SE417439B - Motstroms kolvetekonvertering med tyngdkraftsstrommande katalysatorpartiklar - Google Patents
Motstroms kolvetekonvertering med tyngdkraftsstrommande katalysatorpartiklarInfo
- Publication number
- SE417439B SE417439B SE7800471A SE7800471A SE417439B SE 417439 B SE417439 B SE 417439B SE 7800471 A SE7800471 A SE 7800471A SE 7800471 A SE7800471 A SE 7800471A SE 417439 B SE417439 B SE 417439B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- reaction zone
- catalyst particles
- catalyst
- zone
- reaction
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 148
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 122
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 67
- 230000005484 gravity Effects 0.000 title claims description 20
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 29
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 29
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 16
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 14
- 238000001833 catalytic reforming Methods 0.000 claims description 11
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 16
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 16
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 3
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 3
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004231 fluid catalytic cracking Methods 0.000 description 2
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000003541 multi-stage reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G35/00—Reforming naphtha
- C10G35/04—Catalytic reforming
- C10G35/10—Catalytic reforming with moving catalysts
- C10G35/12—Catalytic reforming with moving catalysts according to the "moving-bed" method
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
'7800lr71-0 tantströmmen eller blandningen strömmar i serie från en zon till en annan, och 2) ett staplat utförande där en enda reaktionskam- mare innehåller alla de katalytiska kontaktstegen, och där inter- mediär uppvärmning utföres mellan stegen. Sådana system har vid petroleumraffinering använts för att utföra åtskilliga kolvätekon- verteringsreaktioner inklusive de som förekommer vid katalytisk re- formering, alkylering, etylbensendehydrering för framställning av styren, andra dehydreringsprocesser etc. Föreliggande uppfinning är särskilt avsedd för användning vid endoterma eller väteproduce- rande kolvätekonverteringsprocesser, i reaktionszoner där katalysa- torpartiklarna transporteras nedåt genom tyngdkraften. Avsikten är sålunda att sättet enligt föreliggande uppfinning skall kunna tillämpas när 1) ett flertal reaktionszoner och minst tre förelig- ger i ett sida-vid-sida-förhållande och 2) när reaktionszonerna föreligger som en vertikal stapel med en gemensam axel. I den förs- ta uppställningen passerar satsningen i serie från en reaktionszon in till den närmast efterföljande reaktíonszonen. Färska eller re- genererade katalysatorpartiklar tillföres till toppen av den första reaktionszonen och transporteras från dess botten till toppen på nästa zon. Deaktiverade katalysatorpartiklar, avsedda för regene- reríng, avdrages från botten på den sista reaktionszonen i serien.
Enligt den andra utformningen som är det staplade systemet tillfö- res färska eller regenererade katalysatorpartiklar till den översta reaktionszonen, strömmar ner igenom denna in i och genom efterföl- jande mellanreaktionszoner och deaktiverade katalysatorpartiklar avdras från systemet från den understa reaktionszonen. Uppfinning- en är också ägnad att användas vid de reaktionssystem där katalysa- torn är anordnad i form av en ríngformad bädd, och där reaktantström- men strömmar i serie från en zon till en annan reaktionszon, men i varje zon strömmar vnmelfiäx.motkatalysatorpartiklarnas rörelse.
Ett reaktionssystem med radiellt flöde består i regel av rör- formade sektioner med varierande nominella tvärsnittsytor, verti- kalt och koaxiellt anordnade till att bilda reaktionskärlet. I kort- het består systemet av en reaktionskammare innehållande ett koaxi- ellt anordnat katalysatorkvarhållande filter med en nominell inre tvärsnittsyta mindre än kammarens, och ett perforerat centrumrör med en nominell inre tvärsnittsyta mindre än den för det katalysator- kvarhållande filtret. Reaktantströmmen införes i ångfas i det cir- kelformade utrymmet som skapas mellan innerväggen på kammaren och '7800h71-0 ytterytan på det katalysatorkvarhållande filtret. Det senare bil- dar en ringformig katalysatorhållande zon med ytterytan av det per- forerade centrumröret, ångformiga reaktanter strömmar i sidled och radiellt genom filtret och katalysatorzonen in i centrumröret och ut ur reaktionskammaren. Även om den rörformiga utformningen av de olika reaktorkomponenterna kan anta varje lämplig form, dvs trian- gulär, kvadratisk, avlàng, diamantformad etc, erhålles emellertid de största fördelarna om komponenter användes som i huvudsak har en cirkulär tvärsnittsyta.
Ett flerstegs staplat reaktionssystem visas i den amerikans- ka patentskriften 5.706.556.
Föreliggande uppfinning omfattar en process, där den färska satsningen från början kommer i kontakt med de tyngdkraftsströmman- de katalysatorpartiklarna anordnade som ett staplat system utan nå- got tillsatt eller recirkulerat väte, där katalysatorn strömmar ge- nom zonerna i ordning med avtagande katalysatorvolym. Reaktantström- men flyter emellertid helt i motström, i serie, genom zonerna i ord- ning med ökande katalysatorvolym. Sålunda kommer reaktantströmmen först i kontakt med katalysatorn, som har erhållit den högsta nivån av avsatt koks, dvs som har erhållit den högsta graden av katalysa- tordeaktivering. Den primära fördelen härrör från elimineringen av kompressorn som annars krävs för reoirkulering av väterik ångfas för kombination med den färska satsningen före den första reaktionszo- nen. En annan stor fördel som beskrivas närmare nedan, ligger i den medföljande reduktionen i storlek av katalysatorregenereringsanlägg- ningarna.
Sålunda eliminerar uppfinningen den kompressiva recirkule- ringen av väte varigenom avsevärda besparingar i utrustning och ener- gi åstadkommas.
Uppfinningen åstadkommer också en reduktion av storleken på regenereringsanläggningarna som är integrerade med flerstegs-reak- tionssystemet. Ytterligare ett annat ändamål med föreliggande upp- finning är att samordna stigar-regenerering, liknande den som använ- des i den välkända "Fluid Catalytic Cracking process", med det tyngd- kraftsströmmande katalytiska reaktionssystemet.
Sålunda är föreliggande uppfinning inriktad på en process för katalytisk reformering av en kolvätesatsning i ett flerstegs reak- torsystem där 1) katalysatorpartiklarna strömmar nedåt genom tyngd- '7800471 -Û kraften, genom varje reaktionszon i systemet, 2) katalysatorpartik- larna föres från en reaktionszon in i den närmast efterföljande re- aktionszonen, 3) deaktiverade katalysatorpartiklar avdrages från systemet från undre änden på den sista reaktionszonen och 4) färska eller regenererade katalysatorpartiklar tillföres till den översta änden på den första reaktionszonen i systemet, vilken process omfat- tar följande steg: a) reagering av satsningen i frånvaro av tillsatt väte i den sista reaktionszonen, från vilken deaktiverade katalysator- partiklar avdrages från systemet, vid katalytiskt reformerande be- tingelser, b) ytterligare reagering av utflödet från den sista reak- _tionszonen i åtminstone en mellanreaktionszon vid katalytiskt refor- merande betingelser, c) ytterligare reagering av utflödet från mellan- reaktionszonen i den första reaktionszonen, genom vilken färska el- ler regenererade katalysatorpartiklar införes i systemet, vid kata- lytiskt reformerande betingelser och d) utvinning av en normalt fly- tande, katalytiskt reformerad produkt från det från den första reak- tionszonen avdragna utflödet och att den första reaktionszonen inne- håller den största mängden katalysatorpartiklar och att den sista reaktionszonen innehåller den minsta mängden katalysatorpartiklar.
Enligt en mer specificerad utföringsform omfattar uppfinnin- gen stegen: a) införande av färska eller regenerade katalysatorpar- tiklar i den övre änden på en första reaktionszon, genom vilken partiklarna strömmar gamm tyngdkraftsflöde och överföring av kata- lysatorpartiklarna från den undre änden på den första reaktionszonen till den övre änden på en andra reaktionszon, genom vilken partiklar- na strömmar på grund av tyngdkraften, varvid denna andra zon innehål- ler en mindre mängd katalysatorpartiklar än den första reaktionszo- nen, b) överföring av katalysatorpartiklarna från den undre änden på den andra reaktionszonen till den övre änden på en tredje reak- tionszon, genom vilken partiklarna strömmar på grund av tyngdkraften, varvid denna tredje zon innehåller en mindre kvantitet katalysator- partiklar än den andra reaktionszonen, c) överföring av katalysator- partiklarna från den undre änden på denna tredje reaktionszon till den övre änden på en fjärde reaktionszon, genom vilken partiklarna strömmar på grund av tyngdkraften, varvid denna fjärde zon innehål- ler en mindre kvantitet katalysatorpartiklar än den tredje reaktions- zonen, och avdragning av deaktiverade katalysatorpartiklar från den undre änden på denna fjärde reaktionszon, d) reaktion av en kolväte- 7800471-0 satsning i frånvaro av tillsatt väte i denna fjärde reaktionszon vid katalytiskt reformerande betingelser, e) ytterligare reaktion av det resulterande utflödet från den fjärde reaktionszonen i den tredje reaktionszonen vid katalytiskt reformerande betingelser, f) ytterligare reaktion av det resulterande utflödet från den tred- je reaktionszonen i den andra reaktionszonen vid katalytiskt refor- merande betingelser, g) ytterligare reaktion av det resulterande utflödet från den andra reaktionszonen i den första reaktionszonen vid katalytiskt reformerande betingelser, och h) återvinning av en normalt flytande, katalytiskt reformerad produkt från det resulte- rande utflödet från den första reaktionszonen.
Enligt en föredragen utföringsform, där ett staplat system består av fyra reaktionszoner innehåller den översta reaktionszonen ca 55,0 - 50,0 volym-% av den totala katalysatormängden i systemet, den första mellanzonen ca 25,0 - 55,0 volym-%, den andra mellanzo- nen ca 15,0 - 25,0 volym-% och den understa reaktionszonen ca 5,0 - 15,0 volym-%.
Vid olika typer av kolvätekonverteringsprocesser har använts flerstegs reaktionssystem, antingen i sida-vid-sida-förhàllande så- som en vertikalt anordnad stapel, eller en kombination av ett stap- lat system i sida-vid-sida-förhållande med en eller flera separata reaktionszoner. I ett konventionellt "staplat" system, strömmar ka- talysatorpartiklarna nedåt på grund av tyngdkraften från en kata- lysatorinnehållande zon till en annan, och transporteras till slut till ett lämpligt regenereringssystem som också kan fungera med en sig nedåt rörande bädd av katalysatorpartiklar. Avsikten är också att använda regenereringsanläggningar, utformade i enlighet med de som användes i den välkända "Fluid Catalytic Cracking nroness". De deaktiverade katalysatorpartiklarna överföras till en fluifïiserad bädd som hâlles vid konstant temperatur. Nettoflödet av uppåtströmmande förbränningsluft når till sist lyfthastighet, och rökgasen lyfter katalysatorn in i ett frigörande kärl från vilket de regenererade katalysatorpartiklarna transporteras in i den första reaktionszonen.
Med avseende på det staplade reaktionssystemet flyttas katalysator- partiklarna från en sektion till en annan på ett sådant sätt att katalysatorflödet är kontinuerligt, vid kortare eller längre inter- vall varvid rörelsen styres av mängden katalysator som avdrages från den sista av i serien ingående individuella reaktionszoner. 7800471-0 Amerikanska patentskriften 5.470.090 illustrerar ett flerstegs sida-vid-sida-reaktionssystem med mellanliggande värmning av reak- tantströmmen, som strömmar i serie genom de individuella reaktions- zonerna. Ett modifierat system beskrivas i amerikanska patentskrif- ten 5.859.197 med en transport av katalysatorn mellan reaktorerna.
Katalysatoröverföringen från den sista reaktionszonen till toppen på katalysatorregenereringszonen är möjlig genom den teknik som be- skrives i amerikanska patentskriften 5.859.196.
Ett staplat reaktionssystem visas i amerikanska patentskrif- ten 5.647.680 som ett tvåstegssystem med en integrerad regenererings- anläggning, som mottager den katalysator som avdrages från bottenre- aktionszonen. Liknande staplade anordningar visas i amerikanska pa- tentskrifterna 5.692.496 och 5.725.249.
Allmänna-detaljer för ett staplat system innehållande tre re- aktionszoner finns i amerikanska patentskriften 5.706.556, där var- je efterföljande reaktionszon innehåller en större katalysatorvolym.
Amerikanska patentskriften 5.864.240 illustrerar integreringen av ett reaktionssystem med katalysatorpartiklar som strömmar på grund av tyngdkraften med ett fastbäddssystem. Användningen av en andra kompressor för att möjliggöra delat flöde av väterik recirkulations- gas beskrivas i amerikanska patentskriften 5.516.924.
Amerikanska patentskriften 5.725.248 illustrerar ett flerstegs- system där stegen är anordnade sida-vid-sida med katalysatorpartik- lar som strömmar på grund av tyngdkraften och transporteras från bot- ten på en reaktionszon till toppen på närmast efterföljande reaktions- zon och där katalysatorpartiklarna som avlägsnas från den sista re- aktionszonen överföras till lämpliga regenereringsanläggningar.
:\Sättet enligt föreliggande uppfinning lämpar sig för använd- ning vid kolvätekonverteringssystem som karakteriseras av flera steg och där katalysatorpartiklarna rör sig på grund av tyngdkraften i varje reaktionszon. Dessutom är föreliggande uppfinning avsedd för användning i system där huvudreaktionerna är endoterma eller väte- producerande, och genomföras i gasfas. Även om följande beskrivning särskilt riktar sig mot katalytisk reformering av fraktioner som ko- kar inom naftas kokpunktsintervall, skall detta emellertid icke ses som en begränsning av uppfinningen. Typiska reformeringskatalysato- rer har sfärisk form och har en nominell diameter inom området ca 0,79 - 4,0 mm. När reaktionskamrarna är vertikalt staplade, använ- 7800471-0 des ett flertal, vanligen 6 - 16, relativt smala ledningar för över- föring av katalysatorpartiklarna från en reaktionszon till närmast lägre reaktionszon. Efter avdragningen av katalysatorpartiklarna från den sista reaktionszonen transporteras de vanligtvis till top- pen på en katalysatorregenereringsanläggning, som fungerar med en sjunkande kolonn av katalysatorpartiklar, varvid regenererade kata- lysatorpartiklar transporteras till toppen på den översta reaktions- zonen i stapeln. I ett konverteringssystem med individuella reak- tionszoner anordnade i sida-vid-sida-förhållande, användes katalysa- toröverföringskärl vid överföringen av katalysatorpartiklarna från botten på en zon till toppen på den närmast efterföljande zonen, och från den sista reaktionszonen till toppen pâ regeneringsanläggningen.
Katalytisk reformering av kolväten inom naftas kokpunktsinter- vall, en ångfasoperation, utföres vanligtvis konverteringsbetingel- ser, som innebär katalysatorbäddstemperaturer i storleksordningen ca 371 - 549°C, vanligtvis ett tryck på ca 4,4 - 69,0 atmosfärer, en vätskerumshastighet per timme på ca 0,2 - 10,0, definierat som "volym färsk satsning/h/total volym katalysatorpartiklar", och, före tidpunkten för föreliggande uppfinning, ett molförhâllande väte till kolväte på ca 1,0:1,0 - 10,0:1,0, med avseende på den första reaktions- zonen. Kontinuerliga regenerativa reformeringssystem innebär åtskil- liga fördelar jämfört med de tidigare fastbäddssystemen. Bland dessa är möjligheten till effektiv drift vid låga tryck, t.ex. 4,4 - 11,2 atmosfärer, och högre vätskerumshastigheter per timme, t.ex. 3,0 - 8,0.
Vidare kan som resultat av den kontinuerliga katalysatorregenerering- en en högre konstant inloppstemperatur i katalysatorbädden upprätt- hållas, t.ex. 510 - 543°C. Där uppkommer också en motsvarande ök- ning i bâde väteproduktionen och väterenheten i gasfasen som åter- vinnes från produktavskiljaren.
Katalytiska reformeringsreaktioner innefattar dehydrering av naftener till aromater, dehydrerande ringslutning av paraffiner till aromater, vätekrackning av lângkedjiga paraffiner till lâgkokande normalt flytande material och i viss utsträckning isomerisering av paraffiner. Dessa reaktioner utföres vanligen med hjälp av en eller flera av ädelmetallerna ur grupp VIII, t.ex. platina, iridium, rodi- um, tillsammans med en halogen, t.ex. klor och/eller fluor, och ett poröst bärarmaterial såsom aluminium. Ännu gynnsammare resultat kan ibland erhållas genom samtidig användning av ett modifieringsmedel för katalysatorn såsom kobolt, nickel, gallium, germanium, tenn, 7800471-0 F' renium, vanadin och blandningar därav. I vart fall är möjligheten att erhålla fördelar jämfört med de vanliga fastbäddssystemen i stor utsträckning beroende på om i huvudsak enhetliga katalysatorström- ningar nedåt genom systemet kan uppnås.
Katalytísk reformering utföres vanligtvis i många steg, vil- ka vart och ett innehåller olika katalysatormängd, vanligen uttryckt som volymprocent. Reaktantströmmen, vätet och kolvätetillförseln, strömmar i serie genom reaktionszonerna i ordning mot-ökande kata- lysatorvolym med värmning mellan zonerna. I systemet med tre reak- tionszoner kan fördelningen av katalysatorn vara följande: I förs- ta zonen ca 10,0 - 50,0 volym-%, i det andra steget ca 20,0 - 40,0 volym-% och i det tredje steget ca 40,0 - 60,0 volym-%. Vid ett sys- tem innehållande fyra reaktionszoner kan en lämplig katalysatorför- delning vara följande: I första steget ca 5,0 - 15,0 volym-%, i andra steget 15,0 - 25,0 volym-%, i tredje steget ca 25,0 - 55,0 volym-% och i fjärde steget ca 55,0 - 50,0 volym-%. Olika kataly- satorfördelning, ökande i reaktantströmmens flödesriktning, under- lättar och förbättrar fördelningen av reaktionerna och det totala reaktionsvärmet. Nu använda driftssätt innefattar separering av det totala utflödet från den sista reaktionszonen i en s.k. högtrycks- avskiljare, vid en temperatur på ca 15,6 - 600 0, varvid åstadkom- mes en normalt flytande produktström och en väterik ångfas. En del av den senare kombineras med den färska satsningen såsom recirkule- rat väte, under det att återstoden ventileras från processen.
Det har nu visat sig att i ett reaktionszonssystem där kata- lysatorpartiklarna strömmar på grund av tyngdkraften och där konti- nuerlig katalysatorregenerering användes, är det möjligt att genom- föra den katalytiska reformeringen utan en väterik recirkulations- gasström. Detta möjliggör eliminering av recirkulationsgaskompres- sorn. När inget väte recirkuleras är väte/kolvätemolförhållandet "noll" vid inloppet till katalysatorbädden i den första reaktions- zonen som satsningen "ser". Större delen av naftenerna konverteras till aromater i denna första reaktor och ger upphov till en stor mängd väte. I själva verket härrör så mycket som 50,0 % av den to- tala väteproduktionen i hela processen från reaktionerna som genom- föres i den första reaktorn. Detta väteutbyte ger upphov till ett ökande väte/kolväteförhållande i den andra reaktorn och efterföljan- de reaktorer. Detta innebär att endast reaktor nummer ett fungerar vid ett väte/kolväteförhållande på noll och endast vid inloppet. 7800471-0 Därför kommer bildningen av koks att vara högre i denna reaktor än i någon av de efterföljande reaktorerna. Såsom nämnts ovan, går reaktantflödet i ett fyra-reaktorssystem i serie l - 2 - § - 4, och i ett staplat system är den första reaktorn den som ligger pà toppen.
Katalysatorfördelningen är vanligtvis ojämn och sådan att katalysa- torvolymen ökar från en reaktor till den närmast efterföljande reak- torn, dvs den första zonen innehåller minsta mängden katalysatorpar- tiklar, under det att den sista zonen innehåller mer katalysator än någon av de andra.
Den vanligaste metoden vid drift av ett katalytiskt reforme- ringssystem där strömningen sker på grund av tyngdkraften och med integrerad kontinuerlig katalysatorregenerering, är att stapla reak- tionszonerna så att katalysatorpartiklarna också strömmar från en reaktionszon in i den närmast efterföljande lägre reaktionszonen.
Mod denna typ av arrangemang är katalysatorcirkulationshastigheten samma genom alla de stapeln utgörande reaktorerna. När ingen recir- kuleringsgaskompressor är anordnad blir detta ett otillfredsställan- de arrangemang eftersom den första eller den övre reaktionszonen kräver en högre katalysatoroirkulationshastighet beroende på dess högre koksavsättning. Denna reaktor skulle då bestämma katalysator- cirkulationshastigheten för alla reaktorerna i stapeln. Dessutom är det ytterligare en nackdel med kraftigt koksad, deaktiverad ka- talysator strömmande in i den andra och efterföljande reaktorer, där maximal aktivitet krävs för att genomföra paraffinisomerisering, de- hydrerande ringslutning av paraffinen och hydrokrackning.
I enlighet med föreliggande uppfinning applicerad på ett fler- stegs staplat system, där katalysatorpartiklarna strömmar nedåt på grund av tyngdkraften genom var och en av reaktionszonerna, och från en zon in i den närmast efterföljande zonen, kastas reaktionszonerna om så att den översta zonen innehåller den största mängden katalysa- torpartiklar och den understa zonen den minsta mängden katalysator- partiklar. Sålunda, när systemet består av fyra enskilda reaktions- zoner, kommer den första zonen, till vilken färska eller regenerera- de katalysatorpartiklar tillföres, att innehålla ca 55,0 - 50,0 vo- lym-% av den totala katalysatormängden. Den första mellan-zonen kommer att innehålla ca 25,0 - 35,0 volym-%, under det att den and- ra mellanzonen kommer att innehålla ca l5,0 - 25,0 volym-%. Den sista reaktionszonen, från vilken de deaktiverade katalysatorpartik- larna avdragits från systemet, kommer att innehålla den minsta mäng- 7800læ71-0 10 F' den katalysator, ca 5,0 - 15,0 volym-%. Reaktantströmmen strömmar i motström till den nedåtstigande kolonnen av katalysatorpartiklar, med den färska satsningen i en första kontakt med katalysatorn i den sista reaktionszonen. Detta innebär att satsningen först kom- mer i kontakt med katalysator med största deaktiveringsgraden. El- ler i motsats härtill, den "sista" katalysatorn som reaktantström- men kommer i kontakt med har erhållit mycket liten eller ingen de- aktiveríng. Förutom fördelarna som härrör från elimineringen av kompressorn för recirkulationsgas, är en stor fördel den totalt sett minskade koksbildningen.
Koksavsättning uppkommer med en avsevärt lägre hastighet på en katalysator som redan är partiellt deaktiverad av koks, än den gör på färska regenererade katalysatorpartiklar som kommer in i sys- temet via den översta reaktionszonen. Beroende på det faktum att det uppkommer en totalt sett minskad koksbildning, kan storleken och driftskostnaderna för den medföljande regenereringsanläggningen ock- så reduceras. En annan fördel är att mindre katalysatorcirkulation krävs, beroende på att katalysatorn som lämnar den sista reaktorn kan ha ett koksinnehåll så högt som ca 20,0 vikt-%, i stället för de vanliga 2,0 - 5,0 %. Hög aktivitet krävs icke i denna reaktor, eftersom huvudreaktionen är omvandlingen av naftener till aromatis- ka kolväten.
Föreliggande uppfinning skall nu närmare beskrivas i anslut- ning till bifogade ritning, som enbart skall ses i illustrerande syf- te och ej är avsedd att begränsa uppfinningen på något sätt. Därför har diverse tillbehör som inte krävs för förståelse av uppfinnings- idén, elíminerats eller minskats i antal. Sådana saker ligger helt inom ramen för fackmannens kunnande. Den illustrerade utföringsfor- men är ett förenklat schematiskt diagram över en process med fyra reaktionszoner i ett staplat system l. Såsom visas innehåller re- aktionszonen 17 den största mängden katalysatorpartiklar, under det att reaktionszon 5 innehåller minst.
Med avseende på den volumetriska fördelningen av katalysator- partiklar innehåller den översta reaktionszonen 1? ca 50,0 volym-%, zon lö ca 25,0 %, zon 9 ca 15,0 % och zon 5 ca 10,0 %. Färska el- ler regenererade katalysatorpartiklar tillföres systemet genom led- ningen 22 och katalysatorinloppsöppningen 25. Dessa strömmar nedåt på grund av tyngdkraften genom reaktionszonen 17 och in i zonen 15. '7800471-0 ll På samma sätt strömmar katalysatorpartiklarna genom reaktionszonen 15, och därifrån in i reaktionszonen 9 från vilken de strömmar in i den lägsta reaktionszonen 5. De deaktiverade katalysatorpartiklar- na avdrages från systemet genom katalysatorutloppsöppningen 24 och ledningen 25. Dessa transporteras sedan till en lämplig regenore- ringsanläggning.
Färsk satsning införes till processen via ledningen 2, och efter det att värmeväxlats mot någon annan procesström med förhöjd temperatur, ledes den in i satsningsvärmaren 5. Den sålunda upp- värmda tillförselströmmen, med den temperatur som önskas vid inlop- pet till katalysatorbädden i reaktionszonen 5, tillföres till denna via ledningen 4. Utloppet från reaktionszonen 5, vid en lägre tem- peratur beroende på endotermiciteten för reaktionerna, tillföres ge- nom ledningen 6 till en mellanvärmare 7. Approximativt 80,0 - 90,0 % av naftenerna är dehydrerade till aromater, med den medföljande produktionen av tillräckligt mycket väte för att effektivt genomfö- ra reaktionerna i de efterföljande reaktionszonerna.
Det uppvärmda utloppet från zon 5 ledes genom ledningen 8 till nästa mellanzon 9, på samma sätt ledes utflödet därifrån via ledningen l0 till värmaren ll där dess temperatur höjes, och infö- res genom ledningen 12 till en andra mellanzon 15. Utflödet från zon 15 tillföres via ledningen 14 till en mellanvärmare 15, och det uppvärmda utflödet passerar genom ledningen 16 till den översta re- aktionszonen 17. Det slutliga totala produktutflödet passerar genom ledningen 18, och sedan det använts som värmeväxlarmedium, ledes det in till en lämplig kondensor, icke visad, där temperaturen sänkes till en nivå i storleksordningen ca 15,6 - 600 C. Det kondenserade materialet införes sedan i ett separationskärl 19, från vilket den normalt flytande produkten àtervinnes i ledningen 21. En väterik ångfas, innehållande en del lätta paraffinkolväten och en mindre mängd butan och pentan, avlägsnas genom ledningen 20 och transporte- ras i denna till lämpliga vätekoncentreringsanläggningar. Det åter- vunna vätet är mycket lämpat för användning i olika väteförbrukande processer.
Med hjälp av föreliggande uppfinning åstadkommas den kataly- tiska reformeringen av en kolvätesatsning i ett flerstegssystem, där katalysatorn strömmar nedåt på grund av tyngdkraften, genom var och en av reaktionszonerna i systemet, och utan recirkulering av någon 7800471-0 12 Fdel av den väterika ångfasen som separeras från det önskade, nor- malt flytande produktutflödet, eller utan tillsatsen av väte från någon extern källa.
Claims (6)
1. :3 Patentkrav 4. Sätt för katalytisk reformer-ing av en kolvätesatsning i ett flerstegs reaktorsystem där 1) katalysatorpartiklar ström- mar på grund av tyngdkraften genom varje reaktionszon i systemet i motström mot kolvätesatsningen, 2) katalysatorpartiklar från en reaktionszon införas i närmast efterföljande reaktionszon, 3) deaktiverade katalysatorpartiklar avdrages från systemet gengn undnaändn1på den sista reaktionszonen, 4) färska eller regene- rerade katalysatorpartiklar införas i övre änden på den första reaktionszonen i systemet, k ä n n e t e c k n a t av stegen: a) reagering av satsningen i frånvaro av tillsatt väte i den sista reaktionszonen, från vilken deaktiverade katalysa- torpartiklar avdrages från systemet, vid katalytiskt reformeran- de betingelser, _ F b) ytterligare reagering av utflödet från den sista reak- tionszonen i åtminstone en mellanreaktionszon vid katalytiskt reformerande betingelser, c) ytterligare reagering av utflödet från mellanreak- tionszonen i den första reaktionszonen, genom vilken färska eller regenererade katalysatorpartiklar införas till systemet, vid ka- talytiskt reformerande betingelser, och d) utvinning av en normalt flytande, katalytiskt refor- merad produkt från det från den första reaktionszonen avdragna utflödet, och att den första reaktionszonen innehåller den störs- ta mängden katalysatorpartiklar och den sista reaktionszonen in- nehàller den minsta mängden katalysatorpartiklar.
2. ' 2. Sätt enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att flerstegssystemet omfattar minsttre reaktionszoner. 5. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att den företa reaktionszonen innehåller ca 40,0-60,0 volymprocent av den totala katalysatormängden, mellanzonen ca 20,0-40,0 vo- lymprocent och den sista reaktionszonen ca 40,0-50,0 volympro- cent. '7800471-0
3. :Lu-
4. Sätt enligtkravfi, kännetecknat av att reaktionszonerna i systemet är vertikalt staplade utmed en gemen- sam vertikal axel och att katalysatorpartiklarna på grund av tyngdkraften strömmar från en reaktionszon till den närmast ef- terföljande realctionszonen.
5. Sättenligtkrav1, kännetecknat av att reaktionszonerna i systemet är anordnade sida-vid-sida, och att katalysatorpartiklarna transporteras från undre änden på en reaktionszon till övre änden på närmast efterföljande reaktions- zon.
6. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att flerstegssystemet omfattar fyra reaktions- zoner och att den första reaktionszonen innehåller ca 55,0-50,0 volymprocent av den totala katalysatormängden i systemet, den andra reaktionszonen ca 25,0-55,0 volymprocent, den tredje reak- tionszonen ca 45,0-25,0 volymprocent och den fjärde zonen ca 5,0-'\5,0 volymprocent. _ ÅNFÖRDÅ PUBLIKATIONER: Sverige 394 687 (CIOG 35/12) Frankrike 2 338 323 (CIOG 35/10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE7800471A SE417439B (sv) | 1978-01-16 | 1978-01-16 | Motstroms kolvetekonvertering med tyngdkraftsstrommande katalysatorpartiklar |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE7800471A SE417439B (sv) | 1978-01-16 | 1978-01-16 | Motstroms kolvetekonvertering med tyngdkraftsstrommande katalysatorpartiklar |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE7800471L SE7800471L (sv) | 1979-07-17 |
SE417439B true SE417439B (sv) | 1981-03-16 |
Family
ID=20333677
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7800471A SE417439B (sv) | 1978-01-16 | 1978-01-16 | Motstroms kolvetekonvertering med tyngdkraftsstrommande katalysatorpartiklar |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE417439B (sv) |
-
1978
- 1978-01-16 SE SE7800471A patent/SE417439B/sv not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE7800471L (sv) | 1979-07-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3978150A (en) | Continuous paraffin dehydrogenation process | |
US4119526A (en) | Multiple-stage hydrocarbon conversion with gravity-flowing catalyst particles | |
KR101763864B1 (ko) | 메탄올 및/또는 디메틸 에테르로부터 저급 올레핀을 제조하기 위한 반응 장치 | |
KR101847474B1 (ko) | 산소 함유 화합물을 사용하여 저급 올레핀을 제조하는 방법 | |
US9150466B2 (en) | Counter-current fluidized bed reactor for the dehydrogenation of olefins | |
US9023285B2 (en) | Counter-current fluidized bed reactor for the dehydrogenation of olefins | |
US4110197A (en) | Hydrocarbon conversion with gravity-flowing catalyst particles | |
CN103908931A (zh) | 一种液化气芳构化制备芳烃的流化床反应装置及使用方法 | |
WO2014081545A1 (en) | Counter-current fluidized bed reactor for the dehydrogenation of olefins | |
EP0056009B1 (en) | Multiple stage hydrocarbon conversion with gravity flowing catalyst particles | |
US4325806A (en) | Multiple stage hydrocarbon conversion with gravity flowing catalyst particles | |
US4069136A (en) | Countercurrent hydrocarbon conversion with gravity-flowing catalyst particles | |
US4250018A (en) | Multiple stage hydrocarbon conversion process | |
SE417439B (sv) | Motstroms kolvetekonvertering med tyngdkraftsstrommande katalysatorpartiklar | |
SE417438B (sv) | Veteproducerande kolveteomvandling med gravitationsstrommande katalysatorpartiklar | |
US4250019A (en) | Multiple stage hydrocarbon conversion process | |
SE417440B (sv) | Veteproducerande kolvetekonvertering med tyngdkraftsstrommande katalysatorpartiklar | |
CN114286720B (zh) | 最大化低碳烯烃产率的带挡板的湍流/快速流化床反应器 | |
US4069135A (en) | Hydrogen-producing hydrocarbon conversion with gravity-flowing catalyst particles | |
CA1098468A (en) | Countercurrent hydrocarbon conversion with gravity- flowing catalyst particles | |
US11905467B2 (en) | Process for catalytic cracking of naphtha using multi-stage radial flow moving bed reactor system | |
CN214636245U (zh) | 加氢裂化反应器 | |
EP0025352B1 (en) | Multiple stage hydrocarbon conversion process | |
US4119527A (en) | Multiple-stage hydrocarbon conversion with gravity-flowing catalyst particles | |
CA1098470A (en) | Hydrogen-producing hydrocarbon conversion with gravity-flowing catalyst particles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 7800471-0 Effective date: 19910805 Format of ref document f/p: F |