KR20130106856A - Fcc 유닛 내에서의 다단계 크래킹 및 스트리핑 공정 - Google Patents

Fcc 유닛 내에서의 다단계 크래킹 및 스트리핑 공정 Download PDF

Info

Publication number
KR20130106856A
KR20130106856A KR1020137012601A KR20137012601A KR20130106856A KR 20130106856 A KR20130106856 A KR 20130106856A KR 1020137012601 A KR1020137012601 A KR 1020137012601A KR 20137012601 A KR20137012601 A KR 20137012601A KR 20130106856 A KR20130106856 A KR 20130106856A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cracking
stripping
catalyst
stripper
hydrocarbons
Prior art date
Application number
KR1020137012601A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101880161B1 (ko
Inventor
빠트리끄 르호와
마끄 보리스
미까엘 에샤르
Original Assignee
토탈 라피나쥬 마케팅
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 토탈 라피나쥬 마케팅 filed Critical 토탈 라피나쥬 마케팅
Publication of KR20130106856A publication Critical patent/KR20130106856A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101880161B1 publication Critical patent/KR101880161B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C4/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms
    • C07C4/02—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by cracking a single hydrocarbon or a mixture of individually defined hydrocarbons or a normally gaseous hydrocarbon fraction
    • C07C4/06—Catalytic processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/04—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
    • B01J38/06—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst using steam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/04—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
    • B01J38/12—Treating with free oxygen-containing gas
    • B01J38/14—Treating with free oxygen-containing gas with control of oxygen content in oxidation gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • C10G11/182—Regeneration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G51/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by two or more cracking processes only
    • C10G51/02—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by two or more cracking processes only plural serial stages only
    • C10G51/026—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by two or more cracking processes only plural serial stages only only catalytic cracking steps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1011—Biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/30—Physical properties of feedstocks or products
    • C10G2300/301—Boiling range
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/4081—Recycling aspects
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/4093—Catalyst stripping
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/70—Catalyst aspects
    • C10G2300/708—Coking aspect, coke content and composition of deposits
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/80—Additives
    • C10G2300/805—Water
    • C10G2300/807—Steam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/20—C2-C4 olefins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

본 발명은 유동층 촉매 크래킹 공정 또는 FCC(유동 촉매 크래킹) 공정에서 올레핀, 즉 C3 및 C4 올레핀, 특히 프로필렌 및 증류유의 생산을 최대화하기 위하여 사용될 수 있는 다단계 크래킹 및 스트리핑 공정에 관한 것이다.
본 발명의 일 목적은 따라서 코크스화 촉매의 입자의 디스인게이징/스트리핑 단계 동안의 크래킹된 유출물에서부터의 분리 후에 하나 이상의 크래킹 단계 및 하나 이상의 스트리핑 단계를 포함하는 종래 유동층 촉매 크래킹 공정으로 통합되는 탄화수소 및 코크스화된 촉매 입자의 유동화 혼합물을 크래킹 및 스트리핑하기 위한 다단계 공정으로, 이는 하나 이상의 탄화수소 유체를 분리된 코크스화 촉매 입자에서 크래킹하는 둘 이상의 단계, 및 그 후에 이들 입자를 스트리핑하는 하나 이상의 단계를 포함하고, 각 크래킹 단계는 스트리핑 단계에 선행된다. 본 발명은 또한 이 공정을 시행하는 분리 및 스트리핑 장치에 관한 것이다.

Description

FCC 유닛 내에서의 다단계 크래킹 및 스트리핑 공정{MULTISTAGE CRACKING AND STRIPPING PROCESS IN AN FCC UNIT}
본 발명은 유동층 촉매 크래킹(fluidized-bed catalytic cracking) 공정 또는 유동 촉매 크래킹(fluidized catalytic cracking, FCC) 공정에서 올레핀, 즉 C3 및 C4올레핀, 특히 프로필렌의 생산을 최대화하기 위하여 사용될 수 있는 다단계 스트리핑(stripping) 공정에 관한 것이다. 촉매 크래킹 공정에 통합되는 이 공정은 특히 유럽에서 그 생산이 목표치를 초과하는 휘발유의 생산을 제한하는 공정에 참여하고, 따라서 올레핀의 생산을 증가시키는 것을 도울 뿐만 아니라, 가스-오일 기재(gas-oil bases)의 생산을 최대화하는 것을 돕는다. 이는 유동층 라이저(riser) 또는 다우너(downer) 반응기 내에서 반응하는 단계, 크래킹된 탄화수소 및 코크스화된 촉매 입자를 분리 및 스트리핑하는 단계, 및 상기 촉매를 재생시키는 단계를 포함하는 어떠한 FCC공정에도 적용된다. 이는 또한 촉매 크래킹유닛에서 사용될 수 있는 상기 공정을 시행하는 장치에 관한 것으로서, 상기 촉매 크래킹유닛은 하나 이상의 라이저 및/또는 다우너 반응기를 포함할 수 있다.
"스트리핑"이라는 용어는 여기서 유동반응기의 유출구에서 촉매 입자에 포획된(trapped in) 탄화수소를 기상 유체를 사용하여 추출하는 것인 작업을 의미하는 것으로 이해된다. 더욱이, 이 작업이 수행되는 FCC 유닛의 용기(vessel)는 디스인게이저(disengager)/스트리퍼(stripper)로 불린다. "디스인게이저"라는 용어는 상기 디스인게이저/스트리퍼의 부분으로서 탄화수소로부터 입자를 탄도 분리(ballistic separation) 또는 원심분리에 의해 분리할 수 있게 하는 것을 말하고, "스트리퍼"라는 용어는 상기 디스인게이저/스트리퍼의 부분으로서 여기서 입자의 스트리핑이 수행되는 것을 말한다.
수 년동안, FCC 기술에 라이센스를 가진 정유사 및 회사들이 이들 공정 및 그에 대응하는 유닛의 운영을 최적화하기 위해 노력해왔다. FCC 공정의 최적화는 우선 시장 수요에 대응하는 액체화 가스, 나프타 및 휘발유 타입의 경질 제품의 생산을 향했다. 주로 고분자 제조사로부터 C2 내지 C4 올레핀에 대한 수요, 및 경량자동차(light motor vehicle) 무리의 소비에 대한 수요가 있고, 가스-오일 기재에 대한 수요는 지배적이지 않다.
상기 하자면, 촉매 크래킹 작업 동안, 공급원료가 주반응기로 주입되고, 여기서 이는 공급원료(feedstock)의 크래킹 동안 촉매 입자에 증착된 코크스의 산화 대기하 연소에 책임이 있는 재생기로부터 유래하는 유동층 내의 뜨거운 촉매 입자와 접촉한다. 반응기의 말단에서, 기상의 크래킹된 탄화수소가 디스인게이저/스트리퍼 내에서 코크스화된 촉매 입자로부터 분리된다. 이 디스인게이저/스트리퍼의 상기 디스인게이저의 유출구에서, 기상의 크래킹된 탄화수소가 수 개의 탄화수소 분획물로 나누어지기 위하여 분획유닛(fractionation unit)으로 보내진다. 동시에, 코크스화된 촉매 입자가 디스인게이저/스트리퍼의 스트리퍼 내에서 조밀층(dense bed)의 형태로 회수되고, 여기서 비활성 가스, 바람직하게는 증기로 역류 방향으로 씻겨지고, 이것의 역할은 각 촉매 입자의 기공 및 유동층의 간극에 포획된 모든 잔류 탄화수소를 제거하는 것이다. 스트리퍼의 유출구에서, 코크스화 및 스트리핑된 촉매 입자는 재생기로 보내진다.
일반적으로, 안정화된 작업에서, 외부 스트레스 없이, 즉 유닛 내 촉매의 순환속도(circulation rate), 압력 및 온도의 안정한 조건 하에서, 반응기 내의 형성된 코크스의 양이 일정하게 유지될 때 열평형이 획득된다. 이 형성되고 유닛 내 작업의 안정성을 위하여 필요한 코크스의 양은 "델타 코크스(delta coke)"로 특징지어진다. 이 델타 코크스는 재생지역의 유입구에 존재하는 코크스의 양과 이 지역의 유출구에서 재생된 촉매에 존재하는 양과의 차이에 대응한다. 여전히 촉매 입자 내에 포획된 탄화수소의 존재에 따라 델타 코크스 및 따라서 재생된 촉매의 온도가 증가하면, 유닛을 통제하는 파라미터를 조절할 필요가 있게 된다. 예를 들어, 크래킹될 공급원료의 반응 온도를 허용한계 내로 유지하거나 또는 공급원료의 예열을 조절하기 위하여 순환 촉매 입자의 처리량을 줄이는 것이 가능하게 될 것이다.
따라서, FCC의 작업을 발전시켜야 할 책임이 있는 기술자는 특히 반응기의 유출구에서 회수된 촉매의 코크스화 입자의 최적의 스트리핑 및 디스인게이저/스트리퍼의 가능한 배열의 문제에 흥미가 있다. 사실, 코크스화된 촉매 입자에 포획된 탄화수소를 가능한 효과적으로 분리하는 것이 필수적이다. 코크스화 입자의 불충분한 스트리핑은 재생기 내의 더 높은 연소, 이에 따른 촉매에 의해 반응기 내로 운송된 열의 생성의 증가, 및 결과적으로 원치 않은 건성 가스의 증가와 C3 내지 C4 올레핀, 휘발류 및 가스-오일 기재와 같은 기대된 가공 제품의 생산의 감소의 원인이다. 또한, 재생기의 과열은 극단적인 경우에서 야금학적 손상(metallurgical damage) 및 촉매의 가속화된 비활성화를 초래할 수 있다. 반면, 너무 긴 스트리핑은 결국 이들 입자의 부분적 비활성화를 야기할 위험이 있는 특히 촉매 입자의 과잉 코크스화와 같이 원치 않은 2차 반응의 원인이 될 수 있다. 따라서 이들 두 위험을 피하고 FCC 유닛의 안정적인 작업조건을 유지하기 위하여 스트리핑 시간은 최적이어야 한다.
스트리핑 작업의 효율은 크래킹 작업의 적절한 제어를 위하여 필수적이다. 이 효율은 촉매 입자의 코크스 내의 잔여 수소를 측정함으로써 결정된다. 우수한 스트리핑 효율은 그 값이 코크스의 중량에 대해 6 내지 6.5 중량%일 때를 말한다.
이와 같은 스트리핑 효율을 달성하거나 또는 개선하기 위하여, FCC공정의 전문가들은 이와 같은 분리를 촉진하는 것을 가능하게 하기 위한 수많은 기술을 개발하였다. 일반적으로, 이들 입자를 비활성 가스 유체로 역류세척(countercurrent flushing)하는 동안 배플(baffle)을 촉매 입자의 조밀층의 재생기를 향한 행로에서 스트리퍼에 도입하는 것이 원하는 분리를 촉진하는 것이 입증되었다.
이들 배플의 주입과 동시에, 전문가들은 예를 들어 특허 WO　01/047630에 따른 것과 같이, 코크스화된 촉매 입자의 조밀층을 다수의 줄기로 더 잘 나누어 이들 입자의 스트리핑 유체에 더 잘 접근할 수 있게 하고 따라서 이들 입자에 포획된 탄화수소를 더 제거할 수 있는 패킹을 개발하였다.
특허 EP　719850에서, 본 출원인은 재생기로 되돌아 가는 촉매의 조밀층의 형성과 함께 스트리퍼층에 위치될 것으로 의도되는 구조화된 패킹을 기재하였다. 이 패킹은 이 층의 스트리퍼의 단면 전체에 걸쳐 위치하는 적어도 하나의 부재를 포함한다: 이 부재는 조밀층을 다수의 흐름으로 나누기 위하여 실질적으로 반지름 방향으로 향하는 병치된 칸을 포함하고, 이는 따라서 촉매 입자 및 스트리핑 유체의 동시 통과를 허용한다. 더욱 구체적으로, 본 출원인은 서로 접하게 위치하여 나란히 놓인 두 시트의 주름이 10 내지 90°로 다양한 접힌 시크(folded sheet)의 사용을 권유하였다.
그 이후부터 다른 패킹들이 제안되어 왔다. 예를 들어, 특허 US　7022221, US　7077997 및 WO　2007/094771에서는 라이저 주변의 스트리퍼에 위치한 플레이트 형태인 전향기가 제안되고, 여기서 각 플레이트는 상기 플레이트의 면에 대해 경사진 벽을 가지는 형성된 창살(grating) 또는 구멍(hole)에 의해 결정되는 다수의 오리피스(orifice)들을 포함한다. 상기 오리피스는 상기 전향기의 하류에 위치한 하나 이상의 지점에서 촉매 입자의 흐름에 대해 역류 방향으로 주입된 스트리핑 가스 및 입자를 통과시키도록 한다.
특허 WO　00/35575에서, 코크스화 폭매의 흐름을 상기와 같이 교차지점의 하류에 주입되어 역류방향으로 보내지는 기체 흐름으로 나누기 위하여 FCC의 스트리퍼 파트용 패킹을 생성하기 위한 평면 금속 구획을 가지는 작은 플레이트쌍의 교차지점이 제안되었다.
발간된 중국 특허 CN　1763150에서, 플레이트 각각의 평면에 직각인 가이드 블레이드(guide blade)의 규칙적인 배치를 포함하는 몇몇의 플레이트가 스트리퍼 내에 차례로 쌓인 형태로 위치한다. 인접하는 플레이트는 첫번째의 블레이드들이 두번째의 블레이드들에 직각이 되도록 그리고 계속 그러한 방식으로 위치하여, 촉매 입자의 플레이트의 하류에 역류방향으로 주입되는 스트리핑 유체로의 분할 및 스트리핑을 가능하게 하는 바람직한 행로를 결정한다.
특허 EP　1577368에서 몇몇의 겹쳐진 층으로 구성되고, 각 층은 복수의 병치된 물결모양의 리본으로 구성되는 패킹을 스트리퍼의 내부의 라이저의 주위에 통합하는 것이 문제이다. 바람직하게는, 인접하는 두개의 층이 첫번째 층의 리본 및 두번째 층의 리본이 0°가 아닌 각을 이루도록 위치한다. 한 측에 위한 플레이트의 정상(peak), 계곡(valley) 및 오리피스와 결합된 한 플레이트의 정상, 계곡 및 오리피스는 그렇게 구조화된 패킹 내에 촉매 입자의 흐름의 순화 및 이들의 상기 패킹의 하류에 주입된 스트리핑 유체로의 스트리핑을 가능하게 하는 행로를 지정한다.
이 모든 패킹에서, 목적은 촉매의 스트리핑을 최적화하지만, 아무 것도 본 발명의 목적인 원치 않은 탄화수소의 생산을 감소시키기 위한 수단을 구성하지 않는다.
경질 올레핀의 생산을 최대화하고 FCC에서 생산되는 휘발유를 최소화하기 위하여, 본 출원인은 분획시 회수된 원치않은 탄화수소를 크래킹하기 위하여 FCC 스트리퍼로 재순화시키는 것을 제안한다.
코크스의 존재와 관련된 고체의의 촉매활성의 감소에도 불구하고, Corma 박사는 조밀층 내의 스트리퍼에서 조우하는 크래킹 조건하에서 예를 들어 촉매 휘발유와 같은 경질 탄화수소 분획물의 전환 정도가 특히 소량의 코크스 및 건성 가스로의 프로필렌(C3 올레핀)의 생산에 유리한 것으로 입증하였다(Corma et al., Applied Catalysis A: General 265 (2004) 195-206).
이 기술은 이미 황의 감소시키고 제품의 품질의 향상시키거나, 또는 경질 올레핀, 특히 프로필렌 타입의 경질 올레핀의 생산을 촉진할 수 있게 하는 예를 들어 FCC 또는 코커로 부터의 LCO(촉매 크래킹 경유, light cycle oil) 또는 나프타와 같은 하나 이상의 탄화수소 흐름의 균질 분사(homogeneous injection)를 제안하는 특허 US　7658837에 의해 예상되었다.
이러한 타입의 재순환의 사용은, 탄화수소에 의해 더 많은 코크스를 생산할 수 있지만, 재생기로 보내지는 촉매 상의 코크스의 양을 증가시키기 위한 것으로 문헌 EP2072605에도 기재되었으며, 이와 같은 코크스의 첨가 목적은 산소를 재생기에 주입함으로써가 아니라 인접하는 다른 유닛들로부터 발생한 산소, 증기 및 탄소 기체(CO2)의 혼합물을 재생기에 주입함으로써 합성 가스를 생산할 수 있는 기화 장치로서 재생기의 작동이다.
상기 두 문헌에서, 탄화수소는 스트리퍼 내에서 한 단계에서 크래킹되고, 스트리핑 흐름은 크래킹 단계 후에 주입되며, 단 문헌 EP 2072605에서는 전에도 주입된다.
본 발명의 목적은 오직 촉매 입자를 분리 및 스트리핑하고, 탄화수소의 재생기로의 혼입(entrainment)을 제한하는데 사용되는 FCC공정의 단계를 적어도 두 개의 반응(크래킹) 단계 및 적어도 두 개의 스트리핑 단계로 전환시키는 것으로, 이는 FCC 공정의 경제적인 성능을 이와 같은 단계의 첫 기능인 스트리핑의 효율을 조정함이 없이 향상시킬 수 있게 한다.
본 출원인은 따라서 코크스화된 촉매 입자 상의 탄화수소, 특히 그 생산이 최소화하는 것이 요구되는 탄화수소의 다중-크래킹 및 특히 스트리핑이 수행되는 스트리퍼 내의 특정 패킹의 존재 하의 코크스화된 촉매 입자의 스트리핑을 결합하는 새로운 반응 및 스트리핑 공정을 개발하였다. 여기서, 이와 같이 변형된 스트리퍼를 예를 들어 주반응기 내의 크래킹에 의해 획득되고 그 생산의 감소시킬 것이 요구된 원치않은 탄화수소를 재순환시키는 것이 가능한 새로운 크래킹 다중-지역, 즉 다수의 크래킹 단계를 갖은 것으로 사용하는 것이 문제이다. 본 발명자는 이 조합이 현존하는 유닛을 리모델링하고 새로운 유닛을 구성하는 것 모두를 예상한다.
본 발명은 시장의 기능에 따른 FCC 유닛의 작업적 유연성(operational flexibility)을 증가시키는 것을 목적으로 한다. 이 유연성은 종래 촉매 크래킹 공정에 쉽게 통합될 수 있는 새로운 다단계 반응 및 스트리핑 공정을 도입함으로써 원치않은 탄화수소의 생산을 최소화하고 예를들어 C3 및 C4 올레핀 및/또는 가스-오일 타입의 증류유 같은 경질 고부가 탄화수소의 생산을 최대화함으로써 달성된다.
"종래 촉매 크래킹 공정"이란 표현은 여기서 탄화수소 공급원료를 상승 또는 하강하는 촉매의 유동층에서 반응시키는 단계, 코크스화된 촉매 입자를 크래킹된 유출물(effluent)으로부터 디스인게이징(disengaging)/스트리핑시키는 단계, 및 마지막으로 하나 이상의 스테이지에서 코크스화된 촉매 입자를 재생시키고, 유출구에서 회수된 재생된 촉매 입자가 반응단계의 유동층의 유입구로 보내지는 단계를 포함하는 공정을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명의 일 목적은 따라서 종래 유동층 촉매 크래킹 공정의 디스인게이징/스트리핑 단계에 통합되는 탄화수소 및 코크스화된 촉매 입자의 유동화 혼합물을 크래킹 및 스트리핑하기 위한 다단계 공정으로서, 상기 다단계 공정은 코크스화된 촉매 입자 및 크래킹된 유출물의 분리 후에 하나 이상의 크래킹 단계 및 하나 이상의 스트리핑을 포함하고, 상기 크래킹 및 스트리핑을 위한 다단계 공정은 하나 이상의 탄화수소 유체를 분리된 코크스화된 촉매 입자에서 크래킹하는 둘 이상의 단계, 및 그 후에 이들 입자를 스트리핑하는 둘 이상의 단계를 포함하고, 각 크래킹 단계는 스트리핑 단계를 선행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 명세서에서, 코크스화된 촉매 입자가 각 스트리핑 단계 동안 선행되는 단계에서 사용되는 촉매 입자에 역류방향으로 주입되는 스트리핑 유체로 스트리핑되는 동안, 탄화수소 유체는 각 크래킹 단계 동안 하나 이상의 인젝터(injector)로 코크스화된 촉매 입자로 주입된다.
본 발명의 장점 중에, 첫번째 장점은 동일한 FCC 유닛 내에서 라이저 또는 다우너 반응기(들)에 부가하여 둘 이상의 추가적인 반응 지역을 생성하는 것이다: 이는 상기 유닛의 유압용량(hydraulic capacity)을 제한하지 않고, 상기 FCC 유닛의 열평형을 유지하기 위해 스트리퍼의 유출구에서 촉매의 효과적인 스트리핑을 보증하는 동안, 그 생산이 제한하는 것이 요구되는 탄화수소를 소비하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 종래 촉매 크래킹 유닛의 디스인게이징/스트리핑 단계에 통합되는 본 발명에 따른 공정은 유리하게는 첫번째 크래킹 단계의 상류에 코크스화된 촉매 입자의 흐름(크래킹된 유출물/코크스화 촉매 분리에서 초래)을 상기 흐름에 역류방향으로 주입되는 스트리핑 유체로 역류로 세척하는 것인 촉매를 예비(pre)-스트리핑하는 단계를 포함할 것이다; 이 유체의 처리량은 바람직하게는 본 발명에 따른 상기 공정 내에서 코크스화된 입자의 스트리핑에 사용되는 총 처리량의 10 내지 40%로 다양하다.
촉매 입자를 예비-스트리핑하는 단계의 추가는 본 발명의 두번째 장점을 구성한다: 이 단계는 첫번째 크래킹 단계 전에 분리 후에 입자에 포획되고 흡착된 채로 남겨진 탄화수소를 (적어도 부분적으로) 제거하고, 따라서 첫번째 크래킹 단계 동안 주입된 탄화수소 분획물의 전환을 최대화하는 것을 통해 촉매의 반응성의 일부를 회복시키는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 입자는 특히 본 명세서에 개시된 발명에 기재된 하나 이상의 구조화된 패킹 부재에 의해 크래킹 및 선택적으로 스트리핑을 위한 다양한 격실(compartment)들로 분배된다.
이들 구조화된 패킹 부재들은 스트리퍼의 전 구획으로의 완전히 균질한 고체 입자의 분배를 가능하게 한다. 상기 고체의 흐름은 이때 고체상과 기상 사이의 접촉을 기체의 우선적 통과 없이 개선시키는 역혼합(backmixing)이 없는 플러그 흐름에 유사하다. 더욱이, 더 작은 기포와의 융합을 통해 그 부피가 증가하는 경향을 가진 상승하는 기포는 이때 이와 같은 구조화된 패킹으로의 통과시 분해되고, 이는 기상과 고체상 사이의 물질의 이동을 촉진한다.
이와 같은 패킹 부재의 부재시, 기포의 부피는 따라서 매우 높은 상승 속도에 따라 이들의 스트리퍼 내에서의 잔류시간(residence time)을 제한할 것이다. 하강 고체로의 물질의 교환은 이때 스트리퍼 내에서의 기포의 짧은 잔류시간뿐만 아니라, 두 상간의 교환구역의 감소 및 기포가 너무 큼에 따라 크게 제한될 것이다.
더욱이, 촉매에 대한 의미에서 크래킹 조건은 30 내지 200로 구성되는 극히 높은 탄화수소에 대해 촉매비(C/O), 및 반응기의 유출구에서 측정된 것보다 약 1 내지 5℃ 낮은 반응온도를 갖는 것이 매우 유리하다.
본 발명의 일 장점은 또한 사용된 촉매의 활성이 현존하는 잔류 코크스에 의해 감소되더라도 경질(C3 내지 C4) 올레핀 유리하게 코크스 및 건성 가스의 생산을 제한하는 최적의 유압적(hydraulic), 촉매적 및 열적 조건을 생성하는 것을 가능하게 한다. 촉매 활성의 감소는 주로 매우 높은 탄화수소에 대한 촉매비에 의해 보충된다.
이 예비-스트리핑 단계는 재생 단계 전에 여전히 촉매 입자 내에 존재하는 탄화수소를 스트리핑하기 위해 당업자에 의해 구조화된 패킹 부재의 사용을 통해 수행되는 단계와 상당히 유사하다.
본 발명에 따른 상기 공정의 스트리핑 단계는 대부분, 예를 들어 60 부피% 이상 증기로 구성되는 하나 이상의 기체의 주입을 포함한다.
크래킹 단계(들)는 가장 무거운 탄화수소, 특히 가스-오일 타입의 증류유의 분무화(atomisation) 및 증기화(vaporisation)를 특히 보조하기 위하여 5% (부피) 미만의 증기를 함유하는 탄화수소, 바람직하게는 재순환된 탄화수소 분획물의 하나 이상의 주입을 포함한다. 예를 들어, 주입된 탄화수소 분획물은 유리하게는 1 내지 3% (부피)의 증기를 포함한다.
본 발명의 다른 기술적 효과는 디스인게이징/스트리핑 단계 동안 원하는 생산물의 제조를 최대화하기 위해 크래킹 단계 동안 더 선택적인 크래킹을 획득하는 것이다. 주반응기 내의 크래킹과 비교하여, 디스인게이징/스트리핑 단계에서의 크래킹은 새로운 공급물(fresh feed)의 흐름에 대한 촉매의 흐름의 비율(C/O)이 높고 온도는 더 낮은 조건에서 수행되고, 이는 건성 가스와 같이 원치 않은 생성물을 생성시키는 열 반응에 비해 촉매 반응을 촉진시킨다. 이어서, 스트리퍼 내에서의 탄화수소 재순환의 사용은 주반응기 내의 크래킹 조건의 엄격도의 감소를 가능하게 한다(통상적으로 반응온도를 낮춤을 통해). 따라서, 조밀 유동층 내에서의 촉매성 휘발유의 크래킹은 선택적으로 액체화된 휘발유 가스 또는 LPG의 생산을 초래하고, 이는 동일한 LPG의 총생산량에서 공급원료를 크래킹하기 위한 주반응기의 반응 온도(TRX 또는 ROT)을 낮출 수 있게 한다. 이 온도를 낮춤으로써, 건성 가스 및 디올레핀과 같은 다른 2차 생성물의 생산이 감소될 것이고, 따라서 크래킹된 유출물을 분획하는 컬럼의 꼭대기에 위치하는 크래킹 가스 압축기의 부담을 던다. 이러한 부피 절약은, 주요 공급원료 크래킹 지역과 스트리핑 지역의 크래킹 단계 모두에서 LPG의 생산을 증가시키기 위해, 스트리퍼 내에서의 휘발유의 추가적인 크래킹에 의해 및/또는 더 많은 ZSM5-타입의 전환 첨가제(conversion additive)의 사용으로부터 얻어질 수 있다.
본 발명의 다른 기술적 효과는 ROT 또는 TRX와는 독립적인 캣 쿨러(cat cooler)(또는 촉매의 냉각)로부터 이익을 얻을 수 있다는 것이다. 코크스의 생산이 낮게 유지되면, 크래킹 단계의 하류에 주입되는 탄화수소 분획물이 촉매 입자를 냉각시킬 것이다. 예를 들어, 순환 처리량이 40　톤/분(t/min)인 유닛에 대해, 크래킹 단계 동안 20　톤/시간(t/h)의 휘발유의 주입이 촉매 입자의 온도가 5℃ 하강하는 결과를 초래할 것이고, 이와 같은 온도의 하강은 또한 재생기 내에 존재하는 촉매의 조밀상에서도 발견된다.
본 발명에 따른 공정에서, 두 스트리핑 단계 사이에 삽입되는 두 크래킹 단계는 따라서 통상적으로 220℃ 미만의 끓는점을 갖는 탄화수소 분획물의 GPL 타입의 경질 탄화수소로의 전환을 이들이 통합되는 촉매 크래킹 공정의 유압 평형(hydraulic equilibrium)을 조정함이 없이 촉매 입자에 존재하는 코크스의 양을 약간 증가함으로써 촉진한다.
증류유, 특히 가스-오일 타입의 증류유를 최대화하기 위한 모드에서 작동되는 FCC 공정에서, 재순환은 유리하게는 생산된 휘발유 또는 220℃ 이하의 끓는 점을 갖는 어떤 유체 또는 HCO (중질 사이클 오일(heavy cycle oil)) 타입의 생산물 또는 FCC 공정의 탄화수소 분획 단계에서 회수된 슬러리(잔류 탄화수소 슬러리)를 포함할 수 있다. 증류유를 최대화하기 위한 이와 같은 모드에서, 통상적으로 490℃ 내지 510℃에서 변화하는 주반응기 내의 반응온도로 낮은 전환율에서 작업하는 것이 바람직할 것이며, 이는 4 내지 6의 새로운 공급물의 흐름에 대한 촉매의 흐름의 비율(C/O)에 대응한다.
본 발명의 공정에 다른 정제 유닛(코커(coker), 히드로크래커(hydrocracker), 비스브레이커(visbreaker), 상압 증류(atmospheric distillation) 등)으로부터 유래하는 탄화수소 또는 예를들어 식물성 오일과 같이 바이오매스로부터 초래되는 생산물 또는 1세대 또는 2세대 바이오매스로부터 초래되는 그린(green) 탄화수소를 주입하는 것도 가능하다. 랩시드 오일(rapeseed oil) 또는 팜오일(palm oil)과 같은 식물성 오일과 조합하여 동시에 탄화수소가 주입되더라도 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다. 본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 재순환을 위한 탄화수소가 C2 내지 C5 올레핀의 중합으로부터 초래되고 220℃ 미만의 끓는점을 갖는 올리고머, 및 C6 및 C7 올레핀에서 선택될 수 있다.
상기한 다양한 탄화수소가 개별적으로 또는 혼합물로 도입될 수 있다.
따라서, 같은 성질의 탄화수소를 다른 크래킹 단계로 주입하거나 다른 성질의 탄화수소를 각각의 크래킹 단계에 주입하거나, 다른 성질의 탄화수소들을 공동으로 동일한 크래킹 단계로 주입하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 증류유를 최대화하고 C3 및 C4 올레핀, 더욱 바람직하게는 프로필렌의 생산을 최적화하는 공통의 목적을 달성하기 위하여, 첫번째 크래킹 단계에 주입되는 것은 생산된 휘발유 또는 220℃ 이하, 바람직하게는 160℃ 이하의 끓는점을 갖는 어떤 유체에서 선택되는 하나 이상의 탄화수소이고, 두번째 크래킹 단계에 주입되는 것은 탄화수소 유동층 촉매 크래킹 공정의 분획 단계에서 회수되는 HCO 타입 또는 슬러리의 생성물이고, 이 두 단계는 스트리핑 단계에 의해 분리된다. 이와 같은 배열에서, ROT 또는 TRX는 통상적으로 60 내지 65 중량%로 구성되고, 주반응기에서 전환을 최소화시킬 수 있는 4 내지 6의 촉매의 흐름의 새로운 공급물의 흐름에 대한 비율(C/O)에서 유래하는, 490 내지 510℃에서 선택되는 것이 바람직할 것이다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 공정은 연속적인 크래킹 및 스트리핑 단계를 포함할 것이고, 선택적으로 초기의 예비-스트리핑 단계를 포함한다. 원하는 만큼의 많은 크래킹 및 스트리핑 단계를 도입하는 것이 가능하고, 마지막 단계는 재생될 촉매입자를 제조하는 측면에서 항상 스트리핑 단계며, 이 단계는 재생기의 온도를 높일 수 있는 탄화수소의 혼입을 감소시킨다.
스트리핑 단계는 유리하게는 하나 이상의 구조화된 패킹 및 촉매 흐름에 역류방량으로 증기를 주입하기 위한 시스템을 포함할 것이다. 같은 방법으로, 크래킹 단계는 탄화수소를 주입하는 시스템 및 선택적으로 크래킹을 위한 부피의 전부 또는 일부에 하나 이상의 구조화된 패킹 부재를 포함할 것이다.
본 발명의 공정의 작업 조건 및 배치는 당업자에 공통적으로 적용되는 법칙, 특히 가스의 상승 속도, 하강 고체 흐름 및 특히 촉매의 재생기로의 재진입 전 스트리핑 단계에서의 잔류시간을 만족하기 위하여 조절된다.
본 발명의 공정을 통합하는 촉매 크래킹 공정에서, 촉매는 상압잔사유(atmospheric residue) 타입(총 표면적은 바람직하게는 110　m2/g 이상)의 중질 공급원료에서 휘발유의 생산을 위한 종래의 촉매로, 이에 대해 오염 금속, 니켈 및 바나듐의 함량이 원치않은 건성 가스의 생산(즉, 특히 에틸렌, 메탄, 수소 및 H2S의 생산) 및 코크스의 생산과 같은 2차 효과를 제한하기 위하여 바람직하게는 10000　중량ppm 미만이다. 본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 본 공정의 특정 단계들에서 완전하게 또는 부분적으로 코크스화된 상기 통상의 촉매로 구성되는 촉매 물질(catalytic mass)에 대해 15 중량% 이하의 첨가제, 예를 들어 ZSM5 첨가제를 추가하는 것도 가능하며, 이는 라이저 반응기로 주입되는 공급원료의 크래킹에서 유래되는지 또는 촉매 크래킹 유닛의 디스인게이저/스트리퍼의 스트리퍼 내의 탄화수소 재순환에서 유래되던지 휘발유의 크래킹을 통해 올레핀의 형성을 촉진한다. 실제로, 첨가제의 15 중량%의 농도 초과시, 휘발유 분자의 생산을 제한하고, 그에 따라 경질 C2 내지 C4 올레핀의 생산을 제한하는 공급원료의 크래킹을 수행하는 촉매의 촉매활성의 희석현상이 관찰된다. 첨가제의 보충은 촉매의 보충과 독립적으로 촉매와의 혼합물로 적절한 비율로 수행된다.
본 발명의 다른 목적은 유동층을 포함하는 주반응기의 하류에 위치하는 디스인게이저/스트리퍼(7)의 스트리퍼에 위치하는 촉매 크래킹 유닛에 적합한 크래킹 및 스트리핑 장치이고, 이 용기(vessel)는 주반응기에서 유래하는 크래킹된 탄화수소 및 촉매 입자의 원심 분리 및/또는 탄도 분리를 위한 디스인게이저, 및 재생기로의 촉매의 유출구(8) 상류에 위치하는 촉매 입자를 스트리핑하기 위한 스트리퍼(9)를 포함하고,
상기 스트리퍼는 결국 구조화된 패킹 부재들로 구비된 둘 이상의 크래킹 격실, 및 둘 이상의 스트리핑 격실을 포함하여 네 개 이상의 격실을 포함하고, 이 부재들은 상기 격실의 구획의 전부 또는 일부를 차지하고, 각 격실은 그 하단에 기상 유체를 주입하는 하나 이상의 수단, 예를 들어 인젝션 링(injection ring) 및/또는 인젝터를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 장치는 추가적으로 유리하게는 스트리핑 유체를 주입하기 위한 하나 이상의 인젝터(3) 및 선택적으로 하나 이상의 구조화된 또는 비구조화된 패킹이 구비되고, 크래킹 격실(2)의 상류에 위치하는 촉매 입자를 예비-스트리핑하기 위한 하나 이상의 예비-스트리핑 격실(1)을 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 장치는 기상 유체를 주입하기 위한 하나 이상의 수단이 구비된 복수의 삽입된(intercalated) 크래킹 및 스트리핑 격실들를 포함하고, 모든 크래킹 및 스트리핑 단계의 부피는 각각 차지된 총 부피의 25 내지 65% 및 35 내지 75%에 대응된다. 예비-스트리핑 격실이 있다면, 이는 최대 25 부피%를 occupy할 수 있다.
본 발명에 따르면, 크래킹 및 스트리핑 격실들는 본 명세서에 개시된 특허에 기재된 구조화된 패킹들로 구비된다. 더욱 바람직하게는, 본 발명에 따른 장치의 크래킹 격실들 내에서, 패킹 부재들은 상기 격실의 구획의 전부 또는 일부를 차지할 것이다. 따라서, 크래킹 격실의 전체 높이에 걸쳐 상기 격실이 둘 이상의 구획(하나는 패킹이 구비되고, 다른 하나는 무장비 및/또는 배플(baffle)이 장비됨)으로 나누어지더라도 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다. 이와 같은 배열은 동일한 격실의 두 개의 다른 구획에서 다른 탄화수소를 크래킹하는 것을 가능하게 한다.
기상 유체 또는 증발될 수 있는 액체 탄화수소를 스트리핑 및/또는 크래킹 격실들에 주입하기 위하여, 기상 유체를 주입하기 위한 수단은 바람직하게는 분무 로드-타입 인젝터(spraying rod-type injector) 및 분산 링(dispersion ring)에서 선택될 수 있다.
본 발명을 더 잘 이해하기 위하여, 첨부된 도면은 도식적으로 본 발명과 비교하여 종래 기술의 스트리핑 장치를 나타내고, 이들은 본 발명을 제한하는 것이 아니다.
도 1은 주반응기로부터의 코크스화된 촉매/크래킹 유출물 분리 및 스트리핑을 위한 디스인게이저/스트리퍼의 세 구현예, 구현예 A, B 및 C를 포함한다:
구현예 A는 그 디스인게이저/스트리퍼의 스트리퍼가 "디스크 및 도넛"으로 알려진 내부 구성요소들로 구비된 종래 FCC 유닛이다: 이 기술은 촉매의 흐름이 너무 크거나 증유 컬럼 내에서 접할 수 있는 것과 유사한 장애 현상시 유압 제한을 나타낸다.
구현예 B는, 구현예 A와 같이, 본 명세서에 개시된 특허에 기재된 기술의 구조화된 부재가 도입된 디스인게이저/스트리퍼의 스트리퍼를 기재한다: 종래 배치 내에서, 이들 내부 구성요소들은 매우 높은 촉매 흐름 하에서 매우 훌륭한 스트리핑 효율을 유지하면서 운영하는 것을 가능하게 한다. 각 격실은 하나 이상의 구조화된 부재 또는 패킹 및 상기 패킹의 하류에 위치한 가스를 분배하기 위한 링을 포함한다.
구현예 C는 디스인게이저/스트리퍼의 스트리퍼 내에 위치한 본 발명에 따른 장치이다.
도 2는 본 발명에 따른 구현예 C의 구체적인 사항을 나타낸다.
도 3 및 도 4는 크래킹 공간의 일부만이 구조화된 패킹으로 채워진 크래킹 격실의 구체적인 사항을 나타낸다.
도 5a, 5b 및 5c는 하기 실시예 2의 입증을 지지하는 촉매 크래킹 파일럿 플랜트(pilot plant)의 디스인게이저/스트리퍼의 스트리퍼에 대해 만들어진 다양한 변현예들을 나타낸다.
도 1에서, 구현예 C는 수개의 격실들를 포함하는 디스인게이저/스트리퍼의 스트리퍼인 것을 특징으로 한다. 각 격실는 다른 기능을 갖는다. 여기서, 동일한 스트리퍼 내에 나타난 격실들 (1), (2) 및 (3)이 있다. 예비-스트리핑 격실로 불리는 첫번째 격실(1)은 디스인게이저의 유출구에서 촉매 내에 포획된 탄화수소를 부분적으로 또는 완전히 제거하는 것을 가능하게 하고, 크래킹 격실(2)은 탄화수소 분획물이 주입되며, 마지막 스트리핑 격실(3)는 FCC 유닛의 재생기 내의 대기 내의 재생 전에 촉매 내에 포획된 탄화수소를 추출하기 위해 필요하다.
재생기의 온도를 상승시킬 수 있는 탄화수소의 혼입 감소에 의한 재생을 위해 제조하는 측면에서, 상기 배치의 마지막 격실이 촉매의 증기 또는 다른 비활성 가스에 의한 마지막 스트리핑의 격실이라면 원하는 만큼의 많은 격실들을 동일한 스트리퍼에 도입하는 것이 가능하다.
도 2에서, 본 발명에 따른 장치가 나타나고, 이는 종래 FCC 유닛의 디스인게이저/스트리퍼의 스트리퍼 내의 라이저 반응기(7) 주변에 위치한 세 격실들(1), (2) 및 (3)을 촉매(8)가 재생기로 방출되기 전에 포함한다. 격실(1)은 하나 이상의 패킹 스테이지를 포함하는 구조화된 패킹(41) 및 증기의 주입(51)을 포함하는 예비-스트리핑 격실이다. 격실(2)은 하나 이상의 패킹 스테이지를 포함하는 구조화된 패킹(42) 및 탄화수소의 주입(52)을 포함하는 크래킹 격실이다. 격실(3)은 하나 이상의 패킹 스테이지를 포함하는 구조화된 패킹(43) 및 증기의 주입(53)을 포함하는 스트리핑 격실이다.
도 3 및 도 4에는, 격실의 일부만을 자치하는 패킹(4)을 갖는 크래킹 격실이 나타난다. 도 3에는, 구조화된 패킹(4)은 격실을 그 총 높이에 걸쳐 반만 자치한다. 도 4에는, 패킹(4)이 크래킹 격실의 총 높이의 1/4의 인접하지 않는 두 부분을 차지하는 것을 볼 수 있다.
도 5(a), 5(b) 및 5(c)는 촉매 크래킹 유닛의 디스인게이저/스트리퍼 내의 스트리퍼를 시뮬레이션한다: 도 5(a)에 재순환 없는 스트리퍼, 도 5(b)에 탄화수소 재순환(5)을 갖는 스트리퍼, 도 5(c)에 탄화수소 재순환(5)을 갖고 패킹 부재(4)가 도입되는 스트리퍼가 나타난다.
모든 도면에서, 같은 부호는 같은 구성을 지시한다.
하기의 실시예는 본 발명의 효과 및 장점을 나타내기 위한 것이지만, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
실시예 1
본 실시예는 예비 시험을 통해 본 발명의 명세서 내에서 청구된 바와 같이 새로운 크래킹 단계 전에 그 활성의 일부를 회복하는 측면, 및 코크스화 촉매를 0이 아닌 잔류 탄소의 함량으로 예비-스트리핑하는 것의 장점을 나타내는 측면에서 유동층 크래킹 반응기 내에서 수행되는 것을 재현하는 것이다.
종래 사용되는 A로 표시되는 촉매(Albermarle사의 Conquest 85)는 재생 후에 촉매 크래킹 파일럿 플랜트로 도입된다. 이는 Kayser Technology사가 판매하는 ACE-Model R+(Advanced Cracking Evaluation-research unit with automatic catalyst addition) 파일럿 플랜트이다. 이는 유동층 촉매 크래킹 촉매의 선택적인 시험, 공급원료의 평가, 및 산업 유닛의 성능의 기술적 모니터링을 가능하게 하는 도구이다.
이와 같이 0의 잔류 탄소의 함량을 갖는 재생된 촉매에는 유동층 FCC 파일럿 플랜트 내에서 촉매 크래킹 작업이 수행된다. 고파라핀 진공 증류유(VD) 타입의 종래 공급원료가 520℃의 반응온도로 유동층 내로 주입되고, 크래킹 조건은 공급원료에 대한 촉매 중량비(R)가 5인 것과 같다. 공급원료의 첫번째 크래킹은 재생된 촉매 A에서 수행되고, 두번째 크래킹은 첫번째 크래킹 단계 후에 사용된 촉매가 회수되는 때 수행된다; 이는 B로 표시될 것이다. 두번째 크래킹 단계의 끝에, 촉매 B는 같은 공급원료를 크래킹하기 위한 세번째 크래킹 단계에 사용될 촉매 C를 제공하기 위하여 스트리핑된다.
모든 결과는 하기의 표 1에 수집된다: 첫번째 행은 완전히 재생된 촉매 A에 수행되는 공급원료의 첫번째 크래킹에 대해 획득된 산출량을 나타내고, 두번째 행은 촉매 B(첫번째 크래킹 동안 코크스화된 촉매 A)에 의해 획득된 산출량을 나타내며, 세번째 행은 촉매 C(첫번째 크래킹 동안 코크스화되고 이전에 스트리핑을 거치는 촉매 A)에 의해 획득된 산출량을 나타낸다.
촉매 A 촉매 B 촉매 C
H2- C2 1.26 1.34 1.01
C3=
C3(all)
iC4
nC4
iC4=
C4(all)		 4.90
5.78
3.71
0.71
1.75
10.17		 2.10
2.50
0.73
0.21
1.03
3.67		 4.14
4.79
1.81
0.42
1.81
7.05
LPG 15.95 6.17 11.85
PI-160℃
160-221℃		 34.94
11.57		 15.58
7.03		 27.65
9.59
휘발유 C5-221℃ 46.51 22.62 37.25
LCO 221-360℃ 11.07 14.92 11.95
하부잔유물
360+ 		22.72 54.64 36.16
코크스(Coke) 2.49 0.40 1.78
델타 코크스 0.50 0.08 0.36
전환율 -
221℃		 66.21 30.43 51.89
액체 전환율* 73.53 43.71 61.04
R 5.00 5.00 5.00
*액체 전환율 = LPG+휘발유+LCO
스트리핑되지 않은 코크스화 촉매(B)에 대해 44%에 가까운 수치에서부터, 코크스화되었지만 스트리핑된 촉매(C)에 대해 61%의 수치에 이르는, 표준 전환율 변화(standard conversion change)가 관찰된다. 그러나, 이는 여기서 73.5%인 완전히 재생된 촉매(A)에 의해 달성되는 액체 전환 수준(liquid conversion level)보다 여전히 낮다. 촉매의 간극 또는 입자간 공간에 존재하는 잔류 탄화수소의 제거는 촉매(C) 또는 코크스화된 후 스트리핑되는 촉매(A)의 촉매활성을 상당히 복원하는 것을 가능하게 한다.
이들 시험의 결과는 새로운 크래킹 단계를 위한 그 용도의 측면에서 이것이 여기서 0.5%로 탄소 또는 코크스의 높은 잔류 함량을 가진다고 하더라도 명백히 첫번째 크래킹 단계 후에 촉매를 스트리핑하는 것의 장점을 나타낸다.
실시예 2
본 실시예는 패킹-타입 내부 구성요소를 사용하는 것에 존재하는 장점을 탄화수소가 상기 내부 구성요소의 존재하에 재순환될 때(상기 내부 구성요소는 기상과 유동 고체 사이의 접촉을 개선함) 유동층의 디스인게이저/스트리퍼 내의 크래킹을 증가시키는 측면에서 입증하는 것을 목적으로 한다.
시험은 산업 촉매 크래킹 유닛을 대표하는 연속적이고 단열적인 유동 파일럿 플랜트 상에서 수행된다. 이 파일럿 플랜트는 산업 유닛과 동일한 장비로 구비된다. 이 유닛은 라이저의 하부 말단으로 되돌아가기 전에 그 활성을 복원하는 측면에서 그 하부에 크래킹될 공급원료가 주입되는 라이저, 먼저 촉매에서 크래킹된 가스를 분리하고 코크스화 촉매를 스트리핑하는 디스인게이저/스트리퍼, 디스인게이저/스트리퍼에 도달하는 촉매 상에 존재하는 코크스를 연소하기 위한 재생기를 포함한다. 상기 재생 단계는 하나 이상의 단계 내에서 수행된다.
도 5a에 나타나는 디스인게이저/스트리퍼는 탄화수소(도 5b 및 5c 내의 부호 5)의 재순환, 및 스트리핑되거나 스트리핑되지 않은 코크스화 촉매에 대한 그의 크래킹을 허용하기 위하여 다양한 조건하에서 측면에서 크래킹 가능성을 평가하는 측면에서 변형된다. 도 5a, 5b 및 5c는 상부가 디스인게이저/스트리퍼(9)에 연결되는 라이저 반응기(7)를 포함하고, 상기 디스인게이저/스트리퍼(9)는 상단에 코크스화 촉매를 수용하기 위한 원뿔부 및 반응기 내로 주입되는 공급원료의 크래킹 유출물을 배출하기 위한 배출관(10)을 포함하며, 하단에 재생기로 보내질 코크스화된 촉매 입자를 스트리핑하기 위한 가스 인젝터(6)를 포함하는 높이 H를 갖는 코크스화 촉매층을 포함하는 원통부를 포함한다. 도 5b에서, 휘발유 인젝터(5)는 코크스화 촉매층에 휘발유를 재순환하기 위해 추가된다: 도 5c에서, 패킹 요소(4)는 휘발유/코크스화 촉매 접촉을 개선하기 위하여 휘발유 인젝터(5) 위에 추가된다.
작동 조건은 하기와 같다:
- 라이저 반응기(7)의 하단에 주입되는 새로운 공급원료의 처리량 = 5.5　kg/h
- 새로운 공급원료의 예열 온도 = 200℃
- 라이저의 상단에서의 반응 온도 = 510℃
- 2 부피%의 산소 초과량을 획득하기 위하여 재생기에 대해 조절된 대기의 처리량
- 질소 스트리핑의 처리량 = 휘발유의 주입 없이 450　Nl/h, 그리고 디스인게이저/스트리퍼의 하단에 주입되는 휘발유(5)의 존재 하에 400　Nl/h
- 촉매 공급량이 열평형을 맞추기 위하여 조절된다. 모든 시험을 위해, 이는 일정하게 약 45　kg/h로 유지된다.
- 디스인게이저/스트리퍼의 하단 내에서의 휘발유(5)의 주입 처리량 = 1　l/h
- 스트리퍼 내에서 상승하는 가스(6)+(5)와 하강하는 고체 사의의 접촉을 촉진하기 위한 단 하나의 단일 패킹 부재가 있다.
사용되는 촉매는 실시예 1 내에서 사용되는 촉매와 동일하다. 이 촉매활성 MAT은 125　m2/g의 활성화 표면적에 대해 67%로 측정됐다. 이 촉매는 ZSM5에 기반한 LPG 부스터 첨가제를 포함하지 않는다.
반응기(7)의 하단에 주입되는 새로운 공급원료는 이전에 350 내지 550℃의 온도를 갖는 증류 분획물의 진공 증류유이다.
액체 형태로 스트리퍼 내로 재순환되는 휘발유는 하트 커트 휘발유(heart cut petrol)라고 표시되는 15℃에서 752　kg/m3의 밀도에 대해 90 내지 160℃의 끓는 범위를 가지는 촉매성 휘발유이다.
도 5b 및 5c로부터의 배열로 수개의 시험이 수행되었고, 결과는 하기의 표 2에 수집되었다. 이들 시험 동안, 물질 수지는 97 내지 102%로 획득된다.
배열 5b 5c
재순환 생성물 하트 커트 휘발유 하트 커트 휘발유
H2 0.25 0.21
C1 1.38 1.25
H2S 0.01 0.01
C2 1.53 1.41
C2= 0.94 0.84
건성 가스 H2-C2 4.11 3.72
C3 2.02 1.50
C3= 2.65 6.50
iC4 0.16 2.40
nC4 0.90 0.55
C4=1 0.45 0.56
iC4= 1.81 3.10
C4=2 0.36 1.58
LPG 8.34 16.19
LCN (Pi-100℃) 14.69 16.7
MCN (100-150℃) 42.84 3747
HCN (150-220℃) 13.03 11.2
TCN (i-220℃) 70.55 65.37
LCO (220-350℃) 8.49 7.24
DCO (350+℃) 6.91 5.41
코크스 1.60 2.07
재순환된 휘발유의 크래킹 가능성은 미리 평균을 낸 재순환 없이 그리고 재순환 있게 달성된 물질 수지 간의 차이로 추산된다.
패킹 부재(배열 5b)의 부존재 하에, 재순환된 휘발유의 크래킹 레벨은 제한된 LPG의 생산으로 상대적으로 낮게 유지된다. 단일 패킹 부재(배열 5c)의 도입은 LPG 및 더욱 특히 프로필렌(C3=)의 생산을 상당히 증가시키는 것을 가능하게 한다.
따라서, 배열(5b) 내에서, 액체 형태로 주입되는 휘발유는 층(bed) 내에서 빠르게 상승하는 큰 기포를 빠르게 형성하며 증기화하고, 이는 두 상(촉매/증기화된 액체) 간의 물질 이동을 상당히 제한한다. 한편, 패킹 부재(배열 5C)의 사용에 의해 기포의 크기를 감소시킬 수 있지만, 기포를 하강하는 고체와의 접촉을 "강제"하고, 이에 따라 촉매/증기화된 액체 접촉이 더 증가된다.
실시예 3
본 실시예는 스트리퍼로의 라이저 내에서 생산된 HCO 및 경질 휘발유를 LPG의 생산을 유지하면서 증류유의 생산을 최대화하기 위한 목적으로 재순환시키는 것의 효과를 입증하는 것을 목적으로 한다.
표시된 데이터는 상업 플랜트와 유사한 순환층 단열 파일럿 플랜트 상에 실험실에서 주로 산압잔사유 및 중간 활성(MAT ~ 65)의 촉매로 구성되는 공급원료에 대해 획득된 결과로부터 유래한다. 결과는 하기 표 3에 다양한 기획된 단계를 위하여 주어진다.
배열 경우 1 경우 2 경우 3
모드
재순환 스트리퍼
ROT(℃)		 휘발유
무
520℃		 증류유
무
490℃		 증류유
유(LCN 및 HCO)
490℃
H2
C1
C2
C2=
건성 가스
C3
C3=
iC4
nC4
C4=1
iC4=
C4=2
LPG
LCN (Pi-150℃)
HCN (150-220℃)
TCN (Pi-220℃)
LCO (220-350℃)
증류유 (150-350℃)
슬러리 (350+)
코크스		 0.4
1.3
1.1
1.0
3.9
0.9
3.7
1.4
0.5
1.1
1.6
3.4
11.0
35.0
14.0
49.0
18.3
32.3
9.9
8.0		 0.4
0.8
0.7
0.5
2.5
0.7
2.0
0.9
0.4
0.6
1.0
1.9
6.6
24.0
13.5
37.5
23.5
36.9
23.0
6.9		 0.4
1.1
1.0
0.7
3.3
1.0
3.4
1.4
0.5
0.8
1.5
2.3
9.9
18.4
15.9
34.3
26.6
42.5
17.7
8.1
도 3에서, 첫번째 행(경우 1)은 520℃의 온도 및 새로운 공급물에 대한 촉매비가 6인 휘발유 모드에서 획득된 산출량 구조를 보여준다..
두번째 행(경우 2)은 증류유(HCN/중질 휘발유+LCO/증류유 커트)의 생산을 증가시키는 것을 가능하게 하지만, LPG의 손실 및 슬러리 분획물(HCO/350-440℃.+DCO/440℃+)의 증가를 야기하는 작업 조건, 주로 반응온도(520℃에서 490℃으로 감소)를 적용함으로써 획득하는 증류유 모드에서의 산출량 구조를 나타낸다. 그러나, 코크스의 생산은 또한 감소되고, 이는 스트리퍼로의 분획을 통해 분리되는 탄화수소의 일부를 재순환하는 것을 가능하게 한다.
마지막 행(경우 3)은 주반응기 내에서 생산된 하트 휘발유(100-150℃)의 60% 및 역시 주반응기에서 생산된 HCO (350-440℃)의 50%를 스트리퍼로 재순환시킨 후의 산출량 구조를 나타내며, 휘발유는 디스인게이저 내에서 분리된 입자의 예비 스트리핑 후에 첫번째 크래킹 구역으로 주입되고, HCO는 첫번째 크래킹 구역으로부터의 촉매입자의 스트리핑 후에 두번째 크래킹 구역으로 주입된다: 이들 두 크래킹 구역은 스트리핑 구역뿐만 아니라 재생기로의 촉매의 재순환 전의 마지막 지역에 포함하는 "패킹"으로 구비된다.
조합된 이들 크래킹 조건 하에서, 디스인게이저/스트리퍼의 스트리퍼 부분 내에 배치된 두 크래킹 구역 및 주반응기 내에서, 순환된 양은 경질 휘발유의 양을 반으로 줄이고 증류유의 양을 휘발유 모드와 비교하여 30% 증가시키는 동안 LPG의 생산을 휘발유 모드(경우 1)의 부피에 가까운 부피로 증가시키는 것을 가능하게 한다. 코크스 산출량은 따라서 재생 구역 내에 추가적인 스트레스를 가함이 없이 휘발유 모드에 획득되는 것에 비례하여 유지된다. 재순환은 또한 생산된 슬러리(350+)의 양을 30% 감소시키는 것을 가능하게 하지만, 이 양을 휘발유 모드에서 획득된 생산 레벨로 감소시키는 것을 가능하게 하지는 않는다. 또한, 슬러리 산출량은 디스인게이저/스트리퍼으로 되돌아가는 재순환이 없는 증류유 모드(경우 2)에서 획득된 슬러리 산출량보다 낮다.

Claims (17)

  1. 통상의 유동층 촉매 크래킹 공정의 디스인게이징/스트리핑 단계에 통합되는, 탄화수소 및 코크스화 촉매 입자의 유동화 혼합물을 크래킹 및 스트리핑하기 위한 다단계 공정으로서,
    상기 다단계 공정은 코크스화 촉매 입자 및 크래킹된 유출물의 분리 이후에 하나 이상의 크래킹 단계 및 하나 이상의 스트리핑 단계를 포함하고,
    상기 크래킹 및 스트리핑하기 위한 다단계 공정은 분리된 코크스화 촉매 입자에서 하나 이상의 탄화수소 유체를 크래킹하는 둘 이상의 단계, 및 그 후에 상기 입자를 스트리핑하는 하나 이상의 단계를 포함하고, 각 크래킹 단계는 스트리핑 단계에 선행되는 것을 특징으로 하는 공정.
  2. 제1항에 있어서,
    각 스트리핑 단계에서 코크스화 촉매 입자가 선행 단계에서 사용된 촉매 입자에 역류방향으로 주입되는 스트리핑 유체에 의해 스트리핑되는 경우, 하나 이상의 탄화수소 유체가 각 크래킹 단계에서 인젝터에 의해 코크스화 촉매 입자에 주입되는 것을 특징으로 하는 공정.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    첫번째 크래킹 단계의 상류에서, 분리 단계로부터 생성된 코크스화 촉매 입자의 흐름을 상기 흐름의 역류방향으로 주입된 스트리핑 유체에 의해 역류방향으로 씻는 것으로 이루어진 촉매의 예비-스트리핑 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자들은 하나 이상의 구조화된 패킹 부재에 의해 다양한 크래킹 및 선택적으로 스트리핑 단계에서 나누어지는 것을 특징으로 하는 공정.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 크래킹 단계가 2개의 스트리핑 단계 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 공정.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스트리핑 단계는 대부분 증기로 구성된 가스의 주입을 포함하고, 상기 크래킹 단계는 5% 미만의 증기를 함유하는 재순환된 탄화수소 분획물의 주입을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 크래킹 단계는 생산된 휘발유 또는 220℃ 이하의 끓는점을 갖는 유체 및/또는 유동층 촉매 크래킹 공정의 탄화수소 분획 단계에서 회수되는 HCO 타입 또는 슬러리의 생산물 및/또는 다른 정제 유닛, 특히 수소화크래킹 유닛, 바이오매스 유닛 및/또는 파라핀 공급원료 유닛으로부터 생성된 생산물을 포함하는 하나 이상의 탄화수소의 재순환의 주입을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  8. 제7항에 있어서,
    재순환을 위한 탄화수소는 C2 내지 C5 올레핀의 중합에서 생성된 220℃ 미만의 끓는점을 갖는 올리고머, 및 C6 및 C7 올레핀에서 선택될 수 있는 것을 특징으로 하는 공정.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    동일한 성질의 탄화수소들이 다른 크래킹 단계들에 주입되거나, 또는 다른 성질의 탄화수소들이 각 크래킹 단계에 주입되거나, 또는 다른 성질의 탄화수소들이 함께 동일한 크래킹 단계의 동일한 격실에 주입되는 것을 특징으로 하는 공정.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    첫번째 크래킹 단계에 주입되는 것은 생산된 휘발유 또는 220℃ 이하의 끓는점을 갖는 유체에서 선택되는 하나 이상의 탄화수소이고, 두번째 크래킹 단계에 주입되는 것은 유동층 촉매 크래킹 공정의 탄화수소 분획 단계에서 회수되는 HCO 타입 또는 슬러리의 생산물이며, 이들 두 단계는 스트리핑 단계에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 공정.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    초기의 예비-스트리핑 단계를 포함하는, 연속적인 크래킹 및 스트리핑 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 크래킹 및 스트리핑 단계는 상호간의 사이에 삽입되고, 첫번째 단계는 항상 초기의 예비-스트리핑 단계가 선행될 수 있는 크래킹 단계이고, 마지막 단계는 스트리핑 단계인 것을 특징으로 하는 공정.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용되는 촉매는 15 중량% 이하의, ZSM5에 기반하는 하나 이상의 첨가제를 포함하는, 올레핀으로의 크래킹을 촉진하는 하나 이상의 첨가제를 함유하는 통상의 촉매로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  14. 유동층을 포함하는 주반응기(7)의 하류에 위치하는 디스인게이저/스트리퍼로 알려진 용기를 포함하는 유동층 촉매 크래킹 유닛에 적합한, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 공정을 시행하는 분리 및 스트리핑 장치로서,
    상기 용기는 크래킹 반응으로부터 생성된 촉매 입자 및 탄화수소의 원심분리 및/또는 탄도분리를 위한 디스인게이저, 및 촉매의 유출구(8)의 상류에 위치하는 촉매 입자를 스트리핑하기 위한 스트리퍼(9)를 포함하고,
    상기 스트리퍼는 넷 이상의 격실, 둘 이상의 크래킹 격실(2), 및 둘 이상의 스트리핑 격실(3)을 포함하고, 각 격실은 그 하단에 구조화된 패킹 부재가 구비될 수 있고 기상 유체를 주입하기 위한 하나 이상의 수단(5)을 포함하고, 상기 부재는 상기 격실의 단면의 전부 또는 일부를 차지하는 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 스트리퍼는, 스트리핑 유체를 주입하기 위한 하나 이상의 수단 및 선택적으로 하나 이상의 구조화된 또는 비구조화된 패킹 부재가 구비된, 첫번째 크래킹 격실의 상류에 위치하는 촉매 입자를 예비-스트리핑하기 위한 하나 이상의 예비-스트리핑 격실(1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 스트리퍼는 기상 유체를 주입하기 위한 하나 이상의 수단이 구비된 복수의 삽입된 크래킹 및 스트리핑 격실들을 포함하고, 상기 크래킹 및 스트리핑 격실들 모두의 부피는 각각 스트리핑 구역의 부피의 25 내지 65% 및 35 내지 75%에 대응하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 예비-스트리핑 격실은 총 스트리핑 부피의 25% 이하를 차지하는 것을 특징으로 하는 장치.
KR1020137012601A 2010-10-15 2011-10-11 Fcc 유닛 내에서의 다단계 크래킹 및 스트리핑 공정 KR101880161B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1058432 2010-10-15
FR1058432A FR2966161B1 (fr) 2010-10-15 2010-10-15 Procede de reaction et de stripage etage dans une unite de fcc pour maximisation de la production d'olefines
PCT/FR2011/052366 WO2012049416A2 (fr) 2010-10-15 2011-10-11 Procede de craquage et de stripage multi-etage dans une unite de fcc.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130106856A true KR20130106856A (ko) 2013-09-30
KR101880161B1 KR101880161B1 (ko) 2018-07-20

Family

ID=43837994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137012601A KR101880161B1 (ko) 2010-10-15 2011-10-11 Fcc 유닛 내에서의 다단계 크래킹 및 스트리핑 공정

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9388095B2 (ko)
EP (1) EP2627736B1 (ko)
JP (1) JP6140076B2 (ko)
KR (1) KR101880161B1 (ko)
CN (1) CN103154204B (ko)
ES (1) ES2772139T3 (ko)
FR (1) FR2966161B1 (ko)
RU (1) RU2569301C2 (ko)
WO (1) WO2012049416A2 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9604321B1 (en) * 2013-05-02 2017-03-28 360° Ballistics, LLC Repair of ballistic concrete panels
WO2016009333A1 (en) 2014-07-17 2016-01-21 Sabic Global Technologies B.V. Upgrading hydrogen deficient streams using hydrogen donor streams in a hydropyrolysis process
BR112018069019A2 (pt) 2016-03-21 2019-01-22 Novomer Inc ácido acrílico e métodos de produção do mesmo
RU2650154C1 (ru) * 2016-12-16 2018-04-09 Общество с ограниченной ответственностью "Биологические Источники Энергии" (ООО "БиоИстЭн") Устройство с псевдоожиженным фонтанирующим слоем кольцеобразной формы и способ его работы
KR20210014130A (ko) * 2018-05-24 2021-02-08 테크닙 프로세스 테크놀로지 인코포레이티드 스트리퍼 및 패킹 장치
CN108753356B (zh) * 2018-06-21 2020-09-11 清华大学 一种多级逆流催化裂化/裂解系统及方法
US11167258B2 (en) * 2019-05-14 2021-11-09 Uop Llc Apparatus and process for separating gases from catalyst and revamp
US11873452B1 (en) 2022-12-12 2024-01-16 Saudi Arabian Oil Company Methods for processing hydrocarbons to produce light olefins using catalyst formulations or mixtures

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3928172A (en) * 1973-07-02 1975-12-23 Mobil Oil Corp Catalytic cracking of FCC gasoline and virgin naphtha
US5702589A (en) * 1995-04-27 1997-12-30 Abb Lummus Global Inc. Process for converting olefinic hydrocarbons using spent FCC catalyst
EP2072605A1 (en) * 2007-12-21 2009-06-24 BP Corporation North America Inc. System and method of producing heat in a fluid catalytic cracking unit

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5290430A (en) * 1991-11-13 1994-03-01 Uop Riser disengager with suspended catalyst separation zone
FR2728805B1 (fr) 1994-12-29 1997-03-28 Total Raffinage Distribution Procede et dispositif pour le strippage de solides fluidises et utilisation dans un procede de craquage a l'etat fluide
FR2757785B1 (fr) * 1996-12-31 1999-11-26 Total Raffinage Distribution Dispositif pour le traitement de particules solides en lit fluidise, et son utilisation
US6224833B1 (en) 1998-12-15 2001-05-01 Koch-Glitsch, Inc. Apparatus for contacting of gases and solids in fluidized beds
US6740227B2 (en) 1999-12-29 2004-05-25 Uop Llc Stripping process with fully distributed openings on baffles
ES2229116T3 (es) * 2001-02-22 2005-04-16 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Aparato de craqueo catalitico fluido.
US7077997B1 (en) 2002-08-16 2006-07-18 Uop Llc Stripping apparatus
US7022221B1 (en) 2002-08-16 2006-04-04 Uop Llc Stripping apparatus and process
US7270739B2 (en) * 2003-02-28 2007-09-18 Exxonmobil Research And Engineering Company Fractionating and further cracking a C6 fraction from a naphtha feed for propylene generation
US7276210B2 (en) * 2003-08-20 2007-10-02 Petroleo Brasileiro S.A. -Petrobras Stripping apparatus and process
US7332132B2 (en) * 2004-03-19 2008-02-19 Uop Llc Stripping apparatus and process
BRPI0403184B1 (pt) * 2004-07-30 2015-04-07 Petroleo Brasileiro Sa Processo para alterar a distribuição de produtos de craqueamento catalítico fluido de hidrocarbonetos
CN1332747C (zh) 2004-10-22 2007-08-22 中国石油化工股份有限公司 一种催化裂化汽提器内构件及其设置方法
AU2006338298B2 (en) 2006-02-13 2011-05-19 Uop Llc Stripping apparatus and process
US20090269252A1 (en) * 2008-04-23 2009-10-29 Stone & Webster Process Technology, Inc. Operation of catalyst withdrawal wells with packing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3928172A (en) * 1973-07-02 1975-12-23 Mobil Oil Corp Catalytic cracking of FCC gasoline and virgin naphtha
US5702589A (en) * 1995-04-27 1997-12-30 Abb Lummus Global Inc. Process for converting olefinic hydrocarbons using spent FCC catalyst
EP2072605A1 (en) * 2007-12-21 2009-06-24 BP Corporation North America Inc. System and method of producing heat in a fluid catalytic cracking unit

Also Published As

Publication number Publication date
CN103154204B (zh) 2015-05-20
EP2627736B1 (fr) 2019-12-04
US9388095B2 (en) 2016-07-12
EP2627736A2 (fr) 2013-08-21
RU2013122113A (ru) 2014-11-20
WO2012049416A9 (fr) 2012-08-09
JP2013541617A (ja) 2013-11-14
FR2966161A1 (fr) 2012-04-20
CN103154204A (zh) 2013-06-12
US20130267747A1 (en) 2013-10-10
JP6140076B2 (ja) 2017-05-31
WO2012049416A3 (fr) 2012-06-21
RU2569301C2 (ru) 2015-11-20
FR2966161B1 (fr) 2013-12-20
KR101880161B1 (ko) 2018-07-20
WO2012049416A2 (fr) 2012-04-19
ES2772139T3 (es) 2020-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11214741B2 (en) Fluid catalytic cracking process for cracking multiple feedstocks
KR101880161B1 (ko) Fcc 유닛 내에서의 다단계 크래킹 및 스트리핑 공정
KR101954472B1 (ko) 하향류 반응기에서 파라핀계 나프타의 유동접촉분해 방법
KR101447299B1 (ko) Ｆｃｃ유닛 작동과 관련된 중질 오일 피드스트림을 경질 탄화수소 생성물 스트림으로 변환 및 회수 방법
KR101324006B1 (ko) 경질 원료 및 혼합된 경질/중질 원료를 갖는 듀얼 라이저ｆｃｃ 반응장치 공정
KR102352855B1 (ko) 경질 올레핀 생산을 위한 통합 용제-탈아스팔트 및 유동층 접촉 분해 공정
JP6322412B2 (ja) 低いコンラドソン残留炭素分を有する留分を処理するための接触分解プロセス
US20130130889A1 (en) Process for maximum distillate production from fluid catalytic cracking units (fccu)
JP2022523128A (ja) 下降流反応器の炭化水素触媒転化方法及びその装置
CN112423874B (zh) 利用多级催化剂反应和再生以最大化烯烃产量
US8435401B2 (en) Fluidized catalytic cracker with active stripper and methods using same
US8535610B2 (en) Apparatus for regenerating catalyst
CN102268291B (zh) 一种降低汽油烯烃的催化裂化工艺与装置
CN106609151B (zh) 一种生产低碳烯烃的方法
CN111655363B (zh) 用于使催化剂床流化的方法和设备
US8657902B2 (en) Apparatuses for separating catalyst particles from an FCC vapor
CN114173919A (zh) 提升管反应器系统
EP3436192A1 (en) Fcc counter-current regenerator

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right