УСТАНОВКА ДЛЯ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА С ДВУМЯ СТОЯКОВЫМИ РЕАКТОРАМИ ДЛЯ УВЕЛИЧЕННОГО ВЫХОДА ЛЕГКОГО ОЛЕФИНА Российский патент 2015 года по МПК C10G11/18 C10G51/00 

Притязание на приоритет предшествующей национальной заявки Данная заявка испрашивает приоритет в отношении заявки США №13/325,292, поданной 14 декабря 2011.

Область техники, к которой относится изобретения

Настоящее изобретение относится к увеличению выходов этилена и пропилена в процессах нефтепереработки. Более конкретно, изобретение относится к способу повышения выходов этилена и пропилена энергетически эффективным способом.

Уровень техники

В типичных процессах переработки, вакуумный газойль, полученный в вакуумной дистилляционной колонне, подают в зону каталитического крекинга для получения нафты и дистиллятного топлива, которые выше в цене. При работе в этом направлении, зона каталитического крекинга работает при заданном наборе условий для повышения выхода этих целевых продуктов. В течение реакций крекинга, углерод в виде кокса осаждается на поверхности катализатора. Кокс выжигают из катализатора в зоне регенерации в присутствии кислорода, чтобы усилить сгорание. Поскольку количество кокса настолько большое, а сгорание настолько интенсивное, то охладители катализатора иногда используют для снижения температуры катализатора до того, как повторно вводят в зону каталитического крекинга.

Однако когда цель заключается в том, чтобы получить легкие олефины, такие как этилен и пропилен, катализаторы и условия процесса, способствующие процессам каталитического крекинга, используемые для снижения средней молекулярной массы газойля или остаточного нефтяного топлива («нефтяных остатков») не являются оптимальными для преобразования нафты из зоны каталитического крекинга в легкие олефины, такие как этилен и пропилен. Является выгодным отделить зону каталитического крекинга от зоны получения олефинов.

Когда реакционные зоны и зоны регенерации для каталитического крекинга и зоны получения олефинов разделили, было установлено, что меньше кокса осаждается на поверхности катализатора для получения олефина из-за природы исходного сырья для процесса. Легкие углеводороды, такие как нафта или легкая нафта, производят значительно меньше кокса, чем нефтяные остатки (кубовые остатки) или газойли. Сжигание кокса может быть недостаточным для обеспечения достаточного тепла в зоне получения олефинов для эффективного производства олефинов. Было обнаружено, что существовала необходимость в данной области техники в отношении способа разделения функций каталитического крекинга и получения олефинов, сохраняя при этом приемлемый выход легких олефинов. Также существовала потребность в данной области в отношении процесса или реакторной системы, которая генерирует легкие олефины более энергосберегающим образом.

Краткое изложение сущности изобретения

Эти и другие потребности хотя бы частично решены с помощью описанного здесь изобретения. Способ улучшения выхода этилена и пропилена из исходного сырья легкой нафты включает получение исходного сырья легкой нафты из зоны первичного крекинга, содержащей катализатор крекинга. Исходное сырье легкой нафты взаимодействует с катализатором получения олефинов в зоне получения олефинов для получения потока, обогащенного этиленом и пропиленом. После реакции с катализатором получения олефинов, поток, обогащенный этиленом и пропиленом, отделяют от катализатора получения олефинов в зоне сепаратора. По крайней мере, часть катализатора получения олефинов регенерируют путем выжигания кокса, осажденного на поверхности катализатора получения олефина в кислородсодержащей среде и, по меньшей мере, часть катализатора получения олефинов нагревают. Приведенные этапы могут быть одинаковыми или же они могут быть разными. В некоторых вариантах осуществления изобретения, по меньшей мере часть катализатора получения олефинов может быть ни регенерированной, ни нагретой. Катализатор получения олефинов возвращают в зону получения олефина.

Разделение первичной зоны крекинга и зоны получения олефина позволяет оптимизировать каждый из этих процессов. Различные катализаторы могут быть использованы в каждой реакционной зоне. Рабочие условия выбирают в зоне крекинга и зоне получения олефинов, что увеличивает выход желаемых продуктов, таких как этилен и пропилен.

Нагревание катализатора дополнительно улучшает выход желательных легких олефинов, таких как этилен и пропилен. Обеспечение дополнительного тепла к катализатору получения олефинов предусматривает подходящие выходы легких олефинов, независимо от низкого отложения кокса на катализаторе получения олефинов по сравнению с коксом, генерируемым в обычной зоне каталитического крекинга при обработке газойлей или нефтяных остатков. Даже когда регенерация катализатора получения олефинов не вырабатывает достаточное количество тепла, чтобы привести катализатор получения олефина к оптимальной температуре для оптимального получения олефинов, улучшенные выходы могут быть достигнуты путем подачи тепла извне. Увеличение тепла в зоне получения олефинов повышает температуру реакции и повышает выход целевых легких олефинов. Кроме того, когда олефины нагревают, используя источник тепла избытка или отработанного тепла, энергоэффективность переработки нефти улучшается.

Подробное описание фигур

Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение первого варианта осуществления изобретения;

фиг. 2 представляет собой схематическое изображение второго варианта осуществления изобретения;

фиг. 3 представляет собой схематическое изображение третьего варианта осуществления изобретения;

фиг. 4 представляет собой схематическое изображение четвертого варианта осуществления изобретения; и

фиг. 5 представляет собой схематическое изображение пятого варианта осуществления изобретения.

Подробное раскрытие изобретения

Обращаясь к фиг. 1, исходное сырье легкую нафту 12 получают из первичной зоны каталитического крекинга 14, использующего катализатор крекинга 16 для процесса, в целом 10, для повышения выхода этилена и пропилена. Любой процесс каталитического крекинга или устройство могут быть использованы в качестве первичной зоны крекинга 14, включая приспособленные к способу каталитического крекинга исходного сырья 20, которые включают, но не ограничиваются, атмосферные или вакуумные остаточные нефтяные топлива, атмосферные или вакуумные газойли, или исходное сырье для получения олефинов для нефтепродуктов. Примеры таких процессов включают способ каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором ("FCC"), способ FCC остаточного нефтяного топлива ("RFCC") или способ PetroFCC®, крекинг процесс, предназначенный для оптимизации олефинов, все запатентованные UOP, LLC.

В некоторых иллюстративных вариантах осуществления изобретения, зона каталитического крекинга 14 использует способ с псевдоожиженным слоем. Катализатор крекинга 16 объединяют с транспортирующим газом (газом, применяемым для газлифта) и исходным сырьем каталитического крекинга 20 на входе в первый стояк-реактор 22. Поскольку эти компоненты проходят по всей длине стояке реактора, исходное сырье каталитического крекинга 20 реагирует в присутствии катализатора крекинга 16, чтобы генерировать продукты 28 с более низкой молекулярной массой, чем исходное сырье каталитического крекинга 20. Типичные продукты 28 включают легкий рецикловый газойль 24, легкую нафту 12 и поток легких фракций 26. Для целей настоящего изобретения, легкой нафтой 12 считается например, C₄-C₁₀-нафта, предпочтительно C₄-C₇ легкая нафта с содержанием олефинов по крайней мере 5 масс.% и предпочтительно по меньшей мере от 10 до 30 масс.%.

В зоне каталитического крекинга 14, исходное сырье каталитического крекинга 20 контактирует с катализатором крекинга 16, что способствует крекингу тяжелых масел в более легкие, более ценные продукты. Катализаторы, которые ускоряют крекинг включают, но не ограничиваются ими, молекулярные сита с большим размером пор. Как правило, молекулярные сита с большим размером пор имеют поры с отверстиями больше, чем 0,7 нм в эффективном диаметре, определенном выше, чем 10 и обычно 12-членных колец. Индексы размера пор крупных пор составляют выше 31. Подходящие компоненты цеолита с большим размером пор включают синтетические цеолиты, такие как цеолиты X-типа и Y-типа, морденит и фожазит. Было обнаружено, что цеолиты Y с низким содержанием редкоземельного металла являются предпочтительными в качестве компонента катализатора крекинга. Низкое содержание редкоземельного элемента обозначает меньше, чем или равное 1,0 масс.% оксида редкоземельного металла на часть цеолита катализатора. Octacat™ катализатор, полученный W.R. Grace & Co является примером подходящего Y-цеолитного катализатора с низким содержанием редкоземельного элемента.

Зона крекинга работает при любых полезных условиях способа. Температура находится в диапазоне от 510°C (950°F) до 593°C (1100°F). Давление варьируется от 24,7 фунтов на квадратный дюйм (170,3 кПа) до 64,7 фунтов на квадратный дюйм (446 кПа). Соотношение катализатора к нефти составляет от 1 до 30, предпочтительно от 1 до 20. Вариации этих условиях существуют из-за различий в исходном сырье, катализаторе и технологического оборудования. Время пребывания исходного сырья каталитического крекинга 20 в контакте с катализатором крекинга 16 в стояке реактора 22 составляет от 0,1 до 5 секунд, предпочтительно менее, чем или равно 2 секунды. Точное время пребывания зависит от качества исходного сырья каталитического крекинга 20, конкретного катализатора 16 и распределения желаемого продукта 28. Краткое время пребывания гарантирует, что желаемые продукты не превращаются в нежелательные продукты. Таким образом, диаметр и высота стояка реактора 22 может изменяться для получения желаемого времени пребывания.

В верхней части зоны каталитического крекинга 14, катализатор крекинга 16 смещен от исходного сырья каталитического крекинга 20 и транспортирующего газа в первую зону сепаратора 30. В системе с псевдоожиженным слоем, некоторые из катализаторов крекинга 16 падают под действием силы тяжести в области пониженного давления. Один или несколько циклонов 32 могут быть необязательно использованы для улучшения отделения катализатора крекинга 16 от продуктов каталитического крекинга 28.

Так как основное исходное сырье каталитического крекинга 20 реагирует с катализатором крекинга 16, кокс осаждается на катализаторе крекинга 16, вызывая снижение активности катализатора. Активность катализатора восстанавливается путем выжигания катализатора крекинга 16 в присутствии кислорода из источника кислорода 35 в первичной зоне регенерации 36. Первая сепараторная зона 30 соединена по текучей среде с первичной зоной регенерации 36, например, с использованием первого трубопровода 38, чтобы нести катализатор крекинга 16 из первой зоны разделения 30 к первичной зоне регенератора 36. Воздух обычно используется в качестве источника кислорода 35. Поскольку кокс горит, вырабатываются тепловые и горячие газообразные продукты горения. Тепловыделение регулируется путем контролирования количества кислорода, топлива или двух условий, обеспечиваемых для первичной зоны регенерации 36. Когда существенная часть кокса была выжжена с поверхности катализатора крекинга 16, катализатор крекинга 16 отделяют от газообразных продуктов сгорания и выводят из первичной зоны регенерации 36. Газообразные продукты сгорания удаляются как дымовой газ 40. В некоторых вариантах осуществления изобретения, где есть большие отложения кокса, катализатор крекинга 16 охлаждают в охладителе катализатора (не показано). Зона регенерации 36 соединена по текучей среде с зоной крекинга 14, например, через второй трубопровод 41.

Вытекающий поток продукта 28 из первичной зоны крекинга 14 обычно обрабатывают через секцию извлечения продукта 42. Метан, этан, этилен, пропан, пропилен, легкая нафта, тяжелая нафта, рецикловый газойль и газойль все представляют собой потенциальные продукты, извлеченные из первичной зоны крекинга продукта 28. Точные продукты 28, полученные из процесса каталитического крекинга зависят от выбранного исходного сырья каталитического крекинга 20, точных условий способа, выбранного катализатора крекинга 16, процессов последующей обработки, которые доступны и текущие, относительно экономической ценности продукты. Легкая нафта 12 из секции извлечения продукта 42 предоставляется в качестве исходного сырья для зоны производства олефинов 50, например, C₄-C₁₀ нафта, предпочтительно C₄-C₇ легкая нафта с содержанием олефинов по крайней мере 5 масс.% и предпочтительно по меньшей мере 10-30 масс.%.

По меньшей мере в одном варианте осуществления изобретения, зона получения олефина 50 представляет собой зону с псевдоожиженным слоем или зону с псевдоожиженным слоем, оптимизированную для получения легких олефинов. Катализатор получения олефина 52 представляет собой катализатор в виде небольших частиц. Исходный поток легкой нафты 12 контактирует с катализатором получения олефина 52 в зоне получения олефина 50. Во втором стояке реактора 54, катализатор получения олефина 52 расщепляет сырье и производит олефиновый продукт, поскольку двигается вверх реактора 54. В конце второго стояка реактора 54, поток продукта, обогащенный олефином 56, который теперь обогащен этиленом и пропиленом, и катализатор получения олефинов 52, перемешанные в углеводородных газах, вводят во вторую зону разделения 60 и разделяют. Полученные в виде продукта углеводороды, обогащенные олефином 56, выводят из верхней части второй зоны разделения 60, а катализатор получения олефинов 52 опускается вниз под действием силы тяжести. Как и в первой зоне разделения 30, циклоны 62 необязательно присутствуют во второй зоне разделения 60 для повышения отделение катализатора получения олефинов 52 от продукта, обогащенного олефином 56. Вторая зона разделения 60 соединена по текучей среде с регенератором 64 в отношении катализатора получения олефинов 52. Одним из примеров такого соединения по текучей среде является третий трубопровод 66 из второй зоны разделения 60 в регенератор 64 в отношении катализатора получения олефинов 52. Любое оборудование, которое может произвести такое разделение может быть использовано, в том числе, но не ограничиваясь ими, циклонные сепараторы 62, как описано выше. После разделения катализатора получения олефинов 52, продукт, обогащенный олефином 56, выходит из второй зоны разделения 60.

Катализатор крекинга 16 обладает селективностью в отношении крекинга и селективностью в отношении олефинов. Кроме того, катализатор получения олефинов 52 обладает селективностью в отношении крекинга и селективностью в отношении получения олефинов. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, селективность в отношении крекинга катализатора крекинга 16 больше, чем селективность катализатора получения олефинов 52, в то время как селективность в отношении получения олефинов катализатора получения олефинов 52 больше, чем у катализатора крекинга 16. Другими словами, катализатор крекинга 16 является более селективным по отношению к крекингу, чем катализатор получения олефинов катализатор 52, и катализатор получения олефинов 52 является более селективным в отношении получения олефинов, чем катализатор крекинга 16.

Исходный сырьевой поток легкой нафты 12 направляют в зону получения олефина 54, где она реагирует в присутствии катализатора получения олефинов 52. Любой известный катализатор получения олефинов 52 может быть использован. Для целей данного документа, легкие олефины определяются как C₃-олефины, включая этилен и пропилен. Катализатор получения олефинов необязательно представляет собой катализатор, содержащий цеолиты со средней до сильной кислотностью по Бренстеду, на примере ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-38, ZSM-48, и других подобных материалов. Патент США №3702886, который включен в данное описание в качестве ссылки, описывает ZSM-5 более подробно. Другие подходящие цеолиты включают ферриерит, эрионит и ST-5, разработанный Petroleos de Venezuela, S.A. Предпочтительно цеолит диспергируют на матрице, содержащей связующий материал, такой как оксид кремния или оксид алюминия и инертный материал наполнителя, такой как каолин. Эти каталитические композиции имеют содержание кристаллического цеолита от 10 до 25 масс.% или более и содержание материала матрицы от 75 до 90 масс.%. Предпочтительны катализаторы, содержащие 25 масс.% кристаллических цеолитных материалов. Большее содержание кристаллического цеолита может быть использовано в этом катализаторе, при условии, что они имеют удовлетворительную стойкость к истиранию. Цеолиты со средними и более мелкими порами и низким соотношением Si/Al являются предпочтительными, так как они, как правило, обеспечивают сильную кислотность по Бренстеду. Катализатор зоны крекинга может также содержать другой активный материал, такой как бета-цеолит.

Любые пригодные условия способа могут быть использованы в зоне получения олефинов. Температура находится в диапазоне от 530°C (986°F) до 650°C (1202°F). Давление варьируется от 14,7 фунтов на квадратный дюйм (101,3 кПа) до 64,7 фунтов на квадратный дюйм (446 кПа). Соотношение катализатора к нефти составляет от 1 до 30, предпочтительно от 1 до 20. Вариации этих условий существуют из-за различий в исходном сырье, катализаторе и технологического оборудования способа. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения, зона получения олефина 54 имеет давление на 5 фунтов на квадратный дюйм давления (34,5 кПа), чем давление в зоне каталитического крекинга 14. Время пребывания для потока легкой нафты 12 в контакте с катализатором получения олефинов 52 в стояке реактора 50, составляет от 0,1 до 5 секунд. Точное время пребывания зависит от качества исходного потока легкой нафты 12, конкретного катализатора получения олефинов 52 и распределения желаемого продукта 56. Краткое время пребывания гарантирует, что желаемые продукты, такие как легкие олефины, не преобразуются в нежелательные продукты. Таким образом, диаметр и высоту реактора 50 можно варьировать для получения желаемого времени пребывания.

Кокс образует слой на катализаторе получения олефинов 52, а также на катализаторе крекинга 16, и должен быть сожжен во второй зоне регенерации 64, аналогично стадии в первой зоне регенерации 36. Условия способа выбирают из тех же диапазонах, как и в первой зоне регенерации 36. Однако кокс накапливается на катализаторе получения олефинов 52, в меньшей степени, чем катализатора крекинга 16. Использование легкой нафты в качестве сырья 16, которая легче по весу, чем исходное сырье каталитического крекинга 20 вызывает осаждение меньшего количества кокса на катализаторе. Поскольку имеется меньше кокса, чтобы сжигать, генерируются более низкие температуры во второй зоне регенерации 64 и нагревают катализатор олефина 52 до более низкой температуры. Именно по этой причине, что температуры в зоне получения олефина 54 могут быть не в состоянии поддерживать реакцию крекинга олефина, или, если устойчивые, могут привести к неприемлемым выходам легких олефинов. Эндотермические реакции в зоне получения олефинов 54 вызывают дальнейшее снижение температуры катализатора получения олефина 52. Катализатор получения олефина 52 регенерируют в среде, включающей кислород из источника кислорода 35, чтобы произвести дымовой (топочный) газ 70. Хотя источник кислорода 35 показан как возникающий из общего источника, такого как основной воздушный компрессор, следует понимать, что источник кислорода не важен для настоящего изобретения, и что кислород в регенераторе 64 в отношении катализатора получения олефинов 52, необязательно происходит из другого источника (не показан). Регенератор 64 в отношении катализатора получения олефинов 52 соединен по текучей среде с зоной получения олефина 54 для передачи катализатора получения олефинов 52, как по четвертому трубопроводу 72.

Для увеличения температуры катализатора получения олефинов 52 и обеспечения чтобы температура реакции была достаточной в зоне получения олефинов 54, нагреватель катализатора 80 размещают на пути, проходимого катализатора получения олефинов 52 между второй зоной сепаратора 60 и входом в зону получения олефина 54. Нагреватель катализатора 80 соединен по текучей среде с источником горячих газообразных продуктов сгорания, индивидуально описанных ниже. По крайней мере, четыре варианта осуществления изобретения, описанные ниже, демонстрируют использование нагревателя 80. Как показано на фиг. 1, тепло подают в зону получения олефина 54, принимая часть 82 катализатора получения олефинов 52 из второго сепаратора 60 и передают его через нагреватель катализатора 80. Нагреватель катализатор 80 соединен по текучей среде со второй зоной сепаратора 60, чтобы получить катализатор, и с зоной получения олефинов 54 для выгруза катализатора. Нагреватель катализатор 80 нагревает косвенно катализатор получения олефинов 52 и иллюстрируется с помощью теплообменника. Одним из примеров подходящего теплообменника 80 является кожухотрубный теплообменник, где катализатор получения олефинов 52 занимает межтрубное пространство реактора. Горячие газообразные продукты сгорания протекают через трубное пространство теплообменника, обеспечивая тепло для катализатора получения олефинов 52, который возвращается в зону получения олефина 54 через трубопровод 84.

Существует несколько источников для горячих газообразных продуктов сгорания в нефтепереработке. В некоторых случаях, источником для горячего газа сгорания является первичная зона регенерации 36. Каталитический крекинг более тяжелого исходного сырья 20, в частности нефтяных кубовых остатков, осаждает большие количества кокса, который при сгорании генерирует большое количество тепла. Дымовой газ из первичной зоны регенерации 36 направляют в трубное пространство нагревателя 80. После нагрева в межтрубном пространстве нагревателя катализатора 80, катализатор получения олефина 52 возвращается ко входу в зону получения олефина 54. В этом варианте осуществления изобретения, часть катализатора получения олефина 52, который нагревают обходит регенератор 64 для катализатора получения олефина 52 и повторно вводят в зону получения олефинов 54 без сжигания кокса с поверхности. Там, где накопление кокса является низким, получают больше тепла нагреванием, чем регенерацией этой части катализатора получения олефина 52.

Обращаясь к фиг. 2, показан второй вариант осуществления изобретения, в целом 10′, в котором катализатор получения олефина 52 нагревают по пути, он проходит между выходом из регенератора 64 в отношении катализатора получения олефина 52 и входом в зону получения олефинов 54. Нагреватель 80′ расположен, чтобы принимать по меньшей мере часть катализатора получения олефина 52 из зоны регенерации 64 для катализатора получения олефина 52. Горячие газообразные продукты сгорания 40 из первичной зоны регенерации 36 обеспечивают тепло, которое передают в трубу 85 для катализатора получения олефина 52. Если нагревают меньше, чем весь катализатор получения олефина 52, нагретую часть снова объединяют с не нагретой частью. Катализатор получения олефина 52 затем направляют ко входу зоны получения олефина 54.

При необходимости, часть катализатора получения олефинов 52 может быть рециркулирована по трубопроводу 84′ ко входу зоны получения олефинов 54 без нагревания.

Обращаясь к фиг. 3, показан третий вариант осуществления изобретения, в целом обычно 10″, в котором по меньшей мере часть катализатора получения олефинов 52 нагревают по пути, он проходит между второй зоной сепаратора 60 и входом в регенератор 64. Нагреватель 80″ расположен, чтобы принять по крайней мере часть катализатора получения олефинов 52 из второй зоны сепаратора 60. Горячие газообразные продукты сгорания 40 из первичной зоны регенерации 36 обеспечивают тепло, которое передают в трубу 85 для катализатора получения олефинов 52. Катализатор получения олефинов 52 затем направляют ко входу в зону получения олефинов 54 через трубопровод 72. Необязательно, часть катализатора получения олефинов 52 может быть рециклизована через трубопровод 84″ на вход в зону получения олефинов 54 без нагревания.

В других вариантах осуществления изобретения, горячий газообразный продукт сгорания в нагреватель 80 из первичной зоны регенерации 36 заменяют или дополняют топочным газом 86, затем сжигают для получения дополнительных газообразных продуктов сгорания и тепла. Так как газообразные продукты сгорания обычно имеют остаточный кислород, то не всегда необходимо подавать дополнительный кислород, однако, добавление добавочного источника кислорода, например, воздуха, является дополнительным вариантом. Четвертый вариант осуществления изобретения, ниже, в целом, 10″ является одним из примеров добавления источника топлива 86 на любой из нагревателей 80, 80′, 80″ в настоящем изобретении.

Обращаясь к фиг. 4, дополнительное топливо 86 и кислород из источника кислорода 35′′′ сжигают в дополнительном нагревателе 90, таком как горелка с прямым сжиганием воздуха. Горячие газообразные продукты сгорания 92 из дополнительного нагревателя 90, передаются в нагреватель катализатора получения олефинов 80′′′, где часть тепла передают катализатору получения олефинов 52. Катализатор получения олефинов возвращают на вход зоны получения олефинов 54 через трубопровод 84′′′. После прохождения через нагреватель катализатора для получения олефинов 80′′′, горячие газообразные продукты сгорания поступают в первичный крекинг-регенератор 36. Там горячие газы нагревают катализатор крекинга 16 и инициируют сгорание, чтобы сжечь кокс. Кроме того, горячие газообразные продукты сгорания 92 могут быть отправлены в регенератор 64, или же они могут быть разделены между регенератором первичного крекинга 36 и регенератором 64.

Дополнительное топливо 86 выбирают из любого количества газообразных потоков от нефтеперерабатывающего завода или соответствующего предприятия нефтехимического профиля. Примеры дополнительного топлива включают метан, этан, пропан, смеси метана и водорода, смеси C₄-углеводородов, смеси водорода, метана и этана, и тому подобное.

Дополнительный нагреватель может быть использован с любым из описанных вариантов осуществления изобретения, как должно быть понятно специалистам в данной области.

В другом варианте осуществления изобретения, катализатор непосредственно нагревают горячими газообразными продуктами сгорания из зоны первичной регенерации, вместо того, чтобы косвенно нагреть в нагревателе. Как показано на фиг. 5, горячие газообразные продукты сгорания 40 из первичной зоны регенерации 36, передают в регенератор 64 через трубу 85. Основной процесс может быть FCC, RFCC или PetroFCC. Первичная зона регенерации может работать как зона с частичным сгоранием или как зона общего сгорания, по желанию. Если используется частичное горение, зона вторичной регенерации преобразует CO в CO₂ и восстанавливает тепло из топочного газа. В некоторых вариантах осуществления изобретения, достаточное количество тепла может быть выработано в регенераторе катализатора для получения олефинов с использованием только части топочного газа из регенератора катализатора крекинга, когда его используют или на частичное или полное сгорание. В этом случае, остальное тепло может быть восстановлено для использования в другом месте в этом процессе.

Тепло от зоны вторичной регенерации топочных газов необязательно может быть восстановлено, как предварительный нагрев для подачи в зону получения олефинов. Подаваемый поток питания в зону получения олефинов может быть весь паром, весь жидкостью или сочетание пара и жидкости.

Необязательно, как описано выше, часть катализатора для получения олефинов 52 можно рециркулировать через трубопровод 84′′′′ для входа в зону получения олефинов зоне 54 без нагревания.

Следует понимать, что признаки любого из вариантов осуществления изобретения, описанные выше, могут быть рекомбинированы с любым другим вариантом осуществления или признаками, раскрытыми здесь. В отношении вариантов осуществления, показанных на фигурах, одинаковые элементы были даны одинаковыми ссылочными позициями. Признаки, измененные из одного варианта осуществления на следующий представлены ′, ″, ′′′, и ′′′′ соответственно.

В то время как конкретные признаки и варианты осуществления способа и системы реактора для повышения выходов этилена и пропилена были показаны и описаны, другие варианты осуществления изобретения будут очевидны специалистам в данной области. Все варианты, рассмотренные как часть настоящего изобретения, определяются формулой изобретения.

Изобретение относится к увеличению выхода этилена и пропилена в процессах нефтепереработки. Изобретение касается способа улучшения выхода этилена и пропилена из исходного сырья легкой нафты, включает получение исходного сырья легкой нафты из первичной зоны крекинга, содержащей катализатор крекинга. Исходное сырье легкой нафты взаимодействует с катализатором получения олефинов в зоне получения олефинов, с получением потока, обогащенного этиленом и пропиленом. После реакции с катализатором получения олефинов поток, обогащенный этиленом и пропиленом, отделяют от катализатора получения олефинов в зоне сепаратора. По крайней мере часть катализатора получения олефинов регенерируют путем выжигания кокса, осажденного на поверхности катализатора получения олефинов в кислородсодержащей среде, и по меньшей мере часть катализатора получения олефинов нагревают посредством теплообмена с потоком горячего газообразного продукта сгорания, при этом по меньшей мере часть горячего газообразного продукта сгорания представляет собой дымовой газ из регенератора катализатора для катализатора крекинга. Катализатор получения олефинов возвращают в зону получения олефинов. Изобретение также касается устройства для обработки легкой нафты из зоны каталитического крекинга для получения этилена и пропилена. Технический результат - повышение выходов этилена и пропилена энергетически эффективным способом. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ улучшения выхода этилена и пропилена из исходного сырья легкой нафты, включающий:
получение исходного сырья легкой нафты (12) из зоны первичного крекинга (14), содержащей катализатор крекинга (16);
контактирование исходного сырья легкой нафты (12) с катализатором получения олефинов (52) в зоне получения олефинов (50) для получения потока, обогащенного этиленом и пропиленом (56);
отделение катализатора получения олефинов (52) из потока, обогащенного этиленом и пропиленом (56)в зоне сепаратора (60);
регенерацию по меньшей мере части катализатора получения олефинов (52) путем выжигания кокса, осажденного на поверхности катализатора получения олефинов (52) в кислородсодержащей среде;
нагрев по меньшей мере части катализатора получения олефинов (52) посредством теплообмена с потоком горячего газообразного продукта сгорания, при этом по меньшей мере часть горячего газообразного продукта сгорания представляет собой дымовой газ из регенератора катализатора (36) для катализатора крекинга (16); и
возвращение катализатора получения олефинов (52) в зону получения олефина (50).

2. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере часть горячего газообразного продукта сгорания возникает из вспомогательного нагревателя (90), сжигающего вспомогательное топливо или кислород или обоих.

3. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере часть горячего газообразного продукта сгорания подают в регенератор катализатора (36) для катализатора крекинга (16), или регенератор катализатора (64) для катализатора получения олефинов (52), или в оба после стадии нагревания.

4. Способ по п. 1 или 2, где стадия нагревания дополнительно включает использование теплообменника (80) для передачи тепла от горячих газообразных продуктов сгорания к олефиновому катализатору (52).

5. Способ по п. 1 или 2, где стадия нагревания включает в себя непосредственно нагрев по меньшей мере части катализатора получения олефинов горячими газообразными продуктами сгорания.

6. Способ по п. 1 или 2, дополнительно включающий отделение C₄+ нафты от потока, обогащенного этиленом и пропиленом, и рециркуляцию C₄+ олефинов в зону получения олефинов.

7. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере часть катализатора получения олефинов (52) возвращают в зону получения олефинов (50) без нагрева или регенерации.

8. Устройство для обработки легкой нафты из зоны каталитического крекинга для получения этилена и пропилена, причем устройство содержит:
зону каталитического крекинга (14), содержащую катализатор крекинга (16);
первую зону сепаратора (30) на выходе из зоны каталитического крекинга (14) для отделения потока, выходящего из зоны каталитического крекинга, от катализатора крекинга (16);
регенератор (36) для катализатора крекинга (16), в котором кокс, осажденный на катализаторе крекинга, удаляют путем сжигания, при этом регенератор (36) для катализатора крекинга (16) соединен по текучей среде с первой зоной сепаратора (30), и регенератор (36) для катализатора крекинга (16) связан с входом в зону каталитического крекинга (14);
зона крекинга олефина (50), содержащая катализатор получения олефинов (52);
второй сепаратор (60) на выходе из зоны крекинга олефинов (50) для отделения потока, выходящего из зоны крекинга олефинов, от катализатора получения олефинов (52);
регенератор (64) для катализатора получения олефинов (52), в котором кокс, осажденный на катализаторе получения олефинов (52) удаляют путем выжигания, при этом регенератор (64) для катализатора получения олефинов (52) соединен по текучей среде со второй зоной сепаратора (60), и регенератор (64) для катализатора получения олефинов (52) соединен по текучей среде со входом в зону крекинга олефинов (50); и
нагреватель (80), соединенный по текучей среде с источником горячих газообразных продуктов сгорания для нагрева по меньшей мере части катализатора получения олефинов (52) перед добавлением в зону крекинга олефинов (50).

9. Устройство по п. 8, в котором нагреватель (80) расположен между вторым сепаратором (60) и входом в зону крекинга олефинов (50), или между вторым сепаратором (60) и регенератором (64) для катализатора получения олефинов, или между регенератором (64) для катализатора получения олефинов и входом в зону крекинга олефинов (50).