RU2782503C1 - Apparatus and process for separating gases from the catalyst - Google Patents
Apparatus and process for separating gases from the catalyst Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782503C1 RU2782503C1 RU2021131071A RU2021131071A RU2782503C1 RU 2782503 C1 RU2782503 C1 RU 2782503C1 RU 2021131071 A RU2021131071 A RU 2021131071A RU 2021131071 A RU2021131071 A RU 2021131071A RU 2782503 C1 RU2782503 C1 RU 2782503C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst particles
- catalyst
- gaseous products
- riser
- specified
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 188
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 title description 41
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 110
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 81
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 26
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 11
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 abstract 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 24
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 7
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 6
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004231 fluid catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область изобретенияField of invention
Областью настоящего изобретения являются процессы и аппараты для приведения псевдоожиженного катализатора в контакт с углеводородами. Более конкретно, областью настоящего изобретения являются процессы и аппараты для отделения увлеченных газообразных углеводородных продуктов от частиц катализатора.The scope of the present invention is processes and apparatus for bringing a fluidized catalyst into contact with hydrocarbons. More specifically, the scope of the present invention is processes and apparatus for separating entrained gaseous hydrocarbon products from catalyst particles.
Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for the creation of the invention
Каталитический крекинг с псевдоожиженным слоем (FCC) представляет собой процесс, в котором в реакционной зоне углеводороды приводят в контакт с катализатором, состоящим из мелкодисперсного порошкового материала. Поток углеводородного сырья и псевдоожижающие газы, такие как пар, переводят катализатор в псевдоожиженное состояние и обычно переносят его в стояке, причем катализатор ускоряет реакцию крекинга. По мере протекания реакции крекинга на катализаторе оседают существенные количества углеводорода, называемые коксом. В ходе высокотемпературной регенерации внутри сосуда-регенератора кокс выжигается с катализатора путем приведения последнего в контакт с содержащим кислород потоком, который снова выступает в роли псевдоожижающей среды. Содержащий кокс катализатор, называемый в настоящем документе отработанным катализатором, непрерывно удаляется из реакционной зоны и заменяется катализатором, не содержащим кокса или содержащим меньшее количество кокса, из зоны регенерации. За счет перевода частиц катализатор в псевдоожиженное состояние различными газовыми потоками можно осуществлять транспорт катализатора между реакционной зоной и зоной регенерации.Fluidized catalytic cracking (FCC) is a process in which, in a reaction zone, hydrocarbons are brought into contact with a catalyst composed of a fine powder material. The hydrocarbon feed stream and fluidizing gases such as steam fluidize the catalyst and typically carry it in a riser, the catalyst accelerating the cracking reaction. As the cracking reaction proceeds, significant amounts of hydrocarbon, called coke, are deposited on the catalyst. During the high temperature regeneration inside the regenerator vessel, the coke is burnt off the catalyst by bringing the latter into contact with an oxygen-containing stream, which again acts as a fluidizing medium. The coke-containing catalyst, herein referred to as the spent catalyst, is continuously removed from the reaction zone and replaced with a coke-free or less coke-containing catalyst from the regeneration zone. By fluidizing the catalyst particles with various gas streams, the catalyst can be transported between the reaction zone and the regeneration zone.
В процессе FCC газообразные среды отделяются от твердых частиц катализатора на выходе из стояка реактора. В самом распространенном способе отделения твердых частиц от газообразного потока используют центростремительное отделение в разделительном сосуде. В центростремительных сепараторах содержащим увлеченные твердые частицы газам придают касательную скорость, что отбрасывает более тяжелые твердые частицы наружу от более легких газов для верхнего выведения газов и нижнего сбора твердых частиц. На выходном канале из стояка обеспечен изогнутый трубчатый завихряющий рукав, который придает вихревое, спиральное движение газообразным продуктам и частицам катализатора, когда они выходят из стояка в разделительную камеру. Такое вихревое, спиральное движение материалов в отделительном сосуде обеспечивает первичное отделение частиц катализатора от газов. За первичной стадией разделения обычно следует второй этап более полного отделения твердых частиц от газов в циклонах. Канал извлечения газа соединяет разделительную камеру с циклонами в реакционном сосуде. Смесь газов и увлеченного катализатора затягивается в канал извлечения газа и поступает в циклоны для осуществления дальнейшего отделения частиц катализатора от газов.In the FCC process, the gaseous media are separated from the catalyst solids at the outlet of the reactor riser. The most common method for separating solid particles from a gaseous stream is using centripetal separation in a separation vessel. In centripetal separators, gases containing entrained solids are imparted a tangential velocity, which throws heavier solids outward from lighter gases for upper removal of gases and lower collection of solids. A curved tubular swirl sleeve is provided on the outlet channel from the riser, which imparts a swirling, helical motion to the gaseous products and catalyst particles as they exit the riser into the separating chamber. This vortex, helical movement of the materials in the separation vessel provides for the primary separation of the catalyst particles from the gases. The primary separation step is usually followed by a second step of more complete separation of solids from gases in cyclones. The gas extraction channel connects the separation chamber to the cyclones in the reaction vessel. The mixture of gases and entrained catalyst is drawn into the gas extraction channel and enters the cyclones for further separation of catalyst particles from gases.
Большая часть углеводородных паров, находящихся в контакте с катализатором в реакционной зоне, отделяется от твердых частиц в результате вышеупомянутого центростремительного отделения. Однако используемые в процессе FCC частицы катализатора имеют большую площадь поверхности, что связано с наличием на частицах множества пор. В результате на входе в зону отпарки каталитические материалы удерживают углеводороды в своих порах, на внешней поверхности катализатора и в пространстве между отдельными частицами катализатора. Хотя количество углеводородов, удерживаемых на каждой отдельной частице катализатора, очень невелико, большое количество катализатора и высокие скорости оборота катализатора, характерные для современного процесса FCC, приводят к выведению с катализатором значительного количества углеводородов из реакционной зоны.Most of the hydrocarbon vapors in contact with the catalyst in the reaction zone are separated from the solid particles as a result of the aforementioned centripetal separation. However, the catalyst particles used in the FCC process have a large surface area due to the presence of many pores on the particles. As a result, at the entrance to the stripping zone, the catalytic materials retain hydrocarbons in their pores, on the outer surface of the catalyst and in the space between the individual catalyst particles. Although the amount of hydrocarbons retained on each individual catalyst particle is very small, the high amount of catalyst and the high catalyst turnover rates associated with the modern FCC process result in a significant amount of hydrocarbon being removed from the reaction zone with the catalyst.
Стандартной практикой является удаление, или отпарка, углеводородов с отработанного катализатора перед направлением его в зону регенерации. В самом распространенном способе отпарки катализатора используют пропускание отпарного газа, обычно пара, через текущий поток катализатора, противотоком по отношению к направлению движения катализатора. Такие операции паровой отпарки с варьируемой степенью эффективности удаляют пары углеводородов, захваченные в катализаторе и адсорбированные на поверхности катализатора.It is standard practice to remove, or strip, hydrocarbons from the spent catalyst before sending it to the regeneration zone. The most common method for stripping a catalyst uses the passage of a stripping gas, usually steam, through a flowing stream of catalyst, countercurrent with respect to the direction of movement of the catalyst. These steam stripping operations, with varying degrees of efficiency, remove hydrocarbon vapors trapped in the catalyst and adsorbed on the surface of the catalyst.
Эффективность отпарки катализатора повышается при использовании внутренних элементов отпарной секции, которые могут содержать расположенные с некоторым шагом по вертикали перегородки или профилированные полосы для каскадной переброски катализатора с одной стороны на другую при его движении вниз по отпарному аппарату и контакте на противотоке с отгоночной средой. Отгоночная среда входит в аппарат снизу под самым нижним внутренним элементом и постепенно поднимается вверх через внутренние элементы.The efficiency of catalyst stripping is increased by using the internal elements of the stripping section, which may contain baffles or profiled strips located with some vertical spacing for cascading the catalyst from one side to the other as it moves down the stripper and contacts the stripping medium in countercurrent. The stripping medium enters the apparatus from below under the lowest internal element and gradually rises upward through the internal elements.
Катализатор, выводимый из вихревого выхода стояка для отделения отработанного катализатора от газообразных продуктов, может продолжать вихревое движение. Перемещающийся вниз в вихревом движении катализатор может вызывать эрозию внутреннего оборудования и неправильное распределение потоков в отпарную секцию. Следовательно, плотный слой катализатора размещается на достаточной высоте над внутренними элементами отпарной секции, чтобы оградить внутренние элементы отпарной секции от эрозии вращающимся катализатором.The catalyst withdrawn from the vortex outlet of the riser for separating the spent catalyst from the gaseous products may continue to vortex. The downward swirling catalyst can cause erosion of internal equipment and improper distribution of flows to the stripper. Therefore, the dense bed of catalyst is placed at a sufficient height above the internals of the stripper to shield the internals of the stripper from being eroded by the rotating catalyst.
Краткое изложение сущности изобретенияBrief summary of the invention
Был обнаружен способ разбивки или демпфирования вращательного потока катализатора внутри и снаружи разделительной камеры, в котором используют тангенциальный вывод катализатора и газообразных продуктов из стояка. Движущимся вихреобразно частицам катализатора не могут выйти из разделительной камеры и войти в кольцевое пространство реактора. Частицам катализатора и газообразным продуктам для входа в кольцевое пространство реактора необходимо пройти по туннелю, содержащему вертикальную стенку. Вертикальная стенка образует поверхность, противоположную угловому направлению, в котором вихреобразно движутся частицы катализатора и газообразные продукты. Как следствие, уменьшается угловой момент частиц катализатора и газообразных продуктов. Кроме того, туннель не позволяет частицам катализатора и газообразным продуктам войти в кольцевое пространство реактора, пока они не сменят направление своего движения. Вместо этого частицы катализатора падают в отпарную секцию.A method has been found to break up or dampen the rotational flow of the catalyst inside and outside the separation chamber, which uses a tangential withdrawal of the catalyst and gaseous products from the riser. The vortex-like catalyst particles cannot leave the separation chamber and enter the annular space of the reactor. Catalyst particles and gaseous products must pass through a tunnel containing a vertical wall to enter the annulus of the reactor. The vertical wall forms a surface opposite to the angular direction in which catalyst particles and gaseous products move in a vortex-like manner. As a consequence, the angular momentum of the catalyst particles and gaseous products decreases. In addition, the tunnel prevents catalyst particles and gaseous products from entering the annulus of the reactor until they change direction. Instead, the catalyst particles fall into the stripper section.
Кроме того, было обнаружено, что большая доля частиц катализатора обходит нижние края проходов между разделительной камерой и кольцевым пространством реактора. Как следствие, перегородку можно разместить на пересечении между кольцевым пространством реактора и разделительной камерой для отклонения катализатора в боковом направлении в отпарную секцию после его опускания ниже прохода в кольцевое пространство реактора. В перегородке можно предусмотреть отверстия для псевдоожижения большого количества проходящего над этой областью катализатора для эффективной предварительной отпарки этого катализатора перед его входом в отпарную секцию.In addition, it was found that a large proportion of the catalyst particles bypassed the lower edges of the passages between the separation chamber and the annulus of the reactor. As a consequence, a baffle may be placed at the intersection between the reactor annulus and the separation chamber to divert the catalyst laterally into the stripper after it has been lowered below the reactor annulus passage. Openings can be provided in the baffle to fluidize a large amount of catalyst passing over this area for efficient pre-stripping of this catalyst before it enters the stripping section.
Дополнительные подробности и варианты осуществления настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего подробного описания изобретения.Additional details and embodiments of the present invention will be apparent from the following detailed description of the invention.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
На фиг. 1 представлен схематический вид в поперечном сечении устройства FCC.In FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the FCC device.
На фиг. 2 представлен увеличенный частичный вид части по фиг. 1.In FIG. 2 is an enlarged partial view of the part of FIG. one.
На фиг. 3 представлен схематический вид в горизонтальной проекции альтернативного варианта для фиг. 2.In FIG. 3 is a schematic plan view of the alternative of FIG. 2.
На фиг. 4 представлен схематический вид в горизонтальной проекции другого альтернативного варианта для фиг. 2.In FIG. 4 is a schematic plan view of another alternative for FIG. 2.
Описание изобретенияDescription of the invention
Тангенциальные или завихряющие рукава, которые обеспечивают первичное разделение катализатора и газообразных продуктов, выводимых из стояка реактора FCC, придают частицам катализатора значительный тангенциальный импульс. Было обнаружено, что при опускании вниз по разделительной камере в вихревом движении газ и катализатор создают вращающийся слой катализатора. Такое поведение вызывает обширную эрозию верхних слоев внутренних элементов отпарной секции в конкретных местах, отстоящих друг от друга на расстояние, которое соответствует расстоянию между выходами завихряющих рукавов из стояка.The tangential or swirling arms that provide the primary separation of the catalyst and product gases from the riser of the FCC reactor impart significant tangential momentum to the catalyst particles. It has been found that when swirled down the separation chamber, the gas and catalyst create a rotating bed of catalyst. This behavior causes extensive erosion of the upper layers of the internal elements of the stripper section in specific places separated from each other by a distance that corresponds to the distance between the outlets of the swirl arms from the riser.
Кроме того, в условиях промышленной установки наблюдали, что более продолжительное пребывание в плотном слое катализатора над отпарной секцией приводит к падению выхода продукта. Причиной этого может быть продолжение реакций крекинга, пока газообразные продукты находятся в контакте с катализатором. Преимуществом стало бы уменьшение глубины плотного слоя катализатора для сокращения времени пребывания в нем газообразного продукта. Однако для этого нужно погасить вращательный момент частиц катализатора и газообразных продуктов, поскольку плотный слой катализатора нужен для ограждения верхних внутренних элементов отпарной секции от эрозии вращающимся потоком катализатора.In addition, under industrial plant conditions, it has been observed that a longer stay in the dense catalyst bed above the stripper section results in a drop in product yield. The reason for this may be the continuation of the cracking reactions while the gaseous products are in contact with the catalyst. An advantage would be to reduce the depth of the dense catalyst bed to reduce the residence time of the gaseous product. However, this requires the torque of the catalyst particles and gaseous products to be canceled out, since the dense catalyst layer is needed to protect the upper internal elements of the stripper section from erosion by the rotating catalyst stream.
В настоящем документе предложено блокирование, чтобы движущиеся вихреобразно частицы катализатора не могли выходить из разделительной камеры и входить в кольцевое пространство реактора. Частицам катализатора и газообразным продуктам для входа в кольцевое пространство реактора необходимо пройти по туннелю, содержащему вертикальную стенку. Вертикальная стенка образует поверхность, противоположную угловому направлению, в котором вихреобразно движутся частицы катализатора и газообразные продукты. Чтобы выйти из разделительной камеры по туннелю, потоку необходимо изменить свое тангенциальное направление, затем поддерживать это новое направление на всей ширине вертикальной стенки, а затем войти в кольцевое пространство реактора вокруг разделительной камеры. Таким образом можно погасить тангенциальный импульс, переносимый из выводных рукавов стояка в плотный кольцевой слой, снижается вход катализатора в кольцевое пространство реактора, и можно избежать ненужной эрозии оборудования или циркуляции катализатора.The present document proposes blocking so that swirling catalyst particles cannot exit the separation chamber and enter the annular space of the reactor. Catalyst particles and gaseous products must pass through a tunnel containing a vertical wall to enter the annulus of the reactor. The vertical wall forms a surface opposite to the angular direction in which catalyst particles and gaseous products move in a vortex-like manner. To exit the separation chamber through the tunnel, the flow must change its tangential direction, then maintain this new direction across the entire width of the vertical wall, and then enter the annulus of the reactor around the separation chamber. In this way, the tangential momentum transferred from the riser outlet arms to the tight annular bed can be suppressed, catalyst entry into the annulus of the reactor is reduced, and unnecessary equipment erosion or catalyst circulation can be avoided.
Такой аппарат или процесс можно реализовать на производстве, где используют каталитический крекинг с псевдоожиженным слоем (FCC), в котором необходимо разделить частицы катализатора и газообразные продукты. Типичным входным потоком для установки FCC является газойль, такой как вакуумный газойль или атмосферный остаток.Such an apparatus or process can be implemented in a facility using fluid catalytic cracking (FCC) in which catalyst particles and gaseous products are to be separated. A typical input stream for an FCC plant is a gas oil such as vacuum gas oil or atmospheric residue.
В контексте настоящего документа термин «температура кипения» означает эквивалентную температуру кипения при атмосферном давлении (AEBP), вычисляемую на основании наблюдаемой температуры кипения и давления перегонки, вычисляемых с использованием уравнений, представленных в приложении A7 стандарта D1160 ASTM под заголовком «Способы преобразования наблюдаемых температур пара в температуры, эквивалентные атмосферным». В настоящем документе термин «истинная точка кипения» (TBP) означает способ тестирования для определения точки кипения материала, который соответствует стандарту ASTM D-2892 по производству сжиженного газа, дистиллятных фракций и кубового остатка стандартизованного качества, по которым можно получать аналитические данные, и определение выходов указанных выше фракций как по массе, так и по объему, на основе таких данных строят зависимость температуры от массовой доли дистиллята с помощью колонны с пятнадцатью теоретическими тарелками и с коэффициентом орошения 5 : 1. В настоящем документе термин T5 или T95 означает температуру, при которой, в зависимости от обстоятельств, кипят соответственно 5 массовых процентов или 95 массовых процентов образца по стандарту ASTM D 86 или TBP. В настоящем документе термин «начальная точка кипения» (IBP) означает температуру, при которой образец начинает кипеть, согласно ASTM D-7169, ASTM D-86 или TBP, в зависимости от обстоятельств. В настоящем документе термин «конечная точка» (EP) означает температуру, при которой образец полностью выкипает, согласно ASTM D-7169, ASTM D-86 или TBP, в зависимости от обстоятельств. В настоящем документе термин «вакуумный газойль» означает углеводородный материал с IBP по меньшей мере 232°C (450°F), T5 от 288°C (550°F) до 392°C (700°F), обычно не более 343°C (650°F), T95 от 510°C (950°F) до 570°C (1058°F) и/или EP не более 626°C (1158°F), полученный путем вакуумного фракционирования атмосферного остатка при определении любым стандартным газохроматографическим методом с имитированной дистилляцией, таким как ASTM D2887, D6352 или D7169, все из которых используют в нефтяной промышленности. В настоящем документе термин «атмосферный остаток» означает углеводородный материал с IBP по меньшей мере 232°C (450°F), T5 от 288°C (550°F) до 392°C (700°F), обычно не более 343°C (650°F), и T95 от 510°C (950°F) до 700°C (1292°F), полученный из нижнего продукта колонны атмосферной перегонки сырой нефти.In the context of this document, the term "boiling point" means the atmospheric pressure equivalent boiling point (AEBP) calculated from the observed boiling point and distillation pressure calculated using the equations presented in Annex A7 of ASTM D1160 under the heading "Methods for Converting Observed Vapor Temperatures at temperatures equivalent to atmospheric. In this document, the term "True Boiling Point" (TBP) means a test method for determining the boiling point of a material that complies with ASTM D-2892 for the production of liquefied gas, distillate fractions and standardized quality bottoms from which analytical data can be obtained, and the determination yields of the above fractions, both by mass and by volume, based on such data, plot the temperature dependence on the mass fraction of distillate using a column with fifteen theoretical plates and with a reflux ratio of 5: 1. In this document, the term T5 or T95 means the temperature at which, depending on the circumstances, boil respectively 5 mass percent or 95 mass percent of the sample according to
Реакционную зону процесса FCC поддерживают в условиях высокой температуры, которые в общем могут включать в себя температуру выше 425ºC (797ºF). В одном варианте осуществления реакционную зону поддерживают в условиях крекинга, которые включают в себя температуру от 480ºC (896ºF) до 590ºC (1094ºF) и давление от 69 кПа (изб) (10 фунтов/кв. дюйм изб) до 517 кПа (изб) (75 фунтов/кв. дюйм изб), но, как правило, менее 275 кПа (изб) (40 фунтов/кв. дюйм изб). Соотношение катализатор-нефтепродукт, исходя из массы катализатора и входного потока углеводорода, поступающего через низ стояка, может доходить до 20 : 1, но, как правило, находится в диапазоне от 4 : 1 до 10 : 1. Водород обычно не добавляется в стояк, что приводит к отсутствию значительного количества добавленного водорода в реакторе. Как правило, в стояк запускают пар для псевдоожижения катализатора и диспергирования входного потока сырья. Среднее время пребывания катализатора в стояке может составлять менее 5 секунд. Тип используемого в процессе катализатора можно выбирать из множества доступных в продаже катализаторов. Предпочтительным является катализатор, содержащий цеолит Y-типа в качестве материала основы, но при необходимости можно использовать и аморфные катализаторы более старого типа. В смесь катализатора можно добавить цеолит MFI.The reaction zone of the FCC process is maintained under high temperature conditions, which may generally include temperatures above 425ºC (797ºF). In one embodiment, the reaction zone is maintained under cracking conditions that include temperatures from 480ºC (896ºF) to 590ºC (1094ºF) and pressures from 69 kPa (g) (10 psig) to 517 kPa (g) ( 75 psig), but typically less than 275 kPa(g) (40 psig). The catalyst-to-oil ratio, based on the mass of the catalyst and the hydrocarbon inlet stream coming through the bottom of the riser, can be up to 20:1, but is typically in the range of 4:1 to 10:1. Hydrogen is usually not added to the riser, which leads to the absence of a significant amount of added hydrogen in the reactor. Typically, steam is introduced into the riser to fluidize the catalyst and disperse the inlet feed stream. The average residence time of the catalyst in the riser can be less than 5 seconds. The type of catalyst used in the process can be selected from a variety of commercially available catalysts. A catalyst containing a Y-type zeolite as a base material is preferred, but older amorphous catalysts can be used if necessary. Zeolite MFI can be added to the catalyst mixture.
Регенератор катализатора предпочтительно работает при давлении от 69 кПа (изб) (10 фунтов/кв. дюйм изб) до 552 кПа (изб) (80 фунтов/кв. дюйм изб). Поступающий в регенератор отработанный катализатор может содержать от 0,2 до 15 мас.% кокса. Этот кокс в основном состоит из углерода и может содержать от 3 до 12 мас.% водорода, а также серу и другие элементы. В результате окисления кокса образуются стандартные продукты сжигания: вода, оксиды углерода, оксиды серы и оксиды азота. Регенератор может принимать несколько конфигураций, при этом сама регенерация проводится в один или более этапов.The catalyst regenerator is preferably operated at a pressure of 69 kPa(g) (10 psig) to 552 kPa(g) (80 psig). The spent catalyst entering the regenerator may contain from 0.2 to 15% by weight of coke. This coke mainly consists of carbon and may contain from 3 to 12 wt.% hydrogen, as well as sulfur and other elements. As a result of the oxidation of coke, standard combustion products are formed: water, carbon oxides, sulfur oxides and nitrogen oxides. The regenerator can take on several configurations, with the regeneration itself being carried out in one or more steps.
На фиг. 1 представлен схематический вид устройства FCC. Устройство FCC включает в себя удлиненный стояк или стояк 10 реактора. Горячий катализатор поступает в нижнюю секцию стояка 10 из канала 54 регенератора, откуда псевдоожижающий газ из распределителя 8 пневматически переносит частицы катализатора вверх по стояку 10. Когда смесь катализатора и газа-носителя поднимается по стояку 10, сопло 40 впрыскивает содержащий углеводороды входной поток и, возможно, пар в катализатор. Контакт с горячим катализатором испаряет углеводороды и приводит к дальнейшему переносу смеси газа и катализатора по стояку 10 с одновременным крекингом углеводородов до требуемых более низкокипящих газообразных продуктов.In FIG. 1 is a schematic view of the FCC device. The FCC device includes an elongated riser or
Стояк 10 переходит вверх в реакционный сосуд 12. Стояк 10 предпочтительно имеет вертикальную ориентацию внутри реакционного сосуда 12 и может проходить вверх через дно реакционного сосуда 12. Реакционный сосуд содержит внешнюю стенку 13. Затем частицы катализатора и газообразные продукты выводятся через верх стояка 10 реактора и разделяются на газообразные продукты крекинга и частицы катализатора, покрытые существенным количеством кокса и в общем называемые «отработанным катализатором». На выводном конце стояка 10 реактора обеспечен узел 26 завихряющего рукава для улучшения первичного отделения частиц катализатора от газообразных продуктов крекинга. Узел 26 завихряющего рукава включает в себя изогнутый трубчатый рукав 14, который приводит твердые частицы катализатора и газообразные продукты в вихревое движение в угловом направлении с приданием тангенциальной угловой скорости выходящей смеси частиц катализатора и газообразных продуктов крекинга, когда они выводятся из выхода 22 завихряющего рукава. Узел 26 завихряющего рукава может быть размещен в верхней области разделительной камеры 16. Разделительная камера 16 содержит внешнюю оболочку 17. Узел 26 завихряющего рукава может содержать множество рукавов 14 с соответствующим числом выходов 22 завихряющего рукава. Разделительная камера 16 находится в сообщении ниже по потоку с выходом 14 завихряющего рукава. Термин «сообщение» означает, что между перечисленными компонентами функционально допустимо протекание текучей среды. Термин «сообщение ниже по потоку» означает, что по меньшей мере часть текучей среды, протекающей в рассматриваемый объект, который находится в сообщении вниз по потоку, может функционально протекать от объекта, с которым он сообщается по текучей среде. Отпарная секция 28 может быть размещена в разделительной камере 16 ниже выхода 26 завихряющего рукава. Отделенный узлом 26 завихряющего рукава катализатор падает вниз в отпарную секцию 28. Отпарная секция 28 включает в себя внешнюю стенку 29.The
Газообразные продукты крекинга, включающие прошедшие крекинг углеводороды и увлеченные частицы отработанного катализатора, входят из разделительной камеры 16 через канал 18 извлечения газа. Циклоны 32 находятся в сообщении ниже по потоку с выходом 22 завихряющего рукава через канал 18 извлечения газа. Внутри циклонов 32 создается тангенциальное вихревое движение с обеспечением центростремительных сил, которые дополнительно отделяют твердые частицы от газов. Поток газообразных продуктов, относительно свободный от частиц катализатора, выходит из циклонов 32 через трубы 50 вывода паров в накопительную камеру 56. Затем поток продуктов выходит из реакционного сосуда 12 через выводное отверстие 25. Выделенные циклонами 32 твердые частицы катализатора выходят из нижней части циклона через опускные трубы 34. Опускные трубы 34 проходят вниз в реакционном сосуде 12 и могут заканчиваться у шарнирного клапана, который не дает газу попасть в опускную трубу 34, но позволяет частицам катализатора выходить в плотный слой 20 у дна реакционного сосуда 12, что окружает разделительную камеру 16, включая кольцевое пространство 37 реактора.Gaseous cracked products, including cracked hydrocarbons and entrained spent catalyst particles, enter from
Частицы катализатора в реакционном сосуде 12 пропускаются проходами 36 в разделительную камеру 16. Проходы 36 могут содержать окна между реакционным сосудом 12 и разделительной камерой 16, таким образом катализатор может протекать из кольцевого пространства 37 реактора в разделительную камеру 16. Разделительная камера 16 находится в сообщении ниже по потоку с реакционным сосудом 12 и/или находящимися в нем циклонами через проходы 36 за счет напора. Частицы катализатора в плотном слое 20 катализатора входят в отпарную секцию 28, расположенную в разделительной камере 16. Частицы катализатора проходят вниз через внутренние элементы 44 отпарной секции, которые могут содержать множество металлических полосок вытянутой формы, расположенных определенным образом внутри отпарной секции 28, и/или вокруг них. Полоски могут иметь прямые части, установленные под некоторыми углами к другим полоскам или другим прямым частям той же полоски. В отпарной секции несколько слоев или наборов полосок могут быть наложены друг на друга. Металлические полоски могут образовывать структурную насадку или могут образовывать решетки с переточными каналами или без них. Примеры соответствующих структурных насадок можно найти в документе US 2005/0205467, а соответствующих решеток — в документе US 6,680,030 для использования в отпарных сосудах.Catalyst particles in
Текучая среда для отпарки, как правило пар, поступает через нижнюю часть отпарной секции 28 через по меньшей мере один распределитель 46. Контакт на противотоке катализатора с текучей средой для отпарки на металлических полосках 44 вытесняет адсорбированные на катализаторе газообразные продукты при его перемещении вниз через отпарную секцию 28. Прошедший отпарку катализатор из отпарной секции 28 может пройти по каналу 48 для отработанного катализатора в регенератор 52 катализатора. В регенераторе отложения кокса выжигаются с поверхности катализатора путем приведения их в контакт с кислородсодержащим газом при высокой температуре. После регенерации частицы регенерированного катализатора поступают обратно в нижнюю часть стояка 10 по каналу 54 регенератора. Отходящий газ выходит из регенератора 52 через сопло 56.The stripping fluid, typically steam, enters through the bottom of the
Было обнаружено, что вихревое движение, вызванное выпуском газообразных продуктов и частиц катализатора из выхода (-ов) 22 завихряющего рукава стояка 10, может продолжаться и при спуске катализатора вниз по разделительной камере 16. Совершающие вихревое движение газ и катализатор создают вращающийся слой 20 катализатора, который может вызывать обширную эрозию верхних слоев внутренних элементов отпарной секции и обходить часть или всю отпарную секцию 28.It has been found that the swirling movement caused by the release of gaseous products and catalyst particles from the outlet(s) 22 of the swirl sleeve of the
В настоящем документе предложен процесс и аппарат, которые гасят или демпфируют угловой момент нисходящих частиц катализатора и газообразных продуктов в разделительной камере 16. Такие процесс и аппарат дополнительно проиллюстрированы со ссылкой на фиг. 2, на которой представлен увеличенный частичный вид нижней части разделительной камеры 16 по фиг. 1. Совершающие вихревое движение частицы катализатора и газообразные продукты спускаются вниз по разделительной камере в виде вращающегося вихря. Часть совершающих вихревое движение частиц катализатора и газообразных продуктов может выйти через проходы 36, расположенные по окружности разделительной камеры. Проходы 36 снабжены туннелями 60, которые сообщают разделительную камеру 16 с кольцевым пространством 37 реактора и наоборот. Туннели 60 блокируют вихревое движение частиц катализатора и газообразных продуктов, и при этом частицы катализатора и газообразные продукты не могут выйти из разделительной камеры 16 и войти в кольцевое пространство 37 реактора. Туннель 60 и проходы 36 тем не менее образуют большое отверстие, которое позволяет сбросить давление в случае резкого подъема давления в системе.Provided herein is a process and apparatus that quenches or dampens the angular momentum of descending catalyst particles and product gases in
Туннель 60 содержит по меньшей мере первую вертикальную стенку 62, которая образует поверхность 64, ориентированную противоположно угловому направлению, в котором вихреобразно движутся частицы катализатора и газообразные продукты. Первая вертикальная стенка 62 имеет ширину, которая создает поверхность 64, способную блокировать и оказывать сопротивление угловому моменту совершающих вихреобразное движение частиц катализатора и газообразных продуктов. Первая вертикальная стенка 62 может создавать поверхность 64, которая оказывает сопротивление угловому моменту на своей внешней поверхности. В одном варианте осуществления первая вертикальная стенка 62 проходит в радиальном направлении в разделительной камере 16. В дополнительном варианте осуществления первая вертикальная стенка 62 проходит внутрь от внешней оболочки 17 в разделительной камере 16.The
В одном варианте осуществления туннель 60 содержит на второй вертикальной стенке 66, которая образует поверхность 68, ориентированную противоположно угловому направлению, в котором вихреобразно движутся частицы катализатора и газообразные продукты. Вторая вертикальная стенка 66 имеет ширину, которая создает поверхность 68, способную блокировать и оказывать сопротивление угловому моменту совершающих вихреобразное движение частиц катализатора и газообразных продуктов. Вторая вертикальная стенка 66 может создавать поверхность 68, которая оказывает сопротивление угловому моменту на своей внутренней поверхности. В одном варианте осуществления вторая вертикальная стенка 66 проходит в разделительной камере 16 в радиальном направлении. В дополнительном варианте осуществления вторая вертикальная стенка 66 проходит внутрь от внешней оболочки 17 в разделительной камере 16.In one embodiment, the
В дополнительном варианте осуществления туннель 60 содержит верхнюю горизонтальную стенку 70, расположенную вверх от первой вертикальной стенки 62 и указанной второй вертикальной стенки 66. В одном аспекте верхняя горизонтальная стенка 70 находится у вершины туннеля 60. В дополнительном аспекте верхняя горизонтальная стенка находится выше первой вертикальной стенки 62 и второй вертикальной стенки 66. Верхняя горизонтальная стенка 70 туннеля 60 может нависать над проходом 36. Туннель 60 может не иметь нижней горизонтальной стенки, которая была бы расположена напротив верхней горизонтальной стенки 70, так что туннель 60 образует перевернутую букву U.In a further embodiment, the
При работе совершающие вихревое движение частицы катализатора и газообразные продукты спускаются вниз по разделительной камере 16 и встречают поверхность 64 первой вертикальной стенки 62 и поверхность 68 второй вертикальной стенки 66, которые ориентированы противоположно направлению вихреобразного движения и блокируют и снижают угловой момент частиц катализатора и газообразных продуктов. Некоторая часть частиц катализатора и газообразных продуктов все равно выйдет из разделительной камеры 16 через проходы 36 и войдет в кольцевое пространство 37 реактора, но туннель 60 уменьшит объем вхождения в проходы, поскольку совершающим вихревое движение частицам катализатора и газообразным продуктам придется изменить направление относительно исходного вращения и переместиться наружу в радиальном направлении по туннелю 60, содержащему первую вертикальную стенку 62, вторую вертикальную стенку 66 и/или верхнюю горизонтальную стенку 70.In operation, the swirling catalyst particles and gaseous products descend down the
Проход 36 имеет нижний край 72, который находится на пересечении 15 стенки 13 реакционного сосуда 12 и оболочки 17 разделительной камеры 16. Считается, что такое пересечение может быть образовано между кольцевым пространством 37 реактора и разделительной камерой 16. Нижний край 72 может находиться непосредственно над пересечением 15, но на расстоянии не более половины диаметра стояка, а предпочтительно не более четверти диаметра стояка. Такое расположение нижнего края 72 проходов 36 позволяет разместить верх плотного слоя 20 на меньшей высоте в разделительном сосуде 16, таким образом можно уменьшить высоту плотного слоя и сократить время пребывания газообразных продуктов в плотном слое. Было обнаружено, что сокращение времени пребывания газообразных продуктов в плотном слое 20 повышает выход бензина и уменьшает неселективный крекинг продуктов.The
Для переоборудования более высоких проходов 36 для дополнительного снижения входа частиц катализатора и газообразных продуктов из разделительной камеры 16 через проходы 36 в кольцевое пространство 37 реактора и для дополнительного уменьшения высоты плотного слоя 20 катализатора можно закрепить крышки 74 в верхней области проходов 36. Крышки 74 позволяют расположить верхний край 76 проходов 36 на меньшей высоте, чем при отсутствии установленных крышек. Крышки 74 можно приварить к проходам 36 или закрепить иным приемлемым способом. Крышки 74 можно оборудовать дренажной трубкой 78 для сброса поднявшегося давления в том случае, если верх слоя 20 катализатора поднимется выше верхнего края 76 проходов 36 и запечатает их во время броска давления. Сброс давления исключает повреждение оборудования. Дренажные трубки 78 находятся выше верхнего края 76 проходов 36.To retrofit the
Было обнаружено, что оборудование проходов 36 с туннелями 60 без нижней стенки, в одном аспекте без нижней стенки напротив верхней горизонтальной стенки 70, приводит к обходу нижнего края 72 прохода 36 большой частью частиц катализатора. Под туннелем 60 установлена поперечная перегородка 80. Поперечная перегородка 80 может проходить от пересечения 15 стенки 13 реакционного сосуда 12 и оболочки 17 разделительной камеры 16, как считается, с обеспечением между кольцевым пространством 37 реактора и разделительной камерой 16. Поперечная перегородка 80 может находиться от пересечения 15 на расстоянии не более одной восьмой диаметра стояка. Поперечная перегородка 80 заходит в разделительную камеру 16 под небольшим нисходящим наклоном, таким как 5–30 градусов от горизонтали, предпочтительно не более 20 градусов. Поперечная перегородка 80 отклоняет частицы катализатора, движущиеся латерально вниз после прохождения через туннель 60 или при входе в разделительную камеру 16 из кольцевого пространства 37 реактора под туннелем. Поперечная перегородка 80 может отклонять частицы катализатора от внешней стенки 29 отпарной секции 28. Поперечная перегородка 80 может представлять собой кольцевую перегородку, которая обходит весь периметр разделительной камеры 12 над отпарной секцией 28. Верхняя горизонтальная стенка 70 нависает над поперечной перегородкой 80 таким образом, чтобы направлять частицы катализатора поверх перегородки при их входе в указанную разделительную камеру 16 из туннеля 60 и/или кольцевого пространства 37 реактора.It has been found that equipping the
Поперечная перегородка 80 может дополнительно включать в себя отверстия в перегородке для выпуска отпарного газа, чтобы перевести отклоняемые над перегородкой частицы катализатора в псевдоожиженное состояние псевдоожижающим газом. Большая доля частиц катализатора, проходящих над поперечной перегородкой 80, проходят эффективную предварительную отпарку до опускания и входа в отпарную секцию 28. Распределительное кольцо 82 можно разместить непосредственно под поперечной перегородкой 80 для распределения отпарного газа, такого как пар, под поперечной перегородкой 80. Было обнаружено, что прошедший предварительную отпарку катализатор в этом месте сокращает среднее время пребывания паров бензина в смеси с частицами катализатора в отпарной секции 28. За счет латерального отклонения частиц катализатора, возможно от внешней стенки 29 отпарной секции 28, и нарушения вращательного движения опускающихся частиц катализатора и газообразных продуктов можно уменьшить высоту слоя 20 катализатора над отпарной секцией 28 при сохранении защиты верха внутренних элементов 44 отпарной секции от эрозии. Поперечная перегородка 80 может включать в себя вертикальную переливную перегородку 84, которая вертикально зависит от поперечной перегородки 80. Переливная перегородка 84 может также включать отверстия для перевода катализатора, проходящего вниз по перегородке, в псевдоожиженное состояние.The
Дополнительная перегородка 86 стояка может быть размещена на стояке 10 в разделительной камере 16 на продолжении линии наклона поперечной перегородки 80 вдоль разделительной камеры от оболочки 17 до стояка 10. Перегородку 86 стояка можно разместить над внутренними элементами 44 отпарной секции и обеспечить отверстиями для перевода в псевдоожиженное состояние, зависимой переливной перегородкой и можно необязательно обеспечить паровым кольцом под перегородкой 82 стояка (не показано). Перегородка 86 стояка может иметь больший наклон, чем поперечная перегородка 80, такой как 30–70 градусов от горизонтали. Перегородка стояка может быть кольцевой и обходить весь периметр стояка 10. Кроме того, дефлектор 88 может быть размещен над отпарной секцией 28 поверх внутренних элементов 44 отпарной секции в центре кольцевой структуры для защиты внутренних элементов от катализатора, направляемого на них поперечной перегородкой 80 и перегородкой 86 стояка. Дефлектор 88 также может быть кольцевым.An
На фиг. 3 показан дополнительный вариант осуществления разделительной камеры 16, содержащей туннели 60. Первая вертикальная стенка 62, которая образует внешнюю поверхность 64 к направлению вихревого движения S, шире второй вертикальной стенки 66.In FIG. 3 shows a further embodiment of a
На фиг. 4 показан дополнительный вариант осуществления разделительной камеры 16, содержащей туннели 60, окруженные реакционным сосудом 12. Направление вихревого движения противоположно направлению на фиг. 3. Первая вертикальная стенка 62 больше проходит наружу от оболочки 17 разделительной камеры 16, чем вторая вертикальная стенка 64, а вторая вертикальная стенка больше проходит внутрь от оболочки разделительной камеры, чем первая вертикальная стенка. Вертикальная перегородка 90 закрывает канал 48 отработанного катализатора от частиц катализатора, чтобы не допустить обхода отпарной секции частицами катализатора.In FIG. 4 shows a further embodiment of a
Процесс и аппарат позволяют эксплуатировать устройство FCC при очень низком уровне слоя без потенциальной эрозии внутренних элементов отпарной секции. Испытания показали преимущества по меньшему выходу сухого газа и большей селективности по бензину.The process and apparatus allow the FCC device to be operated at very low bed levels without potential erosion of the internals of the stripper. Tests have shown benefits in terms of lower dry gas yield and higher gasoline selectivity.
Конкретные варианты осуществленияSpecific Embodiments
Хотя приведенное ниже описание относится к конкретным вариантам осуществления, следует понимать, что настоящее описание предназначено для иллюстрации, а не ограничения объема предшествующего описания и прилагаемой формулы изобретения.While the following description refers to specific embodiments, it should be understood that the present description is intended to be illustrative and not to limit the scope of the foregoing description and the appended claims.
Первый вариант осуществления изобретения представляет собой процесс отделения частиц катализатора от потока газообразных продуктов, включающий приведение потока углеводородного сырья в контакт с частицами катализатора в удлиненном стояке для получения газообразных продуктов; приведение частиц катализатора и газообразных продуктов в вихреобразное движение в угловом направлении при выходе из стояка и входе в разделительную камеру для отделения частиц катализатора от газообразного продукта; блокирование, чтобы частицы катализатора и газообразные продукты не могли выходить из разделительной камеры и входить в кольцевое пространство реактора. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, который дополнительно включает требование прохода частиц катализатора и газообразных продуктов по туннелю с вертикальной стенкой для выхода из разделительной камеры и входа в кольцевое пространство реактора. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, в котором вертикальная стенка туннеля образует поверхность, противоположную угловому направлению, в котором вихреобразно движутся частицы катализатора и газообразные продукты. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, который дополнительно включает отпарку нисходящих частиц катализатора отпарным газом над полосками удлиненной формы в отпарной секции; и отделение частиц катализатора, увлеченных восходящими газообразными продуктами, от газообразных продуктов. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, который дополнительно включает латеральное отклонение нисходящего движения частиц катализатора при входе в разделительную камеру из туннеля. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до первого варианта осуществления, представленного в данном разделе, который дополнительно включает перевод отклоняемых частиц катализатора в псевдоожиженное состояние псевдоожижающим газом через отверстия в отклоняющей перегородке.A first embodiment of the invention is a process for separating catalyst particles from a gaseous product stream, comprising contacting a hydrocarbon feed stream with catalyst particles in an elongate riser to produce gaseous products; bringing the catalyst particles and gaseous products into a vortex motion in an angular direction at the outlet of the riser and the entrance to the separation chamber to separate the catalyst particles from the gaseous product; blocking so that catalyst particles and gaseous products cannot exit the separation chamber and enter the annulus of the reactor. An embodiment of the invention is one, any or all of the preceding embodiments presented in this section, up to the first embodiment presented in this section, which further includes requiring the passage of catalyst particles and gaseous products through a vertical wall tunnel to exit the separating chamber and entrance to the annular space of the reactor. An embodiment of the invention is one, any or all of the preceding embodiments presented in this section, up to the first embodiment presented in this section, in which the vertical wall of the tunnel forms a surface opposite to the angular direction in which the catalyst particles swirl and gaseous products. An embodiment of the invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the first embodiment presented in this section, which further comprises stripping the downgoing catalyst particles with stripping gas over elongated strips in a stripping section; and separating the catalyst particles entrained in the ascending gaseous products from the gaseous products. An embodiment of the invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the first embodiment presented in this section, which further includes lateral deflection of the downward movement of the catalyst particles when entering the separation chamber from the tunnel. An embodiment of the invention is one, any, or all of the preceding embodiments presented in this section, up to the first embodiment presented in this section, which further comprises fluidizing the deflected catalyst particles with a fluidizing gas through openings in the deflecting baffle.
Второй вариант осуществления изобретения представляет собой аппарат для отделения частиц катализатора от потока газообразных продуктов, содержащий удлиненный стояк, в котором поток углеводородного сырья приводят в контакт с частицами катализатора для получения газообразного продукта, причем стояк включает в себя выход завихряющего рукава, выполненный с возможностью приведения твердых частиц катализатора и газообразных продуктов в вихреобразное движение в угловом направлении для отделения частиц катализатора от газообразного продукта; разделительную камеру в сообщении с выходом завихряющего рукава стояка, причем разделительная камера включает в себя внешнюю оболочку и отпарную секцию, содержащую внутренние элементы отпарной секции; туннель, содержащий вертикальную стенку, который обеспечивает сообщение разделительной камеры с кольцевым пространством реактора. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в котором вертикальная стенка проходит внутрь от оболочки. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном пункте, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном пункте, в котором туннель содержит первую вертикальную стенку и вторую вертикальную стенку. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном пункте, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном пункте, в котором первая вертикальная стенка шире второй вертикальной стенки. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, в котором первая вертикальная стенка больше проходит наружу от оболочки, а вторая вертикальная стенка больше проходит внутрь от оболочки. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном пункте, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном пункте, в котором туннель содержит верхнюю горизонтальную стенку вверх от первой вертикальной стенки и второй вертикальной стенки. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, который дополнительно содержит перегородку под туннелем, которая заходит в разделительную камеру под нисходящим наклоном. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, который дополнительно содержит отверстия в перегородке для выпуска отпарного газа для перевода катализатора над перегородкой в псевдоожиженное состояние. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном пункте, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном пункте, в котором верхняя горизонтальная стенка туннеля нависает над перегородкой, а туннель образует перевернутую букву U без горизонтальной стенки напротив верхней горизонтальной стенки, чтобы направлять катализатор над перегородкой при его входе в разделительную камеру из кольцевого пространства реактора. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном пункте, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном пункте, в котором перегородка проходит от пересечения разделительной камеры с кольцевым пространством реактора. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до второго варианта осуществления, представленного в данном разделе, который дополнительно содержит вертикальную переливную перегородку, зависящую от перегородки.The second embodiment of the invention is an apparatus for separating catalyst particles from a stream of gaseous products, containing an elongated riser, in which the hydrocarbon feed stream is brought into contact with catalyst particles to obtain a gaseous product, and the riser includes a swirl sleeve outlet configured to bring solid the catalyst particles and gaseous products in a vortex motion in an angular direction to separate the catalyst particles from the gaseous product; a separating chamber in communication with the outlet of the riser swirl arm, the separating chamber including an outer shell and a stripping section containing the internal elements of the stripping section; a tunnel containing a vertical wall that provides communication between the separation chamber and the annulus of the reactor. An embodiment of the invention is one, any, or all of the previous embodiments presented in this section, up to and including the second embodiment presented in this section, in which the vertical wall extends inwardly from the shell. An embodiment of the invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this paragraph, up to the second embodiment presented in this paragraph, in which the tunnel comprises a first vertical wall and a second vertical wall. An embodiment of the invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this paragraph, up to the second embodiment presented in this paragraph, in which the first vertical wall is wider than the second vertical wall. An embodiment of the present invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the second embodiment presented in this section, in which the first vertical wall extends more outward from the shell and the second vertical wall extends more inward from the shell. An embodiment of the invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this paragraph, up to the second embodiment presented in this paragraph, in which the tunnel comprises an upper horizontal wall upward from the first vertical wall and the second vertical wall. An embodiment of the invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section up to the second embodiment presented in this section, which further comprises a baffle under the tunnel that enters the separation chamber at a downward slope. An embodiment of the invention is one, any, or all of the previous embodiments presented in this section, up to the second embodiment presented in this section, which further includes openings in the baffle to release boil-off gas to fluidize the catalyst above the baffle. An embodiment of the invention is one, any or all of the preceding embodiments presented in this paragraph, up to the second embodiment presented in this paragraph, in which the upper horizontal wall of the tunnel overhangs the partition and the tunnel forms an inverted U without a horizontal wall opposite the upper horizontal wall to guide the catalyst over the baffle as it enters the separation chamber from the annulus of the reactor. An embodiment of the invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this paragraph, up to the second embodiment presented in this paragraph, in which the baffle extends from the intersection of the separation chamber with the annulus of the reactor. An embodiment of the invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the second embodiment presented in this section, which further comprises a weir dependent vertical weir.
Третий вариант осуществления изобретения представляет собой аппарат для отделения частиц катализатора от потока газообразных продуктов, содержащий удлиненный стояк, в котором поток углеводородного сырья приводят в контакт с частицами катализатора для получения газообразного продукта, причем стояк включает в себя выход для вывода твердых частиц катализатора и газообразных продуктов в разделительную камеру, при этом разделительная камера включает внешнюю оболочку и нижнюю отпарную секцию, содержащую внутренние элементы отпарной секции; проход для сообщения разделительной камеры с кольцевым пространством реактора и отклоняющую перегородку, проходящую от пересечения разделительной камеры с кольцевым пространством реактора в разделительную камеру. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до третьего варианта осуществления, представленного в данном разделе, в котором нижний край прохода находится непосредственно над пересечением. Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой один, любой или все из предшествующих вариантов осуществления, представленных в данном разделе, вплоть до третьего варианта осуществления, представленного в данном разделе, который дополнительно содержит газовый распределитель, находящийся прямо под отклоняющей перегородкой.A third embodiment of the invention is an apparatus for separating catalyst particles from a gaseous product stream, comprising an elongated riser in which the hydrocarbon feed stream is brought into contact with catalyst particles to produce a gaseous product, the riser including an outlet for withdrawing solid catalyst particles and gaseous products into a separating chamber, wherein the separating chamber includes an outer shell and a lower stripping section containing the internal elements of the stripping section; a passage for communicating the separation chamber with the annular space of the reactor and a deflecting baffle extending from the intersection of the separation chamber with the annulus of the reactor into the separation chamber. An embodiment of the invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the third embodiment presented in this section, in which the lower edge of the passage is directly above the intersection. An embodiment of the present invention is one, any or all of the previous embodiments presented in this section, up to the third embodiment presented in this section, which further comprises a gas distributor directly below the baffle.
Четвертый вариант осуществления изобретения представляет собой процесс для отделения частиц катализатора от потока газообразных продуктов, включающий приведение потока углеводородного сырья в контакт с частицами катализатора в удлиненном стояке для получения газообразных продуктов; вывод частиц катализатора и газообразных продуктов из стояка в разделительную камеру; разделение частиц катализатора от газообразных продуктов; пропускание частиц катализатора и газообразных продуктов из прохода в кольцевое пространство реактора в разделительную камеру; и латеральное отклонение нисходящего движения частиц катализатора при входе в разделительную камеру из прохода.A fourth embodiment of the invention is a process for separating catalyst particles from a gaseous product stream, comprising contacting the hydrocarbon feed stream with catalyst particles in an elongate riser to produce gaseous products; output of catalyst particles and gaseous products from the riser to the separation chamber; separation of catalyst particles from gaseous products; passing the catalyst particles and gaseous products from the passage into the annular space of the reactor into the separation chamber; and lateral deflection of the downward movement of the catalyst particles when entering the separation chamber from the passage.
Без дополнительной проработки считается, что с использованием предшествующего описания специалист в данной области может в полной мере использовать настоящее изобретение и легко устанавливать основные характеристики настоящего изобретения, чтобы без отступления от сущности и объема изобретения вносить в него различные изменения и модификации изобретения и адаптировать его к различным вариантам применения и условиям. Таким образом, предшествующие предпочтительные конкретные варианты осуществления следует рассматривать как исключительно иллюстративные, не накладывающие каких-либо ограничений на остальную часть описания и охватывающие различные модификации и эквивалентные конструкции, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения.Without further elaboration, it is believed that with the use of the foregoing description, a person skilled in the art can make full use of the present invention and easily establish the main characteristics of the present invention, without departing from the essence and scope of the invention, to make various changes and modifications of the invention and adapt it to various applications and conditions. Thus, the foregoing preferred specific embodiments are to be considered as illustrative only, without imposing any limitation on the remainder of the description, and covering various modifications and equivalent constructions falling within the scope of the appended claims.
Если не указано иное, в приведенном выше описании все температуры представлены в градусах по шкале Цельсия, а все доли и процентные значения даны по массе.Unless otherwise indicated, in the above description, all temperatures are in degrees Celsius and all fractions and percentages are by weight.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US62/833,292 | 2019-04-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2782503C1 true RU2782503C1 (en) | 2022-10-28 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000009242A1 (en) * | 1998-08-12 | 2000-02-24 | Fortum Oil And Gas Oy | Method and assembly for separating solids from gaseous phase |
| US20090107884A1 (en) * | 2007-10-31 | 2009-04-30 | Mehlberg Robert L | Stripping apparatus and process |
| RU2585174C1 (en) * | 2012-04-20 | 2016-05-27 | Юоп Ллк | Partitions for improving hydrodynamics in riser |
| WO2017091525A1 (en) * | 2015-11-24 | 2017-06-01 | Shell Oil Company | Particle disengagement device |
| RU2664519C2 (en) * | 2012-10-31 | 2018-08-20 | ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи | Process and apparatus for minimising attrition of catalyst particles |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000009242A1 (en) * | 1998-08-12 | 2000-02-24 | Fortum Oil And Gas Oy | Method and assembly for separating solids from gaseous phase |
| US20090107884A1 (en) * | 2007-10-31 | 2009-04-30 | Mehlberg Robert L | Stripping apparatus and process |
| RU2585174C1 (en) * | 2012-04-20 | 2016-05-27 | Юоп Ллк | Partitions for improving hydrodynamics in riser |
| RU2664519C2 (en) * | 2012-10-31 | 2018-08-20 | ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи | Process and apparatus for minimising attrition of catalyst particles |
| WO2017091525A1 (en) * | 2015-11-24 | 2017-06-01 | Shell Oil Company | Particle disengagement device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11261143B2 (en) | Apparatus and process for separating gases from catalyst | |
| US5549814A (en) | FCC stripper with spoke arrangement for bi-directional catalyst stripping | |
| US5302280A (en) | Fluidized catalytic cracking utilizing a vented riser | |
| KR101279321B1 (en) | Tally Device and Tally Method | |
| US5552120A (en) | FCC apparatus with enclosed vented riser | |
| US8062507B2 (en) | Stripping process with multi-sloped baffles | |
| US5158669A (en) | Disengager stripper | |
| US7799286B2 (en) | Stripping apparatus | |
| US8383051B2 (en) | Separating and stripping apparatus for external FCC risers | |
| US7914610B2 (en) | Stripping process | |
| US20090107884A1 (en) | Stripping apparatus and process | |
| US7972565B2 (en) | Stripping apparatus with multi-sloped baffles | |
| RU2782503C1 (en) | Apparatus and process for separating gases from the catalyst | |
| US5316662A (en) | Integrated disengager stripper and its use in fluidized catalytic cracking process | |
| US5314611A (en) | External integrated disengager stripper and its use in fluidized catalytic cracking process | |
| GB1593157A (en) | Fluid cracking process and the method for separating a suspension discharged from a riser cracking zone | |
| US11285417B1 (en) | Apparatus and process for capturing product gases from catalyst stripper | |
| US5328592A (en) | FCC reactor with tube sheet separation | |
| US5393414A (en) | FCC process with enclosed vented riser | |
| US11517869B2 (en) | Riser extension apparatus and process | |
| CA2080974C (en) | Disengager stripper containing dissipation plates for use in an fcc process | |
| US5435973A (en) | FCC apparatus for de-gassing spent catalyst boundary layer | |
| US11167258B2 (en) | Apparatus and process for separating gases from catalyst and revamp | |
| RU2785852C1 (en) | Apparatus and method for expanding a riser | |
| EP3601484B1 (en) | Vessel for removing hydrocarbons on catalyst |