DE1645713C3 - Wirbelschichtverfahren zur kontinuierlichen katalytischen Hydroraffination und/oder zum katalytischen Hydrokracken von Erdöl oder Teer und deren Destillaten - Google Patents

Description

ÄhSenKatalysMors und der Wert 0 dem ver- ._s Rohrleitung 17 nachdemW ™''Sfi SS ^«W»* entspricht. Bei den bisher be- Rohrleitung 18 3^™ fronten Verfahren, bei denen es zum Vermischen wurde, zur Saugsteüe des jI7 frischen in die Wirbelschicht eingeführten Kata- leitet.
££mS dem bereits abgenutzten Katalysator ^

beträgt der Aktivitätsdurchschnittswert des »o

sri^ss¹ «äs.- es

Sen Katalysators auf den im voraus gewählten a₅ Rohrleitung 21 in ^**^™^*_eT durch die

rgegeben. Der Mittelwert der Katalysatoraktivi- 30 aus,einem zyl.ndnschen Gefäß 1OZ, η ^^

SS mif einer Stnchpunktiinie Π dargestellt. Äe^Sreht Auf de⁸" Welle Ϊθ3 sind radiale

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem Welle 103 dreht. Aitt aer ^ _ma

nur frischer Katalysator in die Reaktion eintritt und Schaufeln 104 befestigt, die sg^ mn ^

Vih it dem abgenutzten Kata die sowohl zur inneren O^berfl^^eJ _ih

dem ergg

rischer Katalysator in die Reaktion eintritt und Schaufeln 104 befestigt, die sg^ mn ^ _m

seinem Vermischen mit dem abgenutzten Kata- die sowohl zur inneren O^berfl^^e,J_{5 reiche}n. Der tyir nicht kommt, beträgt die Aktivität des frisch 35 *^*™£%^££^ ist, ist ta

/ingefühnen Katalysators bei jedem Teilchen 100 ·/.. Rost ¹^* J^gJ^Qj waagerecht angeordnet.

Nach dem im voraus festgelegten Abfall der Kataly- ^«".^Ιΐ^ϊβ ist nicht perforiert und bil-

r_atoraktivität ergibt sich die Reaktionsdauer, das ist Ein Teil ^^»«S _in Form eines

S £ während welcher der Wert der Katalysator- det eine ^».^If^^¹¹^ ^ vollwandigen

Umerschied der Mittelwerte der Katalysator- sehen *t, mundet der ^ _KatalysatOr

SSviS zwischen I und II stellt die Erhöhung der ^»£^^^32^^ Arbeits-Katalysatoraktivität bei dem erfindungsgemaßen Ver- ^'/iWi^J'in J₁J Zonen aufgeteilt, und zwar

iahrei gegenüber den bisher angewandten Verfahren raum (F 1 g. 3^ -J drei Zo ^ g _d Rittes

'"η F i g. 2 ist die Bahn eines s.ch in der Wirbel- den die zwei *^™^TsM ^"

schicht frei bewegenden Katalysatorteilchens sehe- bilden, wobei diese_] ^E'™™ _{g befindet}, _weiter in

maSh dargestellt, wobei dieses Teilchen in einer ^^JS^^^^^»^^

regelbaren Zwangsbewegung auf einer Bahn zwischen die EnJjJ™¹¹^"^ _{die an die} Zone C im Dreh-

irBS^r^Äg des ^ U ^_=S=^

Standes der atmosphärischen Destillation ,st irι F ι g. 4 e^cnd™™· H_n p_orm eines Extradates n»t a

Td⁸I= Z dem Kompressor 4 Wasserstoli durch die Tafchentang, von 2^b» «'

(das i_S, in den

sehen, zwei benachbarten Schaufeln) des Dosiergerätes 19 wird jene Katalysatormenge eingetragen, die der betreffenden Abteilung des Reaktors 101 zugeführt werden'soll. Nach der Eintragung des Katalysators in das Dosiergerät 19 wird das Dosiergerät 19 mit öl gefüllt, und sein Inhalt wird nach und nach in Gegenwart von¹ Wasserstoff auf die Temperatur von zi'Bi 350° C erwärmt. Der Katalysator wird nach erfolgter Erwärmung infolge der Schwerkraft in die Einfüllzone A des Arbeitsraumes (F i g. 3) geleitet. Der in den Raum zwischen zwei benachbarten Schaufeln 104 in der Einfüllzone A zugeführte Katalysator wird von den Schaufeln in die Reaktionszone B mitgenommen, in welche ein Gemisch von öl und Wasserstoff, das den Katalysator aufwirbelt und eine Wirbelschicht aufrechterhält, von unten zugeleitet wird. Gleichzeitig wird die weitere Abteilung, die in die Einfüllzone A tritt, mit dem Katalysator gefüllt.

Als öl wird in die Reaktionszone B der Rückstand der atmosphärischen Destillation eines Rohöls, z. B. des Rumaila Erdöls mit einem Schwefelgehalt von 3,5 bis 4% und mit hohem Gehalt an Asphalten, zugeführt. Der Rückstand ist nach dem Durchgang durch den Ofen 8, in dem er auf 420 bis 450° C erwärmt wird, zum Teil in flüssigem Zustand und zum Teil dampfförmig. Die flüssige Phase genügt bei einer stündlichen Raumströmungsgeschwindigkeit von 0,8 bis 2 m³/m³ Katalysator zur Expansion des Katalysators nicht, weshalb flüssiger Rücklauf über Leitung 9 in einer solchen Menge zugeführt wird, daß die Flüssigkeit im Reaktor 101 die Durchlaufgeschwindigkeit von 4 bis 8 cm/s erreicht. Der Prozeß verläuft bei einem Druck von 70 bis 150 atü. Auf 1 m³ Rohstoff werden 200 bis 600 Nm' Wasserstoff benutzt, der mittels des Kompressors 4 zugeführt wird. Der Entschwefelungsgrad der Austrittsprodukte beträgt 60 bis 90 %>.

Im Verlauf der Reaktion kommt es zur allmählichen Verkokung und Verunreinigung des Katalysators und demzufolge zu seiner Desaktivierung. Der in den Abteilungen ausgenutzte Katalysator wird durch Drehen der Schaufeln 104 in die Entleerungszone C (Fig. 3) über den vollwandigen Sektor 106 des Rostes 105 befördert, wo die Aufwirbelungswir-S kung aufgehoben wird, und der Katalysator mit herabgesetzter Aktivität wird aus dem Arbeitsraum durch die Öffnung 107 ausgetragen.

Als Ausführungsbeispiel für ein Zweiphasensystem wird ein Verfahren angeführt, bei dem die Kohlen-

»o Wasserstoffe nach dem Durchgang durch den Ofen 8 durchwegs als Dampfphase auftreten, das heißt, es besteht in dem Reaktor ein Zweiphasensystem, das durch die feste Phase, den Katalysator, und die gasförmige Phase, die Dämpfe von Kohlenwasserstoffen und Wasserstoff, gebildet wird.

Mit Rucksicht darauf, daß die. zu bearbeitenden Rohstoffe gewöhnlich einen hohen Gehalt an metallorganischen Verbindungen (Vanadium, Nickel) aufweisen, die Katalysatorgifte sind, ist es von Vorteil,

ao unter der Schicht des Co-Mo-Katalysators, der bei der Hydroraffination oder bei der Hydrokrackreaktion eingesetzt wird, in der Wirbelschicht eine Katalysatorschutzschicht zu bilden, z. B. mit Eisenoxyden, durch welche diese Katalysatorgifte gebunden wer-

a5 den. Dadurch wird die Lebensdauer des an der Reaktion mitwirkenden Katalysators verlängert. Beide Katalysatoren können in den Arbeitsraum gleichzeitig eingeführt werden, und ihre Verteilung in Schichten erfolgt sofort nach der Bildung der Wirbelschicht infolge der unterschiedlichen Form und des unterschiedlichen spezifischen Gewichtes der Katalysatorteilchen.

An verschiedenen Stellen der Reaktionszone kann eine Flüssigkeit und/oder Gas mit verschiedenen Temperaturen und Drücken unter den Rost in verschiedenen Mengen zugeführt werden, was die gleichzeitige Durchführung einiger technologischer Vorgänge an verschiedenen Stellen der Reaktionszone (z. B. eine teilweise Abkühlung in einem bestimmten Abschnitt u. dgl.) ermöglicht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 katalytischer Reaktionen, bei denen mit Vorteil das Patentansprüche: Wirbelschichtverfahren angewandt wird, weisen erhebliche Nachteile auf. Diese Nachteile beruhen dar-

1. Wirbelschichtverfahren zur kontinuierlichen auf, daß ein gewisser Teil des zugeführten frischen katalytischen Hydroraffination und/oder zum ka- 5 oder regenerierten Katalysators den Reaktor nach talytischen Hydrokracken von Erdöl oder Teer einer sehr kurzen Zeit verläßt, ohne daß er genügend und deren Destillation, bei dem diese und Was- ausgenutzt wird, während ein anderer,Teil des nicht serstoff oder Wasserstoff enthaltendes Gas durch mehr aktiven Katalysators in der Einrichtung weiter den Reaktorarbeitsraum von unten nach oben verbleibt, wodurch die Katalysatoraktivität bedeutend geleitet und mit dem Katalysator in der Wirbel- io herabgesetzt wird. Der frische Katalysator wird der schicht, in der eine Temperatur von 200 bis Wirbelschicht zugeführt, aus der auch der nicht mehr 600° C und ein Druck von 30 bis 500 atm gehal- aktive Katalysator abgeleitet wird. Bei diesem Verten wird, in Berührung gebracht und die Reak- fahren erfolgt die Verteilung der Katalysatorteilchen tionsprodukte aus dem oberen Teil des Arbeits- gemäß ihrem Abnutzungsgrad derart, daß der nicht raumes kontinuierlich abgeführt verden, während 15 mehr aktive, teilweise verkokte Katalysator in den der Katalysator mit herabgesetzter Aktivität aus unteren Teil der Wirbelschicht sinkt, aus der er dann dem unteren Teil des Arbeitsraumes abgezogen, abgezogen wird, während sich der aktive Katalysagegebenenfalls regeneriert und in den Arbeits- tor im oberen Teil der Wirbelschicht bewegt. Diese gang zurückgebracht wird, dadurch gekenn- Voraussetzung gilt jedoch unter Betriebsbedingungen zeichnet, daß der Katalysator in die Einfüll- ao nur bis zu einem gewissen Grad, weil einerseits der zone des Arbeitsraumes geführt und in diesem aus der Erzeugung kommende Katalysator bereits Arbeitsraum in eine regelbare Drehbewegung Ungleichmäßigkeiten in bezug auf das Gewicht und versetzt wird, wobei der Katalysator aus der Ein- die Form der Teilchen aufweist und andererseits der füllzone in die an diese anschließende Reaktions- Katalysator während seines Arbeits- und Regeneriezone und aus dieser weiter in die Entleerungs- as ningsumlaufes mechanisch beschädigt wird, wodurch zone gelangt, wobei der zu bearbeitende Stoff es zu weiteren Ungleichmäßigkeiten in der Form und und Wasserstoff oder Wasserstoff enthaltendes dem Gewicht der Teilchen kommt.

Gas kontinuierlich in die Reaktionszone geführt Zur Beseitigung dieser Nachteile wurde ein Verwird und der gesamte Katalysator mit herabge- fahren der eingangs genannten Art gefunden, das dasetzter Aktivität aus der Entleerungszone abge- 30 durch gekennzeichnet ist, daß der Katalysator in die führt wird, wobei die Verweilzeit des Katalysa- Einfüllzone des Arbeitsraumes geführt und in dietors in der Reaktionszone nach dem im voraus sem Arbeitsraum in eine regelbare Drehbewegung gewählten Aktivitätsabfall des Katalysators beim versetzt wird, wobei er aus der Einfüllzone in die an Austritt aus dem Arbeitsraum bestimmt wird. diese anschließende Reaktionszöne und weiter in die

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge- 35 Entleerungszone gelangt, wobei der zu bearbeitende kennzeichnet, daß in die Einfüllzone des Arbeits- Stoff und Wasserstoff oder Wasserstoff enthaltendes raumes zwei oder mehrere Katalysatorarten zu- Gas kontinuierlich in die Reaktionszone geführt wird geführt werden. und der gesamte Katalysator mit herabgesetzter Ak-

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge- tivität aus der Entleerungszone abgeführt wird, wobei kennzeichnet, daß an den einzelnen Stellen des 40 die Verweilzeit des Katalysators in der Reaktions-Reaktionsrauines unter den Rost eine Flüssigkeit zone nach dem gewählten Aktivitätsabfall des Kata- und/oder Gas mit verschiedenen Temperaturen lysators beim Austritt aus dem Arbeitsraum bestimmt und Drücken zugeführt wird. wird.

In die Einfüllzone des Arbeitsraumes können auch

45 zwei oder mehrere Katalysatorarten verschiedener

Eigenschaften zugeführt werden, so daß sich zwei

Die Erfindung betrifft ein Wirbelschichtverfahren oder meb~re waagerechte Wirbelschichten bilden.

zur kontinuierlichen katalytischen Hydroraffination An verscf'fronen Stellen des Reaktionsraumes kann

und/oder zum katalytischen Hydrokracken von Erd- unter de k<v auch eine Flüssigkeit und/oder Gas

öl oder Teer und deren Destillation, bei dem diese so mit verst- ;v.i!*nen Temperaturen und Drücken zuge-

und Wasserstoff oder Wasserstoff enthaltendes Gas führt v*«r »

durch den Reaktorarbeitsraum von unten nach oben So kann snan z. B. bei der Hydroraffination des

geleitet und mit dem Katalysator in der Wirbelschicht Rückstandes der atmosphärischen Destillation im

in Berührung gebracht werden, in der eine Tempera- Reaktor mit einer solchen Verweilzeit arbeiten, die

tür von 200 bis 600⁰C und ein Druck von 30 bis 55 einem annehmbaren Aktivitätsfall des Katalysators

atm gehalten wrd, in Berührung gebracht und entspricht, wobei diese Zeit für alle Katalysatorteil-

die Reaktionsprodukte aus dem oberen Teil des Ar- chen gleich lang ist, wodurch eine maximale Aus-

beitsraumes kontinuierlich abgeführt werden, wäh- beute und Ausnutzung des Katalysators gewährleistet

rend der Katalysator mit herabgesetzter Aktivität aus wird.

dem unteren Teil des Arbeitsraumes abgezogen, ge- 60 Das erfindungsgemäße Verfahren wird im nachfol-

gebenenfalls regeneriert und in den Arbeitsgang zu- genden, mit Zeichnungen ergänzten Text erläutert,

rückgebracht wird. F i g. 1 ist ein Diagramm, in dem die Abhängigkeil

Die Aufgabe der Erfindung beruht darauf, Pro- der Katalysatorenaktivität von der Zeit bei den bisdukte hoher Qualität zu außerordentlich günstigen her durchgeführten Verfahren und bei dem erfinökonomischen Bedingungen zu erzeugen, insbeson- 65 dungsgemäßen Verfahren veranschaulicht wird,
dere durch optimale Ausnutzung der Katalysator- In F i g. 2 ist die Bahn eines Teilchens im Arbeitsaktivität, raum schematisch dargestellt;

Die bisher bekannten Verfahren zur Durchführung F i g. 3 zeigt die Aufteilung des Arbeitsraumes, in