JP2006515798A - Conversion method for fixed bed catalytic reformer - Google Patents
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Abstract
固定床接触改質装置を移動床装置に変換する方法が開示される。固定床反応器を、触媒を連続的または断続的に供給する設備を有する移動床反応器に変換し、新鮮または再生触媒の移動床反応器の触媒入口への連続的または断続的な添加、および移動床反応器の触媒出口からの廃触媒の連続的または断続的な取り出しを可能にする。反応器から取り出される廃触媒は、一体化されてない再生器(オフサイト再生器、いくつかの改質装置のために働く中央に配置されたオンサイト再生器、または第2の移動床装置と共有される再生器であってよい)で再生される。移動床反応器、触媒供給設備および触媒回収設備は、それら自体の間、および固定床装置からの既存設備(配管、圧縮、改質器仕込物の取扱いおよび加熱など)と、運転可能なように接続される。変換された装置は、改質油の品質および収率を改善し、変換前の固定床装置からの改質油生成物を上回るものとするのに有効な反応器圧力で運転される。A method for converting a fixed bed catalytic reformer to a moving bed apparatus is disclosed. Converting the fixed bed reactor to a moving bed reactor having facilities for continuously or intermittently supplying catalyst, and continuous or intermittent addition of fresh or regenerated catalyst to the catalyst inlet of the moving bed reactor, and Allows continuous or intermittent removal of spent catalyst from the catalyst outlet of the moving bed reactor. Waste catalyst withdrawn from the reactor is supplied with a non-integrated regenerator (off-site regenerator, centrally located on-site regenerator that serves several reformers, or a second moving bed device). Can be a shared regenerator). The moving bed reactor, catalyst supply equipment and catalyst recovery equipment should be operable between themselves and existing equipment from fixed bed equipment (piping, compression, reformer feed handling and heating, etc.) Connected. The converted equipment is operated at a reactor pressure effective to improve the quality and yield of the reformate and to exceed the reformate product from the fixed bed equipment prior to conversion.
Description
本発明は一般に、接触改質装置に関する。より詳しくは、本発明は、高圧固定床接触改質装置を、連続式移動床反応器を備えた接触改質装置に変換または変換する改善された方法に関する。 The present invention generally relates to catalytic reformers. More particularly, the present invention relates to an improved process for converting or converting a high pressure fixed bed catalytic reformer to a catalytic reformer equipped with a continuous moving bed reactor.
接触改質は、確立された製油所プロセスである。それは、炭化水素原料のオクタン価品質を改善するために使用される。一般に、改質とは、相当数の反応によって製造される炭化水素原料の分子変化または炭化水素反応の全体作用を指す。代表的な改質反応には、シクロヘキサンの脱水素、アルキルシクロペンタンの脱水素異性化、パラフィンおよびオレフィンの脱水素環化、置換芳香族化合物の異性化、並びにパラフィンの水素化分解が含まれる。代表的な改質触媒は、多孔質無機酸化物担体に分散した水素化−脱水素化成分を有する多機能触媒である。この担体はまた、一般に、改質反応に必要な酸性官能基を含む場合がある。 Catalytic reforming is an established refinery process. It is used to improve the octane quality of hydrocarbon feedstock. In general, reforming refers to the molecular action of a hydrocarbon feedstock produced by a substantial number of reactions or the overall action of a hydrocarbon reaction. Typical reforming reactions include cyclohexane dehydrogenation, alkylcyclopentane dehydroisomerization, paraffin and olefin dehydrocyclization, substituted aromatic isomerization, and paraffin hydrocracking. A typical reforming catalyst is a multifunctional catalyst having a hydrogenation-dehydrogenation component dispersed in a porous inorganic oxide support. The carrier may also generally contain acidic functional groups necessary for the modification reaction.
改質反応は、吸熱性であり発熱性でもある。吸熱反応は、一般に改質の初期ステージで支配的である。発熱反応は、後の反応ステージで支配的である。改質装置は、一般に、プロセスの全体としての吸熱特性により吸収された熱を補償するために、反応ストリームが一つの反応器から次の反応器まで通過するとき、追加の熱を反応ストリームに供給する炉筒を備えた、直列に接続された複数の反応器を含む。従来は、改質プロセスは、固定床反応器を使用した半再生式または循環式プロセス、或いは、移動床反応器を使用した連続式プロセスとして運転されてきた。ハイブリッド構成で使用される反応器型式に適切な再生モードを用いて、固定床および移動床反応器を組み合わせる提案もまたなされており、これにより固定床反応器は、固定床型式の再生、通常は半再生式再生を保持し、装置内の移動床反応器は、専用の移動床再生器を保持する。このハイブリッド型式の装置は、例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7および特許文献8に開示されている。特許文献8に記載されている装置は、2列を成す固定床反応器を使用し、それぞれの列は、その末端に最終の移動床反応器を有し、その移動床反応器は、移動床再生器を共有している。特許文献2に示される装置は、共用の移動床反応器(それ自身に専用の、完全に一体化された再生器を備える)に供給する、2列を成す固定床装置を使用する。固定床および移動床反応器の組み合わせを使用する同様のハイブリッド改質装置が、非特許文献1に記載されている。特許文献9は、積み重ねられた2つの移動床反応器が共通の再生器を共有する移動床改質装置を記載している。最近、UOPは、反応器列の最終の反応器として循環式触媒反応器を追加することによって、固定床改質装置からの水素製造を増大するための、そのサイクレックス(CycleX)(登録商標)プロセスを発表した。この反応器には、それ自体のヒータおよび再生器が、既存資産の置換というよりはむしろ拡張として設けられている(非特許文献2を参照)。 The reforming reaction is endothermic and exothermic. The endothermic reaction is generally dominant at the initial stage of reforming. The exothermic reaction is dominant in later reaction stages. The reformer generally supplies additional heat to the reaction stream as it passes from one reactor to the next to compensate for the heat absorbed by the overall endothermic characteristics of the process. A plurality of reactors connected in series with a furnace tube to Traditionally, the reforming process has been operated as a semi-regenerative or circulating process using a fixed bed reactor or as a continuous process using a moving bed reactor. Proposals have also been made to combine fixed bed and moving bed reactors with regeneration modes appropriate to the reactor type used in the hybrid configuration, which allows fixed bed reactors to be regenerated, usually a fixed bed type. The semi-regenerative regeneration is held, and the moving bed reactor in the apparatus holds a dedicated moving bed regenerator. This hybrid type apparatus is disclosed in, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, Patent Document 5, Patent Document 6, Patent Document 7, and Patent Document 8. The apparatus described in US Pat. No. 6,057,096 uses two rows of fixed bed reactors, each row having a final moving bed reactor at its end, the moving bed reactor being a moving bed reactor. Share the regenerator. The apparatus shown in US Pat. No. 6,047,096 uses two rows of fixed bed apparatus that feed a shared moving bed reactor (with its own, fully integrated regenerator). A similar hybrid reformer using a combination of fixed bed and moving bed reactors is described in [1]. Patent Document 9 describes a moving bed reformer in which two stacked moving bed reactors share a common regenerator. Recently, UOP has its CycleX® to increase hydrogen production from a fixed bed reformer by adding a circulating catalytic reactor as the final reactor in the reactor row. Announced the process. The reactor is provided with its own heater and regenerator as an extension rather than a replacement of existing assets (see Non-Patent Document 2).
半再生式改質では、触媒が反応器中に残留したまま実行される触媒の再生および再活性化のために最終的に装置全体が運転停止されるまで、コークスの堆積によって生じる触媒の失活を補償するため、温度を徐々にかつ漸進的に上げることによって、全体の改質プロセス装置を運転する。循環式改質では、反応器は、様々な配管構成により個別に分離される。触媒は、系列の他の反応器をオンラインにしたままで再生、次いで再活性化される。「揺動式反応器」では、反応器を一時的に置き換えて、触媒の再生および再活性化のために系列から外し、その後、その反応器をその系列に戻す。連続式改質では、反応器は、連続的または断続的な触媒の追加および抜き取りを伴う移動床反応器であり、触媒は同反応器を通って漸進的に移動し、その後、再生および再活性化のための再生ゾーンを通過し、その後再び反応器に戻される。再生器では、堆積したコークスの少なくとも一部が燃焼除去され、その再生された触媒は反応器に再利用されて、循環を続ける。商用の連続式改質装置では、並列構成または積み重ね構成で配列した反応器を有する場合がある。その頻繁な再生を伴う連続式運転モードでは、触媒上へのコークスの堆積が大きくても耐えることができるので、連続式装置を、半再生式および循環式装置で通常使用される圧力より低い圧力で運転することが可能であり、その場合、後続の再生と再生の間の触媒寿命を延ばすことが重要であり、または少なくとも望ましい。 In semi-regenerative reforming, deactivation of the catalyst caused by coke deposition until the entire system is finally shut down for catalyst regeneration and reactivation that is carried out while the catalyst remains in the reactor. In order to compensate, the entire reforming process apparatus is operated by gradually and gradually increasing the temperature. In cyclic reforming, the reactors are individually separated by various piping configurations. The catalyst is regenerated and then reactivated while the other reactors in the series remain online. In a “rocking reactor”, the reactor is temporarily replaced and removed from the series for catalyst regeneration and reactivation, and then the reactor is returned to the series. In continuous reforming, the reactor is a moving bed reactor with continuous and intermittent catalyst additions and withdrawals, where the catalyst moves progressively through the reactor and is then regenerated and reactivated. It passes through the regeneration zone for conversion and is then returned to the reactor again. In the regenerator, at least a portion of the deposited coke is burned off, and the regenerated catalyst is recycled to the reactor and continues to circulate. Commercial continuous reformers may have reactors arranged in a parallel or stacked configuration. In its continuous mode of operation with its frequent regeneration, coke build-up on the catalyst can be tolerated, so continuous devices can be operated at pressures lower than those normally used in semi-regenerative and circulating devices. It is important, or at least desirable, to extend the catalyst life between subsequent regenerations.
ヨーロッパおよび米国では、環境への懸念により、ガソリンプールからの鉛除去、およびプレミアム品位の高オクタン価無鉛ガソリンの導入が推進されてきた。これに応えて、石油精製業者は、高オクタン価無鉛ガソリンの混入物に関する要求に対処するため、製油所装置を運転する方法を変えてきた。製油所ガソリンプールの大部分は、接触改質装置により製造されており、この理由のため、十分なオクタン価を有する鉛を含まない燃料油生成物を製造するための改善された改質方法および装置が必要である。改質はまた、特に、政府規制を満足させるため、燃料油の硫黄レベルを低減しなければならない場合、製油所における水素の魅力的な供給源となり得る。 In Europe and the United States, environmental concerns have driven the removal of lead from gasoline pools and the introduction of premium grade high-octane unleaded gasoline. In response, oil refiners have changed the way that refinery equipment operates to meet the demands for high octane unleaded gasoline contamination. The majority of refinery gasoline pools are produced by catalytic reformers and, for this reason, improved reforming methods and apparatus for producing lead-free fuel oil products having sufficient octane numbers is required. Reformation can also be an attractive source of hydrogen in refineries, especially when fuel oil sulfur levels must be reduced to meet government regulations.
半再生式改質装置を連続式移動床装置に変換して、連続式運転に付随する高オクタン価改質油および水素の改善された収率を利用することができるが、これまで考えられてきた変換は、実質的に全ての既存容器およびほとんどの付属装置の交換、並びに一体化されている触媒再生器の据付けを必要とする装置全体の交換であり、この再生器は、この変換において最も費用のかかるものの一つである。再生器のコストは、変換に必要な総費用の約80パーセントにもなることがある。従って、固定床改質器装置を移動床改質装置に変換するための、改善された、あまり費用のかからない方法のニーズが依然としてある。 A semi-regenerative reformer can be converted to a continuous moving bed system to take advantage of the high octane reformed oil and improved hydrogen yields associated with continuous operation, but this has been considered The conversion is a replacement of the entire device, requiring the replacement of virtually all existing vessels and most of the auxiliary equipment, as well as the installation of an integrated catalyst regenerator, which is the most expensive in this conversion. It is one of those things. The cost of the regenerator can be as much as about 80 percent of the total cost required for conversion. Accordingly, there is still a need for an improved and less expensive method for converting a fixed bed reformer unit to a moving bed reformer.
本発明は一般に、固定床接触改質装置を移動床接触改質装置に変換する技術に関する。本変換技術に付随する変換コストは、一つには、本技術は既存の設備を利用し、また専用のオンサイト連続式触媒再生設備を必要としないという理由で、既存の変換に比べ著しく小さい。本発明の別の利点は、相当数の既存の移動床接触改質装置が単一の触媒再生設備を共有し、いくつかの固定床装置を変換するのに必要になる投資を更に低減することが可能になることである。 The present invention generally relates to techniques for converting a fixed bed catalytic reformer to a moving bed catalytic reformer. The conversion costs associated with this conversion technology are, in part, significantly lower than existing conversions because this technology uses existing equipment and does not require a dedicated on-site continuous catalyst regeneration facility. . Another advantage of the present invention is that a significant number of existing moving bed catalytic reformers share a single catalyst regeneration facility and further reduce the investment required to convert several fixed bed units. Is possible.
本発明によれば、少なくとも1つの固定床接触改質反応器を有する固定床接触改質装置を移動床装置に変換する技術は、この固定床接触改質反応器を移動床接触改質反応器に変換し、新鮮または再生触媒を同反応器の触媒入口へ連続的または断続的に加えること、および廃触媒を同反応器の触媒出口から連続的または断続的に取り出すことを可能にする。この装置には、連続的または断続的な運転モードにおいて、新鮮または再生触媒を移動床反応器に連続的または断続的に装入する触媒供給設備が設けられる。更に、廃触媒を集め、一時的にそれを格納し、それを触媒再生設備へ移すために、廃触媒回収設備が加えられる。移動床反応器、触媒供給設備および触媒回収設備は、それら自体の間で、および交換を必要としない固定床装置の既存設備(配管、付属装置)に、運転可能なように接続される。 According to the present invention, a technique for converting a fixed bed catalytic reforming apparatus having at least one fixed bed catalytic reforming reactor into a moving bed apparatus is used as a moving bed catalytic reforming reactor. , Allowing fresh or regenerated catalyst to be added continuously or intermittently to the catalyst inlet of the reactor, and waste catalyst to be removed continuously or intermittently from the catalyst outlet of the reactor. The apparatus is provided with a catalyst supply facility for continuously or intermittently charging fresh or regenerated catalyst into the moving bed reactor in continuous or intermittent operating modes. In addition, a waste catalyst recovery facility is added to collect the waste catalyst, temporarily store it, and transfer it to the catalyst regeneration facility. The moving bed reactor, catalyst supply equipment and catalyst recovery equipment are operably connected between themselves and to existing equipment (piping, accessory equipment) of fixed bed equipment that does not require replacement.
移動床反応器は、変換前の固定床装置の品質および収率と比較して、改質油の品質および収率を改善するのに有効な圧力で運転される。変換された装置の移動床改質反応器を、変換前の固定床装置から得られる改質油の品質および収率と比較して、改質油の品質および収率を実質的に改善するのに十分に低い有効な圧力で運転できることが、本発明の一利点である。しかし、この圧力は、通常運転時、圧縮機、熱交換器、炉筒などの、固定床接触改質装置の既存装置の一部の使用が可能になるような十分に高い値に維持される。完全に一体化された連続式反応器−再生器に典型的な圧力より高い圧力を使用することは、それにより、再生のための触媒の流速を(一体化された装置のそれと比較して)低下させることが可能になり、このため触媒の取扱い負担が軽減されるという点で望ましい。 The moving bed reactor is operated at a pressure effective to improve the quality and yield of the reformate compared to the quality and yield of the fixed bed equipment prior to conversion. Compared to the quality and yield of the reformate obtained from the fixed bed equipment prior to the conversion, the moving bed reforming reactor of the converted equipment substantially improves the quality and yield of the reformate. It is an advantage of the present invention that it can operate at an effective pressure sufficiently low. However, during normal operation, this pressure is maintained at a high enough value to allow the use of some of the existing fixed bed catalytic reformer equipment such as compressors, heat exchangers, and furnace tubes. . Using a fully integrated continuous reactor-pressure higher than typical for a regenerator thereby allows the catalyst flow rate for regeneration (compared to that of an integrated device) This is desirable in that the burden of handling the catalyst is reduced.
変換された改質装置の有効な運転圧力は、一般に、固定床装置の運転中の反応器圧力より実質的に低くすることができる。典型的には、変換された改質装置の有効な運転圧力は、変換前の固定床装置の運転中の反応器圧力より約15〜約70%、好ましくは約20〜約60%、より好ましくは約25〜約50%低くすることができる。 The effective operating pressure of the converted reformer can generally be substantially lower than the reactor pressure during operation of the fixed bed apparatus. Typically, the effective operating pressure of the converted reformer is about 15 to about 70%, preferably about 20 to about 60%, more preferably greater than the reactor pressure during operation of the fixed bed unit prior to conversion. Can be about 25 to about 50% lower.
本発明では、オフサイト触媒再生設備を使用することができる。或いは、本発明では、共用オンサイト連続式触媒再生設備、即ち、2つ以上の反応器間で共有する連続式触媒再生器を使用することができる。また、非連続式オンサイト再生設備を、1つ以上の接触改質装置用に使用することができる。 In the present invention, an off-site catalyst regeneration facility can be used. Alternatively, the present invention can use a shared on-site continuous catalyst regeneration facility, i.e., a continuous catalyst regenerator shared between two or more reactors. Also, a discontinuous on-site regeneration facility can be used for one or more catalytic reformers.
現場における経済(site economics)その他の因子に応じて、オフサイト触媒再生設備を使用することが好ましい場合がある。或いは、オンサイト連続式再生設備を、複数の変換された改質器近くに置いてもよい。改質装置の連続式反応器からの触媒を、再生設備へ輸送し、再生後、反応器で再使用するために改質器に戻すことができる。反応器から再生器への移送は、適切な移送装置、例えばコンベヤによって、連続的に行うこともでき、或いは、現場での要求の範囲、再生器の近さその他の因子に応じて、例えばトラックまたはレール車両によって、断続的に行うこともできる。別の変形形態は、複数の移動床改質装置からの触媒を再生させるのに使用できる循環型式の再生器などの、オンサイト非連続式再生設備を使用することである。 Depending on the site economics and other factors, it may be preferable to use off-site catalyst regeneration equipment. Alternatively, an on-site continuous regeneration facility may be placed near a plurality of converted reformers. The catalyst from the reformer's continuous reactor can be transported to a regeneration facility and, after regeneration, returned to the reformer for reuse in the reactor. The transfer from the reactor to the regenerator can be carried out continuously by means of a suitable transfer device, for example a conveyor, or depending on the field requirements, the proximity of the regenerator and other factors, for example a truck. Or it can also carry out intermittently with a rail vehicle. Another variation is to use an on-site discontinuous regeneration facility, such as a recirculating regenerator that can be used to regenerate the catalyst from multiple moving bed reformers.
本発明は、精製業者が既存の固定床改質装置の性能および稼動係数を有意に改善するための、実質的に低コストの選択肢を提供する。非連続式(または固定床)接触改質装置を、半再生式接触改質装置、揺動式反応器(循環式再生改質器とも呼ばれる)接触改質装置、或いはハイブリッド・システムとすることができ、この全てが知られている。 The present invention provides a substantially low cost option for refiners to significantly improve the performance and operating factor of existing fixed bed reformers. The discontinuous (or fixed bed) catalytic reformer may be a semi-regenerative catalytic reformer, a swinging reactor (also called a regenerative reformer) catalytic reformer, or a hybrid system. Yes, all this is known.
非連続式接触改質装置は、半再生式装置であってもよい。半再生式装置は、典型的には、触媒が失活したとき、反応温度を上げることによって運転過酷度を維持する床間ヒータと共に、直列で運転される1つ以上の固定床反応器を含む。半再生式装置は、最終的には触媒の再生および再活性化のために停止される。 The non-continuous catalytic reformer may be a semi-regenerative device. Semi-regenerative devices typically include one or more fixed bed reactors operated in series with an interbed heater that maintains operating severity by raising the reaction temperature when the catalyst is deactivated. . The semi-regenerative device is eventually shut down for catalyst regeneration and reactivation.
典型的な半再生式改質器の運転条件は、
圧力:1035〜3800kPag(約150〜550psig)
温度:425〜565℃(約800〜1050°F)
空間速度:0.5〜3.0WHW
である。
Typical semi-regenerative reformer operating conditions are:
Pressure: 1035-3800 kPag (about 150-550 psig)
Temperature: 425-565 ° C (approximately 800-1050 ° F)
Space velocity: 0.5-3.0WHW
It is.
高圧半再生式接触改質装置は、改質油の品質および収率の実質的な改善(変換前の半再生式装置に比較して)を確実にするために、変換された装置の反応器において、より低い有効な反応器圧力で運転されるように効果的に変換することができるが、この変換は、一旦変換が行われても、触媒の取扱い(装入、排出、移送、再生)上の克服できない課題を引き起こさない。特に、本発明の方法により、好ましくは90〜105、より好ましくは95〜103、最も好ましくは98〜102のオクタン価を有する改質油の製造が可能になる。得られる改善された改質油の品質および収率に加えて、本発明で使用される有効な反応器圧力が、圧縮装置、熱交換器、炉筒、配管、ドラム、ポンプなどの既存設備の使用を可能にする。 The high pressure semi-regenerative catalytic reformer is a reactor of the converted equipment to ensure substantial improvement in reformate quality and yield (compared to the semi-regenerative equipment prior to conversion). Can be effectively converted to operate at lower effective reactor pressures, but this conversion can be handled once the conversion has been made (handling, discharge, transfer, regeneration) of the catalyst. It does not cause the above-mentioned problems that cannot be overcome. In particular, the process of the present invention enables the production of a reformed oil having an octane number of preferably 90-105, more preferably 95-103, most preferably 98-102. In addition to the improved reformate quality and yields obtained, the effective reactor pressure used in the present invention is compatible with existing equipment such as compressors, heat exchangers, furnace tubes, piping, drums, and pumps. Enable use.
この有効な圧力は、一般に、典型的な半再生式装置の反応器圧力より低いが、しかしまた、典型的な連続式反応器(この場合、取扱い上の考慮すべき問題によって引き起こされる触媒速度に関する同様の制約が全くない)より高い。その圧力は、345〜2760kPag(50〜400psig)、好ましくは690〜2620kPag(100〜380psig)、より好ましくは約1035〜2415kPag(150〜約350psig)の範囲とすることができる。 This effective pressure is generally lower than the reactor pressure of a typical semi-regenerative unit, but it also relates to a typical continuous reactor (in this case related to catalyst speed caused by handling considerations). Higher) without any similar constraints. The pressure can range from 345 to 2760 kPag (50 to 400 psig), preferably from 690 to 2620 kPag (100 to 380 psig), more preferably from about 1035 to 2415 kPag (150 to about 350 psig).
変換された装置は、有効な反応器圧力で運転されることになり、その圧力が、既存の固定床改質装置と比較して、実質的に改善された改質油の品質および収率を提供する。反応器圧力の低下の程度を、必要に応じて、既存の圧縮、炉筒、配管などの装置の多くが、新規な移動床反応器と共に再利用することができる程度に制限してもよい。圧力低下の程度を制限することはまた、必要とされる(反応器と再生設備の間での)触媒循環速度を低下させる。これは、廃触媒が再生のためにオフサイトに送られるシステムでは特に魅力的である。一般に、ほとんどの既存設備の交換の必要なく、約25〜約50%の反応器の圧力低下を実現することができる。しかし、現場固有の(site−specific)ある条件下、既存設備の多くを交換することが魅力的でありうる場合、一層大きい圧力低下を使用することもできる The converted equipment will be operated at an effective reactor pressure, which provides a substantially improved reformate quality and yield compared to existing fixed bed reformers. provide. The degree of reactor pressure reduction may be limited to the extent that many of the existing compression, furnace, piping, and other devices can be reused with the new moving bed reactor, if desired. Limiting the degree of pressure drop also reduces the required catalyst circulation rate (between the reactor and the regeneration facility). This is particularly attractive in systems where spent catalyst is sent offsite for regeneration. In general, a reactor pressure drop of about 25 to about 50% can be achieved without the need to replace most existing equipment. However, even greater pressure drops can be used if it may be attractive to replace many of the existing equipment under certain site-specific conditions.
固定床改質装置を、新たに再生された触媒を反応器の入口に連続的に加えること、および反応器の出口から廃触媒を連続的に取り出すことが可能になる移動床改質反応器に変換することが好ましい。これは、再生触媒用の適切な貯蔵設備を提供すること、または2つ以上の反応器の列によって共有される再生器を使用することによって達成することができる。後者では、例えば、変換された装置からの触媒を、再生器が(第2の)反応器の列と一体化されているが、第1の反応器の列とは一体化されていない、即ち、変換された装置用の再生器が専用の再生器でない第2の改質装置の再生器で再生する。共用される再生器は、1つの反応器の列に完全に一体化されているが、2つ以上の反応器からの触媒を再生する容量を有するように構成することができる。一体化されてない反応器は、オンサイト(同じ製油所プラント)にあっても、遠隔サイトにあってもよい。このようにして、再生器の実質的な資本コストは、再生設備に関連する規模の経済の故に、相応に低減される。 The fixed bed reformer is a moving bed reforming reactor that can continuously add freshly regenerated catalyst to the reactor inlet and continuously remove waste catalyst from the reactor outlet. It is preferable to convert. This can be accomplished by providing a suitable storage facility for the regenerated catalyst or by using a regenerator shared by two or more reactor rows. In the latter case, for example, the catalyst from the converted apparatus is integrated in the regenerator row with the (second) reactor row, but not with the first reactor row, ie The regenerator for the converted device is regenerated by the regenerator of the second reformer which is not a dedicated regenerator. The shared regenerator is fully integrated into one reactor row, but can be configured to have the capacity to regenerate catalyst from two or more reactors. Non-integrated reactors may be on-site (same refinery plant) or at a remote site. In this way, the substantial capital cost of the regenerator is correspondingly reduced due to the economies of scale associated with the regenerator.
固定床(半再生式または循環式)改質装置を、移動床反応器を用いた運転に変換することは、少なくとも1つの固定床反応器、好ましくは装置にある固定床反応器の全てを、移動床反応器に交換または変換することを含んでもよい。変換された装置の触媒設備および連続式移動床反応器は、必要に応じて、運転可能なように既設プラント装置と接続される。移動床反応器は、現場での要求に応じて、並列または積み重ね構成で配置することができる。この変換は、実際、触媒の装入設備および回収(取り出し)設備に加え、連続式反応器と、選択された(即ち、オフサイト、一体化されてないオンサイト、または部分的に一体化された(共用される再生器)再生である)再生設備との間の境界にかかわる移送設備の追加を必要とする。 Converting a fixed bed (semi-regenerative or recirculating) reformer to operation with a moving bed reactor can involve at least one fixed bed reactor, preferably all of the fixed bed reactors in the device, Exchange or conversion to a moving bed reactor may be included. The catalyst equipment of the converted apparatus and the continuous moving bed reactor are connected to an existing plant apparatus so that they can be operated as required. The moving bed reactors can be arranged in a parallel or stacked configuration, depending on site requirements. This conversion is indeed a continuous reactor and selected (ie off-site, non-integrated on-site, or partially integrated) in addition to catalyst charging and recovery (removal) equipment. It is necessary to add a transfer facility related to the boundary with the regenerator (which is a regenerator that is shared).
改質装置から回収された廃触媒を集め、オフサイト再生設備に移すことができる。触媒は、連続的な方法で回収することが好ましい。最後の反応器を出る廃触媒は、廃触媒貯蔵容器に集められ、次いでより小さいバッチで、オフサイト再生設備への輸送に適切なドラムまたは特別なコンテナに移されることになる。 Waste catalyst recovered from the reformer can be collected and transferred to an off-site regeneration facility. The catalyst is preferably recovered in a continuous manner. The spent catalyst leaving the last reactor will be collected in a spent catalyst storage vessel and then transferred in smaller batches to a drum or special container suitable for transport to an off-site regeneration facility.
触媒は、貯蔵装置(ドラム、コンテナ、容器)に集め、再生設備に移すことができる。廃触媒を集める設備と、これを移す設備は異なってもよい。例えば、それらは、最後の反応器の底にあるダンプ・ノズル(dump nozzle)(内容物を従来の200リットル(55USガロン)ドラムにあけて空にする)と同程度に単純にすることができる。或いは、それらには、装入、輸送および取り出しの間、不活性雰囲気を維持できる、特別に設計されたトラック、レール車両または輸送容器を含めることができる。 The catalyst can be collected in a storage device (drum, container, container) and transferred to a regeneration facility. The equipment for collecting the waste catalyst and the equipment for transferring it may be different. For example, they can be as simple as a dump nozzle at the bottom of the last reactor (the contents are emptied through a conventional 200 liter (55 US gallon) drum). . Alternatively, they can include specially designed trucks, rail vehicles or shipping containers that can maintain an inert atmosphere during loading, shipping and removal.
触媒再生設備は、オフサイト、または、現場の条件が許すなら、好ましくは中央に配置したオンサイト設備にすることができる。ほとんどの場合、再生設備は、独立しており、特定の改質装置とは間接的に関連付けられるだけであることが好ましいが、共用の再生器構成が可能な場合もあり、ある環境ではそれが望ましい場合すらある。このように、独立した再生設備は、いかなる特定の改質装置からも独立して運転され、1つ以上の改質装置からの触媒を再生することができる。これにより、改質装置および再生設備に関する運転上の融通性の増大に加え、投資額(装置基準)の低減および改質油生成物の改善が可能になる。この実施形態によれば、中央に配置された触媒再生設備は、複数の移動床改質器からの廃触媒を連続的または断続的に受け入れ、再生された触媒を、これらの装置の反応器に連続的または断続的に供給する。 The catalyst regeneration facility can be off-site or, preferably, centrally located on-site if on-site conditions permit. In most cases, it is preferred that the regenerator is independent and only indirectly associated with a particular reformer, although a shared regenerator configuration may be possible, and in some circumstances it may be There are even desirable cases. In this way, an independent regeneration facility can be operated independently of any particular reformer and can regenerate the catalyst from one or more reformers. Thereby, in addition to the increase in operational flexibility regarding the reformer and the regeneration facility, it is possible to reduce the investment amount (apparatus standard) and improve the reformed oil product. According to this embodiment, the centrally located catalyst regeneration facility continuously or intermittently receives waste catalyst from a plurality of moving bed reformers, and the regenerated catalyst is fed to the reactors of these devices. Supply continuously or intermittently.
耐火性担体上に1種以上の第VIII族貴金属を含む触媒を含めて、任意の典型的な改質触媒を使用することができる。この触媒は、水素化−脱水素化機能(水素転移)および酸機能を含む。その例には、白金、スズ、レニウム、イリジウム、スズまたはこれらの金属の組み合わせを含む触媒が含まれる。好適な担体には、実質的に球形のアルミナ担体粒子が含まれる。好適な触媒は、実質的に球形のアルミナ担体粒子上の白金、白金およびスズ、または白金およびレニウムを含む。最小の触媒摩滅で移動床反応器および他の装置を通過するので、球形の粒子が好ましい。 Any typical reforming catalyst can be used, including a catalyst comprising one or more Group VIII noble metals on a refractory support. This catalyst comprises a hydrogenation-dehydrogenation function (hydrogen transfer) and an acid function. Examples include catalysts comprising platinum, tin, rhenium, iridium, tin or combinations of these metals. Suitable supports include substantially spherical alumina support particles. Suitable catalysts include platinum, platinum and tin, or platinum and rhenium on substantially spherical alumina support particles. Spherical particles are preferred because they pass through moving bed reactors and other equipment with minimal catalyst attrition.
任意の型式の再生設備を使用することができる。一つの好適な再生設備は、連続式移動床再生塔(商業的に入手可能な連続式改質プロセスに典型的)を含んでいてもよく、回分式再生プロセス装置を含んでいてもよい。回分式再生プロセスの一例は、循環式パワーホーミング(POWERFORMING)(登録商標)に特徴的な、高温燃焼排ガス再生回路(Hot Flue Gas Regeneration Circuit)である。別の例は、もっぱら触媒再生に使用される遮断半再生式装置である。 Any type of regeneration facility can be used. One suitable regeneration facility may include a continuous moving bed regeneration tower (typical for a commercially available continuous reforming process) and may include a batch regeneration process unit. An example of a batch regeneration process is the Hot Flue Gas Regeneration Circuit, which is characteristic of cyclic power homing (POWERFORMING®). Another example is a shut-off semi-regenerative device used exclusively for catalyst regeneration.
適切な再生手順には、炭化水素パージ、コークス燃焼、オキシ塩素化、酸化物パージおよび還元処置を含めることができる。しかし、それはまた、触媒のタイプに応じて、再生処置の一部として、予備硫化を含むことができる。再生された触媒がオフサイト再生設備から戻された後、再生された触媒を先頭の反応器の炉頂に供給する直前に、還元および(必要に応じて)予備硫化を完了することが好ましい場合がある。オキシ塩素化処置は、大幅に変わる場合がある。最小でも、それは、コークス燃焼の後、コークス燃焼の間に失われた塩化物を置換するために、Cl2、HCIまたはポンプで汲み上げ可能な有機塩化物などの物質を含む塩化物の添加を含む場合がある。しかし、それはまた、コークス燃焼の間の塩化物物質の連続的添加を含む場合もある。それはまた、コークス燃焼後の過度の塩素化に続く、白金金属が完全に再分散された後の塩化物平衡化工程を含む場合がある。実際の再生処置では、これらの塩素化技術の任意の組み合わせを含むこともある。 Suitable regeneration procedures can include hydrocarbon purge, coke combustion, oxychlorination, oxide purge and reduction procedures. However, it can also include presulfidation as part of the regeneration procedure, depending on the type of catalyst. When it is preferable to complete the reduction and (if necessary) presulfidation after the regenerated catalyst has been returned from the off-site regeneration facility and immediately before feeding the regenerated catalyst to the top reactor top There is. Oxychlorination treatment can vary significantly. At a minimum, it involves the addition of chloride, including substances such as Cl 2 , HCI or pumpable organic chloride, to replace chloride lost during coke combustion after coke combustion. There is a case. However, it may also involve the continuous addition of chloride material during coke combustion. It may also include a chloride equilibration step after the platinum metal has been completely redispersed following excessive chlorination after coke combustion. The actual regeneration procedure may include any combination of these chlorination techniques.
図1は、例証としてだけ与えられ、連続式接触移動床改質プロセス装置10を示す。この装置は、既存の高圧半再生式改質装置から、固定床反応器ケースを取り除き、並列構成に配置される移動床ケースを設置することによって構築される。現場での要求、例えば限られた面積により必然的に決定される場合、図1に示すリフト・ポットおよび移送ラインを、その列の一つの反応器から次の反応器までの重力細流(gravity trickle)に簡単に置換できるので、触媒移送装置が必然的に縮小される積み重ねの反応器構成を都合よく使用できよう。図1では、太線は新規な装置および配管を示し、細線は既存の装置および配管を示す。
FIG. 1 is provided only as an illustration and shows a continuous catalytic moving bed reforming
変換には、半再生式反応器(図示せず)を、各々新規な移動床反応器27、57、65と交換することと、新鮮/再生触媒を装入するプラットホーム18、および管路11を経由して新鮮/再生触媒が供給される(供給は弁13によって制御される)新鮮触媒貯蔵ドラム20を設置することが含まれる。その他の新しく追加するアイテムには、廃触媒貯蔵ドラム71および73、捕集装置24、54および64、リフト・ポット31、61および69および移送ライン53、58および59を含む装置間触媒移送装置、廃触媒装入プラットホーム24、除塵フィルタ26、N2冷却器28、N2循環機30、補充窒素供給口32、並びにH2予熱器34が含まれる。最後の反応器から廃触媒を取り出すための同様の設備が示されており、それには、分離ホッパ71、ロックホッパー73および装入プラットホーム74が含まれる。その他の追加のアイテムは以下に再度議論される。次の既存の装置アイテムが保持され、変換された装置で再利用される:装入炉筒36、再熱炉筒38、40、原料/流出物熱交換器42および対応する管路、流出物冷却器44および対応する管路、生成物分離器46、再循環圧縮機48、並びに塩化物処理器50。
For the conversion, the semi-regenerative reactor (not shown) is replaced with a new moving
運転の際には、変換された装置は以下のように運転される。
新鮮触媒またはオフサイト再生設備からの再生触媒は、装入プラットホーム18に置かれ、再生触媒貯蔵ドラム20に加えられる。次いで触媒は、ロックホッパー17(管路15からの窒素でパージされ、残留空気が除去されている)に入る。次いで触媒は、リフト結合部19に移され、そこで触媒は、管路19および弁21を経由して供給される水素ガスによって、移送ライン52を経由して、第1の反応器27の頂部の還元/パージ/分離チャンバ12まで持ち上げられる。ガスは、風簸(elutriation)管12内のホッパ12から除去され、管路43を経由して除塵フィルタ(新規)26まで通過する。還元された触媒は、触媒流管路37を経由して第1の反応器27に加えられる。触媒は、重力によって反応器27の下方へ移動し、その後、触媒は、管路41を経由して出て、管路39を経由して水素リッチガスが供給される触媒捕集装置24に入る。触媒捕集装置24からの触媒は次いで、リフト結合部31に入り、そこで触媒は、H2リッチストリームで分離ホッパ55まで持ち上げられる。リフトガスは、弁/入口33を通じて流入する。触媒は、第2の反応器57の頂上の第2の分離ホッパ44に入り、その後反応器57に入り、そこで触媒は、出口まで下方へ移動し、触媒捕集装置54、続けてリフト結合部61中へ移動する。次いで、リフト結合部61からの触媒は、水素リッチガスによって第3の、即ち最後の反応器65の頂上の分離ホッパ16まで持ち上げられ、次に触媒は、そこから第3の、即ち最後の反応器65の入口まで移動する。触媒は、捕集装置64まで、次いでリフト結合部69まで反応器65を通って下方へ流動する。リフト結合部69からの触媒は、水素リッチガスで分離/貯蔵ドラム71まで持ち上げられ、そこでガスは触媒から分離され、風簸管22を経由して除塵フィルタ26に送られる。廃触媒は次いで、ロックホッパー73へ移され、そこで廃触媒は、窒素でパージされ、最終的に廃触媒装入プラットホーム24上の輸送容器に装入される。
In operation, the converted device is operated as follows.
Fresh catalyst or regenerated catalyst from off-site regeneration facilities is placed on the charging platform 18 and added to the regenerated
改質器仕込物は、入口85で装置に入り、管路83からの水素リッチ再循環ガスを得て、管路82を経由して、流出物熱交換器42、次いで予熱炉筒(共に最初の装置に保持されている)まで移動する。仕込物は、予熱炉筒から第1の反応器27中に移動して、触媒と接触する。第1の反応器27を通過した後、仕込物は、今度は再熱炉筒38(やはり保持されているアイテム)を経由して第2の反応器57まで、最終的には再熱炉筒40(保持されている)を経由して第3の反応器65まで移動する。第3の反応器からの改質油流出物は、管路89を経由して、仕込物熱交換器42および再循環水素熱交換器34に取り込まれ、流出物冷却器44に至り、次いで管路88を経由して既存の生成物分離器46に至り、そこで液体とガスが分離される。水素リッチガスは、管路77を経由して供給される圧縮機48で再圧縮され、再循環ガスとして管路83を経由して装置へ戻されるか、既存の塩化物処理器50を経由して製油所装置外に送られる。未安定化改質油は、管路75を経由して回収される。
The reformer charge enters the apparatus at
パージ用窒素は、補充用入口32を経由して導入され、ノックアウトドラム45を経由して窒素ループに、次いで管路51を経由してリフト結合部17に移動し、また管路15を経由してロックホッパー23にも窒素が導入される。反応器からのガスは、除塵フィルタ26を経由して窒素冷却器28に移り、その後、ノックアウトドラム45を経由して窒素ループに戻る。
The purge nitrogen is introduced via the
図1は、実際のオフサイト、または中央に配置されたオンサイト再生設備を示していない。これらの再生設備では、いくつかの異なる設計を用いることができる。好適な設計は、実際のプロジェクト詳細に基づいて変わり得る。オフサイト再生システムの選択肢は、
1)商業的な触媒再生会社から今すぐ入手できる設備、
2)連続式移動床再生技術、
3)エクソンモービル・パワーホーミング技術(EXXONMOBIL POWERFORMING Technology)により提供されている、高温燃焼排ガス技術(Hot Flue Gas Technology)を含む商業的に入手可能な循環式再生設備、または、
4)触媒再生の完了専用の、様々な構成の休眠中の既存の半再生式接触改質装置
を含んでいてよい。
FIG. 1 does not show an actual off-site or centrally located on-site regeneration facility. Several different designs can be used with these regeneration facilities. The preferred design can vary based on actual project details. The off-site playback system options are
1) Equipment available immediately from commercial catalyst regeneration companies,
2) Continuous moving bed regeneration technology,
3) a commercially available recirculating regeneration facility, including high temperature flue gas technology (Hot Fluid Gas Technology) provided by EXXONMOBIL POWERFORMING Technology, or
4) may include existing dormant semi-regenerative catalytic reformers of various configurations dedicated to completion of catalyst regeneration.
本方法の変形形態は、
1)最後の反応器の出口から取り出される全ての廃触媒を、手数料を払って触媒を再生してもらえる第三者の触媒業者に送ること、
2)既存の半再生式改質器のために、変換プロジェクトの一部として、非常に大きな(oversized)再生設備(この設備の大きさは、同じく変換される場合がある他の装置からの触媒をも再生させるためのものとしてよい)を建設すること、
3)中央のある場所に非常に大きな再生設備を建設し、その大きさを、変換される区域の他の半再生式改質器からの触媒を再生させるためのものとすること、
4)変換される区域の他の稼動中の半再生式改質器からの廃触媒を再生させるために、既存の休眠中の半再生式改質器を使用する、またはそれらの休眠中の設備をより適切な場所に移動すること、および
5)すでに連続式接触再生技術を使用している1つ以上の場所において、その現場のオンサイト設備が、他の装置(それらが現在再生している、それ自体の一体化された装置からの触媒に加えて)からの触媒をも再生させることができるように、既存の再生設備を拡張すること
を含んでいてよい。
A variation of this method is:
1) send all spent catalyst removed from the outlet of the last reactor to a third party catalyst supplier who can regenerate the catalyst at a fee,
2) For an existing semi-regenerative reformer, as part of a conversion project, an oversized regeneration facility (the size of this facility is the catalyst from other equipment that may also be converted) Can also be used to recycle
3) to build a very large regeneration facility in a central location and to regenerate the catalyst from other semi-regenerative reformers in the area to be converted,
4) Use or dormant existing dormant semi-regenerative reformers to regenerate spent catalyst from other active semi-regenerative reformers in the area to be converted And 5) At one or more locations that are already using continuous contact regeneration technology, the on-site equipment at the site is in the other equipment (they are currently regenerating) Expansion of existing regeneration equipment may be included so that the catalyst from (in addition to the catalyst from its own integrated device) can also be regenerated.
表1は、図1の装置を評価するための実行性調査の結果を示す。 Table 1 shows the results of the feasibility study for evaluating the device of FIG.
供給速度が4,770から5,406m3/日(30から34kbd)に増加したにもかかわらず、反応器圧力は、3344から2482kPagに(485から360psigに)約25パーセント低下する。反応器圧力のこの低下により、精製業者は、過酷度が95から100RONに増加するにもかかわらず、比較的一定のC5+改質油収率を維持することが可能になる。水素製造もまた、77から130n.L.L.−1に(435から733scf/Bに)約70%増加する。 Despite the increase in feed rate from 4,770 to 5,406 m 3 / day (30 to 34 kbd), the reactor pressure drops by about 25 percent from 3344 to 2482 kPag (from 485 to 360 psig). This reduction in reactor pressure allows the refiner to maintain a relatively constant C 5 + reformate yield despite increasing severity from 95 to 100 RON. Hydrogen production is also from 77 to 130 n. L. L. Increase to about -1 (from 435 to 733 scf / B) by about 70%.
触媒再生設備を使用して、2つ以上の改質器からの廃触媒を再生し、従って規模の経済を達成することができ、かつ、(2)専用の連続式触媒再生設備を有する既存の変換に比べてかなり低いプロジェクト投資でも、いくぶん適度な圧力低下および収率の改善を達成することができる。 A catalyst regeneration facility can be used to regenerate spent catalyst from two or more reformers, thus achieving economies of scale, and (2) an existing continuous catalyst regeneration facility that has a dedicated continuous catalyst regeneration facility Somewhat moderate pressure drop and yield improvement can be achieved with much lower project investment compared to conversion.
Claims (17)
少なくとも1つの固定床接触改質反応器を有する固定床接触改質装置の、少なくとも1つの固定床改質反応器を、新たに再生された触媒の移動床反応器の触媒入口への連続的または断続的な添加、および廃触媒の前記移動床反応器の触媒出口からの連続的または断続的な取り出しが可能になる移動床接触改質反応器に変換する工程;
新鮮または再生触媒を、前記移動床反応器の前記触媒入口を経由して前記連続式移動床反応器に連続的または断続的に装入するために、前記触媒入口に、連続的または断続的に触媒を供給する設備を加える工程;
前記移動床反応器の前記触媒出口から前記廃触媒を集め、前記廃触媒を、前記触媒が取り出される前記反応器と一体化されていない改質触媒再生設備に移送するための廃触媒回収設備を加える工程;
変換前の前記固定床装置からの前記改質油生成物の品質および収率と比較して、改質油の品質および収率を改善するのに有効な圧力で、前記移動床反応器を運転する工程;
前記廃触媒を、前記移動床反応器から連続的または断続的に取り出す工程;および
前記廃触媒を、前記一体化されてない再生設備へ移送する工程
を含むことを特徴とする変換方法。 A method for converting a fixed bed catalytic reformer to a moving bed reactor operation comprising:
In a fixed bed catalytic reformer having at least one fixed bed catalytic reforming reactor, the at least one fixed bed reforming reactor is continuously connected to the catalyst inlet of the moving bed reactor of newly regenerated catalyst or Converting to a moving bed catalytic reforming reactor that allows for intermittent addition and continuous or intermittent removal of spent catalyst from the catalyst outlet of the moving bed reactor;
In order to continuously or intermittently charge fresh or regenerated catalyst into the continuous moving bed reactor via the catalyst inlet of the moving bed reactor, continuously or intermittently at the catalyst inlet. Adding equipment to supply the catalyst;
A waste catalyst recovery facility for collecting the waste catalyst from the catalyst outlet of the moving bed reactor and transferring the waste catalyst to a reforming catalyst regeneration facility that is not integrated with the reactor from which the catalyst is removed. Adding step;
Operating the moving bed reactor at a pressure effective to improve the quality and yield of the reformate compared to the quality and yield of the reformate product from the fixed bed unit prior to conversion. The step of:
A conversion method comprising the steps of continuously or intermittently removing the waste catalyst from the moving bed reactor; and transferring the waste catalyst to the non-integrated regeneration facility.
前記複数の固定床反応器は、各々移動床反応器に変換され、前記移動床反応器は、列を成し、前記列内の一つの反応器から次の反応器までの改質器仕込物の流れ、および改質触媒の流れに対して直列となるよう接続される
ことを特徴とする請求項1に記載の変換方法。 The fixed bed reformer includes a plurality of fixed bed reactors in a row, wherein the plurality of fixed bed reactors includes reformer feeds from one reactor to the next reactor in the row. Connected in series with the flow,
Each of the plurality of fixed bed reactors is converted to a moving bed reactor, the moving bed reactor forming a row, and the reformer charge from one reactor in the row to the next reactor. The conversion method according to claim 1, wherein the conversion method is connected in series with the flow of the reforming catalyst and the flow of the reforming catalyst.
前記触媒回収設備は、前記移動床接触改質反応器および前記触媒供給設備に運転可能なように接続され、
前記触媒回収設備および前記移動床接触改質反応器は、固定床装置から維持されている改質仕込物ヒータおよび改質油生成物回収設備を含む、既存の固定床装置設備に運転可能なように接続される
ことを特徴とする請求項1に記載の変換方法。 The catalyst supply facility is operably connected to the moving bed catalytic reforming reactor,
The catalyst recovery facility is operably connected to the moving bed catalytic reforming reactor and the catalyst supply facility,
The catalyst recovery equipment and the moving bed catalytic reforming reactor can be operated in existing fixed bed equipment equipment including a reformed feed heater and reformed oil product recovery equipment maintained from the fixed bed equipment. The conversion method according to claim 1, further comprising:
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