RS66533B1 - Proces katalitičkog krekovanja fluida i uređaj za maksimalni prinos lakih olefina i druge primene - Google Patents

Description

Opis

OBLAST PRONALASKA

[0001] Ova otelotvorenja se generalno odnose na sisteme i procese za povećanje produktivnosti i/ili fleksibilnosti sistema sa mešanim katalizatorom. Neka ovde objavljena otelotvorenja odnose se na uređaj za katalitičko krekovanje fluida i proces za postizanje maksimalne konverzije napojnog toka teških ugljovodonika, kao što je vakuumsko plinsko ulje i/ili ostaci teškog ulja, u veoma veliki prinos lakih olefina, kao što su propilen i etilen, aromatici i benzin sa velikim oktanskim brojem.

OSNOVA

[0002] U novije vreme, proizvodnja lakih olefina putem procesa katalitičkog krekovanja fluida (fluid catalytic cracking, FCC) smatra se jednom od najprivlačnijih mogućnosti. Pored toga, postoji sve veća potreba za petrohemijskim gradivnim blokovima kao što su propilen, etilen i aromatici (benzen, toluen, ksileni, itd.). Nadalje, integracija rafinerija nafte sa petrohemijskim kompleksom postala je poželjna opcija iz ekonomskih i ekoloških razloga.

[0003] Globalni trendovi takođe pokazuju da postoji veća potražnja za srednjim destilatima (dizel) nego za benzinskim proizvodima. Da bi se dobio maksimalni prinos srednjih destilata iz procesa FCC, potrebno je da se FCC izvodi na nižoj temperaturi reaktora i sa različitom formulacijom katalizatora. Mana takve promene je smanjeni prinos lakih olefina jer FCC jedinica radi na mnogo nižoj temperaturi reaktora. Time se takođe smanjuje količina sirovine za jedinice za alkilovanje.

[0004] Tokom poslednje dve decenije razvijeno je nekoliko katalitičkih procesa u fluidizovanom sloju, prilagođenih promenjenim zahtevima tržišta. Na

primer, US7479218 objavljuje fluidizovani katalitički sistem reaktora u kome je uzlazni reaktor podeljen na dva dela sa različitim poluprečnikom da bi se povećala selektivnost za proizvodnju lakih olefina. Prvi deo uzlaznog reaktora sa manjim poluprečnikom koristi se za krekovanje napojnog toka teških molekula do opsega ligroina. Deo sa povećanim poluprečnikom, drugi deo uzlaznog reaktora, koristi se za dalje krekovanje proizvoda iz opsega ligroina u lake olefine kao što je propilen, etilen, itd. Mada je koncept sistema reaktora prilično jednostavan, stepen selektivnosti u lake olefine je ograničen iz sledećih razloga: (1) napojni tokovi iz opsega ligroina stupaju u kontakt sa delimično koksovanim ili deaktiviranim katalizatorom; (2) temperatura u drugom delu reakcionog odeljka je mnogo niža nego u prvoj zoni zbog endotermne prirode reakcije u oba dela; i (3) nedostatak visoke energije aktivacije potreban za krekovanje lakog toka u poređenju sa teškim ugljovodonicima.

[0005] US6106697, US7128827 i US7323099 koriste jedinice za dvostepeno katalitičko krekovanje fluida (FCC) kako bi se omogućio visok stepen regulacije za selektivno krekovanje napojnih tokova teških ugljovodonika i opsega ligroina. U 1. fazi FCC jedinica, koja se sastoji od uzlaznog reaktora, stripera i regeneratora za prevođenje napojnih tokova plinskog ulja / teških ugljovodonika u proizvode u opsegu ključanja ligroina, u prisustvu katalizatora zeolita sa velikim porama Y tipa. FCC jedinica 2. faze sa sličnim setom sudova / konfiguracijom koristi se za katalitičko krekovanje recikliranih tokova ligroina iz 1. faze. Naravno, u FCC jedinici 2. faze koristi se katalizator tipa ZSM-5 (zeolit sa malim porama) da bi se poboljšala selektivnost za lake olefine. Mada ova šema daje veliki stepen kontrole nad napajanjem, izborom katalizatora i radnog opsega i optimizacije u širem smislu, obrada napojnog toka ligroina u 2. fazi daje veoma malo koksa što je nedovoljno da se održi toplotni bilans. Zato je potrebna toplota iz spoljašnjih izvora da bi se dobila odgovarajuća temperatura u regeneratoru radi postizanja dobrog sagorevanja i da bi se obezbedila toplota za isparavanje napojnog toka i endotermnu reakciju. Ulje za plamenike obično sagoreva u 2. fazi FCC regeneratora, što dovodi do preterane deaktivacije katalizatora usled više temperature čestica katalizatora i vrućih tačaka.

[0006] U US7658837 objavljen je proces i sredstvo za optimizaciju prinosa proizvoda FCC koristeći deo klasičnog sloja stripera kao reaktivni striper. Takav koncept reaktivnog stripovanja drugog reaktora predstavlja u izvesnoj meri kompromis sa efikasnošću stripovanja pa može dovesti do povećanog opterećenja regeneratora koksom. Verovatno će to uticati na prinos i selektivnost proizvoda usled kontakta napojnog toka sa koksovanim ili deaktiviranim katalizatorom. Nadalje, reaktivne temperature u striperu ne mogu nezavisno da se menjaju jer se gornja temperatura uzlaznog reaktora direktno reguliše da bi se održao željeni set uslova u uzlaznom reaktoru.

[0007] US2007/0205139 objavljuje proces za injektovanje napojnog toka ugljovodonika kroz prvi raspodeljivač koji se nalazi na donjem delu uzlaznog reaktora da bi se postigao maksimalan prinos benzina. Kada je cilj da se postigne maksimalni prinos lakih olefina, napojni tok se injektuje u gornji deo uzlaznog reaktora preko sličnog sistema za raspodelu napojnog toka sa ciljem da se smanji vreme boravka ugljovodoničnih para u uzlaznom reaktoru.

[0008] WO2010/067379 ima za cilj da poveća sadržaj propilena i etilena injektovanjem tokova C4i olefinskog ligroina u zonu podizanja uzlaznog reaktora ispod injekcione zone napojnog toka teških ugljovodonika. Ovi tokovi ne samo što poboljšavaju prinos lakih olefina nego takođe deluju kao medijumi za transport katalizatora umesto vodene pare. Ovaj koncept pomaže da se smanji stepen toplotne deaktivacije katalizatora. Međutim, nedostaje mu fleksibilnost variranja radnih uslova kao što je temperatura i WHSV u zoni podizanja, što je kritično za krekovanje takvih lakih napojnih tokova. To može dovesti do manje selektivnosti za željene lake olefine.

[0009] US6869521 objavljuje da je stupanje u kontakt napojnog toka dobijenog od proizvoda FCC (posebno ligroina) sa katalizatorom u drugom reaktoru koji radi u režimu brze fluidizacije korisno za pospešivanje reakcija prenosa vodonika kao i za kontrolisanje reakcija katalitičkog krekovanja.

[0010] US7611622 objavljuje proces FCC kod koga se koriste dvojni uzlazni reaktori za prevođenje sirovine koja sadrži C3/C4u aromatike. Prvi i drugi napojni tok ugljovodonika se dovode u odgovarajući 1. i 2. uzlazni reaktor u prisustvu katalizatora obogaćenog galijumom a 2. uzlazni reaktor radi na višoj radnoj temperaturi od prvog.

[0011] US5944982 objavljuje katalitički proces sa dvojnim uzlaznim reaktorima za proizvodnju benzina sa malim sadržajem sumpora i velikim sadržajem oktana. Drugi uzlazni reaktor se koristi za procesno recikliranje teškog ligroina i lakih cikličnih ulja nakon hidro tretmana da bi se postigao maksimalni prinos benzina i oktanski broj.

[0012] US20060231461 objavljuje proces za postizanje maksimalne proizvodnje lakih cikličnih ulja (LCO) ili proizvoda srednjeg destilata i lakih olefina. U ovom procesu koristi se sistem sa dva reaktora, pri čemu se prvi reaktor (ushodni) koristi za dovođenje krekovanog plinskog ulja u pretežno LCO, a drugi konkurentski reaktor sa gustim slojem koristi se za krekovanje ligroina recikliranog iz prvog reaktora. Ovaj proces je ograničen selektivnošću katalizatora i nema željeni sadržaj olefina u ligroinu usled toga što prvi reaktor radi na suštinski nižoj reakcionoj temperaturi.

[0013] US6149875 se bavi uklanjanjem kontaminanata napajanja kao što su Konradsonov ugljenični ostatak i metali sa adsorbentom. FCC katalizator se odvaja od adsorbenta koristeći razliku između brzine transporta / terminalne brzine FCC katalizatora i adsorbenta.

[0014] U US7381322 objavljena je aparatura i proces za odvajanje katalizatora od metalnog adsorbenta u striperu sa separatorom da bi se eliminisali neželjeni efekti kontaminirajućih metala nataloženih na adsorbentu. U ovom patentu se koristi razlika minimalne brzine / brzine barbotiranja i ima primenu uglavnom u razdvajanju katalizatora FCC od adsorbenta.

[0015] US 2018/079973 opisuje proces i sistem za krekovanje ugljovodonika u kome se koriste dve čestice, pri čemu prva čestica ima manju prosečnu veličinu čestice, odnosno manju gustinu od druge čestice, i pri čemu prva čestica i druga čestica mogu nezavisno da budu katalitičke ili nekatalitičke čestice. US 2014/014555 A1 i US 4116814 A opisuju druge procese i sisteme, uključujući upotrebu i razdvajanje dva katalizatora.

REZIME

[0016] Nađeno je da je za proizvodnju lakih olefina moguće koristiti dvoreaktorsku šemu za krekovanje ugljovodonika, uključujući krekovanje C4, lakše C5frakcije, frakcije ligroina, metanola, itd., gde dvoreaktorska šema nema ograničenja vezana za selektivnost i operabilnost, ispunjava zahteve vezane za toplotni bilans, i takođe zadržava mali broj komada. U odabranim otelotvorenjima koja su ovde objavljena koristi se klasični uzlazni reaktor sa fluidizovanim slojem sa mešanim tokom (npr. uključujući i protivstrujni i istostrujni tok) konstruisan za postizanje maksimalne proizvodnje lakih olefina. Efluenti iz uzlaznog reaktora i reaktora sa mešanim tokom se obrađuju u zajedničkom sudu za odvajanje katalizatora, a katalizatori korišćeni u uzlaznom reaktoru i reaktoru sa mešanim tokom mogu da se regenerišu u zajedničkom sudu za regeneraciju katalizatora. Ova protočna šema je delotvorna za održavanje visoke aktivnosti krekovanja, prevazilazi probleme sa toplotnim bilansom i poboljšava prinos i selektivnost lakih olefina iz različitih tokova ugljovodonika, pa ipak pojednostavljuje naglo hlađenje i hardver uređaja, kao što će detaljno biti opisano u nastavku.

[0017] U ovde objavljenim aparatima i procesima, da bi se razdvojile čestične smeše koristi se znatno različita tehnika od one objavljene u gornjim patentima (kao što

su US6149875 i US7381322). Svrha predmetne objave je takođe različita; objave iz prethodnog stanja tehnike fokusirane su na uklanjanje kontaminanata iz katalizatora uvođenjem adsorbenta. Međutim, predmetni pronalazak ima za cilj da poveća konverziju, selektivnost i toplotni bilans koncentrovanjem odabranog katalizatora u reaktoru, na primer koncentrovanjem ZSM-5/11 u drugom reaktoru.

[0018] U jednom aspektu, ovde objavljena otelotvorenja odnose se na proces za konverziju ugljovodonika, kao što je definisano u zahtevu 1. Proces uključuje dovođenje smeše prvih čestica i drugih čestica iz regeneratora u transportni sud ili uzlazni reaktor. Prve čestice imaju manju prosečnu veličinu čestice, odnosno manju gustinu od drugih čestica, i prve čestice i druge čestice mogu nezavisno da budu katalitičke ili nekatalitičke čestice. Proces takođe uključuje dovođenje ugljovodonične frakcije i reaktivnog odnosno nereaktivnog nosećeg fluida u transportni sud ili uzlazni reaktor, dovođenje ugljovodonične frakcije u kontakt sa smešom prvih čestica i drugih čestica radi konverzije barem dela ugljovodonične frakcije, i rekuperaciju vršnog proizvoda iz transportnog suda ili uzlaznog reaktora obuhvatajući konvertovanu ugljovodoničnu frakciju, noseći fluid odnosno reakcioni proizvod nosećeg fluida, druge čestice i prve čestice.

[0019] Vršni proizvod se dovodi u ugrađeni sud za odvajanje. Ugrađeni sud za odvajanje obuhvata kućište. U kućištu je smešten uređaj za separaciju čvrstih supstanci radi odvajanja drugih čestica iz vršnog proizvoda dajući prvi tok, uključujući konvertovanu ugljovodoničnu frakciju, prve čestice i noseći fluid odnosno reakcioni proizvod nosećeg fluida, i drugi tok, uključujući razdvojene druge čestice. Jedan ili više ciklona je takođe smešteno u kućištu, pri čemu su cikloni obezbeđeni za odvajanje prvog toka i dobijanje frakcije čvrstih supstanci, uključujući prve čestice i parnu frakciju, uključujući konvertovanu ugljovodoničnu frakciju i noseći fluid odnosno reakcioni proizvod nosećeg fluida. Nadalje, u kućištu je smešten unutrašnji sud koji prima drugi tok uključujući razdvojene druge čestice. Formiran je prstenasti region između kućišta i unutrašnjeg suda namenjen za prijem frakcije čvrstih supstanci uključujući prve čestice. Sud za odvajanje takođe obuhvata izlaz pare, namenjen za rekuperaciju parne frakcije, izlaz prvih čvrstih supstanci za rekuperaciju frakcije čvrstih supstanci iz prstenastog regiona i izlaz drugih čvrstih supstanci za rekuperaciju razdvojenih drugih čvrstih supstanci iz unutrašnjeg suda.

[0020] Proces takođe obuhvata dobijanje frakcije čvrstih supstanci iz prstenastog regiona preko izlaza prvih čvrstih supstanci. Nadalje, razdvojene druge čestice se dobijaju preko izlaza drugih čvrstih supstanci.

[0021] U nekim otelotvorenjima, frakcija čvrstih supstanci koja obuhvata odvojene prve čestice može da se dovodi iz prstenastog regiona u regenerator. Razdvojene druge čestice iz unutrašnjeg suda mogu da se dovode u transportni sud ili uzlazni reaktor, pri čemu se razdvojene druge čestice mešaju sa smešom prvih čestica i drugih čestica iz regeneratora.

[0022] U nekim otelotvorenjima, razdvojene druge čestice mogu da se dovode iz unutrašnjeg suda u regenerator. Frakcija čvrstih supstanci koja obuhvata razdvojene prve čestice može da se dovodi iz prstenastog regiona u transportni sud ili uzlazni reaktor, pri čemu se razdvojene druge čestice mešaju sa smešom prvih čestica i drugih čestica iz regeneratora.

[0023] U drugim otelotvorenjima, razdvojene druge čestice mogu da se dovode iz unutrašnjeg suda u dodatni reaktor. Razdvojene druge čestice u dodatnom reaktoru mogu da se dovedu u kontakt sa drugom ugljovodoničnom sirovinom radi krekovanja druge ugljovodonične sirovine.

[0024] U drugom aspektu, ovde objavljena otelotvorenja odnose se na sistem za krekovanje ugljovodonika, kao što je definisano u zahtevu 7. Sistem obuhvata regenerator, uzlazni reaktor, ugrađeni sud za odvajanje katalizatora. Uzlazni reaktor je konfigurisan da prima smešu prvih čestica i drugih čestica iz regeneratora, pri čemu prve čestice imaju manju prosečnu veličinu čestice, odnosno manju gustinu od drugih čestica, i pri čemu prve čestice i druge čestice mogu nezavisno da budu katalitičke ili nekatalitičke čestice. Uzlazni reaktor je takođe konfigurisan da prima ugljovodoničnu frakciju i reaktivni odnosno nereaktivni noseći fluid, da dovodi u kontakt ugljovodoničnu frakciju sa smešom prvih čestica i drugih čestica radi konverzije barem dela ugljovodonične frakcije, i da proizvodi vršni proizvod iz uzlaznog reaktora koji obuhvata konvertovanu ugljovodoničnu frakciju, noseći fluid odnosno reakcioni proizvod nosećeg fluida, druge čestice i prve čestice.

[0025] Ugrađeni sud za odvajanje konfigurisan da prihvata vršni proizvod uključuje kućište. Uređaj za separaciju čvrstih supstanci je smešten u kućištu i konfigurisan da odvaja druge čestice iz vršnog proizvoda dajući prvi tok, uključujući konvertovanu ugljovodoničnu frakciju, prve čestice i noseći fluid odnosno reakcioni proizvod nosećeg fluida, i da daje drugi tok, uključujući razdvojene druge čestice. Jedan ili više ciklona je takođe smešteno u kućištu, i takođe su raspoređeni za odvajanje prvog toka i dobijanje frakcije čvrstih supstanci, uključujući prve čestice i parnu frakciju, uključujući konvertovanu ugljovodoničnu frakciju i noseći fluid odnosno reakcioni proizvod nosećeg fluida. U kućištu je smešten i unutrašnji sud, i konfigurisan je da prima drugi tok uključujući razdvojene druge čestice. Formiran je prstenasti region između kućišta i unutrašnjeg suda, i konfigurisan je da prima frakciju čvrstih supstanci uključujući prve čestice. Ugrađeni sud za odvajanje takođe uključuje izlaz pare za dobijanje parne frakcije. Sistem takođe uključuje protočnu liniju za dovođenje frakcije čvrstih supstanci iz prstenastog regiona do regeneratora; i protočnu liniju za povećanje koncentracije drugih čestica u uzlaznom reaktoru dovođenjem razdvojenih drugih čestica iz unutrašnjeg suda u uzlazni reaktor, pri čemu se razdvojene druge čestice mešaju sa smešom prvih čestica i drugih čestica iz regeneratora. U nekim otelotvorenjima, sistem takođe može da uključuje kontroler konfigurisan da podešava podeoni odnos pare u uređaju za separaciju čvrstih supstanci kako bi se deo drugog katalizatora preneo u prvi tok. Jedno ili više otelotvorenja je usmereno na sistem za krekovanje ugljovodonika kao što je definisano u zavisnim zahtevima.

[0026] Ukratko, stanje tehnike je uglavnom uključivalo konfiguracije dvojno uzlaznog reaktora / konfiguracije reaktora ili šeme / aparate za dvostepene procese katalitičkog krekovanja fluida. Drugi / paralelni reaktor korišćen za obradu lakog toka (tok ligroina ili/i C4) je tipa konkurentskog uzlaznog reaktora sa pneumatskim protokom ili reaktora sa gustim slojem. Dobro je poznato da je ZSM-5 poželjni katalizator / aditiv za konverziju toka ligroina / C4 u propilen i etilen. Međutim, u procesima u kojima se koriste dva reaktora, drugi reaktor takođe prihvata katalizator Y-zeolit sa malim frakcijama aditiva ZSM-5. Na drugim procesnim šemama, koncepti reaktora-regeneratora FCC tipa se koriste za maksimalno dobijanje lakih olefina iz toka ligroina / C4. Takve šeme imaju problema sa toplotnim bilansom usled nedovoljne proizvodnje koksa. Ovde objavljeni procesi i sistemi razmatraju separaciju katalizatora, kao što je ZSM-5 ili ZSM-11 aditiv iz Y-zeolita i ZSM-5/ ZSM-11, u smeši, tako da se postigne optimalna koncentracija ZSM-5 ili 11 u drugom reaktoru koji obrađuje laki tok. Pored toga, ugrađivanje pomenutog dodatnog / drugog reaktora sa klasičnom FCC jedinicom suštinski pomaže da se prevaziđu ovi nedostaci (konkretno selektivnost proizvoda i toplotni bilans) prethodnog dela i suštinski povećava ukupnu konverziju i prinos lakih olefina i povećava sposobnost za obradu težih sirovina.

[0027] Drugi aspekti i prednosti biće jasni iz sledećeg opisa i priloženih patentnih zahteva.

KRATAK OPIS SLIKA

[0028]

Slika 1 predstavlja pojednostavljeni dijagram toka procesa sistema za krekovanje ugljovodonika i proizvodnju lakih olefina, koji ne čini deo predmetnog zahteva.

Slike 2-5 predstavljaju pojednostavljene dijagrame toka procesa separatora korisne u sistemima prema jednom ili više ovde objavljenih otelotvorenja.

Slika 6 predstavlja pojednostavljeni dijagram toka procesa sistema za krekovanje ugljovodonika i proizvodnju lakih olefina, koji ne čini deo predmetnog zahteva.

Slika 7 predstavlja pojednostavljeni dijagram toka procesa sistema za krekovanje ugljovodonika i proizvodnju lakih olefina, koji ne čini deo predmetnog zahteva.

Slika 8A predstavlja pojednostavljeni dijagram toka procesa sistema za krekovanje ugljovodonika i proizvodnju lakih olefina, koji ne čini deo predmetnog zahteva.

Slika 8B predstavlja pojednostavljeni dijagram toka procesa sistema za krekovanje ugljovodonika i proizvodnju lakih olefina, koji ne čini deo predmetnog zahteva.

Slika 8C predstavlja pojednostavljen dijagram toka procesa sistema za krekovanje ugljovodonika i proizvodnju lakih olefina, koji ne čini deo predmetnog zahteva.

Slika 9A predstavlja pojednostavljeni dijagram toka procesa sistema za krekovanje ugljovodonika i proizvodnju lakih olefina, koji ne čini deo predmetnog zahteva.

Slika 9B predstavlja pojednostavljeni dijagram toka procesa sistema za krekovanje ugljovodonika i proizvodnju lakih olefina, koji ne čini deo predmetnog zahteva.

Slika 10 predstavlja pojednostavljeni dijagram toka procesa sistema za krekovanje ugljovodonika i proizvodnju lakih olefina, koji ne čini deo predmetnog zahteva.

Slika 11 predstavlja pojednostavljeni dijagram toka procesa sistema za krekovanje ugljovodonika i proizvodnju lakih olefina, koji ne čini deo predmetnog zahteva.

Slika 12 predstavlja pojednostavljeni dijagram toka procesa sistema za krekovanje ugljovodonika i proizvodnju lakih olefina, prema jednom ili više ovde objavljenih otelotvorenja.

DETALJAN OPIS

[0029] Kao što se ovde koriste, termini „katalizator“ i „čestica“ i slično mogu da se koriste naizmenično. Kao što je prethodno ukratko rečeno i kao što je dalje opisano u nastavku, u ovim otelotvorenjima se mešane čestične supstance razdvajaju na osnovu veličine odnosno gustine da bi se dobio povoljan efekat u sistemu reaktora. Čestice ili čestične supstance koje se koriste za olakšavanje katalitičke ili toplotne reakcije, na primer, mogu da uključuju katalizatore, apsorbente odnosno materijale za prenos toplote bez katalitičke aktivnosti.

[0030] U jednom aspektu, ovde objavljena otelotvorenja se odnose na uređaj za katalitičko krekovanje fluida i proces za postizanje maksimalne konverzije napojnog toka teških ugljovodonika, kao što je vakuumsko plinsko ulje i/ili ostaci teškog ulja, u veoma veliki prinos lakih olefina, kao što su propilen i etilen, aromatici i benzin sa velikim oktanskim brojem ili srednji destilati, uz istovremeno smanjenje težih proizvoda dna. Da bi se postigao ovaj cilj, sekundarni reaktor, koji može biti reaktor sa mešanim tokom (uključujući i istostrujni i protivstrujni protok čestica u odnosu na protok pare) ili reaktor za koncentrovanje katalizatora mogu biti integrisani sa klasičnim reaktorom za katalitičko krekovanje fluida, kao što je uzlazni reaktor. Napojni tok teških ugljovodonika se katalitički krekuje u ligroin, srednje destilate i lake olefine u uzlaznom reaktoru, koji predstavlja reaktor istostrujnog tipa sa pneumatskim tokom. Da bi se povećao prinos i selektivnost za lake olefine (etilen i propilen), krekovani ugljovodonični proizvodi iz uzlaznog reaktora, kao što su C4i ugljovodonici iz opsega ligroina (olefini i parafini) mogu da se recikliraju i obrađuju u drugom reaktoru (reaktor sa mešanim tokom ili reaktor za koncentrovanje katalizatora). Alternativno ili dodatno, tokovi za eksterno napajanje, kao što su C4, ligroin ili druge ugljovodonične frakcije iz drugih procesa kao što je reaktor za krekovanje vodenom parom, reaktor za metatezu ili jedinica za odloženo koksovanje i tokovi opsega ligroina, kao što je direktni tok ligroina ili od odloženog koksovanja, sniženje viskoziteta ili kondenzati prirodnog gasa, između ostalog ugljovodonične sirovine, mogu da se obrađuju u sekundarnom reaktoru da bi se dobili laki olefini, kao što je etilen i propilen. Integracija sekundarnog reaktora sa klasičnim uzlaznim FCC reaktorom prema ovde objavljenim otelotvorenjima može da prevaziđe mane prethodnih procesa, može suštinski da poveća ukupnu konverziju i prinos lakih olefina, odnosno može da poveća sposobnost za obradu težih sirovina.

[0031] Integracija sekundarnog reaktora sa klasičnim FCC uzlaznim reaktorom prema ovde objavljenim otelotvorenjima može da bude olakšana (a) upotrebom zajedničkog suda za regeneraciju katalizatora, (b) upotrebom dve vrste katalizatora, od kojih je jedan selektivan za krekovanje težih ugljovodonika a drugi je selektivan za krekovanje C4i ugljovodonika iz opsega ligroina za proizvodnju lakih olefina, i (c) upotrebom reaktora mešanog toka ili reaktora za koncentraciju katalizatora u režimu protoka kojim se delimično razdvajaju dve vrste katalizatora, favorizujući kontakt toka C4ili ligroina sa katalizatorom selektivnim za njihovo krekovanje i proizvodnju lakih olefina.

[0032] Da bi se povećao radni opseg sekundarnog reaktora i da bi se dobila veća fleksibilnost procesa, sekundarni reaktor može da radi u protočnom režimu da bi povukao katalizator selektivan za krekovanje težih ugljovodonika, i da bi povukao barem deo katalizatora selektivnog za krekovanje C4i ugljovodonika iz opsega ligroina. Krekovani ugljovodonični proizvodi i povučeni katalizatori se zatim dovode u separator radi separacije katalizatora selektivnog za krekovanje C4i ugljovodonika iz opsega ligroina od krekovanih ugljovodoničnih proizvoda i katalizatora selektivnog za krekovanje težih ugljovodonika. Sud za separaciju čvrstih supstanci je eksterni sud u odnosu na reaktor i radi sa hidrodinamičkim svojstvima koja povećavaju separaciju dve vrste katalizatora na bazi njihovih fizičkih svojstava, kao što je veličina čestica odnosno gustina. Razdvojeni katalizator selektivan za krekovanje C4i ugljovodonika iz opsega ligroina onda može da se vrati u reaktor radi nastavka reakcije i obezbeđivanja povećane koncentracije katalizatora selektivnog za krekovanje C4i ugljovodonika iz opsega ligroina u reaktoru, poboljšanje selektivnosti ukupnog procesa kao i poboljšanje fleksibilnosti ukupnog procesa usled povećanog opsega rada.

[0033] Kao što je pomenuto iznad, u sistemu za krekovanje mogu da se koriste dve vrste katalizatora, pri čemu svaki favorizuje različiti tip dovođenja ugljovodonika. Prvi katalizator za krekovanje može biti katalizator tipa Y zeolita, katalizator FCC, ili drugi sličan katalizator za krekovanje sirovina težih ugljovodonika. Drugi katalizator za krekovanje može biti katalizator tipa ZSM-5 ili ZSM-11, ili sličan katalizator koristan za krekovanje C4ili ugljovodonika iz opsega ligroina i selektivan za proizvodnju lakih olefina. Da bi se pojednostavila ovde objavljena dvoreaktorska šema, prvi katalizator za krekovanje može da ima prvu prosečnu veličinu čestice i gustinu, i može biti manji odnosno lakši od čestica drugog katalizatora za krekovanje, tako da katalizatori mogu da se razdvoje na osnovu gustine odnosno veličine (npr. na osnovu terminalne brzine ili drugih svojstava čestica katalizatora).

[0034] U sudu za regeneraciju katalizatora, regeneriše se istrošeni katalizator rekuperisan iz uzlaznog reaktora i sekundarnog reaktora. Nakon regeneracije, prvi deo mešovitog katalizatora može da se dovede iz suda za regeneraciju u uzlazni reaktor (reaktor sa istostrujnim tokom). Drugi deo mešovitog katalizatora može da se dovede iz suda za regeneraciju u sekundarni reaktor.

[0035] U reaktoru sa istostrujnim tokom, prvi dovedeni ugljovodonik dolazi u kontakt sa prvim delom regenerisanog katalizatora radi krekovanja barem dela ugljovodonika što daje lakše ugljovodonike. Efluent onda može da se rekuperiše iz reaktora sa istostrujnim tokom, pri čemu efluent obuhvata prvi krekovani ugljovodonični proizvod i frakciju istrošenog mešovitog katalizatora.

[0036] U nekim otelotvorenjima, sekundarni reaktor radi u fluidizovanom režimu dovoljno da povuče prvi katalizator za krekovanje i drugi katalizator za krekovanje sa ugljovodoničnim proizvodima rekuperisan kao efluent iz vršnog odvoda sekundarnog reaktora. Efluent se onda dovodi u separator radi razdvajanja krekovanih ugljovodoničnih proizvoda i prvog katalizatora za krekovanje od drugog katalizatora za krekovanje.

[0037] Para / tok prvog katalizatora za krekovanje rekuperisani iz separatora onda mogu da se pošalju na separaciju. Drugi katalizator za krekovanje rekuperisan iz separatora može da se reciklira i vrati u sekundarni reaktor radi nastavka reakcije, kao što je iznad navedeno.

[0038] Prvi efluent (krekovani ugljovodonici i istrošeni mešoviti katalizator iz uzlaznog reaktora) i drugi efluent (krekovani ugljovodonici i razdvojeni prvi katalizator za krekovanje iz sekundarnog reaktora) mogu da se dovode u sud za odvajanje radi separacije frakcije istrošenog mešanog katalizatora i razdvojenog prvog katalizatora za krekovanje iz prvog i drugog krekovanog ugljovodoničnog proizvoda. Krekovani ugljovodonični proizvodi, uključujući lake olefine, C4ugljovodonike, ugljovodonike iz opsega ligroina i teže ugljovodonike onda mogu da se razdvoje da bi se dobili željeni proizvodi ili frakcije proizvoda.

[0039] Tako, ovde objavljeni procesi integrišu sekundarni reaktor sa mešanim tokom ili za koncentrovanje katalizatora, eksterni separator za čvrste supstance i uzlazni reaktor, sa separacijama uobičajenih proizvoda i regeneracijom katalizatora, pri čemu je katalizator koji se koristi u sekundarnom reaktoru veoma selektivan za krekovanje C4 i ugljovodonika iz opsega ligroina u cilju dobijanja lakih olefina. Regeneracija zajedničkog katalizatora obezbeđuje toplotni balans a separacija uobičajenih proizvoda (sud za odvajanje odnosno sistemi za frakcionisanje proizvoda, itd.), uz ostale prednosti, obezbeđuje jednostavnost rada i smanjuje broj delova.

[0040] Posmatrajući sada na Sliku 1 (koja nije obuhvaćena predmetnim zahtevom), ilustrovan je pojednostavljeni dijagram toka procesa sistema za krekovanje ugljovodonika i proizvodnju lakih olefina. Sistem obuhvata konfiguraciju sa dva reaktora namenjenu za dobijanje maksimalnog prinosa propilena i etilena iz ostataka nafte ili drugih tokova ugljovodonika. Prvi reaktor 3, na primer, može biti uzlazni reaktor za krekovanje dovodnih tokova težih ugljovodonika. Drugi reaktor 32 je reaktor sa fluidizovanim slojem, koji može biti opremljen pregradama ili unutrašnjom opremom. C4olefini odnosno laki proizvodi ligroina iz prvog reaktora 3 ili slični napojni tokovi iz eksternih izvora mogu da se obrađuju u drugom reaktoru 32 da bi se povećao prinos lakih olefina, uključujući propilen i etilen, i aromatičnih jedinjenja / benzina sa velikim sadržajem oktana.

[0041] Napojni tok ostataka teške nafte se injektuje kroz jedan ili više napojnih injektora 2 koji se nalaze blizu dna prvog reaktora 3. Napojni tok teške nafte stupa u kontakt sa vrućim regenerisanim katalizatorom uvedenim kroz krivinu 1 u obliku kuke. Katalizator koji se dovodi u prvi reaktor 3 predstavlja smešu katalizatora, uključujući prvi katalizator selektivan za krekovanje težih ugljovodonika, kao što je katalizator na bazi zeolita Y tipa, i drugi katalizator selektivan za krekovanje C4i ugljovodonika iz opsega ligroina radi proizvodnje lakih olefina, kao što je ZSM-5 ili ZSM-11, koji takođe može da se koristi u kombinaciji sa drugim katalizatorima. Prvi i drugi katalizator mogu da se razlikuju po veličini i/ili gustini čestica. Prvi katalizator, kao što je zeolit na bazi Y tipa, može da ima veličinu čestica u opsegu od 20 do 200 mikrona i prividnu nasipnu gustinu u opsegu od 0,60 do 1,0 g/ml. Drugi katalizator, kao što je ZSM-5 ili ZSM-11, može da ima veličinu čestica u opsegu od 20 do 350 mikrona i prividnu nasipnu gustinu u opsegu od 0,7 do 1,2 g/ml.

[0042] Toplota potrebna za isparavanje napojnog toka odnosno povišenje temperature napojnog toka do željene temperature reaktora, kao što je opseg od 500°C do oko 700°C, i za endotermnu toplotu (toplota reakcije) može da se obezbedi putem vrućeg regenerisanog katalizatora koji dolazi iz regeneratora 17. Pritisak u prvom reaktoru 3 je tipično u opsegu od oko 1 barg do oko 5 barg.

[0043] Kada se završi veći deo reakcije krekovanja, smeša proizvoda, nekonvertovanih napojnih para i istrošenog katalizatora teče u dvostepeni ciklonski sistem smešten u sudu 8 za smeštanje ciklona. Dvostepeni ciklonski sistem uključuje primarni ciklon 4, za separaciju istrošenog katalizatora od para. Istrošeni katalizator se prazni u striper 9 kroz zaronjenu nožicu 5 ciklona. Fine čestice katalizatora povučene razdvojenim parama iz primarnog ciklona 4 i pare proizvoda iz drugog reaktora 32, uvedene preko protočne linije 36a i jednostepenog ciklona 36c, razdvajaju se u ciklonu drugog koraka 6. Sakupljena smeša katalizatora se prazni u striper 9 kroz zaronjenu nožicu 7. Pare iz ciklona 6 druge faze ispuštaju se kroz izlazni otvor sekundarnog ciklona 12b, koji može biti povezan sa razdelnikom 11, i zatim se usmeravaju u glavni uređaj za frakcionisanje / gasno postrojenje (nije prikazano) radi rekuperacije proizvoda, uključujući željene olefine. Po potrebi, pare proizvoda se dalje hlade uvođenjem lakih cikličnih ulja (LCO) ili vodene pare preko raspodeljivačke linije 12a kao sredstva za naglo hlađenje.

[0044] Istrošeni katalizator rekuperisan preko zaronjenih nožica 5, 7 podvrgava se stripovanju iz sloja stripera 9 da bi se uklonile intersticijalne pare (ugljovodonične pare uhvaćene između čestica katalizatora) tako što protivstrujno dolaze u kontakt sa vodenom parom uvedenom na dno stripera 9 kroz raspodeljivač vodene pare 10. Istrošeni katalizator se zatim prenosi u regenerator 17 preko uspravne cevi 13a za istrošeni katalizator i podiznog cevovoda 15. Klizni ventil za istrošeni katalizator 13b, koji se nalazi na uspravnoj cevi 13a za istrošeni katalizator, koristi se za kontrolisanje protoka katalizatora od stripera 9 do regeneratora 17. Mali deo vazduha za sagorevanje ili azota može da se uvede kroz raspodeljivač 14 radi lakšeg prenosa istrošenog katalizatora.

[0045] Koksovani ili istrošeni katalizator se izbacuje kroz raspodeljivač istrošenog katalizatora 16 u centru gustog sloja regeneratora 24. Vazduh za sagorevanje se uvodi putem raspodeljivača vazduha 18 koji se nalazi na dnu sloja regeneratora 24. Koks nataložen na katalizatoru onda sagoreva u regeneratoru 17 putem reakcije sa vazduhom za sagorevanje. Regenerator 17, na primer, može da radi na temperaturi u opsegu od oko 640°C do oko 750°C i pritisku u opsegu od oko 1 barg do oko 5 barg. Fine čestice katalizatora povučene dimnim gasom sakupljaju se u ciklonu prve faze 19 i ciklonu druge faze 21 i izbacuju se u sloj katalizatora u regeneratoru kroz odgovarajuće zaronjene nožice 20, 22. Dimni gas dobijen sa izlaznog otvora ciklona druge faze 21 usmerava se u vod dimnog gasa 50 preko razdelnika 23 radi nishodne rekuperacije otpadne toplote odnosno rekuperacije snage.

[0046] Prvi deo smeše regenerisanog katalizatora se uvlači preko uspravne cevi za regenerisani katalizator 27, koja je u protočnoj vezi sa krivinom u obliku kuke 1. Protok katalizatora iz regeneratora 17 u reaktor 3 može da se reguliše pomoću kliznog ventila 28 koji se nalazi na uspravnoj cevi za regenerisani katalizator 27. Otvor kliznog ventila 28 podešava se radi kontrolisanja toka katalizatora kako bi se održala željena vršna temperatura u reaktoru 3.

[0047] Pored podižuće vodene pare, predviđeno je i injektovanje napojnih tokova kao što su C4olefini i ligroin ili sličnih eksternih tokova kao medijuma za podizanje do krivine u obliku kuke 1 kroz raspodeljivač gasa 1a koji se nalazi na Y delu kako bi se omogućio lak prenos regenerisanog katalizatora od krivine u obliku kuke 1 do reaktora 3. Krivina u obliku kuke 1 takođe može da deluje kao reaktor sa gustim slojem za krekovanje toka C4olefina i ligroina u lake olefine pod uslovima povoljnim za takve reakcije, kao što je WHSV od 0,5 do 50 h<-1>, temperatura od 640°C do 750°C i vreme zadržavanja od 3 do 10 sekundi.

[0048] Drugi deo smeše regenerisanog katalizatora se uvlači u drugi reaktor 32 kroz uspravnu cev 30. Klizni ventil 31 može da se koristi za kontrolisanje protoka katalizatora od regeneratora 17 do drugog reaktora 32 na bazi zadate temperature izlaza pare. Tokovi C4olefina i ligroina se injektuju u deo dna sloja katalizatora kroz jedan ili više raspodeljivača napajanja 34 (34a, 34b), bilo u tečnoj ili u parnoj fazi. Drugi reaktor 32 radi sa mešanim tokom, pri čemu deo regenerisanog katalizatora teče nadole (od vrha do dna sloja u reaktoru) a deo smeše regenerisanog katalizatora i napojnog toka ugljovodonika teče naviše (od dna do vrha sloja u reaktoru).

[0049] Drugi reaktor 32 može biti opremljen pregradama ili strukturiranom unutrašnjom opremom (nije prikazano) koja pomaže da se uspostavi bliski kontakt i mešanje katalizatora i napojnih molekula. Ova unutrašnja oprema takođe pomaže da se smanji stvaranje kanala, rast mehurića, odnosno spajanje. Drugi reaktor 32 takođe može da se poveća u različitim delovima po dužini da bi se održala konstantna ili željena površinska brzina gasa u tim delovima.

[0050] Kada se reakcija završi, katalizator se uklanja sa najnižeg dela drugog reaktora 32 da bi se odvojio povučeni tok ugljovodonika / proizvoda pomoću vodene pare kao sredstva za stripovanje koje se uvodi kroz raspodeljivač 35. Istrošeni katalizator rekuperisan na dnu reaktora 32 se zatim prenosi u regenerator 17 preko uspravne cevi 37 i podiznog cevovoda 40 kroz raspodeljivač istrošenog katalizatora 41. Vazduh za sagorevanje ili azot mogu da se uvedu kroz raspodeljivač 39 da bi se omogućio lakši prenos katalizatora u regenerator 17. Klizni ventil 38 može da se koristi za kontrolisanje toka katalizatora od drugog reaktora 32 u regenerator 17. Istrošeni katalizator iz oba reaktora 3, 32 se onda regeneriše u zajedničkom regeneratoru 17, koji radi u režimu kompletnog sagorevanja.

[0051] Kao što je prethodno pomenuto, u drugom reaktoru 32 koriste se dva različita katalizatora koji mogu da se razlikuju po veličini čestica i/ili gustini, kao što je lakši i manji zeolit Y tipa ili katalizator FCC i veći i/ili gušći ZSM-5/ ZSM-11 zeolit pentacil sa malim porama i selektivnog oblika. Površinska brzina gasa u drugom reaktoru 32 održava se tako da se suštinski sva količina ili veliki deo lakšeg, manjeg katalizatora (npr. zeolit Y tipa / katalizator FCC) i deo težeg, većeg katalizatora (npr., ZSM-5/ ZSM-11) prenosi iz reaktora sa krekovanim ugljovodonicima i rekuperisanom vodenom parom preko protočnog voda 45. Deo većeg i/ili gušćeg katalizatora može biti zadržan u reaktoru 32, formirajući gusti sloj ka donjem delu reaktora, kao što je gore napomenuto.

[0052] Efluent iz reaktora 32 rekuperisan preko protočnog voda 45 može tako da uključuje krekovane ugljovodonične proizvode, neproreagovalu ugljovodoničnu sirovinu, vodenu paru (medijum za stripovanje) i smešu katalizatora, uključujući suštinski svu količinu lakšeg i/ili manjeg katalizatora i deo većeg i/ili gušćeg katalizatora uvedenog u reaktor. Efluent onda može da se transportuje preko protočnog voda 45 u separator za čvrste supstance 47.

Separator 47 može biti separator konfigurisan da razdvaja dve vrste katalizatora na bazi njihovih fizičkih svojstava, naime veličine čestica odnosno gustine. Na primer, u separatoru 47 mogu da se koriste razlike inercionih sila ili centrifugalnih sila za razdvajanje katalizatora FCC od ZSM-5. Sud za separaciju čvrstih supstanci 47 je eksterni sud u odnosu na drugi reaktor 32 i radi sa hidrodinamičkim svojstvima koja povećavaju separaciju dve vrste katalizatora na bazi njihovih fizičkih svojstava.

[0053] Nakon razdvajanja u separatoru 47, manji i/ili lakši katalizator (zeolit Y tipa / katalizator FCC) zatim se prenosi od separatora 47 u zajednički odvajač ili sud za smeštanje 8, kućište ciklona uzlaznog reaktora i/ili sistema za završavanje reakcije, preko izlaznog voda 36a. Veći i/ili gušći katalizator (ZSM-5 / ZSM-11) može da se vrati preko protočnog voda 49 u reaktor sa mešanim protokom 32 radi nastavka reakcije sa dovodom ugljovodonika uvedenih kroz raspodeljivač 34.

[0054] Povlačenje suštinski cele količine lakšeg/manjeg katalizatora i dela većeg i/ili gušćeg katalizatora, naknadne separacije i recikliranje većeg i/ili gušćeg katalizatora u reaktor 32 može da omogući značajnu akumulaciju većeg i/ili gušćeg katalizatora u reaktoru 32. Pošto je ovaj katalizator selektivniji za krekovanje C4i ugljovodonika iz opsega ligroina, akumulacija većeg i/ili gušćeg katalizatora može da obezbedi prednosti vezane za selektivnost i prinos. Nadalje, rad reaktora u režimu fluidizovanog toka tako da povlači obe vrste katalizatora može da obezbedi poboljšanu operabilnost reaktora ili fleksibilnost operacija, kao što je prethodno razmatrano.

[0055] Napojni tok ugljovodonika kao što je teško vakuumsko plinsko ulje ili ostaci teškog ulja, laka ciklična ulja (LCO) ili vodena para mogu da se injektuju kao sredstva za naglo hlađenje u izlazni vod 36a kroz raspodeljivač 36b. Protok takvih sredstava za naglo hlađenje može da se reguliše podešavanjem temperature toka koji ulazi u sud za smeštanje 8. Sve pare iz drugog reaktora 32, uključujući one dovedene kroz raspodeljivač 36b, prazne se u razblaženu fazu suda za smeštanje 8 kroz jednofazni ciklon 36c. Korišćenje dovođenja ugljovodonika kao sredstva za naglo hlađenje je poželjno jer ima dvostruku svrhu, hlađenje proizvoda iz drugog reaktora 32 kao i povećanje proizvodnje srednjih destilata.

[0056] Reaktor prve faze 3, kao što je uzlazni reaktor, može da radi u režimu brze fluidizacije (npr., sa površinskom brzinom gasa u opsegu od oko 3 do oko 10 m/s u delu na dnu) i režimu pneumatskog prenosa (npr., sa površinskom brzinom gasa u opsegu od oko 10 do oko 20 m/s) u vršnom delu.

[0057] WHSV u drugom reaktoru 32 je obično u opsegu od oko 0,5 h<-1>do oko 50 h<-1>; vreme zadržavanja pare i katalizatora može da varira od oko 2 do oko 20 sekundi. Kada se uvode različiti napojni tokovi, poželjno se napojni tok C4injektuje na visini ispod injektovanja napojnog toka ligroina. Međutim, moguće je zameniti mesta injektovanja napojnih tokova.

[0058] Po potrebi, spojeni katalizator može da se doda preko jednog ili više protočnih vodova 42, 43. Na primer, sveži ili spojeni katalizator FCC ili zeolit Y tipa ili njihova smeša može da se uvede u regenerator 17 preko protočnog voda 42, a sveži ili spojeni katalizator ZSM-5/ ZSM-11 može da se uvede u drugi reaktor 32 preko protočnog voda 43. Na primer, svi katalizatori celog sistema mogu da se održavaju izvlačenjem mešanog katalizatora iz regeneratora 24. Svi katalizatori i akumulacija poželjnog katalizatora u reaktoru 32 mogu da se regulišu, kao što će u nastavku biti opisano, putem kontrolisanja rada reaktora i separatora 47.

[0059] Prvi deo regenerisanog katalizatora se izvlači iz regeneratora 17 u levak 26 za regenerisani katalizator (RCSP) preko voda za izvlačenje 25, koji je u protočnoj vezi sa regeneratorom 17 i uspravnom cevi 27 za regenerisani katalizator. Sloj katalizatora u RCSP levku 26 pluta sa nivoom sloja regeneratora 17. Regenerisani katalizator se zatim prenosi iz RCSP levka 26 u reaktor 3 preko uspravne cevi za regenerisani katalizator 27, koja je u protočnoj vezi sa krivinom u obliku kuke 1. Tok katalizatora iz regeneratora 17 u reaktor 3 može da se reguliše pomoću RCSP kliznog ventila 28 koji se nalazi na uspravnoj cevi za regenerisani katalizator 27. Takođe može biti obezbeđen vod za izjednačavanje pritiska 29.

[0060] Linija za zaobilaženje separatora 60 takođe može da se koristi za olakšavanje prenosa čestica sa vrha reaktora 32 do suda 8, kao što je ilustrovano na Slici 1. Kao što je opisano u vezi sa Slikom 1, u drugom reaktoru 32 koriste se dva različita katalizatora koji mogu da se razlikuju po veličini čestica i/ili gustini, kao što je lakši i/ili manji zeolit Y tipa ili katalizator FCC i veći i/ili gušći ZSM-5/ ZSM-11 zeolit pentacil sa malim porama i selektivnog oblika. Površinska brzina gasa u drugom reaktoru 32 može da se održava tako da se suštinski sva količina lakšeg, manjeg katalizatora (npr. zeolit Y tipa / katalizator FCC) i deo težeg i/ili gušćeg katalizatora (npr., ZSM-5 / ZSM-11) prenosi iz reaktora sa krekovanim ugljovodonicima i vodenom parom rekuperisanom preko protočnog voda 45.

[0061] Efluent iz reaktora 32 rekuperisan preko protočnog voda 45 može tako da uključuje krekovane ugljovodonične proizvode, neproreagovalu ugljovodoničnu sirovinu, vodenu paru (medijum za stripovanje) i smešu katalizatora, uključujući suštinski svu količinu lakšeg, manjeg katalizatora i deo većeg i/ili gušćeg katalizatora uvedenog u reaktor. Efluent onda može da se transportuje preko protočnog voda 45 u separator za čvrste supstance 47.

Separator 47 može biti separator konfigurisan da razdvaja dve vrste katalizatora na bazi njihovih fizičkih svojstava, naime veličine čestica odnosno gustine. Separator 47 radi sa hidrodinamičkim svojstvima koja povećavaju separaciju dve vrste katalizatora na bazi njihovih fizičkih svojstava.

[0062] Nakon razdvajanja u separatoru 47, manji / lakši katalizator (zeolit Y tipa / katalizator FCC) zatim se preko izlaznog voda 36a prenosi iz separatora 47 u zajednički odvajač ili sud za smeštanje 8, gde su smešteni cikloni uzlaznog reaktora i/ili sistemi za završavanje reakcije. Veći i/ili gušći katalizator (ZSM-5 / ZSM-11) može da se vrati u reaktor sa mešanim protokom 32 radi nastavka reakcije sa napojnim ugljovodonicima uvedenim kroz raspodeljivač 34.

[0063] Neprekidno ili povremeno, deo efluenta koji sadrži obe vrste katalizatora i koji se prenosi preko protočnog voda 45 može da se preusmeri u separator za zaobilaženje 47.

Preusmereni deo efluenta može da teče oko separatora 47 preko protočnog voda 60, koji može da ima uređaj za skretanje ili ventil za regulaciju protoka 62. Efluent onda može da nastavi da teče preko protočnog voda 64 vraćajući se u odvajač 8 radi separacije ugljovodoničnih proizvoda iz katalizatora. Protočni vod 64 može da se kombinuje sa efluentom i manjim katalizatorom rekuperisanim iz separatora 47 preko protočnog voda 36a, i može da se uvede bilo ushodno ili nishodno od sredstva za naglo hlađenje 36b. Alternativno, preusmereni efluent u vodu 60 može direktno da se dovodi u odvajač / sud za smeštanje 8.

[0064] Iako je na Slici 1 ilustrovan ventil za preusmeravanje 62, protočni cevovod u obliku slova y ili sličan uređaj može da se koristi da bi se deo efluenta koji sadrži obe vrste čestica katalizatora kontinualno slao u odvajač 8 uz kontinualno slanje dela efluenta u separator 47, čime je omogućena željena akumulacija čestica većeg odnosno gušćeg katalizatora u reaktoru 32. Kao što prikazuje Slika 1, katalizator iz drugog reaktora takođe može da se prenosi preko voda 37, kliznog ventila 38 i prenosnog voda 40 do regeneratora 17. Vazduh iz ventilatora se koristi kao noseći gas 39 da prenese katalizator do regeneratora 17. Takvo postrojenje za prenošenje katalizatora olakšava regulaciju nivoa sloja katalizatora u reaktoru 32 i češću regeneraciju katalizatora.

[0065] Korišćenje povećanog protoka nosećeg fluida i/ili uređaja za skretanje toka, kao što je gore opisano, može korisno da obezbedi akumulaciju katalizatora selektivno za krekovanje ugljovodonika iz opsega ligroina u drugom reaktoru, reaktoru 32. Ustanovljeno je da reaktorom 32 može da se rukuje tako da obezbedi regenerisani katalizator i da održi dovoljnu aktivnost u sloju katalizatora reaktora 32 tako da vod za prenos katalizatora (protočni vodovi 37, 40) i povezana oprema mogu da se izostave sa protočne šeme (kao što je prikazano na Slici 6) bez negativnih posledica po selektivnost i protočnost reaktora i uz dodatne koristi usled smanjene mehaničke kompleksnosti i smanjenja kapitalnih i operativnih troškova.

[0066] Posmatrajući sada Sliku 6 (koja nije obuhvaćena predmetnim zahtevom), ilustrovan je pojednostavljeni dijagram toka procesa sistema za krekovanje ugljovodonika i proizvodnju lakih olefina, gde slični brojevi predstavljaju slične delove. Slično procesnoj šemi ilustrovanoj na Slici 1 opisanoj iznad, sistem kao što je ilustrovan na Slici 6 ima šemu sa dva reaktora i uvodi dve vrste čestica (kao što su lakše i/ili manje Y tipa ili katalizator FCC i veći i/ili gušći ZSM-5/ ZSM-11) u sekundarni reaktor 32. Aditivi za veći i/ili gušći katalizator (npr., ZSM-5 ili ZSM-11) mogu da se dodaju direktno u sud sekundarnog reaktora 32 preko protočnog voda 43. Smeša regenerisanog katalizatora se prenosi iz regeneratora 17 kroz cev 30 u sud reaktora 32.

[0067] Sloj katalizatora u sudu sekundarnog reaktora 32 treba da radi u režimu turbulentnog sloja, mehurastog sloja ili brze fluidizacije. Dotok lakog ligroina 34a, kao što je proizvod lakog ligroina iz primarnog reaktora ili uzlaznog reaktora 3, kao što je ilustrovano, može da se dovodi u sekundarni reaktor 32 i da se prevodi u lake olefine u prisustvu mešanog katalizatora. Podižući gas zajedno sa proizvedenim gasom u sudu 32 podiže čvrste supstance, uključujući oba katalizatora, kroz cev 45 u sud za separaciju čvrstih supstanci 47, pa nazad u regenerator 17. Usled razlike u veličini odnosno gustini čestica dva katalizatora, najveći deo čestica katalizatora ZSM-5 ili ZSM-11 se razdvaja od Y tipa ili katalizatora FCC u sudu za separaciju čvrstih supstanci 47 i preko povratnog voda 49 se vraća u reaktor 32. Najveći deo čestica katalizatora Y tipa ili FCC vraća se u striper 8 radi razdvajanja gasa i čvrste supstance.

[0068] U poređenju sa drugim slučajevima o kojima je gore bilo reči, osnovna razlika je što nema povratnog voda za katalizator i povezanih regulacionih ventila i opreme sa dna suda sekundarnog reaktora 32 nazad ka sudu regeneratora 17. Kao što je prethodno pomenuto, takva konfiguracija procesa i dalje može da obezbedi delotvornu regeneraciju katalizatora, kao i akumulaciju i koncentrisanje željenog većeg i/ili gušćeg katalizatora ZSM-5 ili ZSM-11 u reaktoru 32. Očekivano je da veća koncentracija većeg i/ili gušćeg katalizatora može dati bolje performanse u sudu sekundarnog reaktora 32, čak i kada se ukloni povratni vod 37. Ovaj dizajn sa uklanjanjem povratnog voda 37 takođe ublažava mehaničku kompleksnost i smanjuje kapitalne i operativne troškove.

[0069] U slučaju da nema povratnog voda 37 (Slika 6), takođe je uključena vodena para kao podižući gas. Pošto nema izlaza katalizatora na dnu reaktora 32, katalizator će napuniti reaktor 32 i u nekim slučajevima nije uočen nivo sloja katalizatora. Podižući gas zajedno sa proizvedenim gasom u sudu 32 podiže čvrste supstance, uključujući oba katalizatora, kroz cev 45 u sud za separaciju čvrstih supstanci 47. Usled razlike u veličini odnosno gustini čestica dva katalizatora, najveći deo čestica katalizatora ZSM-5 ili ZSM-11 se razdvaja od Y tipa ili katalizatora FCC u sudu za separaciju čvrstih supstanci 47 i preko povratnog voda 49 se vraća u reaktor 32. Najveći deo čestica katalizatora Y tipa ili FCC vraća se u striper 8 radi razdvajanja gasa i čvrste supstance. U poređenju sa Slikom 1, ovaj dizajn bez povratnog voda 37 može dovesti do mnogo veće koncentracije većeg i/ili gušćeg katalizatora, što dovodi do boljih performansi reakcije u reaktoru 32. Mada nije ilustrovano, sud 32 može da uključuje prirubnicu ili izlaz na dnu koji omogućavaju da se iz suda ukloni katalizator. Takav izlaz po potrebi takođe može da se koristi za periodično uklanjanje čestica većeg i/ili gušćeg katalizatora koje mogu da se akumuliraju u sudu 32.

[0070] Kao što je gore opisano, sistemi prema ovde opisanim otelotvorenjima mogu da uključuju separator 47 konfigurisan da razdvaja dve vrste katalizatora na bazi fizičkih svojstava, kao što je veličina čestica odnosno gustina. Separator 47 može biti ciklonski separator, sitasti separator, mehanička sita, gravitaciona komora, centrifugalni separator, komora sa pregradama, lamelni separator, linijski ili pneumatski klasifikator ili drugi tip separatora koristan za delotvorno razdvajanje čestica na bazi veličine odnosno hidrodinamičkih svojstava.

[0071] Primeri za separatore ili klasifikatore korisne u ovim otelotvorenjima ilustrovani su na Slikama 2-5. U nekim otelotvorenjima, separator 47 može biti inercioni separator u obliku slova U, kao što je ilustrovano na Slici 2, da se razdvoje dve vrste čvrstih čestica katalizatora različite veličine čestica odnosno gustine čestica. Separator može biti napravljen u obliku slova U, koje ima izlaz 70 na vrhu, izlaz gasa 84 na drugom kraju slova U, i glavni izlaz čvrste supstance 80 na osnovi separatora u obliku slova U.

[0072] Smeša 72 čvrstih čestica ili katalizatora različite veličine uvodi se zajedno sa tokom nosećeg gasa kroz ulaz 70, i inercione separacione sile se primenjuju na čvrste supstance pri čemu se napravi najviše jedan obrt da razdvoji različite veličine čvrstih čestica. Veće i/ili gušće čestice katalizatora 78 prvenstveno idu naniže u delovima 74/76 u uspravnu cev ili zaronjenu nožicu 80 povezane na osnovu U oblika dok lakše ili manje čestice čvrstih supstanci prvenstveno bivaju odnete strujom gasa do izlaza 82, gde može da se dobije smeša 84 malih čestica i gasova. Izlaz čvrstih supstanci 80 na osnovi separatora u obliku slova U (ulaz uspravne cevi ili zaronjene nožice korišćen da se čestice većeg i/ili gušćeg katalizatora vrate u drugi reaktor 32) treba da bude dovoljno veliki da bi se omogućio normalan tok čvrste supstance / katalizatora.

[0073] Regulacijom protoka gasa koji ulazi u silazeću uspravnu cev i izlazi iz izlaza glavnog toka gasa može da se utiče na ukupnu efikasnost separacije inercionog separatora u obliku slova U i selektivnost radi separacije većih i/ili gušćih čestica od manjih i/ili ređih čestica. To se proteže na kompletno zaptivenu zaronjenu nožicu gde je jedini tok gasa koji izlazi iz zaronjene nožice onaj povučen odlazećim tokom čvrste supstance / katalizatora. Pošto inercioni separator u obliku slova U daje mogućnost manipulacije efikasnošću separacije, čestice srednje veličine koje imaju mogućnost da se akumuliraju u sistemu kao što je gore pomenuto mogu periodično ili neprekidno da se odvlače sa ugljovodoničnim proizvodima rekuperisanim sa separatora 47 radi separacije u sudu 8 i regeneracije u regeneratoru 24.

[0074] U nekim otelotvorenjima, raspodeljivač gasa 75 ili dodatna vodena para / inertni gas mogu da budu obezbeđeni pored vrha izlaznog dela 80, na primer blizu vrha ulaza uspravne cevi. Dodatni podižući gas obezbeđen u separatoru može dodatno da olakša separaciju većih i/ili gušćih čestica čvrste supstance od manjih i/ili ređih čestica čvrste supstance, jer dodatni gas prevashodno može da podigne lakše čestice čvrste supstance do izlaza gasa 84, što dovodi do bolje klasifikacije čvrste supstance.

[0075] Oblast poprečnog preseka separatora u obliku slova U na ulazu 70, izlazu 82 i kroz separator u obliku slova U (uključujući područje 74, 76) može da se podesi radi manipulacije površinskom brzinom gasa u uređaju da bi se regulisala efikasnost separacije i selektivnost. U nekim otelotvorenjima, pozicija jednog ili više zidova separatora može da bude podesiva, ili u jednom ili više delova separatora može biti smeštena pokretna pregrada koja može da se koristi da bi se regulisala efikasnost separacije i selektivnost. U nekim otelotvorenjima, sistem može da uključuje analizator veličine čestica nishodno od izlaza 82, omogućavajući podešavanje konfiguracije protoka u realnom vremenu kroz separator u obliku slova U da bi se izvršile željene separacije.

[0076] Korišćenje serijski povezanih inercionih separatora u obliku slova U ili kombinacije inercionih separatora u obliku slova U i ciklona može da obezbedi fleksibilnost da omogući istovremeno postizanje oba cilja, ukupne efikasnosti separacije i ciljne selektivnosti većih i/ili gušćih čestica u odnosu na manje i/ili ređe čestice.

[0077] Sekundarni reaktor 32 takođe može biti opremljen pregradama ili strukturiranom unutrašnjom opremom kao što su modularne rešetke, kao što je opisano u US patentu 7,179,427. Takođe mogu da se koriste druge vrste unutrašnje opreme koje povećavaju efikasnost kontakta i selektivnost proizvoda / prinos. Unutrašnja oprema može da poboljša raspodelu katalizatora u reaktoru i da poboljša kontakt napojnih para sa katalizatorom, dovodeći do povećanja prosečne brzine reakcije, porasta ukupne aktivnosti katalizatora i optimizacije radnih uslova kako bi se povećala proizvodnja lakih olefina.

[0078] Ovde objavljena otelotvorenja koriste zeolit Y tipa ili klasični katalizator FCC, i daju maksimalnu konverziju napojnih tokova teških ugljovodonika. Zeolit Y tipa ili klasični katalizator FCC imaju manju veličinu i/ili lakše čestice nego ZSM-5 ili slični katalizator koji se koristi za povećanje proizvodnje lakih olefina u protivstrujnom protočnom reaktoru. ZSM-5 ili slični katalizator ima veće čestice i/ili je gušći od zeolita Y tipa ili klasičnog katalizatora FCC koji se koristi za povećanje separacije tipova katalizatora u reaktoru sa mešanim tokom i u separatoru za čvrste supstance. Površinska brzina gasa para u drugom reaktoru održava se tako da omogućava povlačenje zeolita Y tipa ili katalizatora FCC i dela ZSM-5 ili ZSM-11 katalizatora iz reaktora sa mešanim tokom, a u separatoru za čvrste supstance razlika terminalne brzine pojedinačne čestice ili razlika između minimalne brzine fluidizacije / minimalnog barbotiranja može da se koristi za razdvajanje i vraćanje ZSM-5 / ZSM-11 u reaktor sa mešanim tokom. Ovaj koncept omogućava eliminaciju dvostepenih FCC sistema pa tako i pojednostavljen i delotvoran proces. Katalizatori upotrebljeni u procesu mogu biti bilo kombinacija zeolita Y tipa / katalizatora FCC i ZSM-5 ili drugog sličnog katalizatora, kao što su oni pomenuti u US5043522 i US5846402.

[0079] Povlačenje oba katalizatora iz reaktora sa mešanim tokom, naknadna separacija i recikliranje i akumulacija ZSM-5 / ZSM-11 katalizatora u reaktoru sa mešanim tokom eliminiše sva moguća ograničenja površinske brzine gasa u sekundarnom reaktoru. Upotreba suda za separaciju čvrstih supstanci tako obezbeđuje fleksibilnost procesa u sekundarnom reaktoru, omogućavajući da sekundarni reaktor radi u režimu barbotiranog sloja, turbulentnog sloja ili brze fluidizacije, umesto ograničavanja rada samo na režim barbotiranog sloja. Sud za separaciju čvrstih supstanci može biti ciklon ili drugi sud u koji se čvrste supstance i gasovi uvode preko zajedničkog ulaza, i putem degasiranja, inercionih i centrifugalnih sila čestice se razdvajaju na osnovu veličine odnosno gustine, gde se najveći deo manjih čestica FCC tipa odvlači sa izlazom pare, a veće i/ili gušće čestice tipa ZSM-5 ili ZSM-11 se preko uspravne cevi ili zaronjene nožice za gustu fazu vraćaju u sud sekundarnog reaktora 32.

[0080] Pored separatora za čestice U tipa koji je opisan u vezi sa Slikom 2, Slike 3-5 ilustruju različite dodatne uređaje za separaciju čestica za upotrebu u ovim otelotvorenjima. Pozivajući se na Sliku 3, separator sa pregradnom komorom 900 za separaciju katalizatora ili drugih čestica na osnovu veličine i/ili gustine može da uključuje izlaz 910, kao što je horizontalni cevovod. Pare i čestice sadržane u horizontalnom cevovodu onda ulaze u komoru 912 pre nego što ih skrene pregrada 914. Komora 912 je povezana sa prvim vertikalnim izlazom 916 i prvim horizontalnim izlazom 918. Pregrada 914 može da se nalazi u sredini komore 912, blizu izlaza 910, ili blizu horizontalnog izlaza 918 komore. Pregrada može biti pod uglom ili pokretna tako da pregrada može da se koristi za odbijanje veće ili manje količine čestica katalizatora, i može biti konfigurisana za posebno mešanje čestica.

[0081] U ovim procesima, separator sa pregradnom komorom 900 može da se koristi za odvajanje većih i/ili gušćih čestica od manjih i/ili ređih čestica sadržanih u nosećem gasu, kao što je ugljovodonični reakcioni efluent. Separator sa pregradnom komorom 900 može da bude konfigurisan da: razdvaja barem deo druge vrste čestica od nosećeg gasa i prve vrsta čestica, rekuperiše drugu vrstu čestica preko prvog vertikalnog izlaza 916 i da rekuperiše smešu koja obuhvata noseći gas i prvu vrstu čestica preko prvog horizontalnog ulaza 918. Separator takođe može da ima raspodeljivač (nije prikazan) smešten u prvom vertikalnom izlazu ili pored njega, radi uvođenja fluidizovanog gasa, olakšavanja dodatne separacije prve vrste čestica od druge vrste čestica.

[0082] Posmatrajući sada Sliku 4, ovde je ilustrovan lamelni separator za primenu u skladu sa otelotvorenjima. Slično drugim ilustrovanim i opisanim separatorima, lamelni separator 1000 može da se koristi za odvajanje katalizatora ili drugih čestica na bazi veličine i/ili gustine. Lamelni separator 1000 može da obuhvata vertikalni ulaz 1010 povezan sa komorom 1012 gde su jedna ili više vertikalnih strana 1014 komore opremljene izlazima sa uzanim prorezima 1016, koji se mogu opisati kao lamele. Broj lamela može da varira u zavisnosti od primene, kao što je željena smeša čestica koju treba razdvojiti, a ugao lamele može biti podesiv da bi se kontrolisala količinu pare koja prolazi i napušta izlaze lamele. Komora 1012 je takođe povezana sa prvim vertikalnim izlazom 1014 na dnu komore.

[0083] U ovim procesima lamelni separator 1000 može da se koristi za odvajanje većih i/ili gušćih čestica od manjih i/ili ređih čestica sadržanih u nosećem gasu, kao što je ugljovodonični reakcioni efluent. Lamelni separator 1000 može da bude konfigurisan da: razdvaja barem deo druge vrste čestica od nosećeg gasa i prve vrste čestica, rekuperiše drugu vrstu čestica preko prvog vertikalnog izlaza 1014 i da rekuperiše noseći gas i prvu vrstu čestica preko izlaza lamela 1016. Separator takođe može da ima raspodeljivač (nije prikazan) smešten u prvom vertikalnom izlazu ili pored njega, radi uvođenja fluidizovanog gasa, olakšavanja dodatne separacije prve vrste čestica od druge vrste čestica.

[0084] Posmatrajući sada Sliku 5, ovde je ilustrovan inercioni separator 1100 za primenu u skladu sa otelotvorenjima. Slično drugim ilustrovanim i opisanim separatorima, inercioni separator 1100 može da se koristi za odvajanje katalizatora ili drugih čestica na bazi veličine i/ili gustine. Separator može da uključuje izlaz 1110 na vrhu komore 1112 koji se pruža u nju. U nekim otelotvorenjima, visina ili raspored ulaza 1110 u komori 1112 može da se podešava. Separator takođe može da obuhvata jedan ili više bočnih izlaza 1114, 1116, kao što je jedan do osam bočnih izlaza, i vertikalni izlaz 1118. Separator takođe može da obuhvata raspodeljivač (nije prikazan) raspoređen u vertikalnom izlazu 1118 ili pored njega, namenjen za uvođenje gasa za fluidizaciju.

[0085] Smeša 1172 čvrstih čestica ili katalizatora različite veličine uvodi se zajedno sa tokom nosećeg gasa kroz ulaz 1110. Gasovi u smeši 1172 poželjno se usmeravaju ka izlazima 1114, 1116 na osnovu razlike pritisaka, i inercione separacione sile se primenjuju na čvrste supstance tako što se čestice i noseći gas skreću od produženog ulaza 1110 u komori 1112 tako da teku ka izlazima 1114, 1116, pri čemu inercione sile razdvajaju različite veličine / gustine čestica. Veće i/ili teže čestice čvrste supstance 1174 prvenstveno idu naniže u delovima 1118 u uspravnu cev ili zaronjenu nožicu (nije prikazano) povezanu na osnovu separatora, dok su lakše ili manje čestice čvrstih supstanci 1176 prvenstveno nošene strujom gasa do izlaza 1114, 1116, gde može da se dobije smeša malih čestica i gasova.

[0086] U svakom od ovde opisanih separatora, regulacijom protoka gasa koji ulazi u silazeću uspravnu cev / separacionu komoru i izlazi iz izlaza glavnog toka gasa može da se utiče na ukupnu efikasnost separacije separatora i selektivnost radi separacije težih i/ili većih čestica od lakših i/ili manjih čestica. To se proteže na kompletno zaptivenu zaronjenu nožicu gde je jedini tok gasa koji izlazi iz zaronjene nožice onaj povučen odlazećim tokom čvrste supstance / katalizatora.

[0087] U nekim otelotvorenjima, raspodeljivač gasa ili dodatna vodena para / inertni gas mogu da budu obezbeđeni pored vrha izlaznog dela za teške / guste čestice, na primer blizu vrha ulaza uspravne cevi. Dodatni podižući gas obezbeđen u separatoru može dodatno da olakša separaciju težih i/ili većih čestica čvrste supstance od lakših ili manjih čestica čvrste supstance, jer dodatni gas prevashodno može da podigne lakše čestice čvrste supstance do izlaza gasa, što dovodi do bolje raspodele čvrste supstance.

[0088] Ovde opisani separatori čestica mogu da budu raspoređeni eksterno ili interno u odnosu na sud. Nadalje, u nekim otelotvorenjima, izlazi za velike / guste čestice čestičnog separatora, na primer, mogu biti u fluidnoj vezi sa eksternim sudom, obezbeđujući selektivno recikliranje ili dovođenje odvojenih čestica u željeni reaktor, tako da se održi željeni bilans katalizatora.

[0089] Ovde objavljena otelotvorenja putem gore opisanih postupaka znatno povećavaju koncentraciju željenih katalizatora u sekundarnom reaktoru (sud 32), i tako povećavaju prinos lakih olefina. Pored toga, ovaj proces takođe služi kao postupak za razdvajanje izvlačenja i dodavanja ZSM-5 i ZSM5-11 od izvlačenja i dodavanja katalizatora FCC. Ukratko, proces FCC prikazan u ovom otkriću stvara okruženje bogato aditivom željenog katalizatora ZSM-5 ili ZSM5-11 u sekundarnom reaktoru 32, koji preferentno može da konvertuje proizvode lakog ligroina, kao što su oni dobijeni iz primarnog reaktora, da poboljša prinos lakog olefina uz istovremeno postizanje maksimalnog prinosa srednjeg destilata primenom optimalnih radnih uslova u primarnom reaktoru ili uzlaznom reaktoru.

[0090] Druga korist od objavljenih otelotvorenja je da integrisana dvoreaktorska šema prevazilazi ograničenja toplotnog bilansa u samostalnim procesima katalitičkog krekovanja C4/ ligroina. Sekundarni reaktor (sa mešanim tokom) deluje kao odvod toplote usled integracije sa regeneratorom katalizatora, smanjujući zahteve za hladnjak katalizatora prilikom obrade rezidualne sirovine.

[0091] Pare proizvoda iz sekundarnog reaktora se prenose u prvostepeni reaktor / sud za odvajanje ili uređaj za prekidanje reakcije, pri čemu se ove pare mešaju i naglo hlade sa proizvodima iz prve faze odnosno sa eksternim medijumom za naglo hlađenje, kao što je LCO ili vodena para da bi se smanjile neželjene reakcije toplotnog krekovanja. Alternativno, izlazni vod proizvoda sekundarnog reaktora / separatora za čvrste supstance takođe može da se koristi da bi se uvela dodatna količina teškog napojnog toka ili preusmereni deo napojnog toka iz prvostepenog reaktora (uzlazni reaktor). Ovim se postižu dva cilja: (1) katalizator u izlaznom vodu za paru separatora za čvrste supstance je pretežno zeolit Y tipa / klasični katalizator FCC koji je poželjan za krekovanje ovih molekula teškog napojnog toka u srednji destilat, i (2) takva reakcija krekovanja je endotermna, što pomaže da se snizi temperatura izlaznih para proizvoda kao i vreme zadržavanja.

[0092] U nekim ovde objavljenim otelotvorenjima, postojećoj FCC jedinici može da se dogradi sekundarni reaktor kao što je opisano iznad. Na primer, reaktor odgovarajuće veličine može biti fluidno povezan sa postojećim sudom za regeneraciju katalizatora da bi se obezbedio dovod katalizatora i povratak iz suda sa mešanim tokom, i fluidno povezan sa postojećim sudom za odvajanje da bi se razdvojili ugljovodonični proizvodi i katalizatori. U drugim otelotvorenjima, reaktor sa mešanim tokom može da se doda osnovnoj FCC jedinici koja je namenjena za rad u režimu benzina, režimu lakih olefina ili režimu dizela.

[0093] Reaktorski sistem opisan iznad pozivajući se na Slike 1 i 6 prvenstveno je u vezi sa proizvodnjom lakih olefina i pogodnom koncentracijom katalizatora i sistemu sa mešovitim katalizatorom da bi se povećala reaktivnost i selektivnost sistema. Takav reaktorski sistem takođe može da se koristi za druge sisteme sa mešovitim katalizatorom gde koncentracija jednog katalizatora može biti povoljna.

[0094] Na primer, reakcioni sistem može da se koristi za desulfurizaciju benzina, pri čemu smeša katalizatora može da uključuje manji i/ili ređi katalizator FCC, kao što je zeolit Y, i veći i/ili gušći katalizator, kao što je aditiv za desulfurizaciju benzina. Takav proces je opisan pozivajući se na Sliku 7 (koja nije obuhvaćena predmetnim zahtevom).

[0095] Ako pogledamo Sliku 7, prikazan je pojednostavljeni dijagram toka procesa sistema za krekovanje i desulfurizaciju ugljovodonika. Sistem obuhvata konfiguraciju sa dva reaktora namenjenu za dobijanje olefina, kao što su propilen i etilen, iz naftnih sirovina ili drugih tokova ugljovodonika. Prvi reaktor 3, na primer, može biti uzlazni reaktor za krekovanje dovodnih tokova težih ugljovodonika. Drugi reaktor 32 je reaktor sa fluidizovanim slojem, koji može biti opremljen pregradama ili unutrašnjom opremom. Krekovani ugljovodonični proizvodi, uključujući olefine odnosno lake proizvode ligroina iz prvog reaktora 3 ili slične napojne tokove iz eksternih izvora, mogu da se obrađuju u drugom reaktoru 32 da bi se povećao kvalitet proizvoda, na primer da bi se smanjio ukupni sadržaj sumpora kod ugljovodonika obrađenih u drugom reaktoru.

[0096] Napojni tok ostataka teške nafte se injektuje kroz jedan ili više napojnih injektora 2 koji se nalaze blizu dna prvog reaktora 3. Napojni tok teške nafte stupa u kontakt sa vrućim regenerisanim katalizatorom uvedenim kroz krivinu 1 u obliku kuke. Katalizator koji se dovodi u prvi reaktor 3 predstavlja smešu katalizatora, uključujući prvi katalizator selektivan za krekovanje težih ugljovodonika, kao što je katalizator na bazi zeolita Y tipa, i drugi katalizator selektivan za desulfurizaciju ugljovodonika iz opsega ligroina, koji takođe može da se koristi u kombinaciji sa drugim katalizatorima. Prvi i drugi katalizator mogu da se razlikuju po veličini i/ili gustini čestica.

[0097] Toplota potrebna za isparavanje napojnog toka odnosno povišenje temperature napojnog toka do željene temperature reaktora, kao što je opseg od 500°C do oko 700°C, i za endotermnu toplotu (toplota reakcije) može da se obezbedi putem vrućeg regenerisanog katalizatora koji dolazi iz regeneratora 17.

[0098] Kada se završi veći deo reakcije krekovanja, smeša proizvoda, nekonvertovanih napojnih para i istrošenog katalizatora teče u dvostepeni ciklonski sistem smešten u sudu 8 za smeštanje ciklona. Dvostepeni ciklonski sistem uključuje primarni ciklon 4, za separaciju istrošenog katalizatora od para. Istrošeni katalizator se prazni u striper 9 kroz zaronjenu nožicu 5 ciklona. Fine čestice katalizatora povučene razdvojenim parama iz primarnog ciklona 4 i pare proizvoda iz drugog reaktora 32, uvedene preko protočne linije 36a i jednostepenog ciklona 36c, razdvajaju se u ciklonu drugog koraka 6. Sakupljena smeša katalizatora se prazni u striper 9 kroz zaronjenu nožicu 7. Pare iz ciklona 6 druge faze ispuštaju se kroz izlaz sekundarnog ciklona 12b, koji može biti povezan sa razdelnikom 11, i zatim se usmeravaju u uređaj za frakcionisanje / gasno postrojenje 410 radi rekuperacije proizvoda, uključujući željene olefine. Po potrebi, pare proizvoda se dalje hlade uvođenjem lakih cikličnih ulja (LCO) ili vodene pare preko raspodeljivačke linije 12a kao sredstva za naglo hlađenje.

[0099] Uređaj za frakcionisanje 410, na primer, može biti glavni frakcionator FCC postrojenja, i može da proizvodi različite ugljovodonične frakcije, uključujući frakciju koja sadrži lake olefine 412, ligroinsku frakciju 414 i tešku frakciju 416, uz druge različite ugljovodonične frakcije. Proizvodi usmereni na uređaj za frakcionisanje / gasno postrojenje 410 mogu da uključuju druge lake gasove, kao što je vodonik sulfid koji može da nastane tokom desulfurizacije. Separatori, apsorberi ili druge operativne jedinice mogu biti uključeni kada se želi da se takve nečistoće razdvoje ushodno od glavnog frakcionatora / gasnog postrojenja.

[0100] Istrošeni katalizator rekuperisan preko zaronjenih nožica 5, 7 podvrgava se stripovanju iz sloja stripera 9 da bi se uklonile intersticijalne pare (ugljovodonične pare uhvaćene između čestica katalizatora) tako što protivstrujno dolaze u kontakt sa vodenom parom uvedenom na dno stripera 9 kroz raspodeljivač vodene pare 10. Istrošeni katalizator se zatim prenosi u regenerator 17 preko uspravne cevi 13a za istrošeni katalizator i podiznog cevovoda 15. Klizni ventil za istrošeni katalizator 13b, koji se nalazi na uspravnoj cevi 13a za istrošeni katalizator, koristi se za kontrolisanje protoka katalizatora od stripera 9 do regeneratora 17. Mali deo vazduha za sagorevanje ili azota može da se uvede kroz raspodeljivač 14 radi lakšeg prenosa istrošenog katalizatora.

[0101] Koksovani ili istrošeni katalizator se izbacuje kroz raspodeljivač istrošenog katalizatora 16 u centru gustog sloja regeneratora 24. Vazduh za sagorevanje se uvodi putem raspodeljivača vazduha 18 koji se nalazi na dnu sloja regeneratora 24. Koks nataložen na katalizatoru onda sagoreva u regeneratoru 17 putem reakcije sa vazduhom za sagorevanje. Fine čestice katalizatora povučene dimnim gasom sakupljaju se u ciklonu prve faze 19 i ciklonu druge faze 21 i izbacuju se u sloj katalizatora u regeneratoru kroz odgovarajuće zaronjene nožice 20, 22. Dimni gas dobijen sa izlaznog otvora ciklona druge faze 21 usmerava se u vod dimnog gasa 50 preko razdelnika 23 radi nishodne rekuperacije otpadne toplote odnosno rekuperacije snage.

[0102] Prvi deo smeše regenerisanog katalizatora se uvlači preko uspravne cevi za regenerisani katalizator 27, koja je u protočnoj vezi sa krivinom u obliku kuke 1. Protok katalizatora iz regeneratora 17 u reaktor 3 može da se reguliše pomoću kliznog ventila 28 koji se nalazi na uspravnoj cevi za regenerisani katalizator 27. Otvor kliznog ventila 28 podešava se radi kontrolisanja toka katalizatora kako bi se održala željena vršna temperatura u reaktoru 3.

[0103] Pored podižuće vodene pare, predviđeno je i injektovanje napojnih tokova kao što su C4olefini i ligroin ili sličnih eksternih tokova kao medijuma za podizanje do krivine u obliku kuke 1 kroz raspodeljivač gasa 1a koji se nalazi na Y delu kako bi se omogućio lak prenos regenerisanog katalizatora od krivine u obliku kuke 1 do reaktora 3. Krivina u obliku kuke 1 takođe može da deluje kao reaktor sa gustim slojem za krekovanje toka C4olefina i ligroina u lake olefine pod uslovima povoljnim za takve reakcije.

[0104] Drugi deo smeše regenerisanog katalizatora se uvlači u drugi reaktor 32 kroz uspravnu cev 30. Ventil 31 može da se koristi za kontrolisanje toka katalizatora od regeneratora 17 do drugog reaktora 32 na bazi zadate temperature izlaza pare. Jedna ili više ugljovodoničnih frakcija, kao što je tok ligroina, može da se injektuje u deo dna sloja katalizatora kroz jedan ili više raspodeljivača napajanja 34 (34a, 34b), bilo u tečnoj ili u parnoj fazi. Napojni tok ligroina može da uključuje deo ili celokupnu količinu ligroina 414 iz uređaja za frakcionisanje 410. Drugi reaktor 32 radi sa mešanim tokom, pri čemu deo toka regenerisanog katalizatora teče nadole (od vrha do dna sloja u reaktoru) odnosno kruži u sudu 32, a deo smeše regenerisanog katalizatora i napojnog toka ugljovodonika teče naviše (od dna do vrha sloja u reaktoru, pri čemu se manje / ređe čestice odnose sa vrha reaktora zajedno sa ugljovodonicima iz efluenta).

[0105] Drugi reaktor 32 može biti opremljen pregradama ili strukturiranom unutrašnjom opremom (nije prikazano) koja pomaže da se uspostavi bliski kontakt i mešanje katalizatora i napojnih molekula. Ova unutrašnja oprema takođe pomaže da se smanji stvaranje kanala, rast mehurića, odnosno spajanje. Drugi reaktor 32 takođe može da se poveća u različitim delovima po dužini da bi se održala konstantna ili željena površinska brzina gasa u tim delovima.

[0106] Kada se reakcija završi, katalizator se uklanja sa najnižeg dela drugog reaktora 32 da bi se odvojio povučeni tok ugljovodonika / proizvoda pomoću vodene pare kao sredstva za stripovanje koje se uvodi kroz raspodeljivač 35. Istrošeni katalizator rekuperisan na dnu reaktora 32 onda može da se izvlači kroz vod za izvlačenje katalizatora 418. Alternativno, istrošeni katalizator rekuperisan na dnu reaktora 32 može da se prenese u regenerator 17, kao što je iznad opisano za Sliku 1 (preko uspravne cevi 37 i podiznog cevovoda 40 kroz raspodeljivač istrošenog katalizatora 41, gde vazduh za sagorevanje ili azot mogu da se uvedu kroz raspodeljivač 39 da bi se omogućio lakši prenos katalizatora u regenerator 17). Ventil (nije prikazan) može da se koristi za kontrolisanje toka katalizatora iz drugog reaktora 32.

[0107] Kao što je prethodno pomenuto, u drugom reaktoru 32 koriste se dva različita katalizatora koji mogu da se razlikuju po veličini čestica i/ili gustini, kao što je lakši i/ili manji zeolit Y tipa ili katalizator FCC i veći i/ili gušći katalizator za desulfurizaciju.

Površinska brzina gasa u drugom reaktoru 32 održava se tako da se suštinski sva količina ili veliki deo lakšeg, manjeg katalizatora i deo težeg i/ili većeg katalizatora prenosi iz reaktora sa ugljovodoničnim proizvodima i rekuperisanom vodenom parom preko protočnog voda za efluent 45. Deo većeg i/ili gušćeg katalizatora može biti zadržan u reaktoru 32, formirajući gusti sloj ka donjem delu reaktora, kao što je gore napomenuto.

[0108] Efluent iz reaktora 32 rekuperisan preko protočnog voda 45 može tako da uključuje desulfurizovane ugljovodonične proizvode, neproreagovalu ugljovodoničnu sirovinu, vodenu paru (medijum za stripovanje) i smešu katalizatora, uključujući suštinski svu količinu lakšeg i/ili manjeg katalizatora i deo težeg i/ili većeg katalizatora uvedenog u reaktor 32. Efluent onda može da se transportuje preko protočnog voda 45 u separator za čvrste supstance 47. Separator 47 može biti separator konfigurisan da razdvaja dve vrste katalizatora na bazi njihovih fizičkih svojstava, naime veličine čestica odnosno gustine. Na primer, u separatoru 47 mogu da se koriste razlike inercionih sila ili centrifugalnih sila za razdvajanje lakšeg i/ili manjeg katalizatora od težeg i/ili većeg katalizatora. Sud za separaciju čvrstih supstanci 47 je eksterni sud u odnosu na drugi reaktor 32 i radi sa hidrodinamičkim svojstvima koja povećavaju separaciju dve vrste katalizatora na bazi njihovih fizičkih svojstava.

[0109] Nakon razdvajanja u separatoru 47, manji i/ili lakši katalizator (zeolit Y tipa / katalizator FCC) zatim se prenosi od separatora 47 u zajednički odvajač ili sud za smeštanje 8, kućište ciklona uzlaznog reaktora i/ili sistema za završavanje reakcije, preko izlaznog voda 36a. Veći i/ili teži katalizator za desulfurizaciju može da se vrati preko protočnog voda 49 u reaktor sa mešovitim tokom 32 radi nastavka reakcije sa napajanjem ugljovodonicima uvedenim kroz raspodeljivače 34a/b.

[0110] Povlačenje suštinski cele količine lakšeg/manjeg katalizatora i dela težeg i/ili većeg katalizatora, naknadne separacije i recikliranje težeg i/ili većeg katalizatora u reaktor 32 može da omogući značajnu akumulaciju težeg i/ili većeg katalizatora za desulfurizaciju u reaktoru 32. Pošto je ovaj katalizator selektivniji za desulfurizaciju ugljovodonika iz opsega ligroina, akumulacija težeg i/ili većeg katalizatora može da obezbedi prednosti vezane za selektivnost i prinos. Nadalje, rad reaktora u režimu fluidizovanog toka tako da povlači obe vrste katalizatora može da obezbedi poboljšanu operabilnost reaktora ili fleksibilnost operacija, kao što je prethodno razmatrano.

[0111] Napojni tok ugljovodonika kao što je teško vakuumsko plinsko ulje ili ostaci teškog ulja, laka ciklična ulja (LCO) ili vodena para mogu da se injektuju kao sredstva za naglo hlađenje u izlazni vod 36a kroz raspodeljivač 36b. Protok takvih sredstava za naglo hlađenje može da se reguliše podešavanjem temperature toka koji ulazi u sud za smeštanje 8. Sve pare iz drugog reaktora 32, uključujući one dovedene kroz raspodeljivač 36b, prazne se u razblaženu fazu suda za smeštanje 8 kroz jednofazni ciklon 36c. Korišćenje dovođenja ugljovodonika kao sredstva za naglo hlađenje je poželjno jer ima dvostruku svrhu, hlađenje proizvoda iz drugog reaktora 32 kao i povećanje proizvodnje srednjih destilata.

[0112] Reaktor prve faze 3, kao što je uzlazni reaktor, može da radi u režimu brze fluidizacije (npr., sa površinskom brzinom gasa u opsegu od oko 3 do oko 10 m/s u delu na dnu) i režimu pneumatskog prenosa (npr., sa površinskom brzinom gasa u opsegu od oko 10 do oko 20 m/s) u vršnom delu.

[0113] WHSV u drugom reaktoru 32 je obično u opsegu od oko 0,5 h<-1>do oko 50 h<-1>; vreme zadržavanja pare i katalizatora može da varira od oko 2 do oko 20 sekundi. Po potrebi, spojeni katalizator može da se doda preko jednog ili više protočnih vodova 42, 43. Na primer, sveži ili spojeni katalizator FCC ili zeolit Y tipa ili njihova smeša može da se uvede u regenerator 17 preko protočnog voda 42, a sveži ili spojeni aditiv za desulfurizaciju benzina može da se uvede u drugi reaktor 32 preko protočnog voda 43. Na primer, svi katalizatori celog sistema mogu da se održavaju izvlačenjem mešovitog katalizatora iz regeneratora 24 i/ili reaktora 32. Svi katalizatori i akumulacija poželjnog katalizatora u reaktoru 32 mogu da se regulišu, kao što je prethodno opisano. Pored toga, levak za katalizator 26 može da se koristi u spoju sa vodom za povlačenje katalizatora 25, vodom za izjednačavanje pritiska 29 i uspravnom cevi 27, kao što je prethodno opisano.

[0114] Slično tome, sistem reaktora sa Slike 7 može da se koristi za pogodnu obradu teških ugljovodoničnih sirovina, uključujući teške sirovine ili netaknute sirovine. U takvom slučaju, sistem mešovitog katalizatora može da uključuje, na primer, manji i/ili ređi FCC katalizator, kao što je zeolit Y, i veći i/ili gušći aditiv za obradu teške nafte. Na primer, aditiv za obradu teške nafte, između ostalog, može biti jedan od katalizatora sa aktivnom matricom, aditiv za hvatanje metala, grubi i/ili gusti Ekat (ravnotežni katalizator), katalizator matričnog ili vezivnog tipa (kao što je kaolin ili pesak) ili katalizator FCC sa velikim odnosom matrica / zeolit. Aditiv za obradu teške nafte može da ima minimalnu katalitičku aktivnost za krekovanje težih ugljovodonika i može jednostavno da obezbeđuje površinu potrebnu da se odigraju reakcije toplotnog krekovanja. Napojni tok teškog ugljovodonika može da se uvede u reaktor 32 preko raspodeljivača 43 a/b, i sistemom može da se rukuje kao što je prethodno opisano da se poveća obrada teških ugljovodoničnih sirovina.

[0115] WHSV u drugom reaktoru 32 kad radi pod uslovima obrade teških ugljovodonika je obično u opsegu od 0,1-100 hr-1; vreme zadržavanja pare i čestica može da varira od 1 do 400 sekundi. Po potrebi, spojene čestice mogu da se uvedu preko jednog ili više vodova 42, 43; može biti pogodno da se u regenerator 17 doda katalizator FCC ili Y tipa preko voda 42 i aditiv za obradu teške nafte 43 do drugog reaktora 32. Ukupna aktivnost sistema se održava povlačenjem čestica preko voda 418 iz drugog reaktora 32 i iz regeneratora 24. Sve čvrste supstance i akumulacija poželjnog aditiva za obradu teške nafte u drugom reaktoru 32 mogu da se regulišu dodavanjem kroz vod 43 i povlačenjem kroz vod 418. Radna temperatura u drugom reaktoru 32 se reguliše pomoću katalizatora iz voda 30 regeneratora 17 preko ventila 31 i može da bude u opsegu od 400 do700 °C. U nekim slučajevima, proizvod iz drugog reaktora 32 suštinski može da predstavlja napajanje za primarni uzlazni reaktor 3. Pored toga, u nekim slučajevima, levak za katalizator 26 može da se koristi u spoju sa vodom za povlačenje katalizatora 25, vodom za izjednačavanje pritiska 29 i uspravnom cevi 27, kao što je prethodno opisano.

[0116] Generalno, na dijagramima toka procesa prikazanim na Slikama 1, 6 i 7 koristi se tehnologija separacije katalizatora / čestica za obradu dodatne sirovine ili recikliranje ugljovodonične sirovine u sekundarnom sudu. Smeša katalizatora koja kruži kroz sistem može da uključuje katalizatore selektivne za konkretne reakcije, kao što je krekovanje, desulfurizacija, demetalizacija, denitrogenacija i druge, gde su katalizatori iz smeše odabrani tako da imaju različita fizička svojstva, kao što je prethodno opisano, tako da željeni katalizator može da se koncentruje u sekundarnom reaktoru. Regenerisani katalizator se dovodi u sekundarni reaktor / sud koji može da radi u režimu brze fluidizacije, barbotiranja ili turbulentnog sloja (u zavisnosti od primene). Efluent iz sekundarnog reaktora / suda ide u separator 47, gde se primarni i sekundarni katalizator razdvajaju na osnovu veličine i/ili gustine i supstanca sa dna separatora koja je obogaćena sekundarnim katalizatorom reciklira se i vraća u sekundarni reaktor / sud. Sekundarni reaktor / sud ima opciono povlačenje katalizatora koje može biti povoljno u zavisnosti od primene kao i različitih napojnih tokova ugljovodonika u zavisnosti od primene. Koncentracija sekundarnog katalizatora može da poveća operabilnost, fleksibilnost i selektivnost ukupnog reakcionog sistema.

[0117] Separator 47 kao što je prethodno opisano pozivanjem na Sliku 2 može da se koristi za povećanje produktivnosti i fleksibilnosti sistema za obradu ugljovodonika sa mešovitim katalizatorom, pri čemu separator 47 može da se nalazi na drugim povoljnim mestima u sistemu. Takvi procesi i sistemi su opisani dalje u nastavku pozivanjem na Slike 8-11, pri čemu slični brojevi predstavljaju slične delove.

[0118] Posmatrajući sada Sliku 8A (koja nije obuhvaćena predmetnim zahtevom), ilustrovan je pojednostavljeni dijagram toka procesa kod sistema za prevođenje ugljovodonika i proizvodnju olefina, na kojoj slični brojevi predstavljaju slične delove. Na šemi procesa sa Slike 8A dodat je sud za držanje katalizatora 510 u koji se dovodi regenerisani katalizator iz FCC regeneratora preko voda za povlačenje katalizatora 30 i ventila 31. Sud za držanje katalizatora 510 može biti fluidizovan medijumom za fluidizaciju kao što je, na primer, vazduh, azot ili vodena para, koji se uvodi preko protočnog voda 516. Efluent iz suda za držanje katalizatora 45 šalje se u separator 47 gde se razdvaja smeša katalizatora. Talog sa dna separatora 49 koji je obogaćen većim i/ili težim katalizatorom reciklira se i vraća u sud za držanje katalizatora 510, gde se povećava koncentracija većeg i/ili gušćeg katalizatora.

Preostali tok 514 iz separatora 510 u ovom slučaju se vraća u sud za odvajanje 8. Dno 512 suda za držanje može da se spoji sa kliznim ventilom (nije prikazan) koji može da reguliše dovođenje katalizatora u sekundarni reaktor / sud 32, koji može da radi na način sličan onom opisanom iznad za Slike 1, 6 i 7. Povoljno, katalizator koncentrovan u sudu 510 neće biti zasićen ugljovodonikom i može da omogući kraće vreme kontakta sa katalizatorom u sekundarnom reaktoru / sudu 32.

[0119] Slika 8B (koja nije obuhvaćena predmetnim zahtevom) prikazuje sistem sličan onom na Slici 8A, osim što se katalizator rekuperisan iz separatora 47 preko protočne linije 514 vraća u regenerator katalizatora 17 umesto da se prosleđuje u sud za odvajanje 8. Sud u koji se upućuje katalizator iz protočne linije 514 može da zavisi od vrste gasa za fluidizaciju dovedenog preko protočne linije 516 kao i sposobnosti sistema koji primaju protok iz regeneratora 17 ili suda 8 preko protočne linije 50 odnosno 12b. Kada je gas za fluidizaciju, na primer, vodena para, katalizator iz protočne linije 514 se poželjno prosleđuje u sud 8, a kada je gas za fluidizaciju, na primer, vazduh ili azot, katalizator iz protočne linije 514 se poželjno prosleđuje u regenerator 17.

[0120] Slike 8A i 8B prikazuju manje čestice rekuperisane preko protočne linije 514 koje se prosleđuju u regenerator 17 ili u sud za odvajanje 8, i veće i/ili teže čestice rekuperisane preko protočne linije 512 koje se prosleđuju u sekundarni reaktor 32. Takođe može da se razmotri prosleđivanje manjih i/ili lakših čestice rekuperisanih preko separatora 47 i protočne linije 514 u sekundarni reaktor 32 uz recirkulaciju većih i/ili težih čestica u regenerator 17 ili striper 9.

[0121] Slike 8A i 8B dalje prikazuju sistem sa sudom 510 koji akumulira / koncentruje velike čestice za primenu u sekundarnom reaktoru. Kada je dovoljna separacija u jednom koraku, sud za smeštanje 510 može da se isključi iz sistema, kao što je prikazano na Slikama 9A i 9B, na kojima slični brojevi predstavljaju slične delove. U tim slučajevima, smeša katalizatora se dovodi direktno iz regeneratora katalizatora 17 preko zaronjene nožice 30 u separator 47.

Vazduh ili drugi gasovi za fluidizaciju mogu da se dovode preko protočne linije 610, sa protokom dovoljnim za inercionu separaciju. Manje / lakše čestice mogu da se rekuperišu preko protočne linije 612 a veće i/ili teže čestice mogu da se rekuperišu preko protočne linije 614. Slika 9A prikazuje veće i/ili teže čestice koje se prosleđuju u sekundarni reaktor 32, dok Slika 9B prikazuje manje i/ili lakše čestice koje se prosleđuju u sekundarni reaktor 32.

[0122] Slike 9A i 9B prikazuju vraćanje dela čestica u regenerator 17. Slično gornjem opisu vezanom za Slike 8A i 8B, čestice koje se ne dovode u reaktor 32 mogu da se vraćaju bilo u regenerator 17 ili u sud za odvajanje 8, a to može da zavisi od medijuma za fluidizaciju i/ili mogućnosti za nishodnu obradu.

[0123] Procesne šeme ilustrovane na Slikama 9A i 9B koriste verziju separatora sa jednim prolazom nasuprot verzija koje obuhvataju recikliranje da se poveća koncentracija. Na ovoj šemi, regenerisani katalizator se usmerava u separator gde talog sa dna ili vršni tok iz separatora može da se usmeri u sekundarni reaktor. Ako se usmerava talog sa dna, katalizator se obogaćuje većim i/ili gušćim česticama. Ako se vršni tok separatora usmerava ka sekundarnom reaktoru, katalizator se obogaćuje manjim i/ili ređim česticama. Ova šema može da se napravi i tako da nema sekundarnog reaktora, a separator je između regeneratora i primarnog uzlaznog reaktora, tako da se katalizator koncentruje slično opisu procesa sa Slike 11 u nastavku (koja nije obuhvaćena predmetnim zahtevom).

[0124] U slučajevima ilustrovanim na Slici 8A/B reciklirani katalizator se odvaja iz sekundarnog reaktora, dajući veću koncentraciju željenog katalizatora u sekundarnom reaktoru, ali to zahteva dodatne kapitalne troškove. U slučajevima 6A/B, reciklirani katalizator se takođe odvaja iz sekundarnog reaktora, dajući umereni porast koncentracije željenog katalizatora, na primer, u poređenju sa protočnom šemom sa Slike 7, ali manje kapitalne troškove od slučaja sa Slika 9A/B.

[0125] Posmatrajući sada Sliku 10 (koja nije obuhvaćena predmetnim zahtevom), ilustrovan je pojednostavljeni dijagram toka procesa sistema za obradu ugljovodonika, pri čemu slični brojevi predstavljaju slične delove. U ovim šemama procesa uklonjen je sekundarni reaktor i separator 47 prihvata efluent iz primarnog reaktora 3. Efluent iz uzlaznog reaktora, koji sadrži mešoviti katalizator, može da se usmeri u separator 47 gde se deo katalizatora iz taloga sa dna separatora 710 reciklira u uzlazni reaktor 3, pri čemu se obogaćuje koncentracija većeg i/ili težeg katalizatora u uzlaznom reaktoru 3. Vršni tok 712 separatora 47 nastavlja u sud za stripovanje 8, gde se ugljovodonični proizvodi razdvajaju od preostalog katalizatora. Ova konfiguracija takođe može da se koristi sa smešom katalizatora bez stepena klasifikacije, kao postupak za recikliranje istrošenog katalizatora u uzlazni reaktor 3.

[0126] Obogaćena frakcija katalizatora 710 može da se uvede u uzlazni reaktor 3 ushodno ili nishodno (kao što je prikazano) od ulaza dovoda regenerisanog katalizatora iz uspravne cevi 27, i u nekim slučajevima može da se uvede na jednoj ili više tačaka duž uzlaznog reaktora 3. Ulazna tačka može da bude na bazi sekundarnog dovođenja ugljovodonika, temperature recirkulišućeg katalizatora 710 i drugih promenljivih koje mogu da se koriste za pogodnu obradu ugljovodonika u uzlaznom reaktoru 3.

[0127] Ugljovodonični proizvodi rekuperisani iz suda za odvajanje 8 / stripera 9, kao što je gore opisano, mogu da se proslede u frakcionator / gasno postrojenje 720, radi separacije i rekuperacije jedne ili više ugljovodoničnih frakcija 722, 724, 726, 728, 730. Jedna ili više rekuperisanih ugljovodoničnih frakcija iz frakcionatora / gasnog postrojenja može da se recirkuliše u uzlazni reaktor 3 ili sekundarni reaktor 32 radi dalje obrade.

[0128] Prikazan je pojednostavljeni dijagram toka procesa sistema za obradu ugljovodonika, na kome slični brojevi predstavljaju slične delove. Na ovoj procesnoj šemi, levak za regenerisani katalizator 26 je fluidno spojen sa uzlaznim reaktorom 3. Regenerisani mešoviti katalizator, koji sadrži manji i/ili ređi katalizator i veći i/ili gušći katalizator, teče iz regeneratora 17 u levak za regenerisani katalizator 26. Levak 26 je fluidizovan vodenom parom i/ili vazduhom koje obezbeđuje raspodeljivač 810. Vršni tok efluenta 816 iz levka teče u separator 47. U separatoru 47, a to je uređaj za separaciju kao što je prethodno opisano, katalizatori se razdvajaju, i talog sa dna 814 koji je obogaćen većim i/ili gušćim katalizatorom može da se vrati u levak za regenerisani katalizator 26 kada je fluidizovan vazduhom, ili u sud za odvajanje 8 kada je fluidizovan vodenom parom. Time će se povećati koncentracija većeg i/ili gušćeg katalizatora u levku za regenerisani katalizator 26. Vršni tok 812 separatora 47 može da se usmeri u regenerator ili sud za stripovanje. Dno 27 levka za regenerisani katalizator ima povlačenje pomoću kliznog ventila 28 koji reguliše protok katalizatora koji je obogaćen većim i/ili gušćim katalizatorom u uzlazni reaktor 3. Na ovaj način, uzlazni reaktor 3 radi sa delotvorno većom koncentracijom katalizatora nego u sistemu, stvarajući preferentne proizvode na bazi osobina katalizatora.

[0129] Koncentracija katalizatora u levku za regenerisani katalizator može povremeno da se izvodi, kao što je gore opisano u vezi sa Slikom 11. Smeša katalizatora u sistemu može da kruži kroz uzlazni reaktor, striper i regenerator, a da u levku 26 fluidizacija nije dovoljna da povuče katalizatore u separator 47. Kada se promeni željena smeša proizvoda, dovođenje ugljovodonika ili drugi faktori, i kada je pogodno da se radi sa većom koncentracijom konkretnog katalizatora u smeši katalizatora, katalizator u levku za regeneraciju 26 može biti fluidizovan i odvojen pomoću separatora 47. Kada se faktori ponovo promene, fluidizacija levka za katalizator može da se prekine. Na ovaj način može da se poveća fleksibilnost sistema u pogledu proizvoda i napajanja.

[0130] Iako su Slike 10 i 11 prikazane sa jednim uzlaznim reaktorom, uređaj za razdvajanje čvrstih supstanci može da se koristi da se poboljšaju performanse sistema sa više uzlaznih reaktora. Na primer, u sistemu sa dva uzlazna reaktora može biti korisno da postoji koncentracija jednog katalizatora u uzlaznom reaktoru, koji može da obrađuje drugačije napojne tokove od drugog uzlaznog reaktora.

[0131] Različite vrste katalizatora ili čestica mogu da se koriste da bi se izvele željene reakcije, gde zajednički regenerator može da se koristi za regeneraciju smeše katalizatora, a separator je pogodno smešten da obogati jedan ili više reaktora konkretnim katalizatorom sadržanim u smeši katalizatora. Ovde mogu da se koriste različiti slučajevi da bi se poboljšao rad pojedinačnih uređaja i povećala selektivnost i fleksibilnost reakcionog sistema, na primer za primene koje uključuju proizvodnju lakih olefina, desulfurizaciju benzina i obradu teškog ulja.

[0132] Proizvodnja lakih olefina može da uključuje razne lake, srednje i teške tokove ugljovodonika dovedene u uzlazni reaktor, kao što je gore opisano. Napajanje za drugi reaktor 32, između ostalog, može da uključuje ligroin, kao što je ligroin iz primarne frakcije ili ligroin sa recikliranim katalizatorom. Smeša katalizatora za proizvodnju lakih olefina može da uključuje manji i/ili ređi katalizator, kao što je katalizator FCC (na primer, zeolit Y), i teži / gušći katalizator, kao što je ZSM-5 ili ZSM-11, i druge kombinacije. Takođe mogu da se koriste drugi katalizatori za krekovanje. Različiti katalizatori za krekovanje su, između ostalog, opisani u U.S. patentima br.

7,375,257, 7,314,963, 7,268,265, 7,087,155, 6,358,486, 6,930,219, 6,809,055, 5,972,205, 5,7 02,589, 5,637,207, 5,534,135 i 5,314,610.

[0133] Otelotvorenja usmerena na desulfurizaciju benzina mogu da uključuje razne lake, srednje i teške tokove ugljovodonika dovedene u uzlazni reaktor, kao što je gore opisano. Napojni tokovi za drugi reaktor 32, između ostalog, takođe mogu da uključuju ligroin, kao što je ligroin iz primarne frakcije ili ligroin sa recikliranim katalizatorom. Smeša katalizatora za proizvodnju lakih olefina može da uključuje manji i/ili ređi katalizator, kao što je katalizator FCC (na primer, zeolit Y), i veći i/ili gušći katalizator sa funkcijom desulfurizacije, kao što su MgO / Al2O3potpomognuti različitim metalima. Drugi katalizatori za desulfurizaciju takođe mogu da se koriste, kao što je, između ostalog, objavljeno u US patentima br.5,482,617, 6,482,315, 6,852,214, 7,347,929. U nekim otelotvorenjima, smeša katalizatora može da uključuje kompoziciju katalizatora za krekovanje sa funkcijom desulfurizacije, kao što su, između ostalog, one objavljene u US5376608.

[0134] Otelotvorenja usmerena na obradu teške nafte mogu da uključuje razne lake, srednje i teške tokove ugljovodonika dovedene u uzlazni reaktor, kao što je gore opisano. Napojni tokovi u drugi reaktor 32 mogu da uključuju ugljovodonike ili smeše ugljovodonika sa tačkom ključanja ili rasponom ključanja iznad oko 340°C. Ugljovodonične sirovine koje mogu da se koriste sa ovde objavljenim procesima mogu da uključuju različite rafinerijske i druge ugljovodonične tokove kao što su atmosferski ili vakuum ostaci nafte, deasfaltirane nafte, deasfaltirana smola, talog sa dna hidrokrekovane atmosferske kule ili vakuum kule, primarne frakcije vakuumskih plinskih ulja, fluidno katalitički krekovana (FCC) muljna ulja, vakuumska plinska ulja iz procesa hidrokrekovanja iz ebuliranog sloja, nafta iz škriljaca, obična sirova nafta kao i drugi slični ugljovodonični tokovi ili njihove kombinacije, od kojih svaki može biti primarna frakcija, dobijen iz procesa, hidrokrekovan, delimično desulfurizovan i/ili delimično demetalizovani tok. U nekim otelotvorenjima, rezidualne ugljovodonične frakcije mogu da uključuju ugljovodonike sa normalnom tačkom ključanja od najmanje 480°C, najmanje 524°C ili najmanje 565°C. Smeša katalizatora za obradu teških ugljovodonika može da uključuje manji i/ili ređi katalizator, kao što je katalizator FCC (na primer, zeolit Y), i veći i/ili gušći katalizator, kao što je katalizator sa aktivnom matricom, katalizator za hvatanje metala, grubi / gusti Ekat (ravnotežni katalizator), katalizator matričnog ili vezivnog tipa (kao što je kaolin ili pesak) ili katalizator FCC sa velikim odnosom matrica / zeolit. Takođe mogu da se koriste drugi katalizatori za krekovanje, kao što je, na primer, između ostalog, jedan ili više od onih objavljenih

u US5160601, US5071806, US5001097, US4624773, US4536281, US4431749, US6656347, US6916757, US6943132 i US7591939.

[0135] Predmetni sistemi takođe mogu da se koriste za prethodni tretman teške sirove nafte ili netaknute sirove nafte, kao što su sirova nafta ili bitumen dobijeni iz asfaltnog peska. Na primer, reaktor 32, kao što je, između ostalog, onaj prikazan na Slikama 1 ili 9, može da se koristi za prethodni tretman bitumena, pre dalje obrade tretirane teške sirove nafte u nishodnim operacijama, koje mogu da uključuju separaciju u sistemu za nishodnu separaciju i recikliranje jedne ili više frakcija za dalju konverziju u reaktoru 3. Sposobnost prethodnog tretmana teške sirove nafte sa poželjnom česticom u čestici ili smešom katalizatora može pogodno da omogući integraciju obrade teške sirove nafte tamo gde bi to inače bilo štetno za katalizator i performanse celog sistema.

[0136] Predmetna otelotvorenja opisuju smešu katalizatora koja se razdvaja putem separatora i delotvornu preferentnu koncentraciju katalizatora u smeši u reaktoru. Kao što je prikazano na Slikama, katalizator koji se koncentruje u reaktoru je ilustrovan kako se vraća iz separatora pored vrha reaktora ili suda. Predmetna otelotvorenja takođe razmatraju povraćaj katalizatora iz separatora u srednji ili donji deo reaktora, a mesto gde se katalizator vraća može da zavisi od dovoda ugljovodonika koji se prerađuje, vrste katalizatora u smeši i željenog gradijenta katalizatora u sudu reaktora. Predmetna otelotvorenja takođe razmatraju povraćaj katalizatora na više lokacija u reaktoru. Iako obezbeđuju sposobnost za povećanje koncentracije konkretnog katalizatora ili čestice u smeši u datom reaktoru, predmetna otelotvorenja takođe mogu da se koriste za sistem sa jednim katalizatorom; ovde opisani separatori čestica mogu da povećaju odnos katalizator/nafta, što povećava katalitičko vreme kontakta.

[0137] Kao što je opisano iznad, u nekim otelotvorenjima ovde se koristi sekundarni reaktor koji radi u fluidizovanom režimu dovoljno da povuče prvi katalizator za krekovanje i drugi katalizator za krekovanje sa ugljovodoničnim proizvodima rekuperisanim kao efluent od vršnog izlaza sekundarnog reaktora. U nekim otelotvorenjima, kao što je prikazano na Slici 12, sekundarni reaktor može biti sekundarni uzlazni reaktor koji radi u fluidizovanom režimu dovoljno da povuče prvi katalizator za krekovanje i drugi katalizator za krekovanje sa ugljovodoničnim proizvodima rekuperisanim kao efluent od vršnog izlaza sekundarnog reaktora. U drugim otelotvorenjima, kao što je prikazano na Slici 12, sekundarni reaktor može biti barbotirajući reaktor ili reaktor sa fluidizovanim slojem, koji radi u fluidizovanom režimu dovoljno da povuče prvi katalizator za krekovanje, deo drugog katalizatora za krekovanje i ugljovodonične proizvode. Efluent onda može da se dovodi u sud za separaciju čvrstih supstanci radi razdvajanja krekovanih ugljovodoničnih proizvoda i prvog katalizatora za krekovanje od drugog katalizatora za krekovanje. Sud za separaciju čvrstih supstanci može biti eksterni sud u odnosu na reaktor i može da radi sa hidrodinamičkim svojstvima koja povećavaju separaciju dve vrste katalizatora na bazi njihovih fizičkih svojstava, kao što je veličina čestica odnosno gustina. Razdvojeni katalizator selektivan za krekovanje C4i ugljovodonika iz opsega ligroina onda može da se vrati u reaktor radi nastavka reakcije i obezbeđivanja povećane koncentracije katalizatora selektivnog za krekovanje C4i ugljovodonika iz opsega ligroina u reaktoru, poboljšanje selektivnosti ukupnog procesa kao i poboljšanje fleksibilnosti ukupnog procesa usled povećanog opsega rada.

[0138] Posmatrajući sada Sliku 12, Slika 12 prikazuje drugu šemu procesa prema predmetnim otelotvorenjima, na kojoj slični brojevi predstavljaju slične delove. Slično drugim šemama procesa, kao što su one opisane na Slikama 1 i 6 (koje ipak nisu obuhvaćene predmetnim zahtevom) koriste se dve vrste katalizatora / čestica čvrste supstance, pri čemu je, na primer, prvi katalizator manji i/ili lakši klasični katalizator FCC i drugi katalizator je veći i/ili teži ZSM-5 ili ZSM-11 katalizator.

[0139] Pomešani prvi i drugi katalizator mogu da se dovode iz zajedničkog regeneratora 17 preko protočnog voda 30 kroz ventil za regulaciju protoka 31 u dno sekundarnog uzlaznog reaktora 171. Na dnu sekundarnog uzlaznog reaktora 171, katalizator se meša sa katalizatorom dovedenim preko protočnog voda 174a, čiji protok može da se reguliše pomoću ventila za regulaciju protoka 174. Katalizator u protočnom vodu 174a može da ima veću koncentraciju većeg i/ili težeg drugog katalizatora za krekovanje, kao što je ZSM-5, koji favorizuje reakciju krekovanja ligroina u proizvode lake olefine kao što je propilen.

[0140] Mešani katalizator, koji ima veću koncentraciju većeg i/ili težeg drugog katalizatora za krekovanje kao što se doprema u smeši iz regeneratora 17 onda može da stupi u kontakt sa ugljovodonicima u sekundarnom uzlaznom reaktoru 171. Na primer, dovod ligroina može da se uvodi preko protočnog voda 143 i podižuća vodena para može da se dovodi preko protočnog voda 135. Dovod ligroina može biti ligroin iz nishodnog frakcionatora proizvoda, kao što je gore opisano, ili može biti dovod ligroina iz drugih uređaja, kao što je ligroin od koksovanja, itd. Dovod ligroina može po želji da se dovodi na različita mesta koja nisu prikazana na Slici 12 ili da se odvodi od njih.

[0141] Reakcije krekovanja ligroina se odvijaju u sekundarnom uzlaznom reaktoru 171, a dovod ligroina i vodene pare je dovoljan da povlači prvi i drugi katalizator za krekovanje uz krekovane ugljovodonične proizvode. Tok proizvoda zajedno sa smešom katalizatora onda ulazi u uređaj za razdvajanje čvrstih supstanci (solid separation device, SSD) 47, koji može da se koristi da olakša koncentraciju gušćeg i/ili većeg sekundarnog katalizatora za krekovanje. SSD 47 može da razdvaja efluent iz sekundarnog uzlaznog reaktora 171 na paru / tok prvog katalizatora za krekovanje 147a i tok drugog katalizatora za krekovanje 147b. Drugi katalizator za krekovanje rekuperisan iz separatora može da se reciklira i vrati u sekundarni reaktor radi nastavka reakcije, kao što je iznad navedeno.

[0142] Krekovani ugljovodonici i razdvojeni prvi katalizator za krekovanje iz sekundarnog uzlaznog reaktora onda mogu da se dovode u sud za odvajanje 170 prvog katalizatora za krekovanje iz krekovanog ugljovodoničnog proizvoda. Krekovani ugljovodonični proizvodi, uključujući lake olefine, C4ugljovodonike, ugljovodonike iz opsega ligroina i teže ugljovodonike mogu da se razdvoje preko protočnog voda 180, kao što će biti opisano u nastavku, i onda mogu da se razdvoje da bi se dobili željeni proizvodi ili frakcije proizvoda. U nekim otelotvorenjima, krekovani ugljovodonični proizvodi rekuperisani preko protočnog voda 180 mogu da se spoje sa ugljovodonicima u protočnom vodu 12 i dovedu u zajednički sistem za separaciju radi kombinovane prerade i rekuperacije željenih proizvoda ili frakcija proizvoda.

[0143] U nekim otelotvorenjima, kao što je ilustrovano na Slici 12, SSD 47 može da se nalazi u sudu za odvajanje 170. Sud za odvajanje 170 može da primi unutrašnji sud 173, koji prihvata veći i/ili gušći drugi katalizator za krekovanje iz SSD 47. Prstenasti region 178 između unutrašnjeg zida suda za odvajanje 170 i spoljašnjeg zida unutrašnjeg suda 173 može da prihvati manji i/ili ređi prvi katalizator za krekovanje.

[0144] U SSD 47, kao što je gore opisano, efluent iz sekundarnog uzlaznog reaktora može da se razdvaja na tok pare / prvog katalizatora za krekovanje 147a i tok drugog katalizatora za krekovanje 147b. Na osnovu gustine i/ili veličine čestice, tok katalizatora za krekovanje 147b koncentrovan sa drugim katalizatorom za krekovanje sa većim i/ili težim ZSM-5 može da se dovodi u uspravnu cev 172, zatim ulazi u unutrašnji sud 173 i na kraju se vraća u sekundarni uzlazni reaktor 171 kroz ventil za regulaciju protoka 174. Unutrašnji sud 173 može da bude sa otvorenim krajem, tako da svi nošeni gasovi koji mogu da se rekuperišu sa tokom katalizatora 147b mogu da se razdvoje od katalizatora u unutrašnjem sudu sa otvorenim krajem 173, da izađu sa vrha suda sa otvorenim krajem 173, pomešaju se sa parama u sudu 170 i da se rekuperišu sa proizvodima preko protočnog voda 180.

[0145] Nivo katalizatora u unutrašnjem sudu 173 može da se reguliše pomoću ventila za regulaciju protoka 174 i povezanog kontrolera ili regulacionog sistema, a indikacija nivoa takođe može da se koristi da se podešava podeoni odnos pare SSD 47 radi manipulacije delotvornošću separacije čestica većeg i/ili gušćeg drugog katalizatora za krekovanje. Na taj način mogu da se podese uslovi tako da deo čestica drugog katalizatora za krekovanje može da se prenese u ciklon i da se rekuperiše u prstenastom regionu, da bi se vratile u regenerator radi regeneracije.

[0146] Tok pare / prvog katalizatora za krekovanje 147a ulazi u ciklon 176 koji može da razdvoji prvi katalizator za krekovanje od proizvedenog gasa. Razdvojene čestice, koncentrovane sa manjim i/ili lakšim FCC katalizatorom, onda mogu preko zaronjene nožice 177 da se dovode u prstenasti deo 178. Katalizator u prstenastom delu 178 može da se dovodi u regenerator 17 preko protočnog voda 175a čiji protok može da se reguliše pomoću ventila za regulaciju protoka 175. Nivo katalizatora u prstenastom delu 178 može da se reguliše pomoću ventila za regulaciju protoka 175. Slično primarnim i sekundarnim ciklonima 4, 6 u sudu za odvajanje 8, sud 170 takođe može da primi dodatne ciklone (nisu prikazani) da se potpuno razdvoji ili rekuperiše gasoviti proizvod iz katalizatora u sudu 170. Gasoviti proizvod, uključujući nošene gasove koji izbijaju iz unutrašnjeg suda 173 i prstenastog regiona 178, kao i one rekuperisane iz ciklona 176, može da se rekuperiše preko razdelnika 179 i može da se dovodi preko protočnog voda 180 u uređaj za frakcionisanje proizvoda.

[0147] Pored podižuće vodene pare 135, takođe može biti predviđeno injektovanje napojnih tokova, kao što su C4olefini i ligroin, ili sličnih eksternih tokova kao medijuma za podizanje do sekundarnog uzlaznog reaktora 171 kroz raspodeljivač gasa 171a koji može da se nalazi na Y delu, kako bi se omogućio lak prenos regenerisanog katalizatora od protočnih vodova 174a i 30 do sekundarnog uzlaznog reaktora 171. Najniži deo sekundarnog uzlaznog reaktora 171 takođe može da deluje kao reaktor sa gustim slojem za krekovanje tokova C4olefina i ligroina u lake olefine pod uslovima povoljnim za takve reakcije, kao što je WHSV od 0,5 do 50 h<-1>, temperatura od 640°C do 750°C i vreme zadržavanja od 3 do 10 sekundi.

[0148] U drugim ovde opisanim otelotvorenjima takođe može da se koristi integracija transportne zone 171 i suda za odvajanje 170. Na primer, ako posmatramo Slike 8A i 8B, sekundarni sud 510 i SSD47 mogu biti raspoređeni slično transportnoj zoni 171 i sudu za odvajanje 170 da bi se dobio tok parnog proizvoda 180 (514) i koncentrovani tok drugog katalizatora za krekovanje 174a (512) koji može da se isporučuje u sekundarni reaktor 32. Takvo otelotvorenje je, na primer, prikazano na Slici 8C. Slična integracija transportne zone 171 i suda za odvajanje 170, kao još jedan primer, može na sličan način da se koristi u otelotvorenju sa Slike 11.

[0149] Nadalje, kao kod otelotvorenja sa Slike 9A i 9B, izlazi 75a, 74a mogu biti konfigurisani tako da se lakše / manje čestice koncentruju u sekundarnom uzlaznom reaktoru 71. Na primer, teže / veće čestice u unutrašnjem sudu 73 mogu da se vraćaju u regenerator 24, dok lakše / manje čestice u prstenastom regionu 78 mogu da se dovode u drugi uzlazni reaktor 71. Na taj način, čestice koje su najpogodnije za konverziju toka u drugi uzlazni reaktor 71 mogu da se koncentruju u reaktoru.

[0150] Kao što je opisano za gornja otelotvorenja, drugi reaktor je integrisan sa FCC uzlaznim reaktorom i separacionim sistemom. Ovaj reaktor je u protočnoj komunikaciji sa drugim sudovima, omogućavajući selektivnu katalitičku obradu i integrisano naglo hlađenje ugljovodoničnog proizvoda, separaciju i regeneraciju katalizatora. Takav integrisani reaktorski sistem nudi jednu ili više od gornjih prednosti a karakteristike otelotvorenja ovde objavljenih procesa mogu da obezbede poboljšan ili optimalni proces za katalitičko krekovanje ugljovodonika radi proizvodnje lakih olefina.

[0151] U predmetnim otelotvorenjima mogu da se koriste dve vrste čestica katalizatora, kao što je Y-zeolit/ katalizator FCC sa manjom veličinom čestica i/ili manjom gustinom i čestice ZSM-5 koje su veće i/ili gušće od prethodnih. Separator sa selektivnim recikliranjem može da se koristi za preferentno odvajanje Y zeolita od katalizatora ZSM-5. Upotreba takvog sistema katalizatora omogućava povlačenje lakših i manjih čestica, pri tome zadržavajući čestice tipa ZSM-5 u dodatnom sloju novog reaktora. Reaktanti podležu selektivnom katalitičkom krekovanju u prisustvu katalizatora tipa ZSM-5 koji je poželjan radi dobijanja maksimalnog prinosa lakih olefina iz napojnih tokova C4i ligroina. Separator je uređaj koji može da olakša separaciju dve vrste katalizatora na osnovu razlike veličine čestica i/ili gustine. Primeri separatora sa selektivnim recikliranjem mogu biti ciklonski separator, sitasti separator, mehanička sita, gravitaciona komora, centrifugalni separator, linijski ili pneumatski klasifikator ili drugi tipovi separatora korisni za delotvorno razdvajanje čestica na bazi veličine odnosno hidrodinamičkih svojstava. Separator je povezan sa vrhom drugog reaktora koji je u protočnoj vezi sa drugim reaktorom kao i regeneratorom kao i sa prvim reaktorom / striperom.

[0152] U nekim otelotvorenjima, reaktor može da ima pregrade ili unutrašnje modularne rešetke. Tako se obezbeđuje bliski kontakt katalizatora sa napojnim ugljovodoničnim molekulima, olakšava se razbijanje mehurova i izbegava se rast mehurova usled stapanja, kanalisanja ili zaobilaženja bilo kod katalizatora ili napajanja.

[0153] Standardno se sveži spojeni katalizator za održavanje katalitičke aktivnosti uvodi u sloj regeneratora koristeći vazduh iz postrojenja. Nasuprot tome, predloženo je da se željena visoka koncentracija katalizatora / aditiva injektuje direktno u sloj u drugom reaktoru koristeći vodenu paru ili azot kao medijum za prenošenje. To pomaže da se postigne inkrementalni porast koncentracije i poželjne selektivnosti.

[0154] Ovde opisane konfiguracije reaktora obezbeđuju dovoljnu fleksibilnost i okvir za funkcionisanje da se podese radni uslovi kao što je masena prostorna brzina po satu (weight hourly space velocity, WHSV), vreme zadržavanja katalizatora i ugljovodonične pare, reakciona temperatura, odnos katalizator / nafta, itd. Na primer, u nekim otelotvorenjima, temperatura vrha / sloja drugog reaktora se reguliše podešavanjem toka katalizatora iz regeneratora koji indirektno reguliše odnos katalizator / nafta. Pri tome nivo sloja u reaktoru može da se reguliše manipulacijom protoka istrošenog katalizatora iz reaktora u regenerator, koji reguliše WHSV i vreme zadržavanja katalizatora.

[0155] Mada objava uključuje ograničen broj otelotvorenja, stručnjaci za ovu oblast koji imaju koristi od ove objave znaće da mogu da se osmisle druga otelotvorenja koja ne odstupaju od obima predmetne objave. Shodno tome, obim je ograničen samo priloženim zahtevima.

Claims (11)

Patentni zahtevi

1. Proces za konverziju ugljovodonika, koji obuhvata:

dovođenje smeše prvih čestica i drugih čestica iz regeneratora (17) u transportni sud ili uzlazni reaktor (171), pri čemu prve čestice imaju manju prosečnu veličinu čestice odnosno manju gustinu od drugih čestica, i pri čemu prve čestice i druge čestice mogu nezavisno da budu katalitičke ili nekatalitičke čestice;

dovođenje ugljovodonične frakcije (143) i reaktivnog odnosno nereaktivnog nosećeg fluida (135) u transportni sud ili uzlazni reaktor (171);

dovođenje u kontakt ugljovodonične frakcije sa smešom prvih čestica i drugih čestica radi konverzije barem dela ugljovodonične frakcije;

rekuperaciju vršnog proizvoda iz transportnog suda ili uzlaznog reaktora (171) obuhvatajući konvertovanu ugljovodoničnu frakciju, noseći fluid odnosno reakcioni proizvod nosećeg fluida, druge čestice i prve čestice;

dovođenje vršnog proizvoda u integrisani sud za odvajanje (170), pri čemu integrisani sud za odvajanje (170) obuhvata:

kućište;

uređaj za separaciju čvrstih supstanci (47) smešten u kućište radi odvajanja drugih čestica iz vršnog proizvoda dajući prvi tok (147a), koji uključuje konvertovanu ugljovodoničnu frakciju, prve čestice i noseći fluid odnosno reakcioni proizvod nosećeg fluida, i drugi tok (147b), koji uključuje razdvojene druge čestice;

jedan ili više ciklona (176) smeštenih u kućištu, za odvajanje prvog toka (147a) i dobijanje frakcije čvrstih supstanci, uključujući prve čestice, i parne frakcije, uključujući konvertovanu ugljovodoničnu frakciju i noseći fluid odnosno reakcioni proizvod nosećeg fluida; unutrašnji sud (173) smešten u kućištu koji prima drugi tok (147b) uključujući razdvojene druge čestice;

prstenasti region (178) između kućišta i unutrašnjeg suda (173) namenjen za prijem frakcije čvrstih supstanci uključujući prve čestice;

izlaz pare (179) za rekuperisanje parne frakcije;

prvi izlaz čvrstih supstanci fluidno povezan sa prstenastim regionom (178); i

drugi izlaz čvrstih supstanci fluidno povezan sa unutrašnjim sudom (173);

rekuperaciju frakcije čvrstih supstanci iz prstenastog regiona (178) preko prvog izlaza čvrstih supstanci; i

rekuperaciju razdvojenih drugih čestica preko izlaza drugih čvrstih supstanci.

2. Proces iz zahteva 1, koji dalje obuhvata dovođenje frakcije čvrstih supstanci koja sadrži razdvojene prve čestice iz prstenastog regiona (178) u regenerator (17).

3. Proces iz zahteva 2, koji dalje obuhvata dovođenje razdvojenih drugih čestica iz unutrašnjeg suda (173) u transportni sud ili uzlazni reaktor (171), pri čemu se razdvojene druge čestice mešaju sa smešom prvih čestica i drugih čestica iz regeneratora (17).

4. Proces iz zahteva 1, koji dalje obuhvata dovođenje frakcije razdvojenih drugih čestica iz unutrašnjeg suda (173) u regenerator (17).

5. Proces iz zahteva 4, koji dalje obuhvata dovođenje frakcije čvrstih supstanci iz prstenastog regiona (178) u transportni sud ili uzlazni reaktor (171), pri čemu se razdvojene druge čestice mešaju sa smešom prvih čestica i drugih čestica iz regeneratora (17).

6. Proces iz zahteva 1, koji dalje obuhvata:

dovođenje razdvojenih drugih čestica iz unutrašnjeg suda (173) u reaktor;

dovođenje razdvojenih drugih čestica u kontakt sa drugom ugljovodoničnom sirovinom radi krekovanja druge ugljovodonične sirovine.

7. Sistem za krekovanje ugljovodonika, koji obuhvata:

regenerator (17);

uzlazni reaktor (171) konfigurisan da:

prihvata smešu prvih čestica i drugih čestica iz regeneratora (17), pri čemu prve čestice imaju manju prosečnu veličinu čestice odnosno manju gustinu od drugih čestica, i pri čemu prve čestice i druge čestice mogu nezavisno da budu katalitičke ili nekatalitičke čestice; prihvata ugljovodoničnu frakciju (143) i reaktivni odnosno nereaktivni noseći fluid (135); dovodi u kontakt ugljovodoničnu frakciju (143) sa smešom prvih čestica i drugih čestica radi konverzije barem dela ugljovodonične frakcije; i

proizvodi vršni proizvod iz uzlaznog reaktora (171) koji obuhvata konvertovanu ugljovodoničnu frakciju, noseći fluid odnosno reakcioni proizvod nosećeg fluida, druge čestice i prve čestice;

integrisani sud za odvajanje (170) konfigurisan da prihvata vršni proizvod, pri čemu integrisani sud za odvajanje (170) obuhvata:

kućište;

uređaj za separaciju čvrstih supstanci (47) smešten u kućište radi odvajanja drugih čestica iz vršnog proizvoda dajući prvi tok (147a), koji uključuje konvertovanu ugljovodoničnu frakciju, prve čestice i noseći fluid odnosno reakcioni proizvod nosećeg fluida, i drugi tok (147b), koji uključuje razdvojene druge čestice;

jedan ili više ciklona (176) smeštenih u kućištu, za odvajanje prvog toka (147a) i dobijanje frakcije čvrstih supstanci, uključujući prve čestice, i parne frakcije, uključujući konvertovanu ugljovodoničnu frakciju i noseći fluid odnosno reakcioni proizvod nosećeg fluida; unutrašnji sud (173) smešten u kućištu koji prima drugi tok (147b) uključujući razdvojene druge čestice;

prstenasti region (178) između kućišta i unutrašnjeg suda (173) namenjen za prijem frakcije čvrstih supstanci uključujući prve čestice;

izlaz pare (179) za rekuperisanje parne frakcije;

protočnu liniju (175a) za dovođenje frakcije čvrstih supstanci iz prstenastog regiona (178) u regenerator (17); i

protočnu liniju (174a) za povećanje koncentracije drugih čestica u uzlaznom reaktoru (171) dovođenjem razdvojenih drugih čestica iz unutrašnjeg suda (173) u uzlazni reaktor (171), pri čemu se razdvojene druge čestice mešaju sa smešom prvih čestica i drugih čestica iz regeneratora (17).

8. Sistem iz zahteva 7, koji dalje obuhvata:

drugi reaktor (3) konfigurisan da prihvata drugu ugljovodoničnu sirovinu (2) i smešu prvih čestica i drugih čestica iz regeneratora (17), pri čemu se smeša prvih i drugih čestica dovodi u kontakt sa drugom ugljovodoničnom sirovinom (2) radi krekovanja druge ugljovodonične sirovine (2) i formiranja drugog efluenta iz reaktora koji obuhvata lakše ugljovodonike i smešu prvih i drugih čestica;

separator (8) konfigurisan da prihvata drugi efluent iz reaktora i da razdvoji prve i druge čestice od lakših ugljovodonika i konvertovanog ugljovodoničnog efluenta.

9. Sistem iz zahteva 7, koji dalje obuhvata:

protočnu liniju za dovođenje svežih drugih čestica u uzlazni reaktor (171); i

protočnu liniju (42) za dovođenje svežih prvih čestica u regenerator (17).

10. Sistem iz zahteva 7, koji dalje obuhvata:

sistem za frakcionisanje konfigurisan da prihvata i parnu frakciju rekuperisanu preko izlaza pare (179) i ugljovodonični proizvod rekuperisan iz separatora (8) i za separaciju ugljovodoničnih proizvoda u njemu na dve ili više ugljovodoničnih frakcija uključujući ligroinsku frakciju; i

protočnu liniju (143) za dovođenje ligroinske frakcije u uzlazni reaktor (171) kao ugljovodonične sirovine.

11. Sistem iz zahteva 7, koji dalje uključuje kontroler konfigurisan da podešava podeoni odnos pare u uređaju za separaciju čvrstih supstanci (47) kako bi se deo drugog katalizatora preneo u prvi tok (147a).