DE1062858B - Process for the catalytic cracking of hydrocarbon oils - Google Patents

Process for the catalytic cracking of hydrocarbon oils

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DE1062858B
DE1062858B DEN15410A DEN0015410A DE1062858B DE 1062858 B DE1062858 B DE 1062858B DE N15410 A DEN15410 A DE N15410A DE N0015410 A DEN0015410 A DE N0015410A DE 1062858 B DE1062858 B DE 1062858B
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Germany
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reaction vessel
stripping zone
steam
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DEN15410A
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German (de)
Inventor
Karel Swart
Keith Owen
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Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
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Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
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    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffölen unter Verwendung eines verwirbelten Katalysators.The invention relates to a method for the catalytic cracking of hydrocarbon oils using a fluidized catalyst.

In der deutschen Patentschrift 952 923 wird ein Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffölen unter Verwendung eines verwirbelten Katalysators beschrieben, der im Kreislauf durch eine Reaktionszone, eine liegende, in demselben Behälter gelegene Abstreifzone und durch einen Regenerierbehälter geleitet wird, wobei die aus der Abstreifzone kommenden Gase und Dämpfe mit den aus der Reaktionszone kommenden vereinigt werden und die verwirbelten Katalysatorschichten in der Reaktionszone und der Abstreifzone durch eine Wand getrennt sind, die sich über die größte Höhe der Katalysatorschicht in der Reaktionszone erstreckt, und wobei der Katalysator in disperser Phase aus der Reaktionszone mit Hilfe von Wasserdampf oder einem anderen gasförmigen Abstreifmittel über ein oder mehrere Steigrohre in die Abstreifzone geleitet wird, worauf der abgestreifte Katalysator aus der Abstreifzone über eine mit einem Steuerventil ausgerüstete Leitung zum Regenerierbehälter fließt.In the German patent specification 952 923 a method and device for catalytic cleavage of hydrocarbon oils using a fluidized catalyst described in Circulation through a reaction zone, a horizontal stripping zone located in the same container and through a regeneration tank is passed, with the gases and vapors coming from the stripping zone the coming from the reaction zone are combined and the fluidized catalyst layers in the reaction zone and the stripping zone are separated by a wall extending over the greatest height extends the catalyst layer in the reaction zone, and wherein the catalyst in disperse phase from the Reaction zone with the aid of steam or another gaseous stripping agent via an or several risers are passed into the stripping zone, whereupon the stripped catalyst is removed from the stripping zone flows via a line equipped with a control valve to the regeneration tank.

Das in der angeführten Patentschrift beschriebene Verfahren hat den Nachteil, daß es im Betrieb wenig wendig ist. Während eine gegebene Vorrichtung unter bestimmten Bedingungen, z. B. einer bestimmten Menge an Katalysator bestimmter Aktivität sowie einer gewissen Beschickungsmenge usw., wohl völlig zufriedenstellend arbeiten mag, ist es doch nicht immer möglich, unter veränderten Bedingungen, z. B. einer reduzierten Katalysatoraktivität, einem gealterten Katalysator sowie bei anderer Beschickung, mit bester Ausbeute zu arbeiten. Insbesondere ist die Variationsbreite für die Katalysatormenge recht eingeengt, nach unten durch die Tatsache, daß die Dampfmenge, die zum Transport durch die Steigrohre notwendig ist, die die Reaktionszone und die Abstreifzone verbinden, zu groß wird, da sich nur eine kleine Katalysatormenge in der Reaktionszone befindet, und nach oben durch die Tatsache, daß der erhöhte Katalysatorspiegel im Reaktionsbehälter die Schließung eines oder mehrerer Steigrohre nötig macht, eine Maßnahme, die Anlaß geben kann, daß die Abstreifwirksamkeit erniedrigt wird.The method described in the cited patent has the disadvantage that it is little in operation is agile. While a given device under certain conditions, e.g. B. a certain Amount of catalyst of a certain activity and a certain amount of charge, etc., probably completely may work satisfactorily, it is not always possible under changed conditions, e.g. B. a reduced catalyst activity, an aged catalyst, as well as other loading best yield to work. In particular, the range of variation for the amount of catalyst is quite narrow, down by the fact that the amount of steam necessary for transport through the riser pipes that connect the reaction zone and the stripping zone becomes too large, since only a small one Amount of catalyst located in the reaction zone, and upwards by the fact that the increased catalyst level makes it necessary to close one or more riser pipes in the reaction vessel, a measure which may cause the stripping efficiency to be lowered.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist die Schaffung einer Modifikation oder einer Verbesserung bei dem Verfahren, das in der deutschen Patentschrift 952 923 beschrieben ist, damit man eine größere Beweglichkeit im Betrieb der Vorrichtung erhält und insbesondere ein größerer Variationsbereich hinsichtlich der Katalysatormenge in der Reaktionszone ermöglicht wird.The object of the present invention is to provide a modification or an improvement in the method described in German patent specification 952 923 with it one obtains greater mobility in the operation of the device and, in particular, a greater range of variation is made possible in terms of the amount of catalyst in the reaction zone.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ver-Verfahren zur katalytischen Spaltung
von Kohlenwasserstoffölen
An object of the present invention is to provide a method of catalytic cleavage Ver
of hydrocarbon oils

Zusatz zum Patent 952 923Addendum to patent 952 923

Anmelder:
N. V. De Bataafsche Petroleum
Maatschappij, DenHaag
Applicant:
NV De Bataafsche Petroleum
Maatschappij, DenHaag

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls
und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. Ε. Frhr. ν. Pechmann,
Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2
Representative: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Pulse
and Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. Ε. Mr. ν. Bad luck man,
Patent Attorneys, Munich 9, Schweigerstr. 2

Beansprachte Priorität:
Großbritannien vom 30. Juli 1957 und 25. Juni 1958
Claimed priority:
Great Britain July 30, 1957 and June 25, 1958

Keith Owen, Hooten, Cheshire (Großbritannien),
und Karel Swart, Den Haag,
sind als Erfinder genannt worden
Keith Owen, Hooten, Cheshire (UK),
and Karel Swart, The Hague,
have been named as inventors

fahren zur katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffölen unter Verwendung eines verwirbelten Katalysators bereitszustellen, wie es im Hauptanspruch der deutschen Patentschrift 952 923 beansprucht wird, bei dem der obere Spiegel der Katalysatorschicht in der Abstreifzone oberhalb des oberen Endes der Steigrohre in einer Höhe gehalten wird, die sich vom oberen Spiegel der Katalysatorschicht im Reaktionsbehälter durch eine Höhendifferenz unterscheidet, die bei einer gegebenen Katalysator - Zirkulationsgeschwindigkeit von der Menge an Dampf oder einem anderen gasförmigen Abstreifmittel abhängt, das in die Steigrohre eingeführt wird und die demzufolge mit Hilfe desdrive for the catalytic cracking of hydrocarbon oils using a fluidized catalyst to provide, as claimed in the main claim of German patent specification 952 923, with the top level of the catalyst layer in the stripping zone above the top of the riser tubes is maintained at a height that is from the upper level of the catalyst layer in the reaction vessel differs by a difference in height, which for a given catalyst circulation rate depends on the amount of steam or other gaseous stripping agent that is in the risers is introduced and which is consequently made with the help of the

909 580/380909 580/380

Steuerventils kontrolliert wird, das sich in der Leitung befindet, durch die der Katalysator von der Abstreifzone zum Regenerierbehälter fließt.Control valve located in the line through which the catalyst is removed from the stripping zone flows to the regeneration tank.

Der grundlegende Unterschied zwischen dem Verfahren der vorliegenden Erfindung und dem in der deutschen Patentschrift 952 923 beschriebenen Verfahren ist darin zu sehen, daß die Katalysatorschicht in der Abstreifzone die oberen Enden der Steigrohre überspült. Es wurde festgestellt, daß man tatsächlich eine hinreichende Trennung des Katalysators vom Dampf erzielt, wenn man unter diesen Bedingungen arbeitet und man dabei den Vorteil hat, daß bei einer gegebenen Katalysator - Zirkulationsgeschwindigkeit die zum Transport des Katalysators durch die Steigrohre nötige Menge an Dampf vom Unterschied der oberen Spiegel der Katalysatorschicht in der Reaktionszone und in der Abstreifzone abhängt und nicht allein vom oberen Spiegel der Katalysatorschicht in der Reaktionszone, wie es bei dem in der deutschen Patentschrift 952 923 beschriebenen Verfahren der Fall ist. Auf Grund dieser Tatsache macht eine Veränderung des Spiegels der Katalysatorschicht in der Reaktionszone nicht die entsprechenden Veränderungen der in die Steigrohre bzw. in die Anzahl von verwendeten Steigrohren eingeführten Dampfmengen notwendig, wie es in der deutschen Patentschrift beschrieben ist. Nun ist nurmehr eine entsprechende Berichtigung des oberen Spiegels der Katalysatorschicht in der Abstreifzone nötig, wobei gegebenenfalls die Menge an Dampf und die Anzahl der Steigrohre nicht zu verändert werden braucht. Diese Einstellung des oberen Spiegels der Katalysatorschicht in der Abstreifzone läßt sich in einfacher Weise durch eine zeitweilige Änderung der Geschwindigkeit der Abführung des Katalysators aus der Abstreifzone mit Hilfe des Regelventils in dem Standrohr ermöglichen, das zum Regenerierbehälter führt.The fundamental difference between the method of the present invention and that in German Patent 952 923 described method can be seen in the fact that the catalyst layer the upper ends of the riser pipes were washed over in the stripping zone. It was found that you actually did A sufficient separation of the catalyst from the steam is achieved when working under these conditions works and one has the advantage that at a given catalyst - circulation rate the amount of steam necessary to transport the catalyst through the riser pipes compared to the difference in the and does not depend on the upper level of the catalyst layer in the reaction zone and in the stripping zone solely from the upper level of the catalyst layer in the reaction zone, as in the case of the German one The method described in patent specification 952 923 is the case. Because of this, make a change the level of the catalyst layer in the reaction zone does not show the corresponding changes the amount of steam introduced into the risers or the number of risers used necessary, as described in the German patent specification. Now there is only a corresponding one Correction of the upper level of the catalyst layer in the stripping zone is necessary, where appropriate the amount of steam and the number of risers need not be changed. This setting of the upper level of the catalyst layer in the stripping zone can be easily adjusted by a temporary Changing the rate of removal of the catalyst from the stripping zone with the aid of the Allow control valve in the standpipe that leads to the regeneration tank.

Auf Grund der Erfindung ist es möglich, die Katalysatormenge über die Höhe hinaus zu steigern, die das Maximum für einen befriedigenden Betrieb darstellt, wobei die Enden der Abstreifsteigrohre sich oberhalb der Oberfläche der Katalysatorschicht in der Abstreifzone befinden.Due to the invention, it is possible to increase the amount of catalyst beyond the level that represents the maximum for satisfactory operation with the ends of the stripper risers facing each other located above the surface of the catalyst layer in the stripping zone.

Weiterhin können in einer gegebenen Vorrichtung die Abstreifsteigrohre kürzer gemacht werden als in der Vorrichtung, mit der auf Grund der Patentschrift 952 923 gearbeitet wird, da es nicht mehr länger notwendig ist, die oberen Enden der Abstreifsteigrohre oberhalb der Oberfläche der Katalysatorschicht in der Abstreifzone zu halten. Die Verkürzung der Steigrohre ermöglicht es, die Katalysatormindestmenge zu erniedrigen gegenüber der Menge, die Verwendung findet, wenn man mit der Vorrichtung nach einem Verfahren gemäß der Patentschrift 952 923 arbeitet. Der gesamte Bereich der Katalysatorbeschickung, die in der Vorrichtung zur Verwendung kommt, ist also nach oben und nach unten zu erweitert, wenn man auf Grund der vorliegenden Erfindung, wie auch in Übereinstimmung mit der Patentschrift 952 923 arbeitet.Furthermore, in a given device, the stripping risers can be made shorter than in FIG the device that is used on the basis of patent specification 952 923, since it is no longer necessary is, the upper ends of the stripper risers above the surface of the catalyst layer in the To keep the stripping zone. The shortening of the riser pipes enables the minimum amount of catalyst to be increased decrease compared to the amount that is used when using the device for a Method according to patent specification 952 923 works. The entire range of catalyst loading that is used in the device, so it is expanded upwards and downwards when you click on Reason of the present invention, as well as works in accordance with patent specification 952,923.

Ebenso wie in der Vorrichtung gemäß der angeführten Patentschrift können die Steigrohre, durch die der Katalysator in die Abstreifzone transportiert wird, auf verschiedene Weise konstruiert sein.As in the device according to the cited patent, the riser pipes can through that the catalyst is transported into the stripping zone can be constructed in various ways.

AlsAbstreifmittel läßt sich jedes inerte, gasförmige oder dampfförmige Mittel verwenden; in der Praxis wird im allgemeinen Dampf benutzt.Any inert, gaseous or vaporous agent can be used as the stripping agent; in practice generally steam is used.

Gegebenenfalls kann man zur gesteigerten Beweglichkeit im Betrieb Vorrichtungen treffen, daß man Dampf in mehr als nur einer Höhe in jedes Steigrohr einführen kann.If necessary, one can meet devices for increased mobility in operation that one Can introduce steam into each riser at more than one level.

Die Vorrichtung und das Verfahren auf Grund der Erfindung sollen nun an Hand der Zeichnung an einem Beispiel näher erläutert werden.The device and the method based on the invention will now be based on the drawing on a Example will be explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt der Vorrichtung. The drawing shows a cross section of the device.

Die Vorrichtung ist im wesentlichen die gleiche wie die, die in Fig. 1 der Patentschrift 952 923 beschrieben ist, mit der Ausnahme, daß die oberen Enden der Steigrohre, durch die der Katalysator von der Reaktionszone in die Abstreifzone geführt wird, sich unterhalb des normalen oberen Randes der Katalysatorschicht innerhalb der Abstreifzone befinden.The apparatus is essentially the same as that described in FIG. 1 of the '952,923 patent is, except that the tops of the risers through which the catalyst is removed from the reaction zone is guided into the stripping zone, below the normal upper edge of the catalyst layer are within the stripping zone.

So setzt sich, wie in der Zeichnung gezeigt ist, die Vorrichtung aus einem Reaktionsbehälter 1 zusammen, der durch eine senkrechte Wand 2, die in Form einer Sehne durch den horizontalen Querschnitt des Reaktionsbehälters verläuft, in eine Reaktionszone 3 und eine Abstreifzone 4 unterteilt ist. Die Wand 2 ist hinreichend hoch, um über den höchsten Spiegel zu reichen, bei dem die wirbelnde Katalysatorschicht in der Reaktionszone 3 gehalten wird. Die Dampf räume oberhalb der Katalysatorschichten in der Reaktionszone 3 und der Abstreifzone 4 stehen miteinander oberhalb des oberen Randes der Wand 2 in Verbindung. As shown in the drawing, the device is composed of a reaction vessel 1 which is divided into a reaction zone 3 and a stripping zone 4 by a vertical wall 2, which runs in the form of a chord through the horizontal cross section of the reaction vessel. The wall 2 is sufficiently high to reach above the highest level at which the swirling catalyst layer is maintained in the reaction zone 3 . The vapor spaces above the catalyst layers in the reaction zone 3 and the stripping zone 4 are connected to one another above the upper edge of the wall 2 .

Der Reaktionsbehälter 1 ist am Boden mit einer Leitung 5 zur Zuführung des zu spaltenden Öles und des Katalysators sowie auch mit einem Verteilungsrost 6 versehen, der über den Querschnitt der Reaktionszone 3 reicht. Spaltprodukte, zusammen mit Dämpfen aus der Abstreifzone 4, werden durch die Leitung 8 zu einem nicht gezeigten Fraktionierturm über den Zyklon 7 zur Abtrennung von mitgerissenen Katalysatorteilchen abgeführt, die ihrerseits in die Katalysatorschicht in der Reaktionszone 3 zurückgeführt werden.The bottom of the reaction vessel 1 is provided with a line 5 for supplying the oil to be split and the catalyst and also with a distribution grate 6 which extends over the cross section of the reaction zone 3. Fission products, together with vapors from the stripping zone 4, are discharged through the line 8 to a fractionation tower (not shown) via the cyclone 7 for the separation of entrained catalyst particles, which in turn are returned to the catalyst layer in the reaction zone 3 .

Zum Abstreifen sind eine Anzahl von Steigrohren 9 in die Abstreifzone 4 eingebaut, wobei diese sich aufwärts in die verwirbelte Katalysatorschicht in der Abstreifzone 4 erstrecken, wobei sich ihre oberen Enden unterhalb des oberen Randes der Katalysatorschicht befinden, und zwar unterhalb der Spiegelhöhe, die sich im Betrieb mit großen Katalysatormengen einstellt. Es sind vier Steigrohre vorgesehen, wobei die beiden zentral gelegenen einen größeren Durchmesser als die beiden anderen aufweisen.For stripping, a number of riser pipes 9 are built into the stripping zone 4 , these extending upwards into the fluidized catalyst layer in the stripping zone 4 , their upper ends being below the upper edge of the catalyst layer, namely below the level of the mirror, which is in the Operation with large amounts of catalyst stops. Four risers are provided, the two centrally located ones having a larger diameter than the other two.

Alle Steigrohre 9 stehen über Standrohre 10 mit der verwirbelten Katalysatorschicht in der Reaktionszone 3 in Verbindung, und sie sind am unteren Teil mit einer Einrichtung 11 versehen, die ein Ventil 12 zur Einführung von Dampf in Richtung nach oben in das Steigrohr 9 enthält, während in einem kurzen Abstand oberhalb des oberen Endes jedes Steigrohres 9 eine Prallplatte 13 vorgesehen ist. Der Katalysator wird von der Reaktionszone 3 im Betrieb über die Standrohre 10 zur Katalysatorschicht in der Abstreifzone 4 mit Hilfe des in den Boden der Steigrohre eingeblasenen Wasserdampfes transportiert. Während dieses Transports, bei dem der Katalysator in einer dispersen Phase durch die Steigrohre strömt und die Verweilzeit in diesen Steigrohren sehr kurz ist, z. B. nur einige wenige Sekunden beträgt, werden die mitgeführten und adsorbierten verdampfbaren Kohlenwasserstoffe, die in der Katalysatormasse vorhanden sind, weitgehend von dieser wieder abgetrennt. Die derartig befreiten Katalysatorteilchen, die nach dem Verlassen der Steigrohre 9 mit den Prallplatten 13 zusammenstoßen, fallen durch ihr Gewicht in die Katalysatorschicht in der Abstreifzone 4 zurück. Während der verhältnismäßig langen Verweildauer in dieserAll risers 9 are connected to the fluidized catalyst layer in the reaction zone 3 via standpipes 10 , and they are provided at the lower part with a device 11 which contains a valve 12 for introducing steam in the upward direction into the riser 9 , while in a baffle plate 13 is provided a short distance above the upper end of each riser pipe 9. The catalyst is transported from the reaction zone 3 during operation via the standpipes 10 to the catalyst layer in the stripping zone 4 with the aid of the steam blown into the bottom of the riser pipes. During this transport, in which the catalyst flows through the riser pipes in a disperse phase and the residence time in these riser pipes is very short, e.g. B. is only a few seconds, the entrained and adsorbed evaporable hydrocarbons that are present in the catalyst mass, are largely separated from this again. The catalyst particles freed in this way, which collide with the baffle plates 13 after leaving the riser pipes 9 , fall back into the catalyst layer in the stripping zone 4 due to their weight. During the relatively long stay in this

Schicht werden die nicht verdampfbaren und die restlichen noch im Katalysator vorhandenen verdampfbaren Kohlenwasserstoffe in beträchtlichem Ausmaß nachgespalten. In den Boden dieser Schicht wird Wasserdampf oder ein anderes inertes gasförmiges Medium durch einen nicht gezeigten Einlaß eingeführt, um die Schicht im Wirbelzustand zu halten und die Dämpfe von der Oberseite der Schicht abzuführen. Layer becomes the non-evaporable and the remaining evaporable still present in the catalyst Hydrocarbons split to a considerable extent. In the bottom of this layer will be Water vapor or another inert gaseous medium introduced through an inlet not shown, to keep the bed in a fluidized state and to remove the vapors from the top of the bed.

Der Boden jedes Standrohres 10 ist mit einer Zuführleitung 16 und mit einem Ventil 17 ausgerüstet, durch die man Dampf oder ein inertes Gas in Richtung nach oben in die Standrohre einblasen kann, damit die Katalysatormasse in diesen Rohren verwirbelt bleibt und somit verhindert wird, daß die Standrohre verstopft werden.The bottom of each standpipe 10 is equipped with a supply line 16 and a valve 17 through which steam or an inert gas can be blown upwardly into the standpipes so that the catalyst mass remains swirled in these pipes and thus prevents the Standpipes become clogged.

Der abgestreifte Katalysator wird aus der Abstreifzone 4 über das Standrohr 14, das mit einem Steuerventil 15 versehen ist, zum nicht gezeigten Regenerierbehälter geführt, in dem die Kohlenstoffablagerungen vom Katalysator weggebrannt werden. Der regenerierte Katalysator wird dann von dem Regenerierbehälter zur Leitung 5 geleitet, über die er im Kreislauf zur Reaktionszone 3 zusammen mit frischer Beschickung geführt wird. Die Geschwindigkeit der Abführung des Katalysators aus der Katalysatorschicht in die Abstreifzone 4 kann mit Hilfe eines Steuerventils 15, das zweckmäßig ein Schieber ventil ist, auf jeder gewünschten Höhe gehalten werden. Wenn darüber hinaus eine Änderung des oberen Spiegels der Katalysatorschicht in der Abstreifzone 3 ohne dauernde Änderung der Zirkulationsgeschwindigkeit des Katalysators erwünscht ist, kann dies durch zeitweilige Berichtigung des Regelventils 15 erreicht werden, bis der obere Spiegel der Katalysatorschicht sich um das gewünschte Ausmaß geändert hat, worauf man das Regelventil auf seinen ursprünglichen Stand zurückdreht.The stripped catalyst is led from the stripping zone 4 via the standpipe 14, which is provided with a control valve 15 , to the regeneration tank (not shown), in which the carbon deposits are burned off by the catalyst. The regenerated catalyst is then passed from the regeneration tank to line 5 , via which it is circulated to reaction zone 3 together with fresh feed. The rate of removal of the catalyst from the catalyst layer into the stripping zone 4 can be kept at any desired height with the aid of a control valve 15, which is expediently a slide valve. If, moreover, a change in the upper level of the catalyst layer in the stripping zone 3 without a permanent change in the circulation rate of the catalyst is desired, this can be achieved by temporarily adjusting the control valve 15 until the upper level of the catalyst layer has changed by the desired amount, whereupon the control valve is turned back to its original position.

Die Berichtigung des oberen Spiegels der Katalysatorschicht in der Abstreifzone 4 mit Hilfe des Regelventils 15 ist bei Verfahren, die nach der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, von einiger Bedeutung, da die Geschwindigkeit der Durchleitung des Katalysators durch die Steigrohre 9 vom Unterschied der oberen Spiegel der Katalysatorschichten in den beiden Zonen 3 und 4 abhängen wird, unter der Voraussetzung, daß alle anderen Faktoren, einschließlich der EinStrömungsgeschwindigkeit des Dampfes in die Steigrohre konstant bleiben. In der Vorrichtung gemäß der Patentschrift 952 923 hing andererseits diese Geschwindigkeit nur vom oberen Spiegel der Schicht in der Reaktionszone 3 ab, wieder unter der Annahme, daß alle anderen Faktoren konstant bleiben.The correction of the upper level of the catalyst layer in the stripping zone 4 with the aid of the control valve 15 is of some importance in processes which are carried out according to the present invention, since the speed of the passage of the catalyst through the riser pipes 9 from the difference of the upper level of the catalyst layers in both zones 3 and 4 , provided that all other factors, including the rate at which the steam flows into the risers, remain constant. In the device according to patent specification 952 923, on the other hand, this speed depended only on the upper level of the layer in the reaction zone 3 , again on the assumption that all other factors remain constant.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren tritt deshalb ein weiterer Faktor, der in die Regelung der Strömungsgeschwindigkeit des Katalysators zur Abstreifzone eingreift und der es ermöglicht, eine gegebene EinStrömungsgeschwindigkeit für den Dampf in die Steigrohre aufrechtzuerhalten, trotz der Veränderungen des oberen Spiegels der Katalysatorschicht in der Reaktionszone 3, die z. B. durch die Erniedrigung der Aktivität des Katalysators beim Altern notwendig werden, da eine entsprechende Veränderung im oberen Spiegel der Katalysatorschicht in der Abstreifzone 4 die Veränderung der Dampfeinleitungsgeschwindigkeit oder des gesamten verwendeten Querschnitts der Steigrohre völlig unnötig macht, wie sie in der Patentschrift 952 923 erwähnt ist. Soll ebenso der obere Spiegel der Schicht in der Reaktionszone 3 konstant bleiben und z. B. zur Verbesserung des AbstreifensIn the process according to the invention there is therefore a further factor which intervenes in the regulation of the flow rate of the catalyst to the stripping zone and which makes it possible to maintain a given inflow rate for the steam into the riser pipes, despite the changes in the upper level of the catalyst layer in the reaction zone 3, the z. B. be necessary due to the lowering of the activity of the catalyst during aging, since a corresponding change in the upper level of the catalyst layer in the stripping zone 4 makes changing the steam introduction speed or the entire cross section of the riser pipes completely unnecessary, as mentioned in patent specification 952 923 is. Should also the upper level of the layer in the reaction zone 3 remain constant and z. B. to improve stripping

eine Veränderung in der Dampfeinleitungsgeschwindigkeit nötig werden, so kann alles andere unverändert bleiben, vorausgesetzt, daß man eine geeignete kompensierende Berichtigung des oberen Spiegels der Schicht in der Abstreifzone 4 mit Hilfe einer zeitweiligen Berichtigung des Regelventils 15 vornimmt.If a change in the steam introduction rate becomes necessary, everything else can remain unchanged, provided that a suitable compensatory correction of the upper level of the layer in the stripping zone 4 is made with the aid of a temporary correction of the control valve 15 .

Ähnlich läßt sich eine Veränderung in der Zirkulationsgeschwindigkeit des Katalysators von einer Zone in die andere vornehmen, ohne Veränderung derSimilarly, a change in the rate of circulation of the catalyst from one zone can be observed make into the other without changing the

ίο anderen Variablen, indem man einfach das Ventil 15 so einstellt, bis der obere Spiegel der Katalysatorschicht in der Abstreifzone sich in einem Ausmaß verändert hat, das der Veränderung der Zirkulationsgeschwindigkeit entspricht, worauf man dann das Ventil 15 so einstellt, daß man die neue Zirkulierungsgeschwindigkeit erhält.ίο other variables by simply adjusting the valve 15 until the upper level of the catalyst layer in the stripping zone has changed to an extent corresponding to the change in the circulation rate, whereupon the valve 15 is adjusted so that the new circulation rate is obtained receives.

Auf Grund dieser zusätzlichen Kontrolle, die man durch Berichtigung des oberen Spiegels der Katalysatorschicht in der Abstreifzone bewirken kann, ist die Vorrichtung im Betrieb viel anpassungsfähiger als die Vorrichtung gemäß der Patentschrift 952 923. Dies ist z. B. für eine Ölraffinerie wichtig, die eine Anzahl verschiedenartiger Beschickungen verarbeitet. Sie ermöglicht die Verfahrensbedingungen derartig zu verändern, wie es eine bestimmte Beschickung und die jeweilige Aktivität des Katalysators erfordert, wobei die Aktivität des Katalysators sowohl mit seinem Alter wie von einem zum anderen Typ variieren kann. Die Vorrichtung ermöglicht auch Veränderungen der Bedingungen, des Abstreif.vorganges, ohne daß man die Bedingungen in der Reaktionszone oder die Zirkulierungsgeschwindigkeit des Katalysators ändern muß.On the basis of this additional control, which can be obtained by adjusting the upper level of the catalyst layer in the stripping zone, the device is much more adaptable in operation than the device according to patent specification 952 923. This is e.g. B. important for an oil refinery, the one Number of different loads processed. It enables the process conditions to be such to change as required by a particular feed and the particular activity of the catalyst, the activity of the catalyst varying both with its age and from one type to another can. The device also enables changes to the conditions, the stripping process, without having to worry about the conditions in the reaction zone or the rate of circulation of the catalyst must change.

So kann man offensichtlich die vorliegende Erfindung in gleicher Weise auf andere Ausführungsformen von Vorrichtungen zur katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffölen unter Verwendung eines verwirbelten Katalysators anwenden, wobei sich in dem Reaktionsbehälter eine Abstreifzone befindet, wie sieObviously, the present invention can be applied to other embodiments in the same way of devices for the catalytic cracking of hydrocarbon oils using a vortex Apply catalyst, with a stripping zone in the reaction vessel, like them

z. B. in der Vorrichtung der Patentschrift 952 923 an Hand der Fig. 3 und 4 beschrieben ist.z. B. in the device of the patent specification 952 923 with reference to FIGS. 3 and 4 is described.

Erfindungsgemäß können Verfahren in den in der angeführten Patentschrift beschriebenen Anlagen in einfacher Weise durch Anheben des Spiegels der Katalysatorschicht in die Abstreifzone durchgeführt werden, bis die oberen Enden der Steigrohre 9 untertauchen. Im allgemeinen ist es jedoch zweckmäßiger, die Steigrohre zu kürzen, damit man eine größere Variationsbreite hinsichtlich des oberen Spiegels der Katalysatorschicht erhält, wobei man diesen gleichzeitig genügend oberhalb der oberen Enden der Steigrohre hält. Eine vorhandene Vorrichtung läßt sich leicht während einer Stillegung verändern; eine neue Anlage kann von vornherein derartig konstruiert werden.According to the invention, processes can be carried out in the systems described in the cited patent in a simple manner by raising the level of the catalyst layer in the stripping zone until the upper ends of the riser pipes 9 are submerged. In general, however, it is more expedient to shorten the riser pipes in order to obtain a greater range of variation with regard to the upper level of the catalyst layer, while at the same time keeping it sufficiently above the upper ends of the riser pipes. An existing device can easily be changed during a shutdown; a new system can be designed in this way from the outset.

Einige Verfahrensbeispiele gemäß vorliegender Erfindung sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt, in der die wichtigsten Betriebsdaten für drei Versuche unter Verwendung der gleichen Vorrichtung angegeben sind. Im VersuchA wird die Vorrichtung gemäß Patentschrift 952 923 derartig betrieben, daß die oberen Enden der Steigrohre aus der oberen Oberfläche der Katalysatorschicht in die Abstreifzone ragen. Die Versuche B und C befinden sich in Ubereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wobei die oberen Enden der Steigrohre untertauchen.Some process examples according to the present invention are compiled in the following Table I, in which the main operating data for three experiments using the same device are specified. In experiment A, the device according to patent specification 952 923 is operated in such a way that the tops of the risers from the top surface of the catalyst bed into the stripping zone protrude. Experiments B and C are in accordance with the present invention, where submerge the tops of the risers.

Die Katalysatorbeschickung im VersuchA war die größtmögliche Betriebsmenge gemäß Patentschrift 952 923; in den Versuchen B und C war die Betriebsmenge noch viel größer.The catalyst charge in Run A was the largest possible operating amount according to the patent 952 923; in experiments B and C the operating amount was much larger.

Claims (1)

Tabelle ITable I. AA.
K Iiτιγλιt-_R AhnK Iiτιγλιt-_R Ahn
JV U W C1 L-IVU 11 (J IJV UW C1 L - IVU 1 1 (JI
BB.
GemischtesMixed things
Venezuela-RohölVenezuela crude oil
CC.
IVU W CiL XVUIHJJ.IVU W CiL XVUIHJJ.
3,0203.020 3,0303.030 3,0703.070 365365 355355 345345 499499 500500 497497 8,5:18.5: 1 9,3:19.3: 1 9,3:19.3: 1 64,964.9 65,465.4 65,665.6 162162 194194 215215 0101 4141 ΊΟΊΟ 17,717.7 19,519.5 17,017.0 31293129 39003900 39503950 952952 12251225 13601360 40814081 51255125 53105310 3,83.8 4,34.3 5,05.0 5,485.48 7,017.01 7,927.92 4,874.87 7,017.01 7,927.92 5,635.63 5,635.63 5,635.63 0,180.18 0,220.22 0,200.20 8,78.7 8,98.9 8,78.7
Beschickungfeed Beschickungsgeschwindigkeit, t/Tag Feeding speed, t / day Beschickungstemperatur, 0C Feed temperature , 0 C Reaktionsbehältertemperatur, 0C Reaction vessel temperature, 0 C Verhältnis Katalysator zu öl im Reaktionsbehälter .... Umwandlung in 205° C, Endsiedepunkt, GewichtsprozentRatio of catalyst to oil in the reaction vessel .... Conversion to 205 ° C, final boiling point, percent by weight Katalysatormenge im Reaktionsbehälter, t Amount of catalyst in the reaction vessel, t Katalysatormenge in der Abstreifzone, t Amount of catalyst in the stripping zone, t Zirkulationsgeschwindigkeit des Katalysators, t/Min. ...Catalyst circulation rate, t / min. ... Dampfzufuhr in die Steigrohre, kg/Std Steam supply into the riser pipes, kg / hour Dampfzufuhr in die Abstreifzone, kg/Std Steam supply to the stripping zone, kg / hour Gesamtdampfmenge, kg/Std Total amount of steam, kg / hour Verhältnis Dampf zu KatalysatorXlOs Ratio of steam to catalystXlO s Höhe der Katalysatorschicht im Reaktionsbehälter, m*) Höhe der Katalysatorschicht in der Abstreifzone, m*) ..Height of the catalyst layer in the reaction vessel, m *) Height of the catalyst layer in the stripping zone, m *) .. Höhe der Abstreif steigrohre, m*) Height of the scraper riser pipes, m *) Mitreißen von Katalysator in den Fraktionierturm,Carrying away catalyst in the fractionation tower, t/Tag t / day Koksausbeute, Gewichtsprozent Yield of coke, percent by weight *) Vom Rost aus gemessen.*) Measured from the grate. Aus den Versuchen B und C kann man ersehen, daß die Katalysatorbeschickung des Reaktionsbehälters um 32 bzw. 49 t größer ist als die im Versuch A benutzte Menge, die man als Maximum im Betrieb gemäß der Patentschrift 952 923 ansah. Die Abstreif- 30 Wirksamkeit, die sich in der Koksausbeute widerspiegelt, ist praktisch unverändert; nur eine geringfügige Zunahme im Mitreißen von Katalysatorteilchen läßt sich feststellen. Der Beschickung wird auf Grund des neuen Verfahrens eine maximale Grenze dadurch 35 gesetzt, daß man einen ausreichenden Abtrennraum zwischen der Oberfläche der Katalysatorschicht und dem Eingang des Zyklons einhalten muß.From experiments B and C it can be seen that the catalyst charge in the reaction vessel is 32 and 49 t respectively greater than the amount used in experiment A, which was considered to be the maximum in operation according to patent specification 952,923. The stripper 30 efficiency, reflected in the coke yield, is virtually unchanged; only a slight increase in the entrainment of catalyst particles can be observed. The feed is set on the basis of the new method a maximum limit 35 characterized in that one must maintain a sufficient separation space between the surface of the catalyst layer and the entrance of the cyclone. Bei dieser Vorrichtung lag das Minimum der Katalysatormenge bei 143 t. Durch Erniedrigung der Höhe 40 der Abstreit Steigrohre, wie sie in der Tabelle I angezeigt ist, um etwa 60 bis 182 cm, ist der Betrieb mit Reaktionsraumbeschickungen schätzungsweise bis herab auf etwa 110 t möglich, während gleichzeitig eine maximale Beschickung von 200 bis 220 t aufrechterhalten wird.In this device, the minimum amount of catalyst was 143 t. By lowering the height 40 of the stretcher risers, as indicated in Table I, by about 60 to 182 cm, it is estimated that reaction space charges down to about 110 tons can be operated while maintaining a maximum charge of 200 to 220 tons will. Wurden z. B. die Steigrohre um 60 cm gekürzt, so ergaben sich folgende Betriebsdaten (s. Tabelle II) in den beiden Versuchen D und E. Im Versuch D lag die Katalysatorbeschickung etwas unterhalb des Maximums, und die Abstreif Steigrohre waren untergetaucht. Im Versuch E wurde analog der Patentschrift 952 923 verfahren, wobei die Katalysatorbeschickung etwa die mögliche Minimalbeschickung war.Were z. If, for example, the riser pipes were shortened by 60 cm, the following operating data were obtained (see Table II) in the two experiments D and E. In experiment D the catalyst charge was slightly below the maximum, and the stripping risers were submerged. Experiment E was carried out analogously to patent specification 952 923 proceed with the catalyst charge being about the minimum charge possible. Tabelle IITable II Beschickungfeed Gemischtes Rohöl aus dem mittleren OstenMixed crude oil from the middle east Gemischtes Rohöl aus dem mittleren OstenMixed crude oil from the middle east Beschickungsgeschwindigkeit, t/Tag Feeding speed, t / day Beschickungstemperatur, 0C Feed temperature , 0 C Reaktionsbehältertemperätur, 0C Reaction vessel temperature, 0 C Verhältnis Katalysator zu öl im Reaktionsbehälter Ratio of catalyst to oil in the reaction vessel Umwandlung in 205° C, Endsiedepunkt, GewichtsprozentConversion to 205 ° C, final boiling point, percent by weight Katalysatormenge im Reaktionsbehälter, t Amount of catalyst in the reaction vessel, t Katalysatormenge in der Abstreifzone, t Amount of catalyst in the stripping zone, t Zirkulationsgeschwindigkeit des Katalysators, t/Min Catalyst circulation rate, t / min Dampfzufuhr in die Steigrohre, kg/Std Steam supply into the riser pipes, kg / hour Dampfzufuhr in die Abstreifzone, kg/Std Steam supply to the stripping zone, kg / hour Gesamtdampfmenge, kg/Std Total amount of steam, kg / hour Verhältnis Dampf zu Katalysator X IO3 Ratio of steam to catalyst X IO 3 Höhe der Katalysatorschicht im Reaktionsbehälter, m *) Höhe der Katalysatorschicht in der Abstreifzone, m*)Height of the catalyst layer in the reaction vessel, m *) Height of the catalyst layer in the stripping zone, m *) Höhe der Abstreifsteigrohre, m*) Height of the scraper riser pipes, m *) Mitreißen von Katalysator in den Fraktionierturm, t/TagEntrainment of catalyst into fractionation tower, t / day Koksausbeute, Gewichtsprozent Yield of coke, percent by weight *) Vom Rost aus gemessen.*) Measured from the grate. Patentanspruch:Claim: Verfahren zur katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffölen nach Patent 952 923, da-Process for the catalytic cracking of hydrocarbon oils according to patent 952 923, since 3,065
380
497
9,5:1
65,6
190
39,5
20,2
5443
1151
6594
5,4
6,82
6,70
5,02
0,14
9,0
3.065
380
497
9.5: 1
65.6
190
39.5
20.2
5443
1151
6594
5.4
6.82
6.70
5.02
0.14
9.0
3,030
351
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8,6
63,3
129
22,5
18,0
3775
1290
5065
4,6
3,96
3,65
5,02
0,13
8,7
3.030
351
497
8.6
63.3
129
22.5
18.0
3775
1290
5065
4.6
3.96
3.65
5.02
0.13
8.7
durch gekennzeichnet, daß der obere Spiegel der Katalysatorschicht in der Abstreifzone oberhalb des oberen Endes bzw. der Enden der Steigrohre gehalten wird.characterized in that the upper level of the catalyst layer in the stripping zone is above of the upper end or ends of the riser pipes is held. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 909 580/380 7.59© 909 580/380 7.59
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