Способ и устройство для получения энергетических продуктов путем каталитического крекинга твердого углеводородного материала без образования кокса - RU2019119029A
Код документа: RU2019119029A
Формула
1. Способ получения энергетических продуктов путем каталитического крекинга твердого углеводородного материала, в котором нагревают дисперсию, а именно дисперсию (40) крекинга, содержащую:
- твердый материал (1) в измельченном состоянии, содержащий по меньшей мере один углеводородный компонент;
- по меньшей мере один катализатор (10) каталитического крекинга;
- по меньшей мере один щелочной компонент (20), и
- жидкость (30), инертную к каталитическому крекингу,
таким образом, чтобы эта дисперсия (40) крекинга достигла некоторой температуры, а более конкретно температуры крекинга, составляющей от 240°С до 340°С, обеспечивая каталитический крекинг по меньшей мере одного углеводородного компонента дисперсии (40) крекинга, что позволяет получить углеводороды, а именно короткоцепочечные углеводороды (50), молекулярная масса которых меньше, чем молекулярная масса этого углеводородного компонента;
причем способ отличается тем, что эту температуру крекинга получают путем смешивания некоторого количества дисперсии (40) крекинга с некоторым количеством инертной жидкости (30), по существу не содержащей твердого материала (1) в измельченном состоянии, и катализатора (10), причем инертную жидкость доводят до температуры ниже 360°С и выше температуры крекинга, при этом смешивание осуществляют таким образом, чтобы температура полученной смеси была по меньшей мере равна температуре крекинга и ниже температуры образования кокса; способ отличается также тем, что в дисперсию крекинга (40), имеющую температуру крекинга, добавляют некоторое количество оксигенированной газообразной композиции, вызывающей экзотермическую реакцию по меньшей мере с частью двухатомного водорода, полученного в процессе крекинга.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что включает этап (3) сушки твердого материала (1) в измельченном состоянии, на котором дисперсию этого твердого материала (1) в измельченном состоянии удерживают в инертной жидкости при температуре, превышающей 100°С, таким образом, чтобы получить дисперсию твердого материала, а именно сухого материала (4), в измельченном состоянии, относительная влажность которого составляет менее 10%, в инертной жидкости.
3. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что он включает этап (7) обескислороживания твердого материала (1) в измельченном состоянии, на котором дисперсию твердого материала (1) в измельченном состоянии в инертной жидкости, имеющую температуру крекинга, удерживают в контакте с газовой средой, парциальное давление кислорода в которой ниже, чем парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе, таким образом, чтобы получить обескислороженную дисперсию (8) твердого материала (1) в измельченном состоянии в инертной жидкости (30).
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что включает этап (11) смешивания в непрерывном потоке, в котором приводят в контакт и смешивают:
- поток обескислороженной дисперсии (8) сухого материала (4) в инертной жидкости (30),
- по меньшей мере один катализатор (10) каталитического крекинга, и
- по меньшей мере один щелочной компонент (20), и
- поток инертной жидкости (30),
таким образом, чтобы получить поток дисперсии (40) крекинга, температура которого ниже температуры крекинга, и в котором по меньшей мере один катализатор (10) находится в контакте по меньшей мере с одним углеводородным компонентом твердого материала (1) в измельченном состоянии.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что поток инертной жидкости (30) нагревают таким образом, чтобы температура инертной жидкости (30) в этом потоке превысила температуру крекинга.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что выбирают и регулируют: температуру потока инертной жидкости (30);
- температуру потока дисперсии (40) крекинга;
- расход потока инертной жидкости (30), и
- расход потока дисперсии (40) крекинга,
таким образом, чтобы температура смеси дисперсии (40) крекинга и инертной жидкости (30) была по меньшей мере равна температуре крекинга по меньшей мере одного углеводородного компонента твердого материала в измельченном состоянии и ниже температуры образования кокса.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что дисперсия (40) крекинга, доведенная до температуры, по меньшей мере равной температуре крекинга, вследствие реакции крекинга образует пену, а именно пену (43) крекинга, причем эту пену (43) крекинга на этапе (16) подвергают центрифугированию, вследствие которого происходит отделение газовой фазы (17) и смешанной композиции (18) из твердой и жидкой фаз, образованной дисперсией полученных при крекинге твердых частиц (21) в инертной жидкости (30).
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что конденсацию газовой фазы (17) осуществляют в условиях, подходящих для получения энергетических продуктов.
9. Способ по любому из пп. 7 или 8, отличающийся тем, что смешанную композицию (18) из твердой и жидкой фаз, полученную на этапе (16) центрифугирования, на этапе (19) подвергают разделению твердой и жидкой фаз, вследствие чего получают инертную жидкость (30), по существу не содержащую твердых частиц (21), а затем инертную жидкость (30) рециклируют.
10. Устройство (100, 200) для получения энергетических продуктов путем каталитического крекинга твердого углеводородного материала, содержащее:
- камеру, а именно камеру (106, 206), крекинга, выполненную с возможностью обеспечения смешивания потока жидкости, инертной к каталитическому крекингу, и потока дисперсии, а именно дисперсии (40) крекинга, содержащей:
- твердый материал в измельченном состоянии, содержащий по меньшей мере один углеводородный компонент;
- по меньшей мере один катализатор каталитического крекинга, и
- по меньшей мере один щелочной компонент,
диспергированные в инертной жидкости,
причем камера (106, 206) крекинга содержит:
- первый вход (133, 233) для потока дисперсии крекинга, температура которой ниже, чем температура каталитического крекинга каждого из углеводородных компонентов твердого материала в измельченном состоянии;
- второй вход (130, 230) для потока инертной жидкости, температура которой превышает температуру каталитического крекинга каждого из углеводородных компонентов твердого материала в измельченном состоянии;
- средства (134, 272) для смешивания потока дисперсии крекинга и потока инертной жидкости в камере (106, 206) крекинга;
- по меньшей мере одно отверстие (138, 238) для выпуска дисперсии крекинга в виде пены, а именно пены крекинга, содержащей углеводороды, полученные путем каталитического крекинга;
- первые средства (129, 229) для нагревания потока дисперсии крекинга до температуры ниже температуры крекинга;
- вторые средства (132, 232) для нагревания потока инертной жидкости до температуры, превышающей температуру каталитического крекинга по меньшей мере одного углеводородного компонента твердого материала в измельченном состоянии, и
- по меньшей мере одно устройство (273, 277) для ввода оксигенированной газообразной композиции в камеру (106) крекинга.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что содержит теплоизолированный монореактор (101, 201), выполненный с возможностью вмещения бани с инертной жидкостью и содержащий:
- камеру (106, 206) крекинга;
- по меньшей мере одно устройство, а именно смесительный канал (111, 211), для приведения в контакт и смешивания:
- потока дисперсии углеводородного материала в инертной жидкости;
- по меньшей мере одного катализатора, и
- по меньшей мере одного щелочного компонента, и
- потока инертной жидкости, отобранной из бани с инертной жидкостью, выполненный с возможностью образования потока дисперсии крекинга, температура которой ниже температуры крекинга;
- по меньшей мере одно устройство (151, 281) для разделения твердой и жидкой фаз на твердые частицы, полученных при каталитическом крекинге, и инертную жидкость;
- первый насос (115, 215), расположенный между смесительным каналом (111, 211) и камерой (106, 206) крекинга и предназначенный для доставки потока дисперсии крекинга в камеру (106, 206) крекинга через первые средства (129, 229) для нагревания;
- второй насос (131), расположенный между устройством (151, 281) для разделения твердой и жидкой фаз и камерой (106, 206) крекинга и предназначенный для доставки потока не содержащей твердых частиц инертной жидкости в камеру (106, 206) крекинга через вторые средства (132, 232) для нагревания.
12. Устройство по любому из пп. 10 или 11, отличающееся тем, что содержит расположенное над по меньшей мере одним отверстием (138, 238) камеры (106, 206) крекинга устройство (139, 239) для центрифугирования пены, а именно пены крекинга, полученной путем каталитического крекинга по меньшей мере одного углеводородного компонента твердого материала в измельченном состоянии, предназначенное для разделения газовой фазы, содержащей энергетический продукт, и смешанной композиции из твердой и жидкой фаз, образованной из дисперсии полученных в результате каталитического крекинга твердых частиц в инертной жидкости.
13. Устройство по любому из пп. 10-12, отличающееся тем, что содержит устройство для конденсации короткоцепочечных углеводородов в газообразном состоянии и их преобразовании в жидкий энергетический продукт.
14. Устройство по любому из пп. 10-13, отличающееся тем, что содержит пресс для сжатия бытовых отходов под давлением, по меньшей мере равным 750 бар, и экструзии твердого углеводородного материала.
