RU102903U1

RU102903U1 - LINE FOR REGENERATION OF ZEOLITE-CONTAINING CATALYSTS FOR REFINING RECTANGULAR PETROL FRACTIONS

Info

Publication number: RU102903U1
Application number: RU2010134173/15U
Authority: RU
Inventors: Илона Сергеевна Завалинская; Павел Александрович Петренко; Александр Григорьевич Колесников; Юрий Павлович Ясьян; Кристина Николаевна Решетова
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2010-08-16
Publication date: 2011-03-20

Abstract

1. Линия по регенерации цеолитсодержащего катализатора, содержащая емкость для отрегенерированного катализатора, расположенную над реакторными узлами, соединенными двумя независимыми трубопроводами с установками получения низкооктановых бензиновых фракций (легкой и тяжелой), под реакторами расположен блок регенерации, включающий приемный бункер, регенератор, систему осушки и очистки газов регенерации и транспортный катализаторопровод для подъема катализатора в емкость для отрегенерированного катализатора, отличающаяся тем, что реакторные узлы расположены над единым узлом регенерации, а емкость для отрегенерированного катализатора расположена над приемными бункерами реакторов и связана с ними катализаторопроводами, обеспечивающими независимую подачу отрегенерированного катализатора в каждый реакторный узел. ! 2. Линия по регенерации цеолитсодержащего катализатора по п.1, отличающаяся тем, что количество реакторных узлов зависит от вида сырья. 1. A zeolite-containing catalyst regeneration line containing a container for a regenerated catalyst located above the reactor units connected by two independent pipelines with low-octane gasoline fractions (light and heavy), under the reactors there is a regeneration unit including a receiving hopper, regenerator, drying system and gas purification regeneration and transport catalyst pipeline for lifting the catalyst into a container for a regenerated catalyst, characterized in that The reactor units are located above a single regeneration unit, and the tank for the regenerated catalyst is located above the receiving hoppers of the reactors and connected to them by catalyst pipelines, which provide an independent supply of the regenerated catalyst to each reactor unit. ! 2. The zeolite-containing catalyst regeneration line according to claim 1, characterized in that the number of reactor units depends on the type of raw material.

Description

Линия предназначена для восстановления активности цеолитсодержащих катализаторов облагораживания прямогонных бензиновых фракций методом окислительной регенерации.The line is designed to restore the activity of zeolite-containing catalysts for the refinement of straight-run gasoline fractions by the method of oxidative regeneration.

Наиболее близким к предлагаемой модели является линия реакторно-регенерационного блока установки каталитической конверсии углеводородов, включающая секцию подготовки сырья и расположенные на одном уровне реакторный узел и узел регенерации, содержащие несколько аппаратов, установленных с возможностью последовательного пропускания через все аппараты сыпучего катализатора, движущегося внутри аппаратов под действием силы тяжести, причем питатель реакторного узла связан с приемным бункером узла регенерации, а приемный бункер реакторного узла связан с питателем узла регенерации транспортными катализаторопроводами, обеспечивающими возможность регулируемого перемещения катализатора (Свидетельство на полезную модель РФ №3225).Closest to the proposed model is the line of the reactor-regeneration unit of the catalytic conversion of hydrocarbons, including a feed preparation section and a reactor unit and a regeneration unit located at the same level, containing several devices installed with the possibility of sequential passing through all the devices of a loose catalyst moving inside the devices under the action of gravity, and the reactor node feeder is connected with the receiving hopper of the regeneration unit, and the receiving hopper is the reactor th node associated with the feeder transport assembly regeneration katalizatoroprovodami providing controlled movement possibility catalyst (Certificate for useful model RF №3225).

Недостатком данной полезной модели является непрерывность процесса регенерации катализатора и связанный с этим повышенный износ гранул катализатора под действием трения и повышенных температурных нагрузок.The disadvantage of this utility model is the continuity of the catalyst regeneration process and the associated increased wear of the catalyst granules under the action of friction and increased temperature loads.

Известно, что длительность стабильной работы катализатора, называемая его межрегенерационным пробегом, и время регенерации, за которое катализатор практически полностью восстанавливает утраченную активность, существенно (в отдельных случаях на несколько порядков), различаются. По этой причине непрерывная регенерация катализаторов с достаточно большим межрегенерационным пробегом приводит к повышенным затратам энергии, механическому измельчению частиц катализатора при трении, обусловленном его перемещением по катализаторопроводу и воздействию повышенных температур в процессе регенерации. Цеолитсодержащие катализаторы, ввиду уникальности перовой структуры, особенно сильно подвержены отрицательному действию высоких температур. Как известно, регенерация протекает при температурах, на 150-250°С превышающих температуру в реакторе. При этом процессы выгорания коксовых отложений в своем большинстве экзотермичны, что может привести к возникновению локальных перегревов и связанных с этим разрушением пор цеолита. Проведение периодической регенерации катализатора позволяет в одном регенераторе последовательно восстанавливать активность катализаторов, поступающих с различных реакторных блоков, при этом значительно сокращается время их перемещения, т.к. и реакция, и регенерация происходят в стационарном слое катализатора.It is known that the duration of the stable operation of the catalyst, called its inter-regeneration run, and the regeneration time, during which the catalyst almost completely restores the lost activity, differ significantly (in some cases by several orders of magnitude). For this reason, continuous regeneration of catalysts with a sufficiently large inter-regeneration range leads to increased energy costs, mechanical grinding of catalyst particles during friction, due to its movement along the catalyst pipeline and the effect of elevated temperatures during the regeneration process. Zeolite-containing catalysts, due to the uniqueness of the feather structure, are particularly susceptible to the negative effects of high temperatures. As you know, the regeneration takes place at temperatures 150-250 ° C higher than the temperature in the reactor. Moreover, the processes of burning out of coke deposits are mostly exothermic, which can lead to the occurrence of local overheating and the destruction of pores of the zeolite associated with this. Carrying out periodic regeneration of the catalyst allows, in one regenerator, the activity of the catalysts coming from different reactor units to be sequentially restored, while their movement time is significantly reduced, since both reaction and regeneration occur in a stationary catalyst bed.

Задачей предлагаемого технического решения является создание линии по регенерации цеолитсодержащего катализатора облагораживания низкооктановых бензиновых фракций с различными температурными интервалами выкипания, реагирующих в различных взаимно независимых технологических режимах в присутствии одного и того же катализатора, подвергаемого периодической регенерации в едином узле.The objective of the proposed technical solution is to create a line for the regeneration of a zeolite-containing catalyst for the refinement of low-octane gasoline fractions with different temperature ranges of boiling, reacting in different mutually independent technological conditions in the presence of the same catalyst subjected to periodic regeneration in a single unit.

Решение поставленной задачи достигается тем, что технологическая линия по регенерации цеолитсодержащего катализатора включает емкость для отрегенерированного катализатора, а также от четырех до десяти реакторных узлов и узел регенерации, расположенных на различных высотных отметках. При этом емкость с отрегенерированным катализатором располагается выше реакторных узлов, с тем, чтобы обеспечить перемещение катализатора в освобождаемый реактор под действием силы тяжести, а регенератор расположен ниже уровня реакторов для обеспечения возможности перемещения закокованного катализатора в регенератор также под действием силы тяжести. Реакторные узлы связаны с единым узлом регенерации и установлены с возможностью пропускания через них катализатора самотеком под действием силы тяжести. Для этого каждый реактор связан с приемным бункером узла регенерации, а приемный бункер каждого реактора узла связан с емкостью для отрегенерированного катализатора, в которую катализатор подается из регенератора транспортным катализаторопроводом, обеспечивающим возможность регулируемого перемещения катализатора.The solution to this problem is achieved by the fact that the production line for the regeneration of a zeolite-containing catalyst includes a tank for a regenerated catalyst, as well as from four to ten reactor units and a regeneration unit located at different elevations. In this case, the vessel with the regenerated catalyst is located above the reactor assemblies in order to ensure the catalyst is displaced into the released reactor under the influence of gravity, and the regenerator is located below the level of the reactors to enable the caged catalyst to move into the regenerator also by gravity. The reactor units are connected to a single regeneration unit and are installed with the possibility of passing the catalyst through them by gravity under the influence of gravity. To this end, each reactor is connected to the receiving hopper of the regeneration unit, and the receiving hopper of each reactor of the unit is connected to a container for the regenerated catalyst, into which the catalyst is supplied from the regenerator by a transport catalyst pipeline, which enables the controlled movement of the catalyst.

На фиг.1 приведена схема линии по регенерации цеолитсодержащих катализаторов установки производства высокооктановых компонентов автомобильных бензинов путем облагораживания низкооктановых бензиновых фракций НК-120°С и 120-180°С, поступающих со шлема отбензинивающей и атмосферной колонн установок первичной переработки нефти. На фиг.2 показан вид сверху оборудования настоящей линии.Figure 1 shows a diagram of a line for the regeneration of zeolite-containing catalysts for a plant for the production of high-octane gasoline components by refining low-octane gasoline fractions NK-120 ° C and 120-180 ° C coming from the helmet of topping and atmospheric columns of primary oil refining plants. Figure 2 shows a top view of the equipment of this line.

Линия состоит из обслуживаемых единым узлом регенерации четырех реакторных узлов (количество реакторов может быть доведено до шести), и промежуточной емкости для отрегенерированного катализатора. Первый реакторный узел содержит два основных аппарата, расположенных друг за другом по вертикали в следующем порядке (сверху вниз): приемный бункер 2, одноступенчатый реактор 3. Второй, третий и четвертый реакторные узлы содержат по два аппарата аналогичного назначения, устройства и расположения: приемные бункеры 4, 6, 8 и соответствующие им реакторы 5, 7, 9. Узел регенерации включает расположенные друг за другом по вертикали основные аппараты: емкость 1 для отрегенерированного катализатора. приемный бункер закоксованного катализатора 10, регенератор 11, пневматранспортный катализаторопровод 12 и систему очистки газов регенерации 13.The line consists of four reactor units serviced by a single regeneration unit (the number of reactors can be brought up to six), and an intermediate tank for the regenerated catalyst. The first reactor unit contains two main apparatuses, arranged one after another vertically in the following order (from top to bottom): receiving hopper 2, one-stage reactor 3. The second, third and fourth reactor assemblies contain two devices of a similar purpose, device and location: receiving hoppers 4, 6, 8 and their corresponding reactors 5, 7, 9. The regeneration unit includes the main apparatuses located one after the other vertically: capacity 1 for the regenerated catalyst. coking catalyst receiving hopper 10, regenerator 11, pneumatic conveying catalyst line 12 and regeneration gas purification system 13.

Линия включает также секцию подготовки сырья 14, связанную с реакторными узлами сырьевыми трубопроводами 15, 16, 17 и 18, число которых равно числу перерабатываемых сырьевых потоков.The line also includes a section for the preparation of raw materials 14, associated with the reactor units of the raw material pipelines 15, 16, 17 and 18, the number of which is equal to the number of processed feed streams.

На чертеже сплошными линиями обозначены катализаторопроводы, пунктирными - сырьевые трубопроводы. Римскими цифрами обозначены потоки: I - исходного сырья; II, III - перерабатываемого сырья, IV - газов регенерации.In the drawing, the solid lines indicate the catalyst pipelines, the dotted lines indicate the raw material pipelines. Roman numerals denote the flows: I - feedstock; II, III - processed raw materials, IV - regeneration gases.

Линия работает следующим образом.The line works as follows.

Поток I газового конденсата или малосернистой сырой нефти поступает на установку первичной переработки нефти (AT или АВТ) откуда легкая бензиновая фракция НК-120°С потоком II по трубопроводам 15, 16 подается в реакторы 3 и 5, а тяжелая бензиновая фракция 120-180°С потоком III по трубопроводам 17, 18 поступает в реакторы 7, 9. В результате химических превращений, протекающих в реакторах на стационарном слое цеолитсодержащих катализаторов, углеводороды сырьевых фракций превращаются в газопродуктовые смеси, направляемые из реакторов в блок разделения продуктов (на чертеже не показан), где из указанных смесей выделяют следующие продукты: топливный газ и высокооктановый компонент моторного топлива. Раздельное каталитическое облагораживание бензиновых фракций НК-120°С и 120-180°С позволяет проводить процесс при различных температурах, достигая оптимальных технологических параметров, и позволяя регулировать селективность процесса в сторону преимущественного образования углеводородов изомерного строения.Stream I of gas condensate or low-sulfur crude oil enters the primary oil refining unit (AT or AWT), from where the light gasoline fraction NK-120 ° С is supplied to stream 3 and 5 through lines II through reactors 15, 16, and the heavy gasoline fraction 120-180 ° With stream III, it passes through pipelines 17, 18 to reactors 7, 9. As a result of chemical transformations that occur in the reactors on a stationary layer of zeolite-containing catalysts, the hydrocarbons of the feed fractions are converted into gas product mixtures sent from the reactors to the separation unit Ukta (not shown in the drawing), where the following products are isolated from these mixtures: fuel gas and high-octane component of motor fuel. Separate catalytic refinement of the NK-120 ° С and 120-180 ° С gasoline fractions allows the process to be carried out at various temperatures, reaching optimal technological parameters, and allowing the process selectivity to be regulated in the direction of the predominant formation of isomeric hydrocarbons.

Дезактивированный катализатор из реакторов 3, 5, 7 или 9 поступает под действием силы тяжести в бункер закоксованного катализатора 10 и далее в регенератор 11, в котором происходит его регенерация азотно-кислородной смесью при температуре 500-600°С.The deactivated catalyst from reactors 3, 5, 7 or 9 enters under the influence of gravity into the coked catalyst bunker 10 and then to the regenerator 11, in which it is regenerated with a nitrogen-oxygen mixture at a temperature of 500-600 ° C.

Регенерированный катализатор подается по пневматранспортному катализаторопроводу 12 в емкость для отрегенерированного катализатора 1, откуда самотеком под действием силы тяжести он поступает в соответствующий реактор. В результате контактирования с сырьем катализатор дезактивируется. Время его межрегенерационного пробега составляет 220-260 часов. По мере закоковывания дезактивированный катализатор из реакторов 3, 5, 7 или 9 направляется на регенерацию, а на его место подается свежий отрегенерированный катализатор из емкости 1 под действием силы тяжести. Время регенерации составляет от 6 до 10 часов. После мере снижения активности в регенератор подается катализатор из следующего реактора. Таким образом, циклы реакция-регенерация по каждому из четырех реакторных блоков замыкаются.The regenerated catalyst is fed via a pneumatic conveying catalyst line 12 to a container for the regenerated catalyst 1, from where it flows by gravity to the corresponding reactor. As a result of contact with the feed, the catalyst is deactivated. The time of its inter-regeneration run is 220-260 hours. As it is chocked in, the deactivated catalyst from reactors 3, 5, 7 or 9 is sent for regeneration, and a fresh regenerated catalyst from tank 1 is fed in its place under the action of gravity. The regeneration time is from 6 to 10 hours. After a decrease in activity, a catalyst is supplied to the regenerator from the next reactor. Thus, the reaction-regeneration cycles in each of the four reactor blocks are closed.

Количество реакторных узлов в настоящей схеме может быть более четырех в зависимости от характеристик сырьевой фракции и свойств используемого катализатора. Так, при использовании в качестве сырья бензиновых фракций, полученных разгонкой газовых конденсатов, длительность межрегенерационного пробега катализатора, активным компонентом которого является цеолит семейства пентасилов, модифицированного ионами железа в количестве до 0,2% масс. межрегенерационный пробег составляет 240 часов, а продолжительность его регенерации - 8 часов. В данном случае по данной схеме одним регенератором можно обслуживать от 6 до 10 реакторных узлов.The number of reactor units in this scheme can be more than four, depending on the characteristics of the feed fraction and the properties of the catalyst used. So, when using gasoline fractions obtained by distillation of gas condensates as a raw material, the duration of the inter-regeneration run of the catalyst, the active component of which is the zeolite of the pentasil family, modified by iron ions in an amount of up to 0.2% by weight. inter-regeneration run is 240 hours, and the duration of its regeneration is 8 hours. In this case, according to this scheme, from 6 to 10 reactor units can be serviced by one regenerator.

Линия по регенерации цеолитсодержащих катализаторов предложенной конструкции может быть использована в составе любых промышленных нефтеперерабатывающих установок для каталитической переработки прямогонных бензиновых фракций с использованием единого катализатора. За счет расположения оборудования на различных высотных отметках достигается максимальное перемещение катализатора за счет силы тяжести, а периодичность работы установки позволяет сохранять уникальные молекулярно-ситовые свойства цеолитсодержащих катализаторов за счет сведения к минимуму трения гранул при перемещении по катализаторопроводу.The line for the regeneration of zeolite-containing catalysts of the proposed design can be used as part of any industrial refineries for the catalytic processing of straight-run gasoline fractions using a single catalyst. Due to the location of the equipment at various altitudes, maximum catalyst movement due to gravity is achieved, and the periodicity of the installation allows you to save the unique molecular-sieve properties of zeolite-containing catalysts by minimizing the friction of the granules when moving along the catalyst pipeline.

Claims

1. A zeolite-containing catalyst regeneration line containing a container for a regenerated catalyst located above the reactor units connected by two independent pipelines with low-octane gasoline fractions (light and heavy), under the reactors there is a regeneration unit including a receiving hopper, regenerator, drying system and gas purification regeneration and transport catalyst pipeline for lifting the catalyst into a container for a regenerated catalyst, characterized in that The reactor units are located above a single regeneration unit, and the tank for the regenerated catalyst is located above the receiving hoppers of the reactors and connected to them by catalyst pipelines, which provide an independent supply of the regenerated catalyst to each reactor unit.

2. The zeolite-containing catalyst regeneration line according to claim 1, characterized in that the number of reactor units depends on the type of raw material.