PL62465B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 26.IV.1971 62465 KI. 12 g, 4/02 MKP B 01 j, 9/08 \h \ Urze? ,OT?L- ^°\ Wspóltwórcy wynalazku: Alojzy Rutkowski, Marian Rutkowski, Zdzis¬ law Tomasik Wlasciciel patentu: Politechnika Wroclawska (Instytut Chemii i Techno¬ logii Nafty i Wegla), Wroclaw (Polska) Reaktor do hydrokrakingu ciezkich weglowodorów Przedmiotem wynalazku jest reaktor do hydro¬ krakingu ciezkich weglowodorów.Dotychczas znane sa nastepujace typy reaktorów do hydrokrakingu ciezkich weglowodorów, a mia¬ nowicie reaktory ze stacjonarnym lozem kataliza¬ tora, reaktory z katalizatorem w lozu wrzacym oraz reaktory z katalizatorem w lozu suspensoidal- nym.Reaktory ze stacjonarnym lozem katalizatora, stosowane na przyklad w hydrokrakingu metoda „Izomax", to reaktory w których katalizator znaj¬ duje sie w jednej lub kilku nieruchomych warst¬ wach. Reaktory z katalizatorem w lozu wrzacym, stosowane w hydrokrakingu pozostalosci ropnych metoda H-Oil, to reaktory w których katalizator utrzymywany jest w stanie fluidalnym przez stru¬ mien przeplywajacych reagentów. Reaktory z ka¬ talizatorem w lozu suspensoidalnym, stosowane w hydrokrakingu metoda Vargi oraz KTN, to reakto¬ ry w których katalizator wprowadzany jest do przestrzeni reakcyjnej w postaci zawiesiny w su¬ rowcu i wyprowadzany w postaci zawiesiny w pro¬ duktach reakcji. Dotychczas znane reaktory do hy¬ drokrakingu ciezkich weglowodorów umozliwiaja prowadzenie procesu w warunkach lagodnych przy niewysokim stopniu konwersji lub w warunkach ostrych przy wysokiej konwersji, przy czym jed¬ nak powstaja znaczne ilosci produktów polimery¬ zacji.Obecnosc produktów polimeryzacji utrudnia, a 20 25 czesto uniemozliwia, ciagle prowadzenie proces.a.Obecnosc wodoru ma wprawdzie zapobiegac two¬ rzeniu sie wysokomolekularnych polimerów i kok¬ su, jednakze glównie na skutek niezbyt równo¬ miernego przeplywu wodoru przez reaktor wplyw ten jest nieznaczny. W warunkach reakcji hydro¬ krakingu ciezkich weglowodorów znaczna czesc su¬ rowca znajduje sie w fazie cieklej, a wodór do¬ prowadzany wraz z surowcem lub oddzielnie prze¬ chodzi przez warstwe cieczy w postaci baniek, mfa- jac bardzo ograniczony kontakt z cieklym reagen¬ tem.W efekcie dzieki znacznie wyzszej szybkosci reakcji krakingu i polimeryzacji weglowodorów w porównaniu z szybkoscia dyfuzji wodoru wyste¬ puja w ukladzie reakcyjnym obszerne przestrzenie z deficytem wodoru, w których tworza sie znacz¬ ne ilosci polimerów i koksu. Zasadnicza wada sto¬ sowanych dotychczas reaktorów jest to, ze unie¬ mozliwiaja one zwiekszenie szybkosci dyfuzji wo¬ doru do mieszaniny reakcyjnej i stopnia wymie¬ szania reagentów w przestrzeni reakcyjnej.Celem wynalazku bylo wyeliminowanie wad wy¬ stepujacych w dotychczas znanych reaktorach przez zastosowanie takich srodków technicznych, które zapewnilyby intensywna cyrkulacje mieszaniny reakcyjnej.Reaktor wedlug wynalazku zbudowany jest z cy¬ lindrycznego zamknietego zbiornika, wewnatrz którego umocowany jest wspólsrodkowo cyrkula- 62 46562 465 cyjny cylinder na którego powierzchni zewnetrz¬ nej i wewnetrznej nawiniety jest spiralnie prze¬ wód na mieszanine surowca poddawanego hydro- krakingowi wodoru oraz czynnika adsorpcyjnego do adsorpcji substancji wysokoczasteczkowych pow¬ stajacych ubocznie w czasie procesu. Doprowadze¬ nie przewodu na mieszanine reakcyjna jest usy¬ tuowane w dolnej czesci reaktora i prostopadle do osi pionowej reaktora, zas wylot tego przewodu, usytuowany równolegle do osi pionowej reaktora i .skierowany ku górze, umieszczony jest w dolnej wewnetrznej czesci cylindra cyrkulacyjnego.Przestrzen miedzy scianami reaktora i scianami cylindra wypelniona jest w 1/10 —1/20 objetosci katalizatorem, przy czym przewód odprowadzajacy produkty hydrókrakingu umieszczony jest w górnej pokrywie reaktora, zas przewód doprowadzajacy katalizator usytuowany jest w dnie reaktora. W ce~ lu niedopuszczenia do porywania katalizatora z odprowadzanymi produktami hydrókrakingu, nad cylindrem cyrkulacyjnym umieszczona jest pozio¬ ma przegroda siatkowa, zatrzymujaca katalizator.Zasadnicza korzyscia techniczna wynikajaca ze stosowania reaktora wedlug wynalazku jest mozli¬ wosc zwiekszenia dyfuzji wodoru do mieszaniny reakcyjnej. Szybkosc dyfuzji wodoru zalezy od stopnia wymieszania reagentów w przestrzeni reak¬ cyjnej. Intensywnosc wymieszania w przypadku przeplywu wspólpradowego fazy cieklej i gazowej zalezy od charakteru przeplywu i wzrasta ze wzro¬ stem jego turbulencji.Stopien turbulencji w warunkach reakcji hydró¬ krakingu okresla caly szereg czynników jak szyb¬ kosc podawania surowca, ilosc i stopien cyrkulacji wodoru, ksztalt i wymiary przestrzeni reakcyjnej oraz takie parametry procesu jak temperatura i cisnienie. Zwiekszona dyfuzja wodoru zapewnia wysoka przemiane weglowodorów na wysokowar- tosciowe produkty przy powstawaniu nieznacznej ilosci produktów polimeryzacji i koksu, umozliwia¬ jac równoczesnie ciagle prowadzenie reakcji w okresie dowolnie dlugiego czasu.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, który przedstawia przekrój podluzny reaktora.Wewnatrz korpusu 1 reaktora znajduje sie cyr- kulacyjny cylinder 2, na którego zewnetrznej i wewnetrznej stronie nawiniety jest spiralny prze¬ wód 3. Przewód 3 nawiniety na zewnetrznej stronie cyrkulacyjnego cylindra 2, polaczony jest z zew¬ netrznym doprowadzeniem 4, zas przewód nawinie¬ ty na wewnetrznej stronie cyrkulacyjnego cylindra 2 posiada wylot 5 skierowany ku górze i usytuo¬ wany w dolnej czesci cylindra 2. Cyrkulacyjny cy¬ linder 2 zamocowany jest wspólsrodkowo wewnatrz korpusu 1 reaktora za pomoca pretów 6. W górnej czesci korpusu 1 reaktora znajduje sie siatkowa przegroda 7 o srednicy oczek mniejszej od sredni¬ cy stosowanych ziarn katalizatora oraz wylot 8 sluzacy do odprowadzania z reaktora gazów po¬ reakcyjnych, nadmiaru cieczy oraz nieprzereago- wanego wodoru. W dolnej czesci korpusu 1 reak¬ tora znajduje sie przewód 9, doprowadzajacy ka¬ talizator. W bocznej, dolnej czesci korpusu X reaktora znajduje sie równiez przewód 10, którym w sposób pólciagly wyprowadza sie z reaktora czesc mieszaniny reakcyjnej wraz z katalizatorem dla zachowania nalezytej aktywnosci katalizatora w przestrzeni reakcyjnej reaktora. 5 Dzialanie reaktora jest nastepujace. Podgrzane do temperatury reakcji, na przyklad 450QC, reagenty skladajace sie z ciezkich weglowodorów, na przyklad w postaci pozostalosci ropnych, w ilosci 1—10 ko¬ rzystnie 2—5% wagowych adsorpcyjnego czynnika io w postaci naturalnych glinokrzemianów, na przyk¬ lad bentonitu, w formie pylu o srednicy ziarna 10—100 um, korzystnie 25—50/um, oraz wodór lub gaz zawierajacy wodór wprowadza sie poprzez do¬ prowadzajacy przewód 4 do spiralnego przewodu 3, 15 w którym w warunkach wysokiej turbulencji wy¬ noszacej 100—1000, najlepiej 400—600, w tempera¬ turze 350—500°C, najlepiej 430—480°C, pod cisnie¬ niem 30—250 atn, najlepiej 70—150 atn, i przy sto¬ sunku wodoru do surowca 1—5 Nm3/kG, najlepiej 20 2 Nm3/kG, nastepuje znaczne uwodornienie sub¬ stancji koksotwórczych zawartych w surowcu oraz ich trwala adsorpcja na powierzchni czynnika ad¬ sorpcyjnego.Po opuszczeniu przewodu 3 surowiec wymiesza- 25 ny z wodorem 'i oczyszczony od skladników kokso¬ twórczych wprowadza sie poprzez wylot 5 do dol¬ nej czesci cyrkulacyjnego cylindra 2. Korpus 1 re¬ aktora wypelniony jest w 10—20 procentach obje¬ tosciowych aktywnym katalizatorem rozszczepic - 30 jaco-uwodorniajacym.Jako katalizator stosuje sie znane substancje ka¬ talizujace jak tlenki i siarczki metali VI i VIII grupy ukladu okresowego. Wielkosc ziarna katali¬ zatora wynosi 0,5—5 mm, najlepiej 1—3 mm. 35 W cyrkulacyjnym cylindrze 2 na skutek róznicy gestosci fazy cieklej i gazowej zachodzi intensywna cyrkulacja fazy cieklej wraz z katalizatorem. Nad¬ miar cieczy, po zatrzymaniu katalizatora na siatko¬ wej przegrodzie 7, oraz wodór i gazy poreakcyjne 40 sa odprowadzane z reaktora poprzez wylot 8.Zastosowanie wewnetrznej cyrkulacji reagentów w przestrzeni reakcyjnej umozliwia prowadzenie procesu w warunkach auaziizotermicznych, co jak wiadomo wplywa korzystnie na przebieg reakcji 45 hydrókrakingu ciezkich weglowodorów. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Reaktor do hydrókrakingu ciezkich weglowo- 50 dorów, znamienny tym, ze stanowi go cylindrycz¬ ny zamkniety zbiornik (1), wewnatrz którego umo¬ cowany jest wspólsrodkowo cyrkulacyjny cylin3er (2), na którego powierzchni zewnetrznej oraz we¬ wnetrznej nawiniety jest spiralnie przewód (3) na 55 mieszanine surowca poddawanego hydrokrakingowi, wodoru oraz czynnika adsorpcyjnego, przy czym doprowadzenie (4) tego przewodu (3) usytuowane jest w dolnej czesci reaktora, prostopadle do jego osi pionowej, zas wylot (5) tego przewodu (3), usy- 60 tuowany równolegle do osi pionowej reaktora, znaj¬ duje sie w dolnej wewnetrznej czesci cylindra (2), a przestrzen miedzy scianami korpusu (1) reak¬ tora i scianami cylindra (2) wypelniona jest w 1/10 — 1/20 objetosci katalizatorem, przy czym prze- e5 wód (8) odprowadzajacy produkty hydrókrakingu v62 465 umieszczony jest w górnej czesci korpusu (1), prze¬ wód (9) doprowadzajacy katalizator usytuowany jest w dnie korpusu (1) reaktora, zas przewód (10) sluzacy do wyprowadzania z reaktora czesci mie¬ szaniny reakcyjnej wraz z katalizatorem usytuo¬ wany jest w bocznej, dolnej czesci korpusu (1) reaktora.

2. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze nad cyrkulacyjnym cylindrem (2) zawiera pozioma, siatkowa przegrode (7) do zatrzymywania katali¬ zatora porywanego z produktami hydrokrakingu. PL PL