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Chemisches Verfahren zur Behandlung von Gasen mit festen Materialien
Die vorliegende Erfindung betrifft chemische Verfahren zur Behandlung von Gasen
mit festen Materialien und insbesondere katalytische Crack- und Reformierverfahren,
wobei ein gasförmiger Reaktionsteilnehmer in einer Reaktionszone mit einer Masse
von feinverteiltem, festem Katalysator in Kontakt gebracht wird, die verunreinigtem
festen Teilchen in einer Abstreifzone, in der sie mit einem Abstreifgas zur Entfernung
des flüchtigen, brennbaren Materials in Berührung gebracht werden, abgestreift und
die abgestreiften festen Teilchen in eine Regenerierungszone geleitetwerden, in
derwenigstens ein Teil des brennbaren Materials auf den festen Teilchen durch. Abbrennen
entfernt wird, und das regenerierte feste Material in die Reaktionszone zurückgeleitet
wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung «erden bei einem solchen Verfahren die verunreinigten
festen Katalysatorteilchen von der Reaktionszone in fluidisiertem Zustand mittels
eines Liftgases aufwärts in einer im wesentlichen vertikalen langgestreckten begrenzten
Zone in der Reaktionszone in die Abstreifzone befördert und. die abgestreiften festen
Teilchen dann zu der Regenerierungszone geleitet.
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Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise auch bei
einer Desulfurierung, Dehydrierung, Kohlenwasserstoffsynthese; Gasumwandlung, Isomerisierung,
Isoformierung usw. anwendbar. Die Zeichnungen, zeigen in Fig.l ein Fließschema einer
besonderen Ausführungsform der Erfindung, Fig.2 eine Kombination. einer Abstreifzone
und einer Reaktionszone, Fig. 3 ein Beispiel für eine Vorrichtung zur überführung
von Festkörpern von einer Regenerationszone in Eine Reaktionszone und Fig. 4 ein
anderes Beispiel einer Vorrichtung zum Abstreifen verunreinigter katalytischer Festkörper.
Zur katalytischenReformierung vonKohlenwasserstoffen wird im a,l.'gemeinen ein Katalysator
verwendet, der ein Metall der Gruppen IV, V und VI des Periodischen Systems, wie
Chrom, Modybdän, Wolfram, Titan, Cer, Thor usw., vorzugsweise in Form von Oxyden,
die allein oder auf verschiedenen Trägern, wie beispielsweise Magnesia., Aluminiumoxyd,
Siliciumdioxyd oder Kombinationen solcher Trägerstoffe enthält. Beispiele sind aktiviertes
Aluminiumoxyd, das mit 1 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf den gesamten Katalysator,
an Molybdänoxyd imprägniert ist, und auf Aluminiumoxyd abgelagertes Platin oder
Palladium. Für den im folgenden genannten Zweck findet dieser Katalysator in Form
eines feinverteilten Pulvers Verwendung, dessen Teilchengröße in der Größenordnung
von etwa 5 bis 150 Mikron, vorzugsweise -etwa 10 bis 80 Mikron, liegt. Dieser Katalysator
wird in einem wirbelndem Bett gehalten, indem man das umzusetzende Gas mit Lineargeschwindigkeit
in der Größenordnung von etwa 0,03 bis 2 m/sec hindurchströmen läßt. Diese Gasströmungsgeschwindi.gkeit
ist gleich der Geschwindigkeit des Gases beim Durchströmen durch ein Gefäß, das
keine weiteren Stoffe enthält. Die hevorzugteLineargeschwindigkeit liegt in derGrößenordn.ung
von 0,3 bis 0,6 m/sec.
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Die mit dein Katalysator in Berührung kommenden Gase sind das zugeführte
Öl und Wasserstoff. Die Ölzufuhrgeschwindigkeit wird in kg zugeführtes Öl je Stunde
je kg Katalysator in der Reaktionszone angegeben. Für dieHy droformierung beträgt
die Durchflußgeschwindigkeit im allgemeinen 0,1 bis 15, vorzugsweise etwa 0,5 bis
5. Wasserstoff wird im allgemeinen in einer Menge von 180 bis 1800 1/1 Öl und vorzugsweise
180 bis 9001/1 Öl verwendet.
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Die Temperatur, bei der die Hydroformierungsreaktion vor sich geht,
_liegt gewöhnlich in der Größenordnung von etwa, 450° und kann sich bis zu 580°
ändern. Bei dieser--Temperatur kann sich der Druck im Bereich von etwa 2,1 bis etwa
70 kg/cm2, vorzugsweise von etwa---3i5 -bis etwa 35 kg/cm2, ändern.
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Gemäß Fig. 1: wird das öl, beispielsweise Benzin, mit einem spezifischen
Gewicht von etwa 0,77 mit einer Geschwindigkeit von-'etwa 10 000 kg/Std. durch Leitung
15 in eine obere Konvektionsschlange 18 in
den Ofen 14 und dann
durch den Teil 19 dieses Ofens zirkuliert, von wo, es durch: Leitung 21 mit einer
Temperatur von etwa 515 his 570° austritt und: dem Reaktor 22 durch einen kreisförmigen
Verteilerkopf 23 zugeführt wird, der waagerecht etwa 90 cm oberhalb der Gitterplatte
25 angeordnet ist. Dieser Verteiler hat eine kreisförmige Gestalt und Öffnungen
für den Durchtritt des Öles in den Reaktor. Der Reaktor ist ein senkrechter Zylinder
mit einer Höhe von etwa 20,7 m und einem Innendurchmesser von etwa 1,90 m. Der Boden
des Reaktors besteht aus einem hohlen, konischen Teil 24, der durch die Gitterplatte
25 abgeschlossen ist. Längs der Innenwand des Reaktors erstreckt sich oberhalb der
Gitterplatte ein Einlaß 26 für den regenerierten Katalysator bis zu einer Höhe von
etw 1,80 m über der Gitterplatte 25. Der verbrauchte Katalysator wird aus dem Reaktor
durch einen anderen kreisförmigen Schacht 27 abgezogen, der sich von außerhalb des
konischen Teiles 24 des Reaktors bis etwa 30 cm über die Gitterplatte 25 innerhalb
des Reaktors erstreckt. Der in den Schacht 27 gelangende verbrauchte Katalysator
wird in dem Steigrohr28, dessen Innendurchmesser etwa 5 cm beträgt, durch ein Gas
nach oben gefördert, das durch eine senkrechte Hohlleitung 29 strömt, die koaxial
im Steigrohr 28 angeordnet ist. Diese Leitung 29 kann gegebenenfalls beweglich sein.
Die Menge der durch das Steigrohr 28 strömenden Festkörper läßt sich durch Einstellung
der Menge des durch die Leitung 29 strömenden Gases und durch Verstellung des Abstandes
zwischen dem Boden des Steigrohres 28 und dem Oberteil der Leitung 29 einstellen.
Die im Reaktor zurückgehaltene Katalysatormenge kann durch Abziehen von Katalysator
durch. eine Leitung 32 vermindert werden, die mit dem konischen Teil des Reaktors
verbunden ist.
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Der fluidisierte Katalysator hat im Reaktor eine Dichte von etwa 240
bis 1280 kg/m3 oder, im vorliegenden Beispiel etwa 480kg/m3. Im allgemeinen wird
die Umsetzung mit einem dichten Katalysatorbett durchgeführt, die durch eine Lineargeschwindigkeit
am Boden des Reaktors von etwa 0,3 bis 1,8 m/sec oder im vorliegenden Fall von etwa
2,5 m/sec erzielt werden kann. Die Tiefe des Katalysatorbettes im Reaktor beträgt
bei den, aufgeführten Bedingungen etwa 16,2 m. Unter diesen Umständen ist die Durchsatzgeschwindigkeit
etwa 0,45 und die Bettemperatur etwa 505°. Unter diesen Bedingungen wird das zugeführte
Benzin in ein Produkt mit erhöhter Oktanzahl umgewandelt. Dabei wird der Katalysator
durch kohlige Ablagerungen verunreinigt und seine Aktivität herabgesetzt. Im vorliegenden
Beispiel wird der Katalysator mit verminderter Aktivität nach oben durch die Steigleitung
28 mit einer Dichte in der Größenordnung von etwa 16,7 bis 334 kg/m3 geführt. Solche
Dichten lassen sich bei Lineargeschwindigkeit des aufsteigenden Gases zwischen 1,5
und 24 m/sec erzielen.
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Die Lage von. Leitung 26, Verteiler 23, der Leitung 27 und Gitterplatte
25 zueinander ist für die Durchführung der vorliegenden Erfindung wesentlich. Es
ist wichtig, daß das Öl oberhalb der Gitterplatte eingeführt wird, um ein: unerwünschtes
thermisches Cracken des Öles an der heißen Gitterplatte zu verhindern. Da die Hydroformierung
eine endotherme Umsetzung ist, muß Wärme zugeführt werden. Diese Wärme wird zum
großen Teil mittels eines wasserstoffhaltigen Gases zugeführt, das in den Reaktor
mittels einer Leitung 30 unterhalb der Gitterplatte 25 eingeführt wird. Daher ist
die Temperatur der Gitterplatte gewöhnlich, höher als die mittlere Temperatur des
Bettes im Bodenteil des Reaktors. Weiter ist es wichtig, daß der regenerierte Katalysator,
der durch die Leitung 26 in den Reaktor gelangt, eine höhere Temperatur als das
eintretende Öl hat. Um aber eine direkte Berührung des regenerierten Katalysators
mit dem 0I zu vermeiden, muß der regenerierte Katalysator oberhalb der Eintrittsstelle
des Öles eingeführt werden. Auf diese Weise kann sich der regenerierte Katalysator
mischen, bevor er mit dem eintretenden frischen 0I in Berührung kommt. Unter diesen
Umständen wird das eintretende Öl durch ein Stoffbett katalytisch behandelt, das
bei der gewünschten Temperatur eine gleichmäßige Aktivität hat. Wichtig ist auch.
die Lage der Leitung 27, durch die der verbrauchte Katalysator aus denn Reaktor
abgezogen wird. Das in den Reaktor durch den Verteilerkopf 23 eintretende frische
Öl strömt im wesentlichen aufwärts. Wenn deshalb die Leitung 27 unter der
Eintrittsstelle des Öles liegt, können die Öldämpfe vom verbrauchten Katalysator
nicht aufgenommen und aus der Reaktionszone herausgeblasen werden. Dies läßt sich
ferner durch Einführung eines Abstreifgases durch eine Leitung 31 vermeiden, die
mit dem oberen Teil der Leitung 27 verbunden ist. Dieses Gas kann beispielsweise
Wasserdampf, ein wasserstoffhaltiges Gas, Abgas, usw. sein. Die Menge des Gases
beträgt etwa 0,1 bis 15 kg/1000 kg im Steigtohr 28 nach oben strömenden, Katalysators.
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Gewöhnlich sollte derKatalysator nicht für längere Zeit eine Temperatur
über 640 bis 680° annehmen, da es sonst zu einer dauernden Schädigung des Katalysators
kommen kann. Nach der vorliegenden Erfindung wird diese unerwünschte Wirkung durch
unmittelbare, Berührung des erschöpften Katalysators mit einem Lift- oder Abstreifgas
vermieden, das eine Temperatur unter 640 bis 680° hat. Dadurch wird der verbrauchte
Katalysator im Reaktor zwischen Gitterplatte und. Öleintritt abgestreift, und einer
unerwünscht hohen Temperatur, die in dieser Zone auftreten könnte, wird durch Verwendung
eines auf niedriger Temperatur befindlichen Liftgases zur Förderung des erschöpften
Katalysators nach oben im Steigrohr 28 entgegengewirkt. Für das Abstreifen ist es
wünschenswert, eine maximale Katalysatortemperatur von etwa 520 bis 680° in der
Zone zwischen Gitterplatte und 0l.eintri.tt aufrechtzuerhalten.
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Durch die Einführung dies regenerierten Katalysators oberhalb dwr
Gitterplatte wird auch ein Zerreiben des Katalysators beim Durchtritt durch die
Gitterplatte vermieden.
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Der nach oben durch das Steigrohr 28 strömende verbrauchte Katalysator
tritt in einen Abstreifer ein, der aus einem exzentrisch auf den Reaktor aufgesetzten
zvlindrischen Gefäß besteht und aus einem unteren Teil 34 mit einer Länge von etwa
3,3 m und einem Innendurchmesser von etwa 30 cm sowie einem oberen, verbreiterten
Teil 35 mit einer Länge von etwa 4,2 und einem Innendurchmesser von etwa
53 cm besteht.
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Das Steigrohr 28 führt senkrecht durch den unterer Teil 34 des Abstreifers
und endet am Anfang des oberen Teiles 35. Am Boden des Teiles 34 wird ein Abstreifgas,
beispielsweise Wasserdampf, in einer Menge von etwa 135 kg/Std. durch die Leitung
36 eingeführt. Dieses Abstreifgas findet Verwendung für ein Katalysator-Öl-Verhältnis
von etwa 0,35, jedoch kann seine Menge für die in diesem Beispiel genannte Katalysatormenge
zwischen 45 bis 450 kg/Std. variieren:
Um eine übermäßige Turbulenz
infolge der Einführung erschöpften Katalysators in den Ausscheider zu verhindern.,
ist über die Austrittsöffnung des Steigrohres 28 ein Prallblech 37 gesetzt.
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Dic Festkörper verlassen den Abstreifer durch einen Schacht 38 im
unterem Teil des Abschnittes 34 und Leitung 39, deren oberes Ende mit der Leitung
38 verbunden ist. Die Gase verlassen den Abstreifer durch Leitung 40 und werden
in den oberen Teil des Reaktors zurückgeleitet. Beim vorliegenden Beispiel wird
der Druck im Oberteil des Reaktors auf einem Wert von etwa 17,5 kg/cm2 gehalten.
Mittels eines Steuerventils 41 in der Leitung 40 kann, der Druck im Abstreifer höher
als der Druck im Reaktor gehalten werden. Durch Steigerung des Druckes im Abstreifer
können die Gesamthöhe, des Reaktors und des Abstreifers und damit die Kosten der
Anlage herabgesetzt werden.
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Im oberen Teil des Reaktors trennen sich die Gase teilweise von den
Festkörpern, wie- am. Bettspiegel 44 zu erkennen ist, und strömen dann in einen
Zyklonabscheider 45, aus dem sie durch. Leitung 46 austreten. Die im Zyklon 45 abgeschiedenen
Festteile werden durch eine lange Tauchleitung 47 mit einer Länge von etwa 12 m
an einer Stelle etwa 3 m über der Gitterplatte wieder in das Reaktorbett geleitet,
wodurch vermieden wird, daß sich die Festkörper mit kleiner Teilchengröße im oberen
Bereich des Reaktorbettes und diejenigen mit großer Teilchengröße im unteren Teil
des Reaktorbettes ansammeln, und wodurch erreicht wird, daß ein Teil des feinen
Kata:lysatormaterials durch das Reaktorbett zirkuliert.
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Der verbrauchte Katalysator enthält flüchtige und nicht flüchtige
kohlenstoffhaltige Materialien. Zur Herabsetzung der Regenerationserfordernisse
ist es wünschenswert, soviel wie möglich flüchtige Verunreinigungen zu entfernen.
Dies erfolgt dadurch, daß man die Festkörper mit einem Abstreifgas, beispielsweise
Wasserdampf, Stickstoff, Kohlendioxyd, wasserstoffhaltigem Gas, Abgas u:sw., in
Berührung bringt. Gewöhnlich werden die flüchtigen Bestandteile des kohlenstoffhaltigen
Materials von den Festkörpern eingeschlossen und/oder ab- oder adsorbie.rt. Daher
wird beim Inberührungbringen des verbrauchten Katalysators mit einem Gas in der
Steigleitung 28 ein erstes Abstreifen des flüchtigen Materials bewirkt, das in der
Abstreifzone fortgesetzt und durch Gegenstromkontakt.ierung der abwärts strömenden
Festkörper im Abstreifer mit einem Abstreifga!s, beispielsweise Wasserdampf u.sw.,
beendet wird. Dadurch wird eine maximale Abstreifwirkung erzielt.
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Die abgestreiften Festkörper befinden sich im Standrohr im fluidisierten
Zustand und besitzen eine Dichte von etwa 240 bis 800 kg/m3. Im vorliegenden Beispiel
wird der Katalysator in einer Menge von etwa 3560 kg/Std. aus dem Abstreifer abgezogen
und hat im Standrohr 39 eine Dichte von etwa 580 kg/m3. Das Standrohr hat einen
Durchmesser von etwa 6,25 cm, und die Festkörper strömen darin mit einer Geschwindigkeit
von etwa 0,63 m/sec. Dieser Katalysator wird durch Einfüh:run.g eines Belüftungsgases,
beispielsweise Wasserdampf, durch die Leitungen 50 und 51 zugeführt. Die Menge des
Gases in diesen Leitungen liegt in einer Menge von etwa 1,35 kg/Std. Dampf von 28
kg/cm2. Ein anderes Verfahren zur Belüftung des Katalysators besteht in der Verwendung
eines wasserstoffhaltigen Gases oder eines Rückflußgases, das durch eine Belüftungsleitung
52 eingeführt wird. Gewöhnlich jedoch erfolgt die Belüftung oder Auflockerung mittels
Wasserdampf, der durch die Leitung 51 zugeführt wird, wobei das Ventil 53 geöffnet
und das Ventil 54 geschlossen ist. Die -Menge des durch das Standrohr 39 strömenden
Katalysators wird automatisch durch ein Schieberventil 55 geregelt. Zur Sicherheit
und Regelung ist ein Hilfsventil 56 in der Nähe des Schieberventils 55 in das Standrohr
39 eingebaut. Wegen der Höhe des fluidisierten Katalysators im Sta:ndroh,r 39 steigt
der Gesamtdruck oberhalb ds Ventils 56 auf 18,1 lcg/cm2. Der gesamte Druckabfall
am Ventil 55 beträgt etwa 0,378 kg/ctn2.
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Der erschöpfte Katalysator tritt aus dem Standrohr 39 in das Regeneratorgefäß
60 ein, das aus einem senkrechten, zylindrischen Gefäß mit einem wirksamen Innendurchmesser
von etwa 67,5 cm und einer Gesamtlänge von etwa 6,9 m besteht. Im Regenerator nimmt
das Kataly sato,rbett den Spiegel 61 ein. Es kann eine Dichte von etwa 240 bis 12801cg/m3
haben. Im vorliegenden Beispiel beträgt die Dichte etwa. 580 kg/ m3. Der Ka.ta:lysato@r,
wird im Regenerator durch Verbrennen der verunreinigenden Niederschläge mit einem
sauerstoffhaltigen Gas, beispielsweise Luft, regeneriert, das durch. eine- am Boden
des Regenerators angeschlossene Leitung 62 unterhalb einer Gitterplatte 63, die
zur gleichmäßigen Verteilung der Luft über die Querschnittsfläche des Gefäßbodens
dient, eintritt. Die Luft wird durch eine Zuführungsleitung 65 in einer Menge von
etwa 1720 kg/Std. eingeführt und mittels eines Kompressors 66 auf einen Druck von
19,3 kg/cm2 und eine Temperatur von etwa 143° komprimiert. In. diesem Zustand kann
die Luft unmittelbar durch die Leitungen 67, 68 und 62 in den Regenerator eingeführt
werden, oder ein Teil der Luft wird durch einen Ofen 69 durch die Leitungen 70 und
71 geschickt, bevor er dem Regenerator zugeführt wird, Im Beispiel wird die komprimierte
Luft unmittelbar in den Regenerator eingeleitet. Ein Teil des komprimierten Luftstromes,
z. B. etwa 250 kg/Std., wird mittels des Ofens 69 auf eine Temperatur von 535° erhitzt,
und findet zum Rückblasen der Filter im Oberteil des Regenerators Verwendung. Bei
normalen Betriebsbedingungen wird das Ventil 72 in der Überbrückungsleitung 73 geschlossen
gehalten, ebenso wie das Ventil 74 in der Leitung 75, die zur Zuführung erwärmter
Luft in den Regenerator dient. Die zum Rückblasen der Filter im Regenerator verwendete
erwärmte Luft wird durch die Leitung 76 zugeführt.
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Die Luft zur Belüftung und zur Instrumentensteuerung wird durch eine
Leitung 80 zugeführt, in einem Kompressor 81 komprimiert und in einem Kühler 82
gekühlt und gelangt dann in eine Trommel 83, in der flüssige Kondensate abgeschieden
werden. An dieser Stelle steht die Luft unter einem Druck von 21 kg/cm2 und hat
eine Temperatur von etwa 73°. Sie gelangt dann in einen Trockner 84 und findet darauf
in den Instrumenten und zur Belüftung Verwendung. Der Teil der Luft, der zur Betätigung
der Instrumente verwendet wird, wird durch eine Leitung 85 zu,ge@führt, während
der zur Belüftung dienende Teil durch eine Leitung 86 strömt.
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Durch die Verbrennung der Katalysa,torverunreinigungen steigt die
Temperatur im Reaktor, und zwar bei Verwendung von 9 Gewichtsprozent auf Tonerde
abgelagertem Molybdänoxy d auf etwa 600°. Diese Temperatur kann zwischen 450 und
650° variieren. Sie wird mittels einer Anzahl senkrechter Rohre 87, die unmittelbar
mit dem Kataly satorbett im Regenerator in Berührung stehen, auf dem gewünschten
Wert gehalten. Die Verbrennungswärme wird durch Wasser, das von einer Leitung 88
in eine
Kesseltrommel 89 zugeführt wird, abgeführt. Das Wasser
strömt von der Kesseltrommel durch eine Leitung 90 zu einem Verteiler 91 außerhalb
des Regenerators und zur Verteilung des Wassers auf die senkrechten Rohre im Katalysatorbett.
Das sich in den Rohren 87 bildende heiße Wasser und der Dampf strömen von den senkrechten
Rohren in einen zweiten Verteiler 92 außerhalb des Regenerators und dann durch eine
Leitung 93 in die Trommel 89, in der der Dampf abgeschieden und durch eine obere,
mit Ventil versehene Leitung entfernt wird. Das heiße Wasser wird zusammen mit frischem,
durch die Leitung 88 zugeführtem Wasser durch die Leitung 90 rezirkuliert. Die Bettkühlung
im Regenerator 60 kann ferner zur Regelung der Regenerationstemperatur durch Änderung
der Höhe des Katalysatorbettes in dieser Zone dienen. Für diesen Zweck soll die
Gruppe senkrechter Rohre im Regenera.tor geniigend lang sein, so daß durch Änderung
der Höhe des Katalysatorbettes im Regenerator zusätzliche Kühlflächen entstehen
und die Temperatur im gewünschten Betriebsbereich gehalten werden kann. k?ie Höhe
des Katalysatorbettes im Regenerator läßt sich durch Einführen zusätzlichen Katalysators
durch die Leitung 94 und durch Abziehen des Katalysators durch die Leitung 95 ändern.
Beide Leitungen sind am Boden des Regenerators angeschlossen. Die Leitung 95 dient
ferner zum Abziehen gealterten. oder geringere Aktivität aufweisenden Katalysators
aus dem Regenerator, während die Leitung 94 auch zum Zuführen frischen oder höhere
Aktivität aufweisenden Katalysators Verwendung finden kann. Ein anderes Verfahren
zur Änderung der Höhe des Katalysatorbettes im Regenerator besteht in einer Änderung
der Luftmenge, die durch die Leitung 62 zugeführt wird. Dadurch kann die Dichte
des Katalysators im Regenerator geändert werden, und entsprechend steigt oder fällt
die Höhe des Bettes abhängig von der bewirkten Dichteänd-erung. Gewöhnlich wird
die Menge der Verbrennungsluft, die dem Regenerator zugeführt wird, reguliert, so
daß lineare Gasgeschwindigkeiten in der Größenordnung von etwa 0,03 bis 0,9 m/sec
entstehen. Abhängig von der gewünschten Kühlung können diese Gasgeschwindigkeiten
gegebenenfalls ausreichen, um die gewünschte Kühlung selbst zu erzeugen. Reicht
die Änderung der Luftgeschwindigkeit nicht zur gewünschten Kühlung aus, dann kann
es notwendig werden, die Menge des im Regenerator vorhandenen Katalysators durch
Abziehen oder gegebenenfalls durch Hinzufügen zu regulieren.
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Die das Katalysatorbett im Regenerator verlassenden Abgase enthalten
gewöhnlich mitgerissene Festkörper, die vom Gasstrom mittels Filter 96 im oberen,
vergrößerten Teil des Regenerators abgetrennt werden. Die abgetrennten Gase verlassen
das System durch die mit den Filtern 96 verbundenen Leitungen 97 und strömen dann
durch eine mit einem Ventil versehene Austrittsleitung 98. Nach einer bestimmten
Betriebszeit überziehen sich jedoch. die Filter an der Außenfläche mit festem Material.
Zur Verbesserung der Betriebswirksamkeit und zur Vermeidung eines übermäßigen Druckabfalles
an den Filtern werden diese mit einem Gas, beispielsweise Luft, durch die mit den
Leitungen 97 verbundenen Leitungen 99 zurückgeblasen. Das Rückblasgas wird den Leitungen
99 mittels einer Leitung 76 zugeführt. Wie bereits erwähnt, wird die für diesen
Zweck verwendete- Luft auf eine Temperatur von etwa 600° e--äitzt. Die Erhitzung
der Luft auf' diese Temperatur erfolgt zur Vermeidung von thermischen Schockwirkungen.
Durch geeignete Anordnung lassen sich: die Filter in geeigneter Weise mit einem
Gas zurückblasen, ohne daß der Betrieb der Anlage unterbrochen werden muß. Der regenerierte
Katalysator verläßt den Boden des Regenerators durch eine Leitung oder ein Standrohr
101. Dieses Standrohr 101 ist am Boden des Regenerators angeschlossen, wo ein segmentförmiger
Schacht durch ein senkrechtes Querprallblech 102 gebildet ist. Das Standrohr hat
beispielsweise einen Durchmesser von etwa 6,8 cm und enthält ein Schieberventil
103 zur automatischen Regelung des Flusses der Festkörper und ein Hilfsventil
104 aus Sicherheits- und Regelgründen. Der Katalysator in diesem Standrohr kann
eine Dichte von etwa 250 bis 840 kg/m3 oder im vorliegenden Beispiel von etwa 600
kg/m3 haben. Dieser Katalysator kann, mit Rü ckflußgas durch eine Belüftungsleitung
105 und/oder eine Leitung 106, die von der Luftzuführungsleitung 86 abgezweigt ist,
belüftet oder aufgelockert werden. Die Wasserdampfzufuhr kann auch durch. eine mit
Ventil versehene Leitung 107 erfolgen :und zur Belüftung oder Auflockerung des regenerierten,
im Standrohr 101 zum Reaktor strömenden Katalysators dienen.
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Die den:Reaktor 22 verlassenden Reakfiio-nsprod,ukte werden zuerst
in einem Wärtneaustausch er 112 vom, etwa 490° auf etwa 370° abgekühlt und dann
über die- Leitung 113 der weiteren Verarbeitung zugeführt.
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Bei der Aufarbeitung der Produkte anfallendes gasförmiges Material
mit einem Molekulargewicht 14, das eine beträchtliche Menge Wasserstoff enthält,
wird dem Reaktor in einer Menge von. etwa 8320 kg/-Std. durch Leitung 143 mit einer
Temperatur von etwa 60° zugeleitet. Dieser Gasstrom wird geteilt, so, daß ein Teil
durch die Leitung 52 und der andere Teil durch Leitung 144 fließt. Das Gas in der
Leitung 144 wird zuerst auf eine Temperatur von etwa 370° durch einen Wärmeaustauscher
112 erhitzt. Nach dem Verlassen dies Wärmeaustauschers 112 wird der Rückflußgasstrom
146 auf die beiden Leitungen 147 und 148 verteilt. Der durch die Leitung 147 strömende
Teil des Rückflußgases kann zur Belüftung oder Auflockerung des durch den Schacht
26 in den Reaktor eintretenden regenerierten Katalysators dienen. Dieses Gas gelangt
in den Schacht 26 durch die Leitung 149. Der andere Teil dieses auf niedriger Temperatur
befindlichen Rückflußstromes wird in die Leitung 29 durch die Leitung 150 eingeführt
und dient dazu, den verbrauchten Katalvsator im Schacht 27 durch das Steigrohr 28
zu heben. Die Z'er«#endung von Rückflußgas als Transportmittel für den verbrauchten
Katalysator vom Reaktor zum Ab-
streifer führt zu bestimmten wirtschaftlichen
Vorteilen beim Verfahren. Darüber hinaus befindet sich im vorliegenden Beispiel
dieses Gas auf , iner niedrigen Temperatur, beispielsweise in der Größenordnung
von etwa 370°, und dient deshalb zur Kühlung des verbrauchten Katalysators vor dessen
Eintritt in den Regenerator. Die Kühlung des Katalysators an dieser Stelle ist wichtig,
wenn der verbrauchte Katalysator den Reaktor mit einer Tem#xratur von etwa 600 bis
650° verläßt, um die Zeit zu verkürzen, in der sich der Katalysator auf dieser Temperatur
befindet. Dieser als Transportmittel verwendete Rückflußgasstrom kann eine Temperatur
zwischen etwa 90 und 490°, vorzugsweise etwa 265 bis etwa 370°, haben. Im vorliegenden
Beispiel tragen etwa 165 kg/Std. Rückflußgas etwa 4500 kg/Std. Katalysator.
Der
durch die Leitung 148 strömende Teil des Rückflußgases wird in eine Konvektionsschlange
152 des Ofens 14 eingeleitet. Darauf wird das Riickflußgas durch. einen Strahlerteil153
dieses Ofens geschickt. Das Rückflußgas verläßt den Ofen durch eine Leitung 154
mit einer Temperatur von etwa 605 bis zu 640°. Dieses heiße Rückflußgas wird dem
Boden des Reaktors durch eine Leitung 30 zugeführt und dient dazu, die nötige Reaktionswärme
zuzuleiten. Die Temperatur des Rückflußgases kann zwischen etwa 513 und etwa 780°
schwanken. Im vorliegenden Beispiel finden etwa 814 kg/Std. Rückflußgas Verwendung,
jedoch kann sich im allgemeinen diese Menge von etwa. 4500 bis etwa 13 500 kg/Std.
ändern. Es ist vorteilhaft, die Reaktionswärme mittels des Rückflußgases an Stelle
mittels des zugeführten Öles zu erzeugen., weil dadurch der Verlust -,vertvoller
Produkte durch thermisches Cracken herabgesetzt wird. Ein Teil des durch die Leitung
154 strömenden heißen Rückflußgases strömt durch eine mit Ventil versehene Leitung
155 und dient zur Belüftung und Katalysatorreduktion des regenerierten Katalysators,
der in den Reaktor durch die Leitung 26 eintritt. Die Katalysator reduktion ist
wichtig, weil im Falle von Hy droformierungskatalysator, z. B. Molybdänoxyd allein
oder auf einem Träger, der Katalysator dazu neigt, unter den Regenerierungsbedingungen
entaktiv iert zu werden. Einer solchen Erscheinung wird entgegengewirkt, wenn man
den regenerierten Katalysator mit reinsin Wasserstoff oder -einem wasserstoffhaltigen
Gas bei einer Temperatur von etwa 370 bis etwa 760° in Berührung bringt.
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In Fig. 2 ist ein. weiteres Ausführungsbeispiel einer Kombination
aus Abstreifervo,rrichtu.ng und Reaktor dargestellt. In dieser Figur ist nur der
Oberteil des Reaktors zusammen mit der Abstreifervorrichtung gezeichnet, da der
Rest der Apparatur der gleiche wie in Fig. 1 sein kann. Nach Fd.g.2 enthält der
Reaktor 200 einen Zyklonabscheider 201 mit einem Tauchrohr 202 und einer Reaktiansproduktleitung
203. Der Abstreifer sitzt auf dem Reaktor, und sein vergrößerter Teil
205 ist außerhalb des Reaktors angeordnet, während ein unterer, verkleinerter
Teil 206 konzentrisch im Reaktor untergebracht ist. Der verbrauchte Katalysator
wird dem Abstreifer mittels eine., senkrechten Steigrohres 207 zugeführt, das sich
vom Reaktor durch den unteren Teil 206 erstreckt und am Bcdenteil des oberen Teiles
205 endet. Im Abstreifer wird der Katalysator mit einem Abstreifgas, beispielsweise
Wasserdampf, in Berührung gebracht, der durch eine Eindaßleitung 208 am Boden des
Abstreiferteiles 206 eingeführt wird. Der Katalysator wird vom Abstreifer durch
einen Segmentschacht 210 im Bodenteil des Ahstreiferteiles 206 abgezogen und wandert
durch ein Standrohr211 nach unten. Ein wesentlicher Teil des Standrohres sitzt nach
der Zeichnung im Reaktor mit Ausnahme eines Teiles, der vom Reaktor zum RegeneratoT
ungefähr an der Stelle abführt, an der der Regenerator sitzt. Diese Gase verlassen
den Oberteil des Abstreifers durch, eine mit Ventil versehene Leitung 212, welche
mit dem Oberteil des Reaktors verbunden ist.
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Die Vorrichtung nach Fig. 2 ist ein. Beispiel für eine Apparatur,
mit der die Gesamthöhe der Kombination aus Reaktor und Abstreifer herabgesetzt werden
ka@un. Wie sich aus der Zeichnung ergibt, sitzt ein Teil des Abstreifers im Reaktorgefäß,
wodurch die Gesamthöhe dieses Gefäßes annähernd um die Länge des im Reaktor sitzenden
Abstreifers herabgesetzt werden kann. Bei dieser Ausführungsform wird ferner die
Länge des Standrohres herabgesetzt, das zur Überführung des Katalysators vom Abstreifer
zum Regenerator notwendig ist. Trotzdem sitzt ein Teil des Standrohres im Reaktor.
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Fig. 3 zeigt eine Abänderung der Apparatur nach. Fig.1 zur Überführung
des regenerierten Katalysators vom Regenerator zum Reaktor. Nach Fig. 1 ist das
für diesen Zweck verwendete Standrohr eine im wesentlichen gerade und unmittelbar
vom Regenerator zum Reaktor führende Leitung. Dieses Standrohr ist Dehnungskräften
infolge der hohen Temperatur des darin strömenden Materials ausgesetzt, wodurch
die beiden Gefäße weiter auseinandergedrückt werden. Dieser Nachteil kann im wesentlichen
durch eine Vorrichtung überwunden werden, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. In
dieser Figur sind ein Teil des Rcgenerators 215 und ein Teil des Reaktors 216 sowie
das Standrohr 217 dargestellt. Das Standrohr enthält eine Biegung, welche jegliche
Ausdehnung inf.o,lge der hohen Temperatur ausgleicht. Im Falle einer Ausdehnung
verformt sich das Standrohr nach unten bezüglich seiner Befestigungsstellen an den
Reaktionsgefäßen. Auf diese Weise werden die Reaktionsgefäße im wesentlich°n nur
noch geringfügig bei einer Ausdehnung des Standrohres auseinandergedrückt. Der in
diesem Standrohr strömende Katalysator kann mittels Wasserdampf, Rückflußgas usw.
belüftet oder aufgelockert werden, welche durch die Leitung 219 und 220 dort eingeführt
werden, wo die Überführungsleitung ungefähr in das Reaktionsgefäß eintritt. Der
regenerierte Katalysator gelangt in dile Reaktionszone durch. einen runden Schacht
221. Das Rückflußgas wird in den Reaktor am Boden des konischen Teiles durch eine
Gasleitung 222 eingeführt. Die anderen Eigenschaften der Apparatur sind im wesentlichen
die gleichen, wie sie in Fi.g. 1 bereits dargestellt sind:.
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Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer anderen Abstreifvorrichtung, die nach
der Erfindung Verwendung finden kann. Nach dieser Figur ist die Abstreifumman.telung
225 ein senkrechtes zylindrisches Gefäß, das auf den Oberteil des Reaktors 226 aufgesetzt
ist. Der Abstreifer ist gegen die Mittellinie 227 des Reaktors versetzt. Der Abstreifer
ist vom Reaktor mit Ausnahme der Leitungen abgedichtet, die zum Austausch der Stoffe
zwischen den beiden Zonen dienen. Der verbrauchte Katalysator wird in den Abstreifer
vom Reaktor durch. ein senkrechtes Steigrohr 228 eingeführt, das ungefähr bis zum
Mittelt,-il des Abstreifers nach oben führt. Das aus der Steigleitung kommende Ma,-teria(l
besteht aus verbrauchtem Katalysator und aus Trägergas. Die Festkörper lösen sich
von den gasförmigen Bestandteilen infolge der Herabsetzung der Lincargeschwindigkeit
und setzen sich nach unten ab, so daß ein dichtes Bett mit dem Spiegel 229 entsteht.
Die gasförmigen Stoffe verlassen die Abstreifzone durch eine senkrechte Leitung
230, die vom Oberteil des Abstreifers in den Oberteil des Reaktors führt. Der Katalysatorspiegel
im Abstreifer wird durch konstantes Abziehen durch eine Überführungsleitung 231
aufrechterhalten. Diese Überführungsleitung ist am Boden eines Schachtes 232 angebracht,
in den. der Katalysator nach dem Austreten aus dem Steigrohr 228 strömt. Dieser
Schacht sitzt konzentrisch in der Ab.streifummantelung 225 und erstreckt sich vom
Mittelteil der Ummantelung bis zu. einer Stelle etwas oberhalb des Deckels des Reaktors.
226. Der ringförmige Raum zwischen. Ummantelung 225 und Schacht 232 und. zwischen
dem Schacht und dem Oberteil
des Reaktors 226 ist mit einem Isolationsmaterial
233 abgedichtet. Schwankungen im Bettspiegel 229 Tiber die gewünschte Höhe werden
durch Rezirkulieren -des Katalysators vom Oberteil des Bettes im Abstreifer zum
Reaktor -mittels einer senkrechten Überlaufleitung 234 reguliert, die vom oberen
Teil- der Ummantelung 225 zur Innenseite des Reaktors 226 führt. Der Katalysator
im Abstreifer wird mit einem Abstreifgas, beispielsweise Wasserdampf, mitte:s einer
Leitung 235 in Berührung gebracht, die. am Boden des Schachtes angeschlossen ist.
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Diese Ausführungsform hat den Vorteil einer inneren Dampfleitung zur
Hindurchleitung der Gase von der Abstreifzone zur Reaktionszone. Darüber hinaus
wird jeder Anstieg des Katalysators über die gewünschte Höhe automatisch mittels
der Überlaufleitung im Abstreifer entfernt. Diese Abänderung der erfindungsgemäßen
Apparatur bildet ferner ein geschlossenes System mit wenigen äußeren Leitungen zur
Überführung der Stoffe zwischen dem Abstreifer und anderen, Betriebsgefäßen. Durch
sie wird jede mögliche Erosion der senkrechten Leitungen. durch den Abstreifwasserdampf
in Gegenwart des Katalysators im Schacht 232 beseitigt. An der Wandung des Schachfies
232 wurde keine Erosion beobachtet.