter of which gradually increases from bottom to top. The longitudinal part of the first cover, passing through its center line, is represented by two curves passing along the apex, which bend away from the center line, and the curvature of these curves first increases and then decreases from bottom to top. The base edge of the lowermost end of the conical structure of the upper part is connected to the edge of the upper end of the lower part. The top and bottom parts can also be a single structure.
Как представлено на фиг. 4А, 4В и 4С, вторая колонна разделения 232 включает в себя конструкцию в форме усеченного конуса и отводную трубу 621, которая соединяется с частью конструкции в форме усеченного конуса в месте ее наименьшего поперечного сечения; или же отводная труба 621 и конструкция в форме усеченного конуса представляют собой единую конструкцию, образующую вторую колонну разделения 232. Первая колонна разделения 231 расположена внутри второй колонны разделения 232.As shown in FIG. 4A, 4B and 4C, the second separation column 232 includes a frusto-conical structure and a discharge pipe 621 that connects to a portion of the frusto-conical structure at its smallest cross-section; or, the outlet pipe 621 and the frustoconical structure are a single structure forming the second separation column 232. The first separation column 231 is located within the second separation column 232.
Конструкция третьей колонны разделения 233 аналогична конструкции первой колонны 231. Формы первой и второй колонн разделения могут быть одинаковыми или отличаться. Например, первая колонна разделения 231 имеет форму сферической крышки, а третья 233 может представлять собой коническую конструкцию.The design of the third separation column 233 is similar to that of the first separation column 231. The shapes of the first and second separation columns may be the same or different. For example, the first separation column 231 is in the form of a spherical cap, and the third 233 may be a conical structure.
Внутренний угол между образующей линией нижнего основания конуса первой или третьей колонн разделения (231, 233) превышает угол естественного откоса гранул катализатора. Иными словами, размер внутреннего угла конуса связан с применяемым углом естественного откоса гранул катализатора и обеспечивает движение катализатора вниз.The internal angle between the generatrix of the lower base of the cone of the first or third separation columns (231, 233) exceeds the angle of repose of the catalyst granules. In other words, the size of the inner cone angle is related to the applied angle of repose of the catalyst pellets and ensures downward movement of the catalyst.
Если первая колонна разделения 231 представляет собой первую крышку в конической конструкции или сферической конструкции, площадь поперечного сечения самой нижней оконечности (то есть, оконечности, расположенной ближе всего к реактору) первой колонны разделения превышает или равна таковой для выпускного отверстия секции вертикальной трубы 125 рекуперативного реактора. Предпочтительно, чтобы площадь поперечного сечения самой нижней оконечности первой колонны разделения была больше таковой относительно выпускного отверстия секции вертикальной трубы 125 рекуперативного реактора, а также предпочтительно, чтобы она не превышала площадь поперечного сечения этой секции в два раза.If the first separation column 231 is a first cap in a conical structure or a spherical structure, the cross-sectional area of the lowest end (i.e., the end closest to the reactor) of the first separation column is greater than or equal to that of the outlet of the recovery reactor riser section 125 . It is preferable that the cross-sectional area of the lowermost end of the first separation column be greater than that relative to the outlet of the riser section 125 of the recovery reactor, and it is also preferable that it is not twice the cross-sectional area of that section.
--
Claims (20)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811135535.4 | 2018-09-27 | ||
| CN201910201901.X | 2019-03-18 | ||
| CN201910265854.5 | 2019-04-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA045944B1 true EA045944B1 (en) | 2024-01-22 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103540345B (en) | Catalytic cracking method | |
| CN1523080A (en) | Method for catalytic cracking, comprising two cracking zone of different hardness and having cooling zone in latter step | |
| RU2588982C1 (en) | Method and device for distribution of hydrocarbon raw material on flow of catalyst | |
| CN103540346B (en) | A kind of Desending catalytic cracking device | |
| US11473019B2 (en) | Naphtha catalytic cracking catalyst, catalytic cracking method and reaction device | |
| CN109232153B (en) | Method for preparing low-carbon olefin from naphtha | |
| EA045944B1 (en) | CATALYST FOR CATALYTIC CRACKING OF NATHOLOGY, CATALYTIC CRACKING METHOD AND CRACKING UNIT | |
| US9238209B2 (en) | Advanced elevated feed distribution apparatus and process for large diameter FCC reactor risers | |
| US5552119A (en) | Method and apparatus for contacting solid particles and fluid | |
| CN103788993A (en) | Catalytic cracking unit | |
| JPS63304091A (en) | Steam cracking in fluidized bed reaction zone | |
| EP3939697B1 (en) | Alkane catalytic dehydrogenation reaction device comprising an annular catalyst distributor | |
| CN114540069A (en) | Method and device for preparing olefin by cracking petroleum hydrocarbon and application | |
| CN1140607C (en) | apparatus for producing low carbon olefines by high-tmep. catalyzing contact cracking from heavy petroleum hydrocarbon | |
| CN114026206B (en) | Riser extension apparatus and method | |
| CN103788992A (en) | Catalytic cracking method | |
| CN111715154B (en) | Circulating fluidized bed reaction device | |
| CN108079912B (en) | Reaction device and reaction method for catalytic dehydrogenation of alkane | |
| AU638733B2 (en) | Method and apparatus for contacting solid particles and fluid | |
| CN111715153B (en) | Alkane dehydrogenation circulating fluidized bed reaction device | |
| CN118272117A (en) | Catalytic device and method for light oil and heavy oil | |
| RU2785852C1 (en) | Apparatus and method for expanding a riser | |
| EA043632B1 (en) | REACTION DEVICE FOR CATALYTIC DEHYDROGENATION OF ALKANES AND DEVICE FOR CATALYST REGENERATION | |
| CN114763483B (en) | Catalytic conversion method for preparing ethylene and propylene | |
| JPS5811470B2 (en) | Method and device for preventing coking in the upper part of a heavy oil cracking reactor |