DE1770630C - Method and device for reducing the sulfur content of heavy petroleum fractions in a fluidized bed system - Google Patents
Method and device for reducing the sulfur content of heavy petroleum fractions in a fluidized bed systemInfo
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Description
200 ' 5200 '5
besteht.consists.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dei Höhe (/I von der Öffnung des Zufuhreinlasses (2) bis zum Beginn der konischen Zuspitzung des Reaktors (!) und /um Absland (c) des unteren Endes des Innenrohres i3) von dieser Öffnung die Beziehung5. Device according to claims 2 to 4, characterized in that between the height (/ I from the opening of the feed inlet (2) to the beginning of the conical tapering of the reactor (!) and / to Absland (c) of the lower end of the inner tube i3) from this opening the relationship
f g c, 40
besteht. f gc, 40
consists.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel {(->) des konischen Abschnittes des Reaktors (!) der Beziehung6. Device according to claims 2 to 5, characterized in that the angle of inclination {(->) of the conical section of the reactor (!) Of the relationship
10 <(-) < 70"
folgt.10 <(-) < 70 "
follows.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Innendurchmesser Ui) und der Länge (/) des Innenrohres (3) die Beziehung7. Device according to claims 2 to 6, characterized in that the relationship between the inner diameter Ui) and the length (/) of the inner tube (3)
Hd < 50 Hd < 50
besteht.consists.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verminderung des Schwefelgehaltes von schweren Erdölfraktionen in einem Wirbelbettsystem sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for reducing the sulfur content of heavy Petroleum fractions in a fluidized bed system and on a device for carrying out the process.
Die VerminderungdesSehwefelgehaltes von schwerenThe reduction of the sulfur content of heavy
Erdölfraktionen (nachstehend als Hydroentschwefelung bezeichnet) durch !nberührungbringen eines Hydroentschwefelungskataiysators mit einem schweren Erdölausgangsmaterial und einem eine wesentliche Menge Wasserstoff enthaltenden Gas (nachstehend als vvasserstoffhaltiges Gas bezeichnet) bei erhöhten Temperaturen und Drücken ist bekannt.Petroleum fractions (hereinafter referred to as hydrodesulphurisation by bringing a hydrodesulfurization catalyst into contact with a heavy one Petroleum feedstock and a gas containing a substantial amount of hydrogen (hereinafter referred to as hydrogen-containing gas) at increased Temperatures and pressures are known.
Für den katalytischen Hydroentschwefelungsprozeß von Lrdcjl hat ;nan verschiedene Raffinierungsverfahren unter Verwendung eines festen Bettes oder eines Wiibelbettes entwickelt und praktisch durchgeführt, wobei von destillierten ölen als Einsatzmaterial ausgegangen wird. Jedoch ist bei der Behandlung schwerer Erdölfraktionen, die Asphaltene enthalten, insbesondere von Schwerölen, Fraktionen, welche die Destillationsriickstandsöle und rohe Erdöle enthalten, die Herabsetzung der kataiytischen Aktivität infolge der Asphaltene und Metalle im Einsatzmaterial übermäßig groß, was zu einer Abkürzung der Lebensdauer des Katalysators führt und daher ein kontinuierliches Arbeiten über lange Zeiträume hinweg schwierig gestaltet. Beispielsweise enthalten Destillationsrück- standsölc, rohe Erdöle u. dgl. etwa 1 bis 15 Gewichtsprozent Asphaltene, und die Asphaltene neigen dazu, während der Hydrierreaktion Verkohlungsprodukte auszuscheiden, wobei sich diese Verkohlungsprodukte auf der Katalysatoroberfläche unter Bedeckung der aktiven Stellen niederschlagen, was die Herabsetzung der katalytischen Aktivität zur Folge hat. Es ist auch bekannt, daß die in Asphaltenen anwesenden Metalle (hauptsächlich Vanadin und Nickel) ebenfalls auf der For the catalytic hydrodesulphurisation process of Lrdcjl; nan developed and practically carried out various refining processes using a fixed bed or a Wiibel bed, using distilled oils as the starting material. However, in the treatment of heavy petroleum fractions containing asphaltenes, particularly heavy oils, fractions containing the distillation residue oils and crude petroleum, the catalytic activity reduction due to the asphaltenes and metals in the feed is excessive, resulting in a shortening of the life of the catalyst and therefore difficult to work continuously over long periods of time . For example, distillation residues oils, crude petroleum oils and the like contain about 1 to 15 percent by weight asphaltenes, and the asphaltenes tend to excrete char products during the hydrogenation reaction, these char products depositing on the catalyst surface, covering the active sites, which reduces the catalytic ones Activity. It is also known that the metals (mainly vanadium and nickel) present in asphaltenes are also present in the
Katalysatoroberfläche abgeschieden werden, woiin Wendung von besonders teueren Spe/ialn.elalien ;vu.Catalyst surface are deposited, turning of particularly expensive specialties; vu.
eine wichtige Ursache der Herabsetzung der kalalv- -legierungen.an important cause of the degradation of the Kalalv alloys.
iischen Aktivität besieht. Die Verkohlunsgprodukie Die Lösung dieser Aufgabe bei einem Verfahren /ar werden leicht durch Abbrennen entfernt, und wenn Verminderung des Schwei'elivhuhes von scnweren daher der Katalysator, dessen kalalyiische Aktivität 5 Frdölfrakiionen in einem W iiiielbcusyskni. bei dem herabgesetzt ist, auf diese Weise regeneriert wird, so die schwere Erdölfraktion und wasserstofihaliieCM Ga> kann man ihn wiederholt verwenden. Bei einem Ver- am Boden eines Reaktors eingeführt werden, u.is Gefahren mit Festbett ist jedoch wiederholte Unter- misch aus dem Öl und einem H>dr< >cniseiiwelel'.ii ;i-breehung des Arbeitsablaufes erforderlich. Da an katalysator im Wirbelzustand aufväns durch e.r.e dererseits der Katalysator, auf welchem sich Metalle ic Wirhelrcaktions/.one geleitet und das l-ehaiideltc i>> abgeschiden haben, schwierig zu regenerieren ist. muß am oberen Teil einer Trennzone abgezogen win.;, !">e er nach einer bestimmten Menge abgeschiedener Me- steht gemäß der Erfindung darin, daß man die -.chv--^"e lalle gegen einen frischen Katalysator ausgewechselt Erdölfraktion mit dem vvassersioffhaltigen Gas i\; env werden. am Boden des Reaktors befindliche. Kaiahvu. r er.·.-iic activity. The charring product The solution to this problem in a process / ar are easily removed by burning, and if reduction in the amount of peat is severe, therefore, the catalyst, whose potassium activity is 5 petroleum fractions in one cycle. which is reduced in this way is regenerated, so the heavy petroleum fraction and hydrogen halide can be used repeatedly. However, if there is a risk of being introduced to the bottom of a reactor with a fixed bed, repeated mixing of the oil and a H> dr <>cniseiiwelel'.ii; i-breehung the work process is necessary. Since on the catalyst in the fluidized state, on the other hand, the catalyst on which metals have passed and the l-ehaiideltc i >> deposited is difficult to regenerate. must be deducted from the upper part of a separation zone.;, ! According to the invention, after a certain amount of separated me-off, it means that the petroleum fraction with the volatile gas containing gas is exchanged for a fresh catalyst . env become. located at the bottom of the reactor. Kaiahvu. r he. · .-
Um die Hydroentschwefelung wirksam zu fördern, 15 haltende Wirbelbeginnzone einführt, das Gemi>c;i. ist es wesentlich, daß der Katalysator, das Öl und nachdem es durch (ho Wirhelreakiionsz. >ne gestro'nii Wasserstoff miteinander im Reaktor in Berührung ist. in eine über der Wirbelrcaktioiin/one hegende gebracht werden. Ein bevorzugtes Inberühruntibringen Trennzone, deren Zentralabschniu unmittelbar mit erzielt man durch Aufwirbeln des Katalysators im der Wirbelreaktionszone verbunden i&v, mil mtolge Reaktor und eine einheitliche Temperaturverteilung 20 des größeren Querschnitts '-r Trennzone verminderter im Reaktor, wodurch die Hydroents^hwefelung unter Strömungsgeschwindigkeit Litet und den in der Trennvorteilhaften Bedingungen durchgeführt ist. Zwecks zone abgetrennten Katalysator in einer unterhalb der Durchwirbelung des Katalysators wird die Reaktion Trennzone gelegenen, mit dem Peripheriebereich dieser im allgemeinen in einem Wirbelbett oder Wanderbett Trennzone in unmittelbarer Verbindung stehenden durchgeführt. 25 Katalysatorabsetzzone sich absetzen läßt und denIn order to promote hydrodesulphurisation effectively, 15 introducing a holding vortex start zone, the Gemi>c; i. It is essential that the catalyst, the oil and after it has been in contact with one another in the reactor through (ho vortex reaction.> ne gestro'nii hydrogen) are brought into a separation zone above the vortex reaction is achieved by fluidizing the catalyst in the fluidized reaction zone connected to the reactor and a uniform temperature distribution 20 of the larger cross-section '-r separation zone reduced in the reactor, whereby the hydrodesulphurisation is carried out at flow rate litet and the conditions advantageous in the separation zone separated catalyst in a below the fluidization of the catalyst, the reaction separation zone is carried out, with the peripheral area of this separation zone generally in a fluidized bed or moving bed separation zone in direct connection
Bei der Hydroentschwefelung von Schweröl unter Katalysator vorn Bodenteil dieser Absetzzone in dieIn the hydrodesulphurisation of heavy oil under a catalyst, the bottom part of this settling zone enters the
Verwendung eines Wirbelbettes sind die Katalysator- Wirbelbefinnzone zurückführt.If a fluidized bed is used, the catalyst fluidised starting zone is recycled.
partikel vorzugsweise klein. Wenn jedoch ein Kataly- Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter \ er-particles preferably small. However, if a catalyst The process according to the invention can under \ er
sator zu geringer Größe im Wirbelzustand benutzt Wendung der nachstehend beschriebenen VorrichtungSator too small in the vortex state uses twist of the device described below
wird, so wird die Abtrennung des sich ergebenden Öls 30 bequem und leicht ausgeführt werden. Dabei handeltis, the separation of the resulting oil 30 will be carried out conveniently and easily. It acts
von den Katalysatorpartikeln schwierig. es sich um einen Reaktor mit Wirbclschichtzone unddifficult from the catalyst particles. it is a reactor with a fluidized bed zone and
Um diesen Nachteil zu überwinden, kann man mit Einlaß- und Abzugsrohren. Er ist gekennzeichne·,To overcome this disadvantage, one can use inlet and exhaust pipes. He is marked,
einen Katalysator vergleichsweise grober Partikel- durch eine im unteren konisch zugespitzten Teil desa catalyst comparatively coarse particles through a conically tapered part of the lower part of the
größe verwenden. In diesem Fall tritt jedoch der Nach-" Reaktors angeordnete Wirbelbeginnzone mit einemuse size. In this case, however, the downstream "reactor" enters the vortex start zone with a
teil auf, daß die lineare Geschwindigkeit von Gas und 35 zentral am unteren Ende angeordneten Einlaß für daspart on that the linear velocity of gas and 35 centrally located at the lower end inlet for the
von Öl in starkem Ausmaß gesteigert werden muß, um Öl und das wasserstoffhaltige Gas. ferner durch eineof oil must be increased to a great extent to produce oil and the hydrogen-containing gas. also by a
den Katalysator hinreichend aufzuwirbeln, wodurch über der Wirbelbeginnzone angeordnete Vv. ii-V-el-to swirl up the catalyst sufficiently, whereby Vv. ii-V-el-
wiedrrum der Wirkungsgrad des Katalysators ver- rcaktions/.one in Form eines oben und unten geöftneto.iwiedrrum the efficiency of the catalyst verrcaktions / .one in the form of an open top and bottom
ringen wird. vertikal und koaxial angeordneten inneren Ron'--will wrestle. vertically and coaxially arranged inner ron '-
Auch wenn die Hydroentschwefelung mittels eine.; 40 ferner durch eine ringförmig um die Wirbelreaktu <s-Even if the hydrodesulphurisation is carried out using a .; 40 also by a ring around the vortex reaction
Katalysators im Wirbelzustand durchgeführt wird, zone verlaufende Katalysatorabsetzzone, welche amCatalyst is carried out in the fluidized state, zone running catalyst settling zone, which on
muß ein Teil oder der gesamte Katalysator entweder unteren Teil über einen ringförmig verengten Dureh-some or all of the catalytic converter must either lower part over an annularly narrowed
durch frischen oder regenerierten Katalysator ersetzt gang zwischen Reaktionsinnenwand und der Aufien-replaced by fresh or regenerated catalyst passage between the inner reaction wall and the
vverden. wand des inneren Rohres mit der Wirbelbeginnzonevverden. wall of the inner tube with the vortex start zone
Ferner wird bei dem ständigen Ersatz des Kataly- 45 in unmittelbarer Verbindung steht, sowie ferner durch sators durch Auffüllen und Abziehen der Kataly- eine über der Wirbelreaktionszone und der Katalysatoren der stetige Zustand im Innern des Reaktors satorabsetzzonc angeordnete Trennzone, welche im bis zu einem gewissen Ausmaß unterbrochen, wenn Zentralabschnitt unmittelbar mit der Wirbelreakti Hf-eiiie herkömmliche Vorrichtung mit aufgewirbeltem zone und im Peripheriebereich unmittelbar mit der Katalysator zur Anwendung kommt. 51 Katalysatorabsetzzone in Verbindung steht, w.meiFurthermore, the constant replacement of the catalyst is in direct contact, as well as by sators by filling and removing the catalyst a separation zone arranged above the vortex reaction zone and the catalysts the steady state inside the reactor satorabsetzzonc, which in up to a certain Extent interrupted when the central section is used directly with the vortex reaction, a conventional device with a fluidized zone and directly with the catalyst in the peripheral area. 51 catalyst settling zone is in communication, w.mei
Es ist ferner ein Fließbettverfahren zur katalytischen ferner an der Außenwand des Reaktors Rohre /umIt is also a fluidized bed process for catalytic further on the outer wall of the reactor pipes / around
Crackung bekannt, bei dem Gas und Katalysator in Gasabzug, zum Ölabzug, zur Katalysatorbeschicku:·\· Cracking known, with the gas and catalyst in the gas vent, to the oil vent, to the catalyst loading: · \ ·
einem Fließbett mit unterschiedlicher Katalysator- und zum Katalysatorabzug vorgesehen sind,a fluidized bed with different catalyst and catalyst extraction are provided,
dichte in Rerührung gebracht werden und eine An- Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auldensity are brought into contact and a connection for a better understanding of the invention is aul
häufung des Katalysators im unteren Teil eines inneren 55 die Zeichnung Bezug genommen, welche eine sche-accumulation of the catalytic converter in the lower part of an inner 55 reference is made to the drawing, which shows a
Rohres erfolgt, wobei ständig regenerierter Kataly- mansche Schnittansicht einer Ausführungsform einesTube takes place, with constantly regenerated catalytic sectional view of an embodiment of a
sator von außen eingeführt werden muß und ver- bei der iirfindung verwendeten Reaktors ist.must be introduced from the outside and is connected to the reactor used in the invention.
schiedene Separatoren erforderlich sind, um ge- Das Einsatzmaterial und das wasserstoffhaltige Gas separate separators are required to separate the feedstock and the hydrogen-containing gas
crackte Dämpfe von damit vermischten Feststoff- gehen durch Zufuhreinlaß 2 hindurch und treten übercracked vapors from solids mixed therewith pass through feed inlet 2 and overflow
teilchen zu befreien. 60 die Wirbelbeginnzone 14 in die Wirbelreaktionszone 3to free particles. 60 the vortex start zone 14 into the vortex reaction zone 3
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Ver- ein, welche von der Innenwandung eines Rohres 3 um- The object of the invention is to create a club which is surrounded by the inner wall of a pipe 3.
fahrens zur Verminderung des Schwefelgehaltes von geben ist Bei 8 wird der Katalysator im Wirbelzustanddrive to reduce the sulfur content is given at 8, the catalyst is in the fluidized state
Schwerölen unter wirtschaftlicher Ausnutzung des gehalten. Mit Katalysator im Wirbelzustand soll hu ^ Heavy oils with economic utilization of the held. With the catalyst in the fluidized state, hu ^
hierbei verwendeten Katalysators ohne erheblichen ein Zustand bezeichnet werden, bei welchem das Vo- catalyst used in this case can be referred to without a significant state in which the
konstruktiven Aufwand sowie die Schaffung einer 65 lumen der Katalysatorpartikel sich um mindestensconstructive effort as well as the creation of a 65 lumen of the catalyst particles by at least
unter Vermeidung von Erosion und Korrosion der Katalysatorpartikelvolumen im Stillstand, ausdehnt,while avoiding erosion and corrosion of the catalyst particle volume at standstill, expands,
Geschwindigkeit des Öls und des wasserstofThaltigcn z. B. ein Rückstandsöl der Destillation unter normalemSpeed of the oil and the hydrogen-containing z. B. a residual oil of distillation under normal
Gases beim Durchgang durch die Zone 8 muß aus- und vermindertem Druck, welches über 1 Gewichls-Gas when passing through zone 8 must be under and reduced pressure, which is over 1 weight
rcichend sein, um die Katalysatorpartikel im Wirbel- prozent Schwefel enthält und im allgemeinen alsBe sufficient to contain the catalyst particles in the vortex percentage sulfur and in general as
zustand zu halten. Sie liegt im allgemeinen im Bereich Schweröl bezeichnet wird.to keep state. It is generally referred to in the area of heavy fuel oil.
von 0,2 bis 20 cm je Sekunde. Wenn der Katalysator 5 Die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwen-from 0.2 to 20 cm per second. If the catalyst 5 The used in the process according to the invention
nichl durch das eingegebene Rohmaterial allein in den delen Katalysatoren können aus Aluininiumoxyd oderNichl through the entered raw material alone in the delen catalysts can be made of Aluininiumoxide or
Wirbelzusland gebracht werden kann, wird ein Teil Siliciumdioxyd-AIuminiumoxyd bestehen, auf dasA part of silica-alumina will be made up on that
des Produktes zurückgeführt, um die lineare Geschwin- eines oder mehrere Metalle der Gruppen VI oder VIIIof the product returned to the linear speed of one or more metals of groups VI or VIII
digkeit des Öls innerhalb des Reaktors zu steigern. des Periodischen Systems aufgetragen worden sind,to increase the efficiency of the oil within the reactor. of the periodic table have been plotted,
Dieses zurückgeführte öl dient auch zur Erhöhung 10 z. B. Nickel und Molybdän, Nickel, Kobalt undThis returned oil is also used to increase 10 z. B. nickel and molybdenum, nickel, and cobalt
des Entsehwcfelungsprozcntsatzes. Molybdän, Kobalt und Molybdän sowie Nickel undof descrambling percentage. Molybdenum, cobalt and molybdenum as well as nickel and
Die Katalysatorpartikcl steigen in der Wirbel- Wolfram.The catalyst particles rise in the eddy tungsten.
rcaktionszonc 8 auf, während sie ihren Wirbclzustand Kugelige Katalysatoren mit einem Durchmesser im
beibehalten. Da jedoch die Strömungsgeschwindigkeit Bereich von 0,1 bis 10 mm und durch Extrusion gcdes
Öles und des Gases in der Trennzonc 10 sich mit 15 formte Katalysatoren können verwendet werden. Bcdcr
Vergrößerung des Querschnittes verringert, wird sonders wirksam sind die kugeligen Katalysatoren
der Katalysator, dessen spezifisches Gewicht größer ist und die durch Extrusion geformten Katalysatoren mit
als dasjenige des Öls, nach unten abgetrennt. Die einem Durchmesser von 0,1 bis 2 mm. Ferner können
Kalalysalorpartikel, welche sich in der Trennzonc 10 Katalysatoren verwendet werden, deren wirkliches
abgesetzt haben, treten in eine Katalysalorabsetz- ao spezifisches Gewicht im Bereich von 1,50 bis 5,00 und
/one 9 ein, welche aus einem ringförmigen Durchgang deren scheinbares spezifisches Gewicht, errechnet als
besteht, der durch die Innenwandung 1 des Reaktors Verhältnis der Masse je Volumcncinhcil der Kataly-
und die Außenwandung des inneren Rohres 3 gebildet satorteilchcn (einschließlich der inneren Poren) zur
v\ird. Die Katalysatorpartikel sind in der Katalysator- Dichte des Wassers bei 4°C, im Bereich von 0,30 bis
absctz/.one dichter gepackt als in der Wirbelreaktions- 25 1,50 liegt. Der Wirbcl/ustand kann durch Führen
«ine 8. Der Katalysator in Zone 9 bewegt sich lang- eines Teils des zumindest einmal dem Hydrocntsam
abwärts und tritt in die Wirbclbcginnzonc 14 schwcfclungsprozeß unterworfenen Öls im Kreislauf
durch einen ringförmig verengten Durchgang 11 ein. gefördert werden. Wenn jedoch ein Katalysator mit
Der Katalysator wird hier wiederum mittels des öle«; kleinen Partikeln verwendet wird, so kann das zur Bcuncl
des On«-»* anfgi-wirheli und der Wirbelreaktions- 30 wirkung der Aufwirbclung der Kaialysatürpäiiikciu
zone 8 zugclicfcrt, so daß der Kreislauf sich wieder- erforderliche Ausmaß der Ölströmung mit geringerem
holt. Da die Packungsdichte der Reaktionszone 8 ge- Aufwand erreicht und das Volumen des Reaktors
ringer ist als diejenige der Absetzzone 9 und der Druck- kleiner gehalten werden, als wenn Katalysator großer
verlust während des öl- und Gasdurchganges durch Partikelgrößen verwendet wird,
die Zone 9 größer ist als der Druckvcrlust während 35 Ferner kann beim Hydroentschwefelungsprozcß
des Durchgangs durch Zone 8, erfolgt das Aufsteigen die Behandlung im allgemeinen günstiger durchvon
öl und Cias, welche vom Einlaß 2 aus cingcblascn geführt werden, wenn der in den Reaktor eingeführte
worden sind, im wesentlichen durch die Zone 8, wobei Wasserstoff in hinreichendem Überschuß vorliegt,
die cntschwefelnde Hydrierung im wesentlichen durch- Daher ist es vorteilhaft, den nicht umgesetzten Wassergeführt
wird. 40 stoff wieder zurückzuführen. In diesem Fall brauchtrcaktionszonc 8 while they maintain their fluidized state spherical catalysts with a diameter im. However, since the flow rate range from 0.1 to 10 mm and by extrusion of the oil and gas in the separation zone 10 formed with 15 catalysts can be used. If the cross-section is reduced, the spherical catalysts are particularly effective, the catalyst whose specific weight is greater and the catalysts formed by extrusion are separated from the bottom with that of the oil. Those with a diameter of 0.1 to 2 mm. Furthermore, Kalalysalorpartikel, which are used in the separation zone 10 catalysts, whose real settled, enter a catalyst settling ao specific gravity in the range of 1.50 to 5.00 and / one 9, which from an annular passage their apparent Specific weight, calculated as the ratio of the mass per volume unit of the catalyst and the outer wall of the inner tube 3 formed by the inner wall 1 of the reactor to the ratio of the satorticle particles (including the inner pores). In the catalyst density of water at 4 ° C., in the range from 0.30 to absctz / .one, the catalyst particles are more densely packed than in the vortex reaction 25 is 1.50. The eddy state can be controlled by feeding into a 8. The catalyst in zone 9 moves a part of the at least one part of the fluid downward and enters the eddy zone 14 in the circulation through an annularly narrowed passage 11. be promoted. If, however, a catalyst with The catalyst is here again by means of the oils «; If small particles are used, this can cause the on "-" * * initial whirl and the whirling reaction effect of the whirling up of the caialysis naturalpeak zone 8, so that the circuit recovers the required amount of oil flow with less. Since the packing density of the reaction zone 8 is reached expenditure and the volume of the reactor is smaller than that of the settling zone 9 and the pressure can be kept lower than if catalyst with large losses during the oil and gas passage due to particle sizes is used,
zone 9 is greater than the pressure loss during 35. Furthermore, in the hydrodesulphurisation process of passage through zone 8, the ascent treatment is generally more conveniently carried out by oil and cias flowing from inlet 2 when the ones introduced into the reactor have been introduced , essentially through zone 8, with hydrogen being present in sufficient excess, the desulfurizing hydrogenation is essentially carried out. It is therefore advantageous to pass the unreacted water. 40 material to be returned. In this case needs
Der Reaktor ist mit der Trennzone 10 oberhalb der nur eine geringere Menge an frischem, wasscrstoff-Wirbelzonc 8 sowie mit einer Gasverweilzone ober- haltigem Gas in den Reaktor eingeführt werden, um halb der ersteren ausgestattet. Das öl wird über Aus- den Wirbelzustand der Katalysatorpartikel aufrechtlaß 5 aus der Trennzone 10, das wasserstoffhaltige Gas zuerhalten und um die erwünschte Hydroentschwcfeaus der Gasverweilzone 13 über Auslaß 4 abgezogen. 45 lungsbehar.dlung durchzuführen.The reactor with the separation zone 10 is above the only a small amount of fresh, hydrogen-vortex zone 8 as well as with a gas dwell zone containing gas can be introduced into the reactor in order to half of the former. The oil is left upright via the vortex state of the catalyst particles 5 from the separation zone 10 to obtain the hydrogen-containing gas and to achieve the desired hydrodynamic level withdrawn from the gas retention zone 13 via outlet 4. 45 lungsbehar.dlung to be carried out.
Der Katalysator wird in die Katalysatorabsetzzone 9 Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist der Ort, wo über eine Katalysatorbeschickungsöffnung 6 an einem die Reaktion erfolgt, die Wirbelreaktionszone 8, Punkt oberhalb der Katalysatorabsetzzone eingeführt während in der Katalysatorabsetzzone 9 und der oder aufgefüllt, wohingegen das Abziehen des Kataly- Trennzone IQ im wesentlichen keine Reaktion stattsators mittels einer Katalysatorabzugöffnung 7 erfolgt, s° findet. Daher ist die Katalysatormenge, welche mit welche vorzugsweise am unteren Teil der Zone 9 vor- dem Wasserstoff und dem der Hydroentschwefelungsgesehen ist. Das Beschicken und Ergänzen des Kataly- behandlung unterlegenen öl in Berührung kommt, sators und das Abziehen des erschöpften Katalysators nur ein Teil der gesamten Katalysatormenge. Ver kann sowohl fortlaufend als auch intermittierend er- glichen mit jenen Fälien, wo der Katalysator in stänfolgen, wozu auch mehrere Einlaß- und Auslaß- 55 diger Berührung mit dem zu behandelnden öl steht, öffnungen vorgesehen werden können. welches den Katalysator verunreinigt, ist hier die Ver- The catalyst is introduced into the catalyst settling zone 9. In the process according to the invention, the place where the reaction takes place via a catalyst charging opening 6 is the fluidized reaction zone 8, point above the catalyst settling zone, while the catalyst settling zone 9 and the or are filled, whereas the catalyst is drawn off. Separation zone IQ essentially no reaction takes place by means of a catalyst discharge opening 7, see s °. Therefore, the amount of catalyst which is preferably seen at the lower part of zone 9 in front of the hydrogen and that of the hydrodesulphurisation. The charging and replenishing of the oil which is inferior to the catalyst treatment comes into contact with the catalyst and the removal of the exhausted catalyst only part of the total amount of catalyst. Ver can be provided both continuously and intermittently with those cases where the catalyst follows in line, including several inlet and outlet openings in contact with the oil to be treated. which contaminates the catalyst is here the
Da beim erfindungsgemäßen Verfahren das Be- unreinigungsgeschwindigkeit des Katalysators geringer schicken. Ergänzen und Abziehen des Katalysators und der Wirkungsabfall des Katalysators im Reaktor außerhalb der Wirbclreaktionszone erfolgt, wird die deshalb langsamer. Folglich ist die Häufigkeit des Wirbelreaktionszone durch das Beschicken, Ergänzen 60 Katalysatorauswechseins geringer, und Abziehen des Katalysators überhaupt nicht be- Bei der Durchführung des erfindungsgemälkn Vereinträchtigt, und daher wird die Wirbelreaktionszone fahrens besitzt die Wirbelreaktionszone am zweckin stetigem Zustand gehalten. Dies führt zu einer Vct- mäßigsten zylindrische Gestalt, und der Querschnitt einfachung des Arbeitsganges. Das erfindungsgemäße des Reaktors ist ebenfalls vorzugsweise kre;tförmig. Verfahren ist daher eine Verbesset ung gegenüber her- 65 In diesem Fall hat die Trer.nzone 10 auch die Form kömmlichen Verfahren. eines Zylinders mit noch größerem Durchmesser, undSince in the process according to the invention, the rate of contamination of the catalyst is lower. The addition and removal of the catalyst and the decrease in the effectiveness of the catalyst in the reactor takes place outside the vortex reaction zone, which is therefore slower. As a result, the frequency of the vortex reaction zone is reduced by charging, replenishing 60 catalyst changes, and withdrawing the catalyst not at all. This leads to a very cylindrical shape, and the cross-section simplifies the work process. The reactor according to the invention is also preferably Kre ; t-shaped. The process is therefore an improvement over the conventional process. a cylinder with an even larger diameter, and
«endet werden, die Asphaltene und Schwefel enthält, koaxial die Wirbelreaktionszone umschließt. Um die «Ends, which contains asphaltenes and sulfur, coaxially surrounds the vortex reaction zone. To the
Katalysatorpartikeln in der Zone 8 im Wirbelzustand zu halten und um ihr sofortiges Absetzen in der Trennzone 10 zu bewirken, ist es bevorzugt, daß folgende Beziehung zwischen dem Außendurchmesser d des inneren Rohres 3 und dem Innendurchmesser D der äußeren Umhüllung, d. h. der Rcaktorumfangswandung 1, eingehalten wird.To keep catalyst particles in the fluidized state in zone 8 and to cause their immediate settling in separation zone 10, it is preferred that the following relationship between the outer diameter d of the inner tube 3 and the inner diameter D of the outer casing, ie the reactor circumferential wall 1, be maintained will.
(1) D - d £ 3 cm(1) D - d £ 3 cm
DId <> 2,5 DId <> 2.5
Wenn man diese Beziehung einhält, so werden die Katalysatorpartikcln von öl und wasserstoffhaltigem Gas abgetrennt und treten in die Absetzzonen 9 ein. Die Katalysatorpartikcln, welche in Zone 9 angesammelt sind, gehen infolge der Schwerkraft durch den Durchgang 11 zwischen dem inneren Rohr und dem äußeren Gehäuse und bewegen sich in die Wirbelreaktionszonc 8. Um zu gewährleisten, daß diese Bewegung wirkungsvoll ausgeführt wird, ist es bevorzugt, daß der Abstand b des Durchganges 11 einen Wert V200 bis Vs des Innendurchmessers D des äußeren Gehäuses besitzt.If this relationship is observed, the catalyst particles are separated from the oil and hydrogen-containing gas and enter the settling zone 9. The catalyst particles accumulated in zone 9 pass through the passage 11 between the inner tube and the outer housing by gravity and move into the vortex reaction zone 8. To ensure that this movement is carried out effectively, it is preferred that the distance b of the passage 11 has a value V200 to Vs of the inner diameter D of the outer housing.
D 200 D 200
Außerdem muß der untere Teil 15 des äußeren Gehäuses konisch zugespitzt sein. Dieser untere Teil kann sowohl gerade als auch gekrümmt sein: wenn er jedoch gekrümmt ist, so sollte sein Krümmungsradius R vorzugsweise größer als 4 sein.In addition, the lower part 15 of the outer housing must be tapered. This lower part can be both straight and curved: however, if it is curved, then its radius of curvature R should preferably be greater than four .
rosionsbedingungen unterliegt, kein Augenmerk auf seine Druckfestigkeit gerichtet zu werden braucht und außerdem der Austausch des Rohres auch ausführbar ist.is subject to corrosion conditions, do not pay attention to its compressive strength needs to be directed and also the exchange of the pipe is also feasible is.
S Die angewandten Reaktionsbedingungen sind je nach den Eigenschaften des Einsatzmatertals und den gewünschten Eigenschaften des Produkts unterschiedlich. Im allgemeinen wird das vorerwähnte Schweröl und das wasserstoffhaltige Gas mit dem Hydroent-S The reaction conditions used depend on the properties of the feed material and the desired properties of the product different. In general, the aforementioned heavy fuel oil and the hydrogen-containing gas with the hydrological
schwefclungskatalysator innerhalb des Reaktors bei einer Temperatur von 200 bis 5000C, vorzugsweise bis 450 C, und unter einem Druck von 10 bis atü, vorzugsweise 100 bis 300 atü, in Berührung gebracht. Die stündliche Flüssigkeits-Raumgeschwin-schwefclungskatalysator, placed within the reactor at a temperature of 200 to 500 0 C, preferably to 450 C, and under a pressure of 10 to atmospheres, preferably 100 to 300 atm in contact. The hourly liquid space velocity
digkcit des Schweröls liegt bei 0,2 bis 5,0 V/V/h, vorzugsweise bei 0,5 bis 3,0 V/V/h, und das Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeiten des Wasserstoff? zum Einsatzmaterial bei 50 bis 1000 Liter (Normaldruck und Temperatur, d. h. 1 Atmosphäre und 00C)digkcit of the heavy oil is 0.2 to 5.0 V / V / h, preferably 0.5 to 3.0 V / V / h, and the ratio of the flow rates of the hydrogen? to the input material at 50 to 1000 liters (normal pressure and temperature, ie 1 atmosphere and 0 0 C)
ao je Liter des Einsatzmaterials.ao per liter of input material.
Das hydroentschwefelte öl, welches den Reaktor verlassen hat, wird entweder dem Abstreifen mittels Dampf, dem Abstreifen mittels Dampf bei vermindertem Druck, der Destillation bei normalem oder ver-The hydrodesulphurized oil that the reactor has left, either steam stripping, steam stripping at reduced pressure, distillation at normal or
»5 minderten! Druck oder einer Kombination dieser »5 reduced! Pressure or a combination of these
entfernen und die niedrig siedenden Komponenten.and remove the low boiling components.
wie gecrackte Leichtöle, abzutrennen.like cracked light oils.
ίο sinrt rfip f !dίο sinrt rfip f! d
R > R >
Ohne Rücksicht darauf, ob die geneigte Fläche 15 gerade oder gekrümmt ist, besteht andererseits die bevorzugte Beziehung zwischen der Höhe /, der Höhe von der Öffnung des Zufuhreinlasscs bis zum äußersten Ende des geneigten Bodens, und der Höhe e, dem Abstand des inneren Rohres von dieser öffnung;Regardless of whether the inclined surface 15 is straight or curved, on the other hand, there is the preferred relationship between the height /, the height from the opening of the supply inlet c to the extreme end of the inclined floor, and the height e, the distance of the inner tube from this opening;
(4)(4)
^ «740^ «740
Außerdem ist es bevorzugt, daß bei gerader geneigter Oberfläche 15 die Neigung θ oder bei gekrümmter geneigter Oberfläche 15 die Neigung θ einer am niedrigsten Punkt gezogenen Tangente die folgende Beziehung befriedigt:In addition, it is preferable that when the inclined surface 15 is straight, the inclination θ, or when the inclined surface 15 is curved, the inclination θ of a tangent drawn at the lowest point satisfies the following relationship:
(5)(5)
10° - θ < 70°10 ° - θ < 70 °
Für die Gestaltung der Wirbelreaktionszone ist es bevorzugt, daß die Beziehung zwischen ihrem Durchmesser d und ihrer Länge / die folgende ist:For the design of the vortex reaction zone, it is preferred that the relationship between its diameter d and its length be:
(6)(6)
1,21.2
5050
Da der Druck, welchem die innere und die äußere Oberfläche des inneren Rohres 3 unterliegen, gleich ist, kann die Dicke dc~ Rohres dünner gehalten werden als die Dicke des äußeren Gehäuses. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird daher das äußere Gehäuse, welches dem Reaktionsdruck standhalten muß, nicht leicht erodiert brw. korrodiert, wohingegen beim inneren Ruhr, welches Frmions- und FroMonvKor-Since the pressure to which the inner and outer surfaces of the inner tube 3 are subjected, the same is, the thickness of the tube can be made thinner than the thickness of the outer casing. In the device according to the invention, the outer housing is therefore which must withstand the reaction pressure, not easily eroded brw. corroded, whereas the inner Ruhr, which Frmions- and FroMonvKor-
1. Ein Wirbelzustand der Katalysatorpartikeln kann in der Wirbelreaktionszonc aufrechterhalten werden unter Verwendung eines weiten Bereichs an1. A fluidized state of the catalyst particles can be maintained in the fluidized reaction zone using a wide range Katalysatorpartikeln, einschließlich kugeliger Katalysatoren mit Partikeldurchmessern von 0,1 bis 10 mm und extrusionsgeformten Katalysatoren, sowie anderer Katalysatoren, deren wahres spezifisches Gewicht im Bereich zwischen 1,50 und 5,00 liegt, und die Abtrennung der Katalysator partikel vom öl und Gas kann in der Trennzone leicht vollzogen werden.Catalyst particles, including spherical catalysts with particle diameters from 0.1 to 10 mm and extrusion molded catalysts, as well as other catalysts whose true specific gravity ranges between 1.50 and 5.00 is, and the separation of the catalyst particles from the oil and gas can take place in the separation zone easily accomplished.
2. Es können feine Katalysatorpartikeln verwendet werden, wodurch es möglich wird, die zum Auf-2. Fine catalyst particles can be used, which makes it possible to
wirbeln der Katalysatorpartikeln im Kreislauf geführte Menge an öl und Gas herabzusetzen. Dadurch können die Konstruktions- und Arbeitskosten der Vorrichtung herabgesetzt werden.swirl the catalyst particles in the circuit to reduce the amount of oil and gas. This can reduce the cost of construction and labor of the device.
3. Bei dem erfindungsgemäß benutzten Reaktor ist die Katalysatormenge, welche mit dem Ausgangsmaterial in Berührung tritt, nur ein Teil der im Reaktor anwesenden Katalysatormenge. Demzufolge ist im Vergleich zum Reaktortyp, bei welchem der gesamte Katalysator im Reaktor3. In the reactor used according to the invention, the amount of catalyst which comes into contact with the starting material is only a part of the Amount of catalyst present in the reactor. As a result, compared to the reactor type, at which is all of the catalyst in the reactor
mit dem Einsatzmaterial in Berührung steht, die Geschwindigkeit des Aktivitätsabfalls des Katysators geringer, wodurch die Häufigkeit des Katalysatoraustausches geringer wird.is in contact with the feed, the rate at which the activity of the Katysators less, whereby the frequency of the catalyst exchange is lower.
4. Beim erfindungsgemäß benutzten Reaktor ist der Teil, welcher druckfest sein muß, erosiver bzw.4. In the reactor used according to the invention, the part that must be pressure-resistant is erosive or
korrosiver Wirkung nicht ausgesetzt, während andererseits der Teil, welcher Erosions- und F.rosions-Korrosionsbedingungen unterliegt, nicht druckfest sein muß, nur der letzte Teil allein muß somit ersetzt werden.not exposed to corrosive action, while on the other hand the part which erosion and F. is subject to corrosion-corrosion conditions, does not have to be pressure-resistant, only the last part alone has to be thus be replaced.
Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung seien die folgenden Beispiele gegeben:To further illustrate the invention, the following examples are given:
309634/213309634/213
Es wurde ein Reaktor des in der Zeichnung gezeigten Typs verwendet und eine Hydroentschwefelungsreaktion durchgeführt. Die Eigenschaften des Einsatzmaterials, die Katalysatoren, die Reaktionsbedingungen, die Abmessungen des Reaktors sowie die Eigenschaften des Produktes sind in der Tabelle angegeben.A reactor of the type shown in the drawing was used and a hydrodesulfurization reaction was used accomplished. The properties of the feed, the catalysts, the reaction conditions, the dimensions of the reactor as well the properties of the product are given in the table.
1010
Die Trennung von öl, wasserstoJIhaitigem Gas und Katalysatorpartikeln vollzog sich sehr zufriedenstellend. Ferner wurde der Ersatz des Katalysators in Abständen von etwa 15 Stunden durchgeführt, und zwar ohne Unterbrechung des stationären Zustandes und ohne Veränderung der Eigenschaften des Pro· duktes. Ferner wurde, wenn überhaupt, geringe Erosion und Erosionskorrosion der Innenwandung des äußeren Gehäuses des Reaktors festgestellt.The separation of oil, hydrogen-containing gas and Catalyst particles took place very satisfactorily. Furthermore, the replacement of the catalyst in Carried out at intervals of about 15 hours without interrupting the steady state and without changing the properties of the product. Furthermore, there was little, if any, erosion and erosion corrosion of the inner wall of the outer casing of the reactor was determined.
Beispiel 1 Einsatzmutcrinl I Produkt Beispiel 2
Einsatzmatcrial ProduktExample 1 Insert Mutcrinl I Product Example 2
Insert material product
Beispiel 3 Einsat/matcrial I ProduktExample 3 Application / material I product
Eigenschaften des Öls
Klasse des EinsatzmaterialsProperties of the oil
Class of input material
Gesamtschwefel (Gewichtsprozent) Total sulfur (percent by weight)
Entschwefelungsgrad (%) ·Degree of desulphurisation (%)
Koksrückstand (Gewichtsprozent) Coke residue (weight percent)
Ausbeute yield
Viskosität (cSt bei 500Q ..Viscosity (cSt at 50 0 Q ..
Katalysator
Klasse des Katalysators catalyst
Class of the catalyst
Khafji-Öl, Normaldruck-Destillationsrückstand Khafji oil, normal pressure distillation residue
4,254.25
13,1 107513.1 1075
10,31 95,2 775,310.31 95.2 775.3
Form und Durchmesser der Partikeln Particle shape and diameter
Co-Mo*) auf Siliciumdioxyd-Aiuminiumoxyd-Träger Co-Mo *) on silica-alumina support
0,3 mm, kugelig 3,000.3 mm, spherical 3.00
4000C 270 kg/cm*400 0 C 270 kg / cm *
1,01.0
93 Std.93 hours
5,0 m'/m3 zugeführtes Öl5.0 m '/ m 3 of supplied oil
830 ma/m3 zugeführtes öl830 m a / m 3 of fed oil
10 cm 7 cm 100 cm10 cm 7 cm 100 cm
70 cm Scm 1 cm70 cm scm 1 cm
*) Ab Oxyd, 10 Gewichtsprozent Metall berechnet ab Metalloxyd.*) From oxide, 10 weight percent metal calculated from metal oxide.
Wirkliches spezifisches Gewicht.Real specific weight.
ReaktionsbedingungenReaction conditions
Temperatur temperature
Druck pressure
RaumströmungsgeschwindigkeitSpace velocity
Dauer length of time
im Zyklus geführte ölmenge ...oil quantity guided in the cycle ...
im Zyklus geführte Wasserstoffmenge Amount of hydrogen carried out in the cycle
Reaktor-AbmessungenReactor dimensions
DD.
dd
L L.
Khurusanya-ÖI, Normaldruck-Destillationsrückstand Khurusanya oil, normal pressure distillation residue
3,973.97
9,89.8
351,2351.2
0,80
800.80
80
7,2
93,2
2457.2
93.2
245
Ni-Co-Mo*) auf SiIiciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Träger Ni-Co-Mo *) on silicon dioxide-aluminum oxide carrier
0,55 mm, extrusionsgeformt
3,30.55mm, extrusion molded
3.3
4100C
kg/cm2 410 0 C
kg / cm 2
1,0
Std.1.0
Hours.
8,8 m3/m3 zugegeführtes Öl8.8 m 3 / m 3 of supplied oil
m3/m3 zugeführtes Ölm 3 / m 3 of supplied oil
cmcm
cm
cm
cm cm
cm
cm
cm cmcm cm
Khafji-Öl,Khafji oil,
Normaldruck-Destillationsrückstand Normal pressure distillation residue
4,254.25
13,1
107513.1
1075
10,3 90,9 79,110.3 90.9 79.1
Ni-Mo*) auf Aluminiumoxyd Ni-Mo *) on aluminum oxide
0,15 mm, kugelig 3,20.15 mm, spherical 3.2
39O°C
170 kg/cm2 39O ° C
170 kg / cm 2
0,8
200 Std.0.8
200 hours
7,0 m3/m3 zugegeführtes öl7.0 m 3 / m 3 supplied oil
250 m3/m3 zugeführtes öl250 m 3 / m 3 of fed oil
10 cm10 centimeters
ScmScm
200 cm200 cm
150 cm150 cm
10 cm10 centimeters
0,7 cm0.7 cm
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3713067 | 1967-06-12 | ||
JP3713067 | 1967-06-12 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1770630A1 DE1770630A1 (en) | 1970-04-16 |
DE1770630B2 DE1770630B2 (en) | 1973-01-25 |
DE1770630C true DE1770630C (en) | 1973-08-23 |
Family
ID=
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