DE2030393A1

DE2030393A1 - Verfahren zum gleichmaßigen und engen Inkontaktbringen einer Flüssigkeit und eines teilchenförmigen Feststoffes oder einer Flüssigkeit, eines Gases und eines teilchenförmigen Feststoffes

Info

Publication number: DE2030393A1
Application number: DE19702030393
Authority: DE
Inventors: Yutaka Tokio; Kubo Junichi Kawasaki Kanagawa; Oguchi (Japan). P
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1969-06-21
Filing date: 1970-06-19
Publication date: 1971-01-14
Also published as: GB1319314A; US3754993A; CA935274A; FR2047022A1; FR2047022B1; JPS501700B1

Description

PATENTANWÄLTE	-
Dipi-chem. Dr.D.Thomsen oipwng. H-Tiedtke Dipi.-chem. G,Bühling 2030393	MÜNCHEN 2 TAL 33 TEL. OSV./226864 05351 CABLES: THOPATEWT TELEX: FOLGT
Dipi.-ing. W.Weinkauff	FRANKFURT(MA1N)5O FUCHSKOHL 71 , *TEL 011/5148M**

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8000 München! 19. Juni 1970 case K-S(NO)/IS - T 3692

Nippon Oil Company, Ltd. Tokyo / Japan

Verfahren zum gleichmäßigen und engen Inkontaktbringen einer Flüssigkeit und eines teilchenförmigen Feststoffes oder einer Flüssigkeit» eines Gases und eines teilchenförmigen Feststoffes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Inkontaktbringen einer Flüssigkeit und eines teilchenförmigen Feststoffes oder einer Flüssigkeit, eines Gases und eines teilchenförmigen Feststoffes. Insbesondere betriff ρ die Erfindung ein Verfahren zum Inkontaktbringen einer Flüssigkeit und eines teilchenförmigen Feststoffes oder einer Flüssigkeit, eines Gases und eines teilchenförmigen Feststoffes, bei welchem eine Flüssigkeit und ein teilchenförmiger Feststoff oder eine Flüssigkeit, ein Gas und ein teilchenförmiger Feststoff, die mitein-

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Biese Yerfataen d@s lakoataktbringeas besitzen ,jedes für sich vorteilhafte Merkmale und Eigenschaften, sie werfen jedoch, gleicfegeitig die verschiedensten Probleme auf«, So zeichnet sich beispielsweise das festbettverfahren dadurch aus., daß sein® Durchführung einfach ist und die Betriebsbedingungen relativ einfach geändert werden kömaesio Aaderarseits besitzt dieses Verfahren jedoch di© Nachteile,- daß die Teilchen-

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größe des für das Festbett verwendeten Feststoffes in der Regel auf 2 mm oder größer beschränkt ist und daß der Austausch von verbrauchtem oder durch die Kontaktstufe durchgelaufenem teilchenförmigen! Feststoff eine Unterbrechung des Betriebsablaufs erforderlich macht. Weiterhin läßt sich ein derartiges Verfahren im Rahmen einer Katalyse, bei welcher Wärme absorbiert wird oder entsteht, nicht anwenden, da die Temperatur im Inneren des Bettes kaum gleichmäßig gehalten werden kann.

Das mit einem Fließbett arbeitende Verfahren des Inkontaktbringens besitzt den Vorteil, daß sich der Austausch eines Katalysators ohne Unterbrechung der katalytischen Reaktion vornehmen läßt. Andererseits besitzt dieses Verfahren den Nachteil, daß die Vorrichtung für das Fließbett und der richtige Betrieb des Fließbettes kompliziert sind. Ferner ist dieses Verfahren - soweit es die Reaktion angeht - mit denselben Kachteilen wie das geschilderte Festbettverfahren behaftet, da die Reaktion beim Fließbettverfahren im wesentlichen dieselbe ist wie beim Festbettverfahren. Somit gibt es lediglich wenige Fälle, in denen sich dieses Verfahren industriell durchführen läßt.

Neben diesen Verfahren hat ein anderes Verfahren, bei welchem ein teilchenförmiger Feststoff in aufgewirbeltem Zustand verwendet wird, Anwendung gefunden. Die bei diesem Verfahren verwendeten Wirbelschichten lassen sich ganz allgemein in zwei Klassen einteilen. Eine davon ist die sogenannte „dichtphasige" Wirbelschicht.

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Wenn in ein einen teilclienförmigen Feststoff enthaltendes Gefäß an-seiner Unterseite„ vorzugsweise durch einen Verteiler, ein fließendes Medium (eine Flüssigkeit und/oder ein Gas) eingeführt wird, wird ■das teilchenförmige Feststoffbett aus seinem ursprünglichen siPackungszustand¹"¹ expandiert, während die Einzelteilchen in kräftige Bewegung geraten, so daß der gesamte teilchenförmige Feststoff in einen quasi flüssigkeitsähnlichen Zustand gerät» Dies ist die Grundbedingung für die Wirbelschicht. Bei einer Wirbelschicht werden die Menge und di© Geschwindigkeit des am unteren Ende in das Bett eingeführten fließenden Mediums in der Regel nach dem spezifischen Gewicht, der Teilchengröße und der in dem Gefäß befindlichen Teilchenmenge eingestellt, um zu gewährleisten, daß eine Teilchenschicht bzw. ein Teilchenbett aufrecht erhalten werden kann, ohne daß teilchenförmigen Material am oberen Ende aus dem System verlorengeht, indem es durch das fließende medium auf eine die Endgeschwindigkeit übersteigende Geschwindigkeit beschleunigt wird. In diesem Falle existiert daher notwendigerweise eine obere Schicht des Bettes.

Ein typisches Beispiel für eine derartige Wirbelschicht ist das bei der Behandlung von Kohlenwasserstoffen verwendbare, in dem bekanntgemachten japanischen Patent 26105/68 beschriebene „Siedebett¹¹ (boiling bed).

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Da die Wirbelschicht bzw. das leilcheabett, wie geschildert, ein ähnliches Verhalten zeigt wi© eine Flüssigkeit, besitzt die „dichtphasige" Wirbelschicht, den Vorteil, daß sich der Ersatz bzw. Austausch des teilchenförmigen Materials- (Katalysators) relativ einfach bewerkstelligen lassen, daß die an der Oberfläche der Katalysatorteilchen haftenden oder auf dieser abgelagerten Substanzen leicht entfernt werden, daß sich die Katalysatorteilchen bei ihrer Bewegung berühren und daß sich schließlich die Schicht- bzw. Bettemperatur leicht konstant halten läßt. Aus diesem Grunde fand diese Schicht bzw. dieses Bett industrielle Anwendung.

Ein solches unter Verwendung dieser Wirbelschicht bzw. dieses Wirbelbettes arbeitende Verfahren. weist jedoch die Nachteile auf, daß sich der normale Betriebszustand, einschließlich der Trennung von teilchenförmigen! Feststoff und fließendem Medium, extrem schwierig aufrecht erhalten läßt, daß die Betriebssteuerung kompliziert ist und daß schließlich die betriebliche Anpassungsfähigkeit gering.ist.

Bei dem erwähnten „Siedebett¹¹ läßt sich beispielsweise das obere Niveau des Katalysatorbettes bzw. der Katalysatorschicht durch Änderung der dem Reaktionsgefäß zugeführten ölmenge leicht verschieben, so daß die betriebliche Bedienung eine ganz beträchtliche Einschränkung erfährt» Da unregelmäßig große und dichte

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Stromes eines fließfähigen Mediums kräftig rückgefüart wird.

Bei dem Verfahren zum Kracken von Kohlenwasserstoffölen mittels katalytischer Wirbelschichtkrackung handelt es sich um ein typisches Beispiel für Wirbelschicht- bzw. Wirbelbettverfahren. Einige der katalytischen Wirbelschichtkrackverfahren (fluidized catalytic cracking process) gehören zur Kategorie der geschilderten „dichtphasigen" bzw. in dichter Phaee arbeitenden Wirbelschichtverfahren. Ein typisches Beispiel für letztere Verfahrensart, bei welcher man. sich eines zirkulierenden Stromes bedient, ist beispielsweise das in der deutschen Patentschrift 843,842 beschriebene Verfahren, bei welchem ein doppelwandiges Reaktionsgefäß verwendet und ein fließendes oder fließfähiges Medium durch eine Düse ausgestoßen wird, um eine kräftige Zirkulation des Stromes herbeizuführen. Diese eine in verdünnter Phase arbeitende Wirbelschicht verwendenden Verfahren sind deshalb von Vorteil, da Feststoffteilchen extrem kleiner Größe verwendet werden können und sich folglich pro Einheitsmenge des teilchenförmigen Materials eine große Kontaktfläche erreichen läßt. Vorteilhaft ist bei derartigen Verfahren ferner, daß die erschöpften oder verbrauchten Peststoffteilchen ohne Unterbrechung des Betriebs ersetzt werden können und daß die Kontakttemperatur relativ gleichmäßig gehalten werden kann.

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Bei einem derartigen Verfahren ist es jedoch in der Regel extrem schwierig, den teilchenförmigen Festatoff und das fließende bzw«, fließfähige Medium von einander zu trennen ο So ist beispielsv/eise bei dem in der genannten deutschen -Patentschrift geschilderten Verfahren eine eigen® Trennen© vorgesehen» Bei einem derartigen Verfahren ist es in der Begel ferner erforderlich, die Aufschlämmung aus d©m System auszutragen und den teilchenförmigen Feststoff und das fließfähige Medium mittels eines Zyklons oder eines Siebes zu trennen® F©3?si©2? ist es bei dem in verdünnter Phase arbeitenden Wirbelschichtverfahren besonders schwierig, die Konzentration an teilchenförmigen! Feststoff in dem fließfähigen Medium zu erhöhen, so daß sich auch ein über ein bestimmtes AusmaB hinausgehender engerer Eontakt zwischen Flüssigkeit und teilchenförmigen! Peststoff oder Flüssigkeit, Gas nand teilchenförmigem Feststoff nicht erreichen läßt. Folglich läßt sich also ein solches Verfahren nicht wirksam bei katalytischen Oxidationsreaktionen, katalytischen Entschwefelungsreaktionen und dergl., bei welchen man sich einer einzigartigen katalytischen Aktivität an der Oberfläche von teilchenförmigem Material bedient, einsetzen. Ferner ist es bei einem solchen Verfahren erforderlich, das fließfähige Medium mit einer besonders hohen Geschwindigkeit zuzuführen, um eine höhere. · Geschwindigkeit als die Endgeschwindigkeit des teilchenförmigen Feststoffes zu erreichen. Im Falle, daß

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man sich, wie geschildert, einer kräftigen Zirkulation eines fließfähigen oder fließenden Mediums bedient, strömt in dem System eine Aufschlämmung mit hoher Geschwindigkeit, so daß es nicht nur schwierig ist,■ eine Abnutzung und Korrosion der Einzelteile der verwendeten Vorrichtung zu verhindern; es müssen vielmehr sogar mechanische Störungen in der Vorrichtung auftreten. Darüber hinaus neigen die Feststoffteilchen infolge ihrer kräftigen Bewegung zur Abnützung und sum Bruch. Aus diesem Grunde muß der verwendete teilchenförmige Peststoff eine besondere Festigkeit aufweisen«,

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum Inkontaktbringen einer Flüssigkeit-und eines teilchenförmigen Feststoffes oder einer Flüssigkeit, eines Gases und eines teilchenförmigen Feststoffes, welches die den üblichen, bekannten Verfahren anhaftenden Nachteile vermeidet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Ver.~ · fahren zum Inkontaktbringen einer Flüssigkeit und eines teilchenförmigen Feststoffes oder einer Flüssigkeit, eines Gases und eines teilchenförmigen Feststoffes anzugeben, das sich wirksam bei physikalischen .Behandlungsverfahren, beispielsweise zur Absorption, zum Trocknen, zur Adsorption, zur Desorption und zum Reinigen, oder zur· chemischen Behandlung, beispielsweise zur Oxidation, Reduktion, zum Kracken und zur Hydration, insbesondere zum Isomerisieren, Dehydrieren, Polymeri-

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engen Kontakt bringt;

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Flüssigkeit, das Gas und den teilchenförmigen Feststoff durch die Eontaktzone aufsteigen und in eine am oberen Ende der Kontaktzone befindliche überlaufzone, deren Querschnittsflache größer ist als diejenige der Kontaktzone, überfließen läßt; ·

e) den in die überlaufzone überfließenden, teilchenförmigen Feststoff sich unter dem Einfluß der Schwerkraft in einer Fällzone, die sich außerhalb der. Kontaktzone befindet, deren oberes Ende mit der Überlaufzone und deren unteres Ende mit dem unteren Ende der Kontaktzone verbunden ist, absetzen läßt;

f) die am unteren Ende der Fällzone angesammelte, dicke Schicht aus dem teilchenförmigen Feststoff sich unter dem Einfluß der Schwerkraft nach und nach zur Rückführung in das untere Ende der Kontaktzone abwärts bewegen läßt und

g) die in die Überlaufzone überfließende Flüssigkeit oder die überfließende Flüssigkeit und das überfließende Gas praktisch vollständig über die Überlaufzone aus dem System abzieht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Inkontaktbringen bedient man sich in der Kontaktzone grundsätzlich des Verhaltens von aufgewirbelten Teilchen; diese Teilchen befinden sich jedoch immer in einer praktisch aufsteigenden Bewegung.

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Daher bewegt sich der- teilchen!örmige Pest» stoff in der Kontaktsone in Form einer Suspension, in der Flüssigkeit nach oben, wobei im Falle, daß im System Gas enthalten ist» dieses durch den teilchenförmigen Feststoff \ind di© Flüssigkeit nach oben perlt.

In der Kontaktzone besitzen die Feststoffteilchen insgesamt eine nach oben gerichtete Geschwindigkeit, wobei die Geschwindigkeit des fließfähigen oder fließenden Mediums höher oder niedriger sein kann als die Endgeschwindigkeit der Feststoffteilchen. Sine solche Bewegung der Feststoffteilchen unterscheidet sich von der Bewegung der Teilchen in dem sogenannten, aus chemisch-technologischen Gesichtspunkten definierten „dichtphasigen" Wirbelbett. Diese Bewegung unterscheidet sich ferner deutlich von der Bewegung der Teilchen, wie sie in dem bekanntgemachten japanischen Patent 26105/68 beschrieben sind.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß praktisch das gesamte durch die Kontaktaone aufsteigende Kontaktsystem (Flüssigkeit, Gas, teilchenförmiger Feststoff) am oberen Ende dieser Zone überläuft und daß der teilchenförmige Feststoff infolge der Schwerkraft durch die Fällzone gur Rückführung in den unteren Teil der Kontaktzosae absinkt, wobei in der Fällzone praktisch keine Strömung von fließfähigem oder fließendem Medium auftritt _o ' ·

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Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung läßt sich der teilchenförmige Feststoff in vorteilhafter Weise ersetzen, abziehen und nachfüllen, ohne daß der Betrieb unterbrochen zu werden braucht. Das Nachfüllen bzw. Ergänzen und das Abziehen des teilchenförmigen Peststoffes kann in der Kontakt» oder Fällzone bewerkstelligt werden.

Andererseits ist erfindungsgemäß die Querschnitt sflache der Fällzone größer als die Querschnittsfläche der Kontaktzone. Daher nimmt die Lineargeschwindigkeit des fließfähigen Mediums beim Verlassen der Kontaktzone und Eintritt desselben in die überlaufzone scharf ab, während der in der Kontaktsone in aufgewirbeltem Zustand vorliegende teilchenförmige Peststoff aus dem genau eingestellten.Niveau in der Überlaufzone in die Fällzone überfließt. In der Fällzone tritt praktisch keine wesentliche Strömung eines fließfähigen Mediums auf, so daß der teilchenförmige Feststoff in dieser Zone μηΐβΓ dem Einfluß der Schwerkraft absinkt. Dies erleichtert nicht nur die !Trennung von teilchenförmigem Feststoff und fließfäMgem Medium ganz erheblieh, sondern gestattet es auch, das obere Niveau der Kontaktzone konstant einzustellen. Somit läßt sich das Verfahren gemäß der Erfindung nicht nur mit den in den bisher üblichen „dichtphasigen" Wirbelschichten verwendeten Feststoffteilchen sondern auch, mit Feststoffteilchen weit geringerer Teilchengröße durchführen. Es sei noch darauf hingewiesen, daß sich im Hahraen des Verfahrens

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des? Erfindung d©2? teileheaforaig© !feststoff IaSt₅ ΦϊίΘ äög ansäts

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von Schwefel, Stickstoff oder andere zusammengesetzte anorganische oder organische Verbindungen enthaltenden Schwerölen, die korroidierende Substanzen bilden, einsetzen. Darüber hinaus lassen sich in Rahmen des Verfahrens der Erfindung mit dem doppelwandigen Reaktor praktisch sämtliche mit einer Abnutzung oder abtragenden Korrosion der Innenwandoberfläche des Reaktors einhergehenden Schwierigkeiten, die, wie später beschrieben wird, bei der Durchführung üblicher Verfahren auftreten, abmildern«

Bei der Durchführung üblicher Wirbelschichtverfahren ist die Menge eines in ein Katalysegefäß einzuführenden fließfähigen Mediums in Abhängigkeit von der Menge und Art des verwendeten teilchenförmigen Feststoffβ auf einen extrem engen Bereich beschränkt. Erfindungsgemäß läßt sich jedoch die Menge des in das Katalysegefäß einzuführenden fließfähigen Mediums innerhalb weiter Grenzen variieren, da der Kontakt bewerkstelligt wird, indem man vom überlaufverhalten des teilchenförmigen Peststoffs Gebrauch macht. Dies ist nicht nur deshalb von Vorteil, weil sich das Verfahren, beispielsweise bei der katalytischen Umsetzung von Kohlenwasserstoffen, unter optimalen Bedingungen hinsichtlich der Eigenschaften des ölmaterials und der Qualität und Art des gewünschten !Produkts durchführen läßt, da man sowohl die Menge der in das Reaktionsgefäß zugeführten Flüssigkeit als auch die Menge des in das Reaktionsgefäß zugeführten Gases relativ'frei variieren kannj

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sondern auch deshalb,, weil ein glatter und befriedigender Reaktionsablauf selbst'"beim Auftreten einer zufälligen Änderung der Heaktionsbedingungen gewährleistet ist. Dies ist insbesondere bei kataly ti sehen. Umsetzungen zweckmäßig, bei welchen ©s erforderlich ist, die Betriebsbedingungen innerhalb weiter Grenzen zu variieren.

In der Kegel 1st das Ausmaß an Rück- oder Gegenmischung■(reverse mixture) beim üblichen Wirbelschichtverfahren größer als beim Festbettverfahren. Ferner ist bei relativ niedriger Reaktionsgeschwindigkeit unter entsprechenden Bedingungen die Reaktionsfähigkeit beim ersteren Verfahren niedriger als im Falle des letzteren Verfahrens· Schließlieh bildet sich beim Wirbelschichtverfahren bei relativ niedriger Reaktionsgeschwindigkeit eine größere Menge an Nebenprodukten.

Bei der Durchführung des Yerfahrens der Erfindung kommt jedoch die Strömung des Kontaktsystems einer Kolbenströmung nahe, da sich in der Kontakten® „ in welcher praktisch der Kontakt der einzelnen Bestandteile stattfindet, eine Flüssigkeit und ein teilchen» formiger Feststoff oder eine Flüssigkeit, ein Gas und ein teil ehe nfönaiger Feststoff aufwärts bewegen=, Auf diese Weise läßt sich eine höhere !©aktionsfähigkeit erreichen ale im Falle des üblichen Wirbelschichtverfahrens .

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Im Rahmen des Verfahrens der Erfindung "bewegt sich der teilchenförmige Feststoff unter kräftiger Bewegung aufwärts, so daß weder eine ungleichmäßige Temperatur noch ein beträchtlicher Druckabfall, wie dies beim Festbettverfahren der Fall ist, auftreten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1-4 schematische Darstellungen verschiedener Arten von zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendbaren Vorrichtungenj

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Abmessungen verschiedener (Peile einer zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendeten Vorrichtung; und

Fig. 6 eine graphische Darstellung, aus welcher sich die Beziehung zwischen der Menge an zirkulierendem teilchenförmigen Feststoff und der-Geschwindigkeit des fließfähigen Mediums ergibt.

Das in Fig. 1 dargestellte, doppelwandig© Kontaktgefäß besteht aus einem zylindrischen Außenrohr und einem im Inneren des Außenrohres 1 angeordneten zylindrischen Innenrohr 2« Nachdem das Seaktionsgefäß zunächst mit einem teilchenförmigen Feststoff beschickt

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worden ist,, wird dmreii ©ine Leitung 3 is ^as Heaktions* gefäß an eia©r Stelle unterhalb d@s laaea ¥orsngs?/ais@ dureh ©ia@a Verteil®^ 4„ ©ia© öder eia© Flüssigkeit und @ia Gas ©iag©f ütet, Hierbei ist es ¥Oiä wesentliches¹ B©d©nttimg₉ daß das spezifisch© Gewiekt des t@il©M©nf©3?iaig©a Feststoff®© g£>©J sugsweise aiadasteias i_tö5 ebX gsöß©^ ist. al© fische G®wi©ht des Plüssig-^ito Bi© bms de® i laigeii Feststoff "b®st@b.<i)ad@ B@s©ki©lsöag d@s "Ei gefäße s wird du^elb, das as vMt®£®& Ead@ d@s Hü gefäßes ©iagefiüas't© fli@Bfälig® ©d©!¹ fli@ß©add (d.h., die Flüssigkeit Bad dai.©ae) E©lativ zu

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Festetoffes und nach der jeweiligen Ausbildung der unteren Enden der Innen* und Außenrohre in dieser Zone eine Geschwindigkeit von 0,3 hie 50 ca/eec erreicht wird, einzuführen.

Die flüssigkeit und der teilchenförmige Feststoff oder die Flüssigkeit, das Gas und der teilchenförmige Feststoff steigen durch die Eontaktzone 5 nach oben und fließen Über das obere Ende 6 des Xnnenrohres in einen als tiberlauf zone bezeichneten Raum ?. Der überfließende oder -laufende, teilchenförmige Feststoff fällt sofort unter dem Einfluß seines Gewichts durch den zwischen dem Außenrohr 1 und dem Innenrohr 2 befindlichen und als Fällzone bezeichneten ringförmigen Baum 8 (abwärts). Andererseits werden das überströmende Gas und die überfließende Flüssigkeit durch Leitungen und 10 aus dem System ausgetragen. Bas Gas und die Flüssigkeit können aus dem Beaktionsgefäß durch denselben Stutzen abgezogen werden.

JDer unter dem Einfluß der Schwerkraft durch den ringförmigen Baum bzw» die Fäll zone 8 nach unten sinkende teilchenförmige Festetoff setzt sich im unteren Teil der Fällzone ab und bildet im Bereich 11 eine „dicht¹¹ oder „dick¹¹ angehäufte Schicht. Uer Ausdruck „dicht" oder „dick¹¹ angehäufte Schicht bezieht sich auf einen Zustand, der demjenigen entspricht, bei welchem eine Schicht abgesetzter Feststoffteilchen in einer stationären Flüssigkeit an der untersten Stelle wegge-

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nommen wird, wobei die Feststoffteilchen kontinuierlich unter dem Einfluß ihres Gewichts in dieser Flüssigkeit " absetzen gelassen werden und sich folglich die Schicht der Feststoffteilchen schrittweise nach unten bewegt.

Es ist eines der charakteristischen Merkmale der Erfindung, daß der untere Teil bzw. das untere Ende der Fällzone 8 mit dem unteren feil bzw. dem unteren Ende der Kontaktzone 5 verbunden ist. Wie sich aus Fig. ergibt, steht das untere Ende des Innenrohrs 2 mit dem unteren Ende des zwischen dem Innenrohr 2 und,dem Außenrohr 1 befindlichen ringförmigen Raumes bzw. der Fällzone 8 über einen Spalt 12 in Verbindung„

Der sich am unteren Ende der Fällzone 8 absetzende teilchenförmige Feststoff bewegt sich nach und nach kontinuierlich durch den Spalt 12 in den unteren Teil des Innenrohres 2. Unter stabilen Betriebsbedingungen entspricht die aus der Überlaufzone 7 überfließende und durch die Fällzone 8 fallende Menge an teilchenförmigem Feststoff der Menge des sich durch den Spalt 12 in die Kontaktzone 5 bewegenden teilchenförmigen Feststoffes. Auf diese Weise wird der Normalzustand aufrecht erhalten.

Unter derartigen Bedingungen tritt im Vergleich zur Kontaktzone in der Fällzone keine nennenswerte Strö-' mung auf. Die am unteren Ende in das Reaktionsgefäß eingeführte Flüssigkeit oder die zugeführte Flüssigkeit und

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das zugeführte Gas treten durch die Kontaktzone hindurch, ohne daß sie jedoch durch die Fällzone geleitet werden. Deshalb ist es nicht erforderlich, die Flüssigkeit oder die Flüssigkeit und das Gas in die Kontaktzone zu führen. Das in Fig. 1 dargestellte Verfahren und die später anhand der Fig. 2 und 3 geschilderten Verfahren reichen aus.

Im Rahmen des Verfahrens der Erfindung kann der teilchenförmige Feststoff ergänzt oder abgezogen werden, während das Inkontaktbringen ohne Unterbrechung fortgesetzt wird. Weiterhin läßt sich der teilchenförmige Feststoff an jeder beliebigen Stelle, vorzugsweise jedoch in der Überlaufzone ergänzen oder nachfüllen. In der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird der teilchenförmige Feststoff durch eine Leitung 15 ia der Überlaufzone 7 entweder als solcher oder in Form einer Dispersion in der Flüssigkeit ergänzt. Der teilchenförmige Feststoff läßt sich in der Kontaktzone oder in der Fällzone aus dem System abziehen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird der teilchenförmige Feststoff aus der Kontaktzone durch eine Leitung abgezogen.

In der Regel ist es in den meisten Fällen schwierig, die Form der einzelnen Feststoffteilchen, die bei einem Verfahren eingesetzt werden sollen, ' bei welchem sie in aufgewirbeltem Zustand mit einer Flüssigkeit oder einer Flüssigkeit und einem Gas in

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Kontakt gebracht werden, einheitlich auszubilden bzw. zu gestalten. Wenn beispielsweise äes teilehenförmige Feststoff aus einem Katalysator besteht, sind der Durchmesser und die Länge des teilchenförmigen Feststoffes innerhalb weiter Grenzen sehr verschieden, und zwar gleichgültig, ob es sich bei den Teilchen um einen stranggepreßten Katalysator oder einen in den meisten Fällen vorteilhaften kugelförmigen Katalysator handelt. Wenn sich ein teilchenförmiger Feststoff in eine® fließenden Medium befindet, dessen Geschwindigkeit höher ist als die Endgeschwindigkeit des Teilchens, so wird das Teilchen in der Hegel von dem fließenden Medium mitgerissen* Bei dem üblichen „dichtphasigen" Wirbelschichtverfahren kommt es - wem die Größe und das spezifische Gewicht der Feststoffteilchen nicht einheitlich sind - dazu, daß die relativ kleinen Teilchen von dem mit einer zum Aufwirbeln der relativ großen Teilchen auereichenden Geschwindigkeit eingeführten fließenden Medium mitgerissen werden. Andererseits hat sich bei Verwendung relativ kleiner Feststoffteilchen die Trennung des fließfähigen oder fließenden Mediums und dea teilchenförmigen Feststoffes als schwierig erwiesen, und zwar auch bevor das fließfähige Medium eine der Endgeschwindigkeit des Teilchens entsprechende Geschwindigkeit angenommen hat. Folglich hat es sich bei den üblichen Verwirbelungsverfahren als schwierig erwiesen, eine Masse solcher Feststoffteilchen, die in ihrer Form und in ihren physikalischen Eigenschaften

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etark schwanken, zu verwenden und das fließfähige Medium und den teilchenförmigen Feststoff im Reaktionsgefäß zu trennen. Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Verwendung eines teilchenförmigen Feststoffes stark unterschiedlicher Größe und stark unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften, indem sie die Trennung des teilchenförmigen Feststoffes erleichtert.

Bei den üblichen, in verdünnter Phase arbeitenden Wirbelschichtverfahren hat es sich andererseits als notwendig erwiesen, den verwendeten teilchenförmigen Feststoff außerhalb des Reaktionsgefäßes abzutrennen und den abgetrennten teilchenförmigen Feststoff zu transportieren. Ein solches Vorgehen ist jedoch sowohl aus technologischen als auch wirtschaftlichen Gesichtepunkten unzweckmäßig. Ferner ist bei den üblichen „dichtphasigen" Wirbelschichtverfahren, wie sie in dem bekanntgemachten japanischen Patent 26105/68 geschildert sind, die Geschwindigkeit einer in das Reaktionsgefäß eingeführten Flüssigkeit oder einer zugeführten Flüssigkeit und eines zugeführten Gases auf einen besonders engen Bereich beschränkt, wobei einerseits eine Durchwirbelung des teilchenförmigen Feststoffes erreicht werden und andererseits ein Austreten des teilchenförmigen Feststoffes aus dem Reaktionsgefäß verhindert werden muß. Im Rahmen des Verfahrens der Erfindung ist es möglich, durch geeignete Wahl des Durchmessers d der Kontaktzone 5 und des Durchmessers D der überlaufzone 7 die Geschwindigkeit der Flüssigkeit oder der Flüssigkeit und des Gases innerhalb

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weiterer Grenzen als dies bei den üblichen Verfahren möglich ist, zu variieren und trotsdera den teilchenförmigen Festetoff aufzuwirbeln und denselben innerhalb des Reaktionsgefäßes abzutrennen.

Wie bereits ausgeführt, wird zur Durchführung des Verfahrene der.Erfindung das in Fig. 1 dargestellte doppelwandige Reaktionsgefäß verwendet. Die Verwendung eines doppelwandigen Heaktionsgefäßes löst das den üblichen Verfahren eigene Problem einer Abnutzung oder abtragenden Korrosion der Innenwandoberfläche des Reaktionsgefäßeβ. Insbesondere bei der Durchführung üblicher Verfahren unter Aufwirbelung eines teilchenförmigen Feststoffes gelangt die Innenwand des Reaktionsgefäßes mit dem aufgewirbelten, teilchenförmigen Feststoff in Kontakt. Deshalb muß also in Erwägung gezogen werden, daß die Innenwandoberfläche des Reaktionsgefäßes einer Abnutzung unterliegt. Wenn darüber hinaus im Reaktionsgefäß noch eine korroidierende Substanz enthalten ist, muß neben der Abnutzung auch noch eine abtragende Korrosion in die Überlegungen bei der Auswahl des Materials für die Innenwand des Reaktionsgefäßes mit einbezogen werden. Schließlich muß auch noch die Druckbeständigkeit des Reaktionsgefäßes in Betracht gezogen werden, wenn das Verfahren unter hohen Drucken durchgeführt wird. Im Rahmen des Verfahrens der Erfindung spielt Jedoch lediglich die Innenwandoberfläche im Hinblick auf eine Abnutzung und eine abtragende Korrosion eine Rolle. Da das Innenrohr eine derart

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einfache Bauweise aufweist, ist es nicht erforderlich, daß es selbst unter hohem Druck druckbeständig ist. Aufgrund seiner einfachen Bauweise läßt es sich auch besonders leicht ersetzen. Im Hinblick auf eine etwaige Abnutzung und abtragende Korrosion der Innenwandoberseite des Außenrohres sind keine Erwägungen erforderlich.

Bei den üblichen Reaktionsgefäßen hat es sich als notwendig erwiesen, innerhalb des Reaktionsgefäßes verschiedene Einrichtungen vorzusehen oder über der Reaktionszone einen besonders großen Raum zu schaffen, um eine Abtrennung des teilchenförmigen Feststoffes herbeiführen zu können· Da im Rahmen des Verfahrens der Erfindung der aus der Kontaktzone überfließende teilchenförmige Feststoff vom oberen Ende des Innenrohres längs der Außenwand desselben ohne nochmalige Aufwärtsbewegung nach unten sinkt, läßt sich der zum Abtrennen des teilchenförmigen Feststoffes erforderliche Raum relativ zum Volumen des Reaktionsgefäßes besonders klein halten.

In den Fig. 2 und 3 sind Kontaktgefäße anderer Bauweise als der des Gefäßes von Fig. 1 dargestellt. Das in Fig. 2 gezeigte Kontaktgefäß besitzt anders als das in Fig. 1 dargestellte Kontaktgefäß kein Innenrohr. Statt dessen ist zur Begrenzung der Fällzone für den teilchenförmigen Feststoff eine Röhre vorgesehen. Das eigentliche Kontaktgefäß besteht aus einem zylindrischen Rohr Ή, von dessen oberem Ende die Röhre 2* ausgeht. Xat'Betriebe*

zustand wird ein teilchenförmiger Feststoff in das Rohr 1' und/oder die Röhre 2* eingebracht,, worauf in das Rohr 1· über eine Leitung 3\ vorzugbweise durch einen Verteiler 4· eine Flüssigkeit oder eine Flüssigkeit und ein Gas eingeführt werden. Die Teilchen führen im wesentlichen, wie auch in der Vorrichtung gemäß Fig. 1, eine nach oben gerichtete kräftige Bewegung aus. Der Kontakt erfolgt im wesentlichen im Inneren, d.h. in der Kontaktzone 5' des Rohres 1¹. Di© Flüssigkeit und der teilchenförmige Feststoff oder dig Flüssigkeit, das Gas und der teilchenförmige Feststoff steigen durch die Kontaktzone 5' nach oben und fließen aus dem oberen Teil 6* des Rohres 1' in einen darüber befindlichen Raum, d.h» in eine Überlaufsone ?·. Der überfließende teilchenförmige Feststoff sinkt sofort unter dem Einfluß seines Gewichts durch das Innere, d.h. die Fällzone 8' der Röhre 2¹ nach unten. Andererseits werden das überströmende Gas und die überfließende Flüssigkeit durch Leitungen 9* und 10' aus dem System ausgebracht.

Der unter dem Einfluß der Schwerkraft durch die Fällzone 8* fallende teilchenförmige Feststoff setzt '■ sich im unteren Teil der Fällzone unter Ausbildung einer „dick" angehäuften Schicht im Bereich 11» ab. Das untere Ende der Röhre 2' steht mit dem unteren Ende des Rohres 1¹ über einen Spalt 12* in Verbindung, so daß sich der teilchenförmige Feststoff kontinuierlich durch den Spalt 12* in den unteren Teil des Rohres 1* bewegen kann. In stabilem Betriebszustand entspricht

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die Menge des aus der Überlaufzone 7* in die Fällzone β¹ überfließenden teilchenförmigen Reaktors der Menge des sich durch den Spalt 12· in die Eontaktzone bewegenden teilchenförmigen Feststoffee. Auf diese Weise wird der normale Betriebszustand aufrecht erhalten· Der teilchenförmige Feststoff wird durch eine Leitung 13* ergänzt und durch eine Leitung 11·· abgezogen. Das in Fig. 2 dargestellte Reaktionsgefäß läßt sich in vorteilhafter Weise bei Kontaktverfahren, die von einer Wärmebildung oder -absorption begleitet sind, einsetzen, da die Wärmezufuhr oder-absorption leicht außerhalb des Rohres und/oder der Röhre 2* erfolgen können. Obwohl das in Fig. 2 dargestellte Reaktionsgefäß lediglich eine zur Fällung dienende Rohre 2* aufweist, kann es jedoch auch zwei oder mehrere entsprechende Röhren aufweisen.

In Fig. 3 ist eine andere Art eines Kontaktgefäßes dargestellt. Dieses Kontaktgefäß ist dreiwandig, um einen ringförmigen Raum, der hauptsächlich der Zufuhr eine8 Heizmediums dient, zu begrenzen. In Fig. 4 ist ein Querschnitt längs der Linie a-a¹ gemäß Fig. 3 wiedergegeben.

Bas in den Fig. 3 und 4 dargestellte Reaktionen· gefäß besteht aus einem Außenrohr 1"' und Innenrohren 2 a" und 2 b^H. Sie Innenrohre 2 a" und 2 bⁿ schließen einen ringförmigen Raum ein, der nicht mit dem Inneren

des Kontaktsystems in Verbindung steht. Durch den ringförmigen Raum wird ein geeignetes Heizmedium geleitet,,

■ -- j

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um die gewünschte Kontakttemperatur aufrecht zu erhalten. Im Betriebszustand wird das Reaktionsgefäß mit einem teilchenförmigen Feststoff beschickt und über eine Leitung 3^M durch einen Verteiler V-ein fließfähiges Medium (Flüssigkeit, Gas) zugeführt« Der teilchenförmige · Feststoff gerät in kräftig® Bewegung und bewegt eich durch den Kaum bsw. die Kontakteone 5" im Inneren des Rohres nach oben. In diesem Baum bzw« in der Eontaktzone 5" findet ein erheblicher Kontakt statt. Das durch den Raum bzw. die Kontaktzone 5" aufsteigende Gemisch aus Flüssigkeit und teilchenförmigen Feststoff oder aus Flüssigkeit, Gas und teilchenförmigen! Feststoff fließen vom oberen .Ende 6" der Kontaktzone 5" in einen darüber befindlichen Raum bzw. eine darüber befindliche Überlaufzon© 7". Der überfließende teilchenförmige Feststoff sinkt unter dem Einfluß seines Gewichts sofort durch einen ringförmigen Raum bzw. eine Fällzone 8" nach unten. Andererseits verlassen die überfließende Flüssigkeit und das überströmende Gas das System durch eine Leitung 9".

Der aufgrund der Schwerkraft durch die Fällzone 8" (nach unten) gefallene teilchenförmige Feststoff setzt sich im unteren Teil dieser Zone ab und bildet dort im Bereich 11" eine «dick" angehäufte Schicht.

Der untere Teil der Fällzone steht mit dem unteren Teil der Kontaktζone 5" über einen Spalt 12"

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- 29— -". ;

in Verbindung, so daß sich der teilchenförmige Peststoff durch den Spalt 12" kontinuierlich in den unteren Teil der Kontaktzone 5" bewegt· Eine Leitung 13" ist zum Ergänzen von teilchenförmigem Feststoff vorgesehen, während eine Leitung 14" zum Abziehen desselben dient.

In den ringförmigen Raum zwischen den Wänden 2 a" und 2 b" wird über eine Leitung 15 ein Heizmedium zugeführt. Dieses Heizmedium verläßt den ringförmigen . Raum wieder über eine Leitung 16, so daß die Kontakt- " zone unter den jeweils gewünschten Temperaturbedingungen gehalten werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Inkontaktbringen läßt sich wirksam bei physikalischen Behandlungsverfahren, wie beispielsweise zur Absorption, beim Trocknen, zur Adsorption, zur Desorption und zum Waschen einsetzen. Erfindungsgemäß verwendbare Feststoffteilchen sind beispielsweise Diatomeenerde, Bauxit, natürlicher oder synthetischer Zeolit, pulverisierte Erze verschiedener Metalle, Silicagel, Aluminiumoxidgel, verschiedene Pigmente, Glasperlen, Borax und Mineralien. Im Rahmen des Verfahrens können die verschiedensten Lösungsmittel als Flüssigkeiten verwendet werden, so beispielsweise wässrige Lösungen verschiedener Verbindungen, Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ketone und dergl. Verwendbare Gase sind Luft, Stickstoff, niedrige Kohlenwasserstoffe, Wasserstoff, Ammoniakgas, Wasserdampf, Kohlenmonoxid,. Schwefelwasserstoff, gasförmige Schwefelsäure und gas-

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föraige Verbindungen. Biese Feststoffteilchen» Flüssigkeiten und Gase werden j© nach dem angestrebten Ergebnis selektiv ausgewählt.

Das erfitidungsgezsäße Verfahren zum Inkontaktbringen läßt sich auch auf verschiedene chemische Behandlungsverfahren, wie Oxidation, Reduktion, Hydratation, Krackung und dergl» übertragen. In diesen Fällen wird der teilchenförmige Feststoff normalerweise als Katalysator verwendet, wobei seine Oberfläche als Kontakteliehe dient. Der teilchenförmige Feststoff läßt sich jedoch auch in solchen Fällen wirksam einsetzen, in welchen er diese Reaktionen per se herbeiführt. Bas Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich insbesondere in vorteilhafter Weise zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, beispielsweise beim Isomerisleren, Entwässern, Polymerisieren, Reformieren, Alkylieren, bei der Hydrogenolyse, bei einer Wasserstoffzugabe (Reduktion), bei einer hydrierenden Entschwefelung und dergl. einsetzen.

In diesen Fällen wird der teilchenförmige Feststoff als Katalysator verwendet. In der Regel handelt es sich 'hierbei um Feststoffteilchen vom Aluminiumoxid - l*yp vom Siliziumdioxid/Alixminiumoxid - Typ oder um eine andere kristalline oder nicht-kristalline poröse Substanz, die entweder per. se als Katalysator verwendet wird oder als Träger für ein darauf haftendes aktives Metall dient.

Sie Eigenschaften und die Form von im Rahmen des Verfahrens der Erfindung verwendbaren teilchenförmigen Feststoffen sind Innerhalb weiter Grenzen variabel. Das spezifische Gewicht des teilchenförmigen Feststoffe muß jedoch größer, vorzugsweise mindestens 1,05 &*1 größer sein als das der verwendeten Flüssigkeit. Die Festetoff teilchen können kugelförmige, zylindrische oder eine andere Fora aufweisen. Die Hauptteilchengröße des teilchenförmigen Feststoffs liegt vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 10 mm. Besonders bevorzugt werden Feststoffteilchen alt einer Teilchengröße von 0,3 mm bis 2 ma verwendet. Bei dem erfindungsgemäßen Eontaktverfahren gestaltet sich die Trennung von teilchenförmigen Feststoff und Flüssigkeit einfach, da der teilchenförmige Feststoff (einfach) überlaufen gelassen wird. Daher ermöglicht das Verfahren gemäß der Erfindung die Verwendung von Feststoffteilchen derart geringer Teilchengröße, daß ihre Abtrennung von der Flüssigkeit bei den bisher bekannten und üblichen Verfahren beträchtliche Schwierigkeiten verursachte und besonders kompliziert war. Bei einem Verfahren zum Inkontaktbringen einer Flüssigkeit und eines teilchenförmigen Feststoffes oder einer Flüssigkeit, eines Gases und eines teilchenförmigen Feststoffes wird in der Eegel vorzugsweise ein teilchenförmiger Feststoff verwendet, dessen Oberflächengebiet pro Gewichtseinheit groß ist, um einen engen Kontakt zu gewährleisten. Da sich diese Forderung erfindungagemäß erfüllen läßt, 1st das Ver-

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fahren gemäß der Erfindung von großem industriellen Wert.

Um das Verfahren gemäß der Erfindung wirksam durchführen zu können, soll die Geschwindigkeit einer in das Kontaktgefäß eingeführten und durch die Kontaktzone aufsteigenden Flüssigkeit bzw. einer zugeführten Flüssigkeit und eines zugeführten Gases in der Regel 0,1 bis 100 cm/sec, vorzugsweise 0,3 bis 5Q, cm/sec betragen.

Die Geschwindigkeit läßt sich bei kontinuierlicher Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung innerhalb bestimmter Grenzen variieren. Biese Grenzen hängen vom spezifischen Gewicht, der Menge und der Hauptteilchengröße des verwendeten teilchenförmigen Feststoffes, dem spezifischen Gewicht und der Viskosität der Flüssigkeit und der Form des Gefäßes, insbesondere der Größe des die Fällzone und die Kontaktzone mit einander verbindenden Spalts 12 (12·, 12") ab.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es ferner möglich, Temperatur und Druck in weiten Grenzen zu variieren. Ferner ist es möglich, zwei oder mehrere mit einander parallel oder in Reihe geschaltete Reaktionsgefäße zu verwenden.

Im Hinblick auf die im Rahmen des Verfahrens. gemäß der Erfindung angestrebten und zweckmäßigsten Betriebsbedingungen bilden die Form und die physikalischen

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Eigenschaften des teilchenförmigen Feststoffes, die physikalischen Eigenschaften und die Geschwindigkeit der Flüssigkeit und die Form des Reaktionsgefäßes die beeinflussenden Faktoren. Diese Faktoren stehen in wechselseitiger Beziehung zu einander und lassen sich nicht allgemein definieren. Die Wechselbeziehung ergibt sich jedoch aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit dem in Fig. 1 dargestellten BeaktionsgefäB.

Wenn - unter Bezugnahme auf Fig. 5 Lineargeschwindigkeit des fließfähigen Mediums im Inneren (d.h. in der Kontaktzone) des Innenrohres ν (cm/sec) ist und zur Aufwirbelung des teilchenförmigen Feststoffs in der Kontaktzone ausreicht, muß die Geschwindigkeit ν größer sein als die Geschwindigkeit bei Strömungsbeginn ν - (cm/sec), die von den physikalischen Eigenschaften des fließfähigen Mediums und der Form und den physikalischen Eigenschaften des teilchen förmigen Feststoffs bestimmt wird.

Der teilchenförmige Feststoff wird aufgewirbelt, und das teilchenförmige Feststoffbett dehnt sich aus, wenn die GleichungCO erfüllt ist. Der Ausdehnungs koeffizient läßt sich wie folgt j

-η - M.

J Lo definieren. In der Gleichung bedeutet Lo die Höhe des

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teilchenförmigen Feststoffbettes in stationärem Zustand und Lf die Höhe des teilchenförmigen Feststoffbettes bzw. der teilchenförmigen Feststoffschicht in aufgewirbeltem Zustand. Im Falle des dargestellten Reaktionsgefäßes ist der Ausdehnungskoeffizient eine Funktion der Lineargeschwindigkeit ν des fließfähigen Mediums im Innenrohr. Gleichzeitig ist der Ausdehnungskoeffizient in Abhängigkeit von den physikalischen Eigenschaften und der Form der Feststoffteilchen, der Bauweise (dem Innenrohrdurehmesser zum Innendurchmesser des Reaktionsgefäßes D/d, der Höhe des Innenrohres, dem Gradienten des abgeschrägten unteren Teils des Reaktionsgefäßes, dem Zwischenraum zwischen dem unteren Ende des Innenrohres und dem abgeschrägten unteren Teil des Reaktionsgefäßes und dergl.) sowie der Oberflächenglätte des Reaktionsgefäßes sowie von den physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit variabel. Wenn das fließfähige Medium aus einem Fliissigkeits-/Gas-Gemisch besteht, ist es die Flüssigkeit, die einen beträchtlichen Einfluß auf das Fließen bzw. die Strömung des teilchenförmigen Feststoffes ausübt. Aus diesem Grunde kann die Lineargeschwindigkeit der Flüssigkeit als Lineargeschwindigkeit des fließfähigen Mediums angesehen werden.

Bei dem erläuterten Reaktionsgefäß wird der teilchenförmige Feststoff aus d@m Xnneiisohr (Kontakt-' zone) durch das Außenrohr (Fäll&©a©) Xn das-

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zurückzirkuliert. Die Menge des zirkulierenden teilchenförmigen Feststoffee ist, ähnlich wie es bei dem Auedehnungskoeffizienten der Fall ist, in Abhängigkeit von den physikalischen Eigenschaften und der Form des teilchenförmigen Feststoffes, der Bauweise des Reaktionsgefäßee (dem Wert D/d und den Dimensionen der Indizes d, h, ö, b und do in Fig. 5), der Glätte der Innenwandoberfläche des Reaktionsgefäßes und dergl. variabel. In der Regel nimmt jedoch die zirkulierende Menge G, -wie sich aus Fig. 6 ergibt, mit zunehmender Lineargeschwindigkeit (ebenfalls) zu. Venn die anderen Faktoren vorgegeben sind, läßt sich die zirkulierende Menge durch die Gleichung:·

G- f(V) (cm³/eec) (2)

wiedergeben. Folglich folgt die Bewegungegeschwindigkeit u¹ der Feststoffteilchen in dem ringförmigen Raum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr (Fällzone) der Gleichung:

u¹ - G/So (cm/sec) (3)

in welcher So die Querschnittsfläche (cm²) dieses ringförmigen Raumes bedeutet.

Andererseits wird die Geschwindigkeit u (cm/sec) des unter dem Einfluß seines Gewichts durch die Flüssigkeit fallenden teilchenförmigen Feststoffes

'* 009883/2098

* 1 ■ I .

durch die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit und die Form und die physikalischen Eigenschaften des teilchenförmigen Feststoffes bestimmt. Diese Bestimmung erfolgt in der Hegel nach der Stok*sehen Gleichung«

Wenn u¹ größer ist als S, bildet der teilchenförmige Feststoff im Außenrohr keine stationäre Schicht, sondern bewegt sich durch das Rohr abwärts. Im Falle, daß u¹ kleiner ist als u, bildet der teilchenförmige Feststoff eine stationäre Schicht und bewegt sich in diesem Zustand abwärts. Unter der Annahme, daß die Flüssigkeitsgeschwindigkeit konstant ist, d.h. daß der Ausdehnungskoeffizient des Teilchenbettes im Innenrohr konstant ist, ergibt sich die zirkulierende Menge an teilchenförmigen! Feststoff aus der Summe von gegen den teilchenförmigen Feststoff in dem ringförmigen Raum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr gerichtetem Widerstand und von gegen den sich aus dem ringförmigen Raum in das Innenrohr bewegenden teilchenförmigen Feststoff gerichtetem Widerstand. Somit wird es also selbstverständlich, daß die Weite und die Querschnittsfläche dee ringförmigen Raumes, die Form des unteren Teils (hauptsächlich der Verjüngung) des Außenrohres und des Spalts b zwischen dem unteren Ende des Innenrohres und dem abgeschrägten unteren Teil des Außenrohres wesentliche Faktoren darstellen. Ob jedoch in dem ringförmigen Raum des Reaktionsgefäßes eine nennenswerte, abwärts gerichtete zirkulierende Flüssigkeitsströmung auftritt oder nicht, hängt auch noch von dem

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gegen das aus dem Reaktionsgefäß abgezogenen fließfähigen Medium gerichteten Widerstand ab. Wenn man nämlich d$e Widerstände des AuslaufStutzens und der Leitung genügend klein hält, läßt sich das Auftreten einer zirkulierenden Plüssigkeitsstromung,unabhängig vom Zustand des teilchenförmigen Feststoffes,im Außenrohr verhindern. Es hat sich gezeigt, daß der gegen die Flüssigkeit gerichtete Zirkulationswiderstand groß wird und eine nennenswerte zirkulierende Flüssigkeitsströmung nicht auftritt, wenn sich im Außenrohr eine stationäre Teilchenschicht ausgebildet hat.

Die wesentlichste Eigenschaft des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß sich der teilchenförmige Feststoff vom fließfähigen Medium innerhalb des Reaktionsgefäßes trennt. Wenn die Lineargeschwindigkeit der Flüssigkeit im Innenrohr ν ist, ist die Lineargeschwindigkeit V der Flüssigkeit nach dem Durchtritt durch das Innenrohr

ν (§)² (4)

Daher kann die Lineargeschwindigkeit ν der Flüssigkeit im Innenrohr niedriger oder höher sein als die Endgeschwindigkeit v_te der Feststoffteilchen; die Geschwindigkeit V der Flüssigkeit bei D im Reaktionsgefäß ist vorzugsweise nicht größer als die Geschwindigkeit zu Beginn des Fließens bzw. der

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Strömung der Feststoffteilchen.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung muß die Flüssigkeitsgeschwindigkeit nach dem Durchtritt durch das Innenrohr lediglich im Hinblick auf die Abtrennung des teilchenförmigen Feststoffes in Betracht gezogen werden. Hierbei wird die Abtrennung eines Katalysators erleichtert, wenn nan den Wert für D größer macht als den Wert für d.

Es folgt nun eine Diskussion der verschiedenen Zustände, welche die Feststoffteilchen bei einer Änderung von ν einmelaaen»

1) Im Falle, daß ν «s^v^, bleibt der teilchenföraig® Feststoff stationär und bewegt sich nicht. Die Höhe des teilchenförmigen Feststoffbettes entspricht in diesem Falle E*.

2) Im Falle, daß v_t@ § ν £ v^ ιιηάη - -^-,

bewegt sich zwar der teilchenförmige Fest-

stoff« wobei jedoch das obere Niveau des Teilchenbettes im Xnnenrohr verbleibt«, Hierbei findet kein Überfließen von teilchenförmigen* Feststoff Had folglich auch keine Zirkulation der Teilchen statt.(&..&« der

in

einem Zustand, in welchem er sich nicht aufwärts bewegt). Der Zustand der Feststoffteilchen im Innenrohr entspricht in diesem Falle dem in dem bekannt gemacht en japanischen Patent 26015/68 geschilderten Zustand.

3) Im Falle, daß v_t > ν i v^ und ^ >-^-

bewegt sich der teilchenförmige Feststoff, wobei das obere Niveau des Teilchenbettes nicht mehr la Inneren des Innenrohres liegt. Folglich befindet sich das obere Niveau des Teilchenbettee am oberen Ende des Innenrohres, und zwar ungeachtet des Wertes von v. Sine der Menge der überfließenden Teilchen entsprechende Teilchenmenge fällt in das Außenrohr und bewegt sich im Inuenrohr.

■4) Im Falle, daß ν · ν^_β und V<^ v^, werden die im Innenrohr befindlichen Feststoffteilchen mit der Flüssigkeitsströmung mitgerissen; sie^trennen sich jedoch von der Flüssigkeit nach dem Durchtritt durch das Innenrohr und fallen in das Außenrohr, In den Fällen 3) und 4) oben bildet sich - wenn die Menge an zirkulierenden Feststoffteilchen a) u¹ « u -

im Außenrohr eine stationäre Teilchenschicht, wobei sich die Teilchen in diesem Zustand

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203039:

rote® - _■■

Im IaIIe₈ daß ν > v_te wad v_te> V α

rote von der Flüssigkeit mitg©ri©S!§n₉ wobei daß ©bere livsaia des tsllelieafosmigea fastgtoffbette®j eatepraelasad dea W^rt ?_s über ö©s ofedreii lad© d@s
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b@fladet₉ d_oh₀ t?@aa

g li©g@a₉ di©s ist aielat s© amsgep^lgt wie ia des Fill©a 4) 5) ©^το®η_Ώ s© daß sieh di© ®©ileh@a aie&t gstäsäig abs©k©M@a_o l/@aa

liegt das ©bor® Hiveau d@s T®±Xchenbett®s sieht me&r im Reaktiöasgsfäßo Ia dieses Fall® ist ä±e Sremmsg ¥©n teilchenförmigem Pest·= stoff iia Heaktioasgefäß schwierig, so daß 2-im !"btrenaen des teilchenfcxinigea Feststoffes, tvi'5 bei ier öeiitseliea Patentschrift" 8^38^2 _?

C108Ü3/209 3 . '

andere Methoden oder Verfahren eingesetzt werden müssen.

6) Im Falle, daß V ψ V^₀ wird der teilchenför-

mige Peststoff Im Innenrohr mit dem fließenden Medium aus dem Reaktionsgefäß abgeführta In diesem Fall müssen sur Abtrennung des

teilchenförmigen Feststoffes im Eeaktionsgefäß, ähnlich wie es beim vorherigen lall erforderlich ist, andere Methoden oder Verfahren in Betracht gezogen werden.

Das Verfahren gemäß der Srfindung wird unter den Bedingungen der Fälle 3) und 4) a) durchgeführt» Unter diesen Bedingungen findet eine nennenswerte, aufwärts gerichtete Bewegung der Feststoffteilchen durch das Innere (die Kontaktzone) des Innenrohres statt. Hierauf fließt der teilchenförmige Feststoff übex* das eingestellte Niveau des oberen Endes (der Überlaufzone) des Innenrohres in das Außenrohr (in die Fällaone) und sinkt unter dem Einfluß der Schwerkraft durch dieses nach unten, wo er eine dick angehäufte Schicht von stationärem teilchenförmigem Feststoff bildet. Der teilchenförmige Feststoff bewegt sich in diesem Zustand nach und nach abwärts und wird unter dem Einfluß der Schwerkraft in den unteren Teil des Innenrohres rückgeführt.

Dae Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich im Vergleich zu den bisher bekannten Verfahren in wesentlich

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Die Größe von im Rahmen des Verfahrens der Erfindung verwendbaren Katalysatorteilchen kann innerhalb extrem breiter Grenzen variiert werden. In der Regel wird vorzugsweise ein Katalysator eines feilehendurehmessers von 0,1 bis 10 mm bevorzugt. Bei der Hydrierungsbehandlung von an Erdölrückständen reichen Schwerölen wird das zu hydrierende öl im Hinblick auf die Katalysatormenge (VOL) in das Reaktionsgefäß gewöhnlich mit einer Flüssigkeits-Raumgeschwindigkeit von 0,2 bis 2₄0 (hr~¹) zugeführt. Im Rahmen des Verfahrens der Brfindung wird das zu hydrierende Öl in der Regel alt einer flüssigkeits-Raumgeschwindigkeit von 0,5 bis 5,0 (!sr**¹) ; . unter Berücksichtigung des Volumens der Sontaktaone eingespeist. Die zugeführte Menge an Wasserstoff !beträgt vorzugsweise 50 bis 300 Hg-OTP/ssugeführtes öl (IfOL). relativ aur abgeführten Menge des su.hydrierendes Öls. In der Regel ist es bei derartigen Verfahren üblIeJj₉. das nicht-umgesetzte und aus dem ReaktionsgefäB entwichene Wasserstoffgas säur Wiederverwendung rüekzuführea. Solcher Maßnahmen bedient man. sich vorzugsweise- aucii bei der Dui»chführung des Verfahrens, der Erfindimgo Wird ein Katalysator in aufgewirbeltem Zustand verwendet, so läßt sich die zum Aufwirbeln des Katalysators erforderliche Lineargeschwindigkeit einer flüssigkeit in der Regel in Abhängigkeit von den physikalischen Eigenschaften und der Form der Katalysatorteilclien variieren. Im Rahmen des. Verfahrens der Erfindung "beträgt die Konzentration des Katalysatorbettes ia äes

203039

Konzentration d©s lat©lysat©2?s in stationär©® Zustand Solche Bedingungen stellen sieb, in der Regel beim icullerea fies aa Srdölrü©kstäsd@a £<§ioh®n Schweröls line derartig© Zirkulation, das Öls ist jedoch nicht

insbesondere dann aieht_s y relativ kleia siad₀ Bi@

I?@zag® aa wklmiiQna<BW. ßas läßt sieh, ia AfeM&gigk^it voa g@ aa ia®lamf<3ad@a Setoe^öl vossugsweis© ia f©1=

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des

tenen Produkts angegeben. Der Katalysator wurde alle 24 Stunden ersetzt. Der ans gebrauchte Katalysator wurde aus der Kontaktsone abgezogen» fahrend des Betriebs wurde der Zustand des Katalysators im Reaktionsgefäß . mittels eines ¹TP-Strahlenmeßgerätes beobachtet. Hierbei bestätigte sich, daß sich 'in der Fällzone eine stationäre Katalysätorschicht gebildet hatte. Sie Menge der-aus dem Reaktionsgefäß während des Betriebs durek. das fließfähige oder fließende Medium mitgerissen®» ■ ■ Katalysatorteilchen betrug etwa O_$$ %■ der ursprünglich ■' in das Reaktionsgefäß zugegebenen Katalysatormenge. Dies bedeutet, daß die Abscheidung der Katalysatorteilchen aus dem fließfähigen oder fließenden Medium im Reaktionsgefäß trotz ihrer geringen Größe hochwirksam erfolgte. Das Leichtöl enthielt überhaupt keine olefinischen Bestandteile. Eine Analyse ergab, daß auch das Abgas frei von olefinischen Bestandteilen war. Dies bedeutet, daß während der Umsetzung praktisch keine thermische Krackung auftrat. Die Temperatur der Kontaktzone wurde an fünf Stellen gemessen. Hierbei zeigt© es sich, daß die maximale Temperaturdifferens 3⁰C betrug. Dies bedeutet, daß die Katalysatorteilchen zufriedenstellend durchgewirbelt wurden und daß die Reaktionswärme ohne lokale Wärmekonzentratioa praktisch vollständig abgeführt wurde. Der Wasserstoffverbrauch betrug 130 l-N(EP/l-zugeführtes öl und war beträchtlich niedriger als der bei der Durchführung üblicher Verfahren beobachtete Wasserstoffverbrauch. Dies bedeutet,

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Tabelle

ölmaterial

Produkt

öleigen schaften

Art des ÖlmaterialG

Gesamtschwefelgehalt in 6ew.-% fcuale Entschwefelung Restkohlenstoff in Gew«-%

Ausbeute in Gew.»%_s bezogen auf das Olmaterial Viskosität in cst ® bei 5O⁰C Normaldruck·

rückstand 4,05

11,67.

,0

J23.4

sator

Art des Katalysators

Teilchenform

«Vahres spezifisches Gewicht Co/Mo-Katalysat©?? auf

einem Sd/

g
aer O₅2 ·=»

sa

Heakti- ons-

dingun-

Reakticnstemperatur in ⁰C Reaktionsdruck in kg/cia*"®-g LSY in vol/vol/std

Kontinuierliche Betriebsdauer In std

Lineargeschwindigkeit dea 5ls

im ReaktlöBSgefäS in en/see {Lineargeschwindigkeit «iss fe·=· jses inf Etaktionägefäß ia üa/si

züge führt e »i/äs s er-s t öf f laeBgs' Srsetste Eataiys&tormenKe ia

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BAD ORIGINAL

2G30393

Beispiel Z

■ Unter-Verwendung; einee Reaktionsgefäßes.der

in Pig. 1 dargestellten Art wurde ©ine Hydrokraekung eines Normaldruck-Hückstands durchgefÜhrt » Di©. Si gen-.' schäften des zu behandelnden Öls und des verwendeten Katalysators, die Reaktionebedingungen und die Abmessungen des Reaktionsgefäßee sind in Tabelle 2-zusammengestellt· In dieser Tabelle sind ferner di® Eigenschaften des"erhaltenen Produkts aufgeführt· Der Katalysator wurde alle 12 Stunden zugeführt und .abgezogen. Der ausgebrauchte Katalysator wurde aus der fällgone abgezogen« Während des Betriebs wurde die Bildung einer stationären Katalysatorschicht in der -Fällzone durch Messungen mit - einem Y-Strahlenmeßgerät bestätigt. Sie Temperatur in der Kontaktzone wurde während der gesamten Betriebsdauer gemessen, wobei gefunden wurde« daß der maximale !Temperaturgradient 2⁰O betrug. Dies bedeutet, daß die Reaktionswärme wirksam durch die fließenden Katalysatorteilchen abgeführt wird» Aus dem System wurden während der gesamten Betriebsdauer mit dem fließfähigen oder fließenden Medium keine Katalysatorteilchen mitgerissen» Eine Abnützung der Katalysatorteilchen war nicht zu beobachten. Das Produkt wurde gewaschen und die Waschflüssigkeit filtriert. Auf dem Filter wurde kein feines Katalysatorpulver, wie dies sonst durch Abnutzung von Katalysatorteilchen entsteht, beobachtet« Aus der · ' LHSV, der Reaktionstemperatur und der Ausbeute an leichtöl ergibt sich, daß der Kontakt im Reaktionsgefäß ausgezeichnet war,

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- 49 Tabelle 2

	Art des Ölmaterials Stockpunkt in ⁰O Spezifisches Gewicht bei 15A⁰C Viskosität in cst Restkohlenstoff in Gew,-% Ausbeute an Leichtöl (Destillate unter 50O⁰C), bezogen auf das ölmaterial	ölmaterial	Produkt
öl- eigen- schaf- ten	Art des Katalysators Teilchenform Scheinbares spezifisches Gewicht	Normaldruck rückstand + 45 0,8897 15,4iDbei 98,9⁰C 5,8	+ 51 0,841 10.1 φ bei 50⁰C 2,7 78,1
Kata lysa tor	Reaktionstemperatur in ⁰O ο Reaktionsdruck in kg/cm »g LSV in vol/vol/std Kontinuierliche Betriebs dauer in std Lineargeschwindigkeit des Öls in der Kontaktzone in cm/sec Lineargeschwindigkeit des Gases in der Kontaktzone in cm/sec Pail- bzw. Sinkgeschwindig-;. keit des Katalysators in der Pällzone in cm/sec Zugeführte Wasserstoffmenge Ersetzte Katalysatormenge in Gew.-56/std	Stranggepreßter Ni/W- Katalysator auf einem Siliziumdioxid/Alumini umoxid-Träger mit einem Durchmesser von 0,7 mm
Re- akti- ons- be- din- gun- gen	Höhe des Reaktionsgefäßes Innendurchmesser des Innenrohres Höhe des Innenrohres • - ■ . Lichte Weite der tfällzone	400 100 0,9 415 8,1 7,0 10,7 55O(m⁵-NIB} zugeführ tes öl (ffi^p) 0,2
Abmes sungen des Re- akti- onsge- fäßea	4 m 20 cm 5,5 xa 2 cm

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■■ \2O3O3S3"

Beispiel 3

Unter Verwendung ein<§s Heaktionsgefäßes '4er.

in Fig. 2 dargestellte» Art wurde eise Hydr£erungs*> ■. ■ Entschwefelungsreaktion diarcligeftihrt. Die MgenschaXten/ des zu behandelnden Öls und des .verwendeten Katalysators,.' die Reaktionsbe&ingangen und tie Abmessungen des- Healstionagefäfles sind in Tabelle J- zusammengestellte' In--" dieser Tabelle sind ferner <äx© Eigenschaften des erhal-.-tenen Produkts aufgeführt. Der Katalysator- tmsä<$ all© 16 Stunden ersetzt. Der ansgeteauclit© latalysat©» wurde-' aus der Kontaktsoae abgezogen«, ■ .

Buren Messungen nit ©ine» 'T -StrahlenmeBgerät ■ " bestätigte sich₉ daB sich die -Satalysatorteiichen. bei diesem Heaktionsgefäß ölbeaso wie ia den in.den vorherigen' Beispielen verwendeten Bealttioasgefäßen (glatt durch die Pfillzone und durch die Kontaktzone bewegenund daB das obere Niveau der Kataljsatorteilchen im Heaktionsgefäß festlag. Die Trennung der Katalysatorteilchen war aus» gezeichnet, wobei lediglich 0,7 % &©s ursprünglich zugeführten Katalysators während des .betriebs verloren gingen. Weder die Kontaktzone noch die 1?ällzone zeigten Anzeichen

einer Abnutzung, einer Korrosion oder einer abtragenden Korrosion. An den Katalysatorteilchen war kein® Verformung festzustellen.

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-.51-Tabelle 5

•	Art des Ölmaterials Gesamtschwefelgehalt in Prozentuale Entschwefelung Restkohlenstoff in Gew.-% Ausbeute, bezogen auf das ölmaterial, in Gew.-% Viskosität in cst©bei 5O⁰C	ölmaterial	Produkt
Öl-.' eigen schaf ten	Art des Katalysators (Peilchenform Wahres spezifisches Gewicht	Normaldruck rückstand 4,11 11,91 1014	0,80 80,5 6,17 97,4 341,5
Ka- ta- sa-	Reaktionstemperatur in ⁰C Reaktionsdruck in kg/cm »g LSV in vol/vol/std Kontinuierliche Betriebs dauer in std Lineargeschwindigkeit des Öls im Reaktionsgefäß in cm/sec Lineargeschwindigkeit des Gases im Reaktionsgefäß in cm/sec Zugeführte Wasserstoffmenge Ersetzte Katalysatormenge τ, -,·, "-L. i.Gew,-%/stdj . ,. Fall-bzw. Sinkgescnw3,ndig- keit des Katalysators in der Fällzone in cm/sec	Kugelförmiger Ni/Co/ Mo-Katalysator auf einem Siliziumdioxid/ Aluminiumoxid-Träger eines Durchmessers von 0,2 - 0,6 mm 3,60
Re- aktl- ons- be- din- gun- gen	Höhe des Reaktionsgefäßes Innendurchmesser der Kontaktzone Innendurchmesser der Fäll zone Innendurchmesser der Über laufzone	397 170 1,0 500 2,8 1,4 200(m*-N!ffi) zugeführ tes öl (m') 0,13 5,1
Abmes sungen des Re- akti- onsge- fäßes	2b 10 cm 4 cm 16 cm

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- 52 - ■ ■

Beispiel 4

Verflüssigtes Erdgas, unmittelbar abdestillier- tes Benzin (straight-run .gasoline), Naphtha, Kerosin, leichtöl und andere De&tillatfraktionen_t die bei der Fraktion von Rohöl anfalle», und Beetillatfraktionen» · _: wie beispielsweise Krackbenzin^ Krackg&eol und dergl._t die bei Fraktionierverfahren_t wie beispielsweise bei der thermischen Krackung, beim katalytisches Kracken und Kochen, anfallen, enthalten Mercaptanverbindungen,. die besonders geruchsintensiv sind und eine Korrosion des Materials, aus welchem die Vorrichtungen bestehen, hervorrufen. Zum Entfernen dieser 'Mercaptanyerbindungen gelangt wirksam ein Verfahren zur Anwendung, bei welchem die Mercaptanverbindungen mit einer wässrigen Alkalischen Lösung extrahiert, anschließend mit-einem Oxidationsmittel, %.B. Luft, in Gegenwart ©ines Katalysators zu Dißulfidverbindungen oxidiert und schließlich die Disulfidverbindungen aus der wässrigen alkalischen Lösung abgetrennt v/erden. Die von ä@a Xftsulfidverhindungen ' befreite wässrige alkalische Löauag wird wieder verwendet.

Bas Verfahren gemäß der Erfindung wurde in einem in Fig. 1 dargestellten Reaktioasgefäß auf die Oxidation einer wässrigen alkalischen Lösung, mit welcher die Mercaptanverbindungen ia der geschilderten Inieise extra-· „ hiert worden" waren, übertragene, Di© Abmessungen des verwendeten Reaktionsgefäßes "und die Reäktionsbedingungen'* sind in der folgenden Tabelle 4 zusammengestellt· "

009883/2098.

Während des Betriebs wurden die Katalysatorteilchen praktisch nicht ausgetragen. Darüber hinaus waren die Katalysatorteilchen selbst nach 400-stündigem kontinuierlichem Betrieb weder verformt noch in ihrer katalytischen Aktivität· beeinträchtigt. Da die Katalysatorteilchen aufgewirbelt wurden, war die Gasverteilung ausgezeichnet, und es wurde ein hoher Umwandlungsgrad erreicht. «·'-..-

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Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zum gleichmäßigen und engen Inkontaktbringeη einer Flüssigkeit und eines teilchenförmigen Feststoffee oder einer Flüssigkeit, eines Gases und eines teilchenförmigen Feststoffes, dadurch gekennzeichnet , daß man ■·

a) einen teilchenförmigen Feststoff, dessen spezifisches Gewicht größer ist als das der verwendeten Flüssigkeit, in einer Kontaktzone unterbringt;

b) in die Eontaktzone von ihrem unteren Ende her die Flüssigkeit oder die Flüssigkeit und ein Gas einführt;

c) praktisch den gesamten teilchenförmigen Feststoff in eine kräftige, aufwärts gerichtete Bewegung durch die Kontaktzone versetzt, wobei man Flüssigkeit und teilchenförmigen Feststoff oder Flüssigkeit, Gas und teilchenförmigen Feststoff miteinander in engen Kontakt bringt;

■ d) praktisch die gesamte Flüssigkeit und den teilchenförmigen Feststoff oder die gesamte Flüssigkeit, das Gas und den teilchenförmigen Feststoff durch die Kontaktzone aufsteigen und in eine am oberen Ende der Kontaktzone befindliche überlaufzone, deren Querschnittsfläche größer ist als diejenige der Kontaktzone, überfließen läßt;

e) den in die Überlaufzone überfließenden

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teilchenförmigen Feststoff sieh unter dem Einfluß der schwerkraft in eiaer Tällzone^ di© sich außerhalb der Kontaktsone befindet₉ deren oberes Ende mit der Überlauf zone und deren unteres Erna® mit dem unteren End®· der Kontaktzone verbunden ist, absetzen läßt5

f) die am unteren Snde der FälXsone angesammelte dicke Schicht aus dem teilchenförmigen Feststoff sich unter dem Einfluß der Schwerkraft nach und nach zur Bückführung in "das untere Ende der Kontaktzone abwärts bewegen läßt und.schließlich

g) die in die Überlaufson* überfließende Flüssigkeit oder die überfließende Flüssigkeit und das. überfließende Gas aus den System abzieht»

2 „) Verfahren nach Anspruch 1„ dadurch gekenn« zeichnet, daß man von einem teilchenförmigen Feststoff ausgeht, dessen-spezifisches Gewicht mindestens 1,05 mal größer ist als das der Flüssigkeit»

3«) Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssigkeit oder das Geraisch aus Flüssigkeit und Gas durch die Kontaktzone mit einer Lineargeschwindigkeit von 0,1 bis 100 cm/sec aufsteigen läßt. ■ ■

4,) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man di© Flüssig-' keitszufuhr und die Zirkulation des teilchenförmigen Katalysators in der 'weise durchführt, daß die folgenden

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Bedingungen (1), (2) und (3) erfüllt werden:

worin bedeuten; .

Ύ\ den Ausdehnungskoeffizienten des teilchenförmigen Feststoffbettes in der Kontaktzone; h die Hohe der Kontaktzone und E die Höhe des teilchenförmigen Feststoff-

bettes in stationärem Zustand; (2) Ca) ^te>^v">mf
worin bedeuten:

ν die Lineargeschwindigkeit in cm/sec der Flüssigkeit in der Kontaktzone, ν die Endgeschwindigkeit in cm/sec des teilchen-

te
förmigen Feststoffes und

^vmf °^^e Geschwindigkeit in cm/sec zu Beginn des Teilchenflussesj oder

Cb) ' v^ v_te und V-Cv_nJ worin v, v^_e und ν ^ die angegebene Bedeutung besitzen_}V für die Lineargeschwindigkeit in cm/sec der Flüssigkeit an der Überlaufzone des Reaktionsgefäßes steht, und
<3) u» » u
worin bedeuten:

u¹ die Bewegungsgeschwindigkeit in cm/sec des teilchenförmigen Feststoffes in der Fällzone und
u die Geschwindigkeit in cra/sec des unter dem

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tr- ' *

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Eatsete^afel^ und Hydrleren

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d) das ia

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e) die in die Überlaufzone überfließenden Katalysatorteilchen unter dem Einfluß der Schwerkraft in einer außerhalb der Kontaktzone angeordnete, mit ihrem oberen Ende mit der Überlaufzone und mit ihrem unteren Ende mit dem unteren Ende der Kontaktzone in Verbindung stehenden Fällzone nach unten fallen läßt?

f) sich die Katalysatorteilchen im unteren Teil der Fällzone zu einer dicken Schicht ansammeln und In diesem Zustand unter dem Einfluß der Schwerkraft nach und nach zur Rückführung in die Kontaktzone nach unten bewegen läßt und schließlich

g/ das im wesentlichen entschwefelte und hydrierte Schweröl sowie das nicht-umge setzte, Wasser-

stoff enthaltende Gas, die in die Überlaufzone überfließen, aus dem System abzieht.

6.) Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch aus Schweröl und Wasserstoff enthaltendem Gas durch die Kontaktzone mit einer Lineargeschwindigkeit von 0,1 bis 100 cm/sec aufsteigen läßt.

7·) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssigkeitszufuhr und die Zirkulation des teilchenförmigen Katalysators in der Weise durchführt, daß die folgenden Bedingungen (1), (2) und (3) erfüllt werden:

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worin bedeuten:

Τ} den Ausdehnungskoeffizienten des teilchenförmigen Katalysatorbettes in der Kontaktzone; h die Höhe der Kontaktzone und £ die Höhe des teilchenförmigen Katalysatorbettes in stationärem Zustand;

worin bedeuten:

ν die Lineargeschwindigkeit in cm/sec des Schweröls in der Kontaktzone, v_te die Endgeschwindigkeit in cm/sec der Katalysatorteilchen und

v_mi die Geschwindigkeit in cm/sec zu Beginn des Katalysatorteilchenflusses; oder

<^b> ^v " ^vte ^^{4 V<
v}mf worin v, v. und ν - die angegebene Bedeutung besitzen und V für die Lineargeschwindigkeit in cm/sec des Schweröls an der Überlaufzone des Reaktionsgefäßes steht, und (3) u« » ü
worin bedeuten:

u¹ die Bewegungsgeschwindigkeit in cm/sec der Katalysatorteilchen in der Fällzone und u die Geschwindigkeit in cm/sec der unter dem Einfluß der Schwerkraft durch das Schweröl fallenden Katalysatorteilchen.

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