СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ ДВУХ ПОТОКОВ КАТАЛИЗАТОРА Российский патент 2016 года по МПК B01J37/04 B01J8/18 C10G11/18 

По заявке испрашивается приоритет по заявке на патент США №13/323217, дата подачи 12 декабря 2011 года.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу и устройству для смешивания закоксованного и регенерированного катализаторов. Областью применения изобретения может быть каталитический крекинг в псевдоожиженном слое катализатора (FCC).

Уровень техники

FCC представляет собой процесс конверсии углеводородов, осуществляемый путем контактирования углеводородов в реакционной зоне псевдоожижения с катализатором, образованным из тонкоизмельченного дисперсного материала. Реакция при каталитическом крекинге, в отличие от гидрокрекинга, осуществляется в отсутствие значительного количества добавляемого водорода или потребления водорода. По мере прохождения реакции крекинга на катализаторе образуются отложения значительных количеств высокоуглеродистого материала, называемого коксом, что приводит к получению закоксованного или карбонизированного катализатора. Карбонизированный катализатор часто называют отработанным катализатором. Однако этот термин может быть неправильно истолкован, поскольку карбонизированный катализатор еще обладает значительной каталитической активностью. В емкости реактора от карбонизированного катализатора отделяют парообразные продукты. Карбонизированный катализатор может быть подвергнут десорбированию при использовании инертного газа, такого как водяной пар, в целях десорбирования из карбонизированного катализатора захваченных углеводородных газов. В ходе проведения процесса высокотемпературной регенерации с использованием кислорода в зоне регенерации происходит выжигание из карбонизированного катализатора кокса, который мог быть десорбирован.

Хотя карбонизированный катализатор несет на себе отложения кокса, он еще может оставаться активным. В патентном документе US 3888762 описано смешивание карбонизированного и регенерированного катализаторов для последующего контакта с углеводородным сырьем. Температура регенерированного катализатора может находиться в интервале от 593°С до 760°С (от 1100°С до 1400°F), а температура карбонизированного катализатора - в интервале от 482°С до 621°С (от 900°С до 1150°F). В патентном документе US 5597537 описано смешивание карбонизированного и регенерированного катализаторов в смесительной емкости, осуществляемое для того, чтобы позволить карбонизированному катализатору и регенерированному катализатору достигнуть равновесной температуры перед контактированием катализатора с углеводородным сырьем. В патентном документе US 7935314 описано использование перегородок, установленных в лифт-реакторе для создания препятствия движению катализатора вверх, способствующих смешиванию катализатора. Смешанный катализатор с более равномерной температурой устраняет горячие пятна, которые могут образоваться в ходе неизбирательного крекинга и уменьшить выход нефтепродуктов.

В этой связи желательны усовершенствованные устройство и способы, используемые при смешивании карбонизированного и регенерированного катализаторов.

Раскрытие изобретения

Было установлено, что камера смешивания технологических аппаратов, которые предназначены для обработки больших количеств сырья, становится весьма габаритной, что увеличивает капитальные затраты и требует большего общего количества катализатора для заполнения общего объема технологического аппарата, увеличенного за счет камеры. Однако было обнаружено, что карбонизированный и регенерированный катализаторы могут быть тщательно перемешаны в нижней части лифт-реактора за счет использования камеры, размещенной в указанной нижней части лифт-реактора.

В одном воплощении, относящемся к устройству, настоящее изобретение включает устройство для смешивания двух потоков катализатора, содержащее лифт-реактор. Первый трубопровод для катализатора и второй трубопровод для катализатора сообщаются с лифт-реактором. Камера, размещенная в лифт-реакторе, сообщается с первым трубопроводом для катализатора. Стенка камеры находится на некотором расстоянии от стенки лифт-реактора. Наконец, в камере выполнено отверстие. Согласно одному аспекту отверстие выполнено в стенке камеры.

В соответствии с другим воплощением, относящимся к устройству, настоящее изобретение включает устройство для смешивания двух потоков катализатора, содержащее лифт-реактор. Первый трубопровод для катализатора и второй трубопровод для катализатора сообщаются с лифт-реактором. Камера, размещенная в лифт-реакторе, сообщается с первым трубопроводом для катализатора и вторым трубопроводом для катализатора. Стенка камеры находится на расстоянии от стенки лифт-реактора, и между ними образовано кольцевое пространство (кольцевой зазор). Наконец, в стенке камеры имеется отверстие, расположенное в кольцевом зазоре.

Согласно еще одному воплощению, относящемуся к устройству, настоящее изобретение включает устройство для смешивания двух потоков катализатора, содержащее лифт-реактор. Первый трубопровод для катализатора и второй трубопровод для катализатора сообщаются с лифт-реактором. Камера, размещенная в лифт-реакторе, сообщается с первым трубопроводом для катализатора и вторым трубопроводом для катализатора. Стенка камеры находится на расстоянии от стенки лифт-реактора, и между ними образовано кольцевое пространство. Наконец, отверстие в стенке камеры находится выше самого нижнего участка входного отверстия указанного второго трубопровода для катализатора в указанный лифт-реактор.

В одном воплощении, относящемся к способу, настоящее изобретение включает способ смешивания двух потоков катализатора, включающий подачу первого потока катализатора в пространство между стенкой лифт-реактора и стенкой камеры, размещенной в лифт-реакторе. Второй поток катализатора подают в лифт-реактор. Первый поток катализатора проходит из указанного пространства в отверстие, выполненное в камере. Затем первый поток катализатора и второй поток катализатора транспортируются вверх в лифт-реакторе.

В другом воплощении, относящемся к способу, настоящее изобретение включает способ смешивания двух потоков катализатора, включающий подачу первого потока катализатора из первого трубопровода для катализатора в пространство между стенкой лифт-реактора и стенкой камеры в лифт-реакторе. Второй поток катализатора подают в лифт-реактор. Первый поток катализатора проходит из указанного пространства в отверстие, выполненное в камере. Затем первый поток катализатора и второй поток катализатора транспортируются вверх в лифт-реакторе.

В соответствии с еще одним воплощением, относящимся к способу, настоящее изобретение включает способ смешивания двух потоков катализатора, включающий подачу первого потока катализатора из первого трубопровода для катализатора в размещенную в лифт-реакторе камеру. Второй поток катализатора подают из второго трубопровода для катализатора в пространство между стенкой лифт-реактора и стенкой камеры в лифт-реакторе. Первый поток катализатора проходит из камеры в указанное пространство или второй поток катализатора проходит из указанного пространства в камеру через множество выполненных в камере отверстий. После этого первый поток катализатора и второй поток катализатора транспортируются вверх в лифт-реакторе.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - схематический вид сбоку в вертикальном разрезе FCC установки, в которой используется настоящее изобретение.

Фиг. 2 - вид в разрезе по линии (участка) 2-2 на фиг. 1.

Фиг. 3 - частичный схематический вид сбоку в вертикальном разрезе альтернативного воплощения FCC установки, представленной на фиг. 1, в которой используется альтернативное воплощение настоящего изобретения.

Фиг. 4 - частичный схематический вид сбоку в вертикальном разрезе альтернативного воплощения FCC установки, представленной на фиг. 1, в которой используется альтернативное воплощение настоящего изобретения.

Фиг. 5а, 5b и 5с - виды в разрезе по линии 5-5 на фиг. 4.

Фиг. 6 - частичный схематический вид сбоку в вертикальном разрезе альтернативного воплощения FCC установки, представленной на фиг. 4, в которой используется альтернативное воплощение настоящего изобретения.

Фиг. 7 - частичный схематический вид сбоку в вертикальном разрезе альтернативного воплощения FCC установки, представленной на фиг. 4, в которой используется альтернативное воплощение настоящего изобретения.

Фиг. 8 - вид в разрезе по линии 8-8 на фиг. 7.

Фиг. 9 - частичный схематический вид сбоку в вертикальном разрезе альтернативного воплощения FCC установки, представленной на фиг. 4, в которой используется альтернативное воплощение настоящего изобретения.

Фиг. 10 - частичный схематический вид сбоку в вертикальном разрезе альтернативного воплощения FCC установки, представленной на фиг. 4, в которой используется альтернативное воплощение настоящего изобретения.

Фиг. 11 - вид в разрезе по линии 11-11 на фиг. 10.

Определения

Термин «сообщение» означает, что при функционировании установки между перечисленными компонентами установки обеспечивается поток материала.

Термин «сообщение ниже по потоку» означает, что при функционировании установки по меньшей мере часть материала, проходящего к объекту, сообщающемуся ниже по потоку, может проходить от субъекта, с которым сообщается указанный объект.

Термин «сообщение выше по потоку» означает, что при функционировании установки по меньшей мере часть материала, проходящего от субъекта, сообщающегося выше по потоку, может проходить к объекту, с которым сообщается указанный субъект.

Термин «непосредственное сообщение» означает, что поток от компонента, находящегося выше по потоку, поступает в компонент, находящийся ниже по потоку, без прохождения через промежуточную емкость.

Термин «подача» означает, что сырье проходит из трубопровода или емкости непосредственно к объекту без прохождения через промежуточную емкость.

Термин «прохождение (транспортирование)» включает «подачу» и означает, что материал транспортируется от трубопровода или емкости к объекту.

Осуществление изобретения

Устройство и способ согласно настоящему изобретению предназначены для смешивания регенерированного катализатора и карбонизированного катализатора для последующего контактирования с углеводородным сырьем. Настоящее изобретение может быть подходящим для использования в любом оборудовании для контактирования газа и твердых частиц. Однако практическая полезность и эффективность изобретения выявлена в FCC установке. На фиг. 1 представлена FCC установка 8, которая содержит реактор 20 и регенератор 50. Первый трубопровод 12 для регенерированного катализатора транспортирует первый поток регенерированного катализатора с определенным расходом, регулируемым с помощью регулирующего клапана 14, из регенератора 50 через входное отверстие 15 регенерированного катализатора первого трубопровода 12 для регенерированного катализатора в лифт-реактор 10. Второй трубопровод 52 для карбонизированного катализатора транспортирует второй поток карбонизированного катализатора из реактора 20 с расходом, регулируемым с помощью регулирующего клапана 53, через входное отверстие 97 карбонизированного катализатора второго трубопровода 52 для карбонизированного катализатора в лифт-реактор 10.

Лифт-реактор 10 представляет собой протяженную вертикальную трубу, обычно изготовленную из углеродистой стали. Лифт-реактор 10 может быть выполнен с увеличенной нижней частью 11 и более узкой верхней частью 17. Увеличенная нижняя часть 11 может иметь больший диаметр, чем более узкая верхняя часть 17 лифт-реактора. Увеличенная нижняя часть 11 лифт-реактора может иметь полусферическое днище. Увеличенная нижняя часть 11 может содержать переходный участок 13 в форме усеченного конуса, который сужается от большего диаметра нижней части к меньшему диаметру верхней части 17 лифт-реактора.

Первый трубопровод 12 для регенерированного катализатора и второй трубопровод 52 для карбонизированного катализатора могут быть присоединены к указанной нижней части 11 у стенки 90 нижней части посредством входных отверстий 15 и 97, соответственно. В одном аспекте один или оба из первого трубопровода 12 для регенерированного катализатора и второго трубопровода 52 для карбонизированного катализатора не проходят в лифт-реактор 10 дальше стенки 90 увеличенной нижней части 11. Вся внутренняя поверхность лифт-реактора 10 может быть покрыта жаростойким материалом.

Псевдоожижающая среда, в частности водяной пар, из сопла 16 и кольцевого распределителя 19, установленных в нижней части 11, побуждает катализатор перемещаться вверх через лифт-реактор 10 с относительно высокой плотностью. Множество распределителей 18 сырья (сырьевых форсунок), установленных в верхней части 17 лифт-реактора 10 немного выше переходного участка 13, вводят углеводородное сырье в движущийся поток частиц катализатора для распределения углеводородного сырья в лифт-реакторе 10. При контактировании углеводородного сырья с катализатором в лифт-реакторе 10 более тяжелое углеводородное сырье подвергается крекингу с получением продукта в виде более легких газообразных углеводородов, при этом на частицах катализатора осаждается кокс, и катализатор становится карбонизированным катализатором.

Подходящим исходным сырьем является традиционное сырье FCC процесса и исходное сырье, содержащее более высококипящие углеводороды. Наиболее распространенным традиционным сырьем является «вакуумный газойль» (ВГО), который, как правило, представляет собой углеводородный материал, выкипающий в интервале температур от 343°С до 552°С (от 650 до 1025°F), полученный путем вакуумной перегонки остатка атмосферной перегонки. Такой углеводородный материал обычно характеризуется низким содержанием предшественников кокса и примесей тяжелых металлов, которые могут загрязнять катализатор.

Исходное сырье в виде тяжелых углеводородов, к которому может быть применено настоящее изобретение, включает тяжелые кубовые остатки, полученные из сырой нефти, сырую нефть для получения вязких битумов, сланцевую нефть, экстракт битуминозного песка, деасфальтированный остаток, продукты ожижения угля, атмосферную и вакуумную слабо крекированную нефть. Тяжелое углеводородное сырье для настоящего изобретения включает также смеси перечисленных выше углеводородов, и приведенный выше их перечень не является исчерпывающим. Кроме того, в качестве подходящего сырья рассматривается легкое рецикловое или предварительно подвергнутое крекингу сырье, например нафта.

Реактор 20 ниже по потоку сообщается с лифт-реактором 10. В реакторе происходит разделение карбонизированного катализатора и газообразного продукта. Полученная смесь из карбонизированного катализатора и углеводородов газообразного продукта непрерывно перемещается вверх через лифт-реактор 10 в реактор 20, в котором происходит разделение карбонизированного катализатора и газообразного продукта. Пара отводящих элементов 22 может тангенциально и в горизонтальном направлении выгружать смесь газа и катализатора с верха лифт-реактора 10 через одно или большее число выпускных отверстий 24 (на фиг. 1 показано только одно отверстие) в разделительную емкость 26, предназначенную для частичного отделения газов от катализатора. В зависимости от размеров FCC установки могут быть использованы два, три или четыре отводящих элемента 22.

Транспортная труба 28 направляет пары углеводородов, включая отпаренные углеводороды, а также отпаривающий агент и увлеченный потоком катализатор к одному или большему числу циклонов 30 в реакторе 20, в которых карбонизированный катализатор отделяется от потока газообразных углеводородов. Разделительная емкость 26 частично размещена в реакторе 20 и может рассматриваться как часть реактора 20. Коллекторная камера 34 в реакторе 20 собирает отделенные газообразные потоки углеводородов из циклонов 30 для последующего прохождения к выпускному патрубку 36 и, наконец, в зону фракционирования (не показана). Опускные трубы 38 циклонов выгружают катализатор из циклонов 30 в находящийся в реакторе 20 нижерасположенный слой 29. Катализатор с адсорбированными или увлеченными углеводородами может затем проходить из нижерасположенного слоя 29 в используемую по усмотрению отпарную секцию 40 сквозь окна 42, выполненные в стенке разделительной емкости 26. Катализатор, отделенный в разделительной емкости 26, может перемещаться непосредственно в используемую по усмотрению отпарную секцию 40 через слой 41. Трубопровод 45 для псевдоожижения подводит инертный псевдоожижающий газ, как правило, водяной пар, в отпарную секцию 40 через распределитель 46 псевдоожижающего газа. В отпарной секции 40 размещены отражательные перегородки 43, 44 или другие средства, способствующие контактированию отпарного газа и катализатора. Отпаренный карбонизированный катализатор покидает отпарную секцию 40 разделительной емкости 26 реактора 20 с более низкой концентрацией увлеченных или адсорбированных углеводородов по сравнению с их концентрацией на входе или в случае не проведения процесса отпаривания. Первая часть карбонизированного катализатора отводится из разделительной емкости 26 реактора 20 через трубопровод 48 для отработанного катализатора и поступает в регенератор 50 с расходом, регулируемым с помощью регулирующего клапана 51. Вторая часть карбонизированного катализатора, которая была закоксована в лифт-реакторе 10, покидает разделительную емкость 26 реактора 20 и направляется через второй трубопровод 52 для карбонизированного катализатора обратно в лифт-реактор 10 с расходом, регулируемым с помощью регулировочного клапана 53. Второй трубопровод 52 для карбонизированного катализатора сообщается ниже по потоку с реактором 20. Второй трубопровод 52 для карбонизированного катализатора сообщается ниже по потоку с выходным отверстием 24 лифт-реактора и сообщается выше по потоку с входным отверстием 97 второго трубопровода 52 для карбонизированного катализатора в лифт-реактор 10.

Лифт-реактор процесса FCC поддерживают в условиях высокой температуры, которая, как правило, составляет более 425°С (797°F). В одном воплощении реакционную зону поддерживают при режимных параметрах крекинга, которые включают температуру в выпускном отверстии 24 лифт-реактора в интервале от 480°С до 621°С (от 896°F до 1150°F) и избыточное давление от 69 до 517 кПа (от 10 до 75 psig), но обычно оно составляет менее 275 кПа (40 psig). Соотношение катализатора и нефти, определяемое исходя из массы катализатора и углеводородного сырья, поступающих в нижнюю часть лифт-реактора, может находиться в пределах до 30:1, но обычно от 4:1 до 10:1, и может находиться в интервале от 7:1 до 25:1. Обычно водород в лифт-реактор не добавляют, хотя из уровня техники известно добавление водорода. Водяной пар может быть введен в лифт-реактор 10 и реактор 20 в количестве, соответствующем 2-35 мас.% от количества сырья. Однако в большинстве случаев расход водяного пара находится в интервале от 2 до 7 мас.% для максимального производства бензина и от 10 до 20 мас.% для максимального производства легких олефинов. Среднее время пребывания катализатора в лифт-реакторе может составлять менее 5 секунд.

Тип катализатора, используемого в рассматриваемом процессе, может быть выбран из разнообразия имеющихся на рынке катализаторов. Предпочтительным является катализатор, содержащий цеолитный материал, в частности цеолит Y, но при необходимости могут быть использованы устаревшие аморфные катализаторы. Кроме того, для увеличения производства легких олефинов в каталитическую композицию (в состав катализатора) могут быть включены формоселективные добавки, например ZSM-5.

Регенератор 50 сообщается ниже по потоку с реактором 20. В регенераторе 50 выжигают кокс из части карбонизированного катализатора, отводимого в регенератор 50, за счет контакта с кислородсодержащим газом, например воздухом, для получения регенерированного катализатора. В качестве регенератора 50 может быть использован регенератор с камерой сгорания, в котором могут быть реализованы комбинированные условия турбулентного и быстро псевдоожижаемого слоя, обеспечивающие в таком высокоэффективном регенераторе 50 полную регенерацию карбонизированного катализатора. Однако другие регенераторы и другие режимные параметры потока могут быть подходящими для настоящего изобретения. Трубопровод 48 отработанного катализатора подает карбонизированный катализатор в первую или нижнюю камеру 54, образованную внешней стенкой 56, через приемный лоток 62 для отработанного катализатора. Карбонизированный катализатор, поступающий из реактора 20, обычно содержит углерод в виде кокса в количестве от 0,2 до 2 мас.%. Хотя кокс состоит преимущественно из углерода, он может содержать от 3 до 12 мас.% водорода, а также серу и другие материалы. Кислородсодержащий газ горения, обычно воздух, поступает в нижнюю камеру 54 регенератора 50 через трубопровод 64 и распределяется с помощью распределительного устройства 66. По мере поступления газа горения в нижнюю камеру 54 он контактирует с карбонизированным катализатором, поступающим из лотка 62, и с приведенной скоростью, которая может составлять, по меньшей мере, 1,1 м/с (3,5 фут/с), поднимает катализатор вверх в нижней камере 54. В одном воплощении в нижней камере плотность катализатора может составлять от 48 до 320 кг/м³ (от 3 до 20 фунт/фут³), а приведенная скорость газа горения - от 1,1 до 6,1 м/с (от 3,5 до 20 фут/с). Содержащийся в газе горения кислород контактирует с карбонизированным катализатором и выжигает из катализатора углеродистые отложения, при этом происходит по меньшей мере частичная регенерация катализатора и образуется отходящий газ.

В одном воплощении для ускорения выжига кокса в нижней камере 54 горячий регенерированный катализатор из плотного слоя 59 катализатора, образованного в верхней или второй камере 70, может быть направлен на рециркуляцию в нижнюю камеру 54 через внешний трубопровод 67 рециркуляции катализатора, и его расход может регулироваться с помощью регулирующего клапана 69. Горячий регенерированный катализатор поступает в нижнюю камеру 54 посредством приемного лотка 63. Рециркуляция регенерированного катализатора, за счет смешивания горячего катализатора из плотного слоя 59 катализатора, с относительно более холодным карбонизированным катализатором из трубопровода 48 отработанного катализатора, поступающего в нижнюю камеру 54, повышает общую температуру катализатора и газовой смеси в нижней камере 54.

Смесь катализатора и газа горения в нижней камере 54 перемещается вверх через переходный участок, имеющий форму усеченного конуса, в транспортную, вертикальную подъемную часть 60 нижней камеры 54. Вертикальная подъемная часть 60 образована трубой, которая предпочтительно выполнена цилиндрической формы и проходит предпочтительно вверх от нижней камеры 54. Смесь катализатора и газа перемещается в подъемной части с более высокой приведенной скоростью газа, чем в нижней камере 54. Повышение скорости газа обусловлено уменьшением площади поперечного сечения в подъемной части 60 по отношению к площади поперечного сечения нижней камеры 54 ниже переходного участка 57. В результате приведенная скорость газа, как правило, может превышать 2,2 м/с (7 фут/с). В подъемной части 60 нижней камеры катализатор может иметь более низкую плотность, составляющую менее 80 кг/м³ (5 фунт/фут³). Регенератор 50, кроме того, содержит верхнюю или вторую камеру 70. Смесь твердых частиц катализатора и отходящего газа выгружается из верхнего участка подъемной части 60 нижней камеры в верхнюю камеру 70. По существу полностью регенерированный катализатор может выходить с верха транспортной, подъемной части 60, но предусмотрены также компоновки, в которых частично регенерированный катализатор выгружается из нижней камеры 54. Выгрузка осуществляется с помощью отводящего устройства 72, которое отделяет большую часть регенерированного катализатора от отходящего газа. В одном воплощении поток катализатора и газа, проходящий вверх в подъемной части 60, ударяется о верхний эллиптический торец 65 подъемной части 60, и происходит реверс потока. Затем катализатор и газ выходят через направленные вниз выпускные патрубки 73 отводящего устройства 72. Резкое уменьшение момента количества движения и изменение направления движения потока на обратное приводят к тому, что большая часть более тяжелого катализатора падает в плотный слой 59 катализатора, а более легкий отходящий газ, а также незначительная часть катализатора, все же уносимая отходящим газом, поднимаются вверх в верхней камере 70. Циклоны 82, 84 дополнительно отделяют катализатор от движущегося вверх газа и осаждают катализатор посредством опускных труб 85, 86 в плотный слой 59 катализатора. Отходящий газ выходит из циклонов 82, 84 и собирается в коллекторной камере 88 для прохода к выпускному патрубку 89 и затем из регенератора 50 и, как вариант, в систему утилизации отходящего газа или рекуперации энергии отходящегр газа (не показано). Плотности катализатора в плотном слое 59 катализатора обычно поддерживают в интервале от 640 до 960 кг/м³ (от 40 до 60 фунт/фут³). Трубопровод 74 для псевдоожижения подает псевдоожижающий газ, обычно воздух, в плотный слой 59 катализатора посредством распределителя 76 псевдоожижающего газа. В регенераторе, выполненном с камерой сгорания, в плотный слой 59 катализатора через распределитель 76 псевдоожижающего газа поступает не более 2 мас.% от необходимого общего газа для процесса регенерации. В рассматриваемом воплощении газ вводят не для целей сжигания, а только для псевдоожижения, так что катализатор в виде текучей среды будет выходить через трубопроводы 67 и 12. Псевдоожижающий газ, добавленный через распределитель 76 псевдоожижающего газа, может быть газом горения. В том случае, если в нижней камере 54 осуществляется частичное сжигание, большее количество газа горения будет подано в верхнюю камеру 70 через трубопровод 74 псевдоожижения.

От 10 до 30 мас.% катализатора, выгружаемого из нижней камеры 54, содержится в газах выше выпускных патрубков 73, выступающих из подъемной части 60, и поступает в циклоны 82, 84. Как правило, для регенератора 50 может быть необходимо 14 кг воздуха на кг удаляемого кокса для достижения полной регенерации. Если регенерируется большее количество катализатора, в традиционном лифт-реакторе может быть обработано большее количество сырья. Обычно регенератор 50 имеет в нижней камере температуру в интервале от 594 до 732°С (от 1100 до 1350°F) и в верхней камере 70 температуру от 649 до 760°С (от 1200 до 1400°F). Трубопровод 12 регенерированного катализатора ниже по потоку сообщается с регенератором 50 и сообщается с лифт-реактором 10.

Регенерированный катализатор из плотного слоя 59 катализатора транспортируют через трубопровод 12 регенерированного катализатора в качестве первого потока катализатора из регенератора 50 с прохождением через регулировочный клапан 14 обратно в лифт-реактор 10, где он вновь контактирует с сырьем при продолжении процесса FCC. Карбонизированный катализатор, транспортируемый по трубопроводу 52, образует второй поток катализатора.

Первый поток регенерированного катализатора и второй поток карбонизированного катализатора, поданные в лифт-реактор 10, не имеют тенденцию тщательно смешиваться перед контактированием с углеводородным сырьем. Соответственно, сырье может взаимодействовать с катализатором при различных температурах, что приводит к селективному крекингу, в результате которого получают состав с относительно большим количеством нежелательных продуктов. В соответствии с одним аспектом для обеспечения смешивания карбонизированного катализатора и регенерированного катализатора в нижней части 11 лифт-реактора 10 необходимо размещение средства, способствующего смешиванию катализатора.

В воплощении, иллюстрируемом на фиг. 1, первый трубопровод 12 для регенерированного катализатора и второй трубопровод 52 для карбонизированного катализатора соединены с лифт-реактором 10 и сообщаются с ним. Первый поток регенерированного катализатора в первом трубопроводе 12 для регенерированного катализатора и второй поток карбонизированного катализатора во втором трубопроводе 52 для карбонизированного катализатора подаются в лифт-реактор 10 и смешиваются друг с другом. Один или оба из первого трубопровода 12 для регенерированного катализатора и второго трубопровода 52 для карбонизированного катализатора могут быть тангенциально подсоединены к увеличенной нижней части 11 лифт-реактора 10 для придания углового направления движения катализатору, выгружаемому в лифт-реактор, что способствует смешиванию в лифт-реакторе 10. Кроме того, в месте соединения увеличенной нижней части 11 лифт-реактора 10 и одного или обоих из первого трубопровода 12 для регенерированного катализатора и второго трубопровода 52 для карбонизированного катализатора могут быть установлены наклонные площадки, также содействующие смешиванию в указанной увеличенной нижней части 11. После смешивания смесь первого потока регенерированного катализатора и второго потока карбонизированного катализатора транспортируются в лифт-реакторе 10 вверх.

В лифт-реакторе 10 может быть размещена камера 92. Согласно одному аспекту камера 92 может быть размещена в увеличенной нижней части 11 лифт-реактора 10. Размещенная в лифт-реакторе 10 камера 92 может сообщаться ниже по потоку с первым трубопроводом 12 для катализатора. Размещенная в лифт-реакторе 10 камера 92 может также сообщаться ниже по потоку со вторым трубопроводом 52 для катализатора. Камера 92 может иметь внешнюю стенку 94, которая расположена на расстоянии от внутренней поверхности стенки 90 увеличенной нижней части 11 лифт-реактора 10. В одном аспекте камера 92 центрирована радиально в указанной увеличенной нижней части 11 лифт-реактора 10. Другими словами, хотя это и не показано, камера 92 имеет центральную продольную ось, совпадающую с центральной продольной осью лифт-реактора 10. Согласно другому аспекту внешняя стенка 94 камеры является вертикальной стенкой.

Между стенкой 94 камеры 92 и стенкой 90 лифт-реактора 10 имеется пространство 96. Согласно одному аспекту камера 92 и увеличенная нижняя часть 11 могут каждая иметь форму цилиндра, и вместе они образуют кольцевое пространство 96 между стенкой 94 камеры 92 и стенкой 90 увеличенной нижней части 11 лифт-реактора 10. Первый трубопровод 12 для регенерированного катализатора и второй трубопровод 52 для карбонизированного катализатора могут сообщаться с указанным пространством 96, так что первый трубопровод 12 для регенерированного катализатора подает первый поток регенерированного катализатора в указанное пространство 96, а второй трубопровод 52 для карбонизированного катализатора подает второй поток карбонизированного катализатора в пространство 96.

В стенке 94 камеры 92 может быть выполнено по меньшей мере одно отверстие 98, находящееся в пространстве 96. Отверстие 98 может быть расположено на расстоянии от стенки 90 лифт-реактора 10. Отверстие 98 может служить входом во внутренний объем камеры 92. Камера 92 может сообщаться с первым трубопроводом 12 для регенерированного катализатора и вторым трубопроводом 52 для карбонизированного катализатора, так что по меньшей мере часть первого потока регенерированного катализатора и по меньшей мере часть второго потока карбонизированного катализатора может проходить из пространства 96 в камеру 92 через имеющееся в камере отверстие 98. Согласно одному аспекту самый верхний участок отверстия 98 может находиться на уровне выше самого нижнего участка и предпочтительно самого верхнего участка входного отверстия 97. Согласно другому аспекту самый верхний участок отверстия 98 может быть расположен на уровне выше самого нижнего участка и предпочтительно самого верхнего участка входного отверстия 15. В результате первый поток регенерированного катализатора может транспортироваться вверх от входного отверстия 15 первого трубопровода 12 для катализатора, а второй поток карбонизированного катализатора может транспортироваться вверх от входного отверстия 97 второго трубопровода 52 для катализатора через отверстие 98 в камеру 92 через пространство 96 между стенкой 90 лифт-реактора 10 и стенкой 94 камеры 92.

Согласно одному аспекту указанное по меньшей мере одно отверстие 98 в стенке 94 камеры может служить выходом из камеры 92. Соответственно, первый поток регенерированного катализатора и второй поток карбонизированного катализатора могут проходить через отверстие 98 из камеры 92 в пространство 96. За счет того, что первый и второй потоки катализатора поступают в камеру 92 и выходят из камеры 92 по меньшей мере через одно отверстие 98 в стенке 94 этой камеры, указанные потоки катализатора смешиваются с образованием смешанного потока катализатора с более однородной температурой по всему смешанному потоку катализатора. Первый и второй потоки катализатора поступают из указанной камеры в лифт-реактор и направляются вверх из увеличенной нижней части 11 и контактируют с сырьем, вводимым из распределителей 18 сырья, установленных в верхней части 17 лифт-реактора 10.

В стенке 94 может быть выполнено одно или множество отверстий 98. При этом по меньшей мере одно отверстие 98 может иметь удлиненную форму и расположено на расстоянии от верха камеры 92.

На фиг. 2 представлен вид в разрезе сверху по линии 2-2 на фиг. 1. На фиг. 2 показано не отображенное на фиг. 1 жаростойкое покрытие 104 на стенке 94 камеры 92 и стенках нижней части 11 лифт-реактора, на первом трубопроводе 12 для регенерированного катализатора и втором трубопроводе 52 для карбонизированного катализатора. Стенка 94 камеры 92 содержит три дугообразных сегмента 94а-94с, которые образуют три отверстия 98а-98с. При этом два отверстия 98а и 98 могут иметь меньшую ширину по сравнению с третьим отверстием 98с. В одном аспекте два меньших отверстия 98а и 98b имеют одинаковую ширину по дуге окружности. Дугообразный сегмент 94а находится напротив ближайшего к нему трубопровода для катализатора, который является первым трубопроводом 12 для регенерированного катализатора, и, в частности, напротив входного отверстия 15 из этого трубопровода. Дугообразный сегмент 94b также находится напротив ближайшего к нему трубопровода для катализатора, который является вторым трубопроводом 52 для карбонизированного катализатора, и, в частности, напротив входного отверстия 97 из этого трубопровода. Третий дугообразный сегмент 94 с выполняется по усмотрению. Штриховыми линиями на фиг. 2 показана центральная продольная ось А первого трубопровода 12 для регенерированного катализатора, проходящая в лифт-реактор 10, и центральная продольная ось В второго трубопровода 52 для карбонизированного катализатора, проходящая в лифт-реактор 10. Отверстия 98 не находятся в радиальном направлении на одной линии с продольными осями А, В ближайшего одного из первого трубопровода 12 для регенерированного катализатора и второго трубопровода 52 для карбонизированного катализатора, проходящими в лифт-реактор 10. Другими словами, первый трубопровод 12 для регенерированного катализатора и второй трубопровод 52 для карбонизированного катализатора расположены азимутально относительно отверстий 98а-98с. Дугообразные сегменты 94а и 94b могут быть более узкими и более широкими, чем входное отверстие 15, 97 ближайшего трубопровода 12, 52 для катализатора, присоединенного к лифт-реактору 10.

При поступлении первого потока регенерированного катализатора в пространство 96 из трубопровода 12 для регенерированного катализатора он сталкивается с дугообразным сегментом 94а и проходит вдоль дугообразного сегмента 94а стенки 94 камеры 92 прежде, чем указанный первый поток катализатора входит в отверстия 98а, 98с или, что возможно, в отверстие 98b, после прохождения вдоль дугообразного сегмента 94с или 94b. При вхождении второго потока карбонизированного катализатора в пространство 96 из второго трубопровода 52 для карбонизированного катализатора он сталкивается с дугообразным сегментом 94b и проходит вдоль дугообразного сегмента 94b стенки 94 камеры 92 прежде, чем второй поток катализатора входит в отверстия 98b, 98с или, что возможно, отверстие 98а, после прохождения вдоль дугообразного сегмента 94а или 94с. Первый поток катализатора и второй поток катализатора смешиваются друг с другом внутри камеры 92, затем первый поток катализатора и второй поток катализатора выходят из камеры 92 через отверстия 98а-98с в виде потока смешанного катализатора. Первый поток катализатора и второй поток катализатора смешиваются друг с другом в пространстве 96 и смешиваются в камере 92 с получением смеси катализатора в потоке смешанного катализатора.

Обращаясь вновь к фиг. 1, следует отметить, что камера 92 имеет закрытый верхний торец 102, который может представлять собой полусферическую верхушку, предотвращающую выход катализатора вверх через верх камеры 92, расположенной на одной оси с лифт-реактором 10. Закрытый верхний торец 102 расположен на уровне, доходящем до верха увеличенной нижней части 11. Закрытый верхний торец 102 служит для уменьшения площади поперечного сечения увеличенной нижней части 11 лифт-реактора в два раза относительно площади поперечного сечения увеличенной нижней части 11 ниже закрытого верхнего торца 102, которая включает в себя внутренний объем камеры 92. Соответственно, приведенная скорость в увеличенной нижней части 11, над закрытым верхним торцом в два раза превышает приведенную скорость ниже верхнего конца на участке с увеличенным поперечным сечением. По меньшей мере одно отверстие и предпочтительно множество отверстий 98 выполнены в камере 92 на некотором расстоянии от верхнего торца 102. В одном аспекте отверстия 98 расположены на расстоянии от низа 106 полусферической верхушки верхнего торца 102, которое составляет по меньшей мере четверть диаметра «D» камеры 92. Верхний торец 102 устанавливает верхнюю границу между камерой 92 и лифт-реактором 10. Предполагается, что камера 92 будет изготовлена из нержавеющей стали, например, марки 300 и снабжена жаростойким покрытием. Кромки отверстий 98 в стенке 94 могут быть выполнены с возможностью предотвращения эрозии. Например, эти кромки могут быть выполнены большей толщины, чем остальная стенка 94. Кроме того, кромки могут быть искривлены так, чтобы они отражали частицы катализатора, которые могут эродировать кромки. Помимо того, к кромкам может быть приварен слой металла, который также повышает сопротивление кромок эрозии. Дополнительно камера 92 может быть изготовлена из керамического или иного материала, который препятствует эрозии, или покрыта таким материалом.

Фиг. 3 иллюстрирует воплощение установки, представленной на фиг. 1, с иной конструкцией камеры смешивания 392. Элементы конструкции на фиг. 3 с такой же конфигурацией, как и на фиг. 1, будут иметь одинаковые ссылочные номера позиции с фиг. 1. Элементы конструкции на фиг. 3 с иной конфигурацией по отношению к соответствующему элементу на фиг. 1 будут иметь такие же ссылочные номера позиции, что и на фиг. 1, но с добавлением впереди цифры «3». Все на фиг. 3 аналогично фиг. 1, за исключением камеры 392 смешивания.

На фиг. 3 камера 392 размещена в увеличенной нижней части 11 лифт-реактора 10.

Первый трубопровод 12 для регенерированного катализатора и второй трубопровод 52 для карбонизированного катализатора подают катализатор в пространство 396 в увеличенной нижней части 11 лифт-реактора 10.

Камера 392 в лифт-реакторе 10 может сообщаться с первым трубопроводом 12 для регенерированного катализатора и вторым трубопроводом 52 для карбонизированного катализатора. Камера 392 может иметь внешнюю стенку 394, которая находится на расстоянии от внутренней поверхности стенки 90 увеличенной нижней части 11 лифт-реактора 10. В одном аспекте камера 392 установлена в увеличенной нижней части 11 лифт-реактора 10 с радиальным центрированием. Между стенкой 394 камеры 392 и стенкой 90 лифт-реактора образовано пространство 396. В одном аспекте камера 392 может быть выполнена в виде цилиндрической камеры 392, которая образует кольцевое пространство (кольцевой зазор) 396 между стенкой 394 камеры 392 и стенкой 90 увеличенной нижней части 11. Первый трубопровод 12 для регенерированного катализатора и второй трубопровод 52 для карбонизированного катализатора могут сообщаться с указанным пространством 396 так, что первый трубопровод 12 для регенерированного катализатора подает первый поток регенерированного катализатора в пространство 396, а второй трубопровод 52 для карбонизированного катализатора подает второй поток карбонизированного катализатора в пространство 396.

В стенке 394 камеры 392, расположенной в пространстве 396, выполнено отверстие 398. Отверстие 398 служит для входа в и выхода из внутреннего объема камеры 392. В отличие от фиг. 1 и фиг. 2, отверстие 398 в данном случае может находиться на одной линии с первым трубопроводом 12 для катализатора. Хотя первый трубопровод 12 для регенерированного катализатора не соединен с камерой 392 посредством отверстия 398, продольная ось С указанного первого трубопровода для регенерированного катализатора пересекает отверстие 398. Траектория первого потока регенерированного катализатора выходит из первого трубопровода 12 для регенерированного катализатора и проходит в камеру 392 через отверстие 398 таким образом, что может быть рассмотрена как подача, несмотря на то, что первый трубопровод 12 для регенерированного катализатора и камера 392 не соединены. Камера 392 может сообщаться с первым трубопроводом 12 для регенерированного катализатора и вторым трубопроводом 52 для карбонизированного катализатора так, что по меньшей мере часть первого потока регенерированного катализатора, которая не попадает сразу в отверстие 398 и поступает в пространство 396, и второй поток карбонизированного катализатора могут проходить в камеру 392 из полости 396 через указанное отверстие 398 в камере. Второй трубопровод 52 для карбонизированного катализатора может не находиться на одной линии с отверстием 398, и поэтому второй поток карбонизированного катализатора не направляется в отверстие 398, а движется вдоль стенки 394 и проходит в отверстие 398 опосредованным путем. В соответствии с не раскрытым здесь воплощением предполагается, что второй трубопровод 52 для карбонизированного катализатора может быть расположен на одной линии с дополнительным отверстием в стенке 394.

Первый поток регенерированного катализатора и второй поток катализатора могут проходить из камеры 392 обратно в пространство 396 через отверстие 398. За счет того, что первый и второй потоки катализатора поступают в камеру 392 и выходит из нее через отверстие 398 в стенке 394 камеры 392, эти потоки катализатора смешиваются друг с другом с получением смешанного потока катализатора с более однородной температурой по всему потоку катализатора.

Камера 392 может содержать по меньшей мере одно дополнительное выпускное отверстие 110. Указанное по меньшей мере одно дополнительное выпускное отверстие 110 может быть выполнено в вертикальной стенке 394 и обеспечивает вход в конец трубчатого завихряющего отводящего элемента 112, в котором с противоположного конца имеется выпускное отверстие 114. Завихряющий отводящий элемент 112 имеет конфигурацию, обеспечивающую закручивание потока. Конфигурация, обеспечивающая закручивание, может иметь форму изогнутой трубы с прямоугольным поперечным сечением. Камера 394 может быть снабжена по меньшей мере двумя завихряющими отводящими элементами 112, каждый с выпускным отверстием 110. На фиг. 3 отображено два отводящих элемента, и пунктиром показано одно выпускное отверстие 110. Предусмотрено четыре завихряющих отводящих элемента 112. Отверстие 398 в стенке 394 камеры 392 выше по потоку сообщается с выпускными отверстиями 110 и завихряющими отводящими элементами 112. Самый нижний участок выпускного отверстия 110 может располагаться на уровне выше самого нижнего участка и предпочтительно выше самого верхнего участка отверстия 398. Соответственно, катализатор, поступающий в камеру 394 через отверстие 398, транспортируется вверх к выпускному отверстию 110. Псевдоожижающий газ, вводимый из распределительного устройства 16, побуждает катализатор, поступающий в камеру 392, перемещаться вверх к выпускным отверстиям 110 и одновременно к завихряющим отводящим элементам 112. При прохождении смешанного потока катализатора из камеры 394 в завихряющие отводящие элементы 112 их изогнутая конфигурация придает потоку смешанного катализатора вихревое движение. Выпускное отверстие 110 и завихряющий отводящий элемент 112 может быть выполнен тангенциальным для создания вихревого движения в пространстве 396, и в то же время смешанный поток катализатора транспортируется из камеры 394 в пространство 396. Вихревое движение в указанном пространстве способствует улучшению смешивания в пространстве 396 и в камере 392. Первый и второй потоки катализатора проходят из камеры в лифт-реактор и проходят вверх из увеличенной нижней части 11 лифт-реактора, и контактируют с сырьем, вводимым из распределителей сырья. Поскольку первый трубопровод 12 для регенерированного катализатора находится на одной линии с отверстием 398, ожидается, что большая часть катализатора, поступающего в камеру 392, будет выходить через отверстия 110.

Фиг. 4 иллюстрирует альтернативное воплощение, в котором первый поток регенерированного катализатора из первого трубопровода 12 для регенерированного катализатора подают в камеру 492. В одном аспекте камера 492 сообщается ниже по потоку только с первым трубопроводом 412 для регенерированного катализатора, и в камеру 492 подают только первый поток регенерированного катализатора из трубопровода 412. Элементы конструкции на фиг. 4 с такой же конфигурацией, как и на фиг. 1, будут иметь одинаковые ссылочные номера позиции с фиг. 1. Элементы конструкции на фиг. 4 с иной конфигурацией по отношению к соответствующему элементу на фиг. 1 будут иметь такие же ссылочные номера позиции, что и на фиг. 1, но с добавлением впереди цифры «4» вместо цифры «1».

В воплощении, представленном на фиг. 4, установка 408 для проведения FCC процесса содержит первый трубопровод 412 для регенерированного катализатора и второй трубопровод 452 для карбонизированного катализатора, которые сообщаются выше по потоку с лифт-реактором 410. Второй трубопровод 452 для карбонизированного катализатора соединен с лифт-реактором 410 посредством входного отверстия 497. Лифт-реактор 410, как и отображенный на фиг. 1, может содержать увеличенную нижнюю часть 411, переходный участок 13 и более узкую верхнюю часть 17. Псевдоожижающий газ, вводимый из распределительного устройства 419, приводит катализатор в псевдоожиженное состояние в нижней части 411 лифт-реактора. Лифт-реактор 410 ниже по потоку сообщается с первым трубопроводом 412 для катализатора. Первый трубопровод 412 для регенерированного катализатора подает первый поток регенерированного катализатора в камеру 492, которая простирается в увеличенную нижнюю часть 411 лифт-реактора 410. По меньшей мере часть камеры 492 размещена внутри лифт-реактора 410 и согласно одному аспекту размещена в увеличенной нижней части 411 лифт-реактора 410. В одном аспекте камера 492, размещенная в лифт-реакторе 410, может сообщаться ниже по потоку с первым трубопроводом 412 для регенерированного катализатора. Первый трубопровод 412 для регенерированного катализатора может подавать регенерированный катализатор из первого трубопровода 412 для регенерированного катализатора в камеру 492 через входное отверстие 415 первого трубопровода 412 для регенерированного катализатора в камеру 492. Камера 492 может содержать сублифт-реактор 120, который соединен с первым трубопроводом 412 для регенерированного катализатора. Соответственно, первый трубопровод 412 для регенерированного катализатора подает первый поток регенерированного катализатора в камеру 492 через сублифт-реактор 120. Псевдоожижающий газ из размещенного в сублифт-реакторе 120 распределителя 416 псевдоожижает первый поток регенерированного катализатора в камере 492 и перемещает его в этой камере вверх.

Второй трубопровод 452 катализатора сообщается выше по потоку с лифт-реактором 410. Второй трубопровод 452 катализатора может быть соединен с нижней частью 411 лифт-реактора 410 у стенки 490 указанной нижней части 411. В одном аспекте второй трубопровод для катализатора не проходит в лифт-реактор дальше стенки 490 увеличенной нижней части 411. Камера 492 может иметь внешнюю стенку 494, которая расположена на расстоянии от внутренней поверхности стенки 490 увеличенной нижней части 411 лифт-реактора 410. В одном аспекте камера 492 радиально центрирована в увеличенной нижней части 411 лифт-реактора 410. Другими словами, хотя это и не показано, камера 492 имеет центральную продольную ось, совпадающую с центральной продольной остью лифт-реактора. В другом аспекте внешняя стенка 494 камеры 492 является вертикальной стенкой.

Стенка 494 камеры 492 и стенка 490 увеличенной нижней части 411 находятся на расстоянии друг от друга с образованием между ними пространства 496. В одном аспекте увеличенная нижняя часть 411 может быть цилиндрической, а камера 492 может представлять собой цилиндрическую камеру 492, и в этом случае между стенкой 494 камеры 492 и стенкой 490 увеличенной нижней части 411 образовано кольцевое пространство 496. Второй трубопровод 452 для карбонизированного катализатора может сообщаться с указанным кольцевым пространством 496. Второй трубопровод 452 для карбонизированного катализатора подает второй поток карбонизированного катализатора в лифт-реактор 410 и согласно одному аспекту в кольцевое пространство 496 в увеличенной нижней части 411 лифт-реактора 410. Первый поток катализатора может проходить из камеры 492 в указанное пространство 496. Камера 492 может иметь, по меньшей мере, одно выпускное отверстие 498. Отверстие 498 может находиться на расстоянии от стенки 490 лифт-реактора 410. Выпускное отверстие 498 может быть выполнено в вертикальной стенке 494 камеры 492. В одном аспекте самые верхние участки отверстий 498 могут находиться на уровне выше самого нижнего участка и предпочтительно самого верхнего участка входного отверстия 415. При таком выполнении первый поток регенерированного катализатора может проходить из входного отверстия 415 первого трубопровода 412 для катализатора вверх в камеру 492 в направлении отверстий 498.

Первый поток катализатора может проходить из отверстия 498 в камере 492 в лифт-реактор 10 и смешиваться со вторым потоком карбонизированного катализатора. В одном аспекте первый поток катализатора проходит из отверстия 498 в камере 492 в увеличенную нижнюю часть 411 лифт-реактора 410 и смешивается со вторым потоком карбонизированного катализатора, подаваемым в увеличенную нижнюю часть 411 с помощью трубопровода 452 для карбонизированного катализатора. В одном аспекте первый поток регенерированного катализатора и второй поток карбонизированного катализатора смешиваются в пространстве 496. Смесь первого потока регенерированного катализатора и второго потока карбонизированного катализатора проходит вверх в лифт-реактор из увеличенной нижней части 411 и контактирует с сырьем, вводимым из распределительных форсунок 18 для сырья. Поскольку поток регенерированного катализатора, выходя из отверстий 498, будет перемещаться вверх псевдоожижающим газом, вводимым из распределительного устройства 416, второй карбонизированный катализатор будет поступать в камеру 492 через отверстие 498 в весьма незначительном количестве, если вообще будет поступать. Соответственно второй трубопровод 452 для карбонизированного катализатора не сообщается с камерой 492, и второй поток карбонизированного катализатора не проходит в камеру 492. В камере 492 имеется верхний торец 402 для предотвращения выхода первого потока регенерированного катализатора из камеры 492 вертикально в направлении продольной оси лифт-реактора 410. Верхний торец 402 образует верхнюю границу между камерой 492 и лифт-реактором 10.

На фиг. 5а представлен вид сверху в разрезе по линии 5-5 на фиг. 4. На Фиг. 5а показаны первый трубопровод 412 для регенерированного катализатора и второй трубопровод 452 для карбонизированного катализатора, которые сообщаются выше по потоку с увеличенной нижней частью 411 лифт-реактора 410. Отверстия 498 представляют собой окна в камере 492.

На фиг. 5b представлен альтернативный вид сверху в разрезе по линии 5-5 на фиг. 4, на котором каждое отверстие 498b расположено на входном конце патрубка 122, который может иметь прямоугольное или другое поперечное сечение. На выходном конце патрубка имеется отверстие 124, которое обеспечивает сообщение внутреннего объема камеры 492 с пространством 496.

На фиг. 5с представлен другой альтернативный вид сверху в разрезе по линии 5-5 на фиг. 4, на котором каждое отверстие 498с является входным отверстием, расположенным на конце завихряющего патрубка 126, который может иметь прямоугольное сечение. Завихряющий патрубок имеет открытый выходной торец 128, который обеспечивает сообщение внутреннего объема камеры 492 с кольцевым пространством 496. Конструктивным элементом, придающим потоку завихрение, может быть изогнутая труба. Отверстие, выполненное в стенке 494 камеры 492, сообщается выше по потоку с завихряющим рукавом 124. Когда первый поток регенерированного катализатора проходит из камеры 492 в завихряющий рукав 124, изогнутая дугообразная конфигурация придает первому потоку катализатора вихревое движение при его прохождении из камеры 492 в пространство 496 через отверстия 498с. Вихревое движение в указанном пространстве способствует улучшению смешивания первого потока регенерированного катализатора и второго потока карбонизированного катализатора в пространстве 496. Камера 494 может быть снабжена по меньшей мере двумя завихряющими рукавами 124, каждый с соответствующим выпускным отверстием 498с. На фиг. 5с показано четыре завихряющих рукава 124, каждый с соответствующим выпускным отверстием 498с.

Фиг. 6 иллюстрирует воплощение, альтернативное представленному на фиг. 4, в котором камера 692 имеет открытый верхний торец. В этом воплощении первый поток регенерированного катализатора из первого трубопровода 412 для регенерированного катализатора подают в камеру 692 через входное отверстие 415 первого трубопровода 412 для регенерированного катализатора. Камера 692 сообщается ниже по потоку только с первым трубопроводом 412 для регенерированного катализатора и не сообщается со вторым трубопроводом 452 для карбонизированного катализатора. Элементы на фиг. 6 с такой же конфигурацией, как и на фиг. 4, будут иметь одинаковые ссылочные номера позиции с элементами на фиг. 4. Элементы конструкции на фиг. 6 с иной конфигурацией по отношению к соответствующему элементу на фиг. 4 будут иметь такие же ссылочные номера позиции, как и на фиг. 4, но с добавлением впереди цифры «6», которая в большинстве случаев заменяет цифру «4».

Воплощение, представленное на фиг. 6, характеризуется в основном такой же конфигурацией, что и воплощение на фиг. 4. Первый трубопровод 412 для регенерированного катализатора подает катализатор в камеру 692, а второй трубопровод 452 для карбонизированного катализатора подает катализатор в пространство 696. Камера 692 имеет стенку 694 в форме усеченного конуса, расположенную над сублифт-реактором 120 и образующую трубу Вентури. Первый поток регенерированного катализатора, побуждаемый к движению вверх псевдоожижающим газом, вводимым из распределительного устройства 416, ускоряется при выходе из камеры 692 через отверстие 698, так как отверстие 698 является суженным в результате постепенного уменьшения внутреннего диаметра вертикальной камеры 692. Ускоренный первый поток регенерированного катализатора оказывает эжектирующее воздействие, что улучшает его смешивание со вторым потоком карбонизированного катализатора, увлекаемого вверх в пространстве 696 псевдоожижающим газом, выходящим из распределительного устройства 419, подверженного эжектирующему воздействию первого потока регенерированного катализатора, выходящего с ускорением из отверстия 698. Смешанный поток катализатора транспортируется вверх в лифт-реакторе 410 для последующего контактирования с сырьем. В одном аспекте отверстие 698 может находиться на уровне выше самого нижнего участка и предпочтительно самого верхнего участка входного отверстия 415. В результате первый поток регенерированного катализатора из первого трубопровода 412 для катализатора может проходить через входное отверстие 415 и далее вверх в камере 692 к отверстию 698. Отверстие 698 образует верхнюю границу между камерой 692 и лифт-реактором 410.

Фиг. 7 и фиг. 8 иллюстрируют воплощение, альтернативное представленному на фиг. 4, в котором камера 792 также имеет открытый верхний торец. На фиг. 8 представлен вид сверху в разрезе по линии 8-8 на фиг. 7. В этом воплощении первый поток регенерированного катализатора из первого трубопровода 412 для регенерированного катализатора подается в камеру 792, которая сообщается ниже по потоку только с первым трубопроводом 412 для регенерированного катализатора и не сообщается со вторым трубопроводом 752 для карбонизированного катализатора. Элементы на фиг. 7 с такой же конфигурацией, как и на фиг. 4, будут иметь одинаковые ссылочные номера позиции с фиг. 4. Элементы конструкции на фиг. 7 с иной конфигурацией по отношению к соответствующему элементу на фиг. 4 будут иметь такие же ссылочные номера позиции, как и на фиг. 4, но с добавлением впереди цифры «7», которая в большинстве случаев заменяет цифру «4».

Воплощение на фиг. 7 имеет в целом такую же конфигурацию, что и воплощение на фиг. 4. На фиг. 7 не показано, что лифт-реактор 710 выполнен с увеличенной нижней частью 411, но такое выполнение возможно. Первый трубопровод 412 для регенерированного катализатора подает катализатор в камеру 792, а второй трубопровод 752 для карбонизированного катализатора подает катализатор в пространство 796. В камере 792 осуществляется псевдоожижение с помощью псевдоожижающего газа, вводимого из распределительного устройства 716, а в лифт-реакторе 710 псевдоожижение осуществляется с помощью псевдоожижающего газа, вводимого из распределительного устройства 719.

Как видно на фиг. 8, второй трубопровод 752 для карбонизированного катализатора может быть тангенциально соединен с лифт-реактором для того, чтобы придать карбонизированному катализатору угловую компоненту скорости при входе в лифт-реактор 710. В пространстве 796 установлены закручивающие лопатки 130 для придания дополнительного вращательного момента карбонизированному катализатору, создаваемого за счет тангенциального подсоединения второго трубопровода 752 для карбонизированного катализатора. Стрелкой «Е» показано угловое направление, в котором катализатор вводится для завихрения с помощью закручивающих лопаток 130 и тангенциально подсоединенного второго трубопровода 752 для карбонизированного катализатора. Первый трубопровод 412 для регенерированного катализатора расположен радиально по отношению к сублифт-реактору 120 камеры 792.

На верхнем торце камеры 792 имеется отверстие 798 так, что первый поток регенерированного катализатора может выходить из этого отверстия вверх в направлении продольной оси лифт-реактора 710. В пространстве 796 между стенкой 790 лифт-реактора и стенкой 794 камеры 792, вблизи отверстия 798 установлены закручивающие лопатки 130. Верх камеры 792 показан штриховой линией, поскольку снаружи он закрыт лопатками 130. Может быть установлен ряд закручивающих лопаток 130, каждая из которых имеет спиральную конфигурацию, придающую потоку катализатора на выходе момент вращения. Верхняя кромка закручивающих лопаток 130 может проходить на верху камеры 792 выше отверстия 798. При перемещении второго потока карбонизированного катализатора вверх через пространство 796 к лифт-реактору 710, находящемуся выше камеры 792, под действием псевдоожижающего газа, выходящего из распределительного устройства 719, закручивающие лопатки 130 придают карбонизированному катализатору дополнительный момент вращения. Второй поток карбонизированного катализатора может проходить через лопатки со скоростью в интервале от 1 м/с (3 фут/с) до 9,2 м/с (30 фут/с) и приведенным расходом в интервале от 244 кг/м²/с (50 фунт/фут²/с) до 1464 кг/м²/с (300 фунт/фут²/с). Интенсивный закрученный второй поток карбонизированного катализатора смешивается с первым потоком регенерированного катализатора, выходящим из камеры 792 через отверстие 798 и побуждаемым псевдоожижаемым газом, вводимым из распределительного устройства 716. Смешанный поток катализатора транспортируется вверх в лифт-реакторе 710 для последующего контактирования с углеводородным сырьем. Согласно одному аспекту отверстие 798 может находиться на уровне выше самого нижнего участка, предпочтительно самого верхнего участка входного отверстия 415. В результате первый поток регенерированного катализатора может перемещаться вверх от входного отверстия 415 первого трубопровода 412 для катализатора в камеру 492 и затем к отверстию 798. Отверстие 798 образует верхнюю границу между камерой 792 и лифт-реактором 710.

Фиг. 9 иллюстрирует воплощение, альтернативное представленному на фиг. 4, в котором камера 492 имеет открытый верхний торец, и в камеру 492 поступает второй поток карбонизированного катализатора. Элементы конструкции на фиг. 9 с конфигурацией такой же, как и на фиг. 4, будут иметь одинаковые ссылочные номера позиции с фиг. 4. Элементы конструкции на фиг. 9 с иной конфигурацией по отношению к соответствующему элементу на фиг. 4 будут иметь такие же ссылочные номера позиции, что и на фиг. 4, но в большинстве случаев с добавлением впереди цифры «9» вместо цифры «4».

Воплощение на фиг. 9 характеризуется конфигурацией, подобной представленной на фиг. 4. Первый трубопровод 412 для регенерированного катализатора транспортирует катализатор в камеру 992 через входное отверстие 415, а второй трубопровод 452 для карбонизированного катализатора подает катализатор через входное отверстие 497 в пространство 996 в увеличенной нижней части 911 лифт-реактора 910. Первый поток регенерированного катализатора из первого трубопровода 412 для регенерированного катализатора подается в камеру 992, которая сообщается ниже по потоку только с первым трубопроводом 412 для регенерированного катализатора. Камера 992 может простираться через всю увеличенную нижнюю часть 911. При этом перегородка 132 может предотвращать перемещение катализатора в полости 996 вверх вблизи переходного участка 913 лифт-реактора 910, имеющего форму усеченного конуса. Отверстия 998, выполненные в стенке 994 камеры 992, позволяют второму потоку карбонизированного катализатора входить в камеру 992. Соответственно, камера 992 ниже по потоку сообщается со вторым трубопроводом 452 для карбонизированного катализатора. Второй трубопровод 452 для карбонизированного катализатора подает второй поток карбонизированного катализатора в пространство 996. Второй поток карбонизированного катализатора движется вдоль стенки 994 камеры 992 до прохождения из указанного пространства 996 через отверстия 998 в камеру 992 под действием псевдоожижающего газа, вводимого из распределительного устройства 919. Второй поток карбонизированного катализатора может входить в камеру 992 через отверстия 998 со скоростью в интервале от 1 м/с (3 фут/с) до 9,2 м/с (30 фут/с) и приведенным расходом в интервале от 244 кг/м²/с (50 фунт/фут²/с) до 1464 кг/м²/с (300 фунт/фут²/с). В камере 992 первый поток регенерированного катализатора смешивается со вторым потоком карбонизированного катализатора. Смешанный поток катализатора выходит из отверстия 9110 в камере 992 и поступает в верхнюю часть 17 лифт-реактора 910. Смешанный поток катализатора затем транспортируется вверх в лифт-реакторе 910 для последующего контактирования с сырьем. В одном аспекте отверстие 9110 может находиться на уровне выше самого нижнего участка и предпочтительно самого верхнего участка входного отверстия 415. В результате первый поток регенерированного катализатора может проходить вверх от входного отверстия 415 первого трубопровода 412 для катализатора в камеру 492 и затем к отверстию 9110. В другом аспекте отверстия 998 могут находиться на уровне выше самого нижнего участка и предпочтительно самого верхнего участка входного отверстия 497 второго трубопровода 452 для карбонизированного катализатора в лифт-реактор 910. В результате второй поток карбонизированного катализатора может проходить вверх от второго трубопровода 452 для катализатора в камеру 992 через пространство 996. Отверстие 9110 образует верхнюю границу между камерой 992 и лифт-реактором 910.

Фиг. 10 и фиг. 11 иллюстрируют другое воплощение, альтернативное представленному на фиг. 4, в котором камера 1092 проходит от увеличенной нижней части 1011 лифт-реактора 1010 через переходный участок 1012 и далее вверх до верхней части 1017. На фиг. 11 представлен вид сверху в разрезе по линии 11-11 на фиг. 10. Элементы конструкции на фиг. 10 с такой же конфигурацией, как и на фиг. 4, будут иметь такие же ссылочные номера позиции, что и на фиг. 4. Элементы конструкции на фиг. 10 с иной конфигурацией по отношению к соответствующему элементу на фиг. 4 будут иметь такие же ссылочные номера позиции, что и на фиг. 4, но с добавлением впереди цифры «10».

Воплощение, иллюстрируемое на фиг. 10, имеет конфигурацию подобную воплощению, представленному на фиг. 4. Первый поток регенерированного катализатора, поступающий из первого трубопровода 1012 для регенерированного катализатора через входное отверстие 1015, и второй поток карбонизированного катализатора, поступающий из второго трубопровода 1052 для карбонизированного катализатора через входное отверстие 1097, псевдоожижаются газом, вводимым из распределительного устройства 1019, и смешиваются в увеличенной нижней части 1011 лифт-реактора 1010 и оба потока проходят в камеру 1092 через отверстие 1098 в днище камеры 1092 для дополнительного смешения. В одном аспекте отверстие 1098 в камере 1092 выполнено не в вертикальной стенке 1094, а может быть выполнено в днище камеры 1092. Камера 1092 проходит от увеличенной нижней части 1011 к верхней части 1017 лифт-реактора 1010. Стенка 1094 камеры 1092 расположена на расстоянии от стенки 1090 увеличенной нижней части 1011 с образованием пространства 1096. Псевдоожижающий газ из распределительного устройства 1019 побуждает первый поток регенерированного катализатора и второй поток карбонизированного катализатора, поступающие из первого трубопровода 1012 для регенерированного катализатора и второго трубопровода 1052 для карбонизированного катализатора соответственно, проходить вверх в нижней части 1011 в камеру 1092.

По меньшей мере, одна спиральная закручивающая лопатка 142, установленная в камере 1092, сообщает вращательный момент смеси первого потока регенерированного катализатора и второго потока карбонизированного катализатора при их перемещении вверх через камеру 1092 для дополнительного смешивания двух потоков в один поток смешанного катализатора. Закручивающая лопатка может быть установлена где угодно по высоте камеры 1092, но фиг. 10 показывает ее установленной в увеличенной нижней части 1011 лифт-реактора перед переходным участком 1013.

На фиг. 10 и фиг. 11 показана по меньшей мере одна перегородка 140 в пространстве 1096 между стенкой 1090 лифт-реактора 1010 и стенкой 1094 камеры 1092. По меньшей мере одна перегородка 140 предотвращает смешивание первого потока регенерированного катализатора и второго потока карбонизированного катализаторов в потенциально застойной кольцевой зоне выше входных отверстий первого трубопровода 1012 для регенерированного катализатора и второго трубопровода 1052 для карбонизированного катализатора, направляющих катализатор в увеличенную нижнюю часть 1011 лифт-реактора 1010, тем самым предотвращается прокаливание кокса на карбонизированном катализаторе, который может быть задержан в застойной зоне. В качестве альтернативы перегородка (не показана) может предотвратить подъем любого материала в пространстве 1096, образованном в переходном участке 1013, или лифт-реактор 1010 может быть сконфигурирован без некоторой части или всего переходного участка 1013.

В рассматриваемом воплощении первый поток регенерированного катализатора из первого трубопровода 1012 для регенерированного катализатора и второй поток карбонизированного катализатора из второго трубопровода 1052 для карбонизированного катализатора проходят к камере 1092. Первый трубопровод 1012 для регенерированного катализатора и второй трубопровод 1052 для карбонизированного катализатора сообщаются выше по потоку с увеличенной нижней частью 1011 лифт-реактора 1010 и с камерой 1092. Первый трубопровод 1012 для регенерированного катализатора подает первый поток регенерированного катализатора через входное отверстие 1015, а второй трубопровод 1052 для карбонизированного катализатора подает второй поток карбонизированного катализатора через входное отверстие 1097 в увеличенную нижнюю часть 1011 лифт-реактора 101 и в пространство 1096 между стенкой 1090 увеличенной нижней части 1011 лифт-реактора 1010 и стенкой 1094 камеры 1092. В одном аспекте отверстие 1098 может находиться на уровне выше самого нижнего участка входного отверстия 1015. В другом аспекте отверстие 1098 может находиться на уровне выше самого нижнего участка входного отверстия 1097 второго трубопровода 1052 для карбонизированного катализатора в лифт-реактор 1010. Таким образом, первый поток регенерированного катализатора из первого трубопровода 1012 для катализатора может перемещаться вверх от входного отверстия 1015, а второй поток карбонизированного катализатора из второго трубопровода 1052 для катализатора может перемещаться вверх от входного отверстия 1097 к отверстию 1098 и затем в камеру 1092.

Первый поток регенерированного катализатора и второй поток карбонизированного катализатора проходят в камеру 1092 из пространства 1096 и увеличенной нижней части 1011 лифт-реактора 1010. Соответственно, камера 1092 сообщается ниже потоку с первым трубопроводом 1012 для регенерированного катализатора и вторым трубопроводом 1052 для карбонизированного катализатора. Первый поток регенерированного катализатора смешивается со вторым потоком карбонизированного катализатора в увеличенной нижней части 1011 лифт-реактора и дополнительно смешивается в камере 1092 за счет вращательного момента, приданного потокам катализатора при прохождении по меньшей мере одной и предпочтительно ряда закручивающих лопаток 142. Поток смешанного катализатора выходит из отверстия 10110 в верхнем торце камеры 1092 и поступает в верхнюю часть 1017 лифт-реактора 1010. Затем поток смешанного катализатора проходит вверх в лифт-реакторе 1010 для последующего контакта с сырьем. Отверстие 10110 образует верхнюю границу между камерой 1092 и лифт-реактором 1010. В качестве альтернативы, верхние кромки 144 закручивающих лопаток 142 могут рассматриваться как верхняя граница камеры 1092.

Пример

Было проведено гидродинамическое моделирование для определения характеристик различных воплощений настоящего изобретения. Первый поток регенерированного катализатора был свободен от кокса, расход катализатора был равен 8647893 кг/ч (19065343 фунт/ч), расход газа 11674 кг/ч (25738 фунт/ч) и температура 742°С (1367°F). Второй поток регенерированного катализатора был полностью закоксованным, содержание в нем кокса составляло 0,858 мас.% катализатора, расход катализатора 8647893 кг/ч (19065343 фунт/ч), расход газа 10810 кг/ч (23833 фунт/ч) и температура 549°С (1020°F). Свойства катализатора и газа, приведенные в Таблице 1, были также использованы в расчетной модели.

Для воплощений на фиг. 1, 2 и 3 расход псевдоожижающего водяного пара, вводимого из единственного распределительного устройства 16, был равен 69638 кг/ч (153525 фунт/ч). Для воплощений на фиг. 4, 5 с, 6, 7, 8 и 9 водяной пар из распределителя 416, 716, 916 отводился к верхнему распределительному устройству 419, 719, 919 в количестве, соответствующем 6,1 мас.% или 4535 кг/ч (10000 фунт/ч), для псевдоожижения в увеличенной нижней части 11 лифт-реактора 10. Температура водяного пара составляла 154°С (310°F).

Исходя из этих параметров, в результате моделирования, соответствующего воплощениям изобретения, были получены разности температур, приведенные в Таблице II.

Разность температур была вычислена в точке лифт-реактора 10, находящейся на 1 метр (3,3 фута) ниже распределителей 18 сырья, которая в моделируемом лифт-реакторе 10 находилась в верхней части 17 лифт-реактора выше переходного участка 13. Разность температур представляет максимальную разницу температур катализатора, обычно разность самого горячего регенерированного катализатора и самого холодного карбонизированного катализатора. Воплощения на фиг. 1, 2 и 3 демонстрируют самые лучшие характеристики в отношении смешивания катализатора, что позволяет получить по существу однородную температуру катализатора.

Выше были рассмотрены предпочтительные воплощения изобретения, включая наилучшие варианты осуществления изобретения, известные авторам изобретения. Следует понимать, что иллюстрируемые воплощения являются лишь примерами и не должны восприниматься как ограничивающие объем изобретения.

Предполагается, что без дополнительной детальной проработки специалист в данной области техники, руководствуясь предшествующим описанием, может использовать настоящее изобретение во всей его полноте. Поэтому раскрытые выше предпочтительные конкретные воплощения следует рассматривать лишь как иллюстративные и не ограничивающие каким-либо образом остальную часть описания.

В изложенном выше описании изобретения все температуры приведены в градусах Цельсия, а все части и проценты указаны массовыми, если не оговорено иное. Давления приведены на выходе из емкостей и, в частности, для емкостей, имеющих ряд выходов, приведены давления на выходе паров.

Из приведенного описания специалист в данной области техники может легко выявить существенные признаки изобретения и, без выхода за пределы объема и сущности изобретения, может осуществить различные изменения и модификации изобретения для того, чтобы приспособить его к различным условиям и случаям применения.

Изобретение относится к способу и устройству для смешивания потоков регенерированного и карбонизированного катализаторов. Способ смешивания двух потоков катализатора, включающий подачу первого потока катализатора в пространство между стенкой лифт-реактора и стенкой камеры, размещенной в указанном лифт-реакторе; подачу второго потока катализатора в указанный лифт-реактор; прохождение указанного первого потока катализатора из указанного пространства в отверстие в указанной камере и прохождение указанных первого потока катализатора и второго потока катализатора вверх в указанном лифт-реакторе; включающий прохождение указанного первого потока катализатора вдоль указанной стенки указанной камеры перед поступлением указанного первого потока в указанное отверстие. Устройство для смешивания двух потоков катализатора, содержащее лифт-реактор; первый трубопровод для катализатора, сообщающийся с лифт-реактором, причем указанный первый трубопровод для катализатора находится в сообщении ниже по потоку с регенератором; второй трубопровод для катализатора, сообщающийся с лифт-реактором, причем указанный второй трубопровод для катализатора находится в сообщении ниже по потоку с выходным отверстием указанного лифт-реактора; камеру, размещенную в указанном лифт-реакторе, сообщающуюся с указанным первым трубопроводом для катализатора; стенку указанной камеры, расположенную на расстоянии от стенки указанного лифт-реактора; и отверстие в стенке указанной камеры. Камера способствует смешиванию потоков катализатора с уменьшением разности их температур до контакта с углеводородным сырьем. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 табл., 1 пр.

1. Способ смешивания двух потоков катализатора, включающий
подачу первого потока катализатора в пространство между стенкой лифт-реактора и стенкой камеры, размещенной в указанном лифт-реакторе;
подачу второго потока катализатора в указанный лифт-реактор;
прохождение указанного первого потока катализатора из указанного пространства в отверстие в указанной камере; и
прохождение указанных первого потока катализатора и второго потока катализатора вверх в указанном лифт-реакторе;
включающий прохождение указанного первого потока катализатора вдоль указанной стенки указанной камеры перед поступлением указанного первого потока в указанное отверстие.

2. Способ по п. 1, в котором указанный первый поток катализатора выходит из указанной камеры через указанное отверстие.

3. Способ по п. 1, дополнительно включающий подачу указанного второго потока катализатора в указанное пространство.

4. Способ по п. 3, дополнительно включающий прохождение указанного второго потока катализатора из указанного пространства в указанную камеру через указанное отверстие в указанной камере.

5. Устройство для смешивания двух потоков катализатора, содержащее:
лифт-реактор;
первый трубопровод для катализатора, сообщающийся с лифт-реактором, причем указанный первый трубопровод для катализатора находится в сообщении ниже по потоку с регенератором;
второй трубопровод для катализатора, сообщающийся с лифт-реактором, причем указанный второй трубопровод для катализатора находится в сообщении ниже по потоку с выходным отверстием указанного лифт-реактора;
камеру, размещенную в указанном лифт-реакторе, сообщающуюся с указанным первым трубопроводом для катализатора;
стенку указанной камеры, расположенную на расстоянии от стенки указанного лифт-реактора; и
отверстие в стенке указанной камеры.

6. Устройство по п. 5, в котором указанная камера дополнительно сообщается с указанным вторым трубопроводом для катализатора.

7. Устройство по п. 5, которое дополнительно содержит пространство между указанной стенкой указанной камеры и указанной стенкой указанного лифт-реактора.

8. Устройство по п. 7, в котором указанное отверстие в указанной стенке находится в указанном пространстве.

9. Устройство по п. 5, в котором указанное отверстие в радиальном направлении смещено относительно центральной продольной оси ближайшего одного из указанного первого трубопровода для катализатора и указанного второго трубопровода для катализатора, проходящей в указанный лифт-реактор.