Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum katalytischen Kracken von Gasölen in Gegenwart eines zeolithhaltigen Katalysators in einer aus einem Reaktor, einem Regenerator und einer Anzahl länglicher, beim Reaktor endenden Reaktionszonen bestehenden Wirbelbett-Krackanlage, wobei Mischungen des Gasöls mit dem Katalysator unter Bedingungen für katalytisches Kracken durch die länglichen Reaktionszonen hindurch dem Reaktor zugeleitet werden.
Bei Krackverfahren mit Wirbelbett-Katalysatoren werden Kohlenwasserstoffe unter geeigneten Bedingungen umgewandelt, so dass beträchtliche Anteile der Ausgangskohlenwasserstoffe in erwünschte Produkte, wie Benzin, verflüssigbares Treibgas, Ausgangsmaterialien für Alkylierungen und für das Verschneiden von Mitteldestillaten überführt werden unter gleichzeitiger Entstehung weniger erwünschter Stoffe, wie Gas und Koks. Sobald sich wesentliche Mengen an Koks abscheiden, bewirkt eine Verringerung der Aktivität des Katalysators und besonders seiner Selektivität eine Behinderung der Kohlenwasserstoffumwandlung, einen Rückgang der Benzinbildung und gleichzeitig eine zunehmende Entstehung der weniger erwünschten Produkte.
Um eine Desaktivierung des Katalysators infolge Koksabscheidungen auszugleichen, wird der Katalysator üblicherweise aus der Reaktionszone entfernt und einer Stripper-Zone zugeführt, wo er zunächst mittels eines Stripp-Mediums, wie Dampf, von eingedrungenen und adsorbierten Kohlenwasserstoffen befreit wird. Der Dampf und die Kohlenwasserstoffe werden abgezogen und der von letzteren befreite Katalysator wird in eine Regenerierzone gebracht, wo er mit sauerstoffhaltigem Gas zusammengebracht wird, um wenigstens einen Teil des Kokses zu verbrennen und somit den Katalysator zu regenerieren. Danach wird der regenerierte Katalysator in die Reaktionszone zurückgeführt und dort mit weiteren Kohlenwasserstoffen in Kontakt gebracht.
In neuerer Zeit sind die katalytischen Krackverfahren wesentlich verbessert worden. Die Einführung von zeolithhaltigen Krackkatalysatoren hat bei bestehenden Krackanlagen zu vergrössertem Durchsatz und verbesserter Produktqualität geführt. Zusätzlich sind auch verbesserte Vorrichtungen für das katalytische Kracken speziell für die Verwendung dieser verbesserten Katalysatoren entwickelt worden, wodurch der Gesamtprozess in seiner Leistung verbessert worden ist.
Zum Beispiel sind die USA-Patente 3 433 733 und 3 448 037 auf das Kracken von Erdölkohlenwasserstoffen mittels Wirbelbettkatalysatoren unter Verwendung von zeolithhaltigen Krackkatalysatoren gerichtet und offenbaren Arbeitsparameter und Techniken, die speziell auf diese neuen Katalysatoren zugeschnitten sind und beschreiben gleichzeitig Krackanlagen für das Kracken mit Wirbelbettkatalysatoren, die Gebrauch von den erwünschten typischen Vorteilen der zeolithhaltigen Katalysatoren machen.
Speziell steckt in dem Apparat die Idee des Steiger-Krackens , bei dem Gasöl-Ausgangsmaterial und Kreislaufmaterial getrennt in getrennten, als Steiger ausgebildeten, länglichen Reaktionszonen gekrackt werden oder die Steiger in sich verjüngenden Reaktionskammern enden, die eine dichte und eine verdünnte Phase des Katalysators enthalten und in denen ein weiteres Kracken in der fluidisierten dichten Phase stattfindet. Mittels des Steiger-Krackens ist es möglich, die Arbeitsbedingungen so auszuwählen, dass sie dem jeweiligen Ausgangsmaterial angepasst sind, nämlich dem Gasöl oder dem Kreislaufmaterial, das in jeden Steiger eingeführt wird.
Die Krackvorrichtung enthält zusätzlich einen Stripper-Abschnitt unterhalb des fluidisierten dichten Bettes, in dem eingedrungene adsorbierte Kohlenwasserstoffe mittels Dampf vom Katalysator entfernt werden, bevor der Katalysator in den Regenerierkessel weitergeführt wird. Wie bei konventionellen Einrichtungen für das Arbeiten mit einem Wirbelbettkatalysator wird der Katalysator im Regenerierkessel mit sauerstoffhaltigem Gas in Berührung gebracht, um zumin dest einen Teil des niedergeschlagenen Kokses zu verbrennen.
Der regenerierte Katalysator wird dann am unteren Ende der länglichen Reaktionszone oder des Steigers und zwar dort, wo das Ausgangsmaterial eingeführt wird, zurückgeführt. Durch die Verwendung von mehreren Steigern ist es möglich, den individuellen Steiger unter Bedingungen zu betreiben, die eine maximale Entstehung der gewünschten Produkte bei gleichzeitiger minimaler Entstehung von unerwünschten Produkten sowie maximalen Ausbeuten gewährleisten. Üblicherweise werden die hitzebeständigeren Ausgangsmaterialien, wie etwa die Kreislaufgasöle, durch den Steiger, der bei höheren Temperaturen arbeitet, als derjenige Steiger, der das frische Gasöl verarbeitet, geleitet. Der Gesamteffekt soll natürlich darin bestehen, eine optimale Ausnutzung sowohl der Krackanlage für das Arbeiten mit einem Wirbelbettkatalysator als auch mit zeolithischem Krackkatalysator zu erzielen.
Obgleich zum Stand der Technik Vorrichtungen und Verfahren gehören, die die einzigartigen Eigenschaften der zeolithhaltigen Krackkatalysatoren ausnutzen, sind dennoch Verbesserungen des Verfahrens durchaus erwünscht, die die Ausnutzung der Anlage wie auch die Qualität und/oder die Quantität der Produkte steigern.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, das eingangs genannte Verfahren so zu verbessern, dass man höhere Naphtha-Aus beuten mit höheren Oktanzahlen erzielt. Dies erreicht man erfindungsgemäss dadurch, dass durch mindestens eine längliche Reaktionszone ein Gasöl mit einem Siedebereich von 315-5700C und durch mindestens eine andere längliche Reak tionszone ein Gasöl mit einem Siedebereich von 220400ob geleitet wird, und dass die aus gasförmigem Reaktionsgemisch und Katalysator bestehenden, aus den länglichen Reaktionszo nen austretenden Ströme in wenigstens eine der im Reaktor befindlichen Katalysatorschichten geleitet werden, wobei vom höher siedenden Gasöl insgesamt bis zu 30 Vol.-% weniger als vom niedriger siedenden Gasöl umgewandelt werden.
In der einfachsten Ausführungsform dieses Verfahrens wird in einer Wirbelbett-Krackanlage mit zwei länglichen Reak tionszonen gekrackt, wobei die Arbeitsbedingungen folgende sind: In beiden länglichen Reaktionszonen herrscht eine Tem peratur von 425-6250C, die Umwandlung beträgt 30-80 Vol. %, die Raumgeschwindigkeit in der ersten länglichen Reak tionszone für das Gasöl höheren Siedebereiches beträgt 50
200 Gewichtsteile Gasöl pro Stunde pro Gewichtsteil Kataly sator, und die Raumgeschwindigkeit in der zweiten länglichen
Reaktionszone für Gasöl niedrigeren Siedebereiches beträgt
10-100 Gewichtsteile Gasöl pro Stunde pro Gewichtsteil
Katalysator.
Das Kracken der verschiedenen Gasöle sowohl in den läng lichen Reaktionszonen als auch in der fluidisierten Katalysa torschicht im Reaktor kann variiert werden, so dass viele
Ausführungsformen des Verfahrens möglich sind. Eine Anzahl dieser Varianten wird kurz für den Fall beschrieben, dass in einer Wirbelbett-Krackanlage mit zwei je als Steiger ausgebil deten länglichen Reaktionszonen gekrackt wird.
In einer Ausführungsform findet das Kracken des leichten und des schweren Gasöls lediglich in den Steigern statt, indem die Ströme von beiden Steigern in eine verdünnte Katalysator schicht im Reaktor eingeleitet wird. Der Reaktor dient in diesem Fall nur als Trennkammer, in der praktisch kein Krak ken ken stattfindet.
In einer anderen Ausführungsform wird das leichte Gasöl sowohl im Steiger als auch im Reaktor gekrackt, während das
Kracken des schweren Gasöls auf den betreffenden Steiger beschränkt wird. Der Strom aus dem Steiger für das schwere
Gasöl wird in eine verdünnte Katalysatorschicht im Reaktor eingeleitet. Der Strom aus dem Steiger für das leichte Gasöl wird in eine dichte Katalysatorschicht im Reaktor unter Bedin gungen für katalytisches Kracken eingeleitet, wodurch eine zusätzliche Umwandlung von 5-30 Vol.- % erzielt wird, wobei die Gesamtumwandlung des leichten Gasöls pro Durchlauf 80 Vol. - % nicht überschreitet. Durch Einregulieren der Arbeitsbedingungen kann die Umwandlung in dem Steiger für das leichte Gasöl niedriger, gleich oder höher als in dem Steiger für das schwere Gasöl gehalten werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird das leichte Gasöl nur dem Kracken im Steiger unterworfen, während das schwere Gasöl sowohl im Steiger als auch im Reaktor gekrackt wird. Der Strom aus dem Steiger für leichtes Gasöl wird direkt in eine verdünnte Katalysatorschicht im Reaktor eingeleitet, während der Strom aus dem Steiger für das schwere Gasöl durch eine dichte Katalysatorschicht im Reaktor unter Bedingungen für katalytisches Kracken geleitet wird, wodurch eine zusätzliche Umwandlung von 5-30 Vol.-% erfolgt. Die Umwandlung des schweren Gas öls pro Durchgang geht nicht über 80 Vol.-% hinaus.
In einer weiteren Ausführungsform werden sowohl das leichte als auch das schwere Gasöl sowohl dem Steiger-Krakken als auch dem Kracken im Reaktor unterworfen, indem die Ströme aus beiden Steigern unter Bedingungen für katalytisches Kracken durch eine dichte Katalysatorschicht im Reaktor hindurchgeleitet werden und somit eine zusätzliche Umwandlung von 5-30 Vol.-% bewirkt wird. In dieser Ausführungsform ist die Gesamtumwandlung des gesamten Öls, das durch die katalytische Krackanlage hindurchströmt, nicht grösser als 80 Vol.-%.
Als frische Einsatzöle für das erfindungsgemässe Verfahren eignen sich Ölfraktionen mit einem Siedebereich von 220 5700C. Dazu zählen schwere Gasöle aus der Normaldruck Destillation, leichte und schwere Gasöle aus der Vakuumdestillation, Gasöle mit gebrochener Viskosität, entasphaltierte Gasöle, von Kohlenstoff befreite Gasöle, wasserstoffbehan=- delte Gasöle und einer Lösungsmittelextraktion unterworfene Gasöle. Alle diese Einsatzöle sind Erdölprodukte, die bisher nicht mit Hilfe von Wirbelbettkatalysatoren gekrackt wurden.
Als das leichtere Gasöl wird ein Gasöl mit dem Siedebereich von 220-4000C benutzt, während das schwerere Gasöl einen Siedebereich von 315-5700C hat. Die beiden Ausgangsgasöle können entweder durch Fraktionieren einer Gesamtgasölfraktion oder eines Rohöls erhalten werden, oder von vornherein aus separaten Quellen stammen. Vorzugsweise wird jedoch eine Gesamtgasölfraktion fraktioniert, um das erfindungsgemässe Verfahren maximal ausnützen zu können. In diesem Fall soll das leichtere Gasöl einen Siedebereich von 220-4000C haben und das schwerere Gasöl vorzugsweise einen Siedebereich von etwa 370-5700C. Dabei bestehen zweckmässig zwischen 20-80, vorzugsweise 40-60 Vol.-% des gesamten Gas öls aus dem leichteren Gasöl.
Obwohl man annehmen sollte, dass das Ausgangsgasöl für die katalytische Krackanlage zunächst in eine leichte und eine schwere Fraktion zerlegt werden müsste, kann das erfindungsgemässe Verfahren durchgeführt werden, indem man lediglich ein leichtes und ein schweres Gasöl einsetzt, wobei zwischen den Siedebereichen entweder eine Lücke besteht oder aber das Siedeende des leichteren Gasöls den Siedebeginn des schweren Gasöl einsetzt, wobei zwischen den Siedebereichen entweder eineLücke besteht oder aber das Siedeende des leichteren Gasöls den Siedebeginn des schweren Gasöls überlappt. Wenn aus einer Gesamtgasölfraktion erst zwei Ausgangsfraktionen für die Wirbelbettkatalysator-Krackanlage gewonnen werden müssen, können verschiedene Fraktioniertechniken angewendet werden.
Wenn das Gasöl direkt von der Rohölfraktionieranlage geliefert wird, ist es möglich, das Ausgangsöl an der Rohölfraktionieranlage aufzuspalten, um leichtes und schweres Gasöl zu produzieren, welches direkt der Wirbelbettkatalysator-Krackanlage zugeleitet werden kann. Wo die Ausgangsströme zusammengesetzt werden, bevor sie der Wirbelbettkatalysator-Krackanlage zugeführt werden, kann eine Vorfraktionierung eingeschaltet werden, um die Charge in niedrigerund höhersiedende Bestandteile zu zerlegen, worauf diese Fraktionen den entsprechenden Steigern zugeleitet werden.
In einer verzweigten Anlage ist es möglich die Fraktionieranlage so zu entwerfen, dass sie nicht nur den gasförmigen Reaktionsstrom aus der Wirbelbettkatalysator-Krackanlage verarbeiten kann, sondern auch imstande ist, das Einsatzöl für die katalytische Krackanlage in leichtes Gasöl und schweres Gasöl zu fraktionieren. Auf solche Weise kann das gasförmige Produkt vom Reaktor mit dem frischen Einsatzöl für die katalytische Krackanlage kombimert und in die Fraktionieranlage eingeleitet werden, deren oberer Teil zur Abtrennung der leichten Produkte, des Benzins und der Mitteldestillate dient, während der untere Teil der Fraktionieranlage die niedriger- und höhersiedenden Gasölfraktionen liefert, die anschliessend den Steigern der Wirbelbettkatalysator-Krackanlage zugeführt werden.
Der Katalysator für die vorliegende Erfindung besteht vorzugsweise aus grossporigen, kristallinen, Aluminiumsilikaten, die gewöhnlich als Zeolithe bezeichnet werden, sowie einem aktiven Metalloxyd, wie Kieselsäure-Aluminiumoxyd Gel oder von Mineral. Die genannten Zeolithe besitzen geometrisch regelmässige starre dreidimensionale Strukturen mit gleichförmigen Porendurchmessern, die im Bereich von etwa
5-15 Ä liegen. Die im erfindungsgemässen Verfahren vorzug weise verwendeten zeolithhaltigen Katalysatoren bestehen aus etwa 1-25 Gew.-% Zeolith, etwa 10-50 Gew.-% Aluminiumoxid und im übrigen aus Siliziumdioxid.
Unter den bevorzugten Zeolithen befinden sich die als Zeolith X und Zeolith Y bekannten Typen, bei denen mindestens ein wesentlicher Anteil der ursprünglichen Alkalimetallionen durch Kationen, wie Wasserstoffionen, ersetzt worden sind und/oder durch Metallionen oder Kombinationen der Ionen solcher Metalle wie Barium, Kalzium, Magnesium, Mangan oder seltener Erden wie z. B. Cer, Lanthanum, Neodym, Praseodym, Samarium und Yttrium.
Wie bereits erwähnt, werden die länglichen Reaktionszonen für leichtes Gasöl und schweres Gasöl vorzugsweise so betrieben, dass in ihnen eine geringere Menge des schweren Gasöls umgewandelt wird. In der einfachsten Form besitzt die Wirbelbettkatalysator-Krackanlage zwei Steiger. Die Arbeitsbedingungen sowohl für den Steiger für das leichte Gasöl wie auch für den Steiger für das schwere Gasöl sind folgende: Die Arbeitstemperatur liegt bei 425-625 C, vorzugsweise 450 5400C, und die Umwandlung pro Durchlauf beträgt 30-80, vorzugsweise 40-75 %. Die Verweilzeit in den Steigern beträgt 2-20, vorzugsweise 3-10 sec; die Gasgeschwindigkeit beträgt 450-1500, vorzugsweiwe 600-1200 cm/sec.
Die Raumge schwindigkeit in dem Steiger für das leichte Gasöl beträgt 10100, vorzugsweise 40-90 Gewichtsteile Gasöl pro Stunde pro Gewichtsteil Katalysator, und die Raumgeschwindigkeit im Steiger für schweres Gasöl beträgt 50-200, vorzugsweise 75150 Gewichtsteile Gasöl pro Stunde pro Gewichtsteile Katalysator. Die Umwandlung des schweren Gasöls pro Durchgang ist 0-30% weniger als die Umwandlung des leichten Gasöls, wobei die Umwandlung des leichten Gasöls nicht grösser ist als 80 Vol.-%.
Wenn die angewandete Ausführungsform zusätzlich das Kracken beider Ströme in der dichten Katalysatorschicht im Reaktor einschliesst, sind folgende Arbeitsbedingungen in der dichten Katalysatorschicht: Die Temperatur beträgt 425 625ob, die Gasgeschwindigkeit beträgt 15-120, vorzugsweise 40-66 cm/sec, die Raumgeschwindigkeit beträgt 1-40, vorzugsweise 3-25 Gewichtsteile pro Stunde pro Gewichtsteile Katalysator. Die gasförmigen Reaktionsprodukte, die aus einem Steiger austreten, und die dichte Katalysatorschicht passieren, erfahren eine zusätzliche Umwandlung von 5-30 Vol.-%.
Wenn innerhalb der beschriebenen Parameter gearbeitet wird, ist es möglich, höhere Naphtha-Ausbeuten mit höheren Oktanzahlen zu erreichen, als sie durch andere Arbeitstechniken erreicht werden können.
Es ist vielleicht nicht möglich, das erfindungsgemässe Verfahren bei allen katalytischen Krackanlagen mit mehreren Steigern verwenden zu können. Der Fachmann sollte die Anordnung der jeweiligen Anlage genau untersuchen, um festzustellen, ob das erfindungsgemässe Verfahren durch Abwandlungen der Arbeitstechniken hier eingesetzt werden kann. Da die Umwandlung des leichten Gasöls höher sein soll als die des schweren Gasöl, muss das leichtere zweckmässig durch einen Steiger, der länger ist als der für das schwere Gasöl, geleitet werden. Auch sollte die Lineargeschwindigkeit des leichten Gasöls niedrig gehalten werden, um eine längere Kontaktzeit im Innern des Steigers und somit einen grösseren Umwandlungsgrad zu erzielen.
Will man diese Erfindung in einer bestehenden Anlage anwenden, so muss dem eine sorgfältige Untersuchung und Einregulierung der Arbeitsbedingungen vorausgehen, und in manchen Fällen werden auch Abänderungen der Anlage erforderlich sein.
Bevorzugt wird, dass die katalytische Krackanlage speziell auf die jeweilige Ausführungsform des Verfahrens zugeschnitten wird.
Die Erfindung wird anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, die sich auf die Fig. 1 bezieht, rein beispielsweise näher erläutert. Die Fig. 1 gibt ein Beispiel einer Anlage, mit der eine der Ausführungsformen des Verfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung praktiziert werden kann.
Wie in der Fig. 1 zu sehen ist, wird frisches schweres Gasöl durch Leitung 10 dem Steiger 14 und frisches leichtes Gasöl durch Leitung 22 dem Steiger 24 zugeführt. Diese frischen Einsatzöle könnnen aus ganz verschiedenen, nicht dargestellten Quellen bezogen werden, z. B. können leichtes und schweres Gasöl durch Fraktionieren eines zusammengesetzten Einsatzgasöls oder eines Rohöls erhalten werden. Diese beiden Einsatzöle können ausserdem auch aus gänzlich voneinander unabhängigen Quellen stammen, solange nur das eine Gasöl leichter als das andere ist. Das schwere Gasöl in Leitung 10 mit einem Siedebereich von 315-570 C wird mit heissem regeneriertem Gleichgewichts-Molekularsieb-Zeolith-Katalysa.
tor aus dem Standrohr 12 in Kontakt gebracht; der Katalysator hat dabei eine Temperatur von ca. 6200C. Die dabei entstehende Suspension von Katalysator in vergastem Öl wird mit einer Temperatur von etwa 495oC und einer Gasgeschwindigkeit von etwa 900 cm/sec mit einer durchschnittlichen Verweilzeit von etwa sec. durch den Steiger 14 geleitet und in eine verdünnte Katalysatorschicht oberhalb des Niveaus 20 in Reaktor 16 geführt.
Der als Schwergasöl-Steiger bezeichnete Steiger 14 endet in einem nach unten gerichteten Auslass mit einer gezähnten Kante 18, die den Zweck hat, ein glattes Fliessen der Kohlenwasserstoffdämpfe aus der Leitung 14 in die verdünnte Katalysatorschicht des Reaktors 16 hinein zu gewährleisten, besonders dann, wenn der Spiegel 20 der dichten Katalysatorschicht unterhalb der gezähnten Kante 18 infolge zufälliger Schwankungen dem Auslass des Steigers 14 näherkommt, als es dem Niveau der gezähnten Kante 18 entspricht. Die in dem Schwergasöl-Steiger 14 herrschenden Bedingungen sorgen für eine Umwandlung, die um 5-30% niedriger ist als die in dem Leichtgasöl-Steiger 24.
Das leichte Gasöl mit einem Siedebereich von 220-4000C strömt durch die Leitung 22 in den Leichtgasöl-Steiger 24, wo es mit dem heissen Zeolithkatalysator in Berührung gebracht wird, der oben schon beschrieben wurde und aus dem Standrohr 26 kommt. Die dabei entstehende Katalysator-Gas Mischung hat eine Temperatur von etwa 495oC und strömt durch den Leichtgasöl-Steiger 24 mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von etwa 900 cm/sec und einer Durchschnittsverweilzeit von etwa 6 sec aufwärts. In dem Leichtgasöl-Steiger 24 sind die übrigen Bedingungen so eingestellt, dass die Umwandlung zwischen 5-30% mehr als im Steiger 14 beträgt.
Der Strom aus dem Leichtgasöl-Steiger 24 fliesst in den unteren Abschnitt der dichten Katalysatorschicht im Reaktor 16 und strömt durch diese Schicht des Krackkatalysators im Reaktor 16 aufwärts, wodurch eine weitere Umwandlung des Gasöls von 10% bewirkt wird. Die in der dichten Katalysatorschicht im Reaktor 16 vorherrschenden anderen Bedingungen sind folgende: Die Temperatur beträgt etwa 495ob, und die Raumgeschwindigkeit beträgt 6 Gewichtsteile pro Stunde pro Gewichtsteile Katalysator.
Die Kombination aus dem Kracken des schweren Gasöls im Steiger 14, dem Kracken des leichten Gasöls im Steiger 24 und dem Kracken im Reaktor 16 bringt eine Gesamtumwandlung von 57 Vol.- %, wobei die Umwandlung als 100 minus der Volumenprozente an oberhalb von etwa 220ob siedenden Produkten definiert ist. Die Gasgeschwindigkeiten im Reaktor betragen an dem Punkt, wo der Leichtgasöl-Steiger 24 in die dichte Katalysatorschicht einmündet, 45 cm/sec, und am Niveau 20, wo das Gas aus der dichten Katalysatorschicht entweicht, 36 cm/sec, und an dem Punkt, wo der Schwergasöl-Steiger 14 in die verdünnte Kataly satorschicht einmündet, 75 cm/sec, und schliesslich im oberen Abschnitt des Zykloneingangs 60 cm/sec.
Die gekrackten Produkte entweichen aus der verdünnten Katalysatorschicht oberhalb des Niveaus 20, wobei die Gase mit etwaigen mitgeschleppten Katalysatorteilchen durch den Zyklon 28 strömen, in dem der Katalysator abgetrennt wird und durch das absteigende Rohr 30 der dichten Katalysatorschicht wieder zugeführt wird. Die aus dem Zyklon 28 entweichenden Gase strömen durch die Leitung 32 in die Sammelkammer 34, in der die Gase aus zusätzlichen, nicht dargestellten Zyklonen gesammelt und von dort aus dem Reaktor durch die Leitung 36 entfernt werden. Die Gasleitung 36 transportiert die Krackprodukte zu nicht dargestellten Produktsammelstellen, in denen die Produkte gewonnen und durch an sich bekannte Kompressions-Absorptions- und/oder Destillationseinrichtungen in die gewünschten Produkte aufgetrennt werden.
Durch die Leitung 38 strömt Dampf in den Dampfring 40 und von dort aus an einen Punkt unterhalb des Auslasses des Leichtgasöl-Steigers 24 in den unteren Abschnitt des Reaktors 16. Der Katalysator der dichten Schicht im unteren Abschnitt des Reaktors 16 wird durch den aus dem Ring 40 strömenden Dampf gestrippt und rieselt abwärts durch die Standrohre 42 und 44 und über die Gleitventile 46 und 48 in die Stripper Zone 50. Die Stripper-Zone 50 ist mit Rieselblechen 52 und 54 ausgestattet, die am Steiger 24 bzw. die an der Wandung des Strippers 50 befestigt sind. Durch Leitung 56 wird über den Dampfring 58 Dampf in den unteren Abschnitt der Stripper-Zone 50 unterhalb der Rieselbleche 52 und durch die Leitung 60 über den Dampfring 62 unterhalb der Rieselbleche 54 eingeblasen.
Der durch den Stripper aufsteigende Dampf lockert und entfernt adsorbierte und eingedrungene Kohlenwasserstoffdämpfe, welche nach oben durch die Stripper Ableitung 63 in die verdünnte Katalysatorschicht des Reaktors 16 einströmen, wobei sie gemeinsam mit den Krackprodukten in der oben beschriebenen Weise gewonnen werden.
Der gestrippte Katalysator wird vom Boden der Stripper Zone 50 durch das Standrohr 64 für gebrauchten Katalysator abgezogen und zwar in einer Geschwindigkeit, die durch das Gleitventil 66 eingestellt wird. Von dort strömt er durch das Standrohr 68 in den Regenerator 70. Der gebrauchte Katalysator wird im Regenerator 70 mit Luft in Berührung gebracht, die durch die Leitung 72 über den Luftring 74 eingeleitet wird.
Der der Regenerierung unterworfene Katalysator bildet in dem Regenerator eine dichte Phase, deren Spiegel bei 76 liegt.
Der Kohlenstoff auf der Katalysatoroberfläche wird verbrannt, und die entstehenden Verbrennungsgase strömen durch den Regenerator 70 aufwärts und treten in den Zyklon 78 ein, in dem mitgeschleppter Katalysator abgetrennt und durch das absteigende Rohr 80 dem dichten Bett im Regenerator wieder zugeführt wird. Die aus dem Zyklon 78 entweichenden Verbrennungsgase strömen über die Leitung 82 in die Sammelkammer 84 und von dort nach draussen durch die Verbrennungsgasleitung 86 zu nicht dargestellten Ventiliervorrichtungen. Letztere können an sich bekannte Vorrichtungen zur Ausnutzung der in den Verbrennungsgasen enthaltenen Wärme und Energie aufweisen.
Der regenerierte Katalysator wird durch die Leitungen 88 und 90 vom Boden des Regenerators 70 abgezogen und zwar in Geschwindigkeiten, die durch die Gleitventile 92 und 94 eingestellt werden können, und von dort wird der heisse regenerierte Katalysator den Standrohren 12 und 26, wie oben erwähnt, zugeführt.
Im folgenden werden Beispiele der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung anhand einer Serie von Arbeitsgängen einer kontinuierlichen Wirbelbettkatalysator-Krackanlage aufgeführt. Der Einfachheit halber gibt es bei den Versuchsgängen keine Kreislaufführung. Das Kracken wird auf die Steiger beschränkt. Es wird kein Kracken in der dichten Katalysatorschicht des Reaktors bewirkt.
In beiden Fällen dieses Beispiels wird das erfindungsgemässe Verfahren an einer Wirbelbettkatalysator-Krackanlage demonstriert, die nach dem Zwei-Steiger-Prinzip arbeitet, und es wird mit einer konventionellen Wirbelbettkatalysator Krackanlage verglichen, die nur einen einzelnen Steiger hat und eine Gesamtgasölfraktion verarbeitet. Im Falle A wird sowohl die Ein-Steiger-Anlage als auch die Zwei-Steiger Anlage mit etwa der gleichen Gesamtumwandlung betrieben, während das schwere Gasöl in dem Zwei-Steiger-Versuch zu einem geringeren Prozentsatz gekrackt wird als das leichte Gasöl. Im Falle B wird sowohl die Ein-Steiger-Anlage als auch die Zwei-Steiger-Anlage mit der gleichen Umwandlung betrieben und ausserdem werden das leichte Gasöl und das schwere Gasöl in der Zwei-Steiger-Anlage mit gleichem Umwandlungsgrad gekrackt.
Die nachfolgende Tabelle I gibt die Eigenschaften der Gesamtgasölfraktion wieder, die in den Ein-Steiger-Versuchen verwendet wurde, sowie die Eigenschaften des schweren und leichten Gasöls der Zwei-Steiger-Versuche, die man durch Fraktionieren der Gesamtgasölfraktion erhalten hat.
Tabelle I
Eigenschaften der eingesetzten Öle
Gesamtgasöl- leichtes Gasöl schweres Gasöl fraktion Dichte, API 30,9 34,7 27,3 10 mm.Hg Vakuum Destillation,
Siedebeginn 205,8 C' 384 C < ' 315 C*
10 266 C* 253,9 Cl 332 C*
30 302,70C-.:. 278 CS 350 C
50 333,3 C: 294 C* 368 C
90 408 a:
: 341 C- 428 C
Siedeende 448 OC 366 OC 455 OC Vol.-% des gesamten Öls - 50 0C 50 OC:
Auf atmosphärischen Druck umgerechnete Temperaturen.
Die jeweiligen Arbeitsbedingungen sowie Umwandlung und Ausbeuten zusammen mit den Oktanzahlen des Naphthas sind für die verschiedenen Fälle und Versuchsgänge in der nachfolgenden Tabelle II angegeben. Dabei beziehen sich die Zwei Steiger-Fälle auf das erfindungsgemässe Verfahren.
Bei Betrachtung der Tabelle II erkennt man, dass höhere Naphtha-Ausbeuten mit höheren Oktanzahlen in allen Zwei Steiger-Fällen erhalten werden, wodurch der Vorteil des Einspeisens von zwei Ölfraktionen unterschiedlichen Siedebereiches in die zwei Steiger demonstriert wird. Darüberhinaus wird der Anfall an Koks und Gas, d. h. der unerwünschten Nebenprodukte des katalytischen Krackens, bei jedem Zwei-Steiger Versuch ganz erheblich reduziert, wodurch weitere Vorteile der Erfindung deutlich gemacht werden.
Tabelle II
Fall A Falls
Ein-Steiger Zwei-Steiger Ausbeutedifferenz Ein-Steiger Zwei-Steiger Ausheutedifferen-, zwischen zwischen
Zwei-Steiger Zwei-Steiger und Ein-Steiger und Ein-Steiger Steigertemperatur in C
Steiger 1 493 493 493 493
Steiger 2 493 493 Umwandlung in Vol.-%
Steiger 1, leichtes Gasöl 61 66
Steiger 2,
schweres Gasöl 52 66
Gesamteinsatz 58 66
Gesamtumwandlung 58 56,5 66 66 Ausbeuten in Gew.-%
Koks 5,0 4,8 -0,2 5,9 5,1 -0,8
Trockenes Gas 4,4 3,5 -0,9 5,7 5,8 +0,1
Butane 9,8 8,4 -1,4 10,8 10,3 -0,5
DB-Naphtha (1) 37,4 38,0 +0,6 42,4 44,2 +1,8
Tabelle II (Fortsetzung)
Fall A Fall 13 lin-Steiger Zwei-Steiger Aush'utcdiffcrcnz liinStcigcr Zwei-Steiger Aushoutcdifferen zxvisehell zwischen
Zwei-Steiger Zwei-Steiger und Itin-Steiger und Ein-Steiger
Gasöl 43,4 45,3 +1,9 35,2 34,6 -0,6 DB-Naphtha-Oktanzahl (ROZmit3mlTÄB) (2) 97,7 98,1 +0,4 99,0 99,7 +0,7 (1) Butanfreies Naphtha (2) Research-Oktanzahl von Naphtha,
das 3 ml Tetraäthylblei pro 3,781 enthält.