FI58266C - Kontinuerligt fluidiserat-katalytiskt krackningsfoerfarande - Google Patents
Kontinuerligt fluidiserat-katalytiskt krackningsfoerfarande Download PDFInfo
- Publication number
- FI58266C FI58266C FI2234/73A FI223473A FI58266C FI 58266 C FI58266 C FI 58266C FI 2234/73 A FI2234/73 A FI 2234/73A FI 223473 A FI223473 A FI 223473A FI 58266 C FI58266 C FI 58266C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- catalyst
- regeneration
- gas
- temperature
- carbon
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
- C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
- C10G11/182—Regeneration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/90—Regeneration or reactivation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/26—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
- C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
- Y02P30/40—Ethylene production
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
Γ.-νΐ-ΓΤΊ Γ_, KUULUTUSJULKAISU γαλ// Μ (11) UTLÄCGNINCSSKRIFT 5 0 * ® ® ^ ^ (51) K».ik?/int.a.3 Β 01 J 29/38, 23/90 SUOMI —FINLAND (21) P»t*nttlh«k#mu*--P*t#ntin*öknln| 223^/73 (22) HkkwnltpAIvi —Aiweknlnpdag 13.07*73 (23) Alkupilvt—GIW|h«*dt| 13.07.73 (41) Tullut Julkisiksi — Bllrlt affuntllf 1Ö. 01.7l+ PMwittl. I* rekisterihalli*» (44) nkmu^ j» kuul.JulluU*un pvm. —
Patent- och reglsterstyrelsen ' Anvöion utbgd och utt.*krifun pubiicurad 30.09. o0 ^ (32)(33)(31) Pyydetty «tuo! kuut— Bugtrd prtorltet 17.07.72
USA(US) 27226U
_ (71) Texaco Development Corporation, 135 East U2nd Street, New York, N.Y. 10017, USA(US) (72) Leonce Francis Castagnos, Jr., Nederland, Texas, William Rogers Menzies, III, Groves, Texas, Roy Earl Pratt, Groves, Texas, USA(US) (7*0 Oy Kolster Ab (5U) Jatkuvatoiminen, leijutettu-katalyyttinen kräkkausmenetelmä - Kontinuerligt fluidiserat-katalytiskt krackningsförfarande
Keksinnön kohteena on jatkuvatoiminen, leijutettu-katalyyttinen krakkausmenetelmä, joka käsittää reaktiovaiheen ja katalyytin regenerointivaiheen ja jossa hiilivetysyöttö saatetaan jatkuvasti kosketukseen krakkauskatalyytin kanssa reaktiovyöhykkeessä krakkausolosuhteissa, jolloin muodostuu krakattuja hii-livetyhöyryjä ja kuumaa, hiilikarstan saastuttamaa katalyyttiä ja jolloin koksin saastuttama katalyytti johdetaan jatkuvasti regenerointivyöhykkeeseen ja saatetaan kosketukseen molekylaarista happea sisältävän regenerointikaasun kanssa korotetussa lämpötilassa riittävän pitkäksi ajaksi sellaisen regeneroidun katalyytin saamiseksi, jonka hiilikarstaepäpuhtaus on oleellisesti vähentynyt ja jolloin katalyytti leijutetaan regenerointikaasun ylöspäinvirtauksen avulla tiivisfaasisen katalyyttikerroksen ja laimeafaasisen katalyyttikerroksen muodostamiseksi .
Keksinnölle on tunnusomaista, että hiilikarstan saastuttama katalyytti regeneroidaan regenerointivyöhykkeessä käyttämällä regenerointikaasun jatkuvaa virtausta siten, että regeneroinnin poistokaasun happipitoisuus pidetään alueella noin 1-10 til.-# oleellisesti kaiken palaneen hiilikarstan muuttamiseksi hiilidioksidiksi tiivisfaasisessa katalyyttikerroksessa, joka pidetään lämpötilassa noin 691-8l6°C.
58266
Hiilivetyjen leijutettu-katalyyttinen krakkaus on alalla hyvin tunnettu ja se voidaan toteuttaa erilaisten jatkuvien kiertoprosessien avulla, joissa käytetään leijutetun kiinteän aineen tekniikkaa. Tällaisissa prosesseissa krakkausreaktio aiheuttaa koksin kerrostumista jauhemaisen katalyytin pinnalle reaktiovyöhykkeessä. Koksin saastuttama katalyytti siirretään prosessikierron aikana reaktiovyöhykkeestä regeneroimisvyöhykkeeseen, jossa katalyytti saatetaan kosketukseen happea sisältävän kaasun kanssa olosuhteissa, jotka ovat riittävät polttamaan oleellisen määrän koksia katalyytistä ja palauttamaan regeneroidulle katalyytille katalyyttisen vaikutusvoimansa. Regeneroitu katalyytti poistetaan sen jälkeen regeneroimisvyöhykkeestä ja johdetaan takaisin reaktiovyöhykkeeseen reagoimaan hiilivedyn kanssa'uudelleen. Tavallisesti koksin saastuttamat kata- - lyytit johdetaan reaktiovyöhykkeestä strippausvyöhykkeeseen strippauskelpoisten hiilivetyjen poistamiseksi katalyyttihiukkasista ennen katalyytin johtamista regeneroimisvyöhykkeeseen. _
Edullisesti regeneroitava katalyytti pidetään tiheäfaasisena leijutettuna kerroksena regeneroimisvyöhykkeessä. Happea sisältävää regeneroimiskaasua käytetään pitämään katalyyttejä leijuvassa tilassa. Lisäksi, voidaan höyryä tai muita inerttejä kaasuja tarvittaessa käyttää antamaan lisäleijutushöyryjä. On tunnettua, että tavallisesti käytetyt krakkauskatalyytit, kuten amorfinen piihap-po-aluminiumoksidi, piihappo-aluminiumoksidi-seoliittiset molekyyliseulat, sellaiset piihappo-aluminiumoksidi-seoliittiset molekyyliseulat, jotka on iönivaih-dettu kahdenarvoisilla metalli-ioneilla, harvinaiset maametallit jne., sekä niiden seokset vahingoittuvat joutuessaan alttiiksi liian korkeille lämpötiloille.
Liian korkeissa lämpötiloissa tällaisten katalyyttisten krakkauskatalyyttien rakenteessa tapahtuu fysikaalinen muutos, joka tavallisesti havaitaan pinta-alan vähenemisenä, mistä on seurauksena katalyyttisen vaikutusvoiman oleellinen aleneminen. On erittäin toivottavaa pitää katalyytti leijutettu-katalyyttisessä krakkausprosessissa lämpötiloissa, jotka ovat alle lämpötilan, jossa katalyytin pääasiallinen fysikaalinen muutos tapahtuu. On havaittu, että edellä kuvatunlaisia piihappo-aluminiumoksidi-krakkauskatalyyttejä voidaan saattaa alttiiksi lämpötiloille 8l6°C:een asti ilmein katalyytin fysikaalisen rakenteen oleellisia vaurioita.
On havaittu, että pienet määrät jäännöshiiltä regeneroidussa katalyytissä, erityisesti molekyyliseula-katalyyteissä, aiheuttavat hiilivetysyötön parantuneen konversion krakkausprosessissa ja parantaa myös krakattujen hiilivetytuot-teiden selektiivisyyttä halutuiksi bensiinijakeen hiilivedyiksi.
Ks. esimerkiksi US-patenttia 3 563 911· Edullisesti regeneroimisvyöhykkeestä tulevan regeneroidun katalyytin hiilipitoisuus on suuruusluokaltaan 0,1 paino-$ tai vähemmän. Hiilimäärän poistumisasteeseen katalyytistä regeneroimisvyöhykkeessä vaikuttaa ainakin kolme muuttujaa. Hapen osapaineella regeneroimisvyöhykkeessä 3 5 82 6 6 on suora vaikutus hiilimäärään, joka palaa katalyytistä. Katalyytistä palavaan hiilimäärään vaikuttaa myös suoraan koksipitoisuus katalyytin pinnalla. Kun regeneroidun katalyytin pinnalle saadaan pienempiä jäännöshiilimääriä, vähenee palavan hiilen määrä. Kolmas tekijä, joka vaikuttaa katalyytistä palavaan hiilimäärään, on lämpötila, jossa hiilen polttoreaktio tapahtuu. Hiilen pala-misreaktio lisääntyy lämpötilan kohotessa. Koska on toivottavaa pitää katalyytti lämpötilan alapuolella, jossa fysikaalista vaurioitumista tapahtuu, ja edullisesti noin 8l6°C:n alapuolella, voidaan tämän keksinnön mukaisesti regeneroimis-prosessin muuttujat sovittaa niin, että sopivasti päästään haluttuun vähäiseen jäännöshiileen regeneroidun 'katalyytin pinnalla edullisten lämpötilarajojen sisällä.
Regeneroimisvyöhykkeet, joita alalla normaalisti käytetään, ovat sylinterinmuotoisia säiliöitä, joissa regeneroitava katalyytti pidetään leijuvana kerroksena ylöspäin johdettavan happea sisältävän regeneroimiskaasun avulla. Regeneroimissäiliö on mitoitettu siten, että ylöspäin kulkevan kaasun pinnan-myötäinen nopeus on alueella, jolla leijutettu katalyytti muodostaa tiheäfaa-sisen kerroksen. Tällaisen tiheäfaasisen kerroksen tiheys on väliltä noin Ο,Τ-^,2 kp/cm ja laimean faasin tiheys voi olla noin 0,007-0,07 kp/cm. Tiheäfaasisen katalyyttikerroksen ja laimean katalyyttifaasin välillä on olemassa jakopinta.
Regeneroinnin poisto, joka normaalisti käsittää koksin polttamisesta saadun palamiskaasun, inerttikaasuja, kuten ilman typpeä, ja joka voi sisältää reagoimatonta happea, poistetaan regeneroimissäiliön yläpäästä. Liiallisten katalyyttihäviöiden estämiseksi poistokaasun mukana käytetään regeneroimissäiliössä tavallisesti erotuslaitteita kiinteiden aineiden erottamiseksi kaasusta. Pyörre-erottimet ovat tavallisimmin käytettyjä erotuslaitteita.
Regeneroitaessa katalyyttisen krakkauksen katalyyttejä, erityisesti erittäin aktiivisia molekyyliseula-tyyppisiä krakkauskatalyyttejä, on edullista polttaa oleellinen määrä katalyytin koksista, niin että jäännöshiilen määrä regeneroidun katalyytin pinnalla on erittäin alhainen, suurusluokaltaan edullisesti noin 0,1 paino-$ tai vähemmän. Eräs vaikeus, joka syntyy regeneroitaessa katalyyttiä alhaiseen jäännöshiilimäärään, on, että koska koksi poltetaan hapel-la, se pyrkii muodostamaan melkoisia määriä hiilimonoksidia, mikä edelleen aiheuttaa lisähapettumisen hiilidioksidiksi. Alan aikaisemmissa menetelmissä on sellaisen happimäärän käyttämisellä, joka teoreettisesti on riittävä polttamaan koksi leijutetussa katalyyttikerroksessa haluttuun jäännöskoksi pieneen määrään regeneroidun katalyytin pinnalla, usein ollut se ei-toivottu vaikutus, että laimeaan katalyyttifaasiin kehittyy hapen ja hiilimonoksidin palava seos.
Tällainen hapen ja hiilimonoksidin palava seos saattaa joutua alttiiksi lisä-hapettumiselle laimeassa faasissa, mitä tavallisesti sanotaan "jälkipalamiseksi".
11 58266 Tämä "jälkipalaminen" aiheuttaa oleellisen nousun ohuen katalyyttifaasin lämpötilassa, jolloin lämpötila voi ylittää noin 8l6°C ja vakavissa tapauksissa se voi nousta noin 982°C:een tai korkeammalle. Tällaiset korkeat lämpötilat laimeassa katalyyttifaasissa voivat aiheuttaa katalyytin deaktivoitumista, mikä vaatii täydentämään prosessia lisäkatalyytillä halutun katalyyttisen vaikutus-voiman ylläpitämiseksi hiilivedyn reaktiovyöhykkeessä. Lisäksi tällaiset korkeat lämpötilat voivat vahingoittaa regeneroimisvyöhykkeen mekaanisia osia, erityisesti pyörre-erottimia, joita käytetään katalyytin erottamiseksi polttokaasusta.
Alalla aikaisemmin ehdotetuissa menetelmissä laimean faasin korkeiden lämpötilojen voittamiseksi, kun katalyyttiregenerointia suoritetaan regeneroidun katalyytin saamiseksi, jonka jäännöshiili-pitoisuus on pieni, ovat kolme yleistä ~ tietä tavallisia. Ensimmäisen tien mukaisesti jäähdytysväliainetta, joka voi olla höyryä, nestemäistä vettä, regeneroimatonta katalyyttiä, hiilivety-öljyä, polttokaasua, jne., ruiskutetaan jäähdyttämään laimea katalyyttifaasi sen läm- ~ pötilan alapuolelle, joka vahingoittaa katalyyttiä tai regeneroimisvyöhykkeen mekaanisia osia. Esimerkkejä tästä ensimmäisestä lähestymistiestä on esitetty US-patenteissa 2 580 827; 2 1+5»+ 373; 2 I+5I+ 1+66; 2 37»+ 660; ja 2 393 839- Toisen tien mukaan käytetään katalyytin sarja-regenerointia, jolloin regeneroitava katalyytti saatetaan useissa laimeafaasi-regeneroimisvyöhykkeissä kosketukseen happea sisältävän regeneroimiskaasun kanssa. Katalyytti virtaa vyöhykkeestä vyöhykkeeseen eikä yhdessäkään vyöhykkeessä lämpötilan anneta ylittää lämpötilaa, jossa jälkipalamista tapahtuu. Esimerkkejä tästä toisesta tiestä on esitetty US-patenteissa 3 563 911; 2 1+77 3»+5; 2 788 311; ja 3 »+9»+ 858. Kolmannen lähestymistien mukaisesti käytetään epäsuoraa lämmönvaihtoa, kuten höyrynkehitys-kierukoita tiheäfaasisessa kerroksessa. Kun tällaisia alan aikaisempia menetelmiä käytetään, voi polttokaasussa läsnäolevan hiilimonoksidin määrä olla melkoinen, ollen yleensä väliltä 2-6 til-$ tai jopa suurempi.
On tunnettua, että hiilimonoksidi kuuluu ilmakehän saastuttajiin. Hiilimonoksidin poistamiseksi polttokaasusta tarvitaan lisäkäsittelyä. Yleensä poisto-kaasu johdetaan poistohöyrykattilaan, jossa hiilimonoksidi kulutetaan hapetta- ~ maila hiilidioksidiksi samanaikaisesti höyryä tuottaen. Tällaiset poistokaasu-kattilat ovat kuitenkin suhteellisen tehottomia ja ne ovat suurikokoisia ja vaativat siten huomattavia pääoman sijoituksia.
Nyt on keksitty parannettu menetelmä, jonka avulla koksin saastuttama krakkauskatalyytti saadaan regeneroiduksi, jolloin regeneroidun katalyytin jäännöshiilipitoisuus on pieni ja regeneroimisprosessista tulevan polttokaasun hiilimonoksidipitoisuus on oleellisesti alentunut.
Tämän keksinnön mukaisesti saatetaan jatkuvasti koksin saastuttaman katalyytin tiheäfaasinen leijukerros regeneroimisvyöhykkeessä korotetussa lämpötilassa kosketukseen sellaisen määrän kanssa happea sisältävää kaasua, että koksin palamismäärä on riittävä alentamaan regeneroidun katalyytin jäännöshiilipitoi- 5 58266 suuden halutun alhaiselle tasolle, ja että polttokaasun hiilimonoksidi-pitoisuus alenee halutun alhaiselle tasolle, ilman suurempaa "jälkipalamista" laimeassa katalyyttifaasissa. Keksinnön mukaisesti käytetään poltettavaan koksiin nähden happi-ylimäärää, ts. niin, että polttokaasussa on mukana vapaata happea. Laimean katalyyttifaasin lämpötilaa säädetään nopeudella, jolla happea sisältävää rege-neroimiskaasua syötetään regeneroimisvyöhykkeeseen. Laimean katalyyttifaasin lämpötila säädetään sovittamalla regeneroimiskaasun syöttö nopeus regeneroimisvyöhykkeeseen säätämään sekä happiylimäärää että inerttikaasua, esim. typpeä, tapauksessa, jossa käytetään ilmaa regeneroimiskaasuna.
Keksinnön mukaisesti voidaan laimean katalyyttifaasin lämpötiloja kontrolloida "" niiden lämpötilojen alapuolelta, joissa katalyytti menettää oleellisesti vaikutusvoimaansa, niihin lämpötiloihin, joissa regeneroimisvyöhykkeen mekaaniset osat vahingoittuvat tai menettävät lujuutensa. Seuraamalla keksinnön menetel-^ mää voidaan katalyytin regenerointi suorittaa myös käyttämättä lisäjäähdytyslait- teita, kuten epäsuoraa lämmönvaihtoa tai jäähdytysrenkaita. Lisäksi katalyytti voidaan regeneroida yhdessä yksinkertaisessa tiheäfaasisessa katalyyttikerrokses-sa polttokaasun hiilimoniksidi-pitoisuus voidaan pysyttää halutuisssa ahtaissa rajoissa käyttämättä kalliita polttokaasun käsittelylaitteita, kuten polttokaasu-kattiloita. Etuna lisääntyneestä koksin palamismäärästä on myös, että katalyytti-määrää regeneroimisvyöhykkeessä voidaan pienentää verrattuna alan aikaisemmissa menetelmissä käytettyihin määriin.
Hiilipitoisuustasolla regeneroidun katalyytin pinnalla on suuri vaikutus konversioon ja saatuun tuotejakaumaan hiilivetyöljyjen, kuten kaasuöljyjen, tyh-jökaasuöljyjen, liuskeöljyjen, suoratislausjäännöksen, ilmakehän jätteen jne. leijukatalyyttikrakkauksessa. Regeneroitujen katalyyttien hiilipitoisuus on erityisen edullinen, kun käytetään erittäin aktiivisia moxekyyliseulatyyppistä krak-kauskatalyyttiä ja kun krakkausreaxtio saatetaan tapahtumaan nousujohdossa, jossa kosketusaika on lyhyt ja katalyytti on läsnälairaeafaasisena hiilivedyn syöt-töhöyryssä. Esimerkiksi muuttumattomissa käyttöolosuhteissa ja muuttumattomalla ~ koksin tuotannolla hiilimäärän pienentäminen paino-prosentteina regeneroiduissa seulakatalyyteissä 0,35~ii:sta noin 0,1 5?:iin lisää hiilivetyjen konversiota, esim. niinkin paljon kuin noin 2,5 til-$, jolloin konversion lisääntymisen seurauksena vähemmän arvokkaan raskaan polttoöljyn tuotanto pienenee. Samoin voidaan ajatella, että hiilimäärän pienentäminen regeneroidun seulakatalyytin pinnalla noin 0,2 paino-yi:sta noin 0,05 paino->i:iin saattaa parantaa konversiota noin 2 til->{:lla tai enemmän ja lisätä bensiinisaanto noin 1,4 til->S:lla.
On yllättäen keksitty, että koksin saastuttamia katalyyttejä voidaan regeneroida alhaiseen 0,1 paino-^:n jäännösniixipitoisuuteen tai axle yksinkertaisessa tineäfaasisessa regeneroimisvyöhykkeessä lämpötiloissa, jotka ovat noin 8l6°C:n alapuolella ja edullisesti 691~760°C. Keksinnön mukaisesti tiheäfaasinen 6 58266 leijutettu katalyyttikerros, kuten sellainen, jonka tiheys on noin 0,7-^,2 3 ..... .... .... ...
kp/cm , ylläpidetään regeneroimisvyöhykkeessä käyttämällä happea sisältävää kaasua ylimäärin suhteessa poltettavaan koksimäärään antamaan katalyytille riittävän pitkä viipymisaika halutun jäännöshiilitasoltaan matalan katalyytin saamiseksi tiheäfaasisen patjan lämpötilassa alle noin 816°C ja edullisesti 691-760°C, sekä matalan hiilimonoksidipitoisuuden saamiseksi polttokaasuun.
Tiheäfaasisen kerroksen lämpötilaa alennetaan lisäämällä käytetyn regeneroimis-kaasuylimäärän määrää.
Keksinnön mukaisesti saadaan lämpötila regeneroimisvyöhykkeen laimeassa faasissa hillityksi, jos se nousee halutun lämpötilan yli, lisäämällä suurempi määrä regeneroimiskaasua.
Lisätuloksena keksinnön mukaisessa menetelmässä on, että melkoinen osa hiilimonoksidista reagoi regeneroimisvyöhykkeessä, niin että savukaasussa, joka käsittää polttokaasut regeneroimisprosessista, hiilimonoksidin pitoisuus on oleellisesti alentunut. Lisääntyneiden ympäristönsuojeluvaatimusten kannalta on hiilimonoksidin, joka on paha ilmansaastuttaja, väheneminen toivomusten arvoinen tulos katalyytin regeneroimisprosessista. Esimerkiksi voidaan tämän keksinnön mukaisesti polttokaasun hiilimoniksidipitoisuus alentaa alle 1 #:iin, edullisesti alle 0,1 til-j£:iin laskettuna polttokaasusta ilman lisäkäsittelyä.
Happea sisältäviä regeneroimiskaasuja, joita voidaan käyttää tämän menetelmän mukaisissa prosessissa, ovat kaasut, jotka sisältävät happimolekyylejä sekoitettuina oleellisen osan kanssa inerttiä laimennuskaasua. Ilma on erityisen sopiva regeneroimiskaasu. Muita käyttökelpoisia kaasuja ovat rikastettu ilman sekä happi yhdessä hiilidioksidin ja/tai muiden inerttien kaasujen kanssa. Lisäksi voidaan tarvittaessa lisätä vesihöyryä tiheäfaasiseen kerrokseen yhdessä rege-neroimiskaasun kanssa tai erillisenä siitä antamaan lisää inerttiä laimennusta _ ja/tai lisää leijutuskaasua. Riittävästi leijutetun tiheäfaasisen katalyytti-kerroksen saamiseksi, jossa on hyvä lämmönsiirto läpi koko kerroksen ja joka ei sisällä suhteellisen kuolleita kohtia, joissa paikalliset lämpötilat voivat ylittää lämpötilat, joissa katalyytti vahingoittuu, voi regeneroimiskaasun spesifinen höyryn nopues edullisesti olla noin 0,2-6,6 km/h. Koska tämän keksinnön mukaisesti hapen osapainetta regeneroimisvyöhykkeessä voidaan käyttää ohjauspa-rametrina katalyytin hyvään regeneroitumiseen pääsemiseksi ja polttokaasun hiilimonoksidipitoisuuden alentamiseksi, voidaan muita säätölaitteita hankkia spesifisen höyryn nopeuden pitämiseksi tiheäfaasisessa kerroksessa halutuissa rajoissa riittävästi leijutetun katalyyttikerroksen saamiseksi. Esimerkiksi säiliöt, joita käytetään nykyisissä katalyyttisissä krakkausprosesseissa, ovat tavallisesti läpimitaltaan suhteellisen suuria sylinterinmuotoisia säiliöitä, joissa on kiinteä/kaasu-erotuslaitteet, kuten pyörre-erottimet ripustettuina lähelle niiden 7 58266 yläpäätä. Tällaiset säiliöt kestävät tavallisesti kohtuullisen paineen noin 3 0-3*5 kp/cm. Käyttämällä regeneroimissäiliössä paineita 0-3*5 kp/cm , ja edul- 3 lisesti 1,1-3,2 kp/cm on mahdollista säätää spesifistä höyrynnopeutta halutulla alueella. Lisäämällä lisähappea happea sisältävän regeneroimis-kaasun muodossa ja myös painetta lisäämällä, spesifinen höyrynnopeus voidaan pysyttää vaadittujen höyrynnopeuksien alueella hyvän kiinteäfaasisen leijukerrok-sen ylläpitämiseksi ja hapen osapaine regeneroimisvyöhykkeessä voidaan ylläpitää antamaan haluttu katalyytin regeneroituminen ja polttokaasun matala hiilimonoksidipitoisuus .
Yllättäen tiheäfaasinen leijutettu kerros, jota ylläpidetään toivotulla ^ lämpötilavälillä regeneroimiskaasu-ylimäärän läsnäollessa, antaa pääasiallisesti täydellisen koksin konversion, koksin palaessa hiilidioksidiksi tiheäfaasisessa kerroksessa. Spesifinen koksin palaraismäärä tiheäfaasisessa patjassa väliltä noin 0,12 - noin 1,0' kg koksia tunnissa kg kohti katalyyttiä antaa riittävän keskimääräisen katalyytin viipymisajan tiheäfaasisessa kerroksessa, että riittävä määrä koksiaentii palaa toivotun alhaisen jäännöshiilipitoisuuden saavuttamiseksi regeneroidun katalyytin pintaan. Viipymisaika katalyytin regeneroimiseksi halutul" le tasolle ja halutun tiheän faasin lämpötilan ylläpitämiseksi saadaan mukavasti sovittamalla katalyytin tilavuus tiheäfaasisessa katalyyttikerroksessa. Tiheä-faasista katalyyttikerrosta lisätään antamaan lisää viipymisaikaa ja vähennetään jos halutaan lyhentää katalyytin viipymisaikaa. Koksin spesifisen palamis-määrän pitämiseksi alueella jolla on mahdollista säätää reaktiopatjän lämpötilaa halutulla alueella, patjan määrää voidaan lisätä spesifisen koksinpalamismäärän pienentämiseksi. Yleensä koksin määrä katalyytin pinnalla määräytyy käyttöolosuhteista hiilivedyn reaktiovyöhykkeessä. Menetelmät koksimäärän säätämiseksi, joka kerrostuu krakkauskatalyytille ja hiilivetysyötön halutun konversio-asteen saavuttamiseksi leijukrakkausprosessissa, ovat alalla ennestään hyvin tunnettuja eivätkä kuulu keksinnön piiriin.
Katalyyttisessä krakkausvyöhykkeessä, jolloin suurin osa hiilivetyjen krak-kauksesta tapahtuu nousujohdossa, johon hiilivetysyöttö ja regeneroitu katalyytti syötetään olosuhteissa, joissa katalyytti on läsnä ohutfaasina suspendoituneena hiilivetyhöyryihin, voidaan koksin määrää, joka kerrostuu katalyytille reaktio-vyöhykkeessä, säätää sovittamalla katalyytin ja hiilivedyn viipymisajat nousu-johdoissa välille noin 2- noin 10 sekuntia hiilivetysyötön noin 50 -95~5f:isen konversion saavuttamiseksi aineiksi, jotka kiehuvat noin 221°C:n alapuolella, käyttämällä reaktiolämpötiloja väliltä noin 1+71-538°C. Olosuhteissa, joissa käytetään erilaisia hiilivetykrakkausreaktiomuotoja, kuten reaktoreissa, joissa 8 58266 käytetään kokonaan tiheäfaasista katalyyttireaktiota tai sellaisissa, joissa käytetään nousujohtokrakkaukfeen ja tiheäfaasikrakkauksen yhdistelmää, krakkaus-reaktiota voidaan säätää menetelmin, jotka ovat ennestään hyvin tunnettuja.
Esimerkki 1
Eräässä koelaitoksessa oli toiminnassa leijukatalyytti-krakkausprosessi, jossa hiilivetysyöttö ja tuore regeneroitu katalyytti yhdistettiin nousujohdon alaosassa ja jossa katalyytti ja hiilivetyhöyry purkautuivat tämän nousujohdon yläpäästä reaktiosäiliöön. Tässä reaktiosäiliössä hiilivetyhöyry erosi käytetystä krakkauskatalyytistä ja krakkauskatalyyttiä pidettiin leijukerroksena reaktiohöyryn avulla. Reaktiosäiliöstä käytettyä katalyyttiä poistettiin jatkuvasti strippausosastoon, jossa strippattavissa olevat hiilivetyhöyryt poistettiin katalyytistä strippaamalla vesihöyryllä. Strippaus siirrettiin käytettyä katalyyttiä jatkuvasti regeneroimissäiliöön. Regeneroimissäiliön muodosti pystysuora sylinterinmuotoinen säiliö, joka oli varustettu laittein käytetyn katalyytin vastaanottamiseksi jatkuvasti, laittein regeneroidun katalyytin poistamiseksi, suihkuttimella lähellä pohjaa happea sisältävän regeneroimiskaasun, esim. ilman johtamiseksi, pyörre-erottimella lähellä säiliön yläpäätä katalyytin erottamiseksi polttokaasusta, jota syntyy katalyytin regeneroinnissa, sekä pois-toputkella polttokaasun poistamiseksi regeneroimissäiliöstä. Lisäksi regeneroimis-säiliö oli varustettu venttiilein, putkistolla, lämpöelementein, painemittarein, näytteenottohanoin ja virtausmittalaittein, joita tarvitaan tässä esimerkissä esitettyjen arvojen saamiseksi. Tässä esimerkissä lisättiin käytettyä katalyyttiä 510°C:n lämpötilassa jatkuvasti regeneroimissäiliöön katalyytin sisääntulosuutti-men kautta. Regeneroimissäiliössä katalyytti pidettiin tiheänä leijukerroksena ilmaa käyttäen. Katalyyttiregenerointi suoritettiin lisäten tiheän faasin lämpötiloja. Polttokaasun Orsat-analyysit ja regeneroidun katalyytin jäännöshiili- _ analyysit tehtiin erilaisissa käyttöolosuhteissa. Käyttöolosuhteet ja testitulokset on esitetty seuraavassa taulukossa 1.
Taulukko 1
Koe n:o 1 2 3 1+ 5 6 7 8
Ilmaa regeneraatto- riin, m3(VN)/h 1U,0 13,9 lU,2 15,1 15,9 17,0 18,2 21,0
Tiheän faasin 6jk 673 678 69b 722 756 770 767 , o lämpötila C Polttokaasu-analyysi (Orsat) C02, til.-? 11,8 12,0 12,0 13,0 lfc,8 16,*» 12,0 12,0 0 , til.-? 0,6 0,U 0,2 0,2 0,8 1 ,U 5,1+ 6,2 CO, til.-$ 7,8 7,6 6,1+ 5,6 1,8 0,0 0,6 0,0 58266
Hiiltä regeneroidun katalyytin pinnalla paino-# 0,32 0,1+3 0,3 0,2 0,12 0,12 0,12 0,11
Koksisaanto (# tuoresyötöstä) — 7,53 7,26 7,70 7,16 7,37 6,19 6,68
Kuten taulukon 1 arvoista voidaan havaita, laski polttokaasun hiilimonoksidipitoisuus, kun tiheäfaasisen katalyyttipatjan lämpötila lisääntyi. Noin 756°C:ssa (koe 6) polttokaasun hiilimonoksidipitoisuus osoitti 0 # Orsat-analyy-simenetelmällä testattuna. Huomattava osa hiilimonoksidista, jota syntyi katalyytin pinnassa olevan koksin polttamisesta, muuttui hiilidioksidiksi tiheäfaasi-sessa kerroksessa, niinmuodoin tapahtui hyvin vähän "jälkipalamista" laimeassa faasissa. Tämän kokeen sarakkeessa 6 esitetyt tulokset, jolloin hiilimonoksidi on pääasiallisesti poistettu polttokaasusta, jolloin jäännöshiiliregeneroidun katalyytin pinnassa on alentunut noin 0,12 paino-#:iin ja jossa hiilimonoksidin jälkipalaminen laimeafaasissa ei ole liiallista, osoittavat tämän keksinnön paremmuuden verrattuna aikaisemmin tunnettuihin regeneroimisprosesseihin.
Esimerkki II
Esimerkissä I kuvattu prosessi suoritettiin sen osoittamiseksi, että on välttämätöntä saada riittävä lämpötila tiheäfaasiseen regeneroimispatjaan poltto-kaasussa olevan CO-pitoisuuden oleelliseksi alentamiseksi ja regeneroidun katalyytin pinnassa olevan jäännöshiilen vähentämiseksi. Toinen koe suoritettiin pitäen regeneroimislaitteen lämpötila muuttumattomana, noin 610°C. Ilmamäärää lisättiin antamaan oleellinen happiylimäärä poistokaasuun. Kuten kuitenkin seu-raavassa taulukossa II esitetyistä arvoista voidaan havaita, ei polttokaasun C0-pitoisuus oleellisesti pienentynyt eikä regeneroidun katalyytin pinnalla ole-_ van jäännöshiilen määrä vähentynyt.
Taulukko II
Ilmaa regeneraatto- riin, 12 3^ 5 6 7 8 m3(VN)/h 10,3 10,3 11,2 12,0 12,8 13,6 1U,7 iU,7
Tiheän faasin lämpötila, °C 6θ6 597 602 558 611 603 610 612
Polttokaasu-analyysi (Orsat) C02, til.-Jf 11,8 11,0 11,1* 11,0 8,8 8,0 8,6 9,8 02, til.-# 0,6 0,8 0,9 1,0 3,2 3,0 1+,1+ 5,0 CO, til.-# U,6 6,2 5,2 6,0 6,0 5,0 6,0 5,0 10 58266
Hiiltä regenroidun katalyytin pinnalla paino-/? 0,16 0,12 0,1+5 0,1+5 0,13 0,20 0,23 0,17
Koksisaanto (% tuoresyötästä) 1+,81+ 5»07 5>29 5.79 5»1*1+ 5»l+7 6,05 5,99 Tämän kokeen tulokset osoittavat, että tiheäfaasisen katalyyttipatjän lämpötilaa reteneroimissäiliössä täytyy lisätää yli normaalisti hyväksyttävien lei-jukatalyytti-regeneroimislämpötilojen pääasiallisesti täydellisen CO:n konversion CO^+ksi saavuttamiseksi. Lisäksi ilmaylimäärä suhteellisen matalissa regene-roimislämpötiloissa ei ole riittävä muuttamaan pääasiallisesti kaikkea C0:ta COgtksi regeneroimisvyöhykkeessä. —
Claims (3)
1. Jatkuvatoiminen, leijutettu-katalyyttinen krakkausmenetelmä, joka käsittää reaktiovaiheen ja katalyytin regenerointivaiheen ja jossa hiilivety-syöttö saatetaan jatkuvasti kosketukseen krakkauskatalyytin kanssa reaktiovyÖ-hykkeessä krakkausolosuhteissa, jolloin muodostuu krakattuja hiilivetyhöyryjä ja kuumaa, hiilikarstan saastuttamaa katalyyttiä ja jolloin koksin saastuttama katalyytti johdetaan jatkuvasti regenerointivyöhykkeeseen ja saatetaan kosketukseen molekylaarista happea sisältävän regenerointikaasun kanssa korotetussa lämpötilassa riittävän pitkäksi ajaksi sellaisen regeneroidun katalyytin saarni- — seksi, jonka hiilikarstaepäpuhtaus on oleellisesti vähentynyt ja jolloin ka talyytti leijutetaan regenerointikaasun ylöspäinvirtauksen avulla tiivisfaasisen katalyyttikerroksen ja laimeafaasisen katalyyttikerroksen muodostamiseksi, ^ tunnettu siitä, että hiilikarstan saastuttama katalyytti regeneroidaan regenerointivyöhykkeessä käyttämällä regenerointikaasun jatkuvaa virtausta siten, että regeneroinnin poistokaasun happipitoisuus pidetään alueella noin 1-10 til*-# oleellisesti kaiken palaneen hiilikarstan muuttamiseksi hiilidioksidiksi tiivis-faasisessa katalyyttikerroksessa, joka pidetään lämpötilassa noin 691-816°C.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laimean katalyyttifaasin lämpötila ei ole yli noin 816°C.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että regeneroinnin poistokaasun hiilimonoksidipitoisuus pidetään alueella noin 0-0,1 til.-i. h. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että olosuhteet säädetään siten, että regeneroidun katalyytin jäännös-hiilikarstan pitoisuus on alueella noin 0-0,1 paino-#.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US27226472A | 1972-07-17 | 1972-07-17 | |
| US27226472 | 1972-07-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI58266B FI58266B (fi) | 1980-09-30 |
| FI58266C true FI58266C (fi) | 1981-01-12 |
Family
ID=23039094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI2234/73A FI58266C (fi) | 1972-07-17 | 1973-07-13 | Kontinuerligt fluidiserat-katalytiskt krackningsfoerfarande |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS4953191A (fi) |
| CS (1) | CS178433B2 (fi) |
| DE (1) | DE2330802A1 (fi) |
| FI (1) | FI58266C (fi) |
| HU (1) | HU178760B (fi) |
| NL (1) | NL7309759A (fi) |
| PH (1) | PH11787A (fi) |
| RO (1) | RO71995A (fi) |
| SE (1) | SE395620B (fi) |
| SU (1) | SU581845A3 (fi) |
| TR (1) | TR17912A (fi) |
| YU (1) | YU36449B (fi) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4219442A (en) * | 1978-12-14 | 1980-08-26 | Uop Inc. | Fluid coke contaminated catalyst regeneration process |
| FR2627187B1 (fr) * | 1988-02-15 | 1993-01-22 | Inst Francais Du Petrole | Procede de craquage a l'etat fluide d'une charge d'hydrocarbures |
-
1973
- 1973-06-16 DE DE2330802A patent/DE2330802A1/de active Pending
- 1973-06-18 PH PH14737A patent/PH11787A/en unknown
- 1973-06-28 SE SE7309148A patent/SE395620B/xx unknown
- 1973-07-06 JP JP48075843A patent/JPS4953191A/ja active Pending
- 1973-07-09 HU HU73TE727A patent/HU178760B/hu unknown
- 1973-07-11 RO RO7375432A patent/RO71995A/ro unknown
- 1973-07-13 FI FI2234/73A patent/FI58266C/fi active
- 1973-07-13 NL NL7309759A patent/NL7309759A/xx unknown
- 1973-07-16 YU YU01934/73A patent/YU36449B/xx unknown
- 1973-07-16 TR TR17912A patent/TR17912A/xx unknown
- 1973-07-16 SU SU7301948944A patent/SU581845A3/ru active
- 1973-07-17 CS CS5122A patent/CS178433B2/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SU581845A3 (ru) | 1977-11-25 |
| JPS4953191A (fi) | 1974-05-23 |
| FI58266B (fi) | 1980-09-30 |
| DE2330802A1 (de) | 1974-01-31 |
| SE395620B (sv) | 1977-08-22 |
| YU36449B (en) | 1984-02-29 |
| HU178760B (en) | 1982-06-28 |
| TR17912A (tr) | 1976-11-01 |
| AU5702173A (en) | 1974-12-19 |
| RO71995A (ro) | 1982-09-09 |
| YU193473A (en) | 1982-02-25 |
| NL7309759A (fi) | 1974-01-21 |
| PH11787A (en) | 1978-07-05 |
| CS178433B2 (fi) | 1977-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4057397A (en) | System for regenerating fluidizable catalyst particles | |
| US4283273A (en) | Method and system for regenerating fluidizable catalyst particles | |
| CA1058600A (en) | Method of regenerating a cracking catalyst with substantially complete combustion of carbon monoxide | |
| US4331533A (en) | Method and apparatus for cracking residual oils | |
| US5032252A (en) | Process and apparatus for hot catalyst stripping in a bubbling bed catalyst regenerator | |
| US3494858A (en) | Two-stage countercurrent catalyst regenerator | |
| US3563911A (en) | Staged fluidized catalyst regeneration process | |
| US4313848A (en) | Method for removing coke from particulate catalyst | |
| CA1073388A (en) | Fluidized catalytic cracking regeneration process | |
| US4309309A (en) | Adding fuel in catalyst regeneration | |
| CN100577614C (zh) | 用于催化转化含氧物并再生和汽提催化剂的方法和系统 | |
| EP0435880B1 (en) | Apparatus and method for regenerating coked fluid cracking catalyst | |
| US5158919A (en) | Catalyst regeneration in a single stage regenerator converted to a two stage high efficiency regenerator | |
| US4991521A (en) | Fluidized bed combustion process and apparatus | |
| US4167492A (en) | Spent-catalyst combustion regeneration process with recycle of hot regenerated catalyst and spent catalyst | |
| JPS6363600B2 (fi) | ||
| CA1108548A (en) | Fluidized cracking catalyst regeneration apparatus | |
| JPH0473471B2 (fi) | ||
| US3923686A (en) | Fluidized catalyst regeneration by oxidation in a dense phase bed and a dilute phase transport riser | |
| US4444722A (en) | System for regenerating fluidizable catalyst particles | |
| US5284575A (en) | Process for fast fluidized bed catalyst stripping | |
| IE37159B1 (en) | Fluid catalyst regeneration process with substantially complete combustion of carbon monoxide | |
| US4430201A (en) | Regeneration of fluidizable catalyst | |
| FI58266C (fi) | Kontinuerligt fluidiserat-katalytiskt krackningsfoerfarande | |
| US5202294A (en) | Low pressure drop regeneration of a catalyst |