TWI654173B - 流體化媒裂方法及用於使輕烯烴產率最大化與其他應用之裝置 - Google Patents

流體化媒裂方法及用於使輕烯烴產率最大化與其他應用之裝置

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哈迪克 辛格
麥可 多爾西
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Abstract

在此提供用於將碳氫化合物進料轉化成輕烯烴及其他碳氫化合物之裝置及方法。在某些實施例中，該方法及裝置包括：供應一碳氫化合物、一第一觸媒及一第二觸媒至一反應器，其中該第一觸媒具有比該第二觸媒小之一平均粒徑及密度。該第二觸媒之一第一部份可由該反應器回收作為底部產物，且一裂解碳氫化合物流出物、該第二觸媒之一第二部份及該第一觸媒可由該反應器回收作為一頂部產物。該第二觸媒之第二部份可與該頂部產物分開以提供包含該第一觸媒及該碳氫化合物流出物之一第一流及包含該分開第二觸媒之一第二流，因此容許在該第二流中之該分開第二觸媒返回該反應器。

Description

流體化媒裂方法及用於使輕烯烴產率最大化與其他應用之裝置
在此之實施例大致有關於用以提高混合觸媒系統之產率及/或彈性的系統及方法。在此揭露之某些實施例有關於一流體化媒裂裝置及方法，用於使如真空製氣油及/或重油殘留物之一重碳氫化合物進料成為非常高產率之如丙烯及乙烯之輕烯烴、芳香烴及具有高辛烷值之汽油的轉化最大化。
近年來，透過流體化媒裂(FCC)方法製造輕烯烴已被視為最吸引人之提議之一。此外，如丙烯、乙烯及芳香烴(苯、甲苯、二甲苯)之石化構建塊的需求不斷增加。另外，由於經濟及環境之考量，整合多數煉油廠與一石化工業區已成為一較佳選項。
全球趨勢顯示中間蒸餾物(柴油)之需求比汽油產品之需求更大。為了使來自FCC方法中間蒸餾物達到最多，必須以較低反應器溫度及一不同觸媒配方操作FCC。該變化之向下趨勢係由於FCC單元以更低反應器溫度操作而使輕烯烴產率減少。這亦會減少用於烷化工場之原料。
配合變化之市場需求，最近二十年已發展出數種流體化床催化方法。例如，US7479218揭露一流體化觸媒反應器系統，其中一上升管反應器分成不同半徑之二段以便增加用於輕烯烴生產之選擇性。具有較小半徑之上升管反應器的第一部份係用於裂解重進料分子至石油腦範圍。該加大半徑部份，即該上升管反應器之第二部份係用於進一步將石油腦範圍產物裂解為輕烯烴，例如丙烯、乙烯等。雖然該反應器系統觀念非常簡單，但對於輕烯烴之選擇度因以下原因而受限：(1)該等石油腦範圍進料流部份地接觸焦化或去活化之觸媒；(2)因為在兩段中之反應的吸熱本質，所以在該反應段之第二部份中的溫度比該第一區域低很多；及(3)相較於重碳氫化合物，缺少輕進料裂解所需之高活化能。
US6106697、US7128827及US7323099使用二階段流體化媒裂(FCC)單元來對選擇地裂解高碳氫化合物及石油腦範圍進料流進行高度控制。在由一上升管反應器、汽提器及再生器構成之第一階段FCC單元中，可在Y形大孔沸石觸媒存在下將製氣油/重碳氫化合物進料轉化成石油腦沸點範圍產物。具有一組類似容器/構態之一第二階段FCC單元係用於媒裂來自該第一階段之回收石油腦流。當然，該第二階段FCC單元使用一ZSM-5型(小孔沸石)觸媒來增加對輕烯烴之選擇性。雖然這架構廣義上對該進料、觸媒及操作窗選擇及最佳化提供一高度控制，但石油腦進料之第二階段處理產生不足以維持熱平衝之非常少焦碳。這需要來自外來源之熱使在該再生器中具有用以達成良好燃燒之適當溫度及供應用於進料蒸發及吸熱反應之熱。通常，炬油在該第二階段FCC再生器中燃燒，並由於較高觸媒顆粒溫度及熱點而產生過度觸媒去活化。
US7658837揭露藉由使用一習知汽提器床之一部份作為一反應汽提器，使FCC產物之產率最佳化的一方法及裝置。第二反應器之反應汽提觀念犧牲該汽提效率至某種程度且因此會增加對再生器之焦碳負載。該產率及選擇性亦可能會由於該進料與焦化或去活化觸媒接觸而受到影響。此外，因為直接控制該上升管頂部溫度來維持在該上升管中之一組所需條件，所以無法獨立地改變反應汽提器溫度。
US2007/0205139揭露通過設置在該上升管之底段的一第一分配器注入碳氫化合物進料以使汽油產率最大化的一方法。當目的是使輕烯烴最大化時，通過一類似進料分配系統在該上升管之上段注入該進料以便減少碳氫化合物蒸氣在該上升管中之停留時間。
WO2010/067379之目的在於藉由將C4 及烯烴石油腦流注入該重碳氫化合物進料注射區域下方之該上升管之推升區域來增加丙烯及乙烯產率。這些流不僅增加輕烯烴產率，而且亦取代蒸汽作為用於觸媒運送之介質。這觀念有助於減少該觸媒之熱去活化程度。但是，這缺少改變對於裂解該等輕進料蒸汽很重要之如在推升區域中之溫度及WHSV的操作條件的彈性。這可能會導致對所需輕烯烴之選擇性較差。
US6869521揭露使來自FCC產物(特別是石油腦)之一進料與在快速流體化區中操作之一第二反應器中的一觸媒接觸可用於促進氫轉移反應及控制媒裂反應。
US7611622揭露使用雙上升管將一含C3 /C4 原料轉化成芳香烴之一FCC方法。該等第一與第二碳氫化合物進料在富含鎵之觸媒存在下分別供應至第一與第二上升管且該第二上升管以比該第一上升管高之反應溫度操作。
US5944982揭露具有用於產生低硫及高辛烷汽油之雙上升管的一催化方法。該第二上升管係用於在氫處理後處理回收重石油腦及輕循環油以使汽油產率及辛烷值最大化。
US20060231461揭露使輕循環油(LCO)或中間蒸餾產物及輕烯烴之生產最大化的一方法。這方法使用一雙反應器系統，其中該第一反應器(上升管)係用於將製氣油進料主要裂解成LCO且該第二順流密集床反應器係用於裂解由該第一反應器回收之石油腦。這方法受限於觸媒選擇性且由於在實質較低反應溫度操作該第一反應器而缺少在石油腦中之所需烯烴程度。
US6149875係有關於藉由吸收劑移除如碳素及金屬之進料污染物。該FCC觸媒係使用在該FCC觸媒與吸收劑之運送/終端速度間的差來與吸收劑分開。
US7381322揭露在用於消除沈積在該吸收劑上之污染物金屬的一再生步驟前，在附有分離器之汽提器中分開觸媒與一金屬吸收劑的一裝置及方法。這專利使用最小/氣泡速度差的差且該應用主要是用於分離FCC觸媒與吸收劑。
吾人已發現可使用一雙反應器架構來裂解碳氫化合物，包括裂解一C4 、較輕C5 餾分、石油腦餾分、甲醇等來產生輕烯烴，其中該雙反應器架構對於選擇性及操作性沒有限制，可達成熱平衡要求，且亦維持一低部件數。在此揭露之選擇實施例使用一習知上升管反應器與設計用於使輕烯烴生產最大化之一混合流動(例如，包括逆流及順流觸媒流動)流體化床反應器的組合。來自該上升管反應器及混合流動反應器之流出物在一共用觸媒分離容器中處理，且在該上升管反應器及該混合流動反應器之各反應器中使用之觸媒可在一共用觸媒再生容器中再生。這流動架構可有效地維持一高裂解活性，克服熱平衡問題，且亦增加來自各種碳氫化合物流之輕烯烴的產率及選擇性，此外，亦如以下更詳細所述地簡化產物驟冷及單元硬體。
在一方面，在此揭露之實施例有關於一種用於轉化或媒裂碳氫化合物之方法。該方法可包括供應一碳氫化合物、一第一顆粒及一第二顆粒至一反應器，其中該第一顆粒具有比該第二顆粒小之平均粒徑及/或密度，且其中該等第一與第二顆粒可為觸媒或非觸媒。該第二顆粒之一第一部份可由該反應器回收作為底部產物；且一裂解碳氫化合物流出物、該第二顆粒之一第二部份及該第一顆粒可由該反應器回收作為一頂部產物。該第二顆粒之第二部份可與該頂部產物分開以提供包含該第一顆粒及該碳氫化合物流出物之一第一流及包含該分開第二顆粒之一第二流，因此容許在該第二流中之該分開第二顆粒返回該反應器。
另一方面，在此揭露之實施例有關於一種用於媒裂碳氫化合物之系統。該系統可包括用於使一第一與第二裂解觸媒與一碳氫化合物原料接觸以便將該碳氫化合物原料之至少一部份轉化為較輕碳氫化合物。一頂部產物線用於由該第一反應器回收包含第一裂解觸媒、該第二裂解觸媒之一第一部份及碳氫化合物之一第一流。一底部產物線用於由該第一反應器回收包含該第二裂解觸媒之一第二部份的一第二流。一分離器可用於使第二裂解觸媒與該第一流分開，因此產生包含碳氫化合物及該第一裂解觸媒之碳氫化合物流出物。一供應線係用於使來自該分離器之分離第二裂解觸媒返回該第一反應器。
用於媒裂碳氫化合物之系統亦可包括一上升管反應器，該上升管反應器係用於使該第一裂解觸媒與該第二裂解觸媒之一混合物與一第二碳氫化合物原料接觸以將該第二碳氫化合物原料之至少一部份轉化成較輕碳氫化合物且回收包含該較輕碳氫化合物及該第一裂解觸媒與第二裂解觸媒之混合物的一上升管反應器流出物。一第二分離器可用於使該第二裂解觸媒與該碳氫化合物流出物分開且用於使該第一與第二裂解觸媒之混合物與該上升管反應器流出物分開。亦可使用用於再生在該第二分離器中回收之第一與第二裂解觸媒及在該底部產物線中回收之該第一裂解觸媒的該第二部份。
另一方面，在此揭露之實施例有關於一種用於轉化碳氫化合物之方法。該方法可包括：供應一第一觸媒至一反應器；供應一第二觸媒至該反應器，其中該第一觸媒具有比該第一觸媒小之一平均粒徑及密度；及供應一碳氫化合物原料至該反應器。一頂部流出物可由該反應器回收，該流出物包括裂解碳氫化合物、該第一觸媒及該第二觸媒。該第二觸媒可與該頂部產物分開以提供包含該第一觸媒及該碳氫化合物流出物之一第一流及包含該分開第二觸媒之一第二流，因此容許在該第二流中之該分開第二觸媒返回該反應器。
另一方面，在此之實施例有關於一種用於依據大小及/或密度差分開觸媒或其他顆粒之分離器。該分離器可具有至少一入口且亦可具有用於使多數顆粒與多數載體氣體分離之至少二出口。該等載體氣體與該等顆粒一起進入該分離器，因此慣性、離心及/或重力可施加在該等顆粒上使得該等顆粒及載體氣體之一部份被收集在該第一出口中且該等顆粒及載體氣體之一部份被收集在該第二出口中。在該分離器中之多數力的組合可具有相對入口濃度增加一出口流之粒徑及/或密度的效果。該分離器可在該容器/腔室內具有另外之載體氣體分布或流體化以便施加另外之力在該等顆粒上而可有助於促進分類。
另一方面，在此之實施例有關於一種用於依據大小及/或密度分開觸媒或其他顆粒之慣性分離器。該慣性分離器可包括用於接收包含一載體氣體、一第一種顆粒及一第二種顆粒之一混合物的一入口。各種顆粒可具有可不同或重疊之一平均粒徑及一粒徑分布，及一平均密度。該第二種顆粒可具有比該第一種顆粒大之一平均粒徑及/或平均密度。該慣性分離器可包括一U形導管，且該U形導管包括一第一垂直腿部、該U形之一基底及一第二垂直腿部。該U形導管可透過該第一垂直腿部流體地連接該入口與一第一出口及一第二出口，該第一出口係連接成靠近該U形導管之該基底且該第二出口係連接於該第二垂直腿部。該U形慣性分離器可組配成：使該第二種顆粒之至少一部份與該載體氣體及該第一種顆粒分開；透過該第一出口回收該第二種顆粒；及透過該第二出口回收該載體氣體及該第一種顆粒。該分離器亦可包括設置在該第二出口內或靠近該第二出口的用於導入一流體化氣體之一分配器，因此另外地促進該第一種顆粒與該第二種顆粒之分離。在某些實施例中，該分離器可組配成使得該U形導管或其一部份之一橫截面積可調整。例如，在某些實施例中，該分離器可包括設置在該U形導管之一或多數區段中的一可移動擋板。
另一方面，在此之實施例有關於一種用於如上所述地依據大小及/或密度分開觸媒或其他顆粒之慣性分離器。該慣性分離器可包括在因一擋板偏轉前橫越一腔室之一入口水平導管。該腔室連接於一第一垂直出口及一第一水平出口。該擋板可設置在中間，靠近該入口，或靠近該腔室之出口。該擋板可呈一角度或可移動以便或多或少地偏轉觸媒顆粒。該擋板腔室分離器可組配成：使該第二種顆粒之至少一部份與該載體氣體及該第一種顆粒分開；透過該第一垂直出口回收該第二種顆粒；及透過該第一水平出口回收該載體氣體及該第一種顆粒。該分離器亦可包括設置在該第一垂直出口內或靠近該第一垂直出口的用於導入一流體化氣體之一分配器，因此另外地促進該第一種顆粒與該第二種顆粒之分離。
另一方面，在此之實施例有關於一種用於如上所述地依據大小及/或密度分開觸媒或其他顆粒之慣性分離器。該慣性分離器可包括連接於一腔室之一垂直入口，其中該腔室之一或多數垂直側具有可稱為百葉之多數窄槽出口。百葉之數目可依據應用改變且該百葉之角度可調整以便控制離開該百葉出口之蒸氣量。該腔室亦在該腔室之底部連接於一第一垂直出口。該百葉分離器可組配成：使該第二種顆粒之至少一部份與該載體氣體及該第一種顆粒分開；透過該第一垂直出口回收該第二種顆粒；及透過該百葉出口回收該載體氣體及該第一種顆粒。該分離器亦可包括設置在該第一垂直出口內或靠近該第一垂直出口的用於導入一流體化氣體之一分配器，因此另外地促進該第一種顆粒與該第二種顆粒之分離。
上述分離器亦可配合反應器、再生器及觸媒供應系統使用以提高系統效能及彈性。
在一方面，在此揭露之實施例有關於一種用於轉化碳氫化合物之方法。該方法可包括在一再生器中再生包含一第一觸媒及一第二顆粒之一觸媒混合物，其中該第一觸媒具有比該第二顆粒小之一平均粒徑及/或密度，且其中該第二顆粒可為觸媒或非觸媒。該觸媒混合物及碳氫化合物可供應至一上升管反應器以便轉化該等碳氫化合物之至少一部份且回收包含該觸媒混合物及轉化碳氫化合物之一第一流出物。該觸媒混合物亦供應至一第二反應器。將一碳氫化合物原料供應至該第二反應器並使該觸媒混合物流體化可使該碳氫化合物原料與該觸媒混合物接觸以轉化該等碳氫化合物並用於由該第二反應器回收包含該第二顆粒、該第一觸媒及一反應碳氫化合物產物之一頂部產物。該第二顆粒可接著與該頂部產物分開以提供包含該第一觸媒及該反應碳氫化合物產物之一第一流及包含該分離第二顆粒之一第二流，因此使在該第二流中之該分開第二顆粒返回該反應器。
另一方面，在此揭露之實施例有關於一種用於轉化碳氫化合物之方法。該方法可包括：由一觸媒再生器抽出包含一第一觸媒及一第二觸媒之一混合物並供應該混合物及碳氫化合物至一上升管反應器以便轉化該等碳氫化合物之至少一部份且回收包含該觸媒混合物及轉化碳氫化合物之一第一流出物，其中該第一觸媒具有比該第二觸媒小之一平均粒徑及/或密度。該方法亦可包括：由該觸媒再生器抽出包含一第一觸媒及一第二觸媒之混合物並供應該混合物至一觸媒分離系統；藉由一流體化介質使包含該第一觸媒及第二觸媒之混合物流體化；及在該觸媒分離系統中使該第一觸媒與該第二觸媒分開以回收包含該第一觸媒及該流體化介質之一第一流及包含該第二觸媒之一第二流。一碳氫化合物原料及該第一流或該第二流可接著供應至一反應器以使該碳氫化合物之至少一部份反應而產生一轉化碳氫化合物。
另一方面，在此揭露之實施例有關於一種用於轉化碳氫化合物之方法。該方法可包括供應一碳氫化合物原料及包含一第一觸媒及一第二觸媒之一觸媒混合物至一上升管反應器，其中該第一觸媒具有比該第二觸媒小之一平均粒徑及/或密度。接著可分開來自該上升管反應器之一流出物以回收包含該第一觸媒及轉化碳氫化合物原料之一第一流及包含該第二觸媒之一第二流，且該第二流可供應至該上升管反應器。
另一方面，在此揭露之實施例有關於一種用於轉化碳氫化合物之方法。該方法可包括：由一觸媒再生器抽出包含一第一觸媒及一第二觸媒之一混合物並供應該混合物至一觸媒供應/分離系統，其中該第一觸媒具有比該第二觸媒小之一平均粒徑及/或密度。該第一觸媒可在該觸媒供應/分離系統中與該第二觸媒分開以產生包含該第一觸媒之一第一流及包含該第二觸媒之一第二流。接著可供應一碳氫化合物原料及該第一流或該第二流至一上升管反應器以使該碳氫化合物之至少一部份反應而產生一轉化碳氫化合物。
另一方面，在此揭露之實施例有關於一種用於轉化碳氫化合物之系統。該系統可包括：一觸媒再生器；及一第一觸媒供應線，用於由該觸媒再生器抽出包含一第一觸媒及一第二觸媒之一混合物並供應該混合物至一上升管反應器，其中該第一觸媒具有比該第二觸媒小之一平均粒徑及/或密度。該系統亦可包括：一第二觸媒供應線，用於由該觸媒再生器抽出包含一第一觸媒及一第二觸媒之該混合物並供應該混合物至一觸媒分離系統；及一流體化介質供應線，用於使利用一流體化介質透過該第二觸媒供應線抽出之該混合物流體化及在該觸媒分離系統中使該第一觸媒與該第二觸媒分開以便回收包含該第一觸媒及該流體化介質之一第一流及包含該第二觸媒之一第二流。一反應器可用於使一碳氫化合物原料與該第一流或該第二流接觸以使該碳氫化合物之至少一部份反應而產生一轉化碳氫化合物。
另一方面，在此揭露之實施例有關於一種用於轉化碳氫化合物之系統。該系統可包括：一上升管反應器，用於使一碳氫化合物原料與包含一第一觸媒及一第二觸媒之一觸媒混合物接觸，其中該第一觸媒具有比該第二觸媒小之一平均粒徑及/或密度。一觸媒分離系統用於分開一上升管反應器流出物以便回收包含該第一觸媒及轉化碳氫化合物原料之一第一流及包含該第二觸媒之一第二流。一流動線供應該第二流至該上升管反應器。
另一方面，在此揭露之實施例有關於一種用於轉化碳氫化合物之系統。該系統可包括：一觸媒抽出線，用於由一觸媒再生器抽出包含一第一觸媒及一第二觸媒之一混合物並供應該混合物至一觸媒供應/分離系統，其中該第一觸媒具有比該第二觸媒小之一平均粒徑及/或密度。該觸媒供應/分離系統使該第一觸媒與該第二觸媒在該觸媒供應/分離系統中分開以產生包含該第一觸媒之一第一流及包含該第二觸媒之一第二流。一上升管反應器使一碳氫化合物原料與該第一流或該第二流接觸以使該碳氫化合物之至少一部份反應而產生一轉化碳氫化合物。
在此揭露之裝置及方法使用與在上述專利(如US6149875及US7381322)明顯不同之技術來分開微粒混合物。本揭示之目的亦不同；習知技術揭示聚焦在藉由導入一吸收劑由該觸媒移除污染物。但是，本發明之目的在於藉由使一選擇觸媒在一反應器中濃縮，例如使ZSM-5/11在該第二反應器中濃縮來增加轉化、選擇性及熱平衡。
簡言之，大部分最新技術包括雙上升管/反應器構態或兩階段流體化媒裂方法/裝置。用以處理輕進料(石油腦/C4流)之第二/並聯反應器係順流氣動流動上升管型或密集床反應器。所屬技術領域中習知的是ZSM-5係用於將石油腦/C4流轉化成丙烯及乙烯之較佳觸媒/添加劑。但是，在使用二反應器之方法中，該第二反應器亦收納具有小比例ZSM-5添加劑之Y沸石觸媒。在其他方法架構中，使用FCC型反應器-再生器觀念來使來自石油腦/C4流之輕烯烴最大化。由於焦碳產生不足，該等架構產生熱平衡問題。在此揭露之方法及系統考慮在一混合物中分開如ZSM-5或ZSM-11添加劑與Y沸石及ZSM-5/ZSM-11，以便在處理輕進料之第二反應器中具有最佳濃度之ZSM-5或11。此外，整合該另外/第二反應器與一習知FCC單元實質上有助於克服習知技術之這些缺點(特別是產品選擇性及熱平衡)且實質地增加總轉化及輕烯烴產率並增加處理較重原料之能力。
其他特性及優點可由以下說明及附加申請專利範圍了解。
在此使用之用語「觸媒」及「顆粒」等用語可互換地使用。如上所概述及如以下進一步所述，在此之實施例依據大小及/或密度分開混合微粒材料而在一反應器系統中達成一有利效果。用以促進觸媒或熱反應之顆粒或微粒可包括例如觸媒、吸收劑及/或沒有觸媒活性之熱傳送材料。
在一方面，在此之實施例有關於一流體化媒裂裝置及方法，用於使如真空製氣油及/或重油殘留物之一重碳氫化合物進料成為非常高產率之如丙烯及乙烯之輕烯烴、芳香烴及具有高辛烷值之汽油或中間蒸餾物的轉化最大化，同時使較重底部產物之產率最小化。為達成這目標，可為一混合流動反應器(包括相對於蒸氣流動之顆粒的順流及逆流流動)或一觸媒濃縮反應器之一第二反應器可與如一上升管反應器之一習知流體化媒裂反應器整合。一重碳氫化合物進料在一氣動流動順流型反應器之該上升管反應器中被媒裂成石油腦、中間蒸餾物及輕烯烴。為增加輕烯烴(乙烯及丙烯)之產率及選擇性，可在該第二反應器(該混合流動反應器或該觸媒濃縮反應器)中回收及處理來自該上升管反應器之裂解碳氫化合物產物，如C4 及石油腦範圍碳氫化合物(烯烴及石蠟)。替代地或另外地，可在該第二反應器中處理如C4 、石油腦或來自如一蒸汽裂解器、複分解反應器或遲延結焦單元之其他處理的其他碳氫化合物餾分的外供應流，及如直餾石油腦或來自遲延結焦、減黏裂煉或天然氣凝結物及其他碳氫化合物原料之石油腦範圍流，以便產生如乙烯及丙烯之輕烯烴。依據在此揭露之實施例整合該第二反應器與一習知FCC上升管反應器可克服習知方法之缺點，可實質地增加總轉化及/或輕烯烴產率及/或可增加處理較重原料之能力。
藉由以下方式可有助於依據在此揭露之實施例整合該第二反應器與一習知FCC上升管反應器：(a)使用一共用觸媒再生容器；(b)使用兩種觸媒，一種對於裂解較重碳氫化合物具有選擇性且另一種對於裂解C4 及石油腦範圍碳氫化合物具有選擇性以便產生輕烯烴；及(c)在使該等兩種觸媒部份地分開之一流動區中使用一混合流動反應器或一觸媒濃縮反應器，因此有利於使該等C4 或石油腦進料接觸對於使其裂解並產生輕烯烴具有選擇性之觸媒。
為強化該第二反應器之操作窗及提供更大處理彈性，該第二反應器可在一流動區中操作以夾帶對於裂解較重碳氫化合物具有選擇性之觸媒，且夾帶對於裂解C4 及石油腦範圍碳氫化合物具有選擇性之觸媒的一部份。該等裂解碳氫化合物產物及該等夾帶觸媒接著被供應至一分離器以使對於裂解C4 及石油腦範圍碳氫化合物具有選擇性之觸媒與該等裂解碳氫化合物產物及對於裂解較重碳氫化合物具有選擇性之觸媒分開。這固體分離容器係相對該反應器之一外容器且以促進該等兩種觸媒依據其如粒徑及/或/或密度之物理性質分開的流體動力性質操作。對於裂解C4 及石油腦範圍碳氫化合物具有選擇性之該分開觸媒可接著返回該反應器以便繼續反應且在該反應器內提供一更高濃度之對於裂解C4 及石油腦範圍碳氫化合物具有選擇性的觸媒，因此增加總處理之選擇性同時亦由於強化之操作窗而增加總處理彈性。
如上所述，該裂解系統可使用兩種觸媒，各觸媒有利於一不同種類之碳氫化合物進料。該第一裂解觸媒可為一Y型沸石觸媒、一FCC觸媒或可用於裂解較重碳氫化合物原料之其他類似觸媒。該第二裂解觸媒可為一ZSM-5或ZSM-11型觸媒或可用於裂解C4 或石油腦範圍碳氫化合物且對於產生輕烯烴具有選擇性之類似觸媒。為促進在此揭露之雙反應器架構，該第一裂解觸媒可具有一第一平均粒徑及密度，且可比該第二裂解觸媒之平均粒徑及密度小及/或輕，使得該等觸媒可依據密度及/或大小(例如，依據該等觸媒顆粒之終端速度或其他特性)來分開。
在該觸媒再生容器中，再生由該上升管反應器及該第二反應器回收之廢觸媒。再生後，該混合觸媒之一第一部份可由該再生容器供應至一上升管反應器(順流流動反應器)。該混合觸媒之一第二部份可由該再生容器供應至該第二反應器。
在該順流流動反應器中，一第一碳氫化合物進料與該再生觸媒之一第一部份接觸以便裂解該等碳氫化合物之至少一部份而形成較輕碳氫化合物。接著可由該順流流動反應器回收一流出物，該流出物包含一第一裂解碳氫化合物產物及一廢混合觸媒餾分。
在某些實施例中，該第二反應器係在足以夾帶由該第二反應器頂部出口回收作為一流出物之該第一裂解觸媒、該第二裂解觸媒及該等碳氫化合物產物的一流體化區中操作。接著將該流出物供應至一分離器以使該等裂解碳氫化合物及該第一裂解觸媒與該第二裂解觸媒分開。
接著可使由該分離器回收之蒸氣/第一裂解觸媒流向前推進以便分開。由該分離器回收之第二裂解觸媒可如上所述地循環返回該第二反應器以便繼續反應。
該第一流出物(來自該上升管反應器之裂解碳氫化合物及廢混合觸媒)及該第二流出物(來自該第二反應器之裂解碳氫化合物及分開之第一裂解觸媒)可都供應至一分離容器以使該廢混合觸媒餾分及該分開之第一裂解觸媒與該等第一與第二裂解碳氫化合物產物分開。接著分開包括輕烯烴、C4 碳氫化合物、石油腦範圍碳氫化合物及較重碳氫化合物之該等裂解碳氫化合物產物以便回收所需產物或產物餾分。
因此，在此揭露之方法整合一第二混合流動或觸媒濃縮反應器、外部固體分離器及一上升管反應器與共用產物分離及觸媒再生，其中在該第二反應器中使用之觸媒對於裂解C4及石油腦範圍碳氫化合物以產生輕烯烴具有高度選擇性。該共用觸媒再生提供熱平衡，且該共用產物分離(分離容器等)提供簡化操作及減少部件數及其他優點。
以下請參閱圖1，顯示依據在此揭露之多數實施例之用於裂解碳氫化合物及產生輕烯烴的系統的簡化方法流程圖。該系統包括用於使來自石油殘留物原料或其他碳氫化合物流之丙烯及乙烯的產率最大化的一雙反應器構態。該第一反應器3可為例如用於裂解較重碳氫化合物進料之一上升管反應器。該第二反應器32係可具有擋扳或內部零件之一流體化床反應器。來自該第一反應器3之C4 烯烴及/或輕石油腦產物或來自外來源之類似進料流可在該第二反應器32中處理以提高包括丙烯及乙烯之輕烯烴、芳香烴/高辛烷汽油的產率。
一重石油殘留物進料透過設置成靠近第一反應器3底部之一或多數進料注射器2注入。該重石油進料接觸透過一J型彎管1導入之熱再生觸媒。供應至該第一反應器3之觸媒係一觸媒混合物，該觸媒混合物包括如一以Y沸石為基礎之觸媒之對於裂解較重碳氫化合物具有選擇性的一第一觸媒，及如ZSM-5或ZSM-11之對於裂解C4 及石油腦範圍碳氫化合物以產生輕烯烴具有選擇性的一第二觸媒，且該觸媒混合物亦可與其他觸媒組合使用。該等第一與第二觸媒之粒徑及密度中之一或兩者可不同。如以Y沸石為基礎之第一觸媒可具有在20至200微米之範圍內的一粒徑及在0.60至1.0g/ml之範圍內的一視體密度。如ZSM-5或ZSM-11之一第二觸媒可具有在20至350微米之範圍內的一粒徑及在0.7至1.2g/ml之範圍內的一視體密度。
蒸發該進料及/或提高該進料之溫度至如在500℃至大約700℃之範圍內之所需反應器溫度，及吸熱(反應熱)所需的熱可由來自該再生器17之熱再生觸媒提供。在第一反應器3中之壓力通常在大約1巴至大約5巴之範圍內。
在該裂解反應之主要部分完成後，產物、未轉化進料蒸氣及廢觸媒之混合物流入收容在旋風分離器密封容器8中之一兩階段旋風分離器系統。該兩階段旋風分離器系統包括用於分開廢觸媒與蒸氣之一第一旋風分離器4。該廢觸媒透過第一旋風分離器料腿5排入汽提器9。透過流動線36a及一單一階段旋風分離器36c導入的來自該第一旋風分離器4之該分開蒸氣及來自第二反應器32的產物蒸氣所夾帶的細觸媒顆粒在第二階段旋風分離器6中分開。所收集之觸媒混合物透過料腿7排入汽提器9。來自第二階段旋風分離器6之蒸氣透過可連接於充氣部11之一第二旋風分離器出口12b排出，且接著傳送至用於回收包括所需烯烴之產物的一主分餾器/煤氣產生裝置(未圖示)。如果需要，該等產物蒸氣係藉由透過分配線12a導入輕循環油(LCO)或蒸汽作為一驟冷介質來冷卻。
透過料腿5、7回收之廢觸媒在汽提器9中進行汽提以便藉由逆流地接觸透過一蒸汽分配器10導入汽提器9之底部的蒸汽來移除間隙蒸氣(被捕捉在觸媒顆粒間之碳氫化合物蒸氣)。接著透過該廢觸媒豎管13a及推升線15將該廢觸媒傳送至再生器17。使用設置在廢觸媒豎管13a上之廢觸媒滑閥13b來控制由汽提器9至再生器17之觸媒流動。燃燒空氣或氮之一小部份可透過一分配器14導入以便順利地傳送廢觸媒。
透過在該密集再生器床24之中心中的廢觸媒分配器16排出焦化或廢觸媒。藉由設置在再生器床24底部之一空氣分配器18導入燃燒空氣。接著在再生器17中透過與燃燒空氣之反應燒掉沈積在該觸媒上之焦碳。再生器17，例如，可在大約640℃至大約750℃之範圍內的一溫度及大約1巴至大約5巴之一壓力下操作。與廢氣一起被夾帶之觸媒微粒被收集在第一階段氣旋分離器19及第二階段氣旋分離器21中且透過各料腿20、22排入該再生器觸媒床。透過再生器充氣部23導引由第二階段氣旋分離器21之出口回收之廢氣至廢氣線50以便進行下游廢熱回收及/或能源回收。
透過與J型彎管1流體地連通之再生觸媒豎管27抽出該再生觸媒混合物之一第一部份。由再生器17至反應器3之觸媒流動可藉由設置在再生觸媒豎管27上之一滑閥28來調節。調整滑閥28之開度來控制該觸媒流動以維持在反應器3中之一所需頂部溫度。
除了推升蒸汽以外，亦可透過設置在該Y段之一氣體分配器1a將如C4 烯烴及石油腦或類似外部流之進料流注入J型彎管1作為一推升介質，以便由J型彎管1順利地傳送再生觸媒至反應器3。J型彎管1亦可作為一密集床反應器，用於在有利於該等反應之條件下，例如一0.5至50h-1 之WHSV、一640℃至750℃之溫度及3至10秒之停留時間，將C4 烯烴及石油腦流裂解成輕烯烴。
透過一豎管30將該再生觸媒混合物之一第二部份抽入一第二反應器32。可使用一滑閥31來依據一蒸氣出口溫度設定點控制由再生器17至第二反應器32之觸媒流動。呈液相或蒸氣相地透過一或多數進料分配器34(34a、34b)將C4 烯烴及石油腦流注入該觸媒床之底部段。第二反應器32以一混合流動方式操作，其中該再生觸媒之一部份向下(由該反應器床之頂部至底部)流動且該再生觸媒混合物之一部份及該進料碳氫化合物向上(由該反應器床之底部至頂部)流動。
第二反應器32可具有協助觸媒與進料分子緊密接觸及混合的多數擋板或結構內部零件(未圖示)。這些內部零件亦可協助使溝流、氣泡成長及/或聚結減至最少。第二反應器32亦可在沿長度之不同區段擴大以便在該等區段內維持一固定或所需表面氣體速度。
在反應完成後，使用蒸汽作為透過分配器35導入之一汽提介質流，在第二反應器32之最底部份汽提該觸媒以分離夾帶之碳氫化合物進料/產品。接著可透過豎管37及上升線40通過一廢觸媒分配器41將在反應器32之底部回收的廢觸媒傳送至再生器17。可透過分配器39導入燃燒空氣或氮以便順利地傳送觸媒至再生器17。可使用滑閥38來控制由第二反應器32至再生器17之觸媒流動。接著在以一完全燃燒模式操作之共用再生器17中再生來自二反應器3、32之廢觸媒。
如上所述，第二反應器32使用粒徑及密度中之一或兩者可不同的二不同觸媒，例如一較輕及較小Y型沸石或FCC觸媒及一較大及/或較密ZSM-5/ZSM-11之形狀選擇pentacil小孔沸石。維持在第二反應器32中之表面氣體速度使得該較輕、較小觸媒(例如，Y型沸石/FCC觸媒)之實質全部或一大部份及該較重、較大觸媒(例如，ZSM-5/ZSM-11)之一部份與透過流動線45回收之裂解碳氫化合物及蒸汽一起被帶出該反應器。該較大及/或較密觸媒之一部份可留在該反應器32內，如上所述地朝向該反應器之下部份形成一密集床。
透過流動線45回收之來自反應器32的流出物可因此包括裂解碳氫化合物產物、未反應碳氫化合物原料、蒸汽(汽提介質)及一觸媒混合物，該觸媒混合物包括導入該反應器的較輕及/或較小觸媒之實質全部及該較大及/或較密觸媒之一部份。接著可透過流動線45將該流出物運送至一固體分離器47。分離器47可為組配成使該等兩種觸媒依據其物理性質，即粒徑及密度分開之一分離器。例如，分離器47可使用慣性力或離心力之差來使FCC觸媒與該ZSM-5分開。該固體分離容器47係相對該第二反應器32之一外容器且以促進該等兩種觸媒依據其物理性質分開之流體動力性質來操作。
在分離器47中分開後，該較小及/或較輕觸媒(Y型沸石/FCC觸媒)接著透過出口線36a由分離器47運送至收容該上升管反應器旋風分離器及/或反應終止系統之該共用分離器或密封容器8。該較大及/或較密觸媒(ZSM-5/ZSM-11)可透過流動線49返回該混合流動反應器32以便與透過分配器34導入之碳氫化合物進料繼續反應。
夾帶該較輕/較小觸媒之實質全部及該較大及較密觸媒之一部份，接著分開且使該較大及較密觸媒循環到反應器32可在第二反應器32中明顯地累積該較大及較密觸媒。當這觸媒對於裂解C4 及石油腦範圍碳氫化合物具有較大選擇性時，該較大及較密觸媒之累積可提供一選擇性及產率之優點。此外，在流體化流動區中操作該反應器來夾帶兩種觸媒可如上所述地提供較佳之反應器操作性或操作彈性。
如重真空製氣油或重殘留物進料、輕循環油(LCO)或蒸汽之一碳氫化合物進料可透過一分配器36b注入該出口線36a作為一驟冷介質。該驟冷介質之流量可藉由設定進入該密封容器8之流的溫度來控制。包括透過分配器36b供應之來自第二反應器32的全部蒸氣透過一單一階段旋風分離器36c排入該稀釋狀態之密封容器8。使用一碳氫化合物進料作為一驟冷介質是理想的，因為它可達成冷卻來自第二反應器32之產物及亦提高中間蒸餾物產量的雙重目的。
如一上升管反應器之第一階段反應器3可在快速流體化區(例如，在該底部段以在大約3至大約10m/s之範圍內的一氣體表面速度)及在頂部段之氣動運送區中(例如，以在大約10至大約20m/s之範圍內的一氣體表面速度)操作。
在第二反應器32中之WHSV通常在大約0.5h-1 至大約50h-1 之範圍內；蒸氣及觸媒停留時間可由大約2秒改變至大約20秒。當導入不同進料時，宜在石油腦進料注入下方的一高度注入該C4 進料。但是，進料注入位置可互換。
若有需要，可透過一或多數流動線42、43導入補充觸媒。例如，可透過流動線42將新或補充FCC或Y型沸石觸媒或這兩者之一混合物導入再生器17且可透過流動線43將新或補充ZSM-5/ZSM-11觸媒導入第二反應器32。總系統觸媒存量可藉由例如由再生器床24抽出混合觸媒來維持。在反應器32內之觸媒存量及較佳觸媒之累積可如下所述地透過控制該反應器及分離器47操作來控制。
在某些實施例中，該再生觸媒之一第一部份由再生器17透過抽出線25抽入一再生觸媒(RCSP)漏斗26，且該抽出線25與再生器17及再生觸媒豎管27流體地連通。在該RCSP漏斗26中之觸媒床浮在再生器17床高度。接著透過與J型彎管1流體地連通之再生觸媒豎管27由RCSP漏斗26傳送該再生觸媒至反應器3。由再生器17至反應器3之觸媒流動可藉由設置在再生觸媒豎管27上之一RCSP滑閥28來調節。亦可設置一壓力均等線29。
亦可使用一分離器旁通線60來促使顆粒由反應器32之頂部傳送至容器8，如圖1所示。如以上參照圖1所述，第二反應器32使用粒徑及密度中之一或兩者可不同的二不同觸媒，例如一較輕及/或較小Y型沸石或FCC觸媒及一較大及/或較密ZSM-5/ZSM-11形狀選擇pentacil小孔沸石。可維持在第二反應器32中之表面氣體速度使得該較輕、較小觸媒(例如，Y型沸石/FCC觸媒)之實質全部及該較大及/或較密觸媒(例如，ZSM-5/ZSM-11)之一部份與透過流動線45回收之裂解碳氫化合物及蒸汽一起被帶出該反應器。
透過流動線45回收之來自反應器32的流出物可因此包括裂解碳氫化合物產物、未反應碳氫化合物原料、蒸汽(汽提介質)及一觸媒混合物，該觸媒混合物包括導入該反應器的較輕、較小觸媒之實質全部及該較大及/或較密觸媒之一部份。接著可透過流動線45將該流出物運送至一固體分離器47。分離器47可為組配成使該等兩種觸媒依據其物理性質，即粒徑及密度分開之一分離器。該固體分離容器47係以促進該等兩種觸媒依據其物理性質分開之流體動力性質來操作。
在分離器47中分開後，該較小/較輕觸媒(Y型沸石/FCC觸媒)接著透過出口線36a由分離器47運送至收容該上升管反應器旋風分離器及/或反應終止系統之該共用分離器或密封容器8。該較大及/或較密觸媒(ZSM-5/ZSM-11)可返回該混合流動反應器32以便與透過分配器34導入之碳氫化合物進料繼續反應。
連續地或間歇地，透過流動線45運送的包含兩種觸媒之流出物的一部份可分流至旁通分離器47。該流出物之分流部份可透過可包括一分流器或流動控制閥62之流動線60流動環繞分離器47。接著該流出物可透過流動線64繼續返回分離器8以便分開該等碳氫化合物產物與該等觸媒。流動線64可透過流動線36a與由分離器47回收之該流出物及較小觸媒混合，且可導入驟冷36b之上游或下游。或者，在線60中之該分流流出物可直接供應至分離器/密封容器8。
雖然圖1中顯示具有一分流器閥62，但在此之實施例預期可使用y型流動導管或類似裝置來將包含兩種觸媒顆粒的該流出物之一部份連續地送至分離器8，同時將該流出物之一部份連續地送至分離器47，因此容許該等較大及/或較密觸媒顆粒在反應器32內達成所需累積。如圖1所示，亦可透過線37、滑閥38及傳送線40傳送來自第二反應器之觸媒至該再生器17。使用鼓風機空氣作為載體氣體39來傳送該觸媒至再生器17。該觸媒傳送設施不僅有助於控制在反應器32中之觸媒床高度，而且有助於更頻繁地再生觸媒。
如上所述地使用增加之載流體流動及/或使用一流動分流器可有利地累積對於在該第二反應器，即反應器32中裂解石油腦範圍碳氫化合物具有選擇性之觸媒。在某些實施例中，已發現的是反應器32可以提供再生觸媒及在反應器32之觸媒床內維持足夠活性之方式操作，使得該觸媒傳送線(流動線37、40)及相關聯設備可由該流程圖(如圖6所示)省略且不會損及該反應器之選擇性及生產量並且另外具有減少機械複雜性及減少資金與操作成本之優點。
以下請參閱圖6，顯示依據在此揭露之多數實施例之用於裂解碳氫化合物及產生輕烯烴的系統的簡化方法流程圖，其中類似符號表示類似部件。類似於上述圖1所示之方法流程圖，圖6所示之系統具有一雙反應器架構且在該第二反應器32中導入兩種顆粒(例如一較輕及/或較小Y型或FCC觸媒及一較大及/或較密ZSM-5或ZSM-11觸媒)。該較大及/或較密觸媒添加劑(例如，ZSM-5或ZSM-11)可透過流動線43直接加入該第二反應器32。該再生觸媒混合物由再生器17傳送通過管30至該反應器容器32。
在該第二反應器容器32中之觸媒床可預期在渦流床、氣泡床或快速流體化區中操作。如圖所示，如來自一第一反應器或上升管反應器3之該輕石油腦產物的一輕石油腦進料34a可供應至該第二反應器32中且在該混合觸媒存在下轉化成輕烯烴。在該容器32中之該推升氣體及產物氣體推升包括兩觸媒之該等固體通過該管45到達固體分離容器47，接著返回該再生器17。由於該等二觸媒顆粒之大小及/或密度的差，大部份ZSM-5或ZSM-11觸媒顆粒會在該固體分離容器47中與Y型或FCC觸媒分開且透過返回線49傳送回到該反應器32。大部份Y型或FCC觸媒顆粒會傳送回到汽提器8以便進行氣體固體分離。
相較於上述其他實施例，一主要差異在於缺少由該第二反應器容器32底部返回該再生器容器17之一觸媒返回線及相關控制閥與設備。如以上簡單說明地，該處理組態仍可提供有效觸媒再生以及在反應器32內累積及濃縮該所需較大及/或較密ZSM-5或ZSM-11觸媒。可預期的是即使移除該返回線37時，亦可以一較佳效能在該第二反應器容器32中產生一較高濃度之較大及/或較密觸媒。移除返回線37之這設計亦降低機械複雜性且減少資金及操作成本。
沒有一返回線37之實施例(圖6)亦包括蒸汽作為一推升氣體。由於在該反應器32之底部沒有觸媒出口，該觸媒會填滿該反應器32且在某些實施例中看不到觸媒床高度。在該容器32中之該推升氣體及產物氣體會推升包括兩觸媒之該等固體通過該該管45到達固體分離容器47。由於二觸媒顆粒之大小及/或密度的差，大部份ZSM-5或ZSM-11觸媒顆粒會與在該固體分離容器47中之Y型或FCC觸媒分開且透過返回線49傳送回到該反應器32。大部份Y型或FCC觸媒顆粒會傳送回到該汽提器8以便進行氣體固體分離。相較於圖1，沒有返回線37之這設計可產生更高濃度之較大及/或較密觸媒，因此在該反應器32中產生一更佳反應效能。雖然未顯示，但容器32可包括容許該容器去除觸媒之存量的一底凸緣或出口。如有需要，亦可使用該出口來周期地去除可累積在容器32內之較大及/或較重觸媒顆粒。
如上所述，依據在此之實施例的系統可包括組配成依據如粒徑及/或密度之物理性質分開該等兩種觸媒的一分離器47。分離器47可為一旋風分離器、一篩網分離器、機械篩、一重力室、一離心分離器、一擋板室、一百葉分離器、一直列或氣動分類器、或可用於依據大小及/或流體動力性質有效地分開顆粒之其他種類的分離器。
在此之實施例中可使用的分離器或分類器的例子顯示在圖2至5中。在某些實施例中，分離器47可為如圖2所示之一U形慣性分離器，以便分開具有不同粒徑及/或顆粒密度之兩種固體顆粒或觸媒。該分離器可以U形之形式構成，且具有在頂部之一入口70、在該U之另一端的一氣體出口84及在U形分離器之基底的一主固體出口80。
一具有不同大小之固體顆粒或觸媒的混合物72與一載體氣體流一起透過入口70導入且藉由旋轉不超過一次以上施加慣性分離力在該等固體上以便分開不同大小之固體顆粒。較大及/或較密固體顆粒78優先地在區段74/76中向下移動至與U形基底連接之一豎管或料腿80，而較輕或較小固體顆粒則與該氣體流一起被優先地帶至出口82，且在此可回收小顆粒及氣體之混合物84。在U形分離器之基底的固體出口80(用於使該等較大及/或較密觸媒顆粒流回該第二反應器32之豎管或料腿的入口)應大到足以提供正常固體/觸媒流動。
藉由控制進入該向下豎管及離開該主氣體流出口之氣體流量，可控制該U形慣性分離器之總分離效率及分開較大及/或較密顆粒與較小及/或較稀疏顆粒之選擇性。這可擴展至一完全密封料腿，其中離開該料腿之唯一氣體流係被該離開固體/觸媒流動夾帶之氣體流。由於該U形慣性分離器具有控制分離效率之能力，可能累積在上述系統中之中間大小顆粒可被由分離器47回收之碳氫化合物產物周期地或連續地夾帶以便在容器8中分離及在再生器24中再生。
在某些實施例中，靠近出口段80之一頂部，例如靠近該豎管入口之一頂部可設置一氣體噴口75或額外蒸汽/惰性氣體。由於該額外氣體會優先地推升較輕固體顆粒至氣體出口84，在該分離器內提供之另外推升氣體可進一步促使較大及/或較密固體顆粒與較稀疏及/或較小固體顆粒分開，因此產生更佳之固體分類。
調整在該入口70、出口82及整個U形分離器(包括區域74、76)的U形分離器橫截面積可控制在該裝置內之表面氣體速度以控制該分離效率及選擇性。在某些實施例中，可調整一或多數分離器壁之位置，或可在該分離器之一或多數區段內設置一可移動擋板，這可用於控制該分離效率及選擇性。在某些實施例中，該系統可包括在出口82下游之一粒徑分析器，因此可即時調整通過該U形分離器之流動組態以達成所需分離。
使用串聯連接之U形慣性分離器或多數U形慣性分離器與旋風分離器之一組合可提供容許同時達成較大及/或較密顆粒對較小及/或較稀疏顆粒之目標總分離效率及目標選擇性。
該第二反應器32亦可具有多數擋板或如US專利7,179,427中所述之模組柵的結構內部零件。亦可使用提高接觸效率及產物選擇性/產率之其他種類的內部零件。該等內部零件可促進橫越該反應器之觸媒分配且增加進料蒸氣與觸媒之接觸，因此增加平均反應速率，提高該觸媒之總活性且使操作條件最佳化以增加輕烯烴之產量。
在此揭露之實施例使用Y形沸石或習知FCC觸媒，因此使重碳氫化合物進料之轉化最大化。該Y形沸石或FCC觸媒具有比用於在逆流流動反應器中提高輕烯烴產量之ZSM-5或類似觸媒小及/或輕之粒徑。該ZSM-5或類似觸媒具有比在各混合流動反應器及固體分離器中促進該等觸媒種類分離之Y形沸石或FCC觸媒大的粒徑及/或密度。維持在該第二反應器中之蒸氣的表面氣體速度使得它容許夾帶該Y形沸石或FCC觸媒及該ZSM-5或ZSM-11觸媒之一部份離開該混合流動反應器，且該固體分離器可使用單一顆粒終端速度之差或在最小流體化/最小氣泡速度間之差來使ZSM-5/ZSM-11分開及返回該混合流動反應器。這觀念可省略兩階段FCC系統且因此可有一簡化及有效之方法。在該方法中使用之觸媒可為Y形沸石/FCC觸媒與ZSM-5或其他類似觸媒之一組合，例如在US5043522與US5846402中揭示者。
夾帶來自該混合流動反應器之二觸媒，接著分離並在該混合流動反應器中回收及累積該ZSM-5/ZSM-11觸媒可免除對該第二反應器中之表面氣體速度的任何可能限制。使用一固體分離容器因此在該第二反應器中提供處理彈性，容許該第二反應器在氣泡床、渦流床或快速流體化區中操作，而非將該等操作只限於一氣泡床區。該固體分離容器可為一旋風分離器或其他容器，其中在一共用入口導入固體及氣體，並透過除氣、慣性及離心力，依據大小及/或密度分開該等顆粒，且大部份較小FCC型顆粒藉由該蒸氣出口夾帶，並且該較大及/或較密ZSM-5或ZSM-11型顆粒透過一密相豎管或料腿返回該第二反應器容器32。
除了參照圖2說明之U形顆粒分離器以外，圖3至5顯示供在此之實施例使用的各種其他顆粒分離裝置。請參閱圖3，用於依據大小及/或密度分開觸媒或其他顆粒之一擋板室分離器900可包括如一水平導管之一入口910。在被一擋板914偏轉前，收容在該水平導管中之蒸氣及顆粒接著可進入一腔室912。該腔室912連接於一第一垂直出口916及一第一水平出口918。該擋板914可設置在腔室912中間、靠近該入口910或靠近該腔室之水平出口918。該擋板可呈一角度或可移動使得該擋板可用於使觸媒顆粒或多或少地偏轉，且可組配成用於一特定顆粒之混合物。
在此之方法可使用該擋板室分離器900來分離包含在如一碳氫化合物反應流出物之一載體氣體中的較大及較密顆粒與較小及/或較稀疏顆粒。該擋板室分離器900可組配成：分開一第二種顆粒之至少一部份與該載體氣體及一第一種顆粒，透過該第一垂直出口916回收該第二種顆粒及透過該第一水平出口918回收包括該載體氣體及該第一種顆粒之一混合物。該分離器亦可包括設置在該第一垂直出口內或靠近該第一垂直出口用於導入一流體化氣體之一分配器(未圖示)，以便另外地分開該第一種顆粒與該第二種顆粒。
以下請參閱圖4，顯示供依據在此之實施例使用之一百葉分離器。類似於所示及所述之其他分離器，該百葉分離器1000可用於依據大小及/或密度分開觸媒或其他顆粒。該百葉分離器1000可包括與一腔室1012連接之一垂直入口1010，其中該腔室之一或多數第一垂直側1014具有可稱為百葉之多數窄孔出口1016。百葉之數目可依據如欲分離之所需顆粒混合物的應用改變，且該百葉之角度可調整以便控制通過及離開該等百葉出口之蒸氣量。該腔室1012亦在該腔室之底部與一第一垂直出口1014連接。
在此之方法可使用該百葉分離器1000來分離包含在如一碳氫化合物反應流出物之一載體氣體中的較大及較密顆粒與較小及/或較稀疏顆粒。該百葉分離器1000可組配成：分開該第二種顆粒之至少一部份與該載體氣體及該第一種顆粒，透過該第一垂直出口1014回收該第二種顆粒及透過該等百葉出口1016回收該載體氣體及該第一種顆粒。該分離器亦可包括設置在該第一垂直出口內或靠近該第一垂直出口用於導入一流體化氣體之一分配器(未圖示)，以便另外地分開該第一種顆粒與該第二種顆粒。
以下請參閱圖5，顯示供依據在此之實施例使用之一慣性分離器1100。類似於所示及所述之其他分離器，該慣性分離器1100可用於依據大小及/或密度分開觸媒或其他顆粒。該分離器可包括在頂部且延伸入一腔室1112之一入口1110。在某些實施例中，入口1110在腔室1112內之高度或位置可調整。該分離器亦可包括如一至八個側出口之一或多數側出口1114、1116，及一垂直出口1118。該分離器亦可包括設置在該第一垂直出口1118內或靠近該第一垂直出口1118用於導入一流體化氣體之一分配器(未圖示)。
具有不同大小之固體顆粒或觸媒的一混合物1172與一載體氣體流一起透過入口1110被導入。在該混合物1172中之氣體依據壓力差優先地被導向出口1114、1116，且藉由使該等顆粒及載體氣體由在腔室1112內之延伸入口1110轉動而流向出口1114、1116，在該等固體上施加慣性分離力，且該等慣性力分開該等不同大小/密度之顆粒。較大及/或較重固體顆粒1174在區段1118中優先地向下移動至與該分離器之基底連接的一豎管或料腿(未圖示)，而較輕或較小固體顆粒1176則優先地與該氣體流一起傳送至出口1114、1116，且在此可回收小顆粒及氣體之混合物。
在此所述之各分離器中，藉由控制進入該向下監管/分離腔室及離開該主氣體流出口之氣體流量，可控制該分離器之總分離效率及分開較重及/或較大顆粒與較輕或較小顆粒之選擇性。這可擴展至一完全密封料腿，其中離開該料腿之唯一氣體流係被該離開固體/觸媒流動夾帶之氣體流。
在某些實施例中，靠近該重/密顆粒出口段之一頂部，例如靠近該豎管入口之一頂部可設置一氣體噴口或額外蒸汽/惰性氣體。由於該額外氣體會優先地推升較輕固體顆粒至該等氣體出口，在該分離器內提供之另外推升氣體可進一步促使較重及/或較大固體顆粒與較輕或較小固體顆粒分開，因此產生更佳之固體分類。
在此所述之該等顆粒分離器可設置在一容器外或內。此外，在某些實施例中，該等顆粒分離器之大/密顆粒出口可與一外容器流體地連通，用以選擇地循環或供應該等分開顆粒至該所需反應器，以便維持例如一所需觸媒平衡。
藉由上述方法，在此揭露之實施例明顯地增加在該第二反應器(容器32)中之所需觸媒的濃度，因此增加輕烯烴產率。此外，這方法亦作為用於解耦該ZSM-5與ZSM5-11之抽出及添加與FCC觸媒之抽出及添加的一方法。簡言之，在這揭示中提出之FCC方法在該第二反應器32中產生一所需ZSM-5或ZSM-11觸媒添加劑加濃環境，且這環境可優先地轉化如來自第一反應器之輕石油腦產物，以便增加輕烯烴產率且藉由在該第一反應器或上升管中施加最佳操作條件同時地使中間蒸餾物產率最大量化。
在此揭露之實施例的另一優點是該整合式雙反應器架構克服在該等獨立C4 /石油腦觸媒裂解方法中之熱平衡限制。由於與該觸媒反應器整合，該第二(混合流動)反應器作為一散熱器，因此在處理殘留原料時使觸媒冷卻器之需求最小化。
來自該第二反應器之產物蒸氣被運送至該第一階段反應器/分離容器或反應終止裝置，其中這些蒸氣與來自該第一階段之產物及或如LCO或蒸汽之外驟冷介質混合且被驟冷以使不必要熱裂解反應減至最少。或者，亦可使用該第二反應器/固體分離器之產物出口線來導入另外量之重進料或來自該第一階段反應器(該上升管反應器)之進料的重送部份。這可達成兩個目的：(1)在該固體分離器蒸氣出口線中之觸媒主要是對於裂解這些重進料分子成為中間蒸餾物而言較佳之Y型沸石/習知FCC觸媒，及(2)該裂解反應係有助於減少該輸出產物蒸氣之溫度及停留時間的吸熱反應。
在此揭露之某些實施例中，一現有FCC單元可用一上述第二反應器改裝。例如，一適當大小之反應器可與一現有觸媒產生容器流體地連接以提供觸媒進料及由該混合流動容器返回，且與一現有分離容器流體地連接以分開該等碳氫化合物產物及觸媒。在其他實施例中，一混合流動反應器可加入目的在於以汽油模式、輕烯烴模式或柴油模式操作的一基礎FCC單元。
以上參照圖1與6所述之反應器系統主要關於輕烯烴生產及在一混合觸媒系統中有利地濃縮一觸媒以增加該系統之反應性及選擇性。該反應器系統亦可用於濃縮其中一觸媒是有利的其他混合觸媒系統。
例如，在某些實施例中，該反應系統可用於汽油脫硫，其中觸媒混合物可包括如沸石Y之一較小及/或較稀疏FCC觸媒，及如汽油脫硫添加劑之一較大及/或較密觸媒。該方法係參照圖7說明。
以下請參閱圖7，顯示依據在此揭露之多數實施例之用於裂解及脫硫碳氫化合物的系統的簡化方法流程圖。該系統包括用於由石油原料或其他碳氫化合物流產生如丙烯及乙烯之烯烴的一雙反應器構態。該第一反應器3可為例如用於裂解較重碳氫化合物進料之一上升管反應器。該第二反應器32係可具有擋扳或內部零件之一流體化床反應器。包括來自該第一反應器3之烯烴及/或輕石油腦產物或來自外來源之類似進料流的裂解碳氫化合物產物可在該第二反應器32中處理以提高該產物之品質，例如減少在該第二反應器中處理之碳氫化合物的總含硫量。
一重石油殘留物進料透過設置成靠近第一反應器3之底部的一或多數進料注射器2注入。該重石油進料接觸透過一J型彎管1導入之熱再生觸媒。供應至該第一反應器3之觸媒係一觸媒混合物，該觸媒混合物包括如一以Y沸石為基礎之觸媒之對於裂解較重碳氫化合物具有選擇性的一第一觸媒，及用於使石油腦範圍碳氫化合物脫硫之第二觸媒，且該觸媒混合物可與其他觸媒組合使用。該等第一與第二觸媒之粒徑及密度中之一或兩者可不同。
蒸發該進料及/或提高該進料之溫度至如在500℃至大約700℃之範圍內之所需反應器溫度，及吸熱(反應熱)所需的熱可由來自該再生器17之熱再生觸媒提供。
在該裂解反應之主要部分完成後，產物、未轉化進料蒸氣及廢觸媒之混合物流入收容在旋風分離器密封容器8中之一兩階段旋風分離器系統。該兩階段旋風分離器系統包括用於分開廢觸媒與蒸氣之一第一旋風分離器4。該廢觸媒透過第一旋風分離器料腿5排入汽提器9。透過流動線36a及一單一階段旋風分離器36c導入的來自該第一旋風分離器4之該分開蒸氣及來自第二反應器32的產物蒸氣所夾帶的細觸媒顆粒在第二階段旋風分離器6中分開。所收集之觸媒混合物透過料腿7排入汽提器9。來自第二階段旋風分離器6之蒸氣透過可連接於充氣部11之一第二旋風分離器出口12b排出，且接著傳送至用於回收包括所需烯烴之產物的一分餾器/煤氣產生裝置410。如果需要，該等產物蒸氣係藉由透過分配線12a導入輕循環油(LCO)或蒸汽作為驟冷介質來進一步冷卻。
該分餾器410可為，例如，一FCC設備之一主分餾器，且可產生各種碳氫化合物餾分，包括一含輕烯烴餾分412、一石油腦餾分414、及一重餾分416以及其他各種碳氫化合物餾分。傳送至分餾器/煤氣產生裝置410之產物可包括如可在脫硫時產生之硫化氫的其他輕氣體；當需要在該主分餾器/煤氣產生裝置上游分離該等雜質時，可包括分離器、吸收器或其他單元操作。
透過料腿5、7回收之廢觸媒在汽提器9中進行汽提以便藉由逆流地接觸透過一蒸汽分配器10導入汽提器9之底部的蒸汽來移除間隙蒸氣(被捕捉在觸媒顆粒間之碳氫化合物蒸氣)。接著透過該廢觸媒豎管13a及推升線15將該廢觸媒傳送至再生器17。使用設置在廢觸媒豎管13a上之廢觸媒滑閥13b來控制由汽提器9至再生器17之觸媒流動。燃燒空氣或氮之一小部份可透過一分配器14導入以便順利地傳送廢觸媒。
透過在該密集再生器床24之中心中的廢觸媒分配器16排出焦化或廢觸媒。藉由設置在再生器床24底部之一空氣分配器18導入燃燒空氣。接著在再生器17中透過與燃燒空氣之反應燒掉沈積在該觸媒上之焦碳。與廢氣一起被夾帶之觸媒微粒被收集在第一階段氣旋分離器19及第二階段氣旋分離器21中且透過各料腿20、22排入該再生器觸媒床。由第二階段氣旋分離器21之出口回收之廢氣透過再生器充氣部23導入廢氣線50以便進行下游廢熱回收及/或能源回收。
透過與J型彎管1流體地連通之再生觸媒豎管27抽出該再生觸媒混合物之一第一部份。由再生器17至反應器3之觸媒流動可藉由設置在再生觸媒豎管27上之一滑閥28來調節。調整滑閥28之開度來控制該觸媒流動以便維持在反應器3中之一所需頂部溫度。
除了推升蒸汽以外，亦可透過設置在該Y段之一氣體分配器1a將如C4 烯烴及石油腦或類似外部流之進料流作為一推升介質注入J型彎管1，以便由J型彎管1順利地傳送再生觸媒至反應器3。J型彎管1亦可作為一密集床反應器，用於在有利於該等反應之條件下將C4 烯烴及石油腦流裂解成輕烯烴。
透過一豎管30將該再生觸媒混合物之一第二部份抽入一第二反應器32。可使用一滑閥31來依據一蒸氣出口溫度設定點控制由再生器17至第二反應器32之觸媒流動。呈液相或蒸氣相地透過一或多數進料分配器34(34a、34b)將如石油腦流之一或多數碳氫化合物餾分注入該觸媒床之底部段。在某些實施例中，該石油腦進料可包括來自分餾器410之石油腦414的一部份或全部。第二反應器32以一混合流動方式操作，其中該再生觸媒之一部份向下(由該反應器床之頂部至底部)流動及/或在容器32內循環流動，且該再生觸媒混合物之一部份及該進料碳氫化合物向上(由該反應器床之底部至頂部，該等較小/較稀疏顆粒藉由該流出物碳氫化合物帶出該反應器之頂部)流動。
第二反應器32可具有協助觸媒與進料分子之緊密接觸及混合的多數擋板或結構內部零件(未圖示)。這些內部零件亦可協助使溝流、氣泡成長及/或聚結減至最少。第二反應器32亦可在沿長度之不同區段擴大以便在該等區段內維持一固定或所需表面氣體速度。
在反應完成後，使用蒸汽作為透過分配器35導入之一汽提介質流，在第二反應器32之最底部份汽提該觸媒以分離夾帶之碳氫化合物進料/產品。接著可透過觸媒抽出線418抽出在反應器32之底部回收的廢觸媒。或者，可如以上參照圖1所述地(透過返回線37及上升線40通過一廢觸媒分配器41，其中燃燒空氣或氮可透過分配器39導入以便順利地傳送觸媒至再生器17)將在第二反應器32之底部回收的廢觸媒傳送至再生器17。可使用一閥(未圖示)來控制來自第二反應器32之觸媒流動。
如上所述，第二反應器32使用粒徑及/或密度中之一或兩者可不同的二不同觸媒，例如一較稀疏及/或較小Y型沸石或FCC觸媒及一較大及/或較密脫硫觸媒。維持在第二反應器32中之表面氣體速度使得該較輕、較小觸媒之實質全部或一大部份及該較大及/或較密觸媒之一部份與透過流出物流動線45回收之碳氫化合物產物及蒸汽一起被帶出該反應器。該較大及/或較密觸媒之一部份可留在該反應器32內，如上所述地朝向該反應器之下部份形成一密集床。
透過流動線45回收之來自反應器32的流出物可因此包括脫硫之碳氫化合物產物、未反應碳氫化合物原料、蒸汽(汽提介質)及一觸媒混合物，該觸媒混合物包括導入該反應器32的較輕及/或較小觸媒之實質全部及該較重及/或較大觸媒之一部份。接著可透過流動線45將該流出物運送至一固體分離器47。分離器47可為組配成使該等兩種觸媒依據其物理性質，即粒徑及密度分開之一分離器。例如，分離器47可使用慣性力或離心力之差來分開該較小及/或較輕觸媒與該較大及/或較重觸媒。該固體分離容器47係相對該第二反應器32之一外容器且以促使該等兩種觸媒依據其物理性質分開之流體動力性質來操作。
在分離器47中分開後，該較小及/或較輕觸媒(Y型沸石/FCC觸媒)接著透過出口線36a由分離器47運送至收容該上升管反應器旋風分離器及/或反應終止系統之該共用分離器或密封容器8。該較大及/或較重脫硫觸媒可透過流動線49返回該混合流動反應器32以便與透過分配器34a/b導入之碳氫化合物進料繼續反應。
夾帶該較輕/較小觸媒之實質全部及該較重及/或較大觸媒之一部份，接著分開且使該較重及/或較大觸媒循環到反應器32可在第二反應器32中明顯地累積該較大及/或較重脫硫觸媒。當這觸媒對於使石油腦範圍碳氫化合物脫硫具有較大選擇性時，該較大及/或較重觸媒之累積可提供一選擇性及產率之優點。此外，在一流體化流動區中操作該反應器來夾帶兩種觸媒可如上所述地提供較佳之反應器操作性或操作彈性。
如重真空製氣油或重殘留物進料、輕循環油(LCO)或蒸汽之一碳氫化合物進料可透過一分配器36b注入該出口線36a作為一驟冷介質。該驟冷介質之流量可藉由設定進入該密封容器8之流的溫度來控制。包括透過分配器36b供應之來自第二反應器32的全部蒸氣透過一單一階段旋風分離器36c排入該稀釋狀態之密封容器8。使用一碳氫化合物進料作為一驟冷介質是理想的，因為它可達成冷卻來自第二反應器32之產物及亦提高中間蒸餾物產量的雙重目的。
如一上升管反應器之第一階段反應器3可在快速流體化區(例如，在該底部段以在大約3至大約10m/s之範圍內的一氣體表面速度)及在頂部段之氣動運送區中(例如，以在大約10至大約20m/s之範圍內的一氣體表面速度)操作。
在第二反應器32中之WHSV通常在大約0.5h-1 至大約50h-1 之範圍內；蒸氣及觸媒停留時間可由大約2秒改變至大約20秒。若有需要，可透過一或多數流動線42、43導入補充觸媒。例如，可透過流動線42將新或補充FCC或Y型沸石觸媒或這兩者之一混合物導入再生器17且可透過流動線43將新或補充汽油脫硫添加劑導入第二反應器32。總系統觸媒存量可藉由例如由再生器24及/或反應器32抽出混合觸媒來維持。在反應器32內之觸媒存量及較佳觸媒累積可如上所述地控制。此外，在某些實施例中，可如上所述地配合觸媒抽出線25、壓力均等線29及豎管27使用一觸媒漏斗26。
類似地，圖7之反應器系統可用於有利地處理包括重原油或初始原油之重碳氫化合物原料。在該實施例中，該混合觸媒系統可包括，例如，如沸石Y之一較小及/或較稀疏FCC觸媒及一較大及/或較密重油處理添加劑。例如，該重油處理添加劑可為一活性基質觸媒、一金屬捕促添加劑、一粗及/或密Ecat(平衡觸媒)、一基質或黏結劑型觸媒(如高嶺土或沙)或一高基質/沸石比率FCC觸媒等中之一種。該重油處理添加劑可具有對於裂解較重碳氫化合物之最小觸媒活性且可只提供產生熱裂解反應所需之表面積。該重油處理添加劑可透過分配器43a/b導入反應器32，且該系統可如上所述地操作以促進重碳氫化合物原料之處理。
當在重碳氫化合物處理條件下操作時，在第二反應器32中之WHSV通常在大約0.1至100h-1 之範圍內；蒸氣及觸媒停留時間可由1秒改變至400秒。若有需要，可透過一或多數流動線42、43導入補充顆粒；透過流動線42將該FCC或Y型觸媒加入再生器17且透過流動線43將該重油處理添加劑加入第二反應器32是有利的。總系統活性可藉由透過線418由該反應器32及由再生器床24抽出顆粒來維持。在第二反應器32內之固體存量及較佳重油處理添加劑之累積可藉由透過線43添加及透過線418抽出來控制。在第二反應器32中之操作溫度使用透過閥31來自再生器17線30之觸媒來控制且可在400至700℃之範圍內。在某些實施例中，第二反應器32之產物可實質上為用於第一上升管反應器3之進料。此外，在某些實施例中，可如上所述地配合觸媒抽出線25、壓力均等線29及豎管27使用一觸媒漏斗26。
通常，圖1、6與7所示之方法流程圖使用觸媒/顆粒分離技術在一第二容器中處理另外或回收碳氫化合物原料。循環通過該系統之觸媒混合物可包括對於例如裂解、脫硫、脫金屬、脫氮等特定反應具有選擇性之觸媒，其中該混合物之觸媒係如上所述地選擇成具有不同物理性質，使得一所需觸媒可在該第二反應器中濃縮。再生觸媒供應至可以快速流體化、氣泡或渦流床操作(依據應用)來操作之第二反應器/容器。該第二反應器/容器之流出物流入該分離器47，其中該等第一與第二觸媒依據大小及/或密度分開且該第二觸媒濃縮之分離器底部物循環返回該第二反應器/容器。該第二反應器/容器具有選擇觸媒抽出，該等選擇觸媒抽出可依據應用為有利且可依據應用為不同碳氫化合物進料。濃縮該第二觸媒可提高總反應系統之操作性、彈性及選擇性。
以上參照圖2所述之分離器47可用於提高混合碳氫化合物處理系統之產率及彈性，其中該分離器47可設置在該系統內之其他有利位置。該等方法及系統係在以下參照圖8至11進一步說明，其中類似符號表示類似部件。
以下請參閱圖8A，顯示依據在此揭露之多數實施例之用於轉化碳氫化合物及產生烯烴的系統的簡化方法流程圖，其中類似符號表示類似部件。圖8A之流程圖增加一觸媒保持容器510，該觸媒保持容器510由該FCC再生器透過觸媒抽出線30及閥31供應再生觸媒。該保持容器510可例如藉由透過流動線516導入之如空氣、氮或蒸汽的一流體化介質而流體化。該保持容器流出物45被送至分開觸媒之混合物的分離器47。該較大及/或較重觸媒濃縮之該分離器底部物49循環返回該觸媒保持容器510，其中該較大及/或較密觸媒之濃度會增加。在這實施例中，來自該分離器510之剩餘流514返回該分離容器8。該保持容器之底部512可與一滑閥(未圖示)耦合，且該滑閥可控制觸媒供應至可以一類似於以上參照圖1、6與7所述之方式來操作的第二反應器/容器32。有利地，在容器510中濃縮之觸媒不會因碳氫化合物而飽和且可在該第二反應器/容器32中與觸媒接觸更短之時間。
圖8B顯示類似於圖8A之一系統，但透過流動線514由分離器47回收之觸媒返回該觸媒再生器17，而非向前進至該分離容器8。在流動線514中之觸媒進入的容器可取決於透過流動線516導入之流體化氣體種類及分別透過流動線50與12b接收來自再生器17或容器8之流動的系統容量。當該流體化氣體係例如蒸汽時，在流動線514中之觸媒宜進入容器8；當該流體化氣體係例如空氣或氮時，在流動線514中之觸媒宜進入再生器17。
圖8A與8B顯示透過流動線514回收之較小顆粒進入該再生器17或分離容器8，且透過流動線512回收之較大及/或較重顆粒進入第二反應器32。在此之實施例亦可預期透過該分離器47及流動線514回收之較小及/或較輕顆粒進入第二反應器32，同時使該較大及/或較重顆粒循環至該再生器17或汽提器9。
圖8A與8B更顯示具有供該第二反應器中使用之累積/濃縮大顆粒之一容器510的一系統。當單次分離便足夠時，該密閉容器510可由該系統省略，如圖9A與9B所示，其中類似符號表示類似部件。在這些實施例中，該觸媒混合物透過料腿30由該觸媒再生器17直接供應至分離器47。空氣或其他流體化氣體可透過流動線610供給，並以足夠用於慣性分離之一流量提供。該等較小及/或較輕顆粒可透過流動線612回收且該等較大及/或較重顆粒可透過流動線614回收。圖9A顯示該等較大及/或較重顆粒進入第二反應器32，而圖9B顯示該等較小及/或較輕顆粒進入第二反應器32。
圖9A與9B顯示一顆粒部份返回該再生器17。類似於參照圖8A與8B之上述說明，未供應至反應器32之該等顆粒可返回該再生器17或該分離容器8，且這可取決於該流體化介質及/或下游處理能力。
圖9A與9B所示之流程圖使用該分離器之單次型式而不是加入循環以增加濃度之型式。在這架構中，該再生觸媒被導引至該分離器，其中該分離器之底部物或頂部物可導引至第二反應器。若導引該等底部物，該觸媒可對於該等較大及/或較密顆粒來濃縮。若導引該分離器之頂部物至該第二反應器，該觸媒可濃縮該等較小及/或較稀疏顆粒。這架構亦配置成沒有第二反應器，且該分離器在該再生器與該第一上升管反應器之間，因此濃縮類似於以下圖11之方法所述觸媒的一觸媒。
圖8A/B之實施例使該回收觸媒與第二反應器解耦，因此在該第二反應器中獲得一較高濃度之所需觸媒，但需要另外之資金成本。6A/B之實施例亦使該回收觸媒與第二反應器解耦，因此，例如，相較於圖7之流程圖使所需觸媒濃度適度增加，但是資金成本比圖9A/B之實施例低。
以下請參閱圖10，顯示依據在此揭露之多數實施例之用於處理碳氫化合物的系統的簡化方法流程圖，其中類似符號表示類似部件。這流程圖移除第二反應器且具有由該第一上升管3接收一流出物之分離器47。包含一混合觸媒之該上升管流出物可被導引至該分離器47，其中觸媒之一部份由該分離器底部710循環至該上升管3，藉此增加在該上升管反應器3中之該較大及/或較重觸媒的濃度。該分離器47之頂部712會延伸至該汽提器容器8，其中該等碳氫化合物產物會與剩餘觸媒分開。這構態亦可與沒有分類度之一觸媒混合物一起使用作為使廢觸媒循環至該上升管3之一方法。
該濃縮觸媒餾分710可由豎管27在該再生觸媒進料入口之上游或下游(如圖所示)導入該上升管3，且在某些實施例中可沿該上升管反應器3之長度在一或多數點導入。該入口點可取決於第二碳氫化合物進料、循環觸媒710之溫度、及可用於有利地處理在該上升管反應器3中之碳氫化合物的其他變數。
由分離容器8/汽提器9回收之碳氫化合物產物可如上所述地前進至一分餾器/煤氣產生裝置720，用於分開及回收一或多數碳氫化合物餾分722、724、726、728、730。在實施例中來自該分餾器/煤氣產生裝置之一或多數回收碳氫化合物餾分可循環至上升管反應器3或第二反應器32以便進一步處理。
顯示依據在此揭露之多數實施例之用於處理碳氫化合物的系統的簡化方法流程圖，其中類似符號表示類似部件。在這流程圖中，一再生器觸媒漏斗26與上升管反應器3流體地連接。包含一較小及/或較稀疏觸媒及一較大及/或較密觸媒之再生混合觸媒由該再生器17流至該再生器觸媒漏斗26。該漏斗26用由分配器810提供之蒸汽及/或空氣流體化。該漏斗之頂部流出物816流入該分離器47。在如前所述之一分離裝置的該分離器47中，該等觸媒被分開，且在該較大及/或較密觸媒被濃縮之該等底部814可例如當被空氣流體化時被送回該再生器觸媒漏斗26，或例如當被蒸汽流體化時被送回分離容器8。這會增加在該再生器觸媒漏斗26中之較大及/或較密觸媒的濃度。該分離器47之頂部812可延伸至該再生器或該汽提器容器。該再生器觸媒漏斗之底部物27可藉由滑閥28抽出，且該滑閥28控制該較大及/或較密觸媒被濃縮之至該上升管3的觸媒流動。依此方式，該上升管3用比在該系統中之存量高之有效觸媒濃度操作，因此依據該觸媒之性質產生優先產物。
在以上參照圖11所述之再生器觸媒漏斗中的觸媒濃縮可間歇地實施。該系統可使該觸媒混合物循環通過該上升管、汽提器及再生器，且在該漏斗26中未充分流體化來夾帶觸媒至該分離器47。當所需產物混合物、該等碳氫化合物進料或對在該觸媒混合物中以一較高濃度之一特定觸媒操作有利的其他因素改變時，在該再生器漏斗26中之觸媒可流體化且使用分離器47分開。當該等因素再改變時，可中止該觸媒漏斗之流體化。依此方式，可提高該系統關於產物及進料之彈性。
雖然圖10與11顯示為具有單一上升管，但可使用該固體分離裝置來提高一多上升管系統之效能。例如，一雙上升管系統可由於在可處理與一第二上升管不同之進料的一上升管中濃縮一觸媒而獲益。
在此之實施例可使用各種觸媒或顆粒來實施所需反應，其中可使用一共用再生器來再生觸媒之混合物，且一分離器有利地設置成藉由包含在混合觸媒中之一特定觸媒使一或多數反應器濃化。在此之實施例可用於改善單元操作，且提高該等反應系統之選擇性及彈性，例如用於包括輕烯烴生產、汽油脫硫及重油處理之多種應用。
輕烯烴生產可如上所述地包括送入該上升管之各種輕、中及重碳氫化合物進料。送入該第二反應器32之進料可包括石油腦，例如直餾石油腦或回收觸媒石油腦及其他進料。用於輕烯烴生產之觸媒混合物可包括如FCC觸媒(例如，沸石Y)之一較小及/或較稀疏觸媒及如ZSM-5或ZSM-11之一較重及/或較密觸媒，及其他組合。其他裂解觸媒亦可使用揭露在美國專利第7,375,257、7,314,963、7,268,265、7,087,155、6,358,486、6,930,219、6,809,055、5,972,205、5,702,589、5,637,207、5,534,135及5,314,610號等中之用於裂解碳氫化合物的各種觸媒。
關於汽油脫硫之實施例可如上所述地包括送入該上升管之各種輕、中及重碳氫化合物進料。送入該第二反應器32之進料亦可包括石油腦，例如直餾石油腦或回收觸媒石油腦及其他進料。用於輕烯烴生產之觸媒混合物可包括如FCC觸媒(例如，沸石Y)之一較小及/或較稀疏觸媒及具有脫硫功能性之一較重及/或較密觸媒，如具有各種金屬促進作用之MgO/Al2 O3 。亦可如在美國專利第5,482,617、6,482,315、6,852,214、7,347,929號等中揭露地使用其他脫硫觸媒。在某些實施例中，該觸媒混合物可包括具有脫硫活性之一裂解觸媒組成物，如在US5376608中揭露者等。
關於重油處理之實施例可如上所述地包括送入該上升管之各種輕、中及重碳氫化合物進料。送入該第二反應器32之進料可包括具有在大約340℃以上之多數沸點或一沸點範圍的多數碳氫化合物或多數碳氫化合物混合物。可與在此揭露之方法一起使用之碳氫化合物原料包括各種煉油及其他碳氫化合物蒸汽流，例如石油大氣或真空殘留物、脫瀝青油、脫瀝青器瀝青、氫裂解大氣塔或真空塔底部物、直餾真空製氣油、氫裂解真空製氣油、流體化媒裂(FCC)漿油、來自一沸騰床氫裂解程序之真空製氣油、頁岩衍生油、煤衍生油、瀝青砂瀝青、松油、生物衍生原油、黑油、及其他類似碳氫化合物流或其組合，且各可為直餾、處理衍生、氫裂解、部份脫硫及/或部份去金屬流。在某些實施例中，殘留碳氫化合物餾分可包括具有至少480℃、至少524℃或至少565℃之一正常沸點的碳氫化合物。用於重碳氫化合物處理之觸媒混合物可包括如一FCC觸媒(例如，沸石Y)之一較小及/或較稀疏觸媒及如活性基質觸媒、一金屬捕捉觸媒、一粗/密Ecat(平衡觸媒)、一基質或黏結劑型觸媒(如高嶺土或沙)或一高基質/沸石FCC觸媒之一較大及/或較密觸媒。亦可使用其他裂解觸媒，例如，在US5160601、US5071806、US5001097、US4624773、US4536281、US4431749、US656347、US6916757、US6943132及US7591939等中揭露之一或多數觸媒。
在此之系統亦可用於預處理一重原油或初始原油，如由瀝青砂回收之一原油或瀝青。例如，如圖1或9中之反應器32等可用於在下游操作中進一步處理該經處理重原油前預處理該瀝青，該等下游操作可包括在一下游分離系統中分離及回收一或多數餾分以便在反應器3中進一步轉化。藉由在一顆粒或觸媒混合物內之一較佳顆粒預處理該重原油可有利地整合重原油處理，否則該重原油處理會不利於觸媒及總系統效能。
在此之實施例說明該觸媒混合物藉由該分離器及在一反應器中之混合物內有效地優先濃縮一觸媒來分離。如圖中所示，在該反應器中濃縮之觸媒係顯示為由靠近該反應器或容器之頂部的分離器返回。在此之實施例亦可想到使該觸媒由該分離器返回該反應器之一中間或下部份，且其中該觸媒之返回可取決於被處理之碳氫化合物進料，在該混合物中之觸媒種類及在該反應器容器內之所需觸媒梯度。在此之實施例亦可想到使該觸媒返回在該反應器內之多數位置。雖然提供提高在一既定反應器中濃縮一混合物內之一特定觸媒或顆粒的能力，但在此之實施例亦可用於單一觸媒系統；在此所述之該等顆粒分離器及系統可增加觸媒/油比率，且這可提高觸媒接觸時間。
如上述實施例所述，一第二反應器與一FCC上升管反應器及分離系統整合。這反應器與其他容器流體地連通，因此可進行選擇裂解處理及整合碳氫化合物產物驟冷、分離及觸媒再生。該整體反應器系統提供在此揭露之方法實施例之一或多數上述優點及特徵且可提供用於媒裂碳氫化合物以產生輕烯烴之一改良或最佳方法。
在此之實施例可使用兩種觸媒顆粒，如較小粒徑及/或較小密度之Y沸石/FCC觸媒及大小及/或密度比前者大之ZSM-5顆粒。可使用具有選擇循環之一分離器來優先地分離該Y沸石與ZSM-5觸媒。使用該觸媒系統可夾帶較輕及較小顆粒，藉此將ZSM-5型顆粒保持在另外之新反應器床內。該等反應物在ZSM-5型觸媒存在下進行選擇媒裂，這對於使來自C4 及石油腦進料流之輕烯烴的產率最大化是較佳的。該分離器係可促進兩種觸媒由於其粒徑及/或密度差而分開的一裝置。具有選擇循環之分離器的例子可為一旋風分離器、一篩網分離器、機械篩、一重力室、一離心分離器、一直列或氣動分類器、或可用於依據大小及/或流體動力性質有效地分開顆粒之其他種類的分離器。該分離器連接於該第二反應器之頂部且與第二反應器以及再生器及第一反應器/汽提器流體地連通。
該反應器可具有多數擋板或模組柵內部零件。這使觸媒與碳氫化合物進料分子緊密接觸，協助氣泡破裂及避免因聚結產生之氣泡成長、溝流或觸媒或進料之旁通。
以往，用於維持觸媒活性之新觸媒補充係使用工廠空氣導入再生床。相反地，有人提議使用蒸汽或氮作為運送介質將所需高濃度觸媒/添加劑直接注入該第二反應器。這有助於產生濃度之遞增及有利選擇性。
在此所述之反應器構態提供足夠彈性及操作窗來調整操作條件，例如每時之重量空間速度(WHSV)、觸媒及碳氫化合物蒸氣停留時間、反應溫度、觸媒/油比率等。舉例而言，在某些實施例中，該第二反應器頂部/床溫度係藉由調整來自再生器之觸媒流動來控制，且該觸媒流動間接地控制該觸媒/油比率。而反應器床高度可藉由控制由反應器至再生器之廢觸媒流動來控制，且該廢觸媒流動控制該WHSV及觸媒停留時間。
雖然該揭示包括有限數目之實施例，但獲益於這揭示之所屬技術領域中具有通常知識者可了解的是可想出不偏離本揭示之範圍的其他實施例。因此，該範圍應只受限於附加申請專利範圍。
1‧‧‧J型彎管
1a‧‧‧氣體分配器
2‧‧‧進料注射器
3‧‧‧第一反應器
4‧‧‧第一旋風分離器
5‧‧‧第一旋風分離器料腿
6‧‧‧第二階段旋風分離器
7,20,22‧‧‧料腿
8‧‧‧旋風分離器密封容器
9‧‧‧汽提器
10‧‧‧蒸汽分配器
11‧‧‧充氣部
12a‧‧‧分配線
12b‧‧‧第二旋風分離器出口；流動線
13a‧‧‧廢觸媒豎管
13b‧‧‧廢觸媒滑閥
14,35,36b,810‧‧‧分配器
15,40‧‧‧推升線
16,41‧‧‧廢觸媒分配器
17‧‧‧再生器
18‧‧‧空氣分配器
19‧‧‧第一階段氣旋分離器
21‧‧‧第二階段氣旋分離器
23‧‧‧再生器充氣部
24‧‧‧再生器床
25‧‧‧抽出線
26‧‧‧再生觸媒(RCSP)漏斗
27‧‧‧再生觸媒豎管；底部
28,31,38‧‧‧滑閥
29‧‧‧壓力均等線
30‧‧‧豎管；觸媒抽出線；料腿
32‧‧‧第二反應器
34,34b‧‧‧進料分配器
34a‧‧‧進料分配器；輕石油腦進料
36a‧‧‧流動線；出口線
36c‧‧‧單一階段旋風分離器
37‧‧‧豎管；返回線
39‧‧‧載體氣體
42,43,64,516,610,612,614‧‧‧流動線
45‧‧‧流動線；保持容器流出物；管
47‧‧‧分離器
49‧‧‧流動線；返回線；分離器底部物
50‧‧‧廢氣線；流動線
60‧‧‧分離器旁通線；流動線
62‧‧‧流動控制閥；分流器閥
70,910,1110‧‧‧入口
74,76‧‧‧區段
78‧‧‧固體顆粒
80‧‧‧固體出口；豎管或料腿
82‧‧‧氣體出口
84,1172‧‧‧混合物
410,720‧‧‧分餾器/煤氣產生裝置
412‧‧‧含輕烯烴餾分
414‧‧‧石油腦餾分
416‧‧‧重餾分
418‧‧‧觸媒抽出線
510‧‧‧觸媒保持容器
512‧‧‧底部；流動線
514‧‧‧剩餘流；流動線
710‧‧‧分離器底部；濃縮觸媒餾分；循環觸媒
712,812‧‧‧頂部
722,724,726,728,730‧‧‧碳氫化合物餾分
814‧‧‧底部
816‧‧‧頂部流出物
900‧‧‧擋板室分離器
912,1012,1112‧‧‧腔室
914‧‧‧擋板
916‧‧‧第一垂直出口
918‧‧‧第一水平出口
1000‧‧‧百葉分離器
1010‧‧‧垂直入口
1014‧‧‧垂直側；第一垂直出口
1016‧‧‧窄孔出口
1100‧‧‧慣性分離器
1114,1116‧‧‧出口
1118‧‧‧垂直出口
1174‧‧‧較大及/或較重固體顆粒
1176‧‧‧較輕或較小固體顆粒
圖1係依據在此揭露之一或多數實施例之用於裂解碳氫化合物及產生輕烯烴的一系統的簡化方法流程圖。
圖2至5依據在此揭露之一或多數實施例之系統中使用的分離器的簡化方法流程圖。
圖6係依據在此揭露之一或多數實施例之用於裂解碳氫化合物及產生輕烯烴的一系統的簡化方法流程圖。
圖7係依據在此揭露之一或多數實施例之用於裂解碳氫化合物及產生輕烯烴的一系統的簡化方法流程圖。
圖8A係依據在此揭露之一或多數實施例之用於裂解碳氫化合物及產生輕烯烴的一系統的簡化方法流程圖。
圖8B係依據在此揭露之一或多數實施例之用於裂解碳氫化合物及產生輕烯烴的一系統的簡化方法流程圖。
圖9A係依據在此揭露之一或多數實施例之用於裂解碳氫化合物及產生輕烯烴的一系統的簡化方法流程圖。
圖9B係依據在此揭露之一或多數實施例之用於裂解碳氫化合物及產生輕烯烴的一系統的簡化方法流程圖。
圖10係依據在此揭露之一或多數實施例之用於裂解碳氫化合物及產生輕烯烴的一系統的簡化方法流程圖。
圖11係依據在此揭露之一或多數實施例之用於裂解碳氫化合物及產生輕烯烴的一系統的簡化方法流程圖。

Claims (43)

  1. 一種用於轉化碳氫化合物之方法，其包含以下步驟： 供應一第一顆粒及一第二顆粒至一反應器，其中該第一顆粒具有比該第二顆粒小之一平均粒徑及/或密度，且其中該第一顆粒及第二顆粒可獨立地為觸媒或非觸媒顆粒； 供應一碳氫化合物原料至該反應器； 由該反應器回收包含一轉化碳氫化合物流出物、該第二顆粒及該第一顆粒之一頂部產物； 使該第二顆粒自該頂部產物分開以提供包含該第一顆粒及該轉化碳氫化合物流出物之一第一流及包含該分開第二顆粒之一第二流；及 使在該第二流中之該分開第二顆粒返回該反應器。
  2. 如請求項1之方法，更包含以下步驟：由該反應器回收包含該第二顆粒之一底部產物。
  3. 如請求項1之方法，更包含以下步驟： 供應一第二碳氫化合物原料及一第一顆粒與第二顆粒之混合物至一第二反應器； 使該第一與第二顆粒之混合物與該第二碳氫化合物原料接觸以裂解該第二碳氫化合物原料並形成包含較輕碳氫化合物及一第一與第二顆粒之混合物的一第二反應器流出物； 供應該第一流及該第二反應器流出物至一分離器以使該等第一與第二顆粒自該等較輕碳氫化合物及該轉化碳氫化合物流出物分開；及 由該分離器回收一碳氫化合物產物。
  4. 如請求項3之方法，其中該第二反應器係一上升管反應器。
  5. 如請求項3之方法，更包含以下步驟： 在該反應器中由該等第二顆粒汽提另外之碳氫化合物並供應該等被汽提顆粒至一再生器；及 供應由該分離器所回收之該等分離第一與第二顆粒至該再生器。
  6. 如請求項5之方法，更包含以下步驟：在該再生器中再生該等第一與第二顆粒。
  7. 如請求項6之方法，其中供應至該反應器之該等第一與第二顆粒包含來自該再生器之經再生第一與第二顆粒。
  8. 如請求項7之方法，更包含以下步驟： 供應新第二顆粒至該反應器；及 供應新第一顆粒至該再生器。
  9. 如請求項6之方法，更包含以下步驟：供應來自該再生器之一第一顆粒與第二顆粒的混合物至該第二反應器作為供應至該第二反應器之該第一與第二顆粒之混合物。
  10. 如請求項1之方法，其中該第二顆粒包含ZSM-5或ZSM-11，且其中該第一顆粒包含一Y型裂解觸媒或一FCC裂解觸媒。
  11. 如請求項5之方法，更包含： 一分離系統，用於使該等碳氫化合物產物分成包括一石油腦餾分之二或二以上之碳氫化合物餾分；及 供應該石油腦餾分至該反應器作為該碳氫化合物原料。
  12. 如請求項1之方法，其中使該第二顆粒自該頂部產物分開以提供包含該第一顆粒及該碳氫化合物流出物之一第一流及包含該分開第二顆粒之一第二流的該步驟包含以下步驟：使用一顆粒分離系統使該第二觸媒與該第一觸媒分開。
  13. 如請求項12之方法，其中該顆粒分離系統係組配成使用離心力、慣性力及/或重力使該第一顆粒與該第二顆粒分開。
  14. 如請求項12之方法，更包含以下步驟：在足以帶走在該第一流中之該第二觸媒的一部份的一表面氣體速度操作該分離系統。
  15. 如請求項14之方法，其中該反應器及顆粒分離系統係在足以帶走在該第一流中之該第二觸媒的一部份的一表面氣體速度操作以維持在該反應器中之一觸媒存量平衡。
  16. 一種用於裂解碳氫化合物之系統，其包含： 一第一反應器，用於接觸包含第一顆粒及第二顆粒之一混合物與一碳氫化合物原料以轉化該碳氫化合物原料之至少一部份至較輕碳氫化合物； 一頂部產物線，用於由該第一反應器回收包含第一顆粒、該等第二顆粒之一第一部份及碳氫化合物之一第一流； 一底部產物線，用於由該第一反應器回收包含該等第二顆粒之一第二部份的一第二流； 一顆粒分離器，用於使第二顆粒自該第一流分開，產生包含碳氫化合物及該等第一顆粒之一碳氫化合物流出物； 一供應線，用於使來自該顆粒分離器之分開第二顆粒返回該第一反應器； 一上升管反應器，用於使該等第一顆粒與第二顆粒之一混合物與一第一碳氫化合物原料接觸以轉化該第二碳氫化合物原料之至少一部份成為較輕碳氫化合物，並回收包含該等較輕碳氫化合物及該等第一與第二顆粒之該混合物的一上升管反應器流出物； 一分離系統，用於使該等第二顆粒自該碳氫化合物流出物分開及用於使該第一與第二顆粒之混合物自該上升管反應器流出物分開；及 一再生器，用於再生在該第二分離器中回收之第一與第二顆粒及在該底部產物線中所回收之該等第二顆粒之該第二部份。
  17. 如請求項16之系統，更包含： 一汽提器，其在該分離系統與該再生器中間，用於由該等分開顆粒汽提另外之碳氫化合物並供應該等被汽提顆粒至該再生器。
  18. 如請求項16之系統，更包含：一第二分離系統，用於使由該第二分離器所回收之一碳氫化合物產物流分成包括一石油腦餾分之二或二以上之碳氫化合物餾分。
  19. 如請求項18之系統，更包含：一供應線，用於供應該石油腦餾分至該反應器作為該碳氫化合物原料。
  20. 如請求項16之系統，更包含： 一第一供應線，用於供應新第二觸媒至該反應器； 一第二供應線，用於供應新第一觸媒至該再生器。
  21. 一種用於轉化碳氫化合物之方法，其包含以下步驟： 供應一第一觸媒至一反應器； 供應一第二觸媒至該反應器，其中該第一觸媒具有比該第二觸媒小之一平均粒徑及/或密度； 供應一碳氫化合物原料至該反應器； 由該反應器回收一頂部流出物，該流出物包括經裂解之碳氫化合物、該第一觸媒及該第二觸媒； 使該第二觸媒自該頂部產物分開以提供包含該第一觸媒及該碳氫化合物流出物之一第一流及包含該分開第二觸媒之一第二流； 使在該第二流中之該分開第二觸媒返回該反應器。
  22. 如請求項21之方法，其中使該第二觸媒自該頂部產物分開以提供包含該第一觸媒及該碳氫化合物流出物之一第一流及包含該分開第二觸媒之一第二流的該步驟包含以下步驟：使用一顆粒分離系統使該第二觸媒與該第一觸媒分開。
  23. 如請求項22之方法，更包含以下步驟：在足以帶走在該第一流中之該第二觸媒的一部份的一表面氣體速度操作該顆粒分離系統。
  24. 如請求項23之方法，其中該反應器及顆粒分離系統係在足以帶走在該第一流中之該第二觸媒的一部份的一表面氣體速度操作以維持在該反應器中之一觸媒存量平衡。
  25. 一種用於依據粒徑及/或密度分開觸媒或其他顆粒之顆粒分離器，其包含： 一入口，用於提供包含一載體氣體、一第一種顆粒及一第二種顆粒之一混合物，各種顆粒具有一粒徑分布、一平均粒徑及一平均密度，該第二種顆粒具有比該第一種顆粒大之一平均粒徑及/或平均密度； 一腔室，用於接收該混合物，其中該腔室係組配成使該第二種顆粒之至少一部份自該載體氣體及該第一種顆粒分開； 一第一出口，用以回收該第二種顆粒； 一第二出口，用以回收該載體氣體及該第一種顆粒；及 一分配器，其設置在該第一出口內或靠近該第一出口，用於導入一流體化氣體，以便另外地分開該第一種顆粒與該第二種顆粒。
  26. 如請求項25之分離器，其中該腔室或其一部份之一橫截面積可調整。
  27. 如請求項25之分離器，更包含設置在該腔室中之一或多數區段內的一可移動擋板。
  28. 一種用於轉化碳氫化合物之方法，其包含以下步驟： 在一再生器中再生包含一第一觸媒及一第二顆粒之一觸媒混合物，其中該第一觸媒具有比該第二顆粒小之一平均粒徑及/或密度，且其中該第二顆粒可為觸媒或非觸媒； 供應該觸媒混合物及碳氫化合物至一上升管反應器以轉化該等碳氫化合物之至少一部份且回收包含該觸媒混合物及經轉化之碳氫化合物的一第一流出物； 供應該觸媒混合物至一第二反應器； 供應一碳氫化合物原料至該第二反應器並使該觸媒混合物流體化； 由該第二反應器回收包含該第二顆粒、該第一觸媒及一經反應碳氫化合物產物之一頂部產物； 使該第二顆粒自該頂部產物分開以提供包含該第一觸媒及該經反應碳氫化合物產物之一第一流及包含該分離第二顆粒之一第二流；及 使在該第二流中之該分開第二顆粒返回該反應器。
  29. 如請求項28之方法，其中該第一觸媒係一裂解觸媒且該第二顆粒係一脫硫觸媒。
  30. 如請求項28之方法，其中該第一觸媒係一FCC裂解觸媒且該第二顆粒係一重碳氫化合物處理添加劑。
  31. 如請求項28之方法，其中該第一觸媒係沸石Y且該第二顆粒包含ZSM-5或ZSM-11。
  32. 如請求項28之方法，更包含以下步驟： 供應該第一流及該第一流出物至一分離容器； 使該第一觸媒及第二顆粒自在該第一流及第一流出物中之該等碳氫化合物分開；及 供應該分開第一觸媒及第二顆粒至該再生器。
  33. 如請求項32之方法，更包含以下步驟：分餾由該第一與第二觸媒所分開之該等碳氫化合物以產生二或二以上之碳氫化合物餾分。
  34. 如請求項33之方法，更包含以下步驟：供應該等二或二以上之碳氫化合物餾分中之至少一者至該上升管反應器及該第二反應器中之一或二者。
  35. 一種用於轉化碳氫化合物之方法，其包含以下步驟： 由一觸媒再生器抽出包含一第一觸媒及一第二觸媒之一混合物並供應該混合物及碳氫化合物至一上升管反應器以轉化該等碳氫化合物之至少一部份，且回收包含該觸媒混合物及經轉化碳氫化合物之一第一流出物，其中該第一觸媒具有比該第二觸媒小之一平均粒徑及/或密度； 由該觸媒再生器抽出包含一第一觸媒及一第二觸媒之該混合物，並供應該混合物至一觸媒分離系統； 以一流體化介質使包含該第一觸媒及該第二觸媒之該混合物流體化； 在該觸媒分離系統中使該第一觸媒自該第二觸媒分開，以回收包含該第一觸媒及該流體化介質之一第一流及包含該第二觸媒之一第二流；及 供應一碳氫化合物原料及該第一流或該第二流之一者至一反應器，以使該碳氫化合物之至少一部份反應而產生一經轉化碳氫化合物。
  36. 如請求項35之方法，更包含以下步驟：供應該第二流至該反應器及供應包含該第一觸媒及流體化介質之該第一流至該再生器。
  37. 如請求項35之方法，更包含以下步驟：供應該第二流至該反應器及供應包含該第一觸媒及流體化介質之該第一流至一觸媒汽提器。
  38. 如請求項35之方法，更包含以下步驟：供應該第一流至該反應器及供應該第二流至該再生器。
  39. 一種用於轉化碳氫化合物之方法，其包含以下步驟： 供應一碳氫化合物原料及包含一第一觸媒及一第二觸媒之一觸媒混合物至一上升管反應器，其中該第一觸媒具有比該第二觸媒小之一平均粒徑及/或密度； 分開來自該上升管反應器之一流出物以回收包含該第一觸媒及經轉化碳氫化合物原料之一第一流及包含該第二觸媒之一第二流；及 供應該第二流至該上升管反應器。
  40. 一種用於轉化碳氫化合物之方法，其包含以下步驟： 由一觸媒再生器抽出包含一第一觸媒及一第二觸媒之一混合物，並供應該混合物至一觸媒供應/分離系統，其中該第一觸媒具有比該第二觸媒小之一平均粒徑及/或密度； 在該觸媒供應/分離系統中使該第一觸媒自該第二觸媒分開以產生包含該第一觸媒之一第一流及包含該第二觸媒之一第二流；及 供應一碳氫化合物原料及該第一流或該第二流之一者至一上升管反應器，以使該碳氫化合物之至少一部份反應而產生一經轉化碳氫化合物。
  41. 一種用於轉化碳氫化合物之系統，其包含： 一觸媒再生器； 一第一觸媒供應線，用於由該觸媒再生器抽出包含一第一觸媒及一第二觸媒之一混合物，並供應該混合物至一上升管反應器，其中該第一觸媒具有比該第二觸媒小之一平均粒徑及/或密度； 一第二觸媒供應線，用於由該觸媒再生器抽出包含一第一觸媒及一第二觸媒之該混合物，並供應該混合物至一觸媒分離系統； 一流體化介質供應線，用於使以一流體化介質透過該第二觸媒供應線所抽出之該混合物流體化，並在該觸媒分離系統中使該第一觸媒自該第二觸媒分開以回收包含該第一觸媒及該流體化介質之一第一流及包含該第二觸媒之一第二流； 一反應器，用於使一碳氫化合物原料與該第一流或該第二流之一者接觸以使該碳氫化合物之至少一部份反應而產生一經轉化碳氫化合物。
  42. 一種用於轉化碳氫化合物之系統，其包含： 一上升管反應器，用於使一碳氫化合物原料與包含一第一觸媒及一第二觸媒之一觸媒混合物接觸，其中該第一觸媒具有比該第二觸媒小之一平均粒徑及/或密度； 一觸媒分離系統，用於分開一上升管反應器流出物，以回收包含該第一觸媒及經轉化碳氫化合物原料之一第一流及包含該第二觸媒之一第二流；及 一流動線，用於供應該第二流至該上升管反應器。
  43. 一種用於轉化碳氫化合物之系統，其包含： 一觸媒抽出線，用於由一觸媒再生器抽出包含一第一觸媒及一第二觸媒之一混合物，並供應該混合物至一觸媒供應/分離系統，其中該第一觸媒具有比該第二觸媒小之一平均粒徑及/或密度； 該觸媒供應/分離系統，用於在該觸媒供應/分離系統中使該第一觸媒自該第二觸媒分開以產生包含該第一觸媒之一第一流及包含該第二觸媒之一第二流；及 一上升管反應器，用於使一碳氫化合物原料與該第一流或該第二流之一者接觸，以使該碳氫化合物之至少一部份反應而產生一經轉化碳氫化合物。
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