DE1122649B - Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von KohlenwasserstoffenInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
K 39603 IVc/23 b
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 25. J A N U A R 1962
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um ungleiche Kohlenwasserstoffe in
Kontakt mit feinverteiltem Katalysator in eine Reaktionszone einzuführen.
Die Anlage, um feinverteilten Katalysator mit den umzusetzenden Kohlenwasserstoffen in Kontakt zu
bringen, ist ein zusammenhängendes System, bei dem einer der für das Verfahren erforderlichen Behälter
über dem anderen angeordnet ist und der Umlauf vom Katalysator durch im wesentlichen senkrechte
Leitungen, die die einzelnen Behälter miteinander verbinden, erfolgt. Diese Anordnung der Behälter hat
den Vorteil, daß die Kosten der Herstellung und die Katalysatormenge verringert werden und das Verfahren
wärmewirtschaftlich verbessert wird.
Das Verfahren der Erfindung zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, bei dem ein dichtes Wirbelbett
von feinverteiltem Katalysator in einer erhöht angeordneten Regenerationszone gehalten und regenerierter
Katalysator von erhöhter Temperatur einem dichten Katalysatorwirbelbett in einer darunterliegenden
Reaktionszone, die in gewünschte Produkte umzusetzende Kohlenwasserstoffe enthält, geleitet
wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß man frisch regenerierten Katalysator von erhöhter Temperatur
unmittelbar nach seiner Ausbringung in das dichte Katalysatorwirbelbett in der Reaktionszone mit einer
ersten umzusetzenden Kohlenwasserstoffbeschickung in Kontakt bringt und danach eine zweite Kohlenwasserstoffbeschickung
für sich in einen anderen Teil dieses Katalysatorwirbelbettes einleitet.
Die Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in zwei Stufen, wobei zunächst ein Teil der Kohlenwasserstoffe
und hierauf der Rest des Einsatzgutes in das Katalysatorbett eingegeben wird, ist beispielsweise aus der
deutschen Auslegeschrift 1 046 810 bekannt. Gemäß dieser deutschen Auslegeschrift wird die Umwandlung
in einer ersten Stufe mit verhältnismäßig verdünnter Phase und einer zweiten Stufe mit einer dichten Phase
sowie unter Anwendung verschiedener Temperaturen und Durchsätze in jeder der Stufen und Überführung
des in der Umwandlungsstufe mit verdünnter Phase verwendeten Katalysators in die Umwandlungsstufe
mit dichter Phase durchgeführt.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1 027 827 ist eine Vorrichtung für das katalytische Cracken von
Kohlenwasserstoffen bekannt, die eine Regenerationskammer und eine darunter angeordnete Reaktionskammer aufweist sowie eine an ihrem oberen Ende
offene Abstreifkammer, die sich aufwärts in die Regenerationskammer erstreckt, ein Ventil mit
hohlem Schaft, das mit dem unteren Teil dieses Verfahren und Vorrichtung
zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen
zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen
Anmelder:
The M.W. Kellogg Company,
Jersey City, N. J. (V. St. A.)
Jersey City, N. J. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. I. Ruch, Patentanwalt,
München 5, Reichenbachstr. 47/49
München 5, Reichenbachstr. 47/49
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 15. Januar 1959 (Nr. 786 988)
V. St. v. Amerika vom 15. Januar 1959 (Nr. 786 988)
John Bremner Osborne, South Orange, N. J.
(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
Liftes in Flucht liegt, Standrohre, die sich vom Boden der Regenerationskammer zum unteren Teil der
Reaktionskammer erstrecken und dazu dienen, feinverteilten Katalysator abwärts von dem Regenerator
in den Reaktor strömen zu lassen, Ventile in Flucht mit den unteren offenen Enden dieser Standrohre und
eine Anzahl Düsen am Boden des Reaktors für die Einleitung der umzusetzenden Kohlenwasserstoffe.
Diese Vorrichtung wurde einerseits so abgewandelt, daß sie die Durchführung des Verfahrens der Erfindung
ermöglicht, und andererseits verbessert, wobei die Verbesserung insbesondere die Ausgestaltung der
Ventile an den unteren offenen Enden der Standrohre und die Abänderung die Ermöglichung der Einleitung
eines zweiten Kohlenwasserstoffmaterials betrifft.
Die Vorrichtung der Erfindung zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen enthält eine oben angeordnete
Regenerationskammer, eine darunter angeordnete Reaktionskammer, eine an ihrem oberen Ende
offene Abstreifkammer, die sich vom unteren Teil der Reaktionskammer aufwärts in deren oberen Teil
erstreckt und Mittel zur Einleitung von Abstreifgasen in ihren unteren Teil aufweist, einen Lift, der mit
dem unteren Teil der Abstreifkammer in Verbindung steht und sich aufwärts in die Regenerationskammer
erstreckt, ein hohles Ventil, das mit dem unteren Teil dieses Liftes in Flucht liegt und der Einleitung
von gasförmigem Material in den Lift dient, so daß eine Aufwärtsströmung durch den Lift verursacht
wird, wenigstens ein Standrohr, das sich vom Boden
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3 4
der Regenerationskammer zum unteren Teil der höhe von einem mittleren Teil des Bettes in die
Reaktionskammer erstreckt und dazu dient, fein- Abstreifzone abgegeben.
verteiltes Kontaktmaterial abwärts strömen zu lassen, Der abgestreifte Katalysator wird vom unteren Teil
Ventile in Flucht mit dem unteren offenen Ende der der Abstreifzone abgezogen, mit einem Teil des zur
Standrohre, die dazu dienen, abwärts strömenden 5 Regenerierung des Katalysators erforderlichen sauer-Katalysator
als einen ringförmigen Strom in die stoffhaltigen Gases, der etwa 5 bis etwa 5O°/o des
Reaktionskammer abzulenken, und einer Anzahl über erforderlichen Sauerstoffes enthalten kann, vermischt
die Querschnittsfläche der Reaktionskammer in Ab- und aufwärts durch den im wesentlichen vertikalen
ständen voneinander verteilte Düsen für die gesteuerte Lift in den oberen Teil der Regenerationszone geEinleitung
von Reaktionsmaterial und ist gekenn- io leitet. Weiteres sauerstoffhaltiges Regenerationsgas,
zeichnet durch eine Anzahl Auslaßöffnungen 38 für das Luft oder ein inertes sauerstoffhaltiges Gas sein
dampfförmiges Material angrenzend an und unterhalb kann, wird in den unteren Teil der Regenerationsder
starren Ventilmittel, die gegen den ringförmigen zone eingeleitet, um die Regeneration des Katalysators
Strom von Katalysator, der aus dem Standrohr aus- durch Abbrennen der kohligen Ablagerungen zu
tritt, gerichtet sind, und Mittel zum Einleiten eines gas- 15 beenden. Im allgemeinen wird der Regenerator bei
förmigen Materials in den unteren Teil der Reaktor- einer Temperatur im Bereich von etwa 565 bis etwa
kammer unter den voneinander beabstandeten Düsen. 6750C und vorzugsweise etwa 608° C betrieben.
Bei der Durchführung des Verfahrens der Erfin- Während der Regeneration wird der Katalysator auf
dung unter Verwendung des hier beschriebenen eine erhöhte Temperatur erhitzt, und ein Teil des
Systems wird eine frische Beschickung oder ein 20 regenerierten Katalysators von erhöhter Temperatur
relativ niedrigsiedendes Kohlenwasserstoffmaterial, wird vom unteren Teil der Regenerationszone abdas
sich für eine katalytische Crackung eignet, mit gezogen und abwärts durch eine oder mehrere
heißem frisch regeneriertem Katalysator sofort nach Standrohre der Reaktionszone zugeleitet. Wie schon
Abgabe dieses Katalysators in die Reaktionszone erwähnt, kommt die frische Beschickung mit dem
vermischt, wodurch frische Beschickung in Gegenwart 25 frisch regenerierten Katalysator unmittelbar nach
von frischem Katalysator und bei der maximalen Austritt des Katalysators aus dem Standrohr in
Cracktemperatur in dem Reaktor zu gewünschten Berührung. Unter diesen Bedingungen wird die
Produkten gecrackt wird, während der Katalysator frische Beschickung bei einer Temperatur in dem
mit Reaktionsprodukten verunreinigt und teilweise Bereich von etwa 510 bis etwa 565° C, vorzugsweise
gekühlt wird. Eine zweite Kohlenwasserstoffbeschik- 30 etwa 524° C gecrackt, und der Katalysator in dem
kung, die den gleichen oder einen höheren Siede- Gebiet rund um das Standrohr besitzt eine höhere
bereich als die erste Beschickung haben kann, wird Temperatur als der Katalysator in dem übrigen Teil
dann unter dem Punkt der Einleitung des ersten des Bettes. Zufolge des ersten Kontaktes von frischer
Beschickungsmaterials bei verminderter Temperatur Beschickung mit dem heißen regenerierten Katalysator
jedoch für eine viel längere Kontaktzeit mit dem 35 wird die Temperatur des Katalysators vermindert.
Katalysator in das Katalysatorbett eingeleitet, wodurch und der Katalysator verteilt sich selbst in dem restder
Katalysator weiter mit flüchtigen und nicht fluch- liehen Teil des Katalysatorbettes. Die zweite Kohlentigen
Reaktionsprodukten verunreinigt wird. Ein Teil Wasserstoffbeschickung wird dann in den unteren Teil
des verunreinigten Katalysators wird kontinuierlich des Bettes eingeleitet, worin sie bei niedrigerer Temvon
der Reaktionszone abgezogen und der Abstreif- 40 peratur in dem Bereich von etwa 454 bis etwa 538° C
zone zugeleitet, worin flüchtige Reaktionsprodukte und vorzugsweise etwa 482° C während einer längevon
dem Katalysator abgestreift werden, indem man ren Kontaktzeit als die frische Beschickung gecrackt
den Katalysator abwärts im Gegenstrom zu Abstreif- wird. Wenn zwei oder mehr Katalysatorstandrohre
gas, das in den unteren Teil der Abstreifzone ein- und als zweite Kohlenwasserstoffbeschickung ein
geleitet wird, durch diese Zone leitet. Im allgemeinen 45 Rückführungsöl verwendet werden, so wird das
ist die Temperatur in der Abstreifzone höher als die Rückführungsöl dem Katalysatorbett zwischen den
mittlere Temperatur in der Reaktionszone, kann Standrohren zugeleitet.
jedoch in einem Bereich von etwa 0 bis 28° C über, Wie erwähnt, betrifft die Erfindung eine neue
vorzugsweise wenigstens 11° C über dieser Tempe- Anordnung, um eine Ölbeschickung in ein Kataly-
ratur liegen. Die Abstreifzone ist mit Schlitzen oder 50 satorbett einzuleiten. Gemäß einer Durchführungs-
Durchtrittsöffnungen in der Wand versehen, die dem form der Erfindung erfolgt dies, indem die gesamte
Durchtritt von Katalysator aus der Reaktionszone frische Beschickung durch ein Stöpselventil mit
in diese Zone dienen. Diese Durchtrittsschlitze oder hohlem Schaft, das mit den Standrohren für den
öffnungen für Katalysator sind gewöhnlich fest regenerierten Katalysator in Flucht liegt, eingeleitet
liegende, nicht begrenzte Durchtrittswege, die im 55 wird, wobei der heiße, frisch regenerierte Katalysator
mittleren Teil des Abstreifschachtes angeordnet sind, zunächst bei erhöhter Cracktemperatur mit der
und diese Anordnung ermöglicht das Abziehen von frischen Beschickung in Berührung kommt und
verunreinigtem Katalysator von der Reaktionszone, danach mit einer zweiten Beschickung, wie einem
wenn die Höhe des Katalysatorbettes in einem weiten Rückführungsöl, bei einer niedrigeren Temperatur in
Bereich variiert. Beispielsweise kann die Höhe des 60 einem anderen Teil oder Quadranten des ringförmigen
gemäß der hier beschriebenen Ausführungsform ring- Katalysatorbettes in Kontakt gebracht wird. Durch
förmigen Katalysatorbettes je nachdem, wie energisch diese Anordnung werden relativ niedrig siedende
die Behandlung und wie lange die Zeit des Kontaktes Produkte der frischen Beschickung fast momentan
des umzusetzenden Materials mit dem Katalysator aus dem Katalysatorbett herausgeschwämmt, bevor
sein sollen, zwischen etwa 3 und etwa 9 m variieren. 65 zufolge des Umlaufes von Katalysator aufwärts um
Wenn also die geringste Betthöhe in dem Reaktor das Standrohr ein zu starkes Cracken erfolgte. In
angewandt wird, so wird der Katalysator vom oberen einem ringförmigen Wirbelbett von feinverteiltem
Teil des Bettes abgezogen, und bei maximaler Bett- Katalysator entsteht ein Temperaturgradient derart,
daß der Quadrant oder das Gebiet des Kataiysatorbettes, das an die Standrohre angrenzt, den Teil mit
hoher Temperatur darstellt, während das Gebiet oder der Quadrant zwischen den Standrohren, in das eine
relativ hochsiedende Beschickung eingeleitet wird, eine relativ niedrige Temperatur aufweist.
In der Zeichnung ist eine Aufteilung des ringförmigen Katalysatorbettes durch vertikale Trennwände
in Quadranten nicht gezeigt. Jedoch liegt eine solche Anordnung im Bereich dieser Erfindung.
Wenn solche vertikalen Prallbleche verwendet werden, so wird dafür gesorgt, daß Katalysator von dem Teil
des Bettes, in dem das Cracken frischer Beschickung bei hoher Temperatur erfolgt, zu dem Teil des Bettes,
in dem bei relativ niedriger Temperatur gecrackt wird, durch geeignete Schlitze oder Durchtrittsöffnungen
in dem Blech hindurchtreten kann. Statt daß sich die Prallbleche als Trennwände vom Boden des
Behälters bis über das obere Niveau des Katalysatorbettes erstrecken, können sie die Form zylindrischer,
am Boden geschlossener Schächte haben, die den unteren Teil des Standrohres umgeben und sich in
dem Katalysatorbett nach oben bis unterhalb von dessen oberem Niveau erstrecken. Bei dieser Anordnung
wird der Katalysator mit frischer Beschickung in Berührung gebracht, die um das Standrohr herum
nach oben strömt, und der Katalysator tritt dann in das Katalysatorwirbelbett im übrigen Teil der Reaktionszone
ein. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist jedoch das ringförmige Bett nicht durch Bleche
aufgeteilt, da die Vorrichtung und die Methode, den Katalysator mit der Kohlenwasserstoffbeschickung in
Berührung zu bringen, anpassungsfähiger sind, wenn keine solchen Bleche verwendet werden. Beispielsweise
kann frische Beschickung durch eine Anzahl Stöpselventile mit hohlem Schaft, die mit einer Anzahl
von Standrohren in Flucht angeordnet sind, sowie durch die Beschickungsdüsen im unteren Teil des
Bettes mit und/oder ohne Rückführungsöl eingeleitet werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann
die frische Beschickung derart aufgeteilt werden, daß ein Teil vom gleichen oder einem anderen Siedebereich
durch das Ventil mit hohlem Schaft eingeleitet wird, während der restliche Teil dem unteren Teil
des Katalysatorbettes durch die Beschickungsdüsen in dem Gebiet der Standrohre und Rückführungsöl
durch eine oder mehrere Düsen in dem Gebiet zwischen den Standrohren zugeleitet wird. Es liegt
auch im Bereich dieser Erfindung, die Standrohre mit den oder ohne die erwähnten Trennwände in
dem oberen Teil des Katalysatorwirbelbettes, beispielsweise der oberen Hälfte oder dem oberen
Drittel, enden zu lassen, so daß die frische Beschikkung in dem oberen Teil des Katalysatorbettes umgesetzt
werden kann, während ein höhersiedendes Material wie Rückführungsöl oder die hochsiedende
Fraktion der frischen Beschickung dem unteren Teil des Katalysatorbettes zugeleitet wird. Bei allen
diesen Durchführungsformen ist es wichtig, daß die frische Beschickung oder das am wenigsten
widerstandsfähige Material in das Gebiet der größten Katalysatoraktivität und höchsten Temperatur
eingeleitet wird, während die hochsiedende Beschickung in das Gebiet verringerter Katalysatoraktivität
und niedrigerer Temperatur eingeleitet wird. Um die Fluidisierung des Katalysators in dem unteren
Teil der ringförmigen Reaktionszone zu erleichtern, wird Dampf in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa
5 Gewichtsprozent mit der Ölbeschickung vermischt. Dieser Dampf bewirkt, daß das Öl in kleine Partikeln
aufgeteilt wird und inniger mit dem Katalysator vermischt und in Kontakt gebracht werden kann,
und dient auch dazu, eine hohe Geschwindigkeit der Strömung durch die Einspritzdüsen für die Beschickung
zu erhalten, wenn die Ölzufuhr gestoppt wird. Im allgemeinen wird für die Beschickungsdüsen
eine Ölgeschwindigkeit von etwa 1,5 bis etwa
ίο 7,5 m/Sek., vorzugsweise etwa 2,4 m/Sek., und eine
Dampf geschwindigkeit von etwa 6 bis etwa 60 m/Sek., vorzugsweise etwa 15,6 m/Sek., angewandt, so daß
die Geschwindigkeit des Gemisches etwa 18 m/Sek. beträgt. Es sind auch Vorkehrungen getroffen, daß
weiteres inertes Gas zur Erhaltung des wirbelnden Zustandes unterhalb und außerhalb der Beschickungsdüsen
in den unteren Teil des Bettes eingeleitet werden kann, um die Defluidisierung des Katalysators zu
verhindern.
Die bei dem Verfahren und in der Vorrichtung der Erfindung verwendeten Stöpselventile mit hohlem
Schaft können in irgendeiner geeigneten Weise konstruiert sein, sofern sie es ermöglichen, die frische
Kohlenwasserstoffbeschickung unmittelbar, nachdem der Katalysator vom Fußende des Standrohres ausgebracht
ist, mit diesem heißen regenerierten Katalysator in Kontakt zu bringen. Für den Fall, daß das
Stöpselventil geschlossen wird, um die Abgabe von Katalysator aus dem Standrohr zu unterbrechen, ist
es jedoch wichtig, daß die dem Stöpselventil zugeordneten Ölzufuhrdüsen hinsichtlich des konischen
Stöpsels des Ventils so angeordnet sind, daß sie unter dem unteren Rand des Standrohres liegen, um zu
verhindern, daß Kohlenwasserstoffe in das Standrohr abgegeben werden. Außerdem wird, um eine Erosion
des Stöpsels zu vermeiden, das Öl vorzugsweise im wesentlichen tangential zu der ringförmigen Strömung
des Katalysators über dem konischen Stöpsel der Ventilanordnung ausgebracht. Die tangentiale Einleitung
der Kohlenwasserstoffbeschickung ist jedoch nicht wesentlich, und diese Beschickung kann in
irgendeinem Winkel erfolgen, da der Hauptzweck eine innige Vermischung und ein Kontakt der Kohlenwasserstoffbeschickung
mit dem heißen frisch regenerierten Katalysator, unmittelbar nachdem oder gerade
wenn er von dem Standrohr ausgebracht wird, ist.
Der für das Verfahren der Erfindung verwendete Katalysator setzt sich aus Partikeln mit einer Korngröße
von weniger als 250 μ zusammen, und gewöhn-Hch liegt die Korngröße der Partikeln in einem Bereich
von etwa 10 bis etwa 100 μ. Der für das Verfahren der Erfindung verwendete Katalysator kann
aus einem siliziumhaltigen Material bestehen, das etwa 70 bis etwa 90 Gewichtsprozent Siliziumdioxyd
und im übrigen ein anderes Material oder mehrere andere geeignete Materialien, wie Aluminiumoxyd, Boroxyd,
Magnesiumoxyd oder Zirkoniumoxyd, enthält. Kohlenwasserstoffbeschickungen, die sich insbesondere
für die erste Kontaktstufe mit frisch regeneriertem Katalysator eignen, können einen Anfangssiedepunkt von etwa 204 bis etwa 371° C, einen
Endpunkt von etwa 371 bis etwa 704° C und ein spezifisches Gewicht in dem Bereich von etwa 1,00
bis etwa 0,825 besitzen. Beispiele für diese Kohlen-Wasserstoffmaterialien sind Gasöle, reduzierte Rohöle,
Ölrückstände und schwere Destillate oder Fraktionen dieser Kohlenwasserstoffmaterialien. Das zweite
Beschickungsmaterial kann aus hochsiedenden Frak-
tionen der oben angegebenen Materialien oder aus einem Rückführungsöl mit einem Anfangssiedepunkt
von etwa 204 bis etwa 371° C und einem Endsiedepunkt von 426 bis etwa 760° C und einem spezifischen
Gewicht von etwa 1,035 bis etwa 0,850 bestehen.
Die Erfindung soll im folgenden an Hand der Zeichnungen näher beschrieben werden. Diese Zeichnungen
sind schematische Darstellungen einer Vorrichtung zur Durchführung einer bevorzugten Modifikation
des Verfahrens der Erfindung.
Fig. 1 zeigt schematisch im Aufriß eine Vorrichtung zur Durchführung einer bevorzugten Methode,
die Reaktionsmaterialien mit feinverteiltem Katalysator in Kontakt zu bringen;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Querschnittes des Reaktorabschnittes 6 von Fig. 1.
In Fig. 1 ist als Beispiel eine Vorrichtung dargestellt, die aus einem zusammenhängenden Behälter
mit einer oben angeordneten Regeneratorkammer 2, die ein dichtes Katalysatorwirbelbett 4 enthält, und
einer unten angeordneten ringförmigen Reaktorkammer 6, die ein dichtes Katalysatorbett 8 enthält,
besteht. Eine durch die Wand 10 begrenzte zylindrische Abstreifkammer, die an ihrem oberen Ende
offen und koaxial in dem Behälter angeordnet ist, erstreckt sich vom Boden der Reaktorkammer aufwärts
in deren oberen Teil. Ein Lift B, der koaxial in der Abstreifkammer angeordnet ist, erstreckt sich
vom unteren Teil der Abstreifkammer im wesentlichen vertikal aufwärts in den unteren Teil der
Regeneratorkammer und endet in einer Verteilerkammer 12, die mit einem durchlöcherten Gitter 14
ausgestattet ist. Statt die Kammer 12 zu verwenden, kann der Lift ein kurzes Stück nach oben bis in den
Regenerator verlängert, oben verschlossen und zur Ausbringung von Katalysator aus dem Lift in das
Bett 4 mit einer Anzahl langgestreckter Schlitze rund um seinen oberen Umfang versehen sein. Ein vertikal
bewegliches Stöpselventil mit hohlem Schaft 16 liegt in Flucht mit dem Fuß des Liftes B und ermöglicht
die Einleitung von Liftgas, wie Luft, durch Leitung 18, die aufwärts durch den Lift strömt und gleichzeitig
eine teilweise Regenerierung des Katalysators bewirkt. Der ringförmige Verteilerring 20 ist in dem
unteren Teil der Abstreifkammer angeordnet und ermöglicht die Einleitung von Abstreifgas, wie Dampf,
durch Leitung 22 in die Abstreifkammer. Weitere Regenerierungsluft wird dem unteren Teil des Katalysatorbettes
4 durch den ringförmigen Verteilerring 24 über Leitung 26 zugeleitet. In dem Lift B und in
der Regenerationskammer 2 wird kohliges Material durch Abbrennen von dem Katalysator entfernt, wodurch
der Katalysator auf eine erhöhte Temperatur erhitzt wird, während die Verbrennungsprodukte
durch einen Zyklonabscheider 28 geleitet werden, der mit einem Tauchrohr 30 zur Rückleitung von aus
dem Abgas abgetrenntem Katalysator in das Bett 4 ausgestattet ist. Von dem Zyklon wird Abgas durch
Leitung 32 abgelassen. Während der Regenerierung wird der Katalysator auf eine erhöhte Temperatur
erhitzt, und der so erhitzte Katalysator wird verwendet, um den Hauptteil der für das endotherme
Cracken von Kohlenwasserstoffen erforderlichen Wärme zu liefern. Die Standrohe A und C dienen der
Überführung von frisch regeneriertem Katalysator mit erhöhter Temperatur vom unteren Teil der
Regenerationszone zur Reaktionszone. Bei dieser speziellen Ausführungsform werden zwei einander
diametral gegenüber angeordnete Standrohre verwendet, um regenerierten Katalysator mit erhöhter
Temperatur zu einander gegenüberliegenden Teilen der ringförmigen Reaktionskammer mit dem Katalysatorbett
8 zu leiten. Mit dem unten offenen Austrittsende der Standrohre sind vertikal bewegliche
Stöpselventilanordnungen mit hohlem Schaft D und £ in Flucht angeordnet, die mit starren, konischen
ίο Stöpseln 36 am oberen Ende des hohlen Ventilschaftes
34 ausgestattet sind. Eine Anzahl Düsen oder Auslässe 38, die in offener Verbindung mit dem
hohlen Ventilschaft 34 stehen, sind rund um den unteren Teil des konischen Stöpselgliedes angeordnet
und dienen dazu, ein Reaktionsmaterial radial in den ringförmigen Strom von Katalysator, der von dem
konischen Stöpsel abfließt, zu leiten.
Fig. 2 wird im folgenden im Zusammenhang mit Fig. 1 besprochen. Fig. 2 zeigt schematisch einen
Querschnitt durch eine Anordnung von Einlaßdüsen, die sich nach oben in den unteren Teil der Reaktorkammer
erstrecken, sowie Standrohre A und C, einen Lift B, die durch die Wand 10 begrenzte zylindrische
Abstreifkammer, den Ring 20 für die Einleitung von Abstreifgas in den unteren Teil der Abstreifkammer
und einen Verteilerring 40 für die Einleitung von Fluidisierungsgas, wie Dampf, durch Leitung 42 in
den unteren Teil der Reaktorkammer. Eine Anzahl gleichmäßig über die Querschnittsfläche der Reaktorkammer
verteilte Düsen 44 dienen der Einleitung eines Teiles der frischen Beschickung oder eines
hochsiedenden Teiles davon in den unteren Teil des Katalysatorwirbelbettes in der Reaktorkammer.
Außerdem sind Beschickungsdüsen F und G einander diametral gegenüber und um etwa 90° von den
Standrohren A und C entfernt angeordnet, die der Einleitung einer widerstandsfähigeren Beschickung,
wie Rückführungsöl, dienen. Natürlich kann durch die Beschickungsdüsen F und G nicht nur Rückführungsöl
allein eingeleitet werden. Vielmehr kann durch diese Düsen auch irgendein Teil der frischen
Beschickung mit oder ohne Rückführungsöl eingeleitet werden. Wenn jedoch Rückführungsöl in das
Katalysatorbett eingeleitet wird, so wird es durch die Düsen F und G eingeleitet. Wie in Fig. 1 dargestellt,
enthält die Vorrichtung auch eine Anordnung, um irgendeiner der Kohlenwasserstoffbeschikkungen,
die in das Katalysatorbett eingeleitet werden, aus den oben angegebenen Gründen Dampf hinzuzufügen.
Die vereinigten Produkte der getrennt in die Reaktorkammer eingeleiteten Beschickungsmaterialien
und abgestreiften Reaktionsprodukte werden abgezogen und einem geeigneten Zyklonabscheider 46
zugeleitet, wo mitgerissene Katalysatorfeinteilchen von den Reaktionsprodukten abgetrennt werden. Die
abgetrennten Feinteilchen werden durch das Tauchrohr 48 in das Katalysatorbett 8 zurückgeleitet, während
die Reaktionsprodukte durch Leitung 50 abgezogen und einer geeigneten, nicht dargestellten
Gewinnungsanlage zugeleitet werden.
Die Erfindung soll im folgenden an Hand von Beispielen näher erläutert werden.
g B e i s ρ i e 1 1
Dieses Beispiel veranschaulicht die erfindungsgemäße Verwendung des Katalysators in der dargestellten
und beschriebenen Vorrichtung.
Katalysatoreinsatz (Tonnen)
Reaktionszone
Abstreifzone
Gesamter Reaktor
Regenerator
Lift
Standrohr für regenerierten Katalysator
Dieses Beispiel veranschaulicht Arbeitsbedingungen, die für die Durchführung des katalytischen
Wirbelbettcrackverfahrens der Erfindung für die Verarbeitung von 1682,3 1/Std. an frischer Beschickung
mit einem spezifischen Gewicht von 0,877 und 1176,5 1/Std. Rückführungsöl mit einem spezifischen
Gewicht von 0,928 geeignet sind.
Regenerator
Arbeitsdruck (oben) 0,69 atü
Arbeitsdruck (unten) 0,85 atü (normal)
Arbeitstemperatur (normal) .. 593° C
Arbeitstemperatur (maximum) 620° C
Katalysatordichte (normal) ... 481 kg/m3
Katalysatordichte (maximum) 722 kg/m3
Katalysatordichte im Standrohr 642 kg/m3
Katalysatorgeschwindigkeit im
Standrohr 1,3 m/Sek.
Standrohrdurchmesser (innen) 51 cm
40
45
Reaktor
Arbeitsdruck (oben) 1,08 atü
Arbeitsdruck (unten) 1,47 atü (normal)
Arbeitstemperatur 482 bis 538° C
Katalysatordichte (normal) ... 561 kg/m3
Katalysatordichte (maximum) 722 kg/m3 Durchsatzgeschwindigkeit
Gew./Std./Gew 1,29
Katalysator je öl (mittel) 9,0
Katalysatorzirkulation 16,7
Abstreifer
Arbeitstemperatur 482° C
Katalysatordichte (normal) ... 481 kg/m3
Abstreifdampf 5030 kg/Std.
Lift
Liftdurchmesser (innen) 86,3 cm
Durchsatzgeschwindigkeit .... 12,4 m/Sek.
Katalysatordichte 77,6 kg/m3
Claims (9)
1. Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen unter Verwendung eines dichten
Wirbelbettes von feinverteiltem Katalysator in einer erhöht angeordneten Regenerationszone,
wobei regeneriertes Kontaktmaterial mit erhöhter
55
60 Temperatur einem dichten Katalysatorwirbelbett in einer niedriger angeordneten Reaktionszone,
die zur Umwandlung in gewünschte Produkte bestimmtes Kohlenwasserstoffmaterial enthält,
geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß frisch regenerierter Katalysator mit erhöhter Temperatur,
unmittelbar nachdem er in das Katalysatorwirbelbett in der Reaktionszone ausgebracht ist,
mit einem ersten Kohlenwasserstoffmaterial in Kontakt gebracht wird und danach ein zweites
Kohlenwasserstoffmaterial für sich in einen anderen Teil des Katalysatorwirbelbettes eingeleitet
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei voneinander verschiedene
Kohlenwasserstoffmaterialien verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kohlenwasserstoffmaterial
ein Teil des ersten Kohlenwasserstoffmaterials ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kohlenwasserstoffmaterial
widerstandsfähiger als das erste Kohlenwasserstoffmaterial, z. B. ein Rückführungsöl, ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
zwei getrennte begrenzte Ströme des heißen frisch regenerierten Katalysators in einander gegenüberliegende
Quadranten des Katalysatorwirbelbettes in der Reaktionszone eingeleitet werden und ein Teil des ersten Kohlenwasserstoffmaterials
in Kontakt mit diesem heißen regenerierten Katalysator unmittelbar nach seiner Ausbringung in
die Reaktionszone geleitet wird, während ein weiterer Teil dieses ersten Kohlenwasserstoffmaterials
bei einem niedrigeren Niveau als dem, an dem der frisch regenerierte Katalysator eingeleitet
wird, mit dem Katalysatorwirbelbett in Berührung kommt, und das zweite Kohlenwasserstoffmaterial
in einen niedrigeren Teil der Reaktionszone in andere Quadranten als die, bei denen
der frisch regenerierte Katalysator eingeleitet wird, zugeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite umzusetzende
Kohlenwasserstoffmaterial in einen Teil des Katalysatorwirbelbettes zwischen den Quadranten,
in die der frisch regenerierte Katalysator zugeführt wird, eingeleitet wird und daß die vereinigten
Produkte der Umsetzung vom oberen Teil der Reaktionszone abgezogen werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strom des
frisch regenerierten Katalysators mit dem ersten Kohlenwasserstoffmaterial in Berührung gebracht
wird und das zweite Kohlenwasserstoffmaterial in den anderen Teil des Katalysatorwirbelbettes, der
bei niedrigerer Temperatur als der der ersten Crackstufe gehalten wird, eingeleitet wird.
8. Vorrichtung zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, bestehend aus einer oben angeordneten
Regenerationskammer, einer niedriger angeordneten Reaktionskammer, einer an ihrem
oberen Ende offenen Abstreifkammer, die sich vom unteren Teil der Reaktionskammer aufwärts
in deren oberen Teil erstreckt und Mittel zur Einleitung von Abstreifgasen in ihren unteren
Teil aufweist, einem Lift, der mit dem unteren
109 787/364
Teil der Abstreifkammer in Verbindung steht und sich aufwärts in die Regenerationskammer erstreckt,
einem hohlen Ventil in Flucht mit dem unteren Ende des Liftes zur Einleitung von gasförmigem
Material in den Lift, wenigstens einem Standrohr, das sich vom Boden der Regenerationskammer zum unteren Teil der Reaktionskammer
erstreckt, Ventilen in Flucht mit dem unteren offenen Ende des Standrohres und einer Anzahl
über die Querschnittsfläche der Reaktionskammer in Abständen voneinander verteilten Düsen für
die gesteuerte Einleitung von Reaktionsmaterial nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine
Anzahl Auslaßöffnungen (38) für dampfförmiges Material angrenzend an und unterhalb der starren
Ventilmittel (36), die gegen den ringförmigen Strom von Kontaktmaterial, der aus dem Stand-
rohr austritt, gerichtet sind und Mitteln (40) zum Einleiten eines gasförmigen Materials in den unteren
Teil der Reaktionskammer unter den voneinander beabstandet angeordneten Düsen (44, F, G).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das starre Ventil (36) konisch
ist und auf dem oberen Ende eines hohlen Ventilschaftes (34) montiert ist, wobei die Dampf auslaßmittel
(38) in offener Verbindung mit dem hohlen Ventilschaft (34) stehen.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 027 827,
046 810.
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 027 827,
046 810.
französische Patentschrift Nr. 1117 518;
britische Patentschrift Nr. 788 000.
britische Patentschrift Nr. 788 000.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
O 109 787/364 1.62
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