Линия по регенерации цеолитсодержащих катализаторов облагораживания прямогонных бензиновых фракций

Линия предназначена для восстановления активности цеолитсодержащих катализаторов путем окислительной регенерации в токе азотно-кислородной смеси и может быть внедрена на предприятиях нефтегазового комплекса для производства высокооктановых компонентов моторных топлив. Линия включает емкость для отрегенерированного катализатора, а также от четырех до десяти реакторных узлов и узел регенерации, расположенных на различных высотных отметках. При этом емкость с отрегенерированным катализатором располагается выше реакторных узлов, а регенератор расположен ниже уровня реакторов. Реакторные узлы связаны с единым узлом регенерации и установлены с возможностью пропускания через них катализатора самотеком под действием силы тяжести. Для этого каждый реактор связан с приемным бункером узла регенерации, а приемный бункер каждого реактора узла связан с емкостью для отрегенерированного катализатора, в которую катализатор подается из регенератора транспортным катализаторопроводом, обеспечивающим возможность регулируемого перемещения катализатора.

Линия предназначена для восстановления активности цеолитсодержащих катализаторов облагораживания прямогонных бензиновых фракций методом окислительной регенерации.

Наиболее близким к предлагаемой модели является линия реакторно-регенерационного блока установки каталитической конверсии углеводородов, включающая секцию подготовки сырья и расположенные на одном уровне реакторный узел и узел регенерации, содержащие несколько аппаратов, установленных с возможностью последовательного пропускания через все аппараты сыпучего катализатора, движущегося внутри аппаратов под действием силы тяжести, причем питатель реакторного узла связан с приемным бункером узла регенерации, а приемный бункер реакторного узла связан с питателем узла регенерации транспортными катализаторопроводами, обеспечивающими возможность регулируемого перемещения катализатора (Свидетельство на полезную модель РФ 3225).

Недостатком данной полезной модели является непрерывность процесса регенерации катализатора и связанный с этим повышенный износ гранул катализатора под действием трения и повышенных температурных нагрузок.

Известно, что длительность стабильной работы катализатора, называемая его межрегенерационным пробегом, и время регенерации, за которое катализатор практически полностью восстанавливает утраченную активность, существенно (в отдельных случаях на несколько порядков), различаются. По этой причине непрерывная регенерация катализаторов с достаточно большим межрегенерационным пробегом приводит к повышенным затратам энергии, механическому измельчению частиц катализатора при трении, обусловленном его перемещением по катализаторопроводу и воздействию повышенных температур в процессе регенерации. Цеолитсодержащие катализаторы, ввиду уникальности перовой структуры, особенно сильно подвержены отрицательному действию высоких температур. Как известно, регенерация протекает при температурах, на 150-250°С превышающих температуру в реакторе. При этом процессы выгорания коксовых отложений в своем большинстве экзотермичны, что может привести к возникновению локальных перегревов и связанных с этим разрушением пор цеолита. Проведение периодической регенерации катализатора позволяет в одном регенераторе последовательно восстанавливать активность катализаторов, поступающих с различных реакторных блоков, при этом значительно сокращается время их перемещения, т.к. и реакция, и регенерация происходят в стационарном слое катализатора.

Задачей предлагаемого технического решения является создание линии по регенерации цеолитсодержащего катализатора облагораживания низкооктановых бензиновых фракций с различными температурными интервалами выкипания, реагирующих в различных взаимно независимых технологических режимах в присутствии одного и того же катализатора, подвергаемого периодической регенерации в едином узле.

Решение поставленной задачи достигается тем, что технологическая линия по регенерации цеолитсодержащего катализатора включает емкость для отрегенерированного катализатора, а также от четырех до десяти реакторных узлов и узел регенерации, расположенных на различных высотных отметках. При этом емкость с отрегенерированным катализатором располагается выше реакторных узлов, с тем, чтобы обеспечить перемещение катализатора в освобождаемый реактор под действием силы тяжести, а регенератор расположен ниже уровня реакторов для обеспечения возможности перемещения закокованного катализатора в регенератор также под действием силы тяжести. Реакторные узлы связаны с единым узлом регенерации и установлены с возможностью пропускания через них катализатора самотеком под действием силы тяжести. Для этого каждый реактор связан с приемным бункером узла регенерации, а приемный бункер каждого реактора узла связан с емкостью для отрегенерированного катализатора, в которую катализатор подается из регенератора транспортным катализаторопроводом, обеспечивающим возможность регулируемого перемещения катализатора.

На фиг.1 приведена схема линии по регенерации цеолитсодержащих катализаторов установки производства высокооктановых компонентов автомобильных бензинов путем облагораживания низкооктановых бензиновых фракций НК-120°С и 120-180°С, поступающих со шлема отбензинивающей и атмосферной колонн установок первичной переработки нефти. На фиг.2 показан вид сверху оборудования настоящей линии.

Линия состоит из обслуживаемых единым узлом регенерации четырех реакторных узлов (количество реакторов может быть доведено до шести), и промежуточной емкости для отрегенерированного катализатора. Первый реакторный узел содержит два основных аппарата, расположенных друг за другом по вертикали в следующем порядке (сверху вниз): приемный бункер 2, одноступенчатый реактор 3. Второй, третий и четвертый реакторные узлы содержат по два аппарата аналогичного назначения, устройства и расположения: приемные бункеры 4, 6, 8 и соответствующие им реакторы 5, 7, 9. Узел регенерации включает расположенные друг за другом по вертикали основные аппараты: емкость 1 для отрегенерированного катализатора. приемный бункер закоксованного катализатора 10, регенератор 11, пневматранспортный катализаторопровод 12 и систему очистки газов регенерации 13.

Линия включает также секцию подготовки сырья 14, связанную с реакторными узлами сырьевыми трубопроводами 15, 16, 17 и 18, число которых равно числу перерабатываемых сырьевых потоков.

На чертеже сплошными линиями обозначены катализаторопроводы, пунктирными - сырьевые трубопроводы. Римскими цифрами обозначены потоки: I - исходного сырья; II, III - перерабатываемого сырья, IV - газов регенерации.

Линия работает следующим образом.

Поток I газового конденсата или малосернистой сырой нефти поступает на установку первичной переработки нефти (AT или АВТ) откуда легкая бензиновая фракция НК-120°С потоком II по трубопроводам 15, 16 подается в реакторы 3 и 5, а тяжелая бензиновая фракция 120-180°С потоком III по трубопроводам 17, 18 поступает в реакторы 7, 9. В результате химических превращений, протекающих в реакторах на стационарном слое цеолитсодержащих катализаторов, углеводороды сырьевых фракций превращаются в газопродуктовые смеси, направляемые из реакторов в блок разделения продуктов (на чертеже не показан), где из указанных смесей выделяют следующие продукты: топливный газ и высокооктановый компонент моторного топлива. Раздельное каталитическое облагораживание бензиновых фракций НК-120°С и 120-180°С позволяет проводить процесс при различных температурах, достигая оптимальных технологических параметров, и позволяя регулировать селективность процесса в сторону преимущественного образования углеводородов изомерного строения.

Дезактивированный катализатор из реакторов 3, 5, 7 или 9 поступает под действием силы тяжести в бункер закоксованного катализатора 10 и далее в регенератор 11, в котором происходит его регенерация азотно-кислородной смесью при температуре 500-600°С.

Регенерированный катализатор подается по пневматранспортному катализаторопроводу 12 в емкость для отрегенерированного катализатора 1, откуда самотеком под действием силы тяжести он поступает в соответствующий реактор. В результате контактирования с сырьем катализатор дезактивируется. Время его межрегенерационного пробега составляет 220-260 часов. По мере закоковывания дезактивированный катализатор из реакторов 3, 5, 7 или 9 направляется на регенерацию, а на его место подается свежий отрегенерированный катализатор из емкости 1 под действием силы тяжести. Время регенерации составляет от 6 до 10 часов. После мере снижения активности в регенератор подается катализатор из следующего реактора. Таким образом, циклы реакция-регенерация по каждому из четырех реакторных блоков замыкаются.

Количество реакторных узлов в настоящей схеме может быть более четырех в зависимости от характеристик сырьевой фракции и свойств используемого катализатора. Так, при использовании в качестве сырья бензиновых фракций, полученных разгонкой газовых конденсатов, длительность межрегенерационного пробега катализатора, активным компонентом которого является цеолит семейства пентасилов, модифицированного ионами железа в количестве до 0,2% масс. межрегенерационный пробег составляет 240 часов, а продолжительность его регенерации - 8 часов. В данном случае по данной схеме одним регенератором можно обслуживать от 6 до 10 реакторных узлов.

Линия по регенерации цеолитсодержащих катализаторов предложенной конструкции может быть использована в составе любых промышленных нефтеперерабатывающих установок для каталитической переработки прямогонных бензиновых фракций с использованием единого катализатора. За счет расположения оборудования на различных высотных отметках достигается максимальное перемещение катализатора за счет силы тяжести, а периодичность работы установки позволяет сохранять уникальные молекулярно-ситовые свойства цеолитсодержащих катализаторов за счет сведения к минимуму трения гранул при перемещении по катализаторопроводу.

1. Линия по регенерации цеолитсодержащего катализатора, содержащая емкость для отрегенерированного катализатора, расположенную над реакторными узлами, соединенными двумя независимыми трубопроводами с установками получения низкооктановых бензиновых фракций (легкой и тяжелой), под реакторами расположен блок регенерации, включающий приемный бункер, регенератор, систему осушки и очистки газов регенерации и транспортный катализаторопровод для подъема катализатора в емкость для отрегенерированного катализатора, отличающаяся тем, что реакторные узлы расположены над единым узлом регенерации, а емкость для отрегенерированного катализатора расположена над приемными бункерами реакторов и связана с ними катализаторопроводами, обеспечивающими независимую подачу отрегенерированного катализатора в каждый реакторный узел.

2. Линия по регенерации цеолитсодержащего катализатора по п.1, отличающаяся тем, что количество реакторных узлов зависит от вида сырья.