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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Regenerieren eines Katalysators und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Insbesondere eignet sich die Erfindung für die Regenerierung von erschöpften FCC-Katalysatoren, sie kann jedoch grundsätzlich bei jedem Verfahren angewendet werden, bei welchem Koks von einem festen teilchenförmigen fluidisierten Katalysator abgebrannt wird.
Das meiste Rohöl auf der Welt wird dem Fluid-Catalytic-Crackingverfahren (in der Folge als "FCC"bezeichnet) unterworfen, um die schweren Materialien in leichtere Produkte überzuführen. Der bei diesem Verfahren verwendete Fliessbettkatalysator wird rasch mit Koks verunreinigt und um die Wiederverwendung des Katalysators im Verfahren zu gestatten, muss der Koks vom Katalysator abgebrannt werden. Aus diesem Grunde ist gewöhnlich jeder FCC-Anlage ein Regenerator für den Fliessbettkatalysator zugeordnet.
Bisher wurde in den Katalysatorregeneratoren der Koks vom Katalysator durch Zusatz von Luft zu einer einzigen Regenerationszone abgebrannt. Der Koks wurde verbrannt, wobei ein Gemisch, bestehend aus Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd, entstand. Die Regeneration war gewöhnlich unvollständig, weil der Zusatz der stöchiometrisch erforderlichen Luftmenge zur Katalysatorregenerationszone unweigerlich zu einer starken Oxydation des Kohlenmonoxyds zum Kohlendioxyd führte, u. zw. gewöhnlich in einem oberen Teil des Regenerationskessels, wo kein Katalysator mehr zur Verfügung stand, um als Wärmeschleuse zu wirken. Dieses Verbrennen von Kohlenmonoxyd zu Kohlendioxyd, oft auch als "Nachverbrennung" bezeichnet, führte zu äusserst hohen Temperaturen, welche eine Beschädigung des Regenerators verursachen konnten.
Aus diesem Grunde musste der Luftzusatz eingeschränkt werden, um die Vorrichtung zu schonen.
Vor kurzen wurden Versuche unternommen, um die Verbrennung von CO im Regenerator zu fördern, so dass die bei dieser Verbrennung freigesetzte Wärme rückgewonnen werden konnte, um sie im FCC-Verfahren zu verwenden und um eine gründlichere Regeneration des Katalysators zu erzielen.
Beispiele dieser neueren Regenerationverfahren sind von Stine et al in der US-PS Nr. 3, 844, 973 und von Horecky, Jr. et al in der US-PS Nr. 3,909, 392 angegeben, auf welche Patentschriften hiemit als Hinweis Bezug genommen wird.
Bei der Katalysatorregeneriervorrichtung gemäss Conner et al, US-PS Nr. 3, 893, 812 (auf welche ebenfalls als Hinweis Bezug genommen wird), ist eine verbesserte Regeneratorkonstruktion geoffenbart. Eine erste Zone mittlerer Dichte oder ein Verbrenner, das ist eine Zone, welche Fliessbettkatalysator von mittlerer Dichte enthält, nimmt den erschöpften Katalysator und Luft auf, wobei in dieser Zone der meiste Koks abgebrannt wird. Katalysator und Regenerierungsgase sowie das während der Koksverbrennung erzeugte CO werden sodann durch ein Verdünntphasen-Transportsteigrohr nach oben befördert, wo selbst bedeutende Mengen des CO zu CO. verbrannt werden. Schliesslich wird der regenerierte Katalysator in einem zweiten dichten Bett aufgenommen.
Bei diesem Verfahren wird ein Teil des heissen regenerierten Katalysators aus dem zweiten dichten Bett über einen äusseren Katalysatorrücklauf in die Verbrennungskammer zurückgeführt. Die Funktion des Katalysatorrücklaufes besteht darin, die Temperatur im'Verbrenner zu erhöhen und die Geschwindigkeit der Koksoxydation zu steigern. Weiters ist es bekannt, eine innere Katalysatorrückführung aus dem zweiten dichten Bett zum Verbrenner vorzusehen.
Ein weiteres Beispiel eines Verfahrens mit zwei dichten Katalysatorbetten, die durch ein Verdünntphasen-Transportsteigrohr getrennt sind, ist die DE-OS 2526839, entsprechend der US-Anmeldung Ser. Nr. 479726. Gemäss dieser Offenlegungsschrift wird heisser regenerierter Katalysator aus dem zweiten dichten Bett mit erschöpftem Katalysator aus dem FCC-Reaktor in einem Steigrohr unterhalb des ersten dichten Bettes oder des Verbrenners des FCC-Regenerators vermischt. Im Steigrohr werden Verdünntphasenbedingungen (Bezugsziffer 34 in der Zeichnung der US-Patentanmeldung) durch Zusatz von genügend Luft aufrechterhalten.
Die Verdünntphasenbedingung ist in der Zeichnung angegeben und auch erwartungsgemäss vorgesehen, da die meisten FCC-Techniker Steigrohre für Verdünntphasenbedingungen auslegen.
Erfindungsgemäss wurde gefunden, dass wesentlich verbesserte Arbeitsbedingungen erreicht werden können, wenn man den gewünschten Arbeitsgang, welcher am Einlass des Katalysatorgenerators abläuft, trennt und optimiert. Die Raffineure versuchen zwei Dinge zu erreichen, nämlich den heissen
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regenerierten Katalysator mit relativ kühlem erschöpftem Katalysator zu vermischen sowie den er- schöpften Katalysator mit Luft zu vermischen. Die erstere Massnahme gewährleistet, dass der Kataly- sator dem Verbrenner mit einer einheitlichen Temperatur und einer gleichmässigen Kohleverteilung zugeführt wird, wogegen die letzte Massnahme sicherstellt, dass eine gleichmässige Sauerstoffzufuhr stattfindet.
Diese Erfordernisse müssen realisiert werden, wenn eine gleichmässige Regenerierung des Katalysators erreicht werden soll. Die Bedingungen, welche für eine gute Katalysatordurch- mischung optimal sind, sind jedoch für die Unterstützung einer guten Durchmischung von Kataly- sator und Luft nicht optimal.
Die Erfindung sieht einen Steigrohrmischer vor, welcher eine turbulente Katalysator-Katalysatormischzone mit relativ dichter Phase, eine Katalysator-Regenerationsgasmischzone, die oberhalb des Steigrohres liegt, sowie eine Verbrennungszone, die oberhalb der Katalysator-Regenerationsgasmischzone angeordnet ist, aufweist. Die Katalysator-Regenerationsgasmischzone wird im Zusammenhang mit der Erfindung oft als Übergangsabschnitt oder Übergangszone bezeichnet, u. zw. auf Grund der Tatsache, dass die Katalysator-Regenerationsgasmischzone einen Übergang vom unteren Steigrohrmischer zum oberen Verbrenner darstellt. Es wurde gefunden, dass durch die Schaffung von Zonen sowohl für die Katalysator-Katalysatormischstufe als auch für die Katalysator-Regenerationsgasmischstufe eine bedeutende Verbesserung der Katalysatorregenerierung erzielt werden kann.
Bedingungen einer turbulenten dichten Phase werden im Steigrohrmischer durch starke Beschränkung der Menge an Fluidisierungsgas, welches dem untersten Teil desselben zugeführt wird, aufrechterhalten. Vorzugsweise wird als Fluidisierungsmedium Luft verwendet, weil sie billig und leicht verfügbar ist und ihre Gegenwart einige Verbrennung ermöglicht. Es ist jedoch nicht unbedingt notwendig, Luft als Fluidisierungsmedium einzusetzen. Es ist ein Steigrohr von relativ kleinem Durchmesser notwendig, wobei das Steigrohr in typischer Weise einen Durchmesser von einem Viertel des Durchmessers des Verbrenners hat, um eine innige Durchmischung von regeneriertem Katalysator und erschöpftem Katalysator im Steigrohr zu ermöglichen.
Eine bedeutende Menge an Verbrennungsluft wird dem Übergangsabschnitt zwischen dem Steigrohr und dem Verbrenner zugesetzt, um die Koksverbrennung zu bewirken.
Im Dichtbett-Steigrohrmischer mit geringem Durchmesser erfolgt eine innige Durchmischung mit regeneriertem und erschöpftem Katalysator. Der erschöpfte Katalysator wird durch den heissen regenerierten Katalysator aufgeheizt, so dass, wenn der erschöpfte Katalysator mit der Verbrennungsluft in Berührung gelangt, der Koks rasch abbrennt. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform hat die Übergangszone zwischen dem Steigrohrmischer und dem Verbrenner die Form eines Kegelstumpfes oder eines Trichters, worin die Masse der Verbrennungsluft der Übergangszone durch Löcher zugeführt wird, welche auf der Oberfläche des Trichters verteilt sind.
Wenn der Winkel zwischen der Mittellinie des Steigrohres und der Oberfläche des Trichters etwa 450 beträgt, so können die Fabrikationskosten auf ein Minimum reduziert werden und wird ein Venturi-Beschleunigungseffekt erzielt, welcher für eine ausgezeichnete Durchmischung von Luft und Katalysator sorgt.
Gute Ergebnisse können jedoch auch mit andern Winkeln erzielt werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung von für die Kohlenwasserstoffumwandlung eingesetzten Katalysatorteilchen, wobei der Katalysator, der durch auf ihm abgeschiedenen Koks deaktiviert wurde, von einer Kohlenwasserstoffumwandlungszone abgezogen und durch Abbrennen des Kokses bei erhöhter Temperatur in einem Koksverbrenner regeneriert wird, welcher Koksverbrenner als relativ dichtphasiges fluidisiertes Bett arbeitet und worin der Koks mit sauerstoffhaltigem Regenerationsgas abgebrannt wird, um regenerierten Katalysator zu erhalten, von dem ein Teil in die Kohlenwasserstoffumwandlungszone und ein anderer Teil in den Koksverbrenner rückgeführt wird, welches dadurch gekennzeichnet ist,
dass der deaktivierte Katalysator mit regeneriertem Katalysator in einer vertikalen Steigrohrmischzone an einer zwischen der Eintrittsstelle eines ersten Teiles des genannten sauerstoffhaltigen Regenerationsgases an der Basis der Steigrohrmischzone und einer Eintrittsstelle des zweiten Teiles des genannten sauerstoffhaltigen Regenerationsgases, welches dem unteren Teil des-einen grösseren Querschnitt als die Steigrohrmischzone aufweisenden und mit ihr durch eine Übergangszone verbundenen - Verbrenners zugeführt wird, gelegene Stelle vereinigt wird.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Regenerieren von durch Koks deaktivier-
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ten Katalysatorteilchen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgende Stufen aufweist : a) Einbringen der mit Koks deaktivierten Katalysatorteilchen in den unteren Teil eines verti- kalen Dichtphasen-Steigrohrmischers ; b) Einbringung von regeneriertem Katalysator in den genannten vertikalen Steigrohrmischer und Aufrechterhaltung von Dichtphasenbedingungen in letzterem zur Begünstigung der
Vermischung des heissen regenerierten Katalysators mit durch Koks deaktiviertem Katalysa- tor ;
c) Einbringung eines Gemisches'von deaktiviertem und regeneriertem Katalysator aus Stu- fe b) und von sauerstoffhaltigem Gas in einen als relativ dichtphasiges fluidisiertes Bett arbeitenden Verbrenner, wobei das sauerstoffhaltige Gas derart ausreichend zugeführt wird, dass der Koks zu COa verbrannt und regenerierter Katalysator mit herabgesetztem
Koksgehalt und erschöpftes Regenerationsgas erhalten wird ; wobei in den Stufen a), b) und c) die in Anspruch 1 gestellten Bedingungen erfüllt werden ; d) Transport des regenerierten Katalysators und des erschöpften Regenerationsgases durch ein Verdünntphasen-Transportsteigrohr in eine Katalysator-Gas-Trenneinrichtung ; e) Sammlung des Katalysators in einem zweiten dichten Bett ;
f) Rückführung einer Fraktion des regenerierten Katalysators in die Stufe b) und g) Entfernung einer weiteren Fraktion des regenerierten Katalysators aus dem genannten zweiten dichten Bett.
Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens, welche durch a) einen vertikalen Steigrohrmischer, der an seinem unteren Teil einen Einlass für erschöpften
Katalysator, einen Einlass für regenerierten Katalysator und einen Fluidisierungsgaseinlass aufweist und an seinem oberen Teil einen Auslass für ein Gemisch aus erschöpftem und regeneriertem Katalysator besitzt ;
b) eine Aufnahmekammer für den Katalysator enthaltend ein relativ dichtphasiges fluidisiertes
Katalysatorbett, welche wenigstens den doppelten Durchmesser des genannten Steigrohr- mischers. besitzt und am Boden einen Einlass für die Aufnahme eines Gemisches aus er- schöpftem und regeneriertem Katalysator aufweist und am Kopf mit einem Auslass für regene- rierten Katalysator und erschöpftes Regenerationsgas versehen ist, wobei Katalysator und
Regenerationsgas als Gemisch aus der Kammer austreten ; c) einen nach oben aus dem Steigrohrmischer in die genannte Kammer mündenden Übergangs- abschnitt, der einen Regenerationsgaseinlass aufweist ; d) einen Kammerauslass, der an den oberen Teil der genannten Kammer für die Entfernung von regeneriertem Katalysator und erschöpftem Regenerationsgas angeschlossen ist ;
e) eine Aufnahmezone für den regenerierten Katalysator, die mit dem genannten Kammeraus- lass in Verbindung steht und Auslasseinrichtungen für das erschöpfte Regenerationsgas zum Abzug eines erschöpften Regenerationsgases aus der Regeneriervorrichtung, Auslassein- richtungen für den regenerierten Katalysator zum Abzug einer Fraktion von regeneriertem
Katalysator aus der Regeneriervorrichtung, und eine Rücklaufleitung für den regenerierten
Katalysator, die an den Steigrohrmischer für die Überführung einer Fraktion von regene- riertem Katalysator aus der genannten Zone durch die genannte Leitung zum Steigrohr- mischer enthält, gekennzeichnet ist.
Die Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert, in welcher die Fig. 1 eine allgemeine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zeigt und die Fig. 2 eine vergrösserte Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform ist, wobei eine Luftbox verwendet wird, um die Verbrennungsluft zuzusetzen.
Die Fig. l zeigt in Seitenansicht die erfindungsgemässe Vorrichtung, welche im wesentlichen aus einem Aufnahmeraum-l-für erschöpften Katalysator, der auch als Verbrenner bezeichnet wird, einen Aufnahmeraum --2-- für regenerierten Katalysator, einem Oberleitungsrohr --3--, einem Mischrohr --4--, einem Venturirohr --5-- und einem Rücklaufrohr --6-- für den regenerierten Katalysator besteht. Der Verbrenner oder der Aufnahmeraum --1-- für den erschöpften Katalysator ist eine Kammer, welche ein relativ dichtes fluidisiertes Katalysatorbett enthält, wobei der Gross-
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teil des Kokses oxydiert wird.
Das Überleitungsrohr-3-verbindet den Verbrenner-l-mit dem Aufnahmeraum --2-- für den regenerierten Katalysator. Der Aufnahmeraum --2-- für den regenerierten Katalysator trennt den regenerierten Katalysator vom Rauchgas und enthält ein dichtes Bett, bestehend aus regeneriertem Katalysator.
Das Mischrohr --4-- ist ein vertikaler Steigrohrmischer zum Mischen des erschöpften Katalysators, des regenerierten Katalysators und einer kleinen Menge an Fluidisierungsmedium, vorzugsweise Luft. Das Venturirohr --5-- unterstützt die Durchmischung des Katalysators mit der Luft.
Erschöpfter Katalysator aus einer FCC-Anlage oder aus einer beliebigen andern katalytischen Anlage, bei welcher Koks auf einem festen teilchenförmigen Katalysator abgelagert wird, wird über die Leitung --9--, das Ventil --33-- und die Leitung --28-- in den unteren Teil des Steigrohrmi- schers --4-- befördert. Heisser regenerierter Katalysator wird aus dem Aufnahmeraum für den erschöpften Katalysator über die Leitung --6--, das Ventil --38-- und die Leitung --39-- in den unteren Teil des Steigrohrmischers --4-- rückgeführt. Ein geringer Teil Fluidisierungsluft aus der Leitung --34-- wird zum unteren Teil des Steigrohrmischers --4-- über den Verteiler --44-- zugeführt.
Nur ein geringer Teil der gesamten für die Verbrennung erforderlichen Luft wird über die Leitung --34- eingebracht.
Das Vermischen des erschöpften und regenerierten Katalysators und bis zu einem gewissen begrenzten Ausmass eine Koksoxydation finden im Steigrohrmischer --4-- statt. Sobald der regenerierte und der erschöpfte Katalysator miteinander vermischt sind, wird zusätzliche Verbrennungsluft, die vorzugsweise ausreicht, um den ganzen auf dem Katalysator befindlichen Koks vollständig zu oxydieren, über den Verteiler --40-- zugesetzt, welcher die Verbrennungsluft aus der Leitung - erhält. Der Venturiabschnitt --5-- fördert die Durchmischung der Verbrennungsluft mit dem Katalysator im Verbrenner --1--.
Es ist nicht unbedingt erforderlich, einen Venturiabschnitt - vorzusehen, die Benutzung eines solchen Venturiabschnittes fördert jedoch eine gleichförmige Vermischung der Verbrennungsluft mit dem Katalysator und begünstigt weiter die Durchmischung von frischem und regeneriertem Katalysator. Der erschöpfte und der regenerierte Katalysator sind zu dem Zeitpunkt, zu welchem sie die Höhe des Luftverteilers --40-- erreichen, bereits ziemlich gut durchmischt, eine weitere Durchmischung und Berührung zwischen heissem und erschöpftem Katalysator ist jedoch immer noch wünschenswert.
Der meiste Koks ist bereits vom erschöpften Katalysator im dichten Bett --7-- abgebrannt, so dass ein im wesentlichen regenerierter Katalysator vorliegt, welcher den Verbrenner --1-- aus dem Bereich --8-- über den Auslass --11-- verlässt, der am Kopf des Verbrenners angeordnet ist. Der Auslass --11-- ist zugleich der Einlass in das Verdünntphasen-Steigrohr --3--. Der Katalysator im Steigrohr --3-- liegt in Form eines Verdünntphasenbettes --13-- vor.
Der regenerierte Katalysator wird aus dem Steigrohr --3-- über Austragseinrichtungen - entfernt, welche mit Trenneinrichtungen verbunden sind, in denen der Katalysator vom erschöpften Regenerierungsgas getrennt wird. Beispiele von Trenneinrichtungen, welche verwendet werden können, sind ein Trennraum, wie er beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt ist, oder ein Zyklonabscheider oder Kombinationen hievon. In der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform werden ein Trennraum --14-- und ein Zyklonabscheider --16- in Kombination verwendet, um den Katalysator vom Gas abzutrennen. Die Funktion der Kappe --15-- am oberen Ende des Steigrohres --3-- ist die, einen Pufferraum zu schaffen, damit der Katalysator das obere Ende der Leitung --3-- nicht erodiert.
Der Aufnahmeraum --2-- für den regenerierten Katalysator enthält einen Verdünntphasen-Trennraum --14-- und ein Dichtphasen-Katalysatorbett --17--. Der regenerierte Katalysator gelangt vom Auslass --12-- in das dichte Bett --17--, welches von der verdünnten Phase durch die Grenzfläche - getrennt ist. Erschöpftes Regenerationsgas tritt in den Zyklon --16-- über den Einlass - ein. Im wesentlichen katalysatorfreies Gas wird sodann vom Zyklon --16-- über den Auslass - abgezogen und durch die Leitung --22-- und den Auslass --23-- in den Beruhigungsraum - eingeführt und gegebenenfalls aus dem System über den Auslass --25-- abgezogen. Regenerierter Katalysator wird aus dem Zyklon --16-- über das Tauchrohr --20-- entfernt.
Der regenerierte Katalysator sammelt sich im dichten Bett --17--, welches den gesamten unteren Raum der Kammer - abdeckt. Ein Teil des heissen regenerierten Katalysators wird über die Leitung --6--, das
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Ventil --38-- und die Leitung --39-- abgezogen und, wie bereits besprochen, dem Steigrohrmischer - zugeführt. Ein weiterer Teil an heissem regeneriertem Katalysator wird über die Leitung - und über nicht dargestellte Ventile dem FCC-Reaktor zugeführt. Es ist möglich, Katalysator zur Rückführung zum Steigrohrmischer --4-- aus der Leitung --30-- abzuziehen oder aber es können nicht dargestellte getrennte Einrichtungen vorgesehen werden, um Katalysator für die Rückführung zum Reaktor und zum Steigrohrmischer zu gewinnen.
Die Fliessgeschwindigkeit des regenerierten Katalysators zum Steigrohrmischer und zum Reaktor wird in üblicher Weise durch Schieberventile gesteuert. Zur Steuerung des Katalysatorflusses können jedoch auch andere Einrichtungen verwendet werden, beispielsweise kann für die Rückführung von heissem regenerierten Katalysator zum Steigrohrmischer --4-- eine Anzahl von offener Leitungen in verschiedenen Höhen des dichten Bettes des regenerierten Katalysators vorgesehen werden.
Auf Grund des erhöhten Fluidsoges wird bei einem höheren Katalysatorniveau der Katalysatorfluss erhöht. Die meisten Raffineure ziehen es jedoch vor, die präzise Steuerung mit einem Schieberventil zu erreichen, was jedoch nicht unbedingt notwendig ist.
Die in Fig. 1 gezeigte Konstruktion ist eine ausgezeichnete Anlage zur Verwendung in Verbindung mit einer FCC-Anlage, bei welcher eine vollständige Verbrennung von CO zu COa gewünscht wird. Es ist jedoch nicht notwendig, mit einer vollständigen Nachverbrennung von CO zu arbeiten, und es können Situationen auftreten, bei denen eine Nachverbrennung vermieden werden muss, entweder auf Grund von Temperaturbegrenzungen, welche innerhalb der Regenerationszone auftreten können, oder auch deswegen, weil dem Raffineur ein CO-Kocher zur Verfügung steht, der verwendet werden muss.
Aber auch dann, wenn keine vollständige Verbrennung des CO erforderlich ist, ist es nach wie vor wünschenswert, den heissen regenerierten Katalysator mit dem einkommenden erschöpften Katalysator zu vermischen, auf welche Weise das erfindungsgemässe Verfahren eine gleichmässigere Regenerierung des Katalysators ergibt.
Die Wichtigkeit und die Grösse des Verdünntphasen-Transportsteigrohres --3-- verloren in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung. Es besteht ein Trend unter den Raffineuren, einen CO-Verbrennungspromotor zu verwenden. Wenn ein Verbrennungspromotor verwendet wird, erfolgt eine im wesentlichen vollständige Verbrennung des Kohlenmonoxyds innerhalb des Verbrenners - und dient die Steigrohrleitung --3-- vorwiegend zur Überführung des Katalysators vom Verbrenner in den Aufnahmeraum für den regenerierten Katalysator und für die Herbeiführung eines Wärmeaustausches zwischen dem Gas und dem Katalysator. Die Vorteile der Erfindung, das sind eine bessere Durchmischung des heissen regenerierten Katalysators mit relativ kühlerem erschöpftem Katalysator, sind unabhängig davon, ob ein CO-Promotor verwendet wird oder nicht, nützlich.
Wenn ein CO-Verbrennungspromotor verwendet wird, kann er entweder direkt in den Katalysator während dessen Herstellung einverleibt oder dem Regenerator in Form eines Feststoffes oder einer flüssigen Lösung zugegeben werden. Die jeweilige Art des verwendeten CO-Verbrennungspromotors ist nicht kritisch und bildet keinen Teil der Erfindung.
Die Fig. 2 ist eine vergrösserte Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem Steigrohrmischer --4-- und einem Venturiabschnitt --5--, der in den unteren Teil des Ver- brenners-l-führt. Der in den Zeichnungen angegebene Winkel e soll (abweichend von der konkreten Darstellung in der Fig. 2) etwa 45 betragen, um einen optimalen Venturieffekt zu erzielen.
Dieser Venturieffekt ist wünschenswert, jedoch nicht unbedingt notwendig.
Die Fig. 2 zeigt die Verbrennung mit einer Luftbox zum Zusatz der Primärluft zur Regenerierungszone. Bei dieser Ausführungsform umfasst der abgeschlossene Behälter -43- den unteren Teil des Venturiabschnittes --5--. Verbrennungsluft wird über die Leitung --41-- der Luftbox --43-zugesetzt. Die Perforationen --42- in den Seitenwänden des Venturiabschnittes --5-- ermöglichen den Zusatz der Verbrennungsluft zum gemischten Katalysator aus dem Steigrohr --4--. Einer der Vorteile dieser Konstruktion ist darin zu erblicken, dass keine Behinderung im Inneren des Steigrohrmischers --4-- vorliegt.
Es ist auch in diesem Fall von Vorteil, einen Venturiabschnitt zu bilden, in dem ein Winkel von annähernd 450 zwischen der Mittellinie des Steigrohres und der Trichterseite eingehalten wird, es ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, diese Massnahme zu treffen. Es würde auch genügen, eine Luftbox zu verwenden, um die Verbrennungsluft durch Perforationen in der Seitenwand des oberen Teiles des Steigrohrmischers --4-- zuzuführen.
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Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen sind lediglich illustrativ und in keiner Weise einschränkend.
In der Folge wird das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert, wobei zum besseren Verständnis einige Ausdrücke kurz definiert werden.
Beim FCC-Verfahren wird eine Kohlenwasserstoffbeschickung mit einem Crackkatalysator in einer Kohlenwasserstoff-Reaktionszone in Berührung gebracht, um Produkt, erschöpften Katalysator und Koks zu erzeugen. Koks wird am erschöpften Katalysator in einer Regenerationszone oxydiert,
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zogenen Katalysator, dessen Aktivität durch Koksablagerungen reduziert wurde. Ein erschöpfter Katalysator kann 0, 1 bis 5 Gew.-% Kohlenstoff enthalten, in typischen FCC-Verfahren enthält jedoch ein erschöpfter Katalysator 0, 5 bis 1, 5 Gew.-% Kohlenstoff. Der regenerierte Katalysator ist der, von welchem der grösste Teil des Koks durch Oxydation in einer Regenerierungszone entfernt worden war.
Ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren regenerierter FCC-Katalysator enthält in typischer Weise etwa 0, 01 bis 0, 2 Gew.-% Kohlenstoff, gewöhnlich etwa 0, 01 bis 0, 1 Gew.-% Kohlenstoff. Koks ist ein Gemisch aus Kohlenstoff und Wasserstoff, welches sich auf dem Katalysator während seiner Verwendung an Stellen der Kohlenwasserstoffumwandlungsreaktionen niederschlägt. Der meiste Koks besteht aus Kohlenstoff, jedoch kann Koks 5 bis 15 Gew.-% Wasserstoff enthalten. Der Koksgehalt des erschöpften Katalysators ist fast, jedoch nicht genau, gleich dem Kohlenstoffgehalt eines erschöpften Katalysators.
Als Regenerationsgas wird jedes Gas bezeichnet, welches mit dem Katalysator in der Regenerationszone in Berührung kommt. Frisches Regenerationsgas ist beispielsweise Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft oder sauerstoffarme Luft. Der Koks kann oxydiert werden, um ein erschöpftes oder teilweise erschöpftes Regenerationsgas zu bilden. Das Regenerationsgas ist "teilweise erschöpft", wenn es eine reduzierte Konzentration von freiem Sauerstoff im Vergleich zu frischem Regenerationsgas enthält. Die CO-Konzentration in einem teilweise erschöpften Regenerationsgas kann in einem Bereich von 0, 1 bis 15 Mol-%, in typischer Weise in einem Bereich von 5 bis 14 Mol-% liegen. Erschöpftes Regenerationsgas hat einen reduzierten CO-Gehalt im Vergleich zu teilweise erschöpftem Regenerationsgas.
Vorzugsweise enthält erschöpftes Regenerationsgas weniger als 1000 ppm CO, typischerweise weniger als 500 ppm CO. Der Ausdruck "im wesentlichen vollkommene Verbrennung von CO" bedeutet, dass die CO-Konzentration in einem erschöpften Regenerationsgas auf weniger als 1000 ppm, vorzugsweise auf weniger als 500 ppm reduziert wurde.
Eine kurze Betrachtung des Schemas und der Arbeitsweise einer tpyischen bekannten Regenerierungsmethode erleichtert das Verständnis der Arbeitsweise und der Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens. Bei bekannten Verfahren, insbesondere bei dem in der DE-OS 2526839 beschriebenen Verfahren, ist eine Anlage geoffenbart, welche aus einem Verbrenner oder einem ersten dichten Bett, aus einem Verdünntphasen-Transportsteigrohr und aus einem zweiten dichten Bett zur Aufnahme des regenerierten Katalysators besteht. Es wird dort auch eine Kreislaufführung von heissem regeneriertem Katalysator zum Verbrenner und zum Mischen von heissem regeneriertem Katalysator mit ankommendem erschöpftem Katalysator in einem vertikalen Steigrohr vor dem Verbrenner vorgesehen.
Dieses Steigrohr führt zwar zu einer geringen Durchmischung, die Durchmischung ist jedoch bei weitem nicht derart wirksam wie beim erfindungsgemässen Verfahren. Der Grund ist der, dass in der genannten DE-OS Verdünntphasenbedingungen in der ganzen Steigzone aufrechterhalten werden. Erfindungsgemäss wird ein turbulentes Dichtphasenbett aufrechterhalten, welches die Durchmischung begünstigt. Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemässen Verfahrens im Vergleich zu dem des Vorhaltes ist die Einschaltung eines Venturiabschnittes an der Basis des Verbrenners, um eine innigere Durchmischung von Katalysator und Luft zu erzielen.
Im erfindungsgemässe System werden die Katalysator-Katalysatorvermischung und die nachfolgende Luft-Katalysatorvermischung durch Aufteilung der Luft in zwei Stellen erreicht. Im Steigrohrmischerabschnitt --4-- wird ein Dichtphasenbetrieb aufrechterhalten, indem die Luftgeschwindigkeit derart begrenzt wird, dass die Oberflächengeschwindigkeit nicht ausreicht, den Katalysator
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viel Katalysator vorhanden ist, d. h., wenn das Gewichtsverhältnis vom Katalysator je Luft Volumen hoch genug ist, ist es möglich, mit Oberflächengeschwindigkeiten von mehr als 0, 3 m/s zu arbeiten, wobei trotzdem ein dichtes turbulentes fluidisiertes Bett aufrechterhalten wird.
Die Katalysatordichte liegt in typischerweise bei etwa 400 bis 480 kg/m3. Etwa 8 bis 40 kg Katalysator werden durch den Steigrohrmischer je m3 eintretendem Gas angehoben. Diese Fluidisierungsbedingungen sind nicht neu, sondern entsprechen den allgemein definierten Grenzen eines FCC-Betriebes, d. h. von konventionellen FCC-Regeneratoren, die mit einem einzigen dichten Katalysatorbett arbeiten. Es ist bisher nicht vorgeschlagen worden, den erfiridungsgemässen Steigrohrmischer als Einrichtung zum Mischen von erschöpftem und regeneriertem Katalysator vor einem Regenerator zu verwenden.
Der erschöpfte und der regenerierte Katalysator werden in diesem Dichtphasen-Steigrohr vermischt. Die Rückmischung, welche in einem dichten turbulenten Bett erfolgt, bewirkt eine gute Durchmischung der beiden Katalysatoren. Am vorteilhaftesten ist es, den Durchmesser dieses Verfahrensabschnitts auf einem Minimum zu halten. Die Minimisierung des Durchmessers minimisiert den Abstand, welcher von den beiden Katalysatorströmen durchquert werden muss, um eine gute Durchmischung zu erzielen. Der Durchmesser des Verbrenners beträgt gewöhnlich das doppelte der Breite des Durchmessers des Steigrohrmischers.
Nachdem die Katalysatoren miteinander vermischt sind, treten sie vorzugsweise in eine zweite Mischstufe ein. In dieser Stufe wird die restliche Luft an der Basis der Übergangszone oder vorzugsweise auf der ganzen Übergangszone eingeblasen. Die Obergangszone ist kegelstumpfförmig, d. h. sie hat die Form eines Kegelstumpfes oder einer ähnlichen Geometrie, welche es dem Katalysator und dem Luftstrom gestattet, sich allmählich vom Durchmesser des Steigrohrmischers zum Durchmesser des Verbrenners auszubreiten, wenn sie vom Steigrohrmischer in den Verbrenner eintreten. Diese allmähliche Ausbreitung führt zu einer kontinuierlichen und gleichmässigen Verteilung von Luft und Katalysator, welche für eine gute Regenerierung erforderlich ist.
Wenn der Winkel zwischen der Mittellinie des Steigrohres und der Seite des Venturiabschnittes bei 20 bis 90. gehalten wird, so kann man einen bedeutenden Venturieffekt erzielen, welcher die Durchmischung des erschöpften und des regenerierten Katalysators sowie die des Katalysators mit der Luft weiter verbessert. Wenn ein Winkel von 90. angewendet wird, so soll die Luft durch den horizontalen Teil des dem Mischer vom Verbrenner trennenden Luftverteilers zugeführt werden.
Ein ausgezeichneter Weg, die Verbrennungsluft dem Venturimischabschnitt zuzusetzen, besteht darin, einen"Luftkorb"oder eine"Luftbox"um den oberen Abschnitt des Dichtphasen-Steigrohrmischers und um den ganzen den Steigrohrmischer mit dem Verbrenner verbindenden Übergangsabschnitt vorzusehen.
Ausgestanzte Löcher oder Siebe oder andere äquivalente Einrichtungen, die um den obersten Teil des Steigrohrmischerabschnittes in der Basis des Übergangsabschnittes angeordnet sind, erlauben einen einfachen und leichten Zusatz der Verbrennungsluft zum Katalysatorgemisch aus dem Steigrohrmischer. Einer der Vorteile dieses Verfahrens des Zusatzes der Verbrennungsluft ist neben seiner Billigkeit und einfachen Konstruktion der, dass das Katalysatorgemisch beim Verlassen des Steigrohrmischers nicht behindert wird, was hingegen bis zu einem gewissen Ausmass der Fall sein würde, wenn Luftverteiler oder Luftauslässe im Weg des Katalysatorstroms aus dem Steigrohrmischer angeordnet sein würden.
Die Betriebsbedingungen im Verbrenner, im Verdünntphasen-Übergangssteigrohr und im regenerierten dichten Katalysatorbett sind alle konventionell. Die Verbrennertemperatur liegt in typischerweise bei 640 bis 760 C bei einer Oberflächengeschwindigkeit des Regenerationsgases von etwa 0, 9 bis 3 m/s und einem Druck von bis zu 4, 5 bar. Die Verweilzeit im Verbrenner beträgt gewöhnlich weniger als 2 min. Der grösste Teil des Kokses wird im Verbrenner oxydiert.
Es wurde angenommen, dass im Verdünntphasentransportsteigrohr der grösste Teil des zugegenen CO im teilweise erschöpftem Regenerationsgas zu COa verbrannt wurde. Es wird nun aber angenommen, dass der grösste Teil der CO-Verbrennung im Verbrenner stattfindet, insbesondere wenn ein CO-Verbrennungspromotor verwendet wird. Die Menge an CO, die zu COa im Transportsteigrohr oxydiert werden muss, wird weiter reduziert, wenn im Verbrennereinlasssystem für eine einheitliche Katalysatortemperatur und eine einheitliche Luftzuführung gesorgt wird. Bei einem weniger wirksamen Verteilungssystem in Verbrennern mit grossem Durchmesser kann eine Seite der Zone einen höhe-
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ren Prozentsatz an regeneriertem Katalysator enthalten.
Diese Seite dieser Zone enthält daher weni- ger Koks, jedoch weist sie eine höhere Temperatur als die andere Seite des Verbrenners auf. Als Ergebnis hievon wird an einer Seite des Verbrenners ein Regenerationsgas erzeugt, welches im wesentlichen vollständig oxydiert ist, d. h., dass das CO im wesentlichen vollständig zu CO oxy- diert wurde, so dass dieses Regenerationsgas überschüssigen Sauerstoff enthält. An der andern Seite fällt ein Regenerationsgas an, welches sauerstoffarm ist und nicht oxydiertes CO enthält.
Das Transportsteigrohr sorgt für eine Durchmischung des Regenerationsgases aus verschiedenen Teilen des Verbrenners und gestattet eine Verbrennung eines jeden restlichen CO, welches aus der schlechten Durchmischung von erschöpftem und regeneriertem Katalysator oder aus der schlechten Mischung von Katalysator und Luft am Einlass des Verbrenners resultiert. Auf diese Weise verliert bei einem wirksameren Mischsystem oder bei der Verwendung von CO-Verbrennungspromotoren oder bei Kombinationen dieser beiden Massnahmen die Wichtigkeit und die Grösse des Verdünntphasentransportsteigrohres an Bedeutung. Die Temperatur in dieser Zone liegt bei etwa 675 bis 790 C, der Druck wenig über dem im Verbrenner. Die Gasoberflächengeschwindigkeiten liegen vorzugsweise bei 3 bis 7, 6 m/s.
Der im zweiten dichten Bett gesammelte regenerierte Katalysator hat bei einem typischen FCC-Betrieb eine Temperatur von ungefähr 675 bis 760 C. Katalysatortemperaturen von 730 C und höher werden gewöhnlich auf Grund des Deaktivierungseffektes höherer Temperaturen auf den Katalysator vermieden. Der Druck im zweiten dichten Bett, in welchem der regenerierte Katalysator zur Rückführung zum Reaktor und zum Verbrenner gesammelt wird, liegt etwas unter dem im Verbrenner, u. zw. auf Grund des Druckabfalles, welcher mit dem Durchschleudern des Katalysators und des Gases durch das System einhergeht.
Gewöhnlich wird der Katalysator während der Zeit, in welchem er sich im zweiten dichten Bett befindet, vollkommen regeneriert, obgleich es auch möglich ist, ein zusätzliches Oxydationsmedium gegebenenfalls diesem Bett zuzusetzen oder auch eine brennbare Substanz hinzuzufügen, wie beispielsweise Torbanit, um den Katalysator weiter aufzuheizen. Solche Zusätze sind normalerweise nicht notwendig oder wünschenswert. Es ist auch möglich, den regenerierten Katalysator mit in den Zeichnungen nicht dargestellten Einrichtungen einer Dampfbehandlung zu unterwerfen. Viele FCC-Katalysatoren werden jedoch durch eine solche Dampfbehandlung deaktiviert, weshalb eine solche Behandlung normalerweise nicht durchgeführt wird.
Das Verhältnis von nicht rückgeführtem frischen regenerierten Katalysator zum erschöpften Katalysator in der Steigrohrmischzone ist eine wichtige Variante des erfindungsgemässen Verfahrens.
Wenn nur eine geringe Menge an heissem regeneriertem Katalysator rückgeführt wird, so findet keine ausreichende Wärmeübertragung zum erschöpftem Katalysator statt. Demnach sollten wenigstens 25% des Materials in der Steigrohrmischzone rückgeführten frisch regenerierten Katalysator darstellen. Gewöhnlich ist es nicht vorteilhaft, mit sehr grossen Rücklaufmengen zu arbeiten, da solche grosse Rücklaufmengen bestrebt sind, den eigentlichen Katalysatorfluss durch das System zu stören und es erforderlich machen, die Kessel viel grösser als notwendig auszulegen. Aus diesem Grunde soll die Menge an heissem regeneriertem Katalysator im Steigrohrmischer --44- normalerweise 80% der Katalysatormasse in dieser Zone nicht übersteigen. Für die meisten Betriebsbedingungen ergibt ein Verhältnis von 1 : 1 von frischem zu regeneriertem Katalysator gute Ergebnisse.
Die beste Methode für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird in der Folge, ausgedrückt in Form der Dimensionen der Regenerierungsvorrichtung, dargelegt :
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EMI9.1
<tb>
<tb> Durchmesser, <SEP> Annähernde <SEP> (annähernde) <SEP> Gasoberflächenm <SEP> Länge, <SEP> m <SEP> geschwindigkeit, <SEP> m/s
<tb> Aufnahmekammer <SEP> für
<tb> regenerierten
<tb> Katalysator <SEP> 9, <SEP> 4 <SEP> 13, <SEP> 7 <SEP> 0, <SEP> 76 <SEP>
<tb> Verbrenner <SEP> 6, <SEP> 0 <SEP> 6, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 8
<tb> Steigrohrmischer <SEP> 1,5 <SEP> 6,0 <SEP> 0,73
<tb>
Die obige Anordnung resultiert darin, dass etwa 3% der Verbrennungsluft zum Steigrohrmischer und 97% zur Übergangszone zwischen dem Steigrohrmischer und dem Verbrenner gelangen.
In der Folge werden die Unterschiede zwischen dem erfindungsgemässen Verfahren und einem konventionellen Verfahren, wie beispielsweise dem in der DE-OS beschriebenen Verfahren mit Ver- dünntphasensteigrohrmischer vor dem Verbrenner, erläutert :
1. Die Dichte im erfindungsgemässen Steigrohrmischer von 160 bis 640 kg/m3 ist viel grösser als in einem Verdünntphasensteigrohr ;
2. Die Wärmeübertragung von Teilchen zu Teilchen, welche bekanntlich in einem dichten Bett rascher vor sich geht als in einer verdünnten Phase, ist besser, weshalb sich ein im wesentlichen isothermales Bett im erfindungsgemässen Steigrohrmischer sehr rasch aufbaut, wogegen ein Verdünntphasensteigrohrmischer einen viel ausgeprägteren Temperaturgradienten aufweist ;
3.
Ein Verdünntphasensteigrohrmischer ist bei der Verteilung von erschöpften Katalysatorteil- chen durch den Verbrennungskessel weniger wirksam. Es ist deshalb möglich, dass lokalisierte
Konzentrationen von Kohlenstoff auftreten, wo daher mehr Kohlenstoff zugegen ist als 0 : ! für dessen Verbrennung zur Verfügung steht.
Die Wirksamkeit der Mischung der Feststoffe ist in einer dichten Phase viel grösser als in einer verdünnten Phase, so dass das erfindungsgemässe System gewährleistet, dass die erschöpften Katalysatorteilchen gleichförmig im ganzen Verbrenner verteilt werden und somit eine gute Berührung zwischen Kohlenstoff und Oa und somit eine wirksamere Ver- brennung gewährleistet sind ;
4. Auf Grund der wirksameren Wärmeübertragung und vor allem auf Grund der wirksameren
Vermischung von erschöpftem und regeneriertem Katalysator im erfindungsgemässen Steigrohr- mischer ergibt sich offenbar eine Verminderung der erforderlichen Verweilzeit im Verbren- ner.
Dies kann in vorteilhafter Weise dazu ausgenutzt werden, die Kessel kleiner zu hal- ten, was wieder zu einer bedeutenden Einsparung an Kapitalkosten für das System führt und, was noch wichtiger ist, eine Herabsetzung der Katalysatormasse in der Regenerie- rungseinheit ermöglicht. Eine Verringerung um 10% der Verbrennungsgrösse hätte eine
Herabsetzung der Gesamtkatalysatormasse in einer Einheit um etwa 5% zur Folge, was bedeutet, dass die Einheit mit 5% weniger täglichem Zusatz an neuen Katalysator arbeiten könnte. Alternativ könnte ein Raffineur die durch Anwendung des erfindungsgemässen Ver- fahrens dargebotene Verweilzeitgrenze dazu ausnutzen, den Betrieb in einer CO-Verbrennung ohne die Verwendung eines CO-Verbrennungspromotors durchzuführen.
Ein anderer Weg, zu dem die herabgesetzte Verweilzeit ausgenutzt werden könnte, ist die Erhöhung der Kapa- zität einer existierenden Anlage ohne Anordnung eines grösseren Verbrenners. Demnach kann als Teil einer Erweiterung in der Kapazität einer Anlage der erfindungsgemässe
Steigrohrmischer unterhalb einem existierenden Regenerator angeordnet werden, um zu einer erhöhten Aufarbeitungskapazität von erschöpftem Katalysator durch den Regenerator bei gleichzeitiger Erhöhung der Aufarbeitungskapazität in dem FCC-Reaktor zu gelangen.
Obgleich die Aufrechterhaltung eines turbulenten Dichtphasenbettes im Steigrohrmischer zu einer ausgezeichneten Berührung zwischen heissem regeneriertem Katalysator mit erschöpftem Katalysator führt, kann es manchmal wünschenswert sein, zusätzlich Mischeinrichtungen im Dichtphasensteigrohrmischer vorzusehen. Die Aufspaltung eines jeden Katalysatorstroms beispielsweise in zwei
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Ströme würde den Zusatz von erschöpftem und heissem regeneriertem Katalysator an vier gleichmässig voneinander entfernten radialen Stellen im Steigrohrmischer ermöglichen. Gemäss einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung tritt der Katalysator tangential in den Steigrohrmischer ein, so dass dem Material im Steigrohrmischer eine Wirbelbewegung mitgeteilt wird.
Weiters kann es wünschenswert sein, in diesem Kessel statische Mischvorrichtungen vorzusehen, welche bewirken, dass der Katalysator in der Nähe der Kante eines jeden Steigrohrmischers in die Mitte des Steigrohr- mischers getränkt wird. Grosse Sorgfalt sollte auch bei der Wahl des für einen solchen Mischer verwendeten Konstruktionsmaterials auf Grund der bei einem solchen Betrieb auftretenden extrem starken Abriebsbeanspruchungen gelegt werden.
Weiters ist es als im Rahmen der Erfindung liegend zu betrachten, das Verfahren unter Ver- wendung eines CO-Verbrennungspromotors durchzuführen. Dieser Promotor kann in Form eines
CO-verbrennenden mit Promotor versehenen Katalysators vorliegen, wobei der Promotor in den Kataly- sator einverleibt ist, oder aber der Promotor wird in Form eines festen oder flüssigen Zusatzes zur Beschickung des Verfahrens oder direkt zur Regenerierungszone eingesetzt. Wenn diese Zusätze verwendet werden, so ist ihre Wirkung kumulativ mit den vorteilhaften Wirkungen des Steigrohr- mischers und der Übergangsmischabschnittszone gemäss der Erfindung.
Obgleich die Erfindung besonders wirksam bei der Regenerierung von FCC-Crackkatalysatoren angewendet werden kann, kann sie auch zur Regenerierung von Katalysatoren aus irgend einem andern Verfahren, entweder in fluidisierter Form oder nicht, verwendet werden. Das erfindungs- gemässe Verfahren kannmit grossem Vorteil bei der Regenerierung eines Katalysators, der bei der
Umwandlung schwerer Rückstandsbeschickungen verwendet wird, angewendet werden, wobei es bei diesen Verfahren auf Grund der grossen Mengen an Kohlenstoffabscheidungen, welche bei der Auf- arbeitung dieser schweren Beschickungen auftreten, von besonderem Vorteil ist.
Weiters kann die
Erfindung zur Regenerierung von Katalysatoren verwendet werden, die bei konventionellen Fest- bettverfahren eingesetzt werden, d. h. beispielsweise bei Reformierverfahren, die Edelmetallkataly- satoren auf einem festen teilchenförmigen Tonerdeträger verwenden.
Durch die Erfindung kann auch der Betrieb von FCC-Regeneratoren von mehr konventioneller
Konstruktion, d. h. von solchen, welche ein grosses dichtes Bett aufweisen, in welchem die Regene- ration des Katalysators stattfindet, eingesetzt werden. Bei solchen Regeneratoren wirkt offenbar das einzige dichte Katalysatorbett als kontinuierlich gerührter Tankreaktor. Wenn der Reaktor einwandfrei betrieben wird, so sind die Temperaturen und die Zusammensetzung innerhalb des Bet- tes einheitlich. Wie der FCC-Techniker jedoch weiss, ist das in einer technischen Anlage selten der Fall, da in dieser. gewöhnlich eine schlechte Verteilung von Katalysator und/oder Luft auf- tritt. Diese schlechte Verteilung zeigt sich an der Farbe von Katalysatorproben, die konventionellen
Anlagen, die ohne CO-Verbrennung arbeiten, entnommen wurden.
Der regenerierte Katalysator hatte das Aussehen eines Gemisches von Speisesalz und schwarzem Pfeffer. Der leicht gefärbte Katalysa- tor war ziemlich lange Zeit im Regenerator und hatte einen sehr niedrigen Koksgehalt. Der dunkel gefärbte Katalysator hingegen war im wesentlichen der Regenierung entgangen und hatte daher einen relativ hohen Kohlenstoffgehalt. Die Zirkulation von regeneriertem Katalysator und erschöpftem Katalysator durch einen Steigrohrmischer, wie er erfindungsgemäss vorgesehen ist, führt zu einer weitgehenden Verbesserung der Verteilung des erschöpften Katalysators in der ganzen Reaktionszone und zu einer Verbesserung der Wirksamkeit des Betriebes.
Demnach wird durch die erfindungsgemäss erzielbare bessere Durchmischung der Betrieb dieser konventionellen Anlagen ebenfalls verbessert, da die Probleme der schlechten Katalysatorverteilung innerhalb der Regenerationszone auf ein Minimum reduziert werden. Wenn der erfindungsgemässe Steigrohrmischer unterhalb eines zum Stand der Technik gehörenden Regenerators, der nur ein einziges dichtes Katalysatorbett enthält, installiert wird, so ist es nicht notwendig, ein Verdünntphasensteigrohr zu installieren.
Weiters ist es möglich, in einer CO-Verbrennung mit zwei relativ dichten Katalysatorbetten zu arbeiten, die durch ein Verdünntphasentransportrohr miteinander verbunden sind, welches nicht vertikal ist, sondern den Katalysator und das Gas seitlich führt.
Obige Ausführungen zeigen, dass es durch die Erfindung möglich ist, die Kapitalkosten neuer Anlagen auf ein Minimum herabzusetzen und die Menge an erforderlichem Katalysator weitestgehend zu reduzieren, u. zw. sowohl bei der anfänglichen Katalysatoreinbringung als auch bei der tägli-
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chen Ergänzung. Die Erfindung kann mit Vorteil dazu verwendet werden, bestehende Anlagen durch Verbesserung des Regenerierungsprozesses zu erneuern und die Prozesskapazität des Regenerators zu erhöhen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Regenerierung von für die Kohlenwasserstoffumwandlung eingesetzten Katalysatorteilchen, wobei der Katalysator, der durch auf ihm abgeschiedenen Koks deaktiviert wurde, von einer Kohlenwasserstoffumwandlungszone abgezogen und durch Abbrennen des Kokses bei erhöhter Temperatur in einem Koksverbrenner regeneriert wird, welcher Koksverbrenner als relativ dichtphasiges fluidisiertes Bett arbeitet und worin der Koks mit sauerstoffhaltigem Regenerationsgas abgebrannt wird, um regenerierten Katalysator zu erhalten, von dem ein Teil in die Kohlenwasserstoffumwandlungszone und ein anderer Teil in den Koksverbrenner rückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
dass der deaktivierte Katalysator mit regeneriertem Katalysator in einer vertikalen Steigrohrmischzone an einer zwischen der Eintrittsstelle eines ersten Teiles des genannten sauerstoffhaltigen Regenerationsgases an der Basis der Steigrohrmischzone und einer Eintrittsstelle des zweiten Teiles des genannten sauerstoffhaltigen Regenerationsgases, welches dem unteren Teil des - einen grösseren Querschnitt als die Steigrohrmischzone aufweisenden und mit ihr durch eine Übergangszone verbundenen-Verbrenners zugeführt wird, gelegenen Stelle vereinigt wird.