DE1000552B

DE1000552B - Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Schweroel in fluechtigere Produkte und Koks

Info

Publication number: DE1000552B
Application number: DEST9408A
Authority: DE
Original assignee: Standard Oil Development Co
Current assignee: Standard Oil Development Co
Priority date: 1954-02-17
Filing date: 1955-02-07
Publication date: 1957-01-10
Also published as: US2904499A; FR1120635A; GB768965A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein mehrstufiges Verfahren und eine mehrstufige Anlage zur Umwandlung von Schweröl in flüchtigere und wertvollere Produkte. Sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umwandlung von schweren Erdölrückständen in Motortreibstoffe, Olefine, Rohstoffe für die Weiterverarbeitung auf Chemikalien u. dgl. Die Erfindung betrifft ferner ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur wirksamen Ausnutzung der Eigenwärme vorgewärmter fester Teilchen, die zuerst zur katalytischen und später zur thermischen Crackung der Beschickung verwendet werden.

Nach dem Verfahren der USA.-Patentschrift 2556514 erfolgt die Umwandlung von hochsiedenden Kohlenwasserstoffen ebenfalls in einem Mehrstufenverfahren, Bei diesem Verfahren werden die flüssigen Kohlenwasserstoffe zunächst mit einer Wirbelschicht heißer fester Teilchen, in Berührung gebracht, die die Spaltung der Kohlenwasserstoffe in Gase, dampfförmige Produkte und Koks bewirkt. Die flüchtigen, aus der Wirbelschicht strömenden Produkte dieser Reaktionsstufe werden anschließend durch eine bewegliche Aufschüttung dieser festen Teilchen geleitet, wo die Umwandlung der Kohlenwasserstoffe bei niedrigerer Temperatur als in der Wirbelschicht beendet wird.

Während bei diesem bekannten Verfahren die Spaltung der hochsiedenden Kohlenwasserstoffe in erster Stufe bei höherer Temperatur als in der zweiten Stufe erfolgt, wird im erfindungsgemäßen Verfahren die Schwerölbeschickung zuerst mit aufgewirbelten festen Teilchen mäßig hoher Temperatur, die eine Verdampfung und gewisse thermische Spaltung der Beschikkung bewirken, und dann mit den aktivierten festen Teilchen höherer Temperatur in Berührung gebracht, die die flüchtigen Spaltprodukte der ersten Reaktionsstufe in wertvollere Stoffe, wie niedermolekulare Olefine, Motortreibstoffe mit hoher Oktanzahl usw., umwandeln. Durch diese Aneinanderreihung von thermischer Spaltung bei niedrigerer Temperatur und katalytischer Spaltung der erhaltenen Produkte bei höherer Temperatur werden wesentliche Vorteile erzielt, da die asphaltartigen Bestandteile der Beschikkung in der ersten Behandlungsstufe verkokt werden und somit eine ziemlich saubere Beschickung für die katalytische Crackstufe erhalten wird, was eine längere Lebensdauer des Crackkatalysators gewährleistet. Ferner wurde bereits vorgeschlagen, schwere Erdölfraktionen, z. B. Destillationsrückstände davon, in flüchtigere und wertvollere Produkte umzuwandeln, indem man sie zuerst mit einer Masse aus heißen einzelnen Feststoffteilchen, durch die sie thermisch gecrackt werden, und danach mit üblichen Crackkataly-Verfahren und Vorrichtung

zur Umwandlung von Schweröl

in flüchtigere Produkte und Koks

Anmelder:

Standard Oil Development Company,
Elizabeth, N. J. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Beil, Rechtsanwalt,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. Februar 19S4

satoren zusammenbringt. Es wurde weiter vorgeschlagen, an Stelle der üblichen Crackkatalysatoren feinverteilte Tonerde, Kieselsäure oder Geinische dieser Stoffe zum Cracken aktivierten Koks oder den bei dem Verfahren selbst abgeschiedenen Kohlenstoff zu verwenden. Oft enthalten die von der Verkokung kommenden Dämpfe gewisse Mengen von Verunreinigungen, wodurch die Verwendung verhältnismäßig teurer Crackkatalysatoren unwirtschaftlich wird.

Die vorliegende Erfindung bringt den bisherigen Vorschlägen gegenüber eine besondere Verbesserung.

Der bei dem Verfahren abgeschiedene Koks oder andere katalytische Stoffe, die gewöhnlich nur geringen wirtschaftlichen Wert haben, warden vorzugsweise zuerst erwärmt und katalytisch aktiviert, indem man sie bei sehr hoher Temperatur mit Wasserdampf zusammenbringt. Die enthaltenen festen feinkörnigen Stoffe, die eine recht gute katalytische Crackwirksamkeit haben, werden dann mit ihrer hohen Anfangstemperatur mit frisch hergestellten, aus der Verkokungsanlage kommenden Dämpfen zusammengebracht. Die letzteren erhält man durch Zusammenbringen der frischen Beschickung aus dem schweren Öl oder Rückstandsöl mit den verbrauchten und etwas kühleren Teilchen des Katalysators, nachdem diese aus der katalytischen Crackzone gekommen sind.

Bei dieser Arbeitsfolge kann man dieselben Feststoffteilchen, die nur einmal erwärmt werden, für zwei aufeinanderfolgende Umwandlungsreaktionen verwenden. Bei Berührung der frischen Beschickung mit den Feststoffteilchen in zwei Stufen im Gegen-

strom, wird die Beschickung zuerst verdampft und thermisch gecrackt, und darm werden die erhaltenen dampfförmigen Produkte durch katalytische Einwirkungvergütet. Die bei der Verkokung entstehenden Dämpfe neigen leicht dazu, den Katalysator bis zu einem gewissen Grad zu verunreinigen und zu entaktivieren, jedoch werden die Verunreinigungen und sogar ein Teil des Katalysators selbst verbrannt, vorzugsweise der bei dem Verkokungsverfahren selbst über den bei der gewöhnlichen katalytischen Crackung üblichen Bereich von 450 bis 510⁰ hinaus sich der Olefingehalt des Motortreibstoffproduktes ohne ernsthaften Verlust an Ausbeute merklich steigern läßt. Motortreibstoffe mit ziemlich hoher Oktanzahl wurden zwar schon nach dem bisherigen Stand der Technik durch Hochtemperaturverkokung, d. h. thermische Umwandlung von Rückstands öl en im Temperaturbereich zwischen etwa 550 und 650⁰, hergestellt.

entstehende Koks, und liefern dabei die zur Durch- 10 Diese thermisch hergestellten Benzine sind jedoch

führung der Reaktion erforderliche Wärme.

Man hat bereits an aktivierten Kohlenstoff als einen geeigneten Katalysator zum Cracken von Rückstandölen gedacht, ihn jedoch industriell nicht in großem

nicht sehr lagerbeständig, offenbar wegen ihres Gehaltes an kleinen Mengen hochreaktionsfähiger und unbeständiger Kohlenwasserstoffe, wahrscheinlich an Diolefinen oder anderen mehrfach ungesättigten VerMaßstab angewandt, da die asphaltartigen und son- 15 bindungen od. dgl. Nach dem vorliegenden Verfahren stigen harzartigen oder klebrigen Bestandteile die in dagegen wird durch Benutzung eines aktivierten den meisten, als Ausgangsstoffe für solche Verkokun- Kohlenstoff-Katalysators in dem Temperaturbereich gen benutzten Erdölrückständen enthalten sind, diese zwischen 550 und 650⁰ die Bildung solcher äußerst Katalysatoren schnell unwirksam machen. Verhältnis- unbeständigen Anteile vermieden oder zumindest mäßig große Mengen von Koks und ähnlichen Ab- 20 stark zurückgedrängt. Infolgedessen werden sowohl

die Ausbeuten an dem Treibstoff wie auch dessen Beschaffenheit im Vergleich zu den durch einfache thermische Crackung bei hohen Temperaturen erhältlichen Treibstoffen verbessert.

Die Erfindung läßt sich auch leicht zur Erzeugung von niedermolaren chemischen Roh- oder Ausgangsstoffen, wie niederen Olefinen, Benzol u. dgl., anwenden, die üblicherweise durch Verkokung oder Wasserdampfcrackung bei sehr hohen Temperaturen

Scheidungen einschließlich aschebildender Verunreinigungen können sich rasch auf den Feststoffteilchen absetzen, so¹ daß deren katalytische Wirksamkeit nur von sehr kurzer Dauer ist. Weiterhin bestanden die bisher durch Behandlung von Kohlenwasserstoffölen in Gegenwart von aktiviertem Kohlenstoff erhaltenen Endprodukte meist hauptsächlich aus normalen Paraffinen. Für die Verwendung als Treibstoff waren sie wegen ihrer niedrigen Oktanzahl von geringem Wert.

Das Verfahren der Erfindung überwindet diese 3° gewonnen werden. Wenn man also normalerweise gas-Schwierigkeiten dadurch, daß die Rückstände zuerst förmige Olefine, wie Äthylen oder Propylen usw., an bei solcher Temperatur verkokt werden, die zur Herstellung von Treibstoff vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 480 und 6oo° liegt. Zur Umwandlung in Olefine oder Ausgangsstoffe für die Herstellung 35 findung erhalten werden, indem man in der zweiten von Chemikalien kann die Temperatur noch höher katalytiscban Zone mit noch höherer Temperatur, vorsein. Durch diese Behandlung werden die asphaltartigen Bestandteile der Beschickung verkokt und ferner eine ziemlich saubere dampfförmige Beschikkung für die zweite oder katalytische Crackstufe ge- 40 schaffen. Hierbei werden zwar die aktivierten verbrauchten Teilchen, insbesondere aktivierter Koks oder Kohlenstoff aus der zweiten oder katalytischen Verfahrensstufe, für die Wärmecrackung in der ersten Verfahrensstufe verwendet, doch werden sie dort beim 45 Zusammenkommen mit der frischen Beschickung fast augenblicklich und vollständig entaktiviert. Infolgedessen handelt es sich bei den in der ersten oder Verkokungsstufe der Umwandlung auftretenden Reaktionen im wesentlichen um eine thermische und nicht 50 um eine katalytische Crackung. Der verbrauchte Katalysator aus der ersten Verfahrensstufe, ob er nun aus Koks oder einem anderen Stoff, wie Sand, Metallteilchen:, Carborund usw., besteht, dient als Impfmittel oder Kerne für die Abscheidung von Koks darauf. In- 55 die für das Verfahren benötigte Menge hinaus gefolgedessen wird die Beschickung in der ersten Ver- bildet, der für anderweitige Verwendung zur Ver

Stelle der flüssigen Motortreibstoffe zu erhalten wünscht, können auch diese leicht nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung nach vorliegender Er-

zugsweise zwischen 620 und 735°, fährt. Dementsprechend kürzer ist danndie Berührungszeit in dieser Verfahrensstufe, nämlich etwa 0,01 bis 2 Sekunden.

Das Verfahren ist also vielseitig und kann ohne größere Veränderungen oder Umstellungen sowohl für die Herstellung von hochwertigem Motortreibstoff wie auch von gasförmigen Olefinen und ähnlichen chemischen Ausgangsstoffen angewandt werden.

Das Verfahren bietet weiter die folgenden besonderen Vorteile, wenn Koks in fester feinkörniger Form verwendet wird:

1. Das Verfahren ist in bezug auf den Katalysator unabhängig. Der bei der Verkokung der Beschickung in der ersten Stufe entstehende Koks wird in Aktivkohle mit einer Oberfläche von etwa 50 bis 500 m²/g umgewandelt, der als Katalysator für die zweite Zone dient.

2. Es wird dabei ein Überschuß an Aktivkohle über

fahrensstufe fast nur thermisch und praktisch gar nicht katalytisch gecrackt, und eine dampfförmige Beschickung von recht guter Beschaffenheit fließt der zweiten katalytischen Verfahrensstufe zu.

Um ein Motortreibstoff mit guter Oktanzahl herzustellen, wird erfindungsgemäß in der zweiten Verfahrensstufe mit ziemlich hoher Temperatur, nämlich bis 650⁰ und entsprechend geringer Verweilzeit über dem Katalysator, nämlich 0,1 bis 5 Sekunden, gearbeitet. Die genante Temperatur ist erheblich höher als man sie gewöhnlich beim thermischen Cracken einhält. Die Berührungszeit in der katalytischen Umwandlungsstufe ist jedoch gewöhnlich kürzer. Es fügung steht.

3. Es braucht nicht mehr Koks verbrannt zu werden als zur Erhaltung des Wärmegleichgewichts erforderlich ist. Dies ist ein Vorteil gegenüber anderen Verfahren, für die man regenerierbare Katalysatoren wie Kieselsäure-Tonerde-Gemische verwendet, bei denen zur vollständigen Regeneration des Katalysators der gesamte abgeschiedene Koks weggebrannt werden muß.

4. Infolge der großen Koksmenge, die aus den als Beschickung dienenden Rückstandsölen entsteht, ist die Menge des aus dem Verfahren entnommenen. Kohlenstoffs hoch. Es können sich darin deshalb keine

wurde gefunden, daß durch Erhöhung der Temperatur 70 Verunreinigungen auf dem Katalysator anreichern,

ζ. B. Metallverbindungen, Schwefel usw., die sonst leicht die Selektivität des Crackverfahrens nachteilig beeinflussen. Dies ist ein Vorteil gegenüber solchen Verfahren, für die die üblichen und teueren. Katalysatoren, z. B. Kieselsäure-Tonerde-Gemische u. dgl., benutzt werden.

Die Erfindung wird noch besser an Hand der Zeichnung verständlich, in der zwei Ausführungsformen der dafür verwendeten Vorrichtung schematisch erläutert sind.

Fig. ι zeigt ein System, in dem nicht nur für die katalytische Crackung, sondern auch für die Verkokung oder Wärmecrackung und die Wiedererwärmung der Feststoffteilchen Förderleitungssysteme vorgesehen sind.

Fig. 2 zeigt eine im allgemeinen ähnliche Anlage, bei der für die katalytische Crackung eine Förderleitung dient, für die Verkokung und Wiedererwärmung jedoch Wirbelschichtsysteme.

kammer austretenden Dämpfe erhalten. Die Aktivierungsreaktion verläuft endotherm und übt deshalb eine Kühlwirkung auf die Feststoffteilchen in dem Kessel 27 aus. Die endotherme Reaktionswärme wird durch die fühlbare Wärme des Kokses und der Gase aufgebracht, die durch die Leitung 25 in den Kessel eintreten. Die Temperatur der Feststoffschicht 30 in dem Kessel 27 liegt vorzugsweise zwischen 700 und 815'". Wasserstoff und Kohlenmonoxyd werden bei der Aktivierungs reaktion frei; sie werden oben abgezogen, wo man sie durch einen Abscheider oder Zyklon 32 und durch den Auslaß 34 leitet, der durch ein Ventil 33 absperrbar ist. Das Verfahren kann also mit dazu dienen, einen Teil des Kokses in Heizgas umzuwandeln. Mitgeschleppte Feststoffe werden in dem Zyklon abgetrennt und durch die Rückführungsleitung 35 in die Wirbelschicht 30 zurückgeleitet.

Gegebenenfalls kann man einen Teil des als Produkt erhaltenen Katalysators durch eine Nebenleitung

Die in Fig. 1 gezeigte Anlage besitzt ein als Ver- 20 37 abziehen, die durch ein Ventil 39 verschließbar ist,

kokungskammer dienendes Förderrohr 11, in das frische ölbeschickung für die Umwandlung als Sprühnebel oder feinverteilt wie aus einer Brause aus einer Leitung 13 eintritt, die durch ein Ventil 15 gedrosselt werden kann. Das öl kann in üblicher Weise auf irgendeine gewünschte Temperatur, vorzugsweise unterhalb des Verkokungsbereichs, d. h. auf nicht über 430⁰, vorgewärmt werden. Wasserdampf, Kohlenwasserstoffgase oder andere inerte Fördergase können durch die Leitung 16 eingeblasen werden, so daß in der Leitung 11 eine Suspension der heißen, Festteilchen entsteht. Die festen Teilchen in der Leitung 11 in den Gasen sind warm genug, daß die Beschickung in Berührung damit verdampft und thermisch gecrackt werden kann, bevor die Produkte den Abscheider oder Zyklon 17 am Ende der Verkokungskammer erreichen. Vorzugsweise beträgt die Eintrittstemperatur der Feststoffe in der Kammer 11 480 bis 6oo°. Zur Herstellung von Motortreibstoffen oder da in dem Verfahren mehr Katalysator erzeugt wird als notwendig ist, um das Verfahren in Gang zu halten. Der aktivierte Katalysator, der gewöhnlich, aber nicht notwendigerweise immer, nur aus dem bei dem Verfahren abgeschiedenen Koks besteht, fließt über eine Trennwand 41 in eine Abstreifzone 43, in die eine Leitung 45 zur Zufuhr eines Abstreifgases einmündet; letztere ist jedoch vielfach nicht notwendig.

Der aktivierte Katalysator fließt nun aus der Abstreifzone 43 in ein Standrohr 47, daß durch ein Ventil 49 abgesperrt werden kann, und von da durch ein U-Rohr S ι in eine als Förderrohr ausgebildete Kammer 53 zur katalytischen Crackung. Hier treffen die aus der Leitung 19 kommenden Dämpfe auf dem Katalysator und werden katalytisch zu den, gewünschten hochwertigen Produkten gecrackt. Wie bereits erwähnt, wird in dieser rohrförmigen Crackkammer bei etwa 550 bis etwa 650⁰ und mit Verweilzeiten von

35

solchen Produkten, die zur Umwandlung in derartige 40 0,1 bis 5 Sekunden über dem Katalysator gearbeitet, Treibstoffe geeignet sind, kann die Verweilzeit zwi- falls man hochwertiges Benzin erzeugen will. Für die sehen 0,5 und 10 Sekunden oder besonders bei tiefen Temperaturen, noch mehr betragen. Die in den Zyklon

eintretenden Feststoffe und Dämpfe werden darin getrennt, wobei die Dämpfe oben durch die Auslaßleitung 19 austreten, und die Feststoffteilchen unten durch die Leitung 21 abfließen. Gegebenenfalls kann man einen Teil der Feststoffe als Produktkoks durch die Nebenl-eitung 23 abziehen.

Die verbrauchten Feststoffe aus der Leitung 21 gelangen in die als Förderleitung ausgebildete Heizkammer 25, in die Luft durch eine Leitung 26 eintritt. Diese Förderleitung ist so bemessen, daß sie die Wiederaufheizung der festen Teilchen auf die erforderliche Temperatur von mindestens 730⁰ und vorzugsweise noch darüber, bis zu 930⁰, je nach den, jeweils vorgesehenen Verfahrensstufen zuläßt. Bis zu dem Zeitpunkt, in dem die Feststoffteilchen und die bei ihrer Verbrennung usw. entstehenden freien Gase Herstellung von gasförmigen Olefinen u. dgl., wählt man eine höhere Temperatur nämlich von 620 bis 735⁰ und eine kürzere Kontaktzeit, nämlich 0,01 bis 2 Sekunden, wie bereits ausgeführt wurde. Der heiße Katalysator aus der Leitung 47 bringt die erforderliche Wärme mit sich, um die aus der Leitung 19 kommenden Dämpfe auf die erwünschte Cracktemperatur zu erwärmen. Der warme Katalysator führt ferner die für die endotherme Crackreaktion selbst erforder_: liehe Wärme zu, und die Katalysatorteilchen kühlen sich während ihres Durchgangs durch die rohrförmige katalytische Crackkammer 53 etwas ab. Ein weiteres Förder- oder Suspendiergas, z. B. Wasserdampf, ein Kohlenwasserstoffgas usw., kann man nötigenfalls noch durch die Leitung 54 zuführen. Die katalytischen Teilchen in der Zone 53 überziehen sich mit einer frischen, Koksabscheidung, die allmählich ihre katalytische Wirksamkeit verringert. Wenn, sie den Ab-

55

das Ende der Heizkammer erreichen, wird diese er- 60 scheider oder Zyklon 53 am Ende der rohrförmigen forderliche Temperatur erreicht, und alle Podukte ge- katalytischen Crackkammer erreicht haben, sind langen in die Aktivierungszone für den Katalysator. Diese Zone ist hier als Kessel 27 gezeigt, in dem die Feststoffteilchen aufgewirbelt werden können, wobei sie von einem quer angeordneten Gitter 29 getragen werden und von unten überhitzter Dampf durch die Leitung 31 fließt. Der Dampf wirbelt die Feststoffteilchen auf und aktiviert oder reaktiviert sie, so daß

sie die erforderlichen katalytischen Eigenschaften zur

Crackung der aus der rohrfürmigen Verkokungs-■ 70 Stoffteilchen.

katalytisch verhältnismäßig wirkungslos. Hier werden die gecrackten dampfförmigen Produkte von den Feststoffen abgetrennt und nach oben durch die Leitung 57 in eine (hier nicht gezeigte) Gewinnungsvorrichtung geleitet. Die Feststoffteilchen dagegen, fließen durch die Leitung 59 nach unten nach der bereits beschriebenen Verkokungskammer 11. Von diesem Punkte aus wiederholt sich der Kreislauf der Fest-

Gegebenenfalls kann man den Katalysator aus der Leitung 59 durch eine Nebenleitung 61 abziehen., die durch ein Ventil 63 absperrbar ist. Infolgedessen, kann man Produktkoks oder Katalysator entweder bei 37 oder bei 59 oder an irgendeinem anderen Punkt der Anlage entnehmen.

Selbstverständlich kann man an jeder geeigneten Stelle Entlüftung^- oder Fördergasanschlüsse vorsehen, z. B. bei 65 in dem U-Rohr 51, wie es in der Technik üblich ist.

Manchmal ist es zweckmäßig, in der Verkokungsstufe zusätzliche Wärme zuzuführen, z. B. wenn die Verfahrensstufe der katalytischen Crackung verlängert werden soll oder die Wärmeverluste der Feststoffteilchen übermäßig hoch sind. In einem solchen Fall kann man die wiedererwärmten Feststoffe durch eine von der Heizvorrichtung zur Verkokungskammer führende Leitung 67 zurückfuhren, die durch ein Ventil 68 geregelt wird, und gegebenenfalls ein Fördergas durch die Leitung 69 einleiten.

Die in Fig. 2 gezeigte Anlage entspricht etwa der in Fig. ι gezeigten, außer daß hier einzelne Wirbelschichtkammern an Stelle der als Förderrohre ausgebildeten Reaktionsbehälter vorgesehen sind. Die Ölbeschickung wird hier durch die Leitung 71 zugeführt und in feinverteilter Form in eine Wirbelschicht-Verkokungskammer 73 eingesprüht, aus der der feinkörnige Koks durch eine Abstreifkammer 75 abfließt, in die ein Abstreifgas durch eine Leitung 1~] eingeblasen wird. Klumpen oder zusammengeballte Koksmassen, die sich im Verlaufe des Verfahrens bilden können, oder überschüssiges Produktgas können durch die Leitung 79 abgezogen werden, die durch ein Ventil 81 absperrbar ist.

Die von der Verkokung kommenden Dämpfe ziehen oben durch einen üblichen Abscheider oder Zyklon 83 und von da durch den Auslaß 85 nach der katalytischen Crackkammer 86, die in. allen Einzelheiten der in Fig. 1 beschriebenen, als Förderrohr ausgebildeten Crackkammer 53 entspricht. Die im Zyklon 83 von den. Dämpfen abgetrennten Feststoffe fließen durch die Leitung 87 wieder in die Verkokungskammer 73 zurück.

Die katalytisch verbrauchten Feststoffteilchen aus der Verkokungskammer 73 strömen, durch die Leitung 88 in die Heiz-.oder Brennkammer 89. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, enthält diese ebenfalls eine Wirbelschicht; gegebenenfalls kann sie aber auch aus einer als Förderrohr ausgebildeten Heizkammer, wie z. B. die Kammer 25 der Fig. 1, bestehen.

Der Heizkammer wird ein die Verbrennung förderndes Gas, z. B. Luft, durch die Leitung 91 und das Gitter 93 zur Bildung einer Wirbelschicht aus den Feststoffteilchen zugeführt, die oben über eine Trennwand 95 fließen. Die Abgase ziehen oben durch einen Abscheider oder Zyklon 97 und durch die Auslaßleitung 99 ab, die durch ein Ventil 101 gedrosselt werden kann. Mitgerissene Feststoffteilchen fließen durch die Leitung 103 in die Wirbelschicht zurück. In der Brennkammer 89 wird ein Teil des Kokses verbrannt, um d^n verbliebenen Koks auf genügend hoch zu erwärmen, vorzugsweise auf 730 bis 930⁰, und so· die für das gesamte Verfahren erforderliche Wärme zu erzeugen. Man kann jedoch auch irgendein, anderes Heizmittel, z. B. Gas oder Öl aus der Leitung92, in der Heizkammer 89 verbrennen, um die Verkokungstemperatur zu erhöhen und die für das Verfahren erforderliche Wärme zuzuführen.

Wenn die Feststoffteilchen über die Trennwand 95 überlaufen, gelangen sie in ein Standrohr 105 und durch das U-Rohr 107 in ein Steigrohr 109, das durch ein. Ventil in gedrosselt werden kann. Die Einlasse 113 und 115 sind für das Einblasen von Wasserdampf vorgesehen, der die Feststoffteilchen nach oben in das Steigrohr 109 und durch ein Gitter 117 in den Unterteil einer Katalysatoraktivierungskammer 127 mitreißt, die in allen wesentlichen Einzelheiten der Katalysatoraktivierungskammer 27 in Fig. 1 gleicht. Der überhitzte Dampf aktiviert auch die beiden Teilchen. Der reaktivierte Katalysator fließt durch ein Fallrohr 147 und das U-Rohr 151 ab und gelangt in die als Förderrohr ausgebildete katalytische Crackkammer 86, die ungefähr der Kammer 53 in Fig. 1 gleicht. Die katalytisch gecrackten Produkte werden nun von den Feststoffen durch einen Abscheider oder Zyklon 155 abgetrennt; die Produkte ziehen oben gasförmig durch die Leitung 157 zu einer (hier nicht gezeigten) Gewinnungsvorrichtung. Die abgetrennten Feststoffteilchen, die jetzt katalytisch verbraucht, aber immer noch warm genug für thermische Umwandlung und Verdampfung des frischen Beschickungsgutes sind, rieseln durch die Leitung 159 in die Kammer 73 zurück.

Um den Ansatz von Koks und anderen Ablagerungen in der Abtrennvorrichtung für die aus der Verkokungskammer 73 kommenden Dämpfe zu verhindern, kann es zweckmäßig sein, den Zyklonabscheider 83 ziemlich schwach arbeiten zu lassen, so daß eine beträchtliche Menge Feststoffe in die Leitung 85 mitgerissen werden. Bei der hier gezeigten Anordnung schadet dies nichts, da diese Feststoffe nur durch die katalytische Crackkammer und wieder zurück in die Verkokungskammer umlaufen. Das gleiche gilt auch für den Zyklonabscheider 17 in Fig. 1, in. dem die Feststoffteilchen nur teilweise abgetrennt zu werden brauchen,, so· daß die noch mitgerissenen Teilchen, oben durch die Leitung 19 und durch die katalytische Crackkammer fließen, um darauf durch den Zyklonabscheider 55 und die Leitung 59 zurückgeführt zu werden. Natürlich kann man auch mehrstufige Zyklonabscheider überall da verwenden, wo sie für eine wirksame Abtrennung der Feststoffe von den Dämpfen vorteilhaft sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zur Umwandlung von Schweröl in flüchtigere Produkte und Koks, dadurch gekennzeichnet, daß man das genannte Öl in. einer ersten Stufe mit einer beweglichen Schicht heißer fester Teilchen bei 480 bis 6oo° 0,1 bis 5 Sekunden zusammenbringt, so daß die niedrigsiedenden Bestandteile der Beschickung verdampft und die hochsiedenden Bestandteile der Beschickung thermisch gespalten und verkokt werden, die so gebildeten Dämpfe von den festen Teilchen trennt, mindestens einen Teil der abgetrennten Teilchen auf höhere Temperatur erhitzt, als für die genannte Verdampfung und thermische Spaltung erforderlich ist, die erhitzten Teilchen, mit Wasserdampf aktiviert, um sie als Crackkatalysatoren wirksam zur machen, die Dämpfe aus der ersten Stufe mit diesem in beweglicher Form vorliegenden Katalysator bei wesentlich höherer Temperatur als in der ersten Stufe 0,1 bis 2 Sekunden in Berührung bringt, so daß diese praktisch völlig umgewandelt werden, die Umwandlungsprodukte von den nun verhältnismäßig stark verbrauchten Teilchen abtrennt und mindestens einen Teil der verbrauchten katalytischen Teilchen mit der frischen öl-

beschickung zusammenbringt und so den Kreislauf der Teilchen schließt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erzielung von Motortreibstoffen als Endprodukt die katalytische Umwandlung zwischen etwa 550 und 650⁰ ausführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erzielung eines Endproduktes, das wesentliche Mengen Olefine enthält, die katalytische Umwandlung zwischen etwa 620 und 730⁰ ausführt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Teilchen aus Koks und vorzugsweise aus Koks, der während des Verfahrens entsteht, bestehen.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Teilchen in der ersten Umwandlungsstufe und/oder der zweiten Umwandlungsstufe, der Regenerier- sowie der Aktivierungszone als Suspension in Gasen und ao Dämpfen oder als Wirbelschicht vorliegen.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Dämpfen aus der ersten Umwandlungsstufe abgetrennten festen Teilchen auf 730 bis 930⁰ erhitzt werden, und zwar vorzugsweise durch Abtrennen eines Teils des auf ihnen abgelagerten Kokses.
7. Vorrichtung zur thermischen und katalytischen Umwandlung von Schweröl in. flüchtigere Produkte und Koks, gekennzeichnet durch eine zum Arbeiten mit beweglichen Feststoffteilchen geeignete Verkokungskammer, eine zum Arbeiten mit beweglichen Feststoffteilchen geeignete katalytische Crackvorrichtung, eine Vorrichtung zum Abtrennen der aus der Verkokungskammer austretenden Dämpfe von darin mitgeschleppten Feststoffteilchen, eine Vorrichtung zum Einleiten der abgetrennten Dämpfe in der Crackvorrichtung, eine Vorrichtung zum Aufheizen der abgetrennten Feststoffteilchen auf eine Temperatur, die über der zur Verkokung erforderlichen Temperatur liegt, eine Vorrichtung zum Aktivieren der erwärmten Feststoffteilchen zu wirksamen Crackkatalysatoren für die aus der Verkokungskammer kommenden Dämpfe, eine Vorrichtung zum Zuführen der Katalysatoren in die katalytische Crackvorrichtung, eine Vorrichtung zum Abtrennen der Katalysatoren von den katalytisch gecrackten Produkten und eine Vorrichtung zur unmittelbaren¹ Rückführung dieser Katalysatoren aus der Crack- in die Verkokungskammer.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkokungskammer, die Crackvorrichtung und/oder die Regenerier- und Reaktivierungsvorrichtung als Förderleitungen oder als Wirbelschichtreaktionsbehälter ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungsvorrichtung aus einem Wirbelschichtreaktionsbehälter und einer Vorrichtung zur Zuführung von überhitztem Dampf besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 556 514.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 740/378 12.56