RU2280503C1 - Смесительное устройство реактора каталитического крекинга углеводородов - Google Patents
Смесительное устройство реактора каталитического крекинга углеводородов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2280503C1 RU2280503C1 RU2004135765/15A RU2004135765A RU2280503C1 RU 2280503 C1 RU2280503 C1 RU 2280503C1 RU 2004135765/15 A RU2004135765/15 A RU 2004135765/15A RU 2004135765 A RU2004135765 A RU 2004135765A RU 2280503 C1 RU2280503 C1 RU 2280503C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixing
- catalytic cracking
- fairing
- reactor
- angle
- Prior art date
Links
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 21
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 34
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000571 coke Substances 0.000 abstract description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 12
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 6
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к смесительным устройствам реакторов каталитического крекинга углеводородов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Смесительное устройство реактора каталитического крекинга углеводородов включает центральный коллектор гранулированного катализатора с кольцевой диафрагмой и периферийными трубопроводами для выпуска катализатора, внутреннюю форсунку для подачи двухфазного газо-сырьевой смеси (ГСС) и смесительную камеру. Дополнительно смесительное устройство содержит: узел предварительного смешения жидкой и паровой фаз, состоящий из центрального обтекателя и трех или более направляющих лопастей, установленных под углом 45-60° к оси обтекателя; узел диспергирования ГСС, установленный перед форсункой и представляющий собой цилиндрическую трубу с отверстиями в стенке для подачи пара, расположенными под углом, который соответствует углу закрутки потока ГСС из узла предварительного смешения. Форсунка имеет диффузор и обтекатель со сквозным вертикальным отверстием. Изобретение повышает конверсию сырья в реакторе каталитического крекинга и снижает образование на катализаторе кокса с высоким содержанием водорода, вызывающим термическое разрушение катализатора в регенераторе. 1 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к смесительным устройствам реакторов каталитического крекинга углеводородов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Уровень техники заключается в следующем:
Известна система смешения сырья с катализатором для каталитического крекинг-процесса, содержащая первую трубу для образования канала для прохождения по нему первого рассеивающего газа; первую головку, накрывающую конец первой трубы; вторую трубу, окружающую первую трубу и отнесенную от нее для формирования между ними кольцевого пространства, образующего канал для прохождения по нему жидкого углеводородного сырья; вторую головку, накрывающую конец второй трубы, причем вторая головка отнесена от первой головки для образования смесительной зоны между ними для смешивания жидкого углеводородного сырья и первого рассеивающего газа, и вторая головка включает кольцевую прорезь, приспособленную для выпуска смеси жидкого углеводородного сырья и первого рассеивающего газа, и в которой использована третья труба, окружающая вторую трубу и формирующая кольцевое пространство между ними для образования канала для прохождения по нему второго рассеивающего газа (Заявка на изобретение №2002108352, дата публикации 10.11.2003 г.).
Известная система предназначена для впрыскивания сырья в слой микросферического катализатора каталитического крекинга и не может быть использована для гранулированного катализатора.
Известно смесительное устройство реактора каталитического крекинга углеводородов, выбранное в качестве прототипа и включающее центральный коллектор гранулированного катализатора с кольцевой диафрагмой и периферийными трубопроводами для выпуска катализатора, внутреннюю форсунку для подачи двухфазного сырья и смесительную камеру (Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Ч.2-я. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов. 3-е изд., пер. и доп. - М.: Химия, 1980 г. - С.157, 158).
Недостатком известного устройства является неравномерное смешение двухфазной газо-сырьевой смеси с гранулированным катализатором, что приводит к снижению конверсии сырья в реакторе и образованию на катализаторе кокса с высоким содержанием водорода с последующим термическим разрушением катализатора в регенераторе.
Сущность изобретения заключается в следующем:
Изобретение направлено на решение задачи повышения конверсии сырья в реакторе каталитического крекинга, снижения образования на катализаторе кокса с высоким содержанием водорода, вызывающего термическое разрушение катализатора в регенераторе. Решение данной задачи опосредовано новым техническим результатом, который заключается в равномерном смешении двухфазной газо-сырьевой смеси (ГСС) с гранулированным катализатором. Данный технический результат достигается тем, что смесительное устройство реактора каталитического крекинга углеводородов, включающее центральный коллектор гранулированного катализатора с кольцевой диафрагмой и периферийными трубопроводами для выпуска катализатора, внутреннюю форсунку для подачи ГСС и смесительную камеру, дополнительно содержит узел предварительного смешения жидкой и паровой фаз, состоящий из центрального обтекателя и трех или более направляющих лопастей, установленных под углом 45-60° к оси обтекателя, узел диспергирования ГСС, установленный перед форсункой и представляющий собой цилиндрическую трубу с отверстиями в стенке для подачи пара, расположенными под углом, который соответствует углу закрутки потока ГСС из узла предварительного смешения, а форсунка имеет диффузор и центральный обтекатель со сквозным вертикальным отверстием. При этом за счет предварительного смешения жидкой и паровой фаз, диспергирования ГСС и рециркуляции потока через сплошное вертикальное отверстие центрального обтекателя форсунки достигается равномерное смешение двухфазной газо-сырьевой смеси с гранулированным катализатором, что позволяет повысить конверсию сырья в реакторе каталитического крекинга, снизить образование на катализаторе кокса с высоким содержанием водорода и последующее термическое разрушение катализатора в регенераторе.
СУЩЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ:
Смесительное устройство реактора каталитического крекинга углеводородов включает центральный коллектор гранулированного катализатора с кольцевой диафрагмой и периферийными трубопроводами для выпуска катализатора, внутреннюю форсунку для подачи двухфазной газо-сырьевой смеси и смесительную камеру.
ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ:
Смесительное устройство реактора каталитического крекинга углеводородов дополнительно включает узел предварительного смешения жидкой и паровой фаз ГСС, состоящий из центрального обтекателя и трех или более направляющих лопастей, установленных под углом 45-60° к оси обтекателя, узел диспергирования ГСС, установленный перед форсункой и представляющий собой цилиндрическую трубу с отверстиями в стенке для подачи пара, расположенными под углом, который соответствует углу закрутки потока ГСС из узла предварительного смешения, а форсунка имеет диффузор и центральный обтекатель со сквозным вертикальным отверстием.
На чертеже изображено смесительное устройство реактора каталитического крекинга углеводородов, состоящее из узла предварительного смешения 1, узла диспергирования 2, форсунки 3, центрального коллектора гранулированного катализатора 5 с кольцевой диафрагмой 4 и периферийными трубопроводами 6 для выпуска катализатора и камеры смешения 7. Узел предварительного смешения 1 включает центральный обтекатель 8, на который крепятся направляющие лопасти 9. Узел диспергирования 2 представляет собой цилиндрическую поверхность 10 с расположенными в ней отверстиями 11 радиального ввода пара. Форсунка 3 состоит из диффузора 12 и обтекателя 13, на нижнем конце которого расположен сопловой блок 14, предназначенный для разворачивания потока ГСС в сторону падающей завесы катализатора. По оси обтекателя 13 выполнено сквозное вертикальное отверстие 15.
Смесительное устройство реактора каталитического крекинга работает следующим образом. Предварительно нагретая до температуры 400-440°С двухфазная газо-сырьевая смесь поступает в узел предварительного смешения жидкой и паровой фазы 1. Попадая на направляющие лопасти 9, жидкая фаза, обладая большей инерционностью, чем паровая, равномерно распределяется по стенке канала под действием центробежных сил, одновременно закручиваясь. На выходе из узла предварительного смешения жидкая фаза, равномерно распределенная в радиальном направлении, движется по стенке канала, а газовая фаза занимает область канала, свободную от жидкости. В узле диспергирования 2 через отверстия радиального ввода 11 подается пар, под воздействием которого жидкая фаза перераспределяется по сечению канала. За счет поджатия поток ГСС равномерно распределяется в окружном направлении. На выходе из узла диспергирования жидкая и газовая фазы равномерно распределены по сечению. Попадая в форсунку 3, поток ГСС проходит через обтекатель 13 и, разворачиваясь в сопловом блоке 14, попадает в камеру смешения 7 с катализатором реактора каталитического крекинга углеводородов. За счет перепада давления между реакционной зоной реактора и каналом форсунки организуется дополнительный подсос подогретой двухфазной газо-сырьевой смеси обратно в магистраль подачи через сквозное осевое отверстие 15. Тем самым, за счет организованного рецикла обеспечивается прогрев ГСС в канале форсунки и дополнительное испарение жидкой фазы.
Пример использования предлагаемого смесительного устройства реактора каталитического крекинга углеводородов. Сырье в количестве 60000 кг/ч с концом кипения до 520°С смешивается с турбулизатором (паром) в количестве 1355 кг/час, нагревается до температуры 438°С в трубчатой печи и подается в смесительное устройство реактора каталитического крекинга углеводородов. Закрученный в узле предварительного смешения поток ГСС попадает в узел диспергирования, где динамически сжимается за счет взаимодействия дополнительного радиального потока пара. Далее поток ГСС с равномерным распределением жидкой фазы в окружном направлении распределяется в форсунке в радиальном направлении. Пройдя три узла подготовки, двухфазная газо-сырьевая смесь со скоростью 12-18 м/с попадает в смесительную камеру реактора каталитического крекинга, где происходит смешение ГСС с катализатором. Одновременно за счет предварительной окружной раскрутки основного потока ГСС и, как следствие, перераспределения давления внутри потока по радиусу (в приосевой области образуется зона пониженного давления, а на окружной образующей форсунки - область повышенного давления), организуется подсос через осевое отверстие обтекателя форсунки ГСС из смесительной камеры реактора. Поток ГСС из смесительной камеры имеет более высокую температуру 480-510°С (за счет взаимодействия с нагретым катализатором) и при смешении с основным потоком ГСС дополнительно нагревает его на 5-8°С, увеличивая массовую долю отгона на 5-13%. При этом за счет смешения жидкой и паровой фаз, диспергирования смешанного сырья и рециркуляции потока через сплошное вертикальное отверстие центрального обтекателя форсунки достигается равномерное смешение двухфазной газо-сырьевой смеси с гранулированным катализатором, что позволяет повысить конверсию сырья в реакторе каталитического крекинга углеводородов, снизить образование на катализаторе кокса с высоким содержанием водорода и последующее термическое разрушение катализатора в регенераторе. Технологические параметры подготовки и смешения сырья с катализатором в процессе каталитического крекинга углеводородов, характеристики сырья и двухфазной газо-сырьевой смеси на выходе из форсунки по прототипу (вариант 1) и предлагаемому изобретению (вариант 2) представлены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||
| Показатели | Вариант 1 | Вариант 2 |
| Фракционный состав сырья, °С | ||
| НК | 224 | 224 |
| 10% | 286 | 286 |
| 30% | 329 | 329 |
| 50% | 351 | 351 |
| 70% | 363 | 363 |
| 90% | 393 | 393 |
| КК | 480 | 480 |
| Плотность сырья при 20°С, кг/м3 | 890 | 890 |
| Входная температура сырья в реактор, °С | 438 | 440 |
| Расход сырья, т/ч | 60 | 60 |
| Расход турбулизатора, т/ч | 1.355 | 1.355 |
| Расход пара на форсунку, т/ч | 0.400 | 0.400 |
| Избыточное давление в смесительной зоне, кг/см2 | 0.65 | 0.65 |
| Скорость циркуляции катализатора, т/ч | 360 | 360 |
| Входная температура катализатора, °С | 552 | 550 |
| ΔT по сечению реактора, °С | 45 | 38 |
| Конверсия сырья, % масс. | 55.5 | 56.1 |
| Средняя температура в верхней зоне регенератора, °С | 492 | 487 |
| ΔТ по сечению нижней части верхней зоны регенератора, °С | 29 | 24 |
| Расход катализатора, т/сут | 1,35 | 1,1 |
Как следует из таблицы, предлагаемое смесительное устройство реактора каталитического крекинга углеводородов позволяет повысить конверсию сырья на 0,6% мас., снизить градиент температур в реакторе с 45 до 38°С, в верхней зоне регенератора с 29 до 24°С и снизить суточный расход катализатора на 0,2-0,3 т.
Claims (1)
- Смесительное устройство реактора каталитического крекинга углеводородов, включающее центральный коллектор гранулированного катализатора с кольцевой диафрагмой и периферийными трубопроводами для выпуска катализатора, внутреннюю форсунку для подачи двухфазной газосырьевой смеси (ГСС) и смесительную камеру, отличающееся тем, что смесительное устройство дополнительно содержит узел предварительного смешения жидкой и паровой фаз, состоящий из центрального обтекателя и трех или более направляющих лопастей, установленных под углом 45-60° к оси обтекателя, узел диспергирования ГСС, установленный перед форсункой и представляющий собой цилиндрическую трубу с отверстиями в стенке для подачи пара, расположенными под углом, который соответствует углу закрутки потока ГСС из узла предварительного смешения, а форсунка имеет диффузор и обтекатель со сквозным вертикальным отверстием.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004135765/15A RU2280503C1 (ru) | 2004-12-06 | 2004-12-06 | Смесительное устройство реактора каталитического крекинга углеводородов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004135765/15A RU2280503C1 (ru) | 2004-12-06 | 2004-12-06 | Смесительное устройство реактора каталитического крекинга углеводородов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004135765A RU2004135765A (ru) | 2006-05-20 |
| RU2280503C1 true RU2280503C1 (ru) | 2006-07-27 |
Family
ID=36658042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004135765/15A RU2280503C1 (ru) | 2004-12-06 | 2004-12-06 | Смесительное устройство реактора каталитического крекинга углеводородов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2280503C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2648812C2 (ru) * | 2009-04-06 | 2018-03-28 | Ламмус Текнолоджи Инк. | Устройства для нагнетания потоков газа в псевдоожиженный слой твердых частиц |
| RU2818218C2 (ru) * | 2019-07-30 | 2024-04-25 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Система лифт-реактора |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2002108352A (ru) * | 1999-09-03 | 2003-11-10 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Система впрыскивания исходного материала для каталитического крекинг-процесса |
| NZ519785A (en) * | 1999-11-26 | 2003-11-28 | Bp Exploration Operating | Process for converting synthesis gas into higher hydrocarbons |
| CN1530423A (zh) * | 2003-03-11 | 2004-09-22 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种下行式烃油催化裂化方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6387247B1 (en) * | 1999-09-03 | 2002-05-14 | Shell Oil Company | Feed injection system for catalytic cracking process |
-
2004
- 2004-12-06 RU RU2004135765/15A patent/RU2280503C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2002108352A (ru) * | 1999-09-03 | 2003-11-10 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Система впрыскивания исходного материала для каталитического крекинг-процесса |
| NZ519785A (en) * | 1999-11-26 | 2003-11-28 | Bp Exploration Operating | Process for converting synthesis gas into higher hydrocarbons |
| CN1530423A (zh) * | 2003-03-11 | 2004-09-22 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种下行式烃油催化裂化方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СМИДОВИЧ Е.В. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов. 3-е издание, пер. и доп. - М.: Химия, 1980, с.157-158. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2648812C2 (ru) * | 2009-04-06 | 2018-03-28 | Ламмус Текнолоджи Инк. | Устройства для нагнетания потоков газа в псевдоожиженный слой твердых частиц |
| RU2818218C2 (ru) * | 2019-07-30 | 2024-04-25 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Система лифт-реактора |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004135765A (ru) | 2006-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5462719A (en) | Method and apparatus for mixing and distributing fluids in a reactor | |
| RU2556920C2 (ru) | Сопло для нагнетания текучей среды в реактор с псевдоожиженным слоем | |
| US5017343A (en) | Low pressure mixing apparatus for atomizing fluids | |
| KR101509274B1 (ko) | 고정 촉매 층 상에서 액상과 기상의 3상 반응을 수행하는 반응기 | |
| US3654140A (en) | Novel cat cracking oil feed injector design | |
| EP2039418B1 (en) | Mixing apparatus | |
| CN103990393B (zh) | 用于两相并行容器的具有切向入口的混合设备和混合方法 | |
| CN101391197B (zh) | 一种物流混合分配系统 | |
| RU2680484C2 (ru) | Форсунка для впрыска текучей среды в реактор с псевдоожиженным слоем | |
| ATE240378T1 (de) | Einsatzeinspritzsystem für katalytisches krackverfahren | |
| US4702891A (en) | Fluid flow distribution system for fluidized bed reactor | |
| US5409672A (en) | Plug flow reaction apparatus with high shear | |
| JP4741237B2 (ja) | ２相並流用ベッセルに用いられるミキシング・デバイス | |
| GB2125430A (en) | Process for thermal cracking of heavy oil | |
| JP2017534436A5 (ru) | ||
| US8801814B2 (en) | Process and apparatus for thermal partial oxidation of hydrocarbons | |
| CN111065452B (zh) | 用于在下流式容器中进行流体接触的方法和设备 | |
| JP2004130301A (ja) | 粒状床の上流に配置される濃い流体と軽い流体との混合および分配装置、ならびに下降流における該装置の使用 | |
| US4673552A (en) | Downwardly directed fluid flow distribution system for ebullated bed reactor | |
| EP2843028B1 (en) | Mixing device for mixing raw material and its use | |
| CN111050900B (zh) | 用于在下流式容器中进行流体接触的方法和设备 | |
| RU2280503C1 (ru) | Смесительное устройство реактора каталитического крекинга углеводородов | |
| US20100137670A1 (en) | Process and apparatus for injecting oxygen into a reaction gas flowing through a synthesis reactor | |
| CN111050899B (zh) | 用于在下流式容器中进行流体接触的方法 | |
| AU609302B2 (en) | Method and apparatus for atomizing liquid fluids for contact with fluidized particles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141207 |