DE1645771A1

DE1645771A1 - Verfahren zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE1645771A1
Application number: DE19671645771
Authority: DE
Inventors: Thomas Dill; Mitchell John Grant
Original assignee: Mobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1965-03-12
Filing date: 1967-09-30
Publication date: 1970-05-14
Also published as: DE1645771B2; DE1645771C3; GB1147257A; US3347778A

Description

PATENTANWXLTE .

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 1645771 DR. M. KOHLER DIPL-ING. C GERNHARDT

MÜNCHEN ^V HAMBURG

telefon: 555476 8000 MÖNCHEN 15, den 29. 9. 1967

TELEGRAMME: KARPATENT NUSSBAUMSTRASSEib '

W. 13298/67 13/Pe

Mobil Oil Corporation New York, New York (V.St.A.) .

Verfahren zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zur katalytisehen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen zu Produkten einschließlich niedrig und höher siedenden Kohlenwasserstoffmaterialien. Gemäß einer Ausführungsform bezieht sich die Erfindung auf die katalytische Krackung von Kohlenwasserstoffen in Gegenwart einer Mehrzahl von katalytischen Krackstufen, die gewöhnlich so angeordnet sind, um einen Gegenstrom von Katalysator zu KoHenwasserstoffreaktionsteilnehmer in den Stufen und eine Temperaturatmahme in Richtung des Kohlenwasserstoffreaktionsteilnehmerstromes, zu schaffen.

Es ist bekannt, daß man ein Kohlenwasserstoffbeschickungsmaterial in Gegenwart von im Wirbelschicht-

zustand vorliegenden Katalysatorteilohen in vielen verschiedenen Anordnungen von fließfähigen Katalysätorsuspensionen, einschließlich dichter und verdünnter Phasensuspensionen oder deren Kombinationen, kracken kann, wie dies z. B. in der US-Patentschrift 2 4-25 555 beschrieben ist. Während der Krackung in irgendeiner dieser Anordnungen wird die Katalysatormasse mit kohlenwasserstoffhaltigem Material verschmutzt oder verunreinigt, wodurch die Aktivität des Katalysators vermindert wird und daher ein Abstreifen oder Regenerieren des Katalysators zur Wiederherstellung der Katalysatoraktivität notwendig wird.

Es wurde bei diesen bisher bekannten Verfahren beobachtet, daß sie insgespt viele ihnen anhaftende Nachteile aufweisen, die zu einer übermäßigen Koksbildung, Erzeugung von Produkt geringer Qualität, unwirksamer Ausnutzung des Katalysators, insbesondere bezüglich seiner Aktivität, unvollständiger wirksamer Wiederherstellung der Katalysatoraktivität während dessen Regenerierung und außerdem zur Anwendung von unnötig großen Mengen der Katalysatormasse als Wärmequelle, um einige der vorstehend erwähnten Probleme

zu umgehen, beitragen. Infolgedessen werden bei diesen bekannten Arbeitsweisen, die ein Wirbelschichtbett-* ein sich bewegendes Bett-·' oder ein bekanntes Steigleltungskraekverfehren (riser cracking operations) oder Kombinationen

davon umfassen, die Bedingungen für die Berührung von Dampf

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und Katalysator gewöhnlich für die mittlere Aktivität der Katalysatormasse gewählt, die bekanntlich aus einer Mischung von Katalysatorteilchen mit einem großen Bereich von Aktivitäten besteht. Dabei tritt gemäß der bisherigen Verfahrensweisen die anfängliche Ölheschickung oder frische Beschickung gewöhnlich mit einer übermäßigen Menge des Katalysators bei der höchsten !Temperatur in Berührung und kann demgemäß eine Überkrackung zu Gas und Koks erfahren. "Da ferner der JKrackvorgang fortgesetzt wird, neigt die Koksabscheidung auf dem Katalysator zu einer Verringerung der Katalysatparaktivität, wodurch der Katalysator weniger wirksam für die Erzielung der gewünschten Krackung wird. Bei einer der bekannten Anordnungen in der !Technik, wobei z. B. eine Suspension von Öldämpfen und Katalysator durch eine häufig als Steigleitung-Krackzone bezeichnete Krackzone geführt wird und im allgemeinen Katalysatorteilchen von gleichförmiger Aktivität verwendet werden,, werden übermäßige !Temperaturen und Katalyjatormengen erforderlich, wodurch zu den Schwierigkeiten der Erzeugung an erwünschten Produktmaterial beigetragen wird. Es kann daher gesagt werden« daß dleee bisher bekannten Arbeitsweisen und BeidLebasysteiae insgesamt ihnen anhaftende Nachteile aufweisen, indem sie sich auf die Anwendung einer großen Katalysatormasae mit einem großen Bereich von Katalysatorteilchenaktivität bei einer Temperatur, die zur Umwandlung

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von Kohlenwasserstoffen "bei der mittleren Aktivität der Katalysatormasse am geeignetsten ist, stützen. Daher ist die Temperatur der Masse oberhalb derjenigen, die für die Katalysatorteilchen mit einer überdurchschnittlichen Aktivität erforderlich ist, wodurch eine Überkrackung zu unerwünschten koks- und gasförmigen Produkten herbeigeführt wird. Umgekehrt ist die gleiche !Temperatur zu niedrig, um die gewünschte Krackung für diejenige Masse von Katalysatorteilchen mit Aktivitäten unterhalb der Durchschnittsaktivität der Masse zu fördern. Die vereinte Wirkung dieser unerwünschten bisher in der Technik bekannten Arbeitsweise erfordert für gewöhnlich die Anwendung einer überschüssigen Menge Katalysator, um eine gewünschte Umwandlung zu erhalten. Zusätzlich zu den vorstehend angegebenen Kachteilen sind die in der Technik bekannten Wirbelschichtbett- und Bewegungsbett-Arbeitsweisen für Katalysatormassen mit hoher Aktivität nicht besonders geeignet, da diese keine Regelung und Abgrenzung von Temperatur und Katalysator zu ölverhältnis erlaubt, um einen Vorteil aus den Katalysetorteilchen von hoher Aktivität für die Erzielung einer gewünschten Umwandlung zu erzielen.

Das Verfahren zur katalytischen Kohlenwasserstoff umwandlung gemäß der Erfindung, wobei der Katalysator durch eine angeordnete Reihe von Steigreaktoren durchgeführt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator durch die Reihe (als Ganzes,

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Im Gegenstrora zu dem Kohlenwasserstoffdampfstrom geführt wird, obgleich gleichzeitig mit dem Dampf in jedem einzelnen Reaktor die Temperatur, bei welcher der Dampf mit dem Katalysator in den einzelnen Reaktoren in · Berührung gelangt, fortschreitend in Richtung des Dampfstromes durch die Reihe von Reaktoren verringert wird. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weist die Reihe eine Mehrzahl von Zwischenstufengliedern auf, die eine Katalysatordampfmischzone, eine Steigrohrreaktorzuführung von der Mischzone, in welcher der Katalysator und Dampf sich gleichzeitig miteinander weiterbewegen, eine Separatorzuführung von dem Steiger, worin der Katalysator und Dampf getrennt werden, eine Standrohrzuführung aus dem Separator, worin der getrennte Katalysator zu einer Mischzone, die einer benachbarten Stufe angehört, zugeführt wird, eine Zuführungsleitung von dem Separator, worin der abgetrennte Dampf der Mischzone einer anderen angrenzenden Stufe zugeführt wird, umfassen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der durch die Reihe von Reaktoren geleitete Katalysator einer Reihe von Abstreifeinrichtungen und gegebenenfalls anschließend einer Reihe von Regeneratoren zugeführt. Sowohl die Abstreifeinrichtungen als auch die Regeneratoren können nach dem gleichen Strömungsprinzip wie die Reaktoren, nämlich mit dem sich im Gegenstrom mit Bezug auf die Reihe, jedoch im Gleichstrom mit

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Bezug auf eine einzelne Berührungszone "bewegenden Katalysator und Gas,betrieben werden. Ein Regeneratorstandrohr kann einen Katalysatorkühler umfassen, wobei- die darin zurückgewonnene Wärme in Energie (beispielsweise durch steigenden Wasserdampf) für beliebigen Gebrauch in dem Verfahren umgewandelt werden kann.

fc Die bevorzugte Arbeitsweise des Verfahrens ist cyclisch, wobei der in einer geeigneten Zone angesammelte regenerierte Katalysator in geregelter Menge der Mischzone des Reaktors zugeführt wird, die in dem stromaufwärts liegenden äußeren Ende der Reihe mit Bezug auf den Katalysatorstrom liegt (wobei dieser Reaktor derjenige ist, der bei der niedrigsten Temperatur betrieben wird). Während der Zurückführung zu dieser Stelle kann der regenerierte Katalysator so geführt werden, daß er -einen Teil seiner sensiblen Wärme an die Teilnehmer in dem Umwandlungsverfahren abgibt. Gemäß einer Ausführungsform wird der regenerierte Katalysator in indirekter Wärmeaustauschbeziehung mit einem Katalysator, der durch die Reihe von Rea&oren geführt wird, und vorteilhafterweise mit einem Katalysator» der durch das Standrohr von einer oder mehreren getrennten Real* orstufen geführt wird» geleitet.

Andererseits oder zusätzlich kann der regenerierte Katalysator

»
die Wärme an die frische Kohlenwasserstoffbeschickung

abgeben.

oomo/nn

Die Kohlenwasserstoffbeschickung wird gewöhnlich, durch Durchführen durch ein Wirbelschichtbett aus einem im wesentlichen inerten Kontaktmaterial vor dem Einbringen in den Reaktor vorerhitzt, der an dem stromaufwärts liegenden Ende der Reihe mit Bezug auf den KoElenwasserstoffstrom angeordnet ist (wobei dieser Reaktor bei der höchsten .Temperatur betrieben wird). Das WirJbelschichtkontaktmaterial -wird vorzugsweise kontinuierlich regeneriert. Gemäß einer wichtigen Alternative wird der Umwandlungskatalysator als Vorerhitzungskontaktmaterial verwendet, wobei eine teilweise Umwandlung von frischem Kohlenwasserstoff«gleichzeitig mit der Vorerhitzung stattfindet. Bei einer derartigen Arbeitsweise wird der Katalysator in vorteilhafter Weise bei einer verhältnismäßig hohen Kokskonzentration (beträchtlich höher als z. B. irgendeine Kokskonzentration, bei welcher der Katalysator in irgendeinem der Reaktoren verwendet wird) gehalten, wobei diese hohe Konzentration erhältlich ist und beibehalten werden kann, indem man den Grad, auf welchen der Vorerhitzungskatalysator regeneriert wird, begrenzt.

Gemäß der Erfindung werden somit die Katalysatorteilchen in irgendeiner besonderen Kontaktstufe mit wesentlich gleichförmigerer Aktivität beibehalten und die Verwendung einer Katalysatormenge, die hauptsächlich zur Katalysierung des Ausmaßes der erwünschten Reaktion in einer Stufe beschränkt

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ist, ermöglicht. Gemäß der Erfindung ist nämlich die in irgendeiner Kohlenwasserstoffbehandlungsstufe unter den zur Anwendung gelangenden Reakfc ionsbedingungen verwendete Menge an Katalysator im allgemeinen ungenügend, um mehr als einen geringeren Anteil der gewünschten Reaktionswärme zu lMern, während die Aktivität der verwendeten einzelnen Katalysatorteilchen in dieser Stufe gleichförmiger beibehalten wird, wofiurch eine wirksamere und leistungsfähigere Ausnutzung der Katalysatoraktivität in diesem Teil des Verfahrens erlaubt wird.

!•einteilige in den Wirbelschichtzustand überführbare Katalysatorteilchen mit einer geeigneten katalytischen Aktivität werden zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in einer Mehrzahl von in Verbindung miteinander stehenden Reaktionszonen verwendet, die wenigstens eine Mehrzahl von verhältnismäßig verdünnaten Katalysatorphasenreaktionszonen umfassen. Der Katalysator wird daher als eine direkt/SäiperlSSirte Katalysatorphase aiifcecht erhalt en, die durch jede Reaktionszone in Berührung mit dem umzuwandelnden dampfförmigen Kohlenwasserstoff geführt wird. Die so gebildete Kohlenwasserstoff-Katalyeator-Sugjension wird am Ende jeder Reaktionszone so getrennt, daß Katalysatorteilchen von verminderter Aktivität daraus zu der nächstfolgenden Reaktionszone und unmittelbar anschließend durch die Mehrzahl von Reäktionszonen, gewöhnlich im Gegenstrom zu

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dem Strom aus Kohlenwasserstofibeschickung und Reaktionsteilnehmerprodukt durch die Mehrzahl von Reaktionszonen, geführt wird.

Gemäß einer Ausführungsform wird die frische Kohlenwasserstoffbeschikung beispielsweise zu einer gebräuchlicheren Krackzone der bisherigen Technik geführt, die einen Katalysator von geringerer Aktivität enthält. Eine teilweise umgewandelte Beschickung oder das erwünschte Produkt,\ ζ.ÜB. eines, das über dem Siedebereich von Benzinkohlenwasserstoffen siedet, wird anschließend einer den Katalysator von höherer Aktivität enthaltenden Berührungszone zugeführt, in welcher die !Temperatur gleich, oberhalb oder unterhalb der in der vorhergehenden Stufe verwendeten !Temperatur sein kann. Der aus der ersten Zone, die für das Inberührungbringen der frischen Beschickung verwendet wird, entfernte Katalysator, der im allgemeinen ein Katalysator von niedrigster Aktivität mit einem Gehalt an adsorbierten kohlenwasserst offhalt igen Materialien darstellt, v/ird anschließend durch eine oder mehrere,beispielsweise durch eine Kombination von Abstreifzonen geleitet.

Die Abstreifzcnen können eine oder mehrere verdünnte Phasen- und/oder dichte Phasenkombinationen von Abgaszonen, die bei einer erhöhten Abstreiftemperatur gehalten werden, sein. Bei dem Torf ohr en garaiiä der Erfindung kann a&eh ein frisch regenerierter Katalysator in BerUhximg ndt einer

oome/un

- ίο -

oder mehreren der Abstreifzonen sowohl direkt als auch indirekt geleitet.werden, um diesen Wärme zusätzlich zu der durch das Abstreifgas zugeführten Wärme zu erteilen. Unter bestimmten Umwandlungsbedingungen und in teilweiser Abhängigkeit von der Aktivität des verwendeten Katalysators kann ein frisch regenerierter Katalysator direkt einer oder

^ mehreren der Abstreifzonen zugegeben werden, um die Umwandlung und Entfernung von mitgerissenem kohlenwasserstoffhaltigem Material, das aus der frischen Beschickung oder aus der ersten Reaktionszone eingebracht wurde, zu erleichtern. Der so abgestreifte Katalysator wird anschließend zu, einer oder melieren Katalysatorregenerierungsstufen geführt werden, die aus einer Kombination von Steiger- und dichte Phasenregenerierungsstufen bestehen kann. In jedem Pail werden die Begenerierungsstufen unter Bedingungen angeordnet und betrieben, um eine erwünschte Entfernung von kohlenwtoffhaltigem Material aus dem Katalysator zu bewirken, wobei eine im wesentlichen vollständige oder teilweise Entfernung von kohlenwioffhaltigern Material aus den einzelnen Katalysatorteilchen erreicht werden kann. Demgemäß kann in einer AusfUhrungsform der Regenerierungsabsohnitt eins Mehrzahl von aufeinanderfolgend verbunden«?! Regenerlcmmgsabscliait-iian mdtaEsen, ourcL welche ßlch u±e Kata$satorteilchen nacheinander im verdünnten und/oder dichten zur Berührung mit dem RegcncrioruBgÄgas unter

oomo/tm

- li -

Bedingungen von ausreichender Schärfe, um stets eine zunehmende Entfernung von adsorbiertem kohlenstoffhaltigem Material aus dem Katalysator bis zu einer praktisch vollständigen Entfernung aus den Katalysatorteilchen zu bewirken. Außerdem kann eine Regenerierungszone mit dichter Phase, die ein dichtes Wirbelschichtbett des Katalysators in einem Standrohr umfaßt, zwischen zwei beliebige Regenerierungszonen mit verdünnter Phase angeordnet werden, um eine verhältnismäßig strenge G-egenstromregenerierungsstufe zu ermöglichen.

Bei dem Verfahren und der Anordnung von Berührungsstufen, wie hier beschrieben, kann ein Standrohr angewendet werden, das an Katalysatorberührungszonen mit verdünnter Phase angeschlossen ist, die in geeignete Katalysator-Dampf-Trennzonen, beispielsweise einen großen Oyclonseparator, der aufeinanderfolgend in einer Mehrzahl von Stufen angeordnet ist, abgeben, um den erwünschten und hier beschriebenen Katalysatorstrom auszuführen. Diese Katalysatorberührungszonen mit verdünnter Phase können in senkrechter, waagerechter oder geneigter Anordnung zur Anwendung gelangen, um die Katalysatorteilchen durch die Folge der hierin in Betracht gezogenen Stufen zu bewegen.

Bei der vorstehend kurz beschriebenen Anordnung und Reihenfolge von Behandlungsstufen ist die Verwendung von

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praktisch, einem Krackkatalysator mit einer beliebigen Aktivität in Betracht gezogen, da das wesentliche Merkmal der Erfindung die Ausnutzung der Aktivität des vorgesehenen Katalysators in äußerst wirksamer Weise betrifft. Es wird jedoch in einem wesentlichen Teil des Verfahrens die Verwendung von Katalysatoren bevorzugt, die eine Aktivität besitzen, die praktisch oberhalb derjenigen von amorphem Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Katalysator sowohl der natürlich vorkommenden oder synthetisch hergestellten Art liegt,,- und katalytisch aktive kristalline Aluminosilicate in Kombination mit einer inerten Matrix oder einer weniger aktiven Krackkomponente, beispielsweise natürlich vorkommenden oder synthetisch hergestellten siliciumhaltigen Materialien, wie Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd, Siliciumdioxyd-Zirkonoxyd, Siliciumdioxyd-Magnesiumoxyd, die erwünschtenfalle praktisch katalytisch inert gemacht werden kunnen, umfaeeen. Oemä| einer b·vorBugten Aueführungeform der Erfindung wird das k|tälyt"iioh aktive kristalline Aluminoeilioat mit einem inerten Material oder eine· katalytiechen Material von geringer·* AJrtivitlt, s.S. amorphe« SilioiuB-dioxyd-Alueiniuaoxyd, in einer Menge von weniger alt etwa 25 Gew.-9ί und insbesondere weniger al« etwa, 15 Gew.-Jt vereinigt* In jedem fall wird das gewählte, für die Xraokung bu verwenden de katalytische Material unter Bedingungen eingeführt und in dem System weitergeleitet, das dessen Aktivität äußerst

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wirksam zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffmaterial zu den gewünschten Produkten ausnutzt. In dieser Hinsicht werden daher die Anzahl von Krackstufen mit turbulenten verdünnten Phasen und die in irgendeiner Stufe angewendeten Umwandlungsbedingungen so gewählt, um im wesentlichen die Urawandlungsbedingungen für die Katalysatoraktivität darin und die umzuwandelnde Kohlenwasserstoffbeschickung in Berührung damit in ein optimales Terhältnis zu bringen. Die Anordnung der Stufen und das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht auch die Einstellung der in jeder Reaktionsstufe zur Anwendung gelangenden Temperaturbedingung auf die für die Ausnutzung der Aktivität des durchgeführten Katalysators meist geeignete Temperatur, wobei dies in Verbindung mit den Hauptmerkmalen der Erfindung den wesentlichsten Unterschied zu der bisherigen Technik darstellt.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß eine ziemlich große Auswahl in der Anzahl von Reaktionszonen mit verdünnten Katalysatorphasen zur Verfügung steht in Abhängigkeit von der Aktivität des Verwendeten 'Katalysators und der erwünschten Umwandlung, so daß keinerlei Beschränkung gemäß der Erfindung auf irgendeine besondere Anzahl von Kohlenwasserstoffumwandlungsstufen, Abstreifstufen und Regenerierungsstufen notwendig ist. Die Anzahl der

verwendeten Krackstufen hängt von der Katalysatoraktivitat in irgendeiner "besonderen Stufe, der darin umzuwandelnden besonderen Beschickung und den Reaktionsbedingungen von Zheit und Temperatur für einen gegebenen Katalysator,' um eine unerwünschte Überkrackung zu vermeiden, ab. Es ist daher vorteilhaft, eine Mehrzahl von aufeinanderfolgend verbundenen Umwandlungsstufen zu schaffen, die unabhängig bezüglich der Reaktionsteilnehmer-Berührungsdauer, Temperatur und des Verhältnisses von Katalysator zu Öl einregelbar sind, um eine gewünschte begrenzte Umwandlung zu erhalten, da für verschiedene Katalysatoren und/oder Beschickungen diese Bedingungen beträchtlich variieren können. Außerdem ist vorgesehen, das aus irgendeiner Krackstufe gewonnene dampfförmige Produktmaterial so abzutrennen, daß lediglich der hitzebeständigere (refractory) und ungenügend umgewandelte Anteil der Kohlenwasserstoffbeschickung einer Krackzone in der.einen Katalysator von höherer Kraokaktivität enthaltenden Reihe für die Umwandlung zu erwünschteren Produkten zugeführt wird.

Es ist daher ersichtlich, daß bei dem Verfahren gemäß der Erfindung eine Anordnung von Behandlungsstufen vorgesehen ist, die die Umwandlung von Komponenten der Kohlenwasserstoffbegchickung, die durch anfängliche Berührung mit*dem inaktivsten Kraokkaialyaatox äuSarst leicht umgewandelt werden,und anschließend das Inberührungbringen der hitzebeständigeren

Produkte von dieser ersten Umwandlungsstufe, die eine weitere Umwandlung erfordern, mit einem Katalysator von höherer Aktivität in einer oder mehreren weiteren Brührungszonen ermöglicht. Bei dem hier vorgesehenen Verfahren werden die hitzebeständigeren (more refractory) Komponenten der Beschickung, die bei Berührung mit dem Katalysator von niedrigster Aktivität unvollständig zu den gewünschten Produkten umgewandelt werden, in Berührung mit einem Katalysator von zunehmender Aktivität, wie vorstehend beschrieben, gehalten, bis die selektive Umwandlung derselben zu den gewünschten Produkten erreicht ist. Saher ist es bei der hier beschriebenen Anordnung möglich, die den aktivsten Krackkatalysator enthaltenden Krackzonen bei einer tieferen Temperatur als die den inaktivsten Katalysator enthaltende Zone zu halten, wobei diese Anordnung und Arbeitsweise von den bekannten Umwandlungssystemen wesentlich verschieden sind, da diese sich auf die Anwendung von höheren Temperaturen zusammen mit den aktivsten Katalysatoren stützen.

Das Verfahren und die Arbeitsweise gtefiß der Erfindung ermöglicht,u. a. aufgrund der inafceβamt gleichförmigeren Aktivität des in irgeieifcer getrennten Berührung·stufe vei>· wendeten **talys*tore, &f * in jedtt Ümwendlungsetufe eraieltan Unwandlungse-UBBeJes und des öegenetrouea von Kohl enwaBßerstoffrelxkfcionöteilnehaer und Katalysator durich das Verfahren, die Erzielung einer selektiven Umwandlung von unvollständig umgewandelten Komponenten des Beschickungs-

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materials und dessen Produkten. Überdies werden bei dem Verfahren gemäß der Erfindung allgemein niedrigere Kracktemperaturen für den aktivsten Katalysator und höhere !Temperaturen in denjenigen Stufen mit niedrigerer Katalysatoraktivität angewendet, und dies i=-st insbesondere der Fall, unabhängig davon, ob der verwendete Krackkatalysator eine im wesentlichen gleiche oder höhere Krackaktivität, verglichen mit den bekannten Krackkatalysatoren, besitzt. Sas Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht nämlich die Anwendung von höhdren Temperaturen bei einem Katalysator von verhältnismäßig niedriger Aktivität in irgendeiner Stufe gegenüber der bei bekannten Arbeitsweisen zulässigen !Temperatur, die Anwendung einer wesentlich geringeren Katalymenge, wobei die Berührungsdauer auf der Basis der Katalysator aktivität eingestellt wird, im allgemeinen einen geringeren Katalysatorbestand in irgendeiner Stufe sowie in dem Gesamtverfahren, wodurch die Anwendung einer kleineren Behandlungseinrichtung von wesentlich einfacherer Ausführung und einfacherem Auftiau ermöglichet wird.

Es ist ersichtlich, daß zahlreiche Abänderungen der Einrichtung und Anordnung der Behandlungsstufen für die Durchführung der Reihenfolge von den hier beschriebenen Verfahrensstufen vorgenommen werden können, um die Vorteile der Erfindung zu erzielen. Es Wrd jedoch bei jeder dieser

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Anordnungen bevorzugt, daß die Katalysatortemperatur in irgend einer Krackstufe wenigstens auf einer solchen Höhe wie die Temperatur des in die letzte Krackstufe in der Reihenfolge von Stufen eingeführten frischen Katalysators gehalten wird und daß ansteigende Temperaturen in Richtung des Katalysatorstromes durch die Umwandlungsstufen bis wenigstens zu dem Abstreif abschnitt und gegebenenfalls zu dem Regenerierungsabschnitt des Verfahrens angewendet werden. Um wenigstens einen Teil der erwünschten T mperaturregelung gemäß der Erfindung zu schaffen, wird bei einer Ausführungsform der frisch regenerierte Katalysator in indirektem Wärmeaustausch mit dem in einem oder in mehreren Abschnitten verwendeten Katalysator geführt. Dabei wird der Katalysator aus dem Regenerierungsabschnitt im Öegenstrom und in indirektem Wärmeaustausch mit ζ-Β. dem Katalysatorstrom, der durch die Mehrzahl von Reaktionszonen hindurchgehfe, so geführt, daß Wärme indirekt an Jede Krackstufe abgegeben werden kann, oder der indirekte Wärmeaustausch erfolgt mit der Kohlenwasserstoffreaktionsteilnehmerbeschickung, um z.B. deren Vorerhitzung zu bewirken. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Katalysator bei einer erhöhten Temperatur, der aus der Regenerierungszone erhalten wurde, in indirektem Wärmeaus-

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tausch mit teilweise zur Anwendung gelangtem Katalysator in den Standrohren zwischen den Reaktionszonen mit' verdünnter Katalysatorphase geführt werden. Demgemäß wird nach irgend einer dieser Anordnungen der aus der letzten Zone in dem Regenerierungsabschnitt gewonnene Wärme-haltige, regenerierte Katalysator auf eine gewünschte untere Temperatur für die Einfüboung zu der ersten der Kohlenwasserfc Stoffumwandlungsstufen mit verdünnter Phase bei hoher Aktivität gekühlt. ,-

Bei dem hier beschriebenen Verfahren und Durchführungssystem wird es bevorzugt, die Kohlenwasserstoffkontaktstufen bei einer Temperatur oberhalb des Taupunktes von den bei Berührung mit dem Katalysator umgewandelten Kohlenwasserstoffen auszuführen, so daß wenig, falls überhaupt, Benetzung oder Befeuchtung des Katalysators stattfindet. Unter den hier bevorzugten Durchführungsbedingungen werden die Bedingungen und Arbeitsweise mit wenigstens dem aktivstem Katalysator gewählt, die eine Abscheidung von kohlenstoffhaltigem Material aus dem Katalysator, dessen Entfernung durch Abbrennen erforderlich 1st, auf ein Minimum zurückführt. Überdies ist ein besonders wichtiges Merkmal einer AusfUhrungsform der Erfindung, insbesondere bei Anwendung von kristallinen Aluminosilioaten hoher Aktivität als Krackkatalysator, auf eine Polge von Behandlungsstufen

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unter Anwendung eines verhältnismäßig kleinen Katalysatorbestands und daher eine damit verbundene niedrige Wärme- führende Kapazität gerichtet. Unter derartigen Bedingungen kann es daher erforderlich sein, eine zusätzliche Wärmeerzeugende Einrichtung in dem System vorzusehen, wobei

dies auf verschiedenen Wegen erreicht werden kann, z.B. mit Ofenbeschickungsheizzonen, mit einem Mantel versehenen Katalysatorkontaktzonen, die durch ein geeignetes fließfähiges Wärmeaustauschmedium indirekt beheizt werden oder mit irgend einer anderen zulänglichen Methode, die für diesen Zweck geeignet ist.

Aus der vorstehend gegebenen allgemeinen Erläuterung ist ersichtlich, daß das Verfahren und das Hauptmerkmal der Erfindung im wesentlichen auf die Verwendung eines Katalysators gerichtet ist, der für die Durchführung einer geregelten und optimalen Umwandlung der Komponenten der Kohlenwasserstoffbesehiekung zu gewünschten Produkten nach Aktivitätsabstufungen Hass iert ist. Demgemäß kann das · hier beschriebene Verfahren eine selektive Umwandlung der Besohickungsbestandteile in einer Weise ermöglichen, die die Erzeugung von unerwünschten Gas- und Koksprodukten auf ein Minimum herabsetzt, indem es eine Möglichkeit zur Regelung der Reaktionsausmaße und Temperaturen für die Abstufungen in der Aktivität von gesondertem Katalysator lie-

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fert. Überdies ist aus dem Vorstehenden ersichtlich, daß die sensible Wärme von Produktdämpfen aus einer Umwandlungsstufe in wirksamer Weise ausgenutzt wird, um die gesamte oder einen Teil der in einer zweiten Umwandlungsstufe unter Verwendung von Katalysatorteilchen mit einer höheren Aktivitätsabstufung oder -gradation erforderliche Wärme zuzuführen. Demgemäß ermöglicht dAa Verfahren und Anordnung der Behandlungsstufen gemäß der Erfindung erstmals die Aussonderung der gegenseitigen Abhängigkeit des Katalysator/ Öl-Verhältnisses und der Reaktionswärmezufuhr, um eine gewünschte Umwandlung zu erhalten, wohingegen die bekannten Wirbelschichtbett- und Bewegungsbettverfahren im wesentlichen vollständig von dem Katalysator/Öl-Verhältnis abhängig sind, um die in dem Verfahren erforderliche Umwandlungswärme zuzuführen.

In den gezeigten Anordnungen und, wie nachstehend ausführlicher erläutert, wird der Katalysator veranlaßt, sich allgemein durch die aufeinander folgend verbundenen Zyklonseparataren unter Bedingungen zu bewegen, um einen allmählichen Druckanstieg in Richtung des Katalysatorstroms zu bewirken, so daß der Druck des Zyklonseparators C. (vgl. Fig. 1) wesentlich unterhalb des Druckes des Zyklonseparators

R,f. ist. Zusätzlich zu dem Druckanstieg in Richtung des

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Katalysatorstroms wird auch ein Ansteigen der Katalysatortemperatur ±i Richtung des Katalysatorstroms zumindest durch den Umwandlungsabschnitt durch die dadurch gewöhnlich im Gegenstrom zu dem Katalysatorstmn geleiteten Kohlenwasserstoffdämpfe bewirkt. Dabei wird gemäß der Erfindung der regenerierte Katalysator von höchster Aktivität auf eine gewünschte niedrige Temperatur vor dem Eintreten in den Umwandlungsabschnitt gekühlt und die frische Kohlenwasserstoffdampfbeschickung wird der Kohlenwasserstoffumwandlungsstufe, die im allgemeinen den Katalysator von niederster Aktivität enthält, zugeführt. Anschließend wird das Dampf-förmige Kohlenwasserstoffprodukt, das die Umwandlungsprodukteiimfaßt, in Berührung mit Katalysatorteilchen einer höheren Aktivität in einer getrennten Reihe von Berührungsabschnitten, die bei &±asx. niedrigeren Temperaturumwandlungsbedingungen in Richtung des Kohlenwasserstoffstromes gehalten werden, geführt, um den allgemeinen Gegenstrom in dem hier beschriebenen Umwandlungsabschnitt zu schaffen« Entsprechend wird durch diese Anordnung und Arbeitsweise der Katalysator von höchster Aktivität unter den niedersten Umwandlungstempeaaturbedingungen, vorzugsweise in einer Steigerkontaktstufe mit verdünnter Katalysatorphase, z.B. in einem Zyklons eparat or, verwendet. Die erste Kohlenwasser-

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stoffumwandlungskontaktstufe, in welcher der Katalysator bei seiner niedrigsten Aktivität vorliegt, wird im allgemeinen bei der höchsten Umwandlungstemperatur für die Berührung mit der frischen Beschickung verwendet. Daher waden bei der hier beschriebenen Anordnung von Umwandlungsstufen die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe für die Zuführung eines groien Teils, wenn nicht eines überwiegenden Teiles, der erforderlichen Reaktionswärme, um wenigstens etwa 20 % Umwandlung der dampfförmigen Kohlenwasserstoffe in einer oder mehreren der Umwandlungsstufen zu erhalten, verwendet. Gemäß der Erfindung kann jedoch unter Bedingungen gearbeitet werden, um wenigstens eine 50 #ige Umwandlung und selbst eine Umwandlung in der Größenordnung von 70 $ oder darüber der eingeführten Kohlenwasserstoffbeschickung in der Kombination von Krackstufen zu erhalten. Pur das Verfahren ist es dabei nicht wesentlich, daß das Umwandlungsausmaß in jeder Stufe gleich ist und es kann zwischen den Stufen beträchtlich variieren, da das Ausmaß der Umwandlung in jeder Stufe von der darin verwendeten Katalysatoraktivität, der Temperatur und der Menge an verfügbaren Kohlenwasserstoffbestandteilen, die unter den vorgesehenen besonderen Bedingungen umgewandelt werden können, abhängt. Als allgemeine Regel die Umwandlungsbedingungen in irgend einer

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Stufe untehalb denjenigen gehalten, die zu einer Überumwandlung der Kohlenwasserstoffe zu unerwünschten Bestandteilen führen, wobei eine Gesamtüm-wandlung in der

von
Mehrzahl von Kontaktstufen/wenigs^ns 60 % erhalten wird.

Unter bestimmten Arbeitsbedingungen kann eine Umwandlung von bis zu etwa 100 # erhalten werden.IDie hier spezifisch erläuterten Behandlungsausführungsformen können zahlreiche Abänderungen erfahren. Dabei kann die Vorerhitzung der Beschickung wenigstens teilweise in Gegenwart eines inerten oder feinteiligeti katalytischen Materials mit einer Krack- und/oder Hydrieraktivität ausgeführt werden, so daß eine geregelte und begrenzte Krackung der frischen Beschickung, ge^enenfalls in Anwesenheit von Wasserstoff, ausgeführt werden kann. Dabei kann die Polge von latalytischen Umwandlungsstufen beachtlich verringert werden, so daß nicht mehr als ein paar, zwei oder drei, Umwandlungsstufen vorgesehen sind, und dies wird zum Teil durch das Ausmaß der erwünschten Umwandlung, die in jeder Umwandlungsstufe erreicht werden soll, bestimmt, 'im allgemeinen wird es bevorzugt, das Ausmaß der Umwandlungswirkung in irgend einer Stufe auf weniger als etwa 30 # und insbesondere nicht wesentlich oberhalb etwa 20 % zu beschränken.

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Überdies kann das Verfahren so abgeändert werden, daß zusätzliche Abstreifstufen mit mehr oder weniger Regenerierungsstufen in die Stufen mit katalytischem oder inertem Kontaktmateriai der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise eingeschlossen wird. Die zur Anwendung gelangende Anzahl ist nicht besonders kritisch, abgesehen davon, daß eine ausreichende Anzahl vorgesehen wird, um die erwünschten Ergebnisse für irgend eine besondere Kombination von Katalysator und zu behandelnder Kohlenwasserstoffbeschickung in der Kombination von Stufen zu erhalten.

Außerdem kann gemäß der Erfindung die Kombination von Behandlungsstufen unter verschiedenen Kombinationen von Temperatur- und Druckbedingungen betrieben werden, die niedriger und auch höher als die vorstehend spezifisch angegebenen sein können. Dabei kann die Kohlenwasserstoffbeschickung in die erste Kohlenwasserstoffumwandlungsstufe des Verfahrens bei einer Temperatur eingeführt werden* die nicht wesentlich über derjenigen liegt, die zur Zuführung der Reaktionswärme und ßeibehaltung der Kohlenwasserstoffe In einem dampfförmigen Zustand erforderlich ist. Anschließend - wird der dampfförmige Kohlenwasserstoff durch die übrigen Umwandlungsstufen ohne merkliche Temperaturabnahme durch Zuführung von Wärme zu dem dampfförmigen Material zwischen zwei oder mehreren Stufen in einer ausreichenden Menge,

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um den Umwandlungswärmeverlust auszugleichen, gefuhrt. Andererseits kann der frisch regenerierte Katalysator, der in die Umwandlungszone von höchster Katalysatoraktivität eingeführt wird, bei einer erhöhten Temperatur sein , die für die Zuführung eines Teils der darin erforderlichen Reaktionswärme ausreichend ist, anstatt, In Abhängigkeit von dem darin geleiteten dampfförmigen Kohlenwasserstoffmaterial für die gesamte Reaktionswärme ausreichend zu

sein. Es ist jedoch bei jeder dieser Kombinationen su benicht nur

achten, daß/deJ? Katalysator von hoher Aktivität in den Stufen mit verdünnter Phase als Wärmeabfluß (heat sink) zur Beibehaltung des Kohlenwasserstoffmater-ials in einem danufförmigen Zustand oder zur Zuführung der er^erlichen Reaktionswärme zu dem System dient. Demgesüß Zcann bei dem Verfahren gemäß der Erfindung das Ausmaß der in irgend einer Stufe erreichten Umwandlung praktisch in erwünschter Meise beschränkt werden, um ein Überkraeken au unerwünschten Produktmaterialien innerhalb der erwünschten niedrigen Grenzen zu regeln. In jsder dieser Kombinationen ist es wichtig, daß das umzuwandelnde Kohlenwasserstoffraaterial und die erwünschten Produkt« davon wenigstens in dem katalytischen Umwandlungsabschnitt des Verfahrens im dampfförmigen Zustand gehalten werden, um ein unerwünsffiihtes Mitreißen oder Einschleppen von KohJLenwasaerstoffmaterlal mit mit dem katalytischen Material auf einem MiBimuxn zu halten.

Obgleich zur Vereinfachung der Zeichnung in dieser es nicht spezifisch gezeigt ist, wird es gemäß denErfindung in Betracht gezogen, geeignete Verbindungsleitungen zwischen zwei oder mehreren der Mehrzahl von Umwandlungsstufen vor-

zusehen, die ein Übergehen im Nebenschluß von einer oder mehreren Umwandlungsstufen durch den dampfförmigen Kohlenwasserstoffstrom durch das System ermöglichen, wddurch eine Einrichtung für die Regelung der Umwandlungsstufen, welchen die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe unterworfen werden können, geschaffen wird. Bei dieser Ausfuhrungsform kann auch das Benzinprodukt aus einer Produktfraktioniereinrichtung zu einer oder mehreren Umwandlungsstufen mit hoher katalytischer Aktivität, die, wie vorstehend beschrieben, übergangen worden waren, im Kreislauf zurückgeführt werden, um eine Octanverbesserung In dem nach dem Verfahren erhaltenen Benzinprodukt zu erhalten. Beispielsweise können eine oder mehrere der Stufen mit aktivstem Katalysator angewendet werden, um eine Octanverbesserung des Benzinprodukts . zu erhalten, und die angewendete Umwandlungstemperatür kann unabhängig durch Erhitzen der Benzinbeschiekung auf eine geeignete Temperatur für die Aktivität des hier verwendeten Katalysators gengelt werden. Bei dieser Ausführungsform kann ferner ein Teil des Schwerbenzinprodukts (Naphtha)

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oder eines Straight-run-Destillatmaterials rait dem in die Umwandlungsstufen des Verfahrens eingeführten dampfförmigen Kohlenwasserstoffbeschickungsmaterial vereinigt werden. Bei der Ausführung in dieser Weise wurde gefunden, daß dabei nicht nur eine Zunahme in der Ausbeute an erwünschtem BenzinprodÄfc vorhanden ist, sondern eine signifikante Zunahme im Benzinoctanwert von einer erwünschten Abnahme in den Gas- und Koksausbeuten begleitet sein kann. Andererseits kann auch eine signifikante Verbesserung in dem Verfahren durch die Vereinigung von leichten Kohlenwasserstoffverdünnungsmaterialien, beispielsweise nassen Gasen, Erdgasen und Wasserstoff-reichen Gasen, mit*der Kohlenwasserstoffbesehiekung in einer Menge, um eine wesentliche Verminderung in dem Partialdruck der Kohlenwasserstoffbesehiekung herbeizuführen, erzielt werden, wobei das Verdünnungsmateriai auch gegenüber dem Verfahren im wesentlichen inert sein kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens kann der dampfförmige Kohlenwasserstoff in einem mittleren oder Zwischenteil des katalytischen Umwandlunggsystems abgetrennt werden, um die erwünschten niedrig siedenden Bestandteile daraus so zu entfernen, daß nur der verbleibende höher siedende Anteil davon der kataly-

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tischen Umwandlung rait dem aktiveren Katalysator in den übrigen Umwandlungsstufen unterworfen wird.

Bei der praktischen Ausführung von irgend einer Ausführungsform in dem hier beschriebenen Katalysatorsystem kann in vorteilhafter Weise ein weiteres Erhitzen von einer oder mehreren der abgetrennten Fraktionen für die Rüek·^ führung zu dem System ausgeführt werden, um diesem die ^ gewünschte Reaktionswärme zuzuführen. Gemäß einer weiteren Abänderung kann die frische Beschickung nach dem anfänglichen Vorerhitzen auf eine erhöhte Temperatur in eine niedriger siedende dampfförmige Fraktion von einem höher siedendeil flüssigen Anteil der vorerhitzten frischen Beschickung getrennt werden. Die so erhaltene niedriger siedende frische Beschickung wird anschließend Überhitzungs-

! bedingungen unterworfen und im Überhitzten Zustand zur Erhöhung der£emperäi;ur des durch die erste Kohlenwasser-

t stöffumwandlungsstufegeführten Katalysators verwendet. Ui* dadurch zugefUhrte Hltzis ist in einer ausreichenden Menge, um die gewünschte katalytische Umwandlung der überhit2t*n Dämpfe zußätzli^

siedendeil Anteile der frischen Beschickung zu erhalten, die aiäßchließend mit dem stromabwärts von cl«r Stelle befindliohen Katalysatorα wobei dies die Berührungsetelle mit den Überhitzten Dämpfen ist, in Berührung geführt wird..

Bei dieser Ausführungsform können ferner die überhitzten Dämpfe tem Bewegungskatalysatorsystem in einer oder mehreren Berührungsstufen, die von der tür die Einführung des höher siedenden Anteils der frischen Beschickung gewählten Ümwandlungsstufe--'emfernt sind, eingeführt werden, wobei die Wahl teilweise von der Art des in dem System verwendeten Umwandlungskatalysators, dem. zur Anwendung gelangenden Katalysator/Öl-Verhältnis und dem Ausmaß an erwünschter umwandlung in irgend einer Stufe bestimmt wird. Bei jeder dieser Anordnungen kann auch ein höher siedendes Kohlenwasserstoff material, z.B, ein Rückstandsöl oder ein Rückstand der ersten ROhöldestillation (reduced crude) , zu einer oder mehreren der katalytischen Ümwandlungsstufen von₍beachtlich verringerter Katalysatoraktivität vor der Abstreifstufe zugegeben werden, um wenigstens eine teilweise Umwandlung davon zu erhalten und eine Abscheidung von kohlenstoffhaltigem Material auf dem Katalysator in einer Menge zu erhalten, die aus--reichend ist, um bei Brennen in einer Sauerstoffatmosphäre wenigstens den überwiegenden Anteil der in der Folge von iEJmwandlungsstufen erforderlichen Wärme durch, direkte oder indirekte Mittei zu ergebend Demgemäß beruht ein wichtiges Merkmal der Erfindung auf der anfänglichen Handhabung der frischen Kohlenwasser-

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stoffbeschickung, um diese auf ausreichend hohe Temperaturen bis zu etwa 566⁰C (1050⁰P) zu erhitzen und eine wenigstens teilweise Umwandlung davon für die Behandlung in den vorgesehenen katalytischen Kontaktstufen zu bewirken. Bei einer Anordnung wird die Kohlenwasserstoffbesejiickurig, beispielsweise ein Gasöl, durch einen Vorheizöfen geleitet, worin das Gasöl auf eine erhöhte Temperatur bis zu etwa 443⁰C (83O⁰P) erhitzt wird, um wenigstens eine teilweise ..." Verdampfung desselben zu erhalten. Anschließend wird die erhitzte Beschickung in Berührung mit einer Masse von , heißem Kontaktmaterial, das bei einer ausreichend erhöhten Temperatur gehalten ist, um die Verdampfung zu vervollständigen und wenigstens eine teilwäLse Umwandlung der eingeführten Kohlenwasserstoffbeschickung zu bewirken, geführt. Eine Mehrzahl von erwünschten Wirkungen oder Punktionen wird in dieser anfänglichen Peststoffkontaktzone ausge^· führt, die unter anderem die Entfernung von hoch siedenden Koks-bildenden Bestandteilen aus der Beschickung sowie darin enthalteneüMetallverunreinigungen umfaßt. Demgemäß kann die anfängliche Berührung der Kohlenwasserstoffbeschickung mit einem katalytischen oder einem relativ inerten Peststoffkontak'tmaterial erfolgen und kann in irgend einem' allgemein bekannten System für die Umwandlung von Kohlenwas-

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serstoffen zu gewünschten Produkten, beispielsweise in WlrMsehichtbett-, Bewegungsbett- und Steigerkontaktsystemen, erreicht werden. Vorzugswelse wird ein System angewendet, das die Verwendung eines in den fließfähigen Zustand überführbaren teilchenförmigen Materials ermöglicht. Da das anfängliche Feststoffkontaktsystem unter solchen Bedingungen betrieben werden kann« um hauptsächlich die Verdampfung der Beschickung zu vervollständigen und uner-

wünschte koksbildende Bestandteile "zu entfernen, sind

können die Arbeltsbedingungen weniger kritisch und/daher weniger streng sein als sie normalerweise für die Härtung von Kohlenwasserstoffen erforderlich sind, kann das hier verwendete Inerte Kontaktmaterial oder der hier verwendete Katalysator mit einer höheren Konzentration von Koks auf dem Katalysator eingesetzt werden und eine wesentliche Zunahme in dem Kohlenwasserstoffbeschickungsdurchsatz ist daher möglich, ohne daß eine erhebliche Steigerung der Strenge der hler verwendeten Arbeitsbedingungen notwendig 1st. DIe^ Erfindung ist demgemäß auch auf die Erzielung einer sehr erheblichen Köhlenwasserstoffduröhsatzsteigerung iß einer bestehenden Einheit ohne Nachteilige B5d#if lussung von deren Arbeitsweise mit unerwünscht strengen Bedingungen gerichtet.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Gemäß Fig. 1 wird ein frisch regenerierter Katalysator, der auf eine gewünschte niedrige Temperatur in der Größenordnung von etwa 363⁰C (685⁰P) geregelt ist, durch eine Leitung 2 zu einer Trägergasabgabezone 4 (disengaging zone) geführt, worin diel^rmit den Katalysatorteilchen, die von den aus der letzten Katalysatoitontaktzone entfernten Kohlenwasserstcffumwandlungsprodukten abgetrennt wurden, vereinigt wird. Der frisch regenerierte Katalysator wird aus der Zone 4 durch ein Standrohr 6 für die Weiterleitung zu einer Kohlenwasserstoffkatalysatormischzone 8 entfernt, worin eine Menge des Krackkatalysator von höchster Aktivität mit dem dampfförmigen Kohlenwasserstoff zur Bildung einer .Suspension von erwünschter Katalysatorkonzentration vereinigt wird. Natürlich ändert sich das zur Anwendung gelangende Katalysator/Öl-Verhältnis für die Bildung der Suspension in Abhängigkeit mit dem verwendeten besonderen Katalysator, so daß z.B. ein Aluminosilicatkatalysator von hoher Aktivität in beträchtlich geringeren Konzentrationen als ein amorpher Sillciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Krackkatalysator von beträchtlich geringerer Aktivität verwendet wird.

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Die in der Mischzone 8 gebildete Suspension wird anschließend durch eine durch Leitung 10 dargestellte Umwandlungszone geführt und gegebenenfalls zu einer Zyklonseparatorzone C, abgegeben, die in diesem spezifischen Beispiel bei einem Druck von etwa 0,56 atü (8 psig) gehalten wird. In der Separatorzone CL, die aus einem oder mehreren nacheinander und/oder parallel verbundenen Zyklonseparatoren bestehen kann, wird der darin mit dem Katalysator eingeführte dampfförmige Kohlenwasserstoffanteil von dem Katalysator für eine mögliche Zuführung zu den Produktfraktioniereinheit in dem Gewinnungaabschnitt des Verfahrens abgetrennt. Der in der Trennzone C. abgetrennte Katalysator wird durch ein Druck-bildendes Standrohr 12 mit einer Länge abgezogen, um eine Druckzunahme am Boden des Standrohrs von etwa 0,42 At (6 pounds - 2,72 kg) zu ergeben. Der Katalysator in dem Standrohr 12 wird zu einer Mischzone 14 geleitet, worin er mit dampfförmigen Kohlenwasserstoffen gemischt wird, die durch eine Leitung 16 zugeführt werden, um eine gewünschte Katalysator-Öl-Suspension, wie vorstehend beschrieben, zu geben. Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe in der Leitung 16 einen Anteil an frischen Beschickungsfeomponenten zusätzlich zu denjenigen enthalten können, die eine teilweise oder vollständige Umwandlung in einer anderen

Kontaktstufe bei einer höheren Temperatur mit Katalysatorteilchen von geringerer Aktivität erfahren haben.

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Bei dem hier beschriebenen Verfahren kann dabei ein Teil von frischer dampfförmiger Kohlenwasserstoffbeschickung durch die Reihe von Umwandlungsstufen hauptsächlich als Wärme-führendes Medium geführt werden, ohne daß diese irgend eine wesentliche Umwandlung eingeht. Andererseits sind die Folge von Umwandlungsstufen und die darin aufrechterhaltenen Bedingungen im allgemeinen in einer Größenordnung, die wenigstens eine teiieise Umwandlung der frischen und/oder daraus erhaltenen Umwandlungsprodukte herbeiführt.

Die in der Mischzone 14 gebildete Suspension wird anschließend durch eine Umwandlungsζone, die durch eine Leitung 18 dargestellt ist, für die Abgabe in einen Separator Cp geleitet. Die in Cg abgetrennten dampfförmigen Kohlenwasserstoffprodukte werden durch eine Leitung 20 für die Zuführung zu der vorstehend beschriebenen Mischzone 8 abgezogen, während der getrennte Katalysator von verringerter Aktivität, jedoch mit einer höheren Temperatur durch ein Druck-bildendes Standrohr 22 abgezogen wird. Der Katalysator in dem Standrohr 22 wird zu einer Mischzone 24 geführt^ worin er mit Kohlenwasserstoffmaterial aus Leitung 26 vereinigt wird, das aus einer nachstehend beschriebenen Kohlenwasserstoffumwandlungsstufe gewonnen wurde. Die in der Miscteone 24 gebildete Suspension wird

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durch eine Umwandlungszone 28 für die Abgabe zu einem Separator C, geführt. Die Kohlenwasserstoffumwandlungsprodukte werden aus dem Separator*^ durch eine Leitung entfernt und einer Mischzone 14 zur Berührung mit Katalysatorteilchen von höherer Aktivität zugeführt. Der abgetrennte Katalysator wird aus dem Separator C, durch ein Standrohr ;50 für die Zuführung zu einer Mischzone 32 entfernt. Unvollständig umgewandelte Kohlenwasserstoffdämpfe in einer Leitung ^K werden mit dem Katalysator in der Mischzone 32 zur Bildung eineijerwünschten Suspension für den Durchgang durch einen Steigerreaktor, der durch eine Leitung 36 dargestellt ist, und gegebenenfalls" zur Abgabe in einen Separator C^, vereinigt. Dampfförmige Kohlenwasserstoffe werden aus dem Separator Gj, durch eine Leitung 26 zur Verwendung bei dem Verfahren, wie vorstehend beschrieben, mit dem von dem Standrohr J58 abgezogenen Katalysator entfernt und zu einer Mischzone 40, die den vorstehend geschilderten Mischzonen ähnlich 1st, geführt. In der Mischzone 40 wird eine gewünsclie Suspension von Katalysatorteilchen in den durch eine Leitung 42 eingeführten Kohlenwasserstoffdämpfen für die Weiterleitung durch eine Umwandlungszone 44 unter Bedingungen, um eine wenigstens teilweise Umwandlung der dampfförmigen KoMen-

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Wasserstoffe zu bewirken, gebildet. Die Umwandlungszone 44 gibt den Strom zu einem Separator C,- ab, aus welchem dampfförmige Kohlenwasserstoffe durch eine Leitung ^4 gewonnen werden. Die KatalysatorteJLdBn werden aus dem Separator C₁-durch ein Standrohr 46 zu einer Mischzone 48 abgezogen. In dar Mischzone 48 erhitzen die Kohlenwasserst off dämpfe, die durch eine Leitung 50 bei einer oberhalb der Tempeatur des Katalysators in dem Standrohr 46 befindlichen Temperatur eingeführten KoÄlenwasserstoffdämpfe, den damit verbundenen Katalysator unter Bildung einer Suspension von höherer Temperatur als irgend eine der vorstehend beschriebenen Suspensionen. Die so gebildete Suspension wird durch eine langgestreckte Umwandlungszone 52 geleitet und von dort zu einem Separator Cg abgegeben, um wenigstens eine teilweise Umwandlung der dampfförmigen Kohlenwasserstoffbeschickung zu bewirken. Das dampfförmige Kohlenwasserstoffmaterial wird aus Cg durch eine Leitung 42 entfernt und der abgetrennte Katalysator wird durch ein Standrohr i>4 entfernt und von dort zu einer Mischzone 56 abgegeben. Die Folge der vorstehend beschriebenen Stufen wird durch die Separatoren C„,Cg und Cq, die mit geeigneten Verbindungsleitungen 50, 60, 62, 58, 68, 70, 66, 76, 78 und Mischzonen 64 und 72 versehen sind, fortgesetzt.

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In der Reihenfolge der vorstehend erläuterten Berührungsoder Umwandlungsstufen liefert die Mischzone 72 den Anfangspunkt der Berührung der dampfförmigen Kohlenwasserstoff beschickung, die umgewandelt werden soll, mit dem aus dem Standrohr 70 abgezogenen Katalysator und auch die höchste Temperaturzone in der Reihe der Kohlenwasserstoffumwandlungszonen. D.h., daß bei der hier beschriebenen spezifischen Aus führ ungs form die Verdampften hitzetiggeÄen Kohlenwasserstoffe bei einer erhöhten Temperatui?6is zu etwa 566⁰G (1050⁰P), die in der vorstehend beschriebenen Weise erhitzt sind, mit dem Katalysator von verringerter Aktivität aufgrund des vorhergehenden Gebrauchs in dem System vereinigt werden. Außerdem wurde der Katalysator aufgrund seines Strömens im Gegenstrom zu der Umwandlungsreihenfolge auf eine erhöhte Temperatur erhitzt, die ausreichend ist, um eine übermäßige Kühlung der frischen dampfförmigen Kohlenwasserstoffbeschickung zu vermeiden. Demgemäß wird die dampfförmige Kh^enwasserstoffbeschickung in der Leitung ⁷Jk mit einem Katalysator von verringerter Aktivität in der Mischzone 72 vereinigt und anschließend durch eine begrenzte KoBilenwasserstoffumwandlungszone, die durch eine Leitung 76 dargestellt ist, für di^endgültige Abgabe in einen Separator Cg geführt. Die teilweise

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umgewandelteKohlenwasserstoffbeschickung, die bei einer erhöhten Temperatuiwörilegt, wird aus dem Separator Cg durch eine Leitung 66 abgaogen und der Mischzone 64 für eine weitere Umwandlung in der Leitung 68 zugeführt. Verunreinigter Katalysator wird aus dem Separator Cq bei einer erhöhtet Temperatur, die in Mähe der Temperatur der eingeführten frischen dampfförmigen Beschickung liegt, abgezogen. Der verunreinigte oder verbrauchte Katalysator in dem Standrohr 78 wird der Mischzone 80 zugeführt, worin er mit einem durch eine Leitung 82 eingeführten Abstreifgas zur Bildung einer verhältnismäßig verdünnten Suspension vgceinigt wird, die aufwärts durch eine Abstreifzone mit einer verdünnten Phase, die durch eine Leitung 84 dargestellt wird, geleitet wird. Die Suspension wird zu einem Separator P-abgegeben, aus weitem die abgestreiften Produkte durch eine Leitung 88 abgezogen werden und der abgestreifte Katalysator durch ein Standrohr 86 entfernt wird. Die abgestreiften Produkte in der Leitung 88 werden zu uem Produktgewinnungsabschnitt für eine weitere Behandlung geführt, die zur Trennung des Kohlenwasserstoff Produkts von dem Abstreifgas erforderlich ist.,Der Katalysator in dem Standrohr 86 wird zu einer Mischzone 90 geführt, um mit dem durch eine Leitung

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92 eingeführten frischen Abstreifgas in Berührung zu gelangen und eine Suspension für die Weiterleitung durch eine zweite Stufe der Abstreifung in Leitung 9k zu bilden. Die Suspension in der Leitung 94 wird zu einem Separator P₁₁ abgegeben, aus welchem das Abstreifgas und das abgestreifte Produkt durch eine Leitung 82 gewonnen wird. Demgemäß wird in dem Abstreifabschnitt des Verfahrens das Prinzip der allgemeinen Gegenstromführung von Abstreif-

außer

gas und Katalysator jnJdLxAMXJUÜUOie. in den Steigerüberführungszonen 84 und 94 angewendet. Es ist natürlich ersichtlich, daß mehr als zwei Abstreifstufen, falls erwünscht oder erforderlich, angewendet werden können.

Der abgestreifte Katalysator in dem Standrohr 96,

der Katalysatorverunreinigungen einschließlich kohlenstoff-

it
haltiger Abscheidungen enth&lt, wird einer Mischzone 98 zugeführt, um darin mit einem gasförmigen Regenerierungsmedium in Berührung zu gelangen, das durch eine Leitung 100 eingeführt wird. Bei der hier beschriebenen spezifischen Aus führ ungs form· besteht das gasförmige Refpierierungsmedium in der Leitung 100 aus einem gasförmigen Produkt, das aus einer odernehreren der nachstehend beschriebenen vorhergehenden Regenerierungsstufen gewonnen wurde. Es kann jedoch auch frisches Sauastoff enthaltendes Regenerierungsgas dem gasförmigen Material, das der Mischzone 98 zugeführt wird, zu-

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geaetzt wird. In dem hier beschriebenen System ist die Durchführung einer Mehrzahl von Katalysatorregenerierungsstufen yon gleicher oder verschiedenen Temperaturen in einer für einen begrenzten Temperaturanstieg in irgendeiner Stufe bestimmten Reihenfolge unterhalb der Temperatur, die die Katalysatoraktivität beeinträchtigt, jedoch in ausreichendem Ausmaß, um eine im wesentlichen vollständige Entfernung von kohlenstoffhaltigem Material aus den aus der letzten Regenerlerungestufe entfernten Katalysatorteilchen zu bewirken und regenerierte Katalysatorteilchen mit einer im wesentlichen gleichförmigen Aktivität zu erzeugen, vorgesehen.

Sie in der Mischzone 98 gebildete Suspension aus verunreinigten Katalysatorteilchen in einem Sauerstoff enthaltenden Regenerierungsgas wird durch eine Regenerierungszone 102 mit verdünnter Phase unter Bedingungen geleitet, um wenigstens eine teilweise Verbrennung der kohlenstoffhaltigen Abscheidungen auf dem Katalysator zu bewirken. Die Suspension in der Leitung 102 wird in einen Separator R₁₂ abgegeben, aus welchem die gasförmigen Verbrennungeprodukte durch eine Leitung 104 entfernt werden. Der teilweise regenerierte Katalysator wird aus dem Separator R₁₂ durch ein Standrohr 106, das mit einem Katalysatorkjjhler 108 verbunden ist, entfernt. Im Kühler

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wird der Katalysator teilweise gekühlt, bevor er durch, eine Leitung 110 zu einer Mischzone 112 geleitet wird, worin er mit zusätzlichem Sauerstoff enthaltendem Regenerierungsgas, das durch eine leitung 114 eingeführt wird, in Berührung gebracht wird. In der Mischzone 112 wird eine Suspension aus dem teilweise regenerierten Katalysator in dem Sauerstoff enthaltenden Regenerierungsrauchgas gebildet, die durch eine zweite geregelte Katalysatorregenerierungsstufe in der Regenerierungszone 116 geleitet wird, und dann in den Separator R.„ eingeführt wird. Das Regenerierungsrauchgas wird aus dem Separator R₁, durch eine Leitung 100 zur weiteren Verwendung bei dem Verfahren, wie vorstehend beschrieben, gewonnen. Der weiter regenerierte Katalysator wird aus dem Abscheider R₁, durch eine Leitung 118, die mit einem Kühler 120 verbunden ist, abgezogen. Der teilweise regenerierte Katalysator wird in dem Kühler 120 in geeigneter Weise gekühlt, bevor er durch eine Leitung 122 zu der Mischzone 124 geführt wird. In der Mischzone 124 wird der Katalysator mit einem Sauerstoff enthaltenden Rauchgas in der Leitung 126 vereinigt, um eine Suspension für die Durchfuhrung durch eine Leitung unter Katalysatorregenerierungebedingungen su bildts. Die Suspension in der Steigerleitung 128 wird su einem Separator R₁^ abgegeben» au« welchem das legenerierungerauchgae duroh eine Leitung 114 abfesoien wird. Der weiter regenerierte Katalysator wird au* dem Separator R₁J. duroh ein Standrohr 130,

O0lt2Q/U74 OTOGiHAU INSPECTED

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das mit einen Kühler 132 verbunden ist, abgezogen» Der gekühlte Katalysator wird dann durch eine Leitung 134 zu einer Mischzone 136 geführt, worin er mit einem Sauerstoff enthaltenden Regenerierungsgas in Leitung 138 zur Bildung einer Suspension vereinigt wird, die unter Regenerierungsbedingungen durch eine Leitung 140 zu einem Separator R₁₅ geführt wird. Das Regenerierungsrauchgas wird aus dem Separator R₁₅ durch eine Leitung 126 zur weiteren Verwendung bei dem Verfahren, wie vorstehend beschrieben, entfernt. Der regenerierte Katalysator wird aus dem Separator R.c durch ein Standrohr 142 abgezogen und zu dem Kühler 144 geführt. Der zweckmäßig gekühlte Katalysator wird dann durch eine Leitung 1|6 zu einer Mischzone 148 geführt, in der eine Suspension mit einem verhältnismäßig kühlen Trägergas oder dampfförmigen Medium, das durch eine Leitung 150 zugeführt wird, gebildet wird. Die so gebildete Suspension wird dann durch eine Leitung 152 zu einem weiteren Ausgleichkühler 154 am vorderen Ende des Verfahrens zugeführt, falls dies erforderlich ist, bevor der regenerierte Katalysator durch die Leitung 2 der Sammelzone 4 für den regenerierten Katalysator zugeführt wird·

Zur Erleichterung der Rückgewinnung von irgendwelchen «itgtrieeentn Katalyeatorftinteilen in in aus dem Separator O₁ ftwonnenta Kohltnwatfieretoffdampfprodukt kb*nn\n «ehr als ein Oyolonabichtider im Rtih· für dieitn 8w«ok verwende* werden,

0 Öl·2 ö / 1 414 ORfCHNAL INSPECTED

Daher wird das dampffurnige Kohlenwasserstoff material, das ron dem hochaktiven Katalysator Ib Separator C₁ abgetrennt wurde, durch eine Leitung 156 abgezogen, und einer zweiten Stufe einer Katalysatortrennung in der Zone 158 zugeführt. Der aus dem Kohlenwasserstoffdampfmaterial abgetrennte Katalysator in der Zone 158 wird durch ein Standrohr 160 abgezogen und der Katalysator Sammelzone 4 zugeführt. Die Kohlenwasserstoff dämpf e, aus welchen der Katalysator in der Zone 158 entfernt wurde, werden dann durch eine Leitung 162 zu einer Produktrationiereinheit 164 in dem Crewinnungsabschnitt des Terfahrens geleitet.

Sin wesentliches Merkmal der hier gezeigten und "beschriebenen Verfahrensanordnungen beruht auf dem Erhitzen der frischen Kohlenwasserstoffbeschiclcung auf eine ausreichend erhöhte Temperatur bis zu etwa 566° C (1050° F) für die Behandlung in den vorgesehenen katalytischen Umwandlungsstufen. Bei der Anordnung von Fig. 1 wird das Kohlenwasserstoffbeschickungsmaterial in einem geeigneten Torheizofen auf eine erhöhte Temperatur bis zu etwa 434°O (830° F) erhitzt. Bas so erhitzte Material wird durch eine Leitung 186 zu einer Zone 188 geführt, die eine fließfähige Masse von verhältnismäßig intertem feinteiligem Kontaktmaterial entft&lt, das bei einer ausreichend erhöhten Temperatur gehalten wird, um die Beschickung zu verdampf en und auf eine erhöhte Temperatur bis zu etwa 566° 0 (1050° F) zu erhitzen. Ein geeignetes Material zur Bildung einer

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gaeartigen oder wirbelschichtartigen Form kann dem Boden der Zone 188 durch eine Leitung 190 zugeführt werden. In der Zone 188 wird dadurch eine Mehrzahl von erwünschten Funktionen ausgeführt, die eine Entfernung von hochsiedenden koksbildenden Bestandteilen aus der Beschickung und wenigstens eines Teils der in der Beschickung enthaltenden Metallverunreinigungen umfassen. Überdies wird eine Suspension von Öldämpfen mit inertem Teilchenmaterial, ζ. Β. Sand, gebildet, die anschließend durch eine Leitung 192 zu einer Trennzone 194 bewegt wird. In dem Abscheider 194 wird die dampfförmige ölbeschickung von dem festen teilchenförmigen Material getrennt und anschließend durch die Leitung 74 zu der katalytischen TJmwandlungsstufe geführt, die we»£ge*eae den geringst aktiven Umwandlungskatalysator, wie vorstehend beschrieben, enthält.

Bas in dem Abscheider 194 abgetrennte feinteilige Kontaktmaterial wird durch ein Standrohr 196 abgezogen und einer Mischzone 198 zugeführt, worin eine Suspension mit einem gasförmigen Abetreifmeäum gebildet wird, das durch eine Leitung 200 eingeführt wird. Die in der Mischzone 198 gebildete Suspension wird durch eine Abstreifzone 202 mit einer verdünnten Phase geführt und in den Separator 204 abgegeben. Bas Kohlenwasserstoff material, das von den inerten Feststoffen abgestreift und im Separator 204 abgetrennt wurde, wird durch eine Leitung 206 entfernt. Dieses Material kann mit der dampfförmigen Kohlenwasserstoffbeschikung in Leitung 74 vereinigt werden, die den katalytischen Umwandlungsstufen zugeführt wird. 009820/1474

Das abgestreifte Eontaktmaterial wird aus dem Abscheider 204 durch ein Standrohr 208 entfernt und einer Mischzone210 zugeführt. In der Mischzone 210 wird das inerte Kontaktmaterial mit einem Sauerstoff enthaltenden Rauchgas vesLnt, um eine Suspension zu bilden, die anschließend durch eine Regenerierungszone 214 zu einem Abscheider 216 geführt wird. In dem Separator oder Abscheider 216 wird das fiegenerierungsrauchgas von des teilweise regenerierten inerten Kontäctmaterial getrennt und durch eine leitung 218 entfernt. Das teilweise regenerierte inerte Kontaktmaterial wird dann durch ein Standrohr 220 zu der Mischzone 222 geführt, worin es mit einem Sauerstoff

er
enthaltenden Regenierungsgas vereinigt wird, das durch eine Leitung 224 zugeführt wird, um eine Suspension zu bilden, die durch eine langgestreckte Regenerierungszone 226 zu einem Separator 228 geführt wird. In dem Separator 228 wird das Regenerierungsrauchgas von dem inerten Kontaktmaterial abgetrennt und durch eine Leitung 212 für den^weiteren Gebrauch in der Mischzone 210, wie vorstehend beschrieben, entfernt. Das regenerierte inerte Material wird nach angemessener Kühlung in einer Zone 230 durch eine Leitung 232 der Zone 188 zügeführt. Vie bei den Katalysatorregenerierungsstufen vorstehend beschrieben wurde, kann auch hier Vorsorge zur Erhöhung des Sauerstaffgehalte des zu jeder Stufe geführten Regenerierungsgases als Maßnahme zur Regelung des Ausmaßes des Brennens und des Temperaturanstiege, das in jeder Regenerierungsetufe erzielt

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wird, getro/eö»«t werden. Überdies kann der teilweise und/oder vollständig regenerierte Katalysator im Kreislauf zu irgendeinem Abschnitt zurückgeführt werden, um die Temperatur zu regeln und/oder die Regenerierungsdauer des Katalysators in der Reihenfolge von Regenerierungsstufen zu erhöhen.

Auf der Regenerierungsseite der Kombination von Verfahr en sstufen können Katalysatorkühler 108, 120, 132 und 144 zur Erezeugung von VerfahrBnswasserdampf verwendet werden. Dabei wird Wasser aus einer Wasser dampf trommel 170 durch eine Leitung 172 und geeignete Verbindungsleitungen zu den jeweiligen Kühlern 108, 120, 132 und 144 geführt. Der in diesen Kühlern gebildete Wasserdampf wird durch eine geeignete Verbindungs- oder Sammelleitung gesammelt und der Wasserdampf trommel 170 durch eine Leitung 174 wieder zugeführt.

In Fig. 2 ist beispielsweise ein Reaktorregenerator 24o in einer Anordnung gezeigt, die das Grundprinzip eines Steigerreaktors 242 verkörpert, um die anfagliche Beflhrung einer Kohlenwasserstoffbeschickung mit einem feinteiligen teilchen-Srmigen Material auszuführen. Ss ist ersichtlich, daß, wie vorstehend erläutert, die anfängliche Berührungsstufe in irgendeinem der allgemeine bekannten Systeme ausgeführt werden kann, die das Verfahren der Handhabung von katalytischem Material, wie hier vorgesehen, erlauben oder abgeändert werden können, um dies zu erlauben. In der Anordnung von ?ig. 2

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ist eine zusammengesetzte Gefäßanordnung 240 gezeigt, die mit einer Steigerl&ührungszone 242, die eine Bewegung im allgemeinen koaxial aufwärts durch das Gefäß schafft, ausgestattet. Eine durch die Leitung 244 eingebrachte Kohlenwasserstoffbeschlclcung wird in einem Ofen 246 erhitzt und anschließend durch eine Leitung 248 zu dem Bodenteil des Steigers 242 geleitet. Im Steiger 242 wird die Kohlenwasser- £offbeschickung mit dem, wie nachstehend beschrieben, erhaltenen Katalysator unter Bildung einer Suspension vereinigt, die aufwärts durch den Steiger unter ausreichend erhöhten Temperaturbedingungen strömt, um die Beschickung zu verdampfen und wenigstens eine teilweise Umwandlung derselben zu niedriger siedenden Produkten zu bewirken. Sie Suspension in dem Steiger 242 wird in eine erweiterte Trennzona 230 abgegeben, in welcher die Katalysatorteilchen von Kohlenwasserstoffdämpfen durch Absetzen unter Bildung eines Bettes von !Teilchen, um den Steiger in dem unteren Teil der !Trennzone befreit wird. Sin Wirbelschichtgas* das für die Durchführung des Abstreifens der Katalysatorteilchen geeignet ist, wird zu den unteren Seil des Teilchenbettee in der Trennzone durch Leitungen 252 geführt. Das abgestreifte Teilchenmaterial wird von de« Boden des Bettes abgezogen und durch ein Standrohr 254 zu einem Teilchenbett geleitet, das eine Regenerierung in einer darunter liegenden Regenederungszone 256 eingeht. Cycloneeparatoren 258 sind für die Trennung von

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Rauchgasen aus dem regenerierten Teilchenmaterial vorgesehen, das dem Bett durch vorgesehene geeignete Eintauchschenkel wieder zurückgeführt wird. Das Regenerierungsrauchgas wird durch eine Leitung 260 abgezogen.

Cyclonabscheider 262 sind in dem oberen Teil der Trennzone 250 vorgesehen, um die Entfernung von teilchenförmigen! Material aus den Kohlenwasserstoffdämpfen zu unterstutzen, die daraus durch eine Leitung 264 entfernt werden. Die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe in der Leitung 264 werden einer Mischzone 266 zugeführt, worin sie mit katalytischem Material von höherer Aktivität als der in dem Steiger 242 verwendeten vereinigt werden, um damit eine Suspension mit einer Temperatur unterhalb der !Temperatur der eingeführten Kohlenwasserstoffe zu bilden. Die in der Mischzone 266 gebildete Suspension wird durch eine langgestreckte begrenzte Reaktionszone 268 zu einer Trennzone 270 geleitet, die aus einer oder mehreren verbundenen Gyclontrennzonen bestehen kann. In der Trennzone 270 wird der Hauptteil des Katalysators von den Kohlenwasserstoffdämpfen abgetrennt.

Der abgetrennte Katalysator wird durch ein Standrohr bewegt, das zur Überführung des Katalysators zu dem unteren Teil des Stelgers 242 in einer gewünschten geregelten Menge, beispielsweise durch ein Tent 11 274» verwendet wird. Die

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das Umwandlungsprodukt einschließenden Kohlenwasserstoffdämpfe, die aus den Steigern 242 und 268 erhalten wurden, werden aus dem Abscheider 270 entfernt und durch eine Leitung 276 einer Mischzone 278 zugeführt. In der Mischzone 278 werden die Kohlenwasserstoffdämpfe mit einer Menge des aktivsten Katalysators, die durch ein Standrohr 282 eingeführt wird und in dem System zur Bildung einer Suspension mit den gewünschten Urawandlungsbedingungen zur Umwandlung der Kohlenwasserstoffe in erwünschte Produkte verwendet wird, vereinigt. Die in der Mischzone 278 gebildete Suspension wird dann durch eine langgestreckte begrenzte Reaktionszone 280 zur Umwandlung der Kohlenwasserstoffe in erwünschte Produkte /der Abgabe in eine Trennzone 284 geleitet. Die Srennzone 284 kann aus einer Mehrzahl von verbundenen Oyclontrennzonen bestehen, die für die Erzielung ein«r gewünschten trennung der Katalysatorteilchen von den Kohlenwasserstoffdämpfen angemessen sind. Die Kohlenwasserstoff dämpfe werden dann durch eine leitung 286 entfernt und einer geeigneten Produktgewinnungseinricht$ng, nicht gezeigt, zugeführt. Die in dem Separator 284 abgetrennten Katalysatorteilchen von verhältnismäßig hoher Aktivität werden durch ein Standrohr der vorstehend beschriebenen Mischzone 266 zugeführt. Demgemäß wird in der vorstehend beschriebenen Anordnung eier Katalysator allgemein^ im öegenstron zu den Kdhlenwasserstoffiämpfen durch

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die Mehrzahl von Stefeerkontaktzonen so bewegt, daß der Katalysator mit geringster Aktivität die frische Beschickung zu dem Verfahren bei den höchsten Temperaturbedingungen berührt, und die teilweise umgewandelten Kohlenwasserstoffe mit den aktivsten Katalysatorteilchen unter Bedingungen zur Vervollständigung von deren Umwandlung zu erwünschten Produkten in Berührung treten.

In dem so beschriebenen System ist der Katalysator in der Leitung 272, obgleich er eine verhältnismäßig hohe Aktivität aufweist, im allgemeinen bei einer temperatur, die unterhalb der in dem Steiger 242 erwünwchten Temperatur liegt. Demgemäß werden zur Aufrechterhaltung eines erwünschten Wärmegleichgewichts in dem System heiße regenerierte Katalysatorteilchen aus dem Teilchenbett im Regenerator 256 durch die mit einem Strömungsreglerventil 292 versehene Leitung 290, die mit dem unteren Teil der Steigerleitung 242 verbunden ist, entfernt. Die Katalysatorteilchen von hoher Aktivität in der Leitung können mit den heißen regenerierten Teilchen in der Leitung 290, die zu dem Steiger 242 geführt werden, vereinigt werden, oder sie können erwünschtenfalls getrennt in den Steiger 242 eingeführt werden. Andererseits können die Katalysatorteilchen in der Leitung 272 einen ungenügenden Kohlenstoffrückstand darauf aufvdsen, um eine Berührung mit der frischen Beschickung in dem Steiger 242 zu gewährleisten, und es kann daher die Q menge oder ein Teil von diesem Katalysator unmittelbar der,

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Mehrzahl von Regenerierungsstufen mit verdünnten Phasen zugeführt werden, um im wesentlichen den gesamten Kohlenstoff rückstand darauf zu entfernen. Bei dieser Anordnung kann das Katalysatorsystem aus einer Hehrzahl von Stdgerberührungsstufen^ in wesentlichen von dem Katalysatorsystem, bei welchem ein Katalysator von wesentlich niedrigerer Aktivität verwendet wird, getrennt sein. !Datsächlich erlaubt die Anordnung die Verwendung von zwei verschiedenen Katalysatoren mit wesentlich verschiedener Aktivität in jedem System.

Demgemäß ist in dem System von Fig. 2 ein Betrieb unter Bedingungen in Betracht gebogen, so daß der verwendete Katalysator in dem Steiger 242UHd der dazu im Kreislauf zurückgeführte Katalysator zumeist einen höheren Rest Koks darauf aufweist als der in den nachfolgenden Krackstufen mit verdünnter Phase verwendete Katalysator, um eine selektive Kraokung von ungenügend gekrackten Kohlenwasserstoffdämpfen, die aus der Steigerumwandlungszone 242 gewonnen wurden, zu bewirken.

Daher sind der Regenerator 256 und die die Regenerierung eingehenden Teilchen darin im allgemeinen von einer geringeren Aktivität als die Katalysatorteilchen, die in den selektiven Krackstufen mit verdünnter Phase verwendet werden, und das Ausmaß an darin erzeugter Wärme durch Verbrennen der Kohlenstoff enthaltenden Abscheidungen auf dem Katalysator kann im wesentlichen auf ein solches beschränkt werden, das zur

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Erzielung des erwünschten Yerdaapfungsgrad.es in dem Steuer 242 durch die daraus zu dem Steiger geführte Hasse von !Teilchen erforderlich ist. Saher können die Regeneratorbedingungen für den Regenerator 256 wesentlich veniger streng sein als diejenigen_f die in der bisherigen Technik zur Anwendung gelangten, da dessen Arbeitsbedingungen und Brennkapazität nicht davon bestimmt wird, die Bedingung eines geringen Restkokses auf dem regenerierten Katalysator zu erhalten.

Zur Schaffung des Katalysators von hoher Aktivität mit wenig oder gar keinem Restkoks darauf wird ein Teil des regenerierten Katalysators aus dem Regenerator 256 durch die das Strömungsreglerventil £96 enthaltende Leitung 294 zu der Mischzone 298 abgezogen. In der Mischzone 298 wird der aus dem Regenerator 256 abgezogene, teilweise regenerierte Katalysator mit Sauerstoff enthaltendem Rauchgas, das wie nachstehend beschrieben erhalten wurde und einen gewischten Sauerstoffgehalt aufweist, unter Bedingungen zur Bildung einer Suspension bei einer ausreichenden Temperatur vexdLnigt, um wenigstens ein teilweises Verbrennen des Restkokses auf den Katalysatorteilchen während deren Durchführung durch eine langgestreckte begrenzte Regenerationszone 302 zu einer Trennzone 304 zu bewirken. Das von den Katalysatorteilchen in der Zone 304 abgetrennte Rauchgas wird durch eine Leitung 306 abgezogen. Ein Teil dieses Rauchgases kann zu einem Regenerator 256 durch die Leitung 308, wie gezeigt, geführt werden.

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Der von dem Rauchgas in der Zone 304 abgetrennte Katalysator wird durch ein Standrohr 310, das mit einer Mischzone 312 verbunden ist, abgezogen, worin der Katalysator mit frischem Sauerstoff enthaltendem Regenerierungsgas, beispielsweise Luft, in Berührung gebracht wird, das dem Verfahren durch Leitungen 314 und 316 zugeführt wird. Ein Teil der luft in der leitung 314 kann in den unteren Teil des Regenerators 2f6 durch 2weig- j leitungen 318 und320, die mit einer geeigneten Luftverteilerdnrfahtung in dem unteren Teil eines dichten Wirbelschichtbettes von Teilchen verbunden sind, geführt werden.

In der Mischzone 312 wird der Katalysator, der eine teilweise Regenerierung eingegangen ist, mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas mit einer ausreichenden Sauerstoffkonzentration vereinigtem eine endgültige Entfernung durch Verbrennen von jeglichem restlichem kohlenstoffhaltigem Material, das auf den Katalysatorteilchen zurückbleibt, zu bewirken _f und dessen Aktivität wieder herzustellen. Die in der Zone 312 gebildete Suspension wird danach durch eine langgestreckte Regenerierungszone 322 unter erhöhten Regenerierungsgtemperaturbedingungen zur Trennzone 324 geführt. In der Trennzone 324 wird der Regenerierungskatalysator von säuerstoffhaltigem Rauchgas abgetrennt und durch ein Standrohr 326 abgezogen* Das säuerst offhalt ige Rauchgas wird durch eine Leitung 300 für die hier beschriebene Verwendung abgezogen. Der regenerierte Katalysator in dem Standrohr 326 wird zu einer Mischzone

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geführt, in der der Katalysator mit einem geeigneten Trägergas, das durch eine Leitung 330 eingeführt wird, zur Bildung einer Suspension vereinigt wird, die durch eine Leitung 332 zu einer Aufnahmezone 339" für den regenerierten Katalysator weitergefordert wird. Hitze kann von dem regenerierten Katalysator während desDurchgangs durch die Leitung 332 entfernt werden. Ein Wirbelschicht bildendes Gas kann in dem unteren Teil der Aufnahmezone durch eine Leitung 336 eingeführt werden.

Es ist ersichtlich, daß die Anzahl von langgestreckten begrenzten Kontaktzonen, die für den Katalysator von höchster Aktivität verwendet werden, beträchtlich variiert werden kann in Abhängigkeit von den in den verschiedenen Zonen verwendeten Bedingungen. Es kann daher auch nur eine dieser Zonen anstelle von zwei, wie hier beispielsweise erläutert, angewendet werden, oder es können auch mehr als zwei Zonen aus den vorstehend erläuterten Gründen zur Anwendung gelangen. In ähnlicher Weise kann die Anzahl von Steigerregenerierungszonen mit

verdünnte^ Katalysatorphase 302 und 322 zu irgendeiner erwünschten Anzahl geändert werden, die zur Erzielung der erwünschten Entfernung von Restkokaabscheidungen auf dem Katalysator erforderlich ist.

Es ia; ersichtlich,'' daß unter bestimmten Betriebsbedingungen ein schlammartiger Strom aus der Produktfraktioniereinrichtung

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gewonnen werden, wobei es erwünscht ist, den gewonnenen Schlamm der Umwandlungsstufe des Verfahrens zuzuführen. Unter diesen Betriebsbedingungen kann daher der Schlamm der Umwandlungsstufe in der Stufenfolge, die für die Handhabung dieses schlammaxtLgen Materials ohne wesentliche Beeinflussung von deren normalen Betrieb am besten geeignet ist, im Kreislauf zurückgeführt werden.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß das Verfahren und die Anordnung des Verfahrens stufen Katalysatorsysteme von erwünschter BJe gsamkeit oder Vielseitigkeit in den Arbeitsvariablen, erwünschter Wandelbarkeit in den Materialien, die darin behandelt und gehandhabt werden können, und eine Kombination einer Behandlungseinrichtung liefern, die optimal niedrige Installations- und Wartungskosten ermöglicht.

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Claims

-56-Patentansprüche

1. .Verfahren zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, dai3 man Kohlenwasserstoffdampf durch eine Reihenanordnung von Steigerreaktoren mit verdünnter Phase leitet, durch welche ein Katalysator allgemein im G-egenstfcom zu dem Strom der Kohlenwasserstoff dämpfe geführt wird, wobei der Katalysator jedoch im Gleichstrom mit dem Kohlenwasserstoffdampf durch jeglichen Reaktor geführt wird und wobei die Temperatur, bei welcher der Dampf mit dem Katalysator in den einzelnen Reaktoren in Berührung gelangt, fortschreitend in Richtung des Dampfstromes durch die Reihe von-Reaktoren verringert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoffdampf durch eine Anordnungsreihe geführt wird, die eine Mehrzahl von Zwischenstufengliedern aufweist, wobei der Kohlenwasserstoffdampf in der angegebenen Reihenfolge durch eine Katalysator-Dampf-Mischzone, einen Steigerreaktor, in welchem Katalysator und Dampf sich im Gleichstrom bewegen, eine Separator, in welchem Katalysator und Dampf getrennt werden, und eine Leitung, in welcher der

benachbarten abgetrennte Dampf der Mischzone einer anderen/Ötufe zugeführt wird, glleitet wird, während der in dem Separator abgetrennte Katalysator einem Standrohr zugeführt wird, aus welchem er einer Mischzone zugeführt wird, die einer benachbarten Stufe angehört.

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3. Verfahren naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator, der durch die Reihe von Reaktoren hindurchgegangen ist, einer Reihe von Abstreifern zugeführt wird.

4. Vejfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator nach dem Durchgang durch die leihe von Abstreifern einer Reihe von Regeneratoren zugefügt wird.

5. Verfahren naoh Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Jeder Abstreiferstufe und/oder jeder Regeneratorstufe ein Strömungsmust-sr für den Katalysator mit Bezug auf den S^rom des Abstreif- oder Regenerierungsgases geschaffen wird, das mit dein für den Katalysator vorgesehenen Muster mit Bezug auf den Eohlenwasserstoffdampf in der Reaktorstufe identisch ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Isis 5» dadurch gekennzeichnet, daß jede Regeneratorstufe in ihrsm Standrohr einen Katalysatorkühler umfaßt, wobei die daraus gewonnene Wärme in Energie, die an anderer Steiß in dem Verfahren verwendet wird, umgewandelt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6_t dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator nach Durchgang durch sämtlita Regenerierungsstufen in einer Einheit gesammelt wird, aus welcher eine geregelte Kaltalysatorbeschickung der Kischzone der mit der niedrigsten Temperatur betrlabenep Reaktorstufe zugeführt wird.

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8. Verfahren.nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß "beim Durchleiten des regenerierten Katalysators zu der

Mischzone dieser in indirekte/Warmeaustauschteziehung mit einem durch die Reaktorstufen durchgehenden Katalysator gebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der regenerierte Katalysator im Gegenstrom in indirekte Wärmeaustauschbeziehung mit dem durch das Standrohr von einer oder mehreren getrennten Reaktorstufen durchgehenden Katalysator gebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der regenerierte Katalysator "bei der Zuführung zu der Misehzone Wärme an frische KoHenwasserstoffbeschickung abgibt.

11. Verfahren naeh einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch' gekennzeichnet, daß die frische Eohlenwasserstoffbesclickung durch ein Wirbelschichtbett aus einem im wesentlichen inerten Kontaktraaterial vor der Zuführung zu dem bei höchster Temperatur arbeitenden Reaktor geführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktmaterial aus dem Wirbelschichtbett kontinuierlich abgezogen, abgestreift, regeneriert und dem Bett wieder zugeführt wird.

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13· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die frische Kohlenwasserstoffbeschickung mit Nlem umwandlungskatalysator in Berührung gelangt und teilweise umgewandelt wird, beiror sie in den "bei tiefster Temperatur arbeitenden Reaktor eingeführt wird. ■ '

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Umwandlungskatalysator einer kontinuierlichen, jedoch begrenzten Regenerierung unterworfen wird, wobei er bleibend eine schwerere Koksabscheidung als der Katalysator, der durch die Reihe von Reaktoren-geführt wird und davon austritt, trägt. .

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