DE1122649B

DE1122649B - Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE1122649B
Application number: DEK39603A
Authority: DE
Inventors: John Bremner Osborne
Original assignee: MW Kellogg Co
Current assignee: MW Kellogg Co
Priority date: 1959-01-15
Filing date: 1960-01-05
Publication date: 1962-01-25
Also published as: US3152064A; GB900553A; FR1244234A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

K 39603 IVc/23 b

ANMELDETAG: 5. JANUAR 1960

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

Anmelder:

The M.W. Kellogg Company,
Jersey City, N. J. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. I. Ruch, Patentanwalt,
München 5, Reichenbachstr. 47/49

Beanspruchte Priorität:
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

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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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

Beispiel 2

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

PATENTANSPRÜCHE:

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

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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.

französische Patentschrift Nr. 1117 518;
britische Patentschrift Nr. 788 000.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

O 109 787/364 1.62