專利名稱：流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流態(tài)化催化分裂蒸餾(FCC)反應(yīng)容器，該容器包括為避免在容器的內(nèi)部表面和容器壁上形成焦炭的裝置。本發(fā)明特別涉及一種改進現(xiàn)有流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)容器的方法，這樣，在使用中，得到一種在其內(nèi)部和容器壁上將形成較少焦炭的反應(yīng)容器。
US-A-4,961，863公開了一種流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)容器，該容器在其上端包括旋風裝置以便從稀相的流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)容器的溢水口的溢流物分離催化劑顆粒，該旋風裝置被流體連通地連接到反應(yīng)器溢水口的下游部分、與從容器排放清潔的反應(yīng)器溢水口的溢流物的裝置流體連通地連接并流體地連接到浸入管裝置以便將分離的催化劑排放到容器的下端。通常在分離裝置之間或之后，設(shè)有二級氣體排放開口，以允許存在于反應(yīng)容器中的氣體與清除的反應(yīng)器溢水口的溢流物一起從反應(yīng)容器被排放。其中這些裝置流體相通地連接著的構(gòu)形，導(dǎo)致裂化后短接觸時間和低的作用，屬于所謂的封閉的旋風式或封閉耦合式流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)容器構(gòu)形。
在使用中焦炭趨于在，例如US-A-4961863的流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)容器的分離器裝置的表面上形成。特別是當流態(tài)化催化分裂蒸餾裝置在比原設(shè)計使用較沉重的原料工作時就是這種情況。這是因為少量的焦炭前體，例如重的碳氫化物，不能與分離裝置中的催化劑完全分離。當這些少量的焦炭前體與催化劑一起和被排放到反應(yīng)容器的下端時，它們將幾乎立刻與催化劑分離并向上流入反應(yīng)器容器。當這些焦炭前體與(例如分離器裝置的)較熱的外部進行接觸時將形成焦炭。
當在已經(jīng)從傳統(tǒng)的非封閉耦合設(shè)計改型為所謂的封閉耦合設(shè)計的流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)容器中處理重原料時，形成過量的焦炭的問題特別是一個問題。如果焦炭的形成達到一定水平，大的焦炭片可能落入反應(yīng)容器的下端。這些大的焦炭片轉(zhuǎn)而可能導(dǎo)致阻塞裝置從反應(yīng)容器排放催化劑。由于這種阻塞，流態(tài)化催化分裂蒸餾裝置不得不關(guān)閉以便消除阻塞。這就遇到這種在工作1至2年之后已經(jīng)出現(xiàn)的不定期的停機。這是非常不利的。特別是考慮這樣的事實，即假設(shè)一臺流態(tài)化催化分裂蒸餾裝置在無不定期停機條件下工作多年，例如4年。
本發(fā)明的目的就是提供一種流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)容器，在使用中，該反應(yīng)容器，能在較長的時間工作而不出現(xiàn)由于上述焦炭問題的不定期停機。
使用下面的裝置可以實現(xiàn)該目的。
一種流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)容器，在其上端包括用以從稀相流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)器溢水口的溢流物中分離催化劑顆粒的裝置。該分離裝置被流體連通地連接到反應(yīng)器溢水口的下游部分，與用以從容器排放清除的反應(yīng)器溢水口溢流物的裝置流體連通地連接以及流體連通地連接到用以排放分離的催化劑到容器下端的裝置，該容器還包括在其下端的用以從反應(yīng)容器排放催化劑的裝置，其中(a)在容器側(cè)壁和分離裝置之間有一保護罩，在容器壁和保護罩之間形成一外部空間以及在保護罩以內(nèi)形成內(nèi)部空間，其中內(nèi)部空間與反應(yīng)容器的下端在其下端開放連通同時其中外部空間與內(nèi)部空間借助于一個或多個開口被流體連通地連接，以及(b)具有用以供應(yīng)在焦炭前體中缺少的氣體的到外部空間的裝置。
使用根據(jù)本發(fā)明的裝置可形成較少的焦炭。不要求用任何方式被下面的理論限制，可以相信形成焦炭的減少是因為從分離器裝置排放到反應(yīng)容器下端的焦炭前體不可能由于通過增加在焦炭前體中缺乏的附加氣體而實現(xiàn)的過高壓力進入到外部空間中。這樣在外部空間中存在的大的不流動區(qū)域?qū)黠@少的焦炭前體和導(dǎo)致只形成少量的焦炭。
從反應(yīng)容器下端到內(nèi)部空間以內(nèi)的二級氣體排放開口所得到的焦炭前體的流體路徑將比設(shè)有保護罩的裝置中的要短。因此，將造成焦炭前體的較少的滯留時間同時繼而在內(nèi)部空間中也將形成較少焦炭。由于護罩的存在在內(nèi)部空間中將出現(xiàn)較多的紊流，因而進一步降低任何焦炭的形成。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的護罩設(shè)在容器側(cè)壁和分離裝置之間。所得到的內(nèi)部空間與反應(yīng)容器的下端開放地連通，這樣在容器下端中存在的蒸汽、焦炭前體和選擇的沖洗氣體能自由地從下面進入內(nèi)部空間。外部空間借助于一個或多個開口與內(nèi)部空間流動連通地連接。這些開口可以存在于護罩中。優(yōu)選地，開口由反應(yīng)容器側(cè)壁和護罩下端之間的空間形成。在此構(gòu)造中，護罩和反應(yīng)容器的側(cè)壁不接觸，由于明顯的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，這樣是有利的。因為外部空間和內(nèi)部空間兩者與反應(yīng)容器的下端被流體連通地連接，根據(jù)本發(fā)明內(nèi)部空間和外部空間被流體連通地連接。
該護罩可以包括基本垂直的(即管或盒狀的)壁，從容器的頂延伸到容器下端處的一個位置并水平地密閉在分離裝置中。優(yōu)選地，護罩包括管狀側(cè)壁和頂，其中頂正好位于分離裝置的上面。這是一個優(yōu)點，因為它降低內(nèi)部空間的容積，導(dǎo)致較多紊流，和在內(nèi)部空間里的焦炭前體流的較少的滯留時間。
附加的加到外部空間的在焦炭前體中缺少的氣體通過在護罩中的開口將流入內(nèi)部空間中并流入二級氣體排放開口。在護罩中的這些開口中氣體的速度應(yīng)該足夠地高以便避免從容器的下端進入外部空間。優(yōu)選地，此氣體的速度在1和5米/秒之間，更優(yōu)選地是大于2米/秒。此氣體速度可以通過調(diào)節(jié)加到外部空間的在焦炭前體中缺少的氣體的容積和/或調(diào)節(jié)護罩中開口的面積來實現(xiàn)。例如，如上所述，護罩具有一個在反應(yīng)容器下端中開放的開口能夠方便地通過增加一個下護罩部分來改變，該下護罩部分向容器側(cè)壁傾斜，從而減少環(huán)(形)開口的面積。
用以從稀相流態(tài)化的催化分裂蒸餾反應(yīng)器溢水口的溢流物中分離催化劑的分離裝置可以是技術(shù)人員知道的任何裝置。特別參考Tulsa的PennWell出版公司1997年出版的“流體催化分裂蒸餾技術(shù)與操作”，第104至112頁(作者——Joseph W·Wilson)，該內(nèi)容說明適合與本發(fā)明結(jié)合使用的不同分離裝置。分離裝置最好是第一和第二級分離器的組合。合適的第一級分離器是水平旋風式分離器，其中溢流物被切向地送進到水平安裝的圓柱筒中。這種水平的旋風式分離器或雙鼓式分離器例如在上述US-A-4,961,863中所說明的。另一種很合適的第一級分離器是一種傳統(tǒng)的可設(shè)置也可不設(shè)置浸入管的垂直旋風器。設(shè)置浸入管的垂直旋風器在如上述一般教科書中說明的流態(tài)化催化分裂蒸餾處理中最通常用作一級分離器。無浸入管的垂直旋風器，例如在EP-A-643122中介紹的。二級分離器是合適的垂直旋風式或渦旋管式分離器。設(shè)置浸入管的垂直旋風器在如上述一般教科書中說明的流態(tài)化催化分裂蒸餾處理中最通常用作二級分離器。
在商業(yè)的流態(tài)化催化分裂蒸餾處理中合適的多于一個的一級分離器流體連通地連接到稀相流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)器溢水口的下游端。依次，多于一個的二級分離器可以流體連通地連接到一個一級分離器上。可以設(shè)在反應(yīng)容器上面部分的這種多重分離器導(dǎo)致在其上可能出現(xiàn)焦炭形成的大的外部表面面積。根據(jù)本發(fā)明的裝置使用護罩盡量密閉此表面面積，如以上所說明的，將導(dǎo)致非常小的焦炭形成的機會。
一級分離器的氣體出口可以排放催化劑缺少的氣態(tài)溢流物進入內(nèi)部空間的上部。此氣體將進入也處于內(nèi)部空間二級分離器的氣體入口開口。該二級旋風器的氣體入口也用作二級氣體排放開口。
最好是一級分離器的氣體出口管路和二級分離器氣體入口管路被流體連通地連接，就像在封閉式耦合流態(tài)化催化分裂蒸餾的構(gòu)形中那樣。如上所述的二級氣體排放開口合適地存在于連接一級與二級分離器的管路中，可選擇地二級氣體排放開口可以設(shè)在二級分離器的氣體出口管路中。
優(yōu)選地，沖洗區(qū)域處于反應(yīng)容器的下部。在該沖洗區(qū)域中存在于催化劑中的低汽化的碳氫化物隨著排放入下容器端，與適當?shù)臎_洗媒質(zhì)(最好包括蒸汽)，在密集狀態(tài)流體催化劑床中接觸而分離。沖洗媒質(zhì)是所述流態(tài)化床的流態(tài)化媒質(zhì)。此沖洗媒質(zhì)和碳氫化物進入內(nèi)部空間以便從容器經(jīng)過二級氣體排放開口排放?？蛇x擇地，可具有分立的沖洗容器以便進一步從在反應(yīng)容器中獲得的催化劑沖洗碳氫化物。此后一種形態(tài)有時是稱之為3容器流態(tài)化催化分裂蒸餾形態(tài)，再發(fā)生器是第三容器。在3容器形態(tài)中加入到外部空間的焦炭前體中缺乏的氣體最好是如在分立的沖洗容器中獲及的，包括碳氫化物的沖洗氣體。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在此氣體流中焦炭前體的含量是足夠地低以便為此目的使用該氣體。
除去討論3容器形態(tài)的選擇外，焦炭前體中缺少的氣體可以是任何惰性氣體，例如氮氣或低汽化碳氫化物。優(yōu)選地使用蒸汽。
該反應(yīng)容器能適用于處理較重的進料。這些重的進料特征在于它們具有大于1重量％的康拉特遜(Conradson)碳，和其成份的大于40容積％具有大于475℃的沸點。
本發(fā)明還提供了一種方法，以便改進現(xiàn)有的流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)容器包括在其上端的從稀相流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)器溢水口的溢流物分離催化劑顆粒的裝置，從容器排放清除的反應(yīng)器溢水口溢流物的裝置以及排放分離的催化劑到容器下端的裝置以及在其下端的從反應(yīng)容器排放催化劑的裝置，其中對現(xiàn)有反應(yīng)容器增加護罩以便實現(xiàn)如上所述的反應(yīng)容器?，F(xiàn)有的流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)容器，例如為輕進料而設(shè)計的，能夠方便地用這種簡便的方法改型以達到能處理較重進料的一種流態(tài)化催化分裂蒸餾裝備。例如用這種方法能改型的典型的流態(tài)化催化分裂蒸餾處理在前述一般教科書中第24至42頁中有所介紹。這種改型方法特別方便，因為通過增加簡單元件(護罩)能避免焦炭問題而無須更嚴格的措施(例如通過為較重進料特別設(shè)計的反應(yīng)器替代整個反應(yīng)容器)。
下面將參照

圖1進一步說明本發(fā)明。
圖1表示一種3容器流態(tài)化催化分裂蒸餾設(shè)備的一部分的流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)容器。該反應(yīng)容器1在其上端包括稀相流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)器溢水口的下游部分2。2個一級水平旋風分離器3設(shè)在該下游部分。通過這些分離器3，溢流物被切向地送進到水平安裝的圓筒4中。一個第一級旋風器流體連通地連接到2個第二級旋風器6上(只示出其中一個)。一級分離器3和氣體出口開口5被流體連通地連接到二級旋風器6的氣體入口(未表示)上。二級旋風器6為設(shè)有浸入管7的垂直旋風器。一級旋風器也設(shè)有浸入管8。二級旋風器被連接到排放管道10上，被清除的反應(yīng)器溢水口的溢流物通過該管道排出反應(yīng)容器1。在連接第一和第二級旋風器的管道中具有二次氣體排放開口(未表示)，通過該排放開口，從下面進入內(nèi)部空間的氣體可以通過氣體出口管道9和10從反應(yīng)容器排放出。反應(yīng)容器1還在其下端設(shè)置管道11用以從反應(yīng)容器排放催化劑到?jīng)_洗容器中(未表示)。在反應(yīng)容器1的下端具有沖洗區(qū)12設(shè)有裝置13用以供給沖洗氣體(一種流態(tài)化介質(zhì))。在部分或全部分離裝置3，6的周圍有一護罩14在其下端有一開口15。該護罩14具有一平頂18、垂直壁19和傾斜的下壁部分20。該護罩14圍起一個內(nèi)空間16與外部空間17隔開。外部和內(nèi)部空間二者與下端21連通。設(shè)有供應(yīng)管道用以從分立的沖洗容器(未表示)向外部空間17供應(yīng)焦炭前體中缺乏的氣體。此氣體將通過排放開口23排離外空間17并通過反應(yīng)容器1的下端21和開口15流到內(nèi)部空間16。
管道22的氣體出口開口最好這樣安排，即焦炭中缺少的氣體切向地進入容器1。這是一個優(yōu)點因為在外部空間17中可達到在焦炭中缺少的氣體的好的混合。
權(quán)利要求
1.一種流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)容器，在其上端包括用以從稀相流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)器溢水口的溢流物分離催化劑顆粒的分離裝置，該分離裝置流體連通地連接到反應(yīng)器溢水口的下游部分、和流體連通地與用以從容器排放清除的反應(yīng)器溢水口的溢流物的裝置連接并流體連通地連接到用以排放分離的催化劑到容器的下端的位置上，該容器還在其下端包括用以從反應(yīng)容器排放催化劑的裝置，其中(a)在容器側(cè)壁和分離裝置之間有一護罩，該護罩在容器壁和護罩之間形成外部空間同時在護罩內(nèi)形成內(nèi)部空間，其中內(nèi)部空間與反應(yīng)容器的下端在其下端處開放連通，和其中外部空間與內(nèi)部空間借助于一個或幾個開口被流體連通地連接起來，以及(b)具有用以供應(yīng)焦炭前體中缺少的氣體到外部空間的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述的連接外部空間與內(nèi)部空間的開口是由反應(yīng)容器側(cè)壁和護罩下端之間的一個開口而形成，該開口對反應(yīng)容器的下端開放。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2的任意一項的反應(yīng)容器的使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的使用，其特征在于惰性氣體為水蒸氣或氮氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的使用，其特征在于在分立的沖洗容器中所獲得的氣體流被用作焦炭前體中缺少的氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5的任意一項的使用，其特征在于當通過開口時氣體離開外部空間的氣體速度大于2米/秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-6任意一項的使用，其特征在于對流態(tài)化催化處理的進料具有大于1重量％的康拉德遜碳，和其成份的大于40容積％具有大于475℃的沸點。
8.通過附加一護罩改進現(xiàn)有流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)容器以便得到根據(jù)權(quán)利要求1或2的反應(yīng)容器的方法。
全文摘要
流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)容器，在其上端包括從稀相流態(tài)化催化分裂蒸餾反應(yīng)器溢水口的溢流物分離催化顆粒的裝置，該分離裝置被流體連通地連接到反應(yīng)器溢水口的下游部分和流體流通地與從容器排放清潔的反應(yīng)器溢水口的溢流物的裝置連接，及流體連通地連接到排放分離的催化劑到容器的下端，該容器還包括在其下端的從反應(yīng)容器排放催化劑的裝置，其中(a)在容器的側(cè)壁與分離裝置之間有一護罩，在容器壁與護罩之間形成外空間并在護罩內(nèi)形成內(nèi)空間，其中內(nèi)空間與反應(yīng)容器的下端在其下端開放連通，和外空間與內(nèi)空間借助于一或多個開口被流體連通地連接，以及(b)具有將在焦炭前體中缺少的氣體供應(yīng)到外空間的裝置。
文檔編號B01J8/24GK1441835SQ01812722
公開日2003年9月10日 申請日期2001年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月14日
發(fā)明者恩斯特·A·巴克, 戴維·J·布里杰, 亨德里克斯·A·迪克斯, 斯蒂芬·B·福勒 申請人:國際殼牌研究有限公司