JP2022521853A - ナフサ範囲材料を改良するための固体分離装置を組み込んだ段階的流動接触分解プロセス - Google Patents
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- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
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- B01J2208/00823—Mixing elements
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-
- 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
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00938—Flow distribution elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
- B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
- B03B5/28—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation
- B03B5/30—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation using heavy liquids or suspensions
- B03B5/32—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation using heavy liquids or suspensions using centrifugal force
-
- 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
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1037—Hydrocarbon fractions
- C10G2300/1044—Heavy gasoline or naphtha having a boiling range of about 100 - 180 °C
-
- 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
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4006—Temperature
-
- 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
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/70—Catalyst aspects
Abstract
Description
(a)ナフサ材料を処理する第2の反応器を導入する。固体分離装置からの触媒を再利用することで、添加剤の濃度がより高くなるという利益がある。
(b)部分コークス化Yゼオライト/FCC触媒の再利用によって、望ましくない副反応を限定し、反応器選択性を上昇させる。また、混合触媒系において、ZSM-5はより重質な/より大きい触媒であってもよく、Yゼオライト/FCC触媒はより軽質な/より小さい触媒であり、本明細書中の実施形態に係る固体分離装置及びシステムでは100%の分類は不可能である。しかしながら、部分コークス化Yゼオライト/FCC触媒を含む再利用固体によって、選択性に関して予想外の効果が得られることが分かった。
(c)二次反応器の底部でより反応性の低いライトナフサを投入する。そこでの温度はより最適なものであり、触媒接触時間は最も長い。ライトナフサは、一般的に、システムへのナフサフロー全体の10wt%~75wt%であると、熱バランスの効果を得られる。
(d)他のプロセスと比較した場合、固体分離装置からの触媒再利用を介して、同じ反応器出口温度での過剰な温度及びドライガス形成を防止する。このような触媒の再利用により、反応器をより等温なものとすることができ、プロセスの選択性に有益である。
・一般に、C5範囲材料はフルレンジライト接触ナフサ材料の約20wt%を占める。第1段階で投入されたC5材料がこのような量であると、第1及び第2の(全体の)反応器出口温度間で温度が大きく異なる。
・図11は、一定の第2段階反応器出口温度における全体と比較した場合の、各重量%でナフサフィードを反応器の第1段階に供給した場合の効果を表す。第1段階反応器は、全体の反応器出口温度と比較して50°F以上高い温度を達成できる。
・第1段階の後に、より反応性の高いC6以上のナフサを投入することで、軽質オレフィンに対する選択性が向上し、ドライガスの形成が最小となる。ナフサが供される最も高い温度が第1段階での温度になるからである。本明細書中で記載した通り、触媒粒子セパレータを使用し且つ再生済み触媒と密に混合することで、この温度は従来のライザー反応器構造より低くなる。
・C5材料は、反応器の生産性を上昇させるため、より高い温度に加えてより長い触媒接触時間を必要とする。本明細書中の実施形態によれば、図12に示す通り、触媒対油比で算出される触媒接触時間が長くなっている。
Claims (28)
- 炭化水素を変換するためのプロセスであって、
移動床反応器からエフルエントを分離する工程であって、前記エフルエントは反応器出口温度であり、且つ反応生成物、第1の粒子状触媒、及び第2の粒子状触媒を含み、前記第1の粒子状触媒は、前記第2の粒子状触媒よりも平均粒子径が小さく且つ/又は密度が低く、前記反応生成物及び前記第1の粒子状触媒を含む第1のストリームと前記第2の粒子状触媒を含む第2のストリームとを回収する工程;
前記第2の粒子状触媒を含む第2のストリームを再生済み触媒ストリームと混和する工程であって、前記再生済み触媒ストリームは、第1の粒子状触媒及び第2の粒子状触媒を昇温後温度で含み、前記混和によって、前記昇温後温度と前記反応器出口温度との中間にある温度で混合触媒を生成する工程;
前記移動床反応器内で、前記混合触媒を軽質ナフサフィードストックと接触させて、その中にある炭化水素を反応させる工程であって、該吸熱反応により、前記混合触媒の温度を第2の中間温度まで低下させる工程;
前記移動床反応器内で、前記第2の中間温度である前記混合触媒を重質ナフサフィードストックと接触させて、その中にある炭化水素を反応させる工程;及び
前記移動床反応器から、前記反応生成物、第1の粒子状触媒、及び第2の粒子状触媒を含むエフルエントを回収する工程、
を有するプロセス。 - 前記移動床反応器は垂直反応器であり、前記軽質ナフサフィードストックは、前記重質ナフサフィードストックよりも低い高度で前記反応器へ投入される、請求項1に記載のプロセス。
- 前記昇温後温度は約1300°F~約1500°Fの範囲の温度であり、
前記第1の中間温度は約900°F~約1200°Fの範囲であり、
前記第2の中間温度は約800°F~約1150°Fの範囲であり、
前記反応器エフルエント温度は約700°F~約1150°Fの範囲である、
請求項1に記載のプロセス。 - 前記混和は、前記移動床反応器内において、前記軽質ナフサフィードストックを投入する高度よりも低い高度で実施される、請求項1に記載のプロセス。
- 前記混和は、前記移動床反応器の外部で実施される、請求項1に記載のプロセス。
- 化学反応を実施するためのシステムであって、
反応生成物、第1の粒子状触媒、及び第2の粒子状触媒を含む反応器エフルエントを分離するよう構成され、前記第1の粒子状触媒は、前記第2の粒子状触媒よりも平均粒子径が小さく且つ/又は密度が低く、前記反応生成物及び前記第1の粒子状触媒を含む第1のストリームと前記第2の粒子状触媒を含む第2のストリームとを回収するよう構成されたセパレータ;
前記第2の粒子状触媒を含む第2のストリームを触媒ストリームと密に接触させるよう構成され、前記触媒ストリームは、第1の粒子状触媒及び第2の粒子状触媒を昇温後温度で含み、前記密な接触によって、前記昇温後温度と前記反応器出口温度との中間にある均一温度で混合触媒を生成する混合装置;
前記混合触媒を第1の反応物質と中間温度で接触させることで、前記混合触媒の温度を第2の中間温度まで低下させるよう構成され、且つ前記第2の中間温度である前記混合触媒を第2の反応物質と接触させるよう構成された移動床反応器;及び
前記移動床反応器から前記反応器エフルエントを回収するよう構成されたフローストリーム、
を有するシステム。 - 前記混合装置は、
前記セパレータからの前記第2のストリームを受け入れる第1の入口;
触媒再生器からの前記触媒ストリームを受け入れる第2の入口;及び
前記混合触媒を前記移動床反応器へ供給する出口、
を備えたスタンドパイプを有する、請求項6に記載のシステム。 - 前記混合装置は、
前記移動床反応器の下部に配置された第1の触媒分配器であって、前記セパレータからの前記第2のストリームを収容し、且つ前記第2のストリームに含まれる前記第2の触媒を前記移動床反応器へ分散させるよう構成された触媒分配器;及び
前記第1の触媒分配器と隣接して配置された第2の触媒分配器であって、前記触媒再生器からの前記触媒ストリームを収容し、且つ前記触媒ストリームに含まれる前記第1及び第2の触媒を、前記移動床反応器へ分散させると共に前記第1の触媒分配器からの前記第2の触媒と接触させるよう構成された触媒分配器、
を有する、請求項6に記載のシステム。 - 前記第1及び第2の触媒分配器より下に配置され、且つ前記触媒同士を流動化させ且つ密に混合して均一な中間温度としてから、前記第1の反応物質と接触させるよう構成されたガス分配器を更に有する、請求項8に記載のシステム。
- 前記移動床反応器の内部且つ前記第1の反応物質を供給する高度より低い位置に配置されており、前記触媒同士の接触を促進して均一な中間温度としてから、前記第1の反応物質と接触させる構造を更に有する、請求項8に記載のシステム。
- 炭化水素を変換するためのプロセスであって、
第1の粒子状触媒及び第2の粒子状触媒を含む触媒ストリームを反応器へ供給する工程であって、前記第1の粒子状触媒は、前記第2の粒子状触媒よりも平均粒子径が小さく且つ/又は密度が低い工程;
軽質ナフサフィードストック及び重質ナフサフィードストックを前記反応器へ供給する工程であって、前記軽質ナフサフィードストックは、前記重質ナフサフィードストックよりも低い高度で前記反応器へ投入される工程;
前記軽質及び重質ナフサフィードストックを前記第1及び第2の粒子状触媒と接触させて、その中に含有される炭化水素を反応させる工程;
前記反応器から、変換済み炭化水素エフルエント、前記第2の粒子状触媒、及び前記第1の粒子状触媒を含む塔頂生成物を回収する工程;
前記塔頂生成物から前記第2の粒子状触媒を分離して、前記第1の粒子状触媒及び前記変換済み炭化水素エフルエントを含む第1のストリームと、分離された前記第2の粒子状触媒を含む第2のストリームとを得る工程;及び
前記第2のストリーム中にある分離された前記第2の粒子状触媒を前記反応器に返送する工程、
を有するプロセス。 - 前記触媒ストリームは約1300°F~約1500°Fの範囲の温度であり、
前記軽質ナフサフィードストックの接触は約900°F~約1250°Fの範囲の温度であり、
前記重質ナフサフィードストックの接触は約850°F~約1200°Fの範囲の温度であり、
前記塔頂生成物ストリームは約700°F~約1150°Fの範囲の温度である、
請求項11に記載のプロセス。 - 前記触媒ストリームと前記第2のストリームとを混和させて、約900°F~約1250°Fの範囲の均一な温度を有する混合触媒ストリームを得る工程を更に有する、請求項12に記載のプロセス。
- 前記反応器から、前記第2の粒子状触媒を含む塔底生成物を回収する工程を更に有する、請求項11に記載のプロセス。
- 炭化水素フィードストックと、第1の粒子状触媒及び第2の粒子状触媒の混合物とを第2の反応器へ供給する工程;
前記第1及び第2の粒子状触媒の混合物を前記炭化水素フィードストックと接触させて、前記炭化水素フィードストックを分解し、より軽質な炭化水素と第1及び第2の粒子状触媒の混合物とを含む第2の反応器エフルエントを形成する工程;
前記第1のストリーム及び前記第2の反応器エフルエントの両方をセパレータへ供給する工程;及び
前記第1及び第2の粒子状触媒を、前記より軽質な炭化水素及び前記変換済み炭化水素エフルエントから分離して、炭化水素生成物を回収すると共に、同伴炭化水素を含む混合触媒を形成する工程、
を更に有する、請求項11に記載のプロセス。 - 前記第2の反応器はライザー反応器である、請求項15に記載のプロセス。
- 前記同伴炭化水素を前記混合触媒からストリッピングする工程、及びストリッピング済み粒子状触媒を触媒再生器へ供給する工程を更に有する、請求項15に記載のプロセス。
- 前記再生器内で、前記第1及び第2の粒子状触媒を再生する工程を更に有する、請求項17に記載のプロセス。
- 前記反応器へ供給された前記触媒ストリームは、前記再生器からの第1及び第2の再生済み粒子状触媒を含む、請求項18に記載のプロセス。
- 新しい第2の粒子状触媒を前記反応器へ供給する工程;及び
新しい第1の粒子状触媒を前記再生器へ供給する工程、
を更に有する、請求項17に記載のプロセス。 - 前記第2の反応器へ供給した前記第1及び第2の粒子状触媒の混合物として、前記再生器からの第1の粒子状触媒及び第2の粒子状触媒の混合物を前記第2の反応器へ供給する工程を更に有する、請求項15に記載のプロセス。
- 前記第2の粒子状触媒はZSM-5又はZSM-11を含み、前記第1の粒子状触媒はY型分解触媒又はFCC分解触媒を含む、請求項11に記載のプロセス。
- 前記炭化水素生成物を、軽質ナフサ留分及び重質ナフサ留分を含む2種以上の炭化水素留分に分離する工程;及び
前記軽質ナフサ留分及び前記重質ナフサ留分を前記反応器へ供給する工程、
を更に有する、請求項11に記載のプロセス。 - 炭化水素を分解するためのシステムであって、
第1の昇温後温度で第1の粒子状触媒及び第2の粒子状触媒を含んでいる触媒混合物を収容するよう構成され、
より低い第2の温度で第2の粒子状触媒を含んでいる触媒ストリームを収容するよう構成され、且つ
前記触媒混合物及び前記触媒ストリーム中の触媒を混和して、均一な中間温度を有する混合触媒を得るよう構成された、混合ゾーン;
前記均一な中間温度を有する混合触媒を軽質ナフサフィードと接触させて、第2の中間温度で炭化水素/触媒混合物を得るよう構成され、且つ
第2の中間温度で前記炭化水素/触媒混合物を軽質ナフサフィードと接触させて、第1の粒子状触媒、第2の粒子状触媒、及び炭化水素を含む反応器エフルエントを生成するよう構成された、反応ゾーン;
前記反応器エフルエントから第2の粒子状触媒を分離して、炭化水素及び前記第1の粒子を含む炭化水素エフルエントストリームと、第2の粒子状触媒を含む前記触媒ストリームとを回収する粒子セパレータ;及び
分離済みの第2の粒子を前記粒子セパレータから前記混合ゾーンへ返送する供給ライン、
を有するシステム。 - 前記第1及び第2の粒子状触媒の混合物を第2の炭化水素フィードストックと接触させて、前記第2の炭化水素フィードストックの少なくとも一部をより軽質な炭化水素に変換し、且つ前記より軽質な炭化水素と、前記第1及び第2の粒子状触媒の混合物とを含むライザー反応器エフルエントを回収するためのライザー反応器;
前記炭化水素エフルエントストリーム及び前記ライザー反応器エフルエントストリームを受け入れる分離システムであって、その中に含まれる炭化水素を前記第1及び第2の粒子状触媒と分離する分離システム;及び
前記分離システム中で回収された第1及び第2の粒子状触媒を再生するための再生器、
を更に有する、請求項24に記載のシステム。 - 前記分離システムと前記再生器との中間に配置され、前記分離済み粒子状触媒から追加の炭化水素をストリッピングし且つ該ストリッピング済み粒子状触媒を前記再生器へ供給するためのストリッパを更に有する、請求項24に記載のシステム。
- 前記第2のセパレータから回収した炭化水素生成物ストリームを、前記軽質ナフサ留分及び重質ナフサ留分を含む2種以上の炭化水素留分に分離するための第2の分離システムを更に有する、請求項24に記載のシステム。
- 新しい第2の粒子状触媒を前記反応器へ供給するための第1の供給ライン、及び
新しい第1の粒子状触媒を前記再生器へ供給するための第2の供給ライン、
を更に有する、請求項25に記載のシステム。
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