RU2458102C1 - Способ каталитического крекинга углеводородного сырья - Google Patents
Способ каталитического крекинга углеводородного сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458102C1 RU2458102C1 RU2011111068/04A RU2011111068A RU2458102C1 RU 2458102 C1 RU2458102 C1 RU 2458102C1 RU 2011111068/04 A RU2011111068/04 A RU 2011111068/04A RU 2011111068 A RU2011111068 A RU 2011111068A RU 2458102 C1 RU2458102 C1 RU 2458102C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water vapor
- mixing zone
- feed stream
- flow
- catalyst
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 30
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 69
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 77
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 25
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 16
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 6
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 claims 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 abstract description 17
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 58
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 26
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 22
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 16
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 10
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 7
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 7
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 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
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области нефтепереработки углеводородного сырья. Изобретение касается способа каталитического крекинга углеводородного сырья на мелкодисперсном катализаторе с получением целевых продуктов, включающего предварительное и дополнительное диспергирование жидкого сырья водяным паром и распыление его в восходящий поток регенерированного катализатора через щелевые отверстия, контактирование распыленного сырья и катализатора в прямоточном реакторе, отделение продуктов каталитического крекинга от отработанного катализатора в циклонных сепараторах, размещенных в сепарационной зоне, подачу отработанного катализатора в отпарную зону и отделение от него увлеченных углеводородов путем обработки водяным паром, причем предварительное диспергирование жидкого сырья осуществляют путем обработки в зоне смешения потока сырья, подаваемого из сырьевой линии соосно зоне смешения, высокоскоростными струями, подаваемыми из кольцевого пространства вокруг зоны смешения радиально поперечному сечению потока сырья, при этом поток сырья в зоне смешения предварительно обрабатывают высокоскоростными струями водяного пара, подаваемыми из кольцевого пространства вокруг зоны смешения в периферийную область потока сырья под углом 50-70° к радиусу его поперечного сечения, причем отношение расхода водяного пара, подаваемого в периферийную область потока сырья, к расходу водяного пара, подаваемого радиально поперечному сечению потока сырья, составляет 0,1-0,4. Технический результат - улучшение селективности процесса по образованию кокса и сухого газа C1-C2, увеличение выхода сжиженного газа С3-С4 и бензина, повышение производительности процесса по свежему сырью. 4 ил., 1 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу каталитического крекинга углеводородного сырья.
Известен способ каталитического крекинга углеводородного сырья на мелкодисперсном катализаторе с получением целевых продуктов [патент США №4434049], включающий предварительное диспергирование жидкого сырья водяным паром и распыление его в восходящий поток регенерированного катализатора через сопловые отверстия, контактирование распыленного сырья и катализатора в прямоточном реакторе, отделение продуктов каталитического крекинга от отработанного катализатора в циклонных сепараторах, размещенных в сепарационной зоне, подачу отработанного катализатора в отпарную зону и отделение от него увлеченных углеводородов путем обработки водяным паром.
Предварительное диспергирование жидкого сырья осуществляют в потоке водяного пара при ударном дроблении высокоскоростной струи жидкого сырья о поверхность, расположенную перпендикулярно струе. Для формирования высокоскоростной струи создают высокий перепад давления в отверстии, из которого истекает поток жидкого сырья.
Недостатками способа являются слияние образованных при ударном дроблении мелких капель сырья в более крупные и расслоение потоков сырья и водяного пара из-за длительного времени пребывания паросырьевого потока в зоне смешения форсунки и высокий перепад давления, затрачиваемый на создание высокоскоростной струи жидкого сырья. Применение этого способа не позволяет получить мелкие капли сырья при его распылении в восходящий поток регенерированного катализатора. В результате увеличивается время испарения сырья, что приводит к ухудшению селективности процесса по образованию кокса и сухого газа, сокращению выхода целевых продуктов и снижению производительности процесса, а также обусловливает высокое давление на выкиде сырьевых насосов и, как следствие, повышенный расход электроэнергии.
Известен способ каталитического крекинга углеводородного сырья на мелкодисперсном катализаторе с получением целевых продуктов [патент США №6179997], включающий предварительное диспергирование жидкого сырья водяным паром и распыление его в восходящий поток регенерированного катализатора через щелевые отверстия, контактирование распыленного сырья и катализатора в прямоточном реакторе, отделение продуктов каталитического крекинга от отработанного катализатора в циклонных сепараторах, размещенных в сепарационной зоне, подачу отработанного катализатора в отпарную зону и отделение от него увлеченных углеводородов путем обработки водяным паром.
Предварительное диспергирование жидкого сырья осуществляют в зоне смешения путем обработки потока сырья, подаваемого из сырьевой линии соосно зоне смешения, высокоскоростными струями водяного пара, подаваемыми в направлении перемещения потока сырья.
Недостатками этого способа являются низкая эффективность дробления сырья на капли под воздействием высокоскоростных струй водяного пара, подаваемых в направлении перемещения потока сырья, и расслоение потоков сырья и водяного пара из-за длительного времени пребывания паросырьевого потока в зоне смешения форсунки. В результате применения этого способа образуются крупные капли сырья при его распылении в восходящий поток регенерированного катализатора, что приводит к увеличению времени испарения сырья, ухудшению селективности процесса по образованию кокса и сухого газа, сокращению выхода целевых продуктов и снижению производительности процесса.
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ каталитического крекинга углеводородного сырья на мелкодисперсном катализаторе с получением целевых продуктов [патент США №5306418], включающий предварительное и дополнительное диспергирование жидкого сырья водяным паром и распыление его в восходящий поток регенерированного катализатора через щелевые отверстия, контактирование распыленного сырья и катализатора в прямоточном реакторе, отделение продуктов каталитического крекинга от отработанного катализатора в циклонных сепараторах, размещенных в сепарационной зоне, подачу отработанного катализатора в отпарную зону и отделение от него увлеченных углеводородов путем обработки водяным паром, причем предварительное диспергирование жидкого сырья осуществляют путем обработки в зоне смешения потока сырья, подаваемого из сырьевой линии соосно зоне смешения, высокоскоростными струями водяного пара, подаваемыми из кольцевого пространства вокруг зоны смешения радиально поперечному сечению потока сырья.
Обработка потока сырья на стадии предварительного диспергирования высокоскоростными струями водяного пара, направленными радиально его поперечному сечению, обеспечивает повышение эффективности диспергирования сырья. Осуществление последующих стадий дополнительного диспергирования сырья и распыления его в восходящий поток регенерированного катализатора через щелевые отверстия позволяет предотвратить слияние образованных капель и расслоение паросырьевого потока, получить в распыленном сырье капли небольшого среднего размера и благодаря этому сократить время испарения сырья и повысить эффективность его контактирования с катализатором.
Недостаток известного способа заключается в следующем. Согласно способу линейные скорости потока жидкого сырья в сырьевой линии и в зоне смешения одинаковы. Поток сырья на входе в зону смешения распределяется практически равномерно по ее поперечному сечению. Вследствие ограничения диаметра сырьевой линии из-за ее размещения внутри компактной зоны предварительного диспергирования поток сырья подают по этой линии с повышенной линейной скоростью. Соответственно, линейная скорость сырья в пристенной области зоны смешения также является повышенной, что способствует диссипации высокоскоростных струй водяного пара, истекающих из отверстий в цилиндрической стенке зоны смешения и не сформированных в достаточной степени в ее пристенной области. В результате кинетическая энергия струй водяного пара снижается по мере их проникновения вглубь потока, что обусловливает более интенсивное дробление сырья в периферийной части потока, чем в центральной его части. Это приводит к неоднородному диспергированию сырья с образованием более мелких капель в периферийной части и более крупных капель в центральной части паросырьевого потока, выводимого из зоны смешения.
Для компенсации этого недостатка в известном способе осуществляют дополнительное диспергирование сырья путем дробления преимущественно центральной части паросырьевого потока при ударе о торцевую поверхность цилиндрического отражателя, расположенного соосно зоне смешения, с последующим выводом потока в кольцевую расширенную зону. Однако линейная скорость паросырьевого потока на выходе из зоны смешения недостаточна для его эффективного ударного дробления о поверхность, поскольку для создания требуемой скорости потока его необходимо пропускать через сопловое отверстие с размером, существенно меньшим, чем поперечное сечение зоны смешения.
Таким образом, неоднородное диспергирование сырья, полученное на стадии предварительного диспергирования, сохраняется и на стадиях дополнительного диспергирования и распыления сырья в восходящий поток регенерированного катализатора, что обусловливает присутствие крупных капель (крупнее 200 мкм) в распыленном сырье, характеризующихся продолжительным временем испарения. Это приводит к повышению вклада нежелательных реакций термического крекинга, протекающих при жидкофазном состоянии сырья, и, как следствие, к ухудшению селективности процесса по образованию кокса и сухого газа, снижению выхода целевых продуктов и производительности процесса.
Целью изобретения является улучшение селективности процесса по образованию кокса и сухого газа и увеличение выхода целевых продуктов и производительности процесса за счет обеспечения более однородного и тонкого диспергирования сырья.
Поставленная цель достигается предлагаемым способом каталитического крекинга углеводородного сырья на мелкодисперсном катализаторе с получением целевых продуктов, включающим предварительное и дополнительное диспергирование жидкого сырья водяным паром и распыление его в восходящий поток регенерированного катализатора через щелевые отверстия, контактирование распыленного сырья и катализатора в прямоточном реакторе, отделение продуктов каталитического крекинга от отработанного катализатора в циклонных сепараторах, размещенных в сепарационной зоне, подачу отработанного катализатора в отпарную зону и отделение от него увлеченных углеводородов путем обработки водяным паром, причем предварительное диспергирование жидкого сырья осуществляют путем обработки в зоне смешения потока сырья, подаваемого из сырьевой линии соосно зоне смешения, высокоскоростными струями водяного пара, подаваемыми из кольцевого пространства вокруг зоны смешения радиально поперечному сечению потока сырья. Согласно изобретению поток сырья в зоне смешения предварительно обрабатывают высокоскоростными струями водяного пара, подаваемыми из кольцевого пространства вокруг зоны смешения в периферийную область потока сырья под углом 50-70° к радиусу его поперечного сечения, причем отношение расхода водяного пара, подаваемого в периферийную область потока сырья, к расходу водяного пара, подаваемого радиально поперечному сечению потока сырья, составляет 0,1-0,4.
Существенным отличием предлагаемого способа является то, что поток сырья в зоне смешения предварительно обрабатывают высокоскоростными струями водяного пара, подаваемыми из кольцевого пространства вокруг зоны смешения в периферийную область потока сырья под углом 50-70° к радиусу его поперечного сечения, причем отношение расхода водяного пара, подаваемого в периферийную область потока сырья, к расходу водяного пара, подаваемого радиально поперечному сечению потока сырья, составляет 0,1-0,4.
Указанные отличия позволяют обеспечить более однородное и тонкое диспергирование сырья и благодаря этому улучшить селективность процесса по образованию кокса и сухого газа, увеличить выход целевых продуктов и производительность процесса.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Предварительное диспергирование жидкого сырья осуществляют путем обработки в зоне смешения потока сырья, подаваемого из сырьевой линии соосно зоне смешения, высокоскоростными струями водяного пара, подаваемыми из кольцевого пространства вокруг зоны смешения радиально поперечному сечению потока сырья, что обеспечивает повышение эффективности диспергирования сырья за счет взаимного дробления капель во встречных радиально ориентированных струях. Поток сырья в зоне смешения предварительно обрабатывают высокоскоростными струями водяного пара, подаваемыми из кольцевого пространства вокруг зоны смешения в периферийную область потока сырья под углом 50-70° к радиусу его поперечного сечения, отношение расхода водяного пара, подаваемого в периферийную область потока сырья, к расходу водяного пара, подаваемого радиально поперечному сечению потока сырья, составляет 0,1-0,4.
При вышеописанных условиях происходит тангенциальный сдув пограничного слоя потока сырья с резким падением его линейной скорости в пристенной области зоны смешения непосредственно перед местом ввода радиально ориентированных высокоскоростных струй водяного пара, что существенно снижает диссипацию последних в пристенной области под воздействием потока сырья и способствует их формированию с аккумулированием максимальной кинетической энергии. Благодаря этому кинетическая энергия радиально ориентированных струй водяного пара по мере их проникновения в поток жидкого сырья изменяется незначительно, что обеспечивает однородное и тонкое диспергирование сырья по всему поперечному сечению потока в зоне смешения, исключая тем самым образование крупных капель в центральной его части. Дополнительное диспергирование сырья проводят в сопле Вентури, что позволяет измельчить образованные на стадии предварительного диспергирования капли и предотвратить расслоение паросырьевого потока. Окончательное распыление сырья в восходящий поток регенерированного катализатора осуществляют через щелевые отверстия, что способствует получению в распыленном сырье близких по размеру капель минимального среднего диаметра. В результате достигается более быстрое испарение сырья в прямоточном реакторе, что позволяет свести к минимуму вклад нежелательных жидкофазных реакций термического крекинга и благодаря этому улучшить селективность процесса по образованию кокса и сухого газа, увеличить выход целевых продуктов и производительность процесса.
Способ каталитического крекинга углеводородного сырья на мелкодисперсном катализаторе осуществляют следующим образом. Согласно фиг.1-3 углеводородное сырье 1 пропускают через радиальные форсунки 2, направляя сначала в зону предварительного диспергирования 3, где из сырьевой линии 4 его подают в зону смешения 5 соосно ей. Водяной пар 6 направляют в кольцевое пространство 7 вокруг зоны смешения, откуда подают в виде высокоскоростных струй в зону смешения. Основную часть водяного пара направляют радиально поперечному сечению потока сырья через несколько рядов радиально ориентированных отверстий 8. Число рядов отверстий составляет 1-4, число отверстий в каждом ряду - 5-15. Другую часть водяного пара вводят перед радиально ориентированными струями и направляют ее в периферийную область потока сырья под углом 50-70° к радиусу его поперечного сечения (угол α) через несколько рядов соответственно ориентированных отверстий 9. Число рядов отверстий составляет 1-3, число отверстий в ряду - 3-9. Отношение расхода водяного пара, подаваемого в периферийную область потока сырья, к расходу водяного пара, подаваемого радиально поперечному сечению потока сырья, составляет 0,1-0,4. Это отношение регулируют путем варьирования отношения площади отверстий, направленных под углом 50-70° к радиусу поперечного сечения зоны смешения, к площади радиально ориентированных отверстий.
Благодаря подаче высокоскоростных струй водяного пара, направленных в периферийную область потока сырья под углом 50-70° к радиусу его поперечного сечения, при отношении расхода водяного пара, подаваемого в периферийную область потока сырья, к расходу водяного пара, подаваемого радиально поперечному сечению потока сырья, равном 0,1-0,4, происходит тангенциальный сдув пограничного слоя потока сырья с резким снижением линейной скорости потока в пристенной области зоны смешения непосредственно перед местом ввода радиально ориентированных высокоскоростных струй водяного пара. В результате существенно ограничивается диссипация радиально ориентированных высокоскоростных струй водяного пара в пристенной области под воздействием потока жидкости и обеспечивается их формирование с аккумулированием максимальной кинетической энергии, что способствует однородному и тонкому диспергированию сырья.
Из зоны смешения паросырьевой поток 10 направляют в сопло Вентури 11 для дополнительного диспергирования, обеспечивая тем самым измельчение образованных капель сырья и предотвращение расслоения паросырьевого потока. Далее паросырьевой поток подают в щелевое отверстие 12, через которое его распыляют в восходящий поток регенерированного катализатора 13 с формированием плоского веерообразного факела 14, способствующего более равномерному распределению сырья. Трехстадийное диспергирование сырья согласно предлагаемому способу обеспечивает получение в распыленном сырье близких по размеру капель минимального среднего диаметра.
Распыленное сырье и катализатор контактируют в прямоточном реакторе 15 с образованием парообразных продуктов 16 в результате протекания реакций каталитического крекинга. Парообразные продукты отделяют на выходе из прямоточного реактора от основной массы отработанного катализатора в циклонных сепараторах первой ступени 17 и направляют в сепарационную зону 18. Отработанный катализатор 19 направляют на отпарку от увлеченных углеводородов в отпарную зону 20, где его обрабатывают водяным паром 21, подаваемым через парораспределительные устройства 22, в ступенчато-противоточных условиях с применением конических перегородок 23. Образованные в отпарной зоне газы 24, состоящие из смеси отпаренных углеводородов и водяного пара, выводят в сепарационную зону. Отпаренный от увлеченных углеводородов отработанный катализатор 25 направляют снизу отпарной зоны на стадию окислительной регенерации (не показана). Поток парообразных продуктов и газов 26 доочищают от мелких фракций катализатора в циклонных сепараторах второй ступени 27, размещенных в сепарационной зоне, и подают в ректификационную колонну (не показана) на разделение.
Предлагаемый способ может также осуществляться в соответствии с вариантом, представленным на фиг.4, в котором углеводородное сырье 1 подают из сырьевой линии 4 в зону смешения 5 по расширяющемуся коническому каналу 28 с углом расширения 24-55°. Благодаря этому обеспечивается отрыв потока жидкого сырья от стенок конического канала на входе в зону смешения, что позволяет дополнительно снизить линейную скорость потока сырья в пристенной области зоны смешения, способствуя тем самым усилению эффекта от тангенциального сдува его пограничного слоя под воздействием высокоскоростных струй водяного пара, направляемых в периферийную область потока сырья под углом 50-70° к радиусу его поперечного сечения. В результате дополнительно снижается диссипация радиально ориентированных высокоскоростных струй водяного пара в пристенной области зоны смешения, что влечет за собой более эффективное дробление капель сырья в этих струях.
Предлагаемый способ обеспечивает однородное и тонкое диспергирование сырья с исключением образования крупных капель при его распылении в восходящий поток регенерированного катализатора, что способствует быстрому испарению всех компонентов сырья в прямоточном реакторе и позволяет свести к минимуму вклад нежелательных жидкофазных реакций термического крекинга. В результате достигается улучшение селективности процесса по образованию кокса и сухого газа и увеличение выхода целевых продуктов и производительности процесса.
Ниже приведены конкретные примеры использования известного и предлагаемого способов каталитического крекинга углеводородного сырья применительно к промышленной установке каталитического крекинга производительностью 188 т/ч.
Сравнительные показатели процесса каталитического крекинга углеводородного сырья по известному и предлагаемому способам представлены в таблице.
Пример 1
Каталитическому крекингу подвергают смесь остатка гидрокрекинга (70% масс.) и прямогонного вакуумного газойля (30% масс.) с пределами выкипания 345-540°С. Характеристика углеводородного сырья: плотность 857 кг/м3, содержание серы 0,45% масс., содержание основного азота 0,011% масс., коксуемость по Конрадсону 0,07% масс., содержание тяжелых металлов (ванадия и никеля) 0,2 мг/кг. В качестве катализатора используют равновесный микросферический цеолитсодержащий катализатор со следующими характеристиками: насыпная плотность 807 кг/м3, удельный объем пор 0,35 см3/г, удельная поверхность 197 м2/г; гранулометрический состав, % масс.: фракция мельче 40 мкм 10; фракция мельче 60 мкм 34; фракция мельче 80 мкм 66; фракция мельче 100 мкм 91. Химический состав катализатора, % масс.: оксид алюминия 48,0; оксид натрия 0,25; оксиды редкоземельных элементов 1,9. Расход свежего катализатора 0,6 кг/т перерабатываемого сырья. Микроактивность равновесного катализатора 72% масс.
Каталитический крекинг осуществляют в прямоточном реакторе при температуре 530°С, времени контакта углеводородного сырья с катализатором 2,8 с, кратности циркуляции катализатора 7,8 кг/кг перерабатываемого сырья. Расход водяного пара на диспергирование и распыление сырья составляет 2,5% масс. от расхода сырья, температура нагрева сырья 270°С. Сырье вводят в прямоточный реактор через шесть радиальных форсунок, равномерно размещенных по периметру в нижней его части.
В соответствии с предлагаемым способом жидкое сырье направляют в зону предварительного диспергирования форсунок, где из сырьевой линии его подают в зону смешения соосно ей со средней линейной скоростью 7,3 м/с.
Водяной пар направляют в кольцевое пространство вокруг зоны смешения, откуда подают в виде высокоскоростных струй в зону смешения. Основную часть водяного пара направляют радиально поперечному сечению потока сырья через девять радиально ориентированных отверстий диаметром 7,6 мм, равномерно размещенных по периметру зоны смешения в одном ряду. Другую часть водяного пара вводят перед радиально ориентированными струями и направляют в периферийную область потока сырья под углом 60° к радиусу его поперечного сечения через семь соответственно ориентированных отверстий диаметром 4,3 мм, равномерно расположенных в одном ряду. Отношение расхода водяного пара, подаваемого в периферийную область потока сырья, к расходу водяного пара, подаваемого радиально поперечному сечению потока сырья, составляет 0,25. При этих условиях имеет место тангенциальный сдув пограничного слоя потока сырья с падением его линейной скорости в пристенной области зоны смешения до 0,5 м/с. Благодаря этому существенно снижается диссипация радиально ориентированных высокоскоростных струй водяного пара под воздействием потока жидкости и обеспечивается их формирование с аккумулированием максимальной кинетической энергии, что способствует однородному и тонкому диспергированию сырья с образованием капель со средним диаметром 200 мкм. Из зоны смешения паросырьевой поток направляют в сопло Вентури для дополнительного диспергирования и далее распыляют в восходящий поток регенерированного катализатора через щелевое отверстие наконечника форсунок с получением в распыленном сырье мелких капель со средним диаметром 40 мкм при полном отсутствии крупных капель (крупнее 200 мкм).
Парообразные продукты каталитического крекинга выводят из прямоточного реактора и отделяют от отработанного катализатора в циклонных сепараторах первой и второй ступеней с эффективностью 99,993%. Отработанный катализатор направляют на отпарку от увлеченных углеводородов в отпарную зону и далее выводят на стадию окислительной регенерации.
Предлагаемый способ обеспечивает более однородное и тонкое диспергирование сырья, что позволяет ускорить испарение сырья и благодаря этому свести к минимуму вклад нежелательных жидкофазных реакций термического крекинга и в конечном счете снизить величину дельты кокса на 0,10% масс. и выход сухого газа С1-С2 на 0,6% масс., повысить выход сжиженного газа С3-С4 на 1,6% масс., выход бензина на 2,0% масс., производительность по свежему сырью на 17,5% отн.
Пример 2
Каталитический крекинг углеводородного сырья осуществляют в соответствии с примером 1. Жидкое сырье из сырьевой линии подают в зону смешения со средней линейной скоростью 7,3 м/с. Часть водяного пара вводят в зону смешения перед радиально ориентированными струями и направляют в периферийную область потока сырья под углом 50° к радиусу его поперечного сечения через отверстия диаметром 2,7 мм. Отношение расхода водяного пара, подаваемого в периферийную область потока сырья, к расходу водяного пара, подаваемого радиально поперечному сечению потока сырья, составляет 0,1. При этих условиях имеет место тангенциальный сдув пограничного слоя потока сырья с падением его линейной скорости в пристенной области до 0,6 м/с. Благодаря этому существенно снижается диссипация радиально ориентированных высокоскоростных струй водяного пара и повышается их кинетическая энергия, что способствует однородному и тонкому диспергированию сырья с образованием капель со средним диаметром 220 мкм после стадии предварительного диспергирования и 45 мкм после распыления в прямоточный реактор при полном отсутствии крупных капель в распыленном сырье.
Как видно из таблицы, в результате использования предлагаемого способа величина дельты кокса и выход сухого газа снижаются соответственно на 0,08% масс. и 0,5% масс., выход сжиженного газа повышается на 1,5% масс., выход бензина на 1,8% масс., производительность по свежему сырью на 17,5% отн.
Пример 3
Каталитический крекинг углеводородного сырья осуществляют в соответствии с примером 1. Жидкое сырье из сырьевой линии подают в зону смешения со средней линейной скоростью 7,3 м/с. Часть водяного пара вводят в зону смешения перед радиально ориентированными струями и направляют в периферийную область потока сырья под углом 70° к радиусу его поперечного сечения через отверстия диаметром 5,5 мм. Отношение расхода водяного пара, подаваемого в периферийную область потока сырья, к расходу водяного пара, подаваемого радиально поперечному сечению потока сырья, составляет 0,4. При этих условиях имеет место тангенциальный сдув пограничного слоя потока сырья с падением его линейной скорости в пристенной области до 0,6 м/с. Благодаря этому существенно снижается диссипация радиально ориентированных высокоскоростных струй водяного пара и повышается их кинетическая энергия, что способствует однородному и тонкому диспергированию сырья с образованием капель со средним диаметром 220 мкм после стадии предварительного диспергирования и 45 мкм после распыления в прямоточный реактор при полном отсутствии крупных капель в распыленном сырье.
Как видно из таблицы, в результате использования предлагаемого способа величина дельты кокса и выход сухого газа снижаются соответственно на 0,08% масс. и 0,5% масс., выход сжиженного газа повышается на 1,5% масс., выход бензина на 1,8% масс., производительность по свежему сырью на 17,5% отн.
Пример 4
Каталитический крекинг углеводородного сырья осуществляют в соответствии с примером 1. Жидкое сырье из сырьевой линии подают в зону смешения со средней линейной скоростью 6,8 м/с. Часть водяного пара вводят в зону смешения перед радиально ориентированными струями и направляют в периферийную область потока сырья под углом 40° к радиусу его поперечного сечения через отверстия диаметром 1,9 мм. Отношение расхода водяного пара, подаваемого в периферийную область потока сырья, к расходу водяного пара, подаваемого радиально поперечному сечению потока сырья, составляет 0,05.
По сравнению с вариантом использования предлагаемого способа при условиях, соответствующих заявленным пределам количественных характеристик, происходит неполный тангенциальный сдув пограничного слоя потока сырья, что приводит к повышению линейной скорости потока в пристенной области зоны смешения до 0,9 м/с.
Вследствие этого увеличивается диссипация высокоскоростных струй водяного пара под воздействием потока жидкости и снижается их кинетическая энергия, что способствует образованию более крупных капель со средним диаметром 300 мкм после стадии предварительного диспергирования и 60 мкм после распыления в прямоточный реактор, причем в распыленном сырье присутствуют крупные капли в количестве 2% масс. Это приводит к увеличению продолжительности испарения сырья и повышению вклада нежелательных жидкофазных реакций термического крекинга и, как следствие, к ухудшению селективности процесса по образованию сухого газа и кокса.
Как видно из таблицы, по сравнению с осуществлением предлагаемого способа при заявленных пределах количественных характеристик величина дельты кокса и выход сухого газа повышаются соответственно на 0,04-0,06% масс. и 0,2-0,3% масс., выходы сжиженного газа и бензина снижаются соответственно на 0,5-0,6% масс. и 0,7-0,9% масс., производительность по свежему сырью падает на 5,9% отн.
Пример 5 (для сравнения)
Каталитический крекинг углеводородного сырья осуществляют в соответствии с примером 1. Жидкое сырье из сырьевой линии подают в зону смешения со средней линейной скоростью 6,8 м/с.
Часть водяного пара вводят в зону смешения перед радиально ориентированными струями и направляют в периферийную область потока сырья под углом 80° к радиусу его поперечного сечения через отверстия диаметром 6,7 мм. Отношение расхода водяного пара, подаваемого в периферийную область потока сырья, к расходу водяного пара, подаваемого радиально поперечному сечению потока сырья, составляет 0,6.
По сравнению с вариантом использования предлагаемого способа при условиях, соответствующих заявленным пределам количественных характеристик, происходит завихрение пограничного слоя потока сырья с неполным его сдувом из пристенной области, что приводит к повышению линейной скорости потока в этой области до 0,9 м/с.
Вследствие этого увеличивается диссипация высокоскоростных струй водяного пара под воздействием потока жидкости и снижается их кинетическая энергия, что способствует образованию более крупных капель со средним диаметром 300 мкм после стадии предварительного диспергирования и 60 мкм после распыления в прямоточный реактор, причем в распыленном сырье присутствуют крупные капли в количестве 2% масс. Это приводит к увеличению продолжительности испарения сырья и повышению вклада нежелательных жидкофазных реакций термического крекинга и, как следствие, к ухудшению селективности процесса по образованию сухого газа и кокса.
Как видно из таблицы, по сравнению с осуществлением предлагаемого способа при заявленных пределах количественных характеристик величина дельты кокса и выход сухого газа повышаются соответственно на 0,04-0,06% масс. и 0,2-0,3% масс., выходы сжиженного газа и бензина снижаются соответственно на 0,5-0,6% масс. и 0,7-0,9% масс., производительность по свежему сырью падает на 5,9% отн.
Как следует из представленных в примерах данных, при одинаковых условиях эксплуатации предлагаемый способ каталитического крекинга углеводородного сырья с предварительной обработкой потока сырья в зоне смешения высокоскоростными струями водяного пара, подаваемыми из кольцевого пространства вокруг зоны смешения в периферийную область потока сырья под углом 50-70° к радиусу его поперечного сечения, при отношении расхода водяного пара, подаваемого в периферийную область потока сырья, к расходу водяного пара, подаваемого радиально поперечному сечению потока сырья, равном 0,1-0,4, обеспечивают более однородное и тонкое диспергирование сырья при его обработке радиально ориентированными высокоскоростными струями водяного пара в зоне смешения за счет повышения кинетической энергии этих струй благодаря снижению их диссипации под воздействием потока жидкости при формировании струй на выходе из отверстий в зоне смешения вследствие тангенциального сдува пограничного слоя потока сырья с резким падением его линейной скорости в пристенной области зоны смешения. В результате при распылении сырья в прямоточный реактор обеспечивается получение близких по размеру капель минимального диаметра, что позволяет ускорить испарение сырья и свести к минимуму вклад нежелательных жидкофазных реакций термического крекинга и, в конечном счете, снизить величину дельты кокса на 0,08-0,10% масс. и выход сухого газа C1-C2 на 0,5-0,6% масс., увеличить выходы сжиженного газа С3-С4 на 1,5-1,6% масс. и бензина на 1,8-2,0% масс., повысить производительность по свежему сырью на 17,5% отн.
| Таблица | |||||||
| Сравнение показателей процесса каталитического крекинга по известному и предлагаемому способам | |||||||
| № | Известный способ | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 (для сравнения) | Пример 5 (для сравнения) | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1. | Угол между направлением высокоскоростной струи водяного пара, ориентированной в периферийную область потока сырья, и радиусом его поперечного сечения, град | - | 60 | 50 | 70 | 40 | 80 |
| 2. | Отношение расхода водяного пара, подаваемого в периферийную область потока сырья, к расходу водяного пара, подаваемого радиально поперечному сечению потока сырья | - | 0,25 | 0,1 | 0,4 | 0,05 | 0,6 |
| 3. | Средняя линейная скорость потока сырья в зоне смешения, м/с | 6,2 | 7,3 | 7,3 | 7,3 | 6,8 | 6,8 |
| 4. | Линейная скорость потока сырья в пристенной области зоны смешения, м/с | 5,0 | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,9 | 0,9 |
| 5. | Средний диаметр капель, мкм: | ||||||
| - после предварительного диспергирования сырья; | 450 | 200 | 220 | 220 | 300 | 300 | |
| - после распыления сырья в прямоточный реактор | 75 | 40 | 45 | 45 | 60 | 60 | |
| 6. | Содержание крупных капель (крупнее 200 мкм) в распыленном сырье, % масс. | 10 | 0 | 0 | 0 | 2 | 2 |
| 7. | Дельта кокса, % масс. | 0,72 | 0,62 | 0,64 | 0,64 | 0,68 | 0,68 |
| 8. | Выход сухого газа C1-C2, % масс. | 2,2 | 1,6 | 1,7 | 1,7 | 1,9 | 1,9 |
| 9. | Выход сжиженного газа С3-С4, % масс. | 22,7 | 24,3 | 24,2 | 24,2 | 23,7 | 23,7 |
| 10. | Выход бензина (С5 - 205°С), % масс. | 57,5 | 59,5 | 59,3 | 59,3 | 58,6 | 58,6 |
| 11. | Производительность по свежему сырью, т/ч | 160 | 188 | 188 | 188 | 177 | 177 |
Claims (1)
- Способ каталитического крекинга углеводородного сырья на мелкодисперсном катализаторе с получением целевых продуктов, включающий предварительное и дополнительное диспергирование жидкого сырья водяным паром и распыление его в восходящий поток регенерированного катализатора через щелевые отверстия, контактирование распыленного сырья и катализатора в прямоточном реакторе, отделение продуктов каталитического крекинга от отработанного катализатора в циклонных сепараторах, размещенных в сепарационной зоне, подачу отработанного катализатора в отпарную зону и отделение от него увлеченных углеводородов путем обработки водяным паром, причем предварительное диспергирование жидкого сырья осуществляют путем обработки в зоне смешения потока сырья, подаваемого из сырьевой линии соосно зоне смешения, высокоскоростными струями водяного пара, подаваемыми из кольцевого пространства вокруг зоны смешения радиально поперечному сечению потока сырья, отличающийся тем, что поток сырья в зоне смешения предварительно обрабатывают высокоскоростными струями водяного пара, подаваемыми из кольцевого пространства вокруг зоны смешения в периферийную область потока сырья под углом 50-70° к радиусу его поперечного сечения, причем отношение расхода водяного пара, подаваемого в периферийную область потока сырья, к расходу водяного пара, подаваемого радиально поперечному сечению потока сырья, составляет 0,1-0,4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011111068/04A RU2458102C1 (ru) | 2011-03-23 | 2011-03-23 | Способ каталитического крекинга углеводородного сырья |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011111068/04A RU2458102C1 (ru) | 2011-03-23 | 2011-03-23 | Способ каталитического крекинга углеводородного сырья |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2458102C1 true RU2458102C1 (ru) | 2012-08-10 |
Family
ID=46849591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011111068/04A RU2458102C1 (ru) | 2011-03-23 | 2011-03-23 | Способ каталитического крекинга углеводородного сырья |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2458102C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115996798A (zh) * | 2020-06-03 | 2023-04-21 | E·丰特查·奎托斯 | 用于从罐和其它容器中选择性提取粘性烃的系统和方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5306418A (en) * | 1991-12-13 | 1994-04-26 | Mobil Oil Corporation | Heavy hydrocarbon feed atomization |
| RU2062645C1 (ru) * | 1993-01-05 | 1996-06-27 | Малое предприятие Научно-производственная фирма "Элистек" | Многофорсуночный узел ввода сырья прямоточного реактора с восходящим потоком катализатора |
| RU2412231C1 (ru) * | 2009-09-28 | 2011-02-20 | Борис Захарович Соляр | Способ каталитического крекинга углеводородного сырья и устройство для его осуществления |
-
2011
- 2011-03-23 RU RU2011111068/04A patent/RU2458102C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5306418A (en) * | 1991-12-13 | 1994-04-26 | Mobil Oil Corporation | Heavy hydrocarbon feed atomization |
| RU2062645C1 (ru) * | 1993-01-05 | 1996-06-27 | Малое предприятие Научно-производственная фирма "Элистек" | Многофорсуночный узел ввода сырья прямоточного реактора с восходящим потоком катализатора |
| RU2412231C1 (ru) * | 2009-09-28 | 2011-02-20 | Борис Захарович Соляр | Способ каталитического крекинга углеводородного сырья и устройство для его осуществления |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115996798A (zh) * | 2020-06-03 | 2023-04-21 | E·丰特查·奎托斯 | 用于从罐和其它容器中选择性提取粘性烃的系统和方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2410155C2 (ru) | Устройство для контактирования сырья, имеющего высокое содержание примесей, с катализатором в аппарате для проведения каталитического крекинга в псевдоожиженном слое катализатора | |
| US4555328A (en) | Method and apparatus for injecting liquid hydrocarbon feed and steam into a catalytic cracking zone | |
| US8491781B2 (en) | Reaction zone comprising two risers in parallel and a common gas-solid separation zone, for the production of propylene | |
| US5087349A (en) | Process for selectively maximizing product production in fluidized catalytic cracking of hydrocarbons | |
| JP2003517088A (ja) | 少なくとも１つのライザー反応器と、少なくとも１つのドロッパー反応器とを並列状に含む接触クラッキング方法および装置 | |
| KR100939503B1 (ko) | 하향류 접촉분해 반응기 및 이의 용도 | |
| EP0369536B1 (en) | Process for selectively maximizing product production in fluidized catalytic cracking of hydrocarbons | |
| JPH0745670B2 (ja) | 活性がほとんどない固体粒子による予備処理に付された炭化水素仕込物の接触クラツキング方法および装置 | |
| US8435401B2 (en) | Fluidized catalytic cracker with active stripper and methods using same | |
| KR100493978B1 (ko) | 탄화수소공급원료의유동층접촉분해방법및장치 | |
| CN100564486C (zh) | 下流式流化催化裂化装置与方法 | |
| RU2458102C1 (ru) | Способ каталитического крекинга углеводородного сырья | |
| RU2412231C1 (ru) | Способ каталитического крекинга углеводородного сырья и устройство для его осуществления | |
| CN113301987B (zh) | 原油在包括具有不同接触时间的区域的流化床中的转化 | |
| WO2018211531A1 (en) | Fluid atomizer, fluidized catalytic cracking unit and method of cracking heavy hydrocarbon fuel | |
| CN113926396A (zh) | 重油催化转化反应器和重油催化裂解制丙烯的方法 | |
| US4640463A (en) | Apparatus for injecting liquid hydrocarbon feed and steam into a catalytic cracking zone | |
| RU2487160C1 (ru) | Способ каталитического крекинга углеводородного сырья с высоким выходом легких олефинов и устройство для его осуществления | |
| JPS63304091A (ja) | 流動床反応帯域における水蒸気クラッキング方法 | |
| JP2002241765A (ja) | 重質油の流動接触分解方法 | |
| RU2417246C1 (ru) | Способ каталитического крекинга углеводородного сырья | |
| JPH07188675A (ja) | 炭化水素装入物の流動状態における触媒クラッキング装置の改良 | |
| US8657902B2 (en) | Apparatuses for separating catalyst particles from an FCC vapor | |
| CN100395013C (zh) | 改进的石油烃催化裂化反应器 | |
| RU2410412C1 (ru) | Способ каталитического крекинга углеводородного сырья и устройство для его осуществления |