202905. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a hőmérséklet csökkentésére fluidizált katalitikus krakkolási eljárás regenerálási zónájában
1 HU 202 905 B 2 nerálásakor hasznosak. Az olajmaradékok krakkolása során jelentős mennyiségű koksz rakódik le a katalizátoron, ami a katalizátor aktivitását csökkenti. Ezért a katalizátor aktivitásának visszaállítására a kokszot egy regenerálási lépésben leégetjük, amelynek során a kokszot szén-monoxidot és/vagy szén-dioxidot is tartalmazó égési gázokká konvertáljuk. Különböző anyagok ismeretesek, amelyek serkenthetik a koksz konverzióját szén-dioxiddá, ha kis mennyiségben jelen vannak a katalizátorban. Ezek az égést elősegítő anyagok amelyeket általában nyomnyi mennyiségtől a katalizátor tömegére számított körülbelül 10-20% mennyiségig alkamazhatunk, lehetnek bármilyen típusú, a szén elégését a regenerálási körülmények között általában serkentő anyagok, vagy lehetnek valamelyest szelektívek a szén-monoxid teljes elégetésének elősegítésére. A találmány értelmében egy olyan anyagáramot képezünk, amely a szénhidrogén nyersanyagot, a katalizátort és a kevéssé kokszképző szilárd részecskéket tartalmazza szuszpenzió formájában. A kapott szuszpenziót általában felfelé áramoltatva bevezetjük a berendezésbe, hogy végrehajtsuk a kívánt szénhidrogén konverziót. A betáplált nyersanyag minél'jobb elgőzölögtetésére a reaktorcső alján hígítóanyag-áramot, például könnyű szénhidrogéngázokból álló áramot is bevezethetünk. A találmány szerinti eljárás végrehajtására alkalmas berendezés biztosítja a lehető legtöbb nyersanyag gyors elgőzölögtetését és a szénhidrogén nyersanyag, a katalizátor és a kevéssé kokszképző szilárd részecskék hatékony összekeverését, ezáltal a kapott keveréket, amely híg szuszpenzió, folyadékként vihetjük tovább. Az előre meghatározott tartózkodási idő letelte után a katalizátort és a kevéssé kokszképző szilárd részecskéket elválasztjuk a szénhidrogéntől; előnyösen a szénhidrogén teljes mennyiségét vagy legalább nagy részét hirtelen választjuk el a katalizátortól és a kevéssé kokszképző szilárd részecskéktől. Az elválasztást bármilyen alkamas módszerrel végrehatjhatjuk, és ciklonokat vagy más hasonló berendezéseket is alkalmazhatunk erre a célra. Előnyösen a fent leírt szuszpenziót egy olyan reaktorcsőben szállítjuk, amely majdnem függőleges, és hosszúságának és átmérőjének aránya legalább 10, még előnyösebben körülbelül 20-25 vagy még nagyobb. Amennyiben a reaktorcső hengeres, úgy átmérője lehet végig azonos, vagy folyamatosan vagy lépcsőzetesen növekedhet a reaktor mentén, hogy az áramlási sebességet fenn lehessen tartani vagy változtatni lehesen. Általánosságban a reaktor felépítése olyan, hogy a katalizátorból és a kevéssé kokszképző szilárd részecskékből álló híg szuszpenziót viszonylag nagy áramlási sebességgel lehessen benne továbbítani. így például a reaktorcsőben az átlagsebesség általában legalább körülbelül 7,62 m/s, és jellemzően legalább körülbelül 10,7 m/s. A sebesség egészen körülbelül 16,8 m/s-ig vagy körülbelül 22,9 m/s-ig terjedhet vagy még ennél is nagyobb lehet. A csőben elérhető sebesség általában elegendő kell legyen ahhoz, hogy .meg lehessen előzni nagyobb katalizátorágyak kialakulását a cső alján vagy egyéb részein. Emellett a cső katalizátorterhelését körülbelül 64.1 kg/m3 vagy 80,1 kg/m3 érték alatt kell tar.ani a cső felszálló (azaz alsó) végén, és körülbelül 32 k m3 érték alatt a cső leszálló (azaz felső) végén. Az előrehaladó áramlás lehet például olyan, hog a katalizátort, a nyersanyagot, a kevéssé kokszképző sz.lárd részecskéket és a termékeket anyagáram formájában áramoltatjuk egy pozitívan ellenőrzött és fenntartott irányba, amelyet a reakciózóna nyújtott jellege határoz meg. Ez azonban nem jelenti azt, hogy az áramlásnak lineárisnak kell lennie. Mint az jól ismert, a katalizátor és a kevéssé kokszképző szilárd részecskék turbulens áramlása és „megcsúszása” bizonyos mértékig felléphet, különösen bizonyos gőzsebességtartományban és katalizátorterhelésnél, bár a közlemények szerint tanácsos megfelelően alacsony katalizátorterhelést alkalmazni a megcsúszás és a visszakeveredés csökkentésére. A legelőnyösebb az, ha a reaktor olyan kiképzésű, hogy a cső mentén egy vagy több ponton hirtelen elválasztja a gőzállapotú krakkolási termékek jelentős részét a katalizátortól és a kevéssé kokszképző szilárd anyagtól, és előnyösen a gőzállapotú krakkolási termékeket lényegében teljesen elválasztja a katalizátortól és a kevéssé kokszképző szilárd anyagtól a cső leszálló végén. A találmányunk szerinti eljárás előnyös működési körülményeit az alábbiakban ismertetjük. Előnyös a nyersanyag előhevítését korlátozott mértékben végezni, hogy a nyersanyag nagyobb mennyiségű hőt tudjon majd felvenni a katalizátortól és a kevéssé kokszképző szilárd részecskéktől, míg ez utóbbiak a nyersanyagot a konverziós hőmérsékletre hevítik, ezzel egyidejűleg a lehető legkisebb értékre csökkentik a nyersanyag hevítéséhez szükséges külső fűtőanyag mennyiségét. így ha a nyersanyag jellege lehetővé teszi, betáplálhatjuk szobahőmérsékleten, míg a nehezebb nyersanyagokat 316 °C-ig terjedő, jellemzően körülbelül 93,3 ‘C és körülbelül 260 °C közötti hőmérsékletre előhevítve tápláljuk be; ennél magasabb betáplálási hőmérséklet sincs kizárva. A reaktorcsőbe betáplált katalizátor és a kevéssé kokszképző szilárd részecskék hőmérséklete tág határok között változhat, így például körülbelül 593-927 °C, még előnyösebben körülbelül 649-871.1 °C lehet. A szénhidrogén nyersanyag konvertálását kisebb molekulasúlyú termékekké körülbelül 454-760 °C (a reaktoredény kivezetésénél mérve) hőmérsékleten végezhetjük. Az alkalmazott hőmérséklettől és a betáplált nyersanyag tulajdonságaitól függően a reaktorcsőben a nyersanyag részlegesen vagy teljesen gőzzé alakul. Bár a reaktoredényben a nyomás körülbelül 68,9- 482,6 kPa lehet, előnyösen körülbelül 103,4-379,2 kPa nyomást alkalmazunk. A betáplált nyersanyaggőzök és a termékgőzök tartózkodási ideje a reaktorcsőben 0,5-6 másodperc körül lehet. A tartózkodási idő függ a nyersanyagtól, a katalizátor és a kevéssé kokszképző szilárd részecskék fajtájától és mennyiségétől, a hőmérséklettől és a nyomástól. Szénhidrogénfeldolgozásban járatos 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 7
