JPH05505407A - Method and apparatus for steam cracking hydrocarbons in fluid phase - Google Patents
Method and apparatus for steam cracking hydrocarbons in fluid phaseInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 流動相で炭化水素を蒸気クラブキングする方法および装置 本発明はオレフィン、特に2乃至4炭素原子のオレフィン、ブタジェン、および ベンゼンなどのモノ芳香族化合物、またはトルエン、キシレンなどの枝分かれ芳 香族化合物の生成のため、石油炭化水素留分を熱量保持粒子の流動相で高温で転 化する蒸気クラブキング法およびこの方法を実施する装置に関するものである。[Detailed description of the invention] Method and apparatus for steam crabbing hydrocarbons in a fluid phase The invention relates to olefins, particularly olefins of 2 to 4 carbon atoms, butadiene, and Monoaromatic compounds such as benzene, or branched aromatics such as toluene and xylene. For the production of aromatic compounds, petroleum hydrocarbon fractions are transferred at high temperatures in a fluidized phase of heat-retentive particles. The present invention relates to a steam crabbing method and an apparatus for carrying out the method.
石油工業または疑似石油工業においては一般に炭化水素クラブキング方法が使用 される。これらの方法は、温度上昇によって、炭化水素分子をこれより小さい分 子に分割するにある。2つのクラブキング法があり、これは温度の影響のみを使 用する熱クランキングまたは触媒の活性部位を使用する触媒クラブキング法であ る。Hydrocarbon crabking methods are commonly used in the petroleum or quasi-petroleum industry. be done. These methods break down hydrocarbon molecules into smaller molecules by increasing the temperature. It is divided into children. There are two crabking methods, which use only the effect of temperature. Thermal cranking or catalytic clubking methods that use the active sites of the catalyst. Ru.
従来の熱クラッキングプラントにおいては、炭化水素装入物が管状反応炉の中で 徐々に加熱される。熱クラッキング反応は主として、最大熱流束を受ける管部分 の中で生じ、この部分の温度は下記のようにクラッキング炭化水素の性質によっ て決定される。In conventional thermal cracking plants, the hydrocarbon charge is fed into a tubular reactor. Heats up gradually. Thermal cracking reactions occur primarily in the tube section receiving the maximum heat flux. The temperature of this part depends on the nature of the cracking hydrocarbon as described below. Determined by
−もっとも重い分子のみが軽い分子に分割されるいわゆるビスブレーキング法の 場合、クラブキング温度は場合によって450°乃至600℃の範囲内にある。- So-called visbreaking method, in which only the heaviest molecules are split into lighter molecules In some cases, the crabbing temperature is in the range of 450° to 600°C.
−熱クラッキングされる分子がガソリンまたは液化石油ガス(LPG)などの軽 い分子であり、また軽質オレフィンおよびモノ芳香族化合物を生成しようとする 場合、必要温度はクラッキングされる装入物の型に応じてはるかに高く、一般に 780乃至850℃の範囲内であるが、方法の実施条件および付属加熱エネルギ ー発生炉の機能の複雑さによって制限される。- The molecule to be thermally cracked is a light gas such as gasoline or liquefied petroleum gas (LPG). molecule and also tends to produce light olefins and monoaromatics. In this case, the required temperature is much higher depending on the type of charge being cracked and is generally within the range of 780 to 850°C, subject to process operating conditions and associated heating energy. -Limited by the complexity of the generator's functionality.
所要の温度レベルを達成してこれを保持する事は、反応管の壁面上に望ましくな いコークスが徐々に堆積しまた熱流束が制限されているほど困難になる。さらに 、反応温度より高い隔壁温度は、コークスの形成、およびゴム型およびアセチレ ン化合物型の劣化生成物の形成の原因となる。コークスは熱交換性を低下させる 。コークスは反応管内部の装入物の損失を増大し、また管壁の温度を増大させ、 これが過度の機械的応力を生じ、従って熱クラッキングプラントの中に入る炭化 水素装入物の転化率を低下させ、定期的なコークス除去作業のためのプラント停 止を必要とする。またその結果、一方では運転中にコークス除去作業を実施でき るようにこの工程がモジュラ−型でなければならず、他方において処理される装 入物はコークス除去作業のサイクルがあまりに短くならない程度に「清潔」でな ければならない。実際上、これらの装入物はLPG、ガソリン、および適当なま たは水添処理された一部のガス油に限定される。Achieving and maintaining the required temperature level requires undesirable This becomes more difficult as the thick coke gradually builds up and the heat flux is restricted. moreover , a bulkhead temperature higher than the reaction temperature will result in coke formation and rubber mold and acetylene leading to the formation of deterioration products of the carbon compound type. Coke reduces heat exchangeability . Coke increases the loss of charge inside the reaction tube and also increases the temperature of the tube wall, This creates excessive mechanical stress and therefore carbonization inside the thermal cracking plant. Reduces hydrogen charge conversion and eliminates plant shutdowns for periodic coke removal operations. need to be stopped. As a result, on the one hand, coke removal work can be carried out during operation. The process must be modular so that the equipment processed on the other hand The contents must be "clean" enough that the coking cycle is not too short. Must be. In practice, these charges include LPG, gasoline, and other suitable It is limited to some gas oils that have been treated with or without hydrogenation.
さらに、反応管中の伝熱作用は瞬間的でなく、熱クラブキング反応はきわめて吸 熱反応である。従って、温度の調整および保持の問題、また選択性の問題が解決 困難である。Furthermore, the heat transfer action in the reaction tube is not instantaneous, and the thermal clubking reaction is extremely absorbing. It is a thermal reaction. Therefore, temperature regulation and maintenance problems as well as selectivity problems are solved. Have difficulty.
このような問題点を解決し、炭化水素の熱クラブキングを実施するため、以前か ら流動床技術を使用する事が提案されている。例えば、 一米国特許第3,074,878号(エタン)および欧州特願第26,674号 (ストーン)は、熱量保持粒子上に堆積したコークスの燃焼によって供給される 熱量によって短時間接触により石油装入物の熱クラッキングを実施するため、熱 量保持粒子下降流型流動床式管状反応器を使用する。In order to solve these problems and carry out thermal clubking of hydrocarbons, It has been proposed to use fluidized bed technology. for example, - U.S. Patent No. 3,074,878 (Ethane) and European Patent Application No. 26,674 (Stone) is supplied by the combustion of coke deposited on heat retaining particles The thermal A fluidized bed tubular reactor with quantity-retaining particles descending is used.
一米国特許第4,427,538号(エンゲルノ1−ド)は、不活性熱量保持粒 子の上昇流動相反応によって、低厳格度のクラッキングと、装入物中に含有され た最重質炭化水素の除去とを実施するために管状反応器を使用する。U.S. Pat. No. 4,427,538 (Engelnod) discloses inert heat-retaining grains. The rising fluid phase reaction of the A tubular reactor is used to carry out the removal of the heaviest hydrocarbons.
しかしこれらの方法のいずれも、LPG、ガソリン、ましてや非常に汚染した残 留装入物などの種々の炭化水素留分の軽質オレフィンとモノ芳香族化合物との同 時的転化を満足な工業的条件で実施する事ができない。However, none of these methods can handle LPG, gasoline, or even highly polluted residues. Synthesis of light olefins and monoaromatic compounds of various hydrocarbon fractions such as distillate feeds Time conversion cannot be carried out under satisfactory industrial conditions.
実際に、ブタン、プロパン、特にエタンなどの軽質/ぐラフイン系炭化水素およ びガソリン、ナフサおよびガス油などの石油留分を熱クラブキングするためには 、反応温度を750〜850℃のオーダの非常に高いレベルに、非常に短いが厳 格に制御された時間、保持する必要がある。この温度範囲における滞留時間の非 常に正確な制御がなければ、転化工程中に形成されたオレフィン分子が重合して 反応の全体的選択性を阻害する。ところで、現在まで熱量保持粒子から反応流出 液を分離するために使用されていた分離システムは一般に流出液の十分急速な分 離と急冷を実施する事ができないので、形成された分子の一部が反応して重合し 続ける可能性がある。In fact, light/grafine hydrocarbons such as butane, propane, and especially ethane and for thermal clubking of petroleum fractions such as gasoline, naphtha and gas oil. , the reaction temperature is brought to a very high level on the order of 750-850°C for a very short but severe It must be held for a very controlled amount of time. Residence time variation in this temperature range Without constant precise control, the olefin molecules formed during the conversion process can polymerize. inhibits the overall selectivity of the reaction. By the way, until now, the reaction outflow from heat retention particles Separation systems used to separate liquids generally provide a sufficiently rapid separation of the effluent. Since separation and rapid cooling cannot be carried out, some of the molecules formed may react and polymerize. There is a possibility that it will continue.
その結果、分離ストリッピング区域の中と、この区域と分留区域との間の炭化水 素流出液の導管の中で、閉塞およびタリンカ形成の恐れが常に存在する。As a result, the hydrocarbons in the separation stripping zone and between this zone and the fractionation zone There is always a risk of blockage and talin formation in the primary effluent conduit.
さらに、蒸気クラブキングによる熱転化の高度の吸熱性の故に、また炭化水素の 分圧を低下させコークス生成を最小限になすために相当多量の水蒸気が反応区域 の中に噴射される事の故に、熱クラッキングに望ましい温度にガス相を保持する には、非常に多量の熱量を瞬間的に加える必要がある。軽質炭化水素留分のオレ フィンおよびモノ芳香族化合物への蒸気クラッキングに際しては、熱量保持粒子 上に堆積したコークス量はシステムの熱平衡を保証するためにはまったく不十分 であり、外部エネルギーの組織的添加を必要とするであろう。Furthermore, because of the highly endothermic nature of the thermal conversion by steam crabbing, it is also possible to A significant amount of water vapor is placed in the reaction zone to reduce partial pressure and minimize coke formation. maintains the gas phase at the desired temperature for thermal cracking because it is injected into the requires the instantaneous application of a very large amount of heat. light hydrocarbon fraction For steam cracking into fins and monoaromatics, heat retaining particles The amount of coke deposited on top is completely insufficient to guarantee thermal equilibrium of the system , and would require systematic addition of external energy.
最後に、このような達成すべき熱平衡と温度レベルは熱量保持粒子に対して非常 に高い温度を加える。ところで、このプラントの冶金学に部分的に関連する技術 的困難性の故に、最も新しい技術のみが十分高温の所要量の熱量保持粒子を生じ る事ができる。Finally, these thermal equilibria and temperature levels that must be achieved are very important for heat-retentive particles. Apply high temperature to. By the way, the technology partially related to the metallurgy of this plant Because of the difficulties in achieving can be done.
本発明は、石油炭化水素留分を厳格に特定された流動化条件、温度条件および時 間条件のもとに高温の熱量保持粒子と水蒸気の希釈流動相の中に導入して、前記 留分をエチレン、プロピレンおよびブテンなどのオレフィン、ブタジェンおよび モノ芳香族化合物に高温蒸気クラ・ソキング転化する方法を提供する事によって 、前記の問題点を解決するにある。The present invention enables the production of petroleum hydrocarbon fractions under strictly specified fluidization conditions, temperature conditions and times. The above-mentioned The distillate is converted into olefins such as ethylene, propylene and butene, butadiene and By providing a method for high temperature steam Krasoking conversion to monoaromatic compounds , to solve the above problems.
また本発明は、反応器の中に導入された留分のクラッキングにより、軽質オレフ ィン、ブタジェンおよびモノ芳香族化合物の高い選択性をもって満足な転化を生 じるにある。The present invention also provides light olefins by cracking the fraction introduced into the reactor. Produces satisfactory conversions with high selectivity for fins, butadiene and monoaromatics. It's in the village.
また本発明は反応生成物の重合反応の効率的制御を可能とするものである。Furthermore, the present invention enables efficient control of the polymerization reaction of reaction products.
最後に本発明は、コークスを少量だけ、しかしプラントの熱収支を満足するに十 分な量を製造する事を目指す。Finally, the present invention requires only a small amount of coke, but enough to satisfy the heat balance of the plant. The aim is to manufacture a sufficient amount.
そのため、本発明の目的は、一方では、金属によって汚染されず約400℃以下 の沸点を有する少なくとも1種の軽質炭化水素留分と、他方において、本質的に 約400℃以上の沸点の化合物から成る前記より重質の炭化水素装入物との、本 質的に熱量保持性粒子の希釈流動相の存在における高温蒸気クラブキングによる 転化方法であって、前記方法は、上昇流または下降流式管状連続反応器の中にお いて、徐々に穏和な段階的条件で、前記留分とつぎに前記装入物とを触媒性また は非触媒性粒子と接触させる段階と、前記粒子の少なくとも90%と前記炭化水 素流出液とを分離する分離−スドリッピング段階とを含み、前記の分離された粒 子をつぎに好ましくはこれらの粒子上に堆積したコークスの反応によって再生し た後に、より高温で前記連続反応器に循環させ、また前記分離された炭化水素流 出液を分留段階において蒸留によって回収するようにした蒸気クラブキング法に おいて、前記方法は、前記粒子−炭化水素流出液分離段階と前記蒸留段階との間 に前記重質炭化水素装入物の少なくとも一部が噴射される段階と、前記蒸留によ る分留段階の残留物の少なくとも一部を前記反応器の下流部分の中に循環させる 段階とを含む蒸気クラッキングによる炭化水素転化法を目的とする。Therefore, the object of the present invention is, on the one hand, to avoid contamination by metals and to maintain temperatures below about 400°C. at least one light hydrocarbon fraction having a boiling point of, on the other hand, essentially with said heavier hydrocarbon charge consisting of compounds having a boiling point above about 400°C. Qualitatively due to high temperature steam crabbing in the presence of a dilute fluidized phase of heat-retaining particles A conversion process, the process comprising: a continuous upflow or downflow tubular reactor; The fraction and then the charge are subjected to a catalytic or contacting non-catalytic particles and at least 90% of said particles with said hydrocarbon. a separation step for separating the raw effluent from said separated grains; The particles are then preferably regenerated by reaction of coke deposited on these particles. The separated hydrocarbon stream is then recycled through the continuous reactor at a higher temperature. In the steam crabking method, the effluent is recovered by distillation in the fractionation stage. wherein the method includes a step between the particle-hydrocarbon effluent separation stage and the distillation stage. injecting at least a portion of said heavy hydrocarbon charge into said distillation process; recycling at least a portion of the residue of the fractionation step into a downstream section of the reactor. A process for converting hydrocarbons by steam cracking comprising steps.
前記の400℃以下で蒸留される汚染されていない軽質炭化水素留分は望ましく はエタン、プロパンおよびブタンなどの軽質パラフィン系炭化水素、およびガソ リン、ナフサおよびガス油などの重質炭化水素、さらにはパラフィンまたはスラ ック・ワックスまたは炭化水素循環物など、より高い沸点を有するが強度にパラ フィン系またはナフテン系の二、三の留分から成るグループから選定される。こ れらの炭化水素留分は、常圧蒸留プラント、ビスブレーキングプラント、ハイド ロクラッキングプラント、油製造プラントまたはオレフィンオリゴマー化プラン トなどの種々の精製プラントから得られ、あるいはこの転化プラントそのものの 流出液から得られる。これらの各種の留分は、単独で、または水蒸気、場合によ っては水素および軽質ガスなどのその他の流動化ガスと共に噴射する事ができる 。Uncontaminated light hydrocarbon fractions distilled at temperatures below 400°C are desirable. light paraffinic hydrocarbons such as ethane, propane and butane, and gas Heavy hydrocarbons such as phosphorus, naphtha and gas oil, as well as paraffin or sludge. have a higher boiling point but are strongly parasitic, such as waxes or hydrocarbon cycles. Selected from a group consisting of two or three fractions of the finic or naphthenic type. child These hydrocarbon fractions are used in atmospheric distillation plants, visbreaking plants, Rock cracking plant, oil production plant or olefin oligomerization plan from various refining plants such as Obtained from effluent. These various fractions can be used alone or with water vapor and/or water vapor. can be injected with other fluidizing gases such as hydrogen and light gases. .
好ましくは、特に望ましい実施態様によれば、蒸気クラブキングは徐々に穏和な 複数区域から成る連続反応器の中に、水蒸気および/またはガス流体の存在にお いて多数の別個の留分を噴射し、先行留分は必ず後続留分より低い沸点を有する ようにして実施される。このような温度分布は実際上、反応の選択性を最適化す るために特に有効である。例えば順次に、主としてエタンを含有する第1留分、 つぎに場合によってはプロパン、およびブタン、つぎに液相で軽質ガソリンを含 む留分、つぎに場合によってはナフサまたはガス油、最後に約400℃以上の沸 点を有する重質炭化水素装入物を噴射する事ができる。最後の重質炭化水素は、 常圧蒸留または真空蒸留の残留物、脱アスフアルトピッチ、触媒スラリ、または 合成炭化水素から成るグループから選定される。従ってこれらの装入物は、75 0℃またはこれ以上の沸点を有し、また0〜25°APIの範囲内の密度を有す る炭化水素を含有する非常に重質の装入物とする事ができる。Preferably, according to a particularly preferred embodiment, the steam crab king gradually The presence of water vapor and/or gaseous fluids in a multi-zone continuous reactor inject a number of separate fractions, the leading fraction always having a lower boiling point than the trailing fraction. This is how it is implemented. In practice, such a temperature distribution optimizes the selectivity of the reaction. It is particularly effective for For example, sequentially, a first fraction containing primarily ethane, Then, in some cases, propane and butane are added, followed by light gasoline in the liquid phase. distillate, then optionally naphtha or gas oil, and finally boiling above about 400°C. A heavy hydrocarbon charge with spots can be injected. The last heavy hydrocarbon is Atmospheric or vacuum distillation residues, deasphalted pitch, catalyst slurries, or Selected from the group consisting of synthetic hydrocarbons. These charges are therefore 75 having a boiling point of 0°C or higher and a density within the range of 0 to 25° API A very heavy charge containing hydrocarbons can be produced.
これらの重質炭化水素装入物の噴射量は、所望の温度プロフィルと熱収支の必要 に従って、上流で噴射される軽質留分の量の0.25〜4倍とする事が望ましい 。The injection rates of these heavy hydrocarbon charges are determined by the desired temperature profile and heat balance needs. Accordingly, it is desirable that the amount be 0.25 to 4 times the amount of light distillate injected upstream. .
段々に重質の留分を順次に噴射し、例えばエタンまたはLPG (液化石油ガス )、つぎにガソリンまたはガス油、最後に連続反応器の下流に蒸留残留物型の重 質装入物を噴射する噴射器を有する本発明の連続反応器の洗練された構造におい ては、連続反応器が複数の別個の反応区域を有し、これらの反応区域は順次に穏 和な条件(温度、熱量保持粒子との接触時間、またこの熱量保持粒子の触媒活性 およびこの熱量保持粒子の流量と炭化水素の流量との比率などの低減条件)で反 応し、また処理される装入物と所望の生成物の性質に適合される。このようにし て、例えば温度が最も高い(850乃至950℃のオーダ)熱量保持粒子噴射区 域、すなわち連続反応器の最も上流区域の中において水蒸気の存在においてエタ ンを蒸気クラブキングによって転化し、つぎに吸熱反応による温度低下を利用し てつぎの区域の中に800乃至900℃のオーダの温度でプロパンまたはブタン 留分を噴射し、つぎにガス油型の留分または軽質ガソリン留分などの中間炭化水 素留分を噴射する。最後に、このような吸熱反応の結果として得られる最低温度 区域において、最重質装入物をクラブキングし、また蒸気クラブキング反応の最 重質残留物を反応器の下流部の中でその性質に最も適合した条件でその全部また は一部をクラブキングする事ができる。Gradually, heavier fractions are injected in sequence, such as ethane or LPG (liquefied petroleum gas). ), then gasoline or gas oil, and finally distillation residue type heavy gas downstream of the continuous reactor. In the sophisticated structure of the continuous reactor of the present invention with an injector for injecting the quality charge, In other words, a continuous reactor has multiple separate reaction zones that are sequentially moderated. conditions (temperature, contact time with heat-retaining particles, and catalytic activity of these heat-retaining particles) and reduction conditions such as the ratio of the flow rate of heat-retaining particles to the flow rate of hydrocarbons). and the nature of the feedstock to be treated and the desired product. Do it like this For example, in the heat retention particle injection section where the temperature is the highest (on the order of 850 to 950 °C) in the presence of water vapor in the most upstream zone of a continuous reactor. by steam crabbing, and then by utilizing the temperature drop caused by the endothermic reaction. Propane or butane at temperatures on the order of 800-900°C into the following areas: Inject the distillate and then inject an intermediate hydrocarbon such as a gas oil type fraction or a light gasoline fraction. Inject the raw distillate. Finally, the lowest temperature obtained as a result of such an endothermic reaction In the area, the heaviest charge is crabbed and the heaviest of the steam crabking reaction is All or all of the heavy residues are removed in the downstream part of the reactor under conditions most suited to their properties. can club some of them.
出願人はこの分野に関する多くの研究の際に、後続噴射区域を先行区域に対して 急冷(「quenchJ )区域として使用する事により反応器中の反応時間と 反応温度条件を比較的容易に制御できるが、熱量保持粒子の分離−スドリッピン グ区域の直前の反応区域部分においてはこれと異なる事を観察した。実際に、蒸 気クラブキングについて常に必要とされる非常に高い温度レベルにおいては、重 合反応によるコークスまたは重質生成物の形成を最小限にしながら所望のオレフ ィンの収率を保持するためには、炭化水素ガスと固体物との分離は殆ど瞬間的で なければならない。In many studies in this field, the applicant has identified the trailing injection zone with respect to the leading zone. The reaction time in the reactor can be reduced by using it as a quench area. The reaction temperature conditions can be controlled relatively easily, but the separation of heat-retentive particles - Sudrippin A different situation was observed in the reaction area just before the monitoring area. In fact, steaming At the extremely high temperature levels always required for air crabbing, The desired olefin is produced while minimizing the formation of coke or heavy products due to polymerization. Separation of hydrocarbon gas and solids must be almost instantaneous in order to preserve the yield of fins. There must be.
従って、流動床式蒸気クラブキングは現在まで下記のジレンマによって制限され ていた。Therefore, fluidized bed steam crabbing has been limited to date by the following dilemmas: was.
−多くの場合サイクロンから成るパリスティック式分離システムが効率的である 場合。この場合、分離時間は、収率を最適化しまたコークス生成とアセチレン型 汚染物の形成を防止するには長すぎる。- Pallistic separation systems, often consisting of cyclones, are efficient case. In this case, the separation time is optimized for yield and also for coke formation and acetylene formation. too long to prevent contaminant formation.
一分離システムが瞬間的であるがその効率の低い場合。If the one-separation system is instantaneous but its efficiency is low.
この場合、炭化水素を再生区域の中に同伴する事により過度の損失を伴い、ある いはガス流出液と共に固体粒子、特に微粒子を過度に同伴し、これを蒸留物から 分留するのに非常にコストがかかり、これらの蒸留物の有効利用が困難となり、 また固体粒子がある程度の触媒活性を有する時には望ましくない二次反応を生じ るおそれがある。In this case, the entrainment of hydrocarbons into the regeneration zone may involve excessive losses and or entrain excessive amounts of solid particles, especially fine particles, with the gas effluent, which can be removed from the distillate. Fractional distillation is very costly, making effective use of these distillates difficult; Also, when solid particles have a certain degree of catalytic activity, undesirable secondary reactions may occur. There is a risk of
本発明は、蒸気クラブキングププラントの反応流出液をその分留区域におくる導 管中のコークスと劣化生成物の形成に関連する問題を解決しようとするものであ る。The present invention provides a guide for directing the reaction effluent of a steam clubking plant to its fractionation zone. It seeks to solve the problems associated with the formation of coke and degradation products in the pipes. Ru.
実際に、従来型の蒸気クラブキングプラントの炭化水素流出液を蒸留によって分 留する事ができるためには、これらの流出液温度を非常に強くまた急速に低下さ せて、これら流出液の「露点」 (すなわち最重質留分の凝縮する温度)以下の 温度を分留塔の入り口において得なければならない。ところでこのような温度の 急激低下中に、公知のように、蒸気クラブキング反応によって生成された最重質 化合物がこれらの導管の壁面上に堆積する傾向があり、この故にこの導管のコー クス除去のために蒸気クラブキングプラントを定期的に停止させるコストを伴う 。In fact, hydrocarbon effluent from a conventional steam crabbing plant was separated by distillation. These effluent temperatures must be reduced very strongly and rapidly in order to be able to be contained. In addition, below the “dew point” of these effluents (i.e., the temperature at which the heaviest fraction condenses), The temperature must be obtained at the inlet of the fractionation column. By the way, at this temperature During the rapid decline, the heaviest mass produced by the steam crabking reaction, as is known Compounds tend to deposit on the walls of these conduits and therefore Incurs the cost of periodically shutting down the steam crab king plant to remove the residue. .
また本発明は、粒子の少なくとも90%と炭化水素との分離段階後に、蒸留によ る分留段階前に、蒸気クラブキング反応の熱平衡に必要な最重質装入物の大部分 を噴射する事によって前記の問題点を解決する事ができる。The invention also provides that after the separation step of at least 90% of the particles from the hydrocarbons, the The bulk of the heaviest charge required for thermal equilibrium of the steam crabking reaction before the fractionation step The above-mentioned problems can be solved by injecting .
この特殊の装入物噴射モードは、下記の理由から蒸気クラブキング反応の温度条 件と時間条件を完全に制御する事を可能にする。This special charge injection mode is suitable for the temperature conditions of the steam crabking reaction for the following reasons: It allows for complete control over the subject and time conditions.
一熱反応の瞬間的停止に必要な急冷効果が、熱反応そのものによって予熱されて いる装入物の噴射によって保証される。これは、凝縮された液状流出液の希釈効 果と協働して、流出液中に存在するコークスのすべての前駆体を、まだ液状の石 油装入物の中に溶解する事によって効率的に不活性化する事ができる(このよう な急冷効果は場合によっては炭化水素を熱交換器の中に通過させる事により、あ るいは水、水蒸気またはその他の炭化水素留分を新たに噴射する事により、分留 段階以前に完了させる事ができる)。The rapid cooling effect necessary for instantaneous termination of a thermal reaction is preheated by the thermal reaction itself. This is guaranteed by the injection of the same charge. This is due to the dilution effect of the condensed liquid effluent. The coke particles work together to remove all coke precursors present in the effluent from the still liquid stone. It can be effectively inactivated by dissolving it in the oil charge (such A rapid cooling effect can be achieved in some cases by passing the hydrocarbons through a heat exchanger. fractional distillation by freshly injecting water, steam or other hydrocarbon fractions. (can be completed before the stage).
一反応器の流出液の中に同伴される0、01〜10%、好ましくは0.05〜5 %の熱量保持粒子が、壁面を常に清掃してタリンカ形成を防止すると共に、導管 中に形成されているゴムを吸収する事ができる。0.01 to 10%, preferably 0.05 to 5%, entrained in the effluent of one reactor % of heat retention particles constantly clean the wall surface to prevent tarinka formation and keep the conduit clean. It can absorb the rubber formed inside.
−反応器下流部分の中に蒸留残留物を循環させる事は、プラントの熱平衡と、従 来蒸気クラッキング法において使用されていなかった重質装入物のオレフィンお よびモノ芳香族への転化を保証するのみならず、完全に活用する事の困難な最重 質生成物を消費する事が可能となる。- Circulating the distillation residue into the downstream part of the reactor is important for maintaining the thermal balance of the plant and Olefins and heavy charges that have not previously been used in steam cracking processes It not only guarantees the conversion to aromatics and monoaromatics, but also the most It becomes possible to consume quality products.
この場合、蒸発は殆ど瞬間的で均一であり、循環物はその沸点近くの温度まで予 熱され、従って非常に選択的なりラブキングを行うための優れた条件の中におか れる。In this case, the evaporation is almost instantaneous and homogeneous, and the recycle is heated to a temperature close to its boiling point. Heated and therefore in excellent conditions for very selective love-king. It will be done.
さらに、同伴された熱量保持粒子が全部循環されるので、この場合、循環粒子の 過度の損失を伴わず、この熱量保持粒子とガス流出物との分離効率を落としても 分離速度を増進する事が可能である。Furthermore, since all the entrained heat retention particles are circulated, in this case, the number of circulating particles is It is possible to reduce the efficiency of separating this heat-retaining particle from the gaseous effluent without excessive losses. It is possible to increase the separation speed.
本発明の特に望ましい実施態様によれば、それ自体公知のように(欧州特許第3 12,428号参照)前記装入物を液状で噴射する事により、最重質炭化水素装 入物と蒸気クラブキング反応流出物との間の殆ど瞬間的な熱交換を保証する事が できる。この熱交換の品質は液体とガスとの熱交換面に関連するので、噴射装置 は200ミクロン以下、好ましくは100ミクロン以下の直径の滴状装入物を噴 霧するように構成される。前記の噴射装置は望ましくは、装入物と共に一定量の 水または水蒸気またはその他の石油留分を導入する混合チャンバを備える事が望 ましい。さらに、装入物と共に相当量の分留残留物を導入する事ができる。According to a particularly preferred embodiment of the invention, as known per se (European Patent No. 3 12,428) By injecting the charge in liquid form, the heaviest hydrocarbon almost instantaneous heat exchange between the input and the steam Crab King reaction effluent can be ensured. can. The quality of this heat exchange is related to the heat exchange surface between the liquid and the gas, so the injector sprays a droplet charge with a diameter of less than 200 microns, preferably less than 100 microns. Constructed to fog. Said injector preferably injects a certain amount with the charge. It is desirable to have a mixing chamber for introducing water or steam or other petroleum fractions. Delicious. Furthermore, considerable amounts of fractionation residues can be introduced together with the charge.
さらに、分留区域の中に入る炭化水素温度は、蒸気クラッキングされる最重質装 入物の中に蒸気クラブキング流出液が溶解する結果、この炭化水素の「露点」以 下となるので、この急冷効果は最適となる。Furthermore, the hydrocarbon temperature entering the fractionation zone is As a result of the dissolution of the Steam Crab King effluent in the This rapid cooling effect is optimal.
このようにして生じる熱交換により、炭化水素温度は0.3秒以下、好ましくは 0.1秒以下で300〜450℃の範囲内温度まで冷却される。Due to the heat exchange that occurs in this way, the hydrocarbon temperature is lower than 0.3 seconds, preferably It is cooled to a temperature within the range of 300 to 450°C in less than 0.1 seconds.
さらに詳しくは、分留区域の中に入る炭化水素装入物は、その「泡立ち点」 ( すなわち液状にあって最初のガス泡の形成される温度)よりも100℃以下、好 ましくは50℃以下の低い温度を有する。More specifically, the hydrocarbon charge entering the fractionation zone is rated at its "bubble point" ( In other words, the temperature is preferably 100°C or lower than the temperature at which the first gas bubbles are formed in the liquid state. Preferably, it has a low temperature of 50°C or less.
また本発明の好ましい実施態様によれば、反応中に生成した飽和炭化水素を合理 的に再利用する事により、オレフィンおよびモノ芳香族化合物の収率が増大され る。Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the saturated hydrocarbons produced during the reaction are The yield of olefins and monoaromatics can be increased by recycling Ru.
そのためには、C2,C3,C4留分およびその他の生成物からこれらのオレフ ィン飽和炭化水素を分離し、前記の反応器の上流部分の対応の噴射区域の中に循 環させ変形として、例えば分留区域から出るエタンとエチレンとの混合物を利用 し、この混合物を先行技術において公知の型のエチレン三量体化反応器またはオ リゴマー化反応器の中に送り(欧州特許第12.685号、第24゜971号、 第215,609号または米国特許第4,605.807号参照)、流出液の分 留後に下記を回収する事ができる。For this purpose, these olefins must be extracted from C2, C3, C4 fractions and other products. The saturated hydrocarbons are separated and recycled into the corresponding injection zone of the upstream part of the reactor. As a ring modification, for example, a mixture of ethane and ethylene leaving the fractionation zone can be used. and the mixture was placed in an ethylene trimerization reactor or oven of the type known in the prior art. into the ligomerization reactor (European Patent No. 12.685, No. 24°971, No. 215,609 or U.S. Pat. No. 4,605.807); The following items can be collected after depletion.
−一方において、未反応エタン、これは本発明によれば、反応区域の上流部分の 入口に循環される、−他方において、前記オリゴマー化処理から生じる軽質ガソ リン、このガソリンは場合によっては他のガソリンと共に、より穏和に作動する 蒸気クラッキング区域の中に循環され、例えばプロピレンおよびブテンを生成す る事ができる。- on the one hand, unreacted ethane, which according to the invention is in the upstream part of the reaction zone; - On the other hand, the light gas resulting from said oligomerization process is recycled to the inlet. phosphorus, this gasoline works more mildly, sometimes with other gasolines recycled into the steam cracking section to produce e.g. propylene and butene. can be done.
本発明のさらに他の利点は、反応器の上流区域において蒸気クラブキングによっ て当然発生する水素が反応器の下流部分の反応条件において反応し、この転化プ ラントの流出液の利用価値ある安定な生成物への選択性を改良する事ができる。Yet another advantage of the invention is that steam crabbing is performed in the upstream section of the reactor. The hydrogen naturally generated during the reaction reacts under the reaction conditions in the downstream part of the reactor and The selectivity of the runt effluent to useful and stable products can be improved.
前述のように、熱クラッキングまたは触媒クラブキングから生じるコークス堆積 物は経済的理由から最小限に成されなければならないが、管状反応器の上流部分 および下流部分において熱収支を保証するに十分でなければならない(さもなけ れば、再生器の中に添加燃料を導入する事によって熱収支を保証する事ができる )。また好ましくは重質装入物の少なくとも50重量%、好ましくは80重量% が約400℃以上の沸騰温度を有しなければならない。この約400℃の値は本 質的に蒸留残留物の分留点に関連するものであるが、この値はもちろん本発明の 主旨の範囲内において300〜550℃の間に変動する事ができる。Coke deposits resulting from thermal cracking or catalytic clubking, as previously discussed The upstream part of the tubular reactor must be kept to a minimum for economical reasons. and the downstream part must be sufficient to guarantee the heat balance (otherwise If so, heat balance can be guaranteed by introducing additive fuel into the regenerator. ). Also preferably at least 50%, preferably 80% by weight of the heavy charge. must have a boiling temperature of about 400°C or higher. This value of approximately 400℃ is Although it is qualitatively related to the fractionation point of the distillation residue, this value is of course It can vary between 300 and 550°C within the spirit.
これらの装入物として、真空処理されたガス油、トッピングされまたはトッピン グされていない原油、および常圧蒸留残留物または真空蒸留残留物、ピッチ、ビ チューメン乳濁液、芳香族抽出物、触媒スラリまたは合成油あるいは使用ずみ油 をあげる事ができる。これらの装入物は必要な場合、例えば水添処理などの予備 処理を受ける事ができる。これらの装入物は、特に750℃またはこれ以上の沸 点を有する留分を含有し、またコンラドソン炭素の高含有ff1(10%または これ以上)を示す場合がある。これらの装入物は、より軽質の留分によって希釈 しまたは希釈されず、また一般に160〜220℃(分留初期)と320〜38 0℃(分留末期)の範囲内の沸騰間隔を有するLCO(rライトサイクルオイル j)、循環重質油すなわち300〜380℃(分留初期)、特に460〜500 ℃(分留末期)の範囲内の沸騰間隔を有するHCO(rヘビーサイクルオイル」 )、または大部分の留分が500℃以下で蒸留される触媒残留物(スラリ)など のすでにクラブキング処理を受けて循環された炭化水素留分を含有する事ができ る。本発明の好ましい実施態様によれば、装入物は熱い固体粒子と接触した際に 瞬間的に均一に蒸発できるように、一般に100℃〜400℃の温度範囲、好ま しくは泡立ち点近くの温度まで予熱される。These charges include vacuum treated gas oil, topped or topped crude oil, and atmospheric or vacuum distillation residues, pitch, beer, etc. Tummen emulsion, aromatic extract, catalyst slurry or synthetic or used oil I can give you. These charges can be used for preliminary purposes, e.g. by hydrogenation, if necessary. can be processed. These charges are particularly suitable for boiling at 750°C or higher. contains a fraction with a point and also has a high content of ff1 (10% or (more than this) may be indicated. These charges are diluted with lighter fractions undiluted or diluted, and generally between 160 and 220°C (at the beginning of fractional distillation) and between 320 and 38°C. LCO (r light cycle oil) with a boiling interval within the range of 0°C (end of fractional distillation) j), circulating heavy oil, i.e. 300-380°C (initial stage of fractional distillation), especially 460-500°C HCO (r heavy cycle oil) with a boiling interval within the range of °C (end of fractionation) ), or catalyst residues (slurries) where most of the fraction is distilled below 500°C. can contain recycled hydrocarbon fractions that have already undergone crabking treatment. Ru. According to a preferred embodiment of the invention, the charge, when in contact with hot solid particles, Generally, the temperature range is 100°C to 400°C, preferably or preheated to a temperature near the bubble point.
本発明の方法を実施するため、カオリンまたはシリケートのマイクロ球などのそ れ自体公知の不活性熱量保持粒子を使用する事ができる。また触媒クラブキング 能力を有するあらゆる種類の触媒を使用する事もできる。特に望ましい触媒は多 孔構造の触媒から成り、炭化水素分子がこれらの細孔の活性部位と接触させられ る。この種類においては、特にシリケートまたはアルミノシリケートがある。種 々の金属酸化物とその組合わせ、特にシリカ、アルミナ、マグネシア、およびこ れらの物質の組合わせ、および前記酸化物と粘土との混合物を含有する担体上に 安定ゼオライトを含む触媒が市販されている。もちろん、触媒組成物は処理工程 のいずれかの段階を促進する単数または複数の反応物を含有する事ができる。従 って触媒は再生に際してコークスの燃焼を促進する反応物を含有する事ができ、 あるいは芳香族生成物が第1目的である場合にはオレフィンの芳香族環化反応ま たはその逆反応を促進する反応物を含有する。In order to carry out the method of the invention, materials such as kaolin or silicate microspheres are used. Inert heat retention particles known per se can be used. Also Catalyst Club King Any type of capable catalyst can also be used. Particularly desirable catalysts are It consists of a catalyst with a pore structure, and hydrocarbon molecules are brought into contact with the active sites of these pores. Ru. In this category there are especially silicates or aluminosilicates. seed various metal oxides and their combinations, especially silica, alumina, magnesia, and on a carrier containing a combination of these substances and a mixture of said oxide and clay. Catalysts containing stable zeolites are commercially available. Of course, the catalyst composition may contain one or more reactants that facilitate any of the steps. subordinate Therefore, the catalyst can contain reactants that promote coke combustion during regeneration. Alternatively, if aromatic products are the primary objective, aromatic cyclization of olefins or or a reactant that promotes the reverse reaction.
操作温度と操作圧が高く(一般に0,3乃至5kg/Cm2)、反応区域中の炭 化水素滞留時間が短く (1秒の数1/100乃至数1/10のオーダ)、また 蒸気クラッキングされる装入物の急冷条件と循環条件の故に、本発明の方法の実 施には二、三の特殊手段を必要とし、これが本発明の一部を成す。The operating temperature and pressure are high (generally 0.3 to 5 kg/Cm2) and the charcoal in the reaction zone is Hydrogen hydrogen retention time is short (on the order of several 1/100 to several 1/10 of a second), and Due to the rapid cooling and circulation conditions of the charge to be steam cracked, the implementation of the process of the invention is The application requires a few special measures, which form part of the invention.
従ってまた本発明は、一方では、金属によって汚染されず約400℃以下の沸点 を有する少なくとも1種の軽質炭化水素留分と、他方において、本質的に約40 0℃以上の沸点の化合物から成る前記より重質の炭化水素装入物との、本質的に 熱量保持性粒子の流動床の存在における高温蒸気クラッキングによる転化プラン トであって、前記プラントは、前記留分と前記装入物とを触媒性または非触媒性 粒子と接触させる上昇流または下降流式管状連続反応器と、前記粒子の少なくと も90%と前記炭化水素流出液とを分離する特にパリスティック手段と、前記の 分離された粒子のストリッピング手段と、つぎにこれらの粒子上に堆積したコー クスの空気または水蒸気による燃焼条件における再生手段と、再生された粒子を 前記連続反応器に供給する手段と、また炭化水素流出液を蒸留により分留する手 段とを含む蒸気クラブキングプラントにおいて、前記プラントは、 おいて流出液の中に前記重質炭化水素装入物の一部を噴射する手段と、 他方において液状のしかしその沸点温度に近い温度の蒸留残留物の少なくとも一 部を反応器の下流部分の中に循環する手段および噴射する手段とを含む炭化水素 蒸気クラブキングプラントに関するものである。Therefore, the present invention also provides, on the one hand, at least one light hydrocarbon fraction having, on the other hand, essentially about 40 essentially with said heavier hydrocarbon charge consisting of compounds with a boiling point above 0°C. Conversion plan by high-temperature steam cracking in the presence of a fluidized bed of heat-retentive particles The plant is configured to convert the fraction and the feed into a catalytic or non-catalytic an upflow or downflow tubular continuous reactor in contact with the particles; and at least one of said particles. Particularly pallitic means of separating said hydrocarbon effluent from said hydrocarbon effluent by 90%; means for stripping the separated particles and then removing the coat deposited on these particles. regeneration means under combustion conditions using air or water vapor, and the regenerated particles. means for feeding said continuous reactor and also means for fractionating the hydrocarbon effluent by distillation; a steam club king plant comprising: means for injecting a portion of the heavy hydrocarbon charge into the effluent at the on the other hand at least part of the distillation residue in liquid form but at a temperature close to its boiling point; and means for circulating and injecting a portion of the hydrocarbon into a downstream portion of the reactor. It concerns the Steam Crab King Plant.
装入物の流出液中への噴射装置と同様に、連続反応器の下流部分の中に循環され る分留残留物の噴射装置は、装入物を200ミクロン以下、好ましくは100ミ クロン以下の直径の滴状で噴霧するように構成される。この装置は循環される熱 量保持粒子による摩耗の問題をできるだけ制限するため、好ましくは大径ネック 型ベンチュリ管(欧州特許第312.428号参照)とする。The feedstock is circulated into the downstream part of the reactor as well as the injector into the effluent. The fractionation residue injector is designed to reduce the charge below 200 microns, preferably 100 microns. It is configured to atomize in the form of droplets with a diameter of less than a kilometer. This device is designed to circulate heat Preferably large diameter necks to limit as much as possible wear problems due to volume retention particles. type Venturi tube (see European Patent No. 312.428).
また本発明によれば、流出液の分留区域への転送時間を制限するため、ある種の 型の蒸気クラブキング流出液分離装置を利用する事ができる。特に、反応器が上 昇モードで作動する場合(「ライザー」)、炭化水素ガスの大量発生の故に、熱 量保持粒子は高速(20〜200m/ S %好ましくは40〜100m/s) で反応区域に到達するので、場合によっては簡単な遠心分離装置を使用する事が できるであろう。このようにして一般に高価なサイクロン装置の使用が避けられ る。The invention also provides for certain types of A type of steam Crab King effluent separator can be utilized. Especially when the reactor is When operating in rising mode (“riser”), the heat Quantity retention particles have high speed (20-200m/S% preferably 40-100m/s) In some cases, it is possible to use a simple centrifugal separator. It will be possible. In this way the use of typically expensive cyclone equipment is avoided. Ru.
同様に、反応器が下降モードで作動する場合(「ドロッパー」)、熱量保持粒子 はドロッパー底部のケーシングの中に捕集され、そこで簡単なパリスティック作 用で蒸気クラブキング流出液から熱量保持粒子を分離した後にストリッピングさ れる。Similarly, when the reactor is operated in descending mode (“dropper”), heat-retaining particles is collected in the casing at the bottom of the dropper, where it can be used for simple paristic production. After separating the heat retaining particles from the steam crabking effluent in a It will be done.
以下、本発明を図面に示す実施例について説明するが本発明はこれらの実施例に 限定されるものではない。The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings. It is not limited.
第1図は上昇基または「ライザー」と、特に接触再生用の単一の熱量保持粒子高 温再生チャンバとを含む流動床式蒸気クラッキング組立体に本発明を適用した実 施例を示すダイヤグラムであって、この実施例においてはパリスティック分離装 置は簡単なパリスティック遠心分離装置を備え、また 第2図と第3図は本質的に下降式反応区域(「ドロッパー」)を備えた蒸気クラ ブキング組立体に対する本発明の実施例を示す。Figure 1 shows a rising group or “riser” and a single heat-retaining particle height specifically for catalytic regeneration. The present invention is applied to a fluidized bed steam cracking assembly including a hot regeneration chamber. 1 is a diagram showing an example, in which a pallitic separation device is The station is equipped with a simple pallitic centrifuge and Figures 2 and 3 are essentially steam crackers with descending reaction zones ("droppers"). 1 shows an embodiment of the invention for a booking assembly;
第1図に図示の上昇流動相式蒸気クラッキング装置は、装入物エレベータまたは 「ライザー」と呼ばれる反応塔1を含む。このライザーは、例えば弁3の開閉に よって決定される量の再生された熱量保持粒子をライン2によって基部に供給さ れる。再生粒子は、ライン4から来る蒸気またはその他の適当なガス流をディフ ューザ5によってライザーの基部に噴射する事によって流動化される。The rising fluid phase steam cracking apparatus shown in FIG. It includes a reaction column 1 called "riser". This riser is used, for example, to open and close valve 3. A quantity of regenerated heat retaining particles determined by line 2 is supplied to the base. It will be done. The regeneration particles diffuse the steam or other suitable gas stream coming from line 4. It is fluidized by injecting it into the base of the riser by the user 5.
この場合、第1ライン6は噴射ディフューザ7によってエタンなどの飽和軽質ガ スを反応器の上流部分の中に供給する。つぎにプロパン留分またはブタン留分あ るいはこれらの留分の混合物が同様にライン8からディフューザ9によって噴射 される。同様にガソリンまたはガス油留分がライン10によって供給されてディ フューザ11によって蒸発される。分留区域12からライン14を通って来る蒸 留残留物から成る装入物が、場合によってはライン40から来る新鮮な供給装入 物と混合されて、噴射装置13によって反応器の下流部分の中に、残留物の瞬間 的な均一蒸発を容易にするため残留物の泡立ち点に近い温度条件で導入される。In this case, the first line 6 is filled with saturated light gas such as ethane by the injection diffuser 7. into the upstream part of the reactor. Next, the propane fraction or butane fraction or a mixture of these fractions is likewise injected from line 8 by diffuser 9. be done. Similarly, gasoline or gas oil fraction is supplied by line 10 and It is evaporated by the fuser 11. Steam coming from fractionation zone 12 through line 14 The charge consisting of distillate residue is optionally a fresh feed charge coming from line 40. The moment the residue is mixed with the It is introduced at temperatures close to the bubble point of the residue to facilitate uniform evaporation.
反応塔1はその頂点においてケーシング15の中に開き、このケーシング15は 反応塔に対して同心でありまたこのケーシング15の中で、一方ではパリスティ ックセパレータ16によって反応流出液と熱量保持粒子との分離が実施され、他 方において、コークス化された粒子のストリッピングが実施される。炭化水素流 出液は遠心システム16から排出ライン17によって排出され、この排出ライン 17の中にライン18から来る冷装入物が噴射器19によって噴射され、また他 方、熱量保持粒子の少なくとも90%がケーシング15の下部に向かって降下し 、この下部において、ライン20がストリッピングガス、一般に水蒸気を、ケー シング15の下部に規則的に配置されたディフューザ21に供給する。The reaction column 1 opens at its apex into a casing 15, which casing 15 Concentric to the reaction column and in this casing 15, on the one hand the palistor Separation of the reaction effluent and heat retention particles is carried out by a block separator 16, and other In one step, stripping of the coked particles is carried out. hydrocarbon stream Effluent is drained from the centrifugal system 16 by a drain line 17, which 17 into which the cold charge coming from line 18 is injected by injector 19 and On the other hand, at least 90% of the heat retention particles descend toward the bottom of the casing 15. , at the bottom of which a line 20 carries a stripping gas, typically water vapor, to the case. Diffusers 21 regularly arranged at the bottom of the thing 15 are supplied.
蒸気クラブキング反応の流出液の急冷効果が排出ライン17における新鮮な装入 物の滴と前記流出液との直接接触によって生じ、この急冷効果は、分留区域12 中で実施された蒸留作用の残留物をライン50によって循環させて噴射する事に より強化される。蒸留残留物は熱交換器51の中を通過させる事によって冷却さ れ、このようにして回収された熱量がプラント全体のための水蒸気の形成に使用 され、先行技術の方法のように追加的急冷を実施する必要はない。さらに、反応 器の流出液の中に少量の固体熱量保持粒子が存在するので側壁の効率的清掃を実 施できるのみならず、ゴムプレカーサおよびコークス堆積物の吸着手段を成す。The quenching effect of the effluent of the steam crabking reaction causes a fresh charge in the discharge line 17. This quenching effect is caused by the direct contact of the droplets with the effluent, and this quenching effect occurs in the fractionation zone 12. The residue of the distillation carried out in the tank is circulated by line 50 and injected. will be further strengthened. The distillation residue is cooled by passing it through a heat exchanger 51. The heat thus recovered is used to form steam for the entire plant. and there is no need to perform additional quenching as in prior art methods. Furthermore, the reaction The presence of small amounts of solid heat-retaining particles in the vessel effluent allows efficient cleaning of the side walls. Not only can it be applied, but it also serves as a means for adsorbing rubber precursors and coke deposits.
またそのため、ライン53から粒子を噴射する事によってライン17の中の粒子 含有量を変更する事ができる。Also, for this reason, by injecting particles from line 53, particles in line 17 are The content can be changed.
ケーシング15の基部でストリッピングされた熱量保持粒子は導管23を通して 再生器22に排出され、この導管23上に制御弁24が配置されている。この図 1に図示の再生器22は、熱量保持粒子上に堆積したコークスを酸素または水蒸 気の存在において燃焼させる単−区域のみを有する。この再生工程は、コークス の燃焼によって発生された熱の大部分が熱量保持粒子に伝達され、反応区域1に おける反応に必要な高温に達するように実施される。このようにして、ディフュ ーザ26に達するライン25によって再生器の底部に噴射される空気によって、 熱量保持粒子上に堆積したコークスが除去される。The heat retention particles stripped at the base of the casing 15 are passed through the conduit 23. It discharges into a regenerator 22, on which conduit 23 a control valve 24 is arranged. This diagram 1, the regenerator 22 converts the coke deposited on the heat retention particles into oxygen or water vapor It has only a single area that burns in the presence of air. This regeneration process Most of the heat generated by the combustion of The reaction is carried out to reach the high temperatures required for the reaction at a temperature. In this way, the diffuse By means of air injected into the bottom of the regenerator by line 25 reaching laser 26, Coke deposited on the heat retaining particles is removed.
場合によっては、温度を所望レベルに調整するため、追加燃料を噴射する事がで きる。サイクロン27の中に同伴された熱量保持粒子から再生ガスが分離され、 再生ガスはライン28から除去されるが、再生された熱い熱量保持粒子は再生器 から抽出されて導管2を通してエレベータまたはライザー1に供給される。In some cases, additional fuel may be injected to adjust the temperature to the desired level. Wear. Regeneration gas is separated from the heat retaining particles entrained in the cyclone 27, The regeneration gas is removed from line 28 while the regenerated hot heat retaining particles are removed from the regenerator. through conduit 2 to elevator or riser 1.
また19における装入物の噴射による急冷後に、反応流出液と19から導入され た装入物がライン17によって分留装置12の中に導入される。この分留装置は 、−ライン29によって軽質ガスを分離し、このガスは他の分留装置の中で処理 され、公知のように特にエタンをライン30から、またプロパンをライン31か ら分離する。In addition, after quenching by injection of the charge in 19, the reaction effluent and the introduced from 19 The charged charge is introduced into the fractionator 12 via line 17. This fractionator is , - separation of light gas by line 29, which gas is treated in another fractionator. and, as is known, specifically ethane from line 30 and propane from line 31. Separate from
一ライン36を通してガソリン留分を分離し、このガソリン留分の沸点は一般に 留分C5から200〜220℃の範囲内にある。A gasoline fraction is separated through a line 36, and the boiling point of this gasoline fraction is generally It is within the range of 200 to 220°C from fraction C5.
一ライン37から、ガス油型留分を分離し、その沸点範囲は一般に160〜22 0℃(分留初期)から320〜400℃(分留末期)の範囲内にある。From one line 37, a gas oil type fraction is separated, whose boiling point range is generally 160-22 It is within the range of 0°C (initial stage of fractional distillation) to 320 to 400°C (final stage of fractional distillation).
−最後に、ライン14から、蒸留残留物留分の一部が分離され、この留分は装入 物および反応流出液から生じた最重質生成物と、比較的多量の熱量保持粒子とを 含有する(この残留物は300〜550’C範囲内、一般に400℃のオーダの 沸点を有する)。- Finally, from line 14, a portion of the distillation residue fraction is separated off, which fraction is charged The heaviest products from the reaction effluent and a relatively large amount of heat retaining particles are containing (this residue is in the 300-550'C range, typically on the order of 400'C) boiling point).
従って本発明によれば、この残留物の一部が蒸気クラブキング反応器の中に噴射 される。場合によっては、熱交換器51を通過して熱を回収した後に、ライン5 0を通して蒸気クラッキング装入物と混合されて急冷のために循環され、あるい はドレンライン52を通して装置から抽出される。According to the invention, therefore, a portion of this residue is injected into the steam crabking reactor. be done. In some cases, after passing through the heat exchanger 51 and recovering the heat, the line 5 mixed with the steam cracking charge through 0 and circulated for quenching, or is extracted from the device through drain line 52.
またこの分留装置から出たエタン、プロパン、ガソリン留分はそれぞれライン3 0.31.36、つぎにライン6.8および10を通して反応箇所に送られ、蒸 気クラッキングによって発生したC2.Caオレフィンがそれぞれライン33. 34によって分離される。In addition, the ethane, propane, and gasoline fractions coming out of this fractionator are each line 3. 0.31.36, then sent to the reaction site through lines 6.8 and 10 and vaporized. C2 caused by air cracking. Ca olefin is in line 33. separated by 34.
この流動相蒸気クラッキング装置の本質的利点は、反応区域1の中の温度プロフ ィルのすぐれた利用により多数の石油留分を選択的にクラブキングできる事にあ る。The essential advantage of this fluid phase steam cracking device is that the temperature profile in the reaction zone 1 It is possible to selectively crab many petroleum fractions by making good use of oil. Ru.
さらに詳しくは、 一熱量保持粒子の導入区域においては、800℃またはこれ以上のオーダの最高 温度が存在し、ライン4によって蒸気が導入され、またライン31を通して分留 装置12からきたエタンあるいはその他の精製ユニットからきたエタンがライン 6によって導入され、−またこの反応のエネルギー必要量が大きいので(触媒ク ラブキング反応の3〜6倍)、反応区域の中の温度が顕著に低下するので、この 場合、下流において、プロパン(8)、またはブタン(11)、または軽質ガソ リン(11)あるいはナフサなどの重質飽和炭化水素を、場合によってはライン 38.39および40から水蒸気を添加して噴射する。For more details, In the area where the heat-retentive particles are introduced, the maximum temperature is present, steam is introduced by line 4 and fractional distillation is carried out through line 31. Ethane from unit 12 or from other purification units enters the line. - Also because the energy requirements of this reaction are large (catalyst (3 to 6 times that of the Rabking reaction), as the temperature inside the reaction zone is significantly reduced. If downstream, propane (8) or butane (11) or light gas In some cases, heavy saturated hydrocarbons such as phosphorus (11) or naphtha are 38. Add steam from 39 and 40 and inject.
また制御システム41〜44がそれ自体公知のように反応区域の中に噴射される 量を変動させ、これらの区域に配置された温度ゾンデによって所望の温度プロフ ィルを保持する事ができる。Control systems 41 to 44 are also injected into the reaction zone in a manner known per se. the desired temperature profile by temperature sondes placed in these areas. can hold files.
通常型の蒸気クラブキングと比較して、反応に必要な全エネルギーが一回だけ、 熱量保持粒子によって、装入物との混合の時点で、すなわち反応初期に加えられ る。Compared to the regular steam crab king, the total energy required for the reaction is only once, The heat retaining particles are added at the time of mixing with the charge, i.e. at the beginning of the reaction. Ru.
従って温度はこの時点で最高に達し、つぎに反応の吸熱反応によって低下し、通 常の方法と相違して、自然な徐冷効果、すなわち反応の激しさの低下を生じる。Therefore, the temperature reaches a maximum at this point, then decreases due to the endothermic reaction of the reaction, and In contrast to conventional methods, a natural slow cooling effect occurs, ie a reduction in the intensity of the reaction.
この装置における極度に短い反応時間による温度プロフィルは、通常の方法にお けるよりもはるかに高い反応選択性と、温度の高い壁体内側面に形成されるコー クスまたはタールの除去をもたらす。The temperature profile due to the extremely short reaction times in this device is The reaction selectivity is much higher than that of the results in the removal of dust or tar.
図2と図3に図示の流動相蒸気クラッキング装置は図1の装置の変形であって、 これらの場合、反応区域は下降モードで作動する。従ってこの反応器は英語で「 ドロッパー」と呼ばれる。図1の部材と類似のこれらの図の部材は、図2におい ては「′」を付け、図3においては「”」を付けた同一数字で示す。The fluid phase steam cracking apparatus illustrated in FIGS. 2 and 3 is a modification of the apparatus of FIG. In these cases, the reaction zone operates in descending mode. Therefore, this reactor means " It's called a dropper. Components in these figures that are similar to those in FIG. In FIG. 3, the same numbers are shown with a ``''.
図2においては、蒸気クラッキングの必要とする高温に対する抵抗力の強い他の 型の再生器を使用する。この再生器の排出物は再生器22°の外部のサイクロン 27゜を通過した後に28゛から出る。ドロッパーの上方に再生された熱量保持 粒子の抽出ウェル54°を配置するため、再生チャンバ22゛は装置の上部に配 置され、再生される粒子はストリッピング区域からライン23′を通って出て上 昇塔55′を通って搬送されなければならない。この搬送は、ライン25′によ って26′において拡散されるガスによる流動作用で実施される。この搬送中に 触媒粒子上に堆積されたコークスの一次燃焼が空気または酸素を含有する流動化 ガスによって実施される。In Figure 2, other materials with high resistance to the high temperatures required for steam cracking are shown. Use a mold regenerator. The discharge of this regenerator is transferred to the cyclone outside the regenerator 22°. After passing through 27°, it exits at 28°. Regenerated heat retention above the dropper To locate the particle extraction well 54°, the regeneration chamber 22′ is located at the top of the device. The particles to be deposited and regenerated exit the stripping area through line 23' and pass above. It must be transported through the ascending tower 55'. This conveyance is carried out by line 25'. This is carried out by the flow action of the gas diffused at 26'. During this transport Primary combustion of coke deposited on catalyst particles leads to fluidization containing air or oxygen Performed by gas.
つぎに触媒粒子と流動化ガスはパリスティック装置56′によって分離され、触 媒粒子は公知のようにしてチャンバ22′の中で再生され、このチャンバの中で 粒子はライン45′によってディフューザ46°に供給される酸素の向流によっ て燃焼される。The catalyst particles and fluidizing gas are then separated by a pallitic device 56' and The media particles are regenerated in a known manner in chamber 22', in which The particles are transported by a countercurrent flow of oxygen supplied to the diffuser 46° by line 45'. is burned.
再生された触媒粒子は、ディフューザ57°の流量によって決定される量をもっ て、熱漬なしで反応器1′の上流の中に導入される。粒子分布の均一性はここに 図示されないそれ自体公知の型の装置によって保証される。The regenerated catalyst particles have an amount determined by the flow rate of the diffuser 57°. and introduced into the upstream of reactor 1' without hot soaking. Uniformity of particle distribution is here This is ensured by devices of a type known per se, not shown.
ドロッパー1゛の出口において、粒子は直接に密なストリッピング流動床15′ の中に進入し、これに対して炭化水素蒸気およびライン20′によって供給され るディフューザ21′から出るストリッピング蒸気と、ストリッピングされた炭 化水素とが実際上瞬間的にライン17″によって排出され、これらの成分はライ ン18′から入る重質装入物の中に溶解する事によって瞬間的に急冷される。At the exit of the dropper 1', the particles are directly transferred to the dense stripping fluidized bed 15'. to which the hydrocarbon vapor and line 20' are supplied. The stripping steam coming out of the diffuser 21' and the stripped charcoal hydrogen hydride is discharged virtually instantaneously through line 17'' and these components are removed from the line 17''. It is instantaneously quenched by dissolving it in the heavy charge entering through tube 18'.
図3に図示の変形においては、再生区域22”を持ち上げるコストの必要なしで ドロッパーモードの機能を可能とするため、ライン2″から来る再生された熱い 粒子は、まずライン4゛から来る水蒸気などの流体の噴射作用で上昇基58”の 内部を搬送される。粒子は2つの直角エルボ59”、60“を通過した後に、均 一にドロッパー1”の中に落下し、このドロッパーの中で7”と8″において順 次にエタンとガソリンが噴射される。つぎに流出液の急冷が19”から来る重質 装入物によって実施され、また蒸留区域12“の蒸留残留物が13”からその泡 立ち点に近い温度で噴射される。In the variant illustrated in FIG. The regenerated hot air coming from line 2″ allows for dropper mode functionality. Particles first rise to the rising base 58" by the jetting action of fluid such as water vapor coming from line 4". Transported inside. After the particles pass through two right-angled elbows 59'' and 60'', they are uniformly drop into dropper 1”, and within this dropper 7” and 8” sequentially. Next, ethane and gasoline are injected. Next, the rapid cooling of the effluent comes from the heavy The distillation residue of the distillation zone 12" is carried out by the charge and its bubbles are removed from the distillation zone 13". It is injected at a temperature close to the standing point.
ドロッパーから出た粒子はストリッピング区域15”の中でストリッピングされ 、ライン23”から出る。このストリンピング区域の下方において水蒸気または 空気などの流体噴射によって粒子はライン55”に沿って再生チャンバ22°に 向かって搬送される。この再生チャンバ22”の中でパリスティック分離装置5 6”が粒子を流動床燃焼区域の中に放出する。Particles exiting the dropper are stripped in a 15" stripping zone. , line 23''. Below this stripping area water vapor or A jet of fluid such as air moves the particles along line 55'' into the regeneration chamber 22°. transported towards. In this regeneration chamber 22'', a pallitic separation device 5 6'' discharges the particles into the fluidized bed combustion zone.
実施例 この実施例は図3に図示の型の本発明による装置の利点を示す。これらのテスト はエタン、ガソリン・留分(ストレイト−ラン留分)および2装入物A、Bを使 用して実施された。これらの装入物は、それぞれ5HENGLI型原油の常圧蒸 留残留物および真空蒸留残留物である。Example This example illustrates the advantages of a device according to the invention of the type illustrated in FIG. these tests uses ethane, gasoline fraction (straight-run fraction) and two charges A and B. It was carried out using These charges were each made by atmospheric steaming of 5HENGLI type crude oil. distillation residue and vacuum distillation residue.
これらの装入物は下記特性を示す。These charges exhibit the following properties:
ガソリン 装入物A 装入物B −密度(15℃) 0.675 0.955 0.985一体積%、蒸留温度 一重量%、蒸留温度 450℃ニー20− 550℃ニー4510 650℃ニー7055 −H2(重量%): 15.4 12.1 11.7−S(重量%) : −1 ,01,3 −全窒素(重量%): −0,60,8−炭素(重量%): −8,114,2 −Ni+V (ppm): 40 70熱量保持粒子として、主としてカオリン のマイクロ球から成り、比表面積約10m2/g、平均直径約70ミクロンを有 する接触粒子を使用する。急冷区域および反応器中へのインダクタは欧州特願第 312.428号に記載の型である。Gasoline Charge A Charge B -Density (15℃) 0.675 0.955 0.985 1% by volume, distillation temperature 1% by weight, distillation temperature 450℃ knee 20- 550℃ knee 4510 650℃ knee 7055 -H2 (wt%): 15.4 12.1 11.7 -S (wt%): -1 ,01,3 -Total nitrogen (wt%): -0,60,8 -Carbon (wt%): -8,114,2 -Ni+V (ppm): 40 70 Mainly kaolin as heat retention particles It consists of microspheres with a specific surface area of about 10 m2/g and an average diameter of about 70 microns. using contact particles. The inductor into the quenching zone and into the reactor is described in European Patent Application No. 312.428.
装入物Aと装入物Bについて順次に実施された2テストの条件は下記である(全 装入物100t/hに対する外挿): 装入物 A 装入物B 反応器の上流区域ニ ー再生された触媒の 温度(’C) : 880 1180 −再生された触媒の 流量(t /h) ・ 2000 2160−320℃蒸気の流量(t/h): 15 15−エタン流量D/h): 10 10 −混合物温度(’C): 862 868反応器の中流区域ニ −320℃蒸気の流量(t/h): −3−150℃ガソリンの流量ニー30 −混合物温度; 825 反応器の下流区域ニ −320℃蒸気の流量(t/h): 9 6−380℃装入物AまたはB の流量Ct/h): 90 60 −混合物の温度(”C): 785 780−反応末期温度(”C): 740 750急冷区域ニ ーバリスティック分離後の 流出液温度(”C): 730 740−装入物温度C”C’l: 80 90 −混合物温度(”C): 450 470−流出液中の粒子濃度 (重量%): 3. 2 2. 2 −分留残留物の温度 (’C): 420 440 蒸気クラッキング反応流出液の回収後に、これらの流出液の特性を分析する。下 記に集められた分析結果(重量%)は、それ自体が通常型の方法に対する本発明 の方法の利点を示す。The conditions for the two tests conducted sequentially on charge A and charge B are as follows (all Extrapolation to 100t/h charge): Charge A Charge B upstream area of the reactor - of regenerated catalyst Temperature ('C): 880 1180 - of regenerated catalyst Flow rate (t/h) ・ 2000 2160-320℃ Steam flow rate (t/h): 15 15-Ethane flow rate D/h): 10 10 -Mixture temperature ('C): 862 868 Reactor midstream zone -320℃ steam flow rate (t/h): -3-150℃ gasoline flow rate knee 30 -Mixture temperature; 825 downstream area of the reactor -320℃ steam flow rate (t/h): 9 6-380℃ Charge A or B flow rate Ct/h): 90 60 - Temperature of mixture ("C): 785 780 - Temperature at the end of reaction ("C): 740 750 quenching area 2 - after ballistic separation Effluent temperature ("C): 730 740 - Charge temperature C"C'l: 80 90 - Mixture temperature ("C): 450 470 - Particle concentration in the effluent (Weight%): 3. 2 2. 2 - temperature of the fractional distillation residue; (’C): 420 440 After recovery of the steam cracking reaction effluents, the properties of these effluents are analyzed. under The analytical results (wt%) collected here are per se the present invention versus conventional methods. demonstrate the advantages of this method.
H2S+NH3装入物A 装入物B H2S+NH30,900,80 H20,900,70 CI 7.90 9.70 C25,605,90 C2(オレフィン)20.50 25.30C30,50,60 C3(オレフィン’I 11.00 11.00C4(オレフィン’) 3.2 0 3.10C4(ジオレフィン) 2.80 3.10C5−220℃ 13 .90 14.80220−360℃ 14.40 7.80〉360℃ 4. 9 3.70 コークス 13.50 13.50 従って、このテスト例に見られるように、本発明は先行技術の蒸気クラッキング 方法と比較して多数の利点を示す。実際上、本発明の方法は、先行技術のもつと も効率的な装置と少なくとも同等のオレフィン収率をもって、−従来蒸気クラッ キングから除外されていた蒸留残留物を装入物の中に使用し、 一従来蒸気クラッキングプラントと比較できない操作柔軟性(流量、装入物の性 質など)を有し、また一連続的機能で(脱コークス化のための停止期間なし)ま たエネルギー添加なしで(コークスの生産が装置の熱収支を満足するが故に)作 動する。H2S+NH3 Charge A Charge B H2S+NH30,900,80 H20,900,70 CI 7.90 9.70 C25,605,90 C2 (olefin) 20.50 25.30C30,50,60 C3 (Olefin'I 11.00 11.00C4 (Olefin') 3.2 0 3.10C4 (diolefin) 2.80 3.10C5-220℃ 13 .. 90 14.80220-360℃ 14.40 7.80〉360℃ 4. 9 3.70 Coke 13.50 13.50 Therefore, as seen in this test example, the present invention is superior to the prior art steam cracking process. It shows a number of advantages compared to methods. In practice, the method of the present invention is superior to that of the prior art. with efficient equipment and olefin yields at least comparable to conventional steam crackers. The distillation residue that was excluded from King is used in the charge, 1) Operational flexibility (flow rate, charge quality, etc.) that cannot be compared with conventional steam cracking plants (e.g. can be produced without added energy (because coke production satisfies the heat balance of the equipment). move.
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