[go: up one dir, main page]

RU2838600C1 - Systems and methods for producing olefins - Google Patents

Systems and methods for producing olefins Download PDF

Info

Publication number
RU2838600C1
RU2838600C1 RU2023118297A RU2023118297A RU2838600C1 RU 2838600 C1 RU2838600 C1 RU 2838600C1 RU 2023118297 A RU2023118297 A RU 2023118297A RU 2023118297 A RU2023118297 A RU 2023118297A RU 2838600 C1 RU2838600 C1 RU 2838600C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
riser
section
reaction vessel
solids
solid particles
Prior art date
Application number
RU2023118297A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мэттью Т. ПРЕЦ
Дональд Ф. ШОУ
Ричард Эдвардс ВАЛЬТЕР
Фермин Алехандро САНДОВАЛ
Original Assignee
Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк filed Critical Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк
Application granted granted Critical
Publication of RU2838600C1 publication Critical patent/RU2838600C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method of producing olefins, comprising: bringing a stream of hydrocarbon-containing material into contact with solid particles in a reaction vessel, wherein the solid particles react with the hydrocarbon-containing feed stream to form an olefin-containing product stream, wherein the reaction vessel is connected to a riser, wherein the reaction vessel has a maximum cross-sectional area which is at least 3 times greater than the maximum cross-sectional area of the riser, and wherein the reaction vessel performs the function of a reactor with an intense fluidized, turbulent or fluidised bed, and the riser performs the function of a riser reactor with a diluted phase. Further, passing the solid particles through the riser, wherein the riser passes through the riser opening in the outer shell of the solid particles separation section so that the riser comprises an inner riser segment located in the inner region of the solid particles separation section, and an outer segment of the riser, located outside the outer shell of the section for separating solid particles, wherein the solid particle separation section comprises at least an outer shell defining an inner region of the solid particle separation section, the outer shell comprising a gas outlet port, a riser opening and a solid particle outlet port, and wherein the outer shell comprises a gas/solid particles separation device and a solid particles collection zone in the inner area of the solid particles separation section, and wherein the riser hole is located on the side wall of the outer shell such that it is not located on the central vertical axis of the solid particles separation section; separating solid particles from the olefin-containing product stream in a gas/solid particle separation device and passing solid particles separated from the olefin-containing product stream, into solid particles collection zone located near the central vertical axis of the solid particles separation section.
EFFECT: use of the proposed invention reduces the number of side reactions and increases selectivity with respect to the end product.
14 cl, 6 dwg, 1 tbl, 2 ex

Description

Перекрестные ссылки на смежные заявкиCross-references to related applications

Настоящая заявка испрашивает преимущество и приоритет по заявке на патент США № 63/126,095, поданной 16 декабря 2020 г. и озаглавленной «Системы и способы получения олефинов», содержание которой полностью включено в настоящее описание путем ссылки.This application claims the benefit of and priority to U.S. Patent Application Ser. No. 63/126,095, filed December 16, 2020, entitled “Systems and Methods for Producing Olefins,” the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.

Область техникиField of technology

Варианты осуществления, описанные в настоящем документе, по существу относятся к химической переработке и, более конкретно, к способам и системам для каталитического химического преобразования.Embodiments described herein relate generally to chemical processing and, more particularly, to methods and systems for catalytic chemical conversion.

Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for the creation of an invention

Низшие олефины можно применять в качестве основных материалов для получения множества типов изделий и материалов. Например, этилен можно применять для производства полиэтилена, этиленхлорида или этиленоксидов. Такие продукты можно применять в упаковке продукции, строительстве, текстильной промышленности и т. д. Таким образом, существует потребность промышленности в низших олефинах, например этилене, пропилене и бутене. Низшие олефины могут быть получены посредством различных химических процессов в зависимости от заданного сырьевого потока химических веществ, который может представлять собой продуктовый поток, получаемый в процессе переработки сырой нефти. Многие низшие олефины могут быть получены посредством процессов с использованием твердых частиц, таких как катализаторы, состоящие из твердых частиц. Lower olefins can be used as base materials for the production of many types of products and materials. For example, ethylene can be used to produce polyethylene, ethylene chloride or ethylene oxides. Such products can be used in product packaging, construction, textiles, etc. Thus, there is an industrial demand for lower olefins such as ethylene, propylene and butene. Lower olefins can be produced through a variety of chemical processes depending on the given feed stream of chemicals, which can be a product stream obtained from the refining of crude oil. Many lower olefins can be produced through processes using solid particles, such as catalysts consisting of solid particles.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Некоторые системы реакторов для обработки углеводородного сырья с получением олефинов включают в себя реакционный сосуд, расположенный непосредственно под секцией отделения твердых частиц, где стояк (соединяющий реакционный сосуд с секцией отделения) проходит от реакционного сосуда через нижнюю часть секции отделения твердых частиц. Такие конфигурации могут отрицательно влиять на протекание потока твердых частиц через секцию отделения твердых частиц ввиду создания кольцевого пространства в нижней части секции отделения твердых частиц, где выпускной порт не может быть центрирован в нижней части секции отделения твердых частиц. Кроме того, такие конфигурации могут приводить к тому, что стояк имеет длину больше необходимой, что может приводить к возникновению нежелательных побочных реакций, которые могут уменьшать выход низших олефинов. Кроме того, такие конфигурации могут приводить к удорожанию технологического оборудования, поскольку внутренний стояк может требовать высококачественных материалов, а нижняя часть секции отделения может иметь больший диаметр с учетом объема, занятого внутренним стояком. Существует потребность в улучшенных способах получения олефинов и улучшенных компонентах системы для получения олефинов.Some reactor systems for processing hydrocarbon feedstocks to produce olefins include a reaction vessel located immediately below a solids separation section where a riser (connecting the reaction vessel to the separation section) extends from the reaction vessel through the bottom of the solids separation section. Such configurations can adversely affect the flow of solids through the solids separation section by creating an annular space at the bottom of the solids separation section where the outlet port cannot be centered at the bottom of the solids separation section. In addition, such configurations can result in the riser being longer than necessary, which can result in unwanted side reactions that can reduce the yield of lower olefins. In addition, such configurations can result in increased cost of process equipment since the internal riser may require high-grade materials and the bottom of the separation section may have a larger diameter to accommodate the volume occupied by the internal riser. There is a need for improved methods of producing olefins and improved system components for producing olefins.

В настоящем документе описаны способы и системы для получения олефинов, которые могут решить проблемы, выявленные в предшествующих конструкциях. В одном или более вариантах осуществления стояк не входит в секцию отделения твердых частиц через нижнюю часть секции отделения твердых частиц, результатом чего являются улучшенные характеристики потока твердых частиц, выходящего из секции отделения твердых частиц. Кроме того, в вариантах осуществления, описанных в настоящем документе, стояк может иметь более короткую длину по сравнению со стояком, который входит через нижнюю часть секции отделения твердых частиц. Это может привести к сокращению времени пребывания, в течение которого могут происходить побочные реакции, уменьшающие выход низших олефинов. The present document describes methods and systems for producing olefins that can solve problems identified in previous designs. In one or more embodiments, a riser does not enter a solids separation section through the bottom of the solids separation section, resulting in improved characteristics of the solids stream exiting the solids separation section. In addition, in embodiments described herein, the riser can have a shorter length compared to a riser that enters through the bottom of the solids separation section. This can result in a reduction in residence time during which side reactions can occur that reduce the yield of lower olefins.

В соответствии с одним или более вариантами осуществления, описанными в настоящем документе, олефины могут быть получены способом, включающим приведение потока углеводородсодержащего сырья в контакт с твердыми частицами в реакционном сосуде. Приведение потока углеводородного сырья в контакт с твердыми частицами может приводить к вступлению потока углеводородсодержащего сырья в реакцию с образованием олефинсодержащего продуктового потока. Реакционный сосуд может быть соединен со стояком и реакционный сосуд может иметь максимальную площадь поперечного сечения, которая в по меньшей мере 3 раза превышает максимальную площадь поперечного сечения стояка. Способ может дополнительно включать пропускание твердых частиц через стояк. Стояк может проходить через отверстие стояка во внешней оболочке секции отделения твердых частиц таким образом, что стояк может содержать внутренний сегмент стояка, расположенный во внутренней области секции отделения твердых частиц, и наружный сегмент стояка, расположенный снаружи внешней оболочки секции отделения твердых частиц. Секция отделения твердых частиц может содержать по меньшей мере внешнюю оболочку, определяющую внутреннюю область секции отделения твердых частиц. Внешняя оболочка может содержать выпускной порт для газа, отверстие стояка и выпускной порт для твердых частиц. Внешняя оболочка может содержать устройство отделения газа / твердых частиц и зону сбора твердых частиц во внутренней области секции отделения твердых частиц. Отверстие стояка может быть расположено на боковой стенке внешней оболочки таким образом, что оно не расположено на центральной вертикальной оси секции отделения твердых частиц. Способ может дополнительно включать отделение твердых частиц от олефинсодержащего продуктового потока в устройстве отделения газа / твердых частиц и пропускание твердых частиц, отделенных от олефинсодержащего продуктового потока, в зону сбора твердых частиц, расположенную вблизи центральной вертикальной оси секции отделения твердых частиц.According to one or more embodiments described herein, olefins can be produced by a method comprising contacting a hydrocarbon-containing feed stream with solid particles in a reaction vessel. Contacting the hydrocarbon-containing feed stream with the solid particles can cause the hydrocarbon-containing feed stream to react to form an olefin-containing product stream. The reaction vessel can be connected to a riser, and the reaction vessel can have a maximum cross-sectional area that is at least 3 times the maximum cross-sectional area of the riser. The method can further include passing solid particles through the riser. The riser can pass through an opening of the riser in an outer shell of the solid separation section such that the riser can comprise an inner riser segment located in an inner region of the solid separation section and an outer riser segment located outside the outer shell of the solid separation section. The solid separation section can comprise at least an outer shell defining an inner region of the solid separation section. The outer shell may comprise a gas outlet port, a riser opening, and a solids outlet port. The outer shell may comprise a gas/solids separation device and a solids collection zone in the interior of the solids separation section. The riser opening may be located on the side wall of the outer shell such that it is not located on the central vertical axis of the solids separation section. The method may further comprise separating solids from the olefin-containing product stream in the gas/solids separation device and passing the solids separated from the olefin-containing product stream into a solids collection zone located near the central vertical axis of the solids separation section.

Следует понимать, что как предшествующее краткое изложение сущности изобретения, так и следующее подробное описание представляют собой варианты осуществления технологии и предназначены для обеспечения общего представления или концепции для понимания природы и характера заявленной технологии. Прилагаемые графические материалы представлены для более глубокого понимания технических решений, включены в данное описание и составляют его часть. Графические материалы иллюстрируют различные варианты реализации изобретения и совместно с описанием используются для объяснения основных идей и принципов действия технических решений. Кроме того предполагается, что графические материалы и описание являются исключительно иллюстративными и никоим образом не предназначены для ограничения объема формулы изобретения.It should be understood that both the preceding summary of the invention and the following detailed description represent embodiments of the technology and are intended to provide a general idea or concept for understanding the nature and character of the claimed technology. The accompanying drawings are provided for a more thorough understanding of the technical solutions and are incorporated into and form a part of this description. The drawings illustrate various embodiments of the invention and, together with the description, are used to explain the basic ideas and operating principles of the technical solutions. It is also intended that the drawings and description are illustrative only and are not intended to limit the scope of the claims in any way.

Дополнительные особенности и преимущества технологии, раскрываемой в настоящем документе, изложены в нижеследующем подробном описании и частично будут очевидны для специалистов в данной области из этого описания или определены опытным путем при использовании технологии, описанной в настоящем документе, включая нижеследующее подробное описание, формулу изобретения, а также прилагаемые графические материалы.Additional features and advantages of the technology disclosed herein are set forth in the following detailed description and in part will be apparent to those skilled in the art from this description or learned by experience using the technology described herein, including the following detailed description, the claims, and the accompanying drawings.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

Последующее подробное описание конкретных вариантов реализации настоящего изобретения наиболее понятно при прочтении в сочетании со следующими графическими материалами, на которых одни и те же элементы отмечены одними и теми же цифровыми обозначениями, и где:The following detailed description of specific embodiments of the present invention is best understood when read in conjunction with the following drawings, in which like elements are identified by like reference numerals, and where:

на ФИГ. 1 схематически изображена система реактора, содержащая секцию реактора и секцию регенератора, в соответствии с одним или более вариантами осуществления, описанными в настоящем документе;FIG. 1 is a schematic illustration of a reactor system comprising a reactor section and a regenerator section, in accordance with one or more embodiments described herein;

на ФИГ. 2 схематически изображены реакционный сосуд и наружный сегмент стояка в соответствии с одним или более вариантами осуществления, описанными в настоящем документе;FIG. 2 is a schematic illustration of a reaction vessel and an outer riser segment in accordance with one or more embodiments described herein;

на ФИГ. 3 схематически изображена секция отделения твердых частиц в соответствии с одним или более вариантами осуществления, описанными в настоящем документе; FIG. 3 is a schematic diagram of a solid particle separation section according to one or more embodiments described herein;

на ФИГ. 4 изображена зона сбора твердых частиц в соответствии с одним или более вариантами осуществления, описанными в настоящем документе;FIG. 4 illustrates a particulate matter collection area in accordance with one or more embodiments described herein;

на ФИГ. 5 изображена зона сбора твердых частиц в соответствии с одним или более вариантами осуществления, описанными в настоящем документе; иFIG. 5 illustrates a particulate matter collection zone in accordance with one or more embodiments described herein; and

на ФИГ. 6 графически изображены распределения времени пребывания для зон сбора твердых частиц в соответствии с одним или более вариантами осуществления, описанными в настоящем документе.FIG. 6 graphically depicts residence time distributions for particulate matter collection zones in accordance with one or more embodiments described herein.

Следует понимать, что чертежи являются схематичными по своей сущности и не включают в себя некоторые компоненты системы реактора с псевдоожиженным катализатором, обычно используемые в данной области техники, такие как, без ограничения, преобразователи температуры, датчики давления, расходомеры, насосы, клапаны и пр. Следует понимать, что такие компоненты не выходят за рамки сущности и объема раскрываемых вариантов реализации изобретения по данному описанию. Однако к вариантам реализации, описанным в настоящем документе, могут быть добавлены технологические компоненты, такие как те, что описаны в настоящем документе.It should be understood that the drawings are schematic in nature and do not include certain components of a fluidized bed reactor system commonly used in the art, such as, but not limited to, temperature transmitters, pressure sensors, flow meters, pumps, valves, etc. It should be understood that such components do not depart from the spirit and scope of the disclosed embodiments of the invention according to this description. However, process components such as those described herein may be added to the embodiments described herein.

Ниже следует более подробное описание различных вариантов реализации настоящего изобретения, некоторые варианты реализации которого представлены на прилагаемых графических материалах. По мере возможности на графических материалах используются одинаковые цифровые обозначения для указания одинаковых или подобных деталей. The following is a more detailed description of various embodiments of the present invention, some embodiments of which are shown in the accompanying drawings. Wherever possible, the same numerals are used in the drawings to indicate the same or similar parts.

Подробное описаниеDetailed description

В настоящем документе описаны способы получения олефинов из потоков углеводородсодержащего сырья. В таких способах используются системы, которые имеют определенные признаки, такие как конкретная ориентация частей системы. Например, в одном или более вариантах осуществления, описанных в настоящем документе, реакционный сосуд не находится непосредственно под секцией отделения. Один конкретный вариант осуществления, который подробно описан в настоящем документе, представлен на ФИГ. 1. Тем не менее следует понимать, что принципы, описанные и объясненные в настоящем документе, могут быть применимы к другим системам, в которых используются другие компоненты системы, ориентированные различными способами, или другие схемы реакции с использованием различных каталитических композиций. The present document describes methods for producing olefins from hydrocarbon-containing feed streams. Such methods utilize systems that have certain features, such as a particular orientation of portions of the system. For example, in one or more embodiments described herein, the reaction vessel is not located immediately below the separation section. One particular embodiment that is described in detail herein is shown in FIG. 1. However, it should be understood that the principles described and explained herein may be applicable to other systems that utilize other system components oriented in different ways, or other reaction schemes using different catalyst compositions.

Как показано на ФИГ. 1 и как можно понять со ссылкой на приведенные выше фигуры и описание, подаваемое химическое вещество может вступать в реакцию в результате контакта с твердой частицей, таким как катализатор, в секции 200 реактора. Твердые частицы могут быть отделены от продуктов реакции в секции 200 реактора и поданы в секцию 300 регенерации. В секции 300 регенерации твердые частицы могут быть регенерированы. Такие регенерированные твердые частицы могут быть поданы обратно в секцию 200 реактора для последующих циклов реакции. As shown in FIG. 1 and as can be understood with reference to the above figures and description, a feed chemical may react by contact with a solid particle, such as a catalyst, in the reactor section 200. The solid particles may be separated from the reaction products in the reactor section 200 and fed to a regeneration section 300. In the regeneration section 300, the solid particles may be regenerated. Such regenerated solid particles may be fed back to the reactor section 200 for subsequent reaction cycles.

Хотя некоторые варианты осуществления описаны в настоящем документе в контексте системы 100 реактора, следует понимать, что способы и системы, описанные в настоящем документе, могут работать без использования секции 300 регенерации или с альтернативными средствами для регенерации твердых частиц. Таким образом, не следует понимать, что секция 300 регенерации является необходимой или существенной для всех вариантов осуществления способов и систем, описанных в настоящем документе. Although some embodiments are described herein in the context of the reactor system 100, it should be understood that the methods and systems described herein can operate without the use of the regeneration section 300 or with alternative means for regenerating solids. Thus, it should not be understood that the regeneration section 300 is necessary or essential for all embodiments of the methods and systems described herein.

В не имеющих ограничительного характера примерах система 100 реактора, описанная в настоящем документе, может быть использована для получения низших олефинов из потоков углеводородсодержащего сырья. Низшие олефины могут быть получены из разнообразных потоков углеводородсодержащего сырья посредством различных механизмов реакций. Например, низшие олефины могут быть получены по меньшей мере посредством процессов дегидрирования, процессов крекинга, процессов дегидратации и процессов конверсии метанола в олефин. В этих типах реакций для получения низших олефинов могут использоваться различные сырьевые потоки и различные твердые частицы. Следует понимать, что при упоминании в настоящем документе «катализаторов» под ними могут в равной степени подразумеваться твердые частицы, упоминаемые в отношении системы на ФИГ. 1. In non-limiting examples, the reactor system 100 described herein can be used to produce lower olefins from hydrocarbon feedstock streams. Lower olefins can be produced from a variety of hydrocarbon feedstock streams through a variety of reaction mechanisms. For example, lower olefins can be produced through at least one of dehydrogenation processes, cracking processes, dehydration processes, and methanol-to-olefin conversion processes. These types of reactions can use a variety of feedstock streams and a variety of solid particles to produce lower olefins. It should be understood that references herein to "catalysts" can equally include the solid particles referenced in connection with the system of FIG. 1.

В соответствии с одним или несколькими вариантами реализации изобретения химическая реакция может представлять собой химическую реакцию дегидрирования. В соответствии с такими вариантами осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать один или более из этилбензола, этана, пропана, н-бутана и изобутана. В соответствии с одним или более вариантами осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс. или даже по меньшей мере 99% масс. этилбензола. В соответствии с одним или более вариантами осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс. или даже по меньшей мере 99% масс. этана. В дополнительных вариантах осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс. или даже по меньшей мере 99% масс. пропана. В дополнительных вариантах осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс. или даже по меньшей мере 99% масс. н-бутана. В дополнительных вариантах осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс. или даже по меньшей мере 99% масс. изобутана. В дополнительных вариантах осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс. или даже по меньшей мере 99% масс. суммарного количества этана, пропана, н-бутана и изобутана.According to one or more embodiments of the invention, the chemical reaction may be a dehydrogenation chemical reaction. According to such embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise one or more of ethylbenzene, ethane, propane, n-butane, and isobutane. According to one or more embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise at least 50 wt.%, at least 60 wt.%, at least 70 wt.%, at least 80 wt.%, at least 90 wt.%, at least 95 wt.%, or even at least 99 wt.% of ethylbenzene. According to one or more embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise at least 50 wt.%, at least 60 wt.%, at least 70 wt.%, at least 80 wt.%, at least 90 wt.%, at least 95 wt.%, or even at least 99 wt.% of ethane. In further embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise at least 50 wt.%, at least 60 wt.%, at least 70 wt.%, at least 80 wt.%, at least 90 wt.%, at least 95 wt.%, or even at least 99 wt.% of propane. In further embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise at least 50 wt.%, at least 60 wt.%, at least 70 wt.%, at least 80 wt.%, at least 90 wt.%, at least 95 wt.%, or even at least 99 wt.% of n-butane. In further embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise at least 50 wt.%, at least 60 wt.%, at least 70 wt.%, at least 80 wt.%, at least 90 wt.%, at least 95 wt.%, or even at least 99 wt.% of isobutane. In further embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise at least 50 wt.%, at least 60 wt.%, at least 70 wt.%, at least 80 wt.%, at least 90 wt.%, at least 95 wt.%, or even at least 99 wt.% of the total amount of ethane, propane, n-butane, and isobutane.

В одном или более вариантах осуществления в реакции дегидрогенизации в качестве катализатора могут использоваться твердые частицы галлия и/или платины. В таких вариантах осуществления твердые частицы могут содержать галлиевый и/или платиновый катализатор. Согласно данному описанию галлиевый и/или платиновый катализатор содержит галлий, платину или оба металла. Галлиевый и/или платиновый катализатор может быть выполнен на носителе из оксида алюминия или алюмосиликатном носителе и необязательно может содержать калий. Такие галлиевые и/или платиновые катализаторы раскрываются в патенте США № 8,669,406, содержание которого включено в данный документ в полном объёме посредством ссылки. В то же время следует понимать, что для проведения химической реакции дегидрирования могут применяться другие пригодные катализаторы.In one or more embodiments, solid particles of gallium and/or platinum can be used as a catalyst in the dehydrogenation reaction. In such embodiments, the solid particles can comprise a gallium and/or platinum catalyst. According to the present description, the gallium and/or platinum catalyst comprises gallium, platinum, or both. The gallium and/or platinum catalyst can be formed on an alumina support or an aluminosilicate support and can optionally comprise potassium. Such gallium and/or platinum catalysts are disclosed in U.S. Patent No. 8,669,406, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety. At the same time, it should be understood that other suitable catalysts can be used to carry out the chemical dehydrogenation reaction.

В одном или более вариантах осуществления механизм реакции может представлять собой дегидрогенизацию с последующим сжиганием (в одной и той же камере). В таких вариантах осуществления реакция дегидрогенизации может приводить к образованию водорода в качестве побочного продукта, а материал-носитель кислорода может контактировать с водородом и способствовать сжиганию водорода с образованием воды. Примеры таких механизмов реакции, которые рассматриваются как возможные механизмы реакций для систем и способов, описанных в настоящем документе, описаны в документе WO 2020/046978, идеи которого включены в настоящий документ путем ссылки в полном объеме.In one or more embodiments, the reaction mechanism may be dehydrogenation followed by combustion (in the same chamber). In such embodiments, the dehydrogenation reaction may produce hydrogen as a byproduct, and the oxygen carrier material may contact the hydrogen and facilitate the combustion of hydrogen to form water. Examples of such reaction mechanisms, which are considered as possible reaction mechanisms for the systems and methods described herein, are described in WO 2020/046978, the teachings of which are incorporated herein by reference in their entirety.

Согласно одному или нескольким вариантам реализации изобретения химический процесс может представлять собой процесс крекинга. В соответствии с такими вариантами осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать один или более из лигроина, н-бутана или изобутана. В соответствии с одним или более вариантами осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс. или даже по меньшей мере 99% масс. лигроина. В дополнительных вариантах осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс. или даже по меньшей мере 99% масс. н-бутана. В дополнительных вариантах осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс. или даже по меньшей мере 99% масс. изобутана. В дополнительных вариантах осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс. или даже по меньшей мере 99% масс. суммарного количества лигроина, н-бутана и изобутана.According to one or more embodiments of the invention, the chemical process may be a cracking process. According to such embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise one or more of naphtha, n-butane, or isobutane. According to one or more embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise at least 50 wt.%, at least 60 wt.%, at least 70 wt.%, at least 80 wt.%, at least 90 wt.%, at least 95 wt.%, or even at least 99 wt.% naphtha. In further embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise at least 50 wt.%, at least 60 wt.%, at least 70 wt.%, at least 80 wt.%, at least 90 wt.%, at least 95 wt.%, or even at least 99 wt.% n-butane. In further embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise at least 50 wt.%, at least 60 wt.%, at least 70 wt.%, at least 80 wt.%, at least 90 wt.%, at least 95 wt.%, or even at least 99 wt.% of isobutane. In further embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise at least 50 wt.%, at least 60 wt.%, at least 70 wt.%, at least 80 wt.%, at least 90 wt.%, at least 95 wt.%, or even at least 99 wt.% of the total amount of naphtha, n-butane, and isobutane.

В одном или большем количестве вариантов осуществления изобретения в реакции крекинга в качестве катализатора может применяться один или большее количество цеолитов. В таких вариантах осуществления твердые частицы могут содержать один или более цеолитов. В некоторых вариантах осуществления изобретения один или более цеолитов, используемых в реакции крекинга, могут содержать цеолит ZSM-5. Однако, следует понимать, что для выполнения реакции крекинга могут быть использованы другие пригодные катализаторы. Например, к пригодным коммерчески доступным катализаторам могут относиться Intercat Super Z Excel или Intercat Super Z Exceed. В дополнительных вариантах реализации катализатор крекинга может содержать платину в дополнение к каталитически активному материалу. Например, катализатор крекинга может содержать от 0,001 масс.% до 0,05 масс.% платины. Платина может быть напылена в виде нитрата платины и прокалена при повышенной температуре, такой как примерно 700 °C. Не ограничиваясь теорией, полагают, что добавление платины к катализатору может облегчать сгорание вспомогательного топлива, такого как метан.In one or more embodiments, one or more zeolites may be used as a catalyst in the cracking reaction. In such embodiments, the solid particles may comprise one or more zeolites. In some embodiments, the one or more zeolites used in the cracking reaction may comprise a ZSM-5 zeolite. However, it should be understood that other suitable catalysts may be used to perform the cracking reaction. For example, suitable commercially available catalysts may include Intercat Super Z Excel or Intercat Super Z Exceed. In further embodiments, the cracking catalyst may comprise platinum in addition to the catalytically active material. For example, the cracking catalyst may comprise from 0.001 wt.% to 0.05 wt.% platinum. The platinum may be sputtered as platinum nitrate and calcined at an elevated temperature, such as about 700 °C. Without being limited by theory, it is believed that adding platinum to the catalyst could facilitate the combustion of auxiliary fuels such as methane.

Согласно одному или нескольким вариантам реализации изобретения химический процесс может представлять собой процесс дегидратации. В соответствии с такими вариантами осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать один или более из этанола, пропанола или бутанола. В соответствии с одним или более вариантами осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс. или даже по меньшей мере 99% масс. этанола. В дополнительных вариантах осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс. или даже по меньшей мере 99% масс. пропанола. В дополнительных вариантах осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс. или даже по меньшей мере 99% масс. бутанола. В дополнительных вариантах осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс. или даже по меньшей мере 99% масс. суммарного количества этанола, пропанола и бутанола.According to one or more embodiments of the invention, the chemical process may be a dehydration process. According to such embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise one or more of ethanol, propanol, or butanol. According to one or more embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise at least 50 wt.%, at least 60 wt.%, at least 70 wt.%, at least 80 wt.%, at least 90 wt.%, at least 95 wt.%, or even at least 99 wt.% ethanol. In further embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise at least 50 wt.%, at least 60 wt.%, at least 70 wt.%, at least 80 wt.%, at least 90 wt.%, at least 95 wt.%, or even at least 99 wt.% propanol. In further embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise at least 50 wt.%, at least 60 wt.%, at least 70 wt.%, at least 80 wt.%, at least 90 wt.%, at least 95 wt.%, or even at least 99 wt.% butanol. In further embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise at least 50 wt.%, at least 60 wt.%, at least 70 wt.%, at least 80 wt.%, at least 90 wt.%, at least 95 wt.%, or even at least 99 wt.% of the total amount of ethanol, propanol, and butanol.

В одном или большем количестве вариантов осуществления изобретения в реакции дегидратации может использоваться один или большее количество кислотных катализаторов. В таких вариантах осуществления твердые частицы могут содержать один или более кислотных катализаторов. В некоторых вариантах реализации изобретения один или несколько кислотных катализаторов, применяемых в процессе дегидратации, могут содержать цеолит (например, цеолит ZSM-5), оксид алюминия, аморфный алюмосиликат, кислую глину или сочетание вышеуказанного. Например, в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления коммерчески доступные катализаторы из оксида алюминия, которые могут быть приемлемыми, включают в себя SynDol (доступный у компании Scientific Design Company), V200 (доступный у компании UOP) или P200 (доступный у компании Sasol). Коммерчески доступные цеолитные катализаторы, которые могут быть приемлемыми, включают в себя CBV 8014, CBV 28014 (оба доступны у компании Zeolyst). К коммерчески доступным аморфным алюмосиликатным катализаторам, которые могут быть пригодными, относятся алюмосиликатные носители катализатора класса 135 (предоставляемые компанией Sigma Aldrich). В то же время следует понимать, что для выполнения процесса дегидратации могут быть использованы другие пригодные катализаторы. In one or more embodiments, one or more acid catalysts may be used in the dehydration reaction. In such embodiments, the solid particles may comprise one or more acid catalysts. In some embodiments, the one or more acid catalysts used in the dehydration process may comprise a zeolite (e.g., ZSM-5 zeolite), alumina, amorphous aluminosilicate, acidic clay, or a combination of the foregoing. For example, in accordance with one or more embodiments, commercially available alumina catalysts that may be suitable include SynDol (available from Scientific Design Company), V200 (available from UOP), or P200 (available from Sasol). Commercially available zeolite catalysts that may be suitable include CBV 8014, CBV 28014 (both available from Zeolyst). Commercially available amorphous aluminosilicate catalysts that may be suitable include grade 135 aluminosilicate catalyst supports (available from Sigma Aldrich). However, it should be understood that other suitable catalysts may be used to perform the dehydration process.

Согласно одному или нескольким вариантам реализации изобретения химический процесс может представлять собой процесс конверсии метанола в олефин. В соответствии с такими вариантами осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать метанол. В соответствии с одним или более вариантами осуществления поток углеводородсодержащего сырья может содержать по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс., по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс. или даже по меньшей мере 99% масс. метанола. According to one or more embodiments of the invention, the chemical process may be a process for converting methanol to an olefin. According to such embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise methanol. According to one or more embodiments, the hydrocarbon-containing feed stream may comprise at least 50 wt.%, at least 60 wt.%, at least 70 wt.%, at least 80 wt.%, at least 90 wt.%, at least 95 wt.%, or even at least 99 wt.% methanol.

В одном или большем количестве вариантов осуществления изобретения в реакции превращения метанола в олефины в качестве катализатора может применяться один или большее количество цеолитов. В таких вариантах осуществления твердые частицы могут содержать один или более цеолитов. В некоторых вариантах реализации изобретения один или несколько цеолитов, применяемых в процессе конверсии метанола в олефины, могут содержать одно или несколько из цеолита ZSM-5 или цеолита SAPO-34. В то же время следует понимать, что для выполнения процесса конверсии метанола в олефины могут быть использованы другие пригодные катализаторы. In one or more embodiments of the invention, one or more zeolites may be used as a catalyst in the methanol to olefin conversion reaction. In such embodiments, the solid particles may comprise one or more zeolites. In some embodiments, one or more zeolites used in the methanol to olefin conversion process may comprise one or more of a ZSM-5 zeolite or a SAPO-34 zeolite. At the same time, it should be understood that other suitable catalysts may be used to perform the methanol to olefin conversion process.

В одном или более вариантах осуществления управление химическим процессом может включать в себя выпуск продуктового потока из реактора. Поток продукта может содержать низшие олефины или алкилированные ароматические олефины, такие как стирол. Как описано в данном документе, «легкие олефины» относятся к одному или большему количеству из указанных: этилену, пропилену или бутену. Как описано в данном документе, бутен может включать в себя любой изомер бутена, например, α-бутилен, цис-β-бутилен, транс-β-бутилен и изобутилен. В одном из вариантов реализации поток продукта может содержать по меньшей мере 50 масс.% легких олефинов. Например, поток продукта может содержать по меньшей мере 60 масс.% легких олефинов, по меньшей мере 70 масс.% легких олефинов, по меньшей мере 80 масс.% легких олефинов, по меньшей мере 90 масс.% легких олефинов, по меньшей мере 95 масс.% легких олефинов или даже по меньшей мере 99 масс.% легких олефинов. In one or more embodiments, controlling the chemical process may include releasing a product stream from the reactor. The product stream may comprise lower olefins or alkylated aromatic olefins, such as styrene. As described herein, "light olefins" refer to one or more of ethylene, propylene, or butene. As described herein, butene may include any isomer of butene, such as α-butylene, cis-β-butylene, trans-β-butylene, and isobutylene. In an embodiment, the product stream may comprise at least 50 wt.% light olefins. For example, the product stream may contain at least 60 wt.% light olefins, at least 70 wt.% light olefins, at least 80 wt.% light olefins, at least 90 wt.% light olefins, at least 95 wt.% light olefins, or even at least 99 wt.% light olefins.

Согласно ФИГ. 1, система 100 реактора по существу содержит множество системных компонентов, таких как секция 200 реактора и секция 300 регенерации. В настоящем документе в контексте ФИГ. 1 секция 200 реактора по существу относится к части системы 100 реактора, в которой происходит основная технологическая реакция, а твердые частицы отделены от олефинсодержащего продуктового потока реакции. В одном или более вариантах осуществления твердые частицы могут быть отработаны, что означает, что они по меньшей мере частично деактивированы. Также используемый в настоящем документе термин «секция 300 регенерации» по существу относится к части системы реактора с псевдоожиженным катализатором, в которой регенерируются твердые частицы, например, посредством горения, и регенерированные твердые частицы отделяются от других технологических материалов, таких как выделяемые газы из сжигаемого материала ранее на отработанных твердых частицах или из дополнительного топлива. Секция 200 реактора по существу включает в себя реакционный сосуд 250, стояк 230, включающий в себя наружный сегмент 232 стояка и внутренний сегмент 234 стояка, и секцию 210 отделения твердых частиц. Секция 300 регенерации по существу включает в себя сосуд 350 обработки твердых частиц, стояк 330, включающий в себя наружный сегмент 332 стояка и внутренний сегмент 334 стояка, и секцию 310 отделения твердых частиц. По существу секция 210 отделения твердых частиц может находиться в сообщении по текучей среде с сосудом 350 обработки твердых частиц, например, через проходку 126, а секция 310 отделения твердых частиц может находиться в сообщении по текучей среде с реакционным сосудом 250, например, через проходку 124 и транспортировочный стояк 130. Referring to FIG. 1, the reactor system 100 generally comprises a plurality of system components, such as a reactor section 200 and a regeneration section 300. As used herein in the context of FIG. 1, the reactor section 200 generally refers to a portion of the reactor system 100 in which the primary process reaction occurs and solid particles are separated from the olefin-containing reaction product stream. In one or more embodiments, the solid particles may be spent, which means that they are at least partially deactivated. Also as used herein, the term "regeneration section 300" generally refers to a portion of the fluidized bed reactor system in which solid particles are regenerated, such as by combustion, and the regenerated solid particles are separated from other process materials, such as off-gases from material previously burned on the spent solid particles or from additional fuel. The reactor section 200 essentially includes a reaction vessel 250, a riser 230 including an outer riser segment 232 and an inner riser segment 234, and a solids separation section 210. The regeneration section 300 essentially includes a solids treatment vessel 350, a riser 330 including an outer riser segment 332 and an inner riser segment 334, and a solids separation section 310. Essentially, the solids separation section 210 can be in fluid communication with the solids treatment vessel 350, for example, through the penetration 126, and the solids separation section 310 can be in fluid communication with the reaction vessel 250, for example, through the penetration 124 and the transport riser 130.

По существу система 100 реактора может управляться путем подачи углеводородсодержащего сырья и псевдоожиженных твердых частиц в реакционный сосуд 250 и проведения реакции путем контакта углеводородсодержащего сырья с псевдоожиженными твердыми частицами для получения олефинсодержащего продукта в реакционном сосуде 250 секции 200 реактора. Олефинсодержащий продукт и твердые частицы могут быть пропущены из реакционного сосуда 250 и через стояк 230 в устройство 220 отделения газа / твердых частиц в секции 210 отделения твердых частиц, где твердые частицы могут быть отделены от олефинсодержащего продукта. Твердые частицы могут быть затем транспортированы из секции 210 отделения твердых частиц в сосуд 350 обработки твердых частиц. В сосуде 350 обработки твердых частиц твердые частицы могут быть регенерированы посредством химических процессов. Например, отработанные твердые частицы могут быть регенерированы одним или более из окисления твердых частиц путем контакта с кислородсодержащим газом, сжигания кокса, присутствующего на твердых частицах, и сжигания дополнительного топлива для нагрева твердых частиц. Затем твердые частицы могут быть пропущены из сосуда 350 обработки твердых частиц и через стояк 330 в оконечное устройство 378 стояка, где происходит частичное разделение газа и твердых частиц из стояка 330. Газ и оставшиеся твердые частицы из стояка 330 транспортируют в устройство 320 отделения газа / твердых частиц в секции 310 отделения твердых частиц, где оставшиеся твердые частицы отделяются от газов из реакции регенерации. Твердые частицы, отделенные от газов, могут быть перенесены в зону 380 сбора твердых частиц. Затем отделенные твердые частицы переносят из зоны 380 сбора твердых частиц в реакционный сосуд 250 для дальнейшего использования. Таким образом, твердые частицы могут циркулировать между секцией 200 реактора и секцией 300 регенерации.In essence, the reactor system 100 can be operated by feeding a hydrocarbon-containing feedstock and fluidized solids into a reaction vessel 250 and performing a reaction by contacting the hydrocarbon-containing feedstock with the fluidized solids to produce an olefin-containing product in the reaction vessel 250 of the reactor section 200. The olefin-containing product and solids can be passed from the reaction vessel 250 and through the riser 230 into the gas/solids separation device 220 in the solids separation section 210, where the solids can be separated from the olefin-containing product. The solids can then be transported from the solids separation section 210 to the solids treatment vessel 350. In the solids treatment vessel 350, the solids can be regenerated through chemical processes. For example, the spent solids may be regenerated by one or more of oxidizing the solids by contact with an oxygen-containing gas, burning coke present on the solids, and burning additional fuel to heat the solids. The solids may then be passed from the solids treatment vessel 350 and through the riser 330 to the riser terminal device 378, where a partial separation of the gas and solids from the riser 330 occurs. The gas and the remaining solids from the riser 330 are transported to the gas/solids separation device 320 in the solids separation section 310, where the remaining solids are separated from the gases from the regeneration reaction. The solids separated from the gases may be transferred to the solids collection zone 380. The separated solids are then transferred from the solids collection zone 380 to the reaction vessel 250 for further use. In this way, solid particles can circulate between the reactor section 200 and the regeneration section 300.

В одном или более вариантах осуществления система 100 реактора может включать в себя либо секцию 200 реактора, либо секцию 300 регенерации, но не обе из них. В дополнительных вариантах осуществления система 100 реактора может включать в себя одну секцию 300 регенерации и множество секций 200 реактора.In one or more embodiments, the reactor system 100 may include either a reactor section 200 or a regeneration section 300, but not both. In further embodiments, the reactor system 100 may include one regeneration section 300 and a plurality of reactor sections 200.

Кроме того, как описано в настоящем документе, структурные особенности секции 200 реактора и секции 300 регенерации могут быть похожими или идентичными в некоторых отношениях. Например, каждая из секции 200 реактора и секции 300 регенерации включает в себя реакционный сосуд (т. е. реакционный сосуд 250 секции 200 реактора и сосуд 350 обработки твердых частиц секции 300 регенерации), стояк (т. е. стояк 230 секции 200 реактора и стояк 330 секции 300 регенерации) и секцию отделения твердых частиц (т. е. секцию 210 отделения твердых частиц секции 200 реактора и секцию 310 отделения твердых частиц секции 300 регенерации). Следует понимать, что, поскольку многие структурные особенности секции 200 реактора и секции 300 регенерации могут быть похожими или идентичными в некоторых отношениях, в настоящем описании аналогичные или идентичные части секции 200 реактора и секции 300 регенерации были обозначены ссылочными позициями с одинаковыми последними двумя цифрами, а раскрытия, относящиеся к одной части секции 200 реактора, могут быть применимы к аналогичной или идентичной части секции 300 регенерации, и наоборот.In addition, as described herein, the structural features of the reactor section 200 and the regeneration section 300 may be similar or identical in some respects. For example, each of the reactor section 200 and the regeneration section 300 includes a reaction vessel (i.e., a reaction vessel 250 of the reactor section 200 and a solids treatment vessel 350 of the regeneration section 300), a riser (i.e., a riser 230 of the reactor section 200 and a riser 330 of the regeneration section 300), and a solids separation section (i.e., a solids separation section 210 of the reactor section 200 and a solids separation section 310 of the regeneration section 300). It should be understood that since many of the structural features of the reactor section 200 and the regeneration section 300 may be similar or identical in some respects, in the present description similar or identical portions of the reactor section 200 and the regeneration section 300 have been designated by reference numerals with the same last two digits, and disclosures relating to one portion of the reactor section 200 may be applicable to a similar or identical portion of the regeneration section 300, and vice versa.

Как показано на ФИГ. 1 и 2, реакционный сосуд 250 может включать в себя впускной порт 252 для твердых частиц реакционного сосуда, образующий соединение транспортировочного стояка 130 с реакционным сосудом 250. Реакционный сосуд 250 может дополнительно включать в себя выпускной порт 254 реакционного сосуда, находящийся в сообщении по текучей среде или непосредственно соединенный с наружным сегментом 232 стояка 230. Используемый в настоящем документе термин «реакционный сосуд» обозначает барабан, цилиндр, чан или другой контейнер, приемлемый для данной химической реакции. Реакционный сосуд может по существу иметь цилиндрическую форму (т. е. имеющую по существу круглый диаметр) или альтернативно может иметь нецилиндрическую форму, такую как призма, сформированная с формой поперечного сечения в виде треугольников, прямоугольников, пятиугольников, шестиугольников, восьмиугольников, овалов, или других многоугольников, или изогнутых закрытых форм, или их комбинаций. Реакционные сосуды, используемые в настоящем описании, могут по существу включать в себя металлическую раму и могут дополнительно включать в себя огнеупорные футеровки или другие материалы, используемые для защиты металлической рамы и/или управления условиями технологического процесса.As shown in FIGS. 1 and 2, the reaction vessel 250 may include a reaction vessel solids inlet port 252 that forms a connection between the transport riser 130 and the reaction vessel 250. The reaction vessel 250 may further include a reaction vessel outlet port 254 that is in fluid communication with or directly connected to the outer segment 232 of the riser 230. As used herein, the term "reaction vessel" means a drum, cylinder, vat, or other container suitable for a given chemical reaction. The reaction vessel may be substantially cylindrical in shape (i.e., having a substantially circular diameter) or may alternatively be non-cylindrical in shape, such as a prism formed with a cross-sectional shape of triangles, rectangles, pentagons, hexagons, octagons, ovals, or other polygons, or curved closed shapes, or combinations thereof. The reaction vessels used in the present disclosure may substantially include a metal frame and may further include refractory linings or other materials used to protect the metal frame and/or control process conditions.

В целом, «впускные отверстия» и «выпускные отверстия» любого системного узла системы 100 реактора с псевдоожиженным катализатором, описанные в настоящем документе, обозначают отверстия, сквозные отверстия, каналы, щели, зазоры или другие подобным механические элементы в системном узле. Например, впускные отверстия обеспечивают возможность подачи материалов в конкретный узел системы, а выпускные отверстия обеспечивают возможность выхода веществ из конкретного узла системы. В целом, выпускное отверстие или впускное отверстие будет образовывать область системного узла системы 100 реактора с псевдоожиженным катализатором, к которой прикреплена труба, трубопровод, трубка, шланг, транспортировочная линия или подобный механический элемент, или к части системного узла, к которой непосредственно присоединен другой системный узел. Несмотря на то, что впускные отверстия и выпускные отверстия могут быть иногда описаны в настоящем документе в функциональном действии, они могут иметь схожие или идентичные физические характеристики, и их соответствующие функции в рабочей системе не следует толковать как ограничивающие их физические конструкции. Другие отверстия, такие как отверстие 218 стояка, могут содержать отверстие в данном системном узле на месте непосредственного присоединения других системных узлов, например, там, где стояк 230 проходит в секцию 210 отделения твердых частиц на отверстии 218 стояка.In general, the "inlets" and "outlets" of any system unit of the fluidized catalyst reactor system 100 described herein refer to openings, through-holes, channels, slots, gaps or other similar mechanical elements in the system unit. For example, inlets provide a means for materials to be fed into a particular system unit, and outlets provide a means for materials to be discharged from a particular system unit. In general, an outlet or inlet will form a region of the system unit of the fluidized catalyst reactor system 100 to which a pipe, conduit, tube, hose, transport line or similar mechanical element is attached, or to a portion of the system unit to which another system unit is directly attached. Although inlets and outlets may sometimes be described herein in functional action, they may have similar or identical physical characteristics, and their respective functions in the working system should not be construed as limiting their physical designs. Other openings, such as riser opening 218, may comprise an opening in a given system unit at a location where other system units are directly connected, such as where riser 230 extends into solids separation section 210 at riser opening 218.

Реакционный сосуд 250 может быть соединен с транспортировочным стояком 130, который при эксплуатации может подавать регенерированные твердые частицы и химические вещества в секцию 200 реактора. Как показано на ФИГ. 2, регенерированные твердые частицы и химическое сырье могут быть смешаны посредством распределителя 260, расположенного в реакционном сосуде 250. Как показано на ФИГ. 1, твердые частицы, поступающие в реакционный сосуд 250 через транспортировочный стояк 130, могут проходить через проходку 124 к транспортировочному стояку 130, таким образом поступая из секции 300 регенерации. В некоторых вариантах осуществления твердые частицы могут поступать непосредственно из секции 210 отделения твердых частиц через проходку 122 и в транспортировочный стояк 130, через который они поступают в реакционный сосуд 250. Эти твердые частицы могут быть частично деактивированы, но в некоторых вариантах осуществления они все же могут быть приемлемыми для использования в реакционном сосуде 250.The reaction vessel 250 can be connected to a riser 130, which, during operation, can feed regenerated solids and chemicals into the reactor section 200. As shown in FIG. 2, the regenerated solids and chemical feedstock can be mixed by means of a distributor 260 located in the reaction vessel 250. As shown in FIG. 1, the solids entering the reaction vessel 250 through the riser 130 can pass through the passage 124 to the riser 130, thus coming from the regeneration section 300. In some embodiments, the solid particles may pass directly from the solid particle separation section 210 through the passage 122 and into the transport riser 130, through which they pass into the reaction vessel 250. These solid particles may be partially deactivated, but in some embodiments they may still be acceptable for use in the reaction vessel 250.

Как показано на ФИГ. 1 и 2, реакционный сосуд 250 может быть непосредственно соединен с наружным сегментом 232 стояка. В одном варианте осуществления реакционный сосуд 250 может включать в себя секцию 256 корпуса реакционного сосуда и переходную секцию 258 реакционного сосуда, расположенную между секцией 256 корпуса реакционного сосуда и наружным сегментом 232 стояка. Секция 256 корпуса реакционного сосуда может по существу иметь больший диаметр, чем переходная секция 258 реакционного сосуда, и переходная секция 258 реакционного сосуда может быть сужена от размера диаметра секции 256 корпуса реакционного сосуда до размера диаметра стояка 230 таким образом, что переходная секция 258 реакционного сосуда выступает по направлению внутрь от секции 256 корпуса реакционного сосуда к наружному сегменту 232 стояка. Следует понимать, что в настоящем документе диаметр части системного узла обозначает его общую ширину, как показано в горизонтальном направлении на ФИГ. 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the reaction vessel 250 can be directly connected to the outer segment 232 of the riser. In one embodiment, the reaction vessel 250 can include a section 256 of the reaction vessel body and a transition section 258 of the reaction vessel located between the section 256 of the reaction vessel body and the outer segment 232 of the riser. The section 256 of the reaction vessel body can substantially have a larger diameter than the transition section 258 of the reaction vessel, and the transition section 258 of the reaction vessel can be narrowed from the size of the diameter of the section 256 of the reaction vessel body to the size of the diameter of the riser 230 such that the transition section 258 of the reaction vessel projects inwardly from the section 256 of the reaction vessel body to the outer segment 232 of the riser. It should be understood that in this document, the diameter of a part of a system node denotes its overall width, as shown in the horizontal direction in FIG. 1.

Кроме того, секция 256 корпуса реакционного сосуда может по существу иметь высоту, где высота секции 256 корпуса реакционного сосуда измеряется от впускного порта 152 для твердых частиц до переходной секции 258 реакционного сосуда. В одном или более вариантах осуществления диаметр секции 256 корпуса реакционного сосуда может быть больше высоты секции 256 корпуса реакционного сосуда. В одном или более вариантах осуществления отношение диаметра к высоте секции 256 корпуса реакционного сосуда может составлять от 5 : 1 до 1 : 5. Например, отношение диаметра к высоте секции 356 корпуса сосуда обработки твердых частиц может составлять от 5 : 1 до 1 : 5, от 4 : 1 до 1 : 5, от 3 : 1 до 1 : 5, от 2 : 1 до 1 : 5, от 1 : 1 до 1 : 5, от 1 : 2 до 1 : 5, от 1 : 3 до 1 : 5, от 1 : 4 до 1 : 5, от 5 : 1 до 1 : 4, от 5 : 1 до 1 : 3, от 5 : 1 до 1 : 2, от 5 : 1 до 1 : 1, от 5 : 1 до 2 : 1, от 5 : 1 до 3 : 1, от 5 : 1 до 4 : 1 или любую комбинацию или подкомбинацию этих диапазонов. In addition, the section 256 of the reaction vessel body may substantially have a height, where the height of the section 256 of the reaction vessel body is measured from the inlet port 152 for solid particles to the transition section 258 of the reaction vessel. In one or more embodiments, the diameter of the section 256 of the reaction vessel body may be greater than the height of the section 256 of the reaction vessel body. In one or more embodiments, the diameter to height ratio of section 256 of the reaction vessel body may be from 5:1 to 1:5. For example, the diameter to height ratio of section 356 of the solids processing vessel body may be from 5:1 to 1:5, from 4:1 to 1:5, from 3:1 to 1:5, from 2:1 to 1:5, from 1:1 to 1:5, from 1:2 to 1:5, from 1:3 to 1:5, from 1:4 to 1:5, from 5:1 to 1:4, from 5:1 to 1:3, from 5:1 to 1:2, from 5:1 to 1:1, from 5 :1 to 2:1, 5:1 to 3:1, 5:1 to 4:1, or any combination or subcombination of these ranges.

В одном или более вариантах осуществления реакционный сосуд 250 может иметь максимальную площадь поперечного сечения, которая в по меньшей мере 3 раза превышает максимальную площадь поперечного сечения стояка 230. Например, реакционный сосуд 250 может иметь максимальную площадь поперечного сечения, которая в по меньшей мере 3, по меньшей мере 4, по меньшей мере 5, по меньшей мере 6, по меньшей мере 7, по меньшей мере 8, по меньшей мере 9 или даже по меньшей мере 10 раз превышает максимальную площадь поперечного сечения стояка 230. В соответствии с настоящим описанием в том случае, если явно не указано иное, термин «площадь поперечного сечения» обозначает площадь поперечного сечения части компонента системы, лежащей в плоскости, по существу перпендикулярной направлению общего потока реагентов и/или продуктов. In one or more embodiments, the reaction vessel 250 may have a maximum cross-sectional area that is at least 3 times the maximum cross-sectional area of the riser 230. For example, the reaction vessel 250 may have a maximum cross-sectional area that is at least 3, at least 4, at least 5, at least 6, at least 7, at least 8, at least 9, or even at least 10 times the maximum cross-sectional area of the riser 230. In accordance with the present description, unless explicitly stated otherwise, the term "cross-sectional area" means the cross-sectional area of a portion of a component of the system lying in a plane substantially perpendicular to the direction of the general flow of reactants and/or products.

В одном или более вариантах осуществления в зависимости от формы, размера и других технологических условий, таких как температура и давление в реакционном сосуде 250 и стояке 230, реакционный сосуд 250 может работать в режиме, который является изотермическим или приближается к изотермическому, таком как в реакторе с интенсивным псевдоожиженным, турбулентным или кипящим слоем, при этом стояк 230 может работать в большей степени в режиме поршневого течения, таком как в лифт-реакторе с разбавленной фазой. Например, реакционный сосуд 250 может выполнять функцию реактора с интенсивным псевдоожиженным, турбулентным или кипящим слоем и стояк 230 может выполнять функцию лифт-реактора с разбавленной фазой, в результате чего усредненный поток катализатора и газа совместно движется вверх. В контексте настоящего документа термин «усредненный поток» обозначает полный восходящий поток с вычетом обратного потока, который в целом является типичным для поведения псевдоожиженных частиц. Как описано в настоящем документе, термин «реактор с интенсивным псевдоожижением» может обозначать реактор с режимом псевдоожижения, в котором приведенная скорость газовой фазы выше, чем скорость запирания, и который в процессе работы может являться частично плотным. Как описано в настоящем документе, реактор «с турбулентным слоем» может относиться к режиму псевдоожижения, при котором линейная скорость меньше скорости запирания потока, при этом указанный слой является более плотным по сравнению с режимом быстрого псевдоожижения. Как описано в настоящем документе, термин «реактор с кипящим слоем» может обозначать режим псевдоожижения, в котором в слое высокой плотности четко обозначенные пузырьки присутствуют в двух различных фазах. «Скорость запирания потока» относится к минимальной скорости, необходимой для поддержания твердых частиц в режиме разбавленной фазы на линии вертикального перемещения. Как описано в настоящем документе, «лифт-реактор с разбавленной фазой» может относиться к лифт-реактору, работающему при скорости переноса, при которой газ и катализатор имеют примерно одинаковую скорость в разбавленной фазе.In one or more embodiments, depending on the shape, size, and other process conditions such as the temperature and pressure in the reaction vessel 250 and the riser 230, the reaction vessel 250 can operate in a mode that is isothermal or near isothermal, such as in a reactor with an intense fluidized, turbulent, or ebullated bed, while the riser 230 can operate to a greater extent in a plug flow mode, such as in a dilute phase riser reactor. For example, the reaction vessel 250 can function as a reactor with an intense fluidized, turbulent, or ebullated bed and the riser 230 can function as a dilute phase riser reactor, whereby an average flow of catalyst and gas moves upward together. As used herein, the term "average flow" means the total upward flow minus the reverse flow, which is generally typical of the behavior of fluidized particles. As described herein, the term "intense fluidization reactor" may refer to a reactor with a fluidization regime in which the superficial velocity of the gas phase is higher than the choke velocity and which may be partially dense during operation. As described herein, a "turbulent bed" reactor may refer to a fluidization regime in which the linear velocity is less than the choke velocity, wherein said bed is denser than a fast fluidization regime. As described herein, the term "fluidized bed reactor" may refer to a fluidization regime in which clearly defined bubbles are present in two different phases in a high-density bed. "Choke velocity" refers to the minimum velocity required to maintain solids in a dilute phase regime in a vertical movement line. As described herein, a “dilute phase lift reactor” may refer to a lift reactor operating at a transfer rate at which the gas and catalyst have approximately the same velocity in the dilute phase.

В одном или нескольких вариантах осуществления давление в реакционном сосуде 250 может находиться в диапазоне от 6,0 до 100 фунтов на квадратный дюйм абсолютного давления (psia) (от около 41,4 килопаскаля (кПа) до около 689,4 кПа), но в некоторых вариантах осуществления может использоваться более узкий заданный диапазон, например, от 15,0 psia до 35,0 psia (от около 103,4 кПа до около 241,3 кПа). Например, давление может составлять от 15,0 psia до 30,0 psia (от около 103,4 кПа до около 206,8 кПа), от 17,0 psia до 28,0 psia (от около 117,2 кПа до около 193,1 кПа) или от 19,0 psia до 25,0 psia (от около 131,0 кПа до около 172,4 кПа). Преобразования единиц из стандартных (не СИ) в метрические (СИ) выражения в настоящем документе содержат термин «около» для того, чтобы показать округление, которое может присутствовать в метрических (СИ) выражениях в результате преобразований.In one or more embodiments, the pressure in the reaction vessel 250 may be in a range of from 6.0 to 100 pounds per square inch absolute (psia) (from about 41.4 kilopascals (kPa) to about 689.4 kPa), but in some embodiments, a narrower specified range may be used, such as from 15.0 psia to 35.0 psia (from about 103.4 kPa to about 241.3 kPa). For example, the pressure may be from 15.0 psia to 30.0 psia (from about 103.4 kPa to about 206.8 kPa), from 17.0 psia to 28.0 psia (from about 117.2 kPa to about 193.1 kPa), or from 19.0 psia to 25.0 psia (from about 131.0 kPa to about 172.4 kPa). Conversions of units from standard (non-SI) to metric (SI) expressions in this document include the term "about" to indicate rounding that may be present in metric (SI) expressions as a result of the conversions.

В дополнительных вариантах осуществления среднечасовая объемная скорость (WHSV) для раскрываемого способа может находиться в пределах от 0,1 фунта (фунт) до 100 фунтов химического сырья в час (ч) на фунт катализатора в реакторе (фунт сырья/ч/фунт катализатора). Например, когда реактор содержит реакционный сосуд 250, выполняющий функцию реактора с интенсивным псевдоожиженным, турбулентным или кипящим слоем, и стояк 230, выполняющий функцию лифт-реактора, поверхностная скорость газа может составлять от 2 футов в секунду (фут/с, примерно 0,61 метра в секунду, м/с) до 80 фут/с (примерно 24,38 м/с), например, от 2 фут/с (примерно 0,61 м/с) до 10 фут/с (примерно 3,05 м/с) в реакционном сосуде 250 и от 30 фут/с (примерно 9,14 м/с) до 70 фут/с (примерно 21,31 м/с) в стояке 230. В дополнительных вариантах осуществления конфигурация реактора, которая полностью соответствует типу лифт-реактора, может функционировать при одной высокой линейной скорости газа, например, в некоторых вариантах осуществления, составляющей по меньшей мере 30 фут/с (примерно 9,15 м/с) на всем протяжении. In additional embodiments, the weight hourly space velocity (WHSV) for the disclosed process can range from 0.1 pounds (lb) to 100 pounds of chemical feedstock per hour (hr) per pound of catalyst in the reactor (lb feedstock/hr/lb catalyst). For example, when the reactor comprises a reaction vessel 250 that functions as a reactor with an intense fluidized, turbulent, or ebullated bed and a riser 230 that functions as a riser reactor, the superficial gas velocity can be from 2 feet per second (ft/s, about 0.61 meters per second, m/s) to 80 ft/s (about 24.38 m/s), such as from 2 ft/s (about 0.61 m/s) to 10 ft/s (about 3.05 m/s) in the reaction vessel 250 and from 30 ft/s (about 9.14 m/s) to 70 ft/s (about 21.31 m/s) in the riser 230. In additional embodiments, a reactor configuration that fully corresponds to the type the riser reactor may operate at a single high linear gas velocity, such as, in some embodiments, at least 30 ft/s (about 9.15 m/s) throughout.

В дополнительных вариантах осуществления отношение катализатора к сырьевому потоку в реакционном сосуде 250 и стояке 230 может находиться в диапазоне от 5 до 100 в расчете на массу (масс./масс.). В некоторых вариантах осуществления указанное отношение может находиться в диапазоне от 10 до 40, например, от 12 до 36 или от 12 до 24. In further embodiments, the ratio of catalyst to feed stream in reaction vessel 250 and riser 230 may be in the range of 5 to 100 on a weight basis (w/w). In some embodiments, said ratio may be in the range of 10 to 40, such as 12 to 36 or 12 to 24.

В дополнительных вариантах осуществления поток катализатора может составлять от 1 фунта на квадратный фут в секунду (фунт/фут2-с) (примерно 4,89 кг/м2-с) до 30 фунт/фут2-с (примерно 146,5 кг/м2-с) в реакционном сосуде 250 и от 10 фунт/фут2-с (примерно 48,9 кг/м2-с) до 250 фунт/фут2-с (примерно 1221 кг/м2-с) в стояке 230.In additional embodiments, the catalyst flow can be from 1 pound per square foot per second (lb/ft 2 -s) (about 4.89 kg/m 2 -s) to 30 lb/ft 2 -s (about 146.5 kg/m 2 -s) in reaction vessel 250 and from 10 lb/ft 2 -s (about 48.9 kg/m 2 -s) to 250 lb/ft 2 -s (about 1221 kg/m 2 -s) in riser 230.

На ФИГ. 1 также представлена секция 200 реактора, которая может содержать стояк 230, служащий для переноса реагентов, продуктов и/или твердых частиц из реакционного сосуда 250 в секцию 210 отделения твердых частиц. В одном или более вариантах осуществления стояк 230 может по существу иметь цилиндрическую форму (т. е. имеющую по существу круглую форму поперечного сечения) или альтернативно может иметь нецилиндрическую форму, такую как призма, сформированная с формой поперечного сечения в виде треугольников, прямоугольников, пятиугольников, шестиугольников, восьмиугольников, овалов, или других многоугольников, или изогнутых закрытых форм, или их комбинаций. Стояк 230, используемый в настоящем описании, может по существу включать в себя металлическую раму и может дополнительно включать в себя огнеупорные футеровки или другие материалы, используемые для защиты металлической рамы и/или управления условиями технологического процесса. FIG. 1 also shows a reactor section 200 that may include a riser 230 that serves to transfer reactants, products, and/or solids from the reaction vessel 250 to the solids separation section 210. In one or more embodiments, the riser 230 may be substantially cylindrical in shape (i.e., having a substantially circular cross-sectional shape) or may alternatively be non-cylindrical in shape, such as a prism formed with a cross-sectional shape of triangles, rectangles, pentagons, hexagons, octagons, ovals, or other polygons, or curved closed shapes, or combinations thereof. The riser 230 used in the present description may substantially include a metal frame and may further include refractory linings or other materials used to protect the metal frame and/or control process conditions.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления стояк 230 может включать в себя наружный сегмент 232 стояка и внутренний сегмент 234 стояка. Применяемый в настоящем документе термин «наружный сегмент стояка» относится к части стояка, которая расположена снаружи секции отделения твердых частиц, а термин «внутренний сегмент стояка» относится к части стояка, которая расположена внутри секции отделения твердых частиц. Например, в варианте осуществления, представленном на ФИГ. 1, внутренний сегмент 234 стояка секции 200 реактора может быть расположен внутри секции 210 отделения твердых частиц, в то время как наружный сегмент 232 стояка расположен снаружи секции 210 отделения твердых частиц.According to some embodiments, the riser 230 may include an outer riser segment 232 and an inner riser segment 234. As used herein, the term "outer riser segment" refers to the portion of the riser that is located outside the solids separation section, and the term "inner riser segment" refers to the portion of the riser that is located inside the solids separation section. For example, in the embodiment shown in FIG. 1, the inner riser segment 234 of the reactor section 200 may be located inside the solids separation section 210, while the outer riser segment 232 is located outside the solids separation section 210.

Как показано на ФИГ. 1 и 3, секция 210 отделения твердых частиц может содержать внешнюю оболочку 212, где внешняя оболочка 212 может образовывать внутреннюю область 214 секции 210 отделения твердых частиц. Внешняя оболочка 212 может содержать выпускной порт 216 для газа, отверстие 218 стояка и выпускной порт 222 для твердых частиц. Кроме того, внешняя оболочка 212 может содержать устройство 220 отделения газа/твердых частиц и зону 280 сбора твердых частиц во внутренней области 214 секции 210 отделения твердых частиц. As shown in FIG. 1 and 3, the solid particle separation section 210 may comprise an outer shell 212, where the outer shell 212 may form an inner region 214 of the solid particle separation section 210. The outer shell 212 may comprise a gas outlet port 216, a riser opening 218, and a solid particle outlet port 222. In addition, the outer shell 212 may comprise a gas/solid particle separation device 220 and a solid particle collection zone 280 in the inner region 214 of the solid particle separation section 210.

В одном или более вариантах осуществления внешняя оболочка 212 секции 210 отделения твердых частиц может образовывать верхний сегмент 276, средний сегмент 274 и нижний сегмент 272 секции 210 отделения твердых частиц. По существу верхний сегмент 276 может иметь по существу постоянную площадь поперечного сечения, так что площадь поперечного сечения не изменяется более чем на 20% в верхнем сегменте 276. В одном или более вариантах осуществления площадь поперечного сечения верхнего сегмента 276 может в по меньшей мере три раза превышать максимальную площадь поперечного сечения стояка 230. Например, площадь поперечного сечения верхнего сегмента 276 может в по меньшей мере 3 раза, по меньшей мере 4 раза, по меньшей мере 5 раз, по меньшей мере 6 раз, по меньшей мере 7 раз, по меньшей мере 8 раз, по меньшей мере 9 раз, по меньшей мере 10 раз, по меньшей мере 12 раз, по меньшей мере 15 раз или даже по меньшей мере 20 раз превышать максимальную площадь поперечного сечения стояка 230. В других вариантах осуществления максимальная площадь поперечного сечения верхнего сегмента 276 может в 5–40 раз превышать максимальную площадь поперечного сечения стояка 230. Например, максимальная площадь поперечного сечения верхнего сегмента 276 может в 5–40, 10–40, 15–40, 20–40, 25–40, 30–40, 35–40, 5–35, 5–30, 5–25, 5–20, 5–15 или даже 5–10 раз превышать максимальную площадь поперечного сечения стояка 230. In one or more embodiments, the outer shell 212 of the solid particle separation section 210 may form an upper segment 276, a middle segment 274, and a lower segment 272 of the solid particle separation section 210. Substantially, the upper segment 276 may have a substantially constant cross-sectional area, such that the cross-sectional area does not vary by more than 20% across the upper segment 276. In one or more embodiments, the cross-sectional area of the upper segment 276 may be at least three times the maximum cross-sectional area of the riser 230. For example, the cross-sectional area of the upper segment 276 may be at least 3 times, at least 4 times, at least 5 times, at least 6 times, at least 7 times, at least 8 times, at least 9 times, at least 10 times, at least 12 times, at least 15 times, or even at least 20 times the maximum cross-sectional area of the riser 230. In other embodiments, the maximum cross-sectional area of the upper segment 276 may be 5 to 40 times the maximum cross-sectional area of the riser 230. For example, the maximum cross-sectional area of the upper segment 276 may be 5–40, 10–40, 15–40, 20–40, 25–40, 30–40, 35–40, 5–35, 5–30, 5–25, 5–20, 5–15 or even 5–10 times the maximum cross-sectional area of the riser 230.

Кроме того, в одном или более вариантах осуществления нижний сегмент 272 секции 210 отделения твердых частиц может иметь по существу постоянную площадь поперечного сечения, так что площадь поперечного сечения не изменяется более чем на 20% в нижнем сегменте 272. Площадь поперечного сечения нижнего сегмента 272 может быть больше, чем максимальная площадь поперечного сечения стояка 230, и меньше, чем максимальная площадь поперечного сечения верхнего сегмента 276. Средний сегмент 274 может иметь форму усеченного конуса, в котором площадь поперечного сечения среднего сегмента 274 не является постоянной и площадь поперечного сечения среднего сегмента 274 переходит от площади поперечного сечения верхнего сегмента 276 к площади поперечного сечения нижнего сегмента 272 на протяжении среднего сегмента 274. In addition, in one or more embodiments, the lower segment 272 of the solid particle separation section 210 may have a substantially constant cross-sectional area, such that the cross-sectional area does not change by more than 20% in the lower segment 272. The cross-sectional area of the lower segment 272 may be greater than the maximum cross-sectional area of the riser 230 and less than the maximum cross-sectional area of the upper segment 276. The middle segment 274 may have the shape of a truncated cone, in which the cross-sectional area of the middle segment 274 is not constant and the cross-sectional area of the middle segment 274 transitions from the cross-sectional area of the upper segment 276 to the cross-sectional area of the lower segment 272 along the middle segment 274.

Как показано на ФИГ. 3, секция 210 отделения твердых частиц может содержать центральную вертикальную ось 299. Центральная вертикальная ось может проходить через верхнюю часть секции 210 отделения твердых частиц и нижнюю часть секции 210 отделения твердых частиц, так что центральная вертикальная ось 299 проходит через верхний сегмент 276, средний сегмент 274 и нижний сегмент 272 секции 210 отделения твердых частиц. В одном или более вариантах осуществления верхний сегмент 276, средний сегмент 274 и нижний сегмент 272 секции 210 отделения твердых частиц могут быть центрированы на центральной вертикальной оси 299. Например, в вариантах осуществления, в которых верхний сегмент 276 и нижний сегмент 272 являются по существу цилиндрическими, центральная вертикальная ось 299 может проходить через среднюю точку диаметра верхнего сегмента 276 и среднюю точку диаметра нижнего сегмента 272.As shown in FIG. 3, the solids separation section 210 may comprise a central vertical axis 299. The central vertical axis may pass through an upper portion of the solids separation section 210 and a lower portion of the solids separation section 210, such that the central vertical axis 299 passes through an upper segment 276, a middle segment 274, and a lower segment 272 of the solids separation section 210. In one or more embodiments, the upper segment 276, the middle segment 274, and the lower segment 272 of the solids separation section 210 may be centered on the central vertical axis 299. For example, in embodiments in which the upper segment 276 and the lower segment 272 are substantially cylindrical, the central vertical axis 299 may pass through the midpoint of the diameter of the upper segment 276 and the midpoint of the diameter of the lower segment 272.

Как показано на ФИГ. 1 и 3, внутренний сегмент 234 стояка 230 может проходить через отверстие 218 стояка секции 210 отделения твердых частиц. Отверстие 218 стояка может быть любым отверстием во внешней оболочке 212 секции 210 отделения твердых частиц, через которое по меньшей мере внутренний сегмент 234 стояка 230 выступает во внутреннюю область 214 секции 210 отделения твердых частиц. В одном или более вариантах осуществления отверстие 218 стояка не расположено на центральной вертикальной оси 299 секции 210 отделения твердых частиц. В таких вариантах осуществления отверстие 218 стояка может быть расположено на боковой стенке внешней оболочки 212 таким образом, что отверстие 218 стояка не расположено на центральной вертикальной оси 299 и не ориентировано так, что стояк 230 проходит в секцию 210 отделения твердых частиц в направлении, по существу параллельном центральной вертикальной оси 299.As shown in FIGS. 1 and 3, the inner segment 234 of the riser 230 can pass through the riser opening 218 of the solids separation section 210. The riser opening 218 can be any opening in the outer shell 212 of the solids separation section 210 through which at least the inner segment 234 of the riser 230 projects into the inner region 214 of the solids separation section 210. In one or more embodiments, the riser opening 218 is not located on the central vertical axis 299 of the solids separation section 210. In such embodiments, the riser opening 218 can be located on the side wall of the outer shell 212 such that the riser opening 218 is not located on the central vertical axis 299 and is not oriented such that the riser 230 extends into the solids separation section 210 in a direction substantially parallel to the central vertical axis 299.

В одном или более вариантах осуществления внутренний сегмент 234 стояка входит в секцию 210 отделения твердых частиц в среднем сегменте 274 секции 210 отделения твердых частиц. В таких вариантах осуществления внутренний сегмент 234 стояка проходит через по меньшей мере часть среднего сегмента 274 и через по меньшей мере часть верхнего сегмента 276. В таких вариантах осуществления внутренний сегмент 234 стояка не проходит через нижний сегмент 272 секции 210 отделения твердых частиц. В других вариантах осуществления внутренний сегмент 234 стояка может входить в секцию 210 отделения твердых частиц в верхнем сегменте 276 и внутренний сегмент 234 стояка может проходить через по меньшей мере часть верхнего сегмента 276. В таких вариантах осуществления внутренний сегмент 234 стояка не проходит через нижний сегмент 272 или средний сегмент 274. In one or more embodiments, the inner riser segment 234 enters the solids separation section 210 at the middle segment 274 of the solids separation section 210. In such embodiments, the inner riser segment 234 passes through at least a portion of the middle segment 274 and through at least a portion of the upper segment 276. In such embodiments, the inner riser segment 234 does not pass through the lower segment 272 of the solids separation section 210. In other embodiments, the inner riser segment 234 can enter the solids separation section 210 at the upper segment 276 and the inner riser segment 234 can pass through at least a portion of the upper segment 276. In such embodiments, the inner riser segment 234 does not pass through the lower segment 272 or the middle segment 274.

Как показано на ФИГ. 3, внутренний сегмент 234 стояка может содержать вертикальный участок 296, невертикальный участок 294 и непрямолинейный участок 295. Как описано в настоящем документе, термин «непрямолинейный участок» может относиться к участку или сегменту стояка, содержащему кривую или скошенное соединение. Непрямолинейный участок 295 может быть расположен между вертикальным участком 296 и невертикальным участком 294 и может соединять вертикальный участок 296 и невертикальный участок 294. Кроме того, невертикальный участок 294 внутреннего сегмента 234 стояка может находиться вблизи отверстия 218 стояка. В одном или более вариантах осуществления невертикальный участок 294 внутреннего сегмента 234 стояка может быть смежным или непосредственно соединенным с отверстием 218 стояка. Таким образом, стояк 230 может проходить через отверстие 218 стояка в невертикальном направлении.As shown in FIG. 3, the inner riser segment 234 may comprise a vertical portion 296, a non-vertical portion 294, and a non-straight portion 295. As described herein, the term "non-straight portion" may refer to a portion or segment of a riser that comprises a curve or a beveled joint. The non-straight portion 295 may be located between the vertical portion 296 and the non-vertical portion 294 and may connect the vertical portion 296 and the non-vertical portion 294. In addition, the non-vertical portion 294 of the inner riser segment 234 may be near the riser opening 218. In one or more embodiments, the non-vertical portion 294 of the inner riser segment 234 may be adjacent to or directly connected to the riser opening 218. Thus, the riser 230 can pass through the riser opening 218 in a non-vertical direction.

Как показано на ФИГ. 2, наружный сегмент 232 стояка может содержать вертикальный участок 291, невертикальный участок 293 и непрямолинейный участок 292. Непрямолинейный участок 292 может быть расположен между вертикальным участком 291 и невертикальным участком 293 и может соединять вертикальный участок 291 и невертикальный участок 293. Невертикальный участок 293 наружного сегмента 232 стояка может находиться вблизи отверстия 218 стояка. В одном или более вариантах осуществления невертикальный участок 293 наружного сегмента 232 стояка может быть смежным или непосредственно соединенным с отверстием 218 стояка. Кроме того, вертикальный участок 291 наружного сегмента 232 стояка может находиться вблизи реакционного сосуда 250. В таких вариантах осуществления термокомпенсационное соединение 282, описанное более подробно в настоящем документе, может быть расположено между вертикальным участком 291 наружного сегмента 232 стояка и реакционным сосудом 250. As shown in FIG. 2, the outer riser segment 232 may comprise a vertical portion 291, a non-vertical portion 293, and a non-rectilinear portion 292. The non-rectilinear portion 292 may be located between the vertical portion 291 and the non-vertical portion 293 and may connect the vertical portion 291 and the non-vertical portion 293. The non-vertical portion 293 of the outer riser segment 232 may be located near the riser opening 218. In one or more embodiments, the non-vertical portion 293 of the outer riser segment 232 may be adjacent to or directly connected to the riser opening 218. In addition, the vertical section 291 of the outer segment 232 of the riser may be located near the reaction vessel 250. In such embodiments, the temperature compensation joint 282, described in more detail herein, may be located between the vertical section 291 of the outer segment 232 of the riser and the reaction vessel 250.

В одном или более вариантах осуществления стояк 230 может проходить через отверстие 218 стояка в диагональном направлении, где диагональное направление составляет от 15 до 75 градусов от вертикали. Например, диагональное направление может составлять от 15 до 75 градусов от вертикали, от 20 до 75 градусов от вертикали, от 25 до 75 градусов от вертикали, от 30 до 75 градусов от вертикали, от 35 до 75 градусов от вертикали, от 40 до 75 градусов от вертикали, от 45 до 75 градусов от вертикали, от 50 до 75 градусов от вертикали, от 55 до 75 градусов от вертикали, от 60 до 75 градусов от вертикали, от 65 до 75 градусов от вертикали, от 70 до 75 градусов от вертикали, от 15 до 70 градусов от вертикали, от 15 до 65 градусов от вертикали, от 15 до 60 градусов от вертикали, от 15 до 55 градусов от вертикали, от 15 до 50 градусов от вертикали, от 15 до 45 градусов от вертикали, от 15 до 40 градусов от вертикали, от 15 до 35 градусов от вертикали, от 15 до 30 градусов от вертикали, от 15 до 25 градусов от вертикали, от 15 до 20 градусов от вертикали или любую комбинацию или подкомбинацию этих диапазонов. В одном или более альтернативных вариантах осуществления стояк 230 может проходить через отверстие 218 стояка является по существу горизонтальным направлением. Как описано в настоящем документе, «по существу горизонтальное» направление может находиться в пределах 15 градусов от горизонтали, в пределах 10 градусов от горизонтали или даже в пределах 5 градусов от горизонтали. In one or more embodiments, riser 230 may extend through riser opening 218 in a diagonal direction, wherein the diagonal direction is from 15 to 75 degrees from vertical. For example, the diagonal direction can be from 15 to 75 degrees from vertical, from 20 to 75 degrees from vertical, from 25 to 75 degrees from vertical, from 30 to 75 degrees from vertical, from 35 to 75 degrees from vertical, from 40 to 75 degrees from vertical, from 45 to 75 degrees from vertical, from 50 to 75 degrees from vertical, from 55 to 75 degrees from vertical, from 60 to 75 degrees from vertical, from 65 to 75 degrees from vertical, from 70 to 75 degrees from vertical, from 15 to 70 degrees from vertical, from 15 to 65 degrees from vertical, from 15 to 60 degrees from vertical, from 15 to 55 degrees from vertical, from 15 to 50 degrees from vertical, from 15 to 45 degrees from vertical, from 15 to 40 degrees from vertical, from 15 to 35 degrees from vertical, from 15 to 30 degrees from vertical, from 15 to 25 degrees from vertical, from 15 to 20 degrees from vertical, or any combination or subcombination of these ranges. In one or more alternative embodiments, the riser 230 can extend through the riser opening 218 is a substantially horizontal direction. As described in this document, a “substantially horizontal” direction may be within 15 degrees of horizontal, within 10 degrees of horizontal, or even within 5 degrees of horizontal.

Без ограничений, накладываемых какой-либо теорией, считается, что когда отверстие 218 стояка не расположено на центральной вертикальной оси 299 и стояк 230 входит в секцию 210 отделения твердых частиц невертикально, реакционный сосуд 250 может быть расположен ближе к устройству 220 отделения газа / твердых частиц. Таким образом, газы и твердые частицы проходят более короткое расстояние в стояке 230, что уменьшает возможность протекания побочных реакций внутри стояка 230. Такие побочные реакции могут быть нежелательными, поскольку они могут приводить к снижению выхода низших олефинов. Without being limited by any theory, it is believed that when the riser opening 218 is not located on the central vertical axis 299 and the riser 230 enters the solids separation section 210 non-vertically, the reaction vessel 250 can be located closer to the gas/solids separation device 220. In this way, the gases and solids travel a shorter distance in the riser 230, which reduces the possibility of side reactions occurring within the riser 230. Such side reactions can be undesirable since they can lead to a decrease in the yield of lower olefins.

Как показано на ФИГ. 3, в верхнем сегменте 276 секции 210 отделения твердых частиц внутренний сегмент 234 стояка может находиться в сообщении по текучей среде с устройством 220 отделения газа / твердых частиц. Например, вертикальный участок 296 внутреннего сегмента 234 стояка может быть непосредственно соединен с устройством 220 отделения газа / твердых частиц. Устройство 220 отделения газа/твердых частиц может представлять собой любое механическое или химическое устройство сепарации, которое может обеспечивать отделение твердых частиц от газовой или жидкой фаз, таким как циклон или множество циклонов.As shown in FIG. 3, in the upper segment 276 of the solid particle separation section 210, the inner riser segment 234 may be in fluid communication with the gas/solid particle separation device 220. For example, the vertical portion 296 of the inner riser segment 234 may be directly connected to the gas/solid particle separation device 220. The gas/solid particle separation device 220 may be any mechanical or chemical separation device that can separate solid particles from the gas or liquid phases, such as a cyclone or a plurality of cyclones.

В соответствии с одним или более вариантами осуществления устройство 220 отделения газа / твердых частиц может представлять собой циклонную разделительную систему, которая может включать в себя две или более ступеней циклонного разделения. В вариантах осуществления, где устройство 220 отделения газа / твердых частиц содержит более одной ступени циклонного разделения, первое устройство отделения, в которое поступает псевдоожиженный поток, называют первичным устройством для циклонного разделения. Псевдоожиженный поток из первичного устройства для циклонного разделения может поступать во вторичное устройство для циклонного разделения для дальнейшего разделения. Первичные устройства для циклонного разделения могут содержать, например, первичные циклоны и системы, коммерчески доступные под названиями VSS (коммерчески доступные в компании UOP), LD2 (коммерчески доступные в компании Stone and Webster) и RS2 (коммерчески доступные в компании Stone and Webster). Первичные циклоны описаны, например, в патентах США № 4,579,716; 5,190,650; и 5,275,641, полное содержание каждого из которых включено в настоящее описание путем ссылки. В некоторых системах разделения, в которых применяют первичные циклоны в качестве первичного устройства для циклонного разделения, используют один или более набор дополнительных циклонов, например, вторичных циклонов и третичных циклонов, для дальнейшего отделения твердых частиц от газообразного продукта. Следует понимать, что в вариантах осуществления, представленных в настоящем документе, можно применять любое первичное устройство для циклонного разделения.According to one or more embodiments, the gas/solid separation device 220 may be a cyclonic separation system that may include two or more cyclonic separation stages. In embodiments where the gas/solid separation device 220 includes more than one cyclonic separation stage, the first separation device that receives the fluidized stream is referred to as a primary cyclonic separation device. The fluidized stream from the primary cyclonic separation device may be fed to a secondary cyclonic separation device for further separation. Primary cyclonic separation devices may include, for example, the primary cyclones and systems commercially available under the names VSS (commercially available from UOP), LD2 (commercially available from Stone and Webster), and RS2 (commercially available from Stone and Webster). Primary cyclones are described in, for example, U.S. Pat. Nos. 4,579,716; 5,190,650; and 5,275,641, the entire contents of each of which are incorporated herein by reference. In some separation systems that employ primary cyclones as the primary cyclonic separation device, one or more sets of additional cyclones, such as secondary cyclones and tertiary cyclones, are used to further separate the solids from the gaseous product. It should be understood that any primary cyclonic separation device can be used in the embodiments presented herein.

Твердые частицы могут перемещаться вверх через стояк 230 из реакционного сосуда 250 и в устройство 220 отделения газа/твердых частиц. Устройство 220 отделения газа / твердых частиц может быть использовано для осаждения отделенных твердых частиц в нижнюю часть верхнего сегмента 276 или в средний сегмент 274 или в нижний сегмент 272 секции 210 отделения твердых частиц. Отделенные пары могут быть удалены из системы 100 реактора с псевдоожиженным катализатором через трубу 120 на выпускном порте 216 для газа секции 210 отделения твердых частиц.The solid particles may move upward through the riser 230 from the reaction vessel 250 and into the gas/solid particle separation device 220. The gas/solid particle separation device 220 may be used to deposit the separated solid particles into the lower portion of the upper segment 276 or into the middle segment 274 or into the lower segment 272 of the solid particle separation section 210. The separated vapors may be removed from the fluidized catalyst reactor system 100 through the pipe 120 at the gas outlet port 216 of the solid particle separation section 210.

Как показано на ФИГ. 1 и 3, нижний сегмент 272 секции 210 отделения твердых частиц может содержать зону 280 сбора твердых частиц. В одном или более вариантах осуществления зона 280 сбора твердых частиц может обеспечивать возможность накопления твердых частиц внутри секции 210 отделения твердых частиц. Зона 280 сбора твердых частиц может содержать секцию стриппинга. Секция стриппинга может быть использована для удаления паров продукта от твердых частиц перед их отправкой в секцию 300 регенерации. Так как пары продукта, транспортируемые в секцию 300 регенерации, подлежат сжиганию, желательно удаление этих паров продукта с помощью отгонного устройства, которое использует менее дорогие газы, чем газы продукта.As shown in FIGS. 1 and 3, the lower segment 272 of the solid particle separation section 210 may comprise a solid particle collection zone 280. In one or more embodiments, the solid particle collection zone 280 may allow solid particles to accumulate within the solid particle separation section 210. The solid particle collection zone 280 may comprise a stripping section. The stripping section may be used to remove product vapors from the solid particles before they are sent to the recovery section 300. Since the product vapors sent to the recovery section 300 are subject to combustion, it is desirable to remove these product vapors using a stripping device that uses less expensive gases than the product gases.

Зона 280 сбора твердых частиц в нижнем сегменте 272 может содержать выпускной порт 222 для твердых частиц. В одном или более вариантах осуществления выпускной порт 222 для твердых частиц может быть расположен вблизи или даже на центральной вертикальной оси 299. В соответствии с одним или более вариантами осуществления нижняя часть зоны 280 сбора твердых частиц может быть изогнута таким образом, что выпускной порт 222 для твердых частиц расположен на самом низком участке зоны 280 сбора твердых частиц. Проходка 126 может быть соединена с секцией 210 отделения твердых частиц в месте выпускного порта 222 для твердых частиц и твердые частицы могут быть перенесены из секции 200 реактора через проходку 126 и в секцию 300 регенерации. Необязательно твердые частицы могут также быть перемещены непосредственно обратно в реакционный сосуд 250 через проходку 122. В таких вариантах осуществления каждая из проходки 122 и проходки 126 могут быть смещены относительно центральной вертикальной оси 229. В альтернативном варианте твердые частицы могут быть предварительно смешаны с регенерированными твердыми частицами в транспортировочном стояке 130. The solid particle collection zone 280 in the lower segment 272 may comprise a solid particle outlet port 222. In one or more embodiments, the solid particle outlet port 222 may be located near or even on the central vertical axis 299. According to one or more embodiments, the lower portion of the solid particle collection zone 280 may be curved such that the solid particle outlet port 222 is located at the lowest portion of the solid particle collection zone 280. The passage 126 may be connected to the solid particle separation section 210 at the location of the solid particle outlet port 222, and the solid particles may be transferred from the reactor section 200 through the passage 126 and into the regeneration section 300. Optionally, the solid particles may also be transferred directly back to the reaction vessel 250 through the passage 122. In such embodiments, each of the passage 122 and the passage 126 may be offset relative to the central vertical axis 229. Alternatively, the solid particles may be pre-mixed with the regenerated solid particles in the transfer riser 130.

Не привязываясь к какой-либо теории, полагают, что когда стояк 230 не проходит через зону 280 сбора твердых частиц и когда выпускной порт 222 для твердых частиц расположен на центральной вертикальной оси 299, поток твердых частиц через зону 280 сбора твердых частиц может быть улучшен по сравнению с конфигурациями, в которых стояк 230 проходит через зону 280 сбора твердых частиц. Если стояк 230 не проходит через зону 280 сбора твердых частиц, а отверстие 218 стояка не расположено на центральной вертикальной оси 299, то выпускной порт 222 для твердых частиц может быть расположен на центральной вертикальной оси 299. Таким образом, твердые частицы могут перемещаться через зону 280 сбора твердых частиц способом, более точно напоминающим поршневое течение. Это может приводить к увеличению времени пребывания твердых частиц в зоне 280 сбора твердых частиц, что может обеспечивать преимущества при стриппинге или других предполагаемых процессах, протекающих в пределах зоны 280 сбора твердых частиц.Without being bound by any theory, it is believed that when the riser 230 does not pass through the solids collection zone 280 and when the solids outlet port 222 is located on the central vertical axis 299, the flow of solids through the solids collection zone 280 can be improved compared to configurations in which the riser 230 passes through the solids collection zone 280. If the riser 230 does not pass through the solids collection zone 280 and the riser opening 218 is not located on the central vertical axis 299, then the solids outlet port 222 can be located on the central vertical axis 299. In this way, the solids can move through the solids collection zone 280 in a manner that more closely resembles plug flow. This can result in an increase in the residence time of the solids in the solids collection zone 280, which can provide advantages in stripping or other contemplated processes occurring within the solids collection zone 280.

Как описано в настоящем документе, части системных узлов, таких как стенки бака реактора, стенки отделительной секции или стенки стояка, могут содержать металлический материал, такой как углерод или нержавеющая сталь. Кроме того, стенки различных системных узлов могут иметь части, прикрепленные к другим частям одного и того же системного узла или к другому системному узлу. Иногда в настоящем документе точки крепления или соединения именуются «точками крепления» и могут включать любое известное связующее средство, такое как, без ограничения, сварной шов, клеящее вещество, припой и т. д. Следует понимать, что компоненты системы могут быть «непосредственно соединены» в точке крепления, например сварном шве.As described herein, portions of system assemblies, such as reactor vessel walls, separator section walls, or riser walls, may comprise a metallic material, such as carbon or stainless steel. In addition, the walls of various system assemblies may have portions attached to other portions of the same system assemblies or to another system assemblies. Sometimes in this document, attachment or connection points are referred to as "attachment points" and may include any known bonding agent, such as, but not limited to, a weld, adhesive, solder, etc. It should be understood that system components may be "directly joined" at an attachment point, such as a weld.

Для уменьшения повреждения, вызванного горячими твердыми частицами и газами, в качестве внутренней футеровки различных компонентов системы могут использоваться огнеупорные материалы. Огнеупорные материалы могут быть включены в стояк 230, а также в секцию 210 отделения твердых частиц. Следует понимать, что, хотя варианты реализации выполнены из конкретных конфигураций огнеупорных материалов и материалов, они не должны рассматриваться как ограничивающие физическую структуру раскрываемой системы. Например, огнеупорная футеровка может проходить в стояке 230 вдоль внутренней поверхности стояка 230 и вдоль внутренних поверхностей среднего сегмента 274 и верхнего сегмента 276 секции 210 отделения твердых частиц. Огнеупорная футеровка может включать в себя гексагональную сетку или другие приемлемые огнеупорные материалы. In order to reduce damage caused by hot solid particles and gases, refractory materials can be used as an internal lining of various components of the system. Refractory materials can be included in the riser 230, as well as in the solid particle separation section 210. It should be understood that although embodiments are made of specific configurations of refractory materials and materials, they should not be considered as limiting the physical structure of the disclosed system. For example, the refractory lining can extend in the riser 230 along the inner surface of the riser 230 and along the inner surfaces of the middle segment 274 and the upper segment 276 of the solid particle separation section 210. The refractory lining can include a hexagonal mesh or other suitable refractory materials.

Механические нагрузки, прилагаемые к реакционному сосуду 250 и, в частности, к соединенным форсункам, таким как 218, сосуда со стороны твердых частиц и других частей секции 200 реактора, могут быть высокими, и для обеспечения перемещения сосуда из-за различий температур стенок сосуда и трубопроводов могут использоваться пружины. Эти пружины могут прикладывать давление вверх на реакционный сосуд 250 и форсунку 218, когда сосуд пуст. Когда сосуд имеет установленную массу катализатора, нагрузки на форсунку 218 могут смещаться вниз. Такая конструкция позволяет уменьшить общую нагрузку на форсунку 218 во всех направлениях. Например, реакционный сосуд 250 может быть подвешен на пружинах или пружины могут быть расположены под реакционным сосудом 250 для поддержания его массы, массы катализатора и для обеспечения температурных перемещений. Например, на ФИГ. 1 изображены пружинные опоры 188, механически прикрепленные к секции 200 реактора на реакционном сосуде 250, причем секция 200 реактора подвешена на несущей конструкции с помощью пружинных опор 188. The mechanical loads applied to the reaction vessel 250 and, in particular, to the connected nozzles, such as 218, of the vessel from the solids side and other parts of the reactor section 200, can be high, and springs can be used to provide movement of the vessel due to differences in temperature of the vessel walls and piping. These springs can apply an upward pressure on the reaction vessel 250 and the nozzle 218 when the vessel is empty. When the vessel has a set mass of catalyst, the loads on the nozzle 218 can shift downward. Such a design allows to reduce the overall load on the nozzle 218 in all directions. For example, the reaction vessel 250 can be suspended by springs or springs can be located under the reaction vessel 250 to support its mass, the mass of the catalyst and to provide thermal movements. For example, in FIG. 1 shows spring supports 188 mechanically attached to reactor section 200 on reaction vessel 250, wherein reactor section 200 is suspended on the supporting structure by means of spring supports 188.

Кроме того, реакционный сосуд 250 и стояк 230 могут подвергаться тепловому расширению. Таким образом, подвешивание реакционного сосуда 250 с помощью пружинных опор 188 или поддержка реакционного сосуда 250 посредством пружинных опор 188 может ослаблять натяжение между реакционным сосудом 250 и наружным сегментом 232 стояка. Как показано на ФИГ. 2, вместо пружин между реакционным сосудом 250 и наружным сегментом 232 стояка может быть расположено термокомпенсационное соединение 282. Как описано в настоящем документе, термин «термокомпенсационное соединение» может относиться к фальцам, изготовленным из металла или другого приемлемого материала, например из огнеупорного, пластикового, волоконного или эластомера, что снижает напряжение между компонентами системы, соединенными посредством термокомпенсационного соединения. Например, расширительные соединения могут использоваться для снижения напряжения между компонентами системы из-за теплового расширения и сжатия. В одном или более вариантах осуществления термокомпенсационное соединение 282 можно использовать в комбинации с пружинными опорами для уменьшения напряжения, вызванного тепловым расширением, между реакционным сосудом 250 и наружным сегментом 232 стояка.In addition, the reaction vessel 250 and the riser 230 can be subject to thermal expansion. Thus, suspending the reaction vessel 250 with the spring supports 188 or supporting the reaction vessel 250 with the spring supports 188 can relieve the tension between the reaction vessel 250 and the outer segment 232 of the riser. As shown in FIG. 2, instead of springs, a thermal expansion joint 282 can be located between the reaction vessel 250 and the outer segment 232 of the riser. As described herein, the term "thermal expansion joint" can refer to seams made of metal or another suitable material, such as a fireproof, plastic, fiber or elastomer, which reduces the stress between the components of the system connected by the thermal expansion joint. For example, expansion joints can be used to reduce the stress between the components of the system due to thermal expansion and contraction. In one or more embodiments, the thermal expansion joint 282 may be used in combination with spring supports to reduce stress caused by thermal expansion between the reaction vessel 250 and the outer riser segment 232.

После отделения в секции 210 отделения твердых частиц отработанные твердые частицы перемещают в секцию 300 регенерации. Секция 300 регенерации, как описано в настоящем документе, может иметь много структурных сходств с секцией 200 реактора. Таким образом, ссылочные позиции, присвоенные частями секции 300 регенерации, аналогичны ссылочным позициям, используемым относительно секции 200 реактора, причем, если две последние цифры ссылочного номера являются одинаковыми, данные части секции 200 реактора и секции 300 регенерации могут выполнять подобные функции и иметь подобную физическую структуру. Таким образом, многие из настоящих раскрытий, относящихся к секции 200 реактора, могут быть одинаково применены к секции 300 регенерации, а различия между секцией 200 реактора и секцией 300 регенерации будут раскрыты ниже в настоящем описании.After separation in the solid particle separation section 210, the spent solid particles are transferred to the regeneration section 300. The regeneration section 300, as described herein, may have many structural similarities with the reactor section 200. Thus, the reference numerals assigned to parts of the regeneration section 300 are similar to the reference numerals used with respect to the reactor section 200, and if the last two digits of the reference numeral are the same, these parts of the reactor section 200 and the regeneration section 300 may perform similar functions and have a similar physical structure. Thus, many of the present disclosures related to the reactor section 200 may be equally applied to the regeneration section 300, and the differences between the reactor section 200 and the regeneration section 300 will be disclosed below in the present description.

Со ссылкой на секцию 300 регенерации, такую как показано на ФИГ. 1, сосуд 350 обработки твердых частиц секции 300 регенерации может включать в себя один или более впускных портов 352 сосуда реактора и выпускной порт 354 сосуда реактора, находящийся в сообщении по текучей среде или непосредственно соединенный с наружным сегментом 332 стояка 330. Сосуд 350 обработки твердых частиц может находиться в сообщении по текучей среде с секцией 210 отделения твердых частиц через проходку 126, которая может подавать отработанные твердые частицы из секции 200 реактора в секцию 300 регенерации для регенерации. Сосуд 350 обработки твердых частиц может включать в себя дополнительный впускной порт 352 сосуда реактора, при этом впускное отверстие 128 для газа соединено с сосудом 350 обработки твердых частиц. Через впускное отверстие 128 для газа можно подавать реакционные газы, такие как дополнительное газообразное топливо и кислородсодержащие газы, включая воздух, которые можно использовать для по меньшей мере частичной регенерации твердых частиц. В одном или более вариантах осуществления сосуд 350 обработки твердых частиц может содержать множество дополнительных впускных портов сосуда реактора и каждый дополнительный впускной порт реактора может подавать отдельную реакционную текучую среду в сосуд 350 обработки твердых частиц. Например, твердые частицы могут быть закоксованы после реакций в реакционном сосуде 250 и кокс может быть удален из твердых частиц посредством реакции горения. Например, кислородсодержащие газы, такие как воздух, могут подаваться в сосуд 350 обработки твердых частиц через впускное отверстие 128 для газа для окисления твердых частиц, либо дополнительное топливо может подаваться в сосуд 350 обработки твердых частиц и сжигаться для нагрева твердых частиц.With reference to the regeneration section 300, such as shown in FIG. 1, the solids treatment vessel 350 of the regeneration section 300 may include one or more reactor vessel inlet ports 352 and a reactor vessel outlet port 354 that is in fluid communication with or directly connected to the outer segment 332 of the riser 330. The solids treatment vessel 350 may be in fluid communication with the solids separation section 210 via a penetration 126 that may feed spent solids from the reactor section 200 to the regeneration section 300 for regeneration. The solids treatment vessel 350 may include an additional reactor vessel inlet port 352, wherein the gas inlet 128 is connected to the solids treatment vessel 350. Through the gas inlet 128, reaction gases such as additional gaseous fuel and oxygen-containing gases, including air, can be supplied, which can be used for at least partial regeneration of solid particles. In one or more embodiments, the solid particle processing vessel 350 can comprise a plurality of additional reactor vessel inlet ports, and each additional reactor vessel inlet port can supply a separate reaction fluid to the solid particle processing vessel 350. For example, the solid particles can be coked after reactions in the reaction vessel 250, and the coke can be removed from the solid particles by means of a combustion reaction. For example, oxygen-containing gases such as air can be supplied to the solid particle processing vessel 350 through the gas inlet 128 for oxidation of the solid particles, or additional fuel can be supplied to the solid particle processing vessel 350 and burned to heat the solid particles.

Как показано на ФИГ. 1, сосуд 350 обработки твердых частиц может быть непосредственно соединен с наружным сегментом 332 стояка 330. В одном варианте осуществления сосуд 350 обработки твердых частиц может включать в себя секцию 356 корпуса сосуда обработки твердых частиц и переходную секцию 358 сосуда обработки твердых частиц. Секция 356 корпуса сосуда обработки твердых частиц может по существу иметь больший диаметр, чем переходная секция 358 сосуда обработки твердых частиц, и переходная секция 358 сосуда обработки твердых частиц может быть сужена от размера диаметра секции 356 корпуса сосуда обработки твердых частиц до размера диаметра наружного сегмента 332 стояка таким образом, что переходная секция 358 сосуда обработки твердых частиц выступает по направлению внутрь от секции 356 сосуда обработки твердых частиц к наружному сегменту 332 стояка.As shown in FIG. 1, the solids processing vessel 350 can be directly connected to the outer segment 332 of the riser 330. In one embodiment, the solids processing vessel 350 can include a solids processing vessel body section 356 and a solids processing vessel transition section 358. The solids processing vessel body section 356 can substantially have a larger diameter than the solids processing vessel transition section 358, and the solids processing vessel transition section 358 can be tapered from the diameter of the solids processing vessel body section 356 to the diameter of the outer segment 332 of the riser such that the solids processing vessel transition section 358 projects inwardly from the solids processing vessel section 356 to the outer segment 332 of the riser.

Следует понимать, что сосуд 350 обработки твердых частиц и стояк 330 могут подвергаться тепловому расширению и, как описано выше, могут поддерживаться пружинными опорами 188. Кроме того, в одном или более вариантах осуществления сосуд 350 обработки твердых частиц может быть соединен со стояком 330 посредством термокомпенсационного соединения. Например, термокомпенсационное соединение может быть расположено между сосудом 350 обработки твердых частиц и наружным сегментом 332 стояка.It should be understood that the solid particle treatment vessel 350 and the riser 330 may be subject to thermal expansion and, as described above, may be supported by spring supports 188. In addition, in one or more embodiments, the solid particle treatment vessel 350 may be connected to the riser 330 by means of a thermally compensating connection. For example, the thermally compensating connection may be located between the solid particle treatment vessel 350 and the outer segment 332 of the riser.

Как показано на ФИГ. 1, секция 310 отделения твердых частиц включает в себя внешнюю оболочку 312, определяющую внутреннюю область 314 секции 310 отделения твердых частиц. Внешняя оболочка 312 может содержать выпускной порт 316 для газа, отверстие 318 стояка и выпускной порт 322 для твердых частиц. Кроме того, внешняя оболочка 312 может содержать устройство 320 отделения газа / твердых частиц и зону 380 сбора твердых частиц во внутренней области 314 секции 310 отделения твердых частиц.As shown in FIG. 1, the solid particle separation section 310 includes an outer shell 312 defining an inner region 314 of the solid particle separation section 310. The outer shell 312 may comprise a gas outlet port 316, a riser opening 318, and a solid particle outlet port 322. In addition, the outer shell 312 may comprise a gas/solid particle separation device 320 and a solid particle collection zone 380 in the inner region 314 of the solid particle separation section 310.

Аналогично секции 200 реактора внешняя оболочка 312 секции 310 отделения твердых частиц может образовывать верхний сегмент 376, средний сегмент 374 и нижний сегмент 372 секции 310 отделения твердых частиц, как описано выше в отношении секции 210 отделения твердых частиц. Similar to reactor section 200, outer shell 312 of solid particle separation section 310 may form an upper segment 376, a middle segment 374, and a lower segment 372 of solid particle separation section 310, as described above with respect to solid particle separation section 210.

Как показано на ФИГ. 1, стояк 330 проходит во внутреннюю область 314 секции 300 регенерации через отверстие 318 стояка. В одном или более вариантах осуществления стояк 330 может проходить через отверстие 318 стояка в невертикальном направлении. В одном или более вариантах осуществления внутренний сегмент 334 стояка не проходит через нижний сегмент 372 секции 310 отделения твердых частиц. As shown in FIG. 1, the riser 330 extends into the interior region 314 of the regeneration section 300 through the riser opening 318. In one or more embodiments, the riser 330 can extend through the riser opening 318 in a non-vertical direction. In one or more embodiments, the interior segment 334 of the riser does not extend through the lower segment 372 of the solids separation section 310.

Как показано на ФИГ. 1, внешняя оболочка 312 может дополнительно содержать оконечное устройство 378 стояка. Оконечное устройство стояка может быть расположено вблизи внутреннего сегмента 334 стояка. Газ и твердые частицы, проходящие через стояк 330, могут быть по меньшей мере частично разделены посредством оконечного устройства 378 стояка. Газ и оставшиеся твердые частицы могут транспортироваться ко вторичному устройству 320 сепарации в секции 310 отделения твердых частиц. Вторичное устройство 320 сепарации может представлять собой любое устройство, приемлемое для отделения твердых частиц от газов, такое как циклон или ряд циклонов, как описано выше в настоящем документе в отношении устройства 220 отделения газа / твердых частиц. Вторичное устройство 320 сепарации может осаждать отделенные твердые частицы в нижнюю часть верхнего сегмента 376, средний сегмент 374 или нижний сегмент 372 секции 310 отделения твердых частиц. Таким образом, твердые частицы могут перемещаться под действием силы тяжести из нижней части верхнего сегмента 376 или среднего сегмента 374 в нижний сегмент 372.As shown in FIG. 1, the outer shell 312 may further comprise a riser end device 378. The riser end device may be located near the inner riser segment 334. The gas and solid particles passing through the riser 330 may be at least partially separated by the riser end device 378. The gas and the remaining solid particles may be transported to a secondary separation device 320 in the solid particle separation section 310. The secondary separation device 320 may be any device suitable for separating solid particles from gases, such as a cyclone or a series of cyclones, as described above herein in relation to the gas/solid particle separation device 220. The secondary separation device 320 may deposit the separated solid particles in the lower portion of the upper segment 376, the middle segment 374, or the lower segment 372 of the solid particle separation section 310. In this way, solid particles can move under the action of gravity from the lower part of the upper segment 376 or the middle segment 374 to the lower segment 372.

Нижний сегмент 372 секции 310 отделения твердых частиц может содержать зону 380 сбора твердых частиц, которая может обеспечивать возможность накопления твердых частиц в нижнем сегменте 372. В одном или более вариантах осуществления зона 380 сбора твердых частиц может содержать одну или более из зоны поглощения кислорода, зоны отделения кислорода и зоны восстановления. Зона 380 сбора твердых частиц может дополнительно содержать выпускной порт 322 для твердых частиц, аналогичный выпускному порту 222 для твердых частиц, описанному выше в настоящем документе. The lower segment 372 of the solid particle separation section 310 may comprise a solid particle collection zone 380 that may allow solid particles to accumulate in the lower segment 372. In one or more embodiments, the solid particle collection zone 380 may comprise one or more of an oxygen scavenging zone, an oxygen separation zone, and a recovery zone. The solid particle collection zone 380 may further comprise a solid particle outlet port 322 similar to the solid particle outlet port 222 described above herein.

В одном или более вариантах осуществления проходка 124 может находиться в сообщении по текучей среде с выпускным портом 322 для твердых частиц, а регенерированные твердые частицы могут быть перемещены из секции 300 регенерации в секцию 200 реактора через проходку 124. Таким образом, твердые частицы могут непрерывно рециркулировать через систему 100 реактора. In one or more embodiments, the passageway 124 may be in fluid communication with the solids outlet port 322, and the regenerated solids may be moved from the regeneration section 300 to the reactor section 200 through the passageway 124. In this manner, the solids may be continuously recirculated through the reactor system 100.

ПримерыExamples

Следующие примеры иллюстрируют данное раскрытие, но не предназначены для ограничения объема данного раскрытия. В следующих примерах описаны характеристики зон сбора твердых частиц в соответствии с одним или более вариантами осуществления, описанными в настоящем документе.The following examples illustrate the disclosure but are not intended to limit the scope of the disclosure. The following examples describe characteristics of solid particle collection zones in accordance with one or more embodiments described herein.

Пример 1. Время пребывания сырья в стояке и селективность по пропиленуExample 1. Feed residence time in the riser and propylene selectivity

В соответствии с вариантами осуществления, описанными выше в настоящем документе, систему реактора моделировали для анализа влияния времени пребывания в стояке на селективность по пропилену в ходе реакции дегидрирования пропана. Результаты моделирования, отражающие сравнение изменения времени пребывания сырья в стояке с изменением селективности по пропилену, отражены в таблице 1. In accordance with the embodiments described above in this document, the reactor system was modeled to analyze the effect of riser residence time on propylene selectivity during the propane dehydrogenation reaction. The modeling results, which compare the change in feedstock residence time in the riser with the change in propylene selectivity, are shown in Table 1.

Таблица 1Table 1

Δ времени пребывания (секунды)Δ residence time (seconds) Δ селективности по пропилену (% мол.)Δ propylene selectivity (mol.%) -0,51-0.51 0,310.31 -0,76-0.76 0,440.44 -1,27-1.27 0,750.75

Как показано в таблице 1, с уменьшением времени пребывания в стояке селективность по пропилену увеличивается. Вероятно, это связано с уменьшением побочных реакций, которые могут возникать внутри стояка. Поскольку время пребывания в стояке сокращается, уменьшается возможность возникновения этих побочных реакций, что, в свою очередь, приводит к общему увеличению селективности системы по пропилену. Как описано выше в настоящем документе, использование стояка, который проходит в секцию отделения твердых частиц в невертикальном положении, может обеспечивать более короткую длину стояка. Таким образом, описанные в настоящем документе стояки обеспечивают преимущество по сравнению с традиционным стояком, который входит в секцию отделения твердых частиц вертикально через нижнюю часть секции отделения твердых частиц, за счет того, что имеют более короткую длину и, таким образом, обеспечивают более короткое время пребывания, в течение которого могут возникать нежелательные побочные реакции.As shown in Table 1, as the residence time in the riser decreases, the selectivity to propylene increases. This is likely due to a decrease in the side reactions that can occur within the riser. As the residence time in the riser is reduced, the opportunity for these side reactions to occur is reduced, which in turn leads to an overall increase in the selectivity of the system to propylene. As described earlier in this document, the use of a riser that enters the solids separation section in a non-vertical position can provide a shorter riser length. Thus, the risers described herein provide an advantage over a traditional riser that enters the solids separation section vertically through the bottom of the solids separation section by having a shorter length and, thus, providing a shorter residence time during which undesirable side reactions can occur.

Пример 2. Поток твердых частиц через зоны сбора твердых частицExample 2: Flow of solids through solids collection zones

Был смоделирован поток твердых частиц через две зоны сбора твердых частиц. Первая зона 410 сбора твердых частиц показана на ФИГ. 4 и имеет кольцевую форму с одной выходной проходкой 420, расположенной в нижней части зоны 410 сбора твердых частиц. Выходная проходка 420 не была расположен на центральной оси 430 первой зоны 410 сбора твердых частиц. Первая зона 410 сбора твердых частиц также включает в себя несколько хордальных балочных опор, покрытых туннельной решеткой 440. A flow of solid particles through two solid particle collection zones was simulated. The first solid particle collection zone 410 is shown in FIG. 4 and has an annular shape with one outlet passage 420 located at the bottom of the solid particle collection zone 410. The outlet passage 420 was not located on the central axis 430 of the first solid particle collection zone 410. The first solid particle collection zone 410 also includes several chordal beam supports covered with a tunnel grate 440.

Вторая зона 510 сбора твердых частиц показана на ФИГ. 5 и имеет цилиндрическую форму и выходную проходку 520, расположенную в нижней части зоны 510 сбора твердых частиц. Выходная проходка 520 расположена на центральной оси 530 второй зоны 510 сбора твердых частиц. Вторая зона 510 сбора твердых частиц также включает в себя несколько хордальных балочных опор, покрытых туннельной решеткой 540.The second zone 510 of collecting solid particles is shown in FIG. 5 and has a cylindrical shape and an outlet passage 520 located in the lower part of the zone 510 of collecting solid particles. The outlet passage 520 is located on the central axis 530 of the second zone 510 of collecting solid particles. The second zone 510 of collecting solid particles also includes several chordal beam supports covered with a tunnel grate 540.

Для моделирования потока твердых частиц через первую и вторую зоны сбора твердых частиц проводили моделирование с применением вычислительной газодинамики (CFD). Таким образом, были получены распределения времени пребывания (RTD) твердых частиц в каждом сосуде. Для целей моделирования диаметр каждой из первой и второй зон сбора твердых частиц устанавливали на 46 дюймов. Поверхностная скорость газового потока в нижней части каждого сосуда составляла 0,3 фута/с и средний поток твердых частиц составлял 3,4 фунта/фут2/с. Кроме того, средний период обращения для твердых частиц составлял 8 минут. Computational fluid dynamics (CFD) simulations were performed to model the flow of solids through the first and second solids collection zones. Residence time distributions (RTDs) of the solids in each vessel were obtained. For the purposes of the simulations, the diameter of each of the first and second solids collection zones was set to 46 inches. The superficial gas velocity at the bottom of each vessel was 0.3 ft/s and the average solids flux was 3.4 lb/ ft2 /s. In addition, the average revolution period for the solids was 8 minutes.

Моделирование CFD для первой зоны сбора твердых частиц предсказывало, что самое короткое время пребывания твердых частиц должно составлять примерно 30 секунд вследствие перетока твердых частиц на стороне выпускной проходки сосуда. Моделирование CFD также предсказывало, что примерно 42% твердых частиц должны иметь время пребывания менее 4 минут. Моделирование CFD для второй зоны сбора твердых частиц предсказывало, что самое короткое время пребывания твердых частиц должно составлять более 1 минуты и что только 30% твердых частиц должны иметь время пребывания менее 4 минут.CFD modeling for the first solids collection zone predicted that the shortest solids residence time should be approximately 30 seconds due to solids crossflow on the outlet side of the vessel. CFD modeling also predicted that approximately 42% of the solids should have a residence time of less than 4 minutes. CFD modeling for the second solids collection zone predicted that the shortest solids residence time should be greater than 1 minute and that only 30% of the solids should have a residence time of less than 4 minutes.

RTD для первой и второй твердых зон сбора твердых частиц графически изображены на ФИГ. 6. RTD для первой зоны сбора твердых частиц показано линией 610, а RTD для второй зоны сбора твердых частиц показано линией 620. Дополнительно на ФИГ. 6 для справки показаны RTD для одного проточного реактора с непрерывным перемешиванием (CSTR) и для трех последовательно установленных CSTR. RTD для одного CSTR показано линией 630, а RTD для трех последовательно установленных CSTR показано линией 640. Как показано на ФИГ. 6, RTD для первой зоны сбора твердых частиц сопоставимо с RTD для одного CSTR, а RTD для второй зоны сбора твердых частиц сопоставимо с RTD для трех последовательно установленных CSTR. Вторая зона сбора твердых частиц обеспечивает преимущество по сравнению с первой зоной сбора твердых частиц, поскольку поток твердых частиц через вторую зону сбора твердых частиц более точно напоминает поршневое течение. Таким образом, меньшее количество твердых частиц быстро покидает зону сбора твердых частиц и меньшее количество твердых частиц удерживается в зоне сбора твердых частиц в течение длительного времени. Это приводит к более равномерной обработке твердых частиц в зоне сбора твердых частиц.RTDs for the first and second solids collection zones are graphically depicted in FIG. 6. The RTD for the first solids collection zone is shown by line 610 and the RTD for the second solids collection zone is shown by line 620. Additionally shown for reference in FIG. 6 are the RTDs for a single continuous stirred tank reactor (CSTR) and for three CSTRs in series. The RTD for a single CSTR is shown by line 630 and the RTD for three CSTRs in series is shown by line 640. As shown in FIG. 6, the RTD for the first solids collection zone is comparable to the RTD for a single CSTR and the RTD for the second solids collection zone is comparable to the RTD for three CSTRs in series. The second solids collection zone provides an advantage over the first solids collection zone because the flow of solids through the second solids collection zone more closely resembles plug flow. Thus, fewer solids quickly leave the solids collection area and fewer solids are retained in the solids collection area for a longer period of time. This results in a more uniform treatment of the solids in the solids collection area.

В первом аспекте настоящего описания олефины могут быть получены способом, включающим приведение потока углеводородсодержащего сырья в контакт с твердыми частицами в реакционном сосуде. Приведение потока углеводородного сырья в контакт с твердыми частицами может приводить к вступлению потока углеводородсодержащего сырья в реакцию с образованием олефинсодержащего продуктового потока. Реакционный сосуд может быть соединен со стояком и реакционный сосуд может иметь максимальную площадь поперечного сечения, которая в по меньшей мере 3 раза превышает максимальную площадь поперечного сечения стояка. Способ может дополнительно включать пропускание твердых частиц через стояк. Стояк может проходить через отверстие стояка во внешней оболочке секции отделения твердых частиц таким образом, что стояк может содержать внутренний сегмент стояка, расположенный во внутренней области секции отделения твердых частиц, и наружный сегмент стояка, расположенный снаружи внешней оболочки секции отделения твердых частиц. Секция отделения твердых частиц может содержать по меньшей мере внешнюю оболочку, определяющую внутреннюю область секции отделения твердых частиц. Внешняя оболочка может содержать выпускной порт для газа, отверстие стояка и выпускной порт для твердых частиц. Внешняя оболочка может содержать устройство отделения газа / твердых частиц и зону сбора твердых частиц во внутренней области секции отделения твердых частиц. Отверстие стояка может быть расположено на боковой стенке внешней оболочки таким образом, что оно не расположено на центральной вертикальной оси секции отделения твердых частиц. Способ может дополнительно включать отделение твердых частиц от олефинсодержащего продуктового потока в устройстве отделения газа / твердых частиц и пропускание твердых частиц, отделенных от олефинсодержащего продуктового потока, в зону сбора твердых частиц, расположенную вблизи центральной вертикальной оси секции отделения твердых частиц.In a first aspect of the present description, olefins can be obtained by a method comprising contacting a hydrocarbon-containing feed stream with solid particles in a reaction vessel. Contacting the hydrocarbon-containing feed stream with the solid particles can result in the hydrocarbon-containing feed stream reacting to form an olefin-containing product stream. The reaction vessel can be connected to a riser and the reaction vessel can have a maximum cross-sectional area that is at least 3 times the maximum cross-sectional area of the riser. The method can further comprise passing solid particles through the riser. The riser can pass through an opening of the riser in an outer shell of the solid separation section such that the riser can comprise an inner segment of the riser located in an inner region of the solid separation section and an outer segment of the riser located outside the outer shell of the solid separation section. The solid separation section can comprise at least an outer shell defining an inner region of the solid separation section. The outer shell can comprise a gas outlet port, a riser opening and a solid outlet port. The outer shell may comprise a gas/solid separation device and a solids collection zone in the interior of the solids separation section. The riser opening may be located on the side wall of the outer shell such that it is not located on the central vertical axis of the solids separation section. The method may further comprise separating solids from the olefin-containing product stream in the gas/solid separation device and passing the solids separated from the olefin-containing product stream into a solids collection zone located near the central vertical axis of the solids separation section.

Второй аспект настоящего описания может включать в себя первый аспект, в котором стояк проходит через отверстие стояка в невертикальном направлении.The second aspect of the present description may include the first aspect, in which the riser extends through the riser opening in a non-vertical direction.

Третий аспект настоящего описания может включать в себя любой из первого или второго аспектов, в которых стояк проходит через отверстие стояка в диагональном направлении, причем диагональное направление составляет от 15 до 75 градусов от вертикали.The third aspect of the present description may include any of the first or second aspects, in which the riser extends through the riser opening in a diagonal direction, wherein the diagonal direction is from 15 to 75 degrees from the vertical.

Четвертый аспект настоящего описания может включать в себя любой из аспектов с первого по второй, в которых стояк проходит через отверстие стояка в по существу горизонтальном направлении.The fourth aspect of the present description may include any of the first through second aspects, wherein the riser extends through the riser opening in a substantially horizontal direction.

Пятый аспект настоящего описания может включать в себя любой из аспектов с первого по четвертый, в которых внутренний сегмент стояка содержит вертикальный участок, невертикальный участок вблизи отверстия стояка и непрямолинейный участок, соединяющий вертикальный участок и невертикальный участок.The fifth aspect of the present description may include any of the first to fourth aspects, wherein the inner segment of the riser comprises a vertical portion, a non-vertical portion near the riser opening, and a non-linear portion connecting the vertical portion and the non-vertical portion.

Шестой аспект настоящего описания может включать в себя любой из аспектов с первого по пятый, в которых наружный сегмент стояка содержит вертикальный участок вблизи реакционного сосуда, невертикальный участок вблизи отверстия стояка и непрямолинейный участок, соединяющий вертикальный участок и невертикальный участок.The sixth aspect of the present description may include any of the first to fifth aspects, wherein the outer segment of the riser comprises a vertical portion near the reaction vessel, a non-vertical portion near the opening of the riser, and a non-linear portion connecting the vertical portion and the non-vertical portion.

Седьмой аспект настоящего описания может включать в себя любой из аспектов с первого по шестой, в которых реакционный сосуд выполняет функцию реактора с интенсивным псевдоожиженным, турбулентным или кипящим слоем, а стояк выполняет функцию лифт-реактора с разбавленной фазой.The seventh aspect of the present description may include any of the first to sixth aspects, wherein the reaction vessel functions as an intense fluidized, turbulent or boiling bed reactor and the riser functions as a dilute phase riser reactor.

Восьмой аспект настоящего описания может включать в себя любой из аспектов с первого по седьмой, в которых максимальная площадь поперечного сечения внешней оболочки верхней секции отделения твердых частиц в 5–40 раз превышает максимальную площадь поперечного сечения стояка.The eighth aspect of the present description may include any one of the first to seventh aspects, wherein the maximum cross-sectional area of the outer shell of the upper section of the solid particle separation is 5 to 40 times the maximum cross-sectional area of the riser.

Девятый аспект настоящего описания может включать в себя любой из аспектов с первого по восьмой, в которых реакционный сосуд содержит секцию корпуса реакционного сосуда и переходную секцию реакционного сосуда, причем переходная секция реакционного сосуда расположена между секцией корпуса реакционного сосуда и наружным сегментом стояка.The ninth aspect of the present description may include any of the first to eighth aspects, wherein the reaction vessel comprises a reaction vessel body section and a reaction vessel transition section, wherein the reaction vessel transition section is located between the reaction vessel body section and the outer segment of the riser.

Десятый аспект настоящего описания может включать в себя девятый аспект, в котором секция корпуса реакционного сосуда имеет такие диаметр и высоту, что отношение диаметра к высоте секции корпуса реакционного сосуда составляет от 5 : 1 до 1 : 5.The tenth aspect of the present description may include a ninth aspect, wherein the reaction vessel body section has a diameter and a height such that the ratio of the diameter to the height of the reaction vessel body section is from 5:1 to 1:5.

Одиннадцатый аспект настоящего описания может включать в себя любой из аспектов с первого по десятый, в которых реакционный сосуд поддерживается пружинными опорами.The eleventh aspect of the present description may include any of the first to tenth aspects, wherein the reaction vessel is supported by spring supports.

Двенадцатый аспект настоящего описания может включать в себя любой из аспектов с первого по одиннадцатый, в которых реакционный сосуд соединен с вертикальным участком наружного сегмента стояка посредством термокомпенсационного соединения.The twelfth aspect of the present description may include any of the first to eleventh aspects, wherein the reaction vessel is connected to the vertical portion of the outer segment of the riser via a thermal compensation connection.

Тринадцатый аспект настоящего описания может включать в себя любой из аспектов с первого по двенадцатый, в которых устройство отделения газа / твердых частиц содержит один или более циклонов.The thirteenth aspect of the present disclosure may include any of the first to twelfth aspects, wherein the gas/solid particle separation device comprises one or more cyclones.

Четырнадцатый аспект настоящего описания может включать в себя любой из аспектов с первого по тринадцатый, в которых стояк не проходит через зону сбора твердых частиц.The fourteenth aspect of the present description may include any of the first through thirteenth aspects, wherein the riser does not pass through the solids collection zone.

Пятнадцатый аспект настоящего описания может включать в себя любой из аспектов с первого по четырнадцатый, в которых зона сбора твердых частиц содержит отгонное устройство.The fifteenth aspect of the present description may include any of the first to fourteenth aspects, wherein the solid particle collection zone comprises a stripping device.

Объект изобретения по настоящему описанию описан в подробностях и со ссылкой на конкретные варианты осуществления. Следует понимать, что любое подробное описание компонента или признака варианта осуществления не обязательно предполагает, что компонент или признак является существенным для конкретного варианта осуществления или любого другого варианта осуществления. Кроме того, специалистам в данной области будет очевидно, что различные модификации и изменения могут быть внесены в описанные варианты осуществления без отклонения от сущности и объема заявленного объекта изобретения.The subject matter of the invention herein is described in detail and with reference to specific embodiments. It should be understood that any detailed description of a component or feature of an embodiment does not necessarily imply that the component or feature is essential to the particular embodiment or any other embodiment. Furthermore, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made to the described embodiments without departing from the spirit and scope of the claimed subject matter.

В целях описания и определения настоящего описания следует отметить, что термины «примерно» или «приблизительно» используются в настоящем описании для представления присущей степени неопределенности, которая может быть характерна для любого количественного сравнения, значения, измерения или другого представления. Термины «примерно» и/или «приблизительно» также используются в настоящем описании для представления степени возможного отличия количественного представления от указанного эталона, которая не приводит к изменению основной функции рассматриваемого объекта изобретения.For the purposes of describing and defining the present specification, it should be noted that the terms "about" or "approximately" are used in the present specification to represent the inherent degree of uncertainty that may characterize any quantitative comparison, value, measurement or other representation. The terms "about" and/or "approximately" are also used in the present specification to represent the degree to which a quantitative representation may differ from a specified standard without altering the essential function of the subject matter of the invention.

Следует отметить, что в одном или более из следующих пунктов формулы изобретения термин «в котором» используется в качестве переходной фразы. В целях раскрытия содержания данной технологии следует отметить, что указанный термин используется в пунктах формулы изобретения в качестве универсальной переходной фразы, которая служит для представления ряда характеристик конструкции, и ее следует понимать аналогично более широко используемому универсальному вводному термину «содержащий».It should be noted that in one or more of the following claims, the term "in which" is used as a transition phrase. For the purpose of disclosing the content of this technology, it should be noted that this term is used in the claims as a generic transition phrase that serves to represent a number of design characteristics, and it should be understood similarly to the more widely used generic introductory term "comprising".

Следует понимать, что в тех случаях, когда первый компонент описан как «содержащий» второй компонент, предполагается, что в некоторых вариантах осуществления первый компонент «состоит из» или «состоит по существу из» второго компонента. Кроме того, следует понимать, что в тех случаях, когда первый компонент описан как «содержащий» второй компонент, предполагается, что в некоторых вариантах осуществления первый компонент содержит по меньшей мере 10%, по меньшей мере 20%, по меньшей мере 30%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95% или даже по меньшей мере 99% такого второго компонента (где % может означать массовый % или молярный %).It should be understood that where a first component is described as "comprising" a second component, it is intended that in some embodiments the first component "consists of" or "consists essentially of" the second component. It should also be understood that where a first component is described as "comprising" a second component, it is intended that in some embodiments the first component contains at least 10%, at least 20%, at least 30%, at least 40%, at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, at least 95%, or even at least 99% of such second component (where % may mean weight % or mole %).

Кроме того, используемый в настоящем описании термин «состоящий по существу из» относится к количественным значениям, которые не оказывают существенного влияния на основные и новые характеристики описания. Например, следует понимать, что химическая композиция, «состоящая по существу» из конкретного химического компонента или группы химических компонентов, означает, что композиция включает в себя по меньшей мере около 99,5% этого конкретного химического компонента или группы химических компонентов.In addition, as used in this description, the term "consisting essentially of" refers to quantitative values that do not materially affect the basic and novel characteristics of the description. For example, it should be understood that a chemical composition "consisting essentially of" a particular chemical component or group of chemical components means that the composition includes at least about 99.5% of that particular chemical component or group of chemical components.

Следует понимать, что любые два количественных значения, присвоенные свойству, могут представлять собой диапазон этого свойства, и все комбинации диапазонов, образованных из всех указанных количественных значений данного свойства, рассматриваются в настоящем описании. Следует понимать, что диапазоны компонентного состава химического компонента в композиции следует рассматривать как содержащие в некоторых вариантах осуществления смесь изомеров этого компонента. В дополнительных вариантах осуществления химические соединения могут присутствовать в альтернативных формах, таких как производные, соли, гидроксиды и т.п.It should be understood that any two quantitative values assigned to a property may represent a range of that property, and all combinations of ranges formed from all specified quantitative values of a given property are contemplated in the present description. It should be understood that ranges of the component composition of a chemical component in a composition should be considered to contain, in some embodiments, a mixture of isomers of that component. In further embodiments, chemical compounds may be present in alternative forms, such as derivatives, salts, hydroxides, and the like.

Claims (18)

1. Способ получения олефинов, включающий:1. A method for producing olefins, comprising: приведение потока углеводородсодержащего сырья в контакт с твердыми частицами в реакционном сосуде, причем твердые частицы вступают в реакцию с потоком углеводородсодержащего сырья с образованием олефинсодержащего продуктового потока, при этом реакционный сосуд соединен со стояком, причем реакционный сосуд имеет максимальную площадь поперечного сечения, которая в по меньшей мере 3 раза превышает максимальную площадь поперечного сечения стояка, и при этом реакционный сосуд выполняет функцию реактора с интенсивным псевдоожиженным, турбулентным или кипящим слоем, а стояк выполняет функцию лифт-реактора с разбавленной фазой;bringing a hydrocarbon-containing feedstock stream into contact with solid particles in a reaction vessel, wherein the solid particles react with the hydrocarbon-containing feedstock stream to form an olefin-containing product stream, wherein the reaction vessel is connected to a riser, wherein the reaction vessel has a maximum cross-sectional area that is at least 3 times greater than the maximum cross-sectional area of the riser, and wherein the reaction vessel functions as a reactor with an intensive fluidized, turbulent or boiling bed, and the riser functions as a dilute phase riser reactor; пропускание твердых частиц через стояк, причем стояк проходит через отверстие стояка во внешней оболочке секции отделения твердых частиц таким образом, что стояк содержит внутренний сегмент стояка, расположенный во внутренней области секции отделения твердых частиц, и наружный сегмент стояка, расположенный снаружи внешней оболочки секции отделения твердых частиц, при этом секция отделения твердых частиц содержит по меньшей мере внешнюю оболочку, образующую внутреннюю область секции отделения твердых частиц, причем внешняя оболочка содержит выпускной порт для газа, отверстие стояка и выпускной порт для твердых частиц, и при этом внешняя оболочка содержит устройство отделения газа/твердых частиц и зону сбора твердых частиц во внутренней области секции отделения твердых частиц, и при этом отверстие стояка расположено на боковой стенке внешней оболочки таким образом, что оно не расположено на центральной вертикальной оси секции отделения твердых частиц;passing solid particles through a riser, wherein the riser passes through a riser opening in an outer shell of the solid particle separation section in such a way that the riser comprises an inner riser segment located in an inner region of the solid particle separation section and an outer riser segment located outside the outer shell of the solid particle separation section, wherein the solid particle separation section comprises at least an outer shell defining an inner region of the solid particle separation section, wherein the outer shell comprises a gas outlet port, a riser opening and a solid particle outlet port, and wherein the outer shell comprises a gas/solid particle separation device and a solid particle collection zone in the inner region of the solid particle separation section, and wherein the riser opening is located on a side wall of the outer shell in such a way that it is not located on a central vertical axis of the solid particle separation section; отделение твердых частиц от олефинсодержащего продуктового потока в устройстве отделения газа/твердых частиц; иseparating solids from the olefin-containing product stream in a gas/solids separation device; and пропускание твердых частиц, отделенных от олефинсодержащего продуктового потока, в зону сбора твердых частиц, расположенную вблизи центральной вертикальной оси секции отделения твердых частиц.passing solid particles separated from the olefin-containing product stream into a solid particle collection zone located near the central vertical axis of the solid particle separation section. 2. Способ по п. 1, в котором стояк проходит через отверстие стояка в невертикальном направлении.2. The method according to claim 1, wherein the riser passes through the riser opening in a non-vertical direction. 3. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стояк проходит через отверстие стояка в диагональном направлении, причем диагональное направление составляет от 15 до 75 градусов от вертикали.3. The method of any one of the preceding claims, wherein the riser passes through the riser opening in a diagonal direction, the diagonal direction being from 15 to 75 degrees from vertical. 4. Способ по любому из пп. 1 или 2, в котором стояк проходит через отверстие стояка в по существу горизонтальном направлении.4. The method according to any one of claims 1 or 2, wherein the riser passes through the riser opening in a substantially horizontal direction. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором внутренний сегмент стояка содержит вертикальный участок, невертикальный участок вблизи отверстия стояка и непрямолинейный участок, соединяющий вертикальный участок и невертикальный участок.5. A method according to any one of the preceding claims, wherein the internal segment of the riser comprises a vertical section, a non-vertical section near the opening of the riser, and a non-linear section connecting the vertical section and the non-vertical section. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором наружный сегмент стояка содержит вертикальный участок вблизи реакционного сосуда, невертикальный участок вблизи отверстия стояка и непрямолинейный участок, соединяющий вертикальный участок и невертикальный участок.6. A method according to any one of the preceding claims, wherein the outer segment of the riser comprises a vertical section near the reaction vessel, a non-vertical section near the opening of the riser, and a non-linear section connecting the vertical section and the non-vertical section. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором максимальная площадь поперечного сечения внешней оболочки верхней секции отделения твердых частиц в 5-40 раз превышает максимальную площадь поперечного сечения стояка.7. The method of any one of the preceding claims, wherein the maximum cross-sectional area of the outer shell of the upper section of the solids separation is 5 to 40 times the maximum cross-sectional area of the riser. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором реакционный сосуд содержит секцию корпуса реакционного сосуда и переходную секцию реакционного сосуда, причем переходная секция реакционного сосуда расположена между секцией корпуса реакционного сосуда и наружным сегментом стояка.8. A method according to any one of the preceding claims, wherein the reaction vessel comprises a reaction vessel body section and a reaction vessel transition section, wherein the reaction vessel transition section is located between the reaction vessel body section and the outer segment of the riser. 9. Способ по п. 8, в котором секция корпуса реакционного сосуда имеет такие диаметр и высоту, что отношение диаметра к высоте секции корпуса реакционного сосуда составляет от 5:1 до 1: 5.9. The method according to claim 8, wherein the section of the reaction vessel body has a diameter and height such that the ratio of the diameter to the height of the section of the reaction vessel body is from 5:1 to 1:5. 10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором реакционный сосуд поддерживается пружинными опорами.10. A method according to any of the preceding claims, wherein the reaction vessel is supported by spring supports. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором реакционный сосуд соединен с вертикальным участком наружного сегмента стояка посредством термокомпенсационного соединения.11. A method according to any of the preceding claims, wherein the reaction vessel is connected to the vertical section of the outer segment of the riser by means of a thermal compensation connection. 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором устройство отделения газа/твердых частиц содержит один или более циклонов.12. A method according to any one of the preceding claims, wherein the gas/solid separation device comprises one or more cyclones. 13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стояк не проходит через зону сбора твердых частиц.13. The method of any one of the preceding claims, wherein the riser does not pass through a solids collection area. 14. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором зона сбора твердых частиц содержит отгонное устройство.14. A method according to any one of the preceding claims, wherein the solids collection zone comprises a stripping device.
RU2023118297A 2020-12-16 2021-12-14 Systems and methods for producing olefins RU2838600C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US63/126,095 2020-12-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2838600C1 true RU2838600C1 (en) 2025-04-21

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU455932A1 (en) * 1971-04-09 1975-01-05 Институт Нефтехимического Синтеза Имени А.В.Топчиева Method for producing olefinic hydrocarbons
RU2585174C1 (en) * 2012-04-20 2016-05-27 Юоп Ллк Partitions for improving hydrodynamics in riser

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU455932A1 (en) * 1971-04-09 1975-01-05 Институт Нефтехимического Синтеза Имени А.В.Топчиева Method for producing olefinic hydrocarbons
RU2585174C1 (en) * 2012-04-20 2016-05-27 Юоп Ллк Partitions for improving hydrodynamics in riser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4263053B1 (en) Systems and methods for regenerating particulate solids
US11059763B2 (en) Methods and apparatuses for processing gas streams
US11298671B2 (en) Bulk catalyst withdrawal system and methods for the use thereof
US11479521B2 (en) Methods for making light olefins from different feed streams
RU2838600C1 (en) Systems and methods for producing olefins
US20240034700A1 (en) Systems and methods for producing olefins
RU2843863C1 (en) Solid particles recovery systems and methods
JP7585244B2 (en) Process for forming light olefins comprising using the cooled product as a recycled quench stream - Patents.com
US20240399328A1 (en) Systems and methods for producing olefins
US20250207039A1 (en) Methods for forming light olefins utilizing heat exchanger systems
WO2024092196A1 (en) Methods of operating chemical processing vessels that include shrouds
EP4587416A1 (en) Methods for reacting hydrocarbons utilizing strippers
WO2024118432A1 (en) Methods for forming light olefins with catalyst recycle
CN120187686A (en) Method for producing olefin compounds using regenerator