DE1941969A1

DE1941969A1 - Verfahren zum Zu- und/oder Abfuehren von Feststoffen zu bzw. von einer Hochdruck-Reaktionszone

Info

Publication number: DE1941969A1
Application number: DE19691941969
Authority: DE
Inventors: Banikiotes Gregory Christ; Mark Mackles; Ehrlich Stanley Walter
Original assignee: Hydrocarbon Research Inc
Current assignee: HRI Inc
Priority date: 1968-08-19
Filing date: 1969-08-18
Publication date: 1970-02-19
Also published as: NL6912591A; US3547809A; FR2015918A1; DE1941969C3; DE1941969B2; GB1274893A; BR6911661D0

Description

PATENTANWÄLTE 8902 AUGSBURG-GÖGGINGEN, den J g

v. Eichendorff-Straße 10

DR.ING. E. LIEBAU UnserZeichen iQ/1OeÖ

(Bei Rückantwort bitte angeben) ' vJ *♦ I 3 Q V

DIPLING. G. LIEBAU

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H 7699 Dr.Lb/Dr.M,/0

Hydrocarbon Research_t Ine New York₈ N,Y,_S V»St.A.

zvtea Zu- und^oder Abführen von Feststoffen au bay, von einer Bochdruck~Reaktionszono.

Die Erfindung betrifft «in Verfahren, bei den feinverteilt· Feststoffe einer Hochdruck-Reaktionessono zugeführt und/oder yon dieser abgezogen werden _t insbesondere ein Verfahren »tun Zuführen und/oder Abführen von feinverteilten Katalysator*» oder £ontaktaaterialien au oder von Zonen, wo sie unter hohem Druck mit gaefurnlgen und flüssigen Reaktionspartnern In Be« rührung gebracht werden. Ale feinverteilten Feststoffen werden insbesondere auch solche in Fora kleinerer oder größerer Körner und Pellets bezeichnet.

Bei verschiedenen katalytlschen Reaktion»gefäden und ähnlichen Reaktionβsystemen muß gewöhnlich von Zeit su Zelt ein feinvertoiltor Feststoff, der ein Katalysator sein kann, in das Reaktionsgsfäß eingeführt und zu gegebener Zeit aus lh» entfernt

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worden» Bei Festbett^Kontaktsysteinen war die Zugabe und der Abzug von Feststoffen nicht mögliche, während der Reaktionsbehälter im Strom liegt und beispielsweise von den Reaktionspartnern durchströmt v/ird. Seit der Einführung des Aufstrom=Reaktore, wie

. er in dein USA=RoIsou©-Patent Nr. 25 770 boschrieben ist₈ und anderer Ar I; θ π von Gegonsfcromraaktionsayatemon ist jedoch die Zuführung und der Abssug von Katalysatoren zu und von der unter Druek stehenden Reaktionezone im Hinblick auf die Vorteile sol=

■" eher Systeme au einem wichtigen Paktor geworden.

Im allgemeinen wird zuerst durch hohe Zugaboßoschwindigkoit eine Feststoffüllung im Reaktor aufgebaut und nach Erreichen der gewünschten Feststoffhöh© die Zugabegeschwindigkeit ver° ringert und ein Abzug von Feststoffen aus der Zone mit einer der Zugabegeschwindigkeit entsprechenden Geschwindigkeit durch= geführt,, so daß die Fest st of füllung oder der Gehalt an Feststoffen in der Reaktionszone gleich bleibt. Man kann so in solchen Systemen das Kontaktinaterial kontinuierlich ergänzen, obgleich es von Zeit zu Zeit erwünscht sein mag, den Katalyse=» tor im Reaktionsgefäß vollständig zu ersetzen.

Im Zusammenhang mit solchen Zu» und Abführungssystemen haben sich zahlreiche Schwierigkeiten ergeben, Sine Hauptbedingung für eine solche Zu« und Abführung ist_e daß das Katalysetorzu= führungssystem unter Druek stehen muß_e da sich die Reaktionszonen bei verhältnismäßig hohen Drücken₀ gewöhnlich über 70 kg/cm g befinden, damit das in der Reaktionezone befindliche Material nicht durch daa Zu- oder Abführungssystem ausbläst. Derartige Hochdrucksysteme erforderten daher die Entwicklung geeigneter Ventile₉ Leitungen und Pumpen₀ um den erforderlichen Druck aufrecht zu erhalten. Häufig liegen noch weitere Gefahren vor₉ da die in Berührung gebrachten Gase gewöhnlich sehr leicht entflammbar sind, besonders bei Hydrierungsreaktionen_o

Zwei Grundmechanismen wurden für solche Zu= und Abführungssyste== me entwickelt. Der erste benutzt Gasfordersysteme. Diese können entweder mit Pfropfenfluß oder mit verdünnter Phase arbeiten.

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Beim Pfropf«nfluß liegt der feinverteilt· Festatoff im wesentlichen dicht gepackt in der zum oder von Rvaktionagefäß führenden Transferleitung vor. Ein unter Druck stehende· Gas wird dann benutzt» im die Ma··· in der Transferleitung vorwärts zu drücken, Bei solchen gasgetriebenen Pfropfenflußsysteuen tritt gewöhnlich das Problee auf, daß der hohe Schlupf zwischen den Feststoff» naterial und den Gas zu übermäßiger Verstopfung der Leitungen bei geringer oder fehlender Bewegung der Feststoffe durch das System führt. Das Gas strömt selbstverständlich gewöhnlich durch die Zwischenräume im Pfropfen, d.h. zwischen den Teilchen des Feststoff·· hindurch. .

Di· mit verdünnter Phase arbeitende Methode benutzt ein große· Gasvolumen nit einer verhältnismäßig geringen Menge an Feetetoff en. Öle nit verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten strömenden Gas· blasen die Feststoffe durch di· Transferleitung in da· R«aktionsg«fäß oder von diesem weg. Das Hauptproblem bei d»n System der verdünnten Phase ist die hohe Abriebgeschwindigkeit d·· feinvertellton Feststoffs, die sich aus der außerordentlich rauhen Behandlung ergibt_f welche die Teilchen erfahren» wenn sie in Berührung mit den Leitungswänden und anderen Teilchen können.

Außerdem haben diese beiden Gaβfördersysteme mehrere Nachteile gemeinsam, wie das Erfordernis eines großen Gasvolumens für die Förderung einer gegebenen Menge an Feststoffen und die Unverträglichkeit der gasförmigen Fördermittel mit den Reaktionspartnern in Gefäß. Wegen solcher Unverträglichkeit werden die gasförmigen Fördermittel in solchen Fällen gewöhnlich unmittelbar vor der Einführung der Feststoffe in das Reaktionsgefäß entfernt.

en Auch FlUssigfördorsystene, bei den/ein Schiann gefördert wird, sind bekannt. Bei solchen Methoden werden die feinverteilten Feststoffe normalerweise in die Flüssigkeit eingemischt oder aufgoschlämmt und der Schlamm mit einer Schlammpumpe zum Reaktor gepumpt. Der grundlegende Nachteil eines solchen Schlamm»' syetotas ist dor gewundene Wog, den die Feststoff© bei ihrem

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Durchgang durch die Pumpe durchlaufen und der zu schwerem Abrieb dee Katalyeatore oder anderen feinverteilten Feststoffe führt ο Außerdem ergeben sich bei Schlammpumpen gewöhnlich sahireiche mechanische Schwierigkeiten, einschließlich der normalerweise bei ihren Betrieb gegebenen verhältnismäßig schlechten Zuflußregelung.

Besondere Katalysatorproblome haben sich als Folge der Benutzung von Aufetrom°Kontakteystemen mit aufgewirbeltem Bett ergeben„ da es bei solchen Systemen darauf ankommt ₍ daß das feinverteil·· te Kontaktmaterial einen verhältnismäßig geringen Korngrößenbereich besitzt α Der Abrieb und die Zerbröckelung des Kontaktmaterials oder Katalysators infolge der Art der Zu- und Abführung kann daher zu schweren Betriebsstörungen im System führen»

Zur Lösung der gestellten Aufgabe dient erfindungsgem&ß ein Verfahren zum Abziehen eines feinverteilten Feststoffe aus einer HochdruckroaktionszonOp das sich dadurch auszeichnet, daß a) der Feststoff von der Reaktionsaone in einen bei einen etwas geringeren Druck als der Druck der Reaktionszone befindlichen,, im Kreis geführten Flüssigkeitsstrom eingeführt wird, b) der feststoffhaltige Flüssigkeitestrom in eine Abzugszone eingeführt wird, c) in der Abzugszone die Feststoffe von der Flüssigkeit getrennt werden und d) die feststoffrele Flüssigkeit aus der Abzugszone entfernt wird»

Bei dem erfindungsgeroäßen Verfahren kann ein feinverteiltee festes Material von dem Hochdruckreaktionegefäß oder der Hoch» druckreaktionszone abgezogen oder ihr zugeführt werden unter Verwendung verhältnismäßig kleiner Volumina von Fördermedium und ohne die Nachteile einer Leitungsverstopfung und starken Katalysetorabriebe ο Das Hochdruckreaktionsgefäß wird in Medium-Berührung mit dem im Kreis geführten Flüssigkeitsförderstrom gebracht„ der sich bei etwas geringerem Druck als die Reaktionszone befindet. Der in dor Reaktionszone befindliche feinverteilte Feststoff fließt zusammen mit etwas Flüssigkeit der Reaktions— zone in und mit dom Kroisotrom. Dor Kreisetrom wird dann zu einer

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geeigneten Abzugszone geführt, wo der feinverteilte Feststoff aus dem flüssigen Transportmittel entweder durch Absetzen, Filtrieren, Zentrifugieren oder auf andere Welse, entfernt wird. Das im Kreislauf geführte Medium kann dann aus der Abzugszone abgezogen und zur Förderung weiteren feinverteilten Feststoffs, beispielsweise eines Katalysators, benutzt werden. Das Verfahren führt zu zahlreichen Vorteilen gegenüber den bisher bekannten odor verwendeten Systemen.

Während die Abzugsgeschwindigkeit des feinverteilten Feststoffs oder Katalysators bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vergleichbar ist mit der bei Anwendung der bekannten Schlamm-Methoden erhaltenen Abzugsgeschwindigkeit_;ist die Abriebgeschwindigkeit de· Katalysators wesentlich verringert, und das erfindungsgemäß· Verfahren ergibt eine wesentlich bessere und schonendere Handhabung der feinverteilten Feetetoff·. ■ ' ~\

Der grundlegend· Unterschied zwischen dem erfindunfsgemäßen Verfahren und den oben erwähnten Aufschlammungav«rfahr#n liegt da--' rin, daß die Festatoff· von der Flüssigkeit infolge des auf die Flüssigkeit ausgeübten Drucks, um sie durch die Förderleitung des Systems zu bewegen, transportiert werden. Di· von feinver- ^:y teilten» Feststoffmaterial freie Flüssigkeit wird durch normale Kolbenpumpen gefördert. Da· feinverteilt· Material kommt daher _ niemals mit der Pumpe in Berührung. Es wird in der Absugsaon· ■-entfernt,und nur das feststoffreie flüssige Fördermedium wird zur Pumpe zurückgeführt, die es wieder unter Druck setzt.

Weiter· Vorteil· d«s erfindungsgemäßen Syst··· li«g«n darin, daß zu jeder Zeit dl· Berührung zwischen dem Reaktionasystem und dem kreisenden Flüssigkeitsstrom unterbrochen und «in fe*tstoffr«ier Flüssigkeitsstrom dann duroh das gesamt· Flüssigkeitsfördersystem geführt werden kann, um all· Leitungen und Ventil· von allan restlichen feinverteilten Feststoffen zu säubern. Infolgedessen können die verwendeten Ventil· mechanisch einfach gebaut s«ln, und ·· kann nach Beendigung der Förderung der feinverteilten Feststoffe das flüssig· Fördermedium sum

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Reinigen der Ventil· benutzt werden, so daß die Ventil· gegen eine saubere Flüssigkeit geschlossen werden können. Ein solches erneutes reinigendes Durchleiten verringert auch ein Verstopfen der Leitungen auf ein Mindestmaß»

Die Erfindung hat auch zahlreiche Vorteile gegenüber den oben beschriebenen Dampffördersystemen. Insbesondere gibt die Verwendung eines flüssigen Fördermedium» viel höhere Feststofffördermengen mit Bezug auf das erforderliche Volumen an Fördermedium. Falls im flüssigen Fördermedium eine hohe Feststoffkon« zentration vorliegt, ist der Schlupf zwischen der Flüssigkeit und den Feststoffen genügend klein, so daß Verstopfungen auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Zusätzlich ergibt das flüssige Fördermedium eine bessere Handhabung der Feststoffe bezüglich des Problems des mechanischen Abrieb·· Bei eine» Flüssigphassn-Fördersystem ist der mechanische Abrieb gegenüber dem normalerweise bei Gasfördermethoden auftretenden wesentlich herabgesetzt. ,

lin zusätzlicher Vorteil des flüssigen Fördersysteme liegt darin» dafi eine »it der Flüssigkeit im Reaktionssystem verträgliche..-Flüssigkeit benutzt werden kann. Bs ist daher keine komplizierte Lcitungs- und Ventilauerüstung unmittelbar vor. dem Eintritt' der Feststoffe in das Reaktionssystem erforderlich, da das Fördermedium unmittelbar zusammen mit den Feststoffen in das Reaktionssystem eingeführt werden kann» .

Das; erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht also die Ausnutzung der erwünschten Eigenschaften von Flüssigphasen-Fördereyetemen ohne die begleitenden Nachteile der mechanischen Erfordernisse von Schlammpumpen und hohen mechanischen Abriebs der feinverteilten Feststoffe.

Die Erfindung ist anwendbar bei einer breiten Vielzahl von Verfahren, bei denen feinverteiltes Festetoffmaterial ein·· Hochdruek-Reaktionssystem zugeführt und/oder von diesem abgeführt > werden muH. Zm allgemeinen besteht ein solches Reaktionssystem

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aus einem Reaktionsgofäß, das ein feinverteiltes Kontaktmittol mit oder ohne katalytisch« Aktivität enthält und durch das ein flüssiges Ausgangsroaterial, gewöhnlich zusammen mit einem gasförmigen Reagenz bei hohen Temporatüren und Drücken geleitet wird. Es ist durchaus möglich, daß das Kontaktsyatem entweder ein Festbett oder oin Wirbelbett oder aufgewirbeltes Bett ist. Die besondere Art dee Realctionssystoms ist für die Erfindung nicht kritisch. Auch ist es ohne Bodeutung_c ob der Katalysator am Kopf odor Boden des Reaktionsoystetoe zugefügt oder abgezogen wird. ' ■ _ "

Die Erfindung wird im folgenden beschrieben mit Bezug auf eine nur als Beispiel angegebene Ausführungeform und die zugehörigen Zeichnungen« von denen sowohl Figd wie Fig.2 ein schematisehes Fließbild eines Systeme oder Verfahrens der Feststoffzuführung und »abführung zeigen«

In dem in Fig,I gezeigten schematischen Fließbild ist die Abzugszone getrennt von der Zuführungszono der Feststoffe. Die bei dom in Fig.1 erläuterten Verfahren benutzten Verfahrens= schritte sind die folgendent

Eine Fördorflüesigkeit wird durch die Loitung 12 in einen Druck« behälter lh eingeführt. Die Förderflüesigkeit kann irgendeine Flüssigkeit sein, die mit der Flüssigkeit im Reaktionssystem vorträglich ist. Xm gezeigten Fall soll die Flüssigkeit ein öl sein. Die FörderflUsaigkeit wird aus dem Druckbehälter 1fc durch die Leitung 16 abgezogen und gelangt durch die Pumpe 18p den Kühler 25_r die Leitung 22 und das Ventil 5^ in οine Feststoff» abzugszono 2k_t aus der die atmosphärischen Gase zuvor mittels eines durch die Leitung 17 züge führt on Spiilga see herausgespUlt wurden -

Die Absugssone ^ enthält ein Filtor ?6, das zwischen der Ein·= mUndung dor Leitung 22 und dom RoiniJXtvusloß zur Loitung 28 an = geordnet; ist. Das Filtor kann ein Gitter oder oina Filtervorrichtung beliebiger Art eoin_r dio Kur Entfernung des feinver-=

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teilten Feststoffβ aus der Fördorflüsoigkelt wirksam ist, eo daß die die Zone durch dia Leitung 28 verlassende Flüssigkeit feststoffrei ist.

Die Förderfltissigkeit füllt die Zone 2k vollständig und gelangt durch die Leitung 28 zurück in den Druckbehälter 14. Dae Pumpen wird solange fortgesetzt,, bis das gesamte bisher beschriebene System vollkommen mit dor Förderfltissigkeit gefüllt ist. Palis gewünscht (, kann zu jeder Zeit während dieses Arbeitsganges oder folgender Zuführungen oder Abzugsmaßnahmen die FÖrderflttesigkeit sowohl am Druckbehälter Ik als auch an der Abzugsζonβ 2k vorbeigeführt werden, indem man einfach das Ventil 21 öffnet und die W Flüssigkeit von der Pumpe 18 durch die Leitung 23 in die Leitung 116 zurückführt. Dieser Nebenkreis ermöglicht auch eine bessere Regelung des Gesamtflüseigkoitsflueses.

Das Pumpen wird fortgesetzt« bis der gewünschte Druck für den Feststoffabzug aus der Reaktionszone k2 erreicht ist. Dieser Druck hängt von der gewünschten genauen Geschwindigkeit des Festetoff abzugs und auch vom Druck im Reaktionsbereich k2 ab. Er ist jedoch stets niedriger ala der Reaktionszonendruck. Die gewünschte Druckdifferenz wird durch ein Druckregelventil 32 eingestellt. Zm obersten Teil des Druckbehälters Ik iat eine Gasphase vorhanden« die normalerweise aus Abfall-' und Produktgas on von der Reaktionszone k2 und von der Verdampfung irgend» einer Flüssigkeit entweder in dem der Reaktionseon· zugeführten Ausgangsprodukt oder den dort vorhandenen Produkten oder eines Teils der Fördorflüseigkeit selbst herrührt. Dmr Druck in der Leitung 33 wird durch einen Druckfühler 30 gesessen, und das Ventil 32 öffnet und schließt automatisch, um den gewünschten Druek aufrechtzuerhalten. Bs ist so nicht nur möglich, die Abgase durch die Leitung 33, das Ventil 32 und die Leitung 3k abzublasen, sondern auch den Gesamtdruck des FlUssigfördersystems in den gewünschten Grenzen zu regeln.

Bei Erreichen der gewünschten Druckhöhe kann das Ventil HO geöffnet werden, und die feinverteilten Feststoff· im flüssigen Reaktionsmediun fließen von der Reaktionszone kit durch die LeI-

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tung 48 und das Ventil 50 in die Förderleitung 22. Die Antriebskraft für diesen Fluß liefert die Druckdifferenz zwischen der Reaktionszone 42 und der Förderflüssigkeit. Es sei darauf hingewiesen, daß die feinverteilten Feststoffe eine gemischte Aufschlämmung in der Reaktorflüssigkeit bilden und so ein Minimum der Reaktorflüesigkeit in die Leitung 22 eingeführt wird. Jedoch sammelt sich im FlÜssigfördersystem dauernd Roaktorflüssigkeit an, und es wird schließlich erforderlich„ die Reaktorflüssigkeit aus dem Flüssigfördersystero zu entfernen. Das kann leicht durch Rückführung der Flüssigkeit im Kreis und ihre Entfernung durch eine Spülung mit reiner Fördorflüsslgkeit erreicht werden. Von Zeit zu Zeit ist es erforderlich» Flüssigkeit aus dem System durch die Ablaßleitung 15 au entfernen, da die hinzutretende Reaktorflüesigkeit die Gesamtflüsslgkeltsmenge des Systems ver~ größert„

Bin wichtiger Vorteil dieses Systems zeigt sich nun darin, daß die von der Reaktionszone 42 kommenden Feststoffe gewöhnlich eine verhältnismäßig hohe Temperatur besitzen und BMn bei ihrer Berührung mit der gekühlten Förderflüssigkeit eine Abschreckwirkung erhält. Daraus ergibt sich eine wesentlich leichtere Handhabung der Feststoffe sowie eine Herabsetzung der Unfallgefahren durch die niedrigere Temperatur. Das genaue Ausmaß der Abschreckwirkung hängt selbstverständlich von der Temperatur der Reaktionszone und <)er Temperatur der Förderflüssigkeit ab*

Die abgezogenen Feststoffe werden dann durch die Förderflüssigkeit durch die Leitung 22 in die Abzugszone 24 gebracht, wo sie sich absetzen. Die Förderflüssigkeit fließt kontinuierlich durch das Filter 26 und wird feststoffrei von der Abzugszone 24 abgenommen und durch die Leitung 28 in den Druckbehälter 14 zurück- , geführt, von wo sie wieder in den Kreislauf gelangt. Ss sei be- - " merkt, daß im Reaktor 42 das Auegangsprodukt durch die Leitung 40 eintritt und die Produkte vom Kopf des Reaktors durch die Leitung 44 abgezogen werden. So wird im Reaktor während des Abzugs der feinverteilten Feststoffe ein Gleichgewicht bezüglich des entfernten Materials und zugeführten Ausgangsprodukts auf-

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rechterhalten. Zum Abschalten kann öl aus der Abzugszone 24 durch die Leitung 29 und das Ventil 27 abgelassen werden.

Fig.1 zeigt alach ein untergeordnetes Festetoffspeichersystem» das benutzt wird, wenn das Reaktionsayatera vorübergehend abesehaltet werden rauß. Dieses Speichersystem gestattet den Abzug der feinverteilten Feststoffe, vodurch sie in einer Speicherzone während einer geplanten Abschaltung des Systeme zurückgehalten wordene wenn hoho Drück© und Temperaturen kein Problem bilden. Insbesondere ist gezeigt_s daß die Feststoffe von der Reaktionszonβ 42 durch Sehwerkraffcfluß durch die Leitung 78 und das Von» til 8O₀ dann durch die Leitung 82₈ das Ventil 83 und die Lei» tung 86 zu einem Speicherbehälter 84 geleitet werden können. Wenn diese Feststoffe wieder in die Reaktionszono 42 zurtickge«= führt werden sollen„ wird das Ventil 83 geschlossen und die Ventile 8.5_e 87 und 92 werdon geöffnete Dann wird öl vom Reaktor 42 mittels der Pumpe 88 durch die Laitung 86₉ das Speiehergefäß 84 und die Leitung 90 gepumpt. Die Feststoffe und das öl im Speiehergefäß 84 werden so in den Reaktor 42 zurückgefordert.

Bin einzigartiges Merkmal dsr Erfindung liegt darin_p daß die gleiche umlaufende Förderflüssigkeit für die Zugabe von fein«=» verteilten Feststoffen zuia Reaktor benutzt werden kann. Eine be-» sondere AusfuhruHgsform dieses Zusatzverfahrens ist in F^g₀I ge= zeigt und arbeitet wie folgt?

Feinverteiltes Feststoff material in einem oben angeordneten Füllbehälter 57 wird durch das Ventil 55 und die Leitimg 62 in eine Feststoffzugabezone 64 eingeführt» Dann werden die Ventile 5^₉ 59 und 68 geöffnet, während die Ventile 58 und 74 geschlossen bleiben. Die Feststoffzugabezone 64 wird mit Förder·= flüssigkeit gefüllt, wodurch sie von Gasen befreit wird, welche durch das Ventil 55 entweichen« Nach vollständiger Füllung der Zone 64 mit Flüssigkeit wird das Ventil 58 geöffnet, und die Leitungen 56 und 60 werden mit Flüssigkeit gefüllt. Dann wird das Ventil 55 geschlossen und das System unter ein·» etwa» höheren als den in der Reaktionszone 42 herrscht adosi I>ruek

gesetzt.

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Nach dem Unterdrucksetzen können die Ventile 59 und 58 so stellt werden, daß die anteiligen Flüsse durch jedes verschieden sind. Die jeweiligen besonderen Einstellungen werden leicht durch einen Versuch ermittelt. Dann wird das Ventil 7k geöffnet_β und die Feststoffe werden mit der FÖrderflüssigkeit von der Zone 6k durch die Leitung 72, das Ventil 7k und die Leitung 76 in die Reaktionszone kZ gefördert.

Nachdem alle feirivorteilten Feststoffe aus der Zone 6k weiterbefördert worden sind, kann das Pumpen für eine genügend lange Zeit fortgesetzt werden₍ um alle Förderleltungen und Ventilsystemo von etwaigen zurückgebliebenen feinverteilten Feststoffen zu reinigen. Das System wird dnnn vom eigentlichen Reaktion*« system abgeschlossen.

In dom in Fig.2 gezeigten schämst!schon Fließbild sind die in Fig.1 gezeigten und mit Bezug darauf beschriebenen getrennten Zonen für FestetoffZuführung und -abführung vereinigt. In der in Fig.2 gezeigten Aueführungeform ist der Reaktor I76 ein Hochdruckreaktionsgefttß« in das ein Auegangsmaterial durch die Leitung 178 eingeleitet und aus dom Produkte durch die Leitung 192 abgeführt werden. Die Reaktion wird bei hohen Temperaturen und Drücken durchgeführt, und im Reaktor ist ein festes Kontaktmaterial in einer flüssigen Phase vorhanden. Je nach der Art de* Reaktionssystems können auch gasförmige Reaktionspartner und Produkte vorhanden sein.

Das flüssige System wird zunächst von allen atmosphärischen Gasen befreit_r indem man die Förderflüssigkeiten durch die Leitung 112" in eine Druckzone 11Ί einführt. Bs wird dann durch die Leitung 116 mittels der Pumpe % 18 in die Leitung 122 gepumpt und in Kühler 125 abgekühlt. Ein Teil des flüssigen Mediums in der Leitung 122 ge~ · langt dann in die Leitung 124 und durch das Ventil 126 in die Leitung 128. Bs wird weiter durch die Leitung 140 und den Filter _t. 141 in die Druckzone 114 zurückgeführt. Sin Nebenkreis, bestehend aus der Leitung 121 und de» Ventil 120 ist zwecke besserer Regelung des Flusses vorgesehen.

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£in zweiter Teil der Förderflüesigkeit strömt weiter durch die Leitung 122 und das Ventil D65 und gelangt in eine Speicherzone 148„ die zuvor durch ein durch die Leitung II7 eingeführtes Spül« gas von atmosphärischen Gasen befreit wurde. Dieses System wird vollständig mit Flüssigkeit gefüllt, wobei alle Röstgase durch die Leitung D50 entweichen. Di© Förderflüssigkeit verläßt dann die Speiehorsono 148 durch die Leitung 146_O das Ventil 144 und die Leitung ü42_D durch welche sie mit dem in der Leitung 14O zu» rücklaufenden Strom vereinigt wird.

Nach vollständiger Füllung des Systems mit der Förderflüssigkeit wird das Pumpen fortgesetzt„ um das System bis auf einen etwas unter dem in der Raaktionszone^6 herrschenden Druck zu bringen. Nach Erreichen dieses Drucks wird das Ventil I70 geöffnet, und feinverteilte Feststoffe in der Reaktorflüesigkeit fließen vom Reaktor ΐ7ό durch die Leitung I68 und das Ventil I70 in den Rückstrom 122. Dieser Rückstrom führt die Feststoffe in die Speicherzono i48, wo sie durch Absetzen abgeschieden werden. Etwa in der Zone D48 freiwerdende Gase können durch die Leitung 150 entweichen, wobei der Druck in der Zone H48 durch das Ventil 145 und den Druckregler 147 geregelt wird. Am Kopf der Zone 148 wird die geklärte Flüssigkeit durch die Leitung 146, das Ventil D44 und die Leitung 142 abgeführt. Sie gelangt dadurch in die Leitung 14O und läuft durch den Filter I4i„ Vie oben angegeben« kann der Filter irgendeine Vorsichtung oder ein Gitter sein₀ das die Feststoffe der besonderen verwendeten Größe vollständig abtrennt. So enthält die wieder in die Druckzone 114 eintretende

geklärte Förderflüssigkeit im wesentlichen keine feinverteilten Feststoffe„

Venn die gewünschte Menge an Feststoffen aus de» Reaktor I76 abgezogen wurde, wird das Ventil 17Ο geschlossen, und in geeigneten Abständen kann das System mittels der Druckregelvorrichtung DpO in Verbindung mit dem Druckregolventil 132 drucklos gesetzt werden, wonach die in der Speicherzone 148 zurückgehaltenen Fest-' stoffe durch die Leitung 158 und das Ventil I60 su einer außen liegenden Auffang- und Abführungeetell« abgeführt werden.

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¥ie oben erwähnt, sammelt eich im FlÜssigphasen-Fördersystem allmählich Reaktorflüssigkeit an. Es ist also von Zeit zu Zeit erforderlich« das Flüseigfördersystem vollständig zu entleeren bzw. asu spülen, um verunreinigtes Material zu entfernen. Überschüssige Förderflüeeigkeit kann auch durch die Ableitung 115 aus dem System entfernt werden.

Die Zuführung des feinverteilten Feststoffe zum Reaktor I76 wird bei dem in Fig*2 gezeigten Vorfahren wie folgt ausgeführt:

Die ΓθΙώverteiltan Feststoffe werden aus des Einfülltrichter durch das Ventil 154 und die Leitung 156* in die Speicherasone eingeführt. Diese Zone kann dann unter Verwendung der Gasspülleitung 117 von a tin ο sphärischen Gasen befreit werden. Bei ge« öffnetem Ventil 154 wird die Tranaportfltisaigkeit in der oben beschriebenen Weise von der Druckzone 114 durch die Leitung 116 und die Pumpe 118 nach oben durch die Leitung 124 und das Ventil I26 im Kreis geführt. Das Ventil I65 ist geschlossen, so daß kein Fördermedium durch die Leitung 122 in die Zone 148 gelangt. Das Fördermedium wird dann durch die Leitung 128, 13O₀ das Ventil I36 und die Leitung I38 in die Speicherzone 148 ein« geführt. Auf diese Weise wird das System vollständig mit dem Fördermedium gefüllt. Das Ventil 154 wird dann geschlossen, und das gesamte rostliche Spülgas im System wird durch die Leitung 150 entfernt. Flüssiges Fördermedium kann durch die Leitung 146, das Ventil 144 und;die Leitung 142 im Kreis zurückgeführt werden.

Nachdem das System vollständig mit der Förderflüssigkeit gefüllt ist, wird es bis auf einen etwas über dem Druck in der Reaktionszone 176 liegenden Druck⁹gebracht. Die Ventile 164 und 174 werden dann geöffnet, und bei fortgesetztem Pumpen werden die fein» verteilten Feststoffe aus der Speicherzone 148 durch die Lei« tung 162, das Ventil 164 und die Leitung I66 in die Förderleitung 122 gefördert. Das Fördermedium und die Feststoffe gelangen dann zur Leitung I72 und durch das Ventil H74 in die Reaktionszone 1176. Die Förderung wird fortgesetzte bis alle Feststoffe au» der Speicherzone 148 zur Reaktionszone gefördert wurden. Die

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Kreisführung dee Fgrdermittels kann noch eine Zeit lang fortgesetzt worden_G um alle restlichen Feststoffο zu entfernen„ und dann werden alle Ventile in einem Roinflüssigkeitssystem geschlossen* Bas P^üssigfördersyatem wird dann leicht durch die vorgesehenen Ventile drucklos gesetzt»

Zusätzlich seigt Pig.S einen Feststoffspeichertank 182, wodurch die Feststoffe aus dor Reaktionärem© I76 entfernt und nach Durch« führung von Reparaturen oder 'Abschaltungen zurückgeführt werden können.

In diesem Fall werden die Ventile 170 und 183 geöffnet und das Ventil I65 geschlossen. Die Feststoffe fließen dann durch Schwer= kraft durch dia Leitungen 16B₀ 122 und H80 in die Speicherzone ■182-.»· Wenn sie eubj Reaktor I76 zurückgeführt werden sollen,, werden die Veotile I83 und D70 geschlossen und die Ventile 185 und 487 geöffnet. Di© Pusjpe ^88 pumpt dann öl durch die Leitung in die Zone H82„ wodurch die Feststoffe von dort durch die Leitungen 184₆ D22_D 172 und das Ventil ^7^ 1» die Reaktionazone "876 zurückgefördert werden» "

Allgemein gesagt besteht also die Erfindung in einem Verfahren zur Zu=» oder Abführung eines feinverteilten Feststoffraaterials zu oder von einer Hoehdruekreaktionszone_e welche außer dem feinverteilten Feststoff ein erstes flüssiges Material bei hohen Temperatüren und Drücken enthält. Die Reaktionszone wird in Medium-Berührung mit einem Flüssig-FBrdersystem gebrachte das eine zweite Flüssigkeit enthält„ die mit der in der Reaktionsaone enthaltenen ersten Flüssigkeit verträglich ist. Das Flüs— sigkeltssysteto befindet sich bei einem höheren oder geringeren Druck als die Flüssigkeit in der Reaktionszone₀ je nachdem ob Feststoffe in die Reaktionsisone eingeführt oder von ihr abgezogen wordon sollen₀ Zm Fall des Abzugs ist der Druck des Fiüssig-fBrdersystöiBS niedriger als der in der Reaktionszone _a so daß di© feinvertailten Feststoffe zusammen mit etwas erst©r Flüssigkeit in den Kreisstrom des FlüesigfördoraysterBS einfliQßono Die Feststoffe im Flüssigfördereystero werden dann durch eine Abzugszone entfernt„ in der sie von der Flüssigkeit abge»

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trennt werden und aus der die feststoffroie Flüssigkeit abgezogen und zur weiteren Verwendung als Fördermedium im Kreis zu- * rttekgefiihrt wird.

Im Fall der Zuführung eines foinverteilten Feststoffe befindet eich da0 Flüssigkeit s cystein bei einem höheren Druck_/ala er in der Roaktionszone herrscht ,,und die Förderflüssigkeit wird zuerst durch eine Feststoffepeieherzons und dann durch geeignete Förderleitungen zur Raaktionszono geführt„ wodurch die Feststoffe aus doi* Speichorzono in die Reaktionszone übergeführt werden.

Bs sei bemerkte daß in jedem Fall eine Aufschlämmung von fein= verteilten Feststoffen in der Flüssigkeit zu keiner Zeit mit irgendeiner Pumpvorrichtung in Berührung kommt. Die Pumpen fördern stets feststoffl-eie Flüssigkeit.

Ferner können wegen der erfinduugegemaO erreichbaren ausge= zeichneten Regelung der Zuführungen und Abführungsgoschwindig« keiten diese Verfahreneschritte sehr langsam durchgeführt werden, so daß für alle praktischen Zwecke das Verfahren kontinuierlich ist. Dieser Gesichtspunkt ist besonders wichtig bei einer temperaturabhängigen Reaktion_t da in einem solchen Fall die Zuführung eines verhitltnismtlßig kalten Kontaktmaterials mit einer zu hohen Geschwindigkeit die Reaktion beenden könnte.

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Claims

ΙΟΙ ο Verfahren zum Abziehen eines feinverteilten Feststoffs aus· einer HochdruckreaktionezonOg dadurch gekonnzeichnet , daß a) dor feinvorteilt® Feststoff aus der Reaktionszone in einen Flüssigkeitsstrom eingeführt wird, der sich bei einem ge·» ringeren Druck als der in der Reaktlonezone befindet» b) der Feststoffe enthaltende Flüssigkeitsetrom zu einer Abzugszone geleitet wird und c) in der Abzugszone die Feststoffe aus der Flüssigkeit abgetrennt werden.

2. Verfahren naeh Anspruch 1„ dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit aus der Abzugszone feststoffrei abgeführt und als der Flüssigkeitsstrom oder ein Teil davon im Kreis zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2_e dadurch gekennzeichnet« daß der Flüssigkeitsstrom, wenn er mit dem von der Reaktionen zone kommende« Feststoffen in Berührung gebracht wird» sich bei einer niedrigeren Temperatur ale dio Feststoffe befindet.

kο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3« dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsstrom vor Einführung der Feststoffe in den Strom gekühlt wird.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Roaktionszone ebenfalls eine Flüssigkeit enthält und die Flüssigkeit des Flüssigkeitsstrome mit der Flüssigkeit in der Reaktionszono verträglich ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5 s dadurch gekennzeichnet, daß die

Roaktionszone de:

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Flüssigkeit/irr der Roaktionszone der Hydrierung unterworfener coin

Kohlenwasserstoff und die Flüssigkeit des FlÜssigkeitstroms ein flüssiger Kohlenwasserstoff ist.

7* Verfahren naeh einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch zeichnet, daß die Reaktionszone von der Berührung mit dem Flüssigkeit93trots abgeschloeaen wird_e nachdem die gewünschte Meng© an Feststoffe« aua ihr entfernt wurde.

8ο Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7β wobei der Flüssig« köitsatroro einen Teil eines Systems bildet, das eine Zone₉ in der die Flüssigkeit unter Druck gesetzt werden kann, und die Abzugszone enthält,, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem a) atmosphärische Gase aus dem Flüssigkeitssystem herausgespült werdenο b) das Flüssigkeitssystem mit der Flüssigkeit des Flüssigkeit setroias gefüllt wird, e) das Flüssigkeitssystem durch kontinuierliches Einpumpen der Flüssigkeit des Flüssig= keitsfftroms in das Syst eis auf einen etwas unterhalb des Drucks im Reaktionsgefäß liegenden Druck gebracht wird» d) die Flüssigkeit des Flüssigkeitsstroms kontinuierlich durch das System is» Kreis zurückgeführt wird₉ &) ein Mediumkontakt zwischen dem Inhalt der Raaktionszone und dem im Kreis geführten Flüssigkeitsstrom eröffnet' wird₀ wodurch Feststoffe aus der Reaktibnason© in den Flüssigkeitsstrom überführt und von diesem ns it ge führt werden „ f) die mitgeführten Feststoffe kontinuierlich in die Abzugszone eingeführt werden_B g) die Feststoffe in der Absugasono von der Flüssigkeit des Flüssigkeit set rome und etwa in dieser enthaltener Flüssigkeit aus der Reaktlonssone abgetrennt werden„ h) die Abzugszone vom SystoB) abgeschlossen wird₀ nachdem die gewünschte Menge an Feststoffen darin zurückgehalten wurde, i) die Abzugszone drucklos gesetzt und j) die Feststoffe aus der Abzugszone entfernt werden.

9* Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche_p dadurch gekennzeichnete daß der feinvorteilte Feststoff ein Katalysator ist ο

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10. Verfahren «ach einem do>y vorhergehenden Ansprüche _β dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsstrom bei seinem Durchlauf vom Punkt der Aufnahme von Feststoffen aus dar Reaktiona· zone asu seinem Eintrittopiinkt in die Abzugszone nicht durch eine Pumpe läuft,

H1. Verfahre» zur AufreehterhaXtung einer Durchschnittefüllung an feinvortoilten Feststoffen in einer unter Druck stehenden R@aktiot3sssone ohn@ wesentlichen Druckabfall, dadurch gökenn= zeiehn©t, daß a) die foinvertellten Feststoffe in eine gegenüber der Atmosphäre offene Festetoffspelcherzone einget führt worden; b) die Feststoffspeieherzone von Gas befreit wird_D indem oin TrMgoröl hindurchgepumpt wird} c) die Feststoff Speicherzone von der Atmosphäre abgeschlossen i/ird; d) die FQststo.ffspoieli0i»Kotio durch Einpumpen von Öl in die FöststoffspoicherKone auf einen höheren als den in der Re= ektiosioson© herrschenden Druck gebracht wird; e) die fein» verteilten Feststoffe in flüssiger Förderphase zur Reaktionär zone überführt worden,, indem Öl von der Feststoffspeicherzone in die Reaktionszone geleitet wird und f) feinverteilte Feststoffe aus der Reaktionszone nach dem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Anspruch® abgezogen werden»

D2. Verfahren nach Anspruch U3_D dadurch gekennzeichnete daß der Flüssigkeitsetrom₉ in welchen feinverteilte Feststoffe aus der Reaktionszone eingeführt werden, ein Ölstrom ist.

113. Verfahren nach Anspruch D1 oder 12„ dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeiten₀ rait denen die Feststoffe der Reaktionssons zugeführt odor von ihr abgezogen werden, durch die Druckunt@rs6hi@de swisehan der Reaktionszone und der jeweiligen Trägerflüsaigksit geregelt werden_β

%k, Verfahren ssura Abziehen von feinverteiltan Feststoffen aus einer Hoehdruckraaktionasone näittels eines Stroms einer Trägerfiüesigkeit, dadux'ch gekennzeichnet, daß der Sisrosa der Trägd^flUssigkeit mittels einer od©s* mehrares· Pumpen

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in Kreis geführt wird und die Trägerflüesigkeit bei ihrem Durchgang durch die eine oder mehrere Pumpen frei von den feinvorteilten Postetoffen ist.

15· Verfnhren zur Aufrechterhaltung einer durchschnittlichen Füllung an fainvertelIten Feststoffen in einer unter Druck ßtohendon Roaktionszone ohne woeantlichen Druckabfall* da» durch gekennzeichnet„ daß feinvortellto Feststoffe in die Renktionezone in oinor von einer oder isohroren Pumpen geförderten Trllgerflüssigkeit zugeführt und feinverteilte Feststoffe aus der Reaktionsssone in einer durch eine oder nohx'ere Pumpen geförderten umlaufenden Trügerflüssigkeit abgeführt werden_f wobei die Trägerfltissigkeit oder Trägerflüsβigko.lton bei ihrem Durchgang durch die eine oder mehreren Pumpen im wesentlichen frei von den feinvorteilten Pestetoffett sind,

16. Verfahren nach einom der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnete daß in der Reaktionszono ein aufwärtagerlchteter Flüssigkeiten und/oder Gonotrom aufrechterhalten wird, um die feinvorteilten Feststoffe in der Reaktionszone in einem oufgewirbolten oder Virbolzuetand zu halten.

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