RU2778322C1 - Bimodal reactor with radial flow - Google Patents
Bimodal reactor with radial flow Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778322C1 RU2778322C1 RU2021124929A RU2021124929A RU2778322C1 RU 2778322 C1 RU2778322 C1 RU 2778322C1 RU 2021124929 A RU2021124929 A RU 2021124929A RU 2021124929 A RU2021124929 A RU 2021124929A RU 2778322 C1 RU2778322 C1 RU 2778322C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- zone
- bimodal
- radial flow
- reactor
- Prior art date
Links
- 230000002902 bimodal Effects 0.000 title claims abstract description 136
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 595
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 66
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 48
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 48
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims description 48
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 46
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000011068 load Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 230000001681 protective Effects 0.000 claims description 5
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 42
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004939 coking Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 46
- 239000000047 product Substances 0.000 description 42
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 32
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 18
- -1 for example Substances 0.000 description 18
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 8
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 8
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 7
- 238000005899 aromatization reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 6
- 230000001172 regenerating Effects 0.000 description 6
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N Ammonium fluoride Chemical compound [NH4+].[F-] LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 description 4
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N Octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 231100000614 Poison Toxicity 0.000 description 3
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical group [H]* 0.000 description 3
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N monochloramine Chemical compound ClN QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 3
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 239000002965 rope Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FPGGTKZVZWFYPV-UHFFFAOYSA-M Tetra-n-butylammonium fluoride Chemical compound [F-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC FPGGTKZVZWFYPV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M Tetrabutylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M Tetramethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)C OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M Tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- NOWPEMKUZKNSGG-UHFFFAOYSA-N azane;platinum(2+) Chemical compound N.N.N.N.[Pt+2] NOWPEMKUZKNSGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M iodide Chemical compound [I-] XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atoms Chemical group O* 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003058 platinum compounds Chemical class 0.000 description 2
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 230000002829 reduced Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible Effects 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- NHGXDBSUJJNIRV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC NHGXDBSUJJNIRV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- GTDKXDWWMOMSFL-UHFFFAOYSA-M tetramethylazanium;fluoride Chemical compound [F-].C[N+](C)(C)C GTDKXDWWMOMSFL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- KLFRPGNCEJNEKU-FDGPNNRMSA-L (Z)-4-oxopent-2-en-2-olate;platinum(2+) Chemical compound [Pt+2].C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O KLFRPGNCEJNEKU-FDGPNNRMSA-L 0.000 description 1
- GXDHCNNESPLIKD-UHFFFAOYSA-N 2-Methylhexane Chemical compound CCCCC(C)C GXDHCNNESPLIKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AIRCTMFFNKZQPN-UHFFFAOYSA-N AlO Inorganic materials [Al]=O AIRCTMFFNKZQPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940091292 Alo Drugs 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CLSUSRZJUQMOHH-UHFFFAOYSA-L Platinum(II) chloride Chemical compound Cl[Pt]Cl CLSUSRZJUQMOHH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N Rhenium Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005092 Ruthenium Substances 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- YMBCJWGVCUEGHA-UHFFFAOYSA-M Tetraethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CC[N+](CC)(CC)CC YMBCJWGVCUEGHA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910001579 aluminosilicate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- QJIMNDWDOXTTBR-UHFFFAOYSA-L ammonium tetrachloroplatinate Chemical compound [NH4+].[NH4+].Cl[Pt-2](Cl)(Cl)Cl QJIMNDWDOXTTBR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940045985 antineoplastic drugs Platinum compounds Drugs 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- RBAKORNXYLGSJB-UHFFFAOYSA-N azane;platinum(2+);dinitrate Chemical compound N.N.N.N.[Pt+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O RBAKORNXYLGSJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FAOUENTVTAXLPG-UHFFFAOYSA-L azane;platinum(2+);dinitrite Chemical compound N.N.[Pt+2].[O-]N=O.[O-]N=O FAOUENTVTAXLPG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium(0) Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 1
- 238000001833 catalytic reforming Methods 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N cyclopentane Chemical compound C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- MXLIXEZAMQLDMM-UHFFFAOYSA-L dichloroplatinum;ethane-1,2-diamine Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Pt+2].NCCN.NCCN MXLIXEZAMQLDMM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012013 faujasite Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 229910000042 hydrogen bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxyl anion Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000670 limiting Effects 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 150000001457 metallic cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 150000003867 organic ammonium compounds Chemical class 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003057 platinum Chemical class 0.000 description 1
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005207 tetraalkylammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 150000005622 tetraalkylammonium hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229940073455 tetraethylammonium hydroxide Drugs 0.000 description 1
- QSUJAUYJBJRLKV-UHFFFAOYSA-M tetraethylazanium;fluoride Chemical compound [F-].CC[N+](CC)(CC)CC QSUJAUYJBJRLKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M tetraethylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC[N+](CC)(CC)CC LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FBEVECUEMUUFKM-UHFFFAOYSA-M tetrapropylazanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC FBEVECUEMUUFKM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M tetrapropylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N tin hydride Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIUZJTWSUGSWJI-UHFFFAOYSA-M triethyl(methyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC[N+](C)(CC)CC NIUZJTWSUGSWJI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ASVMCHUOIVTKQQ-UHFFFAOYSA-M triethyl(methyl)azanium;fluoride Chemical compound [F-].CC[N+](C)(CC)CC ASVMCHUOIVTKQQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ЗАЯВЛЕНИЕ О ФИНАНСИРУЕМОМ ИЗ ФЕДЕРАЛЬНОГО БЮДЖЕТА ИССЛЕДОВАНИИ ИЛИ РАЗРАБОТКЕFEDERALLY FUNDED RESEARCH OR DEVELOPMENT STATEMENT
[0001] Не применяется.[0001] Not applicable.
ССЫЛКА НА МИКРОФИШУLINK TO MICROFISH
[0002] Не применяется.[0002] Not applicable.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
[0003] Раскрытые устройства, системы и способы относятся к реакторам с радиальным потоком. Более конкретно, раскрытые устройства, системы и способы относятся к бимодальным реакторам с радиальным потоком. Еще более конкретно, раскрытые устройства, системы и способы относятся к бимодальным реакторам с радиальным потоком, содержащим по меньшей мере три кольцевые паровые зоны и по меньшей мере две зоны катализатора.[0003] The disclosed devices, systems and methods relate to radial flow reactors. More specifically, the disclosed devices, systems and methods relate to bimodal radial flow reactors. Even more specifically, the disclosed devices, systems and methods relate to bimodal radial flow reactors containing at least three annular steam zones and at least two catalyst zones.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
[0004] Радиальный реактор содержит цилиндрический корпус реактора, содержащий специально приспособленные внутренние устройства реактора. Основными внутренними устройствами реактора, которые обеспечивают радиальную картину потока в обычном реакторе с радиальным потоком с неподвижным слоем, являются входной барьер (дисковые пластины), входной распределительный коллектор и осевой выходной сборный коллектор. Два основных типа входных распределителей включают клиновые металлические сита и ряд волнообразных неровностей, при этом каждая волнообразная неровность представляет собой перфорированный полуцилиндр относительно небольшого диаметра, расположенный по окружности емкости. Осевой выпускной сборный коллектор может иметь форму перфорированного цилиндра или «центральной трубы». Катализатор, как правило, загружается в кольцевое пространство, расположенное между впускным распределительным коллектором и центральной трубой, а верх слоя катализатора накрывается накладной пластиной.[0004] The radial reactor comprises a cylindrical reactor vessel containing specially adapted reactor internals. The main reactor internals that provide the radial flow pattern in a conventional fixed bed radial flow reactor are the inlet barrier (disk plates), the inlet manifold and the axial outlet manifold. The two main types of inlet distributors include wedge metal screens and a series of undulations, each undulation being a relatively small diameter perforated semi-cylinder located around the circumference of the vessel. The axial exhaust manifold may be in the form of a perforated cylinder or "centre tube". The catalyst is usually loaded into the annulus located between the inlet manifold and the center pipe, and the top of the catalyst bed is covered with an overlay plate.
[0005] В зависимости от осевого направления потока в распределительном канале и центральной трубе реакторы с радиальным потоком могут быть классифицированы как реакторы z-проточного или π-проточного типа. В зависимости от радиального направления потока в реакторе, реакторы с радиальным потоком также могут быть классифицированы как реакторы с центростремительным (CP) или центробежным (CF) типом потока. В реакторе с CP типом потока газ подается в распределительный канал и проходит радиально от внешнего сита к центральной трубе, при этом в реакторе с CF типом потока газ подается в центральную трубу и проходит радиально от центральной трубы к внешнему ситу. Таким образом, для обычных реакторов с радиальным потоком типичными являются четыре конфигурации потока; они могут быть классифицированы как CP-z, CP-π, CF-z и CF-π конфигурации.[0005] Depending on the axial direction of flow in the distribution channel and the central tube, radial flow reactors can be classified as z-flow or π-flow type reactors. Depending on the radial direction of flow in the reactor, radial flow reactors can also be classified as centripetal (CP) or centrifugal (CF) flow type reactors. In the CP flow type reactor, the gas is fed into the distribution channel and flows radially from the outer sieve to the central tube, while in the CF flow type reactor, the gas is fed into the central tube and flows radially from the central tube to the outer sieve. Thus, four flow configurations are typical for conventional radial flow reactors; they can be classified as CP-z, CP-π, CF-z and CF-π configurations.
[0006] Таким образом, обычные реакторы с радиальным потоком содержат единственный слой катализатора, при этом исходный газ вводится в распределительный канал или центральную трубу, а продукт отводится в том же или противоположном осевом направлении от центральной трубы или распределительного канала после прохождения через единственный слой катализатора.[0006] Thus, conventional radial flow reactors comprise a single catalyst bed, wherein the feed gas is introduced into the distribution channel or central tube, and the product is withdrawn in the same or opposite axial direction from the central tube or distribution channel after passing through the single catalyst bed. .
[0007] Реакторы с радиальным потоком часто используются для проведения эндотермических реакций. Реакции риформинга, например, процессы AROMAX®, производимые химической компанией Chevron Phillips Chemical Company LP, г. Вуддендс, штат Техас, являются чрезвычайно эндотермичными. Когда испаренное сырье проходит через слой катализатора в реакторе (например, от металлического сита или волнообразных неровностей к центральной трубе), температура катализатора может быстро упасть ниже температуры активации для реакций дегидрирования. Когда рабочий катализатор дезактивируется, температуру на входе в реактор повышают для того, чтобы компенсировать потерю активности. Дезактивированный катализатор также является менее селективным катализатором и имеет значительную активность в реакциях крекинга углеводородов. Этот дезактивированный катализатор также имеет более высокую температуру, что также приводит к образованию большего количества продуктов крекинга. Продукты крекинга представляют собой значительно более низкую категорию от стоимости более дорогого сырья (оцениваемого как компоненты смешения бензинов) для легких углеводородов (оцениваемых как топливный газ). Экономически эффективное окончание цикла достигается тогда, когда величина потери стоимости легких углеводородов в результате крекинга превышает или равна стоимости замены катализатора и стоимости производственных потерь в процессе замены. В случае, если достигнут экономический критерий окончания цикла, большая часть катализатора вблизи зоны выхода пара не используется полностью.[0007] Radial flow reactors are often used to carry out endothermic reactions. Reforming reactions such as the AROMAX® processes manufactured by Chevron Phillips Chemical Company LP, Wooddens, Texas, are extremely endothermic. As the vaporized feed passes through the catalyst bed in the reactor (for example, from the metal screen or undulations to the center tube), the catalyst temperature can rapidly drop below the activation temperature for dehydrogenation reactions. When the working catalyst is deactivated, the reactor inlet temperature is raised to compensate for the loss of activity. The deactivated catalyst is also a less selective catalyst and has significant activity in hydrocarbon cracking reactions. This deactivated catalyst also has a higher temperature, which also results in more cracking products. Cracked products represent a significantly lower category from the cost of more expensive feedstocks (valued as gasoline blending components) to light hydrocarbons (valued as fuel gas). Cost-effective end-of-cycle is achieved when the amount of light hydrocarbon value loss due to cracking is greater than or equal to the cost of replacing the catalyst and the cost of production losses in the replacement process. In the event that the economic end-of-cycle criterion is reached, most of the catalyst in the vicinity of the steam exit zone is not fully utilized.
[0008] Соответственно, существует потребность в улучшенных реакторах с радиальным потоком, а также в системах и способах, в которых используются такие реакторы. Желательно, чтобы такие реакторы, системы и способы позволяли усовершенствовать использование катализатора, минимизировать время простоя и/или минимизировать коксование.[0008] Accordingly, there is a need for improved radial flow reactors, as well as systems and methods that use such reactors. Desirably, such reactors, systems, and methods can improve catalyst utilization, minimize downtime, and/or minimize coking.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[0009] В данном документе раскрыт бимодальный реактор с радиальным потоком, содержащий: цилиндрический внешний корпус, окружающий по меньшей мере пять цилиндрических концентрических зон, включая по меньшей мере три кольцевые паровые зоны и по меньшей мере две зоны катализатора, причем по меньшей мере две зоны катализатора содержат внешнюю зону катализатора и внутреннюю зону катализатора, и при этом по меньшей мере три кольцевые паровые зоны содержат внешнюю кольцевую паровую зону, среднюю кольцевую паровую зону и центральную кольцевую паровую зону, и при этом внешняя зона катализатора расположена между внешней кольцевой паровой зоной и средней кольцевой паровой зоной, и при этом внутренняя зона катализатора расположена между средней кольцевой паровой зоной и центральной кольцевой паровой зоной; а также распределительный трубопровод, выполненный с возможностью вертикального ввода сырья в нижний конец каждой из одной или двух из по меньшей мере трех кольцевых паровых зон и отведения продукта с нижнего конца каждой из одной или двух оставшихся из по меньшей мере трех кольцевых паровых зон.[0009] Disclosed herein is a bimodal radial flow reactor comprising: a cylindrical outer casing surrounding at least five cylindrical concentric zones, including at least three annular vapor zones and at least two catalyst zones, wherein at least two zones of the catalyst contain an outer catalyst zone and an inner catalyst zone, and at least three annular steam zones contain an outer annular steam zone, a middle annular steam zone and a central annular steam zone, and while the outer catalyst zone is located between the outer annular steam zone and the middle an annular vapor zone, wherein the inner catalyst zone is located between the middle annular vapor zone and the central annular vapor zone; as well as a distribution pipeline configured to vertically enter the raw material into the lower end of each of one or two of the at least three annular steam zones and remove the product from the lower end of each of the one or two remaining of the at least three annular steam zones.
[0010] Также в данном документе раскрыт бимодальный реактор с защитным слоем с радиальным потоком, содержащий: цилиндрический внешний корпус, окружающий по меньшей мере пять цилиндрических концентрических зон, включая по меньшей мере две кольцевые паровые зоны, по меньшей мере две зоны катализатора и зону разделения слоя, при этом по меньшей мере две зоны катализатора содержат внешнюю зону катализатора и внутреннюю зону катализатора, при этом по меньшей мере две кольцевые паровые зоны содержат внешнюю кольцевую паровую зону и центральную кольцевую паровую зону, и при этом внешняя зона катализатора расположена между внешней кольцевой паровой зоной и зоной разделения слоя, и при этом внутренняя зона катализатора расположена между зоной разделения слоя и центральной кольцевой паровой зоной; а также распределительный трубопровод, выполненный с возможностью вертикального ввода сырья в нижний конец внешней кольцевой паровой зоны и отведения продукта с нижнего конца центральной кольцевой паровой зоны.[0010] Also disclosed herein is a bimodal radial flow guard bed reactor comprising: a cylindrical outer shell surrounding at least five cylindrical concentric zones including at least two annular vapor zones, at least two catalyst zones, and a separation zone layer, wherein at least two catalyst zones contain an outer catalyst zone and an inner catalyst zone, while at least two annular steam zones contain an outer annular steam zone and a central annular steam zone, and the outer catalyst zone is located between the outer annular steam zone a bed separation zone and a bed separation zone, wherein the inner catalyst zone is located between the bed separation zone and the central annular vapor zone; and a distribution conduit configured to vertically introduce feedstock into the lower end of the outer annular steam zone and withdraw product from the lower end of the central annular steam zone.
[0011] Также в данном документе раскрыт бимодальный реактор с радиальным потоком, содержащий: цилиндрический внешний корпус, окружающий пять цилиндрических концентрических зон, включая три кольцевые паровые зоны и две зоны катализатора, причем две зоны катализатора содержат внешнюю зону катализатора и внутреннюю зону катализатора, при этом внутренняя зона катализатора и внешняя зона катализатора выполнены в виде съемных корзин для катализатора, и при этом три кольцевые паровые зоны содержат внешнюю кольцевую паровую зону, среднюю кольцевую паровую зону и центральную кольцевую паровую зону, и при этом внешняя зона катализатора расположена между внешней кольцевой паровой зоной и средней кольцевой паровой зоной, и при этом внутренняя зона катализатора расположена между средней кольцевой паровой зоной и центральной кольцевой паровой зоной; а также распределительный трубопровод, выполненный с возможностью вертикального ввода сырья в нижний конец каждой из одной или двух из трех кольцевых паровых зон и отведения продукта с нижнего конца каждой из одной или двух оставшихся из трех кольцевых паровых зон.[0011] Also disclosed herein is a radial flow bimodal reactor comprising: a cylindrical outer shell surrounding five cylindrical concentric zones including three annular vapor zones and two catalyst zones, the two catalyst zones comprising an outer catalyst zone and an inner catalyst zone, with In this case, the inner catalyst zone and the outer catalyst zone are made in the form of removable baskets for the catalyst, and while the three annular steam zones contain an outer annular steam zone, a middle annular steam zone and a central annular steam zone, and while the outer catalyst zone is located between the outer annular steam zone zone and the middle annular steam zone, and while the inner zone of the catalyst is located between the middle annular steam zone and the Central annular steam zone; as well as a distribution pipeline configured to vertically enter the raw material into the lower end of each of one or two of the three annular steam zones and discharge the product from the lower end of each of the one or two remaining of the three annular steam zones.
[0012] Также в данном документе раскрыта система реакторов, содержащая бимодальный реактор с радиальным потоком с защитным слоем, по меньшей мере один бимодальный реактор с радиальным потоком со съемной корзиной для катализатора и по меньшей мере один бимодальный реактор с радиальным потоком с неподвижным слоем, причем бимодальный реактор с радиальным потоком с защитным слоем расположен перед по меньшей мере одним бимодальным реактором с радиальным потоком со съемной корзиной для катализатора, и при этом по меньшей мере один бимодальный реактор с радиальным потоком со съемной корзиной для катализатора расположен перед по меньшей мере одним бимодальным реактором с радиальным потоком с неподвижным слоем.[0012] Also disclosed herein is a reactor system comprising a guard bed bimodal radial flow reactor, at least one radial flow bimodal reactor with a removable catalyst basket, and at least one fixed bed bimodal radial flow reactor, wherein a bimodal radial flow reactor with a protective bed is located before at least one bimodal radial flow reactor with a removable catalyst basket, and wherein at least one bimodal radial flow reactor with a removable catalyst basket is located before at least one bimodal reactor with radial flow with fixed bed.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0013] В подробном описании будут делаться ссылки на чертежи, кратко описанные ниже, где одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые части, если не указано иное.[0013] In the detailed description, reference will be made to the drawings briefly described below, where like reference numerals refer to like parts, unless otherwise indicated.
[0014] На Фиг. 1 проиллюстрирована упрощенная схема бимодального реактора с радиальным потоком по данному изобретению;[0014] In FIG. 1 illustrates a simplified diagram of a bimodal radial flow reactor according to the present invention;
[0015] На Фиг. 2А проиллюстрирована схема бимодального реактора с радиальным потоком в соответствии с вариантом осуществления этого изобретения;[0015] In FIG. 2A is a schematic diagram of a bimodal radial flow reactor according to an embodiment of this invention;
[0016] На Фиг. 2В проиллюстрирован вид сверху верха цилиндрического внешнего корпуса 5 бимодального реактора с радиальным потоком (BRFR, bi-modal radial flow reactor) 10 с неподвижным слоем по Фиг. 2А;[0016] In FIG. 2B illustrates a plan view of the top of the cylindrical
[0017] На Фиг. 3А проиллюстрирована схема бимодального реактора с радиальным потоком в соответствии с другим вариантом осуществления этого изобретения;[0017] In FIG. 3A is a diagram of a bimodal radial flow reactor according to another embodiment of this invention;
[0018] На Фиг. 3В проиллюстрирован вид сверху нижней стороны крышки 130, где изображены фланец 132 крышки, прижимная накладная пластина 133А, прижимная накладная пластина 133В и опорная конструкция 109А/В;[0018] In FIG. 3B is a plan view of the underside of the
[0019] На Фиг. 3С проиллюстрирован вид сверху верха цилиндрического внешнего корпуса 105 реактора 110 по Фиг. 3А;[0019] In FIG. 3C illustrates a plan view of the top of the cylindrical
[0020] На Фиг. 4А проиллюстрирована схема внутренней корзины 120В' для катализатора, внешней корзины 120А' для катализатора и цилиндрического внешнего корпуса или корпуса 105' реактора в соответствии с вариантами осуществления этого изобретения;[0020] In FIG. 4A is a diagram of an
[0021] На Фиг. 4В проиллюстрирован вид сверху внутренней корзины 120В' для катализатора по Фиг. 4А;[0021] In FIG. 4B illustrates a plan view of the
[0022] На Фиг. 4С проиллюстрирован вид сверху внешней корзины 120А для катализатора по Фиг. 4А;[0022] In FIG. 4C illustrates a plan view of the
[0023] На Фиг. 5А проиллюстрирована схема бимодального реактора с защитным слоем с радиальным потоком в соответствии с вариантом осуществления этого изобретения;[0023] In FIG. 5A is a diagram of a bimodal radial flow guard bed reactor according to an embodiment of this invention;
[0024] На Фиг. 5В проиллюстрирован вид сверху верха цилиндрического внешнего корпуса 205 реактора 210 по Фиг. 5А;[0024] In FIG. 5B illustrates a plan view of the top of the cylindrical
[0025] На Фиг. 6 проиллюстрирован схематически вид сверху бимодального реактора с радиальным потоком в соответствии с вариантами осуществления этого изобретения;[0025] In FIG. 6 is a schematic plan view of a bimodal radial flow reactor in accordance with embodiments of this invention;
[0026] На Фиг. 7 проиллюстрирована схема интегрированной конструкции контура реакторной установки, содержащей бимодальный реактор с радиальным потоком с защитным слоем, бимодальный реактор с радиальным потоком со съемной корзиной для катализатора и бимодальный реактор с радиальным потоком с неподвижным слоем в соответствии с вариантом осуществления этого изобретения.[0026] In FIG. 7 is a diagram of an integrated reactor circuit design comprising a guard bed bimodal radial flow reactor, a removable catalyst basket bimodal radial flow reactor, and a fixed bed bimodal radial flow reactor in accordance with an embodiment of this invention.
[0027] На Фиг. 8 проиллюстрирована схема интегрированной конструкции контура реакторной установки, содержащей бимодальный реактор с радиальным потоком с защитным слоем, три бимодальных реактора с радиальным потоком со съемной корзиной для катализатора и три бимодальных реактора с радиальным потоком с неподвижным слоем в соответствии с вариантом осуществления этого изобретения.[0027] In FIG. 8 is a diagram of an integrated reactor loop design comprising a bimodal guard bed radial flow reactor, three bimodal radial flow reactors with a removable catalyst basket, and three fixed bed bimodal radial flow reactors in accordance with an embodiment of this invention.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION
[0028] Со ссылкой на Фиг. 1, где проиллюстрирована упрощенная схема бимодального реактора с радиальным потоком 10/110 по этому изобретению (которая будет подробно описана ниже со ссылкой на Фиг. 2 и 3), в данном документе раскрыты бимодальный реактор с радиальным потоком (BRFR) 10/110, который содержит по меньшей мере три кольцевые паровые зоны 15А/115А, 15В/115В и 15С/115С и по меньшей мере две зоны 20А/120А и 20В/120 В катализатора, системы, содержащие бимодальный реактор с радиальным потоком, а также способы использования бимодального реактора с радиальным потоком и систем, содержащих его. BRFR выполнен таким образом, чтобы объем катализатора был разделен внутри отдельного реактора на две или более отдельные зоны катализатора и переслоенные кольцевые паровые зоны. Конструкция проточных каналов бимодального реактора с радиальным потоком может позволить улучшить использование катализатора, минимизировать время простоя и/или минимизировать коксование по сравнению с обычными «унимодальными» реакторами с радиальным потоком. Например, в вариантах осуществления изобретения, в ходе первой части цикла сырье может быть сначала введено в среднюю кольцевую паровую зону 15В/115В, может сначала проходить через внутреннюю зону катализатора 20В/120 В и выходить из реактора 10/110 через центральную кольцевую паровую зону 15С/115С; в процессе второй части цикла сырье может быть сначала введено в среднюю кольцевую паровую зону 15В/115В, может сначала проходить через внешнюю зону катализатора 20А/120А и выходить из реактора 10/110 через внешнюю кольцевую паровую зону 15А/115А. Таким образом, в вариантах осуществления изобретения, раскрытые в данном документе система и способ могут быть использованы для разделения объема катализатора на секции (например, пополам), и каждая секция может быть использована по-разному. Хотя периодически в описании делается ссылка на катализаторы и реакции риформинга/ароматизации, следует понимать, что раскрытый в данном документе BRFR может быть подходящим для использования с другими катализаторами и для других реакций.[0028] With reference to FIG. 1, which illustrates a simplified diagram of a 10/110 bimodal radial flow reactor of this invention (which will be described in detail below with reference to FIGS. 2 and 3), this document discloses a 10/110 bimodal radial flow reactor (BRFR) which contains at least three
[0029] В вариантах осуществления изобретения по меньшей мере две зоны катализатора в BRFR содержат съемные корзины для катализатора. Такие съемные корзины для катализатора могут быть извлечены через верх BRFR. В вариантах осуществления изобретения по меньшей мере две зоны катализатора в BRFR содержат неподвижные слои, которые в вариантах осуществления изобретения могут быть обеспечены неподвижными корзинами с катализатором или «неподвижными корзинами для катализатора». В таких вариантах осуществления изобретения одна или обе из по меньшей мере двух зон катализатора могут быть выполнены с одним или более отверстиями, соединенными по текучей среде с их нижним концом, таким образом, катализатор может быть извлечен через отверстия.[0029] In embodiments of the invention, at least two of the catalyst zones in the BRFR comprise removable catalyst baskets. These removable catalyst baskets can be removed from the top of the BRFR. In embodiments of the invention, at least two catalyst zones in a BRFR comprise fixed beds, which in embodiments of the invention may be provided by fixed catalyst baskets or "fixed catalyst baskets". In such embodiments, one or both of the at least two catalyst zones may be provided with one or more orifices fluidly connected to their lower end such that the catalyst can be removed through the orifices.
[0030] Описанный в данном документе BRFR дополнительно содержит распределительный трубопровод, который позволяет как вводить сырье, так и отводить продукт из нижнего конца BRFR. Поскольку распределительный трубопровод содержит трубопроводы как для подачи сырья, так и для отведения отходящего потока с нижнего конца BRFR, требуется меньше трубопроводов, а извлечение съемных корзин для катализатора с верхнего конца BRFR облегчается конфигурациями BRFR со съемными корзинами для катализатора.[0030] The BRFR described herein further comprises a distribution conduit that allows both feedstock to be introduced and product to be withdrawn from the lower end of the BRFR. Because the distribution piping contains both feed and effluent piping from the lower end of the BRFR, less piping is required, and removal of removable catalyst baskets from the upper end of the BRFR is facilitated by BRFR configurations with removable catalyst baskets.
[0031] Также в данном документе раскрыт бимодальный реактор с радиальным потоком с защитным слоем (BRFGBR, bi-modal radial How guard bed reactor), содержащий no меньшей мере две кольцевые паровые зоны, по меньшей мере две зоны катализатора и зону разделения слоя. В вариантах осуществления изобретения по меньшей мере две зоны катализатора в BRFGBR содержат съемные корзины для катализатора. Использование такого бимодального реактора с защитным слоем с радиальным потоком может устранить необходимость в предохранительном реакторе с более высоким перепадом давления или в адсорбере-конвертере серы, что может снизить капитальные затраты по сравнению с системами без BRFGBR.[0031] Also disclosed herein is a bi-modal radial How guard bed reactor (BRFGBR) comprising at least two annular steam zones, at least two catalyst zones, and a bed separation zone. In embodiments of the invention, at least two of the catalyst zones in the BRFGBR comprise removable catalyst baskets. The use of such a bimodal radial flow guard bed reactor can eliminate the need for a higher pressure drop safety reactor or sulfur adsorber, which can reduce capital costs compared to systems without BRFGBR.
[0032] В данном документе также раскрыта система, содержащая более одного из раскрытых в данном документе реакторов. В вариантах осуществления изобретения система по этому изобретению содержит по меньшей мере два реактора, выбранных из раскрытых в данном документе BRFR и BRFGBR. Система по этому изобретению может содержать по меньшей мере два реактора, выбранных из BRFR со съемной корзиной для катализатора, BRFR с неподвижной корзиной для катализатора или с неподвижным слоем катализатора, и BRFGBR. В вариантах осуществления система по этому изобретению содержит BRFGBR, по меньшей мере один BRFR со съемной корзиной для катализатора и по меньшей мере один BRFR с неподвижной корзиной для катализатора. В вариантах осуществления система по этому изобретению содержит BRFGBR со съемной корзиной для катализатора, три BRFR со съемными корзинами для катализатора и три BRFR с неподвижными корзинами для катализатора. В таких вариантах осуществления изобретения три BRFR со съемными корзинами для катализатора могут быть меньшего размера (то есть иметь меньший общий объем катализатора и/или диаметр реактора), чем BRFR с неподвижными корзинами для катализатора; для конструкции, когда желаемые взаимодействия химических веществ влекут за собой сильно эндотермичные реакции, например, когда слои катализатора большего диаметра не могли бы быть полностью использованы из-за быстрого перепада температуры реакции в радиальных слоях. Также предложены способы использования раскрытых в данном документе реакторов и установок.[0032] This document also discloses a system containing more than one of the reactors disclosed herein. In embodiments of the invention, the system of this invention comprises at least two reactors selected from the BRFR and BRFGBR disclosed herein. The system of this invention may comprise at least two reactors selected from a removable catalyst basket BRFR, a fixed catalyst basket or fixed catalyst bed BRFR, and a BRFGBR. In embodiments, the system of this invention comprises a BRFGBR, at least one BRFR with a removable catalyst basket, and at least one BRFR with a fixed catalyst basket. In embodiments, the system of this invention comprises a BRFGBR with a removable catalyst basket, three BRFRs with removable catalyst baskets, and three BRFRs with fixed catalyst baskets. In such embodiments, the three BRFRs with removable catalyst baskets may be smaller (ie, have a smaller overall catalyst volume and/or reactor diameter) than BRFRs with fixed catalyst baskets; for design where the desired chemical interactions entail highly endothermic reactions, such as when larger diameter catalyst beds could not be fully utilized due to the rapid reaction temperature drop across the radial beds. Methods for using the reactors and plants disclosed herein are also provided.
[0033] В унимодальном реакторе путь технологического потока имеет одно направление, при этом в бимодальном реакторе, как описано в данном документе, путь технологического потока может иметь два направления в пределах одного кожуха реактора. Бимодальный реактор обеспечивает возможность одновременного протекания технологического потока через несколько слоев, содержащихся в одном и том же реакторе, таким образом, уменьшая количество кожухов реактора, необходимых для заданной массы или объема используемого катализатора; в альтернативном варианте технологический поток может быть предпочтительно увеличен или уменьшен через каждый слой катализатора в одном и том же реакторе для улучшения использования катализатора. Другими словами, унимодальный реактор имеет только один максимум в поперечном сечении реактора для тепла, выделяемого в экзотермических реакциях, или для тепла, поглощаемого в эндотермических реакциях. В бимодальном реакторе может быть два или более максимумов в поперечном сечении реактора для тепла, выделяемого в экзотермических реакциях, или для тепла, поглощаемого в эндотермических реакциях. Используемый в данном документе термин «бимодальный» при использовании для описания реактора с радиальным потоком, таким образом, означает многовариантный реактор с разделенным слоем, с разветвленным потоком и радиальным потоком, который имеет два различных пути потока через два слоя, где процентный расход потока между двумя слоями может варьироваться.[0033] In a unimodal reactor, the process flow path is single direction, while in a bimodal reactor, as described herein, the process flow path may be bidirectional within the same reactor shell. The bimodal reactor allows the process stream to flow simultaneously through multiple beds contained in the same reactor, thus reducing the number of reactor shells required for a given mass or volume of catalyst used; alternatively, the process flow may preferably be increased or decreased through each catalyst bed in the same reactor to improve catalyst utilization. In other words, a unimodal reactor has only one maximum in the cross section of the reactor for heat released in exothermic reactions or for heat absorbed in endothermic reactions. In a bimodal reactor, there may be two or more peaks in the cross section of the reactor for heat released in exothermic reactions or for heat absorbed in endothermic reactions. As used herein, the term "bimodal" when used to describe a radial flow reactor thus means a multiple split-bed, branched-flow, radial-flow reactor that has two different flow paths through the two beds, where the percentage flow rate between the two layers may vary.
[0034] В данном документе раскрыт BRFR. В вариантах осуществления изобретения бимодальный реактор с радиальным потоком содержит цилиндрический внешний корпус или корпус реактора, окружающий по меньшей мере пять цилиндрических концентрических зон, включая по меньшей мере три кольцевые паровые зоны и по меньшей мере две зоны катализатора. По меньшей мере две зоны катализатора содержат внешнюю зону катализатора и внутреннюю зону катализатора, а по меньшей мере три кольцевые паровые зоны содержат внешнюю кольцевую паровую зону, среднюю кольцевую паровую зону и центральную кольцевую паровую зону. Внешняя зона катализатора расположена между внешней кольцевой паровой зоной и средней кольцевой паровой зоной, а внутренняя зона катализатора расположена между средней кольцевой паровой зоной и центральной кольцевой паровой зоной. BRFR дополнительно содержит распределительный трубопровод, выполненный с возможностью вертикального ввода сырья в нижний конец каждой из одной или двух из по меньшей мере трех кольцевых паровых зон и отведения продукта с нижнего конца каждой из одной или двух оставшихся из по меньшей мере трех кольцевых паровых зон. Зоны катализатора в BRFR по этому изобретению могут содержать неподвижные слои катализатора (также называемые в данном документе неподвижными «корзинами» для катализатора) или съемные слои катализатора (также называемые в данном документе съемными «корзинами» для катализатора). Хотя это потенциально менее желательно, BRFR, содержащий по меньшей мере одну зону катализатора, которая представляет собой неподвижную корзину для катализатора, и по меньшей мере одну зону катализатора, которая представляет собой съемную корзину для катализатора, также находится в пределах объема этого изобретения.[0034] BRFR is disclosed herein. In embodiments of the invention, the radial flow bimodal reactor comprises a cylindrical outer vessel or reactor vessel surrounding at least five cylindrical concentric zones, including at least three annular vapor zones and at least two catalyst zones. At least two catalyst zones comprise an outer catalyst zone and an inner catalyst zone, and at least three annular vapor zones comprise an outer annular vapor zone, a middle annular vapor zone, and a central annular vapor zone. The outer catalyst zone is located between the outer annular vapor zone and the middle annular vapor zone, and the inner catalyst zone is located between the middle annular vapor zone and the central annular vapor zone. The BRFR further comprises a distribution pipeline configured to vertically feed the feed into the lower end of each of one or two of the at least three annular steam zones and discharge the product from the lower end of each of the one or two remaining of the at least three annular steam zones. The catalyst zones in the BRFR of this invention may comprise fixed catalyst beds (also referred to herein as fixed catalyst "baskets") or removable catalyst beds (also referred to herein as removable catalyst "baskets"). Although potentially less desirable, a BRFR comprising at least one catalyst zone that is a fixed catalyst basket and at least one catalyst zone that is a removable catalyst basket is also within the scope of this invention.
[0035] Как было отмечено выше, BRFR по этому изобретению может содержать неподвижный слой катализатора или корзину с катализатором. BRFR с неподвижным слоем в соответствии с вариантом осуществления этого изобретения теперь будет описан со ссылкой на Фиг. 2А. Как было отмечено выше, в вариантах осуществления изобретения BRFR по этому изобретению содержит цилиндрический внешний корпус, окружающий по меньшей мере пять цилиндрических концентрических зон, включая по меньшей мере три кольцевые паровые зоны и по меньшей мере две зоны катализатора. BRFR 10 с неподвижным слоем содержит цилиндрический внешний корпус или корпус 5 реактора, окружающий пять цилиндрических концентрических зон, включая три кольцевые паровые зоны и две зоны катализатора. Две зоны катализатора содержат внешнюю зону 20А катализатора и внутреннюю зону 20В катализатора, а три кольцевые паровые зоны содержат внешнюю кольцевую паровую зону 15А, среднюю кольцевую паровую зону 15В и центральную кольцевую паровую зону 15С. Внешняя зона катализатора 20А расположена между внешней кольцевой паровой зоной 15А и средней кольцевой паровой зоной 15В, а внутренняя зона катализатора 20В расположена между средней кольцевой паровой зоной 15В и центральной кольцевой паровой зоной 15С.[0035] As noted above, the BRFR of this invention may comprise a fixed catalyst bed or a catalyst basket. A fixed bed BRFR according to an embodiment of this invention will now be described with reference to FIG. 2A. As noted above, in embodiments of the invention, the BRFR of this invention comprises a cylindrical outer casing surrounding at least five cylindrical concentric zones, including at least three annular vapor zones and at least two catalyst zones. The fixed
[0036] Внешняя зона 20А катализатора и внутренняя зона 20В катализатора могут быть разграничены решетчатыми корзинами, которые могут быть прикреплены на место болтами. Неподвижные слои катализатора или корзины с катализатором могут быть обеспечены ситами Vee-Wire®, клиновыми металлическими ситами или любыми соответствующими металлическими ситами, которые отделяют две или более зоны катализатора от трех или более кольцевых паровых зон. Сита Vee-Wire® или Johnson Screens - это бренд клиновых металлических сит от Bilfinger Water Technologies GmbH. В вариантах осуществления изобретения внешняя зона 20А катализатора и внутренняя зона 20В катализатора содержат катализатор риформинга. Катализатор риформинга может быть любым подходящим катализатором риформинга, известным специалистам в данной области техники. В вариантах осуществления изобретения катализатор риформинга представляет собой катализатор, подробно описанный в данном документе ниже. Перфорированные пластины 12 могут быть использованы для настройки перепада давления.[0036] The
[0037] Как было отмечено выше, BRFR в соответствии с этим изобретением дополнительно содержит распределительный трубопровод, выполненный с возможностью вертикального ввода сырья в нижний конец каждой из одной или двух из по меньшей мере трех кольцевых паровых зон и отведения продукта с нижнего конца каждой из одной или двух оставшихся из по меньшей мере трех кольцевых паровых зон. BRFR 10 с неподвижным слоем содержит распределительный трубопровод 40. Распределительный трубопровод 40 может быть расположен по существу под или на нижнем конце цилиндрического внешнего корпуса 5. Распределительный трубопровод 40 содержит трубопроводы 42А, 42В и 42С. Трубопроводы 42А, 42В и 42С выполнены с возможностью ввода сырья и/или отведения продукта из внешней кольцевой паровой зоны 15А, средней кольцевой паровой зоны 15В и центральной кольцевой паровой зоны 15С, соответственно. Желательно, чтобы распределительный трубопровод 40 мог функционировать таким образом, чтобы направление потока можно было изменять. Например, трубопровод 42В первоначально может быть использован для ввода сырья в среднюю кольцевую паровую зону 15В, при этом трубопровод 42А используется для отведения продукта из внешней кольцевой паровой зоны 15А, а трубопровод 42С используется для отведения продукта из центральной кольцевой паровой зоны 15С. Впоследствии направление потока может быть изменено (например, без ограничения, процесс регенерации или очистки реактора при удалении кокса, побочных продуктов реакции и загрязняющих веществ или процесс добавления регенерирующих жидкостей может быть улучшен посредством изменения направления технологического потока через слои катализатора) с использованием трубопроводов 42А и 42С, используемых для ввода сырья или другого газа во внешнюю кольцевую паровую зону 15А и центральную кольцевую паровую зону 15С, соответственно, при этом трубопровод 42В используется для отведения продукта или другого газа из средней кольцевой паровой зоны 15В.[0037] As noted above, the BRFR in accordance with this invention further comprises a distribution pipeline configured to vertically enter the feed into the lower end of each of one or two of at least three annular steam zones and divert product from the lower end of each of one or the remaining two of the at least three annular steam zones. The fixed
[0038] Распределительный трубопровод 40 может дополнительно содержать боковой трубопровод 43, выполненный с возможностью комбинированного отведения газа из трубопровода 42А или 42В. Например, в варианте осуществления изобретения по Фиг. 2А боковой трубопровод 43 (который может быть выровнен или не выровнен по вертикали вдоль стороны BRFR 10 с неподвижным слоем) соединен по текучей среде с трубопроводом 42А и трубопроводом 42С, посредством чего газ (например, газообразный продукт), отводимый через них, может быть объединен и отведен из BRFR 10 с неподвижным слоем.[0038] The distribution conduit 40 may further comprise a
[0039] Как было отмечено выше, для BRFR с неподвижным слоем или с корзиной одно или более спускных отверстий могут быть выполнены с возможностью извлечения катализатора из по меньшей мере двух зон катализатора. Например, в варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 2А, спускные отверстия 44А и 44С соединены по текучей среде с внешней зоной 20А катализатора, а спускное отверстие 44В соединено по текучей среде с внутренней зоной 20В катализатора. Клапаны могут быть выполнены с возможностью регулирования количества потока в трубопроводы 42А, 42В и 42С и/или из них, между трубопроводом 42А и трубопроводом 42В, между трубопроводом 42В и трубопроводом 42С, между трубопроводом 42А и боковым трубопроводом 43, а также между трубопроводом 42С и боковым трубопроводом 43. Например, клапан А может быть расположен вдоль трубопровода 42А, где он соединяется с боковым трубопроводом 43 и выполнен с возможностью регулирования количества потока по трубопроводу 42А (например, по направлению к корпусу реактора с неподвижным слоем BRFR 10 или от него); клапан В может быть расположен вдоль трубопровода 42С, где он соединяется с боковым трубопроводом 43 и выполнен с возможностью регулирования количества потока по трубопроводу 42С (например, по направлению к корпусу реактора или от него); клапан АА может быть расположен таким образом, чтобы он байпасировал клапан А, и выполнен с возможностью регулирования небольшого количества потока между трубопроводом 42А и боковым трубопроводом 43; и клапан ВВ может быть расположен таким образом, чтобы он байпасировал клапан В (например, больше не изменяя направления потока в ходе цикла, но обеспечивая небольшой поток, чтобы зона не застаивалась), и может быть выполнен с возможностью регулирования небольшого количества потока между трубопроводом 42С и боковым трубопроводом 43.[0039] As noted above, for a fixed bed or basket BRFR, one or more vents may be configured to remove catalyst from at least two catalyst zones. For example, in the embodiment of the invention illustrated in FIG. 2A, vents 44A and 44C are in fluid communication with
[0040] Реактор с неподвижным слоем BRFR 10 может дополнительно содержать съемную крышку 30, выполненную с возможностью герметизации верха реактора. Крышка 30 может быть неподвижно соединена с фланцем 6 реактора в верхней части цилиндрического внешнего корпуса 5. Крышка 30 содержит верхний купол 31 и фланец 32 крышки, который, как известно специалистам, может быть неподвижно соединен с фланцем 6 реактора в верхней части цилиндрического внешнего корпуса 5. В вариантах осуществления изобретения фланец 32 крышки 30 прикреплен болтами к фланцу 6 реактора.[0040] The fixed
[0041] На Фиг. 2В проиллюстрирован вид сверху верха цилиндрического внешнего корпуса 5 реактора с неподвижным слоем BRFR 10 по Фиг. 2А. На Фиг. 2В отчетливо показано чередование прослоек внешней зоны 20А катализатора с внешней кольцевой паровой зоной 15А и со средней кольцевой паровой зоной 15В, а также чередование прослоек внутренней зоны 20В катализатора со средней кольцевой паровой зоной 15В и центральной кольцевой паровой зоной 15С. На Фиг. 2В также показано, как фланец реактора 6, прочно соединенный с цилиндрическим внешним корпусом 5, может быть прикреплен болтами к фланцу 32 крышки 30. Опоры 7А и 7В могут быть неотъемлемой частью внешней зоны 20А катализатора и внутренней зоны 20В катализатора и выполнены с возможностью обеспечения для них конструкции/опоры. В вариантах осуществления изобретения опоры 7А и/или 7В могут отсутствовать.[0041] In FIG. 2B illustrates a plan view of the top of the cylindrical
[0042] Набивка 8 может быть расположена вокруг кольцевой канавки внешней зоны 20А катализатора. Такая набивка 8 может содержать высокотемпературную изоляцию, например, без ограничения, изоляцию из керамического волокна в виде веревки или одеяла. Kaowool® является примером изоляции из керамического волокна, доступной от Morgan Thermal Ceramics. Разделительное кольцо 11 для выравнивания по окружности может служить ограничителем потока для внешней кольцевой паровой зоны 15А. Разделительное кольцо 11 может быть приварено к корпусу или прикреплено, что очевидно специалистам в данной области техники. Внутренние колпачки 9, расположенные в верхней части средней и центральной кольцевых зон, могут быть изготовлены из металла, аналогичного или совместимого с ситами и корзинами для катализатора, и могут быть соединены болтами или приварены к ним. Твердая металлическая пластина 11 может быть использована для выравнивания корзин для катализатора внутри реактора 10. Внешний колпачок может быть приварен к внешнему корпусу 5 и Kaowool, что позволяет расширять корзины для катализатора.[0042]
[0043] Как было отмечено выше, в вариантах осуществления изобретения BRFR по этому изобретению содержит съемный слой или съемную корзину для катализатора. BRFR со съемным слоем в соответствии с вариантом осуществления этого изобретения теперь будет предложен со ссылкой на Фиг. 3А. Как было отмечено выше, в вариантах осуществления изобретения BRFR по этому изобретению содержит цилиндрический внешний корпус, окружающий по меньшей мере пять цилиндрических концентрических зон, включая по меньшей мере три кольцевые паровые зоны и по меньшей мере две зоны катализатора. BRFR 110 со съемной корзиной для катализатора содержит цилиндрический внешний корпус или корпус 105 реактора, окружающий пять цилиндрических концентрических зон, включая три кольцевые паровые зоны и две зоны катализатора. Две зоны катализатора содержат внешнюю зону 120А катализатора и внутреннюю зону 120 В катализатора, а три кольцевые паровые зоны содержат внешнюю кольцевую паровую зону 115А, среднюю кольцевую паровую зону 115В и центральную кольцевую паровую зону 115С. Внешняя зона катализатора 120А расположена между внешней кольцевой паровой зоной 115А и средней кольцевой паровой зоной 115В, а внутренняя зона катализатора 120В расположена между средней кольцевой паровой зоной 115В и центральной кольцевой паровой зоной 115С.[0043] As noted above, in embodiments of the invention, the BRFR of this invention comprises a removable bed or removable catalyst basket. A removable layer BRFR according to an embodiment of this invention will now be proposed with reference to FIG. 3A. As noted above, in embodiments of the invention, the BRFR of this invention comprises a cylindrical outer casing surrounding at least five cylindrical concentric zones, including at least three annular vapor zones and at least two catalyst zones. The
[0044] Внешняя зона 120А катализатора и внутренняя зона 120 В катализатора в BRFR ПО со съемной корзиной для катализатора могут быть выполнены в виде корзин для катализатора. Корзины для катализатора могут быть извлечены из BRFR через его верхний конец. На Фиг. 4А проиллюстрирована схема внутренней корзины 120В' для катализатора, внешней корзины 120А' для катализатора и цилиндрического внешнего корпуса или корпуса 105' реактора в соответствии с вариантами осуществления этого изобретения, с подробным описанием съемных корзин для катализатора, также указан фланец реактора 106'. На Фиг. 4В проиллюстрирован вид сверху внутренней корзины 120В' для катализатора по Фиг. 4А. На Фиг. 4С проиллюстрирован вид сверху внешней корзины 120А для катализатора по Фиг. 4А. Корзины с катализатором 120А/120А' могут быть изготовлены из сит Vee-Wire®, из клиновых металлических сит или из любых соответствующих металлических сит, которые отделяют две или более зоны катализатора от трех или более кольцевых паровых зон. Перфорированная металлическая пластина 114В может быть расположена на дне внутренней корзины 120В/120В' для катализатора; перфорированная металлическая пластина 114А может быть расположена на дне внешней корзины 120а/120А' для катализатора.[0044] The
[0045] В вариантах осуществления изобретения внешняя зона 120А/120А' катализатора и внутренняя зона 120В/120В' катализатора содержат катализатор риформинга. Катализатор риформинга может быть любым подходящим катализатором риформинга, известным специалистам в данной области техники. В вариантах осуществления изобретения катализатор риформинга представляет собой катализатор, подробно описанный в данном документе ниже. Перфорированные пластины 112 могут быть использованы для настройки перепада давления.[0045] In embodiments, the
[0046] Как было отмечено в данном документе выше со ссылкой на BRFR 10 с неподвижным слоем, BRFR в соответствии с этим изобретением дополнительно содержит распределительный трубопровод, выполненный с возможностью вертикального ввода сырья в нижний конец каждой из одной или двух из по меньшей мере трех кольцевых паровых зон и отведения продукта с нижнего конца каждой из одной или двух оставшихся из по меньшей мере трех кольцевых паровых зон. BRFR 110 со съемной корзиной для катализатора содержит распределительный трубопровод 140. Распределительный трубопровод 140 может быть расположен по существу под или на нижнем конце цилиндрического внешнего корпуса 105. Распределительный трубопровод 140 содержит трубопроводы 142А, 142В и 142С. Трубопроводы 142А, 142В и 142С выполнены с возможностью ввода сырья и/или отведения продукта из внешней кольцевой паровой зоны 115А, средней кольцевой паровой зоны 115В и центральной кольцевой паровой зоны 115С, соответственно. Желательно, чтобы распределительный трубопровод 140 мог функционировать таким образом, чтобы направление потока можно было изменять. Например, трубопровод 142В первоначально может быть использован для ввода сырья в среднюю кольцевую паровую зону 115В, при этом трубопровод 142А используется для отведения продукта из внешней кольцевой паровой зоны 115А, а трубопровод 142С используется для отведения продукта из центральной кольцевой паровой зоны 115С. Впоследствии направление потока может быть изменено (например, без ограничения, процесс регенерации или очистки реактора при удалении кокса, побочных продуктов реакции и загрязняющих веществ или процесс добавления регенерирующих жидкостей может быть улучшен посредством изменения направления технологического потока через слои катализатора) с использованием трубопроводов 142А и 142С, используемых для ввода сырья или другого газа во внешнюю кольцевую паровую зону 115А и центральную кольцевую паровую зону 115С, при этом трубопровод 142В используется для отведения продукта или другого газа из средней кольцевой паровой зоны 115В.[0046] As noted herein above with reference to the fixed
[0047] Распределительный трубопровод 140 может дополнительно содержать боковой трубопровод 143, выполненный с возможностью комбинированного отведения газа из трубопроводов 142А, 142В и/или 142С. Например, в варианте осуществления изобретения по Фиг. 3А, боковой трубопровод 143 (который может быть или не может быть выровнен вертикально вдоль стороны реактора 110) соединен по текучей среде с трубопроводом 142А и трубопроводом 142С, в результате чего газ (например, газообразный продукт), отводимый через него, может быть объединен и отведен из реактора 110.[0047] The
[0048] Как было отмечено в данном документе выше со ссылкой на BRFR 10 с неподвижным слоем по Фиг. 2А, в BRFR со съемной корзиной для катализатора клапаны могут быть выполнены с возможностью регулирования количества потока в трубопровод 142А, 142В и 142С и/или из него, между трубопроводом 142А и трубопроводом 142В, между трубопроводом 142В и трубопроводом 142С, между трубопроводом 142А и боковым трубопроводом 143, а также между трубопроводом 142С и боковым трубопроводом 143. Например, клапан А может быть расположен вдоль трубопровода 142А, где он соединяется с боковым трубопроводом 143, и выполнен с возможностью регулирования количества потока по трубопроводу 142А (например, по направлению к корпусу реактора 110 или от него); клапан В может быть расположен вдоль трубопровода 142С, где он соединяется с боковым трубопроводом 143, и выполнен с возможностью регулирования количества потока по трубопроводу 142С (например, по направлению к корпусу 105 реактора или от него); клапан АА может быть расположен как байпас между трубопроводом 142А и боковым трубопроводом 143, и выполнен с возможностью регулирования количества потока между ними; и клапан ВВ может быть расположен как байпас между трубопроводом 142С и боковым трубопроводом 143, и выполнен с возможностью регулирования количеством потока между ними.[0048] As noted herein above with reference to the fixed
[0049] BRFR 110 со съемной корзиной для катализатора может дополнительно содержать съемную крышку 130, выполненную с возможностью герметизации верха реактора. Крышка 130 может быть неподвижно соединена с цилиндрическим внешним корпусом 105 через фланец 132 крышки и фланец 106 реактора. Крышка 130 содержит верхний купол 131 и фланец 132 крышки, который, как известно специалистам, может быть неподвижно соединен с фланцем 106 реактора в верхней части цилиндрического внешнего корпуса 105. В вариантах осуществления изобретения фланец 132 крышки 130 прикреплен болтами к фланцу 106 реактора. Крышка 130 может содержать прижимную накладную пластину 133А и прижимную накладную пластину 133В. Когда реактор 110 закрыт, прижимная накладная пластина 133А может совпадать с верхом внутренней центральной кольцевой паровой зоны 115С. Аналогичным образом, когда реактор 110 закрыт, прижимная накладная пластина 133В может совпадать с отверстием вверху средней кольцевой паровой зоны 115В. На Фиг. ЗВ проиллюстрирован вид сверху нижней стороны крышки 130, где изображены фланец 132 крышки, прижимная накладная пластина 133А, прижимная накладная пластина 133В и опорная конструкция 109А/В. Опорная конструкция 109А и опорная конструкция 109В выполнены с возможностью прикрепления прижимных накладных пластин 133А и 133В, соответственно, к крышке 130 посредством пружин 134А и 134В, соответственно.[0049] A
[0050] На Фиг. 3С проиллюстрирован вид сверху верха цилиндрического внешнего корпуса 105 реактора 110 по Фиг. 3А. На Фиг. 3С отчетливо показано чередование прослоек внешней зоны 120А катализатора с внешней кольцевой паровой зоной 115А и со средней кольцевой паровой зоной 115В, а также чередование прослоек внутренней зоны 120В катализатора со средней кольцевой паровой зоной 115В и с центральной кольцевой паровой зоной 115С. На Фиг. 3С также показано, как фланец реактора 106, прочно соединенный с цилиндрическим внешним корпусом 105, может быть прикреплен болтами к фланцу 132 крышки 130. Опоры 107А и 107В могут быть неотъемлемой частью внешней корзины 120А для катализатора и внутренней корзины 120 В для катализатора и выполнены с возможностью обеспечения для них конструкции/опоры.[0050] In FIG. 3C illustrates a plan view of the top of the cylindrical
[0051] Набивка 108 может быть расположена вокруг кольцевой канавки внешней зоны 120А катализатора и между разделительным кольцом 111 для выравнивания по окружности. Такая набивка 8 может содержать высокотемпературную изоляцию, например, без ограничения, изоляцию из керамического волокна в виде веревки или одеяла. Kaowool® является примером изоляции из керамического волокна, доступной от Morgan Thermal Ceramics. Разделительное кольцо 111 для выравнивания по окружности вместе с набивкой 108 может служить ограничителем потока для внешней кольцевой паровой зоны 115А. Разделительное кольцо 111 для выравнивания по окружности может быть приварено к корпусу или прикреплено, что очевидно специалистам в данной области техники. В верхней части центральной кольцевой зоны 115С внутренний колпачок 9 не требуется, поскольку колпачок обеспечен посредством 133А. Твердая металлическая пластина 111 может быть использована для выравнивания корзин для катализатора внутри реактора 110. Внешний колпачок может быть приварен к внешнему корпусу 105 и Kaowool, что позволяет расширять корзины для катализатора.[0051]
[0052] Как было отмечено выше, в данном документе также раскрыт бимодальный реактор с защитным слоем с радиальным потоком или «BRFGBR» (bi-modal radial now guard bed reactor). BRFGBR содержит цилиндрический внешний корпус или корпус реактора, окружающий по меньшей мере пять цилиндрических концентрических зон, включая по меньшей мере две кольцевые паровые зоны, по меньшей мере две зоны катализатора и зону разделения слоя. По меньшей мере две зоны катализатора содержат внешнюю зону катализатора и внутреннюю зону катализатора и по меньшей мере две кольцевые паровые зоны содержат внешнюю кольцевую паровую зону и центральную кольцевую паровую зону. Внешняя зона катализатора расположена между внешней кольцевой паровой зоной и зоной разделения слоя, а внутренняя зона катализатора расположена между зоной разделения слоя и центральной кольцевой паровой зоной. Таким образом, одна из по меньшей мере трех кольцевых паровых зон в BRFR заменяется зоной разделения слоя в BRFGBR. BRFGBR дополнительно содержит распределительный трубопровод, выполненный с возможностью вертикального ввода сырья в нижний конец внешней кольцевой паровой зоны и отведения продукта с нижнего конца центральной кольцевой паровой зоны, и может быть выполнен с возможностью изменения направления этого потока.[0052] As noted above, this document also discloses a bi-modal radial now guard bed reactor or "BRFGBR" (bi-modal radial now guard bed reactor). The BRFGBR comprises a cylindrical outer vessel or reactor vessel surrounding at least five cylindrical concentric zones, including at least two annular vapor zones, at least two catalyst zones, and a bed separation zone. At least two catalyst zones comprise an outer catalyst zone and an inner catalyst zone, and at least two annular vapor zones comprise an outer annular vapor zone and a central annular vapor zone. The outer catalyst zone is located between the outer annular vapor zone and the bed separation zone, and the inner catalyst zone is located between the bed separation zone and the central annular vapor zone. Thus, one of the at least three annular vapor zones in the BRFR is replaced by a bed separation zone in the BRFGBR. The BRFGBR further comprises a distribution conduit configured to vertically feed the feed into the lower end of the outer annular steam zone and withdraw the product from the lower end of the central annular steam zone, and can be configured to change the direction of this flow.
[0053] Бимодальный реактор с защитным слоем с радиальным потоком в соответствии с вариантом осуществления этого изобретения теперь будет предложен со ссылкой на Фиг. 5А. BRFGBR 210 содержит цилиндрический внешний корпус или корпус 205 реактора, окружающий внешнюю зону 220А катализатора и внутреннюю зону 220 В катализатора, внешнюю кольцевую паровую зону 215А и центральную кольцевую паровую зону 215С, а также зону 215В разделения слоя. Как и в случае BRFR 10 с неподвижным слоем и BRFR 110 со съемной корзиной для катализатора, по меньшей мере две зоны катализатора содержат внешнюю зону 220А катализатора и внутреннюю зону 220 В катализатора. Кольцевые паровые зоны в BRFGBR 210 содержат внешнюю кольцевую паровую зону 215А, зону 215В разделения слоя и центральную кольцевую паровую зону 215С (215С может быть твердой перфорированной трубой, над которой вставляется/устанавливается внутренняя ситовая корзина Vee-Wire® 220В для катализатора). Внешняя зона катализатора 220А расположена между внешней кольцевой паровой зоной 215А и зоной разделения слоя 215В, а внутренняя зона катализатора 220 В расположена между зоной разделения слоя 215В и центральной кольцевой паровой зоной 215С. Зона 215В разделения слоя содержит корзину разделения слоя, которая может быть обеспечена, например, посредством сит Vee-Wire®, клиновых металлических сит или любых соответствующих металлических сит.[0053] A radial flow bimodal guard bed reactor according to an embodiment of this invention will now be proposed with reference to FIG. 5A.
[0054] Внешняя и внутренняя зоны 220А и 220В катализатора, соответственно, в BRFGBR 210 могут быть выполнены в виде съемных корзин для катализатора, аналогичных (хотя, вероятно, меньшего размера) съемным корзинам для катализатора в BRFR 110. Таким образом, съемные корзины для катализатора могут быть извлечены из BRFGBR через его верх и, по существу, как описано в отношении Фиг. 3 и Фиг. 4А-4С.[0054] The outer and
[0055] Как и BRFR 10 с неподвижным слоем и BRFR 110 со съемной корзиной для катализатора, BRFGBR в соответствии с этим изобретением дополнительно содержит распределительный трубопровод. В варианте осуществления изобретения по Фиг. 5А, распределительный трубопровод 240 выполнен с возможностью вертикального ввода сырья в нижний конец внешней кольцевой паровой зоны 215А и отведения продукта с нижнего конца центральной кольцевой паровой зоны 215С. Распределительный трубопровод 240 может быть расположен по существу под или на нижнем конце цилиндрического внешнего корпуса 205. Распределительный трубопровод 240 содержит трубопроводы 242А и 242С. Трубопроводы 242А и 242С выполнены с возможностью ввода сырья и/или отведения продукта из внешней кольцевой паровой зоны 215А и центральной кольцевой паровой зоны 215С, соответственно. Желательно, чтобы распределительный трубопровод 240 мог функционировать таким образом, чтобы направление потока можно было изменять. Например, трубопровод 242А может быть использован для ввода сырья во внешнюю кольцевую паровую зону 215А, при этом трубопровод 242С используется для отведения продукта из центральной кольцевой паровой зоны 215С. Впоследствии направление потока может быть изменено (например, без ограничения, процесс регенерации или очистки реактора при удалении кокса, побочных продуктов реакции и загрязняющих веществ или процесс добавления регенерирующих жидкостей может быть улучшен посредством изменения направления технологического потока через слои катализатора) с использованием трубопровода 242С, используемого для ввода сырья или другого газа в центральную кольцевую паровую зону 215С, при этом трубопровод 242А используется для отведения продукта или другого газа из внешней кольцевой паровой зоны 215А. Как описано в вариантах осуществления изобретения по Фиг. 2 и 3, BRFGBR 210 может дополнительно содержать боковой трубопровод 243, распределительный трубопровод 240, крышку 230, набивку 208, показанную на Фиг. 5А, разделительное кольцо 211 для выравнивания по окружности, показанное на Фиг. 5А, и/или опоры 207А и 207В, показанные на Фиг. 5В.[0055] Like the fixed
[0056] На Фиг. 5В проиллюстрирован вид сверху верха цилиндрического внешнего корпуса 205 реактора 210 по Фиг. 5А. На Фиг. 5В отчетливо показано чередование прослоек внешней зоны 220А катализатора с внешней кольцевой паровой зоной 215А и с зоной 215В разделения слоя, а также чередование прослоек внутренней зоны 220В катализатора с зоной 215В разделения слоя и с центральной кольцевой паровой зоной 215С. На Фиг. 5В также показано, как фланец реактора 206, прочно соединенный с цилиндрическим внешним корпусом 205, может быть прикреплен болтами к фланцу крышки (например, крышки 30 через фланец 32 крышки по Фиг. 2А).[0056] In FIG. 5B illustrates a plan view of the top of the cylindrical
[0057] В вариантах осуществления изобретения BRFGBR по этому изобретению содержит катализатор риформинга (например, катализатор риформинга, известный специалистам в данной области техники или предложенный в данном документе ниже) во внутренней зоне 220В катализатора и внешней зоне 220А катализатора. В вариантах осуществления BRFGBR по этому изобретению содержит катализатор риформинга (например, катализатор риформинга, известный специалистам в данной области техники или предложенный в данном документе ниже) во внутренней зоне 220В катализатора и отличный катализатор во внешней зоне 220А катализатора. В вариантах осуществления изобретения внутренняя зона 220В катализатора содержит катализатор риформинга (например, катализатор риформинга, известный специалистам в данной области техники или предложенный в данном документе ниже), наполнитель, адсорбирующий серу, или то и другое. В вариантах осуществления изобретения внешняя зона 220А катализатора содержит наполнитель, улавливающий железо. Такие наполнители, адсорбирующие серу, и наполнители, улавливающие железо, известны специалистам в данной области техники.[0057] In embodiments, the BRFGBR of this invention comprises a reforming catalyst (e.g., a reforming catalyst known to those skilled in the art or provided herein below) in an
[0058] Большинство приведенных ниже размеров будет предложено со ссылкой на Фиг. 4А-4С и Фиг. 6, которые представляют собой схематический вид сверху бимодального реактора 10/110 с радиальным потоком в соответствии с вариантами осуществления этого изобретения. В вариантах осуществления изобретения центральная кольцевая паровая зона 15С/115С/215С имеет радиус или ширину R1=W1 в диапазоне от около 1 фута (0,30 метра (м)) до около 2 футов (0,61 м), от около 1,5 фута (0,46 м) до около 2 футов (0,61 м) или от около 0,5 фута (0,15 м) до около 2 футов (0,61 м).[0058] Most of the dimensions below will be suggested with reference to FIG. 4A-4C and FIG. 6 which is a schematic plan view of a bimodal
[0059] В вариантах осуществления изобретения внутренняя зона катализатора или внутренняя корзина для катализатора 20В/120В/120В'/220В имеет ширину или толщину катализатора W2 в диапазоне от около 0,5 фута (0,15 м) до около 2 футов (0,61 м), от около 1,5 фута (0,46 м) до около 2 футов (0,61 м) или от около 1 фута (0,30 м) до около 3 футов (0,91 м). В вариантах осуществления изобретения внутренняя зона катализатора или внутренняя корзина для катализатора 20В/120В/120В'/220В имеет внешний радиус R2, который по существу равен R1+W2. В вариантах осуществления изобретения внутренняя зона катализатора или внутренняя корзина для катализатора 20В/120В/120В'/220В имеет внешний радиус R2 в диапазоне от около 2 футов (0,61 м) до около 4 футов (1,22 м), от около 3,5 футов (1,07 м) до около 4 футов (1,22 м) или от около 1,5 фута (0,46 м) до около 4 футов (1,22 м), а внутренний радиус по существу равен R1. В вариантах осуществления изобретения внутренняя зона катализатора или внутренняя корзина для катализатора 20В/120В/120В'/220В имеет высоту катализатора H1 в диапазоне от около 10 футов (3,05 м) до около 40 футов (12,19 м), от 10 футов (3,05 м) до около 50 футов (15,24 м) или от около 5 футов (1,52 м) до около 50 футов (15,24 м).[0059] In embodiments of the invention, the inner catalyst zone or the 20V/120V/120V'/220V inner catalyst basket has a catalyst width or thickness W 2 in the range of about 0.5 ft (0.15 m) to about 2 ft (0 .61 m), from about 1.5 feet (0.46 m) to about 2 feet (0.61 m) or from about 1 foot (0.30 m) to about 3 feet (0.91 m). In embodiments of the invention, the inner catalyst zone or the 20V/120V/120V'/220V inner catalyst basket has an outer radius R 2 that is substantially equal to R 1 +W 2 . In embodiments of the invention, the inner catalyst zone or the 20V/120V/120V'/220V inner catalyst basket has an outer radius R 2 in the range of about 2 feet (0.61 m) to about 4 feet (1.22 m), from about 3.5 feet (1.07 m) to about 4 feet (1.22 m) or about 1.5 feet (0.46 m) to about 4 feet (1.22 m) and the inside radius is essentially R1 . In embodiments of the invention, the inner catalyst zone or inner basket for the 20V/120V/120V'/220V catalyst has an H 1 catalyst height ranging from about 10 feet (3.05 m) to about 40 feet (12.19 m), from 10 ft (3.05 m) to about 50 ft (15.24 m) or from about 5 ft (1.52 m) to about 50 ft (15.24 m).
[0060] В вариантах осуществления изобретения средняя кольцевая паровая зона 15В/115В или зона 215В разделения слоя имеет ширину или толщину катализатора W3 в диапазоне от около 0,5 фута (0,15 м) до около 1,5 фута (0,46 м), от около 0,75 фута (0,23 м) до около 1,25 фута (0,38 м) или от около 0,25 фута (0,08 м) до около 2 футов (0,91 м). В вариантах осуществления изобретения средняя кольцевая паровая зона 15В/115В или зона 215В разделения слоя имеет внешний радиус R3, который по существу равен R2+W3. В вариантах осуществления изобретения R3 находится в диапазоне от около 2,25 футов (0,68 м) до около 6 футов (1,83 м), от около 2,5 футов (0,76 м) до около 5,5 футов (1,68 м) или от около 2,75 футов (0,84 м) до около 5,25 футов (1,60 м), а внутренний радиус по существу равен R2.[0060] In embodiments, the middle
[0061] В вариантах осуществления изобретения внешняя корзина для катализатора 20А/120А/120А'/220А имеет ширину или толщину катализатора W4 в диапазоне от около 0,75 фута (0,23 м) до около 1,75 фута (0,53 м), от около 1 фута (0,30 м) до около 1,5 фута (0,46 м) или от около 1 фута (0,30 м) до около 1,75 фута (0,53 м). В вариантах осуществления изобретения внешняя корзина для катализатора 20А/120А/120А'/220А имеет внешний радиус R4, который по существу равен R3+W4. В вариантах осуществления изобретения внешняя корзина для катализатора 20А/120А/120А'/220А имеет внешний радиус R4 в диапазоне от около 3,25 футов (0,99 м) до около 7,5 футов (2,29 м), от около 3,25 футов (0,99 м) до около 7,75 футов (2,36 м) или от около 3 футов (0,91 м) до около 7,25 футов (2,21 м), а внутренний радиус по существу равен R3. В вариантах осуществления изобретения внешняя корзина для катализатора 20А/120А/120А'/220А имеет высоту катализатора НО в диапазоне от около 10 футов (3,05 м) до около 40 футов (12,19 м), от 10 футов (3,05 м) до около 50 футов (15,24 м) или от около 5 футов (1,52 м) до около 50 футов (15,24 м).[0061] In embodiments, the
[0062] В вариантах осуществления изобретения внешняя кольцевая паровая зона 15А/115А/215А имеет ширину или толщину W5 в диапазоне от около 0,25 фута (0,08 м) до около 2 футов (0,61 м), от около 0,50 фута (0,15 м) до около 1,25 фута (0,38 м) или от около 0,75 фута (0,23 м) до около 1,0 фута (0,31 м). В вариантах осуществления изобретения внешняя кольцевая паровая зона 15А/115А/215А имеет внешний радиус R5, который по существу равен R4+W5. В вариантах осуществления изобретения внешняя кольцевая паровая зона 15А/115А/215А имеет внешний радиус R5, по существу равный ½ DR, и внутренний радиус, по существу равный R4. В вариантах осуществления изобретения внешняя кольцевая паровая зона 15А/115А/215А имеет внешний радиус R5 в диапазоне от около 3,00 футов (1,07 м) до около 10 футов (3,05 м), от около 3,5 футов (1,07 м) до около 9 футов (2,74 м) или от около 3,75 футов (1,14 м) до около 10 футов (3,05 м).[0062] In embodiments of the invention, the outer
[0063] В вариантах осуществления изобретения цилиндрический внешний корпус или корпус 5/105/105'205 реактора имеет внутренний диаметр DR и радиус, равный ½ DR, то есть в диапазоне от около 3 футов (0,91 м) до около 10 футов (3,05 м), от около 3 футов (0,91 м) до около 10 футов (3,05 м) или от около 4 футов (1,22 м) до около 9 футов (2,74 м). В вариантах осуществления изобретения цилиндрический внешний корпус или корпус 5/105/1057205 реактора имеет высоту вертикальной стенки Hp в диапазоне от около 10 футов (3,05 м) до около 40 футов (12,19 м), от 10 футов (3,05 м) до около 50 футов (15,24 м) или от около 5 футов (1,52 м) до около 50 футов (15,24 м), а общая высота по вертикали HTR равна HR плюс ΔН, где ΔН находится в диапазоне от около 0,5 дюйма (0,01 м) до около 6 дюймов (0,15 м), от около 1 дюйма (0,02 м) до около 1 фута (0,31 м) или от около 0,5 дюйма (0,01 м)до около 1 фута (0,31 м).[0063] In embodiments of the invention, the cylindrical outer vessel or
[0064] В одном варианте осуществления изобретения внешняя зона 20А/120А/120А'/220А катализатора содержит объем катализатора, который приблизительно равен объему катализатора во внутренней зоне 20В/120В/120В'/220В катализатора. В варианте осуществления изобретения две или более из внешней кольцевой паровой зоны 15А/115А, средней кольцевой паровой зоны 15В/115В и/или центральной кольцевой паровой зоны 15С/115С имеют одинаковый или аналогичный объем (например, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20%).[0064] In one embodiment, the
[0065] В вариантах осуществления изобретения BRFR представляет собой более высокий реактор (например, с высотой реактора Hp, превышающей или равной приблизительно 20, 30 или 40 футам (6,1, 9,1 или 12,2 м) с меньшим диаметром (например, с диаметром реактора DR менее или равным приблизительно 6, 7 или 8 футам (1,8, 2,1 или 2,4 м), что может облегчить работу с более низким перепадом давления. (Как будет рассмотрено ниже в данном документе, использование гранул катализатора разного диаметра в разных зонах катализатора также может служить для снижения нарастания перепада давления). В альтернативных вариантах осуществления изобретения BRFR представляет собой реактор большего диаметра (например, с диаметром реактора DR, превышающим или равным приблизительно 20, 30 или 40 футам (6,1, 9,1 или 12,2 м), с большими объемами катализатора во внешней зоне катализатора или во внешней корзине 20А/120А/120А'/220А для катализатора, и/или во внутренней зоне катализатора или во внутренней корзине 20В/120В/120В'/220В для катализатора. Такой больший общий запас катализатора может способствовать увеличению продолжительности цикла. Такая более длительная продолжительность цикла может включать катализаторные циклы, превышающие или равные 3, 4 или 5 годам.[0065] In embodiments, the BRFR is a taller reactor (e.g., with a reactor height H p greater than or equal to about 20, 30, or 40 feet (6.1, 9.1, or 12.2 m) with a smaller diameter ( for example, with a reactor diameter D R less than or equal to approximately 6, 7, or 8 feet (1.8, 2.1, or 2.4 m), which can facilitate operation with a lower pressure drop.(As will be discussed later in this document , the use of catalyst pellets of different diameters in different catalyst zones can also serve to reduce pressure drop buildup.) In alternative embodiments, the BRFR is a larger diameter reactor (e.g., with a DR reactor diameter greater than or equal to about 20, 30, or 40 feet ( 6.1, 9.1 or 12.2 m), with large volumes of catalyst in the outer catalyst zone or in the
[0066] Как было отмечено выше, реакторы с радиальным потоком по этому изобретению могут быть подходящими для использования с разнообразными катализаторами, известными специалистам в данной области техники. В вариантах осуществления изобретения BRFR по этому изобретению используется для проведения эндотермической реакции. В вариантах осуществления изобретения BRFR используется для проведения реакций риформинга. В вариантах осуществления изобретения внешняя зона 20А/120А/120А'/220А катализатора, внутренняя зона 20 В/120В/120В'/220В катализатора или обе зоны содержат катализатор риформинга. В вариантах осуществления изобретения внутренняя зона 20В/120В/120В'/220В катализатора содержит катализатор, который отличается от катализатора во внешней зоне 20А/120А/120А'/220А катализатора по меньшей мере по одному параметру, выбранному из группы, состоящей из размера, формы, состава и загрузки. Включение отличного катализатора может позволить контролировать перепад давления во внутренней зоне катализатора, внешней зоне катализатора или в обеих зонах. В вариантах осуществления изобретения перепад давления во внутренней зоне 20В/120В/120В'/220В катализатора такой же или по существу такой же (например, в пределах ± 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20%), как перепад давления во внешней зоне 20А/120А/120А'/220А катализатора.[0066] As noted above, the radial flow reactors of this invention may be suitable for use with a variety of catalysts known to those skilled in the art. In embodiments of the invention, the BRFR of this invention is used to carry out an endothermic reaction. In embodiments of the invention, BRFR is used to carry out reforming reactions. In embodiments of the invention, the
[0067] В некоторых вариантах осуществления изобретения катализатор риформинга представляет собой катализатор AROMAX®, как описано, например, в патенте США №9,085,736. Катализатор риформинга может содержать неорганический носитель, металл VIII группы, например, платину, и один или более галогенидов, например, фтора, хлора, йода, брома или их комбинаций. В некоторых вариантах осуществления изобретения катализатор может содержать металлы VIII группы на неорганическом носителе, например, платину на оксиде алюминия, Pt/Sn на оксиде алюминия и Pt/Re на оксиде алюминия. В других вариантах осуществления изобретения катализатор может содержать благородные металлы VIII группы на цеолитном носителе, например, Pt, Pt/Sn и Pt/Re на цеолитных носителях, которые могут содержать связующее и цеолиты, например, L-цеолиты, ZSM-5, силикалит и бета; и благородные металлы VIII группы на L-цеолитах с обменом на щелочные и щелочноземельные металлы. Катализатор может содержать крупнопористый цеолит в качестве неорганического носителя, заполненный по меньшей мере одним металлом VIII группы. В вариантах осуществления изобретения металл VIII группы может включать платину, которая может быть более селективной в отношении дегидроциклизации и которая может быть более устойчивой в условиях реакции риформинга, чем другие металлы VIII группы. В других вариантах осуществления изобретения катализатор может содержать металл VIII группы, например, рений, или металл IV группы, или полуметалл, например, олово.[0067] In some embodiments, the reforming catalyst is an AROMAX® catalyst as described, for example, in US Pat. No. 9,085,736. The reforming catalyst may contain an inorganic support, a Group VIII metal such as platinum, and one or more halides such as fluorine, chlorine, iodine, bromine, or combinations thereof. In some embodiments, the catalyst may contain Group VIII metals on an inorganic support, such as platinum on alumina, Pt/Sn on alumina, and Pt/Re on alumina. In other embodiments of the invention, the catalyst may contain noble metals of group VIII on a zeolite carrier, for example, Pt, Pt/Sn and Pt/Re on zeolite carriers, which may contain a binder and zeolites, for example, L-zeolites, ZSM-5, silicalite and beta; and noble metals of group VIII on L-zeolites in exchange for alkali and alkaline earth metals. The catalyst may contain a large-pore zeolite as an inorganic carrier filled with at least one Group VIII metal. In embodiments, the Group VIII metal may include platinum, which may be more selective for dehydrocyclization and which may be more stable under reforming reaction conditions than other Group VIII metals. In other embodiments, the catalyst may contain a Group VIII metal, such as rhenium, or a Group IV metal, or a semi-metal, such as tin.
[0068] В одном варианте осуществления изобретения катализатор может включать некислотный катализатор, который может содержать некислотный цеолитный носитель в качестве неорганического носителя, металл VIII группы и один или более галогенидов. Подходящие галогениды включают хлорид, фторид, бромид, йод ид или их комбинации. Подходящие металлы VIII группы включают железо, кобальт, никель, рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платину или их комбинации.[0068] In one embodiment, the catalyst may include a non-acidic catalyst that may contain a non-acidic zeolite carrier as an inorganic carrier, a Group VIII metal, and one or more halides. Suitable halides include chloride, fluoride, bromide, iodide, or combinations thereof. Suitable Group VIII metals include iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum, or combinations thereof.
[0069] Неорганические носители для катализаторов риформинга (например, катализаторов ароматизации), как правило, могут включать любой неорганический оксид. Эти неорганические носители включают связанные крупнопористые алюмосиликаты (цеолиты), аморфные неорганические оксиды и их смеси. Крупнопористые алюмосиликаты включают, но не ограничиваются ими, L-цеолит, Y-цеолит, морденит, омега-цеолит, бета-цеолит и т.п. Аморфные неорганические оксиды включают, но не ограничиваются ими, оксид алюминия, диоксид кремния и диоксид титана. Подходящие связующие агенты для неорганических носителей включают, но не ограничиваются ими, диоксид кремния, оксид алюминия, глины, диоксид титана, оксид магния и их комбинации.[0069] Inorganic supports for reforming catalysts (eg, aromatization catalysts) can generally include any inorganic oxide. These inorganic carriers include associated large-pore aluminosilicates (zeolites), amorphous inorganic oxides, and mixtures thereof. Large pore aluminosilicates include, but are not limited to, L-zeolite, Y-zeolite, mordenite, omega-zeolite, beta-zeolite, and the like. Amorphous inorganic oxides include, but are not limited to, alumina, silicon dioxide, and titanium dioxide. Suitable binders for inorganic carriers include, but are not limited to, silica, alumina, clays, titanium dioxide, magnesium oxide, and combinations thereof.
[0070] Неорганический носитель может быть алюмосиликатом, например, цеолитом. В вариантах осуществления изобретения катализатор риформинга может включать цеолитный катализатор. Известно, что цеолитные материалы, как природные, так и синтетические, обладают каталитическими свойствами для многих углеводородных процессов. Термин «цеолит», в целом, относится к определенной группе гидратированных кристаллических алюмосиликатов металлов. Эти цеолиты обладают сетчатой структурой тетраэдра SiO4 и AlO4, в которой атомы алюминия и кремния сшиты в трехмерный каркас посредством общих атомов кислорода. Полости и каналы по всему кристаллическому материалу цеолитов взаимосвязаны и, как правило, могут иметь размер, позволяющий селективное разделение углеводородов. В трехмерном каркасе отношение атомов кислорода к общему количеству атомов алюминия и кремния может быть равно 2. Указанный каркас проявляет отрицательную электровалентность, которая, как правило, уравновешена включением в кристалл катионов, например, металлов, щелочных металлов, щелочноземельных металлов или водорода. Таким образом, цеолиты представляют собой группу природных или синтетических гидратированных алюмосиликатных минералов, которые, как правило, содержат щелочные и щелочноземельные металлы. Цеолиты характеризуются решетчатой структурой, которая охватывает взаимосвязанные полости, занятые ионообменными крупными катионами металлов, например, калия, и молекулами воды, обеспечивающими обратимую дегидратацию. Фактическая формула цеолита может меняться без изменения кристаллической структуры. В варианте осуществления изобретения мольное отношение кремния к алюминию (Si/Al) в цеолите может варьироваться от около 1,0 до около 3,5.[0070] The inorganic carrier may be an aluminosilicate, such as a zeolite. In embodiments of the invention, the reforming catalyst may include a zeolite catalyst. It is known that zeolite materials, both natural and synthetic, have catalytic properties for many hydrocarbon processes. The term "zeolite" generally refers to a specific group of hydrated crystalline metal aluminosilicates. These zeolites have a SiO 4 and AlO 4 tetrahedral network structure in which the aluminum and silicon atoms are linked into a three-dimensional framework by means of shared oxygen atoms. The cavities and channels throughout the crystalline material of the zeolites are interconnected and can generally be sized to allow selective separation of hydrocarbons. In a three-dimensional framework, the ratio of oxygen atoms to the total number of aluminum and silicon atoms can be equal to 2. Said framework exhibits negative electrovalence, which is usually balanced by the inclusion of cations in the crystal, for example, metals, alkali metals, alkaline earth metals or hydrogen. Thus, zeolites are a group of natural or synthetic hydrated aluminosilicate minerals that typically contain alkali and alkaline earth metals. Zeolites are characterized by a lattice structure that encompasses interconnected cavities occupied by ion-exchange large metal cations, such as potassium, and water molecules, providing reversible dehydration. The actual formula of the zeolite can change without changing the crystal structure. In an embodiment of the invention, the molar ratio of silicon to aluminum (Si/Al) in the zeolite can vary from about 1.0 to about 3.5.
[0071] В вариантах осуществления изобретения катализатор риформинга может содержать крупнопористый цеолит. Термин «крупнопористый цеолит» может быть определен как цеолит, имеющий эффективный диаметр пор от около 6 ангстрем (Å) до около 15 Å; в альтернативном варианте от около 7 Å до около 9 Å. Примерами крупнопористых кристаллических цеолитов являются L-цеолит, цеолит X, цеолит Y, омега-цеолит, бета-цеолит, ZSM-4, ZSM-5, ZSM-10, ZSM-12, ZSM-20, REY, USY, RE-USY, LZ-210, LZ-210-A, LZ-210-M, LZ-210-T, SSZ-24, SSZ-26, SSZ-31, SSZ-33, SSZ-35, SSZ-37, SSZ-41, SSZ-42, SSZ-44, МСМ-58, морденит, маззит, фожазит и их комбинации. В одном варианте осуществления изобретения крупнопористый цеолит может иметь изотипическую каркасную структуру. В одном варианте осуществления изобретения катализатор риформинга может содержать L-цеолит.[0071] In embodiments of the invention, the reforming catalyst may contain a large pore zeolite. The term "large pore zeolite" can be defined as a zeolite having an effective pore diameter of from about 6 angstroms (Å) to about 15 Å; alternatively, from about 7 Å to about 9 Å. Examples of large pore crystalline zeolites are L-zeolite, Zeolite X, Zeolite Y, Omega-zeolite, Beta-zeolite, ZSM-4, ZSM-5, ZSM-10, ZSM-12, ZSM-20, REY, USY, RE-USY , LZ-210, LZ-210-A, LZ-210-M, LZ-210-T, SSZ-24, SSZ-26, SSZ-31, SSZ-33, SSZ-35, SSZ-37, SSZ-41 , SSZ-42, SSZ-44, MCM-58, mordenite, mazzite, faujasite and combinations thereof. In one embodiment of the invention, the large pore zeolite may have an isotype framework structure. In one embodiment of the invention, the reforming catalyst may contain an L-zeolite.
[0072] L-цеолит, его рентгенограмма, его свойства и способы его получения подробно описаны в патенте США №3,216,789, содержание которого включено в данный документ посредством ссылки. Цеолит X описан в патенте США №2,882,244. Маззит описан в патентах США №4,503,023 и 4,021,447. Морденит описан в патенте США №4,503,023. Цеолит Y описан в патенте США №3,130,007. Патенты США №3,216,789; 2,882,244; 4,503,023; 4,021,447; а также 3,130,007 включены в данный документ посредством ссылки, чтобы показать цеолиты, применимые для процессов риформинга.[0072] L-zeolite, its X-ray pattern, its properties and methods for its preparation are described in detail in US patent No. 3,216,789, the contents of which are incorporated herein by reference. Zeolite X is described in US Pat. No. 2,882,244. Mazzit is described in US Pat. Nos. 4,503,023 and 4,021,447. Mordenite is described in US Pat. No. 4,503,023. Zeolite Y is described in US Pat. No. 3,130,007. US Patents #3,216,789; 2,882,244; 4,503,023; 4,021,447; and 3,130,007 are incorporated herein by reference to show zeolites useful in reforming processes.
[0073] В вариантах осуществления изобретения катализатор риформинга может содержать крупнопористый L-цеолит. Цеолитные катализаторы L-типа являются подгруппой цеолитных катализаторов. Типичные цеолиты L-типа содержат мольные соотношения оксидов в соответствии со следующей формулой:[0073] In embodiments of the invention, the reforming catalyst may contain a large pore L-zeolite. L-type zeolite catalysts are a subgroup of zeolite catalysts. Typical L-type zeolites contain mole ratios of oxides according to the following formula:
где «М» представляет собой по меньшей мере один обменный катион, например, бария, кальция, церия, лития, магния, калия, натрия, стронция и цинка, а также неметаллические катионы, например, ионы гидрония и аммония, которые могут быть заменены другими обменными катионами, не вызывая существенного изменения основной кристаллической структуры цеолита L-типа. «n» в приведенной формуле представляет собой валентность «М»; «х» может быть равен 2 или более; и «у» равен количеству молекул воды, содержащихся в каналах или пустотах, сообщающихся с цеолитом.where "M" represents at least one exchangeable cation, for example, barium, calcium, cerium, lithium, magnesium, potassium, sodium, strontium and zinc, as well as non-metallic cations, for example, hydronium and ammonium ions, which can be replaced by others exchange cations without causing a significant change in the basic crystal structure of the L-type zeolite. "n" in the above formula represents the valency of "M"; "x" can be equal to 2 or more; and "y" is equal to the number of water molecules contained in the channels or voids communicating with the zeolite.
[0074] Было обнаружено, что особенно желательными являются связанные цеолиты L-типа калия или цеолиты KL. В контексте данного документа термин «цеолит KL» означает цеолиты L-типа, в которых основной катион М, включенный в цеолит, может включать катион калия. Цеолит KL может быть подвергнут катионному обмену или пропитан другим металлом и одним или более галогенидами с получением пропитанного платиной галогенированного цеолита или катализатора на основе Pt-галогенида, нанесенного на цеолит KL. В одном варианте осуществления изобретения цеолит может включать цеолит типа L. В вариантах осуществления изобретения катализатор риформинга может содержать цеолит L-типа калия, в дальнейшем называемый KL-цеолитом, который относится к цеолитам L-типа, в которых основным способным к обмену катионом М, включенным в цеолит, является калий.[0074] Bound potassium L-type zeolites or KL zeolites have been found to be particularly desirable. In the context of this document, the term "zeolite KL" means L-type zeolites, in which the main cation M included in the zeolite may include a potassium cation. The KL zeolite can be cation exchanged or impregnated with another metal and one or more halides to form a platinum impregnated halogenated zeolite or a Pt halide catalyst supported on the KL zeolite. In one embodiment, the zeolite may comprise an L-type zeolite. In embodiments, the reforming catalyst may comprise an L-type potassium zeolite, hereinafter referred to as KL-zeolite, which refers to L-type zeolites in which the main exchangeable cation, M, included in the zeolite is potassium.
[0075] Один или более металлов VIII группы могут быть добавлены к носителю катализатора с образованием металлизированного носителя катализатора. Металл может быть добавлен к носителю катализатора с использованием множества известных и традиционных методов, например, ионного обмена, начальной влажности, заполнения пор, пропитки, осаждения из паровой фазы и т.д. В вариантах осуществления изобретения платина и, необязательно, один или более галогенидов могут быть добавлены к цеолитному носителю любым подходящим способом, например, пропиткой раствором содержащего платину соединения и одного или более галогенидсодержащих соединений. В одном варианте осуществления изобретения металл может быть добавлен к носителю катализатора посредством пропитки металлсодержащим раствором. Металл в металлсодержащем растворе может включать по меньшей мере один металл VIII группы; в альтернативном варианте Pt, Pd, Rh, Ir, Ru, Os или их комбинации. В одном варианте осуществления изобретения металл может включать платину, которая может быть добавлена к носителю катализатора посредством контакта с металлосодержащим раствором, содержащим по меньшей мере одно содержащее платину соединение. Примеры содержащих платину соединений, подходящих для приведения в контакт с носителем катализатора, включают, без ограничения, соединения платины, которые образуют в растворе положительно заряженные ионы платинового комплекса, например, соли платины, например, хлориды и нитраты; комплексы платины с аминами; или их комбинации. Например, соединение, содержащее платину, может представлять собой любое разлагаемое соединение, содержащее платину, включая, но не ограничиваясь ими, тетрахлороплатинат аммония, хлороплатиновую кислоту, нитрит диамминплатины (II), хлорид бис(этилендиамин)платины (II), ацетилацетонат платины (II), дихлородиамминплатину, хлорид платины (II), гидроксид тетраамминплатины (II), хлорид тетраамминплатины и нитрат тетраамминплатины (II). В одном варианте осуществления изобретения источник платины может содержать хлорид тетрааминплатины (ТАРС). Количество платины в металлизированном носителе катализатора может находиться в диапазоне от около 0,1 до около 5% мас., в альтернативном варианте от около 0,1 до около 3% мас., в альтернативном варианте от около 0,3 до около 1,8% мас.[0075] One or more Group VIII metals may be added to the catalyst support to form a metallized catalyst support. The metal can be added to the catalyst support using a variety of known and conventional methods such as ion exchange, initial moisture, pore filling, impregnation, vapor deposition, and so on. In embodiments of the invention, platinum and optionally one or more halides may be added to the zeolite carrier by any suitable method, for example, impregnating with a solution of a platinum-containing compound and one or more halide-containing compounds. In one embodiment of the invention, the metal may be added to the catalyst support by impregnation with a metal-containing solution. The metal in the metal-containing solution may include at least one Group VIII metal; alternatively Pt, Pd, Rh, Ir, Ru, Os, or combinations thereof. In one embodiment of the invention, the metal may include platinum, which may be added to the catalyst support by contact with a metal-containing solution containing at least one platinum-containing compound. Examples of platinum-containing compounds suitable for contacting with a catalyst support include, without limitation, platinum compounds which form positively charged platinum complex ions in solution, eg platinum salts, eg chlorides and nitrates; complexes of platinum with amines; or their combinations. For example, the platinum-containing compound may be any degradable platinum-containing compound, including, but not limited to, ammonium tetrachloroplatinate, chloroplatinic acid, diammineplatinum(II) nitrite, bis(ethylenediamine)platinum(II)chloride, platinum(II)acetylacetonate ), dichlorodiammineplatinum, platinum(II) chloride, tetraammineplatinum(II) hydroxide, tetraammineplatinum chloride, and tetraammineplatinum(II) nitrate. In one embodiment of the invention, the source of platinum may contain tetraamine platinum chloride (TAPC). The amount of platinum in the metallized catalyst support may range from about 0.1 to about 5% by weight, alternatively from about 0.1 to about 3% by weight, alternatively from about 0.3 to about 1.8 % wt.
[0076] В варианте осуществления изобретения катализатор может содержать крупнопористый цеолитный носитель с содержащим платину соединением и по меньшей мере одним галогенидом. Один или более галогенидов могут быть добавлены к носителю катализатора посредством приведения в контакт с галогенсодержащим соединением с образованием галогенидного носителя катализатора. Галогениды могут быть добавлены в носитель катализатора отдельно; в альтернативном варианте галогениды могут быть добавлены к носителю катализатора одновременно. Такие галогениды могут быть включены в процессе добавления металла, в альтернативном варианте галогениды могут быть включены на отдельной стадии, которая может быть проведена до или после добавления металла, с образованием галогенидного металлизированного носителя катализатора. Примеры подходящих галогенидов включают, без ограничения, фторид, хлорид, бромид, йодид или их комбинации. Такие галогениды могут быть введены в виде соединения галогенида аммония.[0076] In an embodiment of the invention, the catalyst may comprise a large pore zeolite support containing a platinum compound and at least one halide. One or more halides can be added to the catalyst support by contacting with a halogenated compound to form a halide catalyst support. The halides may be added to the catalyst support separately; alternatively, the halides can be added to the catalyst support at the same time. Such halides may be included during the addition of the metal, alternatively the halides may be included in a separate step, which may be carried out before or after the addition of the metal, to form the halide metallized catalyst support. Examples of suitable halides include, without limitation, fluoride, chloride, bromide, iodide, or combinations thereof. Such halides may be introduced as an ammonium halide compound.
[0077] В варианте осуществления изобретения катализатор может содержать крупнопористый цеолитный носитель с содержащим платину соединением и по меньшей мере с одним соединением галогенида аммония. Соединение галогенида аммония может включать одно или более соединений, представленных формулой N(R)4X, где X может включать галогенид, и где R представляет собой водород или молекулу, содержащую замещенную или незамещенную углеродную цепь, имеющую 1-20 атомов углерода, при этом все R могут быть одинаковыми или разными. В варианте осуществления изобретения R может включать метил, этил, пропил, бутил или их комбинации. Примеры подходящего органического соединения аммония, представленные формулой N(R)4X, могут включать хлорид аммония, фторид аммония и галогениды тетраалкиламмония, например, хлорид тетраметиламмония (ТМАС), фторид тетраметиламмония (TMAF), хлорид тетраэтиламмония, фторид тетраэтиламмония, хлорид тетрапропиламмония, фторид тетрапропиламмония, хлорид тетрабутиламмония, фторид тетрабутиламмония, хлорид метилтриэтиламмония, фторид метилтриэтиламмония или их комбинации.[0077] In an embodiment, the catalyst may comprise a large pore zeolite carrier with a platinum-containing compound and at least one ammonium halide compound. The ammonium halide compound may include one or more compounds represented by the formula N(R) 4 X, where X may include a halide, and where R is hydrogen or a molecule containing a substituted or unsubstituted carbon chain having 1-20 carbon atoms, while all Rs can be the same or different. In an embodiment of the invention, R may include methyl, ethyl, propyl, butyl, or combinations thereof. Examples of a suitable organic ammonium compound represented by the formula N(R) 4 X may include ammonium chloride, ammonium fluoride, and tetraalkylammonium halides, for example, tetramethylammonium chloride (TMAC), tetramethylammonium fluoride (TMAF), tetraethylammonium chloride, tetraethylammonium fluoride, tetrapropylammonium chloride, fluoride tetrapropylammonium chloride, tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium fluoride, methyltriethylammonium chloride, methyltriethylammonium fluoride, or combinations thereof.
[0078] В варианте осуществления изобретения соединение галогенида аммония может включать по меньшей мере один галогенангидрид и по меньшей мере один гидроксид аммония, представленный формулой N(R')4(DH, где R' может включать водород или молекулу, содержащую замещенную или незамещенную углеродную цепь, имеющую 1-20 атомов углерода, при этом все R' могут быть одинаковыми или разными. В варианте осуществления изобретения R' может включать метил, этил, пропил, бутил или их комбинации. Примеры подходящего гидроксида аммония, представленного формулой N(R')4OH, могут включать гидроксид аммония, гидроксиды тетраалкиламмония, например, гидроксид тетраметиламмония, гидроксид тетраэтиламмония, гидроксид тетрапропиламмония, гидроксид тетрабутиламмония и их комбинации. Примеры подходящих галогенангидридов могут включать HCl, HF, HBr, HI или их комбинации.[0078] In an embodiment of the invention, the ammonium halide compound may include at least one acid halide and at least one ammonium hydroxide represented by the formula N(R') 4 (DH, where R' may include hydrogen or a molecule containing a substituted or unsubstituted carbon a chain having 1-20 carbon atoms, all R' may be the same or different.In an embodiment, R' may include methyl, ethyl, propyl, butyl, or combinations thereof.Examples of suitable ammonium hydroxide represented by the formula N(R' ) 4 OH may include ammonium hydroxide, tetraalkylammonium hydroxides, for example, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, and combinations thereof.Examples of suitable acid halides may include HCl, HF, HBr, HI, or combinations thereof.
[0079] В одном варианте осуществления изобретения соединение галогенида аммония может включать (а) соединение, представленное формулой N(R)4X, где X может включать галогенид и где R представляет собой водород или молекулу с замещенной или незамещенной углеродной цепью, имеющую 1-20 атомов углерода, при этом все R могут быть одинаковыми или разными, и (b) по меньшей мере один галогенангидрид и по меньшей мере один гидроксид аммония, представленный формулой N(R')4OH, где R' может включать водород или молекулу с замещенной или незамещенной углеродной цепью, имеющую 1-20 атомов углерода, при этом все R' могут быть одинаковыми или разными.[0079] In one embodiment of the invention, the ammonium halide compound may include (a) a compound represented by the formula N(R) 4 X, where X may include a halide and where R is hydrogen or a molecule with a substituted or unsubstituted carbon chain having 1- 20 carbon atoms, wherein all R's may be the same or different, and (b) at least one acid halide and at least one ammonium hydroxide represented by the formula N(R') 4 OH, where R' may include hydrogen or a molecule with substituted or unsubstituted carbon chain having 1-20 carbon atoms, while all R' may be the same or different.
[0080] Галогенидсодержащее соединение может дополнительно включать галогенид аммония, например, хлорид аммония, фторид аммония или то и другое в различных комбинациях с соединениями галогенида аммония, описанными выше. Более конкретно, хлорид аммония, фторид аммония или то и другое могут быть использованы (а), как описано ранее, с соединением, представленным формулой N(R)4X, где X может включать галогенид и где R представляет собой водород или молекулу с замещенной или незамещенной углеродной цепью, имеющую 1-20 атомов углерода, при этом все R могут быть одинаковыми или разными, и/или (b), как описано ранее, по меньшей мере с одним галогенангидридом и по меньшей мере с одним органическим гидроксидом аммония, представленным формулой N(R')4OH, где R' может включать молекулу с замещенной или незамещенной углеродной цепью, имеющую 1-20 атомов углерода, при этом все R' могут быть одинаковыми или разными. Например, первое фторид- или хлоридсодержащее соединение может быть введено в виде галогенида тетраалкиламмония, а второе фторид-или хлоридсодержащее соединение может быть введено в виде галогенида аммония. В одном варианте осуществления изобретения хлорид тетраалкиламмония может быть использован с фторидом аммония.[0080] The halide-containing compound may further include an ammonium halide, such as ammonium chloride, ammonium fluoride, or both, in various combinations with the ammonium halide compounds described above. More specifically, ammonium chloride, ammonium fluoride, or both may be used (a) as previously described with a compound represented by the formula N(R) 4 X, where X may include a halide and where R is hydrogen or a molecule with a substituted or an unsubstituted carbon chain having 1-20 carbon atoms, all R being the same or different, and/or (b) as described previously with at least one acid halide and at least one organic ammonium hydroxide represented by the formula N(R') 4 OH, where R' may include a molecule with a substituted or unsubstituted carbon chain having 1-20 carbon atoms, while all R' may be the same or different. For example, the first fluoride- or chloride-containing compound may be introduced as a tetraalkylammonium halide, and the second fluoride- or chloride-containing compound may be introduced as an ammonium halide. In one embodiment of the invention, tetraalkyl ammonium chloride may be used with ammonium fluoride.
[0081] В одном варианте осуществления изобретения катализатор риформинга может включать металлизированный галогенидный носитель, а количество галогенида в катализаторе находится в диапазоне от около 0,05% мас. до около 5,0% мас. В одном варианте осуществления изобретения галогенидный носитель катализатора может содержать хлорид, присутствующий в количестве от около 0,1% мас. до около 5% мас.; в альтернативном варианте от около 0,1% мас. до около 3% мас.; в альтернативном варианте от около 0,3% мас. до около 1,8% мас. В одном варианте осуществления изобретения галогенидный носитель катализатора может содержать фторид, присутствующий в количестве от около 0,1% мас. до около 5% мас.; в альтернативном варианте от около 0,1% мас. до около 3% мас.; в альтернативном варианте от около 0,3% мас. до около 1,8% мас.. В одном варианте осуществления изобретения галогенидный носитель катализатора может содержать как хлорид, так и фторид, которые могут присутствовать в соотношении C1:F от около 1:10 до 10:1; в альтернативном варианте от около 1:5 до 5:1; в альтернативном варианте от около 1:2 до 2:1.[0081] In one embodiment of the invention, the reforming catalyst may include a metallized halide carrier, and the amount of halide in the catalyst is in the range from about 0.05% wt. up to about 5.0% wt. In one embodiment of the invention, the halide catalyst carrier may contain chloride present in an amount of from about 0.1% wt. up to about 5% wt.; alternatively from about 0.1% wt. up to about 3% wt.; alternatively from about 0.3% wt. up to about 1.8% wt. In one embodiment of the invention, the halide catalyst carrier may contain fluoride present in an amount of from about 0.1% wt. up to about 5% wt.; alternatively from about 0.1% wt. up to about 3% wt.; alternatively from about 0.3% wt. up to about 1.8% by weight. In one embodiment, the halide catalyst support may contain both chloride and fluoride, which may be present in a C1:F ratio of from about 1:10 to 10:1; alternatively, from about 1:5 to 5:1; alternatively, from about 1:2 to 2:1.
[0082] В вариантах осуществления изобретения катализатор может содержать низкокислотный носитель цеолита L-типа калия, связанный с диоксидом кремния, платину, хлорид и фторид. В вариантах осуществления изобретения катализатор риформинга может легко преобразовать почти линейные C6s (то есть С6 углеводороды с не более чем одним ответвлением), но не может легко преобразовать С6 углеводороды, имеющие более одного ответвления, например, диметилпентан. Такие легко преобразуемые С6 углеводороды упоминаются в данном документе как «поддающиеся превращению С6». В некоторых вариантах осуществления изобретения катализатор риформинга содержит низкокислотный носитель цеолита L-типа калия, связанный с диоксидом кремния, платину, хлорид и фторид. В вариантах осуществления изобретения раскрытый способ обеспечивает превращение более чем около 75%; в альтернативном варианте более чем около 80%; в альтернативном варианте более чем около 83% поддающихся превращению С6.[0082] In embodiments of the invention, the catalyst may comprise a low acid L-type potassium zeolite support associated with silica, platinum, chloride, and fluoride. In embodiments, the reforming catalyst can easily convert nearly linear C 6 s (ie, C 6 hydrocarbons with no more than one branch), but cannot easily convert C 6 hydrocarbons with more than one branch, such as dimethylpentane. Such easily convertible C 6 hydrocarbons are referred to herein as "transformable C 6 ". In some embodiments, the reforming catalyst comprises a low acid L-type potassium zeolite support associated with silica, platinum, chloride, and fluoride. In embodiments of the invention, the disclosed method provides a conversion of more than about 75%; alternatively, more than about 80%; alternatively, more than about 83% C 6 convertible.
[0083] Примерами катализаторов и систем реакторов, пригодных для использования с реакторами, системами и способами, описанными в данном документе, являются технологические процессы и катализаторы AROMAX®, доступные от Chevron Phillips Chemical Company из г. Те-Вудлендс, штат Техас. Конкретным примером подходящего коммерчески доступного катализатора риформинга является катализатор AROMAX® II, доступный от Chevron Phillips Chemical Company LP из г. Те-Вудлендс, штат Техас. Подходящие катализаторы риформинга также раскрыты в патенте США 7,153,801, выданном Wu, озаглавленном «Aromatization Catalyst and Methods of Making and Using Same», и патенте США 6,812,180, выданном Fukunaga, озаглавленном «Method for Preparing Catalysts, каждый из которых включен в данный документ посредством ссылки, как если бы он был воспроизведен в полном объеме.[0083] Examples of catalysts and reactor systems suitable for use with the reactors, systems and methods described herein are AROMAX® processes and catalysts available from Chevron Phillips Chemical Company of The Woodlands, Texas. A specific example of a suitable commercially available reforming catalyst is the AROMAX® II catalyst available from Chevron Phillips Chemical Company LP of The Woodlands, Texas. Suitable reforming catalysts are also disclosed in Wu US Pat. as if it were reproduced in its entirety.
[0084] Также в данном документе раскрыт способ использования BRFR в соответствии с этим изобретением. В вариантах осуществления изобретения, как было отмечено в данном документе выше, BRFR используется в каталитическом риформинге углеводородов для преобразования нафт нефтеперерабатывающего завода, перегнанных из сырой нефти (как правило, с низким октановым числом), в высокооктановые жидкие продукты или «продукты риформинга», которые представляют собой смеси премиум-класса для высокооктанового бензина. В указанном технологическом процессе низкооктановые линейные углеводороды (парафины) превращаются в разветвленные алканы (изопарафины) и циклические нафтены, которые затем частично дегидрируют с получением высокооктановых ароматических углеводородов.[0084] Also disclosed herein is a method for using BRFR in accordance with this invention. In embodiments of the invention, as noted herein above, BRFR is used in catalytic hydrocarbon reforming to convert refinery naphthas distilled from crude oil (generally low octane) into high octane liquid products or "reformates" that are premium blends for high octane gasoline. In the specified technological process, low-octane linear hydrocarbons (paraffins) are converted into branched alkanes (isoparaffins) and cyclic naphthenes, which are then partially dehydrogenated to obtain high-octane aromatic hydrocarbons.
[0085] В вариантах осуществления изобретения углеводородное сырье, вводимое в BRFR (например, реактор ароматизации), содержит неароматические углеводороды, имеющие по меньшей мере шесть атомов углерода. В вариантах осуществления изобретения углеводородное сырье содержит комбинацию углеводородов, имеющих от около пяти до около девяти атомов углерода. В вариантах осуществления изобретения углеводородное сырье для BRFR содержит смесь углеводородов, включающую углеводороды от С6 до C8, содержащие до около 10% мас. С5 и более легких углеводородов (С5 -) от массы сырья; в альтернативном варианте до около 15% мас. С5 и более легких углеводородов (С5 -), и содержащие до около 10% мас. С9 и более тяжелых углеводородов (С9 +) от массы сырья. Низкие уровни углеводородов С9 + и С5 - максимизируют выход ценных ароматических соединений. На образование кокса могут влиять компоненты, образующие кокс, например, циклопентан и соединения С9+ в сырье. В некоторых вариантах осуществления изобретения сырье максимально повышает процентное содержание углеводородов С6. Такое сырье может быть получено посредством разделения углеводородного сырья, например, неочищенной нафты, на фракцию сырья из легких углеводородов и фракцию сырья из тяжелых углеводородов, а также использования в сырье легкой фракции. В вариантах осуществления изобретения сырье максимально повышает превращение поддающихся превращению С6. В вариантах осуществления изобретения сырье содержит до около 50% мас. поддающихся превращению С6 -; в альтернативном варианте до 60% мас. поддающихся превращению С6; в альтернативном варианте до 70% мас. поддающихся превращению С6 от массы сырья.[0085] In embodiments of the invention, the hydrocarbon feed introduced into the BRFR (eg, aromatization reactor) contains non-aromatic hydrocarbons having at least six carbon atoms. In embodiments of the invention, the hydrocarbon feed contains a combination of hydrocarbons having from about five to about nine carbon atoms. In embodiments of the invention, the hydrocarbon feedstock for BRFR contains a mixture of hydrocarbons, including hydrocarbons from C 6 to C 8 containing up to about 10% wt. C 5 and more light hydrocarbons (C 5 - ) by weight of raw materials; alternatively up to about 15% wt. C 5 or more light hydrocarbons (C 5 - ), and containing up to about 10% wt. With 9 and more heavy hydrocarbons (C 9 + ) from the mass of raw materials. Low levels of C 9 + and C 5 - hydrocarbons maximize the yield of valuable aromatics. Coke formation can be influenced by coke-forming components such as cyclopentane and C9 + compounds in the feed. In some embodiments, the feed maximizes the percentage of C 6 hydrocarbons. Such a feedstock can be obtained by separating a hydrocarbon feedstock, such as crude naphtha, into a light hydrocarbon feedstock fraction and a heavy hydrocarbon feedstock fraction, and use a light cut in the feedstock. In embodiments of the invention, the feed maximizes the conversion of convertible C 6 . In embodiments of the invention, the raw material contains up to about 50% wt. convertible With 6 - ; alternatively up to 60% wt. convertible With 6 ; alternatively up to 70% wt. convertible With 6 from the mass of raw materials.
[0086] В определенных вариантах осуществления изобретения сырье содержит нафту. Сырье из нафты может содержать легкий углеводород с температурой кипения в диапазоне от около 70°F (21°С) до около 450°F (232°С). Сырье из нафты может содержать алифатические, нафтеновые или парафиновые углеводороды. Эти алифатические и нафтеновые углеводороды могут быть превращены по меньшей мере частично в ароматические углеводороды в BRFR или в каталитической системе реакторов, содержащей BRFR. Хотя каталитическая ароматизация, как правило, означает превращение нафты, также могут быть обработаны другие виды сырья с получением продукта, обогащенного ароматическими соединениями. Следовательно, хотя превращение нафты может быть одним из вариантов осуществления изобретения, данное изобретение может быть применимо для превращения или ароматизации различных видов сырья, например, парафиновых углеводородов, олефиновых углеводородов, ацетиленовых углеводородов, циклических парафиновых углеводородов, циклических олефиновых углеводородов и их смесей, и, в частности, насыщенных углеводородов.[0086] In certain embodiments, the feedstock contains naphtha. The naphtha feed may contain a light hydrocarbon with a boiling point in the range of about 70°F (21°C) to about 450°F (232°C). The naphtha feed may contain aliphatic, naphthenic or paraffinic hydrocarbons. These aliphatic and naphthenic hydrocarbons can be converted at least in part to aromatic hydrocarbons in BRFR or in a reactor catalyst system containing BRFR. Although catalytic aromatization generally means the conversion of naphtha, other feedstocks can also be processed to produce an aromatic rich product. Therefore, although the conversion of naphtha may be one embodiment of the invention, this invention may be applicable to the conversion or aromatization of various feedstocks, for example, paraffinic hydrocarbons, olefinic hydrocarbons, acetylenic hydrocarbons, cyclic paraffinic hydrocarbons, cyclic olefinic hydrocarbons and mixtures thereof, and, in particular saturated hydrocarbons.
[0087] В одном варианте осуществления изобретения сырье может по существу не содержать серы, азота, металлов и других известных ядов для катализаторов риформинга. В одном варианте осуществления изобретения углеводородный поток может иметь содержание серы в диапазоне от менее 200 ppbw, в альтернативном варианте менее 100 ppbw, в альтернативном варианте от около 10 частей на миллиард по массе (ppbw) до около 100 ppbw. Если такие яды присутствуют, их можно удалить с использованием методов, известных специалистам в данной области техники. В некоторых вариантах осуществления изобретения сырье может быть очищено сначала с использованием обычных методов гидроочистки, а затем с использованием сорбентов для удаления оставшихся ядов, как известно специалистам в данной области техники. Такие методы гидроочистки и сорбенты могут быть использованы в описанных в данном документе системах и способах.[0087] In one embodiment, the feedstock may be substantially free of sulphur, nitrogen, metals, and other known poisons for reforming catalysts. In one embodiment, the hydrocarbon stream may have a sulfur content in the range of less than 200 ppbw, alternatively less than 100 ppbw, alternatively from about 10 parts per billion by weight (ppbw) to about 100 ppbw. If such poisons are present, they can be removed using methods known to those skilled in the art. In some embodiments, the feedstock may be purified first using conventional hydrotreating methods and then using sorbents to remove remaining poisons, as is known to those skilled in the art. Such hydrotreating methods and sorbents can be used in the systems and methods described herein.
[0088] Реакции риформинга могут протекать в условиях процесса, которые термодинамически способствуют реакции дегидроциклизации и ограничивают нежелательные реакции гидрокрекинга. Рабочие диапазоны для типичного процесса каталитического риформинга, например, процесса ароматизации, могут включать температуры на входе в реактор от 700°F (371°С) до 1050°F (566°С); давление в системе от 0 фунтов на квадратный дюйм изб. (фунт/кв.дюйм изб.) (0 МПа изб.) до около 500 фунт/кв.дюйм изб. (3,447 МПа изб); скорость рециркуляции водорода, достаточную для получения мольного отношения водорода к углеводороду для сырья в зону реактора риформинга от 0,1 до 20; и часовую объемную скорость жидкости для углеводородного сырья над катализатором риформинга от 0,1 до 10. Рабочие температуры, в целом, могут включать температуры на входе в реактор от около 700°F до около 1050°F.[0088] The reforming reactions can proceed under process conditions that thermodynamically promote the dehydrocyclization reaction and limit unwanted hydrocracking reactions. Operating ranges for a typical catalytic reforming process, such as an aromatization process, may include reactor inlet temperatures from 700°F (371°C) to 1050°F (566°C); system pressure from 0 psig (psig) (0 MPag) to about 500 psig (3.447 MPa g); a hydrogen recycling rate sufficient to obtain a hydrogen to hydrocarbon molar ratio of feedstock to the reforming reactor zone from 0.1 to 20; and an hourly space velocity of the hydrocarbon feed liquid over the reforming catalyst from 0.1 to 10. Operating temperatures may generally include reactor inlet temperatures from about 700°F to about 1050°F.
[0089] Как показано на Фиг. 2 и 3, сырье может быть введено в среднюю кольцевую паровую зону 15В/115В BRFR через первое отверстие или впускное отверстие в нижней части средней кольцевой паровой зоны 15В/115В и второе отверстие или впускное отверстие в нижней части средней кольцевой паровой зоны 15В/115В через трубопровод 42В/142В распределительного трубопровода 40/140, а продукт, содержащий ароматические углеводороды, может быть отведен из внешней кольцевой паровой зоны 15А/115А через первое отверстие или выпускное отверстие в нижней части внешней кольцевой паровой зоны 15А/115А и второе отверстие или выпускное отверстие в нижней части внешней кольцевой паровой зоны 15А/115А через трубопровод 42А/142А, а также отведен из центральной кольцевой паровой зоны 15С/115С через трубопровод 42С/142С, соответственно, распределительного трубопровода 40/140. В таких вариантах осуществления изобретения средняя кольцевая паровая зона 15 В/115 В, расположенная между центральной кольцевой паровой зоной 15С/115С и внешней кольцевой паровой зоной 15А/115А, может быть использована как вход технологического процесса, при этом центральная кольцевая паровая зона 15С/115С и внешняя кольцевая паровая зона 15А/115А могут быть использованы как выходы технологического процесса.[0089] As shown in FIG. 2 and 3, feed may be introduced into the BRFR middle annular steam zone 15V/115V through a first port or inlet at the bottom of the 15V/115V mid annular steam zone and a second port or inlet at the bottom of the 15V/115V mid annular steam zone through pipeline 42B/142B of the distribution pipeline 40/140, and the product containing aromatic hydrocarbons can be withdrawn from the outer
[0090] В альтернативных вариантах осуществления изобретения сырье может быть введено в центральную кольцевую паровую зону 15С/115С BRFR через трубопровод 42С/142С распределительного трубопровода 40/140, а продукт, содержащий ароматические углеводороды, может быть отведен из внешней кольцевой паровой зоны 15А/115А и средней кольцевой паровой зоны 15В/115В через трубопроводы 42А/142А и 42В/142В, соответственно, распределительного трубопровода 40/140. В таких вариантах осуществления изобретения центральная кольцевая паровая зона 15С/115С может быть использована как вход технологического процесса, при этом средняя кольцевая паровая зона 15 В/115 В и внешняя кольцевая паровая зона 15А/115А могут быть использованы как выходы процесса.[0090] In alternative embodiments, feed may be introduced into the central
[0091] В вариантах осуществления изобретения один вход и выход регулируются клапаном А и клапаном В, при этом клапаны АА и ВВ могут быть открыты для устранения мертвых зон. В вариантах осуществления изобретения клапаны АА и ВВ меньше, чем клапаны А и В. При их применении сырье может ступенчато подаваться к одному слою катализатора за раз. Например, сырье может быть введено в одно впускное отверстие (например, посредством открытия клапана А и закрытия клапана В) в течение первой половины цикла, а затем введено во второе впускное отверстие (например, посредством открытия клапана В и закрытия клапана. А) в течение второй половины цикла. В таком режиме работы очень небольшой поток может быть введен в слой катализатора, который в настоящее время не используется, чтобы минимизировать или исключить наличие мертвых зон. При таких режимах, когда клапан А открыт, клапан ВВ также может быть открыт, а клапаны В и АА закрыты.[0091] In embodiments of the invention, one inlet and outlet is controlled by valve A and valve B, while valves AA and BB can be opened to eliminate dead zones. In embodiments, valves AA and BB are smaller than valves A and B. When used, feed can be staggered to one catalyst bed at a time. For example, feed may be introduced into one inlet (for example, by opening valve A and closing valve B) during the first half of the cycle, and then introduced into a second inlet (for example, by opening valve B and closing valve A) during second half of the cycle. In this mode of operation, a very small flow can be introduced into the catalyst bed, which is not currently used, to minimize or eliminate the presence of dead zones. In such modes, when valve A is open, valve BB can also be open, and valves B and AA are closed.
[0092] В вариантах осуществления изобретения внутренняя зона катализатора или внутренняя корзина 20В/120В/120В'/220В для катализатора и внешняя зона катализатора или внешняя корзина 20А/120А/120А'/220А для катализатора загружены разными типами/составами катализаторов, катализаторами разного размера, катализаторами разной формы и/или катализаторами с разным процентным содержанием/загрузкой благородных металлов. Использование катализатора разного диаметра/объема/размера во внутренней зоне катализатора или внутренней корзине 20В/120В/120В'/220В для катализатора и внешней зоне катализатора или внешней корзине 20А/120А/120А'/220А для катализатора может обеспечить снижение перепада давления в процессе работы. В некоторых вариантах осуществления изобретения катализатор во внешней зоне 20А/120А/120А'/220А катализатора имеет меньший средний кольцевой диаметр и/или объем гранул, чем катализатор во внутренней зоне катализатора или внутренней корзине 20В/120В/120В'/220В для катализатора. В других вариантах осуществления изобретения катализатор во внешней зоне 20А/120А/120А'/220А катализатора имеет больший средний кольцевой диаметр и/или объем гранул, чем катализатор во внутренней зоне 20В/120В/120В'/220В катализатора. В вариантах осуществления изобретения средняя кольцевая паровая зона 15В/115В используется в качестве зоны подвода тепла между внутренней зоной катализатора или внутренней корзиной 20В/120В/120В' для катализатора и внешней зоной катализатора или внешней корзиной 20А/120А/120А' для катализатора внутри BRFR. Таким образом, углеводородное сырье может быть введено в центральную кольцевую паровую зону 15С/115С или внешнюю кольцевую паровую зону 15А/115А, а продукт может быть отведен из внешней кольцевой паровой зоны 15А/115А или центральной кольцевой паровой зоны 15С/115С, соответственно. В вариантах осуществления изобретения дополнительный подвод тепла в среднюю кольцевую паровую зону 15В/115В обеспечивается за счет углеводородного сырья и/или потока водорода, направляемого из выпускного отверстия теплопередающего устройства (например, печи или пламенного подогревателя); в таком варианте осуществления изобретения трубопровод выполнен с возможностью введения «горячего» углеводородного сырья и/или водорода из выпускного отверстия нагревательного устройства в трубопровод 42В/142В распределительного трубопровода 40/140 для ввода в среднюю кольцевую паровую зону 15В/115В. В вариантах осуществления изобретения трубы лучистого нагрева, выполненные с возможностью прохождения потока источника тепла через трубы или другие внутренние устройства реактора, расположены таким образом, чтобы обеспечить дополнительный подвод тепла в зону(ы) катализатора. В таких вариантах осуществления изобретения теплоноситель не входит в слой(и) катализатора, а скорее обеспечивает лучистое тепло через трубы или другие внутренние устройства реактора. Например, теплоноситель может быть обеспечен горячим отходящим потоком (например, отходящим потоком установки риформинга, содержащим ароматические углеводороды), электрическими нагревательными элементами, системой горячего масла, топочным дымовым газом и/или другим способом нагрева, известным специалистам в данной области техники.[0092] In embodiments, the inner catalyst zone or
[0093] Как было отмечено выше, BRFR по этому изобретению выполнены с распределительным трубопроводом, выполненным с возможностью изменения направления потока пара через зоны катализатора. Для обеспечения более полного использования катализатора может быть использовано изменение направления технологического потока на обратное, например, когда должны использоваться слои катализатора большего диаметра. Изменение направления потока пара на обратное может также обеспечить улучшение распределения реагентов в процессе специальных процедур, например, регенерации катализатора in situ.[0093] As noted above, the BRFRs of this invention are provided with distribution piping configured to change the direction of steam flow through the catalyst zones. Reversing the direction of the process flow can be used to provide better utilization of the catalyst, for example when larger diameter catalyst beds are to be used. Reversing the steam flow can also improve the distribution of reactants during special procedures such as in situ catalyst regeneration.
[0094] Также в данном документе раскрыта интегрированная система, содержащая два или более бимодальных реактора с радиальным потоком в соответствии с этим изобретением. Такая интегрированная система может содержать любые два из раскрытых в данном документе BRFR, выбранных из BRFR с неподвижным слоем, BRFR со съемной корзиной для катализатора и BRFGBR. В вариантах осуществления изобретения интегрированная система в соответствии с этим изобретением содержит BRFGBR перед одним или более BRFR со съемными корзинами для катализатора. В вариантах осуществления изобретения интегрированная система в соответствии с этим изобретением содержит BRFGBR перед одним или более BRFR с неподвижным слоем. В вариантах осуществления изобретения интегрированная система в соответствии с этим изобретением содержит один или более BRFR со съемной корзиной для катализатора перед одним или более BRFR с неподвижным слоем. В вариантах осуществления изобретения интегрированная система в соответствии с этим изобретением содержит BRFGBR перед одним или более BRFR со съемными корзинами для катализатора, причем один или более из BRFR со съемными корзинами для катализатора сами по себе находятся перед одним или более BRFR с неподвижным слоем.[0094] Also disclosed herein is an integrated system comprising two or more bimodal radial flow reactors in accordance with this invention. Such an integrated system may comprise any two of the BRFRs disclosed herein, selected from a fixed bed BRFR, a removable catalyst basket BRFR, and a BRFGBR. In embodiments of the invention, the integrated system in accordance with this invention comprises a BRFGBR before one or more BRFRs with removable catalyst baskets. In embodiments of the invention, the integrated system in accordance with this invention comprises a BRFGBR before one or more fixed bed BRFRs. In embodiments of the invention, the integrated system in accordance with this invention comprises one or more BRFRs with a removable catalyst basket in front of one or more fixed bed BRFRs. In embodiments of the invention, an integrated system in accordance with this invention comprises a BRFGBR in front of one or more BRFRs with removable catalyst baskets, with one or more of the BRFRs with removable catalyst baskets themselves in front of one or more fixed bed BRFRs.
[0095] Интегрированная система в соответствии с вариантом осуществления этого изобретения теперь будет описана со ссылкой на Фиг. 7. Интегрированная система I варианта осуществления по Фиг. 7 содержит первый реактор R1, второй реактор R2 и третий реактор R3. В вариантах осуществления изобретения первый реактор R1 представляет собой BRFGBR в соответствии с этим изобретением, второй реактор R2 представляет собой BRFR со съемной корзиной для катализатора в соответствии с этим изобретением, а третий реактор R3 представляет собой BRFR с неподвижным слоем в соответствии с вариантом осуществления этого изобретения. В вариантах осуществления изобретения первый, второй и/или третий реакторы R1, R2 и/или R3 представляют собой реакторы риформинга, содержащие катализатор риформинга. Следовательно, каждый реактор может быть связан с нагревательным устройством перед ним. Например, на Фиг. 7 теплообменник HI служит для передачи тепла между потоком горячего продукта системы и сырьем, таким образом, нагревая/испаряя сырье перед вводом в BRFGBR R1, а пламенные подогреватели FH могут быть использованы для повышения температуры выходящего из реактора потока перед вводом в следующий реактор в ряду последовательно соединенных реакторов.[0095] An integrated system in accordance with an embodiment of this invention will now be described with reference to FIG. 7. Embodiment Integrated System I of FIG. 7 contains a first reactor R1, a second reactor R2 and a third reactor R3. In embodiments of the invention, the first reactor R1 is a BRFGBR according to this invention, the second reactor R2 is a BRFR with a removable catalyst basket according to this invention, and the third reactor R3 is a fixed bed BRFR according to an embodiment of this invention. . In embodiments of the invention, the first, second and/or third reactors R1, R2 and/or R3 are reformers containing a reforming catalyst. Therefore, each reactor can be connected to a heating device in front of it. For example, in FIG. 7 the HI heat exchanger serves to transfer heat between the hot product stream of the system and the feed, thus heating/evaporating the feed before entering the BRFGBR R1, and FH flame heaters can be used to increase the temperature of the reactor effluent before entering the next reactor in series connected reactors.
[0096] В вариантах осуществления изобретения интегрированная система содержит два или три BRFR со съемной корзиной для катализатора и два или три BRFR с неподвижным слоем. Схема такой системы II представлена на Фиг. 8. Система II содержит реактор с защитным слоем, GR, соединенный последовательно с тремя BRFR со съемной корзиной для катализатора, R1, R2 и R3, а также тремя BRFR с неподвижным слоем, R4, R5 и R6. Теплообменник HI сырья/выходного потока выполнен с возможностью повышения температуры/испарения углеводородного сырья НС, вводимого в него, посредством теплообмена с продуктом Р6 системы. Пламенные подогреватели F1-F6 служат для повышения температуры выходящего потока PGR-P6 из соответствующего реактора перед вводом в следующий реактор, соединенный последовательно, как известно в области риформинга.[0096] In embodiments of the invention, the integrated system comprises two or three BRFRs with a removable catalyst basket and two or three fixed bed BRFRs. A diagram of such a system II is shown in Fig. 8. System II comprises a guard bed reactor, GR, connected in series with three BRFRs with removable catalyst basket, R1, R2, and R3, and three fixed bed BRFRs, R4, R5, and R6. The feed/outlet heat exchanger HI is configured to increase the temperature/evaporation of the hydrocarbon feed HC introduced therein by heat exchange with the system product P6. Flame preheaters F1-F6 serve to raise the temperature of the PGR-P6 effluent from the respective reactor before entering the next reactor connected in series, as is known in the reforming art.
[0097] В вариантах осуществления изобретения объем каждого из трех бимодальных реакторов R1, R2 и R3 с радиальным потоком со съемной корзиной для катализатора меньше объема каждого из трех бимодальных реакторов R4, R5 и R6 с радиальным потоком с неподвижным слоем. В вариантах осуществления изобретения BRFR со съемной корзиной для катализатора имеют объем катализатора, который по меньшей мере на 10%, 20% или 30% меньше объема катализатора в BRFR с неподвижным слоем. В вариантах осуществления изобретения защитный реактор GR представляет собой BRFGBR, например, BRFGBR 210 по Фиг. 5А и 5В, и содержит внутреннюю корзину для катализатора, например, внутреннюю корзину 220 В для катализатора по Фиг. 5А, содержащую катализатор риформинга и/или наполнитель, адсорбирующий серу, и внешнюю корзину для катализатора, например, внешнюю корзину 220А для катализатора по Фиг. 5А, содержащую наполнитель, улавливающий железо.[0097] In embodiments of the invention, the volume of each of the three bimodal radial flow reactors R1, R2 and R3 with a removable catalyst basket is less than the volume of each of the three bimodal fixed bed radial flow reactors R4, R5 and R6. In embodiments of the invention, BRFRs with a removable catalyst basket have a catalyst volume that is at least 10%, 20%, or 30% less than the volume of catalyst in a fixed bed BRFR. In embodiments, the GR shield reactor is a BRFGBR, such as
[0098] BRFR по этому изобретению могут обеспечить ряд преимуществ по сравнению с обычными реакторами с радиальным потоком. Без ограничения, ниже в данном документе будет описан ряд потенциальных преимуществ. Конфигурация внутренних устройств реактора для создания по меньшей мере трех кольцевых паровых зон и по меньшей мере двух зон катализатора такая, чтобы обеспечивались соответствующие разделение и расстояние между внешней кольцевой паровой зоной, средней кольцевой паровой зоной и центральной кольцевой паровой зоной и по меньшей мере двумя зонами катализатора, что в вариантах осуществления изобретения улучшит использование катализатора. С использованием вариантов осуществления системы и способа, раскрытых в данном документе, объем катализатора может быть разделен (например, пополам), и каждая половина может быть использована по-разному. Как было отмечено выше, реакции риформинга, например, процессы AROMAX®, являются сильно эндотермичными. Когда испаренное сырье проходит через слой реактора от волнообразных неровностей к центральной трубе, температура катализатора может быстро упасть ниже температуры активации для реакций дегидрирования. Таким образом, когда рабочий катализатор дезактивируется, температура на входе в реактор, в целом, повышается, чтобы компенсировать потерю селективности. Высокая температура в зонах дезактивации приводит к интенсивным реакциям крекинга, которые определяют критерии окончания цикла. Таким образом, большая часть катализатора вблизи зоны выхода пара не используется полностью. Описанные в данном документе BRFR могут обеспечивать более полное использование катализатора по сравнению с обычными реакторами с радиальным потоком, в которых катализатор вблизи (единственной) зоны выхода пара имеет тенденцию не использоваться полностью в конце цикла. В вариантах осуществления изобретения более полное использование катализатора, предложенное раскрытыми в данном документе BRFR, может позволить уменьшить количество печей и реакторов в реакторной линии. Например, использование одного или более BRFR по этому изобретению в реакторной линии риформинга, включающей ряд соединенных последовательно реакторов риформинга и связанные с ними печи, может позволить уменьшить общее количество пар реактор/печь, необходимое для обеспечения желаемого превращения или селективности. Кроме того, обеспечение более полного использования катализатора может привести к уменьшению объема катализатора, необходимого для данной продолжительности цикла и/или желаемого выхода продукта, без ущерба для срока эксплуатации. В контексте данного документа термин «полностью использованный» или «полное использование» катализатора относится к катализатору, который в конце цикла (который определяется экономическими факторами, связанными с производством нежелательных побочных продуктов) дает выход продукта ниже желаемого, например, снижается качество продукта из-за крекинга, в результате которого образуется больше легких фракций, оцениваемых как топливный газ. Для процесса Aromax® это условие окончания цикла может быть приравнено к катализатору, израсходованному на 65, 70 или 75%. В вариантах осуществления изобретения BRFR по этому изобретению обеспечивает более длительную продолжительность рабочего цикла до замены катализатора по сравнению с обычным одномодальным реактором риформинга с радиальным потоком, работающим с обеспечением эквивалентной селективности. В вариантах осуществления изобретения продолжительность рабочего цикла увеличивается на 25, 30 или 35 процентов.[0098] The BRFRs of this invention can provide a number of advantages over conventional radial flow reactors. Without limitation, a number of potential advantages will be described below in this document. The configuration of the reactor internals to provide at least three annular steam zones and at least two catalyst zones such that there is adequate separation and spacing between the outer annular steam zone, the middle annular steam zone and the central annular steam zone and at least two catalyst zones which in embodiments of the invention will improve catalyst utilization. Using the embodiments of the system and method disclosed herein, the catalyst volume can be divided (eg, in half) and each half can be used differently. As noted above, reforming reactions, such as the AROMAX® processes, are highly endothermic. As the vaporized feed passes through the reactor bed from the undulations to the central tube, the catalyst temperature can rapidly drop below the activation temperature for the dehydrogenation reactions. Thus, when the working catalyst is deactivated, the reactor inlet temperature generally rises to compensate for the loss in selectivity. The high temperature in the decontamination zones leads to intense cracking reactions, which determine the criteria for the end of the cycle. Thus, most of the catalyst in the vicinity of the steam exit zone is not fully utilized. The BRFRs described herein can provide more complete catalyst utilization than conventional radial flow reactors, in which the catalyst near the (single) vapor exit zone tends not to be fully utilized at the end of the run. In embodiments of the invention, the more complete use of the catalyst offered by the BRFRs disclosed herein may allow for a reduction in the number of furnaces and reactors in the reactor line. For example, the use of one or more BRFRs of this invention in a reformer line comprising a series of reformers connected in series and associated furnaces may reduce the total number of reactor/furnace pairs required to achieve the desired conversion or selectivity. In addition, providing a more complete use of the catalyst can result in a reduction in the amount of catalyst required for a given cycle time and/or desired product yield without sacrificing operating life. In the context of this document, the term “totally used” or “totally used” catalyst refers to a catalyst that, at the end of the cycle (which is determined by economic factors associated with the production of undesired by-products), yields less than desired product, for example, product quality decreases due to cracking, which results in the formation of more light fractions, estimated as fuel gas. For the Aromax® process, this end-of-cycle condition can be equated to 65%, 70%, or 75% catalyst consumed. In embodiments of the invention, the BRFR of the invention provides a longer cycle time to catalyst change compared to a conventional single modal radial flow reformer operating at equivalent selectivity. In embodiments of the invention, the cycle time is increased by 25, 30, or 35 percent.
[0099] Более полное использование катализатора, обеспечиваемое BRFR по этому изобретению, может позволить работу с более низкой температурой реактора в конце цикла. Такое снижение температуры в конце цикла приводит к более низким внутренним температурам металла, что может обеспечить сопутствующее снижение уровня науглероживания и потерь металла в печных трубах печей, связанных с BRFR. Кроме того, BRFR по этому изобретению могут, таким образом, обеспечивать работу в условиях, близких к изотермическим, что может привести к повышению селективности.[0099] The more complete catalyst utilization afforded by the BRFR of this invention may allow lower reactor temperature operation at the end of the run. This end-of-cycle temperature reduction results in lower internal metal temperatures, which can result in a concomitant reduction in carburization and metal losses in BRFR furnace tubes. In addition, the BRFRs of this invention may thus operate under near isothermal conditions, which may result in improved selectivity.
[00100] Введение сырья вертикально в паровую(ые) зону(ы) BRFR может устранить необходимость в отдельных распределителях потока, дисковых накладных пластинах, которые являются типичными средствами обеспечения отклонения потока в верхней части слоя реактора, и связанных с ними способов крепления болтами для прикрепления накладных пластин. Поскольку трубопровод для ввода сырья и трубопровод отведения выходящего потока продукта оба расположены в нижней части раскрытого в данном документе BRFR, может потребоваться меньше трубопроводов по сравнению с обычными реакторами с радиальным потоком. Конструкция раскрытых в данном документе BRFR может исключить наполнитель в виде шаров носителя, как правило, используемый в реакторах с радиальным потоком. В вариантах осуществления изобретения нижний наполнитель-носитель исключается из-за конструкции внутренних устройств реактора, а наполнитель-носитель, который, как правило, устанавливается вверху реактора с радиальным потоком, также может быть исключен, поскольку только небольшой слой катализатора осаждения установлен вверху реактора выше пути потока пара (например, пар не поступает и не выходит через верх слоя катализатора).[00100] Introducing feed vertically into the BRFR vapor zone(s) can eliminate the need for separate flow distributors, disc overlay plates, which are typical means of providing flow diversion at the top of the reactor bed, and associated methods of bolting for attachment overlay plates. Because the feed entry line and the product exit line are both located at the bottom of the BRFR disclosed herein, fewer piping may be required compared to conventional radial flow reactors. The design of the BRFRs disclosed herein may eliminate the support bead fill typically used in radial flow reactors. In embodiments of the invention, the bottom carrier is omitted due to the design of the reactor internals, and the carrier, which is typically mounted at the top of the radial flow reactor, can also be omitted as only a small bed of precipitation catalyst is mounted at the top of the reactor above the path. steam flow (for example, steam does not enter and exit through the top of the catalyst bed).
[00101] Спускные отверстия катализатора в BRFR с неподвижным слоем и съемные корзины для катализатора в BRFR со съемной корзиной для катализатора позволяют выполнять плановую замену катализатора, в некоторых вариантах осуществления изобретения без входа человека в реактор. Это может обеспечить более безопасную работу в процессе выгрузки и загрузки катализатора. Кроме того, облегчение извлечения и замены катализатора в раскрытых в данном документе BRFR может позволить замену катализатора за меньшее количество времени (например, в вариантах осуществления изобретения за одну треть времени), которое в настоящее время требуется для типовой выгрузки и загрузки катализатора для обычных реакторов с радиальным потоком. Это сокращение времени может обеспечить существенную экономию, связанную с издержками из-за простоев. Потенциал для реакторов меньшего объема (из-за более полного использования катализатора) и сокращение времени ремонта, обеспечиваемое облегчением замены катализатора, может обеспечить снижение капитальных затрат в процессе строительства завода и экономию постоянных затрат, связанных с ремонтом реактора. В вариантах осуществления изобретения BRFR с неподвижным слоем обеспечивает сокращение времени замены катализатора по меньшей мере на 5%, 10% или 12% по сравнению с обычным соразмерным реактором с радиальным потоком с неподвижным слоем катализатора. В вариантах осуществления изобретения BRFR со съемным слоем обеспечивает сокращение времени замены катализатора по меньшей мере на 25%, 50% или 75% по сравнению с обычным соразмерным реактором с радиальным потоком с неподвижным слоем катализатора. В вариантах осуществления изобретения BRFR обеспечивает минимальное время простоя. Например, в вариантах осуществления изобретения запасные корзины могут быть загружены до отключения.[00101] The catalyst vents in the fixed bed BRFR and the removable catalyst baskets in the removable catalyst basket BRFR allow for scheduled catalyst replacement, in some embodiments without human entry into the reactor. This can provide a safer operation during the unloading and loading of the catalyst. In addition, facilitating catalyst recovery and replacement in the BRFRs disclosed herein may allow for catalyst replacement in less time (e.g., one-third of the time in embodiments) currently required for typical catalyst unloading and loading for conventional reactors with radial flow. This reduction in time can provide significant savings in downtime costs. The potential for smaller reactors (due to more complete utilization of the catalyst) and the reduction in repair time provided by easier catalyst replacement can reduce capital costs during plant construction and save fixed costs associated with reactor repair. In embodiments of the invention, a fixed bed BRFR provides at least a 5%, 10%, or 12% reduction in catalyst change time compared to a conventional commensurate fixed bed radial flow reactor. In embodiments of the invention, a removable bed BRFR provides at least a 25%, 50%, or 75% reduction in catalyst change time compared to a conventional commensurate fixed bed radial flow reactor. In embodiments of the invention, BRFR provides minimal downtime. For example, in embodiments of the invention, spare baskets may be loaded prior to shutdown.
[00102] Как было рассмотрено выше, предложенная в данном документе бимодальная конструкция может использоваться в качестве защитного реактора с радиальным потоком (то есть BRFGBR), что может обеспечить отказ от обычного защитного реактора с более высоким перепадом давления и/или адсорбера-конвертера серы. Использование такого защитного реактора может дополнительно снизить капитальные затраты, связанные с реакторной системой, содержащей BRFGBR.[00102] As discussed above, the bimodal design proposed herein can be used as a radial flow shield reactor (i.e., BRFGBR), which can eliminate the conventional higher pressure drop shield reactor and/or sulfur converter adsorber. The use of such a shield reactor can further reduce the capital costs associated with a reactor system containing BRFGBR.
[00103] Для областей применения, в которых желательна регенерация катализатора, регенерирующие реагенты могут быть более равномерно распределены по слоям/зонам катализатора раскрытых в данном документе BRFR по сравнению с обычными реакторами с радиальным потоком. Например, при регенерациях с использованием галогенидов это более равномерное распределение может обеспечить достижение более низкой концентрации галогенидов в потоке пара, выходящем из реактора в процессе регенерации, что может помочь защитить материальное оформление реактора/системы из металлов. В вариантах осуществления изобретения окисление отработанного катализатора может быть улучшено за счет использования описанных в данном документе реактора, системы или способа. Такое улучшение окисления отработанного катализатора может привести к снижению затрат, связанных со временем простоя и/или уменьшением вероятности перевозки опасных отходов.[00103] For applications in which catalyst regeneration is desired, the regenerants can be more uniformly distributed across the catalyst beds/zones of the BRFRs disclosed herein compared to conventional radial flow reactors. For example, in regenerations using halides, this more uniform distribution can achieve a lower concentration of halides in the steam stream leaving the reactor during regeneration, which can help protect the material design of the reactor/system from metals. In embodiments of the invention, spent catalyst oxidation can be improved by using the reactor, system, or method described herein. This improvement in spent catalyst oxidation can result in reduced downtime costs and/or reduced likelihood of transporting hazardous waste.
[00104] В вариантах осуществления изобретения BRFR обеспечивает минимизацию крекинга за счет возможности перемещения потока ко второму слою после дезактивации катализатора в начальной зоне.[00104] In embodiments of the invention, the BRFR minimizes cracking by allowing the flow to move to the second bed after deactivation of the catalyst in the start zone.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОПИСАНИЕADDITIONAL DESCRIPTION
[00105] Конкретные варианты осуществления изобретения, описанные выше, являются только иллюстративными, поскольку данное изобретение может быть модифицировано, и его практическое применение можно осуществить различными, но эквивалентными способами, очевидными для специалистов в данной области техники, которые могут использовать преимущества идей, приведенных в данном документе. Кроме того, никакие ограничения не предусмотрены для деталей конструкции, приведенных в данном документе, кроме тех, которые описаны в приведенной ниже формуле изобретения. Следовательно, очевидно, что конкретные иллюстративные варианты осуществления изобретения, описанные выше, могут быть изменены или модифицированы, и все такие варианты рассматриваются в пределах объема и сущности данного изобретения. Альтернативные варианты осуществления изобретения, которые являются результатом объединения, интеграции и/или исключения признаков варианта(ов) осуществления изобретения, также находятся в пределах объема изобретения. Хотя составы и способы описаны в более широких терминах «имеющий», «содержащий» или «включающий» различные компоненты или стадии, указанные составы и способы могут также «по существу состоять из» или «состоять из» различных компонентов и стадий. Использование термина «необязательно» по отношению к любому элементу формулы изобретения означает, что указанный элемент необходим или, в альтернативном варианте, указанный элемент не необходим, причем оба альтернативных варианта находятся в пределах объема формулы изобретения.[00105] The specific embodiments of the invention described above are illustrative only, as the invention can be modified and practiced in various but equivalent ways that will be apparent to those skilled in the art who can take advantage of the ideas given in this document. In addition, no restrictions are provided for the details of construction given in this document, other than those described in the following claims. Therefore, it is obvious that the specific illustrative embodiments of the invention described above may be changed or modified, and all such variations are contemplated within the scope and spirit of this invention. Alternative embodiments of the invention that result from combining, integrating and/or eliminating features of the embodiment(s) of the invention are also within the scope of the invention. Although the compositions and methods are described in broader terms "having", "comprising" or "comprising" various components or steps, these compositions and methods may also "essentially consist of" or "consist of" various components and steps. The use of the term "optionally" in relation to any element of the claims means that the specified element is necessary or, alternatively, the specified element is not necessary, and both alternatives are within the scope of the claims.
[00106] Числа и диапазоны, описанные выше, могут изменяться на некоторую величину. В каждом случае, когда раскрывается числовой диапазон с нижним пределом и верхним пределом, конкретно раскрываются любое число и любой включенный диапазон, попадающие в этот диапазон. В частности, каждый диапазон значений (в форме «от около а до около b» или, что эквивалентно, «от приблизительно а до b», или, что эквивалентно, «от приблизительно а-b»), описанный в данном документе, следует понимать, как описывающий каждое число и диапазон, включенные в более широкий диапазон значений. Также, термины в формуле изобретения имеют свое простое, обычное значение, если иное явно и четко не определено патентообладателем. Кроме того, использование в формуле изобретения определений в единственном числе в данном документе относится к одному или более чем одному определяемому элементу. Если есть какое-либо противоречие в использовании слова или термина в этом описании и одном или большем количестве патентных или других документов, то определения, которые согласуются с этим описанием, должны быть приняты.[00106] The numbers and ranges described above may vary by some amount. In each case where a numeric range with a lower limit and an upper limit is disclosed, any number and any included range falling within that range are specifically disclosed. In particular, each range of values (in the form "from about a to about b" or, equivalently, "from about a to b", or equivalently, "from about a-b") described in this document, should understood as describing each number and range included in the wider range of values. Also, the terms in the claims have their simple, ordinary meaning, unless otherwise expressly and clearly defined by the patentee. In addition, the use in the claims of definitions in the singular in this document refers to one or more than one defined element. If there is any conflict in the use of a word or term in this specification and one or more patent or other documents, then definitions that are consistent with this description shall be adopted.
[00107] Раскрытые в данном документе варианты осуществления изобретения включают:[00107] Embodiments of the invention disclosed herein include:
[00108] А: Бимодальный реактор с радиальным потоком, содержащий: цилиндрический внешний корпус, окружающий по меньшей мере пять цилиндрических концентрических зон, включая по меньшей мере три кольцевые паровые зоны и по меньшей мере две зоны катализатора, причем по меньшей мере две зоны катализатора содержат внешнюю зону катализатора и внутреннюю зону катализатора, и при этом по меньшей мере три кольцевые паровые зоны содержат внешнюю кольцевую паровую зону, среднюю кольцевую паровую зону и центральную кольцевую паровую зону, и при этом внешняя зона катализатора расположена между внешней кольцевой паровой зоной и средней кольцевой паровой зоной, и при этом внутренняя зона катализатора расположена между средней кольцевой паровой зоной и центральной кольцевой паровой зоной; а также распределительный трубопровод, выполненный с возможностью вертикального ввода сырья в нижний конец каждой из одной или двух из по меньшей мере трех кольцевых паровых зон и отведения продукта с нижнего конца каждой из одной или двух оставшихся из по меньшей мере трех кольцевых паровых зон.[00108] A: A radial flow bimodal reactor comprising: a cylindrical outer casing surrounding at least five cylindrical concentric zones, including at least three annular vapor zones and at least two catalyst zones, with at least two catalyst zones containing an outer catalyst zone and an inner catalyst zone, wherein at least three annular vapor zones comprise an outer annular vapor zone, a middle annular vapor zone, and a central annular vapor zone, wherein the outer catalyst zone is located between the outer annular vapor zone and the middle annular steam zone. zone, and while the inner zone of the catalyst is located between the middle annular steam zone and the Central annular steam zone; as well as a distribution pipeline configured to vertically enter the raw material into the lower end of each of one or two of the at least three annular steam zones and remove the product from the lower end of each of the one or two remaining of the at least three annular steam zones.
[00109] В: Бимодальный реактор с защитным слоем с радиальным потоком, содержащий: цилиндрический внешний корпус, окружающий по меньшей мере пять цилиндрических концентрических зон, включая по меньшей мере две кольцевые паровые зоны, по меньшей мере две зоны катализатора и зону разделения слоя, при этом по меньшей мере две зоны катализатора содержат внешнюю зону катализатора и внутреннюю зону катализатора, при этом по меньшей мере две кольцевые паровые зоны содержат внешнюю кольцевую паровую зону и центральную кольцевую паровую зону, и при этом внешняя зона катализатора расположена между внешней кольцевой паровой зоной и зоной разделения слоя, и при этом внутренняя зона катализатора расположена между зоной разделения слоя и центральной кольцевой паровой зоной; а также распределительный трубопровод, выполненный с возможностью вертикального ввода сырья в нижний конец внешней кольцевой паровой зоны и отведения продукта с нижнего конца центральной кольцевой паровой зоны.[00109] B: A bimodal radial flow guard bed reactor comprising: a cylindrical outer shell surrounding at least five cylindrical concentric zones including at least two annular vapor zones, at least two catalyst zones and a bed separation zone, with wherein at least two catalyst zones comprise an outer catalyst zone and an inner catalyst zone, wherein at least two annular vapor zones comprise an outer annular vapor zone and a central annular vapor zone, wherein the outer catalyst zone is located between the outer annular vapor zone and the zone layer separation, and while the inner zone of the catalyst is located between the layer separation zone and the Central annular vapor zone; and a distribution conduit configured to vertically introduce feedstock into the lower end of the outer annular steam zone and withdraw product from the lower end of the central annular steam zone.
[00110] С: Бимодальный реактор с радиальным потоком, содержащий: цилиндрический внешний корпус, окружающий пять цилиндрических концентрических зон, включая три кольцевые паровые зоны и две зоны катализатора, причем две зоны катализатора содержат внешнюю зону катализатора и внутреннюю зону катализатора, при этом внутренняя зона катализатора и внешняя зона катализатора выполнены в виде съемных корзин для катализатора, и при этом три кольцевые паровые зоны содержат внешнюю кольцевую паровую зону, среднюю кольцевую паровую зону и центральную кольцевую паровую зону, и при этом внешняя зона катализатора расположена между внешней кольцевой паровой зоной и средней кольцевой паровой зоной, и при этом внутренняя зона катализатора расположена между средней кольцевой паровой зоной и центральной кольцевой паровой зоной; а также распределительный трубопровод, выполненный с возможностью вертикального ввода сырья в нижний конец каждой из одной или двух из трех кольцевых паровых зон и отведения продукта с нижнего конца каждой из одной или двух оставшихся из трех кольцевых паровых зон.[00110] C: A radial flow bimodal reactor comprising: a cylindrical outer casing surrounding five cylindrical concentric zones including three annular vapor zones and two catalyst zones, the two catalyst zones comprising an outer catalyst zone and an inner catalyst zone, wherein the inner zone catalyst and the outer zone of the catalyst are made in the form of removable baskets for the catalyst, and while the three annular steam zone contains an outer annular steam zone, the middle annular steam zone and the central annular steam zone, and while the outer zone of the catalyst is located between the outer annular steam zone and the middle an annular vapor zone, wherein the inner catalyst zone is located between the middle annular vapor zone and the central annular vapor zone; as well as a distribution pipeline configured to vertically enter the raw material into the lower end of each of one or two of the three annular steam zones and discharge the product from the lower end of each of the one or two remaining of the three annular steam zones.
[00111] D: Систему реакторов, содержащую бимодальный реактор с радиальным потоком с защитным слоем, описанный в данном документе, по меньшей мере один бимодальный реактор с радиальным потоком со съемной корзиной для катализатора, описанный в данном документе, и по меньшей мере один бимодальный реактор с радиальным потоком с неподвижным слоем, описанный в данном документе, причем бимодальный реактор с радиальным потоком с защитным слоем расположен перед по меньшей мере одним бимодальным реактором с радиальным потоком со съемной корзиной для катализатора, и при этом по меньшей мере один бимодальный реактор с радиальным потоком со съемной корзиной для катализатора расположен перед по меньшей мере одним бимодальным реактором с радиальным потоком с неподвижным слоем.[00111] D: A reactor system comprising a bimodal guard bed radial flow reactor described herein, at least one bimodal radial flow reactor with a removable catalyst basket described herein, and at least one bimodal reactor fixed bed radial flow reactor as described herein, wherein the guard bed bimodal radial flow reactor is located upstream of at least one radial flow bimodal reactor with a removable catalyst basket, and wherein at least one radial flow bimodal reactor is with a removable basket for the catalyst is located in front of at least one bimodal fixed bed radial flow reactor.
[00112] Каждый из вариантов осуществления изобретения А, В, С и D может иметь один или более из следующих дополнительных элементов: Элемент 1: в котором бимодальный реактор с радиальным потоком представляет собой бимодальный реактор с радиальным потоком с неподвижным слоем, в котором внутренняя зона катализатора и внешняя зона катализатора выполнены в виде неподвижных слоев. Элемент 2: в котором неподвижные слои обеспечены неподвижными корзинами для катализатора. Элемент 3: в котором неподвижные корзины для катализатора разграничены одним или более материалами, выбранными из группы, состоящей из сит Vee-Wire®, клиновых металлических сит и металлических сит. Элемент 4: дополнительно содержащий по меньшей мере одно отверстие, соединенное по текучей среде с нижним концом по меньшей мере одной из по меньшей мере двух зон катализатора, посредством чего катализатор может быть извлечен оттуда. Элемент 5: имеющий диаметр в диапазоне от около 4 футов (1,22 метра) до около 10 футов (3,05 метра), высоту каждой из двух зон катализатора в диапазоне от около 10 футов (3,05 метра) до около 30 футов (9,14 метра) или то и другое. Элемент 6: дополнительно содержащий съемную крышку, прикрепленную с возможностью съема к верхнему концу цилиндрического внешнего корпуса. Элемент 7: в котором бимодальный реактор с радиальным потоком представляет собой бимодальный реактор с радиальным потоком со съемной корзиной для катализатора, в котором внутренняя зона катализатора и внешняя зона катализатора выполнены в виде съемных корзин для катализатора, при этом внутренняя зона катализатора укомплектована внутренней съемной корзиной для катализатора, а внешняя зона катализатора укомплектована внешней съемной корзиной для катализатора. Элемент 8: в котором съемные корзины для катализатора обеспечивают сокращение времени замены катализатора по меньшей мере на 10% по сравнению с обычным реактором сопоставимого размера с радиальным потоком с неподвижным слоем катализатора. Элемент 9: в котором съемные корзины для катализатора извлекаются через верхний конец цилиндрического внешнего корпуса. Элемент 10: дополнительно содержащий съемную крышку, прикрепленную с возможностью съема к верху цилиндрического внешнего корпуса. Элемент 11: дополнительно содержащий накладную пластину, которая закрывает верхний конец центральной кольцевой паровой зоны, верхний конец средней кольцевой паровой зоны или то и другое. Элемент 12: в котором съемная крышка дополнительно содержит прижимную пластину, которая служит накладной пластиной. Элемент 13: дополнительно содержащий разделительное кольцо для выравнивания по окружности, выполненное с возможностью ограничения потока через верхний конец внешней кольцевой паровой зоны. Элемент 14: дополнительно содержащий набивочный материал вокруг верхней кольцевой канавки внешней зоны катализатора. Элемент 15: в котором набивка содержит изоляцию из керамического волокна в виде веревки или одеяла, или прокладку из высокотемпературного волокна. Элемент 16: в котором распределительный трубопровод выполнен с возможностью изменения направления потока на обратное, таким образом, сырье может быть введено в оставшиеся одну или две из по меньшей мере трех кольцевых паровых зон, а продукт может быть отведен из одной или двух из по меньшей мере трех кольцевых паровых зон. Элемент 17: в котором распределительный трубопровод дополнительно содержит клапаны, посредством которых сырье может быть введено в каждое из по меньшей мере двух впускных отверстий одной или двух из по меньшей мере трех кольцевых паровых зон одновременно. Элемент 18: в котором по меньшей мере одна из по меньшей мере двух зон катализатора содержит катализатор. Элемент 19: в котором катализатор способен катализировать эндотермическую реакцию. Элемент 20: в котором катализатор представляет собой катализатор риформинга, способный катализировать превращение по меньшей мере части способных к превращению углеводородов в сырье в ароматические углеводороды, которые присутствуют в продукте. Элемент 21: в котором катализатор риформинга содержит по меньшей мере один металл VIII группы и цеолитный носитель. Элемент 22: в котором металл VIII группы включает платину, и при этом цеолитный носитель включает связанный с кремнеземом L-цеолит. Элемент 23: в котором катализатор риформинга дополнительно содержит по меньшей мере один галоген. Элемент 24: в котором катализатор риформинга дополнительно содержит калий. Элемент 25: в котором катализатор риформинга содержит от около 10% мас. до около 20% мас. K2O. Элемент 26: в котором бимодальный реактор с радиальным потоком обеспечивает более длительное время работы до замены катализатора по сравнению с обычным одномодальным реактором риформинга с радиальным потоком, работающим с обеспечением эквивалентной селективности. Элемент 27: в котором бимодальный реактор с радиальным потоком работает при более низкой температуре на входе в конце цикла по сравнению с обычным одномодальным реактором риформинга с радиальным потоком, работающим с обеспечением эквивалентной селективности. Элемент 28: в котором внутренняя зона катализатора содержит катализатор, который отличается от катализатора во внешней зоне катализатора по меньшей мере по одному параметру, выбранному из группы, состоящей из размера, формы, состава и загрузки. Элемент 29: в котором включение другого катализатора позволяет контролировать перепад давления во внутренней зоне катализатора, внешней зоне катализатора или в обеих зонах. Элемент 30: в котором внутренняя зона катализатора содержит катализатор, отличный от катализатора во внешней зоне катализатора. Элемент 31: в котором внутренняя зона катализатора содержит катализатор риформинга, наполнитель, адсорбирующий серу, или то и другое. Элемент 32: в котором внешняя зона катализатора содержит наполнитель, улавливающий железо. Элемент 33: в котором по меньшей мере одна из двух зон катализатора содержит катализатор риформинга, способный катализировать превращение по меньшей мере части способных к превращению углеводородов в сырье в ароматические углеводороды, которые присутствуют в продукте. Элемент 34: содержащий три бимодальных реактора по п. 8 с радиальным потоком со съемной корзиной для катализатора и три бимодальных реактора по п. 2 с неподвижным слоем с радиальным потоком. Элемент 35: в котором объем каждого из трех бимодальных реакторов с радиальным потоком со съемной корзиной для катализатора меньше объема каждого из трех бимодальных реакторов с радиальным потоком с неподвижным слоем. Элемент 36: в котором по меньшей мере один бимодальный реактор с радиальным потоком со съемной корзиной для катализатора и по меньшей мере один бимодальный реактор с радиальным потоком с неподвижным слоем содержат катализатор риформинга, способный катализировать, к тому же, превращение по меньшей мере части способных к превращению углеводородов в сырье в ароматические углеводороды, которые присутствуют, соответственно, в продукте.[00112] Each of embodiments A, B, C, and D may have one or more of the following additional elements: Element 1: wherein the radial flow bimodal reactor is a fixed bed bimodal radial flow reactor in which the inner zone catalyst and the outer zone of the catalyst are made in the form of fixed layers. Element 2: in which the fixed beds are provided with fixed catalyst baskets. Element 3: wherein the fixed catalyst baskets are demarcated by one or more materials selected from the group consisting of Vee- Wire® screens, wedge metal screens, and metal screens. Element 4: further comprising at least one opening fluidly connected to the lower end of at least one of the at least two catalyst zones, whereby the catalyst can be removed therefrom. Element 5: having a diameter ranging from about 4 feet (1.22 meters) to about 10 feet (3.05 meters), a height of each of the two catalyst zones ranging from about 10 feet (3.05 meters) to about 30 feet (9.14 meters) or both. Element 6: additionally containing a removable cover attached with the possibility of removal to the upper end of the cylindrical outer casing. Element 7: in which the radial flow bimodal reactor is a radial flow bimodal reactor with a removable catalyst basket, in which the inner catalyst zone and the outer catalyst zone are made as removable catalyst baskets, while the inner catalyst zone is equipped with an internal removable basket for catalyst, and the outer zone of the catalyst is equipped with an external removable basket for the catalyst. Element 8: wherein removable catalyst baskets provide at least a 10% reduction in catalyst change time compared to a conventional fixed bed radial flow reactor of comparable size. Element 9: in which the removable catalyst baskets are removed through the upper end of the cylindrical outer casing. Element 10: further comprising a removable cover removably attached to the top of the cylindrical outer casing. Element 11: further comprising an overlay plate that covers the upper end of the central annular vapor zone, the upper end of the middle annular vapor zone, or both. Element 12: in which the removable cover further comprises a pressure plate that serves as a cover plate. Element 13: further comprising a spacer ring for circumferential alignment configured to restrict flow through the upper end of the outer annular vapor zone. Element 14: additionally containing packing material around the upper annular groove of the outer zone of the catalyst. Element 15: in which the packing contains ceramic fiber insulation in the form of a rope or blanket, or a high temperature fiber spacer. Element 16: wherein the distribution conduit is reversible so that feed can be introduced into the remaining one or two of at least three annular steam zones and product can be diverted from one or two of at least three annular steam zones. Element 17: in which the distribution pipeline further comprises valves, through which the raw material can be introduced into each of the at least two inlets of one or two of the at least three annular steam zones at the same time. Element 18: wherein at least one of the at least two catalyst zones contains a catalyst. Element 19: in which the catalyst is capable of catalyzing an endothermic reaction. Element 20: wherein the catalyst is a reforming catalyst capable of catalyzing the conversion of at least a portion of the convertible hydrocarbons in the feed to aromatic hydrocarbons that are present in the product. Element 21: wherein the reforming catalyst contains at least one Group VIII metal and a zeolite support. Element 22: wherein the Group VIII metal comprises platinum and the zeolite carrier comprises a silica bound L-zeolite. Element 23: wherein the reforming catalyst further comprises at least one halogen. Element 24: wherein the reforming catalyst further contains potassium. Element 25: in which the reforming catalyst contains from about 10% wt. up to about 20% wt. K 2 O. Element 26: wherein the bimodal radial flow reactor provides longer run time before catalyst change compared to a conventional single modal radial flow reformer operating at equivalent selectivity. Element 27: wherein the radial flow bimodal reactor operates at a lower inlet temperature at the end of the cycle compared to a conventional single modal radial flow reformer operating at equivalent selectivity. Element 28: wherein the inner catalyst zone contains a catalyst that differs from the catalyst in the outer catalyst zone in at least one parameter selected from the group consisting of size, shape, composition, and loading. Element 29: in which the inclusion of another catalyst allows you to control the pressure drop in the inner zone of the catalyst, the outer zone of the catalyst, or both zones. Element 30: in which the inner zone of the catalyst contains a catalyst different from the catalyst in the outer zone of the catalyst. Element 31: in which the inner zone of the catalyst contains a reforming catalyst, a sulfur adsorbing filler, or both. Element 32: in which the outer zone of the catalyst contains a filler that traps iron. Element 33: wherein at least one of the two catalyst zones contains a reforming catalyst capable of catalyzing the conversion of at least a portion of the convertible hydrocarbons in the feed to aromatic hydrocarbons that are present in the product. Element 34: comprising three radial flow bimodal reactors according to
[00113] Хотя были показаны и описаны предпочтительные варианты осуществления данного изобретения, специалист в данной области техники может осуществлять их модификации без отклонения от сущности и идей данного изобретения. Варианты осуществления изобретения, описанные в данном документе, являются только иллюстративными и не предназначены для ограничения. Возможны многочисленные вариации и модификации изобретения, описанного в данном документе, и они входят в объем данного изобретения.[00113] While the preferred embodiments of the present invention have been shown and described, modifications may be made by one skilled in the art without deviating from the spirit and ideas of the present invention. The embodiments of the invention described herein are illustrative only and are not intended to be limiting. Numerous variations and modifications of the invention described herein are possible and are within the scope of this invention.
[00114] Многочисленные другие модификации, эквиваленты и альтернативные варианты станут очевидными для специалистов в данной области техники, как только описанное выше изобретение будет полностью оценено. Предполагается, что приведенная ниже формула изобретения будет интерпретирована для охвата всех таких модификаций, эквивалентов и альтернативных вариантов, где это применимо. Соответственно, объем правовой охраны не ограничен описанием, изложенным выше, а ограничен лишь приведенной ниже формулой изобретения, и этот объем включает в себя все эквиваленты объектов изобретения в пунктах формулы изобретения. Все без исключения пункты формулы изобретения включены в описание в качестве варианта осуществления данного изобретения. Следовательно, формула изобретения представляет собой дополнительное описание и является дополнением к подробному описанию данного изобретения. Раскрытия всех патентов, патентных заявок и публикаций, процитированных в данном документе, включены в данный документ посредством ссылки.[00114] Numerous other modifications, equivalents, and alternatives will become apparent to those skilled in the art once the invention described above has been fully appreciated. It is intended that the following claims be interpreted to cover all such modifications, equivalents and alternatives, where applicable. Accordingly, the scope of legal protection is not limited to the description set forth above, but is limited only by the following claims, and this scope includes all equivalents of the subject matter in the claims. All claims without exception are included in the description as an embodiment of the present invention. Therefore, the claims are a further description and are in addition to the detailed description of the present invention. The disclosures of all patents, patent applications, and publications cited herein are incorporated herein by reference.
Claims (50)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/285,393 | 2019-02-26 | ||
US16/655,618 | 2019-10-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2778322C1 true RU2778322C1 (en) | 2022-08-17 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6620386B1 (en) * | 1998-07-09 | 2003-09-16 | Stone & Webster, Inc. | Radial flow reactor |
RU2344077C2 (en) * | 2002-11-15 | 2009-01-20 | КЕЛЛОГГ БРАУН ЭНД РУТ ЭлЭлСи | Upright ammonia separate-flow converter |
US20150343406A1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-12-03 | Huaihai Zhang | Radial-parallel catalytic reactor |
CN105457563A (en) * | 2014-09-09 | 2016-04-06 | 航天长征化学工程股份有限公司 | Isothermal shift reactor with built-in tube bundle |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6620386B1 (en) * | 1998-07-09 | 2003-09-16 | Stone & Webster, Inc. | Radial flow reactor |
RU2234975C2 (en) * | 1998-07-09 | 2004-08-27 | Стоун энд Вебстэ, Инк. | Radial-flow through reactor and method for processing of liquid reactant flow |
RU2344077C2 (en) * | 2002-11-15 | 2009-01-20 | КЕЛЛОГГ БРАУН ЭНД РУТ ЭлЭлСи | Upright ammonia separate-flow converter |
EP1419813B1 (en) * | 2002-11-15 | 2012-05-09 | Kellogg Brown & Root, Inc. | Apparatus for ammonia production |
US20150343406A1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-12-03 | Huaihai Zhang | Radial-parallel catalytic reactor |
CN105457563A (en) * | 2014-09-09 | 2016-04-06 | 航天长征化学工程股份有限公司 | Isothermal shift reactor with built-in tube bundle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11633707B2 (en) | Bi-modal radial flow reactor | |
US9822316B2 (en) | System and method for on stream catalyst replacement | |
US6123833A (en) | Method for controlling moisture in a catalyst regeneration process | |
RU2682528C2 (en) | Catalysts regeneration reactor | |
WO2010117614A2 (en) | Fired heater for a hydrocarbon conversion process | |
US5520798A (en) | Process for reforming hydrocarbon feedstocks over a sulfur sensitive catalyst | |
US20170282141A1 (en) | Aromatization Reactors with Hydrogen Removal and Related Reactor Systems | |
US8518240B2 (en) | Adsorbing polynuclear aromatics from a reforming process at reaction temperatures | |
RU2778322C1 (en) | Bimodal reactor with radial flow | |
US11713424B2 (en) | Use of Aromax® catalyst in sulfur converter absorber and advantages related thereto | |
RU2551646C1 (en) | Method of high temperature platformating | |
US20160068766A1 (en) | Regenerator for regenerating catalysts under different operating conditions | |
RU2698814C1 (en) | Stepwise arrangement of catalyst in method based on catalytic reaction | |
WO2014160750A1 (en) | Methods and apparatuses for heating hydrocarbon streams for processing | |
US11028328B2 (en) | Systems and processes for catalytic reforming of a hydrocarbon feed stock | |
WO2011075410A2 (en) | Adsorbing polynuclear aromatics from a reforming process using adsorbents containing iron | |
CN113710777A (en) | Integrated process for maximizing the recovery of liquefied petroleum gas |