Десульфуризация в реакторе с турбулентным псевдоожиженным слоем

Десульфуризация в реакторе с турбулентным псевдоожиженным слоем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данное изобретение относится к способу и устройству для удаления серы из углеводородсодержащих жидких потоков. В другом аспекте изобретение относится к системе для улучшения контактирования углеводородсодержащего жидкого потока и твердых частиц, сорбирующих серу, в реакторе с псевдоожиженным слоем.

Углеводородсодержащие жидкости, такие как бензин и дизельные топлива, обычно содержат некоторое количество серы. Высокие уровни содержания серы в автомобильных жидкостях являются нежелательными, потому что оксиды серы, присутствующие в автомобильном выхлопе, могут необратимо отравлять благородные металлы - катализаторы, используемые в автомобильных каталитических нейтрализаторах. Выделения из таких каталитических нейтрализаторов могут содержать высокие уровни несгоревших углеводородов, оксидов азота и/или оксида углерода, которые при катализировании солнечным светом образуют приземный уровень озона, более часто называемый смогом.

Большая часть серы, присутствующей в конечной смеси большей части бензинов, происходит от бензинового смешивающегося компонента, общеизвестного как «крекированный бензин». Таким образом, снижение уровней серы в крекированном бензине будет, по существу, служить снижению уровней серы в большей части бензинов, таких как автомобильные бензины, разгонные бензины, авиационные бензины, лодочные бензины и т.п.

Существует много традиционных способов удаления серы из крекированного бензина. Однако большинство традиционных способов удаления серы, таких как гидродесульфуризация, имеют тенденцию к насыщению олефинов и ароматических соединений в крекированном бензине и поэтому снижают его октановое число (как экспериментальное, так и моторное октановое число). Таким образом, имеется потребность в способе, в котором десульфуризация крекированного бензина достигается при сохранении октанового числа.

Помимо необходимости удаления серы из крекированного бензина имеется также необходимость в снижении содержания серы в дизельном топливе. При удалении серы из дизельного топлива гидродесульфуризацией цетан улучшается, но имеются большие затраты на расходование водорода. Так водород расходуется реакциями как гидродесульфуризации, так и гидрирования ароматических соединений. Таким образом, имеется потребность в способе, в котором десульфуризация дизельного топлива достигается без значительного расходования водорода с тем, чтобы создать более экономичный способ десульфуризации.

Традиционно сорбентные композиции, используемые в способах удаления серы из углеводородсодержащих жидкостей, таких как крекированный бензин и дизельное топливо, являются агломератами, используемыми в применениях с неподвижным слоем. Поскольку в реакторах с псевдоожиженным слоем имеется ряд преимуществ по сравнению с реакторами с неподвижным слоем, углеводородсодержащие жидкости иногда перерабатываются в реакторах с псевдоожиженным слоем. По сравнению с реакторами с неподвижным слоем реакторы с псевдоожиженным слоем имеют как преимущества, так и недостатки. Быстрое смешение твердых материалов дает почти изотермические условия в реакторе, ведущие к надежному контролю реактора и, если необходимо, к легкому отводу тепла. Кроме того, текучесть твердых частиц сорбента позволяет частицам сорбента циркулировать между двумя или более установок, идеальное условие для реакторов, где сорбент требует частой регенерации. Однако газовый поток в реакторах с псевдоожиженным слоем является часто трудным для охарактеризовывания с возможными большими отклонениями от поршневого потока, что ведет к перепусканию газа, обратному перемешиванию твердых частиц и неэффективному контактированию газ/твердые частицы. Такие нежелательные характеристики потока в реакторе с псевдоожиженным слоем в конечном счете приводят к менее эффективному способу десульфуризации.

Соответственно, аспектом настоящего изобретения является создание новой системы десульфуризации углеводородов, которая использует реактор с псевдоожиженным слоем, имеющий внутренние детали, которые улучшают контактирование потока углеводородсодержащей жидкости и регенерируемых твердых частиц сорбента, с улучшением в результате десульфуризации потока углеводородсодержащей жидкости.

Другим аспектом настоящего изобретения является создание системы десульфуризации углеводородов, которая минимизирует потерю октана и расходование водорода при обеспечении улучшенного удаления серы.

Необходимо отметить, что нет необходимости, чтобы вышеуказанный аспект был полностью выполнен изобретением, заявленным здесь, и другие аспекты и преимущества данного изобретения будут видны из последующего описания предпочтительных вариантов и прилагаемой формулы изобретения.

Соответственно, в одном варианте настоящего изобретения предусматривается реактор с псевдоожиженным слоем для контактирования идущего вверх углеводородсодержащего потока с твердыми частицами. Реактор с псевдоожиженным слоем включает удлиненную вертикальную емкость, которая определяет нижнюю реакционную зону, верхнюю зону отделения и ряд вертикально отстоящих улучшающих контакт элементов, которые в целом горизонтально расположены в реакционной зоне. Твердые частицы в реакционной зоне являются, по существу, псевдоожиженными газовым углеводородсодержащим потоком. Твердые частицы, по существу, отделяются от углеводородсодержащего потока в зоне отделения. Каждый из улучшающих контакт элементов включает множество, по существу, параллельно идущих, поперек отстоящих, удлиненных отражательных перегородок. Каждая из указанных удлиненных отражательных перегородок имеет в целом V-образное поперечное сечение.

В другом варианте настоящего изобретения предусматривается установка десульфуризации, содержащая реактор с псевдоожиженным слоем, регенератор с псевдоожиженным слоем и установку восстановления с псевдоожиженным слоем. Реактор с псевдоожиженным слоем определяет удлиненную вертикальную реакционную зону, в которой тонкодисперсные твердые частицы сорбента контактируют с потоком углеводородсодержащей жидкости с получением в результате десульфуризованного углеводородсодержащего потока и частиц сорбента, содержащих серу. Реактор с псевдоожиженным слоем также включает ряд вертикально отстоящих улучшающих контакт элементов, которые в целом горизонтально расположены в реакционной зоне. Каждый из улучшающих контакт элементов включает множество, по существу, параллельно идущих, поперек отстоящих, удлиненных отражательных перегородок. Каждая из указанных удлиненных отражательных перегородок имеет в целом V-образное поперечное сечение. Регенератор с псевдоожиженным слоем служит для контактирования по меньшей мере части частиц сорбента, содержащих серу, с кислородсодержащим регенерационным потоком с получением в результате регенерированных частиц сорбента. Установка восстановления с псевдоожиженным слоем служит для контактирования по меньшей мере части регенерированных частиц сорбента с водородсодержащим восстановительным потоком.

В другом варианте настоящего изобретения предусматривается способ десульфуризации, содержащий следующие стадии: (а) контактирование потока углеводородсодержащей жидкости с тонкодисперсными твердыми частицами сорбента, содержащими компонент промоторного металла с восстановленной валентностью и оксид цинка, в емкости реактора с псевдоожиженным слоем в условиях десульфуризации, достаточных для удаления серы из потока углеводородсодержащей жидкости и превращения по меньшей мере части оксида цинка в сульфид цинка, с получением в результате десульфуризованного углеводородсодержащего потока и частиц сорбента, содержащих серу; (b) одновременно со стадией (а) контактирование, по меньшей, мере части углеводородсодержащего потока и частиц сорбента с рядом, по существу, горизонтальных вертикально отстоящих групп отражательных перегородок, содержащих множество, по существу, параллельно идущих, поперек отстоящих, удлиненных отражательных перегородок, каждая из которых имеет в целом V-образное поперечное сечение, со снижением в результате осевого разброса в реакторе с псевдоожиженным слоем; (с) контактирование частиц сорбента, содержащих серу, с кислородсодержащим регенерационным потоком в регенерационной емкости в условиях регенерации, достаточных для превращения по меньшей мере части сульфида цинка в оксид цинка, с получением в результате регенерированных частиц сорбента, содержащих компонент промоторного невосстановленного металла; и (d) контактирование регенерированных частиц сорбента с водородсодержащим восстановительным потоком в емкости установки восстановления в условиях восстановления, достаточных для восстановления компонента промоторного невосстановленного металла, с получением в результате восстановленных частиц сорбента.

Как использовано здесь, термины «содержащий» или «включающий» при введении перечня альтернатив означают, что могут присутствовать дополнительные элементы к перечисленным. Термин «состоит из» означает, что признак, который определен, что он «состоит из» установленного материала, должен состоять только из указанных элементов.

Как использовано здесь, выражения «состоит по существу из», «состоящий по существу из» и подобные выражения не исключают присутствие других стадий, элементов или материалов, которые не указаны специально в данном описании, если такие стадии, элементы или материалы не влияют на основные и новые характеристики настоящего изобретения, кроме того, они не исключают примеси, обычно связанные с используемыми элементами и материалами.

На фиг.1 представлена технологическая схема установки десульфуризации, сконструированной в соответствии с принципами настоящего изобретения, в частности, показывающая циркуляцию регенерированных твердых частиц сорбента через реактор, регенератор и установку восстановления.

На фиг.2 представлен вид сбоку реактора с псевдоожиженным слоем, сконструированного в соответствии с принципами настоящего изобретения.

На фиг.3 представлен частичный вид сбоку в разрезе реактора с псевдоожиженным слоем, в частности, показывающий ряды вертикально отстоящих групп улучшающих контакт отражательных перегородок, расположенных в реакционной зоне.

На фиг.4 представлен частичный изометрический вид реактора с псевдоожиженным слоем с некоторыми частями реакционной емкости, вырезанными для более ясного показа ориентации и формы групп улучшающих контакт отражательных перегородок в реакционной зоне.

На фиг.5 представлено поперечное сечение по линии 5-5 реактора с псевдоожиженным слоем на фиг.3, в частности, показывающее конструкцию единичной группы отражательных перегородок.

На фиг.6 представлено поперечное сечение по линии 6-6 реактора с псевдоожиженным слоем на фиг.3, в частности, показывающее заштрихованный образец, созданный отдельными элементами отражательной перегородки смежных групп отражательных перегородок, а также форму отдельных элементов отражательной перегородки.

На фиг.7 представлена технологическая схема полномасштабной экспериментальной реакторной системы с псевдоожиженным слоем, используемой в трассировочных экспериментах для определения характеристик псевдоожижения в реакторе.

При обращении первоначально к фиг.1 установка десульфуризации 10 показана, как обычно содержащая реактор с псевдоожиженным слоем 12, регенератор с псевдоожиженным слоем 14 и установку восстановления с псевдоожиженным слоем 16. Твердые частицы сорбента циркулируют в установке десульфуризации 10 с обеспечением непрерывного удаления серы из серосодержащего углеводорода, такого как крекированный бензин или дизельное топливо. Твердыми частицами сорбента, используемыми в установке десульфуризации 10, может быть любая достаточно псевдоожижающаяся циркулируемая и регенерируемая композиция на основе оксида цинка, имеющая достаточную десульфуризационную активность и достаточную стойкость к истиранию. Описание такой композиции сорбента приводится в патентах США №№ 6329170 и 6864215, полные описания которых приводятся здесь в качестве ссылки.

В реакторе с псевдоожиженным слоем 12 поток углеводородсодержащей текучей среды пропускают вверх через слой восстановленных твердых частиц сорбента. Восстановленные твердые частицы сорбента, контактировавшие с углеводородсодержащим потоком в реакторе 12, предпочтительно, первоначально (т.е. непосредственно перед контактированием с потоком углеводородсодержащей текучей среды) содержат оксид цинка и компонент промоторного металла с восстановленной валентностью. Без желания быть связанным теорией предполагается, что компонент промоторного металла с восстановленной валентностью восстановленных твердых частиц сорбента облегчает удаление серы из углеводородсодержащего потока, тогда как оксид цинка работает как серосберегающий механизм посредством его превращения в сульфид серы. Компонент промоторного металла с восстановленной валентностью восстановленных твердых частиц сорбента, предпочтительно, содержит промоторный металл, выбранный из группы, состоящей из никеля, кобальта, железа, марганца, вольфрама, серебра, золота, меди, платины, цинка, олова, рутения, молибдена, сурьмы, ванадия, иридия, хрома, палладия. Более предпочтительно, компонент промоторного металла с восстановленной валентностью восстановленных твердых частиц сорбента содержит никель в качестве промоторного металла. Как использовано здесь, термин «с восстановленной валентностью» при описании компонента промоторного металла обозначает компонент промоторного металла, имеющего валентность, которая является меньше валентности компонента промоторного металла в его обычном окисленном состоянии. В частности, восстановленные твердые частицы сорбента, используемые в реакторе 12 включают компонент промоторного металла, имеющий валентность, которая является меньше валентности компонента промоторного металла регенерированных (т.е. окисленных) твердых частиц сорбента, выходящих из генератора 14. Более предпочтительно, по существу, весь компонент промоторного металла с восстановленной валентностью восстановленных твердых частиц сорбента имеет валентность 0.

В предпочтительном варианте настоящего изобретения компонент промоторного металла с восстановленной валентностью содержит, состоит из или по существу состоит из замещающегося твердого раствора металла, характеризующегося формулой: M_AZn_B, в которой М представляет собой промоторный металл, и А и В каждый представляет собой числовые значения в интервале от 0,01 до 0,99. В вышеуказанной формуле замещающегося твердого раствора металла, предпочтительно, А находится в интервале от примерно 0,70 до примерно 0,97, и, наиболее предпочтительно, в интервале от примерно 0,85 до примерно 0,95. Кроме того, предпочтительно, В находится в интервале от примерно 0,03 до примерно 0,30, и, наиболее предпочтительно, в интервале от примерно 0,05 до 0,15. Предпочтительно, В равно (1-А).

Замещающиеся твердые растворы имеют уникальные физические и химические свойства, которые являются важными в химии композиции сорбента, описанной здесь. Замещающиеся твердые растворы представляют собой подмножество сплавов, которые образуются при прямом замещении растворенным металлом атомов металла растворителя в кристаллической структуре. Например, предполагается, что замещающийся твердый раствор металла (M_AZn_B), найденный в восстановленных твердых частицах сорбента, образуется атомами растворенного металлического цинка, замещающими атомы промоторного металла растворителя. Имеются три основных критерия, которые способствуют образованию замещающихся твердых растворов: (1) атомные радиусы двух элементов находятся в 15% друг от друга; (2) кристаллические структуры двух чистых фаз являются одинаковыми; (3) электроотрицательности двух компонентов являются одинаковыми. Промоторный металл (в виде элементарного металла или оксида металла) и оксид цинка, используемый в твердых частицах сорбента, описанных здесь, предпочтительно, отвечают, по меньшей мере, двум критериям из трех, представленных выше. Например, когда промоторным металлом является никель, соблюдаются первый и третий критерии, но второй не соблюдается. Атомные радиусы металлов никеля и цинка находятся в 10% друг от друга, и электроотрицательности являются одинаковыми. Однако оксид никеля (NiO), предпочтительно, образует кубическую кристаллическую структуру, тогда как оксид цинка (ZnO), предпочтительно, образует гексагональную кристаллическую структуру. Никель-цинковый твердый раствор сохраняет кубическую структуру оксида цинка. Принуждение оксида цинка оставаться в кубической структуре увеличивает энергию фазы, которая ограничивает количество цинка, которое может быть растворено в структуре оксида цинка. Указанное стехиометрическое регулирование проявляется само микроскопически в 92:8 никель-цинковом твердом растворе (Ni_0,92Zn_0,08), который образуется в процессе восстановления, и микроскопически в повторной регенерируемости твердых частиц сорбента.

Помимо оксида цинка и компонента промоторного металла с восстановленной валентностью восстановленные твердые частицы сорбента, используемые в реакторе 12, могут дополнительно содержать усилитель пористости и замещающийся твердый раствор промоторный металл-цинкалюминат. Замещающийся твердый раствор промоторный металл-цинкалюминат может быть характеризован формулой

M_ZZn_(1-Z)Al₂O₄, в которой Z представляет собой числовое значение в интервале от 0,01 до 0,99. Усилителем пористости, когда используется, может быть любое соединение, которое в конечном счете увеличивает макропористость твердых частиц сорбента. Предпочтительно, усилителем пористости является перлит. Термин «перлит», как использовано здесь, представляет собой петрографический термин для кремнистой вулканической породы, которая находится в природе в некоторых областях мира. Отличительным признаком, который отличает его от других вулканических минералов, является его способность увеличивать в 4-20 раза свой первоначальный объем при нагревании до некоторых температур. При нагревании выше 870°C (1600°F) измельченный перлит расширяется благодаря присутствию связанной воды с необработанной перлитной породой. Связанная вода выпаривается в процессе нагревания и создает бессчетные очень маленькие пузырьки в нагретых размягченных стекловидных частицах. Указанные крохотные пузырьки, заключенные в стекло, являются причиной его легкого веса. Расширенный перлит может быть получен с такой малой массой, как 40 кг/м³ (2,5 фунт/фут³). Типичными характеристиками химического анализа расширенного перлита являются диоксид кремния 73%, оксид алюминия 17%, оксид калия 5%, оксид натрия 3%, оксид кальция 1%, плюс следы элементов. Типичными физическими свойствами расширенного перлита являются температура размягчения 870-1095°C (1600-2000°F), температура плавления 1260-1345°C (2300-2450°F), рН 6,6-6,8 и удельный вес 2,2-2,4. Термин «расширенный перлит», как использовано здесь, относится к сферической форме перлита, которая была расширена при нагревании кремнистой вулканической породы перлита до температуры выше 870°C (1600°F). Термин «дисперсный расширенный перлит» или «дробленый перлит», как использовано здесь, означает такую форму расширенного перлита, который был подвергнут дроблению с тем, чтобы образовать дисперсную массу, в которой размер частиц такой массы состоит из по меньшей мере 97% частиц, имеющих размер менее 2 мкм. Термин «молотый расширенный перлит» предназначен обозначать продукт, получаемый в результате помола или дробления расширенных частиц перлита.

Восстановленные твердые частицы сорбента, первоначально контактировавшие с потоком углеводородсодержащей текучей среды в реакторе 12, могут содержать оксид цинка, компонент промоторного металла с восстановленной валентностью (M_AZn_B), усилитель пористости (УП) и промоторный металл-цинкалюминат (M_ZZn_(1-Z)Al₂O₄) в интервалах, приведенных ниже в таблице 1.

Таблица 1
Компоненты восстановленных твердых частиц сорбента
Интервал	ZnO (вес.%)	M A Zn B (вес.%)	Усилитель пористости (вес.%)	M Z Zn (1-Z) Al 2 O 4 (вес.%)
Предпочтительный	5-80	5-80	2-50	1-50
Болеепредпочтительный	20-60	20-60	5-30	5-30
Наиболеепредпочтительный	30-50	30-40	10-20	10-20

Физические свойства твердых частиц сорбента, которые значительно влияют на пригодность частиц для использования в установке десульфуризации 10, включают, например, форму частиц, размер частиц, плотность частиц и прочность на истирание. Твердые частицы сорбента, используемые в установке десульфуризации 10, предпочтительно, содержат микросферические частицы, имеющие средний размер частиц в интервале от примерно 20 до примерно 150 мкм, более предпочтительно в интервале от примерно 50 до примерно 100 мкм, и наиболее предпочтительно в интервале от 60 до 80 мкм. Плотность твердых частиц сорбента находится, предпочтительно, в интервале от примерно 0,5 до примерно 1,5 грамм на кубический сантиметр (г/см³), более предпочтительно в интервале от примерно 0,8 до примерно 0,3 г/см³, и наиболее предпочтительно в интервале от 0,9 до 1,2 г/см³. Размер частиц и плотность твердых частиц сорбента, предпочтительно, квалифицируют твердые частицы сорбента как твердый материал группы А в системе классификации групп Geldart, описанной в Powder Technol., 7, 285-292 (1973). Частицы сорбента и катализатора системы твердых частиц, предпочтительно, имеют высокую прочность на истирание. Как использовано здесь, термин «прочность на истирание» обозначает меру сопротивления частицы уменьшению размера в регулируемых условиях турбулентного движения. Прочность на истирание частицы может быть квалифицирована при использовании теста на истирание струйного колпачка, подобное индексу Давидсона. Индекс истирания струйного колпачка представляет собой массовый процент фракции частиц размером свыше 44 мкм, который снижается до размеров частиц менее 37 мкм в условиях испытания, и включает рассев образца 5 г твердых частиц с удалением частиц в интервале размеров 0-44 мкм. Частицы свыше 44 мкм затем обрабатываются тангенциальной струей воздуха при скорости 21 л/мин, вводимой через отверстие 0,0625 дюйм, фиксированное на дне специально разработанного струйного колпачка (внутренний диаметр 1 дюйм (высота 2 дюйм) в течение периода времени 1 ч. Индекс истирания струйного колпачка (ИИСК) рассчитывается следующим образом:

ИИСК=Масса фр. 0-37 мкм, образов. во время исп.·100·ПК

Масса (исходная+испыт. 44 мкм фракция)

ПК (поправочный коэффициент) (сейчас 0,30) определяется при использовании известного калибровочного стандарта для корректирования различий в измерениях струйного колпачка и износа. Частицы сорбента и катализатора, используемые в настоящем изобретении, предпочтительно, имеют значение индекса истирания струйного колпачка менее примерно 30, более предпочтительно менее примерно 20, и наиболее предпочтительно менее 15.

Поток углеводородсодержащей текучей среды, контактировавший с восстановленными твердыми частицами сорбента в реакторе 12, предпочтительно, содержит серосодержащий углеводород и водород. Мольное отношение водорода к серосодержащему углеводороду, загружаемому в реактор 12, находится, предпочтительно, в интервале от примерно 0,1:1 до примерно 3:1, более предпочтительно в интервале от примерно 0,2:1 до примерно 1:1, и наиболее предпочтительно в интервале от 0,25:1 до 0,8:1. Предпочтительно, серосодержащий углеводород представляет собой текучую среду, которая обычно находится в жидком состоянии при стандартных температуре и давлении, но которая существует в газообразном состоянии при комбинировании с водородом, как описано выше, и выдерживается в условиях десульфуризации в реакторе 12. Серосодержащий углеводород, предпочтительно, может использоваться в качестве топлива или предшественника топлива. Примеры подходящих серосодержащих углеводородов включают крекированный бензин, дизельные топлива, топлива для ракетных двигателей, нафту прямой перегонки, дистилляты прямой перегонки, газойль коксования, нафту коксования, алкилаты и газойль прямой перегонки. Наиболее предпочтительно, серосодержащий углеводород содержит углеводородную текучую среду, выбранную из группы, состоящей из бензина, крекированного бензина, дизельного топлива и их смесей.

Как использовано здесь, термин «бензин» обозначает смесь углеводородов, кипящих в интервале от примерно 38°C до примерно 204°C (примерно 100-400°F), или любую ее фракцию. Примеры подходящих бензинов включают (но не ограничиваясь этим) углеводородные потоки в установках очистки, такие как нафта, нафта прямой перегонки, нафта коксования, каталитический бензин, нафта легкого крекинга, алкилаты, изомерат, продукт реформинга и т.п. и их смеси.

Как использовано здесь, термин «крекированный бензин» обозначает смесь углеводородов, кипящих в интервале от примерно 38°C до примерно 204°C (примерно 100-400°F), или любую ее фракцию, которые являются продуктами либо термических, либо каталитических способов, которые расщепляют крупные углеводородные молекулы на меньшие молекулы. Примеры подходящих термических способов включают (но не ограничиваясь этим) коксование, термический крекинг, легкий крекинг и т.п. и их комбинации. Примеры подходящих способов каталитического крекинга включают (но не ограничиваясь этим) каталитический крекинг жидкости, крекинг тяжелой нефти и т.п. и их комбинации. Таким образом, примеры подходящего крекированного бензина включают (но не ограничиваясь этим) бензин коксования, термически крекированный бензин, бензин легкого крекинга, бензин каталитического крекинга жидкости, бензин крекинга тяжелой нефти и т.п. и их комбинации. В некоторых случаях крекированный бензин может быть фракционирован и/или гидрообработан перед десульфуризацией при использовании в качестве серосодержащей жидкости в способе настоящего изобретения.

Как использовано здесь, термин «дизельное топливо» обозначает смесь углеводородов, кипящих в интервале от примерно 149°C до примерно 399°C (примерно 300-750°F), или любую ее фракцию. Примеры подходящих дизельных топлив включают (но не ограничиваясь этим) легкий рецикловый газойль, керосин, топливо для ракетных двигателей, дизельное топливо прямой перегонки, гидрообработанное дизельное топливо и т.п. и их комбинации.

Серосодержащий углеводород, описанный здесь как подходящее питание в способе десульфуризации изобретения, содержит количество олефинов, ароматических соединений и серы, а также парафины и нафтены. Количество олефинов в газообразном крекированном бензине обычно находится в интервале от примерно 10 до примерно 35% вес. олефинов по отношению к общему весу газообразного крекированного бензина. Для дизельного топлива содержание олефинов, по существу, отсутствует. Количество ароматических соединений в газообразном крекированном бензине находится обычно в интервале от примерно 20 до примерно 40% вес. ароматических соединений по отношению к общему весу газообразного крекированного бензина. Количество ароматических соединений в газообразном дизельном топливе находится обычно в интервале от примерно 10 до примерно 90% вес. ароматических соединений по отношению к общему весу газообразного дизельного топлива. Количество атомной серы в серосодержащем углеводородном топливе, предпочтительно крекированном бензине или дизельном топливе, подходящем для использования в способе десульфуризации изобретения, составляет обычно более примерно 50 вес.ч./млн серосодержащей углеводородной жидкости, более предпочтительно в интервале от примерно 100 вес.ч./млн атомной серы до примерно 10000 вес.ч./млн атомной серы, и наиболее предпочтительно от 150 вес.ч./млн атомной серы до 500 вес.ч./млн атомной серы. Предпочтительно, по меньшей мере, примерно 50% вес. атомной серы, присутствующей в серосодержащей углеводородной текучей среде, используемой в настоящем изобретении, находится в виде сероорганических соединений. Более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 75% вес. атомной серы, присутствующей в серосодержащей углеводородной текучей среде, используемой в настоящем изобретении, находится в виде сероорганических соединений, и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, примерно 90% вес. атомной серы находится в виде сероорганических соединений. Как использовано здесь, термин «сера», используемый в сочетании с «мас.ч./млн серы», или термин «атомная сера» обозначает количество атомной серы (около 32 единиц атомной массы) в серосодержащем углеводороде, на атомную массу, или вес соединения серы, такого как сероорганическое соединение.

Как использовано здесь, термин «сера» обозначает серу в любой форме, обычно присутствующей в серосодержащем углеводороде, таком как крекированный бензин или дизельное топливо. Примеры такой серы, которая может быть удалена из серосодержащей углеводородной текучей среды путем осуществления настоящего изобретения, включают (но не ограничиваясь этим) сульфид водорода, карбонилсульфид (COS), дисульфид углерода (CS₂), меркаптаны (RSH), органические сульфиды (R-S-R), органические дисульфиды (R-S-S-R), тиофен, замещенные тиофены, органические трисульфиды, органические тетрасульфиды, бензотиофен, алкилтиофены, алкилбензотиофены, алкилдибензотиофены и т.п. и их комбинации, а также указанные соединения с более высокими молекулярными массами, которые обычно присутствуют в серосодержащих углеводородах, предполагаемых для использования в способе десульфуризации настоящего изобретения, где каждый R может представлять собой алкил-, циклоалкил- или арил-группу, содержащую 1-10 углеродных атомов.

Как использовано здесь, термин «текучая среда» обозначает газ, жидкость, пар и их комбинации.

Как использовано здесь, термин «газообразный» обозначает состояние, в котором серосодержащая углеводородная текучая среда, такая как крекированный бензин или дизельное топливо, находится, главным образом, в газовой или паровой фазе.

Как использовано здесь, термин «тонкодисперсный» обозначает частицы, имеющие средний размер частиц менее 500 мкм.

В реакторе с псевдоожиженным слоем 12 тонкодисперсные восстановленные твердые частицы сорбента контактируют с идущим вверх газообразным потоком углеводородсодержащей текучей среды в заданных условиях десульфуризации, достаточных для получения десульфуризованного углеводорода и твердых частиц сорбента, содержащих серу. Течение потока углеводородсодержащей текучей среды является достаточным для псевдоожижения слоя твердых частиц сорбента, расположенного в реакторе 12. Условия десульфуризации в реакторе 12 включают температуру, давление, массовую часовую объемную скорость (МЧОС) и поверхностную скорость. Предпочтительные интервалы таких условий десульфуризации представлены ниже в таблице 2.

Таблица 2
Условия десульфуризации
Интервал	Температура (°F)	Давление (фунт/кв.дюйм)	МЧОС (ч -1 )	Поверхностная скорость (фут/с)
Предпочтительный	250-1200	25-750	1-20	0,25-5
Более предпочтительный	500-1000	100-400	2-12	0,5-2,5
Наиболее предпочтительный	700-850	150-250	3-8	1,0-1,5

Когда восстановленные твердые частицы сорбента контактируют с углеводородсодержащим потоком в реакторе 12 в условиях десульфуризации, соединения серы, в частности, сероорганические соединения, присутствующие в потоке углеводородсодержащей текучей среды, удаляются из такого потока текучей среды. По меньшей мере, часть серы, удаленной из потока углеводородсодержащей текучей среды, используется для превращения, по меньшей мере, части оксида цинка восстановленных твердых частиц сорбента в сульфид цинка.

В противоположность многим традиционным способам удаления серы (например, гидродесульфуризации), предпочтительно, по существу, никакое количество серы в серосодержащей углеводородной текучей среде не превращается и остается как сульфид водорода в процессе десульфуризации в реакторе 12. В большей степени предпочтительно, что текучая среда, выходящая из реактора 12 (обычно содержащая десульфуризованный углеводород и водород), содержит меньше количества сульфида водорода (если вообще содержит) в подаче текучей среды, подаваемой в реактор 12 (обычно содержащем серосодержащий углеводород и водород). Текучая среда, выходящая из реактора 12, предпочтительно содержит менее 50% вес. количества серы в подаче текучей среды, подаваемой в реактор 12, более предпочтительно менее примерно 20% вес. количества серы в подаче текучей среды и наиболее предпочтительно менее 5% вес.количества серы в подаче текучей среды. Предпочтительно, общее содержание серы в текучей среде, выходящей из реактора 12, составляет менее примерно 50 вес.ч./млн от всего веса выходящей текучей среды, более предпочтительно менее примерно 30 вес.ч./млн, еще более предпочтительно менее примерно 15 вес.ч./млн и наиболее предпочтительно менее 10 вес.ч./млн.

После десульфуризации в реакторе 12 десульфуризованная углеводородная текучая среда, предпочтительно десульфуризованный крекированный бензин и десульфуризованное дизельное топливо, может быть затем отделена и извлечена из выходящей текучей среды и, предпочтительно, ожижена. Ожижение такой десульфуризованной углеводородной текучей среды может быть осуществлено любым способом и образом, известным в технике. Получаемый ожиженный десульфуризованный углеводород, предпочтительно, содержит менее примерно 50% вес. количества серы в серосодержащем углеводороде (например, крекированном бензине или дизельном топливе), подаваемом в реакционную зону, более предпочтительно менее примерно 20% вес. количества серы в серосодержащем углеводороде и наиболее предпочтительно менее 5% вес. количества серы в серосодержащем углеводороде. Десульфуризованный углеводород, предпочтительно, содержит менее примерно 50 вес.ч./млн серы, более предпочтительно менее примерно 30 вес.ч./млн серы, еще более предпочтительно менее примерно 15 вес.ч./млн серы, и наиболее предпочтительно менее 10 вес.ч./млн серы.

После десульфуризации в реакторе 12, по меньшей мере, часть частиц сорбента, содержащих серу, транспортируется в регенератор 14 с помощью первого транспортного агрегата 18. В регенераторе 14 твердые частицы сорбента, содержащие серу, контактируют с кислородсодержащим регенерационным потоком. Кислородсодержащий регенерационный поток, предпочтительно, содержит, по меньшей мере, 1% мол. кислорода с оставшейся частью газового разбавителя. Более предпочтительно, кислородсодержащий регенерационный поток содержит в интервале от примерно 1 до примерно 50% мол. кислорода и в интервале от примерно 50 до примерно 95% мол. азота, еще более предпочтительно в интервале от примерно 2 до примерно 20% мол. кислорода и в интервале от примерно 70 до примерно 90% мол. азота, и наиболее предпочтительно в интервале от 3 до 10% мол. кислорода и в интервале от 75 до 85% мол. азота.

Условия регенерации в регенераторе 14 являются достаточными для превращения, по меньшей мере, части сульфида цинка твердых частиц сорбента, содержащих серу, в оксид цинка в результате контактирования с кислородсодержащим регенерационным потоком. Предпочтительные интервалы таких условий регенерации представлены ниже в таблице 3.

Таблица 3
Условия регенерации
Интервал	Температура (°F)	Давление (фунт/кв.дюйм)	Поверхностная скорость (фут/с)
Предпочтительный	500-1500	10-250	0,5-10
Более предпочтительный	700-1200	20-150	1,0-5,0
Наиболее предпочтительный	900-1100	10-75	2,0-2,5

Когда твердые частицы сорбента, содержащие серу, контактируют с кислородсодержащим