KR970010861B1

KR970010861B1 - Fcc process using reactor disengager with suspended catalyst separation ione

Info

Publication number: KR970010861B1
Application number: KR1019940003755A
Authority: KR
Inventors: 버칸 세틴카야 이스마일
Original assignee: 유오피(Uop); 토마스 케어. 맥브라이드
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1997-07-01
Also published as: KR950025083A

Abstract

내용없음.None.

Description

부유 촉매 분리 대역이 있는 반응기 상승관 유리 대역을 이용한 FCC법FCC method using reactor riser glass zone with suspended catalyst separation zone

제1도는 본 발명에 따라 배치된 FCC 공정용 반응기/재생기 시스템을 도시한 도면.1 shows a reactor / regenerator system for an FCC process deployed in accordance with the present invention.

제2-5도는 본 발명의 부유(suspended)유리 대역에 대한 다른 배치들을 도시한 도면.2-5 show different arrangements for the suspended glass zone of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 재생기 12,14,20 : 도관10: regenerator 12,14,20: conduit

16 : 제어 밸브 18 : Y자형 부분16: control valve 18: Y-shaped portion

22,26,29 : 상승관 24,58,98 : 노즐22,26,29: riser 24,58,98: nozzle

28 : 반응 용기 32,32',76,82 : 계면28: reaction vessel 32,32 ', 76,82: interface

34,34' : 출구 38 : 사이클론 분리기34,34 ': outlet 38: cyclone separator

40,60,94 : 단부 30,30',30 : 유리대역40,60,94: end 30,30 ', 30: glass band

36,42 : 사이클론 44,60,62,64 : 관로36,42 Cyclone 44,60,62,64 Pipeline

46 : 베드 48,50 : 침지렉46: Bed 48,50: Chimji Rek

52 : 스트립퍼 54,72 : 배플52: stripper 54,72: baffle

56 : 분사기 68,78,92 : 확대부56: injector 68,78,92: enlarged portion

70,80 : 상부 74,90 : 개구70,80: top 74,90: opening

88,96 : 헤드88,96: head

본 발명은 일반적으로 반응기 상승관(riser)을 사용한 진공 가스유 및 회석생원료와 같은 중절 탄화수소 스트림의 유동상 접촉 분해법(FCC)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 FCC 상승관 반응기로 탄화수소를 반응시키고, 여기에서 사용된 촉매로부터 반응 생성물을 분리시키는 방법에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to fluidized bed catalytic cracking (FCC) of aborted hydrocarbon streams, such as vacuum gas oil and diluent, using reactor risers. More specifically, the present invention relates to a method of reacting hydrocarbons in an FCC riser reactor and separating the reaction product from the catalyst used herein.

탄화수소의 유동상 접촉 분해법은 진공 가스유 또는 잔류 원료와 같은 중질 탄화수소 함유 원료로부터 가솔린 및 경질 탄화수소 생성물을 생산하기 위한 주요연속 방법이다. 중절 탄화수소 원료와 관련하여, 대형 탄화수소 분자들은 분해되어 대형 탄화수소 사슬이 파괴됨으로써 경질 탄화수소를 생성한다. 이러한 경질 탄화수소는 제품으로서 회수되어 직접 사용되기나 또는 더 처리되어 중질 탄화수소 원료에 비해 옥탄 배럴 수율(octane barrel yield)을 높일 수 있다.Fluidized bed catalytic cracking of hydrocarbons is the main continuous process for producing gasoline and light hydrocarbon products from heavy hydrocarbon-containing feedstock such as vacuum gas oil or residual feedstock. In the context of cut-off hydrocarbon feedstocks, large hydrocarbon molecules are broken down to break up large hydrocarbon chains, producing light hydrocarbons. These light hydrocarbons can be recovered as products and used directly or further processed to increase the octane barrel yield compared to the heavy hydrocarbon feedstock.

탄화수소의 유동상 접촉 분해를 위한 기초적 장치 또는 기구들은 1940년대 초반 이후로 존재해 왔다. FCC법의 기초적인 구성부품에는 반응기, 재생기 및 촉매 스트립퍼가 포함된다. 반응기는 탄화수소원료와 입상 촉매의 접촉이 일어나는 접촉 대역 및 분해 반응으로부터의 증기 생성물을 측매로부터 분리시키는 분리대역을 포함한다. 생성물의 추가 분리는 분리 대역으로부터 촉매를 받아들이고 이 촉매로부터 함유된 탄화수소를 증기 또는 다른 스트립핑 매직과 향류식 접촉시킴으로써 제거하는 촉매 스트립퍼에서 일어난다. FCC법은 진공 가스유, 희석 원료 또는 또다른 공급원의 비교적 고비점 탄화수소인 출발 물질을 미분 물질 또는 입상 고체 물질로 된 촉매와 접촉시킴으로써 수행된다. 촉매는 목적하는 유체 이송 체계를 얻기에 충분한 속도에서 이 속으로 가스 또는 증기를 통과시킴으로써 유체상과 같이 이송된다. 오일과 유동상 물질과의 접촉은 분해 반응에 촉매 작용을 한다. 분해 반응동안, 코크스는 촉매위에 침착될 것이다. 코크스는 수소와 탄소로 이루어지며, 출발 물질과 함께 공정속으로 들어가는 황 및 금속과 같은 기타 물질들을 미량 함유할 수 있다. 코크스는 분해 반응이 일어나느 촉매 표면상의 활성 부위를 차단시킴으로써 촉매의 측매적 활성을 저해한다. 전통적으로 산소 함유가스로 산화시켜 코크스를 제거할 목적으로 촉매를 스트립퍼로부터 재생기로 이동시킨다. 스트립퍼 내부의 촉매와 비교하여 코크스 함량이 저하된 본 발명의 촉매는 본 명세서에서 재생 촉매로 칭해지며, 이들은 접적되어 반응대역으로 다시 반송된다. 촉매 표면으로부터 코크스를 산화시키면 대량의 열이 발생되며, 이 열의 일부는 일반적으로 유출 가스라 칭해지는 코크스 산화의 기체 생성물과 함께 재생기를 빠져나간다. 나머기 열은 재생된 촉매와 함께 재생기를 빠져나간다. 유동상 촉매는 반응 대역으로부터 재생 대역에 이어 다시 반응 대역으로 계속 순환한다. 유동상 촉매는 촉매 기능을 제공할 뿐만 아니라 한 대역에서 다른 대역으로 열을 전달시키기 위한 수단으로 작용한다. 반응 대역에 존재하는 촉매는 폐촉매, 즉 촉매상에 코크스의 침착에 의해 부분적으로 탈활성화된 것으로 여겨진다. 각 대역간의 촉매를 운반하기 위한 배치에 따른 각종 접촉 대역, 재생 대역 및 스트립핑 대역의 구체적인 세부사항은 당업자들에게 공지되어 있다.Basic apparatus or mechanisms for fluidized bed catalytic cracking of hydrocarbons have existed since the early 1940s. Basic components of the FCC law include reactors, regenerators, and catalyst strippers. The reactor includes a contact zone in which contact of the hydrocarbon raw material and the particulate catalyst occurs and a separation zone separating the steam product from the decomposition reaction from the side solvent. Further separation of the product takes place in a catalyst stripper which receives the catalyst from the separation zone and removes the hydrocarbons contained therefrom by countercurrent contact with steam or other stripping magic. The FCC method is carried out by contacting a starting gas which is a relatively high boiling hydrocarbon of vacuum gas oil, diluent stock or another source with a catalyst of fine or particulate solid material. The catalyst is transported with the fluid phase by passing a gas or vapor therein at a speed sufficient to achieve the desired fluid delivery system. Contact of the oil with the fluidized bed material catalyzes the decomposition reaction. During the decomposition reaction, coke will be deposited on the catalyst. Coke consists of hydrogen and carbon and may contain trace amounts of other materials such as sulfur and metals that enter the process with the starting materials. Coke inhibits the catalytic activity of the catalyst by blocking the active site on the surface of the catalyst where the decomposition reaction takes place. Traditionally, the catalyst is transferred from the stripper to the regenerator for the purpose of removing coke by oxidation with an oxygen containing gas. The catalyst of the present invention having a lower coke content compared to the catalyst inside the stripper is referred to herein as a regenerated catalyst, which is deposited and returned back to the reaction zone. Oxidation of coke from the catalyst surface generates a large amount of heat, some of which exits the regenerator along with the gaseous product of coke oxidation, commonly referred to as effluent gas. The remaining heat exits the regenerator with the regenerated catalyst. The fluidized bed catalyst continues to circulate from the reaction zone to the regeneration zone and back to the reaction zone. Fluidized bed catalysts not only provide catalytic function but also serve as means for transferring heat from one zone to another. The catalyst present in the reaction zone is believed to be partially deactivated by the deposition of coke on the spent catalyst, ie the catalyst. Specific details of the various contact zones, regeneration zones and stripping zones according to the arrangement for carrying the catalyst between each zone are known to those skilled in the art.

반응 대역내 공급원료의 전환율은 촉매의 온도, 촉매의 활성, 촉매의 양(즉, 오일에 대한 촉매의 비)및 촉매와 공급원료의 접촉 시간의 조절에 의하여 제어된다. 반응 온도를 조절하는 가장 일반적인 방법은 재생 대역으로부터 반응 대역으로의 촉매의 순환 속도를 조절하는 것이고, 이것은 동시에 반응 온도가 변함에 따라 오일에 대한 촉매의 비를 변환시킨다. 즉, 전환율을 증가시키고자 할 경우, 재생기로부터 반응기로 순환하는 유상 촉매의 유속을 증가시키는 것이 효과적이다.The conversion of the feedstock in the reaction zone is controlled by controlling the temperature of the catalyst, the activity of the catalyst, the amount of catalyst (ie the ratio of catalyst to oil) and the contact time of the catalyst with the feedstock. The most common way to control the reaction temperature is to control the rate of circulation of the catalyst from the regeneration zone to the reaction zone, which simultaneously converts the ratio of catalyst to oil as the reaction temperature changes. In other words, to increase the conversion rate, it is effective to increase the flow rate of the oil phase catalyst circulating from the regenerator to the reactor.

FCC반응의 탄화수소 생성물은 증기 형태로 회수되어 생성물 회수 설비로 이송된다. 이러한 설비들은 통상 반응기로부터 나온 탄화수소 증기를 냉각시키고, 통상적으로 저부 물질, 순환유 및 중질 가솔린을 함유하는 일련의 중절 분해 생성물을 회수하기 위한 주(主)컬럼으로 이루어진다. 이러한 주컬럼으로부터 나온 경질 물질은 부가 생성물 스트림으로 더 분리되기 위해 농축부로 들어간다.The hydrocarbon product from the FCC reaction is recovered in vapor form and sent to a product recovery plant. These facilities usually consist of a main column for cooling the hydrocarbon vapors from the reactor and recovering a series of interrupted cracked products, typically containing bottoms, circulating oil and heavy gasoline. The hard material from this main column enters the concentrate for further separation into the adduct stream.

FCC 단위에서, 열 분해에 의한 생성물 손실을 줄이는 한가지 개산 방안은 상승관 분해를 이용하는 것이다. 상승관 분해에서, 재생된 촉매와 출발 물질은 관반응기로 들어가고, 고온 촉매와 접촉하고 있는 탄화수소 및, 존재할 경우, 다른 유동화 매질의 기회로 인해 생성되는 기체 팽창에 의해 상부도 이송된다. 상승관 분해는 촉매와 오일의 양호한 초기 접촉을 제공할 뿐만 아니라 촉매 체류 시간을 변화시킬수 있는 난류 및 역혼합을 제거해줌으로써 촉매와 오일간의 접촉 시간이 보다 밀접하게 조절될 수 있게 한다. 오늘날의 평균 상승관 분해 대역은 1 내지 5초의 촉매와 오일 접촉 시간을 가질 것이다. 다수의 상승관 디자인들은 균일한 촉매 유동을 제공하는 추가 수단으로서 상승 가스(lift gas)를 사용한다. 이 상승가스는 원료를 주입하기 전에 상승관의 제1부에서 촉매를 가속화시키기 위하여 사용되며, 이렇게 함으로써 촉매와 탄화수소간의 접촉 시간을 변경시킬 수 있는 난류의 발생을 줄인다.In FCC units, one approximation to reduce product loss by thermal decomposition is to use riser cracking. In riser cracking, the regenerated catalyst and starting material enter the tube reactor and are also conveyed to the top by the hydrocarbons that are in contact with the hot catalyst and, if present, the resulting gas expansion due to the opportunity of other fluidization media. The riser crack not only provides good initial contact of the catalyst and oil, but also eliminates turbulence and backmixing that can change the catalyst residence time, allowing the contact time between the catalyst and oil to be more closely controlled. Today's average riser crack zone will have an oil contact time with the catalyst of 1 to 5 seconds. Many riser designs use lift gas as an additional means of providing a uniform catalyst flow. This rising gas is used to accelerate the catalyst in the first part of the riser prior to injecting the raw material, thereby reducing the occurrence of turbulence that can alter the contact time between the catalyst and the hydrocarbon.

상승 가스를 사용하거나 또는 사용하지 않는 상승관 분해는 어느 경우나 FCC 유니트의 작동에 실질적인 잇점들을 제공한다. 이러한 잇점들을 요약해 보면 상승관에서 일어나는 분해 정도를 조절하기 위한 반응기 상승관에서의 단기 접촉 시간 및 촉매와 원료의 보다 균질한 혼합을 제공하는 개선된 혼합이 있다. 보다 완전한 분산은 상승관의 전체 횡단면에 걸친 촉매와 원료간의 접촉 시간이 상이해지지 않도록 방지해 주는데, 그렇지 않을 경우 일부 원료는 다른 일부의 원료보다 촉매와 더 장시간 동안 접촉하게 된다. 모든 원료와 촉매에 대한 단기 접촉시간 및 더 균일한 평균 접촉 시간은 반응기 상승관에서의 과분해가 조절되거나 또는 제거될 수 있게 한다.The riser breakdown, with or without rising gas, provides substantial benefits to the operation of the FCC unit in either case. Summarizing these advantages, there is an improved mixing that provides shorter contact times in the reactor riser and more homogeneous mixing of catalyst and raw material to control the degree of decomposition occurring in the riser. A more complete dispersion prevents the contact time between the catalyst and the feedstock over the entire cross section of the riser from being different, otherwise some feedstock will be in contact with the catalyst for a longer time than some of the feedstocks. Shorter contact times and more uniform average contact times for all feedstocks and catalysts allow overdegradation in the reactor riser to be controlled or eliminated.

불행하게도, 원료 접촉의 균일성 및 조절된 접촉 시간면에 있어서 반응기 상승관에서 성취될 수 있는 많은 잇점들은 탄화수소 증기로부터 촉매가 분리될 때 상실될 수 있다. 촉매와 탄화수소는 상승관으로부터 방출됨에 따라 분리되어야만 한다. 초창기의 상승관 분해 작업에서는 상승관으로부터의 유출물이 대규모 용기속으로 방출되었다. 이 용기는 유리 체임버로서 작용하며, 비록 대부분의 반응이 반응기 상승관에서 일어나지만 이것 역시 여전히 반응 용기로 칭해진다. 반응 용기는 대량의 용적을 가진다. 반응 용기로 들어가는 증기는 대량의 용적으로 잘 혼합되고, 따라서 광범위한 체류 시간 분류를 가지며, 이것을 상당 부분의 생성물분획에 대해 비교적 긴 체류 시간을 제공한다. 긴 체류 시간을 갖게 되는 생성물분획은 보다 바람직하지 못한 저분자량 생성물에 대해 부가의 촉매 및 열 분해를 일으킬 수 있다.Unfortunately, many of the benefits that can be achieved in the reactor riser in terms of uniformity of feed contact and controlled contact time can be lost when the catalyst is separated from hydrocarbon vapors. Catalyst and hydrocarbon must be separated as they are released from the riser. In the early riser cracking operations, the effluent from the riser was discharged into a large vessel. This vessel acts as a glass chamber and although most of the reaction takes place in the reactor riser, this is still referred to as the reaction vessel. The reaction vessel has a large volume. The steam entering the reaction vessel mixes well in large volumes and therefore has a broad residence time classification, which provides a relatively long residence time for a significant fraction of the product fraction. Product fractions with long residence times can cause additional catalysts and thermal decomposition for more undesirable low molecular weight products.

반응 용기에서 촉매와 증기간의 신속한 분리를 촉진시키는 것으로 공지되어 있는 한 기구는 벤트(vent)식 상승관으로도 칭해지는 탄도(ballistic)분리 장치로 알려져 있다(미합중국 특허 공개 제4,792,437호 참조). 벤트식 상승관의 구조는 그 기본적 형태가 상승관의 단부에 있는 직립 도관부 및 개방단부에 인접하여 상승관으 외면을 둘러싸는 다수의 사이클론 입구가 있는 반응 용기속 상향하는 개구로 이루어진다. 이 기구는 고모멘텀 촉매 입자들을 증기 집적이 일어나는 상승관의 개방 단부를 지나서 슛팅함으로서 작용한다. 촉매와 증기간의 신속한 분리는 보다 중질의 촉매 입자들이 직선부로 된 상승관 도관에 의해 부여되는 직선 궤적을 따라 진행하는 동안 상승관의 외면에 인접해 있는 입구로 들어가기 위한 방향 및 회전을 신속하게 변화시킬 수 있는 비교적 저밀도의 증가로 인하여 생긴다. 벤트식 상승관은 촉매와 증기간의 신속한 분리를 제공하는 동안 코크스가 형성될 수 있는 반응 용기 대부의 임의의 사적(死積)을 제거하는 잇점을 갖고 있다. 그러나, 벤트식 상승관은 반응 용기 내부의 빈 대용적내에서 작동한다는 단점을 여전히 갖고 있다.One device known to promote rapid separation between catalyst and vapor in a reaction vessel is known as a ballistic separation device, also referred to as a vented riser (see US Patent No. 4,792,437). The construction of the vented riser consists essentially of an upright conduit at the end of the riser and an upward opening in the reaction vessel with a plurality of cyclone inlets adjacent the outer end of the riser adjacent the open end. This mechanism works by shooting high momentum catalyst particles past the open end of the riser where vapor accumulation takes place. Rapid separation between the catalyst and the vapor can quickly change the direction and rotation to enter the inlet adjacent to the outer surface of the riser while heavier catalyst particles travel along the straight trajectory imparted by the straight riser conduit. This can be caused by a relatively low density increase. Vented risers have the advantage of eliminating any dead spots in the reaction vessel majority where coke can form while providing rapid separation between catalyst and vapor. However, the vented riser still has the disadvantage of operating in an empty volume inside the reaction vessel.

따라서, 벤트식 상승관은 상승관 가스로부터 촉매 입자들의 신속한 유리를 촉진시킴으로써 효율적인 촉매 분리를 제공하나, 연장된 시간 동안 대량의 탄화수소가 반응 용기 속으로 여전히 운반되기 때문에 조악한 탄화수소 분리 효율을 갖는다.The vented riser thus provides efficient catalyst separation by promoting rapid release of catalyst particles from the riser gas, but has a poor hydrocarbon separation efficiency since a large amount of hydrocarbons are still transported into the reaction vessel for an extended period of time.

촉매와 원료 증기간의 접촉 시간을 더 조절하기 위한 노력으로 커플링된 밀폐 사이클론이 사용되어 왔다(미합중국 특허 공개 제4,737,346호 참조). 밀접하게 커플링된 사이클론은 사이클론을 반응기 상승관의 단부에 직접 커플링시킨다. 상승관에 대한 사이클론의 이러한 직접적인 커플링은 촉매로부터 대부분의 증기 생선물을 신속하게 분리시킨다. 따라서, 대량의 원료 증기에 대한 접촉, 시간이 밀접하게 조절될 수 있다. 사이클론을 반응기 상승관의 출구에 직접 커플링할 때의 한가지 문제점은 상승관으로부터의 압력 서어지(surge)를 처리할 수 있는 시스템이 필요하다는 것이다. 이러한 압력 서어지 및 이로부터 생기는 사이클론 내부의 촉매하중의 일시적 증가는 허용될 수 없는 양의 미세 촉매 입자들이 반응기 증기와 함께 하류 분리 설비속으로 운반되도록 사이클론에 과부하시킬 수 있다. 따라서, 직접 커플링된 사이클론에 대한 배치 및 기구를 상당히 복잡하게 하고 상당양의 반응기 증기가 반응기/용기의 개방 용적으로 들어가거나 또는 사이클론 시스템을 일시적인 촉매 과하중을 가동하게 함으로써 사이클론 시스템의 만족할만한 작동을 절충시킬 수 있는 배치를 제공하는 직접 커플링된 사이클론에 대한 많은 장치 배열이 제안되어 왔다. 이 문제점에 대한 다른 해결 방안을 위해서는 미합중국 특허 공개 제4,295,961호를 참조하라.Coupled closed cyclones have been used in an effort to further control the contact time between the catalyst and the raw material vapors (see US Patent Publication No. 4,737,346). The closely coupled cyclone couples the cyclone directly to the end of the reactor riser. This direct coupling of cyclone to the riser quickly separates most steam fish from the catalyst. Therefore, the contact with a large amount of raw material vapor, time can be closely controlled. One problem with coupling the cyclone directly to the outlet of the reactor riser is the need for a system capable of handling pressure surges from the riser. This pressure surge and the transient increase in the catalyst load inside the cyclone can overload the cyclone such that an unacceptable amount of fine catalyst particles are transported along with the reactor vapor into the downstream separation plant. Thus, satisfactory operation of the cyclone system is achieved by significantly complicating the arrangement and mechanism for the directly coupled cyclone and by introducing a significant amount of reactor vapor into the open volume of the reactor / vessel or by allowing the cyclone system to run temporary catalyst overload. Many device arrangements have been proposed for direct coupled cyclones that provide an arrangement that can compromise. See US Patent Publication No. 4,295,961 for another solution to this problem.

밀접하게 커플링된 사이클론은 또한 반응 용기 통과시 매우 낮은 기체 유속을 제공하며, 이것은 또한 용기의 내부에 코크스 침착을 촉진시킬 수 있다. 반응 용기의 상부에서 비교적 고온에서 중질 탄화수수의 긴 체류 시간은 코크스의 형성을 촉진시킨다. 이러한 코크스 침착물은 용기의 내부상에 두꺼운 침착물을 형성함으로써 반응 용기의 기능을 저해하며, 이에 의해 금속 외판부를 절연시키고 국부적으로 냉각시킨다. 이렇게 국부적으로 냉각된 부분들은 반응 용기를 손상시킬수 있는 부식성 물질의 축합을 촉진한다. 더우기, 대량의 코크스 침착은 또다른 문제를 일으키는데, 즉 이것은 때때로 대규모의 청크(chunk)를 부러뜨리고 용기 또는 도관을 통한 촉매의 유동을 차단시킬 수 있다.Closely coupled cyclones also provide very low gas flow rates through the reaction vessel, which can also promote coke deposition inside the vessel. Long residence times of heavy hydrocarbons at relatively high temperatures at the top of the reaction vessel promote the formation of coke. Such coke deposits hinder the function of the reaction vessel by forming thick deposits on the interior of the vessel, thereby insulating and locally cooling the metal shell. These locally cooled parts promote condensation of corrosive substances that can damage the reaction vessel. Moreover, large coke deposits create another problem, which can sometimes break large chunks and block the flow of catalyst through the vessel or conduit.

본 발명의 목적은 반응 용기에서 탄화수소 체류 시간을 감소시키는 것이다.It is an object of the present invention to reduce the hydrocarbon residence time in the reaction vessel.

본 발명의 다론 목적은 촉매와 탄화수소 증기의 분리시 벤트식 상승관의 작동을 개선시키는 것에 관한 것이다.It is an object of the present invention to improve the operation of a vented riser in the separation of catalyst and hydrocarbon vapors.

본 발명의 또다른 목적은 FCC반응 대역의 반응 용기부에서 체류 시간을 조절하는 것에 관한 것이다.Another object of the present invention is to control the residence time in the reaction vessel portion of the FCC reaction zone.

본 발명은 상승관의 단부에 위치하고 상승관 벽에 있는 사이클론 상부로 신장되는 촉매 입자들의 현탁물 중에 탄도적으로 분리된 촉매 중 적어도 일부를 함유하는 벤트식 상승관을 제공하도록 배치되는 FCC법에 관한 것이다. 촉매의 현탁물은 촉매 입자들이 사이클론 입구를 통해 회수될 때까지 상승관 내부에 분리된 촉매 입자들의 적어도 일부를 보유하기 위하여 상승관으로부터 상향하는 촉매 스트림의 에너지를 소산시키는 부유 유리 대역을 제공한다. 이 방식으로 분리된 촉매 및 이를 수반하는 대량의 동반 증기는 반응 용기속으로 운반되지 않아 과분해가 일어나지 않는다. 또한, 이 부유 유리 대역은 반응 용기속의 스트립핑 대역으로부터 스트립핑 가스를 받아들인다. 부유 유리 대역을 통한 스트립핑 가스의 통과는 용기속으로 탄화수소가 방출되지 않게 함으로써 부유 촉매의 추가 스트립핑을 수행하고 사이클론 분리기에서 생성 증기의 회수를 향상시킨다. 상승관의 상부속으로 스트립핑 증기를 후방 분사시키면 반응기의 상부에서 코크스의 농축 및 형성을 저지할 반응 용기의 상부에 비교적 활성 영역을 유지하는 추가의 잇점을 갖는다.The present invention relates to an FCC method arranged to provide a vented riser containing at least a portion of the ballistically separated catalyst in a suspension of catalyst particles extending at the end of the riser and extending above the cyclone in the riser wall. will be. Suspension of the catalyst provides a floating free zone that dissipates the energy of the catalyst stream upwards from the riser to retain at least some of the separated catalyst particles inside the riser until the catalyst particles are recovered through the cyclone inlet. The catalyst separated in this way and the enormous entrained vapor accompanying it are not carried into the reaction vessel so that no overdegradation occurs. This floating glass zone also receives the stripping gas from the stripping zone in the reaction vessel. The passage of the stripping gas through the floating glass zones results in no stripping of hydrocarbons into the vessel, thereby performing further stripping of the floating catalyst and improving recovery of the product vapor in the cyclone separator. Backward injection of the stripping vapor into the top of the riser has the additional advantage of maintaining a relatively active area on top of the reaction vessel which will inhibit the concentration and formation of coke at the top of the reactor.

따라서, 본 발명의 한 태양은 공급원료의 유동산 접촉 분해법에 관한 것이다. 이 방법은 공급원료와 재생 촉매 입자들을 반응기 상승관의 저부로 통과시키고 이 촉매와 공급원료를 상승관의 제1부를 통해 상부로 이송시킴으로써 상기 공급원료를 기체 생성물 스트림으로 전환시키고 재생 촉매 입자들위에 코크스의 침착에 의하여 폐촉매 입자들을 생성시켜 제1촉매 밀도를 갖는 폐촉매와 기체 생성물의 제1혼합물을 얻는 단계를 포함한다. 폐촉매와 기체 성분물의 제2혼합물은 상승관으로부터 상승관 출구를 통하여 회수된다. 제1혼합물의 적어도 일부는 상승관의 제1부로부터 상승관의 제2부에 위치한 촉매 입자들의 현탁액 속으로 상향 통과 된다. 상승관의 제2부는 상승관의 하류 단부에 있는 유리 대역으로 이루어지며, 상승관 외부로 실질적인 양의 촉매를 전혀 방출하지 않는다. 이 유리 대역은 그 길이의 대부분이 상기 출구의 상부로 신장되고 제1혼합물의 밀도보다 비교적 더 높은 촉매 밀도를 갖는 출구 상부의 한 영역을 제공한다. 스트립핑 증기 스트림은 유리 대역속으로 통과한다. 촉매 입자, 기체생성물 및 스트립핑 증기의 제2혼합물은 입자 분리기를 통과한다. 기체 성분들은 이 분리기에서 폐촉매로부터 분리된다. 분리기로부터 회수되는 기체 생성물은 이 공정으로부터 제거된다. 분리기로부터 배출되는 촉매 입자들을 스트립핑 대역으로 통과시키고 이로부터 배출되는 스트립핑 가스는 기체 스트립핑 증기 스트림을 생성한다. 이 스트림핑 대역으로부터 배출되는 폐촉매를 재생 대역 속으로 통과시키고 재생 가스와 접촉시켜 촉매 입자로부터 코크스를 연소시키고 반응기 상승관으로 이송하기 위한 재생 촉매 입자를 생성시킨다.Thus, one aspect of the present invention is directed to liquid acid catalytic cracking of feedstocks. This method converts the feedstock into a gaseous product stream and passes over the regenerated catalyst particles by passing the feedstock and regenerated catalyst particles through the bottom of the reactor riser and transferring the catalyst and feedstock up through the first portion of the riser. Depositing coke to produce spent catalyst particles to obtain a first mixture of spent catalyst and gaseous product having a first catalyst density. The second mixture of spent catalyst and gaseous components is recovered from the riser through the riser outlet. At least a portion of the first mixture passes upwardly from the first portion of the riser into the suspension of catalyst particles located in the second portion of the riser. The second part of the riser consists of a glass zone at the downstream end of the riser and does not release any substantial amount of catalyst out of the riser. This glass zone provides a region of the top of the outlet, most of which extends to the top of the outlet and has a catalyst density that is relatively higher than the density of the first mixture. The stripping vapor stream passes through the glass zone. The second mixture of catalyst particles, gas product and stripping vapors is passed through a particle separator. Gas components are separated from the spent catalyst in this separator. The gaseous product recovered from the separator is removed from this process. The catalyst particles exiting the separator pass through the stripping zone and the stripping gas exiting there produces a gas stripping vapor stream. The spent catalyst discharged from this streaming zone is passed into the regeneration zone and contacted with the regeneration gas to produce regenerated catalyst particles for burning coke from the catalyst particles and for transporting them to the reactor riser.

본 발명의 또다른 태양은 FCC 공급원료의 유동상 접촉 분해 장치에 관한 것이다. 이 장치는 반응 용기 내부에 위치한 상향된 상부를 갖는 상향된 상승관도관을 포함한다. 이 상승관의 측벽에 의해 한정되는 상승관 출구는 반응기 상승관의 상부에 위치한다. 이 상승관의 상부에 의해 한정된 유리 체임버는 상승관 출구의 상부로 상승관 직경의 2배 이상 신장된다. 상승관의 상부 단부는 유리 체임버에서 스트립핑 증기 입구를 한정한다. 입자 분리기는 생성 증기로부터 촉매를 분리시키기 위하여 상승관 출구와 밀폐 연결되어 있다. 스트립핑 용기는 유리대역 하부에 위치하고 반응 용기와 밀폐 연결되어 있다. 도관은 스트립핑 용기의 저부로부터 촉매를 회수하여 재생 용기로 이송한다.Another aspect of the invention relates to a fluidized bed catalytic cracking apparatus of an FCC feedstock. The apparatus includes an elevated ascension conduit with an elevated top located inside the reaction vessel. The riser outlet defined by the side wall of the riser is located at the top of the reactor riser. The glass chamber defined by the top of this riser extends more than twice the diameter of the riser to the top of the riser outlet. The upper end of the riser defines a stripping vapor inlet in the glass chamber. The particle separator is hermetically connected to the riser outlet to separate the catalyst from the product vapor. The stripping vessel is located below the glass zone and is hermetically connected to the reaction vessel. The conduit recovers the catalyst from the bottom of the stripping vessel and transfers it to the regeneration vessel.

본 발명은 일반적으로 FCC법의 반응기에 관한 것이다. 본 발명은 경질 또는 중질 FCC 공급원료를 분해시키는데 사용되는 대부분의 FCC법에 유용할 것이다. 본 발명의 방법 및 장치의 특징은 기존 FCC유니트의 작동 및 배치를 변경시키거나 또는 새롭게 설계된 FCC 유니트를 디자인하는데 사용될 수 있다.The present invention relates generally to reactors of the FCC method. The present invention will be useful in most FCC methods used to decompose light or heavy FCC feedstocks. Features of the method and apparatus of the present invention can be used to alter the operation and placement of existing FCC units or to design newly designed FCC units.

본 발명은 다수의 FCC 유니트와 동일한 통상의 구성 부품을 사용한다. 반응기 상승관은 주요 반응 대역을 제공한다. 반응 용기 및 사이클론 분리기는 기체 생성물 증기로부터 촉매 입자를 제거한다. 스트립핑 대역은 촉매의 표면으로부터 흡착된 대량의 증기를 제거한다. 이 스트립핑 대역으로부터 나오는 폐촉매는 1 이상의 재생 단계를 갖는 재생 대역에서 재생된다. 재생 대역으로부터 재생된 재생 촉매는 반응기 상승관에서 사용된다. 이러한 반응기 및 재생기 부분에 대해서는 다수의 상이한 배치를 사용할 수 있다. 본 발명에서 특정 반응기 및 재생기 성분에 대한 설명은 청구 범위에 구체적으로 기술되어 있는 것을 제외하는 이러한 상세한 설명으로 본 발명을 제한시키고자 한 것은 아니다.The present invention uses the same conventional components as many FCC units. The reactor riser provides the main reaction zone. The reaction vessel and cyclone separator remove the catalyst particles from the gas product vapor. The stripping zone removes large amounts of adsorbed vapor from the surface of the catalyst. The spent catalyst from this stripping band is regenerated in a regeneration band having at least one regeneration step. Regenerated catalyst regenerated from the regeneration zone is used in the reactor riser. Many different arrangements can be used for these reactor and regenerator parts. The description of specific reactor and regenerator components in the present invention is not intended to limit the present invention to these details except as specifically stated in the claims.

기초적인 공정 작업은 개괄적으로 제1도를 참조하면 가장 잘 이해할 수 있다. 재생 대역(10)의 도관(12)로부터 나오는 재생 촉매는 제어 밸브(16)에 의한 조절된 속도에서 도관(14)에 의하여 Y자형부분(18)로 이송된다. 도관(20)에 의해 Y자형 부분(18)의 저부속으로 주입된 상승 가스는 상승관 저부(22)를 통해 촉매를 상부로 운반한다. 원료는 원료 주입 노즐(24)에 의해 상승관 저부(22)위의 상승관으로 주입된다. 이 도면은 상승 가스 대역(22)를 갖는 상승관 배치가 본 발명에 이용됨을 도시하고 있다. 본 발명의 잇점을 향유하기 위하여 상승관에 반드시 상승 가스 대역이 제공될 필요는 없다.Basic process operations can be best understood with reference to FIG. The regenerated catalyst from the conduit 12 of the regeneration zone 10 is conveyed to the Y-shaped portion 18 by the conduit 14 at a controlled speed by the control valve 16. The rising gas injected by the conduit 20 into the bottom of the Y-shaped portion 18 carries the catalyst upward through the rising pipe bottom 22. The raw material is injected into the riser on the riser bottom 22 by the raw material injection nozzle 24. This figure shows that a riser arrangement with rising gas zones 22 is used in the present invention. In order to enjoy the advantages of the present invention, the riser does not necessarily have to be provided with a rising gas zone.

원료, 촉매 및 상승 가스의 혼합물은 반응 용기(28)로 신장되는 상승관의 중간부(26)를 따라 상부로 이동하며, 상승관부(26)과 (22)는 함께 상승관의 제1부를 형성한다. 상승관의 제1부는 촉매와 기체성분들의 혼합물을 상승관의 제2부(29)속으로 이동시킨다. 기체 성분에는 상승 가스, 생성 가스 및 증기, 및 비전환된 원료 성분들이 포함된다.The mixture of raw material, catalyst and rising gas moves upwards along the middle portion 26 of the rising pipe extending into the reaction vessel 28, where the rising pipe portions 26 and 22 together form the first portion of the rising pipe. do. The first part of the riser moves the mixture of catalyst and gas components into the second part 29 of the riser. Gas components include rising gases, product gases and vapors, and unconverted raw materials.

계면(32)은 상승관의 제1부와 제2부 사이에 위치해 있다. 한 쌍의 출구(34)는 상승관을 두 조로 된 사이클론 분리기(38)의 제1단계(36)과 연결시킨다. 상승관의 제2부(29)는 스트립핑 증기 스트림을 받아들이는 개방 단부(40)을 갖는다. 출구(34)로부터 촉매와 기체 성분의 회수는 계면(32)이 상승관 제1부의 저밀도 촉매 영역과 이 계면(32) 상부에 있는 상승관 제2부의 고촉매 밀도 사이에 형성되도록 상승관 내부에서 상향 이동하는 촉매와 가스 혼합물의 에너지를 소산시킨다 상승관의 개방 상부로부터 들어가는 스트립핑 가스는 또한 상승관부(29)의 고촉매밀도 영역을 통과하고 출구(34)에 의해 회수된다. 상승관부(29)는 유리 대역(30)으로서 작동하는 유리 체임버를 한정한다.The interface 32 is located between the first and second portions of the riser. The pair of outlets 34 connects the riser with the first stage 36 of the two-piece cyclone separator 38. The second portion 29 of the riser has an open end 40 which receives the stripping vapor stream. The recovery of catalyst and gaseous components from the outlet 34 is carried out inside the riser such that the interface 32 is formed between the low density catalyst region of the riser first portion and the high catalyst density of the riser second portion above the interface 32. Dissipates the energy of the catalyst and gas mixture that moves upward. The stripping gas entering from the open top of the riser also passes through the high catalyst density region of the riser 29 and is recovered by the outlet 34. The riser section 29 defines a glass chamber that acts as the glass zone 30.

기체 성분들은 사이클론 분리기(38)에 의해 촉매 입자로부터 분리된다. 기체 생성물과 촉매는 도관(34)으로부터 제1단계 사이클론(36)에 이어 제2단계 사이클론(42)을 통과한다. 반응기의 기체 생성물은 관로(44)에 의해 제2단계 사이클론 상부로부터 회수되며, 분리된 촉매 입자들은 제1단계 사이클론으로부터 침지렉(48)에 의해, 그리고 제2단계 사이클론으로부터 제2단계 침지랙(50)에 의해 조밀베드(46)으로 반송된다. 폐촉매와 동반 및 흡착된 탄화수소는 베드(46)으로부터 스트립퍼(52) 속으로 하향 유동한다. 촉매가 스트립퍼(52)를 통해 하향 유동함에 따라, 그것은 일련의 배플(54)에 의해 전후 낙하된다. 증기는 분사기(56)에 의해 스트립퍼의 저부속으로 주입되며, 하방으로 낙하하는 촉매스트림에 대해 병류식으로 상향 통과한다. 노즐(58)은 스트립핑 대역(52)의 저부로부터 촉매를 회수하여 관로(60)에 의해 촉매 재생기(10)에 전달한다. 관로(62)에 의해 운반된 산소 함유 스트림은 재생기 속의 촉매와 접촉하고 이 촉매로부터 코크스를 연소시킴으로써 관로(64)에 의해 재생기로부터 제거되는 코크스 연소 부산물의 유출 가스 스트림을 생성하고 코크스의 농도가 저하된 재생 촉매를 제공한다. 코크스의 연소에 의해 촉매 입자들로부터 코크스를 제거하고 촉매 입자들을 반응기 상승관으로 반송하기 위해서는 임의의 공지된 재생기 배치를 사용할 수 있으며, 재생 대역의 특정 세부사항들은 본 발명의 중요 측면이 아니다.Gas components are separated from the catalyst particles by a cyclone separator 38. The gaseous product and catalyst pass from conduit 34 through first stage cyclone 36 and second stage cyclone 42. The gaseous product of the reactor is recovered from the top of the second stage cyclone by means of conduit 44, and the separated catalyst particles are immersed in the first stage cyclone by 48 and from the second stage cyclone. 50 is conveyed to the dense bed 46. Hydrocarbons entrained and adsorbed with the spent catalyst flow down from the bed 46 into the stripper 52. As the catalyst flows downward through the stripper 52, it falls back and forth by a series of baffles 54. The vapor is injected by the injector 56 into the bottom of the stripper and passes upwards co-currently with the catalyst stream falling downwards. The nozzle 58 recovers the catalyst from the bottom of the stripping zone 52 and delivers it to the catalyst regenerator 10 by way of a conduit 60. The oxygen-containing stream carried by conduit 62 contacts the catalyst in the regenerator and combusts coke from the catalyst to produce an effluent gas stream of coke combustion byproduct removed from the regenerator by conduit 64 and the concentration of coke is lowered. To provide a regenerated catalyst. Any known regenerator arrangement may be used to remove coke from the catalyst particles and return the catalyst particles to the reactor riser by combustion of the coke, and certain details of the regeneration zone are not critical aspects of the present invention.

도시된 바와 같이 배치된 본 발명의 상승관은 독특한 촉매 및 가스 분리 영역을 제공한다. 이제 제1도에 도시된 상승관 상부의 작동을 살펴보면, 촉매는 16-80 ㎏/㎥(1-5 1b/ft³)의 촉매 밀도 및 6.1-30.5m/s(20-100 ft/s)의 속도에서 전형적인 플러그 플로우 방식으로 상승관부(26)을 통과하여 상승관의 제1부 위로 이동한다. 비교적 균일한 촉매의 상향 유동은 그것이 상승관 출구(34) 높이에 도달할 때까지 계속된다. 상승관의 상부로 이동하는 가스 및 촉매 스트림의 에너지는 이 스트림이 가스 및 촉매의 회수로부터의 압력 손실로 인해 상승관 출구(34)의 높이에 도달할 때 즉시 방산되기 시작한다. 그러나, 가스와 촉매 혼합물의 모멘텀은 계속하여 대부분의 촉매 및 가스 일부를 출구(34)를 더 지나 상부로 운반한다. 상승관의 제2부는 상승관을 상향 통과하는 촉매 혼합물의 속도가 상승관으로부터 촉매와 가스의 회수 및 상승관의 유동 면적 증가로 인해 저하되기 시작하는 그 부분이다. 촉매 입자의 속도가 구동 압력의 손실로 인해 저하됨에 따라, 출구(34)위를 통과하는 비교적 더 느린 촉매 속도는 상승관의 제2부(29)에 형성된 유리 대역(30)에서 촉매 입자들의 체류 시간을 증가시킨다. 유리 대역은 일반적으로 촉매를 함유하고 계면(32) 상부에 위치하는 상승관의 그 부분이다. 유리 대역 속으로 통과하는 촉매의 체류 시간 증가는 상승관의 제1부에서의 촉매 밀도에 비해 유리대역에서의 촉매 밀도를 증가시킨다. 상향 유동하는 촉매 및 가스 입자들의 모멘텀은 고밀도 촉매 영역이 상승관 출구(34) 상부에 부유되도록 유지시킨다. 촉매 입자들이 상승관 출구(34)를 지나 이동할 때의 이들의 상향 모멘텀은 상승한 출구(34) 위의 고밀도 촉매 영역을 역시 지지하는 유리 대역에서 고밀도 촉매에 대해 힘을 가한다. 상승관을 상향 통과하는 보다 새로운 입자들이 계면(32)를 가로질러 다른 촉매 입자들을 계면 아래쪽과 출구(34)속으로 하방으로 밀어내는 유리 대역(30)의 상부로 상승하는 모멘텀을 가지기 때문에 전체 계면(32)를 통하여 촉매 입자들이 일정하게 교환된다. 상승관 및 상승관의 상부(40)을 통하여 들어가는 스트립핑 유체 스트림의 모든 기체 성분들 역시 출구(34)속으로 연속적으로 하향 통과한다. 추가로 정의해 보면, 상승관의 유리 대역은 상승관을 따라 상부로 유동하는 촉매와 기체 혼합물의 속도가 실질적으로 감소되고 및(또는) 상승관 출구가 분리장치에서 분리시키기 위한 촉매와 기체 성분들을 회수하는 상승관의 그 부분을 의미한다.The riser of the present invention arranged as shown provides a unique catalyst and gas separation zone. Referring now to the operation of the riser top shown in FIG. 1, the catalyst has a catalyst density of 16-80 kg / m ³ (1-5 1b / ft ³ ) and 6.1-30.5 m / s (20-100 ft / s) At a speed of 3, it passes through the riser section 26 in a typical plug flow manner and moves over the first portion of the riser. The upward flow of the relatively uniform catalyst continues until it reaches the riser outlet 34 height. The energy of the gas and catalyst stream moving to the top of the riser begins to dissipate immediately when the stream reaches the height of riser outlet 34 due to pressure loss from the recovery of the gas and catalyst. However, the momentum of the gas and catalyst mixture continues to carry most of the catalyst and some of the gas upwards beyond the outlet 34. The second part of the riser is where the velocity of the catalyst mixture passing upwardly rises due to the recovery of catalyst and gas from the riser and the increase in the flow area of the riser. As the velocity of the catalyst particles is lowered due to a loss of driving pressure, the relatively slower catalyst velocity passing over the outlet 34 is the retention of the catalyst particles in the glass zone 30 formed in the second portion 29 of the riser. Increase time The free zone is generally that portion of the riser that contains the catalyst and is located above the interface 32. Increasing the residence time of the catalyst passing into the glass zone increases the catalyst density in the glass zone compared to the catalyst density in the first portion of the riser. The momentum of the upflowing catalyst and gas particles keeps the high density catalyst zone suspended above the riser outlet 34. Their upward momentum as the catalyst particles move past the riser outlet 34 exerts a force on the high density catalyst in the glass zone which also supports the high density catalyst region above the raised outlet 34. The whole interface because the newer particles passing upwardly through the riser have the momentum rising across the interface 32 and above the glass zone 30 that pushes other catalyst particles down the interface and down into the outlet 34. Through 32, catalyst particles are constantly exchanged. All gaseous components of the stripping fluid stream entering through the riser and the top 40 of the riser also pass continuously down into the outlet 34. Further defined, the free zone of the riser substantially reduces the speed of the catalyst and gas mixture flowing upwards along the riser and / or the catalyst and gas components to separate the riser outlet from the separator. It means that part of the riser to collect | recover.

따라서, 기체 성분들과 촉매의 혼합물이 상승관을 따라 상부로 유동함에 따라, 이 혼합물이 상승관의 제2부 속으로와 전 계면(32)를 가로질러 통과하기 때문에 속도 및 밀도 변화가 생긴다. 상승관의 제1부에서 촉매는 6.1-30.5m/s(20-100 ft/s)의 속도를 가지며, 16-80㎏/㎥(1-5 1b/ft³)의 밀도를 가질 것이다. 일단 촉매 및 기체 성분들이 계면을 지나 유동하면, 촉매 밀도는 상승관의 제1부에서의 촉매 밀도의 11-20배 이상, 바람직하게는 5-20배 이상 증가한다.Thus, as the mixture of gaseous components and catalyst flows upward along the riser, a rate and density change occurs because the mixture passes into the second portion of the riser and across the entire interface 32. In the first part of the riser the catalyst will have a velocity of 6.1-30.5 m / s (20-100 ft / s) and a density of 16-80 kg / m ³ (1-5 1b / ft ³ ). Once the catalyst and gas components flow past the interface, the catalyst density increases by at least 11-20 times, preferably at least 5-20 times, the catalyst density in the first portion of the riser.

개방 단부(40)을 통한 스트립핑 가스의 하향 유동 및 계면을 통한 유리 대역(30)의 상부로의 입자들의 연속적인 슛팅은 촉매와 기체들의 유리 대역(30)으로부터의 하향 순환을 유지시킨다. 계면(32) 및 유리 대역(30)에서의 촉매 입자들의 고밀도는 촉매가 출구(34)로 들어가기 전에 촉매로부터 탄화수소증기를 스트립핑하는데 도움이 된다. 유리 대역(30)의 비교적 높은 촉매 밀도는 촉매 입자들이 사이클론으로 들어가기 전에 스트립핑 증기에 의해 이들의 추가 스트립핑이 행해질 수 있게 하는 접촉 대역을 제공한다.The downward flow of the stripping gas through the open end 40 and the continuous shooting of the particles to the top of the glass zone 30 through the interface maintain a downward circulation of the catalyst and gases from the glass zone 30. The high density of catalyst particles at the interface 32 and the glass zone 30 helps to strip hydrocarbon vapor from the catalyst before the catalyst enters the outlet 34. The relatively high catalyst density of the glass zone 30 provides a contact zone that allows further stripping of the catalyst particles by stripping vapor before they enter the cyclone.

상승관 출구로부터 회수된 촉매는 촉매로부터 생성된 기체들의 분리를 완결시킬 임의의 유형의 분리장치로 들어갈 수 있다. 통상적으로, 이 출구들은 1단계 이상으로 된 사이클론 분리기에 촉매와 기체혼합물을 공급할 것이다. 어떤 분리 장치가 사용되더라도, 그것은 상승관 출구에 직접 연결되어 있고 반응 용기의 희석상 속으로 기체 성분들의 재진입을 막기 위하여 실질적으로 밀폐되어 있는 유형이어야만 한다. 사이클론 분리기를 사용할 경우, 그것은 제1도에 도시된 바와 같이 1단계 사이믈론 또는 2단계 사이클론일 수 있다. 분리기는 촉매로부터 기체 성분들을 분리시키고 분리된 촉매를 스트립핑 대역으로 반송하는 동안 반응 용기로부터 기쳄 생성물을 분리하는 통상적인 방식으로 작동할 것이다.The catalyst recovered from the riser outlet may enter any type of separator that will complete the separation of gases produced from the catalyst. Typically, these outlets will feed the catalyst and gas mixture to the cyclone separator in one or more stages. Whatever separation device is used, it must be of a type that is directly connected to the riser outlet and substantially sealed to prevent reentry of gaseous components into the dilution phase of the reaction vessel. If a cyclone separator is used, it may be a one-stage zymlon or a two-stage cyclone, as shown in FIG. The separator will operate in the conventional manner of separating gaseous components from the catalyst and separating existing products from the reaction vessel while returning the separated catalyst to the stripping zone.

본 발명의 적합한 스트립핑 대역은 촉매로부터 흡착된 탄화수소를 제거할 수 있는 유형이면 어느 것이나 무방할 것이다. 대부분의 경우에, 스트립핑 대역은 제1도에 도시된 바와 같이 촉매 입자들이 스트립핑 스트림의 상향 플로우와 역류식으로 접촉하는 통상의 배플 배치로 이루어질 것이다. 이 방법에 사용되는 스트립핑 증기의 양은 FCC 작업용으로 사용되는 통상적인 범위일 것이며, 통상 촉매 1000㎏당 1-3㎏의 증가가 사용될 것이다.Suitable stripping zones of the present invention will be of any type capable of removing adsorbed hydrocarbons from the catalyst. In most cases, the stripping zone will consist of a conventional baffle arrangement in which catalyst particles are in countercurrent contact with the upward flow of the stripping stream, as shown in FIG. The amount of stripping vapor used in this process will be the customary range used for FCC operations, typically an increase of 1-3 kg per 1000 kg of catalyst will be used.

상승관의 상부 단부에 있는 유리 대역은 촉매가 상승관 밖으로 유동하지 못하도록 실질적으로 막아주는 배치를 가질 것이다. 간단한 형태에서는 촉매가 출구(34)상부에 상승관의 신장된 길이(66)를 제공함으로써 상승관의 유리 대역에 포함되어 있다. 특정 경우에, 상승관의 중간부와 동일한 직경을 갖는 신장된 단부(66)에는 상승관의 상부 밖으로의 촉매 입자들의 배출을 막기에 충분한 길이가 제공될 수 있다. 그러나, 많은 경우에 간단히 신장된 단부에는 반응 용기(28) 내부에서 이용될 수 있는 것보다 더 긴 신장 길이(66)가 요구될 수도 있다.The glass zone at the upper end of the riser will have an arrangement that substantially prevents the catalyst from flowing out of the riser. In a simple form, the catalyst is included in the glass zone of the riser by providing an elongated length 66 of the riser above the outlet 34. In certain cases, the elongated end 66 having the same diameter as the middle of the riser may be provided with a length sufficient to prevent the escape of catalyst particles out of the top of the riser. In many cases, however, simply extended ends may require longer extension lengths 66 than can be used inside reaction vessel 28.

제2-4도는 상승관의 상부로부터 촉매의 임의의 실질적인 배출을 막기 위해 상승관의 단부에 요구되는 신장 높이를 줄일 수 있는 상승관 단부에 대한 다수의 다른 배치를 도시한 것이다. 이러한 배치는 또한 상승관의 유리 대역에서 촉매 밀도를 증가시키는 방법도 제공할 수 있다.2-4 illustrate a number of different arrangements for riser ends that can reduce the elongation height required at the end of the riser to prevent any substantial discharge of catalyst from the top of the riser. This arrangement may also provide a method of increasing the catalyst density in the free zone of the riser.

제2도는 제1도에 도시된 상승관의 상부 단부에 대한 별도 배치를 도시한 것이다. 이 배치에서 출구(34)는 상승관의 중간부(26) 상부에 위치한다. 출구 상부의 상승관은 확대 직경부(68)를 갖고 있다. 상승관의 확대부는 출구(34)를 지나 신장될 수 있는 임의의 속도 제트를 보다 신속하게 소산시키는데 작용한다. 또한, 확대된 직경은 개방 상부(70)위로 이동하는 임의의 촉매 입자들을 포착하는 경향이 있다. 촉매 입자들을 포함하는 또다른 수단으로서 상승기 단부에 임의의 배플(72)을 제공할 수 있다. 배플(72)은 상승관의 개방 단부를 폐색하고 임의의 촉매 입자들이 상승관의 개방 단부를 지나 슛팅되지 않도록 직접 방치해준다. 배플(72)은 환형 개구(74)를 제공하도록 배치될 수도 있다. 개구(74)는 스트립핑 증가가 유리대역의 상부 단부로 들어갈 수 있게 하기 위하여 필요하다. 환형 개구(74)는 스트립핑 증기 스트림이 상승관의 상부로 들어갈 때 이에 대한 양의 압력 강하를 유지하기 위한 제한으로서 디자인될 수 있다. 또다시, 상승관을 따라 상부로 이동하는 촉매와 기체 스트림과 관련된 운동 에너지의 감소는 상승관의 부분(26)에서의 촉매와 기체의 저밀도 스트림과 계면(76) 상부의 비교적 고밀도 촉매 영역 사이에 계면(76)이 형성되도록 유리 대역의 상부로 들어가는 촉매 유동 첵계를 붕괴시킬 것이다.FIG. 2 shows a separate arrangement for the upper end of the riser shown in FIG. 1. In this arrangement the outlet 34 is located above the middle portion 26 of the riser. The riser at the top of the outlet has an enlarged diameter portion 68. The enlargement of the riser acts to more quickly dissipate any velocity jets that may extend beyond the outlet 34. In addition, the enlarged diameter tends to trap any catalyst particles moving over the open top 70. As another means of including the catalyst particles, any baffle 72 may be provided at the riser end. The baffle 72 closes the open end of the riser and directly leaves any catalyst particles from shooting past the open end of the riser. The baffle 72 may be arranged to provide the annular opening 74. Opening 74 is necessary to allow for increased stripping to enter the upper end of the glass band. The annular opening 74 can be designed as a restriction to maintain a positive pressure drop on the stripping vapor stream as it enters the top of the riser. Again, the reduction in the kinetic energy associated with the catalyst and gas streams traveling upwards along the riser may occur between the low density stream of catalyst and gas in the portion 26 of the riser and the relatively high density catalyst region above the interface 76. It will disrupt the catalyst flow line entering the top of the glass zone so that the interface 76 is formed.

본 발명의 또다른 배치에서, 상승관의 상부는 상승관의 출구를 포함하는 상승관의 더 긴 부분에 대해 확대된다. 제3도는 상승관의 중간부(26)에 이어 확대부(78)가 존재하는 그러한 배치를 도시한 것이다. 상승관 출구(34')는 확대부(78)의 측벽에 형성된다. 촉매가 부분(26)으로부터 확대부(78)로 유동함에 따라, 혼합물의 속도가 감소하고, 이에 따라 스트림이 출구(34')를 통과하기 전에 스트림의 에너지를 부분적으로 소산시킨다. 출구(34)하부에서 스트림 에너지의 초기 소산은 촉매가 상승관의 개방 상부(80) 하부에 보다 쉽게 포함될 수 있도록 유리 대역에서 촉매 입자들의 모멘텀을 저하시킨다. 운동 에너지의 감소와 촉매 베드의 와해는 촉매가 유리 대역의 확대부속으로 계속 후퇴함에 따라 높은 촉매 베드의 와해는 촉매가 유리 대역의 확대부속으로 계속 후퇴함에 따라 높은 촉매 밀도를 갖는 상부영역과 낮은 촉매 밀도를 갖는 저부 영역사이에 계면(82)를 다시 생성시킬 것이다.In another arrangement of the invention, the top of the riser extends over the longer portion of the riser, including the outlet of the riser. 3 shows such an arrangement in which an enlarged portion 78 is present after the middle portion 26 of the riser. The riser outlet 34 ′ is formed on the side wall of the enlarged portion 78. As the catalyst flows from portion 26 to enlargement 78, the speed of the mixture decreases, thereby partially dissipating the energy of the stream before the stream passes through outlet 34 ′. The initial dissipation of the stream energy below the outlet 34 lowers the momentum of the catalyst particles in the glass zone so that the catalyst can be more easily included below the open top 80 of the riser. The decrease in kinetic energy and the breakdown of the catalyst bed are due to the high retreat of the catalyst bed as the catalyst continues to retreat to the enlargement of the free zone. The interface 82 will again be created between the bottom regions with density.

제4도는 촉매가 상승관의 단부 밖으로 유동하지 않도록 상승관의 단부를 변형시킨 또다른 배치를 예시한 도면이다. 이 배치에서는 제1도에 도시된 바와 같이 중간부(26)에 이어 출구(34)가 연결되어 있다. 출구(34) 상부의 상승관은 1개 이상의 오리피스 개구(90)를 제외한 헤드(88)에 의해 밀폐되어있다. 이 헤드(88)는 상승관의 단부를 지나 반응 용기속으로 슛팅할 수도 있는 대부분의 촉매를 포착한다. 신장부(92)의 촉매는 호울(90)을 통해 후퇴하여 계면(32')과 함께 작동하는 유리 대역(30')으로 반송된다.4 illustrates another arrangement in which the end of the riser is modified such that the catalyst does not flow out of the end of the riser. In this arrangement, the outlet 34 is connected to the intermediate portion 26 as shown in FIG. The riser above the outlet 34 is closed by a head 88 except for one or more orifice openings 90. This head 88 captures most of the catalyst that may be shot past the end of the riser into the reaction vessel. The catalyst in the elongation section 92 is retracted through the hole 90 and returned to the glass zone 30 'which works with the interface 32'.

제5도는 상승관의 상부로부터 촉매의 이동을 막기 위한 또다른 배치를 도시한 도면이다. 상승관의 중간부 및 출구는 제1도 및 4도에 도시된 것과 동일한 배치를 갖는다. 상승관의 상부 단부(94)는 헤드(96)에 의해 밀폐되어 있다. 직경이 작은 노즐(98)은 헤드(96)의 상부로부터 상향 신장되거나 및(또는) 상승관의 측면으로부터 외부로 신장된다. 노즐(98)은 유리 대역(30)속으로 스트립핑 증기 스트림의 반송을 위한 제한적인 개구를 제공한다. 스트립핑 증기가 노즐(98)을 통하여 유리 대역(30)으로 유동함에 따라, 이것은 노즐의 신장된 길이를 따과 양의 압력강하를 일으키고, 이것은 촉매 입자가 노즐(98)의 단부를 통해 외부로 흐르거나 또는 빗나가지 않도록 막아준다.5 shows another arrangement for preventing the movement of the catalyst from the top of the riser. The middle and outlet of the riser have the same arrangement as shown in FIGS. 1 and 4. The upper end 94 of the riser is closed by the head 96. The small diameter nozzle 98 extends upwardly from the top of the head 96 and / or outwards from the side of the riser. The nozzle 98 provides a limited opening for the return of the stripping vapor stream into the glass zone 30. As the stripping vapor flows through the nozzle 98 to the glass zone 30, this causes a positive pressure drop across the elongated length of the nozzle, which causes catalyst particles to flow out through the end of the nozzle 98. Do not allow them to fall or deflect.

Claims

(a) 공급원료(24) 및 재생 촉매 입자(12)를 반응기 상승관의 저부(22)로 통과시키고 이 촉매와 공급원료를 상기 상승관의 제1부 중 중간부(26)를 통해 상부로 이송시킴으로써 상기 공급원료를 기체 생성물로 전환시키고 상기 제생촉매 입자상에서 코크스의 침착으로 인하여 폐촉매 입자들을 형성시켜 제1촉매 밀도를 갖는 상승관 출구(34)하부에 폐촉매와 기체 생성물의 제1혼합물을 생성시키는 단계 ; (b) 상기 상승관으로부터 상승관 출구(34)를 통하여 폐촉매와 기체 생성물의 제2혼합물을 회수하는 단계 ; (c) 폐촉매 입자들과 기체 생성물의 상기 제1혼합물 중의 적어도 일부를 상기 상승관의 제1부(22 및 26)으로부터 상기 상승관의 외부로 촉매를 실질적으로 방출시키지 않고서 상기 상승관의 하류단부에서 촉매 입자들의 현탁액속으로 상향 통과시키는 단계(여기서, 이 현탁액은 유리 대역으로 이루어지는 상기 상승관의 제2부(29)에 위치하고, 이 유리 대역은 대부분의 길이가 상기 상승관 출구(34)상부로 신장되고 제2촉매 밀도를 갖는 상기 상승과 출구(34) 상부의 영역을 제공하며, 제2촉매 밀도는 상기 제1촉매 밀도보다 큼) ; (d) 스트립핑 증기 스트림을 상기 유리 대역속으로 통과시키는 단계 ; (e) 촉매 입자들과 기체 혼합물의 상기 제2혼합물을 입자 분리기(38)로 통과시키는 단게 ; (f) 상기 분리기(38)로부터 기체 생성물 스트림(44)를 회수하는 단계 ; (g) 상기 분리기(38)로부터 배출되는 촉매 입자들을 스트립핑 대역(52)으로 통과시키고 이 스트립핑 가스(56)를 상기 스트립핑 대역(52)을 통하여 상향 통과시켜 상기 기체 스트립핑 증기 스트림을 생성하는 단계 ; 및 (h) 상기 스트립핑 대역(52)으로부터 배출되는 폐촉매를 재생 대역(10) 속으로 통과시키고 이 폐촉매를 상기 재생 대역(10)내부의 재생 가스(62)와 접촉시켜 상기 촉매 입자들로부터 코크스를 연소시키고 상기 반응기 상승관으로 이송(12 및 14)하기 위한 재생 촉매 입자들을 생성하는 단계로 이루어지는 상기 공급원료의 유동상 접촉 분해 방법.(a) Feedstock 24 and regenerated catalyst particles 12 are passed through bottom 22 of the reactor riser, and the catalyst and feedstock are passed upwards through the middle portion 26 of the first portion of the riser. Conveying converts the feedstock into a gaseous product and forms waste catalyst particles due to the deposition of coke on the degenerate catalyst particles to form a first mixture of waste catalyst and gaseous product under riser outlet 34 having a first catalyst density. Generating a; (b) recovering a second mixture of spent catalyst and gaseous product from said riser via riser outlet (34); (c) at least a portion of the first mixture of spent catalyst particles and gaseous product downstream of the riser tube without substantially releasing the catalyst from the first portions 22 and 26 of the riser to the outside of the riser. Passing upwardly into the suspension of catalyst particles at the end, where the suspension is located in the second portion 29 of the riser which consists of a glass zone, the glass zone being of most length in the riser outlet 34. Providing an area above the rise and outlet 34 extending upward and having a second catalyst density, the second catalyst density being greater than the first catalyst density); (d) passing a stripping vapor stream into the glass zone; (e) passing the second mixture of catalyst particles and gas mixture through a particle separator 38; (f) recovering gaseous product stream 44 from separator 38; (g) passing the catalyst particles exiting the separator 38 into the stripping zone 52 and passing the stripping gas 56 upward through the stripping zone 52 to direct the gas stripping vapor stream. Generating step; And (h) passing the waste catalyst discharged from the stripping zone 52 into the regeneration zone 10 and contacting the waste catalyst with the regeneration gas 62 in the regeneration zone 10 to thereby form the catalyst particles. Producing regenerated catalyst particles for combusting coke from the coke and conveying (12 and 14) to the reactor riser.

제1항에 있어서, 상기 제1혼합물이 6.1-30.5m/s의 속도로 상승관의 제2부(29)로 들어가는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the first mixture enters the second portion (29) of the riser at a speed of 6.1-30.5 m / s.

제1항에 있어서, 상기 상승관 출구(34)가 상기 유리 대역의 저부나 또는 그 하부에 위치하는 것인 방법.The method according to claim 1, wherein said riser outlet (34) is located at or below the glass zone.

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1촉매 밀도가 16-80 ㎏/㎥이고, 상기 제2촉매 밀도가 상기 제1촉매 밀도보다 1.1-20배 더 큰 것인 방법.The method of claim 1 or 2, wherein the first catalyst density is 16-80 kg / m 3 and the second catalyst density is 1.1-20 times greater than the first catalyst density.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상승관의 유리 대역이 상기 상승관의 제1부(22 및 26)보다 더 큰 횡단면을 갖는 것인 방법.4. The method according to claim 1, wherein the free zone of the riser has a larger cross section than the first portions (22 and 26) of the riser. 5.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상승관의 하류단부(40)가 제한된 개구를 제공하도록 폐색된 것인 방법.4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the downstream end (40) of the riser is occluded to provide a restricted opening.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 촉매가 상기 유리대역에서 횡포면에 충격을 가하는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the catalyst impacts the transverse surface in the glass zone.

a) 반응 용기(28) 내부에 위치한 상향된 상부(26)을 갖는 상향된 상승관 도관(22 및 26) ; b) 상기 상부(26)에서 상승관의 측벽에 의해 한정되는 상승관 출구(34) ; c) 상기 상승관의 상부에 의해 한정되고 상기 상승관 출구(34)의 상부로 상승관 직경의 1배 이상 신장되는 유리 체임버(29) ; d) 상기 유리 체임버(29)에서 상기 상승관에 의해 한정된 스트림핑 증기출구(40) ; e) 생성 증기로부터 촉매를 분리시키기 위한 상기 상승관 출구(34)와 밀폐연결되어 있는 입자 분리기(38) ; f) 상기 유리 대역(29) 하부에 위치하고 상기 반응 용기(28)와 연결되어 있는 스트립핑 용기(52) ; 및 g) 상기 스트립핑 용기(52)로부터 촉매를 회수하고 이 촉매를 재생 용기 (10)로 이송하기 위한 도관(60)으로 이루어지는 상기 공급원료의 유동상 접촉 분해 장치.a) raised riser conduits 22 and 26 having raised tops 26 located inside reaction vessel 28; b) a riser outlet 34 defined by the sidewalls of the riser at the top 26; c) a glass chamber (29) defined by the top of the riser and extending at least one times the diameter of the riser to the top of the riser outlet (34); d) a streaming vapor outlet 40 defined by the riser in the glass chamber 29; e) a particle separator 38 hermetically connected to the riser outlet 34 for separating the catalyst from the product vapor; f) a stripping vessel 52 located below the glass zone 29 and connected to the reaction vessel 28; And g) a conduit (60) of said feedstock comprising a conduit (60) for recovering catalyst from said stripping vessel (52) and conveying said catalyst to a regeneration vessel (10).