RU2811274C1

RU2811274C1 - Catalytic cracking method

Info

Publication number: RU2811274C1
Application number: RU2023102544A
Authority: RU
Inventors: Борис Владимирович Андреев; Ростислав Владимирович Басов; Андрей Станиславович Устинов; Олег Германович Белявский; Александр Витальевич Глазов; Андрей Сергеевич Сенов
Original assignee: Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ")
Filing date: 2023-02-03
Publication date: 2024-01-11

Abstract

FIELD: oil refining and petrochemical industry.

SUBSTANCE: method for catalytic cracking of hydrocarbon raw materials, in which a reactor-regenerator unit of a catalytic cracking unit is provided, including an elevator reactor equipped with a base at one end, a separation unit connected to the elevator reactor at the end opposite to the base, and a regenerator. The hot catalyst from the regenerator and the transport gas, including cracked hydrocarbon distillate fractions, are fed into the riser reactor and mixed in it below the fresh raw material input level, to produce vapors of cracking products of the supplied cracked hydrocarbon distillate fractions and a partially coked catalyst, wherein the cracked hydrocarbon distillate fractions are fed directly with transport gas into the base of the elevator reactor. Fresh raw materials are supplied to the lift reactor and mixed above the input level of cracked hydrocarbon distillate fractions with a partially coked catalyst to obtain a steam-product mixture and a spent catalyst. The steam-product mixture and spent catalyst are cooled by injecting cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions to obtain a cooled steam-product mixture and spent catalyst. The cooled steam-product mixture and spent catalyst are supplied to the separation unit and separated from each other with separate removal of the steam-product mixture and spent catalyst. The separated spent catalyst is stripped to obtain stripped spent catalyst and residues of the steam-product mixture and the stripped spent catalyst is removed to the regenerator, the steam-product mixture is separated into the target products of catalytic cracking.

EFFECT: increase in the severity of ongoing processes while simultaneously increasing the yield of target products and reducing the proportion of undesirable secondary reactions.

5 cl, 2 dwg, 1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и предназначено для осуществления глубокой переработки вакуумного дистиллята в процессе каталитического крекинга с мелкодисперсным микросферическим цеолитсодержащим катализатором (FCC) с целью получения компонентов моторных топлив и сырья для нефтехимии.The invention relates to the oil refining and petrochemical industry and is intended for deep processing of vacuum distillate in the process of catalytic cracking with a fine microspherical zeolite-containing catalyst (FCC) in order to obtain components of motor fuels and raw materials for petrochemicals.

Основным назначением процесса FCC является производство высокооктанового бензина и сжиженных углеводородных газов (СУГ) - сырья для производства высокооктановых компонентов бензинов, в том числе алкилата и МТБЭ, а также сырья для нефтехимических производств - легких олефинов и, в частности, пропилена. Получающийся в процессе крекинга легкий каталитический газойль используется в качестве компонента дизельного топлива, а тяжелый газойль крекинга, богатый полициклическими ароматическими углеводородами, применяется для производства технического углерода или высококачественного электродного кокса.The main purpose of the FCC process is the production of high-octane gasoline and liquefied petroleum gases (LPG) - raw materials for the production of high-octane components of gasoline, including alkylate and MTBE, as well as raw materials for petrochemical production - light olefins and, in particular, propylene. The light catalytic gas oil obtained during the cracking process is used as a component of diesel fuel, and the heavy cracking gas oil, rich in polycyclic aromatic hydrocarbons, is used to produce carbon black or high-quality electrode coke.

Основное достоинство процесса каталитического крекинга с мелкодисперсным микросферическим цеолитсодержащим катализатором (FCC) среди прочих вторичных процессов глубокой переработки нефти - большая эксплуатационная гибкость, позволяющая перерабатывать различное нефтяное сырье и при этом, в зависимости от применяемого катализатора и технологических параметров процесса, получать различную требуемую структуру выхода целевых продуктов. Это позволяет сравнительно легко совмещать процесс FCC с другими процессами нефтепереработки, например, с алкилированием, гидрокрекингом, гидроочисткой, адсорбционной очисткой, деасфальтизацией и т.д.The main advantage of the catalytic cracking process with a finely dispersed microspherical zeolite-containing catalyst (FCC) among other secondary processes of deep oil refining is its greater operational flexibility, allowing the processing of various petroleum feedstocks and, at the same time, depending on the catalyst used and the technological parameters of the process, obtaining a different required structure of the target yield products. This makes it relatively easy to combine the FCC process with other oil refining processes, for example, alkylation, hydrocracking, hydrotreating, adsorption refining, deasphalting, etc.

Из уровня техники известен способ селективного увеличения производства целевого продукта при каталитическом крекинге углеводородного сырья с мелкодисперсным микросферическим цеолитсодержащим катализатором (FCC) (см. US 5087349, опубл.11.02.1992). Известный процесс высокотемпературного каталитического крекинга-регенерации с псевдоожиженным слоем, в котором выход целевого продукта - дистиллята или легких олефинов - повышается за счет избирательного ограничения температур каталитического крекинга в лифт-реакторе до оптимальных диапазонов путем управления распределением температур в лифт-реакторе.The prior art knows a method for selectively increasing the production of the target product during the catalytic cracking of hydrocarbon feedstocks with a finely dispersed microspherical zeolite-containing catalyst (FCC) (see US 5087349, publ. 02/11/1992). A well-known high-temperature fluidized bed catalytic cracking-regeneration process in which the yield of the target product - distillate or light olefins - is increased by selectively limiting the catalytic cracking temperatures in the riser reactor to optimal ranges by controlling the temperature distribution in the riser reactor.

Свежее нефтяное сырье (например, вакуумный газойль), диспергируемое водяным паром или транспортным газом, подают в форсуночный узел регулируемого ввода в нижней части лифт-реактора, где оно смешивается с горячим регенерированным катализатором, подаваемым в основание лифт-реактора. Образующаяся смесь транспортируется вверх по лифт-реактору. При этом происходит испарение исходного сырья и начинаются реакции крекинга.Fresh petroleum feedstock (e.g., vacuum gas oil), dispersed by steam or carrier gas, is supplied to a controlled injection nozzle assembly at the bottom of the riser reactor, where it is mixed with the hot regenerated catalyst fed to the base of the riser reactor. The resulting mixture is transported up the elevator reactor. In this case, the feedstock evaporates and cracking reactions begin.

Режим крекинга с максимальным выходом олефинов С3-С6, особенно легких олефинов С3/С4, осуществляют при кратности циркуляции катализатора от 5 до 9, температуре в конце основной реакционной зоны лифт-реактора примерно от 516 до 627°С и времени пребывания в указанной зоне примерно от 0,5 до 1,0 секунды. Через форсуночный узел на выходе из основной реакционной зоны лифт-реактора на уровне примерно от 6 до 12 метров выше узла регулируемого ввода свежего сырья подается поток легкого рециркулята (легкого газойля, широкой фракции бензина или тяжелого бензина крекинга) на квенчинг с расходом и температурой, достаточными для практически мгновенного, точнее менее, чем за 0,2 секунды, снижения температуры на выходе из основной реакционной зоны лифт-реактора примерно до 466÷549°С с целью снижения вторичного крекинга образовавшихся легких олефинов до нежелательных диолефинов и кокса.The cracking mode with the maximum yield of C3-C6 olefins, especially light C3/C4 olefins, is carried out with a catalyst circulation ratio of 5 to 9, a temperature at the end of the main reaction zone of the riser reactor of approximately 516 to 627°C, and a residence time in said zone of approximately from 0.5 to 1.0 seconds. Through the nozzle unit at the exit from the main reaction zone of the lift reactor at a level of approximately 6 to 12 meters above the unit for the controlled input of fresh raw materials, a flow of light recirculate (light gas oil, wide fraction of gasoline or heavy cracked gasoline) is supplied for quenching with a flow rate and temperature sufficient for an almost instantaneous, more precisely in less than 0.2 seconds, reduction in temperature at the outlet of the main reaction zone of the riser reactor to approximately 466÷549°C in order to reduce the secondary cracking of the resulting light olefins to undesirable diolefins and coke.

Таким образом, охлаждающий поток приблизительно разделяет лифт-реактор на три реакционные зоны:Thus, the cooling flow approximately divides the riser reactor into three reaction zones:

нижнюю (первую по ходу регенерированного катализатора) зону или зону смешения, характеризующуюся высокими температурами смеси углеводород-катализатор, относительно высоким отношением катализатора к нефтяному сырью (например, вакуумному газойлю), и коротким временем контакта;a lower (first downstream of the regenerated catalyst) zone or mixing zone, characterized by high temperatures of the hydrocarbon-catalyst mixture, a relatively high ratio of catalyst to petroleum feedstock (for example, vacuum gas oil), and short contact time;

основную зону или первичную каталитическую зону, в которой происходит процесс крекинга и образуются продукты, включающие газы крекинга, в том числе легкие олефины, крекинг бензин, легкий и тяжелый каталитические газойли;the main zone or primary catalytic zone in which the cracking process occurs and products are formed, including cracking gases, including light olefins, cracked gasoline, light and heavy catalytic gas oils;

и вторичную зону каталитического крекинга, приходящуюся на верхнюю часть лифт-реактора. Эта вторичная каталитическая зона может образовываться естественным образом или в результате введения вторичного легкого жидкого углеводорода в качестве квенчинга. Последующий нагрев и испарение легкого углеводородного квенчинга после его ввода снижает равновесную температуру смеси в лифт-реакторе на примерно 7-38°С.and a secondary catalytic cracking zone located at the top of the riser reactor. This secondary catalytic zone may form naturally or by introducing a secondary light liquid hydrocarbon as quenching. Subsequent heating and evaporation of light hydrocarbon quenching after its introduction reduces the equilibrium temperature of the mixture in the riser reactor by approximately 7-38°C.

Недостатком известного способа каталитического крекинга нефтепродуктов является то, что в условиях повышенной жесткости начального контакта свежего сырья с активным горячим катализатором, поступающим в лифт-реактор из регенератора, существенно возрастает образование метана, водорода и кокса, что соответственно, приводит к снижению содержания легких олефинов в целевых продуктах крекинга, в частности, пропилена. Кроме того, известный способ направлен только на повышение выхода легких олефинов и каталитического газойля, а значит не является универсальным и достаточно гибким.The disadvantage of the known method of catalytic cracking of petroleum products is that under conditions of increased rigidity of the initial contact of fresh raw materials with the active hot catalyst entering the riser reactor from the regenerator, the formation of methane, hydrogen and coke increases significantly, which, accordingly, leads to a decrease in the content of light olefins in target cracking products, in particular propylene. In addition, the known method is aimed only at increasing the yield of light olefins and catalytic gas oil, and therefore is not universal and flexible enough.

Из уровня техники также известен способ каталитической конверсии (см. RU2464298, опубл. 10.09.2011), направленный на преобразование тяжелого исходного сырья в высокооктановый бензин с повышенным выходом пропилена, в котором выход сухого газа и кокса значительно снижены.A method of catalytic conversion is also known from the prior art (see RU2464298, published on September 10, 2011), aimed at converting heavy feedstock into high-octane gasoline with an increased yield of propylene, in which the yield of dry gas and coke is significantly reduced.

В качестве исходного сырья применяют трудно крекируемое сырье и легко крекируемое сырье, которые вводятся в реактор из одного положения или из двух или нескольких положений, высота которых может быть одинаковой или различной.Hard-to-crack raw materials and easy-to-crack raw materials are used as feedstock, which are introduced into the reactor from one position or from two or more positions, the height of which can be the same or different.

Трудно крекируемое сырье реагирует в реакторе одновременно с легко крекируемым сырьем. Реакция крекинга проходит в реакторе при следующих рабочих условиях: температура реакции поддерживается в диапазоне от 600°С до 750°С, часовая объемная скорость поддерживается в диапазоне от 100 ч^-1 до 800 ч^-1, давление в реакторе поддерживается в диапазоне от 0,10 МПа до 1,00 МПа, весовое отношение катализатор/трудно крекируемое сырье выбрано от 30 до 150 и отношение пар/трудно крекируемое сырье выбрано в диапазоне от 0,05 до 1,00 по весу.Difficult to crack raw materials react in the reactor simultaneously with easily cracked raw materials. The cracking reaction takes place in the reactor under the following operating conditions: the reaction temperature is maintained in the range from 600°C to 750°C, the hourly space velocity is maintained in the range from 100 h ^-1 to 800 h ^-1 , the pressure in the reactor is maintained in the range from 0. 10 MPa to 1.00 MPa, the catalyst/hard-crackable feedstock weight ratio is selected from 30 to 150 and the steam/hard-crackable feedstock ratio is selected from 0.05 to 1.00 by weight.

Отработанный катализатор и пары продукта отделяются циклонным сепаратором. Очищенный отработанный катализатор регенерируется и возвращается в реактор. Пары продуктов направляют на дальнейшее разделение для получения пропилена, высокооктанового бензина и газойлей каталитического крекинга.The spent catalyst and product vapors are separated by a cyclone separator. The purified spent catalyst is regenerated and returned to the reactor. Product vapors are sent for further separation to produce propylene, high-octane gasoline and catalytic cracking gas oils.

Недостатками известного решения является длительная подготовка катализатора, которую можно реализовать только при проведении каталитического крекинга в лабораторных условиях, что подтверждено примерами реализации, в которых указано, что каталитический крекинг по данному изобретению осуществлен как эксперимент, на экспериментальных установках. Также отсутствует возможность быстрого изменения направленности способа на выход того или иного целевого продукта. Известный способ направлен только на увеличение выхода легких олефинов.The disadvantages of the known solution is the lengthy preparation of the catalyst, which can only be realized when catalytic cracking is carried out in laboratory conditions, which is confirmed by examples of implementation, which indicate that catalytic cracking according to this invention was carried out as an experiment, in experimental installations. There is also no possibility of quickly changing the direction of the method to yield a particular target product. The known method is aimed only at increasing the yield of light olefins.

Кроме того, чтобы увеличить отношение катализатор/исходное сырье в нижней зоне реактора и активность катализатора, подают в реактор часть среды, которая выбрана из и/или содержит горячий или охлажденный регенерированный катализатор, частично регенерированный катализатор, отработанный катализатор, свежий катализатор и т.д. Это усложняет аппаратурное оформление и увеличивает затраты на проведение процесса каталитического крекинга.In addition, in order to increase the catalyst/feed ratio in the lower reactor zone and the activity of the catalyst, a portion of the medium is supplied to the reactor that is selected from and/or contains hot or cooled regenerated catalyst, partially regenerated catalyst, spent catalyst, fresh catalyst, etc. . This complicates the equipment design and increases the costs of carrying out the catalytic cracking process.

Также известен способ каталитического крекинга углеводородного сырья с высоким выходом легких олефинов и устройство для его осуществления (RU 2487160, 10.07.2013). Способ заключается в контактировании сырья и регенерированного катализатора при повышенной температуре в первом прямоточном реакторе с получением продуктов крекинга сырья, содержащих легкие олефины и бензин. Дальнейшем отделении продуктов крекинга сырья от отработанного катализатора в циклонных сепараторах, соединенных непосредственно с выходом из первого прямоточного реактора, рециркуляцию легкой фракции бензина во второй прямоточный реактор и контактирование в нем с регенерированным катализатором при высокой температуре с получением продуктов крекинга бензина, содержащих легкие олефины, отделение продуктов крекинга бензина от отработанного катализатора в циклонных сепараторах, соединенных непосредственно с выходом из второго прямоточного реактора. Отработанный катализатор из первого и второго прямоточных реакторов подают в отпарную зону для отделения от него увлеченных углеводородов путем обработки водяным паром с выводом образованных паров в сепарационную зону реактора. Далее смешивают продукты крекинга сырья, продукты крекинга бензина и образованные в отпарной зоне пары. Дополнительно очищают от катализаторной пыли смеси парообразных продуктов в циклонах сепарационной зоны реактора и выводят их на ректификацию с разделением бензина на легкую и тяжелую фракции.There is also a known method for the catalytic cracking of hydrocarbon feedstocks with a high yield of light olefins and a device for its implementation (RU 2487160, 07/10/2013). The method consists in contacting the raw material and the regenerated catalyst at elevated temperature in the first direct-flow reactor to obtain raw material cracking products containing light olefins and gasoline. Further separation of raw material cracking products from the spent catalyst in cyclone separators connected directly to the outlet of the first once-through reactor, recycling of the light gasoline fraction into the second once-through reactor and contacting it with the regenerated catalyst at high temperature to obtain gasoline cracking products containing light olefins, separation gasoline cracking products from spent catalyst in cyclone separators connected directly to the outlet of the second direct-flow reactor. The spent catalyst from the first and second direct-flow reactors is fed into the stripping zone to separate entrained hydrocarbons from it by treating with water steam with the release of the generated vapors into the separation zone of the reactor. Next, the raw material cracking products, gasoline cracking products and the vapors formed in the stripping zone are mixed. Additionally, mixtures of vaporous products are purified from catalyst dust in the cyclones of the separation zone of the reactor and taken to rectification to separate gasoline into light and heavy fractions.

Отработанный катализатор направляют на регенерацию. Продукты крекинга сырья и продукты крекинга бензина из циклонных сепараторов выводят непосредственно в зону торможения термических реакций, в которую также направляют образованные в отпарной зоне пары и подают охлажденный рециркулирующий жидкий продукт крекинга в количестве, обеспечивающем температуру в этой зоне 500-550°С, время пребывания смеси парообразных продуктов в зоне торможения термических реакций составляет 0,2-0,6 с, смесь парообразных продуктов выводят из зоны торможения термических реакций непосредственно в циклоны сепарационной зоны реактора.The spent catalyst is sent for regeneration. Raw material cracking products and gasoline cracking products from cyclone separators are removed directly to the thermal reaction inhibition zone, into which the vapors formed in the stripping zone are also sent and a cooled recirculating liquid cracking product is supplied in an amount ensuring a temperature in this zone of 500-550 ° C, residence time mixture of vaporous products in the zone of inhibition of thermal reactions is 0.2-0.6 s, the mixture of vaporous products is removed from the zone of inhibition of thermal reactions directly into the cyclones of the separation zone of the reactor.

Недостатком известного способа является наличие двух реакторов для проведения каталитического крекинга, что существенно усложняет аппаратурное оформление процесса и увеличивает затраты на изготовление и эксплуатацию установки. Кроме того, охлаждение паров продуктов крекинга проводят в особой зоне - зоне торможения термических реакций, что увеличивает время нахождения паров продуктов при повышенных температурах, а, следовательно, увеличивает количество побочных реакций, которые приводят к уменьшению количества легких олефинов в продуктах реакции. Также отсутствует возможность быстрого регулирование системы для изменения выхода требуемого целевого продукта.The disadvantage of this known method is the presence of two reactors for catalytic cracking, which significantly complicates the instrumentation of the process and increases the cost of manufacturing and operating the installation. In addition, cooling of cracking product vapors is carried out in a special zone - the zone of inhibition of thermal reactions, which increases the residence time of product vapors at elevated temperatures, and, consequently, increases the number of side reactions that lead to a decrease in the amount of light olefins in the reaction products. There is also no possibility of quickly adjusting the system to change the yield of the desired target product.

Техническая задача, на решение которой направлено данное изобретение, заключается в повышении гибкости работы установки для каталитической переработки нефтепродуктов, позволяющей увеличивать выход целевых продуктов.The technical problem to be solved by this invention is to increase the flexibility of the operation of an installation for the catalytic refining of petroleum products, which allows increasing the yield of target products.

Технический результат, достигаемый при использовании заявленного изобретения, заключается в повышении жесткости протекающих процессов с одновременным увеличением выхода целевых продуктов и снижением доли нежелательных вторичных реакций, в частности, реакций термического крекинга.The technical result achieved by using the claimed invention is to increase the severity of the ongoing processes while simultaneously increasing the yield of target products and reducing the proportion of undesirable secondary reactions, in particular, thermal cracking reactions.

Техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ каталитического крекинга углеводородного сырья включает этапы, на которых: а) обеспечивают реакторно-регенераторный блок установки каталитического крекинга, включающий лифт-реактор, снабженный с одного конца основанием, узел сепарации, подсоединенный к лифт-реактору с противоположного основанию конца, и регенератор; б) подают в лифт-реактор и смешивают в нем ниже уровня ввода свежего сырья горячий катализатор из регенератора и транспортный газ, включающий крекируемые углеводородные дистиллятные фракции, с получением паров продуктов крекинга подаваемых крекируемых углеводородных дистиллятных фракций и частично закоксованного катализатора, причем крекируемые углеводородные дистиллятные фракции подают непосредственно с транспортным газом в основание лифт-реактора; в) подают в лифт-реактор свежее сырье и смешивают его выше уровня ввода крекируемых углеводородных дистиллятных фракций с частично закоксованным катализатором с получением паро-продуктовой смеси и отработанного катализатора; г) охлаждают паро-продуктовую смесь и отработанный катализатор впрыском охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций с получением охлажденной паро-продуктовой смеси и отработанного катализатора; д) подают в узел сепарации охлажденную паро-продуктовую смесь и отработанный катализатор и отделяют их друг от друга с раздельным выведением паро-продуктовой смеси и отработанного катализатора, причем отделение осуществляют в две следующих непосредственно друг за другом стадии, на первой из которых отделяют паро-продуктовую смесь от отработанного катализатора с раздельным выведением паро-продуктовой смеси и отработанного катализатора и охлаждают выходящую паро-продуктовую смесь впрыском охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций, а на второй стадии отделяют охлажденную паро-продуктовую смесь от оставшегося отработанного катализатора с раздельным выведением паро-продуктовой смеси и остатков отработанного катализатора; е) отпаривают отделенный на этапе д) отработанный катализатор с получением отпаренного отработанного катализатора и остатков паро-продуктовой смеси и выводят отпаренный отработанный катализатор в регенератор; и ж) выводят полученную на этапе д) паро-продуктовую смесь на разделение на целевые продукты каталитического крекинга.The technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the method of catalytic cracking of hydrocarbon raw materials includes stages in which: a) a reactor-regenerator unit of a catalytic cracking unit is provided, including a lift reactor equipped with a base at one end, a separation unit connected to the elevator reactor from the end opposite to the base, and a regenerator; b) the hot catalyst from the regenerator and the transport gas, including cracked hydrocarbon distillate fractions, are fed into the riser reactor and mixed in it below the fresh raw material input level, to produce vapors of cracking products of the supplied cracked hydrocarbon distillate fractions and a partially coked catalyst, wherein the cracked hydrocarbon distillate fractions supplied directly with the transport gas to the base of the elevator reactor; c) feed fresh raw material into the lift reactor and mix it above the input level of cracked hydrocarbon distillate fractions with a partially coked catalyst to obtain a steam-product mixture and spent catalyst; d) cool the steam-product mixture and spent catalyst by injecting cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions to obtain a cooled steam-product mixture and spent catalyst; e) the cooled steam-product mixture and the spent catalyst are fed into the separation unit and separated from each other with separate removal of the steam-product mixture and the spent catalyst, and the separation is carried out in two immediately following stages, at the first of which the steam is separated product mixture from the spent catalyst with separate removal of the steam-product mixture and spent catalyst and cool the exiting steam-product mixture by injecting cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions, and at the second stage the cooled steam-product mixture is separated from the remaining spent catalyst with separate removal of the steam-product mixture and spent catalyst residues; f) the spent catalyst separated at step e) is stripped to obtain a stripped spent catalyst and the remainder of the steam-product mixture and remove the stripped spent catalyst to the regenerator; and g) the steam-product mixture obtained in step e) is removed for separation into the target catalytic cracking products.

Предпочтительно, что транспортный газ включает водяной пар и/или крекинг газ.Preferably, the transport gas includes steam and/or cracked gas.

Предпочтительно, что в качестве крекируемых углеводородных дистиллятных фракций, подаваемых совместно с транспортным газом, используют фракцию, выбранную из: различных вакуумных дистиллятов, нафты, тяжелого бензина, легкого бензина или их смеси. В случае реализации нефтехимического варианта крекинга, направленного на получение максимального выхода легких олефинов, предпочтительно выбирать нафту, тяжелый и/или легкий бензин. Такой выбор обусловлен тем, что при реализации нефтехимического варианта крекинга, при смешении и контактировании с горячим активным катализатором, поступающим из регенератора, происходит крекинг указанных крекируемых углеводородных дистиллятных фракций с образованием легких олефинов и отложением кокса на катализаторе, в количестве примерно от 0,1 до 0,15% мас., что обеспечивает увеличения выхода легких олефинов.It is preferable that the cracked hydrocarbon distillate fractions supplied together with the transport gas use a fraction selected from: various vacuum distillates, naphtha, heavy gasoline, light gasoline or a mixture thereof. In the case of implementing a petrochemical cracking option aimed at obtaining the maximum yield of light olefins, it is preferable to choose naphtha, heavy and/or light gasoline. This choice is due to the fact that when implementing the petrochemical cracking option, when mixed and contacted with a hot active catalyst coming from the regenerator, the cracking of these cracked hydrocarbon distillate fractions occurs with the formation of light olefins and the deposition of coke on the catalyst, in an amount of approximately 0.1 to 0.15% wt., which provides an increase in the yield of light olefins.

При реализации топливного варианта крекинга, направленного на максимальный выход высокооктанового бензина, в качестве крекируемых углеводородных фракций предпочтительно выбирать гидроочищенный вакуумный газойль. Такой выбор обусловлен тем, что выбранные фракции при прохождении каталитического крекинга обеспечивают максимальный выход высокооктанового низкосернистого бензина.When implementing a fuel cracking option aimed at maximizing the yield of high-octane gasoline, it is preferable to choose hydrotreated vacuum gas oil as the cracked hydrocarbon fractions. This choice is due to the fact that the selected fractions, when undergoing catalytic cracking, provide the maximum yield of high-octane low-sulfur gasoline.

Предпочтительно, что в качестве свежего сырья используют вакуумные гидроочищенные дистилляты (вакуумные газойли), выкипающие в пределах 300-560°С. Такое сырье позволяет при необходимости повысить жесткость процесса каталитического крекинга и увеличить выход целевых продуктов.It is preferable that vacuum hydrotreated distillates (vacuum gas oils) boiling in the range of 300-560°C are used as fresh raw materials. Such raw materials allow, if necessary, to increase the severity of the catalytic cracking process and increase the yield of target products.

Охлаждающие рециркулирующие углеводородные дистиллятные фракции подают выше уровня ввода свежего сырья, на выходе из основного реакционного участка лифт-реактора, с целью повышения гибкости работы установки, а также для повышения выхода, требуемого на данный момент основного целевого продукта.Cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions are supplied above the fresh feed input level, at the outlet of the main reaction section of the riser reactor, in order to increase the flexibility of the installation, as well as to increase the yield required at the moment of the main target product.

В том случае, если требуется увеличить выход высокооктанового бензина в топливном варианте работы установки, то в качестве охлаждающей рециркулирующей углеводородной дистиллятной фракции предпочтительно выбирать каталитические газойли.If it is necessary to increase the yield of high-octane gasoline in the fuel version of the installation, then it is preferable to choose catalytic gas oils as the cooling recirculating hydrocarbon distillate fraction.

Именно введение охлаждающей рециркулирующей углеводородной дистиллятной фракции в виде каталитического газойля позволяет не только обеспечить требуемую жесткость крекинга сырья, но и увеличить выход целевого продукта в топливном варианте работы установки - высокооктанового бензина, за счет повторного крекинга рециркулирующего каталитического газойля после завершения основного крекинга свежего сырья. Это исключает преждевременное снижение активности цеолитсодержащего катализатора крекинга в результате воздействия полициклических углеводородов каталитического газойля, что наблюдается при его подаче вместе со свежим сырьем.It is the introduction of a cooling recirculating hydrocarbon distillate fraction in the form of catalytic gas oil that makes it possible not only to ensure the required severity of cracking of the raw material, but also to increase the yield of the target product in the fuel version of the installation - high-octane gasoline, due to the re-cracking of the recirculating catalytic gas oil after the completion of the main cracking of the fresh raw material. This eliminates a premature decrease in the activity of the zeolite-containing cracking catalyst as a result of exposure to polycyclic hydrocarbons of the catalytic gas oil, which is observed when it is supplied along with fresh raw materials.

Широкая фракция каталитического газойля представляет собой смесь непрореагировавших в процессе компонентов свежего сырья с соответствующими по температурам кипения продуктами реакции. По сравнению с исходным сырьем широкая фракция каталитического газойля, выкипающая при температуре выше 200°С, по элементному составу беднее водородом, и отличается значительным содержанием ароматических полициклических углеводородов. Тяжелые фракции каталитического газойля нецелесообразно возвращать на каталитический крекинг, так как конденсированные ароматические углеводороды плохо крекируются, причем их крекинг сопровождается повышенным коксообразованием. Поэтому для охлаждения паров и повторного крекинга следует рециркулировать средние и более легкие фракции каталитического газойля после отбора не менее 10% об. тяжелых фракций с температурой кипения выше 420°С, чтобы избежать чрезмерного коксообразования и увеличить выход целевых продуктов, в частности высокооктанового бензина при работе установки по топливному варианту.The wide fraction of catalytic gas oil is a mixture of fresh raw material components that have not reacted during the process with reaction products corresponding to their boiling points. Compared to the feedstock, the wide fraction of catalytic gas oil, which boils away at temperatures above 200°C, is poorer in hydrogen in its elemental composition and is characterized by a significant content of aromatic polycyclic hydrocarbons. It is not advisable to return heavy fractions of catalytic gas oil to catalytic cracking, since condensed aromatic hydrocarbons crack poorly, and their cracking is accompanied by increased coke formation. Therefore, to cool the vapors and re-cracking, the middle and lighter fractions of the catalytic gas oil should be recycled after removing at least 10% vol. heavy fractions with a boiling point above 420°C in order to avoid excessive coke formation and increase the yield of target products, in particular high-octane gasoline when the unit operates in the fuel version.

Для нефтехимического варианта работы установки, направленного на максимальный выход легких олефинов, в частности пропилена, предпочтительно охлаждающие рециркулирующие углеводородные фракции выбирать из фракций, содержащих углеводороды от С5+ до углеводородов с температурой конца кипения не более 350°С. Выбор фракции обусловлен тем, что при введение такой фракции на выходе из основной реакционной зоны реактора происходит ее интенсивное, менее чем за 0,2 с, испарение, приводящее к быстрому снижению температуры паро-катализаторной смеси выше по потоку и, при заданной температуре на основном реакционном участке, к повышению кратности циркуляции катализатора на установке, соответствующему повышению жесткости процесса, что, в свою очередь, приводит к увеличению выхода требуемых целевых продуктов - легких олефинов.For the petrochemical version of the installation, aimed at maximizing the yield of light olefins, in particular propylene, it is preferable to select cooling recirculating hydrocarbon fractions from fractions containing hydrocarbons from C5+ to hydrocarbons with an end boiling point of no more than 350°C. The choice of fraction is due to the fact that when such a fraction is introduced at the exit from the main reaction zone of the reactor, its intense evaporation occurs in less than 0.2 s, leading to a rapid decrease in the temperature of the steam-catalyst mixture upstream and, at a given temperature in the main reaction section, to an increase in the circulation rate of the catalyst in the installation, corresponding to an increase in the severity of the process, which, in turn, leads to an increase in the yield of the required target products - light olefins.

Регулирование жесткости процесса посредством введения охлаждающих рециркулирующих дистиллятных фракций на выходе из основного реакционного участка лифт-реактора за счет испарения охлаждающих рециркулирующих дистиллятных фракций позволяет снизить температуру и уменьшить, таким образом, долю неселективных реакций на закоксованном катализаторе, приводящих к вторичной конверсии (разложению) целевых продуктов, образовавшихся на предыдущих участках лифт-реактора. Как следует из теплового баланса процесса, съем тепла при заданной (зафиксированной) температуре крекинга на основном реакционном участке лифт-реактора, также автоматически приводит к повышению кратности циркуляции катализатора. Повышение циркуляции катализатора при заданной температуре крекинга означает повышение жесткости процесса как на начальном, так и на основном реакционных участках, что положительно сказывается на выходе целевых продуктов, как легких олефинов, так и высокооктанового бензина.Regulating the severity of the process by introducing cooling recirculating distillate fractions at the outlet of the main reaction section of the riser reactor due to the evaporation of cooling recirculating distillate fractions makes it possible to reduce the temperature and thus reduce the proportion of non-selective reactions on the coked catalyst, leading to secondary conversion (decomposition) of the target products , formed in previous sections of the elevator reactor. As follows from the thermal balance of the process, heat removal at a given (fixed) cracking temperature in the main reaction section of the riser reactor also automatically leads to an increase in the catalyst circulation rate. Increasing the circulation of the catalyst at a given cracking temperature means increasing the severity of the process both in the initial and main reaction sections, which has a positive effect on the yield of target products, both light olefins and high-octane gasoline.

Предпочтительно, распределение температур по высоте лифт-реактора регулируют изменением расхода подаваемой охлаждающей рециркулирующей дистиллятной углеводородной фракции. Для увеличения жесткости процесса каталитического крекинга, в частности, поддержание необходимых температур, применяют впрыск охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций при расходе от 2 до 5% об. по отношению к суммарному объему паров на данном реакционном участке. Впрыск осуществляют в лифт-реактор выше уровня ввода сырья. На выходе паро-продуктовой смеси из сепаратора также применяют впрыск охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций при расходе от 0,5 до 1,5% об. по отношению к суммарному объему паров на данном реакционном участке. Именно такой диапазон расхода охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций позволяет поддерживать температуру на требуемом уровне для максимизации выхода того или иного целевого продукта, а, следовательно, повышать жесткость процесса.Preferably, the temperature distribution along the height of the riser reactor is controlled by changing the flow rate of the supplied cooling recirculating distillate hydrocarbon fraction. To increase the severity of the catalytic cracking process, in particular, maintaining the required temperatures, injection of cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions is used at a flow rate of 2 to 5% vol. in relation to the total volume of vapor in a given reaction section. Injection is carried out into the elevator reactor above the raw material input level. At the outlet of the steam-product mixture from the separator, injection of cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions is also used at a flow rate of 0.5 to 1.5% vol. in relation to the total volume of vapor in a given reaction section. It is precisely this range of flow rates of cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions that makes it possible to maintain the temperature at the required level to maximize the yield of a particular target product, and, consequently, increase the severity of the process.

Раскрытие способаDisclosure of the method

На фигуре 1 представлена принципиальная схема установки для реализации процесса каталитического крекинга в соответствии с настоящим изобретением.Figure 1 shows a schematic diagram of a plant for implementing a catalytic cracking process in accordance with the present invention.

На фигуре 2 представлена принципиальная блок схема способа каталитического крекинга в соответствии с настоящим изобретением.Figure 2 shows a schematic block diagram of a catalytic cracking process in accordance with the present invention.

Процесс каталитического крекинга возможно проводить при различных температурах в диапазоне от 465 до 595°С. Выбор температуры зависит от необходимости получения тех или иных целевых продуктов. В основном для топливного варианта процесса FCC температура крекинга предпочтительно находится в диапазоне 500-530°С. Нефтехимический крекинг с повышенным выходом легких олефинов обычно осуществляется при температуре в диапазоне от 530°С до 595°С, при задаче максимизировать выход пропилена предпочтительным является диапазон температур крекинга 585-595°С. Время контакта сырья с катализатором также зависит от выбора целевого продукта. В том случае, когда работа установки направлена на получение топливных фракций, таких как бензин, легкий газойль, тяжелый газойль, то предпочтительно время контакта выбирать в диапазоне 2,0-4,0 с. В случае, когда приоритет направлен на получение легких олефинов, время контакта, предпочтительно, выбирать в диапазоне 1,0-1,5 с.The catalytic cracking process can be carried out at various temperatures in the range from 465 to 595°C. The choice of temperature depends on the need to obtain certain target products. In general, for the fuel variant of the FCC process, the cracking temperature is preferably in the range of 500-530°C. Petrochemical cracking with increased yield of light olefins is usually carried out at temperatures in the range from 530°C to 595°C; when trying to maximize propylene yield, a cracking temperature range of 585-595°C is preferred. The contact time of the raw material with the catalyst also depends on the choice of the target product. In the case when the operation of the installation is aimed at producing fuel fractions such as gasoline, light gas oil, heavy gas oil, it is preferable to select the contact time in the range of 2.0-4.0 s. In the case where the priority is to obtain light olefins, the contact time is preferably selected in the range of 1.0-1.5 s.

Кратность циркуляции катализатора к сырью является, как и температура крекинга, одним из ключевых параметров, определяющих жесткость процесса и, соответственно, структуру выхода продуктов крекинга. Так, для топливного варианта процесса FCC с максимизацией выхода высокооктанового бензина кратность циркуляции катализатора может быть в диапазоне 5-10, тогда как для нефтехимического варианта процесса с повышенным выходом легких олефинов, этот диапазон кратностей может составлять 7-20. Причем, чем выше необходим выход легких олефинов - сырья для нефтехимии, тем, при прочих равных условиях, должна быть выше кратность циркуляции катализатора.The circulation rate of the catalyst to the raw material is, like the cracking temperature, one of the key parameters that determine the severity of the process and, accordingly, the structure of the yield of cracking products. Thus, for the fuel version of the FCC process with maximizing the yield of high-octane gasoline, the catalyst circulation ratio can be in the range of 5-10, while for the petrochemical version of the process with an increased yield of light olefins, this ratio range can be 7-20. Moreover, the higher the required yield of light olefins - raw materials for petrochemicals, the higher, other things being equal, should be the higher the catalyst circulation rate.

Важную роль в процессе играет расход инертного разбавителя, в первую очередь водяного пара. В классическом топливном варианте процесса, при котором целью является максимизация выхода высокооктанового бензина крекинга, расход водяного пара в реактор составляет как правило от 5 до 14% мас. на сырье. В том случае, если требуется увеличить выход легких олефинов и, в частности, пропилена, расход водяного пара в различных режимах нефтехимического крекинга (НХК) повышают от 10 до 30% мас. на сырье. Предпочтительным в оптимальном режиме НХК является расход водяного пара от 18 до 20% мас. на сырье. Увеличение расхода водяного пара в качестве инертного разбавителя в режимах НХК с повышенной жесткостью процесса необходимо для снижения парциального давления углеводородов в реакторе, которое в свою очередь приводит к снижению вероятности вторичных бимолекулярных реакций и вклада реакций переноса водорода с участием легких олефинов. Эти вторичные реакции снижают выход легких олефинов и, в частности, пропилена. Также повышенный расход водяного пара на жестких режимах НХК необходим для снижения коксообразования на поверхности катализатора.The consumption of inert diluent, primarily water vapor, plays an important role in the process. In the classic fuel version of the process, in which the goal is to maximize the yield of high-octane gasoline from cracking, the flow of water vapor into the reactor is typically from 5 to 14% wt. for raw materials. In the event that it is necessary to increase the yield of light olefins and, in particular, propylene, the consumption of water steam in various modes of petrochemical cracking (PCC) is increased from 10 to 30% wt. for raw materials. Preferred in the optimal NHC mode is a water vapor flow rate of 18 to 20% wt. for raw materials. An increase in the consumption of water vapor as an inert diluent in NCC modes with increased process severity is necessary to reduce the partial pressure of hydrocarbons in the reactor, which in turn leads to a decrease in the probability of secondary bimolecular reactions and the contribution of hydrogen transfer reactions involving light olefins. These secondary reactions reduce the yield of light olefins and, in particular, propylene. Also, an increased consumption of water vapor in harsh petroleum chemical treatment modes is necessary to reduce coke formation on the surface of the catalyst.

Для лучшего понимания процесса ниже приведено краткое описание установки каталитического крекинга для реализации заявленного способа (см. фиг. 1).For a better understanding of the process, below is a brief description of a catalytic cracking installation for implementing the claimed method (see Fig. 1).

Установка каталитического крекинга (1) включает последовательно соединенные лифт-реактор (2), узел сепарации (3), узел (21) отпаривания катализатора и регенератор (4) катализатора, формирующие замкнутый контур циркуляции катализатора. Лифт-реактор (2) включает последовательно расположенные узел регулируемого ввода (5) транспортного газа, включающего водяной пар, рециркулирующий крекинг-газ и/или крекируемые углеводородные дистиллятные фракции, узел ввода (6) горячего катализатора, с возможностью подачи горячего катализатора с выхода регенератора (4) катализатора, начальный реакционный участок (7), узел регулируемого ввода (8) сырья, основной реакционный участок (9), первый узел регулируемого ввода (10) охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций и конечный реакционный участок (11).The catalytic cracking unit (1) includes a series-connected riser reactor (2), a separation unit (3), a catalyst stripping unit (21) and a catalyst regenerator (4), forming a closed catalyst circulation loop. The lift reactor (2) includes a sequentially located regulated input unit (5) of transport gas, including water vapor, recirculating cracked gas and/or cracked hydrocarbon distillate fractions, an input unit (6) of a hot catalyst, with the possibility of supplying a hot catalyst from the outlet of the regenerator (4) catalyst, initial reaction section (7), controlled input unit (8) of raw materials, main reaction section (9), first controlled input unit (10) of cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions and final reaction section (11).

Узел сепарации (3) размещен на выходе из лифт-реактора (2) и включает сепаратор (12), снабженный впускным отверстием (13), подсоединенным к выходу лифт-реактора (2), спускными стояками (14) и газовыводными патрубками (15). Также узел сепарации (3) включает циклоны (16), каждый снабженный входным патрубком (17), газовыводным патрубком (18) и спускным стояком (19). Циклоны, предпочтительно, выполнены высокоэффективными одноступенчатыми, что сокращает время контактирования паров в узле сепарации (3) установки (1) и, соответственно, снижает нежелательные вторичные реакции, проходящие в узле сепарации (3) после выхода из лифт-реактора (2). Входные патрубки (17) циклонов (16) расположены на выходе газовыводных патрубков (15) сепаратора (12) с возможностью поступления смеси паров продуктов крекинга и водяного пара из газовыводных патрубков (15) во входные патрубки (17). Газовыводные патрубки (18) циклонов (16) выполнены с возможностью вывода целевых продуктов. Второй узел регулируемого ввода (20) охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций, выполнен с возможностью регулируемого ввода охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций непосредственно на выход из газовыводных патрубков (15) сепаратора (12) перед входом во входные патрубки (17) циклонов (16). Узел (21) отпаривания катализатора расположен непосредственно под спускным стояком (14) сепаратора (12) и спускными стояками (19) циклонов (16). Узел (21) отпаривания катализатора, предпочтительно, выполнен двухстадийным и снабжен узлом (22) вывода катализатора, который подсоединен ко входу в регенератор (4) катализатора, например, посредством транспортной линии (23).The separation unit (3) is located at the outlet of the elevator reactor (2) and includes a separator (12) equipped with an inlet (13) connected to the outlet of the elevator reactor (2), drain risers (14) and gas outlet pipes (15) . Also, the separation unit (3) includes cyclones (16), each equipped with an inlet pipe (17), a gas outlet pipe (18) and a drain riser (19). The cyclones are preferably made as highly efficient single-stage ones, which reduces the contact time of vapors in the separation unit (3) of the installation (1) and, accordingly, reduces undesirable secondary reactions taking place in the separation unit (3) after exiting the lift reactor (2). The inlet pipes (17) of the cyclones (16) are located at the outlet of the gas outlet pipes (15) of the separator (12) with the possibility of a mixture of cracking product vapors and water vapor entering from the gas outlet pipes (15) into the inlet pipes (17). The gas outlet pipes (18) of the cyclones (16) are designed to remove the target products. The second unit for controlled input (20) of cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions is configured with the possibility of controlled input of cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions directly to the outlet from the gas outlet pipes (15) of the separator (12) before entering the inlet pipes (17) of the cyclones (16). The catalyst stripping unit (21) is located directly under the drain riser (14) of the separator (12) and the drain risers (19) of the cyclones (16). The catalyst stripping unit (21) is preferably made in two stages and is equipped with a catalyst output unit (22), which is connected to the inlet of the catalyst regenerator (4), for example, through a transport line (23).

При работе установки как по топливному варианту, так и по нефтехимическому варианту, каталитический крекинг углеводородного сырья осуществляется в лифт-ректоре (2) с применением катализатора, в качестве которого может быть использован, например, бицеолитный катализатор, содержащий цеолиты REY и ZSM-5 в различных соотношениях, или любой другой известный из уровня техники для специалиста в данной области техники и являющийся оптимальным для получения различных целевых продуктов. Использование катализатора, содержащего цеолиты REY и ZSM-5, позволяет при определенных условиях проведения процесса получать не только высокооктановый бензин, легкий газойль, тяжелый газойль - обычные продукты классической установки FCC, но и при необходимости получить высокий выход легких олефинов и, в частности, пропилена. Поэтому применение бицеолитных катализаторов крекинга оптимально для проведения гибких процессов каталитического крекинга.When the installation operates in both the fuel version and the petrochemical version, catalytic cracking of hydrocarbon feedstock is carried out in a lift reactor (2) using a catalyst, which can be used, for example, a bizeolite catalyst containing REY and ZSM-5 zeolites various ratios, or any other known from the prior art for a person skilled in the art and which is optimal for obtaining various target products. The use of a catalyst containing REY and ZSM-5 zeolites allows, under certain process conditions, to obtain not only high-octane gasoline, light gas oil, heavy gas oil - common products of the classical FCC plant, but also, if necessary, to obtain a high yield of light olefins and, in particular, propylene . Therefore, the use of bizeolite cracking catalysts is optimal for flexible catalytic cracking processes.

Реализация заявленных способов пояснена с отсылкой на фиг. 2, которая иллюстрирует этапы осуществления способов.The implementation of the claimed methods is explained with reference to Fig. 2, which illustrates the steps of implementing the methods.

Крекируемые углеводородные дистиллятные фракции подаются (шаг 101) непосредственно вместе с транспортным газом, включающим водяной пар и/или, рециркулирующий крекинг-газ. Подача осуществляется через узел регулируемого ввода (5) в основание лифт-реактора (2) на смешение с горячим катализатором, поступающим (шаг 102) через узел ввода (б) горячего катализатора из регенератора (4). Крекируемые углеводородные дистиллятные фракции подают, предпочтительно, при температуре 180-350°С с относительным расходом 0,1 - 0,3 т/т сырья. Горячий катализатор имеет температуру, в диапазоне, 650-730°С. В результате смешения перечисленных компонентов и прохождения крекинга на начальном реакционном участке (7), получают пары продуктов каталитического крекинга, а также частично закоксованный катализатор, водяной пар, а также пары непрореагировавших фракций.The cracked hydrocarbon distillate fractions are fed (step 101) directly along with a transport gas, including steam and/or recycle cracked gas. The supply is carried out through a controlled input unit (5) into the base of the lift reactor (2) for mixing with the hot catalyst entering (step 102) through the hot catalyst input unit (b) from the regenerator (4). Cracked hydrocarbon distillate fractions are supplied, preferably, at a temperature of 180-350°C with a relative consumption of 0.1 - 0.3 t/t of raw material. The hot catalyst has a temperature in the range of 650-730°C. As a result of mixing the listed components and undergoing cracking in the initial reaction section (7), vapors of catalytic cracking products are obtained, as well as partially coked catalyst, water vapor, and vapors of unreacted fractions.

В нефтехимическом варианте крекинга конверсия паров бензиновых фракций на начальном реакционном участке (7) идет в оптимальных жестких условиях - при повышенной концентрации активного нагретого до высокой температуры регенерированного бицеолитного катализатора в среде водяного пара/транспортного газа и относительно коротком времени контактирования (0,5-1,0 с). Именно такие условия обеспечивают крекирование паров бензина с преимущественным образование легких олефинов - целевого продукта в режиме НХК. Повторный крекинг рециркулирующих бензиновых фракций на активном бицеолитном катализаторе позволяет также повысить октановое число бензина крекинга.In the petrochemical version of cracking, the conversion of gasoline fraction vapors in the initial reaction section (7) occurs under optimal harsh conditions - with an increased concentration of an active regenerated bizeolite catalyst heated to a high temperature in a water vapor/transport gas environment and a relatively short contact time (0.5-1 ,0 s). It is these conditions that ensure the cracking of gasoline vapors with the predominant formation of light olefins - the target product in the petroleum chemical treatment mode. Repeated cracking of recycled gasoline fractions on an active bizeolite catalyst also makes it possible to increase the octane number of cracked gasoline.

Помимо этого, повышение селективности катализатора, поступающего на дальнейшее смешение со свежим сырьем на основном реакционном участке (9), в результате частичного коксования катализатора при конверсии крекируемых углеводородных дистиллятных фракций на начальном реакционном участке (7), способствует снижению образования диолефинов и сухого газа в начале процесса крекинга сырья и, следовательно, повышению выхода целевого продукта.In addition, increasing the selectivity of the catalyst supplied for further mixing with fresh raw materials in the main reaction section (9), as a result of partial coking of the catalyst during the conversion of cracked hydrocarbon distillate fractions in the initial reaction section (7), helps reduce the formation of diolefins and dry gas at the beginning the process of cracking raw materials and, consequently, increasing the yield of the target product.

Далее смесь водяного пара и паров продуктов крекинга крекируемой углеводородной дистиллятной фракции, полученных на начальном реакционном участке (7), а также частично закоксованый катализатор контактируют со свежим сырьем, подаваемым (шаг 103) в лифт-реактор через узел регулируемого ввода (8) сырья при температуре от 200 до 380°С. В результате каталитического крекинга на основном реакционном участке (9) образуется паро-продуктовая смесь, содержащая углеводородные пары продуктов крекинга, и отработанный катализатор.Next, a mixture of water vapor and vapors of cracking products of the cracked hydrocarbon distillate fraction obtained in the initial reaction section (7), as well as a partially coked catalyst, are contacted with fresh raw materials supplied (step 103) to the riser reactor through a controlled input unit (8) of raw materials at temperature from 200 to 380°C. As a result of catalytic cracking, a steam-product mixture containing hydrocarbon vapors of cracking products and a spent catalyst is formed in the main reaction section (9).

С целью получения легких олефинов процесс крекинга проводится при повышенной температуре реакционной среды и относительно коротком времени контактирования паров с катализатором от 1,0 до 1,5 с. Дальнейшее продолжение контактирования при движении смеси паров с катализатором вверх по лифт-реактору при постоянном отложении кокса на катализаторе приводит к повышению доли реакций переноса водорода, в результате которых ценные легкие олефины превращаются в диолефины и ароматические углеводороды, а затем - к термическому разложению получаемых целевых продуктов с образованием сухого газа и кокса. Для предотвращения указанных нежелательных процессов на конечном реакционном участке (11) применяют введение охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций (шаг 104). Для охлаждения используют смесь охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций и водяного пара на их распыл, которые вводят в лифт-реактор через первый узел регулируемого ввода (10). В качестве охлаждения могут применяться любые дистиллятные углеводородные фракции, полученные в результате каталитического крекинга от каталитической нафты до каталитических газойлей, любые выделенные из них фракции и их смеси в различных пропорциях, имеющие в своем составе углеродные цепочки от С5+ до фракций с концом кипения 350°С и выше.In order to obtain light olefins, the cracking process is carried out at an elevated temperature of the reaction medium and a relatively short contact time of the vapors with the catalyst, from 1.0 to 1.5 s. Further continuation of contact during the movement of a mixture of vapors with a catalyst up the lift reactor with constant deposition of coke on the catalyst leads to an increase in the proportion of hydrogen transfer reactions, as a result of which valuable light olefins are converted into diolefins and aromatic hydrocarbons, and then to the thermal decomposition of the resulting target products with the formation of dry gas and coke. To prevent these undesirable processes in the final reaction section (11), the introduction of cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions is used (step 104). For cooling, a mixture of cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions and water vapor is used to spray them, which are introduced into the elevator reactor through the first controlled input unit (10). Any distillate hydrocarbon fractions obtained as a result of catalytic cracking from catalytic naphtha to catalytic gas oils, any fractions isolated from them and their mixtures in various proportions, containing carbon chains from C5+ to fractions with a boiling point of 350°C, can be used as cooling and higher.

Таким образом, с одной стороны, применение охлаждения в конце основного реакционного участка (9) позволяет минимизировать нежелательные вторичные реакции с разложением образовавшихся целевых продуктов на концевом реакционном участке (11) лифт-реактора выше узла регулируемого ввода (10) охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций, а с другой стороны, достигать требуемую жесткость процесса, то есть поддерживать высокую температуру крекинга за счет высокой кратности циркуляции катализатора, и обеспечивать таким образом необходимую высокую конверсию сырья на основном реакционном участке (9) лифт-реактора.Thus, on the one hand, the use of cooling at the end of the main reaction section (9) makes it possible to minimize undesirable secondary reactions with the decomposition of the resulting target products at the end reaction section (11) of the lift reactor above the controlled input unit (10) of cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions, and on the other hand, to achieve the required severity of the process, that is, to maintain a high cracking temperature due to the high circulation rate of the catalyst, and thus ensure the necessary high conversion of raw materials in the main reaction section (9) of the riser reactor.

Указанный эффект достигается следующим образом. Поскольку основным источником тепла для эндотермических в целом реакций крекинга является поступающей в лифт-реактор из регенератора поток горячего катализатора, то компенсация затрат тепла на испарение подаваемых в узел регулируемого ввода (10) охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций при заданной температуре процесса на основном реакционном участке (9) лифт-реактора (2) (температуре крекинга) происходит за счет увеличения поступления тепла с указанным потоком катализатора из регенератора (4), то есть за счет увеличения кратности циркуляции катализатора.This effect is achieved as follows. Since the main source of heat for generally endothermic cracking reactions is the flow of hot catalyst entering the riser reactor from the regenerator, compensation of heat costs for evaporation of cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions supplied to the controlled input unit (10) at a given process temperature in the main reaction section ( 9) lift reactor (2) (cracking temperature) occurs due to an increase in heat input with the specified catalyst flow from the regenerator (4), that is, due to an increase in the catalyst circulation rate.

Далее паро-продуктовая смесь с отработанным катализатором направляются в сепаратор (12) на разделение (шаг 105). Применение сепаратора (12) для отделения паров продуктов крекинга от отработанного катализатора, впускное отверстие (13) которого непосредственно соединено с выходом лифт-реактора (2), позволяет сократить время контакта паров с основной массой катализатора, обратимо дезактивированного за счет отложения кокса. Финальная очистка паров продуктов крекинга от остатков отработанного катализатора осуществляется в циклонах (16) узла сепарации (3). Скорейшее отделение паров продуктов крекинга от отработанного катализатора после выхода из лифт-реактора (2) и снижение температуры в узле сепарации (3) являются необходимыми условиями, позволяющими предотвратить разложение целевых продуктов крекинга с образованием сухого газа и кокса в результате термических реакций в парогазовой фазе, что сохраняет требуемый материальный баланс процесса и структуру выхода целевых продуктов.Next, the steam-product mixture with the spent catalyst is sent to the separator (12) for separation (step 105). The use of a separator (12) for separating vapors of cracking products from the spent catalyst, the inlet (13) of which is directly connected to the outlet of the riser reactor (2), allows to reduce the contact time of the vapors with the bulk of the catalyst, reversibly deactivated due to coke deposition. The final purification of cracking product vapors from spent catalyst residues is carried out in cyclones (16) of the separation unit (3). The rapid separation of cracking product vapors from the spent catalyst after leaving the riser reactor (2) and a decrease in temperature in the separation unit (3) are necessary conditions to prevent the decomposition of the target cracking products with the formation of dry gas and coke as a result of thermal reactions in the vapor-gas phase, which maintains the required material balance of the process and the structure of the output of target products.

Отработанный катализатор после отделения от паров в сепараторе (12) через спускные стояки (14) поступает (шаг 106) в узел (21) отпаривания катализатора, где посредством обработки водяным паром от него отделяют увлеченные углеводороды (шаг 111). Пары продуктов крекинга, отделенные от отработанного катализатора в сепараторе (12) выводятся (шаг 107) из сепаратора (12) посредством газовыводных патрубков (15).The spent catalyst, after being separated from the vapors in the separator (12) through the drain risers (14), enters (step 106) into the catalyst stripping unit (21), where entrained hydrocarbons are separated from it by treatment with water vapor (step 111). Vapors of cracking products separated from the spent catalyst in the separator (12) are removed (step 107) from the separator (12) through gas outlet pipes (15).

Отделенные увлеченные углеводороды и пары продуктов крекинга, отделенные от отработанного катализатора в сепараторе (12), направляются на финальную очистку (шаг 109) от оставшегося катализатора в циклоны (16) с последующим выводом очищенных паров продуктов крекинга на разделение/ректификацию в основную фракционную колонну (на чертежах не указана).Separated entrained hydrocarbons and cracking product vapors separated from the spent catalyst in the separator (12) are sent for final purification (step 109) from the remaining catalyst to cyclones (16) with subsequent removal of the purified cracking product vapors for separation/rectification in the main fractionation column ( not indicated on the drawings).

Дополнительно, для предотвращения упомянутого нежелательного вторичного парофазного крекинга полученных целевых продуктов процесса в узле сепарации (3) применяют резкое снижение температуры паров (квенчинг) за счет подачи (шаг 108) посредством второго узла регулируемого ввода (20) охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций на выход из газовыводных патрубков (15) сепаратора (12) перед входом во входные патрубки (17) циклонов (16). Второй узел регулируемого ввода (20) охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций расположен после газовыводного патрубка (15). Такое расположение второго узла регулируемого ввода (20) рециркулята позволяет сократить время нахождения паров целевых продуктов при температурах прохождения крекинга, что значительно снижает количество побочных реакций термического крекинга (перекрекинга), приводящих к снижению выхода целевого продукта.Additionally, to prevent the aforementioned undesirable secondary vapor-phase cracking of the obtained target process products, a sharp decrease in the vapor temperature (quenching) is used in the separation unit (3) due to the supply (step 108) through the second controlled input unit (20) of cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions to the outlet gas outlet pipes (15) of the separator (12) before entering the inlet pipes (17) of the cyclones (16). The second unit for the controlled input (20) of cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions is located after the gas outlet pipe (15). This arrangement of the second controlled input unit (20) of the recirculate makes it possible to reduce the residence time of target product vapors at cracking temperatures, which significantly reduces the number of side reactions of thermal cracking (recracking), leading to a decrease in the yield of the target product.

Отделенный отработанный катализатор по спускным стоякам (19) циклонов (16) выводится (также шаг 106) в узел (21) отпаривания катализатора.The separated spent catalyst is discharged through the drain risers (19) of the cyclones (16) (also step 106) into the catalyst stripping unit (21).

В узле (21) отпаривания катализатора осуществляется обработка водяным паром отработанного катализатора для отделения увлеченных и адсорбированных на поверхности катализатора углеводородов (шаг 111) после чего отработанный катализатор через узел (22) вывода катализатора по транспортной линии (23) поступает на регенерацию в регенератор (4) (шаг 112). Смесь водяного пара и отпаренных в узле (21) углеводородов поступает на доочистку в циклоны (16).In the catalyst stripping unit (21), the spent catalyst is treated with water vapor to separate hydrocarbons entrained and adsorbed on the surface of the catalyst (step 111), after which the spent catalyst through the catalyst output unit (22) along the transport line (23) is supplied for regeneration to the regenerator (4 ) (step 112). A mixture of water vapor and hydrocarbons stripped off in unit (21) is supplied to cyclones (16) for post-treatment.

Для достижения оптимальных жестких условий процесса крекинга и обеспечения гибкости работы установки температура реакционной смеси в установке может быть отрегулирована на нескольких уровнях: на уровне узлов регулируемого ввода (5) транспортного газа и ввода (6) горячего катализатора, на уровне первого узла регулируемого ввода (10) охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций и на уровне второго узла регулируемого ввода (20) охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций. Температура регулируется за счет управления соотношениями объемных расходов подаваемых технологических потоков к суммарным объемным расходам паров на каждом из реакционных участков. Предпочтительные диапазоны объемных расходов паров технологических потоков, подаваемых в лифт-реактор по отношению к суммарному объему паров по реакционным участкам, % об.:To achieve optimal harsh conditions for the cracking process and ensure flexibility of the installation, the temperature of the reaction mixture in the installation can be adjusted at several levels: at the level of the controlled input nodes (5) of the transport gas and the hot catalyst input (6), at the level of the first controlled input node (10 ) cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions and at the level of the second controlled input unit (20) cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions. The temperature is regulated by controlling the ratio of the volumetric flow rates of the supplied process streams to the total volumetric flow rates of vapor at each of the reaction sections. Preferred ranges of volumetric flow rates of process stream vapors supplied to the riser reactor in relation to the total volume of vapors in the reaction sections, % vol.:

1. Узел регулируемого ввода (5) транспортного газа:1. Controlled input unit (5) of transport gas:

крекируемые углеводородные дистиллятные фракции 10-30% об.;cracked hydrocarbon distillate fractions 10-30% vol.;

водяной пар 30-50% об.;water vapor 30-50% vol.;

2. Узел регулируемого ввода (8) сырья:2. Unit for controlled input (8) of raw materials:

сырье 10-20% об.;raw materials 10-20% vol.;

3. Первый узел регулируемого (10) ввода:3. First node of adjustable (10) input:

охлаждающие рециркулирующие углеводородные дистиллятные фракции 2-5% об.;cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions 2-5% vol.;

4. Второй узел регулируемого (20) ввода:4. Second unit of adjustable (20) input:

охлаждающие рециркулирующие углеводородные дистиллятные фракции 0,5-1,5% об.cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions 0.5-1.5% vol.

Далее приведены примеры реализации предложенного способа каталитического крекинга, позволяющего повышать жесткость протекающих процессов с одновременным увеличением выхода целевых продуктов и снижением доли нежелательных вторичных реакций.The following are examples of the implementation of the proposed catalytic cracking method, which makes it possible to increase the severity of the ongoing processes while simultaneously increasing the yield of target products and reducing the proportion of undesirable secondary reactions.

В примере I описан режим с получением максимального выхода высокооктанового бензина на установке, изображенной на фиг. 1.Example I describes a mode for obtaining the maximum yield of high-octane gasoline using the installation shown in FIG. 1.

В примере II описан режим отражающий повышение жесткости процесса каталитического крекинга относительно режима, представленного в примере I.Example II describes a mode reflecting an increase in the severity of the catalytic cracking process relative to the mode presented in example I.

В примере III отражено дальнейшее развитие режима, раскрытого в примере II, то есть дальнейшее повышение жесткости процесса и крекирования бензина на начальном участке.Example III reflects the further development of the regime disclosed in example II, that is, a further increase in the severity of the process and gasoline cracking at the initial stage.

В примерах IV и V отражена важность применения охлаждения паро-продуктовой смеси в узле сепарации для получения максимального выхода легких олефинов.Examples IV and V reflect the importance of using cooling of the steam-product mixture in the separation unit to obtain maximum yield of light olefins.

Пример IExample I

Горячий регенерированный катализатор с содержанием остаточного кокса менее 0,05% мас. и температурой 680°С, поступает из регенератора в лифт-реактор (2) при кратности циркуляции 6,2 по напорному стояку (6), соединенному с основанием лифт-реактора, куда через узел регулируемого ввода (5) подается транспортный газ, включающий водяной пар и гидроочищенный вакуумный газойль (9,4% масс. от общего расхода сырья на установку) при следующих условиях:Hot regenerated catalyst with a residual coke content of less than 0.05% wt. and a temperature of 680°C, enters from the regenerator into the elevator reactor (2) with a circulation ratio of 6.2 through a pressure riser (6) connected to the base of the elevator reactor, where transport gas, including water, is supplied through an adjustable input unit (5). steam and hydrotreated vacuum gas oil (9.4 wt.% of the total feedstock consumption for the installation) under the following conditions:

Расход вакуумного газойля 15,0 т/ч, температура 320°СVacuum gas oil consumption 15.0 t/h, temperature 320°C

Расход водяного пара 1,5 т/ч, температура 180°С.Water steam consumption 1.5 t/h, temperature 180°C.

При контакте испаряющегося сырья с катализатором в результате реакций крекинга на начальном реакционном участке (7) лифт-реактора образуются пары продуктов и на поверхности катализатора образуется кокс.When the evaporating raw material comes into contact with the catalyst as a result of cracking reactions, product vapors are formed in the initial reaction section (7) of the lift reactor and coke is formed on the surface of the catalyst.

Далее частично закоксованный катализатор с содержанием кокса примерно 0,1% мас. совместно с водяным паром, парами продуктов крекинга и непрореагировавшего сырья поступают в начало основного реакционного участка (9) лифт-реактора (2), где в узле регулируемого ввода сырья (8) происходит контакт смеси катализатора и паро-продуктового потока с основной частью сырья - гидроочищенным вакуумным газойлем (фракция 350-560°С) и водяным паром, требуемым для его распыла при следующих условиях:Next, a partially coked catalyst with a coke content of approximately 0.1% wt. together with water vapor, vapors of cracking products and unreacted raw materials, they enter the beginning of the main reaction section (9) of the riser reactor (2), where in the controlled feed input unit (8) the mixture of catalyst and steam-product flow comes into contact with the main part of the raw material - hydrotreated vacuum gas oil (fraction 350-560°C) and water vapor required for its spraying under the following conditions:

Расход сырья 145,0 т/ч, температура 320°СRaw material consumption 145.0 t/h, temperature 320°C

Расход водяного пара 2,0 т/ч.Water steam consumption 2.0 t/h.

Температура на основном реакционном участке (9) лифт-реактора (температура крекинга) равна 515°С.The temperature in the main reaction section (9) of the riser reactor (cracking temperature) is 515°C.

Далее восходящий поток смеси катализатора, паров продуктов крекинга, водяного пара и непрореагировавших паров сырья, контактирует с охлаждающим рециркулятом - фракцией тяжелого каталитического газойля (ТГК) с пределами выкипания 340-510°С и водяным паром на его распыл, подаваемыми через распылительные форсунки первого узла регулируемого ввода (10) охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций, при следующих условиях:Next, the upward flow of a mixture of catalyst, vapors of cracking products, water vapor and unreacted vapors of raw materials is in contact with the cooling recirculate - a fraction of heavy catalytic gas oil (HCG) with a boiling point of 340-510 ° C and water vapor for its spray, supplied through the spray nozzles of the first unit controlled input (10) of cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions, under the following conditions:

Расход ТГК 8 т/ч, температура 300°СTHC consumption 8 t/h, temperature 300°C

Расход водяного пара 0,5 т/ч.Water steam consumption 0.5 t/h.

После прохождения конечного реакционного участка (11) лифт-реактора двухфазный поток, состоящий из отработанного катализатора, дезактивированного отложениями кокса, образовавшегося в результате реакций крекинга сырья и рециркулята, паров продуктов крекинга и водяного пара, поступает через впускное отверстие (13) в узел сепарации (3), где осуществляется отделение и очистка паров продуктов крекинга от отработанного катализатора.After passing through the final reaction section (11) of the lift reactor, a two-phase flow consisting of spent catalyst, deactivated by coke deposits formed as a result of the cracking reactions of raw materials and recycle, cracking product vapors and water vapor, enters through the inlet (13) into the separation unit ( 3), where the separation and purification of cracking product vapors from the spent catalyst is carried out.

С целью предотвращения нежелательных газофазных реакций термического крекинга, которые приводят к снижению выходы целевых продуктов и, в частности, в данном примере высокооктанового компонента бензина, на выходе из газовыводного патрубка (15) сепаратора (12) на входе во входные патрубки (17) одноступенчатых циклонов (16) через форсунки второго узла регулируемого ввода (20) подают охлаждающую рециркулирующую углеводородную дистиллятную фракцию, способствующую при испарении резкому снижению температуры (квенчингу) отделенных от катализатора паров продуктов крекинга. В качестве охлаждающего рециркулята используется легкий каталитический газойль (ЛГК) - фракция 215-340°С, на распыл которого подают водяной пар, при следующих условиях:In order to prevent undesirable gas-phase reactions of thermal cracking, which lead to a decrease in the yields of the target products and, in particular, in this example, the high-octane component of gasoline, at the outlet of the gas outlet pipe (15) of the separator (12) at the entrance to the inlet pipes (17) of single-stage cyclones (16) through the nozzles of the second controlled input unit (20) a cooling recirculating hydrocarbon distillate fraction is supplied, which during evaporation promotes a sharp decrease in temperature (quenching) of the cracking product vapors separated from the catalyst. Light catalytic gas oil (LCG) - fraction 215-340°C, is used as a cooling recirculate, with water vapor supplied to the spray under the following conditions:

Расход ЛГК 3,5 т/ч, температура 220°СLHA consumption 3.5 t/h, temperature 220°C

Расход водяного пара 0,5 т/чWater steam consumption 0.5 t/h

Отделенные от катализатора пары продуктов крекинга вместе с водяным паром направляются на разделение в основную фракционирующую колонну крекинга (не указана на схеме), а отсепарированный отработанный катализатор по пылевозвратным спускным стоякам сепаратора (14) и циклонов (19) узла сепарации направляется в двухстадийный узел отпарки (21), где происходит отпарка увлеченных потоком отработанного катализатора и адсорбированных им углеводородов с помощью водяного пара, расход которого составляет в данном примере 3,5 т/ч.The vapors of cracking products separated from the catalyst, together with water vapor, are sent for separation to the main fractionating cracking column (not indicated in the diagram), and the separated spent catalyst is sent through the dust return risers of the separator (14) and cyclones (19) of the separation unit to a two-stage stripping unit ( 21), where stripping of the hydrocarbons entrained in the flow of the spent catalyst and adsorbed by it occurs using water steam, the consumption of which in this example is 3.5 t/h.

Отпаренный отработанный катализатор из узла отпаривания катализатора (21) через узел вывода (22) по транспортной линии закоксованного катализатора (23) транспортируется воздухом в регенератор (4), в котором в результате контакта с воздухом в псевдоожиженом слое происходит его окислительная регенерация - выжиг кокса с поверхности катализатора с целью восстановления его каталитической активности. Регенерация катализатора осуществляется на данном режиме при температуре псевдоожиженного слоя 680°С.The stripped spent catalyst from the catalyst stripping unit (21) through the output unit (22) along the coked catalyst transport line (23) is transported by air to the regenerator (4), in which, as a result of contact with air in the fluidized bed, its oxidative regeneration occurs - burning of coke with surface of the catalyst in order to restore its catalytic activity. Catalyst regeneration is carried out in this mode at a fluidized bed temperature of 680°C.

Пример IIExample II

Горячий регенерированный катализатор с содержанием остаточного кокса менее 0,05% мас. и температурой 686°С, поступает из регенератора в лифт-реактор (2) при кратности циркуляции 7,1 по напорному стояку (6), соединенному с основанием лифт-реактора, куда через узел ввода (5) подается транспортный газ, включающий водяной пар и часть гидроочищенного вакуумного газойля (12,5% мас. от общего расхода сырья на установку) при следующих условиях:Hot regenerated catalyst with a residual coke content of less than 0.05% wt. and a temperature of 686°C, enters from the regenerator into the elevator reactor (2) with a circulation ratio of 7.1 through a pressure riser (6) connected to the base of the elevator reactor, where transport gas, including water vapor, is supplied through the input unit (5) and part of the hydrotreated vacuum gas oil (12.5% wt. of the total feedstock consumption for the installation) under the following conditions:

Расход вакуумного газойля 20,0 т/ч, температура 320°СVacuum gas oil consumption 20.0 t/h, temperature 320°C

Расход водяного пара 4,5 т/ч, температура 180°СWater steam consumption 4.5 t/h, temperature 180°C

Далее частично закоксованный катализатор с содержанием кокса примерно 0,1% мас. совместно с водяным паром, парами продуктов крекинга и непрореагировавшего сырья поступают в начало основного реакционного участка (9) лифт-реактора, где в узле ввода сырья (8) происходит контакт смеси катализатора и паро-продуктового потока с остальным сырьем - гидроочищенным вакуумным газойлем и водяным паром на его распыл при следующих условиях:Next, a partially coked catalyst with a coke content of approximately 0.1% wt. together with water vapor, vapors of cracking products and unreacted raw materials, they enter the beginning of the main reaction section (9) of the lift reactor, where in the raw material input unit (8) the mixture of catalyst and steam-product flow comes into contact with the remaining raw materials - hydrotreated vacuum gas oil and water steam to spray it under the following conditions:

Расход сырья 140,0 т/ч, температура 320°СRaw material consumption 140.0 t/h, temperature 320°C

Температура крекинга на основном реакционном участке (9) лифт-реактора установлена 530°С.The cracking temperature in the main reaction section (9) of the riser reactor is set at 530°C.

Далее восходящий поток смеси катализатора, паров продуктов крекинга, водяного пара и непрореагировавших паров сырья, контактирует с охлаждающим рециркулятом, в качестве которого используют легкий газойль крекинга (ЛГК) - фракция 215-340°С, подаваемым в распылительные форсунки первого узла регулируемого ввода (10) охлаждающих рециркулирующих дистиллятных фракций системы регулирования температуры, и водяным паром, подаваемым на распыл, при следующих условиях:Next, the upward flow of a mixture of catalyst, cracking product vapors, water vapor and unreacted raw material vapors contacts the cooling recirculate, which is light cracking gas oil (LGC) - fraction 215-340°C, supplied to the spray nozzles of the first controlled input unit (10 ) cooling recirculating distillate fractions of the temperature control system, and water vapor supplied to the spray, under the following conditions:

Расход ЛГК 15 т/ч, температура 220°СLGK consumption 15 t/h, temperature 220°C

Расход водяного пара 1,0 т/ч.Water steam consumption 1.0 t/h.

После прохождения конечного реакционного участка (11) лифт-реактора двухфазный поток, состоящий из отработанного катализатора, дезактивированного отложениями кокса, образовавшегося в результате реакций крекинга, паров продуктов крекинга и водяного пара, поступает через впускное отверстие (13) в узел сепарации (3), где осуществляется отделение и очистка паров продуктов крекинга от отработанного катализатора.After passing through the final reaction section (11) of the lift reactor, a two-phase stream consisting of spent catalyst, deactivated by deposits of coke formed as a result of cracking reactions, vapors of cracking products and water vapor, enters through the inlet (13) into the separation unit (3), where the separation and purification of cracking product vapors from the spent catalyst is carried out.

С целью предотвращения нежелательных газофазных реакций термического крекинга, которые приводят к снижению выходы целевых продуктов и, в частности, легких олефинов, в том числе, пропилена, на выходе из газовыводного патрубка (15) сепаратора (12) для резкого снижения температуры отделенных от катализатора паров продуктов крекинга на входе во входные патрубки (17) одноступенчатых циклонов (16) через форсунки второго узла регулируемого ввода (20) охлаждающих рециркулирующих дистиллятных фракций подают рециркулят на квенчинг паров, в качестве которого используется легкий газойль крекинга (ЛГК), и водяной пар на его распыл, при следующих условиях:In order to prevent undesirable gas-phase reactions of thermal cracking, which lead to a decrease in the yield of target products and, in particular, light olefins, including propylene, at the outlet of the gas outlet pipe (15) of the separator (12) to sharply reduce the temperature of the vapors separated from the catalyst cracking products at the entrance to the inlet pipes (17) of single-stage cyclones (16), through the nozzles of the second controlled input unit (20) of cooling recirculating distillate fractions, recirculate is supplied to vapor quenching, which is light cracking gas oil (LGC), and water vapor is supplied to it spray, under the following conditions:

Расход ЛГК 5 т/ч, температура 220°СLGK consumption 5 t/h, temperature 220°C

Расход водяного пара 0,5 т/чWater steam consumption 0.5 t/h

Далее процесс проводят аналогично процессу, раскрытому в примере I.The process is then carried out similarly to the process disclosed in example I.

Пример III.Example III.

Горячий регенерированный катализатор из регенератора (4) с температурой 690°С, поступающий в лифт-реактор (2) при кратности циркуляции 9,0 по напорному стояку (6), соединенному с основанием лифт-реактора, контактирует на начальном реакционном участке (7) с подаваемым в узел ввода (5) транспортным газом, включающим рециркулирующий бензин крекинга - фр. С5 - 215°С, и водяным паром, подаваемым на транспорт, при следующих условиях:Hot regenerated catalyst from the regenerator (4) with a temperature of 690°C, entering the elevator reactor (2) with a circulation ratio of 9.0 through the pressure riser (6) connected to the base of the elevator reactor, contacts at the initial reaction section (7) with transport gas supplied to the input unit (5), including recirculating cracked gasoline - fr. C5 - 215°C, and water vapor supplied to transport, under the following conditions:

Расход бензина 20 т/ч, температура 210°СGasoline consumption 20 t/h, temperature 210°C

Расход водяного пара 5,0 т/чSteam consumption 5.0 t/h

Далее катализатор, пары продуктов крекинга бензина совместно с непрореагировавшими парами бензина и водяным паром поступают в основной реакционный участок лифт-реактора (9), где происходит контакт частично закоксованного катализатора с сырьем - гидроочищенным вакуумным газойлем, поступающим в лифт-реактор через форсунки узла ввода сырья (8), в которые подается водяной пар на распыл, при следующих условиях:Next, the catalyst, vapors of gasoline cracking products, together with unreacted gasoline vapors and water vapor, enter the main reaction section of the lift reactor (9), where the partially coked catalyst comes into contact with the raw material - hydrotreated vacuum gas oil, entering the lift reactor through the nozzles of the raw material input unit (8), into which water vapor is supplied for spraying, under the following conditions:

Расход сырья 160 т/ч, температура 320°СRaw material consumption 160 t/h, temperature 320°C

Расход водяного пара 2,5 т/чWater steam consumption 2.5 t/h

Температура крекинга на основном реакционном участке лифт-реактора поддерживается равной 566°С.The cracking temperature in the main reaction section of the riser reactor is maintained at 566°C.

Далее восходящий поток смеси катализатора, паров продуктов крекинга, водяного пара и непрореагировавших паров сырья, контактирует с охлаждающим рециркулятом - легким газойлем крекинга (ЛГК), подаваемым в распылительные форсунки первого узла регулируемого ввода (10) охлаждающих рециркулирующих дистиллятных фракций, и водяным паром на распыл, при следующих условиях:Next, the upward flow of a mixture of catalyst, vapors of cracking products, water vapor and unreacted vapors of raw materials comes into contact with the cooling recycle - light cracking gas oil (LGC), supplied to the spray nozzles of the first controlled input unit (10) of cooling recirculating distillate fractions, and water vapor for spraying , under the following conditions:

Расход ЛГК 22 т/ч, температура 220°СLGK consumption 22 t/h, temperature 220°C

Расход водяного пара 1,5 т/ч.Water steam consumption 1.5 t/h.

После прохождения конечного реакционного участка (11) лифт-реактора, двухфазный поток, состоящий из отработанного катализатора, на котором в результате реакций крекинга сырья и рециркулятов отложился кокс, паров продуктов крекинга и водяного пара, поступает через впускное отверстие (13) в узел сепарации (3), где осуществляется отделение паров продуктов крекинга от отработанного катализатора.After passing through the final reaction section (11) of the lift reactor, a two-phase flow consisting of spent catalyst, on which coke was deposited as a result of cracking reactions of raw materials and recycles, cracking product vapors and water vapor, enters through the inlet (13) into the separation unit ( 3), where the vapors of cracking products are separated from the spent catalyst.

На выходе из газовыводного патрубка (15) сепаратора (12) для резкого снижения температуры отделенных от катализатора паров продуктов крекинга и прекращения газофазных термических реакций на входе во входные патрубки (17) одноступенчатых циклонов (16) через форсунки второго узла регулируемого ввода (20) охлаждающих рециркулирующих дистиллятных фракций подается рециркулят на квенчинг паров, в качестве которого используется легкий газойль крекинга (ЛГК - фр. 215-340°С), а также водяной пар на его распыл, при следующих условиях:At the outlet of the gas outlet pipe (15) of the separator (12) to sharply reduce the temperature of the cracking product vapors separated from the catalyst and stop gas-phase thermal reactions at the entrance to the inlet pipes (17) of single-stage cyclones (16) through the nozzles of the second controlled input unit (20) of cooling recirculating distillate fractions, recirculate is supplied for vapor quenching, which uses light cracking gas oil (LGC - fr. 215-340 ° C), as well as water vapor for its spraying, under the following conditions:

Расход ЛГК 6,5 т/ч, температура 220°СLHA consumption 6.5 t/h, temperature 220°C

Расход водяного пара 0,5 т/чWater steam consumption 0.5 t/h

Далее процесс проводят аналогично процессу, раскрытому в примерах I и II.The process is then carried out similarly to the process disclosed in examples I and II.

Пример IVExample IV

Горячий регенерированный катализатор с температурой 706°С, поступающий из регенератора в лифт-реактор (2) при кратности циркуляции 17,9 по напорному стояку (6), соединенному с основанием лифт-реактора, контактирует в узле регулируемого ввода (5) транспортного газа на начальном реакционном участке (7) с транспортным газом, включающим рециркулирующий бензин крекинга и подаваемым на транспорт водяным паром при следующих условиях:The hot regenerated catalyst with a temperature of 706°C, coming from the regenerator into the lift reactor (2) with a circulation ratio of 17.9 along the pressure riser (6) connected to the base of the lift reactor, contacts the controlled input unit (5) of transport gas at the initial reaction section (7) with transport gas, including recycled cracking gasoline and water vapor supplied to transport under the following conditions:

Расход бензина 40 т/ч, температура 210°СGasoline consumption 40 t/h, temperature 210°C

Расход водяного пара 15 т/ч.Water steam consumption 15 t/h.

Расход водяного пара 5,5 т/чWater steam consumption 5.5 t/h

Температура крекинга на основном участке лифт-реактора поддерживается равной 585°С.The cracking temperature in the main section of the riser reactor is maintained at 585°C.

Далее восходящий поток катализатора, паров продуктов крекинга, водяного пара и непрореагировавших паров сырья, контактирует с охлаждающим рециркулятом, в качестве которого используют легкий газойль крекинга (ЛГК), подаваемым в распылительные форсунки первого узла регулируемого ввода (10) охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций системы регулирования температуры, и водяным паром, подаваемым на распыл, при следующих условиях:Next, the upward flow of catalyst, cracking product vapors, water vapor and unreacted raw material vapors contacts the cooling recycle, which is light cracking gas oil (LGC), supplied to the spray nozzles of the first controlled input unit (10) of cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions of the control system temperature, and water vapor supplied to the spray, under the following conditions:

Расход ЛГК 32 т/ч, температура 220°СLGK consumption 32 t/h, temperature 220°C

Расход водяного пара 1,5 т/чWater steam consumption 1.5 t/h

После прохождения конечного реакционного участка (11) лифт-реактора двухфазный поток, состоящий из отработанного катализатора, дезактивированного отложениями кокса, образовавшегося в результате реакций крекинга, паров продуктов крекинга и водяного пара, поступает через впускное отверстие (13) в узел сепарации (3), где осуществляется отделение и очистка паров продуктов крекинга от отработанного катализатора.After passing through the final reaction section (11) of the riser reactor, a two-phase stream consisting of spent catalyst, deactivated by deposits of coke formed as a result of cracking reactions, vapors of cracking products and water vapor, enters through the inlet (13) into the separation unit (3), where the separation and purification of cracking product vapors from the spent catalyst is carried out.

Отделенные от катализатора пары продуктов крекинга вместе с водяным паром направляются на разделение в основную фракционирующую колонну установки (на рисунке не показана), а отсепарированный отработанный катализатор по пылевозвратным стоякам сепаратора (14) и циклонов (19) узла сепарации направляется в двухстадийный узел отпарки (21), где происходит отпарка увлеченных потоком катализатора и адсорбированных на его поверхности углеводородов водяным паром.The vapors of cracking products separated from the catalyst, together with water vapor, are sent for separation to the main fractionating column of the installation (not shown in the figure), and the separated spent catalyst is sent through the dust return risers of the separator (14) and cyclones (19) of the separation unit to a two-stage stripping unit (21 ), where hydrocarbons entrained in the catalyst flow and adsorbed on its surface are stripped with water vapor.

Отпаренный катализатор из узла отпаривания катализатора по транспортной линии (23) закоксованного катализатора поступает на окислительную регенерацию (выжиг кокса) в регенератор (4). Регенерация закоксованного катализатора с целью восстановления его каталитической активности осуществляется на данном режиме при температуре 706°С.The stripped catalyst from the catalyst stripping unit through the transport line (23) of the coked catalyst is supplied for oxidative regeneration (coke burning) to the regenerator (4). Regeneration of the coked catalyst in order to restore its catalytic activity is carried out in this mode at a temperature of 706°C.

Пример V.Example V

Горячий регенерированный катализатор из регенератора (4) с температурой 692°С, поступающий в лифт-реактор (2) при кратности циркуляции 18,4 по напорному стояку (6), соединенному с основанием лифт-реактора, контактирует на начальном реакционном участке (7) с транспортным газом, включающим рециркулирующий бензин крекинга и водяной пар, подаваемыми в узел регулируемого ввода (5), при следующих условиях:Hot regenerated catalyst from the regenerator (4) with a temperature of 692°C, entering the elevator reactor (2) with a circulation ratio of 18.4 through the pressure riser (6) connected to the base of the elevator reactor, contacts at the initial reaction section (7) with transport gas, including recirculated cracked gasoline and water vapor, supplied to the controlled input unit (5), under the following conditions:

Расход водяного пара 15 т/чWater steam consumption 15 t/h

Расход водяного пара 5,5 т/чWater steam consumption 5.5 t/h

Далее восходящий поток смеси катализатора, паров продуктов крекинга, водяного пара и непрореагировавших паров сырья, контактирует с охлаждающим рециркулятом - легким газойлем крекинга (ЛГК), подаваемым в распылительные форсунки первого узла регулируемого ввода (10) охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций и водяным паром на распыл, при следующих условиях:Next, the upward flow of a mixture of catalyst, cracking product vapors, water vapor and unreacted raw material vapors contacts the cooling recycle - light cracking gas oil (LGC), supplied to the spray nozzles of the first controlled input unit (10) of cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions and water vapor for spraying , under the following conditions:

На выходе из газовыводного патрубка (15) сепаратора (12) для резкого снижения температуры отделенных от катализатора паров продуктов крекинга на входе во входные патрубки (17) одноступенчатых циклонов (16) через форсунки второго узла регулируемого ввода (20) охлаждающих рециркулирующих углеводородных дистиллятных фракций подается рециркулят на квенчинг паров, в качестве которого используется легкий газойль крекинга (ЛГК), а также водяной пар на его распыл, при следующих условиях:At the exit from the gas outlet pipe (15) of the separator (12) to sharply reduce the temperature of the cracking product vapors separated from the catalyst at the inlet pipes (17) of single-stage cyclones (16), cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions are supplied through the nozzles of the second controlled input unit (20). recycle for vapor quenching, which uses light cracking gas oil (LGC), as well as water vapor for its spraying, under the following conditions:

Расход ЛГК 8 т/ч, температура 220°СLGK consumption 8 t/h, temperature 220°C

Расход водяного пара 0,5 т/чWater steam consumption 0.5 t/h

Далее процесс проводят аналогично процессу, раскрытому в примерах I-IV.Next, the process is carried out similarly to the process disclosed in examples I-IV.

Как видно из данных, представленных в табл. 1, предложенный способ обладает необходимой гибкостью и позволяет увеличить выход различных целевых продуктов. При умеренных условиях проведения процесса увеличивается выход топливных фракций. Повышения жесткости процесса, в том числе и за счет заявленного способа регулирования жесткости процесса, увеличивается выход легких олефинов - ценного сырья для нефтехимического синтеза.As can be seen from the data presented in table. 1, the proposed method has the necessary flexibility and allows you to increase the yield of various target products. Under moderate process conditions, the yield of fuel fractions increases. Increasing the severity of the process, including due to the claimed method of regulating the severity of the process, increases the yield of light olefins - a valuable raw material for petrochemical synthesis.

Из сравнения режимов НХК V и IV следует, что применение охлаждения (квенчинга) паров продуктов крекинга позволяет снизить их температуру на входе в циклоны на 20°С, и при одинаковой температуре крекинга на основном участке лифт-реактора 585°С, в результате снижения доли вторичных термических реакций в узле сепарации (3), повысить выход целевых продуктов (легких олефинов) в процессе НХК при одновременном снижении выхода сухого газа на 1,9% мас. и кокса на 0,9% мас.From a comparison of NCC modes V and IV, it follows that the use of cooling (quenching) of cracking product vapors makes it possible to reduce their temperature at the inlet to the cyclones by 20°C, and at the same cracking temperature in the main section of the riser reactor 585°C, as a result of reducing the proportion secondary thermal reactions in the separation unit (3), increase the yield of target products (light olefins) in the petroleum chemical process while reducing the yield of dry gas by 1.9% wt. and coke at 0.9% wt.

Указанное снижение выхода кокса в свою очередь позволяет снизить температуру в регенераторе на 14°С и при заданной температуре крекинга соответственно повысить кратность циркуляции катализатора на 0,5 т/т, что дает дополнительный прирост выхода легких олефинов и пропилена.This reduction in coke yield, in turn, makes it possible to reduce the temperature in the regenerator by 14°C and, at a given cracking temperature, to correspondingly increase the catalyst circulation rate by 0.5 t/t, which gives an additional increase in the yield of light olefins and propylene.

Таким образом, применение заявленного способа каталитического крекинга углеводородного сырья позволяет увеличить гибкость работы установки, что, в свою очередь, позволяет при одном и том же аппаратурном оформлении процесса увеличивать выход требуемых в данный момент целевых продуктов.Thus, the use of the claimed method for catalytic cracking of hydrocarbon raw materials allows increasing the flexibility of the installation, which, in turn, allows, with the same hardware design of the process, to increase the yield of the target products required at the moment.

Claims

1. A method for catalytic cracking of hydrocarbon feedstock, including stages in which:

a) provide a reactor-regenerator unit for a catalytic cracking installation, including a lift reactor equipped with a base at one end, a separation unit connected to the lift reactor at the end opposite to the base, and a regenerator;

b) the hot catalyst from the regenerator and the transport gas, including cracked hydrocarbon distillate fractions, are fed into the riser reactor and mixed in it below the fresh raw material input level, to produce vapors of cracking products of the supplied cracked hydrocarbon distillate fractions and a partially coked catalyst, wherein the cracked hydrocarbon distillate fractions supplied directly with the transport gas to the base of the elevator reactor;

c) feed fresh raw material into the lift reactor and mix it above the input level of cracked hydrocarbon distillate fractions with a partially coked catalyst to obtain a steam-product mixture and spent catalyst;

d) cool the steam-product mixture and spent catalyst by injecting cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions to obtain a cooled steam-product mixture and spent catalyst;

e) the cooled steam-product mixture and the spent catalyst are fed into the separation unit and separated from each other with separate removal of the steam-product mixture and the spent catalyst, and the separation is carried out in two immediately following stages, at the first of which the steam is separated product mixture from the spent catalyst with separate removal of the steam-product mixture and spent catalyst and cool the exiting steam-product mixture by injecting cooling recirculating hydrocarbon distillate fractions, and in the second stage the cooled steam-product mixture is separated from the remaining spent catalyst with separate removal of the steam-product mixture and spent catalyst residues;

f) the spent catalyst separated at step e) is stripped to obtain a stripped spent catalyst and the remainder of the steam-product mixture and remove the stripped spent catalyst to the regenerator;

g) the steam-product mixture obtained in step e) is removed for separation into the target products of catalytic cracking.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cracked hydrocarbon distillate fractions use a fraction selected from: vacuum distillates, hydrotreated vacuum gas oil, naphtha, heavy gasoline, light gasoline or a mixture thereof.

3. The method according to claim 1, characterized in that vacuum distillates boiling in the range of 300-560°C are used as fresh raw materials.

4. The method according to claim 1, characterized in that the cooling recirculating hydrocarbon distillate fraction is selected from the group: catalytic gas oil and the C5+ fraction with a boiling point of not more than 350°C.

5. The method according to claim 1, characterized in that the transport gas includes water vapor and/or cracked gas.