RU2228349C2

RU2228349C2 - Process and apparatus for contacting starting reaction mixture with immediate separation of catalyst

Info

Publication number: RU2228349C2
Application number: RU2000112602/04A
Authority: RU
Inventors: Паоло ПАЛМАС (US); Паоло ПАЛМАС
Original assignee: Юоп Ллк
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2004-05-10

Abstract

FIELD: petroleum processing. SUBSTANCE: when carrying out fluidized-bed catalytic cracking of hydrocarbon-containing feedstock, jet of the latter is injected mainly in transverse direction into catalyst particle bed flow above injection point located on the border of reaction products/catalyst separation zone or outside separation zone. Catalyst and hydrocarbon particles from injection point get into separation zone in essentially horizontal direction. Separation zone above injection point has essentially open space and that below injection point is open-spaced, whereas average catalyst density is less than 80 kg/cu.m. Individual catalyst particles are collected in collection zone below injection point and sedimentation distances in separation zone between injection point and collection zone is maintained equal to at least 1.5 m, catalyst density in collection zone being at least 240 kg/cu.m. Ascending vapors and entrained catalyst particles from essentially open space above injection point are collected and passed into inertial separator, wherein entrained catalyst is separated from ascending vapors to form separated vapor and catalyst streams. Hydrocarbons from bottom part of separation zone and from separated vapor stream are recovered. EFFECT: enhanced process efficiency. 10 cl, 7 dwg

Description

Существует ряд непрерывных циклических процессов, использующих метод псевдоожижения твердых частиц, в которых, по меньшей мере, частично жидкая фаза потока, содержащая углеводородные соединения, контактирует с псевдоожиженной твердой фазой в зоне контактирования, и содержащие углерод вещества или другие загрязняющие материалы осаждаются на твердых частицах.There are a number of continuous cyclic processes using the solid particle fluidization method in which at least partially the liquid phase of the stream containing hydrocarbon compounds is contacted with the fluidized solid phase in the contact zone, and carbon-containing substances or other contaminants are deposited on the solid particles.

Одним из наиболее важных процессов такого типа является процесс каталитического крекинга с использованием псевдоожиженного слоя катализатора (FCC) для превращения относительно высококипящих углеводородов в легкие углеводороды. Углеводородную исходную реакционную смесь контактируют в одной или более реакционных зонах с твердофазным крекирующим катализатором, поддерживаемым в псевдоожиженном состоянии, в условиях, подходящих для превращения углеводородов.One of the most important processes of this type is the catalytic cracking process using a fluidized bed of catalyst (FCC) to convert relatively high boiling hydrocarbons into light hydrocarbons. The hydrocarbon feed reaction mixture is contacted in one or more reaction zones with a solid phase cracking catalyst maintained in a fluidized state under conditions suitable for the conversion of hydrocarbons.

Обработка более тяжелых исходных реакционных смесей в процессах типа FСС и тенденция таких исходных реакционных смесей к увеличению выделения кокса и нежелательных продуктов привели к созданию новых способов контактирования исходных реакционных смесей с катализатором. В последнее время способы контактирования катализатора в FCC в течение очень кротких промежутков времени получили особое значение. В US-A-4985136 исходная реакционная смесь FCC контактирует с нисходящим потоком катализатора в течение менее 1 секунды с последующим быстрым отделением. Системы со сверхкоротким временем контакта улучшают избирательность по отношению к бензину с одновременным уменьшением образования кокса и осушенного газа благодаря использованию высокоактивного катализатора, который контактирует с исходной реакционной смесью в течение относительно короткого периода времени. Изобретения направлены на использование цеолитных катализаторов, имеющих высокую активность. Устройства для выполнения такого контактирования известны из US-A-2935466, US-A-4435272, US-A-4944845, US-A-5296131 и US-A-5462652.The processing of heavier initial reaction mixtures in FCC processes and the tendency of such initial reaction mixtures to increase the release of coke and undesirable products have led to the creation of new methods for contacting the initial reaction mixtures with a catalyst. Recently, methods for contacting a catalyst in the FCC for very short periods of time have gained particular importance. In US-A-4985136, the initial FCC reaction mixture is contacted with a downward stream of catalyst for less than 1 second, followed by rapid separation. Systems with ultra-short contact times improve gasoline selectivity while reducing the formation of coke and dried gas through the use of a highly active catalyst that is in contact with the starting reaction mixture for a relatively short period of time. The invention is directed to the use of zeolite catalysts having high activity. Devices for performing such contacting are known from US-A-2935466, US-A-4435272, US-A-4944845, US-A-5296131 and US-A-5462652.

Особое внимание в приведенных выше патентах уделяется типу ввода, желательному для устройств с коротким временем контакта. Исходной реакционной смеси может быть придана форма струи с помощью матрицы идентичных потоков подаваемой исходной реакционной смеси или с помощью удлиненной форсунки, благодаря которой исходное сырье равномерно контактирует с потоком катализатора, текущим совместимым образом. Ввод исходной реакционной смеси проводят так, чтобы впрыскивать исходную реакционную смесь в относительно узкую полосу катализатора, который падает в перпендикулярном направлении к траектории струи.Particular attention is given in the above patents to the type of input desired for devices with short contact times. The initial reaction mixture can be shaped into a stream using a matrix of identical flows of the supplied initial reaction mixture or using an elongated nozzle, due to which the feedstock is uniformly in contact with the catalyst stream in a current, compatible manner. The input of the initial reaction mixture is carried out so as to inject the initial reaction mixture into a relatively narrow strip of catalyst, which falls in the perpendicular direction to the path of the jet.

Наряду с равномерной подачей и контактированием катализатора, короткое время контактирования требует также хорошего разделения между катализатором и углеводородами. Согласно указанному уровню техники, обычно направляют катализатор и смесь паров в трубу, которая соединена с расположенным ниже по потоку сепаратором. Таким образом, контакт углеводородов с катализатором может продолжаться значительное время при прохождении к сепаратору и при нахождении в сепараторе.Along with the uniform feed and contacting of the catalyst, the short contact time also requires a good separation between the catalyst and hydrocarbons. According to the prior art, a catalyst and a vapor mixture are typically directed to a pipe that is connected to a downstream separator. Thus, the contact of hydrocarbons with the catalyst can continue for a considerable time when passing to the separator and while in the separator.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Данное изобретение решает задачу дальнейшего уменьшения времени контакта между катализатором и углеводородами в устройстве для контактирования относительно тяжелых углеводородных исходных реакционных смесей и частиц псевдоожиженного катализатора в течение сверхкоротких периодов времени.This invention solves the problem of further reducing the contact time between the catalyst and hydrocarbons in a device for contacting relatively heavy hydrocarbon feed mixtures and particles of a fluidized catalyst for ultra-short periods of time.

Изобретение обеспечивает быстрое отделение исходной реакционной смеси от потока катализатора посредством впрыскивания потока катализатора вместе с контактируемыми парами в зону отделения продуктов реакции (далее - зона отделения) по существу в горизонтальном направлении в условиях катализатора, суспендированного в газовом потоке, и посредством немедленного отвода крекированных паров из верхней части зоны суспендированной фазы. Горизонтальный ввод суспендированной фазы в зону отделения реактора в сочетании с отводом сверху паров инициирует немедленное гравитационное отделение катализатора от углеводородных паров. В этом способе значительная часть времени контактирования между катализатором и углеводородами прекращается сразу после ввода потока катализатора в зону отделения реактора. Контактирование исходной реакционной смеси с потоком катализатора может происходить в месте или вблизи места ввода потока катализатора в зону отделения. Таким образом, можно управлять сверхкоротким временем контакта от минимального времени, приближающегося к нулю, до более длительного времени. В отличие от уровня техники, данное изобретение требует сохранения контакта во время совместного перемещения катализатора и углеводородной смеси в вертикальном или горизонтальном направлении до стадии разделения.The invention provides for the rapid separation of the initial reaction mixture from the catalyst stream by injecting the catalyst stream together with the contacted vapors into the separation zone of the reaction products (hereinafter referred to as the separation zone) in a substantially horizontal direction under the conditions of the catalyst suspended in the gas stream and by immediately removing cracked vapors from the upper part of the zone of the suspended phase. The horizontal entry of the suspended phase into the separation zone of the reactor in combination with the discharge from the top of the vapor initiates an immediate gravitational separation of the catalyst from the hydrocarbon vapor. In this method, a significant portion of the contact time between the catalyst and hydrocarbons is terminated immediately after the catalyst stream is introduced into the separation zone of the reactor. Contacting of the initial reaction mixture with the catalyst stream may occur at or near the point where the catalyst stream is introduced into the separation zone. Thus, it is possible to control the ultra-short contact time from the minimum time approaching zero to a longer time. Unlike the prior art, this invention requires maintaining contact during the joint movement of the catalyst and hydrocarbon mixture in the vertical or horizontal direction until the separation stage.

В соответствии с этим в одном из вариантов выполнения данное изобретение относится к способу каталитического крекинга углеводородной исходной реакционной смеси с использованием псевдоожиженного слоя катализатора. Согласно этому способу, частицы катализатора и углеводороды впрыскивают из одной точки ввода в зону отделения по существу в горизонтальном направлении. Опускающиеся частицы катализатора собирают в коллекторной зоне под точкой ввода. Расстояние, равное, по меньшей мере, 5 футам (1,5 м), в зоне отделения между точкой ввода и коллекторной зоной обеспечивает зону осаждения для непрерывного разделения катализатора и углеводородных паров. Согласно этому способу, собирают поднимающиеся пары и захваченные частицы катализатора из верхней части зоны отделения и переводят их в зону инерционного разделения (инерционный сепаратор). В инерционном сепараторе отделяют захваченный катализатор от поднимающихся паров для создания отделенного потока пара и отделенного потока катализатора. Согласно этому способу, углеводороды отводят из нижней части зоны отделения в виде отделенного потока пара.Accordingly, in one embodiment, the present invention relates to a method for catalytically cracking a hydrocarbon feed reaction mixture using a fluidized bed of catalyst. According to this method, catalyst particles and hydrocarbons are injected from a single injection point into the separation zone in a substantially horizontal direction. The dropping catalyst particles are collected in the collector zone below the entry point. A distance of at least 5 feet (1.5 m) in the separation zone between the entry point and the collector zone provides a deposition zone for the continuous separation of the catalyst and hydrocarbon vapor. According to this method, rising vapors and trapped catalyst particles are collected from the upper part of the separation zone and transferred to the inertial separation zone (inertial separator). In the inertial separator, the captured catalyst is separated from the rising vapors to create a separated vapor stream and a separated catalyst stream. According to this method, hydrocarbons are diverted from the bottom of the separation zone as a separated vapor stream.

Обычно струю углеводородсодержащего исходного сырья впрыскивают в основном в поперечном направлении в поток слоя частиц катализатора перед точкой ввода и на границе зоны отделения или снаружи зоны отделения. В особенно предпочтительном варианте осуществления данного изобретения используют напорную трубу в качестве места для установки распределительной форсунки, которая осуществляет контактирование углеводородсодержащей исходной реакционной смеси с ниспадающим слоем материала, содержащего твердую фазу. Обычно впрыскивание струи, содержащей углеводороды исходной реакционной смеси, в поток частиц катализатора проводят в трубе, однако вблизи выхода из трубы в зону отделения реактора. Расположение распределителя в напорной трубе обычно позволяет подавать смесь жидких и твердых веществ непосредственно из распределителя в зону отделения на подходящей высоте для реализации изобретения. Устройство с распределителем в виде напорной трубы может быть компактно установлено вблизи соединения напорных труб с зоной отделения.Typically, a stream of hydrocarbon-containing feedstock is injected mainly in the transverse direction into the stream of catalyst particle bed in front of the entry point and at the boundary of the separation zone or outside the separation zone. In a particularly preferred embodiment of the present invention, a pressure pipe is used as a location for installing a distribution nozzle that contacts a hydrocarbon-containing feed reaction mixture with a falling layer of solid phase material. Typically, the injection of a stream containing hydrocarbons of the initial reaction mixture into the stream of catalyst particles is carried out in a pipe, however, near the outlet of the pipe into the reactor separation zone. The location of the distributor in the pressure pipe usually allows you to feed a mixture of liquid and solid substances directly from the distributor into the separation zone at a suitable height for the implementation of the invention. A device with a distributor in the form of a pressure pipe can be compactly installed near the connection of pressure pipes with the separation zone.

Устройство, согласно данному изобретению, содержит зону отделения и контактор катализатора и исходной реакционной смеси для впрыскивания исходной реакционной смеси и катализатора из точки впрыскивания (ввода) в зону отделения по существу в горизонтальном направлении. Контактор исходной реакционной смеси впрыскивает содержащую углеводороды исходную реакционную смесь в текущий поток катализатора для подачи исходной реакционной смеси и катализатора к точке впрыскивания. Коллекторная зона реактора, расположенная смежно под зоной отделения и, по меньшей мере, на 5 футов (1,5 м) ниже точки впрыскивания, улавливает плотный слой катализатора из зоны отделения. Инерционный сепаратор, расположенный смежно над зоной отделения, соединен непосредственно с верхней частью зоны отделения для отделения углеводородов от частиц катализатора, которые поднимаются с углеводородами из зоны отделения. Катализаторное выходное отверстие, образованное инерционным сепаратором, улавливает отделенные углеводороды из инерционного сепаратора.The device according to this invention contains a separation zone and a contactor of the catalyst and the initial reaction mixture for injecting the initial reaction mixture and catalyst from the injection point (input) into the separation zone in a substantially horizontal direction. The initial reaction mixture contactor injects the hydrocarbon containing initial reaction mixture into the catalyst stream to feed the initial reaction mixture and catalyst to the injection point. The reactor collection zone, adjacent adjacent to the separation zone and at least 5 feet (1.5 m) below the injection point, captures a dense catalyst bed from the separation zone. An inertial separator adjacent to the separation zone is connected directly to the upper part of the separation zone to separate hydrocarbons from catalyst particles that rise with hydrocarbons from the separation zone. The catalyst outlet formed by the inertial separator captures the separated hydrocarbons from the inertial separator.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 приведено схематическое изображение аппарата для каталитического крекинга с использованием кипящего слоя катализатора (FCC), который включает в себя устройство, обеспечивающее короткое время контактирования, согласно данному изобретению.Figure 1 shows a schematic representation of a catalytic cracking apparatus using a fluidized bed catalyst (FCC), which includes a device that provides a short contact time, according to this invention.

На фиг.2 показан разрез по линии 2-2 на фиг.1.Figure 2 shows a section along the line 2-2 in figure 1.

На фиг.3 приведено схематическое изображение аппарата для каталитического крекинга с использованием кипящего слоя катализатора (FCC), который включает в себя альтернативное устройство, обеспечивающее короткое время контактирования, согласно данному изобретению.Figure 3 shows a schematic representation of a catalytic cracking apparatus using a fluidized bed catalyst (FCC), which includes an alternative device that provides a short contact time, according to this invention.

На фиг.4 показан разрез по линии 4-4 на фиг.3.Figure 4 shows a section along the line 4-4 in figure 3.

На фиг.5 изображен разрез части напорной трубы, которая содержит контактор для использования в данном изобретении.5 is a sectional view of a portion of a pressure pipe that includes a contactor for use in the present invention.

На фиг.6 изображен разрез части напорной трубы по линии 6-6 на фиг.5.Figure 6 shows a section of part of the pressure pipe along the line 6-6 in figure 5.

На фиг.7 показан распределитель исходной реакционной смеси на виде спереди по линии 7-7 на фиг.5.In Fig.7 shows the distributor of the initial reaction mixture in front view along line 7-7 in Fig.5.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention

Данное изобретение можно использовать для любого типа сыпучего материала. Материал может быть инертным или реакционноспособным в присутствии определенного жидкого (текучего) материала. Для данного изобретения подходят различные инертные и каталитические материалы. Например, в процессах деструктивной перегонки подходящий инертный материал содержит альфа-оксид алюминия. Применение этого процесса для жидкого каталитического крекинга с использованием псевдоожиженного слоя катализатора (FCC) может включать в себя любые хорошо известные катализаторы, используемые для каталитического крекинга с использованием кипящего слоя катализатора. Эти соединения включают в себя катализаторы типа аморфной глины, которые в большей части заменены высоко активными кристаллическими алюмосиликатными катализаторами или цеолитсодержащими катализаторами. Цеолитсодержащие катализаторы являются предпочтительными по сравнению с аморфными катализаторами из-за их более высокой природной активности и их более высокой стойкости по отношению к дезактивирующему воздействию высокотемпературного пара и металлов, содержащихся в большинстве исходных реакционных смесей. Цеолиты являются наиболее часто применяемыми кристаллическими алюмосиликатами, и они обычно диспергированы в пористом неорганическом носителе, таком как диоксид кремния, оксид алюминия или цирконий. Такие каталитические композиции могут иметь содержание цеолита 30% и более. Цеолитные катализаторы, используемые в способе, согласно данному изобретению, предпочтительно имеют содержание цеолита 25-80% от массы катализатора. Цеолиты могут быть также стабилизированы редкоземельными элементами и содержать от 0,1 до 10 мас.% редкоземельных элементов.This invention can be used for any type of bulk material. The material may be inert or reactive in the presence of a particular liquid (flowing) material. Various inert and catalytic materials are suitable for this invention. For example, in destructive distillation processes, a suitable inert material contains alpha alumina. The use of this process for liquid catalytic cracking using a fluidized bed of catalyst (FCC) may include any well-known catalysts used for catalytic cracking using a fluidized bed of catalyst. These compounds include amorphous clay type catalysts, which are largely replaced by highly active crystalline aluminosilicate catalysts or zeolite-containing catalysts. Zeolite-containing catalysts are preferred over amorphous catalysts because of their higher natural activity and their higher resistance to the deactivating effect of high temperature steam and metals contained in most of the starting reaction mixtures. Zeolites are the most commonly used crystalline aluminosilicates, and they are usually dispersed in a porous inorganic carrier such as silica, alumina or zirconium. Such catalyst compositions may have a zeolite content of 30% or more. The zeolite catalysts used in the method according to this invention preferably have a zeolite content of 25-80% by weight of the catalyst. Zeolites can also be stabilized by rare earth elements and contain from 0.1 to 10 wt.% Rare earth elements.

Хотя изобретение главным образом предназначается для использования в установках каталитического крекинга с кипящим слоем катализатора (FCC), оно может быть полезным для любых других процессов, в которых должно обеспечиваться контактирование углеводородсодержащих потоков с потоком псевдоожиженных частиц в течение короткого времени. Процессы, в которых данное изобретение может быть полезным, включают контактирование катализатора с остаточным сырьем и контактирование с разложением исходной реакционной смеси с высоким содержанием асфальтенов с инертными или каталитическими частицами, имеющими высокую температуру. Подходящие для данного изобретения жидкие средства включают в себя любой жидкий поток, который способен входить в распределитель, по меньшей мере, частично в виде жидкости и который затем испаряется при контакте с твердым материалом. Сырье для деструктивного контактирования может содержать сорта нефти с высокой теплостойкостью, имеющие точки кипения, изменяющиеся в широком диапазоне, и имеющие высокие концентрации металлов и кокса. Например, одна типичная нефть имеет точку кипения, которая изменяется от 116 до 815°С (240-1575°Ф), причем более половины жидкого объема кипит при температурах свыше 1000°Ф (540°С). Сырье, подходящее для процесса каталитического крекинга с кипящим слоем катализатора (FCC), согласно изобретению, включает традиционное сырье для каталитического крекинга с кипящим слоем катализатора, высококипящее или остаточное сырье. Наиболее типичным традиционным сырьем является газойль вакуумной перегонки, который обычно является углеводородным материалом, имеющим температуру кипения в диапазоне 343-552°С (650-1025°Ф), и который получают посредством вакуумной перегонки атмосферного остатка. Эти фракции обычно имеют низкое содержание кокса и тяжелых металлов, которые могут дезактивировать катализатор. Тяжелое или остаточное сырье, т.е. имеющее температуру кипения в диапазоне свыше 500°С (930°Ф) и высокое содержание металлов, также находит применение в установках для каталитического крекинга с кипящим слоем катализатора (FCC).Although the invention is primarily intended for use in Catalytic Fluidized Bed Catalytic Cracking (FCC) plants, it can be useful for any other processes in which hydrocarbon-containing streams must be contacted with a fluidized-particle stream for a short time. Processes in which this invention may be useful include contacting the catalyst with residual feed and contacting with decomposition of the initial reaction mixture with a high content of asphaltenes with inert or catalytic particles having a high temperature. Suitable liquid agents for this invention include any liquid stream that is able to enter the distributor at least partially in the form of a liquid and which then evaporates upon contact with the solid material. Raw materials for destructive contacting may contain varieties of oil with high heat resistance, having boiling points that vary over a wide range, and having high concentrations of metals and coke. For example, one typical oil has a boiling point that varies from 116 to 815 ° C (240-1575 ° F), with more than half of the liquid volume boiling at temperatures above 1000 ° F (540 ° C). Feedstocks suitable for the Catalytic Fluidized Bed Catalytic Cracking (FCC) process of the invention include conventional fluidized bed catalytic cracking feedstocks, high boiling point or residual feedstocks. The most typical traditional feed is vacuum distillation gas oil, which is usually a hydrocarbon material having a boiling point in the range 343-552 ° C (650-1025 ° F), and which is obtained by vacuum distillation of the atmospheric residue. These fractions usually have a low content of coke and heavy metals, which can deactivate the catalyst. Heavy or residual raw materials, i.e. having a boiling point in the range of over 500 ° C (930 ° F) and a high metal content, also finds application in catalytic cracking units with a fluidized bed of catalyst (FCC).

При применении в каталитических реакциях как металл, так и кокс дезактивируют катализатор за счет блокирования активных центров катализатора. Для устранения эффектов дезактивации можно удалять кокс до желаемой степени с помощью регенерации.When used in catalytic reactions, both metal and coke deactivate the catalyst by blocking the active sites of the catalyst. To eliminate the effects of decontamination, coke can be removed to the desired degree by regeneration.

На фиг.1 показано устройство для каталитического крекинга с кипящим слоем катализатора, выполненное согласно данному изобретению. Показанное на фиг.1 устройство для каталитического крекинга состоит из реактора 10, который включает в себя зону отделения 11, коллекторную зону 14 и сепаратор 13. Сепаратор 13 включает в себя сепараторную зону 12 и стояк (вертикальную трубу) 15. В устройстве циркулирует катализатор и контактирует с исходной реакционной смесью описанным ниже образом.Figure 1 shows a device for catalytic cracking with a fluidized bed of catalyst, made according to this invention. The catalytic cracking device shown in FIG. 1 consists of a reactor 10, which includes a separation zone 11, a collector zone 14 and a separator 13. The separator 13 includes a separator zone 12 and a riser (vertical pipe) 15. A catalyst is circulated in the device and in contact with the initial reaction mixture as described below.

В реакционной зоне свежерегенерированный катализатор, использованный катализатор или их смесь поступает в реактор через форсунку 16, которая обычно соединена с концом напорной трубы регенерированного катализатора. Исходное сырье подают в форсунку 16 напорной трубы через форсунку 17 для впрыскивания исходного сырья, которое контактирует с катализатором, предпочтительно с помощью контактора, как будет описано ниже. После или одновременно с контактом между исходным сырьем и углеводородами реакционная смесь и частицы катализатора поступают в зону отделения 11 через точку впрыскивания 18.In the reaction zone, the freshly regenerated catalyst, the used catalyst, or a mixture thereof, enters the reactor through a nozzle 16, which is usually connected to the end of the pressure pipe of the regenerated catalyst. The feedstock is fed into the nozzle 16 of the pressure pipe through the nozzle 17 for injecting the feedstock, which is in contact with the catalyst, preferably using a contactor, as will be described below. After or simultaneously with the contact between the feedstock and hydrocarbons, the reaction mixture and catalyst particles enter the separation zone 11 through the injection point 18.

В результате контакта катализатора с исходной реакционной смесью образуется концентрированный поток катализатора, который поступает в зону отделения 11 вдоль по существу горизонтальной траектории потока. По существу горизонтальная траектория потока означает, что траектория потока имеет, по меньшей мере, принципиально горизонтальную составляющую. Основное направление потока катализатора при его входе в зону отделения в основном задает входную траекторию потока исходной реакционной смеси и углеводородов. Поэтому поток углеводородов направляют в зону отделения под углом, обозначенным на фиг.1 позицией А, равным 60° или менее, для того, чтобы кинетическая энергия катализатора перемещала смесь катализатора и углеводородов по существу в горизонтальном направлении поперек зоны отделения 11. По существу горизонтальный выход из точки отделения способствует быстрому отделению потока паров углеводородов от относительно более тяжелых частиц катализатора. Для быстрого отделения также требуется вертикальное пространство для беспрепятственного прохода поднимающихся вверх через зону отделения 11 паров. Для этой цели зона отделения имеет по существу открытый объем 19 над точкой впрыскивания и, что является наверное более важным, открытый объем 20 ниже точки впрыскивания. Открытый объем 20 определен как область плотности (распределения) псевдоожиженного катализатора над пограничной поверхностью 21 катализатора и имеет на фиг.1 размер В. Размер В составляет, по меньшей мере, 1,5 м и более типично от 2 до 3,6 м. Условием псевдоожиженной фазы является плотность катализатора, равная менее 300 кг/м³, более типично плотность менее 150 кг/м³. Плотность катализатора в открытых объемах 19 и 20 изменяется по мере приближения к точке контактирования исходной реакционной смеси и катализатора. Обычно плотность в открытом объеме не превышает среднего значения 80 кг/м³ и более типично средняя плотность катализатора составляет менее 48,4 кг/м³. Катализатор из открытых объемов 19 и 20 собирается в плотный слой 22 внутри коллекторной зоны 14. Условия плотной фазы характеризуются кажущейся насыпной плотностью катализатора в диапазоне от 240 до 800 кг/м³. Таким образом, плотный слой 22 коллекторной зоны обычно содержит частицы катализатора с плотностью, по меньшей мере, 240 кг/м³, и более типично частицы катализатора сохраняют плотность 730 кг/м³ или более. Расстояние В с зоной отделения 11 может также служить зоной осаждения, в которой катализатор отделяется и осаждается из поднимающихся паров.As a result of the contact of the catalyst with the initial reaction mixture, a concentrated catalyst stream is formed, which enters the separation zone 11 along a substantially horizontal flow path. A substantially horizontal flow path means that the flow path has at least a substantially horizontal component. The main direction of the catalyst stream at its entrance to the separation zone mainly sets the input path of the stream of the initial reaction mixture and hydrocarbons. Therefore, the hydrocarbon stream is directed to the separation zone at an angle, indicated by A at 60 ° or less in FIG. 1, so that the kinetic energy of the catalyst moves the mixture of catalyst and hydrocarbons substantially horizontally across the separation zone 11. Essentially horizontal outlet from the separation point facilitates the rapid separation of the hydrocarbon vapor stream from the relatively heavier catalyst particles. For quick separation, vertical space is also required for unhindered passage of 11 vapors rising upward through the separation zone. For this purpose, the separation zone has a substantially open volume 19 above the injection point and, which is probably more important, an open volume 20 below the injection point. The open volume 20 is defined as the density (distribution) region of the fluidized catalyst above the boundary surface 21 of the catalyst and has a size B in FIG. 1. Size B is at least 1.5 m and more typically from 2 to 3.6 m. the fluidized phase is a catalyst density of less than 300 kg / m ³ , more typically a density of less than 150 kg / m ³ . The density of the catalyst in open volumes 19 and 20 changes as it approaches the contact point of the initial reaction mixture and the catalyst. Typically, the density in the open volume does not exceed the average value of 80 kg / m ³ and more typically the average density of the catalyst is less than 48.4 kg / m ³ . The catalyst from the open volumes 19 and 20 is collected in a dense layer 22 inside the collector zone 14. The conditions of the dense phase are characterized by an apparent bulk density of the catalyst in the range from 240 to 800 kg / m ³ . Thus, the dense collector zone layer 22 typically contains catalyst particles with a density of at least 240 kg / m ³ , and more typically, the catalyst particles maintain a density of 730 kg / m ³ or more. The distance B from the separation zone 11 may also serve as a deposition zone in which the catalyst is separated and deposited from rising vapors.

Коллекторная зона 14 может служить в качестве зоны отгонки легких фракций для извлечения захваченных и абсорбированных углеводородов от катализатора, входящего в коллекторную зону 14. Очищенный газ входит в коллекторную зону 14 через форсунку 23 и распределитель 24. Распределенный очищенный газ, такой как пар, поднимается вверх через катализатор. Ряд сеток 25 может обеспечивать повторное распределение очищенной среды и обедненных углеводородов при их прохождении вверх через слой 22. Форсунка 26 удаляет очищенный катализатор для регенерации в регенераторе (не изображен) и/или возвращает к форсунке 16 для повторного контактирования катализатора с исходной реакционной смесью. Не обязательное добавление горячего регенерированного катализатора в слой 22 может упростить отгонку легких фракций за счет повышения температуры зоны отгонки. Горячий катализатор может подаваться в зону отгонки над пограничной поверхностью 21 слоя через форсунку 27. В качестве альтернативного решения, можно поддерживать выступающую часть 22' слоя с более высокой пограничной поверхностью 21' катализатора для поддержания плотной фазы катализатора выше точки входа регенерированного катализатора через форсунку 27 при условии сохранения минимальной длины отделения между точкой 18 впрыскивания и уровнем 21' слоя.The collector zone 14 can serve as a zone for distillation of light fractions to extract trapped and absorbed hydrocarbons from the catalyst entering the collector zone 14. The purified gas enters the collector zone 14 through the nozzle 23 and the distributor 24. The distributed purified gas, such as steam, rises through the catalyst. A number of grids 25 can provide redistribution of the purified medium and depleted hydrocarbons as they pass upward through the bed 22. The nozzle 26 removes the purified catalyst for regeneration in a regenerator (not shown) and / or returns to the nozzle 16 to re-contact the catalyst with the initial reaction mixture. The optional addition of hot regenerated catalyst to bed 22 may simplify the distillation of light fractions by increasing the temperature of the distillation zone. The hot catalyst may be fed into the stripping zone above the bed boundary surface 21 through the nozzle 27. As an alternative solution, the protruding portion 22 ′ of the bed with the higher catalyst boundary surface 21 ′ can be maintained to maintain the dense catalyst phase above the entry point of the regenerated catalyst through the nozzle 27 at while maintaining a minimum separation length between the injection point 18 and the layer level 21 ′.

Возможно также с помощью не изображенного заслонкорегулирования потоком изолировать полученные освобожденные от легких компонентов углеводороды от нижней части слоя 22. Сегрегация освобожденных от легких компонентов углеводородов может обеспечивать создание различных потоков продуктов для разделения и отвода ниже по потоку. Более продолжительное время контакта углеводородов, которые поступают в коллекторную зону, может значительно изменить свойства крекированных углеводородов, получаемых из этой зоны. Отдельный отвод потока из зоны отгонки может упростить независимое получение изолированного потока продукта из верхней части зоны отделения 11.It is also possible, by means of a flow control valve not shown (not shown), to isolate the hydrocarbons freed from light components from the lower part of layer 22. The segregation of hydrocarbons freed from light components can provide different product streams for downstream separation and removal. A longer contact time of hydrocarbons that enter the reservoir zone can significantly change the properties of cracked hydrocarbons obtained from this zone. Separate flow diversion from the stripping zone can simplify the independent production of an isolated product stream from the top of the separation zone 11.

Однако обычно поглотительная среда, а также освобожденные от легких фракций углеводороды поднимаются через зону отделения 11 и соединяются с выделенными углеводородами, которые поступают с потоком катализатора через форсунку 16. При подъеме паров и увлеченного катализатора через участок 19 зоны отделения переходная секция в виде усеченного конуса 28 сокращает площадь потока среды и повышает скорость газов при их вхождении в стояк 15. Условия внутри участка 19 зоны отделения, конуса 28 и стояка 15 часто называют условиями быстрого псевдоожижения, при которых скорость прохождения катализатора вверх может составлять между 6 и 18 м/с при плотности в диапазоне от 65 до 650 кг/м³.However, usually the absorption medium, as well as hydrocarbons freed from light fractions, rise through the separation zone 11 and are connected to the separated hydrocarbons, which enter the catalyst stream through the nozzle 16. When the vapor and entrained catalyst rise through the separation zone section 19, the transition section in the form of a truncated cone 28 reduces the flow area of the medium and increases the speed of the gases when they enter the riser 15. The conditions inside the section 19 of the separation zone, the cone 28 and the riser 15 are often called fast fluidized conditions I, at which speed up the passage of the catalyst may be between 6 and 18 m / s at a density ranging from 65 to 650 kg / m ^3.

Поднимающиеся углеводороды и дополнительный увлеченный катализатор поднимаются вверх в инерционное сепараторное устройство, образованное парой консолей 29, каждая из которых имеет тангенциально направленные отверстия 30. Консоли 29 обеспечивают инерционную сепарацию с помощью центробежного ускорения относительно тяжелых частиц катализатора, что обеспечивает быстрое отделение большей части катализатора из углеводородных паров. Описание тангенциально ориентированных отверстий для обеспечения центробежной или циклонной сепарации не исключает возможности использования других инерционных сепараторных устройств, таких как устройства, использующие баллистическую сепарацию частиц из углеводородных паров. Расщепленные углеводороды со следами катализатора выходят из сепаратора 13 через выход 31.The rising hydrocarbons and the additional entrained catalyst rise upward into an inertial separator device formed by a pair of cantilevers 29, each of which has tangentially directed openings 30. Cantilevers 29 provide inertial separation by centrifugal acceleration of relatively heavy catalyst particles, which ensures the fast separation of most of the catalyst from hydrocarbon vapor. The description of the tangentially oriented holes for centrifugal or cyclone separation does not exclude the possibility of using other inertial separator devices, such as devices using ballistic separation of particles from hydrocarbon vapors. The split hydrocarbons with traces of the catalyst leave the separator 13 through the outlet 31.

Катализатор, извлеченный из инерционного сепаратора 13, собирается в слое 33 для возврата в слой 22 в коллекторной зоне 14. Катализатор из слоя 33 может проходить в коллекторную зону 14 через одну или несколько внутренних или наружных напорных труб 34. На фиг.1 показан ряд внутренних напорных труб 34, которые возвращают катализатор из слоя 33 с изоляцией от открытых объемов 19 и 20 зоны отделения 11. Нижние части 35 напорных труб 34 обычно погружены в слой 22. Погружение нижних частей 35 напорных труб предотвращает обратный поток освобожденных от легких компонентов паров через напорные трубы в отделенные пары, которые собираются вверху разделительной зоны 13.The catalyst extracted from the inertial separator 13 is collected in the layer 33 to return to the layer 22 in the collector zone 14. The catalyst from the layer 33 can pass into the collector zone 14 through one or more internal or external pressure pipes 34. Figure 1 shows a number of internal pressure pipes 34, which return the catalyst from the layer 33 with isolation from open volumes 19 and 20 of the separation zone 11. The lower parts 35 of the pressure pipes 34 are usually immersed in the layer 22. The immersion of the lower parts 35 of the pressure pipes prevents the backward flow of lightweight comp of vapor vapors through pressure pipes into separated vapors, which are collected at the top of the separation zone 13.

Внутренние напорные трубы 34 установлены так, что они обеспечивают свободную траекторию впрыскиваемых углеводородов и частиц катализатора при их входе в зону отделения 11 продуктов реакции от катализатора из точки 18 впрыскивания. Как показано более подробно на фиг.2, расстояние между внутренними трубами 34 увеличено в зоне форсунки 16 для обеспечения расстояния С между трубами 34. Размер С предпочтительно, по меньшей мере, равен диаметру форсунки 16. При таком выполнении впрыскиваемые углеводороды и частицы катализатора имеют свободную траекторию прохождения, которая проходит, по меньшей мере, до центра зоны отделения 11 и обозначена размером Т.The internal pressure pipes 34 are installed so that they provide a free trajectory of the injected hydrocarbons and catalyst particles as they enter the zone of separation 11 of the reaction products from the catalyst from the injection point 18. As shown in more detail in FIG. 2, the distance between the inner tubes 34 is increased in the area of the nozzle 16 to provide a distance C between the tubes 34. The size C is preferably at least equal to the diameter of the nozzle 16. In this embodiment, the injected hydrocarbons and catalyst particles have free the path of passage, which runs at least to the center of the separation zone 11 and is indicated by the size T.

Конфигурация инерционного сепаратора 13 и возврат катализатора в коллекторную зону 14 могут быть выполнены различными путями. На фиг.3 показано альтернативное устройство, в котором используется проходящая вниз труба 36 совместно с сепараторным колпаком 40 для увеличения извлечения отделенного катализатора из инерционного сепараторного устройства и возврата катализатора в плотный слой 22" через наружную напорную трубу 38. Показанная на фиг.3 установка работает аналогично установке, описанной применительно к фиг.1. Главные различия заключаются в дополнительном изменении направления пара при прохождении пара вверх в зону отделения 11' и в дополнительном отделении частиц катализатора от углеводородных паров перед выходом смеси из сепараторной зоны 13'. А именно, углеводороды, входящие в зону отделения 11' от точки 18' впрыскивания, дополнительно отделяются от входящих частиц катализатора при прохождении паров к отверстию 39, в которое поступают первоначально разделенные углеводородные пары. Отверстие 39 служит входным отверстием сепаратора и направлено к той стороне зоны отделения, которая противоположна стороне, с которой частицы катализатора и углеводороды впрыскиваются из точки 18'. Таким образом, углеводороды выходят из зоны отделения на стороне, противоположной стороне впрыскивания частиц катализатора и углеводородов.The configuration of the inertial separator 13 and the return of the catalyst to the collector zone 14 can be performed in various ways. Figure 3 shows an alternative device that uses a downwardly extending pipe 36 together with a separator cap 40 to increase the extraction of the separated catalyst from the inertial separator device and return the catalyst to the dense layer 22 "through the external pressure pipe 38. The installation shown in figure 3 works similar to the installation described in relation to figure 1. The main differences are in the additional change in the direction of the steam as the steam passes up into the area of the compartment 11 'and in the additional compartment catalyst particles from hydrocarbon vapors before the mixture leaves the separator zone 13 '. Namely, the hydrocarbons entering the separation zone 11' from the injection point 18 'are further separated from the incoming catalyst particles when the vapor passes to the opening 39, into which the initially separated hydrocarbon The hole 39 serves as the inlet of the separator and is directed to that side of the separation zone, which is opposite to the side from which the catalyst particles and hydrocarbons are injected from the point 18 '. Thus, hydrocarbons exit the separation zone on the side opposite to the injection side of the catalyst particles and hydrocarbons.

Углеводороды и увлеченные частицы катализатора от входа 39 продолжают путь вверх через стояк 15'. Углеводороды и увлеченные частицы катализатора вновь через отверстия 30' консоли 29' выходят тангенциально. Колпак 40 создает ограниченный проход 41 для полученных паров, которые проходят вверх во вторую секцию 42 сепаратора 13'. Полученные углеводороды вместе с остатками катализатора вновь покидают зону сепарации 13' через выпускное отверстие 31'.Hydrocarbons and entrained catalyst particles from the inlet 39 continue upward through the riser 15 ′. Hydrocarbons and entrained catalyst particles again exit tangentially through openings 30 ′ of console 29 ′. The cap 40 creates a limited passage 41 for the resulting vapors that extend upward into the second section 42 of the separator 13 '. The resulting hydrocarbons, together with the catalyst residues, again leave the separation zone 13 'through the outlet 31'.

Наружная напорная труба 38 возвращает катализатор из слоя 33', который образует катализатор из инерционного сепаратора 13'. Катализатор поступает по трубе 38 вокруг зоны отделения 11' в слой 22" катализатора коллекторной зоны 14'. Благодаря наружной трубе 38 зона отделения 11' остается полностью открытой для отделения углеводородных паров от потока катализатора.The external pressure pipe 38 returns the catalyst from the bed 33 ', which forms the catalyst from the inertial separator 13'. The catalyst flows through a pipe 38 around the separation zone 11 ′ into the catalyst bed 22 ″ of the collector zone 14 ′. Thanks to the outer pipe 38, the separation zone 11 ′ remains completely open to separate the hydrocarbon vapor from the catalyst stream.

Открытая секция зоны отделения может быть дополнительно разделена для осуществления отделения углеводородов от потока частиц катализатора. Как показано на фиг.4, пара направляющих перегородок может быть расположена вблизи трубы 16', через которую подают частицы катализатора и исходную реакционную смесь в центральную часть 44 зоны отделения 11'. Зона отделения 11' может быть дополнительно модифицирована путем снабжения ее трубами для возврата частиц катализатора, которые расположены вне зоны 44. Трубы 46 для возврата катализатора могут быть расположены в круговых секторах снаружи от перегородок 43.The open section of the separation zone may be further divided to separate hydrocarbons from the stream of catalyst particles. As shown in FIG. 4, a pair of guide baffles may be located near the pipe 16 'through which catalyst particles and the initial reaction mixture are supplied to the central portion 44 of the separation zone 11'. The separation zone 11 'can be further modified by providing it with pipes for returning the catalyst particles, which are located outside zone 44. Pipes 46 for returning the catalyst can be located in circular sectors outside of the partitions 43.

Способ и устройство, согласно данному изобретению, могут обеспечивать первоначальный контакт исходной реакционной смеси с регенерированным катализатором, карбонизированным катализатором или их смесью. В способе можно использовать любой тип регенерации для удаления кокса. Удаление кокса, которое обычно обеспечивает полное удаление кокса из катализатора, обычно называют "полной регенерацией". При полной регенерации удаляют кокс из катализатора до уровня менее 0,2 мас.%, предпочтительно до менее 0,1 мас.%, или более предпочтительно до менее 0,05 мас.% содержания кокса.The method and device according to this invention can provide initial contact of the initial reaction mixture with a regenerated catalyst, a carbonized catalyst, or a mixture thereof. In the method, any type of regeneration can be used to remove coke. Coke removal, which usually provides complete removal of coke from the catalyst, is commonly referred to as "complete regeneration." With complete regeneration, coke is removed from the catalyst to a level of less than 0.2 wt.%, Preferably less than 0.1 wt.%, Or more preferably less than 0.05 wt.% Of the coke content.

Регенерированный катализатор имеет значительно более высокую температуру, чем карбонизированный катализатор. Регенерированный катализатор, который обычно поступает в трубу 16, имеет температуру в диапазоне от 590 до 760°С, более типично в диапазоне от 650 до 760°С. При контакте смеси катализаторов с исходной реакционной смесью катализатор собирает кокс на частицах катализатора и имеет более низкую температуру. Температура карбонизированного катализатора обычно находится в диапазоне от 480 до 620°С, однако эта температура изменяется в зависимости от его источника.A regenerated catalyst has a significantly higher temperature than a carbonized catalyst. The regenerated catalyst, which typically enters the pipe 16, has a temperature in the range of 590 to 760 ° C, more typically in the range of 650 to 760 ° C. Upon contact of the catalyst mixture with the initial reaction mixture, the catalyst collects coke on the catalyst particles and has a lower temperature. The temperature of the carbonated catalyst is usually in the range from 480 to 620 ° C., however, this temperature varies depending on its source.

Предпочтительное расположение напорной трубы и впрыскивания исходной реакционной смеси для данного изобретения показано на фиг.5. На фиг.5 показан контактор 115, который распыляет исходную реакционную смесь в потоки мелких жидких капель. Фланец 111 на конце трубы 17 удерживает контактор 115 в трубе 17. Созданные контактором 115 потоки совместно образуют линейную матрицу исходной реакционной смеси, которая контактирует с нисходящим потоком катализатора, образованным с помощью выхода 114 лотка 113.The preferred location of the pressure pipe and the injection of the initial reaction mixture for this invention is shown in Fig.5. FIG. 5 shows a contactor 115 that sprays an initial reaction mixture into streams of fine liquid droplets. The flange 111 at the end of the pipe 17 holds the contactor 115 in the pipe 17. The flows created by the contactor 115 together form a linear matrix of the initial reaction mixture, which is in contact with the downward flow of the catalyst formed by the output 114 of the tray 113.

Контакт исходной реакционной смеси с катализатором вызывает быстрое испарение и высокую скорость выхода катализатора в зону отделения. В результате контакта между исходной реакционной смесью и катализатором тяжелые углеводороды расщепляются на более легкие углеводороды и происходит коксование большей части активных центров катализатора. Перекрестное контактирование исходной реакционной смеси с вертикально нисходящим потоком катализатора создает благоприятную траекторию смеси катализатора и исходной реакционной смеси в зоне отделения. Исходная реакционная смесь предпочтительно контактирует с нисходящим потоком катализатора в перекрестном направлении для обеспечения быстрого контакта между исходной реакционной смесью и частицами катализатора. В данном описании понятие "перекрестное контактирование" означает, что исходная реакционная смесь проходит непараллельно направлению нисходящего потока катализатора.The contact of the initial reaction mixture with the catalyst causes rapid evaporation and a high exit rate of the catalyst in the separation zone. As a result of the contact between the initial reaction mixture and the catalyst, the heavy hydrocarbons are decomposed into lighter hydrocarbons and coking of most of the active sites of the catalyst occurs. The cross contacting of the initial reaction mixture with a vertically downward flow of the catalyst creates a favorable trajectory of the mixture of catalyst and the initial reaction mixture in the separation zone. The initial reaction mixture is preferably contacted with the downward flow of the catalyst in a cross direction to ensure quick contact between the initial reaction mixture and the catalyst particles. In this description, the term "cross contacting" means that the initial reaction mixture passes non-parallel to the direction of the downward flow of the catalyst.

Частицы катализатора после впрыскивания струи углеводородов обычно проходят менее 1,5 м через трубу 17, предпочтительно менее 0,3 м, перед впрыскиванием в зону отделения из точки впрыскивания.Catalyst particles after injection of a stream of hydrocarbons typically pass less than 1.5 m through pipe 17, preferably less than 0.3 m, before being injected into the separation zone from the injection point.

Как показано на фиг.5 и 6, лоток 113 укреплен внутри трубы 16, а отверстие 114 обычно имеет прямоугольную форму. Лоток обычно имеет ширину, равную или большую, чем примерно половина ширины трубы 16. Катализатор входит в трубу 16 через управляющий клапан, обычно, например, через золотниковый клапан (не изображен). Управляющий клапан регулирует скорость потока катализатора в лоток 113. Скоростью выхода катализатора из выхода 114 можно управлять за счет добавления жидкости по потоку перед лотком 113.As shown in FIGS. 5 and 6, the tray 113 is fixed inside the pipe 16, and the hole 114 is usually rectangular in shape. The tray typically has a width equal to or greater than about half the width of the pipe 16. The catalyst enters the pipe 16 through a control valve, usually, for example, through a spool valve (not shown). The control valve controls the flow rate of the catalyst into the tray 113. The rate of exit of the catalyst from the output 114 can be controlled by adding liquid upstream of the tray 113.

Контактор 115 создает структуру распыления, совместимую с геометрическими размерами нисходящего потока. Если нисходящий поток имеет линейную форму, как показано на фигурах, то инжектор исходной реакционной смеси обычно создает горизонтальную структуру распыленной жидкости. В соответствии с этим при типичном расположении исходная реакционная смесь выходит по существу в поперечном направлении относительно потока катализатора. Понятие "по существу поперечный контакт" используется для описания случая, когда принципиальное направление потока катализатора включает угол, равный, по меньшей мере, 30°, предпочтительно, по меньшей мере, 45°, между принципиальным направлением, по которому контактор 115 впрыскивает исходную реакционную смесь в слой или поток катализатора. Исходная реакционная смесь предпочтительно входит перпендикулярно в контакт с движущимся вниз потоком катализатора. При контактировании с нисходящим потоком катализатора исходная реакционная смесь имеет обычно скорость более 0,3 м/с и температуру в диапазоне от 150 до 320°С.The contactor 115 creates a spray pattern compatible with the geometric dimensions of the downward flow. If the downward flow has a linear shape, as shown in the figures, then the injector of the initial reaction mixture usually creates a horizontal structure of the atomized liquid. Accordingly, in a typical arrangement, the initial reaction mixture leaves essentially in the transverse direction relative to the catalyst stream. The term “substantially transverse contact” is used to describe a case where the principal direction of flow of the catalyst includes an angle of at least 30 °, preferably at least 45 °, between the principal direction in which contactor 115 injects the initial reaction mixture into the catalyst bed or stream. The starting reaction mixture preferably comes in perpendicular contact with a downward flowing catalyst stream. When in contact with a downward stream of catalyst, the initial reaction mixture typically has a velocity of more than 0.3 m / s and a temperature in the range of 150 to 320 ° C.

Размеры форсунок контактора 115 выбраны так, чтобы создавать струи жидкости, имеющие скорость жидкости на выходе в диапазоне от 9 до 120 м/с, предпочтительно в диапазоне от 30 до 90 м/с. В соответствии с обычной практикой каталитического крекинга с использованием кипящего слоя катализатора (FCC) исходная реакционная смесь выходит из отверстия форсунки в контакторе 115 в виде распыленной жидкости.The sizes of the nozzles of the contactor 115 are selected so as to create jets of liquid having a liquid velocity at the outlet in the range from 9 to 120 m / s, preferably in the range from 30 to 90 m / s. In accordance with the usual practice of catalytic cracking using a fluidized bed of catalyst (FCC), the initial reaction mixture leaves the nozzle opening in the contactor 115 as a sprayed liquid.

Распылению исходной реакционной смеси в мелкие капли способствует придание жидкости достаточной энергии. В некоторых случаях данное изобретение можно осуществлять с некоторым добавлением в исходную реакционную смесь газообразного разжижителя, такого как пар, перед выпуском через отверстия. Добавление газообразного материала способствует лучшему распылению исходной реакционной смеси. Минимальное количество газообразного материала, которое обычно составляет около 0,2% общей массы смеси жидкости с газом, обычно смешивают с жидкостью перед ее выпуском из форсунок. Обычно количество добавленного пара составляет 5% от общей массы смеси жидкости с газом. Распыление большинства жидкостей приводит к образованию капель с размером в диапазоне от 50 до 750 мкм.Spraying the initial reaction mixture into small droplets helps to give the liquid sufficient energy. In some cases, the present invention can be carried out with some addition of a gaseous diluent, such as steam, to the initial reaction mixture before being discharged through openings. The addition of gaseous material promotes better atomization of the starting reaction mixture. The minimum amount of gaseous material, which is usually about 0.2% of the total mass of the liquid-gas mixture, is usually mixed with the liquid before it is discharged from the nozzles. Typically, the amount of added steam is 5% of the total mass of the liquid-gas mixture. Spraying most liquids results in droplets with sizes ranging from 50 to 750 microns.

На фиг.7 показана линейная решетка из форсунок 123, проходящая поперек передней поверхности контактора 115. Форсунки 123 ориентированы так, чтобы впрыскивать распыленную смесь жидкостей непосредственно из контактора 115 с прямым направлением потока из расположенных ближе к центру форсунок. Форсунки, которые расположены в наружной части решетки, могут быть наклонены для направления впрыскиваемой распыленной жидкости в более широком угле и для сохранения равномерного расстояния между струями. Таким образом, форсунки 123 могут быть наклонены для перекрытия любой длины или конфигурации структуры потока катализатора или распределения катализатора.7 shows a linear array of nozzles 123 extending across the front surface of the contactor 115. The nozzles 123 are oriented so as to inject a sprayed mixture of liquids directly from the contactor 115 with a direct flow direction from nozzles located closer to the center. The nozzles that are located on the outside of the grill can be tilted to direct the injected spray liquid at a wider angle and to maintain a uniform distance between the jets. Thus, nozzles 123 can be tilted to cover any length or configuration of the catalyst stream structure or catalyst distribution.

Claims

1. A method for catalytic cracking of hydrocarbon-containing feedstock using a fluidized catalyst bed, characterized in that it comprises: a) injecting a stream of hydrocarbon-containing feedstock mainly in the transverse direction into the stream of the catalyst particle stream upstream of the injection point located at the boundary of the zone of separation of the reaction products from the catalyst or outside the compartment area; b) injecting catalyst particles and hydrocarbons from the injection point into the separation zone in a substantially horizontal direction, wherein the separation zone has a substantially open volume above and an open volume below the injection point and an average catalyst density of less than 80 kg / m ² ; c) collecting separated catalyst particles in the collector zone below the injection point and maintaining a deposition distance of at least 1.5 m in the separation zone between the injection point and the collector zone, wherein the density of the catalyst in the collector zone is at least 240 kg / m ² ; d) collecting rising vapors and trapped catalyst particles from a substantially open volume above the injection point, transferring rising vapors and trapped catalyst particles to an inertial separator and separating trapped catalyst from rising vapors to produce a separated vapor stream and separated catalyst, and e) hydrocarbon removal from the bottom of the separation zone and the separated steam stream.

2. The method according to claim 1, characterized in that the hydrocarbons diverted from the lower part of the separation zone rise upward into the inertial separator and are discharged as part of the separated steam stream.

3. The method according to claim 1, characterized in that the separated catalyst is collected together with the dropping catalyst in a common distillation zone of light fractions - the collector zone.

4. The method according to claim 1, characterized in that the separated catalyst is collected above the separation zone and passes down to the collector zone with isolation from rising vapors.

5. The method according to claim 1, characterized in that the injection of a stream of hydrocarbon-containing raw materials into the stream of a layer of catalyst particles is carried out inside the pipe and the catalyst particles after injection of hydrocarbons pass less than 1.5 m through the pipe before injection into the separation zone at the injection point.

6. The method according to claim 1, characterized in that the stream of regenerated catalyst is introduced into the separation zone or the collector zone below the injection point through the inlet of the regenerated catalyst and the cooling of the catalyst is carried out in the collector zone, which is located below the inlet of the regenerated catalyst.

7. The method according to claim 1, characterized in that the rising vapors and trapped catalyst particles enter the inertial separator through the inlet of the separator having an opening directed towards the separation zone opposite to the side from which the catalyst particles and hydrocarbons are injected.

8. A device for quickly contacting catalyst particles with a hydrocarbon-containing feed, characterized in that it comprises a reactor separation zone; a catalyst and feed contactor for injecting a hydrocarbon-containing feed into the catalyst stream and injecting the feed and catalyst into the reactor separation zone in a substantially horizontal direction from the injection point created by the contactor, the catalyst and feed contactor injecting a hydrocarbon-containing feed into the catalyst stream in a substantially transverse direction to the catalyst stream upstream of the injection point; a reactor collection zone adjacent to the bottom of the reactor separation zone and at least 1.5 m below the injection point to form a dense catalyst bed; an inertial separator adjacent adjacent to the reactor separation zone and directly connected to the upper part of the reactor separation zone for separating hydrocarbons from catalyst particles, which rise together with hydrocarbons from the reactor separation zone, and a catalyst outlet for removing the separated hydrocarbons from the inertial separator.

9. The device according to claim 8, characterized in that it contains many pipes that extend vertically through the separation zone and are located at a distance from each other so as to provide a free trajectory at least half the diameter of the separation zone of the reactor before the injection point.

10. The device according to claim 8, characterized in that the inertial separator has a horizontally directed inlet open towards the separation zone, the opposite side from which particles and hydrocarbons are injected.