JP4412886B2 - Catalytic cracking of petroleum hydrocarbons - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素の不在下での石油炭化水素の接触分解(触媒分解)処理に関する。
【0002】
【従来の技術】
接触分解処理は数十年間にわたって開発されており、比較的完成した技術体系をなしているが、精製者らはなおも、ますます厳しくなる環境法および規定の要件を満たすだけでなく、市場の需要の変化に対応することにより企業に対して満足のいく経済的恩恵をもたらすような処理を模索するために、たゆまない研究および調査を行なっている。
【0003】
USP 5043522およびUSP 5846403は、従来の接触分解処理の改良に関し、これによると、触媒作用をするガソリンの部分が原料ノズルの上流で上昇流反応器に供給され、高温で高い活動度を有する再生された触媒と接触することにより、プロピレン、ブチレンなどの軽オレフィンの収率が増加し、一方ではガソリンのオクタン価が向上する。
【0004】
CN 1279270Aは、液化石油ガスおよびディーゼル油の両方の収率を同時に増すための処理を開示する。この処理でも、触媒作用をするガソリンが原料ノズルの上流で上昇流反応器に供給され、再生された触媒とまず接触し、その後反応を起こす。再処理された触媒作用をするガソリンのこの部分は、油に対する触媒の比率が高いという条件下で、高温で完全に分解され、大量の液化石油ガスを生成する。この間に、ごく少量のコークスが触媒に堆積されるので、触媒の活動度は、より多くのディーゼル油を生成するために適切に減じられる。
【0005】
USP 3894933は、遊離器(disengager)を共有する2つの上昇流反応器を用いた接触分解処理を開示する。この処理では、循環軽油が上昇流反応器に供給され、再生された触媒と接触し、結果として30%未満の変換を生じる。使用済触媒は別の上昇流反応器に供給され、新規な原料および循環重油と接触する。
【0006】
CN 1069054Aは、炭化水素の柔軟かつ多目的の接触分解処理を開示する。この処理は、2つの独立した上昇流反応器とこれらの上昇流反応器に取付けられた2つの沈降分離システムに関する。第1の上昇流反応器では、軽炭化水素が、温度600〜700℃、油に対する触媒の比率10〜40、反応時間2〜20秒、そして触媒の炭素含有量が0.1〜0.4重量%の範囲に制御されている条件下で、再生された触媒と接触および反応し、使用済触媒は他方の上昇器に供給されて従来の接触分解処理条件下で重炭化水素と接触する。
【0007】
USP 4820493およびCN 1174094Aはともに、上昇流反応器の予備引上げ部分の直径を広くしており、ここでは触媒を移送するための内管を同軸に設定することにより、油と触媒との接触効果を向上させ、所望の生成物の収率を増している。上記の触媒移送用内管は、炭化水素油の供給ノズルの下のある場所に位置付けられる。
【0008】
USP 4310489およびCN 1096047Aはともに、2つの上昇流反応器を有する接触分解ユニットを用いる。ここでは、一方の反応器は従来の接触分解の重い原料を扱うために用いられ、他方の反応器は低品質のディーゼル油または重ガソリン留分を改質する触媒のために用いられている。
【0009】
要するに、先行技術に開示された軽油と重油とを同時に処理するための触媒変換処理は、基本的に2つのカテゴリに分けることができる。(1)単一の上昇流反応器を用いて軽い原料を重い原料の入口の上流点に投入するものと、(2)2つの上昇流反応器を用いて別々の反応器で別々の原料を処理するものとである。これらの処理の第1のカテゴリは、装置をほとんど修正する必要がない。しかしながら、軽油の反応状態は基本的に固定されており、生成物の分配および生成物の特性は動作変数の最適化によって改善され得ることはほとんどない。これらの処理の第2のカテゴリは第1のカテゴリの欠点を克服しており、各上昇流反応器の動作状態は、異なる原料に適合するそれぞれの条件下で各反応を行なうように個別に調節され得る。しかしながら、第2の処理カテゴリについては、ユニットの構築および装置の再構築がともに著しく増加する。さらに、実際の工業生産においては、生産工程が複雑になることにより動作が非常に困難になってしまう。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、異なる特性を有する炭化水素原料を好適な反応条件で提供でき、接触分解処理の生成物の分配および生成物の特性を明らかに向上させることができる、二重管上昇反応器を用いた石油炭化水素の接触分解処理を提供することである。
【0011】
本発明の別の目的は、接触分解処理が重油を変換する所望の能力およびよりよい生成物選択性を有するだけでなく、生産工程を簡略化し、かつ動作も容易な、石油炭化水素のリレー分解処理を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明において提供される接触分解処理は、以下のステップを含む。
【0013】
(1) 二重管上昇流反応器の内管と、内管と外管との間の環状空間とに、予備引上げ媒体(pre-lifting media)の作用下で上方向に流れる触媒を入口導管から供給するステップ、
(2) 上記反応器の内管と、内管と外管との間の環状空間とに炭化水素原料を供給し、その炭化水素原料が内管および環状空間内の触媒と接触して油と触媒との混合物を形成することにより、炭化水素原料の反応が接触分解反応条件下で行なわれ、容器の壁に沿って上方向に流れる反応流を形成するステップ、
(3) 内管と、内管と外管との間の環状空間との両方からの反応流が合流管の入口で合流し、その後この合流管を介して分離装置に入り、この分離装置で炭化水素生成物流が使用済触媒から分離されるステップ、および
(4) 炭化水素生成物流をガソリン、ディーゼル油および液化石油ガスを含むさまざまな生成物へとさらに分離し、使用済触媒を除去および再生し、かつ再生された触媒を再利用するために上記反応器内へ再循環させるステップ。
【0014】
本発明において提供される別の接触分解処理(すなわちリレー分解処理)は、主に以下のステップを含む。
【0015】
(1) 再生された触媒を触媒導管を介して二重管上昇流反応器の底部に送るステップであって、この触媒は引上げ媒体の作用下で上方に流れ、再生された触媒の20〜80重量%が内管内に流れ、再生された触媒の残りの部分は内管と外管との間の環状空間に入り、予備引上げ媒体の作用下で上方に流れるステップ、
(2) 炭化水素原料を上記反応器の内管に供給してその中の触媒と接触させ、油と触媒との混合物を形成することにより、炭化水素原料の反応が接触分解反応条件下で行なわれ、容器壁に沿って上方向に流れる反応流を形成するステップ、
(3) 内管からの反応流と環状空間からの再生された触媒(流)とが合流管内で合流し、反応蒸気を接触分解条件下で連続的に反応させ、結果として生じる反応流を合流管を介して分離装置へ導入し、この分離装置で炭化水素生成物流が使用済触媒から分離されるステップ、および
(4) 炭化水素生成物流をガソリン、ディーゼル油および液化石油ガスを含む種々の生成物へとさらに分離し、使用済触媒を除去および再生し、再生された触媒を再利用するために上記反応器内へ再循環させるステップ。
【0016】
先行技術と比較して、本発明の有利な効果は主に以下の局面において具体化される。
【0017】
本発明で提供される処理は、装備が簡単で動作に柔軟性がある。重油および軽油の反応がそれらのそれぞれの反応ゾーンにおいて別々に行われ得るだけでなく、物理化学的特性および異なる原料の質量流量に従って反応条件を柔軟に調節可能であるので、生成物の分配および生成物の質を向上させるための好ましい条件を作り出すことができる。
【0018】
本発明において提供される処理は、たとえばガソリンスキーム、ディーゼル油スキーム、液化石油ガススキーム、軽オレフィンスキームなどの複数の生成スキームを柔軟に構成することができる。したがって、石油精製所は、より有益な経済的恩恵を得るために市場の需要の変動に応じて本発明の処理を用いることにより、余裕を持って生成物の分配パターンを調節することができる。
【0019】
本発明の処理は、接触分解生成物の分配を明らかに向上でき、乾性ガスおよびコークスの収率を減じ、液化石油ガス、ガソリンおよび/またはディーゼル油などの価値の高い生成物の収率を増すことができる。
【0020】
さらに、本発明において提供される処理はまた、生成物の品質を向上させ、石油生成物が引起す環境汚染を減じることもできる。これらの処理によりガソリンのオレフィン含有量が減じられ、ガソリンのオクタン価が増加し、ディーゼル油の凝固点が下がり、流れ改善剤(flow improvers)に対するディーゼル油の感度が増し、ディーゼル油の安定性が増し、一方で、これらの処理は、ガソリンおよびディーゼル油中の硫黄、窒素などの不純物の含有量を減じるのに特定の効果を有することがわかっている。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の石油炭化水素の接触分解処理および石油炭化水素の触媒リレー分解処理の両方において、二重管上昇流反応器が用いられる。この二重管上昇流反応器は、触媒を供給するための単一の導管または2つの導管、または同様の構造を有する他の反応器を有し得る。二重管上昇流反応器の構造は、以降、図面とともに詳細に説明する。
【0022】
本発明において、触媒を供給するための単一の導管を有する二重管上昇流反応器は、図1に示す構造を有する。この反応器は主に以下の部材を含む。再生された触媒の入口導管1、内管2、外管3、合流管4、予備引上げ分配リング(pre-lifting distribution rings)5、6および7、ならびに供給ノズル8および9。ここで内管2と外管3は同軸であり、内管の断面積と、内管と外管との間の環状空間の断面積との比率は1:0.1〜10、好ましくは1:0.2〜2であり、内管2の下端は再生された触媒の入口の上方のある場所に位置付けられ、内管の長さは反応器の全長の10〜70%、好ましくは20〜60%となり、合流管4の一方端は外管3の上端に接続され、他方端は気体/固体分離装置に接続され、合流管4と内管2との断面積の比率は1:0.2〜0.8であり、予備引上げ分配リング5、6および7は、反応器、内管および外管のそれぞれの底部に位置付けられている。固定部材10は複数本設置される。たとえば、内管と外管との間に2〜12本の押えワイヤまたは引張り棒が、反応器の特定の大きさおよび設計上の要件に応じて設けられ得る。
【0023】
触媒を供給するための単一の導管を有する二重管上昇流反応器において、内管の上端(すなわち内管の出口端)から合流管の出口端までの距離は、1〜30メートル(すなわち合流管の全長)、好ましくは2〜20メートルである。内管、外管および合流管の間の接合モードは、要件に応じてさまざまな種類のものが設定され得る。図2は、本発明における接合モードの4つの実施例を例示しているが、本発明を限定する意図はない。
【0024】
図2に示すように、実施例Aでは、内管の上端は真直ぐな管の形状であり、外管もまた真直ぐな管の形状である。合流管と外管との内径はともに同じである。内管の内径はD1、合流管の内径はD2であり、D1:D2=0.4〜0.9:1である。
【0025】
図2に示すように、実施例Bでは、内管の上方出口部分の直径が広がっており、外管は真直ぐな管であり、合流管および外管は内径がともに等しい。内管の内径はD1、合流管の内径はD2である。内管の上方出口部分の高さH1と内管の内径D1との比は0.5〜3:1である。内管の上方出口部分の広がり角aは5〜30°である。
【0026】
図2に示すように、実施例Cでは、内管の上方出口部分の直径が広がっており、外管は直径が狭くなった後、合流管と接続されている。内管の内径はD1、合流管の内径はD2である。内管の上方出口部分の高さH2と内管の内径D1との比率は0.5〜3:1である。内管の上方出口部分の広がり角bは5〜30°である。外管の狭くなった部分の底端は、内管出口の1.0D2上方と内管出口の1.0D2下方との間に位置付けられ、収束角cは10〜60°である。外管の狭くなった部分の高さH3と合流管の内径D2との比率は0.5〜3.0:1である。
【0027】
図2に示すように、実施例Dでは、内管の上端は真直ぐな管形状であり、外管は直径が狭くなった後、合流管と接続されている。内管の内径はD1、合流管の内径はD2である。外管の狭くなった部分の底端は内管出口の1.0D2上方と内管出口の1.0D2下方との間に位置付けられ、収束角dは5〜45°である。外管の狭くなった部分の高さH4と合流管の内径D2との比率は0.5〜3.0:1である。
【0028】
触媒を供給するための単一の導管を有する二重管上昇流反応器における内管の下端に対して、直径が広くなったもの、等しいもの、および狭くなったものについての3種類の設計が用いられ得る。たとえば図3において、内管の下方部分の入口部分の高さH5と内管の内径D1との比率は0.5〜3:1であり、広がり角eは−30〜30°である。外管の下端に対しても、直径が広くなったもの、等しいもの、および狭くなったものに対する3種類の設計を用いることができ、ここでの特定の設計概念は、従来の接触分解上昇流反応器における予備引上げ部分の設計と同様である。
【0029】
図1に示すように、触媒を供給するための単一の導管を有する二重管上昇流反応器の供給ノズル8は、内管の下方部分に、その全長の5〜30%のところに設置され得る。また、2〜4層の供給ノズルも内管に沿って設定され得る。あるいは、図3に示すように、供給ノズルは、外管の下方部分を通過した後、内管に0.1〜3.0メートル入るように、反応器の中心軸に沿って設定され得る。供給ノズル9は、外管の下方部分に、その全長の5〜30%の場所に設定され得る。また、2〜4層の供給ノズルが外管の垂直方向に設定され得る。供給ノズル8および9は、炭化水素原料を均一に分散するのに有利な何らかの形態で用いられ得る。供給ノズル8または9は、円周方向に沿って均一に配置された2〜12本の供給ノズルからなり得る。冷却剤を注入するための条件を作り出すために、合流管には冷却剤ノズルが設定され得る。要するに、比較的柔軟な供給モードを用いることができ、複数点での供給注入を内管および外管において行なうことができる。
【0030】
触媒を供給するための2つの導管を有する二重管上昇流反応器は、図4に示す構造を有する。この反応器は主に以下の部材を含む。触媒入口導管21および22、内管35、外管36、合流管38、予備引上げ分配リング31および33、ならびに供給ノズル32および34。ここでは、内管35と外管36とは同軸であり、内管の断面積と、内管と外管との間の環状空間の断面積との比率は1:0.1〜10、好ましくは1:0.1〜2である。触媒入口導管21は内管35の下端に接続され、この内管35は反応器の全長の10〜70%、好ましくは15〜50%の長さを有する。外管36の下端から内管35の下端までの距離は、反応器の全長の2〜20%、好ましくは5〜15%である。触媒入口導管22は、外管36の下端に接続される。合流管38の一方端は外管36の上端に接続され、他方端は気体/固体分離装置に接続される。合流管38と内管35との断面積の比率は1:0.2〜0.8であり、好ましくは1:0.3〜0.7である。予備引上げ分配リング31および33は、内管の底部および内管と外管との間の環状空間の底部にそれぞれ位置付けられる。供給ノズル32および34は、内管および外管のそれぞれの下方部分に位置付けられる。固定部材30は複数本設けられ、たとえば、反応器の特定のサイズおよび技術上の要件に応じて、内管と外管との間に2〜12本の押えワイヤまたは引張り棒が設けられ得る。
【0031】
触媒を供給するための2つの導管を有する二重管上昇流反応器において、内管の上端(すなわち内管の出口端)から合流管の出口端までの距離(すなわち合流管の全長)は0.5〜20メートル、好ましくは1〜10メートルである。合流管内のオイルガスの線速度に応じて合流管の内径を最適化するのが望ましく、合流管内のオイルガスの線速度は、内管出口における線速度の0.5〜2.0倍、好ましくは0.8〜1.2倍であるべきである。予備引上げ媒体の当初の見かけ上の線速度は内管において0.3〜8m/sであり、予備引上げ媒体の見かけ上の線速度は外管において0.2〜10m/sである。
【0032】
内管、外管および合流管の接続領域は、要件に応じてさまざまな態様で用いられ得る。図5は4つのモードの実施例を示す。但し、反応器に対して用いるモードを限定する意図はない。
【0033】
図5に示すように、実施例A1では、内管の上端は真直ぐな管形状であり、外管もまた真直ぐな管形状である。合流管と外管との内径は等しい。内管の内径はM1、合流管の内径はM2であり、M2:M1=1.5〜5:1である。
【0034】
図5に示すように、実施例B1では、内管の上方出口部分は直径が広がっており、外管は真直ぐな管であり、合流管および外管の内径は等しい。内管の内径はM1、合流管の内径はM2である。内管の上方出口部分の高さN1と内管の内径M1との比率は、0.5〜3:1である。内管の上方出口部分の広がり角a1は5〜30°である。
【0035】
図5に示すように、実施例C1では、内管の上方出口部分は直径が広がっており、外管は直径が狭くなった後、合流管と接続されている。内管の内径はM1、合流管の内径はM2である。内管の上方出口部分の高さN2と内管の内径M1との比率は0.5〜3:1である。内管の上方出口部分の広がり角b1は5〜30°である。外管の狭くなった部分の底端は、内管出口の1.0M2上方と内管出口の1.0M2下方との間に位置付けられる。外管の狭くなった部分の高さN3と合流管の内径M2との比率は、0.5〜3.0:1である。
【0036】
図5に示すように、実施例D1では、内管の上端は真直ぐな管形状であり、外管は直径が狭くなった後、合流管と接続されている。内管の内径はM1とされ、合流管の内径はM2とされる。外管の狭くなった部分の底端は、内管出口の1.0M2上方と内管出口の1.0M2下方との間に位置付けられ、収束角d1は5〜45°である。外管の狭くなった部分の高さN4と合流管の内径M2との比率は、0.5〜3.0:1である。
【0037】
触媒を供給するための2つの導管を有する二重管上昇流反応器における内管と外管との両方の下端の設計は、従来の接触分解上昇流反応器における予備引上げ部分の設計と基本的に同様である。予備引上げ分配リング31および33の設計もまた、従来の接触分解処理におけるものと基本的に同様である。
【0038】
触媒を供給するための2つの導管を有する二重管上昇流反応器において、供給ノズル32は、内管の下方部分に沿って内管の全長の5〜30%の位置に設定される。供給ノズル34は、外管の下方部分に沿って外管の全長の5〜30%の位置に設定される。供給ノズル32および34は、炭化水素原料を均一に分散させるのに有利なものであればいかなる形態で用いてもよい。供給ノズル32および34はともに2〜12本の供給ノズルからなってよく、これらのノズルは円周方向に沿って均一に配置すべきである。
【0039】
本発明において提供される処理では、触媒入口導管を介して二重管上昇流反応器の内管および内管と外管との間の環状空間にそれぞれ供給される触媒は、同じであっても異なっていてもよい。具体的に言えば、二重管上昇流反応器の内管および内管と外管との間の環状空間に供給された触媒は、高温で再生器から再生された触媒であり得る。また、これらの触媒は再生された触媒と使用済み触媒および/または半再生された触媒の混合物であり得る。あるいは、この再生された触媒は、二重管上昇流反応器の内管に供給されてもよく、半再生された触媒または使用済み触媒またはそれらの混合物は、内管と外管との間の環状空間に供給されてもよく、またその逆であってもよい。要するに、触媒入口導管に供給される触媒は、ユニットの状態、原料の特性および所望の生成物に対する要件に応じて、総合的に検討され、柔軟に再構成され得る。さらに、二重管上昇流反応器に供給されることになる触媒は触媒冷却器を介して冷却され得るか、または再生された触媒および使用済み触媒および/または半再生された触媒が触媒混合容器内で完全に混合された後に、触媒入口導管を介して二重管上昇流反応器へ供給されてもよい。
【0040】
本発明において用いられる触媒は、接触分解処理に適したいかなる触媒であってもよく、その活性成分は、希土および/またはリンを含有するまたは含有しないY型またHY型ゼオライト、希土および/またはリンを含有するまたは含有しない。超安定性Y型ゼオライト、ペンタシル構造を有するZSM−5族ゼオライトもしくは高シリカゼオライト、βゼオライト、フェリエライト、および非晶質アルミナ−シリカ触媒からなる群より選択される少なくとも1種類のゼオライトである。内管および内管と外管との間の環状空間には、異なる2種類の触媒が用いられ得る。
【0041】
本発明において提供される処理では、二重管上昇流反応器の底部、内管の底部、および内管と外管との間の環状空間の底部には、それぞれ予備引上げ媒体の入口が備えられる。予備引上げ媒体としては、蒸気、乾性ガス、またはそれらの混合物が用いられ得る。内管内の予備引上げガスの見かけ上の線速度は当初0.3〜6.0m/sであり、内管と外管との間の環状空間における予備引上げガスの見かけ上の線速度は0.2〜8.0m/sである。
【0042】
内管および内管と外管との間の環状空間に供給される炭化水素原料は、気体炭化水素、精油所ガス、1次処理ガソリン留分、2次処理ガソリン留分、1次処理ディーゼル油留分、2次処理ディーゼル油留分、直留ガス油、コークスガス油、脱アスファルト油、ハイドロファインド(hydrofined)油、水素化分解テイル(tail)油、減圧(vacuum)残油、およびそれらの混合物からなる群より選択され得る。内管に供給される炭化水素原料は、直留ガス油、コークスガス油、脱アスファルト油、ハイドロファインド油、水素化分解テイル油、減圧残油、常圧(atmospheric)残油、およびそれらの混合物からなる群より選択されるのが好ましい。内管と外管との間の環状空間に供給される炭化水素原料は、気体炭化水素、精油所ガス、1次処理ガソリン留分、2次処理ガソリン留分、1次処理ディーゼル油留分、2次処理ディーゼル油留分、およびそれらの混合物からなる群より選択されるのが好ましい。
【0043】
内管における炭化水素原料の反応条件は以下のとおりである。反応温度460〜580℃、好ましくは480〜550℃、反応圧力0.1〜0.6MPa、好ましくは0.2〜0.4MPa、油に対する触媒の比率(原料に対する触媒の重量比)3〜15、好ましくは4〜10、内管におけるオイルガス滞留時間1.0〜10秒、好ましくは1.5〜5.0秒、炭化水素原料に接触する前の触媒温度620〜720℃、好ましくは650〜700℃、アトマイゼーション(噴霧)蒸気量1〜20重量%(炭化水素原料に基づく)、好ましくは2〜15重量%。
【0044】
内管と外管との間の環状空間における炭化水素原料の反応条件は以下のとおりである。反応温度300〜680℃、好ましくは400〜600℃、反応圧力0.1〜0.6MPa、好ましくは0.2〜0.4Mpa、油に対する触媒の比率2〜30、好ましくは4〜20、オイルガス滞留時間0.5〜20秒、好ましくは1〜15秒、アトマイゼーション蒸気量1〜20重量%(炭化水素原料に基づく)、好ましくは1〜15重量%。内管と外管との間の環状空間における炭化水素原料の反応条件は、炭化水素原料の特性および所望の生成物の要件に照らしてさらに最適化され得る。液化石油ガスまたは軽オレフィンが主対象生成物とされる場合、比較的厳しい反応条件が採用され得る。たとえば、反応温度530〜680℃、油に対する触媒の比率8〜30、オイルガス滞留時間5〜20秒などである。ガソリンおよび/またはディーゼル油を主対象生成物とする場合、比較的緩やかな動作条件を採用すべきである。たとえば、反応温度300〜540℃、油に対する触媒の比率2〜8、オイルガス滞留時間1〜5秒などである。
【0045】
内管および内管と外管との間の環状空間の両方における反応蒸気は、合流管の入口で混合され、その後合流管内で反応し続ける。ここで反応時間は0.1〜3.0秒であり、反応圧力、温度、油に対する触媒の比率などは、内管および環状空間の反応条件に依存する。通常、反応温度は450〜600℃、油に対する触媒の比率は4〜12、反応圧力は0.1〜0.6MPa、蒸気と炭化水素原料との重量比は0.01〜0.15:1である。
【0046】
本発明において提供される処理について図面とともに以下にさらに説明するが、限定するものではない。
【0047】
図6に示すように、触媒は、触媒供給用の単一の導管を有する二重管上昇流反応器の底部に、触媒入口導管1を介して供給され、予備引上げ媒体の作用によって上方向に流れる。触媒の一部(たとえば、触媒の20〜80重量%)は内管2内に流れ、触媒の残部は内管2と外管3との間の環状空間に入り、それら両方が予備引上げ媒体の作用によって上方へと流れ続ける。炭化水素原料は、内管および、内管と外管との間の環状空間へと、ノズル8および9をそれぞれ介して供給されて、触媒と接触される。それらの反応流はいずれも、容器の壁に沿って上方に流れ続ける。内管からの反応流および内管と外管との間の環状空間からの反応流は合流管4の入口で合流し、その後その混合された流れは、合流管および高速気体/固体分離装置を介して遊離器12に入り、そこで炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離される。その後、分離された炭化水素生成物流は、後続の分離システム14に入って、種々の生成物へとさらに分離される。使用済みの触媒は除去器13内に落ち、そこで、触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去される。除去済みの触媒は再生器15に導入されて、空気でコークスが加熱除去される。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環される。
【0048】
図7に示すように、触媒は、触媒供給用の単一の導管を有する二重管上昇流反応器の底部に、触媒入口導管1を介して供給され、予備引上げ媒体の作用によって上方向に流れる。触媒の一部(たとえば、触媒の20〜80重量%)は内管2内に流れ、触媒の残部は内管2と外管3との間の環状空間に入り、それら両方が予備引上げ媒体の作用によって上方へと流れ続ける。炭化水素原料は、反応器の内管および、内管と外管との間の環状空間へと、ノズル8および9をそれぞれ介して供給されて、触媒と接触される。それらの反応流は容器の壁に沿って上方に流れ続ける。内管からの反応流および内管と外管との間の環状空間からの反応流は合流管4の入口で合流し、その混合された流れは合流管および気体/固体高速分離装置を介して遊離器12に入り、そこで炭化水素生成物流が使用済みの触媒から分離される。分離された炭化水素生成物流は後続の分離システム14に入って種々の生成物へとさらに分離され、使用済みの触媒は除去器13内に落ちて、触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去される。除去後の触媒は、再生器15に供給されてコークスが空気で加熱除去され、その後、再生された触媒は混合容器16に導入されて、使用済みの触媒および/または半再生触媒と混合される。混合された触媒は再使用のために反応器へと再循環される。
【0049】
図8に示すように、再生された触媒は、触媒供給用の2つの導管を有する二重管上昇流反応器における内管35および、内管35と外管36との間の環状空間へと、触媒入口導管21および22をそれぞれ介して供給され、予備引上げ媒体の作用によって上方向に流れる。炭化水素原料は、内管および、内管と外管との間の環状空間へと、ノズル32および34をそれぞれ介して供給されて、触媒と接触される。それらの反応流は容器の壁に沿って上方に流れる。内管からの反応流および内管と外管との間の環状空間からの反応流は合流管38の入口で合流し、その混合された流れは合流管および高速気体/固体分離装置を介して遊離器12に入る。遊離器において、炭化水素生成物流が使用済みの触媒から分離される。分離された炭化水素生成物流は、後続の分離システム14に入って、種々の生成物へとさらに分離される。使用済みの触媒は除去器13内に落ち、そこで、触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去される。その除去済みの触媒は再生器15に導入されて、空気でコークスが加熱除去され、その後、再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環される。
【0050】
図9に示すように、再生された触媒は、二重管上昇流反応器の内管35の底部へと、触媒入口導管21を介して供給され、予備引上げ媒体の作用によって上方向に流れる。使用済みの触媒の一部は、触媒入口導管22を介して内管35と外管36との間の環状空間に流れ込み、予備引上げ媒体の作用によって上方へと流れる。炭化水素原料は、内管および、内管と外管との間の環状空間へと、ノズル32および34をそれぞれ介して供給されて、触媒と接触される。それらの反応流は容器の壁に沿って上方に流れる。内管からの反応流および内管と外管との間の環状空間からの反応流は合流管38の入口で合流し、その混合流は合流管および高速気体/固体分離装置を介して遊離器12に入る。遊離器において、炭化水素生成物流が使用済みの触媒から分離される。その後、分離された炭化水素生成物流は後続の分離システム14に入って種々の生成物へとさらに分離され、使用済みの触媒は除去器13内に落ち、そこで、触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去される。除去後の使用済み触媒の一部は、再生器15に供給されてコークスが空気で加熱除去され、その再生された触媒は内管の底部へと再循環されて再使用される。使用済み触媒の残部は、内管と外管との間の環状空間の底部へと直接再循環されて、再生処理を経ずに再使用される。
【0051】
図6から図9に示した上述のフローチャートのみならず、本発明において提供されたプロセスに従えば、反応器へ供給されるべき再生済み触媒、使用済み触媒および半再生済み触媒、またはそれらのうちいずれか2つの組合せを、触媒冷却器によって冷却した後に、触媒入口導管を介して二重管上昇流反応器の底部へと供給することができる。
【0052】
本発明において提供される石油炭化水素のリレー分解プロセスにおいて使用される反応器、触媒、原料および動作条件は、上述の二重管上昇流反応器を使用した石油炭化水素の触媒分解プロセスにおけるものと実質的に同様であり、これらの違いは、炭化水素原料が二重管上昇流反応器の内管のみに供給され、内管と外管との間の環状空間には供給されない点である。したがって、石油炭化水素のリレー分解プロセスは、上述の二重管上昇流反応器を使用した石油炭化水素の触媒分解プロセスとは、原料および動作条件の面で異なる。
【0053】
内管に供給される炭化水素原料は、気体炭化水素、精油所ガス、一次処理ガソリン留分、二次処理ガソリン留分、一次処理ディーゼル油留分、二次処理ディーゼル油留分、直留ガス油、コークスガス油、脱アルファルト油、ハイドロファインド油、水素化分解テール油、減圧ガス油、減圧残油、常圧残油、およびそれらの混合物、からなる群から選択される。
【0054】
内管における炭化水素原料の反応は、反応温度が480〜700℃、好ましくは500〜680℃、反応圧力が0.1〜0.6MPa、好ましくは0.2〜0.4MPa、油に対する触媒の比率が3〜30、好ましくは4〜25、内管におけるオイルガス滞留時間が1.0〜10秒、好ましくは1.5〜5.0秒、炭化水素原料と接触する前の触媒温度が620〜800℃、好ましくは640〜750℃、および、アトマイゼーション蒸気量が(原料に基づいて)1〜45重量%、好ましくは2〜35重量%、の条件下で行なわれる。
【0055】
合流管内の炭化水素の反応条件は、反応温度が490〜720℃、好ましくは500〜700℃、反応圧力が0.1〜0.6MPa、好ましくは0.2〜0.4MPa、油に対する触媒の比率が4〜40、好ましくは5〜30、合流管におけるオイルガス滞留時間が0.5〜10秒、好ましくは1.0〜5.0秒、および、油に対する蒸気の比率が3〜45重量%、好ましくは5〜35重量%、である。油に対する蒸気の比率とは、炭化水素原料に対する蒸気の重量比率を意味する。
【0056】
以下に、石油炭化水素のリレー分解プロセスを、図面と組合せてさらに説明するが、これらに限定されるものではない。
【0057】
図10に示すように、再生された触媒は、触媒供給用の単一の導管を有する二重管上昇流反応器の底部に、触媒入口導管1を介して供給され、予備引上げ媒体の作用によって上方向に流れる。触媒の20〜80重量%は内管2に流入し、触媒の残部は内管2と外管3との間の環状空間に入り、それらの両方が予備引上げ媒体の作用によって上方へと流れ続ける。炭化水素原料は、反応器の内管へとノズル8を介して供給されて、触媒と接触される。この反応流は、容器の壁に沿って上方に流れ続ける。内管からの反応流は、内管と外管との間の環状空間からの再生された触媒(蒸気)と合流管4の入口で合流し、その後その混合された反応流は、合流管および高速気体/固体分離装置を介して遊離器12に入り、そこで炭化水素生成物流が使用済みの触媒から分離される。分離された炭化水素生成物流は、後続の分離システム14に入って、種々の生成物へとさらに分離される。使用済みの触媒は除去器13内に落ち、そこで、触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去される。除去済みの触媒は再生器15に導入されて、空気でコークスが加熱除去される。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環される。
【0058】
図11に示すように、再生された触媒は、触媒供給用の2つの導管を有する二重管上昇流反応器における内管35および、内管35と外管36との間の環状空間へと、触媒入口導管21および22をそれぞれ介して供給され、予備引上げ媒体の作用によって上方向に流れる。炭化水素原料は、反応器の内管へとノズル32を介して供給されて、触媒と接触される。その反応流は容器の壁に沿って上方に流れる。内管からの反応流は、内管35と外管36との間の環状空間からの再生済みの触媒(蒸気)と合流管38の入口で合流し、その後その混合された流れは合流管および高速気体/固体分離装置を介して遊離器12に入る。遊離器において、炭化水素生成物流と使用済みの触媒とが分離される。分離された炭化水素生成物流は、後続の分離システム14に入って、種々の生成物へとさらに分離される。使用済みの触媒は除去器13内に落ち、そこで、触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去される。その除去済みの触媒は再生器15に導入されて、空気でコークスが加熱除去され、その再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環される。
【0059】
上述の図10および図11に示したもののみならず、石油炭化水素のリレー分解プロセスにおいては、反応器に供給されるべき再生済み触媒を、触媒冷却器で冷却した後に二重管上昇流反応器の底部に供給することができる。
【0060】
以下の例は、本発明において提供されるプロセスをさらに例示するものであるが、これらは限定を意図するものではない。
【0061】
各例において使用される触媒は、Catalyst Factory, Lan Zhou Petrochemical Corp.によって製造された商標LV−23の市販品であり、その主要な特性を表1に示す。各例で使用される炭化水素原料は、DaQing VGOにVRを30重量%混合したものであり、その特性を表2に示す。各例において使用されるテスト用装置は、パイロットFCCユニットを採用した二重管上昇流反応器である。
【0062】
例1
この例は、本発明で提供されるプロセスを使用して軽油を主対象生成物として生成したときに得られたテスト結果を示す。
【0063】
テストの主要なステップは以下のとおりである。表1に示す原料と本ユニットの再循環された油とが混合され、その混合油は予熱炉で加熱され、二重管上昇流反応器の内管へと供給されて、再生器から流入しかつ予備引上げ媒体で引上げられた再生済み触媒と接触された。本ユニットにおいて生成された分解ガスが内管と外管との間の環状空間に供給され、その中で再生済み触媒と接触された。内管内の反応流および環状空間内の反応流はそれぞれ容器の壁部に沿って上昇し、その後合流管において互いに混合されて反応を続け、そして遊離器に入った。遊離器において、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離され、その後オイルガスパイプラインを介して後続の分流システムに入って、種々の生成物へとさらに分流された。それらの生成物はそれぞれ計量分析された。使用済み触媒は蒸気で除去され、その後再生器に導入されて、空気でコークスが加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【0064】
主な動作条件、生成物の分配および主要な生成物特性がそれぞれ、表3、表4および表5に示される。表4および表5から、軽油が主対象生成物として生成された場合には、ガソリン+ディーゼル油の収率が最高で77.80重量%に達し、液体生成物の合計収率が89.96重量%に及び得、それよりも低い収率で乾性ガスおよびコークスが得られることがわかる。
【0065】
例2
この例は、本発明において提供されるプロセスを使用して、液化石油ガスを主対象生成物として生成した場合に得られたテスト結果を示す。
【0066】
テストの主要なステップは以下のとおりである。表1に示す原料が予熱炉で加熱され、その後、二重管上昇流反応器の内管へと供給されて、再生器から流入しかつ予備引上げ媒体で引上げられた再生済み触媒と接触された。本ユニットにおいて生成された350℃より低い蒸留範囲の軽油(ガソリン+ディーゼル油)は、内管と外管との間の環状空間に供給されて、その中で再生済み触媒と接触された。内管からの反応流および環状空間からの反応流はそれぞれ、容器の壁に沿って上昇し、合流管内で互いに混合されて反応し続け、その後遊離器に入った。遊離器において、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離され、その後オイルガスパイプラインを介して後続の分流システムに入り、種々の生成物へとさらに分流された。それらの生成物はそれぞれ計量分析された。使用済みの触媒は蒸気で除去され、その後再生器に導入されて、空気でコークスが加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【0067】
主な動作条件は表3に、生成物の分配は表4に、主要な生成物特性は表5に示される。表4および表5から、液化石油ガスが主対象生成物として生成された場合には、液化石油ガスの収率は29.46重量%に及び得、液体生成物の合計収率は86.65重量%に達し得、それよりも低い収率で乾性ガスおよびコークスが得られることがわかる。
【0068】
例3
この例は、本発明において提供されるプロセスを使用して、ガソリンを主対象生成物として生成した場合に得られたテスト結果を示す。
【0069】
テストの主要なステップは以下のとおりである。表1に示す原料と本ユニットで生成された再循環された油とが混合され、その混合油が予熱炉で加熱され、二重管上昇流反応器の内管へと供給されて、再生器から流入しかつ予備引上げ媒体で引上げられた再生済み触媒と接触された。コークスガソリン(密度0.7316g/cm3、RON=58.8、MON=65.4、オレフィン含有量37.49重量%)が内管と外管との間の環状空間に供給されて、再生済み触媒と接触された。内管内の反応流および環状空間内の反応流はそれぞれ、容器の壁に沿って上昇し、合流管内で互いに混合されて反応を続け、その後遊離器に入った。遊離器において、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離され、その後、オイルガスパイプラインを介して後続の分流システム内に入り、種々の生成物へとさらに分流された。それらの生成物はそれぞれ計量分析された。使用済みの触媒は蒸気で除去され、その後再生器に導入されて、空気でコークスが加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【0070】
主な動作条件、生成物の分配および主要な生成物特性はそれぞれ、表3、表4および表5に示される。表4および表5から、ガソリンが主対象生成物として生成された場合には、ガソリンの収率は59.49重量%に及び得、軽油の収率は78.14重量%であり、液体生成物の合計収率は90.00重量%に達し得、それよりも低い収率で乾性ガスおよびコークスが得られ、良質のガソリン生成物が得られることがわかる。
【0071】
例4
この例は、本発明において提供されるプロセスを使用して、ディーゼル油を主対象生成物として生成した場合に得られたテスト結果を示す。
【0072】
テストの主要なステップは以下のとおりである。図7に示すように、表1に示す原料が本ユニットの再循環された油と混合され、その混合油が予熱炉で加熱され、二重管上昇流反応器の内管へと供給されて、再生済み触媒と使用済み触媒とが中で混合される触媒混合容器16からの混合触媒と接触された。コークスディーゼル油(密度0.8520g/cm3、硫黄含有量8225ppm、窒素含有量5018ppm、およびセタン価47)が内管と外管との間の環状空間に供給されて、混合触媒と接触された。内管内の反応流および環状空間内の反応流はそれぞれ、容器の壁に沿って上昇し、その後合流管内で互いに混合されて反応し続け、そして遊離器に入った。遊離器内で、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離され、その後オイルガスパイプラインを介して後続の分流システムに入り、種々の生成物へとさらに分流された。それらの生成物はそれぞれ計量分析された。使用済みの触媒は蒸気で除去され、その後、除去された触媒の一部は再生器に導入されてコークスが空気で加熱除去され、使用済み触媒の残部は、触媒混合容器16に直接供給されて再生済み触媒と混合された。このときの再生済み触媒対使用済み触媒の混合比は2:1とされた。その後、混合触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【0073】
主な動作条件、生成物の分配および主要な生成物特性はそれぞれ、表3、表4および表5に示される。表4および表5から、ディーゼル油が主対象生成物として生成された場合には、ディーゼル油の収率は35.13重量%に及び得、液体生成物の合計収率は89.93重量%に達し得、それよりも低い収率で乾性ガスおよびコークスが得られることがわかる。
【0074】
例5
この例は、本発明において提供されるプロセスを使用して、液化石油ガスおよびディーゼル油を主対象生成物として生成した場合に得られたテスト結果を示す。
【0075】
テストの主要なステップは以下のとおりである。表1に示す原料が本ユニットからの再循環油と混合され、その混合油が予熱炉で加熱された後に二重管上昇流反応器の内管へと供給されて、再生器から流入しかつ予備引上げ媒体で引上げられた再生済み触媒と接触された。本ユニットにおいて生成されたガソリン留分が内管と外管との間の環状空間に供給されて、再生済み触媒と接触された。内管内の反応流および環状空間内の反応流はそれぞれ、容器の壁に沿って上昇し、合流管内で互いに混合されて反応し続け、その後遊離器に入った。遊離器内で、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離され、オイルガスパイプラインを介して後続の分流システム内に入って種々の生成物へとさらに分流された。それらの生成物はそれぞれ計量分析された。使用済みの触媒は蒸気で除去され、その後再生器に導入されてコークスが空気で加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【0076】
主な動作条件、生成物の分配および主要な生成物特性はそれぞれ、表3、表4および表5に示される。表4および表5から、液化石油ガスおよびディーゼル油が主対象生成物として生成された場合には、液化石油ガスの収率が19.08重量%に達し得、ディーゼル油の収率は31.46重量%に及び得、液体生成物の合計収率は88.80重量%に達し得、それよりも低い収率で乾性ガスおよびコークスが得られることがわかる。
【0077】
以下の例では、リレー分解プロセスがさらに例示されるが、これらに限定されるものではない。以下の例で使用された触媒は、中国(China)のQiLu Petrochemical Catalyst Factoryで製造された、商標がそれぞれRMG、CIP−1およびCEPの市販品である。これら3種類の触媒は熱水で経時処理されたが、それらの主要な特性を表6に示す。各例において使用された炭化水素原料は、VRを30重量%混合したDaQing VGOであり、その特性を表1に示す。以下の例において使用されたテスト用装置は、パイロットFCCユニットを採用した二重管上昇流反応器であった。
【0078】
例6
この例は、重石油炭化水素を原料として、本発明において提供されるリレー分解プロセスを使用することにより、液化石油ガス、ガソリンおよびディーゼル油がより高い収率で得られることを示す。
【0079】
テストの主要なステップは以下のとおりである。図10に示すように、再生された触媒が、触媒入口導管1を介して二重管上昇流反応器の底部に導入され、予備引上げ用蒸気の作用により上向きに流れた。その触媒の70重量%は内管2に流入し、触媒の残り30重量%は、内管2と外管3との間の環状空間に入って、予備引上げ用蒸気の作用によって上方に流れ続けた。表1に示される炭化水素原料は予熱され、ノズル8を介して内管へと供給されて触媒と接触された。その反応流は容器の壁に沿って上方向に流れ続けた。内管からの反応オイルガスと触媒との混合物は、合流管4において内管2と外管3との間の環状空間からの再生済み触媒流と合流し、その混合流は合流管および高速気体/固体分離装置を介して遊離器12に流入し、そこで炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離された。分離された炭化水素生成物流は後続の分離システム14に入って種々の生成物へとさらに分離された。使用済み触媒は除去器13内に落ち、そこで触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用により除去され、除去済み触媒は再生器15に導入されてコークスが空気で加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために再生器へと再循環された。
【0080】
主な動作条件および生成物の分配が表7に示される。表7から、本発明によれば、軽炭化水素(液化石油ガス+ガソリン+ディーゼル油)の合計液体収率が86.62重量%であり、それよりも低い収率で乾性ガスおよびコークスが得られることがわかる。
【0081】
例7
この例は、重石油炭化水素を原料として使用したときに、本発明のリレー分解プロセスを使用することにより、プロピレン等の軽オレフィンがより高い収率で得られることを示す。
【0082】
テストの主要なステップは以下のとおりである。図11に示すように、再生された触媒が触媒入口導管21および22を介して、触媒供給用の2つの導管を有する二重管上昇流反応器の内管35および、内管35と外管36との間の環状空間へとそれぞれ供給され、それらの両方が予備引上げ媒体の作用により上向きに流れた。内管に供給された触媒は触媒の合計重量の40重量%であり、環状空間に供給された触媒は触媒合計重量の60重量%であった。炭化水素原料は、ノズル32を介して反応器の内管へと供給されて触媒と接触され、その反応流は容器の壁に沿って上方向に流れた。内管からの反応流は、合流管38において内管35と外管36との間の環状空間からの再生済み触媒流と合流し、その後その混合流は合流管および高速気体/固体分離装置を介して遊離器12に入った。遊離器において、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離された。分離された炭化水素生成物流は後続の分離システム14に入って種々の生成物へとさらに分離された。使用済み触媒は除去器13内に落ち、そこで触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去された。除去済み触媒は再生器15に導入されてコークスが空気で加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【0083】
主な動作条件および生成物の分配が表7に示される。表7から、主にプロピレンからなる軽オレフィンが主対象生成物として生成された場合に、エチレン、プロピレンおよびブチレンの収率がそれぞれ4.79%、24.01%および15.28%に達し得、それよりも低い収率で乾性ガスおよびコークスが得られることがわかる。
【0084】
例8
この例は、重石油炭化水素を原料として、本発明のリレー分解プロセスを使用することにより、エチレン等の軽オレフィンがより高い収率で得られることを示す。
【0085】
テストの主要なステップは以下のとおりである。図11に示すように、再生された触媒が、触媒供給用の2つの導管を有する二重管上昇流反応器の内管35および、内管35と外管36との間の環状空間へと、触媒入口導管21および22を介してそれぞれ供給され、それらの両方が予備引上げ媒体の作用により上向きに流れた。内管に供給された触媒は触媒の合計重量の50%であり、環状空間に供給された触媒もまた、触媒合計重量の50%であった。炭化水素原料は、ノズル32を介して反応器の内管へと供給されて触媒と接触され、その反応流は容器の壁に沿って上方向に流れた。内管からの反応流は、内管35と外管36との間の環状空間からの再生済み触媒流と合流管入口38で合流し、その後、合流管および高速気体/固体分離装置を介して遊離器12に入った。遊離器において、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離された。分離された炭化水素生成物流は後続の分離システム14に入って種々の生成物へとさらに分離された。使用済み触媒は除去器13内に落ち、そこで触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去された。除去済み触媒は再生器15に導入されてコークスが空気で加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【0086】
主な動作条件および生成物の分配が表7に示される。表7から、本発明のプロセスを使用して主にエチレンからなる軽オレフィンを主対象生成物として生成した場合に、エチレン、プロピレンおよびブチレンの収率がそれぞれ27.63%、17.62%および5.06%に達し得ることがわかる。
【0087】
比較例
比較例においては、従来の上昇流反応器が使用され、例6で使用したものと同様の原料、触媒および動作条件が用いられた。
【0088】
テストの主要ステップは以下のとおりである。予熱された原料が上昇流反応器に供給され、再生器から流入しかつ予備引上げ媒体で引上げられた再生済み触媒と接触された。形成された反応流は、ライザ(riser、上昇流反応器)を介して遊離器に流入し、遊離器内において、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離された。その後、分離された炭化水素生成物流はオイルガスパイプラインを介して後続の分流システムに入って、種々の生成物へとさらに分流された。それらの生成物はそれぞれ計量分析された。使用済みの触媒は蒸気で除去され、その後再生器に導入されて、空気でコークスが加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【0089】
主要な動作条件および生成物の分配は表7に示される。例6とこの比較例とを比較することにより、本発明のプロセスが比較的強い重油変換能力および所望の生成物選択性を有することがわかる。
【0090】
【表1】

Figure 0004412886
【0091】
【表2】
Figure 0004412886
【0092】
【表3】
Figure 0004412886
【0093】
【表4】
Figure 0004412886
【0094】
【表5】
Figure 0004412886
【0095】
【表6】
Figure 0004412886
【0096】
【表7】
Figure 0004412886

【図面の簡単な説明】
【図1】 触媒を供給するための単一の導管を有する二重管上昇流反応器の概略構造図である。
【図2】 触媒を供給するための単一の導管を有する二重管上昇流反応器における内管、外管および合流管の接合領域の概略構造図である。
【図3】 触媒を供給するための単一の導管を有する二重管上昇流反応器における内管および外管の供給ノズルの設定モードの概略図である。
【図4】 触媒を供給するための2つの導管を有する二重管上昇流反応器の概略構造図である。
【図5】 触媒を供給するための2つの導管を有する二重管上昇流反応器における内管、外管および合流管の接合領域の概略構造図である。
【図6】 二重管上昇流反応器を用いた石油炭化水素の接触分解処理の主要な流れ図である。
【図7】 二重管上昇流反応器を用いた石油炭化水素の接触分解処理の主要な流れ図である。
【図8】 二重管上昇流反応器を用いた石油炭化水素の接触分解処理の主要な流れ図である。
【図9】 二重管上昇流反応器を用いた石油炭化水素の接触分解処理の主要な流れ図である。
【図10】 石油炭化水素のリレー分解処理の主な流れ図である。
【図11】 石油炭化水素のリレー分解処理の主な流れ図である。
【符号の説明】
1 触媒入口導管、2 内管、3 外管、5,6,7 予備引上げ分配リング、8,9 供給ノズル、10 固定部材。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to the catalytic cracking (catalytic cracking) treatment of petroleum hydrocarbons in the absence of hydrogen.
[0002]
[Prior art]
Although catalytic cracking has been developed for decades and has a relatively complete technical structure, refiners still not only meet increasingly stringent environmental laws and regulatory requirements, but also market requirements. We are constantly researching and researching to find a process that will provide a satisfactory economic benefit to the enterprise by responding to changing demand.
[0003]
USP 5043522 and USP 5846403 relate to improvements in conventional catalytic cracking processes, according to which a portion of the catalytic gasoline is fed to an upflow reactor upstream of the feed nozzle and is regenerated with high activity at high temperatures. The contact with the catalyst increases the yield of light olefins such as propylene and butylene, while improving the octane number of gasoline.
[0004]
CN 1279270A discloses a process for simultaneously increasing the yield of both liquefied petroleum gas and diesel oil. Even in this treatment, catalytic gasoline is supplied to the upflow reactor upstream of the feed nozzle and first contacts the regenerated catalyst and then reacts. This portion of reprocessed catalyzed gasoline is completely cracked at high temperatures under the condition that the catalyst to oil ratio is high, producing a large amount of liquefied petroleum gas. During this time, since only a small amount of coke is deposited on the catalyst, the activity of the catalyst is appropriately reduced to produce more diesel oil.
[0005]
USP 3894933 discloses a catalytic cracking process using two upflow reactors sharing a disengager. In this process, circulating gas oil is fed to the upflow reactor and contacts the regenerated catalyst, resulting in a conversion of less than 30%. The spent catalyst is fed to a separate upflow reactor and comes into contact with new feedstock and circulating heavy oil.
[0006]
CN 1069054A discloses a flexible and versatile catalytic cracking process for hydrocarbons. This process relates to two independent upflow reactors and two sedimentation separation systems attached to these upflow reactors. In the first upflow reactor, the light hydrocarbon is at a temperature of 600 to 700 ° C., the ratio of catalyst to oil is 10 to 40, the reaction time is 2 to 20 seconds, and the carbon content of the catalyst is 0.1 to 0.4. It contacts and reacts with the regenerated catalyst under conditions controlled in the weight percent range, and the spent catalyst is fed to the other riser to contact heavy hydrocarbons under conventional catalytic cracking conditions.
[0007]
Both USP 4820493 and CN 1174094A have a larger diameter of the pre-pumped portion of the upflow reactor, where the inner tube for transporting the catalyst is set coaxially to provide a contact effect between the oil and the catalyst. Improving and increasing the yield of the desired product. The catalyst transfer inner pipe is positioned at a position below the hydrocarbon oil supply nozzle.
[0008]
USP 4310489 and CN 1096047A both use a catalytic cracking unit with two upflow reactors. Here, one reactor is used to handle conventional catalytic cracking heavy feedstocks, and the other reactor is used for catalysts that reform low quality diesel oil or heavy gasoline fractions.
[0009]
In short, the catalytic conversion treatment for simultaneously treating light oil and heavy oil disclosed in the prior art can be basically divided into two categories. (1) One that uses a single upflow reactor to charge a light raw material upstream of the inlet of a heavy raw material, and (2) Two separate upflow reactors that use separate reactors to feed separate raw materials. To be processed. The first category of these processes requires little modification of the device. However, the reaction state of light oil is essentially fixed, and product distribution and product characteristics can hardly be improved by optimizing operating variables. The second category of these treatments overcomes the disadvantages of the first category, and the operating conditions of each upflow reactor are individually adjusted to perform each reaction under different conditions that match different feedstocks. Can be done. However, for the second processing category, both unit building and device rebuilding increase significantly. Furthermore, in actual industrial production, the operation becomes very difficult due to the complicated production process.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to provide a double-tube ascending reactor that can provide hydrocarbon feedstocks with different characteristics under suitable reaction conditions and can clearly improve the product distribution and product properties of the catalytic cracking process. It is to provide a catalytic cracking treatment of petroleum hydrocarbons.
[0011]
Another object of the present invention is the relay cracking of petroleum hydrocarbons, where the catalytic cracking process not only has the desired ability to convert heavy oil and better product selectivity, but also simplifies the production process and is easy to operate. Is to provide processing.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The catalytic cracking process provided in the present invention includes the following steps.
[0013]
(1) An inlet conduit for a catalyst that flows upward under the action of pre-lifting media into the inner tube of the double tube upflow reactor and the annular space between the inner and outer tubes. Supplying from the step,
(2) A hydrocarbon raw material is supplied to the inner tube of the reactor and the annular space between the inner tube and the outer tube, and the hydrocarbon raw material comes into contact with the catalyst in the inner tube and the annular space, By forming a mixture with the catalyst so that the reaction of the hydrocarbon feedstock is carried out under catalytic cracking reaction conditions to form a reaction stream that flows upward along the wall of the vessel;
(3) The reaction flows from both the inner pipe and the annular space between the inner pipe and the outer pipe merge at the inlet of the merging pipe, and then enter the separation device via the merging pipe. Separating the hydrocarbon product stream from the spent catalyst; and
(4) The above reaction to further separate the hydrocarbon product stream into various products including gasoline, diesel oil and liquefied petroleum gas, remove and regenerate spent catalyst, and reuse the regenerated catalyst. Recirculating into the vessel.
[0014]
Another catalytic cracking process (ie, relay cracking process) provided in the present invention mainly includes the following steps.
[0015]
(1) sending the regenerated catalyst through the catalyst conduit to the bottom of the double-pipe upflow reactor, the catalyst flowing upward under the action of the pulling medium, and the regenerated catalyst 20-80 The weight percent flows into the inner tube, the remaining portion of the regenerated catalyst enters the annular space between the inner and outer tubes and flows upward under the action of the pre-pumping medium;
(2) The hydrocarbon raw material is supplied to the inner tube of the reactor and brought into contact with the catalyst therein to form a mixture of oil and catalyst, whereby the hydrocarbon raw material is reacted under catalytic cracking reaction conditions. Forming a reaction flow that flows upward along the vessel wall;
(3) The reaction flow from the inner pipe and the regenerated catalyst (flow) from the annular space join together in the joining pipe, and the reaction steam continuously reacts under catalytic cracking conditions, and the resulting reaction stream joins Introducing into the separator via a tube, where the hydrocarbon product stream is separated from the spent catalyst; and
(4) The above reactor to further separate the hydrocarbon product stream into various products including gasoline, diesel oil and liquefied petroleum gas, remove and regenerate spent catalyst, and reuse the regenerated catalyst. Step to recirculate into.
[0016]
Compared with the prior art, the advantageous effects of the present invention are mainly embodied in the following aspects.
[0017]
The process provided by the present invention is simple to equip and flexible in operation. Not only can the reactions of heavy oil and light oil be carried out separately in their respective reaction zones, but also the reaction conditions can be flexibly adjusted according to the physicochemical properties and the mass flow rates of the different feedstocks, so product distribution and production It is possible to create favorable conditions for improving the quality of objects.
[0018]
The treatment provided in the present invention can flexibly constitute a plurality of production schemes such as a gasoline scheme, a diesel oil scheme, a liquefied petroleum gas scheme, a light olefin scheme, and the like. Thus, oil refineries can adjust product distribution patterns with ease by using the process of the present invention in response to fluctuations in market demand to obtain more beneficial economic benefits.
[0019]
The process of the present invention can clearly improve the distribution of catalytic cracking products, reduce the yield of dry gas and coke, and increase the yield of valuable products such as liquefied petroleum gas, gasoline and / or diesel oil. be able to.
[0020]
Furthermore, the treatment provided in the present invention can also improve product quality and reduce environmental pollution caused by petroleum products. These treatments reduce the olefin content of gasoline, increase the octane number of gasoline, lower the freezing point of diesel oil, increase the sensitivity of diesel oil to flow improvers, increase the stability of diesel oil, On the other hand, these treatments have been found to have a particular effect in reducing the content of impurities such as sulfur and nitrogen in gasoline and diesel oil.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A double pipe upflow reactor is used in both the catalytic cracking process of petroleum hydrocarbons and the catalytic relay cracking process of petroleum hydrocarbons of the present invention. This double tube upflow reactor may have a single conduit or two conduits for feeding the catalyst, or other reactors having a similar structure. The structure of the double pipe upflow reactor will be described in detail with reference to the drawings.
[0022]
In the present invention, a double pipe upflow reactor having a single conduit for supplying a catalyst has the structure shown in FIG. This reactor mainly includes the following members. Regenerated catalyst inlet conduit 1, inner tube 2, outer tube 3, merge tube 4, pre-lifting distribution rings 5, 6 and 7, and feed nozzles 8 and 9. Here, the inner tube 2 and the outer tube 3 are coaxial, and the ratio of the sectional area of the inner tube to the sectional area of the annular space between the inner tube and the outer tube is 1: 0.1 to 10, preferably 1. : The lower end of the inner tube 2 is positioned at a position above the inlet of the regenerated catalyst, and the length of the inner tube is 10 to 70% of the total length of the reactor, preferably 20 to 60%, one end of the merging pipe 4 is connected to the upper end of the outer pipe 3, the other end is connected to a gas / solid separator, and the ratio of the cross-sectional area of the merging pipe 4 and the inner pipe 2 is 1: 0. 2 to 0.8, the pre-lift distribution rings 5, 6 and 7 are located at the bottom of each of the reactor, inner and outer tubes. A plurality of fixing members 10 are installed. For example, 2-12 presser wires or pull rods may be provided between the inner and outer tubes depending on the specific size and design requirements of the reactor.
[0023]
In a double tube upflow reactor having a single conduit for feeding catalyst, the distance from the upper end of the inner tube (ie, the outlet end of the inner tube) to the outlet end of the merged tube is 1-30 meters (ie, The total length of the junction tube), preferably 2 to 20 meters. Various types of joining modes among the inner tube, the outer tube, and the joining tube can be set according to requirements. FIG. 2 illustrates four examples of bonding modes in the present invention, but is not intended to limit the present invention.
[0024]
As shown in FIG. 2, in Example A, the upper end of the inner tube has a straight tube shape, and the outer tube also has a straight tube shape. The inner diameters of the merge pipe and the outer pipe are the same. The inner diameter of the inner tube is D1, and the inner diameter of the confluence tube is D2, and D1: D2 = 0.4 to 0.9: 1.
[0025]
As shown in FIG. 2, in Example B, the diameter of the upper outlet portion of the inner tube is widened, the outer tube is a straight tube, and the confluence tube and the outer tube have the same inner diameter. The inner diameter of the inner tube is D1, and the inner diameter of the confluence tube is D2. The ratio of the height H1 of the upper outlet portion of the inner tube to the inner diameter D1 of the inner tube is 0.5-3: 1. The spread angle a of the upper outlet portion of the inner tube is 5 to 30 °.
[0026]
As shown in FIG. 2, in Example C, the diameter of the upper outlet portion of the inner tube is widened, and the outer tube is connected to the merging tube after the diameter is reduced. The inner diameter of the inner tube is D1, and the inner diameter of the confluence tube is D2. The ratio between the height H2 of the upper outlet portion of the inner tube and the inner diameter D1 of the inner tube is 0.5-3: 1. The spread angle b of the upper outlet portion of the inner tube is 5 to 30 °. The bottom end of the narrowed portion of the outer tube is positioned between 1.0D2 above the inner tube outlet and 1.0D2 below the inner tube outlet, and the convergence angle c is 10 to 60 °. The ratio between the height H3 of the narrowed portion of the outer tube and the inner diameter D2 of the merged tube is 0.5 to 3.0: 1.
[0027]
As shown in FIG. 2, in Example D, the upper end of the inner tube has a straight tube shape, and the outer tube is connected to the merging tube after the diameter is reduced. The inner diameter of the inner tube is D1, and the inner diameter of the confluence tube is D2. The bottom end of the narrowed portion of the outer tube is positioned between 1.0D2 above the inner tube outlet and 1.0D2 below the inner tube outlet, and the convergence angle d is 5 to 45 °. The ratio between the height H4 of the narrowed portion of the outer tube and the inner diameter D2 of the merged tube is 0.5 to 3.0: 1.
[0028]
There are three designs for the widened, equal and narrowed diameters of the lower end of the inner tube in a double tube upflow reactor with a single conduit for feeding the catalyst. Can be used. For example, in FIG. 3, the ratio of the height H5 of the inlet portion of the lower part of the inner tube to the inner diameter D1 of the inner tube is 0.5-3: 1, and the spread angle e is -30-30 °. For the lower end of the outer tube, three types of designs for wide, equal and narrow diameters can be used, the specific design concept here is the conventional catalytic cracking upflow This is the same as the design of the preliminary pull-up portion in the reactor.
[0029]
As shown in FIG. 1, the feed nozzle 8 of the double pipe upflow reactor having a single conduit for feeding the catalyst is installed in the lower part of the inner pipe at 5-30% of its total length. Can be done. Also, two to four layers of supply nozzles can be set along the inner tube. Alternatively, as shown in FIG. 3, the feed nozzle can be set along the central axis of the reactor so that it passes 0.1-3.0 meters into the inner tube after passing through the lower portion of the outer tube. The supply nozzle 9 can be set in the lower part of the outer tube at a location 5 to 30% of its total length. Also, two to four layers of supply nozzles can be set in the vertical direction of the outer tube. Feed nozzles 8 and 9 can be used in any form that is advantageous for uniformly dispersing the hydrocarbon feedstock. The supply nozzles 8 or 9 may be composed of 2 to 12 supply nozzles arranged uniformly along the circumferential direction. In order to create conditions for injecting coolant, a coolant nozzle can be set in the junction tube. In short, a relatively flexible supply mode can be used and supply injection at multiple points can be performed in the inner and outer tubes.
[0030]
A double tube upflow reactor having two conduits for supplying catalyst has the structure shown in FIG. This reactor mainly includes the following members. Catalyst inlet conduits 21 and 22, inner tube 35, outer tube 36, merge tube 38, pre-lift distribution rings 31 and 33, and feed nozzles 32 and 34. Here, the inner tube 35 and the outer tube 36 are coaxial, and the ratio of the cross-sectional area of the inner tube and the cross-sectional area of the annular space between the inner tube and the outer tube is 1: 0.1 to 10, preferably Is 1: 0.1-2. The catalyst inlet conduit 21 is connected to the lower end of the inner tube 35, which has a length of 10 to 70%, preferably 15 to 50% of the total length of the reactor. The distance from the lower end of the outer tube 36 to the lower end of the inner tube 35 is 2 to 20%, preferably 5 to 15% of the total length of the reactor. The catalyst inlet conduit 22 is connected to the lower end of the outer tube 36. One end of the joining pipe 38 is connected to the upper end of the outer pipe 36, and the other end is connected to the gas / solid separation device. The ratio of the cross-sectional area of the junction pipe 38 and the inner pipe 35 is 1: 0.2 to 0.8, preferably 1: 0.3 to 0.7. Pre-lift distribution rings 31 and 33 are positioned at the bottom of the inner tube and the bottom of the annular space between the inner and outer tubes, respectively. Feed nozzles 32 and 34 are located in the lower portions of the inner and outer tubes, respectively. A plurality of fixing members 30 are provided, and for example, depending on the specific size and technical requirements of the reactor, 2-12 presser wires or tension bars may be provided between the inner and outer tubes.
[0031]
In a double-tube upflow reactor having two conduits for supplying catalyst, the distance from the upper end of the inner tube (ie, the outlet end of the inner tube) to the outlet end of the merged tube (ie, the total length of the combined tube) is zero. .5 to 20 meters, preferably 1 to 10 meters. It is desirable to optimize the inner diameter of the merging pipe according to the linear velocity of the oil gas in the merging pipe, and the linear velocity of the oil gas in the merging pipe is 0.5 to 2.0 times the linear velocity at the inner pipe outlet, preferably Should be 0.8-1.2 times. The initial apparent linear velocity of the preliminary pulling medium is 0.3 to 8 m / s in the inner tube, and the apparent linear velocity of the preliminary pulling medium is 0.2 to 10 m / s in the outer tube.
[0032]
The connection region of the inner tube, the outer tube and the merge tube can be used in various ways depending on the requirements. FIG. 5 shows an example of four modes. However, there is no intention to limit the mode used for the reactor.
[0033]
As shown in FIG. 5, in Example A1, the upper end of the inner tube has a straight tube shape, and the outer tube also has a straight tube shape. The inner diameters of the merge pipe and the outer pipe are equal. The inner diameter of the inner tube is M1, and the inner diameter of the merged tube is M2, and M2: M1 = 1.5 to 5: 1.
[0034]
As shown in FIG. 5, in Example B1, the upper outlet portion of the inner tube has a larger diameter, the outer tube is a straight tube, and the inner diameters of the merge tube and the outer tube are equal. The inner diameter of the inner tube is M1, and the inner diameter of the merge tube is M2. The ratio between the height N1 of the upper outlet portion of the inner tube and the inner diameter M1 of the inner tube is 0.5-3: 1. The spread angle a1 of the upper outlet portion of the inner tube is 5 to 30 °.
[0035]
As shown in FIG. 5, in Example C1, the upper outlet portion of the inner tube has a larger diameter, and the outer tube is connected to the merging tube after the diameter has decreased. The inner diameter of the inner tube is M1, and the inner diameter of the merge tube is M2. The ratio between the height N2 of the upper outlet portion of the inner tube and the inner diameter M1 of the inner tube is 0.5-3: 1. The spread angle b1 of the upper outlet portion of the inner tube is 5 to 30 °. The bottom end of the narrowed portion of the outer tube is positioned between 1.0M2 above the inner tube outlet and 1.0M2 below the inner tube outlet. The ratio between the height N3 of the narrowed portion of the outer tube and the inner diameter M2 of the merged tube is 0.5 to 3.0: 1.
[0036]
As shown in FIG. 5, in Example D1, the upper end of the inner tube has a straight tube shape, and the outer tube is connected to the junction tube after the diameter is reduced. The inner diameter of the inner pipe is M1, and the inner diameter of the merge pipe is M2. The bottom end of the narrowed portion of the outer tube is positioned between 1.0M2 above the inner tube outlet and 1.0M2 below the inner tube outlet, and the convergence angle d1 is 5 to 45 °. The ratio between the height N4 of the narrowed portion of the outer tube and the inner diameter M2 of the merged tube is 0.5 to 3.0: 1.
[0037]
The design of the lower ends of both the inner and outer pipes in a double pipe upflow reactor with two conduits for feeding the catalyst is basically the same as the design of the pre-lift section in the conventional catalytic cracking upflow reactor. The same as above. The design of the pre-lift distribution rings 31 and 33 is also basically the same as in the conventional catalytic cracking process.
[0038]
In a double tube upflow reactor having two conduits for supplying catalyst, the feed nozzle 32 is set at a position 5-30% of the total length of the inner tube along the lower part of the inner tube. The supply nozzle 34 is set at a position 5 to 30% of the entire length of the outer tube along the lower portion of the outer tube. The feed nozzles 32 and 34 may be used in any form that is advantageous for uniformly dispersing the hydrocarbon feedstock. Both supply nozzles 32 and 34 may consist of 2 to 12 supply nozzles, which should be uniformly arranged along the circumferential direction.
[0039]
In the process provided in the present invention, the catalyst supplied to the inner pipe of the double pipe upflow reactor and the annular space between the inner pipe and the outer pipe via the catalyst inlet conduit is the same. May be different. Specifically, the catalyst supplied to the inner tube of the double tube upflow reactor and the annular space between the inner tube and the outer tube may be a catalyst regenerated from the regenerator at a high temperature. These catalysts can also be a mixture of regenerated catalyst and spent catalyst and / or semi-regenerated catalyst. Alternatively, the regenerated catalyst may be fed to the inner tube of the double tube upflow reactor, and the semi-regenerated catalyst or spent catalyst or mixture thereof is between the inner tube and the outer tube. It may be supplied to the annular space and vice versa. In short, the catalyst supplied to the catalyst inlet conduit can be comprehensively reviewed and flexibly reconfigured depending on the unit conditions, feed characteristics and requirements for the desired product. Furthermore, the catalyst to be fed to the double-pipe upflow reactor can be cooled via a catalyst cooler, or the regenerated catalyst and spent catalyst and / or semi-regenerated catalyst can be mixed in a catalyst mixing vessel. After being thoroughly mixed in, it may be fed to the double tube upflow reactor via the catalyst inlet conduit.
[0040]
The catalyst used in the present invention may be any catalyst suitable for catalytic cracking treatment, and its active component contains Y-type or HY-type zeolite, rare earth and / or rare earth and / or phosphorus. Or it contains or does not contain phosphorus. It is at least one zeolite selected from the group consisting of ultrastable Y-type zeolite, ZSM-5 group zeolite having a pentasil structure or high silica zeolite, β zeolite, ferrierite, and amorphous alumina-silica catalyst. Two different types of catalysts can be used in the inner tube and the annular space between the inner tube and the outer tube.
[0041]
In the process provided in the present invention, the bottom of the double tube upflow reactor, the bottom of the inner tube, and the bottom of the annular space between the inner tube and the outer tube are each provided with a pre-pumping medium inlet. . Steam, a dry gas, or a mixture thereof can be used as the preliminary pulling medium. The apparent linear velocity of the preliminary pulling gas in the inner tube is initially 0.3 to 6.0 m / s, and the apparent linear velocity of the preliminary pulling gas in the annular space between the inner tube and the outer tube is 0. 2 to 8.0 m / s.
[0042]
The hydrocarbon raw material supplied to the inner pipe and the annular space between the inner pipe and the outer pipe is gas hydrocarbon, refinery gas, primary treated gasoline fraction, secondary treated gasoline fraction, primary treated diesel oil Fractions, secondary treated diesel oil fractions, straight-run gas oil, coke gas oil, deasphalted oil, hydrofined oil, hydrocracked tail oil, vacuum residue, and their It can be selected from the group consisting of mixtures. The hydrocarbon feed supplied to the inner pipe is straight-run gas oil, coke gas oil, deasphalted oil, hydrofound oil, hydrocracked tail oil, vacuum residue, atmospheric residue, and mixtures thereof. Preferably it is selected from the group consisting of The hydrocarbon feed supplied to the annular space between the inner and outer pipes is gaseous hydrocarbon, refinery gas, primary treated gasoline fraction, secondary treated gasoline fraction, primary treated diesel oil fraction, It is preferably selected from the group consisting of secondary treated diesel oil fractions and mixtures thereof.
[0043]
The reaction conditions of the hydrocarbon raw material in the inner pipe are as follows. Reaction temperature 460-580 ° C, preferably 480-550 ° C, reaction pressure 0.1-0.6 MPa, preferably 0.2-0.4 MPa, ratio of catalyst to oil (weight ratio of catalyst to raw material) 3-15 , Preferably 4 to 10, oil gas residence time in the inner pipe 1.0 to 10 seconds, preferably 1.5 to 5.0 seconds, catalyst temperature 620 to 720 ° C. before contact with hydrocarbon feedstock, preferably 650 ~ 700 ° C, atomization (spray) steam volume 1-20 wt% (based on hydrocarbon feed), preferably 2-15 wt%.
[0044]
The reaction conditions of the hydrocarbon raw material in the annular space between the inner pipe and the outer pipe are as follows. Reaction temperature 300-680 ° C., preferably 400-600 ° C., reaction pressure 0.1-0.6 MPa, preferably 0.2-0.4 Mpa, ratio of catalyst to oil 2-30, preferably 4-20, oil Gas residence time 0.5 to 20 seconds, preferably 1 to 15 seconds, atomization vapor amount 1 to 20% by weight (based on hydrocarbon raw material), preferably 1 to 15% by weight. The reaction conditions of the hydrocarbon feed in the annular space between the inner and outer tubes can be further optimized in light of the characteristics of the hydrocarbon feed and the requirements of the desired product. When liquefied petroleum gas or light olefin is the main target product, relatively severe reaction conditions may be employed. For example, the reaction temperature is 530 to 680 ° C., the ratio of the catalyst to oil is 8 to 30, and the oil gas residence time is 5 to 20 seconds. When gasoline and / or diesel oil is the main target product, relatively mild operating conditions should be employed. For example, the reaction temperature is 300 to 540 ° C., the ratio of catalyst to oil is 2 to 8, and the oil gas residence time is 1 to 5 seconds.
[0045]
The reaction vapor in both the inner tube and the annular space between the inner tube and the outer tube is mixed at the inlet of the merging tube and then continues to react in the merging tube. Here, the reaction time is 0.1 to 3.0 seconds, and the reaction pressure, temperature, ratio of catalyst to oil, and the like depend on the reaction conditions of the inner tube and the annular space. Usually, the reaction temperature is 450 to 600 ° C., the ratio of catalyst to oil is 4 to 12, the reaction pressure is 0.1 to 0.6 MPa, and the weight ratio of steam to hydrocarbon feedstock is 0.01 to 0.15: 1. It is.
[0046]
The processing provided in the present invention is further described below in conjunction with the drawings, but is not limited.
[0047]
As shown in FIG. 6, the catalyst is fed via the catalyst inlet conduit 1 to the bottom of a double-pipe upflow reactor having a single conduit for catalyst feed and is moved upwards by the action of a pre-pumping medium. Flowing. Part of the catalyst (eg 20 to 80% by weight of the catalyst) flows into the inner tube 2 and the rest of the catalyst enters the annular space between the inner tube 2 and the outer tube 3, both of which are pre-pumping media It continues to flow upward by action. The hydrocarbon feed is supplied to the inner tube and the annular space between the inner tube and the outer tube via nozzles 8 and 9, respectively, and is brought into contact with the catalyst. Both of these reaction streams continue to flow upward along the vessel wall. The reaction flow from the inner tube and the reaction flow from the annular space between the inner tube and the outer tube merge at the inlet of the merge tube 4, and then the mixed flow is passed through the merge tube and the high-speed gas / solid separator. Into the regenerator 12 where the hydrocarbon product stream is separated from the spent catalyst. The separated hydrocarbon product stream then enters a subsequent separation system 14 where it is further separated into various products. The spent catalyst falls into the remover 13, where the reaction oil gas joined by the catalyst is removed by the action of steam. The removed catalyst is introduced into the regenerator 15, and coke is heated and removed with air. The regenerated catalyst is recycled to the reactor for reuse.
[0048]
As shown in FIG. 7, the catalyst is fed via the catalyst inlet conduit 1 to the bottom of a double-pipe upflow reactor having a single conduit for catalyst feed and is moved upward by the action of the pre-pumping medium. Flowing. Part of the catalyst (eg 20 to 80% by weight of the catalyst) flows into the inner tube 2 and the rest of the catalyst enters the annular space between the inner tube 2 and the outer tube 3, both of which are pre-pumping media It continues to flow upward by action. The hydrocarbon feed is fed into the reactor inner tube and the annular space between the inner and outer tubes via nozzles 8 and 9, respectively, and is brought into contact with the catalyst. These reaction streams continue to flow upward along the vessel wall. The reaction flow from the inner tube and the reaction flow from the annular space between the inner tube and the outer tube merge at the inlet of the merge tube 4, and the mixed flow passes through the merge tube and the gas / solid high-speed separator. The releaser 12 is entered where the hydrocarbon product stream is separated from the spent catalyst. The separated hydrocarbon product stream enters the subsequent separation system 14 and is further separated into various products, the spent catalyst falls into the remover 13, and the reaction oil gas joined by the catalyst is vaporized. Removed by action. The removed catalyst is supplied to the regenerator 15 so that the coke is heated and removed with air, and then the regenerated catalyst is introduced into the mixing vessel 16 and mixed with the used catalyst and / or the semi-regenerated catalyst. . The mixed catalyst is recycled to the reactor for reuse.
[0049]
As shown in FIG. 8, the regenerated catalyst enters the inner pipe 35 and the annular space between the inner pipe 35 and the outer pipe 36 in a double pipe upflow reactor having two conduits for catalyst supply. , Supplied through the catalyst inlet conduits 21 and 22 respectively, and flows upward by the action of the preliminary pulling medium. The hydrocarbon feed is supplied to the inner tube and the annular space between the inner and outer tubes via nozzles 32 and 34, respectively, and is brought into contact with the catalyst. These reaction streams flow upward along the vessel wall. The reaction flow from the inner tube and the reaction flow from the annular space between the inner tube and the outer tube merge at the inlet of the merge tube 38, and the mixed flow passes through the merge tube and the high-speed gas / solid separator. Enters releaser 12. In the eductor, the hydrocarbon product stream is separated from the spent catalyst. The separated hydrocarbon product stream enters the subsequent separation system 14 and is further separated into various products. The spent catalyst falls into the remover 13, where the reaction oil gas joined by the catalyst is removed by the action of steam. The removed catalyst is introduced into the regenerator 15 and the coke is heated off with air, after which the regenerated catalyst is recycled to the reactor for reuse.
[0050]
As shown in FIG. 9, the regenerated catalyst is supplied to the bottom of the inner pipe 35 of the double pipe upflow reactor via the catalyst inlet conduit 21 and flows upward by the action of the preliminary pulling medium. A portion of the spent catalyst flows into the annular space between the inner tube 35 and the outer tube 36 via the catalyst inlet conduit 22 and flows upward by the action of the preliminary pulling medium. The hydrocarbon feed is supplied to the inner tube and the annular space between the inner and outer tubes via nozzles 32 and 34, respectively, and is brought into contact with the catalyst. These reaction streams flow upward along the vessel wall. The reaction flow from the inner tube and the reaction flow from the annular space between the inner tube and the outer tube merge at the inlet of the merge tube 38, and the mixed flow is released through the merge tube and the high-speed gas / solid separator. Enter 12. In the eductor, the hydrocarbon product stream is separated from the spent catalyst. The separated hydrocarbon product stream then enters the subsequent separation system 14 where it is further separated into various products, where the spent catalyst falls into the remover 13 where the reaction oil gas joined by the catalyst. Is removed by the action of steam. A part of the used catalyst after the removal is supplied to the regenerator 15, the coke is heated and removed with air, and the regenerated catalyst is recycled to the bottom of the inner pipe and reused. The remainder of the spent catalyst is directly recycled to the bottom of the annular space between the inner and outer tubes and reused without regenerating treatment.
[0051]
In addition to the above-described flow charts shown in FIGS. 6-9, according to the process provided in the present invention, the regenerated catalyst, spent catalyst and semi-regenerated catalyst to be fed to the reactor, or of them Any two combinations can be fed to the bottom of the double tube upflow reactor via the catalyst inlet conduit after being cooled by the catalyst cooler.
[0052]
The reactor, catalyst, feedstock and operating conditions used in the petroleum hydrocarbon relay cracking process provided in the present invention are those in the petroleum hydrocarbon catalytic cracking process using the double pipe upflow reactor described above. Substantially the same, the difference being that the hydrocarbon feed is fed only to the inner tube of the double tube upflow reactor and not to the annular space between the inner and outer tubes. Accordingly, the petroleum hydrocarbon relay cracking process differs from the petroleum hydrocarbon catalytic cracking process using the double pipe upflow reactor described above in terms of feedstock and operating conditions.
[0053]
The hydrocarbon raw material supplied to the inner pipe is gas hydrocarbon, refinery gas, primary treatment gasoline fraction, secondary treatment gasoline fraction, primary treatment diesel oil fraction, secondary treatment diesel oil fraction, straight run gas Selected from the group consisting of oils, coke gas oils, de-alphalt oils, hydrofound oils, hydrocracked tail oils, vacuum gas oils, vacuum residue, atmospheric residue, and mixtures thereof.
[0054]
The reaction of the hydrocarbon raw material in the inner tube is performed at a reaction temperature of 480 to 700 ° C., preferably 500 to 680 ° C., a reaction pressure of 0.1 to 0.6 MPa, preferably 0.2 to 0.4 MPa, and a catalyst for oil. The ratio is 3 to 30, preferably 4 to 25, the oil gas residence time in the inner pipe is 1.0 to 10 seconds, preferably 1.5 to 5.0 seconds, and the catalyst temperature before contact with the hydrocarbon raw material is 620 It is carried out under the conditions of ˜800 ° C., preferably 640 to 750 ° C., and the amount of atomization vapor (based on raw materials) of 1 to 45% by weight, preferably 2 to 35% by weight.
[0055]
The reaction conditions of hydrocarbons in the junction tube are as follows: the reaction temperature is 490 to 720 ° C., preferably 500 to 700 ° C., the reaction pressure is 0.1 to 0.6 MPa, preferably 0.2 to 0.4 MPa, and the catalyst for oil The ratio is 4 to 40, preferably 5 to 30, the oil gas residence time in the junction pipe is 0.5 to 10 seconds, preferably 1.0 to 5.0 seconds, and the ratio of steam to oil is 3 to 45 weights. %, Preferably 5 to 35% by weight. The ratio of steam to oil means the weight ratio of steam to hydrocarbon feedstock.
[0056]
In the following, the relay cracking process of petroleum hydrocarbon will be further described in combination with the drawings, but is not limited thereto.
[0057]
As shown in FIG. 10, the regenerated catalyst is fed through the catalyst inlet conduit 1 to the bottom of a double tube upflow reactor having a single conduit for catalyst supply, and is acted upon by the action of a pre-pumping medium. Flows upward. 20-80% by weight of the catalyst flows into the inner tube 2 and the remainder of the catalyst enters the annular space between the inner tube 2 and the outer tube 3, both of which continue to flow upwards by the action of the pre-drawing medium. . The hydrocarbon feed is supplied to the inner tube of the reactor via the nozzle 8 and brought into contact with the catalyst. This reaction stream continues to flow upward along the vessel wall. The reaction flow from the inner tube merges with the regenerated catalyst (steam) from the annular space between the inner tube and the outer tube at the inlet of the merge tube 4, and then the mixed reaction stream is combined with the merge tube and It enters the liberator 12 via a high speed gas / solid separator where the hydrocarbon product stream is separated from the spent catalyst. The separated hydrocarbon product stream enters the subsequent separation system 14 and is further separated into various products. The spent catalyst falls into the remover 13, where the reaction oil gas joined by the catalyst is removed by the action of steam. The removed catalyst is introduced into the regenerator 15, and coke is heated and removed with air. The regenerated catalyst is recycled to the reactor for reuse.
[0058]
As shown in FIG. 11, the regenerated catalyst enters the inner pipe 35 and the annular space between the inner pipe 35 and the outer pipe 36 in a double pipe upflow reactor having two conduits for catalyst supply. , Supplied through the catalyst inlet conduits 21 and 22 respectively, and flows upward by the action of the preliminary pulling medium. The hydrocarbon feed is supplied to the inner tube of the reactor via the nozzle 32 and brought into contact with the catalyst. The reaction stream flows upward along the vessel wall. The reaction flow from the inner pipe merges with the regenerated catalyst (steam) from the annular space between the inner pipe 35 and the outer pipe 36 at the inlet of the merge pipe 38, and then the mixed flow is the merge pipe and It enters the releaser 12 via a high-speed gas / solid separator. In the releaser, the hydrocarbon product stream and spent catalyst are separated. The separated hydrocarbon product stream enters the subsequent separation system 14 and is further separated into various products. The spent catalyst falls into the remover 13, where the reaction oil gas joined by the catalyst is removed by the action of steam. The removed catalyst is introduced into the regenerator 15 where the coke is heated off with air and the regenerated catalyst is recycled to the reactor for reuse.
[0059]
In the petroleum hydrocarbon relay cracking process as well as those shown in FIG. 10 and FIG. 11 described above, the regenerated catalyst to be supplied to the reactor is cooled by the catalyst cooler and then double pipe upflow reaction. Can be fed to the bottom of the vessel.
[0060]
The following examples further illustrate the processes provided in the present invention, but are not intended to be limiting.
[0061]
The catalyst used in each example is a commercial product of the trademark LV-23 manufactured by Catalyst Factory, Lan Zhou Petrochemical Corp., the main properties of which are shown in Table 1. The hydrocarbon raw material used in each example is a DaQing VGO mixed with 30% by weight of VR. Table 2 shows the characteristics. The test equipment used in each example is a double pipe upflow reactor employing a pilot FCC unit.
[0062]
Example 1
This example shows the test results obtained when light oil was produced as the main target product using the process provided in the present invention.
[0063]
The main steps of the test are as follows: The raw materials shown in Table 1 and the recirculated oil of this unit are mixed. The mixed oil is heated in the preheating furnace, supplied to the inner pipe of the double pipe upflow reactor, and flows from the regenerator. And contacted with the regenerated catalyst pulled up by the pre-pumping medium. The cracked gas generated in this unit was supplied to the annular space between the inner and outer tubes and contacted with the regenerated catalyst therein. The reaction flow in the inner tube and the reaction flow in the annular space respectively rose along the wall of the vessel and then mixed with each other in the confluence tube to continue the reaction and enter the freezer. In the eductor, the hydrocarbon product stream was separated from the spent catalyst and then entered into the subsequent diversion system via the oil gas pipeline and further diverted to various products. Each of these products was weighed. The spent catalyst was removed with steam and then introduced into the regenerator where the coke was heated off with air. The regenerated catalyst was recycled to the reactor for reuse.
[0064]
The main operating conditions, product distribution and main product characteristics are shown in Table 3, Table 4 and Table 5, respectively. From Tables 4 and 5, when diesel oil is produced as the main target product, the gasoline + diesel oil yield reaches a maximum of 77.80% by weight, and the total yield of liquid product is 89.96. It can be seen that dry gas and coke can be obtained in lower yields.
[0065]
Example 2
This example shows the test results obtained when liquefied petroleum gas was produced as the main target product using the process provided in the present invention.
[0066]
The main steps of the test are as follows: The raw materials shown in Table 1 were heated in a preheating furnace, then fed into the inner tube of a double tube upflow reactor and contacted with a regenerated catalyst that flowed in from the regenerator and pulled up with a pre-pumping medium. . The light oil (gasoline + diesel oil) produced in this unit having a distillation range lower than 350 ° C. was supplied to the annular space between the inner pipe and the outer pipe, and contacted with the regenerated catalyst therein. The reaction flow from the inner tube and the reaction flow from the annular space respectively rose along the wall of the vessel, mixed with each other in the merge tube and continued to react, and then entered the releaser. In the eductor, the hydrocarbon product stream was separated from the spent catalyst and then entered the subsequent diversion system via the oil gas pipeline and further diverted to various products. Each of these products was weighed. The spent catalyst was removed with steam and then introduced into the regenerator where the coke was removed by heating with air. The regenerated catalyst was recycled to the reactor for reuse.
[0067]
The main operating conditions are shown in Table 3, the product distribution is shown in Table 4, and the main product properties are shown in Table 5. From Tables 4 and 5, when liquefied petroleum gas is produced as the main target product, the yield of liquefied petroleum gas can reach 29.46% by weight, and the total yield of liquid product is 86.65. It can be seen that dry weight and coke can be obtained in lower yields, which can reach wt%.
[0068]
Example 3
This example shows the test results obtained when gasoline was produced as the main target product using the process provided in the present invention.
[0069]
The main steps of the test are as follows: The raw material shown in Table 1 and the recirculated oil produced in this unit are mixed, and the mixed oil is heated in a preheating furnace and supplied to the inner pipe of the double pipe upflow reactor. And was contacted with the regenerated catalyst that had flowed in and lifted with the pre-pumping medium. Coke gasoline (density 0.7316 g / cm Three RON = 58.8, MON = 65.4, olefin content 37.49 wt%) was fed to the annular space between the inner and outer tubes and contacted with the regenerated catalyst. The reaction flow in the inner tube and the reaction flow in the annular space respectively rose along the wall of the vessel and mixed with each other in the merge tube to continue the reaction, and then entered the releaser. In the eductor, the hydrocarbon product stream was separated from the spent catalyst and then entered into the subsequent diversion system via the oil gas pipeline and further diverted to various products. Each of these products was weighed. The spent catalyst was removed with steam and then introduced into the regenerator where the coke was removed by heating with air. The regenerated catalyst was recycled to the reactor for reuse.
[0070]
The main operating conditions, product distribution and main product characteristics are shown in Table 3, Table 4 and Table 5, respectively. From Table 4 and Table 5, when gasoline is produced as the main target product, the yield of gasoline can reach 59.49% by weight, and the yield of light oil is 78.14% by weight. It can be seen that the total yield of the product can reach 90.00% by weight, and dry gas and coke can be obtained at a lower yield, resulting in a good gasoline product.
[0071]
Example 4
This example shows the test results obtained when diesel oil was produced as the main target product using the process provided in the present invention.
[0072]
The main steps of the test are as follows: As shown in FIG. 7, the raw materials shown in Table 1 are mixed with the recirculated oil of this unit, and the mixed oil is heated in a preheating furnace and supplied to the inner pipe of the double pipe upflow reactor. The mixed catalyst from the catalyst mixing vessel 16 where the regenerated catalyst and spent catalyst are mixed is contacted. Coke diesel oil (density 0.8520g / cm Three , Sulfur content 8225 ppm, nitrogen content 5018 ppm, and cetane number 47) were fed into the annular space between the inner and outer tubes and contacted with the mixed catalyst. The reaction flow in the inner tube and the reaction flow in the annular space respectively rose along the wall of the vessel and then mixed with each other in the confluence tube and continued to react and entered the freezer. Within the eductor, the hydrocarbon product stream was separated from the spent catalyst and then entered the subsequent diversion system via the oil gas pipeline and further diverted to various products. Each of these products was weighed. The spent catalyst is removed with steam, and then a part of the removed catalyst is introduced into the regenerator, the coke is heated and removed with air, and the remainder of the spent catalyst is fed directly to the catalyst mixing vessel 16. Mixed with regenerated catalyst. At this time, the mixing ratio of the regenerated catalyst to the used catalyst was set to 2: 1. The mixed catalyst was then recycled to the reactor for reuse.
[0073]
The main operating conditions, product distribution and main product characteristics are shown in Table 3, Table 4 and Table 5, respectively. From Tables 4 and 5, when diesel oil is produced as the main target product, the yield of diesel oil can reach 35.13% by weight and the total yield of liquid product is 89.93% by weight. It can be seen that dry gas and coke are obtained in lower yields.
[0074]
Example 5
This example shows the test results obtained when liquefied petroleum gas and diesel oil were produced as main target products using the process provided in the present invention.
[0075]
The main steps of the test are as follows: The raw materials shown in Table 1 are mixed with the recirculated oil from this unit, and the mixed oil is heated in the preheating furnace and then supplied to the inner pipe of the double pipe upflow reactor, and flows from the regenerator and Contacted with the regenerated catalyst pulled up with a pre-pumping medium. The gasoline fraction produced in this unit was supplied to the annular space between the inner and outer tubes and contacted with the regenerated catalyst. The reaction flow in the inner tube and the reaction flow in the annular space respectively rose along the wall of the vessel, mixed with each other in the merge tube and continued to react, and then entered the releaser. Within the eductor, the hydrocarbon product stream was separated from the spent catalyst and entered the subsequent diversion system via the oil gas pipeline and further diverted to various products. Each of these products was weighed. The spent catalyst was removed with steam and then introduced into the regenerator where the coke was removed by heating with air. The regenerated catalyst was recycled to the reactor for reuse.
[0076]
The main operating conditions, product distribution and main product characteristics are shown in Table 3, Table 4 and Table 5, respectively. From Tables 4 and 5, when liquefied petroleum gas and diesel oil are produced as the main target products, the yield of liquefied petroleum gas can reach 19.08% by weight and the yield of diesel oil is 31. It can be seen that the total yield of liquid product can reach 88.80% by weight, with dry gas and coke being obtained in lower yields.
[0077]
In the following examples, the relay disassembly process is further illustrated, but not limited thereto. The catalyst used in the following examples is a commercial product manufactured by QiLu Petrochemical Catalyst Factory in China, under the trademarks RMG, CIP-1 and CEP respectively. These three types of catalysts were treated with hot water over time, and their main characteristics are shown in Table 6. The hydrocarbon raw material used in each example is DaQing VGO mixed with 30% by weight of VR, and the characteristics are shown in Table 1. The test equipment used in the following examples was a double tube upflow reactor employing a pilot FCC unit.
[0078]
Example 6
This example shows that liquefied petroleum gas, gasoline and diesel oil can be obtained in higher yields using heavy petroleum hydrocarbons as feedstock and using the relay cracking process provided in the present invention.
[0079]
The main steps of the test are as follows: As shown in FIG. 10, the regenerated catalyst was introduced into the bottom of the double-pipe upflow reactor via the catalyst inlet conduit 1 and flowed upward by the action of pre-pumping steam. 70% by weight of the catalyst flows into the inner pipe 2, and the remaining 30% by weight of the catalyst enters the annular space between the inner pipe 2 and the outer pipe 3 and continues to flow upward by the action of the preliminary pulling steam. It was. The hydrocarbon feedstock shown in Table 1 was preheated, supplied to the inner pipe via the nozzle 8, and contacted with the catalyst. The reaction stream continued to flow upward along the vessel wall. The mixture of the reaction oil gas and the catalyst from the inner pipe merges with the regenerated catalyst stream from the annular space between the inner pipe 2 and the outer pipe 3 in the merge pipe 4, and the mixed stream is the merge pipe and high-speed gas. / Through the solids separator into the freer 12 where the hydrocarbon product stream was separated from the spent catalyst. The separated hydrocarbon product stream entered the subsequent separation system 14 and was further separated into various products. The spent catalyst fell into the remover 13, where the reaction oil gas joined by the catalyst was removed by the action of steam, the removed catalyst was introduced into the regenerator 15, and the coke was heated and removed with air. The regenerated catalyst was recycled to the regenerator for reuse.
[0080]
The main operating conditions and product distribution are shown in Table 7. From Table 7, according to the present invention, the total liquid yield of light hydrocarbons (liquefied petroleum gas + gasoline + diesel oil) is 86.62% by weight, and dry gas and coke are obtained at a lower yield. I understand that
[0081]
Example 7
This example shows that light olefins such as propylene can be obtained in higher yields by using the relay cracking process of the present invention when heavy petroleum hydrocarbons are used as feedstock.
[0082]
The main steps of the test are as follows: As shown in FIG. 11, the regenerated catalyst is connected to the inner pipe 35 of the double pipe upflow reactor having two pipes for supplying the catalyst via the catalyst inlet pipes 21 and 22, and the inner pipe 35 and the outer pipe. 36, respectively, both of which flowed upward due to the action of the pre-drawing medium. The catalyst supplied to the inner pipe was 40% by weight of the total weight of the catalyst, and the catalyst supplied to the annular space was 60% by weight of the total weight of the catalyst. The hydrocarbon feed was fed through the nozzle 32 into the reactor inner tube and contacted with the catalyst, and the reaction stream flowed upward along the vessel wall. The reaction stream from the inner pipe merges with the regenerated catalyst stream from the annular space between the inner pipe 35 and the outer pipe 36 in the merge pipe 38, after which the mixed stream passes through the merge pipe and the high-speed gas / solid separator. Through the releaser 12. In the releaser, the hydrocarbon product stream was separated from the spent catalyst. The separated hydrocarbon product stream entered the subsequent separation system 14 and was further separated into various products. The spent catalyst fell into the remover 13, where the reaction oil gas joined by the catalyst was removed by the action of steam. The removed catalyst was introduced into the regenerator 15, and the coke was removed by heating with air. The regenerated catalyst was recycled to the reactor for reuse.
[0083]
The main operating conditions and product distribution are shown in Table 7. From Table 7, the yields of ethylene, propylene and butylene can reach 4.79%, 24.01% and 15.28%, respectively, when light olefins mainly composed of propylene are produced as the main target product. It can be seen that dry gas and coke can be obtained at lower yields.
[0084]
Example 8
This example shows that light olefins such as ethylene can be obtained in higher yields by using the relay cracking process of the present invention starting from heavy petroleum hydrocarbons.
[0085]
The main steps of the test are as follows: As shown in FIG. 11, the regenerated catalyst enters the double pipe upflow reactor inner tube 35 having two conduits for catalyst supply and the annular space between the inner tube 35 and the outer tube 36. , Respectively, via catalyst inlet conduits 21 and 22, both of which flowed upwards due to the action of the pre-drawing medium. The catalyst supplied to the inner tube was 50% of the total weight of the catalyst, and the catalyst supplied to the annular space was also 50% of the total weight of the catalyst. The hydrocarbon feed was fed through the nozzle 32 into the reactor inner tube and contacted with the catalyst, and the reaction stream flowed upward along the vessel wall. The reaction flow from the inner tube merges with the regenerated catalyst flow from the annular space between the inner tube 35 and the outer tube 36 at the merge tube inlet 38, and then through the merge tube and the high-speed gas / solid separator. The releaser 12 was entered. In the releaser, the hydrocarbon product stream was separated from the spent catalyst. The separated hydrocarbon product stream entered the subsequent separation system 14 and was further separated into various products. The spent catalyst fell into the remover 13, where the reaction oil gas joined by the catalyst was removed by the action of steam. The removed catalyst was introduced into the regenerator 15, and the coke was removed by heating with air. The regenerated catalyst was recycled to the reactor for reuse.
[0086]
The main operating conditions and product distribution are shown in Table 7. Table 7 shows that when the process of the present invention is used to produce light olefins consisting primarily of ethylene as the main target product, the yields of ethylene, propylene, and butylene are 27.63%, 17.62%, and It can be seen that it can reach 5.06%.
[0087]
Comparative example
In the comparative example, a conventional upflow reactor was used and the same raw materials, catalyst and operating conditions as those used in Example 6 were used.
[0088]
The main steps of the test are as follows. The preheated feed was fed to the upflow reactor and contacted with the regenerated catalyst that entered from the regenerator and was lifted with a pre-pumping medium. The reaction stream formed entered the release through a riser, in which the hydrocarbon product stream was separated from the spent catalyst. The separated hydrocarbon product stream then entered the subsequent diversion system via an oil gas pipeline and was further diverted to various products. Each of these products was weighed. The spent catalyst was removed with steam and then introduced into the regenerator where the coke was removed by heating with air. The regenerated catalyst was recycled to the reactor for reuse.
[0089]
The main operating conditions and product distribution are shown in Table 7. By comparing Example 6 with this comparative example, it can be seen that the process of the present invention has a relatively strong heavy oil conversion capacity and the desired product selectivity.
[0090]
[Table 1]
Figure 0004412886
[0091]
[Table 2]
Figure 0004412886
[0092]
[Table 3]
Figure 0004412886
[0093]
[Table 4]
Figure 0004412886
[0094]
[Table 5]
Figure 0004412886
[0095]
[Table 6]
Figure 0004412886
[0096]
[Table 7]
Figure 0004412886

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic structural diagram of a double tube upflow reactor having a single conduit for feeding catalyst.
FIG. 2 is a schematic structural diagram of a junction region of an inner tube, an outer tube, and a merging tube in a double tube upflow reactor having a single conduit for supplying a catalyst.
FIG. 3 is a schematic view of a set mode of inner and outer tube feed nozzles in a double tube upflow reactor having a single conduit for feeding catalyst.
FIG. 4 is a schematic structural diagram of a double tube upflow reactor having two conduits for supplying catalyst.
FIG. 5 is a schematic structural diagram of a junction region of an inner tube, an outer tube, and a merged tube in a double tube upflow reactor having two conduits for supplying a catalyst.
FIG. 6 is a main flow diagram of a catalytic cracking process of petroleum hydrocarbons using a double pipe upflow reactor.
FIG. 7 is a main flow diagram of a catalytic cracking process of petroleum hydrocarbons using a double pipe upflow reactor.
FIG. 8 is a main flowchart of the catalytic cracking treatment of petroleum hydrocarbons using a double pipe upflow reactor.
FIG. 9 is a main flow diagram of a catalytic cracking process of petroleum hydrocarbons using a double pipe upflow reactor.
FIG. 10 is a main flowchart of the petroleum hydrocarbon relay cracking process.
FIG. 11 is a main flowchart of a petroleum hydrocarbon relay cracking process.
[Explanation of symbols]
1 catalyst inlet conduit, 2 inner tube, 3 outer tube, 5, 6, 7 preliminary pulling distribution ring, 8, 9 supply nozzle, 10 fixing member.

Claims (9)

(1) 二重管上昇流反応器の内管と、内管と外管との間の環状空間とに、予備引上げ媒体の作用下で上方向に流れる触媒を触媒入口導管から供給するステップと、
(2) 前記反応器の内管と、内管と外管との間の環状空間とに炭化水素原料を供給し、その炭化水素原料が前記内管および前記環状空間内の触媒と接触して油と触媒との混合物を形成することにより、前記炭化水素原料の反応が接触分解反応条件下で行なわれ、反応オイルガスおよび触媒を含む反応流が容器の壁に沿って上方向に流れるようにするステップと、
(3) 内管と、内管と外管との間の環状空間との両方からの反応流が合流管の入口で合流し、この混合流が合流管を介して分離装置に入り、この分離装置で炭化水素変換生成物が使用済触媒から分離されるステップと、
(4) 前記炭化水素変換生成物をガソリン、ディーゼル油および液化ガスを含むさまざまな生成物へとさらに分離し、使用済触媒を除去および再生し、かつ再生された触媒を再利用するために前記反応器内へ再循環させるステップとを含む、石油炭化水素の接触分解処理方法であって、
内管に供給される前記炭化水素原料が、直留ガス油、コークスガス油、脱アスファルト油、ハイドロファインド油、水素化分解テイル油、減圧ガス油、減圧残油、常圧残油およびそれらの混合物からなる群より選択され、
内管と外管との間の環状空間に供給される炭化水素原料が、気体炭化水素、精油所ガス、ガソリン留分、ディーゼル油留分およびそれらの混合物からなる群より選択される、石油炭化水素の接触分解処理方法。
(1) supplying the catalyst flowing upward under the action of the preliminary pulling medium from the catalyst inlet conduit into the inner tube of the double tube upflow reactor and the annular space between the inner tube and the outer tube; ,
(2) A hydrocarbon raw material is supplied to the inner tube of the reactor and the annular space between the inner tube and the outer tube, and the hydrocarbon raw material comes into contact with the inner tube and the catalyst in the annular space. By forming a mixture of oil and catalyst, the reaction of the hydrocarbon raw material is performed under catalytic cracking reaction conditions so that the reaction flow containing the reaction oil gas and the catalyst flows upward along the wall of the vessel. And steps to
(3) The reaction flows from both the inner pipe and the annular space between the inner pipe and the outer pipe merge at the inlet of the merge pipe, and this mixed stream enters the separation device via the merge pipe, and this separation Separating the hydrocarbon conversion product from the spent catalyst in the apparatus;
(4) further separating the hydrocarbon conversion product into various products including gasoline, diesel oil and liquefied gas, removing and regenerating spent catalyst, and reusing the regenerated catalyst; Recycling the hydrocarbon into a reactor, comprising the steps of:
The hydrocarbon raw material supplied to the inner pipe is straight-run gas oil, coke gas oil, deasphalted oil, hydrofound oil, hydrocracked tail oil, vacuum gas oil, vacuum residue, atmospheric residue and those Selected from the group consisting of mixtures,
Petroleum carbonization, wherein the hydrocarbon feed supplied to the annular space between the inner and outer tubes is selected from the group consisting of gaseous hydrocarbons, refinery gas, gasoline fractions, diesel oil fractions and mixtures thereof Hydrogen catalytic cracking process.
前記二重管上昇流反応器が複数の予備引上げ分配リングを含む、請求項1に記載の処理方法。  The processing method according to claim 1, wherein the double tube upflow reactor comprises a plurality of pre-pull distribution rings. 前記炭化水素原料の反応が、内管において、反応温度460〜580℃、反応圧力0.1〜0.6MPa、油に対する触媒の比率3〜15、内管におけるオイルガス滞留時間1.0〜10秒、原料に接触する前の触媒温度620〜720℃、およびアトマイゼーション蒸気量1〜20重量%の条件下で行なわれ、
前記炭化水素原料の反応が、内管と外管との間の環状空間において、反応温度300〜680℃、反応圧力0.1〜0.6MPa、油に対する触媒の比率2〜30、オイルガス滞留時間0.5〜20秒、およびアトマイゼーション蒸気量1〜20重量%の条件下で行なわれる、請求項1に記載の処理方法。
In the inner pipe, the reaction of the hydrocarbon raw material is performed at a reaction temperature of 460 to 580 ° C., a reaction pressure of 0.1 to 0.6 MPa, a ratio of catalyst to oil of 3 to 15, and an oil gas residence time of 1.0 to 10 in the inner pipe. Second, under the conditions of a catalyst temperature of 620 to 720 ° C. before contact with the raw material and an atomization vapor amount of 1 to 20% by weight,
In the annular space between the inner tube and the outer tube, the reaction of the hydrocarbon raw material is performed at a reaction temperature of 300 to 680 ° C., a reaction pressure of 0.1 to 0.6 MPa, a ratio of catalyst to oil of 2 to 30, oil gas retention The processing method according to claim 1, wherein the treatment is performed under the conditions of a time of 0.5 to 20 seconds and an atomization vapor amount of 1 to 20% by weight.
前記炭化水素原料の反応が、内管において、反応温度480〜550℃、反応圧力0.2〜0.4MPa、油に対する触媒の比率4〜10、内管におけるオイルガス滞留時間1.5〜5.0秒、原料に接触する前の触媒温度650〜700℃、およびアトマイゼーション蒸気量2〜15重量%の条件下で行なわれ、
前記炭化水素原料の反応が、内管と外管との間の環状空間において、反応温度400〜600℃、反応圧力0.2〜0.4MPa、油に対する触媒の比率4〜20、オイルガス滞留時間1〜15秒、およびアトマイゼーション蒸気量1〜15重量%の条件下で行なわれる、請求項1に記載の処理方法。
In the inner pipe, the reaction of the hydrocarbon raw material has a reaction temperature of 480 to 550 ° C., a reaction pressure of 0.2 to 0.4 MPa, a ratio of catalyst to oil of 4 to 10, and an oil gas residence time of 1.5 to 5 in the inner pipe. 0.0 second, under conditions of a catalyst temperature of 650 to 700 ° C. before contact with the raw material and an atomization vapor amount of 2 to 15% by weight,
In the annular space between the inner pipe and the outer pipe, the reaction of the hydrocarbon raw material is performed at a reaction temperature of 400 to 600 ° C., a reaction pressure of 0.2 to 0.4 MPa, a ratio of catalyst to oil of 4 to 20, and oil gas retention. The processing method according to claim 1, wherein the treatment is performed under conditions of a time of 1 to 15 seconds and an atomization vapor amount of 1 to 15 wt%.
二重管上昇流反応器の内管と、内管と外管との間の環状空間とに供給された前記触媒が、再生された触媒、半再生された触媒、使用済触媒およびそれらの混合物からなる群より選択され、内管に供給された触媒の炭素含有量が、内管と外管との間の環状空間に供給された触媒の炭素含有量と異なり得る、請求項1に記載の処理方法。  The catalyst supplied to the inner pipe of the double pipe upflow reactor and the annular space between the inner pipe and the outer pipe is a regenerated catalyst, a semi-regenerated catalyst, a spent catalyst and a mixture thereof. The carbon content of the catalyst selected from the group consisting of and supplied to the inner tube may be different from the carbon content of the catalyst supplied to the annular space between the inner tube and the outer tube. Processing method. 前記二重管上昇流反応器が、触媒を供給するための単一の導管を有するものであり、触媒入口導管(1)と、内管(2)と、外管(3)と、合流管(4)と、予備引上げ分配リング(5)、(6)および(7)と、供給ノズル(8)および(9)との部材を主に含み、内管(2)および外管(3)は同軸であり、内管の断面積と、内管と外管との間の環状空間の断面積との比率が1:0.1〜10であり、内管(2)の下端が触媒入口の上方のある場所に位置付けられ、内管の長さが前記反応器の全長の10〜70%となり、合流管(4)の一方端は外管(3)の上端と接続され、他方端が気体/固体分離装置に接続され、合流管(4)と内管(2)との断面積の比が1:0.2〜0.8であり、予備引上げ分配リング(5)、(6)および(7)はそれぞれ反応器、内管および外管の底部に位置付けられる、請求項1に記載の処理方法。  The double-pipe upflow reactor has a single conduit for supplying catalyst, a catalyst inlet conduit (1), an inner tube (2), an outer tube (3), and a junction tube. It mainly includes members of (4), preliminary pulling distribution rings (5), (6) and (7), and supply nozzles (8) and (9), and an inner pipe (2) and an outer pipe (3). Is coaxial, the ratio of the cross-sectional area of the inner pipe to the cross-sectional area of the annular space between the inner pipe and the outer pipe is 1: 0.1 to 10, and the lower end of the inner pipe (2) is the catalyst inlet The inner pipe is 10 to 70% of the total length of the reactor, one end of the junction pipe (4) is connected to the upper end of the outer pipe (3), and the other end is Connected to the gas / solid separator, the ratio of the cross-sectional area of the confluence pipe (4) and the inner pipe (2) is 1: 0.2 to 0.8, and the preliminary pulling distribution ring (5), (6) and 7) Each reactor is positioned at the bottom of the inner and outer tubes, the processing method according to claim 1. 前記二重管上昇流反応器における内管の断面積と、内管と外管との間の環状空間の断面積との前記比が1:0.2〜2であり、
前記二重管上昇流反応器の内管の長さが、反応器の全長の20〜60%であり、
前記二重管上昇流反応器の内管の出口端から合流管の出口端までの距離が1〜30メートルであり、
前記二重管上昇流反応器の内管と外管との間に2〜12本の押えワイヤまたは引張り棒が設置されることを特徴とする、請求項6に記載の処理方法。
The ratio of the cross-sectional area of the inner pipe in the double pipe upflow reactor to the cross-sectional area of the annular space between the inner pipe and the outer pipe is 1: 0.2-2;
The length of the inner pipe of the double pipe upflow reactor is 20-60% of the total length of the reactor;
The distance from the outlet end of the inner pipe of the double pipe upflow reactor to the outlet end of the merged pipe is 1 to 30 meters,
The processing method according to claim 6, wherein 2 to 12 presser wires or tension bars are installed between an inner tube and an outer tube of the double pipe upflow reactor.
前記二重管上昇流反応器が触媒を供給するための2つの導管を有するものであり、触媒入口導管(21)および(22)と、内管(35)と、外管(36)と、合流管(38)と、予備引上げ分配リング(31)および(33)と、供給ノズル(32)および(34)との部材を主に含み、内管(35)および外管(36)が同軸であり、内管の断面積と、内管と外管との間の環状空間の断面積との比率が1:0.1〜10であり、触媒入口導管(21)が内管(35)の下端に接続され、内管の長さが反応器の全長の10〜70%であり、外管(36)の下端から内管(35)の下端までの距離が前記反応器の全長の2〜20%であり、触媒入口導管(22)は外管(36)の下端に接続され、合流管(38)の一方端が外管(36)の上端に接続され、他方端が気体/固体分離装置に接続され、合流管(38)と内管(35)との断面積の比率が1:0.2〜0.8であり、予備引上げ分配リング(31)および(33)が内管の底部および内管と外管との間の環状空間の底部にそれぞれ位置付けられ、供給ノズル(32)および(34)が内管および外管のそれぞれの下方部分に位置付けられる、請求項1に記載の処理方法。  The double pipe upflow reactor has two conduits for supplying catalyst, catalyst inlet conduits (21) and (22), an inner tube (35), an outer tube (36), It mainly includes members of a confluence pipe (38), pre-lift distribution rings (31) and (33), and supply nozzles (32) and (34), and an inner pipe (35) and an outer pipe (36) are coaxial. The ratio of the cross-sectional area of the inner tube to the cross-sectional area of the annular space between the inner tube and the outer tube is 1: 0.1 to 10, and the catalyst inlet conduit (21) is the inner tube (35). The length of the inner tube is 10 to 70% of the total length of the reactor, and the distance from the lower end of the outer tube (36) to the lower end of the inner tube (35) is 2 of the total length of the reactor. ~ 20%, the catalyst inlet conduit (22) is connected to the lower end of the outer pipe (36), and one end of the confluence pipe (38) is above the outer pipe (36). The other end is connected to the gas / solid separator, the ratio of the cross-sectional area of the merge pipe (38) and the inner pipe (35) is 1: 0.2 to 0.8, (31) and (33) are positioned at the bottom of the inner tube and the bottom of the annular space between the inner tube and the outer tube, respectively, and the supply nozzles (32) and (34) are respectively below the inner tube and the outer tube. The processing method according to claim 1, wherein the processing method is positioned on a portion. 内管の断面積と内管と外管との間の環状空間の断面積との比率が、前記二重管上昇流反応器において1:0.1〜2であり、
前記二重管上昇流反応器が、前記上昇流反応器の全長の15〜50%の長さとなる内管を有し、
前記二重管上昇流反応器における外管の下端から内管の下端までの距離が、前記上昇流反応器の全長の5〜15%であり、
合流管と内管との断面積の比率が、前記二重管上昇流反応器において1:0.3〜0.7であり、
前記二重管上昇流反応器の内管と外管との間に2〜12本の押えワイヤまたは引張り棒が設置され、
前記二重管上昇流反応器の内管の出口端から合流管の出口端までの距離が0.5〜20メートルであることを特徴とする、請求項8に記載の処理方法。
The ratio of the cross-sectional area of the inner pipe to the cross-sectional area of the annular space between the inner pipe and the outer pipe is 1: 0.1-2 in the double pipe upflow reactor,
The double pipe upflow reactor has an inner pipe that is 15-50% of the total length of the upflow reactor;
The distance from the lower end of the outer pipe to the lower end of the inner pipe in the double pipe upflow reactor is 5 to 15% of the total length of the upflow reactor,
The ratio of the cross-sectional area of the combined pipe and the inner pipe is 1: 0.3 to 0.7 in the double pipe upflow reactor,
2 to 12 presser wires or tension bars are installed between the inner tube and the outer tube of the double tube upflow reactor,
The processing method according to claim 8, wherein the distance from the outlet end of the inner pipe of the double pipe upflow reactor to the outlet end of the merged pipe is 0.5 to 20 meters.
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