RU2173695C2

RU2173695C2 - Improved method for achieving considerable yield of olefins from residual starting material

Info

Publication number: RU2173695C2
Application number: RU2000100308/04A
Authority: RU
Inventors: Виллибальд ЗЕРРАНД (DE); Виллибальд ЗЕРРАНД; Митчелл ДЖЕЙКОБСОН (US); Митчелл ДЖЕЙКОБСОН; Пол К. ЛАДВИГ (US); Пол К. Ладвиг; Джон Ф. ПЕЙДЖЕЛ (US); Джон Ф. Пейджел; Майкл Р. ПАРРИШ (US); Майкл Р. ПАРРИШ; Нель СЕМАНДИ (BE); Нель СЕМАНДИ; Ханс А. ВАЙЗЕНБЕРГЕР (BE); Ханс А. ВАЙЗЕНБЕРГЕР
Original assignee: Экссон Рисерч энд Энджиниринг Компани
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 2001-09-20

Abstract

FIELD: petrochemical processes. SUBSTANCE: method is based on employing thermal treatment installation involving short-time contact of vapors and including horizontal moving bed of fluidized hot particles. Residual starting material is fed into short-time vapor-contact reaction zone to be in contact with fluidized hot particles. As the result, components with high Konradson carbon level and metal-containing components deposited on aforesaid hot solids are obtained as well as vaporized fraction containing olefin products. The latter is separated from solids, which are passed through stripping zone coming into contact with stripping gas and thereby are freed from volatile components. Stripped particles are transferred into heating zone wherein they are heated to effective temperature, which maintains reaction zone temperature, and then into reaction zone coming into contact with fresh raw material. EFFECT: increased olefin yield. 7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способу получения существенного количества олефинового продукта из остаточного исходного сырья путем использования установки термической обработки с кратковременным контактом паров, включающей горизонтальный движущийся слой флюидизированных горячих частиц. The invention relates to a method for producing a substantial amount of an olefin product from residual feedstock by using a heat treatment unit with short-term vapor contact, including a horizontal moving bed of fluidized hot particles.

На обычном нефтеперерабатывающем заводе сырые нефти подвергают атмосферной дистилляции для получения более легких фракций, таких как газойли, керосины, бензины, широкая бензинолигроиновая фракция прямой перегонки (тяжелый бензин) и т.п. Фракции нефти в интервале кипения бензина, такие как нафта (бензинолигроиновые фракции) и те фракции, которые могут быть легко термически или каталитически превращены в продукты, кипящие в бензиновом интервале, такие как газойли, являются наиболее ценными потоками продуктов при нефтепереработке. Остаток от атмосферной перегонки перегоняют при давлении ниже атмосферного давления для получения вакуумного газойль-дистиллята и уменьшенного количества вакуумного нефтяного остатка, который часто содержит относительно высокие количества асфальтеновых молекул. Эти асфальтеновые молекулы обычно содержат большую часть углеродистого остатка по Конрадсону и металлических компонентов остатков. Они также содержат относительно высокие количества гетероатомов, таких как сера и азот. Такое сырье имеет малую промышленную ценность, главным образом из-за того, что оно не может быть использовано как жидкое топливо вследствие непрерывно возрастающей строгости экологических требований. Они также имеют малую ценность как исходные сырьевые материалы для процессов нефтепереработки, таких как флюид- каталитический крекинг, так как они дают чрезмерные количества газа и кокса. Высокое содержание металлов в них также ведет к дезактивации катализатора. Таким образом, имеется большая потребность в нефтепереработке для лучшего использования остаточного исходного сырья (из нефтяных остатков) или превращения его в более ценные чистые и легкие продукты. In a conventional refinery, crude oils are subjected to atmospheric distillation to produce lighter fractions, such as gas oils, kerosene, gasolines, a wide gasoline-naphtha fraction of direct distillation (heavy gasoline), etc. Petroleum fractions in the boiling range of gasoline, such as naphtha (gasoline-naphtha fractions) and those fractions that can be easily thermally or catalytically converted to products boiling in the gasoline range, such as gas oils, are the most valuable product streams in refining. The residue from atmospheric distillation is distilled at a pressure below atmospheric pressure to obtain a vacuum gas oil distillate and a reduced amount of vacuum oil residue, which often contains relatively high amounts of asphaltene molecules. These asphaltene molecules usually contain most of the Conradson carbon residue and the metal components of the residues. They also contain relatively high amounts of heteroatoms such as sulfur and nitrogen. Such raw materials have low industrial value, mainly due to the fact that they cannot be used as liquid fuels due to the ever-increasing stringency of environmental requirements. They are also of little value as raw materials for refining processes such as fluid catalytic cracking, since they produce excessive amounts of gas and coke. The high metal content in them also leads to deactivation of the catalyst. Thus, there is a great need for oil refining for better use of residual feedstock (from oil residues) or for converting it into more valuable pure and lighter products.

В отличие от остаточного сырья, более ценные сырьевые материалы, такие как газойли, используют в флюид-каталитическом крекинге для получения транспортных топлив, а также используют как сырьевые материалы для получения олефиновых химических продуктов в установке парофазного крекинга. Установка парофазного крекинга является установкой термической обработки, включающей обогреваемые змеевики, где исходное сырье подвергают крекингу при температуре примерно от 540 до 800^oC в присутствии пара. Хотя газойли являются пригодными сырьевыми материалами для таких целей, они являются также относительно дорогим сырьем, так как они предпочтительно служат сырьевым материалом для установки флюид-каталитического крекинга. С экономической точки зрения желательно использовать для парового крекинга более дешевое сырье, такое как остаточные продукты. Остаточные сырьевые материалы обычно непригодны для использования в установках парофазного крекинга из-за чрезмерного расщепления, коксообразования и отложения кокса в змеевиках для крекинга, что ведет к перегреву и закупориванию оборудования. Кроме того, было найдено, что пар может реагировать с коксом при температурах обработки с образованием существенного количества CO, который разбавляет пары продукта и серьезно усложняет выделение продукта.Unlike residual raw materials, more valuable raw materials, such as gas oils, are used in fluid catalytic cracking to produce transport fuels, and are also used as raw materials for the production of olefin chemicals in a vapor cracking unit. The steam cracking unit is a heat treatment unit including heated coils where the feedstock is cracked at a temperature of about 540 to 800 ^° C. in the presence of steam. Although gas oils are suitable raw materials for such purposes, they are also relatively expensive raw materials, since they preferably serve as raw materials for the fluid catalytic cracking unit. From an economic point of view, it is desirable to use cheaper raw materials such as residual products for steam cracking. Residual raw materials are usually unsuitable for use in steam cracking units due to excessive decomposition, coke formation and coke deposition in cracking coils, which leads to overheating and clogging of equipment. In addition, it was found that steam can react with coke at processing temperatures to produce a significant amount of CO, which dilutes the product vapor and seriously complicates the isolation of the product.

Попытка решить эти проблемы была сделана в патенте США 2768127, в котором изучали использование остаточного сырья для получения потоков ароматических и олефиновых продуктов. Это достигается контактированием остаточного сырья с флюидизированным слоем частиц кокса, поддерживаемых при температурах примерно от 675 до 760^oC. Хотя такой способ является приемлемым, сохраняется необходимость в улучшении способов получения олефиновых продуктов из остаточных сырьевых материалов без чрезмерного крекинга паров продукта.An attempt to solve these problems was made in US patent 2768127, which studied the use of residual raw materials for the production of streams of aromatic and olefin products. This is achieved by contacting the residual feed with a fluidized bed of coke particles maintained at temperatures between about 675 and 760 ^° C. Although this method is acceptable, there remains a need to improve methods for producing olefin products from residual feed materials without excessive cracking of product vapor.

В соответствии с настоящим изобретением предложен способ получения олефинов из остаточного сырья, который включает превращение сырья на технологической установке, содержащей:
i) зону нагрева, куда твердые вещества, содержащие углеродистые отложения, поступают из зоны отпарки и нагреваются в присутствии окисляющего газа;
ii) реакционную зону кратковременного парового контакта, содержащую горизонтальный движущийся слой флюидизированных горячих твердых веществ, рециклизованных из зоны нагрева, причем зону реакции поддерживают при температуре примерно от 670^oC примерно до 870^oC и при таких условиях, что время пребывания твердых веществ и время пребывания пара регулируют независимо, причем время пребывания пара составляет менее чем примерно 2 сек, а время пребывания твердых веществ - примерно от 5 примерно до 60 сек;
iii) зону отпарки, через которую твердые вещества, на которых имеются углеродистые отложения, пропускают из зоны реакции, и где низкокипящие углеводороды и летучие вещества выделяют с отпаривающим газом, причем способ включает:
а) подачу остаточного исходного сырья в указанную реакционную зону кратковременного парового контакта, где оно контактирует с флюидизированными горячими твердыми веществами, посредством чего получают компоненты с высоким содержанием углерода по Конрадсону и металлосодержащие компоненты, осаждающиеся на указанных горячих твердых веществах, и испаренную фракцию, содержащую олефиновые продукты,
б) отделение испаренной фракции от твердых веществ,
в) прохождение твердых веществ через указанную зону отпарки, где их приводят в контакт с отпаривающим газом, посредством чего из них удаляют летучие компоненты,
г) прохождение отпаренных твердых веществ в зону нагрева, где их нагревают до эффективной температуры, которая поддерживает температуру реакционной зоны, и
д) прохождение горячих твердых веществ из зоны нагрева в реакционную зону, где их приводят в контакт со свежим сырьем.In accordance with the present invention, a method for producing olefins from residual raw materials, which includes the conversion of raw materials in a processing plant containing:
i) a heating zone, where solids containing carbon deposits come from the stripping zone and are heated in the presence of an oxidizing gas;
ii) a brief vapor contact reaction zone containing a horizontal moving bed of fluidized hot solids recycled from the heating zone, the reaction zone being maintained at a temperature of from about 670 ^° C. to about 870 ^° C. and under such conditions that the solids residence time and time the residence time of the steam is regulated independently, wherein the residence time of the steam is less than about 2 seconds, and the residence time of solids is from about 5 to about 60 seconds;
iii) a stripping zone through which solids containing carbon deposits are passed from the reaction zone and where low boiling hydrocarbons and volatile substances are released with a stripping gas, the method comprising:
a) supplying the residual feedstock to said short steam contact reaction zone, where it is in contact with fluidized hot solids, whereby components with a high carbon content according to Conradson and metal-containing components deposited on said hot solids, and an evaporated fraction containing olefinic products
b) separation of the evaporated fraction from solids,
c) the passage of solids through the specified stripping zone, where they are brought into contact with the stripping gas, whereby volatile components are removed from them,
g) the passage of the steamed solids in the heating zone, where they are heated to an effective temperature that maintains the temperature of the reaction zone, and
e) the passage of hot solids from the heating zone to the reaction zone, where they are brought into contact with fresh raw materials.

Единственный чертеж дает схематический план течения потоков не ограничивающего предпочтительного варианта выполнения настоящего изобретения. A single drawing provides a schematic flow chart of a non-limiting preferred embodiment of the present invention.

Остаточными сырьевыми материалами, которые пригодны для использования в настоящем изобретении, являются нефтяные фракции, кипящие примерно выше 480^oC, предпочтительно примерно выше 540^oC, более предпочтительно примерно выше 560^oC. Не ограничивающие примеры таких фракций включают вакуумные кубовые остатки, атмосферные кубовые остатки, тяжелые и средние сырые нефтепродукты, каменноугольную смолу, асфальт, битум, масло из битуминозного песчаника, сланцевое масло, уголь, угольные суспензии и угольные ожиженные донные остатки. Понятно, что такие остаточные сырьевые материалы могут также содержать небольшие количества более низкокипящих веществ. Это сырье обычно не может быть использовано в качестве сырьевого материала для установок парофазного крекинга с целью получения олефиновых продуктов, так как оно чрезмерно коксуется. Такие сырьевые материалы, как правило, имеют содержание углерода по Конрадсону по меньшей мере 5 мас.%, обычно от 5 до 50 мас.%. Что касается углеродистого остатка по Конрадсону, смотри ASTM Test D 189-165.Residual raw materials suitable for use in the present invention are petroleum fractions boiling above about 480 ^° C., preferably above about 540 ^° C., more preferably above about 560 ^° C. Non-limiting examples of such fractions include vacuum bottoms, atmospheric bottoms Residues, heavy and medium crude oil products, coal tar, asphalt, bitumen, tar sand oil, shale oil, coal, coal slurries and liquefied coal bottom residues. It is understood that such residual raw materials may also contain small amounts of lower boiling substances. These feedstocks generally cannot be used as feedstocks for steam cracking plants to produce olefin products, as they are excessively coked. Such raw materials typically have a Conradson carbon content of at least 5 wt.%, Typically 5 to 50 wt.%. For Conradson's carbon residue, see ASTM Test D 189-165.

Олефиновые продукты получают из остаточного сырья в соответствии с настоящим изобретением на технологической установке с кратковременным контактом пара, включающей зону нагрева, реакционную зону кратковременного контакта пара с горизонтальным движущимся флюидизированным слоем и зону отпаривания. Далее процесс рассматривается со ссылкой на чертеж, где остаточное исходное сырье подают через линию 10 в одну или более реакционных зон 1 кратковременного парового контакта, которая содержит горизонтальный движущийся слой флюидизированных горячих твердых веществ. Желательно, чтобы твердые вещества в реакторе с кратковременным паровым контактом были флюидизированы с помощью механических средств. Частицы флюидизируют с помощью флюидизирующего газа, такого как пар, механических средств и паров, которые получают при испарении части исходного сырья. Предпочтительно, чтобы механические средства представляли собой механические смесительные системы, характеризуемые тем, что они имеют относительно высокую смесительную эффективность, с очень небольшой степенью осевого обратного перемешивания. Такие смесительные системы действуют подобно системе, текущей под поршнем, с таким характером течения, который гарантирует, что время пребывания является приблизительно равным для всех частиц. Наиболее предпочтительным механическим смесителем является смеситель, который Lurgi AG из Германии называет LR-Mixer или LR-Flash Coker и который первоначально был разработан для переработки горючего сланца, угля и битуминозных песчаников. LR-Mixer состоит из двух горизонтально расположенных вращающихся шнеков, которые способствуют флюидизации частиц. Хотя предпочтительно, чтобы твердые частицы были частицами кокса, они могут также быть из любого другого пригодного тугоплавкого материала в виде частиц. Не ограничивающие примеры таких других пригодных тугоплавких материалов включают материалы, выбранные из группы, включающей диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид циркония, оксид магния, муллит, приготовленные синтетически или встречающиеся в природе материалы, такие как пемза, глина, кизельгур, диатомовая земля, боксит и т.п. В пределах объема настоящего изобретения эти твердые вещества могут быть инертными или обладать каталитическими свойствами. Твердые вещества должны иметь средний размер частицы примерно от 40 мкм до 2000 мкм, предпочтительно примерно от 50 мкм примерно до 800 мкм. Olefin products are obtained from residual raw materials in accordance with the present invention in a process unit with short-term steam contact, including a heating zone, a reaction zone of short-term contact of steam with a horizontal moving fluidized bed and a stripping zone. Next, the process is considered with reference to the drawing, where the residual feedstock is fed through line 10 to one or more reaction zones 1 of short-term steam contact, which contains a horizontal moving layer of fluidized hot solids. It is desirable that the solids in the short-steam contact reactor be fluidized by mechanical means. Particles are fluidized using a fluidizing gas, such as steam, mechanical means and vapors, which are obtained by evaporation of part of the feedstock. Preferably, the mechanical means is a mechanical mixing system, characterized in that they have a relatively high mixing efficiency, with a very small degree of axial back mixing. Such mixing systems act like a system flowing under the piston, with a flow pattern that ensures that the residence time is approximately equal for all particles. The most preferred mechanical mixer is the mixer that Lurgi AG from Germany calls the LR-Mixer or LR-Flash Coker and which was originally developed for the processing of oil shale, coal and tar sands. The LR-Mixer consists of two horizontally arranged rotating augers that facilitate fluidization of the particles. Although it is preferred that the solid particles are particles of coke, they can also be from any other suitable refractory particulate material. Non-limiting examples of such other suitable refractory materials include materials selected from the group consisting of silica, alumina, zirconia, magnesium oxide, mullite, synthetically prepared or naturally occurring materials such as pumice, clay, kieselguhr, diatomaceous earth, bauxite etc. Within the scope of the present invention, these solids may be inert or have catalytic properties. The solids should have an average particle size of from about 40 microns to about 2000 microns, preferably from about 50 microns to about 800 microns.

Когда исходное сырье приводят в контакт с флюидизированными горячими твердыми веществами, которые должны иметь температуру предпочтительно примерно от 670^oC до 870^oC, более предпочтительно примерно от 700^oC до 800^oC, существенная часть компонентов с высоким содержанием углерода по Конрадсону и металлосодержащих компонентов осаждается на горячих твердых частицах в форме углеродных и металлических составляющих высокой молекулярной массы. Остающаяся часть испаряется при контакте с горячими твердыми веществами. Эта испарившаяся часть содержит существенное количество олефиновых продуктов, обычно в диапазоне примерно от 20 до 50 мас.%, предпочтительно примерно от 25 до 50 мас.% и более предпочтительно примерно от 30 до 50 мас.% по отношению к общей массе потока продуктов. Доля олефинов в потоке продуктов, полученном при осуществлении настоящего изобретения, обычно составляет примерно от 5 до 15 мас.%, предпочтительно примерно от 7 до 10 мас.% метана; примерно от 10-20 мас.%, предпочтительно примерно от 12 до 18 мас.% этилена; и примерно от 5 до 15 мас.%, предпочтительно от 7 до 12 мас.% пропилена по отношению к поданному сырью.When the feed is contacted with fluidized hot solids, which should have a temperature of preferably from about 670 ^° C. to 870 ^° C., more preferably from about 700 ^° C. to 800 ^° C., a significant portion of the high Conradson and metal-containing components components deposited on hot solid particles in the form of carbon and metal components of high molecular weight. The remaining part evaporates on contact with hot solids. This vaporized portion contains a substantial amount of olefin products, typically in the range of about 20 to 50% by weight, preferably about 25 to 50% by weight, and more preferably about 30 to 50% by weight, based on the total weight of the product stream. The proportion of olefins in the product stream obtained by carrying out the present invention is usually from about 5 to 15 wt.%, Preferably from about 7 to 10 wt.% Methane; from about 10-20 wt.%, preferably from about 12 to 18 wt.% ethylene; and from about 5 to 15 wt.%, preferably from 7 to 12 wt.% of propylene with respect to the feed.

Время пребывания парообразных продуктов в реакционных зонах 1 должно быть достаточно эффективным, но таким, чтобы не происходил значительный вторичный крекинг. Это время обычно составляет менее чем примерно 2 сек, предпочтительно менее чем примерно 1 сек, и более предпочтительно - менее чем примерно 0,5 сек. Время пребывания твердых веществ в зоне реакции должно быть примерно от 5 до 60 сек, предпочтительно примерно от 10 до 30 сек. Одним новым аспектом настоящего изобретения является то, что время пребывания твердых веществ и время пребывания парообразных продуктов в зоне реакции регулируют независимо. Большинство процессов с флюидизированным слоем сконструированы так, что время пребывания твердых веществ и время пребывания пара невозможно независимо регулировать, особенно при относительно коротких временах пребывания пара. Предпочтительно, чтобы технологическая установка кратковременного контакта пара работала так, чтобы отношение твердых веществ к сырью составляло примерно от 30 к 1, предпочтительно 20 к 1, более предпочтительно примерно 10 к 1 и наиболее предпочтительно примерно от 5 к 1. Следует понимать, что точное отношение твердых веществ к сырью будет прежде всего зависеть от требований по тепловому балансу в реакционной зоне кратковременного парового контакта. Согласование отношения нефти к твердым веществам с требованиями по тепловому балансу находится в пределах знаний обычного специалиста и потому не будет развиваться здесь далее. Небольшое количество исходного сырья осаждается на твердых веществах в форме горючего углеродистого материала. Металлические компоненты также будут осаждаться на твердых веществах. Следовательно, испаренная часть будет содержать значительно меньше углерода по Конрадсону, а также металлов, по сравнению с исходным сырьем. The residence time of the vaporous products in the reaction zones 1 should be sufficiently effective, but such that significant secondary cracking does not occur. This time is usually less than about 2 seconds, preferably less than about 1 second, and more preferably less than about 0.5 seconds. The residence time of solids in the reaction zone should be from about 5 to 60 seconds, preferably from about 10 to 30 seconds. One new aspect of the present invention is that the residence time of solids and the residence time of vaporous products in the reaction zone are independently controlled. Most fluidized bed processes are designed so that the solids residence time and steam residence time cannot be independently controlled, especially with relatively short vapor residence times. Preferably, the short-term steam contact plant is operated such that the solids to feed ratio is from about 30 to 1, preferably 20 to 1, more preferably about 10 to 1, and most preferably about 5 to 1. It will be understood that the exact ratio solids to raw materials will primarily depend on the requirements for heat balance in the reaction zone of short-term steam contact. Coordination of the ratio of oil to solids with the requirements for thermal balance is within the knowledge of an ordinary specialist and therefore will not be developed here further. A small amount of the feed is deposited on solids in the form of a combustible carbonaceous material. Metallic components will also precipitate on solids. Consequently, the evaporated portion will contain significantly less carbon according to Conradson, as well as metals, compared with the feedstock.

Испаренная фракция проходит по трубопроводу 11 в циклон 20, где большую часть увлеченных твердых веществ или пыли удаляют. Обеспыленные пары затем проходят в зону 13 охлаждения по трубопроводу 24, где пары охлаждают до температур ниже тех, при которых происходит значительный термический крекинг. Эта температура предпочтительно ниже примерно 450^oC, более предпочтительно ниже примерно 340^oC. Твердые вещества, содержащие осажденные на них углеродистые материалы, проходят из зон 1 реакции по трубопроводу 15 к слою твердых веществ 17 в десорбционный аппарат 3. Твердые вещества проходят вниз через аппарат для отпарки и за зону отпарки в донной секции, где любые оставшиеся летучие вещества или испаряемые материалы отпариваются из твердых веществ при использовании отпарочного газа, предпочтительно пара, вводимого в зону отпарки (десорбции) через трубопровод 16. Десорбированные парообразные продукты проходят вверх в отпарной резервуар 3, через трубопровод 22 к циклону 20, в зону охлаждения 13 по трубопроводу 24, откуда легкий продукт, содержащий значительное количество олефинов, удаляют сверху по трубопроводу 28. Легкий продукт обычно является потоком продуктов, кипящих при 510^oC и ниже. Этот поток продуктов, кипящих при 510^oC и ниже, обычно содержит около 7-10 мас. % метана, 12-18 мас.% этилена, 7-12 мас.% пропилена и 6-9 мас.% ненасыщенных C₄-углеводородов, таких как бутаны и бутадиены, по отношению к общей массе поданного сырья.The vaporized fraction passes through line 11 to cyclone 20, where most of the entrained solids or dust is removed. The dedusted vapors then pass into the cooling zone 13 via a pipe 24, where the vapors are cooled to temperatures below those at which significant thermal cracking occurs. This temperature is preferably below about 450 ^° C., more preferably below about 340 ^° C. Solids containing carbonaceous materials deposited thereon pass from reaction zones 1 through a pipe 15 to a layer of solids 17 to a desorption apparatus 3. Solids pass down through apparatus for stripping and for the stripping zone in the bottom section, where any remaining volatile substances or vaporized materials are evaporated from solids using a stripping gas, preferably steam, introduced into the stripping (desorption) zone through line 16. Desorbed vaporous products pass upward into the stripping tank 3, through line 22 to cyclone 20, into cooling zone 13 via line 24, from where the light product containing a significant amount of olefins is removed from above via line 28. The light product is usually a product stream boiling at 510 ^o C and below. This stream of products boiling at 510 ^o C and below usually contains about 7-10 wt. % methane, 12-18 wt.% ethylene, 7-12 wt.% propylene and 6-9 wt.% unsaturated C ₄ hydrocarbons, such as butanes and butadiene, in relation to the total weight of the feed.

Поток продуктов, кипящих при 510^oC и выше, собирают из зоны охлаждения по трубопроводу 26. Десорбированные твердые вещества проходят по трубопроводу 18 в нагреватель 2, который включает зону нагрева. Зона нагрева работает в окружении окисляющего газа, предпочтительно воздуха, при эффективной температуре, то есть при температуре, которая удовлетворяет тепловым требованиям реакционной зоны. Зона нагрева обычно работает при температуре, превышающей рабочую температуру реакционных зон 1 примерно на 40 - 200^oC, предпочтительно примерно на 65^oC - 175^oC, более предпочтительно примерно на 65^oC - 120^oC.A stream of products boiling at 510 ^° C. and above is collected from the cooling zone via line 26. Desorbed solids pass through line 18 to heater 2, which includes a heating zone. The heating zone is surrounded by an oxidizing gas, preferably air, at an effective temperature, that is, at a temperature that satisfies the thermal requirements of the reaction zone. The heating zone typically operates at a temperature above the operating temperature of reaction zones 1 by about 40-200 ^° C, preferably about 65 ^° C - 175 ^° C, more preferably about 65 ^° C - 120 ^° C.

Понятно, что в нагреватель может быть введен подогретый воздух. Нагреватель обычно работает при давлении в интервале примерно от 0,07 до 10,55 кг/см² (от 1 до 150 избыт. фунт/кв. дюйм, psig), предпочтительно при давлении в интервале примерно от 1,055 до 3,164 кг/см² (от 15 до 45 psig). Хотя некоторые углеродистые остатки могут загораться от твердых веществ в зоне нагрева, предпочтительно, чтобы имело место только частичное сгорание, так чтобы твердые вещества после прохождения через нагреватель имели бы ценность как горючее. Избыток твердых веществ может быть удален из технологической установки по трубопроводу 50. Дымовой газ удаляют сверху из нагревателя 2 по трубопроводу 40. Дымовой газ пропускают через циклонную систему 36 и 39 для удаления большей части высокодисперсных твердых частиц. Обеспыленный дымовой газ далее охлаждают в системе тепловой утилизации отходов (не показано), промывают для удаления загрязнений и твердых частиц и пропускают в CO-бойлер (не показан). Горячие инертные твердые вещества затем рециклизуют по трубопроводу 12 в термическую зону 1.It is understood that heated air may be introduced into the heater. The heater typically operates at a pressure in the range of about 0.07 to 10.55 kg / cm ² (1 to 150 excess psi), preferably at a pressure in the range of about 1.055 to 3.164 kg / cm ² (15 to 45 psig). Although some carbon residues may ignite from solids in the heating zone, it is preferable that only partial combustion takes place, so that solids, after passing through the heater, are of value as fuel. Excess solids can be removed from the process plant through line 50. Flue gas is removed from above from heater 2 via line 40. Flue gas is passed through a cyclone system 36 and 39 to remove most of the finely dispersed solid particles. The dustless flue gas is then cooled in a thermal waste management system (not shown), washed to remove impurities and particulate matter, and passed into a CO boiler (not shown). Hot inert solids are then recycled via line 12 to thermal zone 1.

Следующий пример представлен для демонстрации того, что осуществление способа при кратковременном контакте является важным для получения увеличенного выхода олефинов из остаточного исходного сырья. The following example is presented to demonstrate that the implementation of the method with short-term contact is important to obtain an increased yield of olefins from the residual feedstock.

Пример
Вакуумные остатки нефти из Южной Луизианы использовали как исходное сырье и подавали со скоростью подачи 100 баррелей/день (0,16 м²/день) в пилотную установку флюидизированного коксования с кратковременным контактом. Рабочая температура в пилотной установке была 745^oF (396^oC) при времени пребывания пара менее 1 сек. Оценка превращения и выхода продуктов представлена ниже:
Скорость подачи сырья - 100
Температура, ^oC - 745
C^- ₃ превращение - 35
Выход газов в мас.% от подачи сырья:
Метан - 7-10
Этилен - 14-16
Пропилен - 9-12
Ненасыщенные C₄ - 6-9
Выход жидкости в мас.% от подачи сырья:
C₅/220^oC - 17,5
220^o/340^oC - 8,0
340^oC⁺ - 13.0
общее C⁺ ₅ - 38,5
Общий кокс, мас.% от подачи сырья 18,7
Этилен/этан - 6,0
Пропилен/пропан - 19,0
Бутилен/бутан - 30,0Example
Vacuum oil residues from South Louisiana were used as feedstock and fed at a feed rate of 100 barrels / day (0.16 m ² / day) to a short-term fluidized coking pilot plant. The operating temperature in the pilot plant was 745 ^° F (396 ^° C) with a steam residence time of less than 1 second. Evaluation of the conversion and yield of products is presented below:
Feed rate - 100
Temperature, ^o C - 745
C ^- ₃ Turn - 35
The output of gases in wt.% From the supply of raw materials:
Methane - 7-10
Ethylene - 14-16
Propylene - 9-12
Unsaturated C ₄ - 6-9
The yield of liquid in wt.% From the feed:
C _5/220 ^o C - 17.5
220 ^o / 340 ^o C - 8.0
340 ^o C ⁺ - 13.0
total C ⁺ ₅ - 38.5
Total coke, wt.% From feed 18.7
Ethylene / Ethane - 6.0
Propylene / Propane - 19.0
Butylene / Butane - 30.0

Claims

1. A method of producing olefins from residual feedstock, comprising converting the feedstock into a process plant, comprising: i) a heating zone into which solids containing carbon deposits arrive from the stripping zone, and where they are heated in the presence of oxidizing gas; ii) a short-term steam contact reaction zone comprising a horizontal moving bed of fluidized hot solids recycled from the heating zone, the reaction zone operating at a temperature of from about 670 ° C. to about 870 ° C. and under such conditions that the solids residence time and time the residence time of the steam is independently controlled, wherein the residence time of the steam is less than about 2 s and the residence time of the solids from about 5 to 60 s, and iii) a stripping zone through which the solids on which they carbon deposits are deposited from the reaction zone, and in which the lower boiling point additional hydrocarbons and volatile substances are recovered by stripping gas, the method including whereby components with a high carbon content according to Conradson and metal-containing components deposited on said hot solids and vaporized an action containing olefin products, b) separating the evaporated fraction from solids, c) passing solids to the indicated stripping zone, where they are brought into contact with the stripping gas, whereby volatile components are removed from them, d) passing the stripped solids to the zone heating, where they are heated to an effective temperature that maintains the working temperature of the reaction zone, and e) recycling of hot solids from the heating zone to the reaction zone, where they are brought into contact with fresh raw materials.

2. The method according to p. 1, in which the residence time of the steam in the reaction zone of short-term steam contact is less than about 1 s

3. The method according to p. 1, in which the residual feedstock is selected from the group consisting of vacuum bottoms, atmospheric bottoms, heavy and medium crude oils, coal tar, asphalt, bitumen, tar sand oil, shale tar, coal, coal suspensions and coal liquefied bottom residues.

4. The method according to claim 3, in which the residual feedstock are vacuum still bottoms.

5. The method according to claim 2, in which the residence time of solids in the reaction zone of short-term steam contact is from about 10 to 30 seconds.

6. The method according to claim 1, in which the particles of the reaction zone of short-term steam contact fluidized by mechanical means.

7. The method according to claim 6, in which the mechanical means include a series of horizontally arranged screws inside the reactor.