КОЛОННА ПОДАЧИ ОТРАБОТАВШЕГО КАТАЛИЗАТОРА В РЕГЕНЕРАТОР, СОДЕРЖАЩАЯ ЕЁ СИСТЕМА РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАВШЕГО КАТАЛИЗАТОРА И СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАВШЕГО КАТАЛИЗАТОРА С ЕЁ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ Российский патент 2020 года по МПК C10G11/18 B01J8/18 B01J8/00 

Перекрестные ссылки на родственные заявки

В этой заявке заявлен приоритет по предварительной заявке США, серийный № 62/187,286, поданной 1 июля 2015 года, полностью включенной в данный документ посредством ссылки.

Область техники

Данное изобретение в целом относится к распределителям потока в колонне подачи катализатора. Конкретнее, некоторые варианты реализации данного изобретения относятся к распределителям потока в колонне подачи отработавшего катализатора, используемым в процессах крекинга с псевдоожиженным катализатором, и связанным с ними способам и системам.

Уровень техники

В типичной установке крекинга с псевдоожиженным катализатором (УКПК) тонко распределенный регенерированный катализатор выводится из регенератора через колонну регенератора и контактирует с углеводородным сырьем в нижней части стояка реактора. Исходное углеводородное сырье и пар поступают в стояк через питающие сопла. Смесь сырья, пара и регенерированного катализатора, имеющая температуру от около 200°C до около 700°C, проходит вверх через стояк реактора, что приводит к превращению сырья в более легкие продукты, а слой нагара откладывается на поверхности катализатора, временно деактивируя катализатор.

Затем парообразные углеводороды и катализатор из верхней части стояка проходят через циклоны, отделяющие отработавший катализатор от парообразных углеводородных продуктов. Отработавший катализатор поступает в отпарную колонну, куда вводят пар, удаляющий углеводородные продукты с катализатора. Затем отработавший катализатор проходит через колонну подачи отработавшего катализатора, попадая в регенератор, где в присутствии газа и при температуре от около 620°C до около 760°C слой нагара на отработавшем катализаторе сжигается, восстанавливая активность катализатора. Регенерацию как правило выполняют в стационарном кипящем или динамичном псевдоожиженном слое. Затем регенерированный катализатор может быть вытянут из псевдоожиженного слоя регенератора через колонну регенератора и, повторяя упомянутый ранее цикл, будет контактировать с сырьем в стояке реактора.

Регенерация катализатора представляет собой критический этап в работе УКПК. Успех этого этапа зависит от эффективности контакта между отработавшим катализатором и кислородсодержащим газом в регенераторе. Катализатор может поступать в регенератор множеством различных способов. Один обычный способ введения катализатора в регенератор заключается в нагнетании катализатора в регенератор через стояк отработавшего катализатора. Примеры таких распределителей отработавшего катализатора и связанных с ними систем, способов и устройств описаны в патенте США 6,797,239, полностью включенном в данный документ посредством ссылки.

Хотя такие существующие системы могут быть эффективными, их использование не всегда может обеспечить равномерное распределение катализатора внутри регенератора. Когда стояк подачи катализатора используют для подачи отработавшего катализатора с помощью транспортирующего газа в распределитель регенератора отработавшего катализатора, отработавший катализатор и газ не могут равномерно перемещаться через трубу. Пузырьки газа преимущественно перемещаются вдоль одной стороны стояка подачи отработавшего катализатора, в то время как частицы катализатора склонны перемещаться вдоль другой стороны. В случае вертикального стояка подачи отработавшего катализатора это может привести к неравномерному распределению отработавшего катализатора и газа в распределителе регенератора. В результате этого неидеального распределения поток отработавшего катализатора и газа в регенератор может быть неравномерным, что снижает эффективность регенератора.

Желательно разработать внутренние устройства стояка подачи отработавшего катализатора, способствующие более равномерному распределению в стояке подачи отработавшего катализатора газа и отработавшего катализатора, подаваемых затем в распределитель отработавшего катализатора внутри регенератора.

Краткое описание сущности изобретения

Данное изобретение в целом относится к распределителям потока в колонне подачи катализатора. Конкретнее, некоторые варианты реализации данного изобретения относятся к распределителям потока в колонне подачи отработавшего катализатора, используемым в процессах крекинга с псевдоожиженным катализатором, и связанным с ними способам и системам.

В одном варианте реализации данного изобретения предложена колонна подачи катализатора, содержащая горизонтальный участок, поворотный участок и вертикальный участок, причем вертикальный участок содержит одну или более кольцевых частей.

В другом варианте реализации данного изобретения предложена система регенерации, содержащая систему распределения катализатора, содержащую колонну подачи катализатора, содержащую горизонтальный участок, поворотный участок и вертикальный участок, причем вертикальный участок содержит одну или более кольцевых частей, газопровод, линию транспортировки отработавшего катализатора, распределитель и резервуар регенератора.

В другом варианте реализации данного изобретения предложен способ, включающий следующие этапы: обеспечение системы регенерации, содержащей систему распределения катализатора, содержащую колонну подачи катализатора, содержащую горизонтальный участок, поворотный участок и вертикальный участок, причем вертикальный участок содержит одну или более кольцевых частей, газопровод, линию транспортировки отработавшего катализатора, распределитель и резервуар регенератора; введение потока газа в газопровод; и введение потока отработавшего катализатора в линию транспортировки отработавшего катализатора.

Краткое описание графических материалов

Более полное и всестороннее понимание вариантов реализации данного изобретения,и их преимуществ, можно получить, обратившись к последующему описанию в сочетании с приложенными графическими материалами.

Фиг. 1 иллюстрирует вставку колонны подачи катализатора в соответствии с некоторыми вариантами реализации данного изобретения.

Фиг. 2 иллюстрирует колонну подачи катализатора в соответствии с некоторыми вариантами реализации данного изобретения.

Фигура 3 иллюстрирует систему колонны подачи катализатора в соответствии с некоторыми вариантами реализации данного изобретения.

Фигура 4 иллюстрирует систему регенерации катализатора в соответствии с некоторыми вариантами реализации данного изобретения.

Фигура 5 иллюстрирует профили распределения плотности различных систем регенерации.

Характеристики и преимущества данного изобретения будут очевидны для специалиста в данной области. Хотя специалист в данной области может внести многочисленные изменения, такие изменения соответствуют идее изобретения.

Подробное описание сущности изобретения

Следующее описание включает типовые устройства, способы, технологии и/или последовательности инструкций, осуществляющие технологии объекта изобретения. Однако следует понимать, что описанные варианты реализации изобретения могут быть осуществлены на практике без этих конкретных деталей.

Данное изобретение в целом относится к распределителям потока в колонне подачи катализатора. Конкретнее, некоторые варианты реализации данного изобретения относятся к распределителям потока в колонне подачи отработавшего катализатора, используемым в процессах крекинга с псевдоожиженным катализатором, и связанных с ними способам и системам.

В некоторых вариантах реализации данного изобретения предложен новый способ подачи отработавшего катализатора в регенератор. В некоторых вариантах реализации изобретения системы и способы, обсуждаемые в данном документе, способствуют более равномерному распределению катализатора внутри как стояка колонны подачи катализатора, так и регенератора, по сравнению с обычными системами. В некоторых вариантах реализации изобретения системы и способы, обсуждаемые в данном документе, позволяют уменьшить эффекты обратного смешения в системе стояка подачи отработавшего катализатора, таким образом уменьшая падение давления в проточной системе колонны подачи катализатора.

Теперь обратимся к Фиг. 1, иллюстрирующей вставку 100 колонны подачи катализатора. В некоторых вариантах реализации изобретения вставка 100 колонны подачи катализатора может содержать твердотельную кольцевую структуру, образующую полость. В некоторых вариантах реализации изобретения вставка 100 колонны подачи катализатора может быть изготовлена из любого из следующих материалов: металлы, керамика и металлокерамика. В некоторых вариантах реализации изобретения вставка 100 колонны подачи катализатора может быть покрыта огнеупорными покрытиями и/или эрозионностойкими покрытиями. В некоторых вариантах реализации изобретения вставка 100 колонны подачи катализатора может быть выполнена в виде вставки колонны подачи отработавшего катализатора.

В некоторых вариантах реализации изобретения вставка 100 колонны подачи катализатора может содержать внешнюю поверхность 110, верхнюю поверхность 120, нижнюю поверхность 130 и внутреннюю поверхность 140.

В некоторых вариантах реализации изобретения вставка 100 колонны подачи катализатора может иметь высоту в диапазоне от 0,003 метра до 0,5 метра. В некоторых вариантах реализации изобретения вставка 100 колонны подачи катализатора может иметь высоту в диапазоне от 0,01 метра до 0,25 метра. В других вариантах реализации изобретения вставка 100 колонны подачи катализатора может иметь высоту в диапазоне от 0,05 метра до 0,1 метра.

В некоторых вариантах реализации изобретения вставка 100 колонны подачи катализатора может иметь внешний диаметр в диапазоне от 0,1 метра до 8 метров. В некоторых вариантах реализации изобретения вставка 100 колонны подачи катализатора может иметь внешний диаметр в диапазоне от 0,2 метра до 4 метров. В других вариантах реализации изобретения вставка 100 колонны подачи катализатора может иметь внешний диаметр в диапазоне от 0,5 метра до 1 метра.

В некоторых вариантах реализации изобретения вставка 100 колонны подачи катализатора может иметь внутренний диаметр в диапазоне от 0,05 метра до 7 метров. В некоторых вариантах реализации изобретения вставка 100 колонны подачи катализатора может иметь внутренний диаметр в диапазоне от 0,1 метра до 3,5 метров. В других вариантах реализации изобретения вставка 100 колонны подачи катализатора может иметь внутренний диаметр в диапазоне от 0,25 метра до 0,5 метра.

В некоторых вариантах реализации изобретения колонна подачи катализатора может иметь постоянный профиль поперечного сечения. В некоторых вариантах реализации изобретения колонна подачи катализатора может иметь прямоугольный профиль поперечного сечения.. В таких вариантах реализации изобретения внешняя поверхность 110 и внутренняя поверхность 140 могут представлять собой параллельные поверхности, и нижняя поверхность 130 и верхняя поверхность 120 могут представлять собой параллельные поверхности.

В других вариантах реализации изобретения колонна подачи катализатора может иметь непрямоугольный профиль поперечного сечения. В таких вариантах реализации изобретения нижняя поверхность 130 и верхняя поверхность 120 могут представлять собой параллельные поверхности, а внешняя поверхность 110 и внутренняя поверхность 140 могут представлять собой непараллельные поверхности. В таких вариантах реализации изобретения внутренняя поверхность 140 может представлять собой скошенную поверхность и/или коническую поверхность, а внешняя поверхность110 может представлять собой прямую поверхность. В некоторых вариантах реализации изобретения внутренняя поверхность 140 может представлять собой: прямую, скошенную, круглую, наполовину закругленную или полностью закругленную поверхность.

Теперь обратимся к Фиг. 2, иллюстрирующей колонну 200 подачи катализатора. В некоторых вариантах реализации изобретения колонна 200 подачи катализатора может содержать трубчатую стенку 210, образующую полое внутреннее пространство 220. В некоторых вариантах реализации изобретения трубчатая стенка 210 может быть изготовлена из: металлов, металлических сплавов и/или керамики, и может быть облицована эрозионностойкими покрытиями и/или керамической футеровкой. В некоторых вариантах реализации изобретения колонна 200 подачи катализатора может быть выполнена в виде колонны подачи отработавшего катализатора.

В некоторых вариантах реализации изобретения трубчатая стенка 210 может содержать первый конец 230, второй конец 240, горизонтальный участок 250, поворотный участок 260 и/или вертикальный участок 270.

В некоторых вариантах реализации изобретения горизонтальный участок 250 может иметь внутренний диаметр и внешний диаметр. В некоторых вариантах реализации изобретения внешний диаметр горизонтального участка 250 может быть в диапазоне от 0,3 метра до 3 метров. В некоторых вариантах реализации изобретения горизонтальный участок 250 может иметь постоянный внешний диаметр. В других вариантах реализации изобретения горизонтальный участок 250 может иметь непостоянный внешний диаметр. В некоторых вариантах реализации изобретения внутренний диаметр горизонтального участка 250 может быть в диапазоне от 0,3 метра до 3 метров. В некоторых вариантах реализации изобретения горизонтальный участок 250 может иметь постоянный внутренний диаметр. В других вариантах реализации изобретения горизонтальный участок 250 может иметь непостоянный внутренний диаметр. В некоторых вариантах реализации изобретения горизонтальный участок 250 может иметь толщину стенки в диапазоне от 0,05 метра до 0,5 метра. В некоторых вариантах реализации изобретения горизонтальный участок 250 может иметь толщину стенки в диапазоне от 0,1 метра до 0,5 метра.

В некоторых вариантах реализации изобретения поворотный участок 260 может иметь внутренний диаметр и внешний диаметр. В некоторых вариантах реализации изобретения внешний диаметр поворотного участка 260 может быть в диапазоне от 0,3 метра до 3 метров. В некоторых вариантах реализации изобретения поворотный участок 260 может иметь постоянный внешний диаметр. В других вариантах реализации изобретения поворотный участок 260 может иметь непостоянный внешний диаметр. В некоторых вариантах реализации изобретения внутренний диаметр поворотного участка 260 может быть в диапазоне от 0,3 метра до 3 метров. В некоторых вариантах реализации изобретения поворотный участок 260 может иметь постоянный внутренний диаметр. В других вариантах реализации изобретения поворотный участок 260 может иметь непостоянный внутренний диаметр. В некоторых вариантах реализации изобретения поворотный участок 260 может иметь толщину стенки в диапазоне от 0,05 метра до 0,5 метра. В некоторых вариантах реализации изобретения поворотный участок 260 может иметь толщину стенки в диапазоне от 0,1 метра до 0,5 метра.

В некоторых вариантах реализации изобретения вертикальный участок 270 может иметь внутренний диаметр и внешний диаметр. В некоторых вариантах реализации изобретения внешний диаметр вертикального участка 270 может быть в диапазоне от 0,3 метра до 3 метров. В некоторых вариантах реализации изобретения внешний диаметр вертикального участка 270 может быть таким же, как внешний диаметр горизонтального участка 250. В других вариантах реализации изобретения внешний диаметр вертикального участка 270 может отличаться от внешнего диаметра горизонтального участка 250. В некоторых вариантах реализации изобретения горизонтальный участок 270 может иметь постоянный внешний диаметр. В других вариантах реализации изобретения горизонтальный участок 270 может иметь непостоянный внешний диаметр.

В некоторых вариантах реализации изобретения внутренний диаметр вертикального участка 270 может быть в диапазоне от 0,3 метра до 3 метров. В некоторых вариантах реализации изобретения внутренний диаметр вертикального участка 270 может быть таким же, как внутренний диаметр горизонтального участка 250. В других вариантах реализации изобретения внутренний диаметр вертикального участка 270 может отличаться от внутреннего диаметра горизонтального участка 250. В некоторых вариантах реализации изобретения вертикальный участок 270 может иметь постоянный внутренний диаметр. В других вариантах реализации изобретения вертикальный участок 270 может иметь непостоянный внутренний диаметр. В некоторых вариантах реализации изобретения вертикальный участок 270 может иметь толщину стенки в диапазоне от 0,05 метра до 0,5 метра. В некоторых вариантах реализации изобретения вертикальный участок 270 может иметь толщину стенки от 0,1 метра до 0,3 метра.

В некоторых вариантах реализации изобретения вертикальный участок 270 и/или горизонтальный участок 250 могут дополнительно содержать одну или более кольцевых частей 280. В некоторых вариантах реализации изобретения вертикальный участок 270 и/или горизонтальный участок 250 колонны 200 подачи катализатора могут содержать: одну, две, три, четыре или пять кольцевых частей 280. В некоторых вариантах реализации изобретения каждая из одной или большего количества частей кольцевых частей 280 могут быть одинаковыми. В других вариантах реализации изобретения одна или большее количество кольцевых частей 280 могут быть неодинаковыми.

В некоторых вариантах реализации изобретения одна или большее количество кольцевых частей 280 могут представлять собой выступы трубчатой стенки 210 в полое внутреннее пространство 220. В некоторых вариантах реализации изобретения эти выступы могут иметь величину до 25% радиуса внутреннего пространства 220. В некоторых вариантах реализации изобретения эти выступы могут иметь величину в диапазоне от 0,1% до 25% радиуса внутреннего пространства 220. В некоторых вариантах реализации изобретения эти выступы могут иметь величину в диапазоне от 0,1% до 15% радиуса внутреннего пространства 220. В некоторых вариантах реализации изобретения эти выступы могут иметь величину в диапазоне от 0,2% до 10% радиуса внутреннего пространства 220.

В некоторых вариантах реализации изобретения каждый из этих выступов может иметь длину в диапазоне от 0,01 метра до 0,3 метра. В некоторых вариантах реализации изобретения каждый выступ может иметь длину в диапазоне от 0,01 метра до 0,5 метра. В некоторых вариантах реализации изобретения каждый выступ может иметь длину в диапазоне от 0,1 метра до 0,15 метра.

В некоторых вариантах реализации изобретения эти выступы могут охватывать всю внутреннюю окружность вертикального участка 270 и/или горизонтального участка 250. В некоторых вариантах реализации изобретения эти выступы могут охватывать только часть внутренней окружности вертикального участка 270 и/или горизонтального участка 250.

В других вариантах реализации изобретения одна или большее кодичество кольцевых частей 280 могут содержать вставки. В некоторых вариантах реализации изобретения одна или большее количество кольцевых частей 280 могут содержать любую комбинацию характеристик, рассмотренных выше относительно вставок 100 колонны подачи катализатора. В некоторых вариантах реализации изобретения эти вставки могут быть изготовлены из любого из следующих материалов: металлы, керамика и металлокерамика. В некоторых вариантах реализации изобретения эти вставки могут быть покрыты огнеупорными покрытиями и/или эрозионностойкими покрытиями. В некоторых вариантах реализации изобретения эти вставки могут быть закреплены на внутренней поверхности трубчатой стенки путем их крепления к стенке стояка с помощью металлических фиксаторов. В некоторых вариантах реализации изобретения эти вставки могут быть кольцевой формы с внешним диаметром, равными внутреннему диаметру вертикального участка 270, и внутренним диаметром, составляющим от 50% до 99% внешнего диаметра.

В некоторых вариантах реализации изобретения кольцевые части 280 могут быть расположены в любом месте внутри колонны 200 подачи катализатора. В некоторых вариантах реализации изобретения первая кольцевая часть 280 может быть расположена на расстоянии в диапазоне от 1 до 5 диаметров стояка от колена или тройника трубы. В некоторых вариантах реализации изобретения первая кольцевая часть 280 может быть расположена на расстоянии в диапазоне от 5 до 10 диаметров стояка от колена или тройника трубы. В других вариантах реализации изобретения первая кольцевая часть 280 может быть расположена на расстоянии более 10 диаметров стояка от колена или тройника трубы. В некоторых вариантах реализации изобретения одна или большее количество кольцевых частей 280 могут быть расположены на расстоянии по меньшей мере 0,2 диаметра стояка друг от друга. В некоторых вариантах реализации изобретения одна или большее количество кольцевых частей 280 могут быть расположены на расстоянии не более 10 диаметров стояка друг от друга.

В некоторых вариантах реализации изобретения одна или большее количество кольцевых частей 280 могут быть способны создавать уменьшенный эффективный внутренний диаметр вертикального участка 270 и/или горизонтального участка 250 в каждой из одной или большего количества кольцевых частей 280. Не вдаваясь в теорию вопроса, есть основания полагать, что создав уменьшенный эффективный внутренний диаметр, можно улучшить смешивание твердой и газообразной фаз, заставив газообразную фазу контактировать с более плотной твердой фазой. Есть основания полагать, что улучшенный контакт улучшает однородность плотности и профиль скорости, улучшая таким образом производительность системы. Также есть основания полагать, что использование кольцевых частей 280 ослабляет обратный поток вдоль стенки стояка, уменьшая связанное с ним падение давления.

В некоторых вариантах реализации изобретения колонна 200 подачи катализатора может быть рассчитана на поток газа и твердых частиц через колонну 200 подачи катализатора. В некоторых вариантах реализации изобретения колонна 200 подачи катализатора может быть рассчитана на поток газа и твердых частиц через колонну 200 подачи катализатора со скоростью в диапазоне от 10 млн. фунтов (4,5 тыс. тонн) в час до 5000 млн. фунтов (2268 тыс. тонн) в час. В некоторых вариантах реализации изобретения колонна 200 подачи катализатора может быть рассчитана на поток твердых частиц через колонну 200 подачи катализатора со скоростью в диапазоне от 5 тонн в минуту до 500 тонн в минуту.

Теперь обратимся к Фиг. 3, иллюстрирующей распределитель 1000 катализатора в соответствии с некоторыми вариантами реализации данного изобретения. В некоторых вариантах реализации изобретения распределитель 1000 катализатора может быть выполнен в виде распределителя отработавшего катализатора. Как можно видеть на Фиг. 3, в некоторых вариантах реализации изобретения распределительная магистраль 1000 отработавшего катализатора может содержать линию 1100 подачи отработавшего катализатора, газопровод 1200, колонну 1300 подачи катализатора и распределитель 1400. В некоторых вариантах реализации изобретения линия 1100 подачи отработавшего катализатора, газопровод 1200, колонна 1300 подачи катализатора и распределитель 1400 могут иметь гидравлическое сообщение друг с другом.

В некоторых вариантах реализации изобретения колонна 1300 подачи катализатора может содержать любую комбинацию характеристик, рассмотренных выше относительно колонны 200 подачи катализатора. В некоторых вариантах реализации изобретения колонна 1300 подачи катализатора может содержать трубчатую стенку 1310, полое внутреннее пространство 1320, первый конец 1330, второй конец 1340, горизонтальный участок 1350, поворотный участок 1360, вертикальный участок 1370, и одну или большее количество кольцевых частей 1380.

В некоторых вариантах реализации изобретения колонна 1300 подачи катализатора может быть соединена с линией 1100 подачи отработавшего катализатора и газопроводом 1200 на первом конце 1330 и с распределителем 1400 на втором конце 1340. В некоторых вариантах реализации изобретения колонна 1300 подачи катализатора может быть выполнена с возможностью принимать смешанный поток отработавшего катализатора и газа со скоростью потока в диапазоне от 10 млн. фунтов (4,5 тыс. тонн) в час до 5000 млн. фунтов (2268 тыс. тонн) в час с содержанием твердых частиц в диапазоне от 5 тонн в минуту до 500 тонн в минуту.

В некоторых вариантах реализации изобретения линия 1100 подачи отработавшего катализатора может содержать первый конец 1110 и второй конец 1120. В некоторых вариантах реализации изобретения линия 1100 подачи отработавшего катализатора может быть изготовлена из углеродистой стали или нержавеющей стали. В некоторых вариантах реализации изобретения линия 1100 подачи отработавшего катализатора может иметь огнеупорную футеровку. В некоторых вариантах реализации изобретения линия 1100 подачи отработавшего катализатора может быть рассчитана с возможностью приема потока отработавшего катализатора из реактора крекинга с псевдоожиженным катализатором (КПК) или отпарной колонны. В некоторых вариантах реализации изобретения линия 1100 подачи отработавшего катализатора может быть соединена с колонной 1300 подачи катализатора на втором конце 1120.

В некоторых вариантах реализации изобретения газопровод 1200 может содержать первый конец 1210 и второй конец 1220. В некоторых вариантах реализации изобретения газопровод 1200 может быть изготовлен из углеродистой стали или нержавеющей стали. В некоторых вариантах реализации изобретения газопровод 1200 может иметь огнеупорную футеровку. В некоторых вариантах реализации изобретения газопровод 1200 может быть рассчитан с возможностью приема из компрессора потока воздуха, способного регенерировать поток отработавшего катализатора. В некоторых вариантах реализации изобретения поток воздуха может иметь скорость потока в диапазоне от 5000 стандартных кубических футов (141,6 м³) в минуту до 40000 стандартных кубических футов (1132,7 м³) в минуту. В некоторых вариантах реализации изобретения газопровод 1200 может быть соединен с линией 1100 подачи отработавшего катализатора на втором конце 1220.

В некоторых вариантах реализации изобретения распределитель 1400 может быть выполнен в виде любого обычного распределителя. Примеры обычного распределителя включают: каналы, трубы, дефлекторы и отражатели.

Теперь обратимся к Фиг. 4, иллюстрирующей систему 3000 распределения катализатора в соответствии с некоторыми вариантами реализации данного изобретения. В некоторых вариантах реализации изобретения система 3000 распределения катализатора может содержать распределитель 3100 катализатора и резервуар 3300 регенератора. В некоторых вариантах реализации изобретения система 3000 распределения катализатора может иметь конструкцию с расположенным по центру входом в колонну. В других вариантах реализации изобретения система 3000 распределения катализатора может иметь конструкцию со смещенным относительно центра входом в колонну.

В некоторых вариантах реализации изобретения распределитель 3100 катализатора может содержать любую комбинацию характеристик, рассмотренных выше относительно распределителя 1000 катализатора. В некоторых вариантах реализации изобретения распределительная магистраль 3100 отработавшего катализатора может содержать: колонну 3110 подачи катализатора, газопровод 3120, линию 3130 транспортировки отработавшего катализатора, и распределитель 3140. В некоторых вариантах реализации изобретения колонна 3110 подачи катализатора, газопровод 3120, линия 3130 транспортировки отработавшего катализатора и распределитель 3140 имеют гидравлическое сообщение друг с другом.

В некоторых вариантах реализации изобретения колонна 3110 подачи катализатора может содержать любую комбинацию характеристик, рассмотренных выше относительно колонны 100 подачи катализатора и/или колонны 1300 подачи катализатора.

В некоторых вариантах реализации изобретения газопровод 3120 может содержать любую комбинацию характеристик, рассмотренных выше относительно газопровода 1120.

В некоторых вариантах реализации изобретения линия 3130 транспортировки отработавшего катализатора может содержать любую комбинацию характеристик, рассмотренных выше относительно линии 1130 транспортировки отработавшего катализатора.

В некоторых вариантах реализации изобретения распределитель 3140 может содержать любую комбинацию характеристик, рассмотренных выше относительно распределителя 1140.

В некоторых вариантах реализации изобретения часть колонны 3100 подачи катализатора и/или распределитель 3140 могут быть расположены внутри резервуара 3300 регенератора. Например, как показано на Фиг. 4, распределитель 3140 и часть колонны 3130 подачи катализатора могут быть расположены внутри резервуара 3300 регенератора. В некоторых вариантах реализации изобретения часть колонны 3100 подачи катализатора может быть расположена за пределами резервуара 3300 регенератора. Например, как показано на Фиг. 4, линия 3130 транспортировки отработавшего катализатора, газопровод 3120 и часть колонны 3100 подачи катализатора могут быть расположены за пределами резервуара 3300 регенератора.

В некоторых вариантах реализации изобретения резервуар 3300 регенератора может представлять собой регенератор с псевдоожиженным слоем. В некоторых вариантах реализации изобретения резервуар 3300 регенератора может представлять собой любой резервуар регенератора, подходящий для использования в регенерации отработавшего катализатора из реактора КПК.

В некоторых вариантах реализации изобретения регенератор 3300 может содержать внешние стенки 3301. В некоторых вариантах реализации изобретения внешние стенки 3301 могут образовывать внутреннюю камеру 3310, отверстие 3320 впуска отработавшего катализатора, колонну 3330 регенератора и канал 3340 выпуска отработавшего газа. В некоторых вариантах реализации изобретения колонна 3100 подачи катализатора может проходить через отверстие 3320 впуска отработавшего катализатора, позволяя смешанному потоку отработавшего катализатора и газа попадать во внутреннюю камеру 3310. В некоторых вариантах реализации изобретения резервуар 3300 регенератора может быть выполнен с возможностью регенерации отработавшего катализатора в смешанном потоке отработавшего катализатора и газа. В некоторых вариантах реализации изобретения колонна 3330 регенератора может позволять регенерированному отработавшему катализатору выходить из регенератора 3300. В некоторых вариантах реализации изобретения канал 3340 выпуска отработавшего газа может позволять отработавшему газу выходить из регенератора 3300. В некоторых вариантах реализации изобретения колонна регенератора может предусматривать возможность погруженной выгрузки отработавшего катализатора или его выгрузки выше слоя.

В некоторых вариантах реализации данного изобретения предложен способ, включающий: обеспечение системы регенерации, содержащей систему распределения катализатора, содержащую колонну подачи катализатора, содержащую: горизонтальный участок, поворотный участок и вертикальный участок, причем вертикальный участок содержит одну или большее количество кольцевых частей, газопровод, линию транспортировки отработавшего катализатора, распределитель, и резервуар регенератора; введение потока газа в газопровод; и введение потока отработавшего катализатора в линию транспортировки отработавшего катализатора.

В некоторых вариантах реализации изобретения система распределения катализатора может быть выполнена в виде любой системы распределения катализатора, рассмотренной выше относительно системы 3000 распределения катализатора.

В некоторых вариантах реализации изобретения введение потока газа в газопровод может включать введение потока воздуха или кислорода в газопровод. В некоторых вариантах реализации изобретения поток газа может иметь скорость потока в диапазоне от 5000 кубических футов (141,6 м³ ) в минуту до 40000 кубических футов (1132,7 м³) в минуту.

В некоторых вариантах реализации изобретения введение потока отработавшего катализатора в линию транспортировки отработавшего катализатора может включать введение потока отработавшего катализатора из реактора КПК в линию транспортировки отработавшего катализатора. В некоторых вариантах реализации изобретения величина потока отработавшего катализатора может быть в диапазоне от 10 млн. фунтов (4,5 тыс. тонн) в час до 5000 млн. фунтов (2268 тыс. тонн) в час.

В некоторых вариантах реализации изобретения способ может дополнительно включать смешивание потока газа и потока отработавшего катализатора с образованием смешанного потока отработавшего катализатора и газа. В некоторых вариантах реализации изобретения величина смешанного потока отработавшего катализатора и газа может быть в диапазоне от 10 млн. фунтов (4,5 тыс. тонн) в час до 5000 млн. фунтов (2268 тыс. тонн) в час с содержанием твердых частиц в диапазоне от 5 тонн в минуту до 500 тонн в минуту. В некоторых вариантах реализации изобретения способ может дополнительно включать впуск потока отработавшего катализатора и газа в регенератор через колонну подачи катализатора. В некоторых вариантах реализации изобретения способ может дополнительно включать регенерацию отработавшего катализатора в резервуаре регенератора.

Для достижения лучшего понимания данного изобретения представлены следующие примеры конкретных вариантов реализации изобретения. Следующие примеры не следует ни коим образом рассматривать как ограничивающие или определяющие объем изобретения.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Для проверки эффективности распределения системы колонны подачи катализатора, содержащей комплект колец в части стояка подачи отработавшего катализатора системы колонны, было выполнено компьютерное моделирование. Было измерено распределение катализатора в стояке подачи отработавшего катализатора и окончательное распределение катализатора в резервуаре регенератора. Размещение кольцевых устройств в стояке подачи отработавшего катализатора привело к улучшению распределения твердых частиц в слое регенератора, улучшению плотности смеси твердых частиц и газа, подаваемой в регенератор, и уменьшению разделения частиц и газа в стояке подачи отработавшего катализатора. Система отработавшего катализатора была испытана в рабочих условиях КПК с полными скоростями потока газа и твердых частиц и при рабочих температурах и давлениях.

Диаграмма, изображающая профиль продолжительности пребывания твердых частиц, показана на Фиг. 5. Как можно видеть на Фиг. 5, во втором варианте реализации изобретения было достигнуто более равномерное распределение продолжительности пребывания частиц наряду с более равномерным распределением частиц в стояке, уменьшением обратного потока частиц вдоль стенки стояка и уменьшением стандартного отклонения продолжительности пребывания частиц на стенке.

Таким образом, результаты показывают, что колонны подачи катализатора, описанные в данном документе, имеют производительность более высокого уровня, чем обычные колонны.

Хотя варианты реализации изобретения описаны со ссылкой на различные варианты исполнения и применения, следует понимать, что эти варианты реализации изобретения иллюстративны, и что объем объекта изобретения ими не ограничен. Возможны множество вариаций, модификаций, дополнений и усовершенствований.

Множественное число может быть использовано для компонентов, операций или конструкций, описанных в данном документе в единственном числе. Как правило, конструкции и функциональные возможности, представленные в виде отдельных компонентов в типовых исполнениях, могут быть выполнены в виде комбинированной конструкции или компонента. Аналогичным образом, конструкции и функциональные возможности, представленные в виде единого компонента, могут быть выполнены в виде отдельных компонентов. Эти и другие вариации, модификации, дополнения и усовершенствования могут попадать в пределы объема объекта изобретения.

Изобретение относится к колонне подачи катализатора, предназначенной для подачи отработавшего катализатора в регенератор, содержащей горизонтальный участок, поворотный участок и вертикальный участок. Причем внутри вертикального участка расположена одна или большее количество кольцевых частей. Также изобретение относиться к системе регенерации отработавшего катализатора, содержащей систему распределения катализатора, содержащей указанную колонну, и к способу регенерации отработавшего катализатора в системе регенерации отработавшего катализатора. Технический результат – обеспечивается надлежащее распределение катализатора в регенераторе. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 пр.

1. Колонна подачи катализатора, предназначенная для подачи отработавшего катализатора в регенератор, содержащая горизонтальный участок, поворотный участок и вертикальный участок, причем внутри вертикального участка расположена одна или большее количество кольцевых частей.

2. Колонна подачи катализатора по п. 1, отличающаяся тем, что одна или большее количество указанных кольцевых частей содержат вставки колонны подачи катализатора.

3. Колонна подачи катализатора по п. 2, отличающаяся тем, что вставки колонны подачи катализатора содержат скошенную или коническую внутреннюю поверхность.

4. Колонна подачи катализатора по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что вставки колонны подачи катализатора имеют внутренний диаметр в диапазоне от 0,25 метра до 0,5 метра и внешний диаметр в диапазоне от 0,5 метра до 1 метра.

5. Колонна подачи катализатора по любому из пп. 2-4, отличающаяся тем, что вставки колонны подачи катализатора имеют высоту в диапазоне от 0,05 метра до 0,1 метра.

6. Колонна подачи катализатора по п. 1, отличающаяся тем, что одна или большее количество указанных кольцевых частей содержат выступы трубчатой стенки вертикального участка.

7. Колонна подачи катализатора по п. 6, отличающаяся тем, что выступы выступают в полом внутреннем пространстве вертикального участка на расстояние в диапазоне от 0,2% до 10% радиуса полого внутреннего пространства.

8. Колонна подачи катализатора по п. 6 или 7, отличающаяся тем, что выступы имеют длину в диапазоне от 0,1 метра до 0,15 метра.

9. Колонна подачи катализатора по любому из пп. 6-8, отличающаяся тем, что выступы охватывают всю внутреннюю окружность колонны подачи катализатора.

10. Колонна подачи катализатора по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что она содержит три или большее количество кольцевых частей.

11. Колонна подачи катализатора по п. 1, отличающаяся тем, что одна или большее количество указанных кольцевых частей расположены на расстоянии по меньшей мере 0,2 диаметра стояка друг от друга.

12. Колонна подачи катализатора по п. 1, отличающаяся тем, что одна или большее количество указанных кольцевых частей расположены на расстоянии не более 10 диаметров стояка друг от друга.

13. Колонна подачи катализатора по любому из пп. 1-12, отличающаяся тем, что одна или большее количество указанных кольцевых частей выполнены с возможностью создания уменьшенного внутреннего диаметра вертикального участка.

14. Система регенерации отработавшего катализатора, содержащая систему распределения катализатора, содержащую колонну подачи катализатора, предназначенную для подачи отработавшего катализатора в регенератор, содержащую: горизонтальный участок, поворотный участок и вертикальный участок, причем внутри вертикального участка расположена одна или большее количество кольцевых частей, газопровод, линию транспортировки отработавшего катализатора, распределитель и резервуар регенератора.

15. Система регенерации по п. 14, отличающаяся тем, что колонна подачи катализатора выполнена в виде колонны подачи катализатора по любому из пп. 1-13.

16. Система регенерации по п. 14 или 15, отличающаяся тем, что часть вертикального участка расположена внутри резервуара регенератора.

17. Способ регенерации отработавшего катализатора, включающий:

обеспечение системы регенерации, содержащей систему распределения катализатора, содержащую колонну подачи катализатора, предназначенную для подачи отработавшего катализатора в регенератор, содержащую: горизонтальный участок, поворотный участок и вертикальный участок, причем внутри вертикального участка расположена одна или большее количество кольцевых частей, газопровод, линию транспортировки отработавшего катализатора, распределитель и резервуар регенератора;

введение потока газа в газопровод;

введение потока отработавшего катализатора в линию транспортировки отработавшего катализатора и

регенерацию отработавшего катализатора в регенераторе.

18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что система регенерации выполнена в виде системы регенерации по п. 15 или 16.