СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА ЖИДКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ Российский патент 2023 года по МПК C10G11/18 B01J8/22 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки на патент КНР №201810779819.0, озаглавленной «Способ и система для каталитического крекинга с применением псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе и быстрого псевдоожиженного слоя» и поданной 16 июля 2018 года, которая во всей своей полноте включена в настоящий документ посредством ссылки.

Область техники настоящего изобретения

Настоящая заявка относится к области техники каталитического крекинга, в частности, к способу и системе для каталитического крекинга жидких нефтепродуктов.

Уровень техники настоящего изобретения

Легкие олефины, такие как этилен и пропилен, представляют собой основные исходные материалы химической промышленности. На территории КНР и за ее пределами природный газ или легкая нефтяная фракция используется, главным образом, в качестве исходного материала для производства легких олефинов с применением способа парового крекинга в комплексной установке по производству этилена. Бензол, толуол и ксилол (ВТХ) представляют собой важные основные химические исходные материалы, из которых пара-ксилол (РХ) составляет приблизительно 45% полного потребления ВТХ. С развитием в КНР таких отраслей промышленности, как сложнополиэфирная промышленность, спрос на ВТХ, согласно ожиданиям, будет продолжать свой рост с высокой скоростью. Приблизительно 90% этилена, приблизительно 70% пропилена, 90% бутадиена и 30% ароматических соединений обеспечивает паровой крекинг побочных продуктов. Хотя технология парового крекинга разрабатывается в течение нескольких десятилетий, и эта технология непрерывно усовершенствуется, технология парового крекинга все же имеет технические ограничения высокого энергопотребления, высокой стоимости производства, больших выбросов СО₂, затруднительного регулирования распределения продуктов и т.д. Когда принимается традиционный путь производства этилена и пропилена с применением парового крекинга в нефтехимической промышленности, могут возникать многочисленные ограничивающие факторы, в том числе дефицит легкого исходного нефтепродукта, недостаточная производственная мощность, высокая стоимость и т.д. Кроме того, поскольку исходные материалы для парового крекинга становятся легче, уменьшение выхода пропилена и легких ароматических соединений усиливает противоречие между предложением и спросом. Технология каталитического крекинга может быть использована в качестве благоприятного дополнения промышленного способа получения легких олефинов и легких ароматических соединений и может обеспечивать очевидные общественно-экономические преимущества в случае ее применения для производства химических исходных материалов на нефтеперерабатывающих и химико-технологических интегрированных предприятиях.

В публикации заявки на патент КНР №CN 1234426 А раскрыт способ одновременного производства легких олефинов и имеющего высокое содержание ароматических соединений бензина из тяжелого нефтепродукта, где предусмотрено введение тяжелого нефтяного углеводорода и пара в реакцию каталитического крекинга в композиционном реакторе, который составляют вертикальный реактор и плотнофазный псевдоожиженный слой, в результате чего увеличивается выход легких олефинов, в частности, пропилена, а также содержание ароматических соединений в бензине увеличивается до приблизительно 80 мас. %.

В публикации заявки на патент КНР №CN 1393510 A раскрыт способ усовершенствования производства этилена и пропилена посредством каталитического превращения тяжелого нефтяного углеводорода, где предусмотрено введение в контакт и реакцию исходных жидких нефтепродуктов с катализатором, содержащим имеющий высокое содержание диоксида кремния цеолитом типа пентасил в вертикальном реакторе или реакторе с псевдоожиженным слоем. Этим способом можно не только увеличивать выход этилена и пропилена, но также в некоторой степени уменьшать гидротермическую дезактивацию катализатора.

В публикации заявки на патент КНР №CN 1721510 A раскрыт способ получения легких олефинов и ароматических соединений с применением каталитического крекинга в двух реакционных зонах, где предусмотрены различные часовые объем нефтепродукта на единицу массы катализатора в двух реакционных зонах для цели получения легких олефинов, таких как пропилен и этилен, из тяжелых исходных нефтепродуктов в максимальной степени, причем выход пропилена превышает 20 мас. %, и одновременное получение ароматических соединений, таких как толуол и ксилол.

В публикациях заявок на патенты США №US 2002003103 A и US 2002189973 A раскрыта установка крекинга с псевдоожиженным катализатором (FCC), содержащая сдвоенные вертикальные реакторы, для усовершенствования производства пропилена, где бензин (60-300°F/15-150°C), получаемый в реакции крекинга, поступает во второй вертикальный реактор для последующей реакции, и катализатор представляет собой смесь катализатора на основе молекулярного сита типа USY и катализатора на основе молекулярного сита типа ZSM-5.

В публикации заявки на патент США №US 2002195373 А и публикации международной патентной заявки №WO2017223310A раскрыты способы, осуществляемые с применением реактора с нисходящим потоком, работающим при высокой температуре (1020-1200°F/550-650°C), короткого времени контакта (менее 0,5 секунды) и высокого соотношения катализатора и нефтепродуктов (15-25). Первичный катализатор (фожазит типа Y) проявляет низкую активность в отношении переноса водорода и предназначен для максимального увеличения выхода легких олефинов в сочетании с условиями эксплуатации. Высокоэффективный сепаратор используют для отделения продукта от катализатора в течение 0,1 секунды, таким образом, чтобы сократить до минимума вторичные реакции и образование кокса. Кроме того, легкий рецикловый газойль (LCO) используют для резкого охлаждения отделенного газообразного продукта до температуры, составляющей приблизительно 930°F/500°C, и для предотвращения дальнейшего крекинга.

В патенте США №US 6538169 A и в публикации заявки на патент США №US 2003121825 A также раскрыты способы с применением реакционно-регенерационной системы, состоящей из двух реакционных зон и общего регенератора. В первой реакционной зоне тяжелый исходный материал подвергают крекингу с получением легких олефинов или промежуточных соединений, которые могут быть превращены в легкие олефины при высокой температуре и высоком соотношении катализатора и нефтепродуктов. Вторая реакционная зона представляет собой второй вертикальный реактор, где технологические условия являются более жесткими, и увеличен выход легких компонентов из бензина, представляющего собой исходный материал. Конфигурационно-селективное молекулярное сито, такое как ZSM-5, используют для упрощения превращения бензина в легкие олефины, и подходящие исходные материалы включают вакуумный газойль (VGO), тяжелый вакуумный газойль (HVGO) и гидрированный газойль.

В публикации заявки на патент КНР №CN 1403540 A раскрыт способ каталитического превращения для производства этилена и пропилена, в котором используют реактор, состоящий из соединенных последовательно вертикального реактора и плотнофазного псевдоожиженного слоя, легкий исходный материал вводят в вертикальный реактор для проведения реакции в высокожестких условиях, а продукт реакции и покрытый осажденным коксом катализатор направляют в псевдоожиженный слой для последующей реакции в относительно мягких условиях. Этот способ может обеспечивать относительное повышение полного выхода этилена, пропилена и бутена.

В публикации заявки на патент КНР №CN 102051213 A раскрыт способ каталитического крекинга, который включает стадии введения в контакт тяжелого исходного материала с катализатором в первом вертикальном реакторе, содержащем по меньшей мере два реакционные зоны для реакции крекинга, и введение в контакт легкого исходного материала и подвергнутого крекингу тяжелого нефтепродукта с катализатором во втором вертикальном реакторе и реакторе с псевдоожиженным слоем для проведения реакции крекинга. При использовании для каталитического крекинга тяжелых нефтепродуктов этот способ может обеспечивать высокую степень превращения тяжелых нефтепродуктов и высокий выход пропилена, а также низкий выход сухого газа и кокса.

Структурное противоречие нефтеперерабатывающей химической промышленности становится все более серьезным. С одной стороны, значительные проблемы представляют собой избыточное производство традиционных нефтехимических продуктов и противоречие между предложением и спросом конечных нефтепродуктов. С другой стороны, существует также значительный дефицит исходных материалов высокосортных нефтехимических продуктов. Таким образом, преобразование нефтепереработки в химическую промышленность представляет собой непреодолимую тенденцию. Установки каталитического крекинга, которые служат в качестве мостов между нефтепереработкой и химической промышленностью, должны выдерживать беспрецедентное давлением и испытание. В настоящее время постоянно увеличивается пропорциональная доля остатка дистилляции при атмосферном давлении в смешанных нефтепродуктах, представляющих собой исходный материал для установок каталитического крекинга, и даже существует предложение по введению остатка вакуумной дистилляции в смесь нефтепродуктов. В существующей технологии каталитического крекинга в качестве исходного материала обычно используют вакуумный газойль или остаток дистилляции при атмосферном давлении на основе парафиновых углеводородов, а в наиболее усовершенствованной технологии каталитический крекинг используют реактор, который составляют сдвоенные вертикальные реакторы или вертикальный реактор, соединенный последовательно с плотнофазным слоем в высокожестких условиях, для цели увеличения производства легких олефинов и/или легких ароматических соединений. Проблема высокого выхода сухого газа и кокса неизбежно возникает, когда такой реактор используют для переработки содержащих остатки смесей тяжелых нефтепродуктов. Уменьшение выхода кокса может быть достигнуто посредством применения реактора с нисходящим потоком, но степень превращения в реакции является относительно низкой, и требуется специализированный катализатор. По мере того, как становится более тяжелым исходный материал, возрастает спрос на содержащие остаточные нефтепродукты смешанные исходные материалы для установок каталитического крекинга. В целях эффективного использования ресурсов низкосортных тяжелых нефтепродуктов и удовлетворения растущего спроса на химические исходные материалы, такие как легкие олефины и тяжелые ароматические соединения, становится необходимой разработка способа каталитического крекинга для превращения исходного материала, содержащего низкосортные тяжелые нефтепродукты, в продукты с высокой добавленной стоимостью.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

Задача настоящей заявки заключается в том, чтобы для каталитического крекинга жидких нефтепродуктов предложить новый способ и систему, которые являются особенно подходящими для применения в производстве легких олефинов, таких как этилен и пропилен, из исходных жидких нефтепродуктов, в частности, тяжелых исходных нефтепродуктов посредством каталитического крекинга. Способ и система для каталитического крекинга имеют преимущества низкого выхода сухого газа и кокса и надлежащего распределения продуктов.

Для решения представленной выше задачи согласно одному аспекту настоящей заявки предложен способ каталитического крекинга жидких нефтепродуктов, включающий стадию введения исходных жидких нефтепродуктов, в частности, тяжелых исходных нефтепродуктов, в контакт с катализатором каталитического крекинга для реакции в реакторе, содержащем псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе и быстрый псевдоожиженный слой, соединенные последовательно, причем в быстром псевдоожиженном слое аксиальную твердую фракцию s катализатора регулируют в пределах диапазона от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,2.

Согласно другому аспекту настоящей заявки предложена система, пригодная для применения в целях каталитического крекинга жидких нефтепродуктов, в частности, тяжелых исходных нефтепродуктов и содержащая реактор каталитического крекинга, отделяющее катализатор устройство, необязательный сепаратор продуктов реакции, и регенератор,

причем реактор каталитического крекинга содержит псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе и быстрый псевдоожиженный слой, соединенные последовательно, при этом псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с быстрым псевдоожиженным слоем и расположен выше по потоку относительно быстрого псевдоожиженного слоя вдоль направления движения реакционного потока;

псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе содержит впуск катализатора в нижней части и впуск первого исходного материала в нижней части, быстрый псевдоожиженный слой содержит выпуск в верхней части и необязательный впуск второго исходного материала в нижней части, отделяющее катализатор устройство содержит впуск, выпуск катализатора и выпуск продуктов реакции, необязательный сепаратор продуктов реакции содержит впуск продуктов реакции, выпуск сухого газа, выпуск сжиженного нефтяного газа (LPG), выпуск бензина, выпуск дизельного топлива и выпуск катализаторной суспензии, и регенератор содержит впуск катализатора и выпуск катализатора,

при этом впуск катализатора псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с выпуском катализатора регенератора, выпуск быстрого псевдоожиженного слоя находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с впуском отделяющего катализатор устройства, выпуск продуктов реакции отделяющего катализатор устройства находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с впуском продуктов реакции необязательного сепаратора продуктов реакции, и выпуск катализатора отделяющего катализатор устройства находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с впуском катализатора регенератора.

Согласно настоящей заявке плотность катализатора в быстром псевдоожиженном слое может быть эффективно повышена посредством регулирования аксиальной твердой фракции s катализатора в быстром псевдоожиженном слое в пределах диапазона от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,2, таким образом, что значительно улучшается соотношение катализатора и исходных жидких нефтепродуктов в процессе реакции, и получается относительно длительная продолжительность пребывания углеводорода и катализатора, в результате чего могут быть достигнуты достаточный контакт и реакция между катализатором и исходными жидкими нефтепродуктами, в частности, низкосортного тяжелого нефтепродукта. В результате этого может быть повышена скорость реакции превращения, может быть увеличен выход легких олефинов и легких ароматических соединений, может быть снижена требуемая для реакции температура, и в то же время может быть эффективно сокращено образование сухого газа и кокса, таким образом, что при этом улучшаются распределение продуктов и качество продуктов.

Кроме того, согласно настоящей заявке соотношение катализатора и нефтепродуктов можно регулировать в широком диапазоне посредством введения дополнительного катализатора в быстрый псевдоожиженный слой, что обеспечивает больше активных центров для реакции крекинга. В то же время, посредством введения дополнительного катализатора может быть повышена гибкость регулирования температуры реакции, и становится возможным эффективное регулирование градиента температуры и активности катализатора в быстром псевдоожиженном слое.

Посредством применения способа и системы согласно настоящей заявке химические исходные материалы с высокой добавленной стоимостью могут быть получены из дешевых низкосортных тяжелых нефтепродуктов на нефтехимических предприятиях в максимальной степени, может быть обеспечен усовершенствованный способ интеграции нефтепереработки и химической технологии на нефтеперерабатывающих предприятиях, может быть решена проблема дефицита нефтехимических исходных материалов, и могут быть улучшены общественно-экономические преимущества нефтехимической промышленности.

Другие характеристики и преимущества настоящей заявки будут подробно описаны в настоящем документе в представленном ниже разделе «Подробное раскрытие настоящего изобретения».

Краткое описание фигур

Фигуры, которые составляют часть настоящего описания, представлены, чтобы способствовать пониманию настоящей заявки, и их не следует рассматривать в качестве ограничительных. Настоящая заявка может быть истолкована со ссылкой на фигуры в сочетании с представленным ниже разделом «Подробное раскрытие настоящего изобретения». В числе фигур:

на фиг. 1 представлена схематическая диаграмма предпочтительного варианта осуществления согласно настоящей заявке; и

на фиг. 2 представлена схематическая диаграмма другого предпочтительного варианта осуществления согласно настоящей заявке.

Описание условных обозначений

Подробное раскрытие настоящего изобретения

Далее настоящая заявка будет подробно описана в настоящем документе со ссылкой на соответствующие конкретные варианты осуществления и сопровождающие фигуры. Следует отметить, что конкретные варианты осуществления настоящей заявки представлены исключительно для цели иллюстрации, но не предназначены для ограничения каким-либо образом.

Любые конкретные численные значения, в том числе конечные точки численного диапазона, которые описаны в контексте настоящей заявки, не ограничиваются соответствующими точными значениями, но их следует истолковывать как дополнительно охватывающие все значения вблизи указанного точного значения, например, все возможные значения в пределах ±5% от точного значения. Кроме того, в отношении любого численного диапазона, описанного в настоящем документе, могут быть произведены произвольные сочетания между конечными точками диапазона, между каждой конечной точкой и любым конкретным значением в пределах диапазона, или между любыми двумя конкретными значениями в пределах диапазона с получением одного или нескольких новых численных диапазонов, причем указанные новые численные диапазоны следует также рассматривать как конкретно описанные в настоящей заявке.

Согласно настоящей заявке псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе и быстрый псевдоожиженный слой представляют собой две последовательно соединенные реакционные зоны реактора и, таким образом, могут, также называться терминами «реакционная зона псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе» и «реакционная зона быстрого псевдоожиженного слоя», соответственно.

Согласно настоящей заявке термин «псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе» имеет такое значение, которое является хорошо известным специалистам в данной области техники, и, в частности, означает псевдоожиженный слой, в котором частицы катализатора образуют разреженную фазу в суспензии в текучей среде и будет увлекаться текучей средой, которая выходит из псевдоожиженного слоя.

Согласно настоящей заявке термин «быстрая псевдоожиженная реакционная зона» имеет такое значение, которое является хорошо известным специалистам в данной области техники, и, в частности, означает реакционную зону, в которой частица катализатора присутствуют в быстром псевдоожиженном состоянии. Быстрое псевдоожиженное состояние представляет собой псевдоожиженное состояние контакта газообразной и твердой фаз без пузырьков, важная характеристика которого заключается в том, что твердые частицы проявляют тенденцию к движению в кластерах. Когда катализатор присутствует в быстром псевдоожиженном состоянии, аксиальная твердая фракция s катализатора в реакционной зоне, как правило, находится в диапазоне от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,4. Однако в традиционных быстрых псевдоожиженных слоях катализатор, как правило, распределен в форме перехода от разреженного к плотному состоянию сверху вниз, например, аксиальная твердая фракция ε катализатора в верхней части может находиться в диапазоне от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,1, и аксиальная твердая фракция ε катализатора в нижней части может находиться в диапазоне от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,4.

Согласно настоящей заявке в быстром псевдоожиженном слое, когда аксиальную твердую фракцию ε катализатора регулируют в пределах диапазона от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,2 снизу вверх (т.е. аксиальные твердые фракции ε катализатора, измеренные в верхней, средней и нижней частях реакционной зоны, разделенной на равные части в аксиальном направлении, в каждом случае составляют не менее чем приблизительно 0,1 и не более чем приблизительно 0,2), катализатор распределен квазиравномерным полностью плотнофазным образом по всему быстрому псевдоожиженному слою. Соответственно, быстрая псевдоожиженная реакционная зона, в которой катализатор распределен таким полностью плотнофазным образом, может называться термином «полностью плотнофазная реакционная зона».

Согласно настоящей заявке термин «массовое соотношение воды и нефтепродукта» означает соотношение полной массы пара, вводимого в реактор, и массы исходного материала.

Согласно настоящей заявке термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» используются в отношении направления движения реакционного потока. Например, когда реакционный поток движется снизу вверх, термин «выше по потоку» означает менее высокое положение, а термин «ниже по потоку» означает более высокое положение.

Если не указано иное условие, термины, используемые в настоящем документе, имеют такие значения, которые обычно понимают специалисты в данной области техники; а если термины определены в настоящем документе, и их определения отличаются от обычного понимания в технике, то преобладающую силу имеют определения, представленные в настоящем документе.

В контексте настоящей заявки, помимо предметов, которые указаны определенным образом, любой предмет или предметы, которые не упомянуты, следует считать такими же, как предметы, известные в технике, без какого-либо изменения. Кроме того, любой из вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе, можно свободным образом объединять с одним или несколькими другими вариантами осуществления, которые описаны в настоящем документе, и технические решения или идеи, получаемые в результате этого, следует рассматривать в качестве части первоначального раскрытия или первоначального описания настоящей заявки, но не следует рассматривать в качестве нового предмета, который не был описан или спрогнозирован в настоящем документе, если для специалистов в данной области техники не является понятным, что такое сочетание очевидно является необоснованным.

Все патентные и непатентные документы, которые процитированы в настоящем документе, в том числе, но без ограничения, учебные пособия и научные статьи, во всей своей полноте включены в настоящий документ посредством ссылки.

Согласно первому аспекту настоящей заявки предложен способ каталитического крекинга жидких нефтепродуктов, включающий стадию введения исходных жидких нефтепродуктов, в частности, тяжелых исходных нефтепродуктов, в контакт с катализатором каталитического крекинга для реакции в реакторе, содержащем псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе и быстрый псевдоожиженный слой, соединенные последовательно, причем в быстром псевдоожиженном слое аксиальную твердую фракцию ε катализатора регулируют в пределах диапазона от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,2.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящей заявки способ используют для производства легких олефинов, такой как этилен и пропилен, из тяжелого исходного нефтепродукта, и способ дополнительно включает следующие стадии:

i) введение первого исходного материала в контакт, содержащего легкий исходный материал и/или тяжелый исходный нефтепродукт, с катализатором каталитического крекинга в псевдоожиженном слое с транспортом в разреженной фазе для осуществления первой каталитической реакции крекинга; и

ii) введение выходящего потока из реактора после стадии (i) и необязательно второго исходного материала, содержащего легкий исходный материал и/или тяжелый исходный нефтепродукт, во вторую реакцию каталитического крекинга в быстром псевдоожиженном слое,

причем легкий исходный материал выбран из группы, которую составляют углеводородная фракция С4, легкая бензиновая фракция С5-С6 и их сочетания, и по меньшей мере один из первого и второго исходных материалов содержит тяжелый исходный нефтепродукт;

при этом в быстром псевдоожиженном слое аксиальную твердую фракцию ε катализатора регулируют в пределах диапазона от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,2.

Согласно настоящей заявке аксиальную твердую фракцию е катализатора в быстром псевдоожиженном слое регулируют в пределах диапазона от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,2 снизу вверх, таким образом, что предотвращается распределение катализатора от разреженного до плотного состояния в быстром псевдоожиженном слое сверху вниз, действительное соотношение катализатора и нефтепродуктов поддерживается на устойчивом уровне в быстром псевдоожиженном слое сверху вниз, может быть сокращен выход сухого газа и кокса, и может быть повышен выход желательного продукта.

Согласно следующему предпочтительному варианту осуществления настоящей заявки способ дополнительно включает следующие стадии:

i) введение первого исходного материала в контакт с катализатором каталитического крекинга в псевдоожиженном слое с транспортом в разреженной фазе для осуществления первой каталитической реакции крекинга;

ii) введение выходящего потока из реактора после стадии (i) и необязательно второго исходного материала во вторую реакция каталитического крекинга в быстром псевдоожиженном слое в эффективных условиях для получения легких олефинов, причем аксиальную твердую фракцию s катализатора в быстром псевдоожиженном слое регулируют в пределах диапазона от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,2;

iii) разделение выходящего потока из реактора с получением продукта реакции, обогащенного легкими олефинами, и отработанного катализатора;

iv) регенерация отработанного катализатора и рециркуляция по меньшей мере части получаемого в результате регенерированного катализатора на стадию (i) в качестве катализатора каталитического крекинга; и

v) необязательное разделение продуктов реакции с получением сухого газа, сжиженного нефтяного газа, бензина, дизельного топлива и катализаторной суспензии.

При использовании в настоящем документе выражение «эффективный для производства легких олефинов» означает, что по меньшей мере часть исходного материала подвергают эффективному крекингу, например, глубокому каталитическому крекингу, в быстром псевдоожиженном слое с получением в качестве продуктов легких олефинов, таких как этилен и пропилен, в результате чего получается смесь продуктов, обогащенная легкими олефинами.

При использовании в настоящем документе, выражение «обогащенный легкими олефинами» означает, что полный содержание легких олефинов (например, этилена и пропилена) в продукте или смеси продуктов реакции составляет более чем приблизительно 10 мас. %, предпочтительно более чем приблизительно 15 мас. % и предпочтительнее более чем приблизительно 20 мас. % продукта смеси продуктов реакции.

Согласно некоторым вариантам осуществления перед указанной стадией (i) и/или после указанной стадии (ii), способ согласно настоящей заявке может дополнительно включать одну или несколько дополнительных стадий реакции, таких как каталитический крекинг и/или каталитическая изомеризация, осуществляемая в дополнительной реакционной зоне с псевдоожиженным слоем, таким как псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе, плотнофазный псевдоожиженный слой, традиционный быстрый псевдоожиженный слой и т.д.

Согласно некоторым другим вариантам осуществления настоящей заявки способ не включает какую-либо дополнительную стадию реакции перед указанной стадией (i) или после указанной стадии (ii).

Согласно некоторым особенно предпочтительным вариантам осуществления настоящей заявки способ дополнительно включает следующие стадии:

i) введение первого исходного материала, содержащего предварительно нагретый низкосортный тяжелый нефтепродукт, в нижнюю часть псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе для введения в контакт с катализатором каталитического крекинга и введения его в первую реакцию каталитического крекинга в процессе пропускания через псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе снизу вверх с получением выходящего потока из реактора, содержащего продукт первой реакции и полуотработанный катализатор;

ii) введение выходящего потока из реактора после стадии (i) в нижнюю часть быстрого псевдоожиженного слоя и введение его во вторую реакцию каталитического крекинга вместе с необязательным вторым исходным материалом, содержащим легкий исходный материал, вводимый снизу быстрого псевдоожиженного слоя, в процессе пропускания через быстрый псевдоожиженный слой снизу вверх с получением выходящего потока из реактора, содержащего продукт второй реакции и отработанный катализатор, причем аксиальную твердую фракцию s катализатора в быстром псевдоожиженном слое регулируют таким образом, чтобы удовлетворять условию: 0,1<ε<0,2;

iii) отделение продукта второй реакции от отработанного катализатора в выходящем потоке из реактора после стадии (ii);

iv) направление отработанного катализатора в регенератор для регенерации посредством выжигания кокса и рециркуляция по меньшей мере части получаемого в результате регенерированного катализатора на стадию (i) в качестве катализатора каталитического крекинга; и

v) необязательное разделение получаемого в результате продукта второй реакции с получением сухого газа, сжиженного нефтяного газа, бензина, дизельного топлива и катализаторной суспензии.

Согласно некоторым другим особенно предпочтительным вариантам осуществления настоящей заявки способ дополнительно включает следующие стадии:

i) введение первого исходного материала, содержащего легкий исходный материал, в нижнюю часть псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе для введения в контакт с катализатором каталитического крекинга и введение его в первую реакцию каталитического крекинга в процессе пропускания через псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе снизу вверх с получением выходящего потока из реактора, содержащего продукт первой реакции и полуотработанный катализатор;

ii) введение выходящего потока из реактора после стадии (i) в нижнюю часть быстрого псевдоожиженного слоя и введение его во вторую реакцию каталитического крекинга вместе со вторым исходным материалом, содержащим предварительно нагретый низкосортный тяжелый нефтепродукт, вводимый снизу быстрого псевдоожиженного слоя, в процессе пропускания через быстрый псевдоожиженный слой снизу вверх с получением выходящего потока из реактора, содержащего продукт второй реакции и отработанный катализатор, причем аксиальную твердую фракцию ε катализатора в быстром псевдоожиженном слое регулируют таким образом, чтобы удовлетворять условию: 0,1<ε<0,2;

iii) отделение продукта второй реакции от отработанного катализатора в выходящем потоке из реактора после стадии (ii);

iv) направление отработанного катализатора в регенератор для регенерации посредством выжигания кокса, и рециркуляция по меньшей мере части получаемого в результате регенерированного катализатора на стадию (i) в качестве катализатора каталитического крекинга; и

v) необязательное разделение получаемого в результате продукта второй реакции с получением сухого газа, сжиженного нефтяного газа, бензина, дизельного топлива и катализаторной суспензии.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящей заявки способ дополнительно включает введение одного или нескольких потоков дополнительного катализатора в быстрый псевдоожиженный слой и введение в контакт дополнительных катализаторов с материалом в быстром псевдоожиженном слое для осуществления реакции каталитического крекинга.

Согласно настоящей заявке единственный или каждый из нескольких потоков дополнительного катализатора может независимо имеют содержание углерода, составляющее приблизительно от 0 до 1,0 мас. %. Например, единственный или каждый из нескольких потоков дополнительного катализатора может быть независимо выбран из регенерированных катализаторов, отработанных катализаторов и полурегенерированных катализаторов, представляющих собой регенерированные, отработанные и полурегенерированные катализаторы каталитического крекинга.

Согласно настоящей заявке полное количество одного или нескольких потоков дополнительного катализатора может составлять приблизительно от 0 до 50 мас. %, предпочтительно приблизительно от 5 до 30 мас. % по отношению к скорости циркуляции катализатора в реакторе.

Согласно настоящей заявке единственный или каждый из нескольких потоков дополнительного катализатора независимо вводят в положении на расстоянии от нижней части быстрого псевдоожиженного слоя, составляющем приблизительно от 0 до 90% его полной высоты. Предпочтительно единственный или каждый из нескольких потоков дополнительного катализатора независимо вводят на уровне, составляющем приблизительно от 20 до 80%, предпочтительнее приблизительно от 30 до 75% высоты быстрого псевдоожиженного слоя. Например, положение введения может находиться в нижней части быстрого псевдоожиженного слоя или на уровне, составляющем приблизительно 1/3 полной высоты быстрого псевдоожиженного слоя. Температуру дополнительного катализатора можно регулировать согласно желательной температуре реакции, например, может быть введен холодный и/или горячий регенерированный катализатор, или может быть введен холодный и/или горячий отработанный катализатор.

Согласно настоящей заявке, посредством введения дополнительного катализатора в полностью плотнофазную реакционную зону, соотношение катализатора и нефтепродуктов можно регулировать в более широком диапазоне и может присутствовать большее число активных центров для реакции крекинга. В то же время, посредством введения дополнительного катализатора, может быть повышена гибкость регулирования температуры реакции, и становится возможным эффективное регулирование градиента температуры и активности катализатора в полностью плотнофазной реакционной зоне. Кроме того, посредством введения дополнительного катализатора в полностью плотнофазную реакционную зону, можно поддерживать максимально возможную однородность плотности катализатора в реакционной зоне, становится возможным эффективное регулирование распределения плотности катализатора, таким образом, что может быть обеспечено полное и эффективное осуществление реакции крекинга, и может быть улучшена селективность желательного продукта.

Согласно настоящей заявке распределение катализатора в быстром псевдоожиженном слое можно дополнительно регулировать посредством регулирования скорости пара в быстром псевдоожиженном слое и/или посредством применения распределительной плиты для катализатора в быстром псевдоожиженном слое, в результате чего становится возможным распределение катализатора квазиоднородным полностью плотнофазным образом.

Согласно настоящей заявке исходные жидкие нефтепродукты, такие как тяжелый исходный нефтепродукт, в частности, низкосортный тяжелый нефтепродукт, могут быть введены в реактор, содержащий псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе и быстрый псевдоожиженный слой, в одном или нескольких положениях. Например, исходные жидкие нефтепродукты могут быть введены в псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе полностью в одном положении введения или в быстрый псевдоожиженный слой полностью в одном положении введения. Необязательно исходные жидкие нефтепродукты могут быть введены в псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе и/или в быстрый псевдоожиженный слой в двух или большем числе положений введения в одинаковой или различных пропорциях. Например, часть исходных жидких нефтепродуктов может быть введена в псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе в одном положении введения, а другая часть исходных жидких нефтепродуктов может быть введена в быстрый псевдоожиженный слой в другом положении введения, или исходные жидкие нефтепродукты могут быть введены в псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе в двух или большем числе положений введения, или исходные жидкие нефтепродукты могут быть введены в быстрый псевдоожиженный слой в двух или большем числе положений введения.

Согласно настоящей заявке низкосортный тяжелый нефтепродукт означает тяжелый нефтепродукт, который является менее пригодным для применения в переработке посредством каталитического крекинга, чем традиционный тяжелые нефтепродукты. Например, свойства низкосортного тяжелого нефтепродукта могут удовлетворять по меньшей мере одному, в том числе одному, двум, трем или четырем из следующих критериев: плотность при 20°С составляет приблизительно от 900 до 1000 кг/м³, предпочтительно приблизительно от 910 до 940 кг/м³; углеродный остаток составляет приблизительно от 2 до 10 мас. %, предпочтительно приблизительно от 3 до 8 мас. %; полное содержание никеля и ванадия составляет приблизительно от 2 до 30 ч./млн, предпочтительно приблизительно от 5 до 20 ч./млн.; характеристический фактор К составляет менее чем приблизительно 12,1, предпочтительно менее чем приблизительно 12,0. Углеродный остаток в низкосортном тяжелом нефтепродукте измеряют методом исследования углеродного остатка по Конрадсону согласно стандарту ASTMD-189.

Например, низкосортный тяжелый нефтепродукт может представлять собой тяжелые нефтяные углеводороды и/или другие минеральные масла; тяжелый нефтяной углеводород может быть выбран из группы, которую составляют остаток вакуумной дистилляции (VR), низкосортный остаток дистилляции при атмосферном давлении (AR), низкосортный гидрированный остаток, газойль коксования, деасфальтизированное масло, вакуумный газойль, имеющая высокое кислотное число неочищенная нефть, имеющая высокое содержание металлов неочищенная нефть и их сочетания; при этом указанное другое минеральное масло может быть выбрано из группы, которую составляют масло от ожижения угля, битум из нефтеносного песка, сланцевое масло и их сочетания.

Катализатор каталитического крекинга, используемый согласно настоящему изобретению, не ограничивается определенным образом, и может представлять собой, например, разнообразные катализаторы каталитического крекинга, известные специалистам в данной области техники и подходящие для получения легких олефинов из исходных жидких нефтепродуктов, таких как тяжелые исходные нефтепродукты. Согласно предпочтительному варианту осуществления катализатор каталитического крекинга содержит, по отношению к сухой массе катализатора каталитического крекинга, от приблизительно 1% до приблизительно 50%, предпочтительно от приблизительно 5% до приблизительно 45%, предпочтительнее от приблизительно 10% до приблизительно 40% по массе цеолита, от приблизительно 5% до приблизительно 99%, предпочтительно от приблизительно 10% до приблизительно 80%, предпочтительнее от приблизительно 20% до приблизительно 70% по массе неорганического оксида и от приблизительно 0% до приблизительно 70%, предпочтительно от приблизительно 5% до приблизительно 60%, предпочтительнее от приблизительно 10% до приблизительно 50% по массе глины; при этом цеолит, представляющий собой активный компонент, может содержать мезопористый цеолит и необязательно макропористый цеолит. Предпочтительно мезопористый цеолит может составлять приблизительно от 0 до 50 мас. %, предпочтительно приблизительно от 0 до 20 мас. % по отношению к полной массе цеолита в пересчете на сухую массу.

Согласно настоящей заявке мезопористый и макропористый цеолиты представляют собой цеолиты, которые являются общеизвестными в технике, т.е. мезопористый цеолит имеет средний размер пор, составляющий приблизительно от 0,5 до 0,6 нм, и макропористый цеолит имеет средний размер пор, составляющий приблизительно от 0,7 до 1,0 нм.

Например, макропористый цеолит может представлять собой один или несколько цеолитов, выбранных из группы, которую составляют замещенные редкоземельными элементами цеолиты типа Y (REY), замещенные редкоземельными элементами цеолиты типа H-Y (REHY), сверхустойчивые цеолиты типа Y и имеющие высокое содержание диоксида кремния цеолиты типа Y, получаемые различными способами. Мезопористый цеолит может быть выбран из цеолитов имеющих структуру MFI, таких как цеолиты ZSM и/или цеолиты ZRP. Необязательно мезопористый цеолит может быть модифицирован неметаллическим элементом, таким как фосфор, и/или элементом, представляющим собой переходный металл, такой как железо, кобальт, никель. Более подробное описание цеолитов ZRP можно найти в патенте США №US5,232,675A. Цеолит ZSM предпочтительно представляет собой смесь одного или нескольких цеолитов, выбранных из ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-38, ZSM-48 и других цеолитов, имеющих аналогичную структуру. Более подробное описание цеолитов ZSM-5 можно найти в патенте США №US3,702,886A.

Согласно настоящей заявке неорганический оксид, выступающий в качестве связующего вещества, предпочтительно представляет собой диоксид кремния (SiO₂) и/или оксид алюминия (Al₂O₃). Глина, выступающая как матрица (т.е. носитель), предпочтительно представляет собой каолин и/или галлуазит.

Условия реакции каталитического крекинга, используемые согласно настоящему изобретению, не являются строго ограниченными и могут представлять собой, например, условия, которые являются хорошо известными специалистам в данной области техники и подходящими для получения легких олефинов из исходных жидких нефтепродуктов, таких как тяжелые исходные нефтепродукты. Согласно предпочтительному варианту осуществления первая реакция каталитического крекинга может быть проведена в следующих условиях: температура реакции составляет приблизительно от 500 до 600°С, продолжительность реакции составляет приблизительно от 0,05 до 5 секунд, массовое соотношение катализатора и нефтепродукта составляет от приблизительно 1:1 до приблизительно 50:1, массовое соотношение воды и нефтепродукта составляет от приблизительно 0,03:1 до приблизительно 0,5:1, плотность катализатора составляет приблизительно от 20 до 100 кг/м³, скорость пара составляет приблизительно от 4 до 18 м/с, давление реакции составляет приблизительно от 130 до 450 кПа, и массовая скорость G_s потока катализатора составляет приблизительно от 180 до 500 кг/(м²⋅с). Предпочтительнее первая реакция каталитического крекинга может быть проведена в следующих условиях: температура реакции составляет приблизительно от 520 до 580°С, продолжительность реакции составляет приблизительно от 1 до 3 секунд, массовое соотношение катализатора и нефтепродукта составляет от приблизительно 5:1 до приблизительно 25:1, массовое соотношение воды и нефтепродукта составляет от приблизительно 0,05:1 до приблизительно 0,3:1.

Согласно предпочтительному варианту осуществления вторая реакция каталитического крекинга может быть проведена в следующих условиях: температура реакции составляет приблизительно от 510 до 650°С, продолжительность реакции составляет приблизительно от 1 до 20 секунд, массовое соотношение катализатора и нефтепродукта составляет от приблизительно 3:1 до приблизительно 50:1, массовое соотношение воды и нефтепродукта составляет от приблизительно 0,03:1 до приблизительно 0,8:1, плотность катализатора составляет приблизительно от 120 до 290 кг/м³, скорость пара составляет приблизительно от 0,8 до 2,5 м/с, давление реакции составляет приблизительно от 130 до 450 кПа, и массовая скорость Gs потока катализатора составляет приблизительно от 15 до 150 кг/(м²⋅с). Предпочтительнее вторая реакция каталитического крекинга может быть проведена в следующих условиях: температура реакции составляет приблизительно от 550 до 620°С, продолжительность реакции составляет приблизительно от 3 до 15 секунд, массовое соотношение катализатора и нефтепродукта составляет от приблизительно 10:1 до приблизительно 30:1, массовое соотношение воды и нефтепродукта составляет от приблизительно 0,05:1 до приблизительно 0,5:1, плотность катализатора составляет приблизительно от 150 до 250 кг/м³, скорость пара составляет приблизительно от 1 до 1,8 м/с, давление реакции составляет приблизительно от 130 до 450 кПа, и массовая скорость G_s потока катализатора составляет приблизительно от 20 до 130 кг/(м²⋅с).

Согласно настоящей заявке отделение продукта реакции от отработанного катализатора может быть осуществлено способом, известным специалистам в данной области техники, например, в разделителе с применением циклона. Способ последующего разделения продуктов реакции с получением сухого газа, сжиженного нефтяного газа, лигроина, дизельного топлива и катализаторной суспензии также является хорошо известным специалистам в данной области техники. Согласно предпочтительному варианту осуществления сухой газ и сжиженный нефтяной газ могут быть затем разделены с применением разделительного устройства, обычно используемого в технике, с получением желательного продукта, такого как этилен, пропилен и т.д.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящей заявки способ дополнительно включает введение углеводородной фракции С4 и/или легкой бензиновой фракции С5-С6 в качестве легкого исходного материала, представляющего собой указанные первый и/или второй исходные материалы, в указанный быстрый псевдоожиженный слой и/или псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе в одном или нескольких положениях для реакций каталитического крекинга. Например, согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления по меньшей мере один из первого и второго исходных материалов содержит легкий исходный материал, выбранный из группы, которую составляют углеводородная фракция С4, легкая бензиновая фракция С5-С6 и их сочетания. Согласно некоторым дополнительным предпочтительным вариантам осуществления первый исходный материал содержит легкий исходный материал и тяжелый исходный нефтепродукт, и по меньшей мере часть легкого исходного материала вводят в псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе выше по потоку относительно положения, в котором тяжелый исходный нефтепродукт вводят в псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе. Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления первый исходный материал содержит тяжелый исходный нефтепродукт, такой как низкосортный тяжелый нефтепродукт, и второй исходный материал содержит легкий исходный материал. Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления первый исходный материал содержит легкий исходный материал, и второй исходный материал содержит тяжелый исходный нефтепродукт, такой как низкосортный тяжелый нефтепродукт.

Согласно настоящей заявке термин «С4 углеводородная фракция» означает легкую углеводородную фракцию, которая присутствует в газообразной форме при нормальной температуре и давлении и содержит в качестве основного компонента углеводороды С4, в том числе алканы, алкены и алкины, содержащие 4 атома углерода в молекуле. Эта фракция может содержать газообразные углеводородные продукты (например, сжиженный нефтяной газ), получаемые способом согласно настоящей заявке и обогащенные углеводородной фракцией С4, или газообразные углеводороды, производимые другими установками и обогащенными фракцией С4, предпочтительно углеводородной фракцией С4, получаемой способом согласно настоящей заявке. Углеводородная фракция С4 предпочтительно представляет собой обогащенную олефинами углеводородную фракцию С4, которая может иметь содержание олефинов С4, составляющее более чем приблизительно 50 мас. %, предпочтительно более чем приблизительно 60 мас. %, предпочтительнее более чем приблизительно 70 мас. %.

Согласно настоящей заявке термин «легкая бензиновая фракция С5-С6» означает компонент бензина, содержащий 5 или 6 атомов углерода, который может содержать бензин, полученный в реакции крекинга способом согласно настоящей заявке, а также может содержать бензиновые фракции, производимые другими установками, например, по меньшей мере одну фракцию С5-С6, выбранную из группы, которую составляют бензин глубокого каталитического крекинга, бензин каталитического крекинга, бензин прямой перегонки, бензин коксования, бензин термического крекинга и гидрированный бензин.

Согласно настоящей заявке отработанный катализатор может быть регенерирован с применением средств, хорошо известных специалистам в данной области техники, например, регенерирован в регенераторе путем выжигания кокса. В частности, кислородсодержащий газ, такой как воздух, может быть введен в регенератор для вступления в контакт с отработанным катализатором. Отходящий газ, получаемый в результате регенерации путем выжигания кокса, может быть отделен от катализатора в регенераторе и затем направлен в последующую систему регенерации энергии.

Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления настоящей заявки регенерированный катализатор, получаемый в результате регенерации путем выжигания кокса в регенераторе, может быть охлажден до температуры, составляющей приблизительно от 600 до 680°С, в холодильнике катализатора перед рециркуляцией в реактор. Рециркуляция в реактор после охлаждения горячего регенерированного катализатора является благоприятной для снижения температуры контакта нефтепродукта и катализатора, улучшения состояния контакта исходного нефтепродукта и катализатор и дополнительного снижения селективности в отношении образования сухого газа и кокса.

Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления быстрый псевдоожиженный слой составляют расположенные снизу вверх полностью плотнофазная реакционная зона и переходная секция, причем полностью плотнофазная реакционная зона присутствует в форме полой колонны, имеющей приблизительно круглое поперечное сечение с постоянным диаметром или переменным диаметром, открытый нижний конец и открытый верхний конец, псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе находится в сообщении с нижним концом полностью плотнофазной реакционной зоны, верхний конец полностью плотнофазной реакционной зоны находится в сообщении с выпускной секцией реактора через переходную секцию, нижняя секция полностью плотнофазной реакционной зоны необязательно содержит один или несколько впусков для введения второго исходного материала,

при этом диаметр поперечного сечения нижнего конца полностью плотнофазной реакционной зоны составляет более чем или является таким же, как диаметр псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе и диаметр поперечного сечения верхнего конца полностью плотнофазной реакционной зоны составляет более чем диаметр выпускной секции, и нижняя или боковая стенка полностью плотнофазной реакционной зоны содержит один или несколько впусков для дополнительного катализатора, причем каждый из них независимо расположен на уровне, составляющем приблизительно от 0 до 90%, предпочтительно приблизительно от 20 до 80%, предпочтительнее приблизительно от 30 до 75% по отношению к полной высоте быстрого псевдоожиженного слоя.

Согласно настоящей заявке полностью плотнофазная реакционная зона может присутствовать в форме полой колонны, имеющей приблизительно круглое поперечное сечение с постоянным диаметром или переменным диаметром, открытый нижний конец и открытый верхний конец, такой как полый цилиндр с постоянным диаметром или полая колонна, у которой диаметр непрерывным или прерывистым образом увеличивается снизу вверх.

Согласно настоящей заявке выражение «диаметр непрерывным образом увеличивается» означает, что диаметр увеличивается непрерывно линейным или нелинейным образом. В качестве примера «полой колонны, у которой диаметр непрерывным образом увеличивается снизу вверх», может быть упомянут перевернутый полый усеченный конус.

Согласно настоящей заявке выражение «диаметр прерывистым образом увеличивается» означает, что диаметр увеличивается прерывистым образом, например, увеличивается ступенчатым образом. В качестве примера «полой колонны, у которой диаметр прерывистым образом увеличивается снизу вверх», может быть упомянута полая колонна, которая состоит из двух или более цилиндрических секций с последовательно увеличивающимися диаметрами.

Например, полностью плотнофазная реакционная зона может присутствовать в форме полого цилиндра, перевернутого полого усеченного конуса, полой колонны, состоящей из двух или более цилиндрических секций с последовательно увеличивающимися диаметрами, полой колонны, состоящей из двух или более секций перевернутых усеченных конусов с последовательно увеличивающимися диаметрами, или полой колонны, состоящей из одной или нескольких цилиндрических секций и одной или нескольких секций перевернутых усеченных конусов.

Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления нижняя секция полностью плотнофазной реакционной зоны содержит распределительную плиту для катализатора.

Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления нижняя секция полностью плотнофазной реакционной зоны содержит один или несколько впусков второго исходного материала, и предпочтительно газовый распределитель присутствует в положении впуска второго исходного материала.

Согласно предпочтительному варианту осуществления соотношение диаметра максимального поперечного сечения полностью плотнофазной реакционной зоны и полной высоты быстрого реакционного слоя составляет от приблизительно 0,005:1 до приблизительно 1:1, предпочтительно от приблизительно 0,01:1 до приблизительно 0,8:1, предпочтительнее от приблизительно 0,05:1 до приблизительно 0,5:1; соотношение высоты полностью плотнофазной реакционной зоны и полной высоты быстрого реакционного слоя составляет от приблизительно 0,1:1 до приблизительно 0,9:1, предпочтительно от приблизительно 0,3:1 до приблизительно 0,85:1, предпочтительнее от приблизительно 0,5:1 до приблизительно 0,8:1.

Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления полностью плотнофазная реакционная зона присутствует в форме перевернутого полого усеченного конуса с продольным сечением в форме равнобедренной трапеции, который имеет диаметр нижнего поперечного сечения, составляющий приблизительно от 0,2 до 10 метров, предпочтительно приблизительно от 0,5 до 8 метров, предпочтительнее приблизительно от 1 до 5 метров; соотношение диаметра верхнего поперечного сечения и диаметра нижнего поперечного сечения составляет от более чем 1 до приблизительно 50, предпочтительно от приблизительно 1,2 до приблизительно 10, предпочтительнее от приблизительно 1,5 до приблизительно 5; соотношение диаметра максимального поперечного сечения и полной высоты быстрого реакционного слоя составляет от приблизительно 0,005:1 до приблизительно 1:1, предпочтительно от приблизительно 0,01:1 до приблизительно 0,8:1, предпочтительнее от приблизительно 0,05:1 до приблизительно 0,5:1; соотношение высоты полностью плотнофазной реакционной зоны и полной высоты быстрого реакционного слоя составляет от приблизительно 0,1:1 до приблизительно 0,9:1, предпочтительно от приблизительно 0,3:1 до приблизительно 0,85:1, предпочтительнее от приблизительно 0,5:1 до приблизительно 0,8:1.

Согласно некоторым другим предпочтительным вариантам осуществления полностью плотнофазная реакционная зона присутствует в форме полой колонны, которую составляет секция в форме перевернутого усеченного конуса и цилиндрическая секция, причем усеченный конус предпочтительно расположен ниже цилиндра, при этом усеченный конус имеет продольное сечение в форме равнобедренной трапеции, диаметр нижнего поперечного сечения составляет приблизительно от 0,2 до 10 метров, предпочтительно приблизительно от 0,5 до 8 метров, предпочтительнее приблизительно от 1 до 5 метров; и соотношение диаметра верхнего поперечного сечения и диаметра нижнего поперечного сечения составляет от более чем 1 до приблизительно 50, предпочтительно от приблизительно 1,2 до приблизительно 10, предпочтительнее от приблизительно 1,5 до приблизительно 5; диаметр цилиндра является приблизительно таким же, как диаметр верхнего поперечного сечения усеченного конуса, и соотношение высоты полого цилиндра и высоты усеченного конуса составляет от приблизительно 0,4:1 до приблизительно 2,5:1, предпочтительно от приблизительно 0,8:1 до приблизительно 1,5:1; соотношение диаметра максимального поперечного сечения полностью плотнофазной реакционной зоны и полной высоты быстрого реакционного слоя составляет от приблизительно 0,005:1 до приблизительно 1:1, предпочтительно от приблизительно 0,01:1 до приблизительно 0,8:1, предпочтительнее от приблизительно 0,05:1 до приблизительно 0,5:1; соотношение высоты полностью плотнофазной реакционной зоны и полной высоты быстрого реакционного слоя составляет от приблизительно 0,1:1 до приблизительно 0,9:1, предпочтительно от приблизительно 0,3:1 до приблизительно 0,85:1, предпочтительнее от приблизительно 0,5:1 до приблизительно 0,8:1.

Согласно другим предпочтительным вариантам осуществления полностью плотнофазная реакционная зона присутствует в форме полого цилиндра, у которого диаметр составляет приблизительно от 0,2 до 10 метров, предпочтительно приблизительно от 1 до 5 метров; соотношение диаметра полностью плотнофазной реакционной зоны и полной высоты быстрого реакционного слоя составляет от приблизительно 0,005:1 до приблизительно 1:1, предпочтительно от приблизительно 0,01:1 до приблизительно 0,8:1, предпочтительнее от приблизительно 0,05:1 до приблизительно 0,5:1; соотношение высоты полностью плотнофазной реакционной зоны и полной высоты быстрого реакционного слоя составляет от приблизительно 0,1:1 до приблизительно 0,9:1, предпочтительно от приблизительно 0,3:1 до приблизительно 0,85:1, предпочтительнее от приблизительно 0,5:1 до приблизительно 0,8:1.

Согласно предпочтительному варианту осуществления полностью плотнофазная реакционная зона имеет высоту, составляющую приблизительно от 2 до 50 метров, предпочтительно приблизительно от 5 до 40 метров и предпочтительнее приблизительно от 8 до 20 метров.

Согласно предпочтительному варианту осуществления соотношение высоты переходной секции и полной высоты быстрого реакционного слоя составляет от приблизительно 0,1:1 до приблизительно 0,9:1, предпочтительно от приблизительно 0,2:1 до приблизительно 0,5:1. Предпочтительнее переходная секция присутствует в форме полого усеченного конуса с продольным сечением в форме равнобедренной трапеции со сторонами, имеющими внутренний угол наклона α, составляющий приблизительно от 25 до 85°, предпочтительно приблизительно от 30 до 75°.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящей заявки используемый реактор может дополнительно содержать один или несколько дополнительных псевдоожиженных слоев, представляющих собой реакционные зоны и расположенные выше по потоку относительно псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе и/или ниже по потоку относительно быстрого псевдоожиженного слоя, такого как псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе, плотнофазный псевдоожиженный слой, традиционный быстрый псевдоожиженный слой и т.д.

Согласно некоторым другим вариантам осуществления настоящей заявки в используемом реакторе отсутствует какая-либо дополнительная реакционная зона в положении выше по потоку относительно псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе или ниже по потоку относительно быстрого псевдоожиженного слоя.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящей заявки используемый реактор может быть расположен коаксиально с разделителем, или он может быть расположен параллельно с разделителем.

Согласно второму аспекту настоящей заявки предложена система, пригодная для применения для каталитического крекинга жидких нефтепродуктов, в частности, тяжелых исходных нефтепродуктов, и содержащая реактор каталитического крекинга, отделяющее катализатор устройство, необязательный сепаратор продуктов реакции, и регенератор,

при этом реактор каталитического крекинга содержит псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе и быстрый псевдоожиженный слой, соединенные последовательно, причем псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с быстрым псевдоожиженным слоем и расположен выше по потоку относительно быстрого псевдоожиженного слоя вдоль направления движения реакционного потока;

псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе содержит впуск катализатора в нижней части и впуск первого исходного материала в нижней части, быстрый псевдоожиженный слой содержит выпуск в верхней части и необязательный впуск второго исходного материала в нижней части, отделяющее катализатор устройство содержит впуск, выпуск катализатора и выпуск продуктов реакции, необязательный сепаратор продуктов реакции содержит впуск продуктов реакции, выпуск сухого газа, сжиженный нефтяной газ выпуск, выпуск бензина, выпуск дизельного топлива и выпуск катализаторной суспензии, и регенератор содержит впуск катализатора и выпуск катализатора,

впуск катализатора псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с выпуском катализатора регенератора, выпуск быстрого псевдоожиженного слоя находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с впуском отделяющего катализатор устройства, выпуск продуктов реакции отделяющего катализатор устройства находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с впуском продуктов реакции необязательного сепаратора продуктов реакции, и выпуск катализатора отделяющего катализатор устройства находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с впуском катализатора регенератора.

Согласно предпочтительному варианту осуществления быстрый псевдоожиженный слой и псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе расположены коаксиально один над другим, и быстрый псевдоожиженный слой расположен над псевдоожиженным слоем с транспортом в разреженной фазе.

Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления быстрый псевдоожиженный слой содержит распределительную плиту для катализатора, которая может быть расположена в нижней части быстрого псевдоожиженного слоя, например, на стыке псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе и быстрого псевдоожиженного слоя.

Согласно настоящей заявке распределительная плита для катализатора может представлять собой распределительную плиту любого типа, которая обычно используется в промышленности, такая как одна или несколько плит плоской, дугообразной, чашевидной, кольцевой и зонтичной формы. Применение распределительной плиты для катализатора является благоприятным, поскольку она позволяет катализатору вступать в контакт с исходным нефтепродуктом при однородной концентрации вдоль аксиального направления полностью плотнофазной реакционной зоны для реакции каталитического крекинга, в результате чего уменьшается образование удаляемого кокса и кокса от термической реакции вследствие чрезмерно высокой или чрезмерно низкой концентрации катализатора.

Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления быстрый псевдоожиженный слой содержит один или несколько впусков для второго исходного материала в нижней части, предпочтительно с газовым распределителем в положении впуска.

Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления быстрый псевдоожиженный слой имеет структуру, которая описана выше, т.е. структуру, содержащую полностью плотнофазную реакционную зону и переходную секцию, расположенные последовательно снизу вверх. Здесь не будет повторено подробное описание конкретной конфигурации полностью плотнофазной реакционной зоны и переходной секции.

Согласно некоторым вариантам осуществления в реакторе каталитического крекинга могут дополнительно присутствовать один или несколько дополнительных псевдоожиженных слоев, представляющих собой реакционные зоны, такие как псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе, плотнофазный псевдоожиженный слой, традиционный быстрый псевдоожиженный слой и т.д., расположенные выше по потоку относительно псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе и/или ниже по потоку относительно быстрого псевдоожиженного слоя.

Согласно некоторым другим вариантам осуществления в реакторе каталитического крекинга отсутствует какая-либо дополнительная реакционная зона, расположенная выше по потоку относительно псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе или ниже по потоку относительно быстрого псевдоожиженного слоя.

Согласно настоящей заявке отделяющее катализатор устройство и сепаратор продуктов реакции могут представлять собой любое устройство, известное специалистам в данной области техники. Например, отделяющее катализатор устройство может содержать циклон, разделитель, стриппер и т.д., а сепаратор продуктов реакции может представлять собой фракционатор и т.д.

Настоящая заявка будет дополнительно описана с представлением предпочтительных вариантов осуществления, которые проиллюстрированы на фигурах, но настоящая заявка не ограничена ими.

На фиг. 1 представлен предпочтительный вариант осуществления согласно настоящей заявке, в котором предварительная подъемная среда, которая может представлять собой сухой газ, пар или их смесь, поступает в нижнюю часть псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе I через нижнюю часть предварительной подъемной секции 2 через трубопровод предварительной подъемной среды 1. Регенерированный катализатор из вертикального трубопровода 11 регенерированного катализатора вводят в нижнюю часть предварительной подъемной секции 2, затем в псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе I и движется вверх за счет подъемного действия предварительной подъемной среды. Первый исходный материал, содержащий углеводородную фракцию С4, легкую бензиновую фракцию С5-С6 и/или исходные жидкие нефтепродукты, такие как низкосортный тяжелый нефтепродукт, поступает в нижнюю часть псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе I через первый питающий трубопровод 14, смешивается и вступает в контакт с катализатором в псевдоожиженном слое с транспортом в разреженной фазе I для первой реакции каталитического крекинга с образованием выходящего потока из реактора, содержащего продукт первой реакции и полу отработанный катализатор. Выходящий поток из реактора движется вверх в нижнюю часть быстрого псевдоожиженного слоя II, вступает в контакт с дополнительным катализатором, который может представлять собой регенерированный катализатор или отработанный катализатор, вводимый через вспомогательный трубопровод 15 для второй реакции каталитического крекинга. Вспомогательный трубопровод 15 присоединяется к быстрому псевдоожиженному слою II на уровне, составляющем приблизительно от 0 до 90%, предпочтительно приблизительно от 20 до 80%, предпочтительнее приблизительно от 30 до 75% соответствующей высоты. Необязательно второй исходный материал, содержащий углеводородную фракцию С4, легкую бензиновую фракцию С5-С6 и/или исходные жидкие нефтепродукты, такие как низкосортный тяжелый нефтепродукт, поступает в нижнюю часть быстрого псевдоожиженного слоя II через второй питающий трубопровод 16. Выходящий поток из реактора, содержащий продукт второй реакции и дезактивированный отработанный катализатор, образующиеся в результате реакции, поступает в циклон 6 в разделителе 4 через выпускную секцию 3 в целях отделения отработанного катализатора от продукта второй реакции. Отделенный продукт второй реакции поступает в нагнетательную камеру 7, и продукт реакции в нагнетательной камере 7 поступает в последующую систему разделения продуктов (не представленную) через реакторный паропровод 8. Мелкие частицы катализатора возвращаются в разделитель 4 через погружной стояк циклона 6, и отработанный катализатор в разделителе 4 поступает в стриппер 5. Очищенный от отработанного катализатора продукт реакции поступает в нагнетательную камеру 7 после прохождения через циклон 6. После стриппера отработанный катализатор поступает в регенератор 10 через вертикальный трубопровод 9 отработанного катализатора, и воздух поступает в регенератор 10 после распределения через воздухораспределитель 13 в целях выжигания кокса на отработанном катализаторе в плотном слое в нижней части регенератора 10, таким образом, что дезактивированный отработанный катализатор регенерируется с образованием регенерированного катализатора. Регенерированный катализатор рециркулирует в предварительную подъемную секцию 2 через вертикальный трубопровод 11 регенерированного катализатора, и отходящий газ поступает в последующую систему регенерации энергии (не представленную) через трубопровод отходящего газа 12.

На фиг. 2 представлен другой предпочтительный вариант осуществления согласно настоящей заявке, который является практически идентичным варианту осуществления, представленному на фиг.1, за исключением того, что быстрый псевдоожиженный слой II составляют расположенные снизу вверх полностью плотнофазная реакционная зона 17 и переходная секция 18. Полностью плотнофазная реакционная зона 17 присутствует в форме перевернутого полого усеченного конуса с продольным сечением в форме равнобедренной трапеции. Переходная секция 18 присутствует в форме полого усеченного конуса с продольным сечением в форме равнобедренной трапеции со сторонами, имеющими внутренний угол наклона α, составляющий приблизительно от 25 до 85°, предпочтительно приблизительно от 30 до 75°.

Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления в настоящей заявке предложены следующие технические решения:

1. Способ каталитического крекинга с применением псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе и быстрого псевдоожиженного слоя, включающий следующие стадии:

i) введение предварительно нагретого низкосортного тяжелого нефтепродукта в нижнюю часть псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе для введения в контакт с катализатором каталитического крекинга и проведения первой реакции каталитического крекинга в процессе движения снизу вверх с получением продукта первой реакции и полуотработанного катализатора;

ii) введение получаемого в результате продукта первой реакции и полуотработанного катализатор в нижнюю часть быстрого псевдоожиженного слоя для проведения второй реакции каталитического крекинга в процессе движения снизу вверх с получением продукта второй реакции и отработанного катализатора; причем катализатор в быстром псевдоожиженном слое распределен полностью плотнофазным образом, и при этом распределение аксиальной твердой фракции ε в быстром псевдоожиженном слое удовлетворяет условию: 0,1<ε<0,2;

iii) направление отработанного катализатора в регенератор для регенерации посредством выжигания кокса и рециркуляция по меньшей мере часть получаемого в результате регенерированного катализатора в нижнюю часть псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе в качестве катализатора каталитического крекинга; и

iv) разделение продукта второй реакции с получением сухого газа, сжиженного нефтяного газа, бензина, дизельного топлива и катализаторной суспензии.

2. Способ по пункту 1, в котором свойства низкосортного тяжелого нефтепродукта удовлетворяют одному, двум, трем или четырем из следующих критериев: плотность при 20°С составляет от 900 до 1000 кг/м³, углеродный остаток составляет от 2 до 10 мас. %, полное содержание никеля и ванадия составляет от 2 до 30 ч./млн., и значение характеристического фактора К составляет менее чем 12,1.

3. Способ по пункту 1, в котором свойства низкосортного тяжелого нефтепродукта удовлетворяют одному, двум, трем или четырем из следующих критериев: плотность при 20°С составляет от 910 до 940 кг/м³, углеродный остаток составляет от 3 до 8 мас. %, полное содержание никеля и ванадия составляет от 5 до 20 ч./млн., и значение характеристического фактора K составляет менее чем 12,0.

4. Способ по пункту 1, в котором низкосортный тяжелый нефтепродукт представляет собой тяжелые нефтяные углеводороды и/или другие минеральные масла;

причем тяжелый нефтяной углеводород представляет собой один или несколько материалов, в качестве которых выбраны остаток вакуумной дистилляции, низкосортный остаток дистилляции при атмосферном давлении, низкосортный гидрированный остаток, газойль коксования, деасфальтизированное масло, вакуумный газойль, имеющая высокое кислотное число неочищенная нефть и имеющая высокое содержание металлов неочищенная нефть, и при этом указанное другое минеральное масло представляет собой один или несколько материалов, в качестве которых выбраны масло от ожижения угля, битум из нефтеносного песка и сланцевое масло.

5. Способ по пункту 1, в котором катализатор каталитического крекинга содержит, по отношению к сухой массе катализатора каталитического крекинга, от 1 до 50 мас. % цеолита, от 5 до 99 мас. % неорганического оксида, и от 0 до 70 мас. % глины;

цеолит содержит мезопористый цеолит, который представляет собой цеолит ZSM и/или цеолит ZRP, и необязательно макропористый цеолит, который представляет собой один или несколько материалов, в качестве которых выбраны замещенный редкоземельными элементами цеолит типа Y, замещенный редкоземельными элементами цеолит типа H-Y, сверхустойчивый цеолит типа Y и имеющий высокое содержание диоксида кремния цеолит типа Y.

6. Способ по пункту 5, в котором мезопористый цеолит составляет от 0 до 50 мас. % по отношению к полной массе цеолита в пересчете на сухую массу.

7. Способ по пункту 5, в котором мезопористый цеолит составляет от 0 до 20 мас. % по отношению к полной массе цеолита в пересчете на сухую массу.

8. Способ по пункту 1, в котором первую реакцию каталитического крекинга проводят в следующих условиях: температура реакции составляет от 500 до 600°С, продолжительность реакции составляет от 0,05 до 5 секунд, массовое соотношение катализатора и нефтепродукта составляет от 1:1 до 50:1, массовое соотношение воды и нефтепродукта составляет от 0,03:1 до 0,5:1, плотность катализатора составляет от 20 до 100 кг/м³, скорость пара составляет от 4 до 18 м/с, давление реакции составляет от 130 до 450 кПа, и массовая скорость Gs потока катализатора составляет от 180 до 500 кг/(м²⋅с);

вторую реакцию каталитического крекинга проводят в следующих условиях температура реакции составляет от 510 до 650°С, продолжительность реакции составляет от 1 до 20 секунд, массовое соотношение катализатора и нефтепродукта составляет от 3:1 до 50:1, массовое соотношение воды и нефтепродукта составляет от 0,03:1 до 0,8:1, плотность катализатора составляет от 120 до 290 кг/м3, скорость пара составляет от 0,8 до 2,5 м/с, давление реакции составляет от 130 до 450 кПа, и массовая скорость G_s потока катализатора составляет от 15 до 150 кг/(м²⋅с).

9. Способ по пункту 1, в котором первую реакцию каталитического крекинга проводят в следующих условиях: температура реакции составляет от 520 до 580°С, продолжительность реакции составляет от 1 до 3 секунд, массовое соотношение катализатора и нефтепродукта составляет от 5:1 до 25:1, массовое соотношение воды и нефтепродукта составляет от 0,05:1 до 0,3:1;

вторую реакцию каталитического крекинга проводят в следующих условиях температура реакции составляет от 550 до 620°С, продолжительность реакции составляет от 3 до 15 секунд, массовое соотношение катализатора и нефтепродукта составляет от 10:1 до 30:1, массовое соотношение воды и нефтепродукта составляет от 0,05:1 до 0,5:1, плотность катализатора составляет от 150 до 250 кг/м3, скорость пара составляет от 1 до 1,8 м/с, и массовая скорость G_s потока катализатора составляет от 20 до 130 кг/(м²⋅с).

10. Способ по пункту 1, дополнительно включающий введение углеводородной фракции С4 и/или легкой бензиновой фракции С5-С6 в быстрый псевдоожиженный слой и/или псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе для реакции каталитического крекинга.

11. Способ по пункту 10, в котором углеводородную фракцию С4 и/или легкую бензиновую фракцию С5-С6 вводят перед положением, в котором низкосортный тяжелый нефтепродукт вводят в псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе.

12. Способ по пункту 1, дополнительно включающий введение дополнительного катализатора в быстрый псевдоожиженный слой для проведения второй реакция каталитического крекинга вместе с продуктом первой реакции и полуотработанным катализатором; при этом в котором содержание углерода дополнительного катализатора составляет от 0 до 1,0 мас. %.

13. Способ по пункту 12, в котором дополнительный катализатор составляет от 0 до 50 мас. % полной скорости циркуляции катализатора псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе и быстрого псевдоожиженного слоя.

14. Способ по пункту 12, в котором дополнительный катализатор составляет от 5 до 30 мас. % полной скорости циркуляции катализатора псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе и быстрого псевдоожиженного слоя.

15. Способ по пункту 12, в котором дополнительный катализатор вводят в нижнюю часть быстрого псевдоожиженного слоя.

16. Система каталитического крекинга, содержащая псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе, быстрый псевдоожиженный слой, отделяющее катализатор устройство, сепаратор продуктов реакции и регенератор;

при этом псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с быстрым псевдоожиженным слоем и расположен выше по потоку относительно быстрого псевдоожиженного слоя вдоль направления движения реакционного потока;

псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе содержит впуск катализатора в нижней части и впуск низкосортного тяжелого нефтепродукта в нижней части, быстрый псевдоожиженный слой содержит выпуск в верхней части, отделяющее катализатор устройство содержит впуск, выпуск катализатора и выпуск продуктов реакции, сепаратор продуктов реакции содержит впуск продуктов реакции, выпуск сухого газа, выпуск сжиженного нефтяного газа, выпуск бензина, выпуск дизельного топлива и выпуск катализаторной суспензии, и регенератор содержит впуск катализатора и выпуск катализатора;

впуск катализатора псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с выпуском катализатора регенератора, выпуск быстрого псевдоожиженного слоя находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с впуском отделяющего катализатор устройства, выпуск продуктов реакции отделяющего катализатор устройства находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с впуском продуктов реакции сепаратора продуктов реакции, и выпуск катализатора отделяющего катализатор устройства находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с впуском катализатора регенератора.

17. Система по пункту 16, в котором быстрый псевдоожиженный слой расположен коаксиально с псевдоожиженным слоем с транспортом в разреженной фазе, и быстрый псевдоожиженный слой расположен над псевдоожиженным слоем с транспортом в разреженной фазе.

Определение и вычисление каждого параметра в настоящей заявке осуществлено следующим образом:

(1) Аксиальная твердая фракция катализатора ε=перепад давления между двумя положениями в реакционной зоне вдоль аксиального направления, измеренный датчиком перепада давления / расстояние между двумя положениями вдоль аксиального направления / плотность частиц катализатора;

где перепад давления выражен в кг/м², расстояние между двумя положениями вдоль аксиального направления выражено в метрах (м), и плотность частиц катализатора выражена в кг/м³.

Плотность частиц катализатора=теоретическая плотность / (объем пор катализатора × теоретическая плотность+1),

где теоретическая плотность выражена в кг/м³, и объем пор катализатора выражен в м³, причем теоретическая плотность и объем пор катализатора определены методами пикнометрического исследования и водного титрования, соответственно.

(2) Продолжительность реакции=объем реакционной зоны / средняя логарифмическая объемная скорость потока пара нефтепродукта;

где объем реакционной зоны выражен в м³, и средняя логарифмическая объемная скорость потока пара нефтепродукта выражена в м³/с.

Средняя логарифмическая объемная скорость потока пара нефтепродукта=(V_out-V_in) / ln(V_out/V_in),

где V_out и V_in представляют собой объемные скорости потоков пара нефтепродукта на выпуске и впуске реакционной зоны, соответственно;

объемная скорость потока пара нефтепродукта на выпуске реакционной зоны V_out=m/ρ₃;

объемная скорость потока пара нефтепродукта на впуске реакционной зоны V_in=m/ρ₄;

где m представляет собой вводимую массу исходного нефтепродукта и атомизирующего пара за единицу времени, выраженная в кг/с; ρ₃ представляет собой плотность пара нефтепродукта на выпуске реакционной зоны, выраженную в кг/м³; ρ₄ представляет собой плотность пара нефтепродукта на впуске реакционной зоны, выраженную в кг/м³.

(3) Плотность катализатора в реакционной зоне (или в ее верхней, средней или нижней части)=перепад давления между двумя положениями в реакционной зоне (или ее верхней, средней или нижней части) вдоль аксиального направления, измеренный датчиком перепада давления / расстояние между двумя положениями вдоль аксиального направления;

где перепад давления выражен в кг/м², реакционная зона разделена на три равные части, представляющие собой верхнюю часть, среднюю часть и нижнюю часть, вдоль аксиального направления, и расстояние между двумя положениями вдоль аксиального направления выражено в метрах (м).

(4) Скорость пара=средняя логарифмическая объемная скорость потока пара нефтепродукта / площадь поперечного сечения реакционной зоны;

когда реакционная зона имеет не цилиндрическую форму, скорость пара означает среднее логарифмическое значение скорости пара в нижней части реакционной зоны и скорости пара в верхней части реакционной зоны.

(5) Массовая скорость потока катализатора G_s=скорость циркуляции катализатора реактора / площадь поперечного сечения реакционной зоны;

когда реакционная зона имеет нецилиндрическую форму, массовая скорость G_s потока катализатора означает среднее логарифмическое значение G_s в нижней части реакционной зоны и G_s в верхней части реакционной зоны;

где скорость циркуляции катализатора выражена в кг/с;

скорость циркуляции катализатора реактора=скорость образования кокса / (содержание углерода в отработанном катализаторе - содержание углерода в регенерированном катализаторе);

где скорость образования кокса выражена в кг/с, а содержание углерода в отработанном катализаторе и содержание углерода в регенерированном катализаторе представляют собой массовое содержание;

скорость образования кокса=количество отходящего газа / (CO₂%+CO%)/V_m×M;

где V_m представляет собой молярный объем газа, который принимает значение 22,4×10^-3 м³/моль, и М представляет собой молярную массу элемента углерода, которая принимает значение 12×10^-3 кг/моль;

количество отходящего газа=(скорость воздуха × 79 об.%)/(1 - CO₂% - СО% - O₂%);

где скорость воздуха выражена в м³/с, количество отходящего газа выражено в м³/с, а СО₂%, СО% и O₂% представляют собой объемное процентное содержание СО₂, СО и О₂ в отходящем газе, соответственно.

Примеры

Настоящая заявка будет дополнительно проиллюстрирована с представлением следующих примеров, но настоящая заявка не ограничена ими.

Все исходные нефтепродукты, используемые в следующих примерах и сравнительных примерах, представляют собой гидрированный остаток, свойства которого представлены в таблице 1. Используемый катализатор представляет собой промышленный катализатор каталитического крекинга, который приобретен под товарным наименованием DMMC-2 от филиала катализаторов компании Sinopec Co., Ltd.

Пример 1

Пример 1

Данный пример осуществляли в соответствии со схемой технологического процесса, представленной на фиг. 1 на установке среднего размера, используя гидрированный остаток в качестве исходного нефтепродукта, катализатор DMMC-2 в качестве катализатора, объединенный реактор, содержащий последовательно соединенные псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе и быстрый псевдоожиженный слой, в качестве реактора. Предварительно нагретый исходный нефтепродукт вводили в псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе в целях вступления в контакт с катализатором для первой реакции крекинга. Выходящий поток из реактора двигался вверх в быстрый псевдоожиженный слой для перемешивания с дополнительным регенерированным катализатором для второй реакции каталитического крекинга. Содержание углерода в дополнительном регенерированном катализаторе составляло 0,05 мас. %, дополнительный катализатор вводили на уровне 1/3 полной высоты быстрого псевдоожиженного слоя, и дополнительный катализатор составлял 5 мас. % скорости циркуляции катализатора в реакторе. Распределение катализатора в быстром псевдоожиженном слое устанавливали в полностью плотнофазной конфигурации посредством регулирования скорости пара и установки имеющей зонтичную форму распределительной плиты для катализатора в нижней части быстрого псевдоожиженного слоя, таким образом, что аксиальная твердая фракция ε катализатора в быстром псевдоожиженном слое изменялась в пределах диапазона от 0,1 до 0,2 снизу вверх. Продукт реакции и отработанный катализатор быстро разделяли, и продукт реакции дополнительно разделяли в системе разделения продуктов согласно диапазону дистилляции. Отработанный катализатор пропускали в стриппер под действием силы тяжести, пары углеводородов, которые адсорбировались на отработанном катализаторе, отделяли посредством парового стриппинга, очищенный в стриппере катализатор непосредственно пропускали в регенератор без теплообмена и вводили в контакт с воздухом для регенерации посредством выжигания кокса, и регенерированный катализатор рециркулировал в реактор для повторного применения. Используемые технологические условия и распределение продуктов представлены в таблице 2.

Как можно видеть в таблице 2, в данном примере выход этилена составляет 5,2 мас. %, выход пропилена составляет 18,2 мас. %, выход легких ароматических соединений составляет 11,5 мас. %, и выходы сухого газа и кокса составляют 10,8 мас. % и 8,5 мас. %, соответственно.

Пример 2

Данный пример осуществляли в соответствии со схемой технологического процесса, представленной на фиг.2 на установке среднего размера, используя гидрированный остаток в качестве исходного нефтепродукта, катализатор DMMC-2 в качестве катализатора, и объединенный реактор, содержащий соединенные последовательно псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе и быстрый псевдоожиженный слой в качестве реактора. Предварительно нагретый исходный нефтепродукт вводили в нижнюю часть псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе для вступления в контакт с катализатором каталитического крекинга в целях первой реакции крекинга. Выходящий поток из реактора двигался вверх в полностью плотнофазную реакционную зону быстрого псевдоожиженного слоя в целях перемешивания с дополнительным регенерированным катализатором для второй реакции каталитического крекинга. Содержание углерода в дополнительном регенерированном катализаторе составляло 0,05 мас. %, дополнительный катализатор вводили на уровне 1/3 полной высоты быстрого псевдоожиженного слоя, и дополнительный катализатор составлял 5 мас. % скорости циркуляции катализатора в реакторе. Распределение катализатора в полностью плотнофазной реакционной зоне устанавливали в полностью плотнофазной конфигурации посредством регулирования скорость пари и установки имеющей зонтичную форму распределительную плиту для катализатора в нижней секции полностью плотнофазной реакционной зоны, таким образом, что аксиальная твердая фракция ε катализатора в полностью плотнофазной реакционной зоне изменялась в пределах диапазона от 0,1 до 0,2 снизу вверх. Продукт реакции и отработанный катализатор быстро разделяли, и продукт реакции дополнительно разделяли в системе разделения продуктов согласно диапазону дистилляции. Отработанный катализатор пропускали в стриппер под действием силы тяжести, пары углеводородов, которые адсорбировались на отработанном катализаторе, отделяли посредством парового стриппинга, очищенный в стриппере катализатор непосредственно пропускали в регенератор без теплообмена и вводили в контакт с воздухом для регенерации посредством выжигания кокса, и регенерированный катализатор рециркулировал в реактор для повторного применения. Смешанная фракция С4, получаемая после разделения продуктов реакции, рециркулировала в нижнюю часть псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе для последующей реакции. Используемые технологические условия и распределение продуктов представлены в таблице 2.

Как можно видеть в таблице 2, в данном примере выход этилена составляет 5,9 мас. %, выход пропилена составляет 21,1 мас. %, выход легких ароматических соединений составляет 11,8 мас. %, и выходы сухого газа и кокса составляют 10,7 мас. % и 8,4 мас. %, соответственно.

Сравнительный пример 1

Данный сравнительный пример осуществляли на установке среднего размера, используя гидрированный остаток в качестве исходного нефтепродукта, катализатор DMMC-2 в качестве катализатора, и объединенный реактор, содержащий последовательно соединенные вертикальный реактор и псевдоожиженный слой, в качестве реактора. Предварительно нагретый исходный нефтепродукт вводили в нижнюю часть вертикального реактора в целях вступления в контакт с катализатором для реакции каталитического крекинга. Получаемые в результате реакции парообразные углеводороды, водяной пар и отработанный катализатор пропускали в плотнофазный псевдоожиженный слой через выпуск вертикального реактора для последующей реакции. Выходящий поток из реактора пропускали в замкнутый циклон где продукт реакции и отработанный катализатор быстро разделяли, и продукт реакции дополнительно разделяли в системе разделения продуктов согласно диапазону дистилляции. Отработанный катализатор пропускали в стриппер под действием силы тяжести, пары углеводородов, которые адсорбировались на отработанном катализаторе, отделяли посредством парового стриппинга, очищенный в стриппере катализатор непосредственно пропускали в регенератор без теплообмена и вводили в контакт с воздухом для регенерации посредством выжигания кокса, и регенерированный катализатор рециркулировал в вертикальный реактор для повторного применения. Используемые технологические условия и распределение продуктов представлены в таблице 2.

Как можно видеть из результатов таблицы 2, в данном сравнительном примере выход этилена составляет 3,7 мас. %, выход пропилена составляет 12,8 мас. %, выход легких ароматических соединений составляет 5,5 мас. %, и выходы сухого газа и кокса составляют 12,9 мас. % и 13,3 мас. %, соответственно.

Сравнительный пример 2

Данный сравнительный пример был практически таким же, как пример 1, за исключением того, что никакая распределительная плита для катализатора не присутствовала в нижней части быстрого псевдоожиженного слоя, и аксиальная твердая фракция s катализатора в быстром псевдоожиженном слое проявляла градиент 0,1 → 0,2 → 0,3 сверху вниз. Используемые технологические условия являются такими же, как в примере 1, и распределение продуктов представлено в таблице 2.

Из результатов представленных выше примеров и сравнительных примеров можно видеть, что способ согласно настоящей заявке обеспечивает более высокие выходы этилена, пропилена и легких ароматических соединений, обеспечивая при этом сниженные выходы сухого газа и кокса.

Предпочтительные варианты осуществления согласно настоящей заявке были подробно описаны выше, но настоящая заявка не ограничена подробностями представленных выше вариантов осуществления. Могут быть произведены разнообразные модификации технического решения согласно настоящей заявке в пределах соответствующей изобретательской концепции, и эти модификации должны находиться в пределах объема настоящей заявки.

Следует отметить, что разнообразные признаки, описанные в представленных вариантах осуществления, могут быть объединены любым подходящим образом, если отсутствует противоречие. Во избежание необязательного повтора, эти возможные сочетания не описаны в настоящей заявке.

Кроме того, разнообразные варианты осуществления согласно настоящей заявке также могут быть объединены произвольным образом, и эти сочетания также следует рассматривать в качестве части настоящей заявки при том условии, что они не отклоняются от идеи настоящей заявки.

Изобретение касается способа каталитического крекинга жидких нефтепродуктов, включающего стадию введения исходных жидких нефтепродуктов в контакт с катализатором каталитического крекинга для реакции в реакторе, содержащем псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе и с быстрым псевдоожиженным слоем, соединенным последовательно, причем в быстром псевдоожиженном слое аксиальную твердую фракцию ε катализатора измеряют в верхней, средней и нижней частях реакционной зоны, разделенной на равные части в аксиальном направлении, в каждом случае составляют не менее чем приблизительно 0,1 и не более чем приблизительно 0,2, обеспечивая аксиальную твердую фракцию ε катализатора, которую регулируют в пределах диапазона от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,2 снизу вверх. Способ используют для получения легких олефинов из тяжелых исходных нефтепродуктов, и он дополнительно включает следующие стадии: i) введение первого исходного материала в контакт, содержащего легкий исходный материал и/или тяжелый исходный нефтепродукт, с катализатором каталитического крекинга в псевдоожиженном слое с транспортом в разреженной фазе для осуществления первой каталитической реакции крекинга; и ii) введение выходящего потока из реактора после стадии (i) и необязательно второго исходного материала, содержащего легкий исходный материал и/или тяжелый исходный нефтепродукт, во вторую реакцию каталитического крекинга в быстром псевдоожиженном слое в эффективных условиях для получения легких олефинов, причем аксиальную твердую фракцию ε катализатора в быстром псевдоожиженном слое регулируют в пределах диапазона от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,2 снизу вверх; iii) разделение выходящего потока из реактора с получением продукта реакции, обогащенного легкими олефинами, и отработанного катализатора; iv) регенерация отработанного катализатора и рециркуляция по меньшей мере части получаемого в результате регенерированного катализатора на стадию (i) в качестве катализатора каталитического крекинга; и v) необязательное разделение продуктов реакции с получением сухого газа, сжиженного нефтяного газа, бензина, дизельного топлива и катализаторной суспензии. Изобретение также касается системы, пригодной для применения в целях каталитического крекинга жидких нефтепродуктов. Технический результат - низкий выход сухого газа и кокса и надлежащее распределение продуктов. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 4 пр.

1. Способ каталитического крекинга жидких нефтепродуктов, включающий стадию введения исходных жидких нефтепродуктов в контакт с катализатором каталитического крекинга для реакции в реакторе, содержащем псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе и с быстрым псевдоожиженным слоем, соединенным последовательно, причем в быстром псевдоожиженном слое аксиальную твердую фракцию ε катализатора измеряют в верхней, средней и нижней частях реакционной зоны, разделенной на равные части в аксиальном направлении, в каждом случае составляют не менее чем приблизительно 0,1 и не более чем приблизительно 0,2, обеспечивая аксиальную твердую фракцию ε катализатора, которую регулируют в пределах диапазона от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,2 снизу вверх,

причем аксиальная твердая фракция катализатора ε = перепад давления между двумя положениями в реакционной зоне вдоль аксиального направления, измеренный датчиком перепада давления / расстояние между двумя положениями вдоль аксиального направления / плотность частиц катализатора,

где перепад давления выражен в кг/м², расстояние между двумя положениями вдоль аксиального направления выражено в метрах (м), и плотность частиц катализатора выражена в кг/м³;

плотность частиц катализатора = теоретическая плотность / (объем пор катализатора × теоретическая плотность + 1),

где теоретическая плотность выражена в кг/м³, и объем пор катализатора выражен в м³, причем теоретическая плотность и объем пор катализатора определены методами пикнометрического исследования и водного титрования, соответственно, причем способ используют для получения легких олефинов из тяжелых исходных нефтепродуктов, и он дополнительно включает следующие стадии:

i) введение первого исходного материала в контакт, содержащего легкий исходный материал и/или тяжелый исходный нефтепродукт, с катализатором каталитического крекинга в псевдоожиженном слое с транспортом в разреженной фазе для осуществления первой каталитической реакции крекинга; и

ii) введение выходящего потока из реактора после стадии (i) и необязательно второго исходного материала, содержащего легкий исходный материал и/или тяжелый исходный нефтепродукт, во вторую реакцию каталитического крекинга в быстром псевдоожиженном слое в эффективных условиях для получения легких олефинов, причем аксиальную твердую фракцию ε катализатора в быстром псевдоожиженном слое регулируют в пределах диапазона от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,2 снизу вверх;

iii) разделение выходящего потока из реактора с получением продукта реакции, обогащенного легкими олефинами, и отработанного катализатора;

iv) регенерация отработанного катализатора и рециркуляция по меньшей мере части получаемого в результате регенерированного катализатора на стадию (i) в качестве катализатора каталитического крекинга; и

v) необязательное разделение продуктов реакции с получением сухого газа, сжиженного нефтяного газа, бензина, дизельного топлива и катализаторной суспензии,

причем легкий исходный материал выбран из группы, которую составляют углеводородная фракция С4, легкая бензиновая фракция С5-С6 и их сочетания, и по меньшей мере один из первого и второго исходных материалов содержит тяжелый исходный нефтепродукт, и причем указанный способ также включает: введение одного или нескольких потоков дополнительного катализатора в быстрый псевдоожиженный слой и введение дополнительного катализатора в контакт с материалом в быстром псевдоожиженном слое для осуществления реакции каталитического крекинга,

причем единственный или каждый из нескольких потоков дополнительного катализатора независимо имеет содержание углерода, составляющее приблизительно от 0 до 1,0 мас. %, и каждый независимо выбран из регенерированного, полурегенерированного, или отработанного катализаторов каталитического крекинга, и полное количество одного или нескольких потоков дополнительного катализатора составляет приблизительно от 5 до 50 мас. % по отношению к скорости циркуляции катализатора в реакторе;

при этом единственный или каждый из нескольких потоков дополнительного катализатора независимо вводят на уровне, составляющем приблизительно от 20 до 90% по отношению к полной высоте быстрого псевдоожиженного слоя.

2. Способ по п. 1, в котором полное количество одного или нескольких потоков дополнительного катализатора составляет приблизительно от 5 до 30 мас. % по отношению к скорости циркуляции катализатора в реакторе.

3. Способ по п. 1, в котором единственный или каждый из нескольких потоков дополнительного катализатора независимо вводят на уровне, составляющем приблизительно от 30 до 75%.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором катализатор каталитического крекинга содержит, по отношению к сухой массе катализатора каталитического крекинга, от приблизительно 1 мас. % до приблизительно 50 мас. % цеолита, от приблизительно 5 мас. % до приблизительно 99 мас. % неорганического оксида, и от приблизительно 0 мас. % до приблизительно 70 мас. % глины;

причем цеолит содержит мезопористый цеолит, выбранный из группы, которую составляют цеолиты ZSM, цеолиты ZRP и их сочетания, и необязательно макропористый цеолит, выбранный из группы, которую составляют замещенные редкоземельными элементами цеолиты типа Y, замещенные редкоземельными элементами цеолиты типа Н-Y, сверхустойчивые цеолиты типа Y, имеющие высокое содержание диоксида кремния цеолиты типа Υ и их сочетания.

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором первую реакцию каталитического крекинга проводят в следующих условиях: температура реакции составляет приблизительно от 500 до 600°С, продолжительность реакции составляет приблизительно от 0,05 до 5 секунд, массовое соотношение катализатора и нефтепродукта составляет от приблизительно 1:1 до приблизительно 50:1, массовое соотношение воды и нефтепродукта составляет от приблизительно 0,03:1 до приблизительно 0,5:1, плотность катализатора составляет приблизительно от 20 до 100 кг/м³, скорость пара составляет приблизительно от 4 до 18 м/с, давление реакции составляет приблизительно от 130 до 450 кПа, и массовая скорость G_s потока катализатора составляет приблизительно от 180 до 500 кг/(м²⋅с); и

при этом вторую реакцию каталитического крекинга проводят в следующих условиях: температура реакции составляет приблизительно от 510 до 650°С, продолжительность реакции составляет приблизительно от 1 до 20 секунд, массовое соотношение катализатора и нефтепродукта составляет от приблизительно 3:1 до приблизительно 50:1, массовое соотношение воды и нефтепродукта составляет от приблизительно 0,03:1 до приблизительно 0,8:1, плотность катализатора составляет приблизительно от 120 до 290 кг/м³, скорость пара составляет приблизительно от 0,8 до 2,5 м/с, давление реакции составляет приблизительно от 130 до 450 кПа, и массовая скорость G_s потока катализатора составляет приблизительно от 15 до 150 кг/(м²⋅с).

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором тяжелый исходный нефтепродукт представляют собой низкосортный тяжелый нефтепродукт, свойства которого удовлетворяют по меньшей мере одному из следующих критериев: плотность при 20°С составляет приблизительно от 900 до 1000 кг/м³, углеродный остаток составляет приблизительно от 2 до 10 мас. %, полное содержание никеля и ванадия составляет приблизительно от 2 до 30 ч./млн, и характеристический фактор K составляет менее чем приблизительно 12,1.

7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором тяжелый исходный нефтепродукт представляют собой низкосортный тяжелый нефтепродукт, выбранный из тяжелых нефтяных углеводородов, других минеральных масел и их сочетаний;

причем тяжелый нефтяной углеводород выбран из группы, которую составляют остаток вакуумной дистилляции, низкосортный остаток дистилляции при атмосферном давлении, низкосортный гидрированный остаток, газойль коксования, деасфальтизированное масло, вакуумный газойль, имеющая высокое кислотное число неочищенная нефть, имеющая высокое содержание металлов неочищенная нефть и их сочетания; и

при этом указанный другое минеральное масло выбрано из группы, которую составляют масло от ожижения угля, битум из нефтеносного песка, сланцевое масло и их сочетания.

8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором по меньшей мере один из первого и второго исходных материалов содержит легкий исходный материал, выбранный из группы, которую составляют углеводородная фракция С4, легкая бензиновая фракция С5-С6 и их сочетания.

9. Способ по п. 8, в котором первый исходный материал содержит легкий исходный материал и тяжелый исходный нефтепродукт, и по меньшей мере часть легкого исходного материала вводят в псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе в положении выше по потоку относительно положения где тяжелый исходный нефтепродукт вводят в псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе;

при этом первый исходный материал содержит тяжелый исходный нефтепродукт, и второй исходный материал содержит легкий исходный материал; или

первый исходный материал содержит легкий исходный материал, и второй исходный материал содержит тяжелый исходный нефтепродукт.

10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором быстрый псевдоожиженный слой составляют расположенные снизу вверх полностью плотнофазная реакционная зона и переходная секция, причем полностью плотнофазная реакционная зона присутствует в форме полой колонны, имеющей приблизительно круглое поперечное сечение с постоянным диаметром или переменным диаметром, открытый нижний конец и открытый верхний конец, псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе находится в сообщении с нижним концом полностью плотнофазной реакционной зоны, верхний конец полностью плотнофазной реакционной зоны находится в сообщении с выпускной секцией реактора через переходную секцию, нижняя секция полностью плотнофазной реакционной зоны необязательно содержит один или несколько впусков для введения второго исходного материала,

при этом в котором диаметр поперечного сечения нижнего конца полностью плотнофазной реакционной зоны составляет более чем или является таким же, как диаметр псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе, и диаметр поперечного сечения верхнего конца полностью плотнофазной реакционной зоны составляет более, чем диаметр выпускной секции, и нижняя или боковая стенка полностью плотнофазной реакционной зоны содержит один или несколько впусков для дополнительного катализатора, причем каждый из них независимо расположен на уровне, составляющем от 30 до 75% по отношению к полной высоте быстрого псевдоожиженного слоя.

11. Способ по п. 10, в котором полностью плотнофазная реакционная зона присутствует в форме полого цилиндра постоянного диаметра или полой колонны, у которой диаметр непрерывным или прерывистым образом увеличивается снизу вверх.

12. Система, пригодная для применения в целях каталитического крекинга жидких нефтепродуктов, в частности, тяжелых исходных нефтепродуктов, содержащая реактор каталитического крекинга, отделяющее катализатор устройство, необязательный сепаратор продуктов реакции, и регенератор,

причем реактор каталитического крекинга содержит псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе и быстрый псевдоожиженный слой, соединенные последовательно, при этом псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды быстрый псевдоожиженный слой и расположен выше по потоку относительно быстрого псевдоожиженного слоя вдоль направления движения реакционного потока;

псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе содержит впуск катализатора в нижней части и впуск первого исходного материала в нижней части, быстрый псевдоожиженный слой содержит выпуск в верхней части и необязательный впуск второго исходного материала в нижней части, отделяющее катализатор устройство содержит впуск, выпуск катализатора и выпуск продуктов реакции, необязательный сепаратор продуктов реакции содержит впуск продуктов реакции, выпуск сухого газа, выпуск сжиженного нефтяного газа, выпуск бензина, выпуск дизельного топлива и выпуск катализаторной суспензии, и регенератор содержит впуск катализатора и выпуск катализатора,

впуск катализатора псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с выпуском катализатора регенератора, выпуск быстрого псевдоожиженного слоя находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с впуском отделяющего катализатор устройства, выпуск продуктов реакции отделяющего катализатор устройства находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с впуском продуктов реакции необязательного сепаратора продуктов реакции, и выпуск катализатора отделяющего катализатор устройства находится в сообщении с возможностью переноса текучей среды с впуском катализатора регенератора,

причем быстрый псевдоожиженный слой составляют расположенные последовательно снизу вверх полностью плотнофазная реакционная зона и переходная секция, причем полностью плотнофазная реакционная зона присутствует в форме полой колонны, имеющей приблизительно круглое поперечное сечение с постоянным диаметром или переменным диаметром, открытый нижний конец и открытый верхний конец, псевдоожиженный слой с транспортом в разреженной фазе находится в сообщении с нижним концом полностью плотнофазной реакционной зоны, верхний конец полностью плотнофазной реакционной зоны находится в сообщении с выпускной секцией реактора через переходную секцию, нижняя секция полностью плотнофазной реакционной зоны необязательно содержит один или несколько впусков второго исходного материала,

при этом диаметр поперечного сечения нижнего конца полностью плотнофазной реакционной зоны составляет более чем или является таким же, как диаметр псевдоожиженного слоя с транспортом в разреженной фазе и диаметр поперечного сечения верхнего конца полностью плотнофазной реакционной зоны составляет более, чем диаметр выпускной секции, и нижняя или боковая стенка полностью плотнофазной реакционной зоны содержит один или несколько впусков для дополнительного катализатора, причем каждый независимо расположен на уровне, составляющем приблизительно от 20 до 90% по отношению к полной высоте быстрого псевдоожиженного слоя.

13. Система по п. 12, в которой единственный или каждый из нескольких потоков дополнительного катализатора независимо расположены на уровне, составляющем приблизительно от 30 до 75% по отношению к полной высоте быстрого псевдоожиженного слоя.

14. Система по п. 12 или 13, в которой быстрый псевдоожиженный слой расположен коаксиально с псевдоожиженным слоем с транспортом в разреженной фазе, и быстрый псевдоожиженный слой расположен над псевдоожиженным слоем с транспортом в разреженной фазе.

15. Система по п. 14, в которой предпочтительно быстрый псевдоожиженный слой содержит распределительную плиту для катализатора в нижней части, и/или газовый распределитель присутствует в положении второго впуска исходного материала.

16. Система по любому из пп. 12-15, в которой полностью плотнофазная реакционная зона присутствует в форме полого цилиндра постоянного диаметра или полой колонны, у которой диаметр непрерывным или прерывистым образом увеличивается снизу вверх.

17. Система по п. 16, в которой полностью плотнофазная реакционная зона присутствует в форме перевернутого усеченного конуса с продольным сечением в форме равнобедренной трапеции, и имеет диаметр нижнего поперечного сечения, составляющий приблизительно от 0,2 до 10 метров; и соотношение диаметра верхнего поперечного сечения и диаметра нижнего поперечного сечения, составляющее от более чем 1 до приблизительно 50; соотношение диаметра максимального поперечного сечения полностью плотнофазной реакционной зоны и полной высоты быстрого реакционного слоя составляет от приблизительно 0,005:1 до приблизительно 1:1; соотношение высоты полностью плотнофазной реакционной зоны и полной высоты быстрого реакционного слоя составляет от приблизительно 0,1:1 до приблизительно 0,9:1, и/или

переходная секция присутствует в форме полого усеченного конуса с продольным сечением в форме равнобедренной трапеции со сторонами, имеющими внутренний угол наклона α, составляющий приблизительно от 25 до 85°, и соотношение высоты переходной секции и полной высоты быстрого реакционного слоя составляет от приблизительно 0,1:1 до приблизительно 0,9:1.