SU1436885A3 - Способ каталитического крекинга - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к нефтехимии , в частности к каталитическомуf крекингу. Цель - снижение максимальной температуры нагрева в зоне регенерации без снижени  количества выжигаемого в ней кокса. Крекинг в псевдо- ожиженном циркулирующем цеолитсодер- жащем катализаторе высокококсующего- с  углеводородного сырь , 50 об.% которого выкипает выше 2(0°С ведут контактированием при эндотермических услови х крекировани  сырь  с циркулирующим нагретым крекинг катализа- тором в виде частиц с использованием твердых частиц об -глинозема. Процесс ведут с получением в реакционной зоне низкокип щих углеводородов при охлаждении противотоком катализатора и осаждени  на нем дезактивирующих углеродистых примесей. Регенерацию крекирующей активности отработанного закоксованного катализатора ведут выжиганием с него углеродистых отложений в регенерационной зоне при экзотермических услови х, последующей циркул цией перенагретого и регенери- рованного катализатора из зоны регенерации в зону реакции. Одновременно провод т циркул цию в смеси с катализатором крекинга псевдоожиженных твердых частиц & -глинозема, имеющих удельную менее 1 м /г и способность к коксоаэбразованию углеродистых отложений, равную 0% и определ емую по стандартному ASTM-методу испытаний крекирующего катализатора на микроактивность. Процесс провод т при массовом соотношении твердых частиц и катализатора 1:9, 4 табл. С S ГО) с й. оо О) 00 00 ел

Description

ы

Изобретение касаетс  проблемы- уменьшени  температуры в зоне регенерации при осуществлении процесса каталитического крекинга на псевдо- ожиженном катализаторе при использовании сильнококсующегос  исходного

СЬфЬЯ.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение максимальной температуры на- грева в зоне регенерации без снижени  количества выжигаемого в ней кокса.

Способ осуществл ют следующим образом,

Исходное сырье поступает в реакторный сто к или колонну. В этом сто ке исходный материал смешиваетс  со смесью регенерированного катали- затора и частиц инертного наполнител  которые поступают по возвратному трубопроводу. Образующа с  таким образом смесь углеводородного сырь , катализатора и слабококсующихс  частиц проходит вверх по реакторному сто ку- колонне, В этой вертикали ованной колонне происходит больша  часть- химических превращений углеводородов. Из этой колонны крекинг -смесь посту- пает в, реакторный резервуар с внут- ренним рабочим объемом. Этот слу сит в качестве зоны сепарации катализатора совместно с частицами наполнител  от парообразных продуктов крекинга. Отработавший катализатор и частицы наполнител  собираютс  в нижней части реакторного резервуара и постепенно удал ютс  из него по трубопроводу . Расход вещества через этот трубопровод регулируетс  специальным уровнемерным регул тором, принцип действи  которого основан на регистрации перепада давлений датчиками давлени . Изменение в количестве мате риала в реакторном резервуаре приводит к применению перепада давлени , регистрируемого указанными датчиками. В соответствии с этим регул тор под-i держиваёт в нижней части реактора заданный объем материала, включа  и выключа  вентиль. Парообразные угле водороднь:е продукты, содержащие некоторое количество мелких частиц затора и инертного слабококсующегос  наполнител , проход т в циклонный сепаратор, из которого после отделени  твердых частиц парообразна  продукци  выводитс  наружу.

0 о Q с

5

0

5

Отсепарированные мелкие частицы возвращаютс  из циклонного сепаратора в рабочий объем реакторного резервуара , В конструкции реактора может быть применен не один, а несколько циклонов, которые при этом могут быть многоступенчатыми, обеспечива  при работе перевод газовой фракции с одной ступени на другую.

Отработавший катализатор и частицы порошкового наполнител  смешиваготг- с  на выходе из трубопровода с реге- Нерационным воздухом (или кислородом), Смесь воздуха, отработавшего катализатора и порошкового наполнител  поступает в регенератор, внутренний объем которого сообщаетс  с подвод щим трубопроводом. Внутри регенера- I тора поддерживаютс  такие услови ,

при которых кислород воздуха и кокс, химически взаимодейству , образуют то- лочный газ, освобожда  таким образом катализатор и частицы наполнител  от углеродистого отложени . Регенерированный таким образом катализатор и указанные частицы собираютс  в промежуточной части регенератора и затем удал ютс  из нег о через трубопровод, по которому смесь восстановленного катализатора и наполнител  попадает в реакторную колонну. В возвратном трубопроводе имеетс  регулирующий вен- тиль (клапан), с помощью которого осуществл етс  контроль расхода регене - рированной катализаторной смеси,Указанный вентиль срабатьшает в зависимости от температуры, измер емой в реакто- - ре.Управление вентилем осуществл етс  от регул тора,приним ающего и передаго- щего сигналы. Топочный газ вьшодитс  из регенераторного резервуара через сепаратор, обеспечивающий разделение газа и катализатора, и трубопровод.

П р и м е р .1, Дл  подтверждени  работоспособности и положительньк качеств изобретени  на промышленной установке каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором провод т специальные испытани . Эти испытани  основываютс  на результатах крекировани  исходной смеси вакуумного газойл  и отсто  атмосферной перегонки . Оба эти вещества получены из сырой нефти, причем смесь содержит по объему 8,4% атмосферного отсто .

Обобщенные данные по компонентам исходной смеси приведены в табл.1.

25,816,5

(899)(955)

0,931,49

0,29 8,5

0,2 34

Примечание, API - Американский нефт ной институт (единицы измерени ).

Испытани  провод т с использовани ем вертикальной реакторной колонны с циркул цией снизу вверх. Используют цеоли.тный порошковый катализатор. Испытани  провод т в двух вариантах. В обоих вариантах рабочее давление в реакторе составл ет 1,124 МПа. В первом испытании установку используют в обычном режиме каталитического крекинга . В качестве исходного сырь  используют атмосферные нефт ные остатки . Это испытание провод т при отношении катализатор/сырье, равном 6,7, температура исходного материала составл ет 227 С,температура в реакторе 521°С, температура в регенераторе 774°С.Эф- 50 фективность переработки исходного

сырь  составл ет 81,7% по объему жидкой фазы, при этом выход бензина par. в.ен 62,5 мас.% при октановом числе 92,7. Относительный выход кокса сос- 55 тавл ет 5,6% or массы исходного материала .

Второе испытание провод т дл  оценки возможностей данного с пособа- -,

по сравнению с известными способами (с первым вариантом испытаний). В процессе второго испытани  воспроизве ден один из вариантов данного ретени . Исходное сырье то же, что и при первом испытании. Это испытание, провод т при относительном содержании катализатора в крекируемьцс продуктах 6,5. Температура исходного материала составл ет 246 С, температура в реакторе , В процессе испытани  в реактор-поступает псевдоожи женный поток катализатора с добавкой слабококсующихс  твердых частиц неор- ганического оксида с относительным составом 9 вес.. катализатора на 1 вес,ч. упом нутой добавки-наполнител , т.е. с относительным содержанием компонентов твердой фазы 9:1. В качестве порошкового наполнител  в данном случае используют частицы альфа-глинозема с удельной площадью поверхности менее 1 м /г и с нулевым коксоотложением при о ценке по А8ТМ методике. Метод ASTM (стандартный метод испытаний псевдоожиженных крекирующих катализатороВдПо измерению микроактивности - испытани  серии Д3907-80) проводитс  на специаль- но разработанной лабораторной установ ке. В общем случае проверка на микроактивность заключаетс  в помещении порошкового весом 4 г в реактор и впpыckив.aнии в него стандартной порции газойл   в количестве 1,33 г с выдержкой в течение 75 с при температуре в объеме реактора (482 С), Результирующее весовое от- ношение частиц к нефтепродукту состав

Соотношение масс: катализатор/наполнитель 100/0

Температура сырь , С 227

Давление в реакторе, МПа

0

0

, д о лп

5

л ет около,3, а весова  скорость заполнени  объема 16. По результатам такой обработки с помощью обычных контрольно-измерительных средств может быть определен состав крекированных нефтепродуктов и содержание коксовых отложений на отработавших частицах .

Во втором испытании соотношение между крекирующей твердой смесью (катализатор + слабококсующиес  твердые частицы наполнител ) и углеводородным сьфьем составл ет 7,5, температура в регенераторе составл ет 725°С по сравнению с 742 с при первом испытании. Эффективность переработки сырь  составл ет 80,5% по объему жидкой фазы при выходе бензина 62,7% (с октановым числом 92,5). Удельный выход кокса составл ет 5,6 мас.%. Следует указать, что температура исходного материала при втором испытании равна , в то врем  как при первом испытании она составл ет 227°С, т.е. на 18,9°С меньше. Из практики эксплуатации установок подобного типа известно, что увеличение температуры исходного сырь  приводит к увеличению рабочей температуры ре-. генератора. Следовательно, при дополнительном понижении температуры сырь  при осуществлении технологии крекировани  по второму варианту испытаний можно ожидать еще более сильного снижени  температуры в регенераторе по сравнению с приведенными сравнительными данными.

Результаты обоих испытаний приведены в табл.2.

Таблица 2

90/10

246

1 /: 124

Температура в реакторе , С

Отношение катализатор/ /нефть, кг/кг 6,7

Отношение смесь твердых компонентов/нефть, . : кг/кг6,7

Отношение катализатор/ /наполнитель, кг/кг Температура в регенераторе , с

Состав нефтепродукции:

Анализ приведенных сравнительных55 кокса, что и при использовании только

данных показывает, что применение -одного катализатора, слабококсующегос  порошкового напол- Дп  обоих сравниваемых вариантов нител  в дополнение к крекирующему реализации крекинг-процесса степень катализатору дает то же количество конверсии и выход продукции практи14368858

Продолжение табл.2

521

520

6,7

7,5

742

725

14

чески одинаковы, С технологической точки зрени  эффект от применени  слабококсующегос  порошкового наполнител  состоит в способности регенератора катализатора работать при . о

или на }7, ниже, чем в контрольном (обь11чном) случае.

Обусловленное применением порошкового наполнител  снижение рабочей температуры в регенераторе способствует сохранению крекирующей активности катализатора при многократно циклическом его использовании, создает значительные возможности по оптимиза - ции рабочих условий и исключает или по меньшей мере уменьшает необходимость в применении дополнительных средств охлаждени  регенератора. Кроме того, создаетс  реальна  возмож кость автономно независимого регулиро вани  температуры регенератора за счет изменени  относительного содержа ни  в катализаторной крекирующей си порошкового наполнител .

Пример 2, Этот пример приведен с целью показать и проанализировать результаты испытаний различных псевдоожижаемых твердых частиц по методике ASTM. При проведении таких ис- пыт-дний в качестве исходного сырь  используют эмульгированный газойль, полученный из сырой нефти.

Свойства этого газойл  приведены в табл.3.

Таблица 3

Показатели дл  среднеконтинен- тального газойл 

Удельный вес, (кг/мЪ

API

Содержание серы, вес.%

10

Продолжение табл.З

Содержание азота, вес.% 0,03

т желых ч./тыс

 :

236

305 349 373 413

432

Газойль, использованный в данном примере, аналогичен, но не идентичен ASTM-стандартному сырью (т.е.. сырью, примен емому дл  сравнительной оценки по ASTM-стандартной процедуре). Этот газойль выбран с целью максимального приближени  по свойствам к ASTM- стандартному сырью.

Испытание состоит в помещении 4 г порошкового образца в реактор и инжектировании в объем реактора за 75 с указанного газойл  в количестве 1,3 г, при этом температуру в реакторе поддерживают на уровне 482 С, Конечное весовое соотношение между контрольным порошком и нефт ным материалом составл ет около 3, скорость весовой выгрузки рабочего объема равна 15,4.

Отдельно по указанной методике испытаны образцы порошкового альфа-глинозема , гамма-глинозема и порошок из кальцинированной каолиновой глины.

Характеристики этих трех контрольных материалов и результаты их независимых испытаний приведены в табл.4.

Альфа-глинозем Гамма-глинозем

Кальцинированна  каолинова  глина (3ч при 871,1 C)

Данные табл. 4 свидетельствуют о том, что гамма-глинозем про вл ет склонность к превращени м на относительном объеме 7,3%, аккумулирует 0,32 вес.% кокса на отработавших ча тицах и имеет удельную площадь поверхности 205 , В соответствии с требовани ми данного изобретени  порошок наполнител  в об зательном пор дке должен иметь выход кокса на отработавших частицах 0% (при оценке по ASTM-стандартной методике испытаний крекинг-катализатора на микроак- тивность), при этом удельна  площадь поверхности его частиц должна состав л ть менее 1 м /г и эти частицы не должны отрицательно вли ть на рабочи услови  в реакционной зоне.

Таким образом, ввиду того, что гамма-глинозем аккумулирует относительно большое количество кокса и имет тенденцию к химическому превращению углеводородов, что отрицательно сказываетс  на рабочих услови х в реакторе, этот материал не удовлетво р ет требовани м к слабококсующемус  порошковому наполнителю, необходимому дл  реализации предлагаемого способа .

Кальцинированна  каолин&ва  глина, испытьшавша с  по изложенной методи- ке, представл ет собой сильнопористый инертный материал, который может быть

Таблица 4

4,1 7,3

6,6

О 0,32

0,08

0 5 0

0

5

5

использован в качестве наполнительной добавки к активному катализатору. Данные табл.4 показьшают, что эта глина в порошковом состо нии про вл ет способность к превращени м на уровне 6,6 об.%, аккумулиру  на отра- ботавших частицах 0,08 вес.% кокса при удельной площади их поверхности пор дка 9 м /г. Согласно изобретению порошковый наполнитель в об зательном пор дке должен иметь коксоотложе- ние на отработавших частицах 0% (при оценке по стандартной ASTM-методике испытаний крекинг-катализаторов), при этом удельна  площадь поверхности частиц должна быть I , причем такой порошок не должен отрицательно вли ть на услови  крекинга в реакционной зоне. Таким образом, ввиду того, что кальцинированна  каолинова  глина аккумулирует сравнимое с предельным значением относительное количество кокса, про вл ет тенденцию к превращению углеводородов, а следовательно, имеет отрицательную способность ухуд- щать рабочие услови  в реакторе и при этом обладает чрезмерно большой удельной площадью поверхности (9 м /г), она не может быть рекомендована в качестве приемлемого порошко вого наполнител  дл  предлагаемого способа.

Claims (1)

1. В наибольшей степени требовани м изобретени  к слабококсующемус  напол ителю удовлетвор ет псевдоожиженный порошок альфа-глинозема. Данные табл.4 показьшают, что альфа-глинозем про вл ет минимальную склонность к химическим превращени м (4,1 об,%), практически не дает коксообразовани  ни отработав}иих частицах (при оценке по стандартной ASTM-методике) и имеет удельную площадь поверхности 1 . Дп  реализации положительных качеств данного способа необходимо, I чтобы частицы слаёококсующегос  порош JKOBoro наполнител  имели удельную Iплощадь поверхности 1 , при этом коксообразование на отработавших частицах должно быть равно О вес,% (по ASTM-методике). Формула изобретени 

   Способ каталитического крекинга в

   псевдоожиженном циркулирующем цеолит- содержащем катализаторе высокококсующегос  углеводородного сырь , 50 об.% которого выкипает при температуре выше 260 С, путем контактировани  при эндотермических услови х крекировани  сырь  с циркулирующим нагретым крекинг-катализатором в виде частиц с использованием твердых частиц oi -гли-

   нозема с получением в реакционной зоне низкокип щих углеводородов при охлаждении противотоком катализатора и осаждени  на нем дезактивирующих углеродистых примесей, регенерировани  крекирующей активности отработанного закоксованного катализатора путем выжигани  с него углеродистых отложений в регенерационной зоне при экзотермических услови х. последующей циркул ции перенагретого и регенерированного катализатора из зоны регенерации в зону реакции, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  максимальной температуры нагрева в зоне регенерации без снижени  количества выжигаемого в ней кокса, провод т одновременную циркул цию в смеси с катализатором крекинга псевдо- ожиженнььч твердых частиц ci-глинозема , 1 м

   ванию углеродистых отложений, равную 0% и определ емую по стандартному ASTM-методу испытаний крекирующего катализатора на микроактивность, и процесс провод т при массовом соотношении твердые частицы : катализатор 1:9.

   1, имеющих удельную площадь менее / / /г и способность к коксообразо-