DE1002902B - Vorrichtung zur katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffoelen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Vorrichtung für die Spaltung von Kohlenwasserstoffölen unter Verwendung eines verwirbelten Katalysators.

Wie bekannt ist, werden bei der katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffölen Kohlenwasserstoffablagerungen auf dem Katalysator gebildet, als deren Folge seine Aktivität allmählich abnimmt. Zwecks Wiederherstellung der Aktivität wird der verbrauchte Katalysator kontinuierlich aus dem Reaktionsraum zu einem Regenerator geleitet, in dem die Kohlenstoffablagerungen AOm Katalysator durch Behandlung mit einem sauerstoffhaltigen Gas bei hoher Temperatur abgebrannt werden, worauf der Katalysator erneut verwendet werden kann. Vor Beginn der Regenerierung ist es üblich, den von der Reaktionszone kommenden Katalysator mit Wasserdampf oder einem anderen gasförmigen Abstreifermittel zu behandeln, um daraus wertvolle verdampfbare adsorbierte oder mitgerissene Kohlenwasserstoffe zu entfernen, die sonst durch Verbrennung im Regenerator verlorengehen würden.

Der verwirbelte Katalysator wird also im Kreislauf durch ein Reaktionsgefäß, einen Abstreifer und einen Regenerierbehälter geführt.

Das Abstreifen der Kohlenwasserstoffe vom Katalysator wurde bisher in einem im Reaktionsgefäß angeordneten Abstreifer oder in einem gesonderten Abstreifer, der zwischen dem Reaktionsgefäß und dem Regenerierbehälter eingeschaltet ist, bewirkt, wobei die vom Abstreifer kommenden Dämpfe gewöhnlich mit den Dämpfen aus der Reaktionszone vereinigt und dann weiter gemeinsam verarbeitet werden. Gemäß dem Verfahren nach Patent 932 143, nach dem der verwirbelte Katalysator in der oben beschriebenen Weise im Kreislauf geleitet und die Gase und Dämpfe aus dem Abstreifer mit denen aus dem Reaktionsbehälter vereinigt werden, wird der aus dem Reaktionsbehälter abgezogene Katalysator über ein Steigrohr in einem gesonderten Abstreifer mit Hilfe von Dampf übergeführt. Aus dem Abstreifer gelangt der Katalysator durch ein mit einem Steuerventil versehenes Standrohr zum Regenerierbehälter, wobei dieser Strom durch Regulierung des Druckes der Gasphase in dem Abstreifer über ein Steuerventil in der Leitung, welche die Gasphase mit der Phase oberhalb der Katalysatorschicht in dem Reaktionsbehälter verbindet, geregelt wird.

Das Abstreifen des Katalysators erfolgt hierbei hauptsächlich in dem Steigrohr, durch welches der Katalysator aus dem Reaktionsbehälter in einer dispersen Phase zu dem Abstreifer geführt wird.

Durch Verwendung des Drucksteuerventils, durch welches der Dampfdruck und damit die Katalysator-

Vorrichtung zur katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffölen

Anmelder:

N. V. De Bataafsche

Petroleum Maatschappij, Den Haag

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls

und Dr. E. von Pechmann, Patentanwälte,

München 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 20. Mai 1954

Pieter Christiaan van Keekem, Den Haag,
ist als Erfinder genannt worden

2

höhe in dem Abstreifer konstant gehalten werden, falls eine Änderung in dem Dampfdruck in dem Reaktionsbehälter stattfindet, erübrigt sich ein Schieberventil im Standrohr zwischen dem Reaktionsbehälter und dem Steigrohr, durch das der Katalysator zum Abstreifer geleitet wird; dennoch sind, um eine zuverlässige Kontrolle des Katalysatorflusses im Katalysatorkreislaufsystem sicherzustellen, zwei Schieberventile erforderlich, d. h. eines in dem Standrohr zwischen Abstreifer und Regenerator und ein weiteres in dem Standrohr zwischen Regenerierbehälter und Reaktionsbehälter.

Gemäß der Erfindung wurde nun gefunden, daß dieses Verfahren, das in technischem Ausmaß mit ausgezeichneten Ergebnissen angewendet wurde, vorteilhaft in einer Vorrichtung durchgeführt wird, in der innerhalb des Regenerierbehälters ein Abstreifer vorgesehen ist, der mit diesem in der Nähe des Bodens kommuniziert, so daß der Katalysator aus dem Abstreiferraum direkt in den benachbarten Regenerierraum fließt. Wenn der Druck der Gasphase in dem Abstreifer richtig gewählt ist, stellt sich bei dieser Vorrichtung die Katalysatorhöhe im Abstreifer selbsttätig ein, so daß eine gesonderte Steuerung dieser Höhe mit Hilfe eines Steuerventils unnötig ist.

In der Vorrichtung nach der Erfindung wird der Katalysator von dem Reaktionsbehälter über ein Steigrohr mit Hilfe von Wasserdampf oder einem anderen gasförmigen Abstreifmittel in den Abstreifer

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übergeführt, das Abstreifen des Katalysators in einem Abstreifer bewirkt, der im Regenerator eingebaut ist. Aus dem Abstreifer gelangt der Katalysator im Wirbelzustand direkt in den Boden des Regenerierbehälters, . d. h. ohne Zwischenschaltung eines Standrohres und ohne Zwischenschaltung eines Steuerventils.

Die Erfindung ist auf der Erkenntnis gegründet, daß die Steuerung des Katalysatorstromes zwischen Abstreifer und Regenerierbehälter über ein Standrohr mit einem Steuerventil, wie es bisher aus Sicherheitsgründen als notwendig erachtet wurde, um den Zutritt von sauerstoff hai tigern-Gas aus dem Regenerierbehälter in den Reaktionsbehälter zu vermeiden, falls der Druck in dem Regenerierbehälter plötzlich ansteigt, völlig unnötig ist. Es wurde nämlich gefunden, daß ein geringes Übertreten von Regeneriergas in den Reaktionsbehälter über den Abstreifer keine Gefahr darstellt, da der Sauerstoffgehalt dieses Gases gering ist.

Die erforderliche Vorrichtung ist von kompakterer Bauart, so daß eine geringe Grundfläche ausreicht, und bietet außerdem den Vorteil, daß die Spaltung leichter durchzuführen ist, da eine gesonderte Steuerung des Katalysatorflusses zwischen Abstreifer und Regenerierbehälter nicht notwendig ist.

Außerdem sind die Baukosten infolge der Fortlassung eines gesonderten Abstreifers und der hierfür erforderlichen Bauart geringer, während gleichzeitig die gesamte Höhe der Vorrichtung niedriger gehalten werden kann, weil ein Standrohr zwischen dem Abstreifer und dem Regenerierbehälter fehlt.

Die neue Vorrichtung umfaßt einen Reaktionsbehälter, der am Boden mit einer Zuleitung für das zu spaltende Kohlenwasserstofföl und für feinzerteilten Katalysator und am oberen Ende mit einer Dämpfeableitung ausgerüstet ist, ferner einen Regenerierbehälter, der in nahezu gleicher Höhe aufgestellt ist und einen Abstreiferraum enthält, der nahe am Boden mit dem Regenerierraum des Regenerierbehälters kommuniziert, d. h. durch eine oder mehrere Öffnungen in der Trennwand zwischen Abstreiferraum und Regenerierraum, und der mit einem Steigrohr ausgerüstet ist, das sich bis über die übliche Katalysatornöhe in dem Abstreifer erstreckt. Der Abstreifer ist an seinem Boden mit einem Standrohr für die Zuführung von Katalysator aus dem Reaktionsbehälter versehen und mit Mitteln für die Zufuhr eines gasförmigen Abstreifmittels ausgerüstet. Der Regenerator ist am Boden mit Leitungen zur Zuführung von sauerstoffhaltigem Gas und an seinem oberen Ende mit einer Gasabzugsleitung versehen. Er kommuniziert mit der Zuleitung für das zu spaltende Kohlenwasserstofföl über ein Standrohr mit einem Steuerventil zur Kreislaufführung von regeneriertem Katalysator zum Reaktionsbehälter, während der Gasraum des Abstreifers über eine Leitung mit dem Steuerventil mit dem Gasraum oberhalb der Katalysatorschicht in dem Reaktionsbehälter verbunden ist. Die Erfindung wird näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein Schema einer Vorrichtung zur Spaltung von Kohlenwasserstoffölen unter Verwendung eines verwirbelten Katalysators zeigt. Diese Vorrichtung umfaßt ein Reaktionsgefäß 1 und einen Regenerierbehälter 2 mit einem zentral eingebauten zylindrischen Abstreifer 3. Das zu spaltende Kohlenwasserstofföl wird in dem Reaktionsbehälter 1 durch die Leitung 4 zusammen mit regeneriertem Katalysator, der aus dem Regenerierbehälter über das mit Steuerventil 6 ausgerüstete Standrohr 5 abgezogen wurde, zugeleitet. Ausgebrauchter Katalysator strömt aus der Katalysatorwirbelschicht, dessen Höhe im Reaktionsbehälter 1 bei α liegt, über ein Standrohr 7 in das Steigrohr 8, in dem er in einer dispersen Phase in den Abstreiferraum 3 mit Hilfe von durch Leitung 9 eingespritztem Dampf übergeführt wird. Während dieses Transportes wird der größere Teil der verdampfbaren Kohlenwasserstoffe, die an den Katalysatorteilchen adsorbiert sind und von ihnen ίο mitgerissen wurden, entfernt. Das Steigrohr 8 erstreckt sich bis über die Höhe b, auf die sich die Katalysatorschicht im Abstreiferraum selbsttätig einstellt, und die aus dem oberen Ende des Steigrohres mit den Abstreifergasen austretenden Katalysatorteilchen fallen in diese Schicht, die mit Hilfe von am Boden über nicht gezeigte Leitungen zugeführtem Dampf im Wirbelzustand gehalten wird. Die Abstreifergase werden vom oberen Ende des Abstreiferraumes 3 über einen Zyklon 9' und eine Leitung 10 zum Dampfraum am oberen Ende des Reaktionsbehälters geleitet, aus dem sie zusammen mit den gebildeten Spaltprodukten über den Zyklon 12 durch die Leitung 13 abgezogen werden. Mit Hilfe eines Steuerventils 11 in der Leitung 10 wird der Dampfdruck in der Gasphase des Abstreiferraumes und somit die Katalysatorhöhe in diesem Raum konstant gehalten, falls der Dampfdruck in dem Reaktionsbehälter steigt oder fällt.

Der abgestreifte Katalysator fließt kontinuierlich aus dem Abstreiferraum 3 direkt in den umgebenden Regenerierraum über die Öffnungen 14 in dem Boden der Trennwand zwischen dem Abstreifer- und dem Regenerierraum. In diesem werden die Kohlenstoffablagerungen auf dem Katalysator mit Hilfe von sauerstoffhaltigem Gas, z. B. Luft, oxydiert, das in ausreichender Menge durch die Leitungen 15 mit Verteilern 16 zugeführt wird, um die Katalysatorschi.cht, deren Höhe bei c liegt, im Wirbelzustand zu halten. Regenerierter Katalysator wird über das Standrohr 5 und die Zufuhrleitung 4 zum Regenerierbehälter 1 im Kreislauf geleitet, während Verbrennungsgase den Regenerierbehälter durch die Zyklone 17 und die Leitung 18 verlassen.

Da bei dieser Vorrichtung erfindungsgemäß der Abstreifer in den Regenerierbehälter eingebaut ist, wird nicht nur eine kompaktere. Bauweise erzielt, sondern es reicht auch ein einziges Schieberventil, d. h. in dem Standrohr 5, in dem ganzen Katalysatorkreislaufsystem für eine Kreislaufführung von regeneriertem Katalysator zum Reaktionsbehälter aus, da dank der direkten Überführung von Katalysator aus dem Abstreiferraum in den Regenerierraum kein Standrohr mit Schieberventil zwischen diesen Räumen erforderlich ist. Dies ist ein beträchtlicher Vorteil, da Schieberventile teuer sind und nach verhältnismäßig kurzen Betriebszeiten auf Grund der starken Erosion erneuert werden müssen.

Bei der in der Zeichnung gezeigten Vorrichtung ist der Abstreiferraum axial in dem Regenerierbehälter angeordnet, so daß dieser Raum auf den Seiten durch den ringförmigen Regenerierraum umgeben ist. Obgleich eine solche zentrale Anordnung des Abstreifers gewöhnlich bevorzugt wird, ist sie nicht unbedingt notwendig.

Der Abstreifer kann auch einen Segmentraum darstellen, der durch einen Teil der Wand des Regenerierbehälters und durch eine Trennwand, die senkrecht durch den Regenerierbehälter und durch seinen horizontalen Querschnitt in Form einer Sehne verläuft, begrenzt ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffölen unter Verwendung eines verwirbelten Katalysators, enthaltend einen Reaktionsbehälter mit einer Zuführleitung für zu spaltendes Kohlenwasserstofföl und feinverteilten Katalysator am Boden und einer Dampfableitung am oberen Ende, einen Regenerierbehälter, einen Raum zum Abstreifen des zu regenerierenden Katalysators, welcher Raum am Boden mit dem Regenerierbehälter in Verbindung steht und mit einem Steigrohr ausgerüstet ist, das sich bis über die normale Katalysatorhöhe in dem Abstreifraum erstreckt, in den ein nicht mit einem Absperrorgan versehenes Standrohr für die Zufuhr von aus dem Reaktionsbehälter abgezogenem Katalysator und eine Zufuhrleitung für ein gasförmiges Abstreifmittel einmünden, wobei der Regenerierbehälter am oberen Ende mit einer Gasableitung und am Boden mit Leitungen für die Zufuhr von sauerstoffhaltigem Gas versehen ist und mit der Zufuhrleitung für das zu spaltende Kohlenwasserstofföl über ein Standrohr mit einem Absperrventil in Verbindung steht, während die Gasräume des Abstreifraumes und des Raumes oberhalb der Katalysatorschicht in dem Reaktionsbehälter miteinander über eine Leitung mit einem Steuerventil verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Abstreifen dienende Raum in dem Regenerierbehälter vorgesehen ist und nahe seinem Boden in direkter Verbindung mit dem Regenerierbehälter steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifraum axial in dem Regenerierbehälter gelegen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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