NL8520238A - METHOD AND APPARATUS FOR CRACKING RESTOLIES - Google Patents

METHOD AND APPARATUS FOR CRACKING RESTOLIES Download PDF

Info

Publication number
NL8520238A
NL8520238A NL8520238A NL8520238A NL8520238A NL 8520238 A NL8520238 A NL 8520238A NL 8520238 A NL8520238 A NL 8520238A NL 8520238 A NL8520238 A NL 8520238A NL 8520238 A NL8520238 A NL 8520238A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
catalyst
oil
temperature
riser
atomized
Prior art date
Application number
NL8520238A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Total Eng & Res
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
Priority claimed from US06/498,883 external-priority patent/US4601814A/en
Application filed by Total Eng & Res filed Critical Total Eng & Res
Publication of NL8520238A publication Critical patent/NL8520238A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique

Description

Λ χΝ0 34073 S 5 2 Ojp-8 1 ........340 χΝ0 34073 S 5 2 Ojp-8 1 ........

Werkwijze en inrichting voor het kraken van restoliën 5 In de stand van de techniek worden restoliën aangeduid als re siduen, gereduceerde ruwe olie, bodemfrakties van atmosferische destillatie, afgetopte ruwe olie, vacuumresiduen of eenvoudig als zware oliën. Bekend is ook dat dergelijke hoogkokende delen van ruwe olie zeer weerspannige componenten bevatten, zoals polycyclische aromaten en ;10 asfaltenen, waarvan het katalytisch kraken onder vorming van benzine in hoge opbrengst plus lager en hoger kokende koolwaterfrakties moeilijk wordt geacht, wegens de afzetting van grote hoeveelheden kooks op de katalysator. Bovendien worden metaal verontreinigingen in de zware frak-ties van ruwe olie die vanadium, nikkel, koper, ijzer enz. omvatten op 15 en/of in de poriën van de katalysator afgezet waardoor de gebruikte katalysator verder wordt vergiftigd en/of gedesaktiveerd. In feite is de opvatting in de stand van de techniek dat het effekt van de verkook-singsneigingen van de zware oliefrakties met daarbij het effekt van de zware metalen zo overheersend zijn dat de resulterende opbrengsten on-20 aanvaardbaar zijn in termen van industriële bedrijfsvoering.Process and apparatus for cracking residual oils In the prior art, residual oils are referred to as residues, reduced crude, bottom fractions from atmospheric distillation, capped crude, vacuum residues or simply as heavy oils. It is also known that such high boiling parts of crude oil contain very stubborn components, such as polycyclic aromatics and asphaltenes, the catalytic cracking of which produces high yield gasoline plus lower and higher boiling hydrocarbon fractions, due to the deposition of large amounts coke on the catalyst. In addition, metal impurities in the heavy fractions of crude oil comprising vanadium, nickel, copper, iron, etc. are deposited on the and / or pores of the catalyst thereby further poisoning and / or deactivating the spent catalyst. In fact, the prior art view that the effect of the coking tendencies of the heavy oil fractions with the effect of the heavy metals is so predominant that the resulting yields are unacceptable in terms of industrial operations.

Met het oog op de in de stand van de techniek erkende problemen bij de verwerking van zware olie en de bodemfrakties daarvan die dergelijke verontreinigingen bevatten, is eerder voorgesteld een scheiding van materialen die de residuele of zwaarste frakties omvatten tot stand 25 te brengen of een voorafgaande omzetting van de zwaarste en ongewenste bestanddelen te bewerkstelligen. Om de gewenste scheiding tot stand te brengen bedient men zich in de stand van de techniek van verschillende methoden zoals vacuumdestillatie, vloei stofextraktie, hydrogenering of , bepaalde thermische kraakprocessen voor de afscheiding of de beheersing 30 van verontreiniging. Adsorptie van ongewenste componenten, in het bijzonder metaal componenten op deeltjesvormig materiaal zonder of met geringe kraakaktiviteit is ook toegepast. Thermisch kraken, zoals vertraagd verkooksen en vloeibaar verkooksen, alsmede visbreaking zijn ook toegepast voor het veredelen van zware restolie; de gevormde produkten 35 die boven 250°C koken blijken echter geen bijzonder goede grondstof te ; zijn voor gefluldiseerd katalytisch kraken als gevolg van de resulterende hoge concentraties aan polycyclische aromaten.In view of the problems recognized in the prior art in the processing of heavy oil and its bottom fractions containing such impurities, it has previously been proposed to effect a separation of materials comprising the residual or heaviest fractions or a prior effect conversion of the heaviest and undesirable components. To achieve the desired separation, the prior art uses various methods such as vacuum distillation, liquid extraction, hydrogenation or certain thermal cracking processes for the separation or control of contamination. Adsorption of undesirable components, in particular metal components, on particulate material with no or little cracking activity has also been used. Thermal cracking, such as delayed coking and liquid coking, as well as visbreaking, have also been used to refine heavy residual oil; however, the molded products boiling above 250 ° C do not appear to be a particularly good raw material; are for fluid catalytic cracking due to the resulting high concentrations of polycyclic aromatics.

JJ

Restolie met betrekkelijk hoog kokende frakties van ruwe olie, welke restolie is verkregen als bodemfrakties van atmosferische destil-40 latie en/of vacuumdestillatie wordt daarom door de olie-industrie als 85 2 02.3 8 Λ.Residual oil with relatively high boiling fractions of crude oil, which residual oil is obtained as bottom fractions from atmospheric distillation and / or vacuum distillation, is therefore referred to by the oil industry as 85 2 02.3 8 Λ.

i 2 noodvoorraad beschouwd omdat de olie grote hoeveelheden bestanddelen bevat waarvan algemeen wordt aangenomen dat deze verkooksende eigen-; : schappen heeft en zware metalen bevat. Een restolie kan bijvoorbeeld een kool stofresidu van meer dan 0,6 gew.% bevatten en volgens de opvat-i 5 ting in de industrie draagt dit in een kraakbehandeling bij aan de pro-duktie van kooks in hoog toegevoegd gehalte en veroorzaakt dit met de ; hoge metaal gehalten een snelle desaktivering van de kraakkatalysator met als gevolg onrendabele opbrengsten. Daardoor bestaat bij de stand van de techniek de neiging deze materialen uit te sluiten van de grond-10 stoffen voor geflufdiseerd kraken.i 2 considered an emergency supply because the oil contains large amounts of constituents that are generally believed to be coking properties; : has shelves and contains heavy metals. For example, a residual oil may contain a carbon residue of more than 0.6% by weight and, according to industry opinion, it contributes to the production of coke in high added content in a cracking treatment and causes it with the ; high metal contents rapidly deactivate the cracking catalyst resulting in unprofitable yields. Therefore, there is a tendency in the prior art to exclude these materials from the raw materials for fluidized cracking.

Voor het doel van de uitvinding kan restolie materialen omvatten die koken van 205°C tot het eindpunt van ruwe olie, boven 980°C. De materialen met dit brede kookgebied kunnen lichte gasolie die kookt van ongeveer 205 tot 425°C, middelzware gasolie die kookt van ongeveer 315 15 tot 455°C, zware gasolie die kookt van ongeveer 315 tot 650°C en de componenten die boven 650°C tot het eindpunt van ruwe olie koken, omvatten, waaronder koolstofvormende componenten zoals polycyclische aromaten, asfaltenen en metaalverontreinigingen alsmede totale ruwe oliën. Afzonderlijk bereide basisstoffen zoals die welke met vloei-20 stofextraktie van gehydrogeneerd materiaal worden bereid kunnen ook als toevoer voor het proces worden opgenomen.For the purpose of the invention, residual oil may include materials boiling from 205 ° C to the crude oil end point, above 980 ° C. The materials with this wide boiling range can be light gas oil boiling from about 205 to 425 ° C, medium gas oil boiling from about 315 to 455 ° C, heavy gas oil boiling from about 315 to 650 ° C and the components above 650 ° C to the end point of crude oil include, including carbon-forming components such as polycyclic aromatics, asphaltenes and metal impurities as well as total crudes. Separately prepared base materials, such as those prepared with hydrogen extraction liquid extraction, may also be included as feed to the process.

De uitvindingThe invention

De uitvinding heeft betrekking op de gelijktijdige omzetting van j zowel de hoogkokende als de laagkokende componenten van restoliën met 25 ; een hoge selektiviteit voor benzine en lichte componenten en met een j ; geringe kooksvorming. De met de hoge regenerator- en katalysatortempe-raturen samenhangende problemen uit het verleden worden door de uitgangspunten van de werkwijze volgens de uitvinding grotendeels ondervangen. Volgens de uitvinding worden namelijk hoge regeneratietempera-| ; ; 30 turen voor de katalysator bevorderd en wordt van deze hoge temperaturen : van de katalysator gebruik gemaakt om de gewenste kraakreakties bij een ; hoge omzetting en hoge selektiviteit voor benzine en tot benzine om te zetten produkten te doen plaatsvinden in een behandeling in een keer, zonder bovenmatige kooksvorming. Gefluldiseerd katalytisch kraken 35 wordt met succes toegepast op door destillatie, vloeistofextraktie en hydrogenering verkregen uitgangsstoffen, tot in destillatiegebieden waarbij onmiddellijke verdamping door een hete geregenereerde katalysator mogelijk is. Proeven met het kraken van de hoogkokende residuele kool waterstofcomponenten hadden minder resultaat dan gewenst, hetgeen 40 in belangrijke mate te wijten is aan het feit dat de proefnemers aanThe invention relates to the simultaneous conversion of both the high-boiling and the low-boiling components of residual oils by 25; high selectivity for petrol and light components and with a j; low coking. The problems of the past associated with the high regenerator and catalyst temperatures are largely obviated by the principles of the process according to the invention. Namely, according to the invention, high regeneration temperatures are achieved ; ; 30 hours for the catalyst are promoted and these high temperatures: the catalyst is utilized to provide the desired cracking reactions at a; high conversion and high selectivity for gasoline and gasoline convertible products to be carried out in one operation without excessive coking. Fluid catalytic cracking is successfully applied to starting materials obtained by distillation, liquid extraction and hydrogenation, into distillation areas where immediate evaporation by a hot regenerated catalyst is possible. Cracking of the high-boiling residual hydrocarbon components had less results than desired, which is largely due to the fact that the testers

ft ^ 9 fl ‘7 Pft ^ 9 fl ‘7 P

S# v L II L -J i* Λ i 3 ..................................S # v L II L -J i * Λ i 3 ..................................

aanzienlijke beperkingen waren gebonden en niet tot het inzicht kwamen dat succes alleen mogelijk is indien vrijwel onmiddellijke en volledigesignificant limitations were bound and did not come to the conclusion that success is only possible if almost immediate and complete

i Ii I

verneveling/verdamping wordt bewerkstelligd bij het eerste kontakt van de zware olie met de zeer hete katalysatordeeltjes bij een temperatuur j 5 boven de pseudokritische temperatuur van de aangevoerde restolie. Dit betekent dat naarmate het kooktrajekt van een gasolie door toevoeging ; van residuen hoger wordt, de katalysatortemperatuur eveneens moet worden verhoogd. In de stand van de techniek ontbrak niet alleen het in-: zicht en dus de kennis van deze feiten, maar werd ook met opzet voorko-;10 men dat in het proces de noodzakelijke hoge katalysatortemperatuur werd bereikt, in verband met twee faktoren: (1) metallurgische grenzen van de regeneratie-uitrusting, (2) thermische stabiliteit van de katalysator.atomization / evaporation is effected at the first contact of the heavy oil with the very hot catalyst particles at a temperature above the pseudo-critical temperature of the supplied residual oil. This means that as the boiling range of a gas oil by addition; of residues increases, the catalyst temperature must also be raised. The prior art not only lacked insight and thus knowledge of these facts, but also deliberately prevented the necessary high catalyst temperature from being achieved in the process in connection with two factors: 1) metallurgical limits of the regeneration equipment, (2) thermal stability of the catalyst.

In de thans beschikbare technieken voor gefluldiseerd kraken lijkt 15 men het erover eens dat de praktische maximum temperatuur voor het regenereren en bijgevolg de temperatuur van de geregenereerde katalysator tot het gebied van ongeveer 705°C tot 760°C dienen te worden beperkt, ook al worden temperaturen tot 815 en 870°C veel genoemd. De tempera-tuurbeperking van 705-760°C beperkt in feite noodzakelijkerwijze de aan 20 de katalytische kraakinstallaties toegevoerde olie tot gedestilleerde, met vloeistof geëxtraheerde en gehydrogeneerde gasolie die is gescheiden van boven 550°C kokende residuen teneinde de gewenste omzet-tingsgraden te halen.Currently available fluidized cracking techniques seem to agree that the practical maximum regeneration temperature and hence the regenerated catalyst temperature should be limited to the range of about 705 ° C to 760 ° C, even if temperatures up to 815 and 870 ° C are often mentioned. In fact, the temperature restriction of 705-760 ° C necessarily limits the oil supplied to the catalytic cracking plants to distilled, liquid-extracted and hydrogenated gas oil separated from boiling residues above 550 ° C in order to achieve the desired conversion rates.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op het verschaffen van 25 een opstelling van inrichtingen of apparatuur en van toepassingswijzen, waarmee onder andere verhoging van de temperatuur van de regenerering van de katalysator tot tenminste 980°C mogelijk is zonder dat aan de aktiviteit van de katalysator onnodig thermisch afbreuk wordt gedaan.The present invention relates to the provision of an arrangement of devices or equipment and of methods of application, which, among other things, enable the temperature of the regeneration of the catalyst to be raised to at least 980 ° C without the thermal activity of the catalyst being unnecessarily thermal. harm is done.

De uitvinding behelst tevens een reeks apparatuur- of uitrustingsmidde-;30 len die de in de uitvinding vervatte zware temperatuurbehandelingen kunnen weerstaan.The invention also encompasses a range of equipment or equipment that can withstand the severe temperature treatments contained in the invention.

Aldus kan bijvoorbeeld het niet gedestilleerde gedeelte van ruwe olie dat vanaf ongeveer 205°C of hoger tot het eindpunt van ruwe olie kookt, zoals afkomstig is van afgetopte ruwe oliën, worden gekraakt 35 onder omstandigheden waarbij hoge omzettingen van de aangevoerde olie : tot lagerkokende stoffen, waaronder benzine en lichtere koolwaterstoffen worden bereikt met benzineopbrengsten die vergelijkbaar zijn met die van het kraken van gasolie volgens de stand der techniek inclusief vergelijkbare kooksvorming. De noodzaak van kostbare reiniging van 40 grondstoffen of bereidingstechnieken en apparatuur in de vorm van des-g K 9 A 9 'Tl <βThus, for example, the undistilled crude oil boiling from about 205 ° C or higher to the crude oil end point, such as from capped crudes, can be cracked under conditions where high conversions of the oil supplied: to lower boiling substances including gasoline and lighter hydrocarbons are achieved with gasoline yields comparable to that of the prior art gas oil cracking including comparable coking. The need for costly cleaning of 40 raw materials or preparation techniques and equipment in the form of des-g K 9 A 9 'Tl <β

4# «J y £, .j 'Q4 # «J y £, .j 'Q

Λ 4 .......... ...........Λ 4 .......... ...........

tillatie, vloeistofextraktie, hydrogenering of verschillende thermische processen komt dus te vervallen.thus, elimination, liquid extraction, hydrogenation or various thermal processes are omitted.

De met de werkwijze volgens de uitvinding verkregen produkten ge-; lijken op die welke het resultaat zijn van het meer gebruikelijke ge- 5 fluldiseerd katalytisch kraken van betrekkelijk schone gasolie. Dat wil zeggen dat er Cg's en lichtere gassen, C3- en C4-alkenen en -alkanen, benzine kokend van C5's tot 220°C en gekraakte lichte en zware recirculaatoliën worden verkregen. De aldus verkregen gekraakte recirculaatoliën of gasolie die bekend is als lichte en zware recir-10 culaatolie of gedecanteerde olie is van zodanige kwaliteit dat deze kan worden gehydrogeneerd en als laagzwavelige stookolie kan worden verkocht, matig kan worden gehydrogeneerd en naar de installatie voor ge-flufdiseerd katalytisch kraken kan worden teruggevoerd voor een vollediger omzetting tot benzine of bij voorkeur kan een gedeelte of het 15 geheel worden gehydrokraakt tot componenten die koken in het benzinege-bied.The products obtained by the method according to the invention are made of; similar to those resulting from the more common fluidized catalytic cracking of relatively clean gas oil. That is, Cg's and lighter gases, C3 and C4 olefins and alkanes, gasoline boiling from C5's up to 220 ° C and cracked light and heavy recycle oils are obtained. The cracked recycle oils or gas oil known as light and heavy recycled oil or decanted oil thus obtained are of such a quality that they can be hydrogenated and sold as low sulfur fuel oil, moderately hydrogenated and sent to the fluidized plant catalytic cracking can be recycled for more complete conversion to gasoline or, preferably, part or all of it can be hydrocracked to gasoline boiling range components.

Hydrokraken van de volgens de beschrijving verkregen gekraakte re-circulaatolie onder vorming van benzine, gekoppeld met alkylering van de katalytische C31s en C41s leidt tot opbrengsten aan benzine per 20 vat van 200°C plus ruwe olierest die in de katalytische kraker zijn gebracht van tot 125 procent plus 3 a 4 procent propaan. Een dergelijke totale verwerking is energetisch in evenwicht of gaat zelfs met een netto opbrengst aan stookolie en stoom voor andere toepassingen gepaard. In de energiebalans is rekening gehouden met hetgeen voor het 25 aftoppen van de ruwe olie nodig is.Hydrocracking of the cracked recycle oil obtained according to the description to form gasoline, coupled with alkylation of the catalytic C31s and C41s, results in gasoline yields per barrel of 200 ° C plus crude oil residue brought into the catalytic cracker from up to 125 percent plus 3 to 4 percent propane. Such total processing is energetically balanced or even accompanied by a net yield of fuel oil and steam for other applications. The energy balance takes into account what is necessary for capping the crude oil.

! Zeer belangrijk voor het succesvol kraken van restolie is, dat er tussen de deeltjes van de gefluïdiseerde katalysator en de toegevoerde zware olie een zo innig mogelijk verdampingscontact bestaat. Dat wil zeggen dat het bewerkstelligen van een vrijwel volledige verdamping of 30 verneveling van in het bijzonder de hoogmoleculaire bestanddelen van de toegevoerde olie wanneer deze in contact komen met de hete katalysator-deeltjes, de omzettingsbewerking ten goede komt. Het is belangrijk dat het hoogkokende restgedeelte van de olie samen met het lager kokende ; gasoliegedeelte vrijwel volledig wordt verdampt bij contact met de hete 35 ; geregenereerde katalysator bij een temperatuur boven de pseudo-kriti-1 sche temperatuur van de toegevoerde olie, omdat alleen een vollediger fijnverdeelde verdamping van de toegevoerde componenten ertoe kan leiden dat een groter gedeelte van de toevoer vollediger wordt gekraakt tot benzine leverende componenten. Wat niet verdampt blijft vrijwel on-40 omgezet met als gevolg aanzienlijke hoeveelheden katalytische recircu- 1520238 5 laatolie en/of wordt op het oppervlak van de hete katalysator geadsorbeerd en wordt geleidelijk omgezet, in het bijzonder in kooks, gepaard gaand met een verlies aan benzineopbrengst en een snelle afname van de aktiviteit van de katalysator. Voor het bereiken van de meest gewenste 5 omzetting dient de mengtemperatuur tussen de toevoerde olie en de kata-! lysator tenminste gelijk te zijn aan en bij voorkeur hoger te zijn dan : de pseudo-kritische temperatuur van de toegevoerde restolie maar weer ; niet zo hoog dat ongewenst overkraken plaatsvindt.! Very important for the successful cracking of residual oil is that there is as close as possible evaporation contact between the particles of the fluidized catalyst and the supplied heavy oil. That is, effecting almost complete evaporation or atomization of, in particular, the high molecular weight constituents of the supplied oil when they come into contact with the hot catalyst particles, benefits the conversion operation. It is important that the high-boiling residual part of the oil together with the lower-boiling; gas oil portion is almost completely evaporated on contact with the hot 35; regenerated catalyst at a temperature above the pseudo-critical temperature of the supplied oil, because only a more finely divided evaporation of the supplied components can result in a larger portion of the feed being more fully cracked into gasoline-yielding components. What does not evaporate remains almost un-converted, resulting in significant amounts of catalytic recirculating oil and / or is adsorbed on the surface of the hot catalyst and is gradually converted, especially in coke, accompanied by a loss of gasoline yield and a rapid decrease in the activity of the catalyst. To achieve the most desired conversion, the mixing temperature between the feed oil and the catalyst should be lysator to be at least equal to and preferably higher than: the pseudo-critical temperature of the residual oil supplied but again; not so high that unwanted cracking occurs.

De voorverwarmingstemperatuur van de toegevoerde olie, de tempera-10 tuur van de hete geregenereerde katalysatordeeltjes, de kraakaktiviteit van de katalysator, het volume van het in de toevoer gelnjekteerde verdunningsmiddel zoals stoom, de tijd gedurende welke de koolwater-stofdamp met de katalysator in contact blijft en de procesdruk zijn belangrijke procesvariabelen die voor de olieraffineerder goed toeganke-I15 lijk zijn en waarmee hij de reaktieomstandigheden kan instellen die no-| dig zijn om een vrijwel volledige verdamping van de toevoer in te stel- | len en daarmee een zeer selektieve omzetting tot benzine en lichtere koolwaterstoffen in combinatie met de produktie van zwaardere recircu-laatolie van een kwaliteit die geschikt is voor hydrogeneren of hydro-20 kraken tot extra materiaal in het kookgebied van benzine te bewerkstelligen.The preheating temperature of the fed oil, the temperature of the hot regenerated catalyst particles, the cracking activity of the catalyst, the volume of diluent injected into the feed such as steam, the time during which the hydrocarbon vapor remains in contact with the catalyst and the process pressure are important process variables that are easily accessible to the oil refiner and that allow him to set the reaction conditions that are not | be necessary to set almost complete evaporation of the feed and thereby achieve a very selective conversion to gasoline and lighter hydrocarbons in combination with the production of heavier recycle oil of a quality suitable for hydrogenation or hydrocracking to additional material in the gasoline boiling range.

Een andere gewenste procesparameter is het verschaffen van een evenwichtstemperatuur in de doorsnede van de stijgbuis, vrijwel tegelijk met goed ontworpen en opgestelde toevoermondstukken. Een uitgangs- 25 snelheid van de toevoer in het gebied van 3 tot 400 meter per seconde en bij voorkeur van 90 tot 150 of meer meter per seconde is in het bijzonder gewenst, waarbij het toevoermondstuk ten opzichte van de doorsnede van de stijgbuis zodanig is opgesteld dat tenminste cirkels van gelijk oppervlak van de doorsnede van de stijgbuis worden besproeid.Another desirable process parameter is to provide a riser cross-sectional equilibrium temperature almost simultaneously with well-designed and arranged feed nozzles. An output velocity of the feed in the range of from 3 to 400 meters per second and preferably from 90 to 150 or more meters per second is particularly desirable, the feed nozzle being arranged relative to the riser cross section that at least circles of equal surface area of the cross section of the riser are sprayed.

30 Elk toevoermondstuk kan al of niet zijn voorzien van een stoommantel indien dat nodig is om mogelijk verkooksen van de toegevoerde koolwaterstof door de buis van het mondstuk te beperken. Een aanmerkelijke ; hoeveelheid verdunningsmiddel, tot ongeveer 7 gew.procent stoom of an-! der geschikt verdunningsmiddel wordt ook in de toegevoerde restolie ge-35 i spoten om de evenwichts-verdampingstemperatuur daarvan te verlagen en : de best haalbare verneveling van olie met een bepaald mondstuk te bereiken. De verdunning van de toegevoerde olie met stoom of andere middelen van de loopt doorgaans uiteen van 1 tot 15 gew.procent.Each feed nozzle may or may not be provided with a steam jacket if necessary to limit possible coking of the feed hydrocarbon through the nozzle tube. A significant one; amount of diluent, up to about 7 weight percent steam or other the appropriate diluent is also injected into the residual oil supplied to lower its equilibrium evaporation temperature and to achieve the best attainable atomization of oil with a particular nozzle. The dilution of the supplied oil with steam or other means of the bar usually ranges from 1 to 15% by weight.

De bovengenoemde faktoren die bepalend zijn voor het contact en de 40 menging tussen de vernevelde olie en de gefluldiseerde katalysator- 8520238 6 deeltjes moeten ervoor zorgen dat het mengsel betrekkelijk uniform en in een minimaal tijdsbestek door de verdampingszone van de stijgbuis wordt versneld en dus weinig of geen katalysator wordt meegevoerd, waarbij de warmteoverdracht van de hete katalysator naar de vernevelde ; 5 zware olie wordt versneld. Tevens worden plaatselijk verhoogde verhoudingen van katalysator tot olie die kenmerkend zijn voor een verdichte katalysatorfase voorkomen. Dat wil zeggen dat de omstandigheden worden ; geselekteerd voor contact in verdunde fase tussen katalysator en toe-voerolie in het verdampingsgedeelte van de stijgbuis en daarachter ge-10 legen gedeelten tegenover de plaatselijk dichte fasecontactomstandighe-den binnen de stijgbuis.The above factors determining the contact and mixing between the atomized oil and the fluidized catalyst 8520238 6 particles are to ensure that the mixture is accelerated through the evaporation zone of the riser relatively uniformly and in a minimal time frame and thus little or no catalyst is entrained, the heat transfer from the hot catalyst to the atomized; 5 heavy oil is accelerated. Also, locally increased catalyst to oil ratios characteristic of a densified catalyst phase are avoided. That is, the conditions become; selected for dilute phase contact between catalyst and feed oil in the evaporator portion of the riser and portions located thereafter opposite the locally dense phase contact conditions within the riser.

Een gereduceerde zware ruwe olie bevat doorgaans 10 tot 12 procent i waterstof in de molecuulstruktuur. De lichtere frakties zijn gewoonlijk rijker aan waterstof dan de zwaardere frakties. In het algemeen worden 15 de grotere molecuulstrukturen beschouwd waterstofarm te zijn. De lich- i tere, waterstofrijke frakties zijn thermisch betrekkelijk stabiel maar worden betrekkelijk gemakkelijk katalytisch gekraakt met speciale kata-lysatorsamenstellingen zoals zeoliethoudende katalysatoren. De zwaardere frakties met hoog molecuul gewicht en met weinig waterstof worden be-20 schouwd thermisch instabiel te zijn en worden gemakkelijk thermisch gekraakt bij contact met vaste stoffen bij temperaturen in het gebied van 500 tot 980°C. De onmiddellijke en volledige verdamping van de zwaarde- i re frakties, die hierboven werd besproken, bevordert een gelijktijdige thermokraking van de componenten met hoog molecuul gewicht waaronder 25 enige asfaltenen waardoor uiteindelijk een groter gedeelte van de totale hoeveelheid restolie succesvol en met hoge opbrengst wordt omgezet in benzine en recirculaatolie waarbij weinig kooks en gas wordt gevormd. Een vrijwel onmiddellijke, volledige verneveling/verdamping van de zware restoliecomponenten bij contact met de geflufdiseerde kata-30 lysatordeeltjes door een voldoende hoge katalysatortemperatuur, een lage partiële koolwaterstofdruk en de toepassing van een olieverneve-lend inspuitsysteem, biedt de mogelijkheid het plaatselijk kraken in dichte fase te verhinderen en bevordert dus het gewenste thermokraken van sommige van de grote asfalteenachtige strukturen onder vorming van 35 laagkokende recirculaatolie ten koste van de produktie van kooks. Wanneer het bovenstaande niet wordt bereikt, ontstaat het verschijnsel van de "kooksafsluiting". Daarbij worden zware waterstofarme moleculen af-1 gezet en verstoppen deze de poriën die toegang bieden tot de aktieve kraakoppervlakken van de katalysator waardoor de katalysator betrekke-40 lijk ineffektief wordt voor het langdurig bewerkstelligen van hoge om- 8 ^ p ü 4i ^ & 7 zettingen van de zware olie in gewenste produkten uit de lichte en/of de zware componenten van de toevoer.A reduced heavy crude typically contains 10 to 12 percent hydrogen in the molecular structure. The lighter fractions are usually richer in hydrogen than the heavier fractions. Generally, the larger molecular structures are considered to be low hydrogen. The lighter, hydrogen-rich fractions are thermally relatively stable but are relatively easily catalytically cracked with special catalyst compositions such as zeolite-containing catalysts. The heavier, high molecular weight, low hydrogen fractions are considered to be thermally unstable and readily thermally cracked on contact with solids at temperatures ranging from 500 to 980 ° C. The immediate and complete evaporation of the heavier fractions discussed above promotes simultaneous thermocracking of the high molecular weight components including some asphaltenes, ultimately converting a larger portion of the total residual oil successfully and in high yield in gasoline and recycle oil with little coke and gas formation. Nearly instantaneous, complete atomization / evaporation of the heavy residual oil components upon contact with the fluidized catalyst particles by a sufficiently high catalyst temperature, a low partial hydrocarbon pressure and the use of an oil-atomizing injection system allows for dense phase cracking and thus promotes the desired thermocracking of some of the large asphaltene-like structures to form low boiling recycle oil at the expense of coke production. If the above is not achieved, the "coke seal" phenomenon occurs. Thereby, heavy hydrogen-depleted molecules are deposited and clog the pores that provide access to the active cracking surfaces of the catalyst, making the catalyst relatively ineffective to effect high conversion for a long time. of the heavy oil into desired products from the light and / or heavy components of the feed.

Bij het ontwerp en het gebruik van een installatie van het in deze uitvinding beoogde en beschreven type is een essentiële overweging : 5 voor de werking dat de temperatuur van de regenerering van de ge-fluldiseerde katalysator niet beperkt mag worden door koolstofver-branding, tenminste tot ongeveer 980°C. De faktoren die samenhangen met de voorverwarmingstemperatuur van de toevoerolie, de stijgbuistempera-tuur, de partiële koolwaterstofdruk en de methode van inspuiten en 10 verspreiden van de olie zijn belangrijk maar zijn alle aan praktische beperkingen onderworpen en wanneer elk ervan eenmaal is geoptimaliseerd moet rekening worden gehouden met het feit dat de temperatuur van de regenerator van de katalysator onbeperkt moet zijn ten aanzien van koolstofverbranding zodat de temperatuur kan stijgen tot een niveau dat 15 nodig is voor een bepaalde zware oliesamenstelling om het daarbij gewenste onmiddellijke kontakt door verneveling of verdamping met de ka-talysatordeeltjes te bewerkstelligen waardoor katalytisch kraken en tegelijkertijd thermokraken van de grote, minder stabiele molecuulstruk-turen in de toegevoerde olie wordt bevorderd.In the design and use of an installation of the type contemplated and described in this invention, an essential consideration is: 5 for operation that the temperature of regeneration of the fluidized catalyst must not be limited by carbon combustion, at least to about 980 ° C. The factors associated with the supply oil preheating temperature, riser temperature, hydrocarbon partial pressure and method of injecting and spreading the oil are important but are all subject to practical limitations and once optimized each should be taken into account with the temperature of the catalyst regenerator to be unlimited with respect to carbon combustion so that the temperature may rise to a level required for a given heavy oil composition to provide the desired immediate contact by atomization or evaporation with the catalyst catalyst particles to promote catalytic cracking and, at the same time, thermal cracking of the large, less stable molecular structures in the fed oil.

20 Tabel A illustreert het effekt op de opbrengst aan benzine en | ; kooks wanneer een bepaald residu van atmosferische destillatie wordt | gekraakt zonder beperking aan de regeneratietemperatuur in vergelijking ; met het kraken waarbij de regenerator wat betreft de temperatuur is be-! perkt. Deze bewerkingen worden vergeleken met het kraken van een gas-25 | olie die is verkregen uit dezelfde ruwe olie na vacuumreduktie ter ver-; wijdering van asfaltachtige bestanddelen waarbij de verkregen gasolie onder omstandigheden volgens de stand der techniek worden gekraakt.Table A illustrates the effect on gasoline yield and | ; coke when a given residue is removed from atmospheric distillation cracked without restriction to the regeneration temperature in comparison; cracking with the regenerator temperature controlled! limited. These operations are compared to the cracking of a gas 25 oil obtained from the same crude oil after vacuum reduction to provide; removal of asphaltic constituents whereby the obtained gas oil is cracked under prior art conditions.

Uit tabel A blijkt dat wanneer de temperatuur van de regenerator of de katalysator is beperkt, de benzineopbrengst bij het kraken van 30 ' een residu belangrijk terugloopt en de kooksopbrengst vrijwel evenredig i toeneemt. Ook moet worden opgemerkt dat residuen kunnen worden gekraakt : tot hogere benzineopbrengsten en met gelijke hoeveelheden gevormde kooks als worden verkregen met een gebruikelijke gasolie als uitgangsmateriaal.Table A shows that when the temperature of the regenerator or the catalyst is limited, the gasoline yield in the cracking of a 30 'residue decreases significantly and the coke yield increases almost proportionately. It should also be noted that residues can be cracked: to higher gasoline yields and with coke quantities formed as are obtained with a conventional gas oil as the starting material.

35 Tabel B illustreert nog eens dezelfde faktoren en bevat gegevens van het kraken van gasolie in vergelijking met die waarbij 10 resp. 20 volumeprocent vacuumresidu is toegevoegd. Uit dit overzicht blijkt dat de aanwezigheid van residuen onder optimale omstandigheden leidt tot hogere totale omzettingen, hogere benzineopbrengsten en gelijke of 40 enigszins lagere kooksopbrengsten dan bij conventioneel kraken van gas- 8520238 8 .....Table B illustrates again the same factors and contains gas oil cracking data compared to those where 10 resp. 20 volume percent vacuum residue is added. From this overview it appears that the presence of residues under optimal conditions leads to higher total conversions, higher gasoline yields and equal or 40 slightly lower coke yields than with conventional gas cracking 8520238 8 .....

olie.oil.

Tabel ATable A

5 Effekt van beperking van de regeneratietemperatuur en vergelij king van bodemfrakties van atmosferische destillatie met alleen uit gasolie bestaande grondstof5 Effect of restriction of regeneration temperature and comparison of bottom fractions of atmospheric distillation with raw material consisting only of gas oil

Atmosferische :10 bodemfrakties Alleen gasolie regeneratortemp: hoog laag conventioneel benzine-opbrengst vol67,7 63,5 61,5 gewicht kooks %: 5,3 8,0 6,1 15Atmospheric: 10 bottom fractions Only gas oil regenerator temp: high low conventional gasoline yield full 67.7 63.5 61.5 coke weight%: 5.3 8.0 6.1 15

Tabel BTable B

Kraken van gasolie volgens huidige techniek tegenover kraken van 20 residuCracking gas oil according to current technique as opposed to cracking 20 residue

Milde omzettingMild conversion

Gasolie + Gasolie + !_Gasolie 10% residu 20% residu_ 25 omzetting vol.% 66,0 71,0 79,0 benzine-opbrengst vol.% 59,8 61,8 66,1 :kooksgewicht % 3,0 3,6 5,6Gas oil + Gas oil +! _ Gas oil 10% residue 20% residue_ 25 conversion vol.% 66.0 71.0 79.0 petrol yield vol.% 59.8 61.8 66.1: coke weight% 3.0 3.6 5.6

Optimale omzetting !omzetting vol.% 76,5 77 79,5 30 ;benzine-opbrengst vol.% 61,5 67,4 67,7 ikooksgewicht % 6,1 4,3 5,3Optimal conversion conversion vol.% 76.5 77 79.5 30; gasoline yield vol.% 61.5 67.4 67.7 weight% 6.1 4.3 5.3

Bij analyse van de produkten verkregen bij het kraken van volledi-35 ;ge bodemfrakties van atmosferische destillatie vergeleken met die van 'uitsluitend gasolie uit dezelfde ruwe olie blijken enkele andere interessante eigenschappen: (1) De gevormde vloeibare produkten hebben gemiddeld een hoger wa-terstofgehalte.Analysis of the products obtained in the cracking of complete bottoms of atmospheric distillation compared to that of only gas oil from the same crude oil reveals some other interesting properties: (1) The liquid products formed have, on average, a higher hydrogen content .

40 (2) Het research-octaangetal van de benzines is beduidend hoger.40 (2) The research octane rating of the gasoline is significantly higher.

8520238 9 (3) Het motor-octaangetal van de benzines is duidelijk hoger met als gevolg een sterk verbeterde waarde voor (R+M)/2 hetgeen belangrijk is voor de produktie van loodvrije benzine.8520238 9 (3) The engine octane rating of the gasolines is clearly higher, resulting in a much improved value for (R + M) / 2 which is important for the production of unleaded petrol.

(4) De gekraakte gasolieprodukten die doorgaans worden aangeduid 5 als lichte en zware recirculaatolie en gedecanteerde olie zijn duidelijk rijker aan tweevoudig en drievoudig gecondenseerde aromaten dan aan vier-, vijf- en zesvoudig gecondenseerde aromaten. De hoge concentratie aan naftalenen, antracenen en fenantrenen in de kraakprodukten maakt hiervan aantrekkelijke ,10 uitgangsstoffen voor het hydrokraken tot benzine.(4) The cracked gas oil products commonly referred to as light and heavy recycle oil and decanted oil are clearly richer in dual and triple condensed aromatics than in four, five and six fold condensed aromatics. The high concentration of naphthalenes, anthracenes and phenanthrenes in the cracking products makes them attractive starting materials for hydrocracking into petrol.

(5) De onder optimale omstandigheden geproduceerde kooks heeft een zeer laag waterstofgehalte. Er worden waterstofconcentraties in het gebied van 3-6 gew.procent gevonden tegenover 8-10 gew.procent bij kraakbewerkingen van gasolie volgens de stand 15 van de techniek. Het lagere waterstofgehalte van de geprodu ceerde kooks valt alleen te verklaren door het feit dat door de toegepaste procesomstandigheden de polymerisatie van op het katalysatoroppervlak aanwezige polycyclische koolwaterstoffen wordt bevorderd waardoor belangrijke hoeveelheden waterstof 20 vrijkomen voor waterstofoverdrachtsreakties die leiden tot het waargenomen hogere waterstofgehalte van de vloeibare produk-ten. Dit verschijnsel wordt niet waargenomen bij het kraken van gasolie volgens de huidige techniek. Deze reakties zijn exotherm en compenseren in belangrijke mate de endotherme pri-25 maire kraakreaktie. Als gevolg hiervan kan de totale reaktie- warmte wel met 40 tot 50 procent worden beperkt. Dit draagt bij tot lagere omloopsnelheden voor de katalysator en bijgevolg tot een lagere kooksproduktie. Het lagere waterstofgehalte in de kooks is ook van belang wanneer regeneratie van de 30 katalysator wordt uitgevoerd volgens de wijze van de uitvin- ; ding.(5) The coke produced under optimal conditions has a very low hydrogen content. Hydrogen concentrations in the range of 3-6 wt% are found as opposed to 8-10 wt% in gas oil cracking operations of the prior art. The lower hydrogen content of the coke produced can only be explained by the fact that the process conditions employed promote the polymerization of polycyclic hydrocarbons present on the catalyst surface, releasing significant amounts of hydrogen for hydrogen transfer reactions leading to the observed higher hydrogen content of the liquid product. -ten. This phenomenon is not observed in the cracking of gas oil according to the current technique. These reactions are exothermic and largely compensate for the endothermic primary cracking reaction. As a result, the total reaction heat can be reduced by 40 to 50 percent. This contributes to slower turnover rates for the catalyst and, consequently, to lower cooking production. The lower hydrogen content in the coke is also important when regeneration of the catalyst is performed according to the method of the invention; thing.

Een sterk siliciumachtige katalysator die aluminiumoxide of magne-1 siumoxide omvat met of zonder een katalytisch aktief kristallijn ! aluminosilicaat of kristallijn zeoliet en met een fluldiseerbare 35 : deeltjesgrootte bij voorkeur in het gebied van ongeveer 20 tot ongeveer I 200 micron kan aanzienlijk in kraakaktiviteit en in hoeveelheden me-! taalverontreinigingen die tijdens de kraakbewerking worden opgehoopt variëren. Indien de ophoping van de metalen op de katalysator het aanhouden van een gewenst omzettingsniveau onmogelijk maakt, wordt 40 overwogen gebruik te maken van een continue of half continue katalysa- 8520238 10 torverversing en verwijdering van verontreinigde katalysator teneinde de gewenste kraakaktiviteit te handhaven naast regeneratie van de katalysator. Het katalysatorbestand kan ook vrijwel volledig of gedeeltelijk worden vervangen indien nodig bij omkeeromstandigheden, na een 5 lange gebruiksduur of naar aanleiding van een verandering in de samenstelling van de toevoer zoals dat voor het proces het best uitkomt, om de gewenste omzetting van de grondstof te bereiken.A strong siliceous catalyst comprising alumina or magnesia with or without a catalytically active crystalline! aluminosilicate or crystalline zeolite and having a fluidisable particle size, preferably in the range of from about 20 to about 1200 microns, can be significantly measured in cracking activity and in amounts. language impurities accumulated during the cracking operation vary. If the accumulation of the metals on the catalyst makes it impossible to maintain a desired conversion level, consideration is given to using a continuous or semi-continuous catalyst change and removal of contaminated catalyst to maintain the desired cracking activity in addition to regeneration of the catalyst. catalyst. The catalyst stock can also be almost completely or partially replaced if necessary at reversal conditions, after a long service life or due to a change in the feed composition most convenient for the process to achieve the desired raw material conversion. .

Vergiftiging met metalen is al lang bekend als een belangrijke ! hinderpaal voor het kraken van residuen. Gevonden is echter dat metaal-10 verontreinigingen bij een hoge regeneratortemperatuur in aanzienlijke mate kunnen worden gedesaktiveerd en de negatieve effekten belangrijk kunnen worden beperkt wanneer de hoeveelheid kooks op de opnieuw gebruikte katalysator beneden ongeveer 0,05 gew.procent blijft. Het blijkt dat ongeveer 5 procent omzetting verloren gaat bij ongeveer 15 0,1 gew.procent kooks op de geregenereerde katalysator naast de verwachte desaktivering door kooks als gevolg van de metaalverontreini-ging. Bij het kraken van gereduceerde ruwe olie volgens de uitvinding hebben metalen als nikkel, vanadium en ijzer echter enkele gunstige eigenschappen, zoals het aktiveren of versnellen van de dehydrogene-20 ring, de waterstofoverdrachtsreaktie en bevorderen zij de verbranding van koolmonoxide in de regenerator waardoor minder kooks op de gerege-^ nereerde katalysator wordt afgezet zonder dat een extern aktiverings-middel nodig is. Anderzijds worden natrium en alle andere alkalimetalen nog steeds beschouwd als ernstige verontreinigingen, in het bijzonder 25 voor een zeoliethoudende katalysator. Gevonden is dat het ontzouten van de olietoevoer een economischer benadering van een oplossing van het natriumprobleem is dan het gebruik van "soda sink"-vangers. Bij het ; goed ontzouten van de toevoer kan de hoeveelheid natrium daarin ver beneden 1 dpm worden gehouden.Metal poisoning has long been known as an important one! obstacle to cracking residues. However, it has been found that metal contaminants at a high regenerator temperature can be significantly deactivated and the negative effects can be significantly reduced if the amount of coke on the recycled catalyst remains below about 0.05 percent by weight. It appears that about 5 percent conversion is lost at about 0.1 weight percent coke on the regenerated catalyst in addition to the expected coke deactivation due to the metal contamination. However, in cracking reduced crude oil of the invention, metals such as nickel, vanadium and iron have some beneficial properties, such as activating or accelerating the dehydrogenation ring, the hydrogen transfer reaction, and promoting the combustion of carbon monoxide in the regenerator, resulting in less coke is deposited on the regenerated catalyst without the need for an external activator. On the other hand, sodium and all other alkali metals are still considered serious impurities, especially for a zeolite-containing catalyst. It has been found that desalting the oil feed is a more economical approach to a solution to the sodium problem than using "soda sink" traps. At the ; desalting the feed well, the amount of sodium therein can be kept well below 1 ppm.

30 Regeneratie van de katalysator30 Regeneration of the Catalyst

Om de gewenste hoge katalysatortemperaturen die nodig zijn voor het succesvol kraken van olie met daarin olieresiduen te bereiken, zijn speciale regeneratietechnieken en speciaal ontworpen en toegepaste apparatuur of procesuitrusting vereist. De kraaktechniek bij hoge tempe-35 ratuur volgens de uitvinding bevordert de afzetting van betrekkelijk hoge concentraties kooks of koolwaterstofachtig materiaal op de katalysator wanneer deze met de toegevoerde olie in aanraking komt. De concentraties liggen doorgaans niet beneden 1 procent en in sommige gevallen boven 2 gew.procent. Het is echter gewenst dat de katalysator wordt 40 geregenereerd tot een koolstofgehalte van minder dan 0,10 gew.procent, I52023f 11 .............To achieve the desired high catalyst temperatures required for the successful cracking of oil containing oil residues, special regeneration techniques and specially designed and applied equipment or process equipment are required. The high temperature cracking technique of the invention promotes the deposition of relatively high concentrations of coke or hydrocarbonaceous material on the catalyst when it comes into contact with the supplied oil. The concentrations are usually not below 1 percent and in some cases above 2 percent by weight. However, it is desirable that the catalyst be regenerated to a carbon content of less than 0.10 wt%, I52023f 11 .............

bii voorkeur van minder dan 0,05 en met de meeste voorkeur tot ongeveer 0,02 gew.procent. De bij het kraken volgens de huidige stand van de techniek gebruikte regeneratietechnieken en apparatuur zijn niet geschikt voor het bereiken van de krachtige regeneratie van de katalysa-; 5 tor die nodig is voor het kraken van restolie en wel om de volgende redenen: (1) De grote hoeveelheden kooks die op de katalysator mogen worden afgezet worden bevorderd door lage omloopsnelheden van de katalysator, dat wil zeggen door lage katalysator/olie-verhou- 10 dingen. De combinatie van lage katalysator/olie-verhoudingen en hoge koolstofgehalten leidt automatisch tot hoge regenera-tietemperaturen, die boven de normale grenzen liggen voor het roestvrij staal dat in regeneratoren volgens de stand van de techniek, in het ontwerp van cycloonsystemen en onttrekkings-15 systemen voor katalysatoren e.d. wordt gebruikt. Ook liggen de temperaturen boven de gangbare temperatuurgrenzen van de thans toegepaste energieterugwinningssystemen van ongeveer 760°C.preferably from less than 0.05 and most preferably up to about 0.02 weight percent. The regeneration techniques and equipment used in the prior art cracking are not suitable for achieving the vigorous regeneration of the catalyst; 5 required for cracking residual oil for the following reasons: (1) The large amounts of coke that may be deposited on the catalyst are promoted by low catalyst turnover rates, i.e. by low catalyst / oil ratio - 10 things. The combination of low catalyst / oil ratios and high carbon contents automatically leads to high regeneration temperatures, which are above normal limits for the stainless steel used in prior art regenerators, in the design of cyclone systems and extraction systems is used for catalysts, etc. Also, the temperatures are above the conventional temperature limits of the currently used energy recovery systems of about 760 ° C.

(2) De thans bij het katalytisch kraken gebruikte zeer aktieve katalysatoren hebben bij de hoge regeneratietemperaturen volgens 20 de uitvinding geen thermisch stabiele struktuur, indien dit harde regenereren in e^n stap wordt uitgevoerd of zelfs indien het in meer stappen wordt uitgevoerd in een enkel vat. Twee zeer fundamentele faktoren zijn van invloed op de stabiliteit van de katalysator tijdens regeneratie. Bij de steeds grotere 25 hoeveelheden kooks op de uitgeputte katalysator ontwikkelen zich steeds hogere temperaturen op de katalysatordeeltjes wanneer de kooks wordt verbrand in een enkel vat, zelfs wanneer een meerstapsregeneratie in hetzelfde vat wordt uitgevoerd. Deze hoge oppervlaktetemperaturen zelf maken de katalysator I30 ineffektief. Bovendien desaktiveert de katalysator bij hoge temperaturen snel wanneer de bij de kooksverbranding uit daaraan gehechte moleculaire waterstof gevormde stoom met de katalysator in contact kan blijven wanneer de katalysator zijn hoogste temperatuur bereikt.(2) The highly active catalysts currently used in catalytic cracking do not have a thermally stable structure at the high regeneration temperatures according to the invention, if this hard regeneration is carried out in one step or even if it is carried out in several steps in a single barrel. Two very basic factors influence the stability of the catalyst during regeneration. With the increasing amounts of coke on the spent catalyst, ever higher temperatures on the catalyst particles develop when the coke is burned in a single vessel, even when multi-step regeneration is performed in the same vessel. These high surface temperatures themselves make the catalyst I30 ineffective. In addition, the catalyst deactivates rapidly at high temperatures when the steam generated from coke combustion from molecular hydrogen attached thereto can remain in contact with the catalyst when the catalyst reaches its highest temperature.

i35 In een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de rege neratie van de uitgewerkte katalysator in een tweevatssysteem uitgevoerd met een katalysatorstroomsysteem in twee fasen die zodanig zijn ontworpen en toegepast dat de problemen met de katalysatoregeneratie volgens de stand van de techniek worden overwonnen. Met de regeneratie 40 van katalysator volgens de uitvinding wordt een kooksgehalte op de te- 8520238 12 ruggewonnen katalysator van bij voorkeur minder dan 0,02 gew.procent i verkregen zonder ongewenste overschrijding van metallurgische : beperkingen of van de thermische stabiliteit van de katalysator.In a particular embodiment of the invention, regeneration of the spent catalyst in a two-barrel system is carried out with a two-stage catalyst flow system designed and utilized to overcome the catalyst generation problems of the prior art. With the regeneration 40 of the catalyst of the invention, a coke content on the recovered catalyst of preferably less than 0.02 weight percent is obtained without undesirably exceeding metallurgical constraints or the thermal stability of the catalyst.

I 5 Het katalytische kraakproces volgens de uitvinding heeft betrek king op het kraken van hoog kokende koolwaterstoffen die doorgaans worden aangeduid als restolie en die een beginkookpunt hebben van tenminste 205°C; deze koolwaterstoffen worden verkregen uit ruwe olie, scha-; lenolie en teerzanden, leveren bij kraken benzine en lager en hoger ko-10 : kende koolwaterstofcomponenten. De toevoer van restolie wordt in de : reaktiezone van een stijgbuis gemengd met een zeer aktieve kraakkataly- sator die is teruggewonnen uit een regeneratiegebied bij een tempera-1 tuur bij voorkeur boven de pseudo-kritische temperatuur van de toevoer.The catalytic cracking process of the invention relates to the cracking of high-boiling hydrocarbons commonly referred to as residual oil and having an initial boiling point of at least 205 ° C; these hydrocarbons are obtained from crude oil, waste; oil and tar sands, upon cracking, supply gasoline and lower and higher carbon-10 known hydrocarbon components. The residual oil feed is mixed in the reaction zone of a riser with a highly active cracking catalyst recovered from a regeneration region at a temperature preferably above the pseudo-critical temperature of the feed.

: De koolwaterstoffen worden bij een temperatuur boven ongeveer 205°C ge- i |15 1 mengd met de hete geregenereerde katalysator met een temperatuur die I ; tenminste gelijk is aan de pseudo-kritische temperatuur van de toevoer : onder omstandigheden waaronder een sterk vernevelde en in het algemeen dampvormige suspensie van koolwaterstof en katalysator wordt gevormd.The hydrocarbons are mixed with the hot regenerated catalyst at a temperature above about 205 ° C; is at least equal to the pseudo-critical temperature of the feed: under conditions under which a highly atomized and generally vaporous suspension of hydrocarbon and catalyst is formed.

Een suspensiescheidingsinrichting die zich bevindt aan de uitgang van 20 de stijgbuis scheidt ongeveer 70 tot 90% van de katalysator uit het dampvormige materiaal af. Een bijzonder kenmerk van een bepaalde gebruikte suspensiescheidingsinrichting is dat daarin hoge dampoppervlak-tesnelheden mogelijk zijn tijdens het afscheiden van katalysatordeel-tjes in het scheidingsvat voordat de damp de reaktorcyclonen binnen-25 treedt voor verdere scheiding van meegevoerde katalysatordeeltjes. De uit de reaktorcyclonen tredende koolwaterstoffen worden achteraf in een fraktioneringskolom gescheiden. De uit de kraakbewerking in de stijgbuis teruggewonnen uitgewerkte katalysatordeeltjes worden gestript bij een temperatuur van ongeveer 480 tot ongeveer 600°C en bevatten desak-30 tiverend koolstofhoudend residu in een gehalte van 1,0 tot ongeveer 2,5 gew.procent of meer kooks. De gestripte katalysator wordt naar een eerste dicht bed met katalysator geleid in een eerste katalysatorrege-nereringszone met beperkte temperatuur die beneden 815 en doorgaans beneden 760°C wordt gehouden. De verbranding van koolwaterstofachtig ma-35 teriaal die in deze eerste fase van katalysatorregenerering met beperkte temperatuur moet worden uitgevoerd geschiedt bij betrekkelijk milde temperatuur die voldoende is om alle in de koolwaterstofachtige afzettingen aanwezige waterstof en ongeveer 10 tot 80% van de totale hoeveelheid koolstof daarin te verbranden. De regeneratortemperatuur is 40 beperkt tot het gebied van 620 tot 815°C en bij voorkeur tot een tempe-A slurry separator located at the riser outlet separates about 70 to 90% of the catalyst from the vaporous material. A particular feature of a particular slurry separator used is that high vapor surface velocities are possible therein during the separation of catalyst particles in the separation vessel before the vapor enters the reactor cyclones for further separation of entrained catalyst particles. The hydrocarbons leaving the reactor cyclones are subsequently separated in a fractionation column. The spent catalyst particles recovered from the riser cracker are stripped at a temperature of about 480 to about 600 ° C and contain de-carbonating carbonaceous residue at a level of from 1.0 to about 2.5 weight percent or more coke. The stripped catalyst is passed to a first dense catalyst bed in a first limited temperature catalyst regeneration zone which is kept below 815 and usually below 760 ° C. The combustion of hydrocarbonaceous material to be carried out in this first stage of low temperature catalyst regeneration is effected at a relatively mild temperature sufficient to contain all the hydrogen present in the hydrocarbonaceous deposits and about 10 to 80% of the total amount of carbon therein. to burn. The regenerator temperature is limited to the range of 620 to 815 ° C and preferably to a temperature of

fi I" ra n ‘vv iVfi I "ra n" vv iV

j li έ U ά 0>' Uj li έ U ά 0> 'U

13 ratuur die niet boven de hydrothermische stabiliteit van de katalysator of de metallurgische grenzen van een conventionele regeneratie bij lage temperatuur uitkomt. De rookgassen die rijk aan koolmonoxide zijn worden uit de eerste fase regenerator opgevangen en doorgaans naar een 5 koolmonoxideketel geleid om stoom op te wekken door een vollediger verbranding van het aanwezige koolmonoxide. De gassen kunnen eventueel | voordat ze naar de koolmonoxideketel gaan door een aanjager voor ener-gieterugwinning worden geleid. Het milde regenereren van de katalysator dient om plaatselijke oververhitting van de katalysator in aanwezigheid !10 ! van tijdens de verbranding van waterstof gevormde stoom te beperken zo-j ; dat gevormde stoom niet op een temperatuur komt waarop deze de aktivi-; teit van de katalysator hydrothermisch belangrijk kan verlagen. Uit de eerste regenerator wordt een gedeeltelijk geregenereerde katalysator met beperkte temperatuur en met daarin nog een kool stofresidu vrij van ;15 waterstof gewonnen. De waterstofvrije en nog restkoolstof bevattende katalysator wordt door een afzonderlijke regenerator met onbeperkte hogere temperatuur geleid waarbij de overblijvende koolstof vrijwel volledig tot kooldioxide wordt verbrand bij een hoge temperatuur in het gebied van 750 tot 980°C in een vochtvrije atmosfeer.13 does not exceed the hydrothermal stability of the catalyst or the metallurgical limits of a conventional low temperature regeneration. The flue gases that are rich in carbon monoxide are collected from the first stage regenerator and are usually sent to a carbon monoxide boiler to generate steam through a more complete combustion of the carbon monoxide present. The gases may optionally before going to the carbon monoxide boiler through a blower for energy recovery. The mild regeneration of the catalyst serves to prevent local overheating of the catalyst in the presence of the catalyst. limit steam generated during combustion of hydrogen such as; that steam generated does not reach a temperature at which it activates; catalytic hydrothermally important. From the first regenerator, a partially regenerated catalyst with limited temperature and containing a further carbon residue free of hydrogen is recovered. The hydrogen-free and residual carbon-containing catalyst is passed through a separate regenerator of unlimited higher temperature where the residual carbon is almost completely burned to carbon dioxide at a high temperature in the range of 750 to 980 ° C in a moisture-free atmosphere.

20 Deze tweede afzonderlijke fase waarin de katalysator bij hoge tem peratuur wordt geregenereerd dient om de hoeveelheid katalysator en de verblijftijd daarvan bij de hoge temperatuur te beperken terwijl een zodanige verbrandingsgraad van koolstof wordt gehaald dat het restkoolstof gehalte op de geregenereerde hete katalysatordeeltjes minder dan 25 0,05 gew.procent en bij voorkeur minder dan 0,02 gew.procent bedraagt.This second separate stage in which the catalyst is regenerated at a high temperature serves to limit the amount of catalyst and its residence time at the high temperature while achieving a carbon burn rate such that the residual carbon content on the regenerated hot catalyst particles is less than 25 0. .05 wt.% And preferably is less than 0.02 wt.%.

Traditioneel ontworpen katalysatorregeneratoren die worden ge-I i bruikt bij het gefluldiseerd katalytisch kraken volgens de stand van : de techniek bevatten verscheidene inwendige componenten die essentieel ! zijn voor de succesvolle uitvoering van het proces. Hiertoe behoren i '30 cyclonen, doorgaans bestaande uit verschillende trappen en ontworpen om de procesverliezen aan katalysator te beperken, katalysatorterugvoer-leidingen (diplegs) van de cyclonen naar het katalysatorbed, en verschillende steuninrichtingen voor de bovengenoemde voorzieningen, en verder een hopper of een dergelijke voorziening plus bijbehorende bui -35 zen om het verzamelen en afvoeren van katalysator en terugleiden naar het kraakproces mogelijk te maken. In de systemen volgens de stand der techniek zijn deze noodzakelijke voorzieningen van een metaalconstructie, doorgaans van roestvrij staal en worden deze rechtstreeks aan de verbrandingstemperaturen van de regenerator blootgesteld. Het is de 40 aanwezigheid van deze metalen delen in de verbrandingszone van de regelt 5 9 0 9 λ ft 'Ö &.·. V fcn Ό ·& 14 neratie die de maximum temperatuur die bij het regenereren van de katalysator mag worden bereikt of onderhouden beperkt. De bovengrens is hierbij in het algemeen 760 tot 815°C.Traditionally designed catalyst regenerators used in the prior art fluid catalytic cracking process contain various internal components which are essential. are for the successful execution of the process. This includes 1930s cyclones, usually consisting of several stages and designed to limit process losses to catalyst, catalyst return lines (diplegs) from the cyclones to the catalyst bed, and various support devices for the above facilities, and further a hopper or the like facility plus associated tubes -35 to allow catalyst collection and disposal and recycling back to cracking process. In the prior art systems, these necessary features are of a metal construction, usually of stainless steel, and are exposed directly to the combustion temperatures of the regenerator. It is the presence of these metal parts in the combustion zone of the regulates 5 9 0 9 λ ft 'Ö &. ·. V fcn & · & 14 generation that limits or maintains the maximum temperature that can be reached or maintained during catalyst regeneration. The upper limit is generally 760 to 815 ° C.

In de tweede afzonderlijke katalysatorregeneratiefase met hoge 5 temperatuur volgens de uitvinding worden de problemen die met de bovengenoemde beperkingen verband houden opgelost doordat alle metalen in-; richtingen zoals cyclonen, diplegs, afvoerhopper, koker- en steunsyste-; men buiten de verbrandingszone en in feite buiten de gehele regenerator 1 zelf worden geplaatst. Het regeneratorvat dat vrij is van alle bovenge-jlO noemde inwendige onderdelen in de verbrandingszone voor de katalysator, is bekleed met vuurvast materiaal net als alle verbindende leidingen, externe cyclonen en diplegs. Het ontwerp van een dergelijke regenera-i torcombinatie wordt beschouwd als een belangrijke verbetering ten op-zichte van de stand van de techniek. Geregenereerde katalysator met een 15 gewenste hoge temperatuur wordt via een leiding die buiten het regene- ' ratievat ligt aan een betrekkelijk dicht gefluidiseerd katalysatorbed in de regenerator van de tweede fase onttrokken. De katalysator wordt i dan eerst in een stripzone gebracht en vervolgens naar de stijgbuisre-aktor geleid bij de eerder vermelde gewenste hoge verdampingstempera-20 tuur en in een hoeveelheid die voldoende is om de toegevoerde restkool-waterstoffen volgens de werktechnieken van de uitvinding te verdampen. Hete rookgassen uit de tweede regenerator worden voor het terugwinnen van meegevoerde katalysatordeeltjes naar externe cyclonen geleid, verder gebruikt voor het terugwinnen van afvalwarmte en vervolgens naar 25 een expansieturbine gevoerd of in de atmosfeer geloosd. Doordat de cyclonen van het tweede regeneratiestadium met de hoogste temperatuur uitwendig zijn geplaatst, worden naast de reeds genoemde nog enige be- ! : langrijke voordelen bereikt. Wanneer de cyclonenscheiders eenmaal zijn verplaatst van het inwendige van de katalysatorregeneratie-inrichting 30 naar de buitenkant ervan is het nuttig de doorsnede en/of de lengte van : de cycloonscheidingsinrichting te verhogen en de scheidingsefficiën-I tie te verbeteren zodat een enkele cycloonscheider kan worden gebruikt ! in plaats van de scheiding in twee stappen en toch een verbeterde i scheidingsefficiëntie wordt bereikt. Dit wordt voor een deel verkre-:35 ! gen door gebruik van een rechte cilindrische buis of rookgaspijp of van een buis met een gebogen gedeelte erin buiten de cycloon dat in het algemeen samenvalt met de kromming van de cycloonwand en tangentieel met de cycloon is verbonden. Deze gebogen rookgasleiding brengt een centrifugale beweging van de suspensie van hete rookgassen en katalysator-40 deeltjes teweeg hetgeen leidt tot een concentrering van meegevoerde P K A A ί’4 *7 fi & y l y l o o 15 deeltjes en tot een verbeterde scheidingsefficiëntie van de cycloon tussen gassen en vaste stoffen waardoor belangrijke wijzigingen in het ontwerp van de cyloon mogelijk worden. Daarnaast is een zeer belangrijke faktor ten gunste van het gebruik van een externe cycloon dat de to-5 tale lengte van de cycloon kan worden verhoogd omdat deze niet meer in het met vuurvast materiaal beklede regeneratievat met beperkte afmetin-i gen en ruimte hoeft te passen en de scheidingsefficiëntie van de cycloon belangrijk kan worden verbeterd. Het gecombineerde effekt van de bovenbeschreven rookgasleiding en de cycloon is dat van een externe 10 eentrapscycloon het equivalent kan worden gemaakt van een in serie geschakeld intern tweetrapscycloon-scheidingssysteem. Uitwendig geplaatste met vuurvast materiaal beklede cyclonen kunnen worden vervaardigd van kool stofstaal zelfs wanneer deze worden gebruikt met een regenerator die werkt bij temperaturen tussen 760 en 980°C. Bovendien kunnen de 15 externe cyclonen, wanneer deze gekoppeld aan het proces worden gebruikt, met een infraroodcamera worden bewaakt en betrekkelijk eenvou- i dig worden gerepareerd voordat ze, wanneer de installatie buiten gebruik is of het proces wordt omgeschakeld, worden vervangen.In the second separate high temperature catalyst regeneration phase of the invention, the problems associated with the above limitations are solved by having all metals in; directions such as cyclones, diplegs, discharge hopper, sheath and support system; be placed outside the combustion zone and in fact outside the entire regenerator 1 itself. The regenerator vessel, which is free from all of the above-mentioned internal components in the combustion zone for the catalyst, is lined with refractory material as are all connecting lines, external cyclones and diplegs. The design of such a regenerator combination is considered to be a significant improvement over the prior art. Regenerated catalyst of a desired high temperature is withdrawn from a relatively dense fluidized catalyst bed in the second stage regenerator via a conduit located outside the regeneration vessel. The catalyst is then first introduced into a stripping zone and then sent to the riser reactor at the above-mentioned desired high evaporation temperature and in an amount sufficient to evaporate the residual hydrocarbons supplied according to the working techniques of the invention. Hot flue gases from the second regenerator are sent to external cyclones to recover entrained catalyst particles, further used to recover waste heat and then fed to an expansion turbine or vented into the atmosphere. Since the cyclones of the second regeneration stage with the highest temperature are placed externally, a number of further measures are mentioned in addition to those already mentioned. : long-term benefits achieved. Once the cyclone separators have been moved from the interior of the catalyst regenerator 30 to the outside thereof, it is helpful to increase the cross-section and / or length of the cyclone separator and improve the separation efficiency so that a single cyclone separator can be used ! instead of the two-step separation and yet an improved separation efficiency is achieved. This is partly obtained: 35! using a straight cylindrical tube or flue pipe, or a tube with a bent portion inside it outside the cyclone which generally coincides with the curvature of the cyclone wall and is tangentially connected to the cyclone. This curved flue pipe causes a centrifugal movement of the hot flue gas and catalyst-40 slurry resulting in a concentration of entrained PKAA 4 * 7 filyloo 15 particles and improved cyclone separation efficiency between gases and solids allowing for significant changes in the design of the cylone. In addition, a very important factor in favor of the use of an external cyclone is that the total length of the cyclone can be increased because it no longer needs to fit into the refractory lined regenerative vessel with limited dimensions and space and the separation efficiency of the cyclone can be significantly improved. The combined effect of the above-described flue pipe and the cyclone is that an external single-stage cyclone can be made equivalent of a series-connected internal two-stage cyclone separation system. Externally placed refractory lined cyclones can be made of carbon steel even when used with a regenerator operating at temperatures between 760 and 980 ° C. In addition, the external cyclones, when used in conjunction with the process, can be monitored with an infrared camera and repaired relatively easily before being replaced when the plant is out of use or the process is switched over.

Het restolie-kraakproces volgens de uitvinding wordt een belang- ; 20 rijke doorbraak geacht in de techniek voor het geflufdiseerd katalytisch kraken waarin betrekkelijk schone gasolie wordt verwerkt, doordat een efficiëntere omzetting van de boven 540°C kokende restcomponenten van de toevoer mogelijk wordt en, belangrijker nog, de nodige en gewenste hoge katalysatortemperaturen kunnen worden bereikt onder tegelij-25 kertijd procesomstandigheden die niet noemenswaardig schadelijker zijn voor de in het proces gebruikte katalysator dan bij het conventioneel I geflliidiseerd katalytisch kraken van gasolie. De gewenste uiteinde-: lijke hoge-temperatuurregeneratie van de katalysator volgens de uitvinding is nodig om de vrijwel onmiddellijke verneveling of verdamping van 30 de bestanddelen van de zware restolietoevoer door de katalysator te bereiken waardoor een groter gedeelte van de bodemfrakties van een vat ruwe olie, schalieolie enz. of een ander vloeibaar koolwaterstofachtig materiaal met hoog molecuul gewicht tot lager kokende stoffen waaronder benzine wordt omgezet. Dit wordt een belangrijke stap vooruit geacht in 35 de olieraffinage-industrie en verlaagt de afhankelijkheid van de "landen van de vrije wereld" van ingevoerde ruwe olie. Het proces volgens de werkwijze maakt de verwerking van minder goede ruwe olie, die goedkoper kan worden verkregen, mogelijk.The residual oil cracking process according to the invention becomes an important one; A breakthrough in the fluidized catalytic cracking art incorporating relatively clean gas oil, which allows more efficient conversion of the feedstock boiling residues above 540 ° C and, most importantly, the necessary and desired high catalyst temperatures can be achieved at the same time process conditions which are not significantly more harmful to the catalyst used in the process than in the conventional fluidized catalytic cracking of gas oil. The desired final high temperature regeneration of the catalyst of the present invention is required to achieve the near instant atomization or evaporation of the heavy residual oil feed components through the catalyst thereby increasing a greater proportion of the bottom fractions of a barrel of crude oil, shale oil etc. or any other high molecular weight liquid hydrocarbonaceous material is converted to lower boiling substances including gasoline. This is considered an important step forward in the oil refining industry and reduces the "free world countries" dependence on imported crude oil. The process according to the method allows the processing of less good crude oil, which can be obtained more cheaply.

Verdere voordelen van het kraakproces voor residuen volgens de 40 uitvinding hebben betrekking op een beperking van het energieverbruik S5?flv.ïf, '\·? ’..5 V <V,i* 16 bij de totale verwerking van het gehele vat ruwe olie en een beperking van zowel lucht- als waterverontreiniging. Sommige van deze besparingen worden bereikt doordat vacuumdestillatie-eenheden, asfaltextraktie-een-heden en in sommige gevallen verschillende thermische processen zoals ; 5 vertraagd verkooksen en thermisch verlagen van de viscositeit niet meer behoeven te worden gebruikt. Deze en andere processen volgens de stand van de techniek zouden normaal gesproken worden gebruikt voor een verdere verwerking van de atmosferische residuen.Further advantages of the residual cracking process according to the invention relate to a limitation of the energy consumption S5? Flv.ïf, '\ ·? .5 V <V, i * 16 in the total processing of the entire barrel of crude oil and limitation of both air and water pollution. Some of these savings are achieved through vacuum distillation units, asphalt extraction units and in some cases various thermal processes such as; 5 delayed coking and thermal viscosity reduction no longer need to be used. These and other prior art processes would normally be used for further processing of the atmospheric residues.

Typerende energiebesparingen in een eenheid voor ruwe olie door 10 het stilleggen van een vacuumeenheid zijn ongeveer 0,6 tot 1,0 volume-procent op de lading aan ruwe olie. Ook de met de bovengenoemde uitgespaarde processen vaak gepaard gaande lucht- en waterverontreiniging wordt vermeden.Typical energy savings in a crude oil unit by shutting down a vacuum unit are about 0.6 to 1.0 volume percent on the crude oil charge. The air and water pollution often associated with the above-mentioned saved processes is also avoided.

Een verder belangrijk voordeel van het kraken van restolie volgens 15 de uitvinding ligt in het verkrijgen van een percentage zwavel verwijdering van ongeveer 60 tot 70 procent zonder belangrijke afzonderlijke hydrogeneringsbehandelingen. Het bij het kraken gevormde HgS kan door wassen met amine uit dampvormige koolwaterstoffen worden verwijderd en worden toegevoerd aan een claus-eenheid voor het terugwinnen van ele-20 mentaire zwavel en verkoop daarvan als zodanig, tegenover het vrijkomen van aanzienlijke hoeveelheden in de vorm van S0£ in de regeneratie-verbrandingsprocessen.A further important advantage of residual oil cracking according to the invention lies in obtaining a percentage of sulfur removal of about 60 to 70 percent without significant separate hydrogenation treatments. The HgS formed in cracking can be removed by washing with amine from vaporous hydrocarbons and fed to a claus unit to recover elemental sulfur and sell it as such, as opposed to the release of significant amounts in the form of SO £ in the regeneration combustion processes.

Deskundigen zullen inzien dat de omzetting van residuele koolwa-: terstoffen kan geschieden in een aantal verschillende apparatuuropstel-25 : 1ingen, die bij voorkeur een kraakzone in een stijgbuis omvatten die is ; voorzien van een meervoudige invoer voor koolwaterstoffen voor het be-; reiken van een innig contact met de gefluldiseerde katalysatordeel-' tjes en een gewenste korte contacttijd in een contactgebied van de stijgbuis dat zich bevindt voor een scheidingszone die al of niet een 30 ! betrekkelijk ondiep dicht, gefluldiseerd katalysatorbed kan bevatten.Those skilled in the art will recognize that the conversion of residual hydrocarbons can be accomplished in a number of different equipment arrangements 25: 1, which preferably include a crack zone in a riser; equipped with a multiple feed for hydrocarbons; reaching an intimate contact with the fluidized catalyst particles and a desired short contact time in a contact region of the riser located in front of a separation zone which may or may not be a 30 °. can contain relatively shallow dense, fluidized catalyst bed.

: Scheiding van kool waterstofprodukten van de in de stijgbuis gebrachte ; katalysator kan langs mechanische weg of door in de stand van de tech-| niek bekende en voor dit doel geschikte opstellingen geschieden. Bij al i deze opstellingen voor koolwaterstofomzetting is regenerering van de 35 : daarbij gebruikte katalysator echter het meest doeltreffend bij gebruik ; van de sequentiële regeneratietechnieken volgens de uitvinding. De regeneratieconcepten en procestechnieken die in de uitvinding in het bijzonder worden voorgesteld en omschreven, worden daarom met belangrijk voordeel in elke katalytische kraakbewerking toegepast.: Separation of hydrocarbon products from the riser; catalytic converter can be mechanically adjusted or by the state of the art known and suitable arrangements for this purpose. In all of these hydrocarbon conversion arrangements, however, regeneration of the catalyst used is the most effective in use; of the sequential regeneration techniques of the invention. The regeneration concepts and process techniques particularly proposed and described in the invention are therefore used with significant advantage in any catalytic cracking operation.

40 Fig. 1 is een schema in vertikale projektie van een tweetrapsop- 8520238 17 stelling voor de regeneratie van een katalysator naast en in combinatie met een stijgbuisopstelling voor omzetting van koolwaterstoffen. Een zone voor het terugwinnen en verzamelen van de katalysator met beperkte : cilindrische afmeting rond de afvoer van de stijgbuis omvat een eerste 5 katalysator-dampscheidingsinrichting die horizontaal naar buiten steekt uit een uitgang van de stijgbuisreaktor en naast een cycloon-schei-i ; dingsinrichting die in het bovenste gedeelte van het verzamelvat is ge-: plaatst.Fig. 40 1 is a vertical projection diagram of a two-stage 8520238 17 catalyst regeneration arrangement adjacent to and in combination with a hydrocarbon conversion riser arrangement. A limited and cylindrical size recovery and collection zone around the riser effluent comprises a first catalyst vapor separator protruding horizontally from an riser reactor outlet and adjacent to a cyclone separator; delivery device placed in the upper part of the collection vessel.

Fig, 2 is een schema in vertikale projektie van een zij aan zij 10; gelegen opstelling voor katalytisch kraken en regenereren van de kata-i lysator waarin zich een boven elkaar gelegen tweetrapsregenerator voor de katalysator bevindt welke is voorzien van betrekkelijk grote cycloonscheiders buiten het vat waarin zich de tweede trap van de kata-lysatorregeneratie bij hoge temperatuur afspeelt.Fig. 2 is a vertical projection diagram of a side by side 10; a catalytic cracking and regenerating arrangement of the catalyst comprising a superimposed two-stage catalyst regenerator which is provided with relatively large cyclone separators outside the vessel in which the second stage of the high temperature catalyst regeneration takes place.

15 Fig. 3 is een horizontale doorsnede van de inrichting van een ruwe scheidingsinrichting bij de stijgbuisuitgangen van de fig.1 en 2.FIG. 3 is a horizontal sectional view of the arrangement of a raw separator at the riser ports of FIGS. 1 and 2.

Fig. 4 is een meer gedetailleerde schets van het onderste gedeelte van de koolwaterstofomzettingszone van de stijgbuis van de fig.1 en 2 waarin in het bijzonder de ingang voor de toegevoerde olie met meervou-20 dige mondstukken is afgebeeld.Fig. 4 is a more detailed sketch of the lower portion of the hydrocarbon conversion zone of the riser of FIGS. 1 and 2, particularly depicting the inlet for the feed oil with multiple nozzles.

Fig. 5 is een grafische weergave van de omzetting die wordt be-! reikt voor twee verschillende systemen van verneveling van restolie. In systeem 2 is een sterker vernevelde olie gebruikt dan in systeem 1.Fig. 5 is a graphical representation of the conversion being monitored! reaches for two different systems of residual oil atomization. System 2 uses a more atomized oil than in System 1.

Fig. 6 is een schema in vertikale projektie van het onderste ge-!25 deel te van een kraakzone in een stijgbuis met een toevoerleiding voor geregenereerde katalysator, een toevoerleiding voor fluldiserend gas i en een mondstukopstelling waardoor een sterk vernevelde toevoerolie wordt gevormd in de stijgbuis bij een betrekkelijk hoge snelheid. Bespreking van bijzondere uitvoeringsvormen 30 In de hieronder besproken processchema's worden apparatuur!nrich- tingen geboden voor het katalytisch kraken van restolie bij betrekkelijk hoge temperatuur tot materiaal in het kookgebied van benzine tot koolwaterstoffen die gemakkelijk kunnen worden omgezet in bestanddelen die koken in het benzinegebied en stookolie. Regenerering van de daar-35 ; bij gebruikte kraakkatalysator vindt in het bijzonder plaats in een tweestapsregeneratiehandeling van de katalysator, waarbij in een eerste afzonderlijke regeneratiezone beperkte temperaturen worden gehandhaafd, vooral ter verwijdering van door koolwaterstofprodukten van de kraakbe-werking afgezette waterstof. Koolmonoxidevorming wordt in de eerste re-:40 generatiezone niet bijzonder beperkt en desaktivering van de katalysa- f», E g% A, 7 tf b y c ü L ö b 18 tor als gevolg van het verbranden van door waterstof gevormde stoom wordt op een gewenst laag peil gehouden. Daarna wordt waterstofvrije j restkoolstof uit de gedeeltelijk geregenereerde katalysator verwijderd in een tweede, afzonderlijk, betrekkelijk dicht, gefluldiseerd kata-5 lysatorsysteem bij een hogere temperatuur en voldoende hoge zuurstof-concentratie om de vorming van noemenswaardige hoeveelheden koolmonoxide of stoom te beperken door het bewerkstelligen van verbranding van op de katalysator afgezette restkoolstof. De temperatuur van de regeneratie in deze tweede fase kan voldoende hoog worden om een gewenste olie-;10 contacttemperatuur te bereiken. In het algemeen ligt het temperatuurge-bied van de geregenereerde katalysator tussen ongeveer 760 en 980°C.Fig. 6 is a vertical projection diagram of the bottom portion of a cracking zone in a riser with a regenerated catalyst feed line, a fluidizing gas supply line and a nozzle arrangement whereby a highly atomized feed oil is formed in the riser at a relatively high speed. Discussion of Special Embodiments In the process diagrams discussed below, equipment is provided for catalytic cracking of residual oil at relatively high temperatures to gasoline to hydrocarbon boiling range materials that can be easily converted to gasoline boiling and fuel oil components. . Regeneration of the there-35; in particular, the cracking catalyst used takes place in a two-step regeneration operation of the catalyst, in which limited temperatures are maintained in a first separate regeneration zone, especially to remove hydrogen deposited by hydrocarbon products from the cracking operation. Carbon monoxide formation is not particularly limited in the first regeneration zone, and deactivation of the catalyst, Eg% A, 7 tf byc ü L ö b 18 tor as a result of the combustion of hydrogen-formed steam is desired. kept low. Thereafter, hydrogen-free residual carbon is removed from the partially regenerated catalyst in a second, separate, relatively dense, fluidized catalyst system at a higher temperature and sufficiently high oxygen concentration to limit the formation of significant amounts of carbon monoxide or steam by effecting combustion of residual carbon deposited on the catalyst. The temperature of the regeneration in this second stage can become sufficiently high to achieve a desired oil contact temperature. Generally, the temperature range of the regenerated catalyst is between about 760 and 980 ° C.

Het rookgas van de regeneratie van de tweede fase is daardoor vrijwel of geheel vrij van koolmonoxide. Aangezien het rookgas van de tweede-faseregeneratie rijk aan kooldioxide is kan dat CÜ2-rijke gas daarna 15 al of niet worden gebruikt voor het opwekken van stoom, het strippen van katalysator tussen stappen van het proces en andere toepassingen voor zover gewenst. De aldus geregenereerde katalysator die een concentratie restkoolstof op de katalysator van minder dan 0,20 gew.procent en bij voorkeur minder dan 0,05 gew.procent omvat wordt in het kraak- ; i 20 proces teruggevoerd.The flue gas from the regeneration of the second phase is therefore almost or completely free of carbon monoxide. Since the second phase regeneration flue gas is rich in carbon dioxide, that C02 rich gas may or may not be used thereafter for steam generation, catalyst stripping between process steps and other applications as desired. The thus regenerated catalyst comprising a residual carbon on the catalyst concentration of less than 0.20 percent by weight and preferably less than 0.05 percent by weight is included in the cracking; i 20 process returned.

; !; !

Deskundigen zullen inzien dat het processchema volgens de uitvinding desaktivering van de katalysator door stoom van hoge temperatuur : minimaliseert en een energiebesparende maatregel is, hetgeen in deze ! tijd van energiebeperkingen bijzonder gewenst is. Dit wil zeggen dat de i25 ; tweetrapsregenerering volgens de uitvinding de eisen ten aanzien van de luchtaanjager beperkt ten opzichte van een regenerering in één trap ! ; terwijl kooks vollediger wordt verwijderd en de katalysatordeeltjes tot ! een gewenste hoge temperatuur worden verhit. De beperkte regenerering I van de eerste fase bij betrekkelijk lage temperatuur is niet beperkt i30 wat betreft koolmonoxidevorming waarbij doorgaans stoom wordt gevormd en de regenerering van de tweede fase met hogere temperatuur geschiedt j : in de afwezigheid van gevormde stoom waarin nog slechts een restgedeel-; te van de oorspronkelijk op de katalysator afgezette totale koolstof wordt verwijderd. Deze energiebesparende procesomstandigheden zijn van :35 belangrijk economisch voordeel voor de kraakbewerking doordat een kleinere koolmonoxideketel voor het produceren van in het proces gebruikte stoom kan worden toegepast voor het verwerken van het volume aan in de eerste regeneratiestap verkregen rookgas. Het uit de afzonderlijke : tweede regeneratiestap verkregen (^-rookgas met veel hogere tempera-40 tuur waarin geen noemenswaardige, de verbranding stimulerende hoeveel- 85 2 0 23 8Those skilled in the art will appreciate that the process scheme of the invention minimizes deactivation of the catalyst by high temperature steam and is an energy-saving measure, which is included herein. time of energy restrictions is particularly desirable. This means that the i25; two-stage regeneration according to the invention, the requirements with regard to the air blower are limited compared to a one-stage regeneration! ; while coke is more completely removed and the catalyst particles up to! heated to a desired high temperature. The limited regeneration of the first phase at a relatively low temperature is not limited as regards the formation of carbon monoxide in which steam is usually formed and the regeneration of the second phase in a higher temperature takes place in the absence of steam formed in which only a residual part is left; the total carbon originally deposited on the catalyst is removed. These energy-saving process conditions are of major economic benefit to the cracking operation in that a smaller carbon monoxide boiler for producing steam used in the process can be used to process the volume of flue gas obtained in the first regeneration step. The flue gas obtained at a much higher temperature from the separate second regeneration step in which no appreciable combustion-stimulating amount is obtained. 85 2 0 23 8

-V-V

19 heid koolmonoxide aanwezig is kan in een geschikte inrichting of warm-tewisselende voorziening worden afgekoeld onder vorming van nog meer stoom.When carbon monoxide is present, it can be cooled in a suitable device or heat exchanger to form even more steam.

De opstelling voor de restolieverwerking volgens de uitvinding 5 verschaft verder belangrijke energiebesparing doordat door het in de kraakbewerking invoeren van een restolie van atmosferische destillatie van een ruwe olie, energie-intensieve vacuumdestillatie en deasfaltering, vertraagd verkooksen en andere vormen van voorbereiding van de toevoer die belangrijke hoeveelheden energie vereisen, worden vermeden. 10 De door het koolmonoxiderijke rookgas opgewekte stoom zoals boven aangeduid en/of uit het proces verkregen, doorgaans gasvormige koolwaterstoffen kunnen met de olietoevoer worden gebruikt als verdunningsmiddel ter verbetering van de verneveling van de toevoer bij kontakt met de hete geregenereerde katalysator.The residual oil processing arrangement according to the invention further provides important energy savings in that by introducing a residual oil into the cracking operation of atmospheric distillation of a crude oil, energy-intensive vacuum distillation and asphalting, delayed coking and other forms of feed preparation which are important amounts of energy are avoided. The steam generated by the carbon monoxide-rich flue gas as indicated above and / or obtained from the process, generally gaseous hydrocarbons, can be used with the oil feed as a diluent to improve the atomization of the feed upon contact with the hot regenerated catalyst.

15 De hete katalysatordeeltjes die worden verkregen volgens de uit vinding en in de kraakbewerking worden ingevoerd kunnen een gewenste hogere temperatuur hebben dan normaal wordt bereikt in een eentrapsre-generatie met beperkte temperatuur volgens de stand der techniek. Bovendien wordt dit verkregen zonder schade door stoom en/of hydrothermi-20 sche schade aan de hetere katalysator. Daarnaast geeft de regeneratie-volgorde volgens de uitvinding op economischer wijze meer warmte af voor de gewenste verdamping en endotherme katalytische omzetting van de restoliekoolwaterstoffen. Verdere energiebesparingsvoordelen worden bereikt doordat een restolie die boven 550°C kokende moeilijk te verwer-i25 ken componenten van de ruwe olie bevatten tot meer gewenste lager kokende produkten worden verwerkt waaronder produkten in het kookgebied van benzine en voorlopers van benzine door het schrappen van bijbeho-; rende, veel energie verbruikende bewerkingen zoals vacuumdestillatie, propaandeasfal tering, viscositeitverlaging, vertraagd verkooksen, wa-30 terstofverrijking van de toevoer en kombinaties daarvan zoals tot nu | toe in de olieraffinage worden toegepast.The hot catalyst particles obtained according to the invention and introduced into the cracking operation may have a desired higher temperature than normally achieved in a one-stage, low temperature regeneration of the prior art. In addition, this is obtained without damage from steam and / or hydrothermal damage to the hotter catalyst. In addition, the regeneration sequence of the invention economically releases more heat for the desired evaporation and endothermic catalytic conversion of the residual hydrocarbons. Further energy saving advantages are achieved by processing a residual oil containing crude oil components difficult to process above 550 ° C into more desirable lower boiling products including products in the boiling range of gasoline and precursors of gasoline by deleting associated ; high energy consuming operations such as vacuum distillation, propane asphalting, viscosity reduction, delayed coking, hydrogen enrichment of the feed and combinations thereof as hitherto | used in oil refining.

In de procescombinaties volgens de uitvinding is rekening gehouden : met in stand houden van de gewenste evenwichtskatalysator in het ; systeem door in het systeem gecirculeerde katalysator te vervangen door 35 katalysatordeeltjes met een lager metaalgehalte die bijvoorbeeld zijn verkregen als verse katalysator of als evenwichtskatalysator uit andere : kraakbewerkingen van een schone grondstof. Aldus kan een gedeelte van de uit de eerste regeneratietrap bij lage temperatuur of de tweede re-generatietrap bij hogere temperatuur of beide als normaal katalysator-40 verlies of door bijzondere onttrekking afgescheiden katalysatordeeltjes ® K a O 7 Cl i 20 worden vervangen door verse katalysatordeeltjes met een geschikte hoge-| re kraakaktiviteit en met lagere gehalten aan afgezette metaalveront-reinigingen.The process combinations according to the invention have taken into account: maintaining the desired equilibrium catalyst in the; system by replacing catalyst circulated in the system with 35 lower metal catalyst particles obtained, for example, as a fresh catalyst or as an equilibrium catalyst from other cracking operations of a clean raw material. Thus, part of the low temperature first regeneration step or the higher temperature second regeneration step or both as normal catalyst loss or catalyst particles separated by special extraction can be replaced by fresh catalyst particles with a suitable high | cracking activity and with lower levels of deposited metal contaminants.

De procesconcepten volgens de uitvinding zijn bruikbaar voor het i 5 ontwerpen van fundamentele systemen en kunnen worden aangepast aan vele verschillende raffinagebewerkingen die thans worden toegepast en die een enkele regeneratiebewerking in combinatie met een kool waterstofomzetting zoals kraken in een stijgbuis of kraken in een dicht ge-flufdiseerd bed omvatten. Bij al deze bewerkingen dient de regenera-10 tietemperatuur te worden beperkt tot een eerste fase met lage temperatuur en een afzonderlijke tweede fase met hoge temperatuur teneinde de voordelen van de uitvinding te behalen, in het bijzonder ten aanzien ; van energiebesparing en het vermijden van hydrothermische schade bij ; hoge temperatuur aan de kraakkatalysator in aanwezigheid van gevormde 15 : stoom.The process concepts of the invention are useful for designing basic systems and are adaptable to many different refining operations currently in use that involve a single regeneration operation in combination with a hydrocarbon conversion such as riser cracking or dense cracking fluidized bed. In all of these operations, the regeneration temperature should be limited to a low temperature first phase and a separate high temperature second phase in order to achieve the advantages of the invention, particularly with regard to; saving energy and avoiding hydrothermal damage in; high temperature to the cracking catalyst in the presence of steam formed.

Het is meteen duidelijk dat met de uitgangspunten van de stapsgewijze katalysatorregenerering volgens de uitvinding een belangrijke verbetering kan worden bereikt bij elk kool waterstofomzettingsproces, ongeacht of de in de kraakbewerking ingevoerde koolwaterstoffen 20 asfaltachtige niet of nauwelijks te verwerken bestanddelen en metaal-verontreinigingen omvatten of slechts een veel kooks producerend vulma-; teriaal dat geen noemenswaardige hoeveelheden metaal verontreinigingen en/of asfal tenen bevat. De voordelen van de procesvernieuwingen volgens de uitvinding verbeteren echter aanzienlijk naarmate nevenbehandeling 125 van de ruwe koolwaterstofbelading ter verwijdering van deze materialen wordt beperkt.It is readily apparent that with the principles of the step-by-step catalyst regeneration of the invention, a significant improvement can be achieved in any hydrocarbon conversion process, regardless of whether the hydrocarbons introduced in the cracking process include asphaltic constituents and barely processable or metal impurities. lots of coke producing vulma; material that does not contain significant amounts of metal impurities and / or asphaltenes. However, the benefits of the process innovations of the invention improve significantly as side treatment 125 of the crude hydrocarbon charge to remove these materials is limited.

Verder zullen deskundigen in de stand van de techniek inzien dat bestaande apparatuur voor katalytisch kraken en regenereren bij beperkte temperatuur kan worden gemoderniseerd zodat de bewerkingen bij hoge-30 re temperatuur volgens de uitvinding kunnen worden uitgevoerd met een minimale kapitaaluitgave en verbouwingstijd, ongeacht of het gaat om het moderniseren van een vertikale regeneratoropstelling met eentraps-reaktor, een horizontale regeneratoropstelling met eentrapsreaktor of een van de modernere installaties met een koolwaterstofomzettingszone 35 in de stijgbuisreaktor in combinatie met een dicht katalysatorbed in open verbinding met een boven in de stijgbuis gelegen katalysatorrege-nerator.Furthermore, those skilled in the art will appreciate that existing limited temperature catalytic cracking and regeneration equipment can be modernized so that the high-temperature operations of the invention can be performed with minimal capital expenditure and rebuild time, whether or not for example, to modernize a vertical regenerator arrangement with a single-stage reactor, a horizontal regenerator arrangement with a single-stage reactor or one of the more modern installations with a hydrocarbon conversion zone 35 in the riser reactor in combination with a closed catalyst bed in open connection with a catalyst regenerator located at the top of the riser.

Wanneer bijvoorbeeld fig.1 in beschouwing wordt genomen, worden daar uitgewerkte katalysatordeeltjes die uit een omzettingsbewerking 40 van kool waterstoffen-restolie zijn teruggewonnen en kool waterstofachti- 8520238 21 ; ge afzettingen omvatten door leiding 1 in een eerste dicht gefluldi-seerd katalysatorbed 3 in regeneratievat 5 geleid. Regeneratievat 5 is j hierin een regeneratievat met betrekkelijk lage temperatuur waarvan de i ; temperatuur beneden ongeveer 800°C wordt gehouden en de door regenera-5 torgas via leiding 7 en verdeler 9 toegevoerde zuurstofconcentratie beperkt is om de gewenste regeneratietemperatuur tijdens verbranding, in het bijzonder van waterstof en koolwaterstofachtige afzettingen die samenhangen met koolwaterstofafzettingen van het kraken van restolie beperkt te houden. De verbranding in deze eerste regeneratiestap ge-10 schiedt onder omstandigheden dat stoom en een koolmonoxiderijk regenerati erookgas worden gevormd. Het aldus gevormde rookgas wordt door cycloon-scheidingsvoorzieningen, die worden weergegeven door schelders 11 en 13, geleid teneinde meegevoerde katalysatordeeltjes daaruit af te scheiden voordat het gas via leiding 15 wordt afgevoerd. De aldus uit 15 de koolmonoxiderijke rookgassen door de cyclonen afgescheiden katalysator wordt via geschikte dompel bui zen (diplegs) naar het katalysatorbed ; teruggevoerd. Voor regeneratievat 5 worden de regeneratieomstandigheden zo gekozen dat de katalysator wat betreft het verwijderen van kool houdende afzettingen slechts gedeeltelijk wordt geregenereerd zodat vol-20 doende restkoolstof op de katalysator overblijft om hogere temperaturen voor de katalysatordeeltjes dan 760 of 815°C te bereiken bij volledige verwijdering door verbranding met overmaat zuurstofbevattend regenera-tiegas.For example, when considering FIG. 1, spent catalyst particles recovered from a hydrocarbon waste oil conversion operation 40 and hydrocarbonaceous hydrocarbons are disclosed therein; Deposits included passed through line 1 into a first densely fluidized catalyst bed 3 into regeneration vessel 5. Regeneration vessel 5 herein is a relatively low temperature regeneration vessel whose i; temperature is kept below about 800 ° C and the oxygen concentration supplied by regenerator gas through line 7 and distributor 9 is limited to the desired regeneration temperature during combustion, in particular of hydrogen and hydrocarbonaceous deposits associated with hydrocarbon residues from residual oil cracking to keep. The combustion in this first regeneration step occurs under conditions that steam and a carbon monoxide-rich regeneration flue gas are generated. The flue gas thus formed is passed through cyclone separators, which are represented by gauges 11 and 13, to separate entrained catalyst particles therefrom before the gas is discharged via line 15. The catalyst thus separated from the carbon monoxide-rich flue gases by the cyclones is passed through suitable dip pipes to the catalyst bed; returned. For regeneration vessel 5, the regeneration conditions are chosen so that the carbon removal catalyst is only partially regenerated leaving sufficient residual carbon on the catalyst to achieve higher temperatures for the catalyst particles than 760 or 815 ° C upon complete removal. by combustion with excess oxygen-containing regeneration gas.

In de opstelling van fig.1 is de in vat 5 bewerkstelligde eerste ;25 trap van de katalysatorregenerering een bewerking bij betrekkelijk lage i temperatuur die bij voorkeur beperkt is tot ongeveer 760 of 815°C en een koolmonoxiderijk rookgas produceert. Gedeeltelijk geregenereerde katalysator die geen noemenswaardige hoeveelheid tot stoomvorming aanleiding gevende waterstof meer bevat, wordt via afvoerleiding 17 uit 30 het katalysatorbed van de eerste regeneratiestap naar de naast gelegen scheidingszone of vat 19 geleid. Een naar beneden stromende, betrekkelijk dichte gefluïdiseerde massa van gedeeltelijk geregenereerde katalysator wordt tegenstrooms met via leiding 21 toegevoerd beluchtings-en stripgas door vat 19 geleid. Het beluchtingsgas is bij voorkeur een 35 gas dat betrekkelijk inert is, tenminste wat betreft de desaktivering van de gedeeltelijk geregenereerde katalysator en is bij voorkeur een gas dat de overdracht van door vocht gevormde componenten met de katalysator naar een tweede regeneratietrap bij een temperatuur boven 815°C aanzienlijk beperkt. Voor gebruik in zone 19 geschikte beluchtingsgas-40 sen zijn onder meer kooldioxide, vrijwel vochtvrij rookgas, stikstof, ft !k ^ A Ά 'Έ tk ö v / * f / Λ Η '-?· Ana ïs* ftna ïst' 22 droge lucht en combinaties daarvan.In the arrangement of Figure 1, the first stage of catalyst regeneration accomplished in vessel 5 is a relatively low temperature operation which is preferably limited to about 760 or 815 ° C and produces a carbon monoxide-rich flue gas. Partially regenerated catalyst which no longer contains a significant amount of hydrogen giving rise to steam formation is led via discharge pipe 17 from the catalyst bed of the first regeneration step to the adjacent separation zone or vessel 19. A downflowing, relatively dense fluidized mass of partially regenerated catalyst is passed through vessel 19 countercurrent with aeration and stripping gas fed via line 21. The aeration gas is preferably a gas that is relatively inert, at least as regards the deactivation of the partially regenerated catalyst, and is preferably a gas which transfers the moisture-formed components with the catalyst to a second regeneration step at a temperature above 815 ° C C significantly limited. Suitable aeration gas-40s for use in zone 19 include carbon dioxide, virtually moisture-free flue gas, nitrogen, ft! K ^ A Ά 'Έ tk ö v / * f / Λ Η' -? Ana Ana ïs * ftnaïst '22 dry air and combinations thereof.

De gedeeltelijk geregenereerde katalysator wordt uit vat 19 geleid via standbuis 23 die verbinding geeft met de katalysatorleiding 25 en stijgbuisleiding 27. Een gas als lucht, stikstof, kooldioxide of een 5 mengsel daarvan kan via de gastoevoerleidingen 29 en 31 worden toegevoegd om het transport van de katalysator te bevorderen. Bij ingang 29 in de leidingbocht tussen de leidingen 23 en 25 en verderop in de transportleiding kunnen ook verschillende gasinleidbuizen worden aangebracht om het transport van de katalysator te bevorderen. Een regenera-10 tiegas zoals lucht of een met zuurstof verrijkte gasstroom wordt door leiding 31 aan de gedeeltelijk geregenereerde katalysator in stijgbuis 27 toegevoegd. Buis 27 komt uit in een katalysatorbed 33 dat in het onderste gedeelte van een regeneratiezone of vat met betrekkelijk grote diameter 35 wordt gehouden. Beneden in katalysatorbed 33 wordt extra 15 regeneratiegas zoals lucht ingevoerd via leiding 37 die verbinding geeft met een luchtverdeelinrichting die is aangepast aan de hoge pro-cestemperaturen.The partially regenerated catalyst is passed out of vessel 19 through standpipe 23 which connects to the catalyst line 25 and riser pipe 27. A gas such as air, nitrogen, carbon dioxide or a mixture thereof can be added through the gas supply lines 29 and 31 to transport the catalyst. At the entrance 29 in the pipe bend between the pipes 23 and 25 and further on in the transport pipe, different gas supply pipes can also be arranged to promote the transport of the catalyst. A regeneration gas such as air or an oxygen-enriched gas stream is added through line 31 to the partially regenerated catalyst in riser 27. Tube 27 opens into a catalyst bed 33 held in the lower portion of a relatively large diameter regeneration zone or vessel. Down in catalyst bed 33, additional regeneration gas such as air is introduced through line 37 which connects to an air distributor adapted to the high process temperatures.

Bij de regeneratie van de tweede fase die wordt uitgevoerd in regenerator 35 ligt de temperatuur binnen het gebied van 760 tot 980°C en 20 voldoende hoger dan die van de eerste regeneratietrap om een vrijwel volledige verwijdering van restkoolstof die in de eerste trap niet is verwijderd te bewerkstelligen. Regeneratorvat 35 is een met vuurvast materiaal bekleed vat dat vrijwel geen aan de oppervlakte tredende metalen inwendige onderdelen of cyclonen heeft, zodat de gewenste regene-25 ratie bij hoge temperatuur kan plaatsvinden. Bij deze bewerking bij hoge temperatuur wordt restkoolstof op de katalysator bij voorkeur tot minder dan 0,05 gew.procent beperkt en wordt een rookgasstroom van kooldioxide met hoge temperatuur door externe cycloonscheiders gewon- · nen. Bij voorkeur worden betrekkelijk grote eentrapscycloonscheiders 30 gebruikt met met vuurvast materiaal beklede vaten. Daarbij is voorzien in een uitwendig met gas gevuld gedeelte 39 met rondom uitlopende armen waaraan cycloonscheiders worden gehangen of opgesteld zoals in de tekening wordt weergegeven door de armen 41 en 43 die zijn verbonden met de cyclonen 45 en 47, Anderzijds kan ook de cycloonopstelling van fig.2 35 die hierna wordt besproken bij regenerator 35 worden toegepast. De aldus uit rookgas bij verhoogde temperaturen tot 980°C afgescheiden katalysator wordt via de aangebrachte verbindingen teruggevoerd. Een kooldioxiderijk rookgas van hoge temperatuur wordt afzonderlijk uit elke cycloonscheider afgetapt voor verder gebruik indien gewenst of als een 40 gecombineerde hete rookgasstroom 49 waarmee in een niet afgebeelde in- fi K ft x $In the regeneration of the second stage carried out in regenerator 35, the temperature is in the range of 760 to 980 ° C and 20 higher than that of the first regeneration stage to allow almost complete removal of residual carbon not removed in the first stage to accomplish. Regenerator vessel 35 is a refractory lined vessel that has virtually no surface metal internals or cyclones so that the desired high temperature regeneration can take place. In this high temperature operation, residual carbon on the catalyst is preferably limited to less than 0.05 percent by weight and a high temperature flue gas stream of carbon dioxide is recovered by external cyclone separators. Preferably, relatively large one-stage cyclone separators 30 are used with refractory lined drums. An external gas-filled portion 39 is provided with all-round arms on which cyclone separators are suspended or arranged as shown in the drawing by the arms 41 and 43 which are connected to the cyclones 45 and 47. On the other hand, the cyclone arrangement of fig. .2 35 discussed below in regenerator 35 are used. The catalyst thus separated from flue gas at elevated temperatures up to 980 ° C is recycled via the applied compounds. A high temperature carbon dioxide rich flue gas is separately withdrawn from each cyclone separator for further use if desired or as a 40 combined hot flue gas stream 49 which, in a non-illustrated infi K ft x $

'J L I) L, PJ L I) L, P

23 richting stoom kan worden opgewekt. Deskundigen zullen inzien dat er meer dan een cycloonscheider tegelijk kan worden gebruikt en dat het : aantal cyclonen achter elkaar wordt bepaald door de omvang van elk daarvan en van de toegepaste opstelling.23 can be generated in the direction of steam. Those skilled in the art will recognize that more than one cyclone separator can be used simultaneously and that the number of cyclones in succession is determined by the size of each and of the arrangement used.

5 De in de tweede regeneratietrap geregenereerde en door het ver branden van restkoolstof tot een concentratie beneden 0,10 gew.procent en bij voorkeur beneden 0,05 gew.procent koolstof tot een temperatuur boven die van de eerste regeneratietrap verhitte katalysator wordt uit bed 33 via leiding 51 afgevoerd naar naastliggend vat 53. De onttrokken 10 katalysator wordt bij voorkeur met een vochtvrij, of tenminste een vrijwel vochtvrij gas dat via leiding 55 wordt toegevoerd in de naastliggende katalysatorverzamelzone of vat 53 belucht. Het beluchtingsgas wordt vervolgens via leiding 57 naar het bovenste gedeelte van vat 35 geleid. De hete geregenereerde katalysator met een temperatuur boven 15 760°C wordt via standbuis 59 die een stroomregelklep 61 omvat uit zone 53 gevoerd. De hete katalysator loopt dan via transportleiding 63 naar het onderste gedeelte 65 van een stijgbuis 67 die als kool waterstofom-zettingszone dient. Beluchtingsgas of stijggas, zoals lichte koolwaterstoffen die zijn gewonnen uit een niet afgebeelde verder in het proces 20 gelegen terugwinningsinrichting voor lichte destillatie-einden of ander geschikt flufdiserend gasvormig materiaal wordt beneden de katalysa-toringang via leiding 69 in de stijgbuis gebracht.The catalyst regenerated in the second regeneration step and heated by burning residual carbon to a concentration below 0.10 wt.% And preferably below 0.05 wt.% Carbon to a temperature above that of the first regeneration step is removed from bed 33 discharged via line 51 to adjacent vessel 53. The withdrawn catalyst is preferably aerated with a moisture-free, or at least substantially moisture-free, gas which is supplied via line 55 into the adjacent catalyst collection zone or vessel 53. The aeration gas is then led via line 57 to the upper part of vessel 35. The hot regenerated catalyst having a temperature above 15760 ° C is passed out of zone 53 via standpipe 59 comprising a flow control valve 61. The hot catalyst then passes through transport line 63 to the lower portion 65 of a riser 67 which serves as a hydrocarbon conversion zone. Aeration gas or ascending gas, such as light hydrocarbons recovered from a further distillation process apparatus for light distillation ends or other suitable fluidized gaseous material not shown in the process, is introduced into the riser via line 69 below the catalyst inlet.

Van bijzonder belang bij de omzetting van koolwaterstoffen is dat de hete katalysator met laag restkoolstofgehalte naar boven wordt ge-25 stuwd en in de stijgbuis wordt vermengd met verscheidene koolwaterstof-stromen die door verschillende instekende toevoerspuitstukken in het met vuurvast materiaal beklede gedeelte van de stijgbuiswand worden toegevoerd. Meer in het bijzonder is de stijgbuiswand voorzien van een verbreed wandgedeelte 73 waardoor de verschillende, horizontaal ge-30 spreide toevoerspuitstukken naar binnen en naar boven steken. Een ver-dunningsgas zoals stoom, lichte koolwaterstoffen of een mengsel daarvan wordt aan de restolie toegevoegd om een betere vernevelde verspreiding daarvan en een vermenging in dampvorm met de gefluïdiseerde hete ka-talysatordeeltjes te verkrijgen. Het stijgbuisgedeelte naast de uitgan-35 gen van de mondstukken van de toevoerolie is bij voorkeur verbreed tot een stijgbuisvat met grotere diameter waardoor de suspensie van verdampte olie en katalysator wordt geleid. Om de gewenste vermenging en de vrijwel onmiddellijke verdamping van de ingevoerde restoliecomponen-ten verder te bevorderen wordt een aantal kleine toevoerstromen voor 40 vernevelde olie gemengd met de naar boven stromende katalysator. Het fi 8¾ 9 ft ^ t ft é L U £ 4' o 24 verdampte koolwaterstofmateriaal dat kraakprodukten gemengd met gesuspendeerde katalysatordeeltjes omvat stroomt door de stijgbuis 67 omhoog en wordt aan de bovenkant van de stijgbuis door de suspensiescheidings-inrichting afgevoerd. Verschillende maatregelen volgens de stand der 5 techniek kunnen voor dit doel worden gebruikt. De eerste suspensie-scheider die wordt aangeduid als ruwe scheider aan het eind van de koolwaterstofomzettingszone in de stijgbuis wordt afgebeeld als een naar buiten breder wordend uitstekend gedeelte van de stijgbuis in de vorm van vlindervormige vleugels in samenhang met betrekkelijk grote 10 openingen in de wand van de stijgbuis in de buurt van het gesloten boveneinde daarvan. Dat wil zeggen dat de ruwe scheider aan de bovenkant van de stijgbuis van de zijkant en van boven gezien op een vlindervormige inrichting gelijkt. De uitsteeksels staan aan de onderkant in open : verbinding met het vat 87 daaromheen voor het afvoeren van koolwater-i15 stofdamp die grotendeels van de katalysatordeeltjes is afgescheiden. De zijden 77, fig.3, zijn dichte vrijwel vertikale schotten en de einden 79 naast de wand van vat 87 zijn dichte vrijwel vertikale gebogen ! schotten. Het boveneinde van elk uitsteeksel is afgesloten met een hellend dak 81 zodat zo min mogelijk neerdwarrelende katalysator- en 20 kooksdeeltjes daarop blijven liggen. De helling van het dakschot is bij I voorkeur tenminste gelijk aan de rusthoek van de gebruikte katalysator en bij voorkeur groter om te voorkomen dat de katalysator op het dak blijft liggen. Andere in de stand van de techniek bekende opstellingen om hoge dampafvoersnelheden te bereiken kunnen worden toegepast voor de 25 eerste scheiding van de uit de bovenzijde van de stijgbuis tredende koolwaterstofdamp-katalysatorsuspensie.Of particular interest in hydrocarbon conversion is that the low residual carbon hot catalyst is forced upward and mixed in the riser with various hydrocarbon streams flowing through different insertion nozzles into the refractory lined portion of the riser wall. supplied. More particularly, the riser wall is provided with a widened wall portion 73 through which the various horizontally spread feed nozzles protrude inwards and upwards. A diluent gas such as steam, light hydrocarbons or a mixture thereof is added to the residual oil to obtain a better atomized dispersion thereof and a vaporization with the fluidized hot catalyst particles. The riser section adjacent the outlets of the feed oil nozzles is preferably widened into a larger diameter riser vessel through which the evaporated oil and catalyst slurry is passed. In order to further promote the desired mixing and the almost instantaneous evaporation of the imported residual oil components, a number of small feed streams for atomized oil are mixed with the upflowing catalyst. The carbonaceous hydrocarbon material comprising cracked products mixed with suspended catalyst particles flows up through the riser 67 and is discharged through the slurry separator at the top of the riser. Various prior art measures can be used for this purpose. The first slurry separator referred to as a crude separator at the end of the hydrocarbon conversion zone in the riser is depicted as an outwardly widening protruding portion of the riser in the form of butterfly wings in conjunction with relatively large openings in the wall of the riser near its closed top end. That is, the coarse separator at the top of the riser from the side and viewed from above resembles a butterfly-shaped device. The protrusions are open at the bottom in connection to the vessel 87 around it for venting hydrocarbon vapor largely separated from the catalyst particles. The sides 77, FIG. 3, are dense nearly vertical bulkheads, and the ends 79 adjacent to the wall of vessel 87 are dense, nearly vertical curved! bulkheads. The top end of each protrusion is closed with a sloping roof 81 so that as little as possible of catalyst particles and coke particles settling on it remains thereon. The slope of the roof bulkhead is preferably at least equal to the angle of repose of the used catalyst and preferably greater to prevent the catalyst from remaining on the roof. Other arrangements known in the art to achieve high vapor discharge rates can be used for the first separation of the hydrocarbon vapor catalyst slurry exiting the top of the riser.

In de praktijk worden de dampvormige materialen die koolwaterstoffen en verdunningsmiddelen gemengd met gesuspendeerde katalysator omvatten door de openingen 75 in de stijgbuis geleid en in de beide uit-30 stekende kamers A en B geëxpandeerd ter verlaging van de snelheid van het mengsel, richtingverandering van de bestanddelen van de suspensie en concentrering van de katalysatordeeltjes die uit het dampvormige materiaal langs de vertikale gebogen buitenwand 79 van elke uitstekende kamer worden afgescheiden. De aldus geconcentreerde of afgescheiden ka-35 talysatordeeltjes vallen langs de wand naar beneden en worden als een ringvormig katalysatorbed 83 daaronder dat een katalysatorstripzone omvat opgevangen. Het van de katalysatordeeltjes gescheiden dampvormige materiaal loopt naar beneden door de open onderkant van elke uitstekende kamer naast de stijgbuiswand en stroomt vandaar omhoog in een of 40 meer cycloonscheiders die worden weergegeven door scheider 85 in een 852 023 8 25 bovengedeelte van vat 87. Koolwaterstofdampen, verdunningsmiddel en j gasvormig stripmateriaal die van de katalysator zijn afgescheiden worden door leiding 89 afgevoerd naar niet afgebeelde inrichtingen voor het terugwinnen van produkten. Katalysator die in een of meer cyclonen j i 5 wordt afgescheiden wordt via verbindingen naar katalysatorbed 83 geleid. Stripgas zoals stoom wordt via leiding 91 naar bed 83 geleid. Gestripte koolwaterstoffen gaan met de geproduceerde koolwaterstofdampen mee uit de ruwe scheider en komen in de cycloonscheideropstelling. De : gestripte katalysator die koolwaterstofachtig produkt van het kraken 10 ; van restolie en metaal verontreinigingen omvat wordt door leiding 93 met i daarin klep 95 afgevoerd en vervolgens door leiding 1 naar de eerste regeneratietrap geleid.In practice, the vaporous materials comprising hydrocarbons and diluents mixed with suspended catalyst are passed through the openings 75 in the riser and expanded into both protruding chambers A and B to reduce the speed of the mixture, changing direction of the ingredients of the slurry and concentration of the catalyst particles separated from the vaporous material along the vertical curved outer wall 79 of each protruding chamber. The catalyst particles thus concentrated or separated fall down the wall and are collected as an annular catalyst bed 83 below which comprises a catalyst stripping zone. The vaporous material separated from the catalyst particles flows down through the open bottom of each protruding chamber adjacent to the riser wall and from there flows up into one or 40 more cyclone separators represented by separator 85 in an 852 023 8 25 upper portion of vessel 87. Hydrocarbon vapors, diluent and gaseous stripping material separated from the catalyst are passed through line 89 to product recovery plants (not shown). Catalyst separated in one or more cyclones j i 5 is led via connections to catalyst bed 83. Strip gas such as steam is led to bed 83 via line 91. Stripped hydrocarbons go with the produced hydrocarbon vapors from the crude separator and enter the cyclone separator arrangement. The: stripped catalyst containing hydrocarbonaceous cracking product 10; of residual oil and metal impurities is discharged through line 93 with valve 95 therein and then passed through line 1 to the first regeneration stage.

In fig.2 is een apparaat-opstelling afgebeeld die afwijkt van de opstelling van fig.1 doordat de afzonderlijke regenereringsvaten 2 en 4 15 boven elkaar op dezelfde as zijn gestapeld waarbij regenerator 4 met de hoogste temperatuur het bovenste vat is. Verder worden de hete rookgas-; sen uit regenerator 4 afgevoerd door met vuurvast materiaal beklede pijpen 6 en 8 die in T-vorm zijn opgesteld met een grote cycloonschei-der in open verbinding daarmee en hangend aan de horizontale armen 8 20 van de T-vormige buis. In deze apparatuur-opstelling komen de stijg-buisreaktor 12 voor kool waterstofomzetting met meervoudige toevoer 14 en ruwe suspensiescheider 16 overeen met dezelfde voorzieningen als in fig.1. Dit systeem of andere opstellingen zijn er echter op ingericht om te worden gebruikt in combinatie met een, twee of meer grote 25 cycloonscheiders 18 in het bovenste gedeelte van het katalysatorverza-melvat 20 naast de uitgangsopening van de stijgbuis binnen of buiten verzamel vat 20. Ook kan een opstelling worden toegepast die overeenkomt met wat voor de bovenkant van de regenerator 4 van het apparaat is af-: gebeeld.Fig. 2 shows an apparatus arrangement that deviates from the arrangement of Fig. 1 in that the individual regeneration vessels 2 and 4 are stacked one above the other on the same axis, with regenerator 4 having the highest temperature being the uppermost vessel. Furthermore, the hot flue gas; From regenerator 4 discharged through refractory lined pipes 6 and 8 which are arranged in T-shape with a large cyclone separator in open connection therewith and suspended from the horizontal arms 8 of the T-shaped pipe. In this equipment arrangement, the multi-feed 14 hydrocarbon conversion riser reactor 12 and crude slurry separator 16 correspond to the same features as in FIG. However, this system or other arrangements are adapted to be used in combination with one, two or more large cyclone separators 18 in the upper portion of the catalyst collection vessel 20 adjacent to the riser exit port inside or outside collection vessel 20. Also an arrangement corresponding to that shown for the top of the regenerator 4 of the apparatus may be used.

30 In de apparaat-opstelling van fig.2 wordt hete geregenereerde ka- ! i talysator met een temperatuur boven 760°C, welke temperatuur tenminste I gelijk is aan de pseudo-kritische temperatuur van de toegevoerde restolie, onderin stijgbuis 12 gebracht waar deze wordt gemengd met stijg-gas of beluchtingsgas dat door leiding 24 wordt toegevoerd ter verkrij-; 35 ging van een omhoog stromende suspensie. De aldus beluchte of gesuspen-: deerde katalysator wordt vervolgens in contact gebracht met verscheide-: ne stromen vernevelde olie via verscheidene inleidmondstukken 14. In i een bijzondere uitvoeringsvorm zijn er zes horizontaal gespreid geplaatste mondstukken, zie fig.4, die op de afgebeelde wijze bij het 40 verbrede gedeelte van de stijgbuis door de wand van de stijgbuis ste- '·%? L U L O ö 26 ken. Met de olietoevoer kan stoom of een ander verdunningsmiddel worden ingespoten om een goede verneveling te verkrijgen zoals boven besproken.In the device arrangement of Fig. 2, hot regenerated cheese is a catalyst with a temperature above 760 ° C, which temperature is at least equal to the pseudo-critical temperature of the residual oil supplied, is placed at the bottom of riser 12 where it is mixed with riser gas or aeration gas which is fed through line 24 to obtain ; 35 went from an upflowing slurry. The thus aerated or slurried catalyst is then contacted with several streams of atomized oil through various inlet nozzles 14. In a particular embodiment, there are six horizontally spaced nozzles, see FIG. 4, which are shown in the manner shown. at the 40 widened portion of the riser through the wall of the riser ste-%? L U L O ö 26 ken. With the oil supply, steam or other diluent can be injected to obtain good atomization as discussed above.

Een suspensie van dampvormige koolwaterstoffen en katalysator ; 5 loopt door stijgbuis 12 omhoog en wordt op de wijze als besproken bij fig.1 in de ruw scheidende uitsteeksels 16 gebracht. De van de kataly-satordeeltjes afgescheiden koolwatertofdampen worden door een of meer cycloonscheiders 18 geleid voor het verder terugwinnen van katalysator en vervolgens wordt het koolwaterstof bevattende dampvormige materiaal 10 via leiding 26 naar een niet afgebeelde fraktioneringsinrichting ge- j leid.A suspension of vaporous hydrocarbons and catalyst; 5 rises through riser 12 and is introduced into the roughly separating protrusions 16 as discussed in FIG. The hydrocarbon vapors separated from the catalyst particles are passed through one or more cyclone separators 18 to further recover catalyst, and then the hydrocarbonaceous vaporous material 10 is passed via line 26 to a fractionator not shown.

De met behulp van voorzieningen 16 en cycloon 18 afgescheiden katalysator wordt als een katalysatorbed in het onderste gedeelte van vat 20 opgevangen. Onderin het bed wordt door leiding 28 een stripgas zoals 15 stoom ingeleid. De gestripte katalysator wordt door leiding 30 met klep 72 geleid naar een katalysatorbed 32 dat in vat 2 wordt geregenereerd. Een regenereringsgas zoals lucht wordt onderin bed 32 door een toevoer-1 ei ding 34 die verbinding heeft met luchtverdeelring 36 toegevoerd. Re-generatiezone 21 wordt in stand gehouden als een regeneratie-inrichting 20 met betrekkelijk lage temperatuur beneden 815°C en met zodanige gekozen omstandigheden dat een gedeelte van de afgezette koolstof en alle waterstof van het bij het kraken afgezette koolwaterstofachtige materiaal worden verwijderd. In deze bewerking wordt een koolmonoxiderijk rookgas gevormd dat van meegevoerde kleine katalysatordeeltjes wordt gescheiden i25 door een of meer cyclonen, zoals cyclonen 38 en 40 parallel of in serie geschakeld met een andere cycloon. De koolmonoxiderijke rookgassen worden uit de scheidingscyclonen via leiding 42 teruggewonnen om te worden : gebruikt zoals hierin is besproken.The catalyst separated using facilities 16 and cyclone 18 is collected as a catalyst bed in the bottom portion of vessel 20. At the bottom of the bed, a stripping gas such as steam is introduced through line 28. The stripped catalyst is passed through line 30 with valve 72 to a catalyst bed 32 which is regenerated in vessel 2. A regeneration gas such as air is supplied at the bottom of bed 32 through a feed pipe 34 which has connection with air distribution ring 36. Regeneration zone 21 is maintained as a regenerator 20 with a relatively low temperature below 815 ° C and with selected conditions such that part of the deposited carbon and all hydrogen are removed from the hydrocarbonaceous material deposited upon cracking. In this operation, a carbon monoxide-rich flue gas is formed which is separated from entrained small catalyst particles by one or more cyclones, such as cyclones 38 and 40, connected in parallel or in series with another cyclone. The carbon monoxide-rich flue gases are recovered from the separation cyclones via line 42 to be used as discussed herein.

Gedeeltelijk geregenereerde katalysator wordt uit het benedenste 30 gedeelte van bed 32 afgevoerd en naar boven door stijgbuis 44 in het i benedenste gedeelte van een dicht vloeiend katalysatorbed 46 in een bo-! vengelegen afzonderlijke regenereringsinrichting met een bovenschei-i dingsvlak 48 geleid. Regenereringsgas, zoals lucht of met zuurstof verrijkt gas wordt door leiding 50 die in verbinding staat met luchtver-35 deel ring 52 in bed 46 geleid. Regenereringsvat 4 is een met vuurvast materiaal bekleed vat zonder metalen aanhangsels zoals boven besproken zodat de temperatuur niet door metalen onderdelen is beperkt en tot een hogere temperatuur, zoals boven 815°C tot 980°C, of tot de temperatuur die vereist is voor volledige kool stofverbranding kan oplopen. In dit 40 katalysatorregenereringsmilieu wordt de op de katalysator na de eerste 852 0 2 3 8 ..... 27 I i in temperatuur beperkte regenerering achterblijvende restkoolstof vrij-Partially regenerated catalyst is discharged from the lower portion of bed 32 and up through riser 44 into the lower portion of a dense fluid catalyst bed 46 in a bottom. a separate regenerator with an upper interface 48 is guided. Regeneration gas, such as air or oxygen-enriched gas, is passed into bed 46 through line 50 which communicates with air distribution ring 52. Regeneration vessel 4 is a refractory lined vessel without metal appendages as discussed above so that the temperature is not limited by metal parts and to a higher temperature, such as above 815 ° C to 980 ° C, or to the temperature required for full carbon dust combustion can increase. In this catalyst regeneration environment, the residual carbon remaining on the catalyst after the first 852 0 2 3 8 ..... 27 I temperature-limited regeneration is released.

I : II: I.

wel volledig bij de onbeperkte temperatuur van deze tweede trap verwijderd. In regenerator 4 is de temperatuur dan ook niet in het bijzonder beperkt tot een maximum niveau, behalve door de hoeveelheid koolstof 5 die moet worden verwijderd en er wordt voldoende zuurstof toegevoerd om kooldioxiderijke rookgassen te vormen waarin zich geen verbranding bevorderende hoeveelheden koolmonoxide meer bevinden. Het aldus gevormde kooldioxiderijke rookgas wordt met enig meegevoerd katalysatormateriaal uit het dichte vloeiende katalysatorbed 46 naar een meer verdunde kata-10 lysatorfase daarboven geleid waaruit het rookgas door leidingen 6 en 8 ; die met meer dan een cycloon 10 in verbinding staan wordt afgevoerd.completely removed at the unlimited temperature of this second stage. Therefore, in regenerator 4, the temperature is not particularly limited to a maximum level, except by the amount of carbon 5 to be removed, and sufficient oxygen is supplied to produce carbon dioxide-rich flue gases that no longer contain combustion-promoting amounts of carbon monoxide. The carbon dioxide-rich flue gas thus formed is led with some entrained catalyst material from the dense flowing catalyst bed 46 to a more dilute catalyst phase above from which the flue gas passes through lines 6 and 8; which communicate with more than one cyclone 10 is discarded.

; Leiding 8 is recht of horizontaal gebogen en is tangentieel verbonden met cycloon 10. De kromming van leiding 8 komt bij voorkeur gedeeltelijk overeen met de kromming van de cycloonwand zodat in leiding 8 voor 15 het intreden in de cycloonscheider een eerste centrifugale scheiding ; van meegevoerde katalysatordeeltjes tot stand wordt gebracht. Met deze ; opstelling worden katalysatordeeltjes met een hoog rendement uit de he-: te rookgassen afgescheiden en de efficiëntie van de cycloonscheiders kan nog verder worden verbeterd door verlenging van de kegel vormige bo-20 dem van de cycloon. Aldus afgescheiden katalysatordeeltjes worden door de met vuurvast materiaal beklede verbinding 56 naar katalysatorbed 46 in de hoge-temperatuurregenerator geleid. Kooldioxiderijke rookgassen j zonder verbranding ondersteunende hoeveelheden koolmonoxide worden door leiding 58 uit cycloon 10 geleid om te worden gebruikt zoals hierin is 25 beschreven. In zone of vat 4 bij een temperatuur tot 980°C geregene- | reerde katalysatordeeltjes worden via met vuurvast materiaal beklede leiding 60 naar vat 62 geleid en vandaar via leiding 64 met klep 66 I : 1 naar leiding 22 die verbinding heeft met de hierboven besproken stijg- buisreaktor 12. Onderin vat 62 wordt met toevoerleiding 68 die in ver- 30 binding staat met een verdeel ring in vat 62 beluchtingsgas toegevoerd.; Line 8 is bent straight or horizontally and is tangentially connected to cyclone 10. The curvature of line 8 preferably partially corresponds to the curvature of the cyclone wall so that in line 8 before entering the cyclone separator a first centrifugal separation; of entrained catalyst particles is created. With this ; Arrangement, high efficiency catalyst particles are separated from the hot flue gases and the efficiency of the cyclone separators can be further improved by extending the cone bottom of the cyclone. Catalyst particles thus separated are passed through the refractory-coated compound 56 to catalyst bed 46 in the high temperature regenerator. Carbon dioxide-rich flue gases without combustion supporting amounts of carbon monoxide are passed from cyclone 10 through line 58 to be used as described herein. Irrigated in zone or vessel 4 at a temperature of up to 980 ° C Opened catalyst particles are led via refractory lined line 60 to vessel 62 and then through line 64 with valve 66 I: 1 to line 22 which connects to the riser reactor 12 discussed above. The bond is supplied with a distribution ring in vessel 62, aeration gas is supplied.

Het boven uit vat 62 via leiding 70 onttrokken gasvormige materiaal wordt naar het bovenste gedeelte van vat 4 geleid.The gaseous material withdrawn from top of vessel 62 via line 70 is passed to the upper portion of vessel 4.

De apparaat-opstelling van fig.2 is een compact zij-aan-zij systeem dat is ingericht in drukbalans om de gewenste omloop van kata-;35 lysatordeeltjes en de hier aan de orde gestelde bijzonder gewenste procesomstandigheden te bereiken. De werking van het systeem wordt verbeterd door gebruikmaking van bol vormige katalysatordeeltjes van minder dan 200 /un en met een gemiddelde deeltjesgrootte die kan worden gekozen uit het gebied van 50 tot 120 /m. Rekening is gehouden 40 met aanpassing van het systeem van fig.2 door het aanbrengen van extraThe device arrangement of Figure 2 is a compact side-by-side system arranged in pressure balance to achieve the desired circulation of catalyst particles and the particular desired process conditions discussed here. The operation of the system is improved by using spherical catalyst particles of less than 200 µm and with an average particle size selectable from the range of 50 to 120 µm. Account has been taken of the modification of the system of fig. 2 by adding extra

o i / «8 / 3 Ko i / «8/3 K

w;' ie* ·ν> u-.j Vw; ' ie * · ν> u-.j V

28 cyclonen op vat 20 met openingen daar naartoe ter hoogte van het boveneinde van de uitgang van de conversiezone in de stijgbuis. De externe cycloonscheiders kunnen ook op een soortgelijke manier worden opgesteld als is afgebeeld voor de leidingen 6 en 8 en cycloon 10 van regenerator : 5 4 en kunnen verbonden worden met een vertikaal verkort vat 20 en gebruikt worden in plaats van inwendige cycloon 18. Aldus afgescheiden katalysatordeeltjes kunnen via geschikte buisverbindingen die aansluiting geven op het bed met verzamelde deeltjes onder in vat 20 worden teruggevoerd en in contact worden gebracht met het via leiding 28 toe-i10 gevoerde stripgas.28 cyclones on vessel 20 with openings there at the top of the exit of the conversion zone in the riser. The external cyclone separators can also be arranged in a similar manner to that shown for the lines 6 and 8 and cyclone 10 of regenerator: 5 4 and can be connected to a vertical shortened vessel 20 and used in place of internal cyclone 18. Thus separated Catalyst particles can be recycled through appropriate tubing connections connecting to the collected particle bed at the bottom of vessel 20 and contacted with the stripping gas supplied via line 28.

In fig.4 is meer in detail een apparaat-opstelling afgebeeld die bruikbaar is voor het afzonderlijk onderin stijgbuisgedeelte 65 van fig.1 of stijgbuis 12 van fig.2 toevoeren van hete geregenereerde kata-lyator en restoliegrondstof. De restolie wordt door een reeks rechte of I15 : gebogen buizen 71 toegevoerd. De buizen kunnen voorzien zijn van een buisvormige mantel die een ringvormige zone vormen voor het toedienen van stoom indien gewenst. In de opstelling van fig.4 wordt hete katalysator bij een eerder aangeduide verhoogde temperatuur die ligt boven de pseudo-kritische temperatuur van de restolietoevoer via leiding 63 20 met vuurvaste bekleding naar een bodemgedeelte 65 van de stijgbuis voor koolwaterstofomzetting 67 die elk met vuurvast materiaal zijn bekleed gevoerd. Beluchtingsgas of fluldiserend gas voor de katalysator wordt via leiding 69 naar een gasverdeler onderin de stijgbuis geleid. Onder-1 in de stijgbuis wordt een hete suspensie van de katalysator en stuwgas !25 gevormd die vervolgens door de stijgbuis omhoog wordt geleid naar het verbrede gedeelte daarvan teneinde daar in contact te worden gebracht ; met de via de diverse toevoerbuizen 71 ingebrachte restolie. De via 71 I ingebrachte olie wordt gemengd met een verdunningsmiddel zoals stoom of lichte koolwaterstoffen die binnentreden via leiding 109 en de par-30 tiële druk van de ingebrachte koolwaterstoffen aanzienlijk beperken. Extra toegevoegde stoom voor het olietoevoermondstuk wordt in een rondom pijp 71 gevormde ring door stoominlaat 111 toegevoerd. Een reeks van dergelijk ommantelde mondstukken is horizontaal gespreid geplaatst en geeft olie af in de dwarsdoorsnede van de stijgbuis; bij voorkeur zijn 35 er zes dergelijke mondstukken die het contact bij hoge temperatuur tussen gefluldiseerde katalysatordeeltjes en olie bewerkstelligen met ; het oog op de vrijwel onmiddellijke verdamping/verneveling van de toegevoerde restolie. De opgestelde mondstukken geven olie af in een verbreed gedeelte van de stijgbuis nadat deze door gedeelte 73 is geleid 40 dat in een opstelling is beschouwd als een half buisvormig gedeelte in PK O A o 7 Ö V L y L 5 y 29 ! de stijgbuiswand die is gevuld met vuurvast materiaal. De mondstukken zijn zodanig opgesteld dat de olie terechtkomt in een recht gedeelte van de stijgbuis zodat het vernevelings/verdampingscontact met de omhoog stromende gesuspendeerde katalysatordeeltjes in de stijgbuis nog 5 wordt gefntensiveerd. De reeks olietoevoerbuizen is bij voorkeur in een cirkel opgesteld op afstand van de stijgbuiswand binnen de vergrote doorsnede van de stijgbuis om de gewenste menging van olie met de hete katalysatordeeltjes te verkrijgen zodat vrijwel onmiddellijke verdamping van de toegevoerde restolie plaatsvindt. Ingezien wordt dat ver-:10 schillende in de stand van de techniek gebruikte voorzieningen waaronder vernevelingsmondstukken ook kunnen worden gebruikt om een vollediger verneveling van de toegevoerde restolie voor intensiever verdam-pingscontact met de hete katalysatordeeltjes bij een temperatuur van tenminste 760°C en binnen het gebied van 815 tot 980°C te bewerkstelli-15 gen. jIn FIG. 4, a device arrangement is shown in more detail which is useful for separately feeding hot regenerated catalyst and residual oil raw material into the bottom riser section 65 of FIG. 1 or riser 12 of FIG. 2. The residual oil is fed through a series of straight or curved tubes 71. The tubes can be provided with a tubular jacket forming an annular zone for delivering steam if desired. In the arrangement of Figure 4, at a previously indicated elevated temperature that is above the pseudo-critical temperature of the residual oil feed, hot catalyst is passed through refractory line 63 to a bottom portion 65 of the hydrocarbon conversion riser 67, each of which is refractory. lined lined. Aeration gas or fluidizing gas for the catalyst is passed via line 69 to a gas distributor at the bottom of the riser. At the bottom of the riser, a hot slurry of the catalyst and propellant gas is formed which is then passed through the riser to its widened portion to be contacted there; with the residual oil introduced via the various supply tubes 71. The oil introduced via 71 I is mixed with a diluent such as steam or light hydrocarbons entering through line 109 and significantly limiting the partial pressure of the introduced hydrocarbons. Additional added steam for the oil supply nozzle is supplied through steam inlet 111 in a ring formed around pipe 71. A series of such sheathed nozzles are horizontally spaced and release oil into the cross section of the riser; preferably there are six such nozzles which effect the high temperature contact between fluidized catalyst particles and oil with; in view of the almost instantaneous evaporation / atomization of the supplied residual oil. The disposed nozzles release oil into a widened section of the riser after passing through section 73 40 which has been considered as a semi-tubular section in PK O A o 7 Ö V L y L 5 y 29 in an arrangement! the riser wall filled with refractory material. The nozzles are arranged so that the oil enters a straight portion of the riser so that the atomization / evaporation contact with the upwardly flowing suspended catalyst particles in the riser is further intensified. The series of oil feed tubes are preferably arranged in a circle spaced from the riser wall within the enlarged diameter of the riser to achieve the desired mixing of oil with the hot catalyst particles to allow almost instant evaporation of the supplied residual oil. It is recognized that various devices used in the art, including atomizing nozzles, may also be used to more fully atomize the residual oil supplied for more intensive evaporative contact with the hot catalyst particles at a temperature of at least 760 ° C and within the range from 815 to 980 ° C. j

Het kraken van restolie volgens de uitvinding steunt op het rege-! nereren van de katalysator bij zeer hoge temperatuur waardoor een kata- S lysator met zeer laag restgehalte aan koolstof wordt verkregen bij een I temperatuur boven de pseudo-kritische temperatuur van de toegevoerde 20 restolie waardoor een vrijwel onmiddellijke verdamping van de toegevoerde restolie wordt verkregen. Een ander belangrijk aspekt van de gecombineerde bewerking is het handhaven van de aktiviteit van de katalysator door het vervangen van een gedeelte van de met metalen verontreinigde katalysator door versere katalysator en een eerste regenerering 25 van de katalysator tot stand te brengen onder beperkte temperatuurom-;standigheden waardoor deaktivering van katalysatordeeltjes door stoom ;tijdens het regenereren wordt geminimaliseerd. De kraakbewerking volgens de uitvinding is in wezen een behandeling van de koolwaterstoffen in een keer aangezien er geen kringloop of omloop van oliekoolwater-30 stoffen in de kraakbewerking is. Anderzijds kunnen lichte, normaal gasvormige koolwaterstoffen, in het proces gevormde stoom en kooldioxide in het proces worden teruggevoerd en voor de bovenbeschreven doeleinden worden gebruikt. Verder is het mogelijk gevormde en daartoe geschikte olefinische componenten te alkyl eren in niet afgeheelde, verderop gele-35 gen apparatuur en gevormde koolwaterstoffen die koken boven het kookpunt van benzine te hydrokraken waardoor extra benzine en/of lichte olie wordt geproduceerd. Het koolwaterstofprodukt dat hoger kookt dan benzine kan ter verwijdering van zwavel en stikstof worden gehydroge-neerd onder vorming van aanvaardbaar stookoliemateriaal.The cracking of residual oil according to the invention is based on the recovery process. generating the catalyst at a very high temperature, whereby a catalyst with a very low residual carbon content is obtained at a temperature above the pseudo-critical temperature of the supplied residual oil, whereby an almost instantaneous evaporation of the supplied residual oil is obtained. Another important aspect of the combined operation is to maintain the activity of the catalyst by replacing part of the metal-contaminated catalyst with fresher catalyst and effecting initial regeneration of the catalyst under limited temperature conditions. thereby minimizing deactivation of catalyst particles by steam during regeneration. The cracking operation of the invention is essentially a treatment of the hydrocarbons all at once since there is no recycle or circulation of oil hydrocarbons in the cracking operation. On the other hand, light, normally gaseous hydrocarbons, process-generated steam and carbon dioxide can be recycled into the process and used for the above-described purposes. Furthermore, it is possible to alkylate shaped and suitable olefinic components in unsealed, downstream equipment and hydrocracked shaped hydrocarbons boiling above the boiling point of gasoline to produce additional gasoline and / or light oil. The hydrocarbon product boiling above gasoline can be hydrogenated to remove sulfur and nitrogen to form acceptable fuel oil material.

40 De hierboven besproken concepten van het regenereren van kraakka-40 The concepts of cracking regeneration discussed above

('ifV·. ^ (O KV rfJN('ifV ·. ^ (O KV rfJN

te n & U 2 i 8 % 30 talysatoren worden in het bijzonder toegepast om een hoge mate van pro-: duktselektiviteit bij de katalytische omzetting van hoogkokende koolwa-: terstoffen, in het bijzonder restoliën, bij de produktie van gekraak-; te benzine, benzinevoorlopers en katalytische recirculaatoliën te 5 verkrijgen.In particular, 8% 30 catalysts are used to provide a high degree of productivity in the catalytic conversion of high-boiling hydrocarbons, especially residual oils, in the production of crackers; to obtain gasoline, gasoline precursors and catalytic recycle oils.

De hierna aan de orde komende procesconcepten zijn meer in het bijzonder gericht op het verkrijgen van een hoge mate van produktselek-tiviteit bij de hierboven besproken kraakbewerkingen doordat meer aandacht wordt besteed aan een andere procesvariabele. Deze andere proces-10 variabele heeft vooral te maken met het verkrijgen van een verneveling van de zware olie en met het inspuitsysteem dat meer geschikt is voor het beoogde doel.The process concepts discussed below are more particularly aimed at obtaining a high degree of product selectivity in the cracking operations discussed above by paying more attention to another process variable. This other process-10 variable mainly has to do with obtaining a nebulization of the heavy oil and with the injection system more suitable for the intended purpose.

In dit procesconcept is het bijzonder gewenst om bij het in contact komen van een fijn vernevelde olie met geflufdiseerde katalysa-15 tordeeltjes een vrijwel onmiddellijke verdamping en een door warmte en j door katalysator bewerkstelligde omzetting van vernevelde oliedruppel- : tjes te verkrijgen. De snelheid van de suspensie van koolwatertofdamp en katalysator wordt groter wanneer deze door de stijgbuis omhoog stroomt en daardoor wordt een lage katalysatorconcentratie in de sus-20 pensie verkregen binnen het gebied van 16 tot 160 kg per m3 en doorgaans niet boven ongeveer 80 kg per m3. Hoe sneller de verdamping en de omzetting van de olie dus plaatsvindt, hoe minder er sprake is van een drukval naast de toevoer plaats van vernevelde olie en bij het contact met omhoogstromende katalysatordeeltjes in de reaktorbuis.In this process concept, it is particularly desirable to obtain near instant evaporation and heat and catalyst conversion of atomized oil droplets upon contact of a finely atomized oil with fluidized catalyst particles. The velocity of the hydrocarbon vapor and catalyst slurry increases as it flows up through the riser, thereby obtaining a low catalyst concentration in the slurry within the range of 16 to 160 kg per m3 and usually not above about 80 kg per m3 . The faster the evaporation and conversion of the oil thus takes place, the less there is a pressure drop next to the supply of atomized oil and upon contact with upward flowing catalyst particles in the reactor tube.

25 : Opgemerkt wordt dat bij het uitvoeren van de onderhavige werkwijze25: It should be noted that when performing the present method

de produktselektiviteit van de omzetting van restolie langs thermische en katalytische weg aanzienlijk kan worden gevarieerd afhankelijk van : de mate van verneveling van de zware olie die in contact wordt gebracht met de hete katalysatordeeltjes voor het verdampen van de toegevoerde 30 olie. Een belangrijke procesvariabele heeft in het bijzonder betrekking op het gebruik van een geschikt vernevelingsmondstuk waardoor een hoge mate van verneveling en contact van de restolie bij een betrekkelijk hoge snelheid met de omhoog stromende hete katalysatordeeltjes die voor dit doel geschikt zijn worden bereikt. De thermische en katalytische 35 omzetting van de verdampte olie tot de gewenste produkten vindt dus plaats in een zeer kort tijdsbestek waarbij tegelijk de temperatuur van de gevormde suspensie zoals hier besproken wordt verlaagd. In deze procesomgeving die de voorkeur heeft, wordt een sterk vernevelde olie in de kraakzone van de stijgbuis gebracht bij een snelheid boven 90 me-40 ter per sekonde tot 400 meter per sekonde en in een waaiervormig patroon p & O r* y Gthe product selectivity of the residual oil conversion by thermal and catalytic means can be varied considerably depending on the degree of atomization of the heavy oil which is contacted with the hot catalyst particles to evaporate the feed oil. In particular, an important process variable relates to the use of a suitable atomizing nozzle which achieves a high degree of atomization and contact of the residual oil at a relatively high speed with the upflowing hot catalyst particles suitable for this purpose. The thermal and catalytic conversion of the evaporated oil to the desired products thus takes place in a very short period of time, at the same time lowering the temperature of the suspension formed as discussed here. In this preferred process environment, a highly atomized oil is introduced into the riser cracking zone at a rate above 90 meters per second to 400 meters per second and in a fan-shaped pattern p & o r * y G

by £ yOe \ 31 van ongeveer 10 tot 15 graden in vertikale richting en ongeveer 90 tot ! 120 of meer graden in algemeen horizontale richting op de dwarsdoorsnede van de stijgbuis. Hierdoor wordt bijgedragen aan een intensiever contact in een omhoog stromende gefluldiseerde suspensie van fijn 5 verdeelde hete katalysatordeeltjes met een aanvankelijke deeltjescon-centratie in het gebied van ongeveer 160 tot ongeveer 560 kg/m3. Deze snelheid van een gevormde suspensie vervalt vrijwel onmiddellijk en er vormt zich een suspensie van een omhoogstromende kool waterstofdamp en i een gedispergeerde katalysatordeeltjesfase. De snelheid waarmee dit ge-10 beurt minimaliseert de drukval bij de vorming van een suspensie van produktdampen en katalysator die met een snelheid binnen het gebied van ongeveer 18 tot 36 m/s uit de stijgbuisreaktor wordt afgevoerd. De ka-talysatorconcentratie van de gevormde suspensie kan belangrijk worden gevarieerd, indien gewenst voor het optimaliseren van de omzetting van 15 de toegevoerde koolwaterstoffen. De concentratie katalysator in de suspensie kan minder dan 80 kg/m3 zijn en zelfs slechts 16 tot 32 kg/m3 bij de uitgang van de stijgbuis zijn.by £ yOe \ 31 from about 10 to 15 degrees in the vertical direction and about 90 to! 120 or more degrees in a generally horizontal direction on the cross section of the riser. This contributes to more intensive contact in an upflowing fluidized slurry of finely divided hot catalyst particles with an initial particle concentration ranging from about 160 to about 560 kg / m 3. This rate of formed slurry decays almost immediately and a slurry of an upflowing hydrogen vapor vapor and a dispersed catalyst particle phase forms. The rate at which this occurs minimizes the pressure drop in the formation of a slurry of product vapors and catalyst which is withdrawn from the riser reactor at a rate within the range of about 18 to 36 m / s. The catalyst concentration of the slurry formed can be varied considerably if desired to optimize the conversion of the supplied hydrocarbons. The concentration of catalyst in the slurry can be less than 80 kg / m3 and even only 16 to 32 kg / m3 at the riser outlet.

Wanneer vrijwel onmiddellijke verdamping van oliedruppels wordt verkregen zoals hier besproken, geschiedt de thermische en katalytische 20 omzetting daarvan in een korte vertikale ruimte van de stijgbuisreaktor in een zeer kort tijdsbestek. Dit kan samengaan met een geringe drukval in een vertikaal gedeelte van de stijgbuis boven de plaats waar de olie wordt toegevoerd tot ongeveer 1,50 maar niet meer dan ongeveer 3 meter daar vanaf. De temperatuur van de gevormde suspensie vervalt snel of 25 wordt verlaagd tot een niveau tussen ongeveer 500 en 540 of 565°C zoals gemeten beneden of bij de uitgang van de stijgbuis. Bij het bewerkstelligen van onmiddellijke verdamping van de vernevelde olie treedt tot ongeveer 50 procent thermische conversie van de olie op naast katalytische omzetting daarvan onder vorming van benzine, benzinevoorlopers 30 en circulaatoliën in hoge opbrengst. De kraakreaktiecombinatie blijkt ! in de stijgbuis op te treden in een zeer kort tijdsbestek in het gebied van 0,5 tot ongeveer 2,5 sekonden en verondersteld wordt dat de gewenste vrijwel volledige omzetting met optimale opbrengsten aan benzine-produkten plaatsvindt tussen ongeveer 0,5 en ongeveer 1 of 1,5 sekon-35 den. Er worden hoge opbrengsten aan benzine en lichte recirculaatolie verkregen wanneer in de stijgbuisreaktor boven het ingangspunt van de : vernevelde olie een geringe drukval optreedt en wanneer het contact tussen kool waterstofdampen in de stijgbuis en gesuspendeerde katalysatordeeltjes wordt beperkt tot minder dan 1,5 sekonden.When near instantaneous evaporation of oil droplets is obtained as discussed here, the thermal and catalytic conversion thereof occurs in a short vertical space of the riser reactor in a very short period of time. This may be associated with a slight pressure drop in a vertical section of the riser above where the oil is fed to about 1.50 but no more than about 3 meters from there. The temperature of the slurry formed quickly decays or is reduced to a level between about 500 and 540 or 565 ° C as measured below or at the riser outlet. In effecting immediate evaporation of the atomized oil, up to about 50 percent thermal conversion of the oil occurs in addition to catalytic conversion thereof to form gasoline, gasoline precursors and high yield circulating oils. The cracking reaction combination turns out! occur in the riser in a very short period of time in the range of from 0.5 to about 2.5 seconds and the desired almost complete conversion with optimum yields of gasoline products is believed to occur between about 0.5 and about 1 or 1.5 seconds-35. High yields of gasoline and light recycle oil are obtained when the riser reactor above the entry point of the atomized oil experiences a slight pressure drop and when the contact between hydrocarbon vapors in the riser and suspended catalyst particles is limited to less than 1.5 seconds.

40 Bij het ontwikkelen van de concepten van de restolie-omzetting zo- & R o n 9 x ft 32 als hierin uiteengezet blijkt verder dat het vernevelen van de olie tot een druppel grootte die overeenkomt met of kleiner is dan de deeltjesgrootte van de gebruikte geflufdiseerde katalysator en het instellen ; van een gemiddelde deeltjesgrootte tussen ongeveer 20 en ongeveer 150 5 micrometer ook bijdragen tot het bereiken van een snelle verdamping van de toegevoerde restolie bij een betrekkelijk hoge snelheid waarbij in de stijgbuisreaktor een suspensie onder geringe drukval wordt gevormd die vervolgens zoals hierboven beschreven door de stijgbuis loopt.40 In developing the concepts of the residual oil conversion zo & R on 9 x ft 32 as set forth herein, it further appears that the atomization of the oil to a droplet size corresponding to or smaller than the particle size of the used fluidized catalyst and setting it up; of an average particle size of between about 20 and about 150 micrometers also contribute to achieving rapid evaporation of the supplied residual oil at a relatively high rate whereby a suspension under low pressure drop is formed in the riser reactor which then passes through the riser as described above .

In de grafische weergave van fig.5 wordt een vergelijking gemaakt 10 tussen de omzetting die wordt bereikt met een eerste systeem van verne- j veling van restolie en een tweede systeem. Systeem 2 omvat de mondstuk-opstelling van fig.6 en geeft een veel hogere mate van verneveling van de toevoer dan systeem 1. Fig.5 spreekt vrijwel voor zichzelf en geeft duidelijk een belangrijke verbetering in katalytische omzetting tussen ;15 het eerste en het tweede vernevelingssysteem aan ook al is bij beide ! : sprake van dezelfde mate van thermische omzetting. Systeem 1 van fig.5 omvat minder dan de gewenste verneveling van restolietoevoer en leidt tot een beperkte katalytische omzetting tot gewenste benzineprodukten en daarmee tot een geringere produktselektiviteit dan gewenst, al wordt i 20 een thermische omzetting van tenminste ongeveer 50% wel bereikt. Deze waarneming wordt vergeleken met het resultaat van een tweede verneve-lingsmondstuksysteem voor een olietoevoer waarin een sterkere verneveling van de olie wordt verkregen en de druppel grootte daarvan overeenkomt met de deeltjesgrootte van de katalysator. Dit geeft een volledi-25 ger in dampvorm verdeelde olietoevoer die intensief en onmiddelijk wordt gemengd met voldoende gesuspendeerde katalysatordeeltjes met hoge temperatuur om een suspensie van een sterk gedispergeerde fase daarvan ; te vormen. In fig.5 is grafisch weergegeven dat de beide processystemen eenzelfde thermische omzetting bereiken maar een verschillende totale :30 produktselektiviteit hebben. Het tweede vernevelingsysteem van fig.6 I geeft een hogere totale omzetting als gevolg van de verbeterde kataly- i tische omzetting van de vernevelde olie. Dat wil zeggen dat wanneer de aktiviteit van de katalysator wordt gerelateerd aan het oppervlak van de katalysator vermenigvuldigd met de verhouding katalysator-olie, het 35 tweede vernevelingssysteem van fig.6 consequent hogere omzettingsgraden geeft met de sterker vernevelde olie, zoals uit de grafiek blijkt. Bij deze omzetting van sterk vernevelde en verdampte restoliekoolwaterstoffen verdient het de voorkeur dat het gemiddelde oppervlak van de katalysator op een niveau van tenminste 40 m2/g wordt gehouden door conti-40 nue of tussentijdse vervanging door katalysatordeeltjes met een groter © R o ft n ·>* λ ΰ £ ύ ö 33 ..- ................In the graphical representation of Fig. 5, a comparison is made between the conversion achieved with a first residual oil atomization system and a second system. System 2 includes the nozzle arrangement of Fig. 6 and provides a much higher degree of supply atomization than System 1. Fig. 5 speaks for itself and clearly shows a significant improvement in catalytic conversion between the first and second. misting system on even though it is on both! : there is the same degree of thermal conversion. System 1 of Fig. 5 includes less than the desired atomization of residual oil supply and results in limited catalytic conversion to desired gasoline products and thus lower product selectivity than desired, although a thermal conversion of at least about 50% is achieved. This observation is compared to the result of a second oil feed atomization nozzle system in which a stronger atomization of the oil is obtained and its droplet size corresponds to the particle size of the catalyst. This gives a more fully vaporized oil feed which is intensively and immediately mixed with sufficiently suspended high temperature catalyst particles to form a suspension of a highly dispersed phase thereof; to shape. Figure 5 shows graphically that both process systems achieve the same thermal conversion but have different overall product selectivity. The second atomization system of Figure 6I gives a higher overall conversion due to the improved catalytic conversion of the atomized oil. That is, when the activity of the catalyst is related to the surface area of the catalyst multiplied by the catalyst-oil ratio, the second atomization system of Figure 6 consistently gives higher rates of conversion with the more atomized oil, as shown in the graph. In this conversion of highly atomized and evaporated residual oil hydrocarbons, it is preferable that the average surface area of the catalyst is kept at a level of at least 40 m 2 / g by continuous or intermediate replacement with catalyst particles having a larger © R o ft n · > * λ ΰ £ ύ ö 33 ..- ................

specifiek oppervlak en bij voorkeur wordt het katalysatoroppervlak op een hoger niveau tot ongeveer 80 of 120 m2/g gehouden afhankelijk van de gewenste kool waterstofomzetting en de economische aspekten van de vervanging van de katalysator.specific surface area and preferably the catalyst surface is maintained at a higher level up to about 80 or 120 m2 / g depending on the desired hydrocarbon conversion and the economic aspects of the catalyst replacement.

5 Het precieze mechanisme volgens welk een verbeterde restolie-om- zetting, produktselektiviteit en opbrengst door het hierboven omschreven systeem 2 tegenover systeem 1 worden bereikt kan niet volledig worden vastgesteld, maar wel kan worden opgemerkt dat een sterk vernevelde olie die in het algemeen horizontaal over de dwarsdoornede van de 10 stijgbuis door het spuitstuk van fig.6 wordt verdeeld kennelijk een zeer snelle verdamping van de fijne oliedruppeltjes teweegbrengt waardoor een intensief contact in dampvorm met de hete vloeiende katalysa-tordeeltjes plaatsvindt bij een temperatuur die gelijk is aan of hoger is dan de pseudo-kritische temperatuur van de vernevelde restolie.5 The exact mechanism by which an improved residual oil conversion, product selectivity and yield are achieved by the above-described system 2 versus system 1 cannot be fully established, but it can be noted that a highly atomized oil which is generally horizontal The cross section of the riser through the nozzle of FIG. 6 is apparently causing a very rapid evaporation of the fine oil droplets causing intensive vapor contact with the hot flowing catalyst particles at a temperature equal to or greater than the pseudo-critical temperature of the atomized residual oil.

15 Het lijkt dus dat in de omgeving met betrekkelijk drastische om standigheden waar contact plaatsvindt tussen restolie en katalysator van systeem 2 sterk vernevelde oliedruppels die even groot zijn als of kleiner zijn dan een gemiddelde katalysatordeeltjesgrootte van ongeveer 100 /un en daarmee uniform zijn gedispergeerd bij de pseudo-kri-20 tische temperatuur van de toevoer vrijwel volledig worden verdampt in een fraktie van een sekonde of zelfs thermisch en katalytisch vrijwel volledig worden omgezet. Het is duidelijk dat dergelijke procesomstandigheden waarbij een sterk vernevelde olie in contact komt met kataly-: satordeeltjes zoals hierboven beschreven een doorslaggevend verbeterd :25 : effekt op de omzetting en de selektiviteit van het verkregen produkt heeft.Thus, it appears that in relatively drastic environments where residual oil and catalyst contact of system 2 occurs, highly atomized oil droplets that are the same size or smaller than an average catalyst particle size of about 100 µm and are thus uniformly dispersed at the pseudo-critical temperature of the feed can be almost completely evaporated in a fraction of a second or even converted almost completely thermally and catalytically. It is clear that such process conditions in which a highly atomized oil comes into contact with catalyst particles as described above have a decisive improvement in the conversion and selectivity of the product obtained.

In het katalytisch kraken dat de hier beschreven bewerking omvat, : is het verschijnsel van een splitsing van asfalt tot gewenste molecuul-: verkleining tot uit ten hoogste 3 ringen bestaande aromaten een nieuw 30 en bruikbaar concept ten opzichte van de stand van de techniek. Dit procesconcept hangt in het bijzonder samen met het verkrijgen van een thermische omzetting of verkleining bij hoge temperatuur van de asfalt-component. Dit vereist een verhoogde katalysatortemperatuur boven de normaal toegepaste temperatuur die bereikbaar is door de hier besproken 35 regeneratietechniek die de gewenste molecuul verkleining van asfalt teweegbrengt.In the catalytic cracking process described herein, the phenomenon of cleavage of asphalt into desired molecular size reduction to aromatics of up to 3 rings is a new and useful concept in the prior art. This process concept is particularly related to obtaining a high temperature thermal conversion or reduction of the asphalt component. This requires an elevated catalyst temperature above the normally used temperature achievable by the regeneration technique discussed here which produces the desired molecule size reduction of asphalt.

In deze nieuwe werkwijze voor het katalytisch kraken van restolie wordt het voor een succesvolle bewerking essentieel geacht dat er een vrijwel onmiddellijke verkleining van de asfaltcomponenten en de struk-40 ; turen daarvan plaatsvindt, grotendeels op het punt van de olie-injek- ïC.d iPi U Δ ó o * 34 tie, in een zeer kort tijdsbestek dat niet meer dan een fraktie van een sekonde bedraagt en vooruitlopend op of gelijktijdig plaatsvindend met het katalytisch kraken van vernevelde gasoliecomponenten. Het verkleinen van de asfaltcomponent van de olietoevoer verrijkt het gasoliege-5 deelte van de toevoer uiteraard aan aromatische bestanddelen waaronder j di- en tri cyclische aromaten en grote ringverbindingen, maar bij voorkeur zonder belangrijke hoeveelheden van 4- en 5-ringaromaten.In this new process for catalytic cracking of residual oil, it is considered essential for successful processing that there is an almost instantaneous reduction of the asphalt components and the struk-40; this takes place, largely at the point of the oil injection, in a very short period of time, which is no more than a fraction of a second and anticipating or occurring simultaneously with the catalytic cracking of atomized gas oil components. Decreasing the asphalt component of the oil feed naturally enriches the gas oil portion of the feed with aromatic ingredients including di- and tri-cyclic aromatics and large ring compounds, but preferably without significant amounts of 4- and 5-ring aromatics.

De drijvende kracht voor de splitsing of moleculaire reduktie van asfalt is in wezen thermodynamisch of kinetisch en de beperkende faktor 10 hangt samen met de warmteoverdrachtssnelheid van de hete katalysator-deeltjes naar het asfaltmolecuul. De gewenste warmteoverdrachtssnelheid neemt exponentieel toe met de vermindering van de deeltjes- of druppel-grootte van de geinjekteerde olienevel. Derhalve wordt, wanneer superhete katalysatordeeltjes in contact met supervernevelde olie ko-15 men, de gewenste splitsing van het asfaltmolecuul tot mono-, di- en tricyclische aromaten met hoog rendement verkregen, zonder condensatie van polyaromatische ringen zoals wordt waargenomen in verkooksingspro-cessen waarbij een hogere kooksproduktie optreedt. Bij deze asfalt-splitsing moet het tijdsbestek waarbinnen de splitsing plaatsvindt vol-20 doende kort zijn zodat de struktuur van de kraakkatalysator niet wordt ; gemaskeerd door zodanige gehaltes aan kooks dat een normale omzetting van de lichtere gasoliecomponent van de toevoer al te zeer wordt be- perkt.The driving force for the cleavage or molecular reduction of asphalt is essentially thermodynamic or kinetic and the limiting factor 10 is related to the heat transfer rate from the hot catalyst particles to the asphalt molecule. The desired heat transfer rate increases exponentially with the reduction of the particle or droplet size of the injected oil mist. Therefore, when super-hot catalyst particles come into contact with super-atomized oil, the desired cleavage of the asphalt molecule into high yield mono-, di- and tricyclic aromatics is obtained, without condensation of polyaromatic rings as observed in coking processes in which a higher cooking production occurs. In this asphalt split, the time frame within which the split takes place must be sufficiently short so that the structure of the cracking catalyst does not become; masked by coke contents such that normal conversion of the lighter gas oil component of the feed is too limited.

Een belangrijke funktie van de verhouding van katalysator tot olie :25 behalve het splitsen van asfalt, is dus het onderhouden van een meng-temperatuur die hoog genoeg is om de normale endotherme katalytische omzetting van het beneden 540°C kraakbare gedeelte van de gasoliecomponenten van de restolie te doen plaatsvinden. In dit verband zal men inzien dat een geringe omloopsnelheid van een uiterst hete katalysator of 30 katalysatordeeltjes met lage temperatuur deze gewenste omzetting niet ; zo doeltreffend zullen bereiken als een grotere omloopsnelheid van katalysatordeeltjes met voldoende hoge temperatuur die de gewenste hoge katalysator-olieverhouding geven.Thus, an important function of the catalyst to oil: 25 ratio, in addition to splitting asphalt, is to maintain a mixing temperature high enough to maintain the normal endothermic catalytic conversion of the gas oil components of the gas oil components crackable below 540 ° C. residual oil to take place. In this regard, it will be recognized that a low turnover rate of an extremely hot catalyst or low temperature catalyst particles does not achieve this desired conversion; will achieve as effective as a higher turnover rate of catalyst particles of sufficiently high temperature giving the desired high catalyst-oil ratio.

Opgemerkt wordt dat er een katalysatortemperatuur is die het meest 35 geschikt en gewenst is voor het doen plaatsvinden van de gewenste omzetting van een restoliegrondstof met een gegeven asfaltgehalte. Deze wordt aangeduid met en is identificeerbaar met de pseudo-kritische tem-; peratuur van de restolie. Bovendien moet de omzettingstemperatuur worden verhoogd naarmate het asfaltpercentage in de toevoer stijgt om de 40 gewenste snelle of onmiddellijke verdamping van de zware olie in de β ï" o n cé is l U & o ff * 35 aanwezigheid van hete katalysatordeeltjes te bewerkstelligen zodat de gewenste produktselektiviteit en geringe kooksopbrengsten worden gehaald. In dit verband treedt de gewenste katalysatortemperatuur vrijwel automatisch op in de bovenbeschreven speciale tweetrapsregenerering 5 wanneer het asfaltgehalte van de olietoever stijgt en wanneer de temperatuur van de katalysatorregenerator van de tweede trap voor het verbranden van koolstofafzettingen niet is beperkt. Dit is zo omdat het kooksgehalte van de afgewerkte katalysator stijgt met een hoger asfaltgehalte in de toevoer.It is noted that there is a catalyst temperature that is most suitable and desirable for effecting the desired conversion of a residual oil raw material with a given asphalt content. This is indicated by and is identifiable with the pseudo-critical tem-; temperature of the residual oil. In addition, the conversion temperature must be increased as the percentage of asphalt in the feed increases in order to achieve the desired rapid or immediate evaporation of the heavy oil in the presence of hot catalyst particles to achieve the desired product selectivity. and low coke yields are achieved In this regard, the desired catalyst temperature occurs almost automatically in the above-described special two-stage regeneration 5 when the asphalt content of the oil bank increases and when the temperature of the second stage catalyst regenerator for burning carbon deposits is not limited. is so because the coke content of the spent catalyst increases with a higher asphalt content in the feed.

10 Dit hogere kooksgehalte van de katalysator veroorzaakt, wanneer de katalysator wordt geregenereerd, een hogere temperatuur van de geregenereerde katalysator. Regenerering van katalysatordeeltjes met hogere kooksgehalten dan normaal is van belang voor het beschermen van de ak-tiviteit van de katalysator.This higher coke content of the catalyst, when the catalyst is regenerated, causes a higher temperature of the regenerated catalyst. Regeneration of catalyst particles with higher coke contents than normal is important to protect the activity of the catalyst.

i 15 De hier aangegeven procescombinatie steunt op snelle splitsing van de asfaltcomponenten bij hoge temperatuur in een sterk vernevelde rest-olietoevoer, zoals boven al besproken, die met terugwinnen en afvoeren leidt tot hogere opbrengsten aan benzine en lichte recirculaatolie. Het splitsen, in het bijzonder van de asfaltcomponent van de restolie, le-20 vert belangrijke hoeveelheden di- en tricyclische aromaten en verder enige hoger kokende polycyclische verbindingen. Deze componenten die zich in het algemeen niet door katalytisch kraken laten omzetten reageren op hydrokraken in de vorm van gehydrogeneerde produkten met minder ringen ten gunste van mono- en dicyclische verbindingen die bijdra-25 gen tot de vorming van benzine en/of weinig andere destillaten met hoog cetaangetal. Verder is het gehydrogeneerde hoger kokende produkt van : het hydrokraken een waterstofdonor voor de restolie bij het terugvoeren naar de katalytische kraakbehandeling.The process combination indicated herein relies on rapid splitting of the asphalt components at high temperature into a highly atomized residual oil supply, as discussed above, which, with recovery and disposal, leads to higher yields of gasoline and light recycle oil. The cleavage, in particular of the asphalt component of the residual oil, provides significant amounts of di- and tricyclic aromatics and further some higher boiling polycyclic compounds. These components which do not generally convert by catalytic cracking react to hydrocrackings in the form of hydrogenated products with fewer rings in favor of mono- and dicyclic compounds which contribute to the formation of gasoline and / or few other distillates with high cetane number. Furthermore, the hydrogenated higher boiling product of hydrocracking is a hydrogen donor for the residual oil when returned to the catalytic cracking treatment.

De hier behandelde werkwijze voor het katalytisch kraken van rest-30 olie en het regenereren van de katalysator is een belangrijke doorbraak in de katalytische kraaktechnologie die metallurgische beperkingen aan ; de regeneratie-uitrusting en aan de daarbij bereikte temperaturen op ! economische wijze omzeilt. Daarbij wordt een moleculaire verkleining ; van asfalt verkregen die bijdraagt aan een verder verbeterde opbrengst 35 : aan benzine en aan lichte stookolie, vooral wanneer de werkwijze wordt gekoppeld aan hydrogeneringsbewerkingen zoals hydrokraken van polycyclische componenten in het recirculaatolieprodukt van de katalytische kraakstap. De hier beschreven procescombinatie past zich aan aan wijzigingen in de eigenschappen van het uitgangsmateriaal. Een ander belang-40 rijk aspekt is de bevinding dat geen ongewoon ingewikkelde instrumentale E O O ï PThe process for catalytic cracking of residual oil and catalyst regeneration discussed here is an important breakthrough in catalytic cracking technology that addresses metallurgical limitations; the regeneration equipment and the temperatures reached in it! economically bypasses. This involves a molecular reduction; from asphalt which contributes to a further improved yield: to gasoline and to light fuel oil, especially when the process is coupled to hydrogenation operations such as hydrocracking of polycyclic components in the recycle oil product of the catalytic cracking step. The process combination described here adapts to changes in the properties of the starting material. Another important aspect is the finding that no unusually complicated instrumental EO O ï P

VV

36 tie of regelsystemen nodig zijn om een vlotte en stabiele werking te handhaven.36 whether control systems are necessary to maintain smooth and stable operation.

De snelheid waarmee een restolie wordt omgezet in benzine, lager en hoger kokende koolwaterstoffen door een katalysator met hoge tempe-5 ratuur zoals hierboven beschreven wordt verder verhoogd wanneer meer aandacht wordt besteed aan de volgende procesparameters. Zo kan bijvoorbeeld, wanneer het hierboven beschreven stijgbuiskraaksysteem van fig.2 zodanig wordt aangepast dat de toevoermondstukopstelling van fig.6 voor het bereiden en waaiervormig inspuiten van sterk vernevelde 10 restoliedruppels in de met hoge snelheid omhoogstromende suspensie van hete gefluldiseerde katalysatordeeltjes daarin is opgenomen, een aanzienlijk verbeterde omzetting worden verkregen. Bij deze bewerking is het gewenst dat de omhoogstromende katalysatorsuspensie een concentratie heeft in het gebied van tenminste 160 tot ongeveer 560 of meer kg 15 katalysatordeeltjes per m3 om een snel en intensief contact met de toegevoerde sterk vernevelde olie te bewerkstelligen.The rate at which a residual oil is converted to gasoline, lower and higher boiling hydrocarbons by a high temperature catalyst as described above is further increased when more attention is paid to the following process parameters. For example, when the above-described riser cracking system of FIG. 2 is adapted so that the feed nozzle arrangement of FIG. 6 for preparing and fan-injecting highly atomized residual oil droplets into the high velocity upflowing suspension of hot fluidized catalyst particles may be incorporated therein. significantly improved conversion can be obtained. In this operation, it is desirable that the upflowing catalyst slurry has a concentration in the range of at least 160 to about 560 or more kg of catalyst particles per m 3 to effect rapid and intensive contact with the highly atomized oil supplied.

De verbeterde omzetting in de stijgbuis van restolie volgens de uitvinding steunt in belangrijke mate op het met betrekkelijk hoge snelheid toevoeren van een sterk vernevelde restolie aan katalysator-20 deeltjes met een gemiddelde deeltjesgrootte in het gebied van ongeveer 20 tot 150 /un of minder, bijvoorbeeld niet meer dan ongeveer 120 /un en met een oppervlakte in het gebied van 40 tot 120 m3/g. Katalysatordeeltjes met een gemiddelde deeltjesgrootte in het : gebied van ongeveer 60 tot ongeveer 120 /un komen in het bijzon-25 ; der in aanmerking. De afmetingen van de druppeltjes vernevelde olie kan gelijk zijn aan of kleiner zijn dan de gemiddelde deeltjesgrootte van de katalysator. Het heeft echter de voorkeur dat de vernevelde toegevoerde olie een druppel grootte geeft die overeenkomt met de verdeling van de deeltjesgrootte van de katalysator of kleiner is dan de gemid-30 del de deeltjesgrootte.The improved conversion to the residual oil riser of the present invention relies to a significant extent on the supply of a highly atomized residual oil to catalyst particles having an average particle size in the range of about 20 to 150 µm or less, at a relatively high speed, for example not more than about 120 / un and having an area in the range of 40 to 120 m3 / g. Catalyst particles with an average particle size in the range of from about 60 to about 120 µm are especially 25; der eligible. The size of the atomized oil droplets may be equal to or smaller than the average particle size of the catalyst. However, it is preferred that the atomized supplied oil give a droplet size corresponding to the particle size distribution of the catalyst or less than the average particle size.

Een zeer belangrijk aspekt van een succesvolle kraakbewerking van restolie in een stijgbuis hangt samen met het bereiken van een snelle : thermische kraking van in het bijzonder asfaltenen, en een katalytische : kraking van kraakbare dampvormige componenten en met het snel bereiken ;35 ; van een temperatuurverlaging van de suspensie waardoor thermische af-: braak van produkten in de vorm van hoge kooksopbrengsten aanmerkelijk wordt verminderd. Om een duidelijker beeld te geven van de verbeterde omzetting van restolie in een stijgbuis volgens de uitvinding werd de volgende tabel samengesteld.A very important aspect of a successful cracking of residual oil in a riser is related to the attainment of a rapid: thermal cracking of in particular asphaltenes, and a catalytic cracking of crackable vaporous components and with the rapid attainment; temperature reduction of the slurry which significantly reduces thermal degradation of products in the form of high coke yields. To give a clearer picture of the improved conversion of residual oil into a riser according to the invention, the following table has been compiled.

y &, v L· *3 t? 37 ......y &, v L * 3 t? 37 ......

Tabel 1Table 1

Verdampinqstijd voor vernevelde gereduceerde ruwe olie 1 5 Druppel grootte Verdampingstijd (micron) (millisekonden) 300 85 | 200 40 100 9 ; 10 50 3 20 2 10 1 j Uit deze tabel blijkt dat een gereduceerde ruwe olie of restolie 15 die is verneveld tot een druppel grootte van 100 /im of kleiner, zoals hierbij in het bijzonder gewenst is, een zeer korte verdampings-tijd van 9 millisekonden of minder heeft wanneer de olie in contact ; komt met katalysatordeeltjes met een temperatuur die tenminste gelijk is aan de pseudo-kritische temperatuur van de toegevoerde olie.Evaporation time for atomized reduced crude oil 1 5 Droplet size Evaporation time (microns) (milliseconds) 300 85 | 200 40 100 9; 10 50 3 20 2 10 1 j This table shows that a reduced crude oil or residual oil atomized to a droplet size of 100 µm or less, as is particularly desired here, has a very short evaporation time of 9 milliseconds or less when the oil is in contact; comes with catalyst particles with a temperature at least equal to the pseudo-critical temperature of the supplied oil.

|20 De hierin ter sprake gebrachte concepten voor het regenereren van katalysator en het kraken in een stijgbuis ter verwerking van restolie en gereduceerde ruwe olie hebben betrekking op het verkrijgen van een ; hoge mate van gewenste produktselektiviteit ten koste van de produktie ί van kooks en van minder gewenst gasvormige materiaal.The concepts discussed herein for catalyst regeneration and riser cracking to process residual oil and reduced crude oil relate to obtaining one; high degree of desired product selectivity at the expense of coke production and less desirable gaseous material.

;25 Uit de bovenstaande bespreking komt duidelijk naar voren dat op25 From the above discussion it clearly shows that on

het moment van inspuiting van vernevelde olie en kontakt met een suspensie van katalysatordeeltjes met hoge temperatuur, alle volgreakties en wisselwerkingen in een zeer kort tijdsbestek van millisekonden tot ongeveer 1 sekonde maar minder dan ongeveer 2 sekonden plaatsvinden af-30 hankelijk van de procesparameters zoals temperatuur, verneveling van de toevoer, aktiviteit van de katalysator uitgedrukt in nuttige oppervlak-I te en contactduur. Verder veranderen al deze omstandigheden tijdens het doorlopen van de stijgbuisreaktor op een wijze die bijdraagt aan de uiteindelijke gewenste produkten waaronder benzine, recirculaatolie en 35 een hoeveelheid kooks, waarbij het proces plaats vindt in warmte-even-wïcht. Wat vooral dient te worden vermeden blijkt een langdurig contact van kraakprodukten, waaronder di- en tricyclische aromatische stoffen met de hete katalysator te zijn omdat hierdoor afbraak van produkten dreigt en kooksvorming wordt vergroot. Een zeer snelle temperatuurver-40 1 aging na de verdamping en het kraken van de toevoer die binnen ongeil p ff Bthe moment of injection of atomized oil and contact with a suspension of high temperature catalyst particles, all follow-up reactions and interactions in a very short period of time from milliseconds to about 1 second but less than about 2 seconds occur depending on the process parameters such as temperature, atomization of the feed, activity of the catalyst expressed in useful surface area and contact time. Furthermore, all of these conditions change as the reactor riser passes in a manner that contributes to the final desired products including gasoline, recycle oil, and an amount of coke, the process taking place in heat-equalization. What should especially be avoided appears to be a prolonged contact of cracking products, including di- and tricyclic aromatics, with the hot catalyst, as this threatens degradation of products and increases coking. A very fast temperature-40 1 aging after evaporation and cracking of the supply which occurs unintentionally p ff B

> 38 veer 2 sekonden en bij voorkeur binnen ongeveer 1 sekonde blijkt belangrijk voor het optimaliseren van de opbrengst aan benzine en recir-culaatolieprodukten. Dit wordt in het bijzonder bereikt wanneer de hierboven uiteengezette concepten van de verbeterde stijgbuisbewerking 5 worden toegepast. Een snelle temperatuursverlaging tot binnen het gebied van 510 tot ongeveer 565°C is gewenst.> 38 for 2 seconds and preferably within about 1 second appears to be important for optimizing the yield of gasoline and recycled oil products. This is achieved in particular when the concepts of the improved riser operation 5 set forth above are employed. A rapid temperature drop to within the range of 510 to about 565 ° C is desired.

De hierboven besproken de voorkeur verdienende procesconcepten gaan gepaard met een snelle moleculaire expansie van dampvormige kraak-produkten bij de aanvankelijk heersende hoge temperatuur hetgeen er 10 automatisch toe bijdraagt dat in een fraktie van een sekonde een belangrijke verhoging van de snelheid van de gevormde suspensie samen met versnelling van de katalysatordeeltjes wordt bereikt. Wanneer het kraken van restolie geschiedt volgens de aangeduide procesconcepten wordt een ongunstige radiale verdeling van de suspensie in de stijgbuis zo-15 veel mogelijk beperkt en worden dus klontering van de katalysator en andere plaatselijke concentraties van katalysatordeeltjes langs de stijgbuiswand die bijdragen tot een ongewenst hoge verhouding van katalysator tot olie vermeden.The preferred process concepts discussed above are accompanied by a rapid molecular expansion of vaporous cracking products at the initially prevailing high temperature which automatically contributes in a fraction of a second to a significant increase in the speed of the slurry formed along with acceleration of the catalyst particles is achieved. When residual oil cracking is carried out according to the indicated process concepts, an unfavorable radial distribution of the slurry suspension in the riser is minimized and thus clumping of the catalyst and other local concentrations of catalyst particles along the riser wall contributing to an undesirably high ratio. from catalyst to oil avoided.

De snelle verdamping en omzetting van restolie bij betrekkelijk 20 hoge snelheid zoals hierin besproken blijkt samen te hangen met een zeer geringe drukval in de stijgbuis binnen een vertikaal boven de in-laatmondstukken gelegen beperkt gebied van minder dan ongeveer 3 m | ; lang.The rapid evaporation and conversion of residual oil at a relatively high speed as discussed herein appears to be associated with a very small pressure drop in the riser within a limited area of less than about 3 m vertical above the inlet nozzles. ; long.

; Deze omstandigheid van een geringe drukval blijkt het tegengestelde te 125 : zijn van wat wordt gevonden bij een slechte menging van toevoerolie en : katalysator in de eerste gedeelten van een stijgbuis tot 1 m 50 of 3 m ; vanaf het begin. Het is dus duidelijk dat een hoge mate van verneveling van de toevoerolie een belangrijke procesparameter is evenals de verdeling daarvan langs de doorsnede van de stijgbuis in een patroon dat een ;30 onmiddellijk intensief verdampingskontakt met katalysatordeeltjes be-! vordert voor de omzetting daarvan zoals hierin aangeduid. Een waaier-: vormig patroon van 10 of 15 graden in vertikale richting bij ongeveer 80 tot 150 graden in een richting loodrecht daarop blijkt een zeer intensief contact te geven.; This low pressure drop condition proves to be the opposite of what is found with poor mixing of feed oil and catalyst in the first portions of a riser to 1m 50 or 3m; from the beginning. Thus, it is clear that a high degree of atomization of the feed oil is an important process parameter, as is its distribution along the cross-section of the riser in a pattern which provides an immediate intensive evaporation contact with catalyst particles. progresses for its conversion as indicated herein. A fan-shaped pattern of 10 or 15 degrees in the vertical direction at about 80 to 150 degrees in a direction perpendicular to it appears to give a very intensive contact.

:35 Het invoeren van vernevelde olie met een hoge snelheid van onge veer 150 m/s, min of meer zoals hierin in aanmerking genomen, blijkt niet schadelijk te zijn voor het proces. Bepaald is namelijk dat een invoersnelheid van vernevelde olie bij de uitgang van het mondstuk van 400 m/s op een afstand van 2,5 cm daarvan al is teruggevallen tot onge-40 veer 200 m/s en op een afstand van 5 cm van de punt van het mondstuk 8520238 * 39 tot slechts 105 m/s. Op 15 cm afstand is de snelheid teruggelopen tot j 40 m/s. Volgens de werkwijze van de uitvinding geschiedt het kraken van j een restolie in de stijgbuis in een zeer kort tijdsbestek van ongeveer 2,5 of niet meer dan ongeveer 1,5 sekonden, afhankelijk van de soort 5 restolie en de door de katalysator veroorzaakte temperatuur wanneer de i toevoerolie op minder dan 425°C en gebruikelijker beneden 260 of 315°C wordt voorverwarmd.: 35 The introduction of atomized oil at a high speed of about 150 m / s, more or less as taken into consideration herein, does not appear to be harmful to the process. Namely, it has been determined that an inlet velocity of atomized oil at the outlet of the nozzle of 400 m / s at a distance of 2.5 cm from it has already dropped to about 200 m / s and at a distance of 5 cm from the tip of the nozzle 8520238 * 39 to only 105 m / s. At a distance of 15 cm, the speed decreased to j 40 m / s. According to the method of the invention, the cracking of a residual oil in the riser takes place in a very short period of time of about 2.5 or no more than about 1.5 seconds, depending on the type of residual oil and the temperature caused by the catalyst when the feed oil is preheated to less than 425 ° C and more usually below 260 or 315 ° C.

In de opstelling van fig.6 heeft het onderste gedeelte 82 van de stijgbuis een kleinere diameter dan het bovenste gedeelte 80 en zijn 10 beide verbonden door het overgangsgedeelte 84. Gefluf diseerde kataly-satordeeltjes worden via buis 86 in het onderste smalle gedeelte van de stijgbuis gebracht. Beneden de katalysatoringang 86 wordt door leiding 88 die verbonden is met een verdeelring binnen de stijgbuis flufdise-rend gas in de stijgbuis gebracht. Leiding 90 die is voorzien van klep 15 92 maakt het mogelijk katalysator onder uit de stijgbuis af te tappen. Het met leiding 88 toegevoerde flufdiserende gas kan bestaan uit gasvormige produkten van het katalytisch kraken waaruit voorlopers van benzine zijn afgescheiden en in plaats daarvan kan ook stoom worden gebruikt. Een fluldiserend gasvormig materiaal zoals nafta van lage 20 kwaliteit kan afzonderlijke of gemengd met gerecirouleerde gasvormige koolwaterstoffen worden gebruikt als fluldiserend overgangsmedium om een geleidelijke richtingsverandering in de stroom hete katalysator-deeltjes te bewerkstelligen als een suspensie boven in het onderste gedeelte van de stijgbuis tot de mondstukingang in het verbrede stijg-25 buisgedeelte. Aansluitingen voor instrumenten kunnen in de stijgbuis-; wand zijn aangebracht en meer in het bijzonder boven het overgangsge-: deel te 84 voor het bepalen van drukval en temperatuur van het werkende systeem.In the arrangement of Fig. 6, the lower section 82 of the riser is smaller in diameter than the upper section 80 and both are connected by the transition section 84. Fluidized catalyst particles are introduced via tube 86 into the lower narrow section of the riser brought. Below the catalyst inlet 86, fluid conduit gas is introduced into the riser through conduit 88 connected to a manifold within the riser. Line 90 provided with valve 92 allows the catalyst to be drained from the bottom of the riser. The fluidizing gas supplied to line 88 may consist of gaseous catalytic cracking products from which gasoline precursors have been separated, and steam may also be used instead. A low-quality fluidized gaseous material such as naphtha can be used singly or in admixture with recycled gaseous hydrocarbons as a fluidized transition medium to effect a gradual change of direction in the flow of hot catalyst particles as a slurry at the top of the riser to the nozzle inlet. in the widened riser section. Connections for instruments can be placed in the riser; wall and more particularly above the transition portion 84 for determining pressure drop and temperature of the operating system.

ii

Het toevoermondstuk omvat cilinder 94 met een beperkte gegroefde 30 opening 96 in een cilindrische, warmte verspreidende mantel 98. Het in-| laatstuk steekt door de stijgwand vlak boven het overgangsgedeelte van ' de stijgbuis, naar boven gericht in een gewenste hoek. Gevonden is dat j ! een hoek van ongeveer 30 graden in deze specifieke uitvoeringsvorm be- I ; vredigend is. De toevoerolie wordt in het vernevelingsgedeelte van het 35 mondstuk gebracht met of zonder een gasvormig verdunningsmiddel zoals stoom, lichte koolwaterstoffen of andere geschikte stoffen ter verlaging van de partiële druk en/of de viscositeit van de olie die wordt 1 ingebracht door leiding 100 die in verbinding staat met opening 102 zo-: dat de door de opening binnenkomende zware olie terechtkomt op een vlak 40 oppervlak 104 en daar druppels doet ontstaan die door een door leiding Ü R (t p w ^ £, li L © * 40 .............The feed nozzle includes cylinder 94 with a limited grooved opening 96 in a cylindrical heat dispersing jacket 98. The insert the end piece protrudes through the riser wall just above the transition portion of the riser, directed upward at a desired angle. It has been found that j! an angle of about 30 degrees in this particular embodiment; is peaceful. The feed oil is introduced into the atomizing portion of the nozzle with or without a gaseous diluent such as steam, light hydrocarbons or other suitable substances to reduce the partial pressure and / or the viscosity of the oil introduced through line 100 which communicates is positioned with opening 102 so that the heavy oil entering through the opening lands on a flat surface of surface 104 and causes droplets to form there which are passed through a line Ü R (tpw ^ £, li L © * 40 ...... .......

106 en beperkte opening 108 met hoge snelheid binnenstromend gasvormig materiaal verder worden verkleind tot fijnere druppels. De vernevelde ; zware olie met de gewenste druppel grootte die overeenkomt met de deeltjesgrootte van de gefluldiseerde katalysator zoals boven aangeduid 5 en wordt gevormd buiten de stijgbuisreaktor, loopt met hoge snelheid door het cilindergedeelte van het mondstuksysteem en wordt aan het eind daarvan via gegroefde opening 96 toegevoerd. Voor het vormen van een : waaiervormig patroon van vernevelde oliedruppels in de stijgbuis kan gebruik worden gemaakt van een enkele groefopening. Er kunnen ook bij-ilO voorbeeld twee groeven zijn die in een hoek van 90 graden met elkaar zijn opgesteld. Het verdient de voorkeur dat twee of meer van dergelijke mondstuksystemen met gelijke onderlinge afstand horizontaal langs de stijgbuis zijn aangebracht. Er kunnen bijvoorbeeld 3, 4 of meer van dergelijke mondstuksystemen zijn. Ook is het mogelijk zigzagsgewijs 15 vertikaal twee of meer van de besproken mondstukopstellingen aan te brengen in een beperkt vertikaal gedeelte van de stijgbuisreaktor boven het overgangsgedeelte, zodat een gedeelte met zeer turbulent intensief contact tussen de sterk vernevelde olie en de naar boven stromende ka-talysatordeeltjes bij de gewenste hoge temperatuur die tenminste gelijk 20 is aan de pseudo-kritische temperatuur van de olie wordt verkregen.106 and limited opening 108 with high velocity gaseous material flowing in are further reduced to finer droplets. The nebulized; heavy oil of the desired droplet size corresponding to the particle size of the fluidized catalyst as indicated above and is formed outside the riser reactor, passes at high speed through the cylinder portion of the nozzle system and is fed therethrough through grooved opening 96. A single groove opening can be used to form a fan-shaped pattern of atomized oil droplets in the riser. For example, there may also be two grooves arranged at an angle of 90 degrees to each other. It is preferred that two or more such nozzle systems are equally spaced horizontally along the riser. For example, there may be 3, 4 or more such nozzle systems. It is also possible to vertically arrange two or more of the discussed nozzle arrangements in a limited vertical part of the riser reactor above the transition part, so that a part with very turbulent intensive contact between the highly atomized oil and the upwardly flowing catalyst particles. at the desired high temperature which is at least equal to the pseudo-critical temperature of the oil is obtained.

Het is ook mogelijk de opstelling van olietoevoermondstukken zoals besproken in een hoger gelegen gedeelte van de stijgbuisreaktorwand aan te brengen, niet meer dan ongeveer 3 m beneden de uitgang van de stijgbuis zodat de produktdamp van het thermisch en katalytisch kraken bij 125 het uittreden uit de bovenkant van de stijgbuis snel van de katalysator kan worden gescheiden.It is also possible to arrange the arrangement of oil supply nozzles as discussed in an upper portion of the riser reactor wall no more than about 3 m below the riser outlet so that the product vapor from the thermal and catalytic cracking upon exit from the top of the riser can be quickly separated from the catalyst.

Nu aldus de vele uitvoeringsconcepten die bijdragen tot de nieuwe gecombineerde werkwijze volgens de uitvinding voor het verbeteren van de kwaliteit van zware olie zoals restolie, gereduceerde ruwe olie, af-I30 getapte ruwe olie en dergelijke zijn besproken en bijzondere voorbeelden in verband daarvan zijn beschreven dient te worden begrepen dat op grond daarvan geen beperkingen mogen worden opgelegd, behalve zoals aangeduid in de hierna volgende conclusies.Now that the many implementation concepts which contribute to the new combined method according to the invention for improving the quality of heavy oil such as residual oil, reduced crude oil, drained crude oil and the like have been discussed and special examples have been described in connection therewith. it is understood that no restrictions should be imposed therefrom, except as indicated in the following claims.

i 85,2 02 3 8i 85.2 02 3 8

Claims (31)

1. Werkwijze voor het omzetten van restolie met geflutdiseerde katalysatordeeitjes, welke werkwijze omvat: | 5 (a) het opwaarts door een reaktorzone in een stijgbuis leiden van een omhoogstromende suspensie van geflufdiseerde katalysatordeeitjes bij verhoogde temperatuur; (b) het vernevelen van een om te zetten restolietoevoer tot een druppel grootte die overeenkomt met de deeltjesgrootte van de katalysa- 10 tordeeltjes in de omhoogstromende suspensie; (c) het toevoeren van de vernevelde restolie met een snelheid van meer dan 90 m/s waarbij deze in contact komt met de omhoogstromende suspensie van katalysatordeeitjes; (d) het handhaven van de contacttemperatuur tussen de katalysator-!15 1 deeltjes en de vernevelde restolietoevoersuspensie op een voldoende : hoogte om tot 50% thermische omzetting van de vernevelde toegevoerde olie en katalytische omzetting daarvan in een grootteorde groter dan wat met een minder vernevelde toegevoerde olie bereikbaar is te verkrijgen; en | 20 (e) het scheiden van de gesuspendeerde dampvormige produkten van ; stap (d) van de katalysatordeeitjes in een tijdsbestek van minder dan 2 I sekonden. j1. Process for converting residual oil with flutdized catalyst eggs, which process comprises: | (A) passing an upflowing slurry of fluidized catalyst particles at elevated temperature through a reactor zone in a riser; (b) atomizing a convertible residual oil feed to a droplet size corresponding to the particle size of the catalyst particles in the upflowing slurry; (c) supplying the atomized residual oil at a velocity of more than 90 m / s contacting the upflowing slurry of catalyst eggs; (d) maintaining the contact temperature between the catalyst particles and the atomized residual oil feed slurry at a sufficient level to provide up to 50% thermal conversion of the atomized supplied oil and catalytic conversion thereof in an order of magnitude greater than that with a less atomized supplied oil is available to obtain; and | (E) separating the suspended vaporous products from; step (d) of the catalyst eggs in a time frame of less than 2 seconds. j 1 1 ’ C O N C L 'Ü $ I Ë S i1 1 'C O N C L' Ü $ I Ë S i 2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de invoersnelheid van de vernevelde olie binnen het gebied van 90 tot 400 m/s ligt.The method of claim 1, wherein the feed rate of the atomized oil is within the range of 90 to 400 m / s. 3. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de invoersnelheid van de vernevelde olie ongeveer 150 m/s is.The method of claim 1, wherein the feed rate of the atomized oil is about 150 m / s. 4. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de mengsnelheid bij het contact tussen vernevelde olie en omhoogstromende katalysatorsuspensie de drukval in de stijgbuis voorbij het contactpunt beperkt tot niet 30 meer dan ongeveer 0,2 kg/cm2.The method of claim 1, wherein the mixing speed at the contact between atomized oil and upflowing catalyst slurry limits the pressure drop in the riser beyond the contact point to no more than about 0.2 kg / cm 2. 5. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de drukval 3 m voorbij het toevoerpunt van de vernevelde olie niet meer dan 0,07 kg/cm2 be- ’ draagt.The method of claim 1, wherein the pressure drop 3 m beyond the nebulizing oil feed point is no more than 0.07 kg / cm 2. 6. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij vernevelde restolie met i 35 ! een druppel grootte die overeenkomt met een katalysatordeeltjesgrootte : gekozen uit het gebied van 20 tot 150 /im als gemiddelde deeltjesgrootte in de omzettingszones van de stijgbuis wordt gebracht als een aantal afzonderlijke waaiervormige druppeldispersies waarbij deze in intensief contact met omhoog stromende geflufdiseerde katalysator-40 deeltjes komt bij een temperatuur die voldoende boven de pseudo-kri- 8520238 ft- 4 tische temperatuur van de olietoevoer ligt om asfal tenen thermisch te kraken. i IA method according to claim 1, wherein the atomized residual oil contains 35%. a droplet size corresponding to a catalyst particle size: selected from the range of 20 to 150 µm as the average particle size is introduced into the riser conversion zones as a number of discrete fan-shaped droplet dispersions coming into intensive contact with upflowing fluidized catalyst-40 particles at a temperature sufficiently above the pseudo-critical temperature of the oil supply to thermally crack asphalten toes. i I 7. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de gemiddelde deeltjesgrootte van de katalysator wordt gekozen uit. het gebied van 60 tot 5 120 /im en de druppel grootte van de vernevelde olie gelijk is aan of kleiner is dan 120 /urn.The method of claim 1, wherein the average particle size of the catalyst is selected from. the range from 60 to 120 µm and the droplet size of the atomized oil is equal to or less than 120 µm. 8. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij verneveling van de toe-voerolie plaatsvindt in tenminste twee opeenvolgende trappen buiten het kraakgebied van de stijgbuis en de vernevelde druppels vervolgens wor- 10 den geleid door een beperkte verlengde omsloten zone die verbinding heeft met een groefvormige toevoeropening in het einde van die zones, welke opening in het algemeen horizontaal in de doorsnede van de stijgbuis is gelegen, teneinde daarin te worden toegevoerd.The method of claim 1, wherein the supply oil is atomized in at least two consecutive steps outside the riser cracking region and the atomized droplets are then passed through a limited elongated enclosed zone communicating with a groove supply opening in the end of those zones, which opening is generally horizontal in the cross-section of the riser to be fed therein. 9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarbij de vernevelde olie met 15 hoge snelheid in een waaiervormig druppel patroon dat algemeen schuin in de stijgbuis omhoog loopt wordt toegevoerd.9. A method according to claim 8, wherein the atomized oil is supplied at high speed in a fan-shaped droplet pattern which generally slopes upwards in the riser. 10. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij termische en katalytische omzetting van de vernevelde restolie plaatsvindt in een tijdsbestek binnen het gebied van 0,5 tot 1,5 sekonden.The method of claim 1, wherein thermal and catalytic conversion of the atomized residual oil occurs over a period of time within the range of 0.5 to 1.5 seconds. 11. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij uit de suspensie in de ! stijgbuis afgescheiden katalysator kool waterstofachtige afzettingen om-| vat die in twee opeenvolgende trappen van katalysatorregenerering wor-! den verwijderd, waarbij de eerste trap voldoende in temperatuur is be-; perkt om een koolmonoxiderijk rookgas te produceren en hydrothermische 25. afbraak door gevormde stoom te minimaliseren en i de tweede stap van katalysatorregenerering een temperatuur heeft I die voldoende boven die van de eerste trap ligt om kooldioxiderijke i rookgassen te vormen in aanwezigheid van een voldoende overmaat zuur- i ! stofhoudend gas om koolstof op de katalysator vrijwel volledig te ver- 30. wijderen in een atmosfeer met onbeperkte temperatuur zodat katalysator-| deeltjes worden geproduceerd bij een temperatuur die gelijk is aan of | hoger is dan de pseudo-kritische temperatuur van de restolietoevoer.The method of claim 1, wherein from the suspension into the! riser, separated catalyst, hydrocarbonaceous deposits which are carried out in two successive stages of catalyst regeneration! removed, the first stage being sufficiently in temperature; limited to produce a carbon monoxide-rich flue gas and minimize hydrothermal degradation by steam generated and the second stage of catalyst regeneration has a temperature sufficiently above that of the first stage to produce carbon dioxide-rich flue gases in the presence of a sufficient excess of acid - i! dust-containing gas to almost completely remove carbon on the catalyst in an atmosphere of unlimited temperature so that catalyst particles are produced at a temperature equal to or | is higher than the pseudo-critical temperature of the residual oil supply. 12. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij de regenereringsbewer-I king van de katalysator in een gestapelde opstelling naast de stijg- 35. buisopstelling plaatsvindt en de stijgbuis in een hoger gelegen gedeel-: te daarvan een grotere diameter heeft dan in een lager gelegen gedeelte boven de ingang voor de vernevelde olie.12. Process according to claim 11, wherein the regeneration operation of the catalyst takes place in a stacked arrangement next to the riser arrangement and the riser in a higher part thereof has a larger diameter than in a lower part. above the entrance for the atomized oil. 13. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de vernevelde restolie in contact wordt gebracht met katalysatordeeltjes die een oppervlakte 40 hebben in het gebied van 40 tot 100 m2/g onder omstandigheden die vol- % y L, o ♦ * ' doende zijn om omzetting daarvan overeenkomstig de bovenste kromme van fig.5 te verkrijgen.The process according to claim 1, wherein the atomized residual oil is contacted with catalyst particles having a surface area of 40 in the range of from 40 to 100 m 2 / g under conditions which are sufficient to convert them thereto. according to the top curve of fig. 5. 14. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de verneveling van de restolie tot kleine druppels en de temperatuur van een suspensie die 5 wordt gevormd met hete katalysatordeeltjes voldoende zijn om een thermische splitsing van boven 570°C kokende en asfalt en asfaltenen omvattende oliecomponenten tot mono-, di- en tri cyclische aromatische verbindingen die door hydrogenering en/of hydrokraken kunnen worden ver- edeld, te verkrijgen. :10The method of claim 1, wherein the atomization of the residual oil into small drops and the temperature of a slurry formed with hot catalyst particles are sufficient to thermally split above 570 ° C boiling and asphalt and asphaltenes oil components into mono- , di- and tri-cyclic aromatic compounds which can be upgraded by hydrogenation and / or hydrocracking. : 10 15. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de restolie wordt ver neveld tot een druppel grootte van 100 /urn of kleiner en de verdamping bij hoge temperatuur zodanig is dat deze binnen een sekonde is voltooid.The method of claim 1, wherein the residual oil is atomized to a drop size of 100 µm or less and the high temperature evaporation is such that it is completed within a second. 16. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij thermische en katalyti-15 sche omzetting van de sterk vernevelde restolie met gesuspendeerde hete katalysator binnen een sekonde volledig is verlopen en de temperatuur van de gevormde dampvormige produktsuspensie wordt verlaagd tot het gebied van ongeveer 500°C tot ongeveer 565°C.16. The method of claim 1, wherein thermal and catalytic conversion of the highly atomized residual oil with suspended hot catalyst is complete within a second and the temperature of the vaporous product slurry formed is reduced to the range of about 500 ° C to about 565 ° C. 17. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de omzettingstempera-20 tuur wordt verhoogd naarmate het asfaltgehalte van de toevoerolie hoger wordt en het regenereren van de katalysator geschiedt bij een temperatuur die voldoet aan de pseudo-kritische omzettingstemperatuur van de restolie.A process according to claim 1, wherein the conversion temperature is increased as the asphalt content of the feed oil increases and the catalyst regeneration takes place at a temperature which satisfies the pseudo-critical conversion temperature of the residual oil. 18. Werkwijze voor het omzetten van een restgedeelte van ruwe olie 25 met gefluldiseerde katalysatordeeltjes van hoge temperatuur welke werkwijze omvat: (a) het omhoog doen stromen van een suspensie van geflufdiseerde i katalysatordeeltjes met hoge temperatuur door een omzettingsgebied in een stijgbuis; 30 (b) het vernevelen van een om te zetten restolietoevoer tot een druppel grootte die overeenkomt met of kleiner is dan de hete gesuspendeerde katalysatordeeltjes met een grootte in het gebied van 20 tot 200 /un; (c) het toevoeren van de vernevelde restolie van stap (b) met een |35 i snelheid in het gebied van 90 tot 400 m/s waarbij deze in contact wordt gebracht met de omhoog stromende suspensie van hete katalysator-: deeltjes, aanvankelijk bij een temperatuur die tenminste gelijk is aan de pseudo-kritische temperatuur van de restolie; (d) het verschaffen van een aanvankelijk voldoende hoge tempera-40 tuur van het contact tussen de katalysatordeeltjes en de vernevelde 8 5 2 0 2 3 8 % * restolie om de asfaltcomponenten in de restolie te verkleinen en tot 50% thermische omzetting van de vernevelde olie te verkrijgen en het doen plaatsvinden van katalytische omzetting van in de omhoog stromende suspensie gevormde oliedampen waarbij de temperatuur van de suspensie 5 wordt verlaagd, en (e) het afscheiden van dampvormige koolwaterstofachtige omzet-tingsprodukten van stap (d) van katalysatordeeltjes nadat het stijg-buisgebied in een tijdbestek van minder dan ongeveer 2 sekonden is doorlopen. :1018. A process for converting a residual portion of crude oil with high temperature fluidized catalyst particles which process comprises: (a) flowing a suspension of high temperature fluidized catalyst particles through a conversion zone in a riser; (B) atomizing a convertible residual oil feed to a droplet size corresponding to or smaller than the hot slurried catalyst particles in the range of 20 to 200 µm; (c) supplying the atomized residual oil of step (b) at a speed in the range of 90 to 400 m / s and contacting it with the upflowing slurry of hot catalyst particles initially at a temperature at least equal to the pseudo-critical temperature of the residual oil; (d) providing an initially sufficiently high temperature of the contact between the catalyst particles and the atomized residual oil 8 5 2 0 2 3 8% * to reduce the asphalt components in the residual oil and up to 50% thermal conversion of the atomized obtaining oil and causing catalytic conversion of oil vapors formed in the upflowing slurry to lower the temperature of the slurry 5, and (e) separating vaporous hydrocarbonaceous conversion products of step (d) from catalyst particles after rising tube area has been completed in less than about 2 seconds. : 10 19. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij de toevoersnelheid van de restolie in de katalysatorsuspensie ongeveer 150 m/s bedraagt.The method of claim 18, wherein the feed rate of the residual oil into the catalyst slurry is about 150 m / s. 20. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij de snelheid van contact tussen de toegevoerde vernevelde olie en de katalysatorsuspensie de drukval in de stijgbuis beperkt tot niet meer dan 0,2 kg/cm2.The method of claim 18, wherein the rate of contact between the supplied atomized oil and the catalyst slurry limits the pressure drop in the riser to no more than 0.2 kg / cm 2. 21. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij de drukval op ongeveer 3. voorbij het inlaatpunt van de vernevelde olie niet meer dan ongeveer 0,07 kg/cm2 bedraagt.The method of claim 18, wherein the pressure drop at about 3. beyond the inlet point of the atomized oil is no more than about 0.07 kg / cm 2. 22. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij de restolie in de om-zettingszone van de stijgbuis wordt gebracht in de vorm van een aantal 20 afzonderlijke waaiervormige druppeldispersies over de stijgbuiszone i voor intensief contact met omhoogstromende gefluldiseerde katalysatordeeltjes bij een temperatuur die voldoende boven de pseudo-kritische temperatuur van de toegevoerde olie ligt dat asfaltenen in de olie thermisch worden gekraakt.22. The process of claim 18, wherein the residual oil is introduced into the riser conversion zone in the form of a plurality of separate fan-shaped droplet dispersions over the riser zone i for intensive contact with upflowing fluidized catalyst particles at a temperature sufficiently above the pseudo The critical temperature of the supplied oil is that asphaltenes in the oil are thermally cracked. 23. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij de gemiddelde deel tjesgrootte van de katalysator binnen het gebied van 20 tot 120 /un ligt en de restolie wordt verneveld tot druppels met een doorsnede van 100/un of kleiner.The process of claim 18, wherein the average particle size of the catalyst is within the range of 20 to 120 µm and the residual oil is atomized into droplets of 100 µm or less in diameter. 24. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij verneveling van de 30 toegevoerde olie plaatsvindt buiten het kraakgebied van de stijgbuis en de gevormde vernevelde oliedruppels vervolgens door een verlengde omsloten zone die verbinding geeft met een nauwe verlengde opening in de dwarsdoorsnede aan het eind daarvan die horizontaal in de dwarsdoorsnede van de stijgbuis is gelegen, worden geleid.24. A method according to claim 18, wherein atomization of the supplied oil takes place outside the crack zone of the riser and the atomized oil droplets formed then through an elongated enclosed zone connecting to a narrow elongated cross-sectional opening at the end thereof which is horizontally in the cross section of the riser is located. 25. Werkwijze volgens conclusie 24, waarbij de vernevelde olie uit de verlengde opening wordt toegevoerd met een snelheid boven 90 m/s in een horizontaal waaiervormig druppel patroon dat in het algemeen in de stijgbuis schuin omhoog is gericht.The method of claim 24, wherein the atomized oil is supplied from the elongated orifice at a speed above 90 m / s in a horizontal fan-shaped droplet pattern generally tilted upwardly in the riser. 26. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij thermische en kataly- 40 tische omzetting van de vernevelde restolie met de gesuspendeerde kata- 8520238 * V · / κ*' 45 ..... lysator in de stijgbuis volledig plaatsvindt in een tijdsbestek binnen het gebied van 0,5 tot 1,5 sekonden.26. The process of claim 18 wherein thermal and catalytic conversion of the nebulized residual oil with the suspended catalyst 8520238 * V / κ * '45 ..... riser fully occurs within a time frame within the range from 0.5 to 1.5 seconds. 27. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij de van de koolwater-stofprodukten afgescheiden katalysator die kool waterstofachtige afzet-: 5 tingen omvat door twee opeenvolgende katalysatorregenereringstrappen j wordt geleid, waarbij de eerste trap voldoende in verbrandingstempera-tuur is beperkt om een koolmonoxiderijk rookgas te vormen waarbij hydrothermische afbraak van de katalysator in aanwezigheid van gevormde stoom is geminimaliseerd en van de tweede katalysator-regenereringstrap 10 de verbranding voldoende wordt bevorderd om kooldioxiderijke rookgassen van hoge temperatuur te vormen die zuurstof omvatten waarbij koolstof op de katalysator vrijwel volledig wordt verwijderd onder vorming van katalysatordeeltjes met een temperatuur die tenminste gelijk is aan de | pseudo-kritische temperatuur van de restolietoevoer. ,1527. The process of claim 18 wherein the catalyst separated from the hydrocarbon products comprising hydrocarbonaceous deposits is passed through two successive catalyst regeneration steps j, the first stage being limited in combustion temperature to form a carbon monoxide-rich flue gas. wherein hydrothermal degradation of the catalyst in the presence of steam generated is minimized and combustion of the second catalyst regeneration step 10 is promoted sufficiently to form high temperature carbon dioxide-rich flue gases comprising oxygen with carbon almost completely removed on the catalyst to form catalyst particles with a temperature at least equal to the | pseudo-critical temperature of the residual oil supply. , 15 ; 28. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij de katalysatordeeltjes 1 een oppervlakte hebben binnen het gebied van 40 tot 100 m2/g en de tem-peratuuromstandigheden voldoende zijn om een omzetting van de olietoevoer te verkrijgen die overeenkomt met de bovenste kromme van fig.5.; The method of claim 18, wherein the catalyst particles 1 have an area within the range of 40 to 100 m 2 / g and the temperature conditions are sufficient to obtain an oil feed conversion corresponding to the top curve of Fig. 5. 29. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij de verneveling van de 20 restolie tot kleine druppeltjes van minder dan 100 /im en de temperatuur van de suspensie van vernevelde olie en katalysator voldoende zijn om in een onderdeel van een sekonde splitsing te verkrijgen van boven 570°C kokende bestanddelen die asfalt en asfaltenen omvatten j onder vorming van mono-, di- en tri cyclische aromatische componenten in 25 het kool waterstofprodukt. j 1 I29. The method of claim 18, wherein the atomization of the residual oil to small droplets of less than 100 µm and the temperature of the suspension of atomized oil and catalyst are sufficient to obtain a split of above 570 ° in one part. C-boiling constituents comprising asphalt and asphaltenes to form mono-, di- and tri-cyclic aromatic components in the hydrocarbon product. j 1 I 30. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij thermische en katalytische omzetting van de sterk vernevelde restolie met de katalysator-suspensie de temperatuur van de gevormde suspensie van damp en katalysator in de stijgbuis verlaagt tot in het gebied van ongeveer 500°C tot 30 ongeveer 565°C.The process of claim 18, wherein thermal and catalytic reaction of the highly atomized residual oil with the catalyst slurry lowers the temperature of the vapor and catalyst slurry formed in the riser to within the range of about 500 ° C to about 565 ° C. 31. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij de omzettingstempera- 1 tuur wordt verhoogd naarmate het asfaltgehalte van de restolie hoger is en regenerering van de katalysator wordt voltooid bij een temperatuur die voldoet aan de pseudo-kritische conversietemperatuur van de rest-35 olie met het hogere asfaltgehalte. p *5 9 n 9 t 0The method of claim 18, wherein the conversion temperature is increased as the asphalt content of the residual oil is higher and regeneration of the catalyst is completed at a temperature satisfying the pseudo-critical conversion temperature of the residual oil with the higher asphalt content. p * 5 9 n 9 t 0
NL8520238A 1983-05-27 1985-08-02 METHOD AND APPARATUS FOR CRACKING RESTOLIES NL8520238A (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US49888383 1983-05-27
US06/498,883 US4601814A (en) 1983-05-27 1983-05-27 Method and apparatus for cracking residual oils
PCT/US1985/001477 WO1987000853A1 (en) 1983-05-27 1985-08-02 Method and apparatus for cracking residual oils
US8501477 1985-08-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8520238A true NL8520238A (en) 1987-06-01

Family

ID=26771949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8520238A NL8520238A (en) 1983-05-27 1985-08-02 METHOD AND APPARATUS FOR CRACKING RESTOLIES

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0232259B1 (en)
JP (1) JPS63500599A (en)
AU (1) AU587992B2 (en)
BR (1) BR8507250A (en)
DE (1) DE3590751C2 (en)
GB (1) GB2190396B (en)
NL (1) NL8520238A (en)
NO (1) NO170342C (en)
SE (1) SE8604674L (en)
WO (1) WO1987000853A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5921472A (en) * 1994-12-13 1999-07-13 Spraying Systems Co. Enhanced efficiency nozzle for use in fluidized catalytic cracking
DE10041617B4 (en) * 2000-08-24 2006-11-09 Irt-Innovative Recycling Technologie Gmbh Process for the catalytic carbonization of long-chain hydrocarbons, such as plastics, tars and oils

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2398739A (en) * 1945-04-06 1946-04-16 Shell Dev Catalytic cracking process
US3041273A (en) * 1953-09-09 1962-06-26 Sinclair Research Inc Process for the conversion of hydrocarbons with the use of an expanding transfer line reactor
US3152065A (en) * 1961-09-14 1964-10-06 Exxon Research Engineering Co Feed injector for cracking of petroleum
US3781197A (en) * 1972-01-10 1973-12-25 Gulf Research Development Co Process for cracking hydrocarbons containing hydrodesulfurized residual oil
US4336160A (en) * 1980-07-15 1982-06-22 Dean Robert R Method and apparatus for cracking residual oils
US4331533A (en) * 1980-07-15 1982-05-25 Dean Robert R Method and apparatus for cracking residual oils
US4332674A (en) * 1980-07-15 1982-06-01 Dean Robert R Method and apparatus for cracking residual oils
US4407714A (en) * 1981-05-13 1983-10-04 Ashland Oil, Inc. Process for cracking high-boiling hydrocarbons using high pore volume, low density catalyst
US4405445A (en) * 1981-08-24 1983-09-20 Ashland Oil, Inc. Homogenization of water and reduced crude for catalytic cracking
US4434049A (en) * 1982-03-17 1984-02-28 Dean Robert R Residual oil feed process for fluid catalyst cracking
US4427537A (en) * 1982-03-17 1984-01-24 Dean Robert R Method and means for preparing and dispersing atomed hydrocarbon with fluid catalyst particles in a reactor zone
US4601814A (en) * 1983-05-27 1986-07-22 Total Engineering And Research Company Method and apparatus for cracking residual oils

Also Published As

Publication number Publication date
EP0232259A4 (en) 1987-12-09
EP0232259B1 (en) 1992-01-15
NO170342C (en) 1992-10-07
GB2190396A (en) 1987-11-18
DE3590751C2 (en) 1995-07-27
NO170342B (en) 1992-06-29
GB2190396B (en) 1990-03-28
EP0232259A1 (en) 1987-08-19
NO871119D0 (en) 1987-03-18
GB8707141D0 (en) 1987-04-29
AU4774185A (en) 1987-03-05
WO1987000853A1 (en) 1987-02-12
JPS63500599A (en) 1988-03-03
AU587992B2 (en) 1989-09-07
NO871119L (en) 1987-03-18
SE8604674D0 (en) 1986-11-03
BR8507250A (en) 1987-10-27
SE8604674L (en) 1987-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4332674A (en) Method and apparatus for cracking residual oils
US4331533A (en) Method and apparatus for cracking residual oils
US4601814A (en) Method and apparatus for cracking residual oils
US4336160A (en) Method and apparatus for cracking residual oils
US4985136A (en) Ultra-short contact time fluidized catalytic cracking process
US4318800A (en) Thermal regenerative cracking (TRC) process
US4816137A (en) Method for cracking residual oils
US5324419A (en) FCC to minimize butadiene yields
CA1181573A (en) Carbometallic oil conversion with ballistic separation
JP2632199B2 (en) Continuous flow method for quality improvement of heavy hydrocarbon-containing feedstock.
JPH06322377A (en) Method and apparatus for catalytically cracking paraffin-rich feedstock containing high and low con-carbon components
US4523987A (en) Feed mixing techique for fluidized catalytic cracking of hydrocarbon oil
JPH055876B2 (en)
US4370303A (en) Thermal regenerative cracking (TRC) apparatus
AU669714B2 (en) Catalytic cracking process
US5185077A (en) Transfer line quenching with cyclone separation
EP0180291A1 (en) Feed mixing technique for fluidized catalytic cracking of hydrocarbon oil
US4716958A (en) Method and apparatus for cooling fluid solid particles used in a regeneration system
EP0026674A2 (en) Improvements in thermal regenerative cracking apparatus and process
US4944845A (en) Apparatus for upgrading liquid hydrocarbons
NL8520238A (en) METHOD AND APPARATUS FOR CRACKING RESTOLIES
US4753907A (en) Fluid particle material regeneration method and apparatus
JPS59145287A (en) Method and device for dispersing liquid supplier in fluidized catalytic decomposition system
CA1259579A (en) Method and apparatus for cracking residual oils
AT404019B (en) Process for reacting a waste standoil with fluidized catalyst particles

Legal Events

Date Code Title Description
BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
CNR Transfer of rights (patent application after its laying open for public inspection)

Free format text: STONE & WEBSTER ENGINEERING CORPORATION

BN A decision not to publish the application has become irrevocable