DE2063990C - Verfahren zum katalytischen Cracken von Gasölen - Google Patents

Description

a) in mindestens einer länglichen Reaktionszone eine um 11 bis 110^:C höhere Temperatur aufrechterhalten wird als in mindestens einer anderen länglichen Reaktionszone und

b) der aus gasförmigem Reaktionsgemiwh und Katalysator bestehende, aus den länglichen Reaktionszopen austretende Strom in eine im ₂j Reaktor befindliche Katalysatorschicht geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zwei längliche Reaktions- 3<> zonen aufweisenden Wirbelbettkatalysator-Krackanlage gekrackt wird, wobei in der ersten länglichen Reaktionszone bei höherer, jedoch 625 C nicht überschreitender Temperatur und in der zweiten länglichen Reaktionszone bei Temperaturen von 425 bis 610" C mit einer Umwandlung von 30 bis 80 Volumprozent gekrackt wird.

3. Verfahren nach Anspiuch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der ersten und zweiten länglichen Reaktionszone austretenden Ströme in eine *° verdünnte Katalysatorschicht geleitet werden und die Umwandlung pro Durchgang in der ersten länglichen Reaktionszone um 0 bis 35 Volumprozent niedriger als die in der zweiten länglichen Reaktionszone gehalten wini.

4. Verfahren räch Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der ersten länglichen Reaktionszone austretende Strom in eine verdünnte Katalysatorschicht und der aus der zweiten länglichen Reaktionszone austretende Strom in eine dichte Katalysatorschicht geleitet wird, wobei das gasförmige Reaktionsgemisch aus der zweiten Reaktionszone unter Bedingungen für katalytisches Kracken durch die dichte Katalysatorschicht hindurchgeleitet und eine zusätzliche Um-Wandlung von 5 bis 30 Volumprozent bewirkt wird und die Umwandlung pro Durchgang in der ersten länglichen Reaktionszone um 0 bis 35 Volumprozent niedriger als diejenige Umwandlung pro Durchgang gehalten wird, die sich aus den Um-Wandlungen in der zweiten länglichen Reaktionszone und in der dichten Katalysatorschicht zusammensetzt, wobei die Gesamtumwandlung in der zweiten länglichen Reaktionszone und der dichten K atalysatorschicht unterhalb 80 Volumprozent gehaken wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der zweiten länglichen Reaktionszone austretende Strom in eine verdünnte Katalysatorschicht und der aus der ersten länglichen Reaküonszone austretende Strom m eine dichte Katalysatorschicht geleitet wird, wobei das gasförmige Reaktionsgemisch aus der ersteh länglichen Reaküonszone unter Bedingungen fur katalytisches Kracken durch die dichte Katalysatorschicht hindurchgeleitet und eine zusätzliche Umwandlung von 5 bis 30 Volumprozent bewirkt wild, •vobei die Gesamtumwandlung pro Durchgang in der ersten länglichen Reaktionszone und der dichten Katalysatorschicht um 0 bis 35 Volumprozent niedriger als die Umwandlung in der zweiten länglichen Reaktionszone und unterhalb 80 Volumprozent gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der ersten und zweiten la .,·.-liehen Reaktionszone austretenden Ströme ui.^r Bedingungen für katalytisches Kracken durch eine dichte Katah^atorschicht hindurchgeleitet werd-u und eine zusätzliche Umwandlung von 5 bis 30 Volumprozent oewirkt wird, wobei die L ,;iwandlung pro Durchgang in der ersten länglich·.η Reaktionszone um 0 bis 35 Volumprozent niedrnvr als die in dor zweiten länglichen Reaktionszone u.;.i die Gesamtumwandlung des durch die länglichen Reaktionszonen und die dichte Schicht hindurct·- geleiteten Gasöls unterhalb 80 Volumprozent schalten wild.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bib <\ dadurch gekennzeichnet, daß 20 bis 80 Volumprozent des Gasöls in die erste längliche Reaktionszone und das übrige Gasöl in die zwer'e längliche Reaktionszone geleitet wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Gasöl mit einem Siedebereich von 220 bis 570⁰C gekrackt wird.

9. Veifahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 40 bis 60 Volumprozent des Gasöls in die erste längliche Reaktionszone geleitet werden, wobei die Temperatur in der ersten länglichen Reaktionszone um 25 bis 85° C höher und die Umwandlung um 10 bis 20% niedriger als in der zweiten länglichen Reaktionszone sowie die Temperatur in der zweiten länglichen Reaktionszone bei 445 bis 540⁰C gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasöl aus der Gruppe schweres Normaldruckdestillations-Gasöl, leichtes und schweres Vakuumdestillations-Gasöl, einer Viskositätsbrechung unterworfenes Gasöl, entasphaltiertes Gasöl, dekarbonisiertes Gasöl, wasserstoffbehandeltes Gasöl und lösungsmittelextrahiertes Gasöl entnommen wird.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zeolithischer Krackkatalysator verwendet wird, der kristallines Aluminiumsilikat und SiOjAl₂O₃ enthält.

Bei Krackverfahren mit Wirbelbettkatalysatoren werden Kohlenwasserstoffe unter geeigneten Bedingungen umgewandelt, so daß beträchtliche Anteile der

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Ausgangskohlenwasserstoffe in erwünschte Produkte, Katalysator wird dann am unteren Ende der länglichen ^e Benzin, verfiüssigbares Treibgas, Ausgangsmate- Reaktionszone oder des »Steigers«, und zwar dort wo rialien für Alkylierungen und für das Verschneiden das Ausgangsmateriai eingeführt wird, zuruckgetunn. von Mitteldestillaten überführt werden unter gleich- Durch Verwendung von mehreren Steigern ist es !.jtiger Entstehung von weniger erwünschten Stoffen s möglich, den individuellen »Steiger« unter Bedingungen Se Gas und Koks. Sobald sich wesentliche Mensen an zu betreiben, die eine maximale Entstehung der geKoks abscheiden bewirkt eine Verrineerung der wünschten Produkte bei gleichzeitiger minimaler bnt-Aktivität des Katalysators und besonders seiner stehung von unerwünschten Produkten sowie maxi-Selektivität eine Behinderung der Kohlenwasserstoff- malen Ausbeuten gewährleisten. Üblicherweise weraen umwandlung, einen Rückgang der Benzinbildung und io die hitzebeständigeren Ausgangsmatenalien, wie etwa gleichzeitig eine zunehmende Entstehung der weniger die Kreislaufgasöle, durch den »Steiger«, der bei nonefrwünschten Produkte. Um eine Desaktivierune des ren Temperaturen arbeitet als derjenige »Steiger«, der Katalysators infolge Koksabscheidungen auszuelei- das frische Gasöl verarbeitet, geleitet. Uer ^^esa™ -L_n wird der Katalysator üblicherweise aus "der effekt soll natürlich darin bestehen, eine optima e aus-Reak'tionszcne entfernt und einer Abstreifzone züge- 15 nutzung sowohl der Krackanlage für das Arbeiten mu führt, wo er zunächst mittels eines Abstreifmediums, einem Wirbelbettkatalysator als auch mit zeoi.im-

■_ie D'-mpf, von eingedrungenen und adsorbierten schem Krackkatalysator zu erzielen. Kohler"* asserstoffen befreit wird. Der Dampf und die Obgleich zum Stand der Technik - ornchtungen und

Kohlenwasserstoffe werden abgezogen, und 'er von Verfahren eehören, die die einzigartige:, tigenscnauen MAeK" befreite Katalysator wird in eine Regenerier- 20 der zeclithischen Krackkatalysatoren ausnutzen, sind Le - fracht, wo er mit sauerstoffhaltig«^ Gas zu- dennoch Verbesserungen des Verfahrens durchaus e - Zmmc -ebracht wird, um wenigstens einen Teil des wünscht die die Ausnutzung der Anlage aucnaie KU ^:'u verbrennen und somit den Katalysator zu Qualität und/oder die Quantität der Produkte steigem rtttner eren. Danach wird der regenerierte Katalvsator Die Erfindung ist auf ein verbessertes Verfahren zum

S die Reaktionszone zurückgeführt ,no don mit ,5 Betreiben einer Krackanlage mit einem J* rWtett fiteren Kohlenwasserstoffer, m Kontakt gebracht. katalysator gerichtet, wobei der wesentlich st AnU _n ,,uerer Zeit sind die kataluisrhen Krackver- der Krackvorgänge m einer ^A"^J_e/^d£_erfanren _Aesentlich verbessert *.-rden. Die E.nführung Reaktionszonen oder »Steigern. stettfinde Man^r t 7 ,'ith-Krackkatalysatoren hat be. bestehenden zielt höhere Schwerbenzm-Ausbeuten^ mit„höheren Schlagen zu vergrößertem IWn** und ver- 30 Oktanzahlen ^.f^J^X^Z bei hessener Produktqualität geführt. Zusätzlich sind auch »Steiger« leitet, wöbe mindestens je..i _

SKirteVorrichtungtn'fürdask.ulitischeKra.-ken einer Tempenitnr Jct«hjn ^d «^"J^ soakl' für die Verwendung dieser verbesserten Kata- Temperatur in m ndestens einem ^an°^{er B} ■

gSoren entwickelt worden, wodurch der Gesamt- und webe, *V"™J^g^_h ™ £ U^ ndlung pro/eß in seiner Leistung verbessert »orden ist. Zum 35 höherer Temperatur pro ^pX^ Temp_eratur pro Beispiel sind .n den USA.-Patentschriften 3 433 733 in dem Reaktor mit ⁿ'^edr'g^rer _f ""J , _sie ¹J _t. S 3-M8O37 Ve,fahren zum Kracken von Erdöl- ^^^^J^^^S^ -ird eine k^envasserstoffen mitteis W.rbelbettkatalysatoren ^^^S^^bSSSSysitor mit zwei untei Verwendung von Zeohth-Krackkatalysatoren Krackanlage inn

beschrieben. Dabei sind Arbeitsparameter und Tech- 40 »Steigern· verwenaet. Zeichnungen

niken die speziell auf diese neuer. K atalysatoren züge- Die Erfindung wnd an Hand von „wei z;e.-nnu g

schnitten sind und gleichzeitig Krackanlagen für das näher erläutert Vorrichtung, mittels

Kracken mit Wirbelbettkatalysatoien, die Gebrauch F, g. 1 gib das Beisp.e^I einer vornen g,

von den erwünschten typischen Vorteilen der Zeolith- der das Verfahren der Erfindung durcngeiunri Katalysatoren machen räher erläutert. Die Vorrich- 45 kann; _Kraphische Gegenüberstellung von

tung ist abgestellt au das sogenannte »Steiger-Krak- F1 g. 2 «» «^P^nis _und RLarch-Okten-Zahl,

ken«, bei d.m ursprungliches Ausgangsmateriai und Schwerbenzin Ausdcuie u ettkatalysator-

Krei^ufmaterial getrennt in getrennten längUchen ^™^™™&Μ^£^^ Reaktionszonen, »Steiger« genannt, gekrackt werden ^ckanlage nach versenw« _{E find basieren}. oder die »Steiger« in sich verjüngenden Reaktions- 50 betre.bt von den« ™f™£_{m Bn}J_{iben einer} kammern enden, die eine dichte und eine verdünn e ^»iiSSbBlw mit einem /eo-

kammern enden, die eine dichte und e YJ_aS^^Kr«kanlage mit einem

Phase des Katalysators enthalten und in denen ein Wirtelbe^tkatalysator 1™j ^_n

weiteres Kracken in der fluidisierten dichten Phase hthischen ^κ«^^^"^^α"_{Η dadu}rch er-

Ta tfindet. Mittels des »St_eiger_e-Krackens ist es mög- »Steigern« ^^^^SSX »Steigern« Be-

lich, die Arbeitsbedingungen so auszuwählen daß s.e 55 ^^^S^S^l^hd

länglichen, am Reaktor endenden Reaktionszonen be- satorphase unterworfen wird. Der Strom aus dem stehenden Wirbelbett-Krackanlage und wobei Mi- niedriger temperierten »Steiger« wird direkt in die verschungen des Gasöls mit dem Katalysator durch die dünnte Katalysatorphase in dem Reaktorkessel gelänglichen Reaktionszonen unter Bedingungen für leitet, während der Strom aus dem höher temperierten katalytisches Kracken dem Reaktor zugeleitet werden, 5 »Steiger« unter Bedingungen katalytischen Krackens j das dadurch gekennzeichnet ist, daß durch die dichte Katalysatorphase geleitet wird, wo-ί durch zusätzlich 5 bis 30 Volumprozent umgewandelt a) mindestens in einer der länglichen Reaktions- werden. Bei der Kombination von Umwandlung im zonen eine Temperatur aufrechterhalten wird, die höher temperierten »Steiger« und Umwandlung in der um 11 bis 110° C höher ist als die Temperatur in "> dichten Phase werden nicht über 80 Volumprozent mindestens einer anderen länglichen Reaktions- umgewandelt, aber diese Umwandlung ist insgesamt zone und ^um θ ^D'^s 35 Volumprozent geringer als die in dem j . niedriger temperierten »Steiger«.

b) der aus gasförmigem Reaktionsgemisch und _{in einer we}it_eren Ausführungsform wird das in die

Katalysator bestehende Strom aus den länglichen _I5 ^iden »Steiger« eingeleitete Gasöl sowohl dem »Stei- Reaktionszonen in eine Katalysatorphase in dem _ger«-Kracken als auch dem Kracken in der dichten Reaktor geleitet wird. Ph_ase unterworfen, indem der Strom aus beiden

»Steigern« unter Bedingungen katalytischen Krackens

Bei der einfachsten Ausführungsform der Erfindung durch die dichte Katalysatorphase hindurchgeleitet

mit einer Wirbelbettkatalysator-Krackanlage mit zwei »o und somit eine zusätzliche Umwandlung von 5 bis

»Steigern« wird die Temperatur in dem höher tempe- 30 Volumprozent bewirkt wird. In dieser Ausf ührungs-

rierten »Steiger« auf 621⁰C begrenzt, während im form werden in dem höher temperierten »Steiger« 0 bis

zweiten »Steiger« die Bedingungen katalytischen 35 Volumprozent weniger pro Durchgang umgewan-

Krackens eine Temperatur von 427 bis 610° C und eine delt ali ni dem niedriger temperierten »Steiger«, und die Umwandlung von 30 bis 80 Volumprozent ein- »5 Gesamtumwandlung aller durch die »Steiger« und die

schließen. · dichte Phase geleiteten Gasöle überschreitet nicht

Das Kracken des Gasöls sowohl im »Steiger« als 80 Volumprozent.

öüch in der Suidisicrtcn dichtes Phase kann ir. diesem Das frische Einsätze! umfaßt erfindungsgernäß Gas-Verfahren variiert werden, so daß viele Varianten der öltypen. Unter diesen Ausgangsölen, die zweckmäßi-Ausführungsform möglich sind. Eine Anzahl dieser 3» gerweise im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt Varianten wird kurz an Hand eines Verfahrens, das werden, sind ölfraktionen mit einem Siedebereich von eine Zwei-»Steiger«-AnIage verwendet, beschrieben. 220 bis 570⁰C. Dazu zählen schwere Gasöle aus der In einer Ausführungsfonn findet das Kracken des Normaldruck-Destillation, leichte und schwere Gasöle Gasöls lediglich in den »Steigern« statt, indem der aus der Vakuumdestillation, Gasöle mit gebrochener Strom von beiden Steigern in die verdünnte Kataly- 35 Viskosität, entasphaltierte Gasöle, von Kohlenstoff satorphase im Reaktorkessel geleitet wird, wobei in befreite Gasöle, wasserstoffbehandelte Gasöle und dem höher temperierten »Steiger« pro Durchgang 0 bis einer Lösungsmittelextraktion unterworfene Gasöle. 35 Volumprozent weniger als in dem niedriger tempe- Alle diese Einsatzöle sind ursprüngliche öle, die bisher rierten »Steiger« umgewandelt werden. Der Reaktor- nicht mit Hilfe von Wirbelbettkatalysatoren gekrackt kessel dient in diesem Fall als Trennzone, in der nur 40 wurden.

ein geringes oder gar kein Kracken stattfindet. Der für die Erfindung verwendete Katalysator bein einer anderen Ausführungsform wird das durch steht aus großporigen, kristallinen, aktive Metalloxide den »Steiger« mit niedrigerer Temperatur geleitete Gas- enthaltenden Aluminiumsilikaten, die gewöhnlich als öl einem weiteren Kracken in der dichten Katalysator- Zeolithe bezeichnet werden, wie beispielsweise Naphase unterworfen. Das wird dadurch erreicht, daß 45 trium-aluminium-silikat-Gel oder tonähnlicH Mineman den Strom aus dem höher temperierten »Steiger« ralien. Die im erfindungsgemäßen Verfahren als in die verdünnte Katalysatorphase und den Strom aus Krackkatalysator^ verwendeten Zeolithe besitzen dem niedriger temperierten »Steiger« in die dichte geometrisch regelmäßige starre dreidimensionale Smik-Katalysatorphase leitet and das gasförmige Reaktions- türen mit gleichförmigen Porendurchmessern, die im gemisch aus dem niedriger temperierten »Steiger« 50 Bereich von etwa 5 bis 15 A liegen. Die im erfindungsdurch die dichte Katalysatorphase unter Bedingungen gemäßen Verfahren verwendeten kristallinen zeokatalytischen Krackens hindurchleitet, wodurch eine Iithischen Katalysatoren bestehen aus etwa 1 bis 25 Gezusätzu'che Umwandlung von 5 bis 30 Volumprozent wichtsprozent Zeolith, etwa 10 bis 50 Gewichtsprozent stattfindet. In dieser Ausführungsfonn werden in dem Aluminiumoxid und im übrigen au; Siliziumdioxid, höher temperierten »Steiger« 0 bis 35 Volumprozent 55 Unter den bevorzugten Zeolithen befinden sich die als weniger umgewandelt, als die Gesamtumwandlung in Zeolith X und Zeolith Y bekannten Typen, bei denen dem niedriger temperierten »Steiger« und in der dichten mindestens ein wesentlicher Anteil der ursprünglichen Katalysatorphase beträgt. Die Umwandlung in den Alkalimetaliionen durch Kitionen, wie Wasserstoffbeiden letzteren Zonen geht nicht über 80 Volumpro- ionen, ersetzt worden ist und/oder durch Metallionen zent hinaus. Durch Einregulierung der Arbeitsbedin- 60 oder Kombinationen der Ionen solcher Metalle wie gungen läßt sich die Umwandlung in dem niedriger Barium, Kalzium, Magnesium, Mangan oder Seltener temperierten »Steiger« geringer, gleich oder höher als Erden wie z. B. Cer, Lanthanum, Neodym, Praseodym, in dem höher temperierten »Steiger« einstellen. Samarium und Yttrium.

In einer weiteren Ausführungsfonn wird das in den Die Erfindung sieht vor, daß Gasöl in jede der verniedriger temperierten »Steiger« geleitete Gasöl ledig- 65 schiedenen, unterschiedlich temperierten länglichen lieh dem »Steiger«-Kracken unterworfen, während das Reaktionszonea geleitet wird. Bei der einfachsten Aus-Gasöl in dem höher temperierten »Steigers sowohl dem führungsfons werden zwei !angliche Reaküonszonen Kracken im »Steiger« als auch in der dichten Kataly- oder »Steiger« verwendet Die Arbeitsbedingungen sind

wie (olgt: 2U bis 80, vorzugsweise 40 bis 60 Volumpro- Einsatzmalerialien und/oder Produktanforderungen

/ent des Einsatzöles werden in den niedriger tcmpe- eine Verteilung in einem anderem als dem Vcrhält-

ricften !'Steiger« eingeleitet, der mit Temperaturen nis 1 : 1 notwendig machen, damit optimale Ergebnisse

/.wischen 427 und 610, vorzugsweise zwischen 449 und erzielt werden.

^J 53XC betrieben wird, und die Umwandlung beträgt *> Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Arbeits-

." pro Durchgang 30 bis 80, vorzugsweise 40 bis 75°/₀. parameter lassen sich höhere Schwerbenzin-Ausbeuten

Die Umwandlung ist hier als 100 minus der Volumen- mit höheren Oktanzahlen erzielen als mit anderen

pro/ente an oberhalb von etwa 22O⁰C siedenden Pro- Arbeitsweisen.

' dukten definiert. Der Rest des Hinsatzgasöls wird in Es ist vielleicht möglich, dai erfindungsgemäße Vcrden höher temperierten »Steiger« geleitet, der mit einer io fahren in bestehenden Katalys^or-Krackanlagen mit Temperatur betrieben wird, die 621°C nicht über- mehreren »Steigern« einzusetzen. Da aus einer Reihe ⁿ schreitet und die 11 bis 110, vorzugsweise 25 bis 85°C von Ausführungsformen jede beliebige angewendet höher als die Temperatur im niedriger temperierten werden kann, wird die Anwendung des Verfahrens der »Steiger« ist. In dem höher temperierten »Steiger« be- Erfindung durch die ausgewählte Ausführungsform '" trägt die Umwandlung 0 bis 35, vorzugsweise 10 bis 15 vielleicht auf eine hierfür besonders konstruierte An-20% weniger als die Umwandlung in dem niedriger lage beschränkt. Im allgemeinen führt die Erhöhung ⁿ temperierten »Steiger«, wenn das Kracken des Gasöls der Reaktortemperatur zu einer gleichzeitigen Er- ^$ auf das »Steigere-Kracken beschränkt wird. Wenn die höhung der Umwandlung pro Durchgang, was wiedereine oder andere Ausführungsform das Kracken des um dazu führt, daß der höher temperierte »Steiger« mit Gasöls in der dichten Katalysatorphase mit einschließt, ao eine' höheren Umwandlung pro Durchgang betrieben so kann das Umwandlungsverhältnis zwischen den wird, wenn nicht spezifische Konstruktions- und Becinielnen »Steigern« etwas anders sein, als zuvor be- triebsänderungen vorgenommen werden. Statt daß schriclH-n wurde. Andere Arbeitsbedingungen, die zwar man die Umwandlung in dem höher temperierten ^e nicht einscheidend und beim »Steigem-Kracken an sich »Steiger« herabsetzt, ist es vielleicht eher möglich, das ^ε auch bekannt sind, sind die folgenden: Verweilzeit von »5 Verfahren der Erfindung anzuwenden, indem man die 2 bis 15, vorzugsweise 3 bis 10 see, Gasgeschwindigkeit Umwandlung in dem niedriger temperierten »Steigen ν.,η 450 bis 1500, vorzugsweise 600 bis 1200cm/sec dadurch erhöht, daß man die Menge des Einsatz- und Raumgeschwindigkeit von 10 bis 100, Vorzugs- materials in dem niedriger temperierten »Steiger« reduweise von 40 bis 65 Gewichtsteiie pro Stunde pfü Ge- ziert. Obgleich das eine sehr geringe und unerwünscht«» wichtsteil. 30 Lineargeschwindigkeit hervorrufen würde, würde die Wenn der aus gasförmigem Reaktionsgemisch und Einleitung von Dampf in den niedriger temperierten ^r Katalysator bestehende Strom aus dem höher oder aus »Steiger« diesen Umstand mildern, jedoch könnten die dem niedriger temperierten »Steiger« kein weiteres Verweilzeit und die Umwandlung dadurch übermäßig Kracken erfordert, so wird er in die verdünnte Phase reduziert und die Aktivität des Katalysators nachteilig oberhalb der fluidisierten dichten Phase geleitet. Wenn 35 beeinflußt werden. Um das Verfahren der Erfindung in ein zusätzliches Kracken des einen oder anderen bestehenden Anlagen einzusetzen, müssen die Arbeits-Stroms erforderlich ist, so wird der jeweilige Strom in bedingungen gegebenenfalls sorgfältig geprüft und abden unteren Abschnitt der fluidisierten dichten Kataly- gestimmt und vielleicht auch einige Veränderungen ^n satorphase geleitet, wo eine weitere Umwandlung der der Einrichtung vorgenommen werden,
gasformigen Produkte stattfindet. Der aus dem »Stei- 40 Vorzugsweise wird die Katalysator-Krackanlage für ger« in den die verdünnte Phase enthaltenden Reaktor- den Betrieb gemäß dem Verfahren der Erfindung beabschnitt mitgerissene Katalysator wird oberhalb der sonders konstruiert. Um in dem höher temperierten dichten Phase von den gasförmiger. Reaktionsproduk- »Steiger« eine geringere Umwandlung pro Durchgang ten getrennt und mit dem aus dem »Steiger« in die zu erreichen, muß die Verweilzeit in diesem »Steiger« dichte Phase mitgerissenen Katalysator vereinigt. Der 45 z· B. dadurch abgekürzt werden, daß die Länge des vereinigte Katalysator wird als fluidisierte dichte Phase höher temperierten »Steigers« vermindert wird., oder mil Jem gasförmigen Strom aus dem gleichen »Steiger« daß der höher temperierte »Steiger« mit einer höheren zur weiteren Umwandlung des Gasöls in Kontakt ge- Lineargeschwindigkeit betrieben wird als der niedrigei bracht. Die Arbeitsbedingungen in der dichten Phase temperierte »Steigert, oder daß im niedriger tempesind folgende: Temperaturen zwischen 427 vnd 621⁰C, 5* nerten »Steiger« das Kracken pro Durchgang dadurch Gasgeschwindigkeit vcn 15 bis 120 vorzugsweise von erhöht wird, daß mehr in der dichten Phase oberhalb 39 bis 66 cm'see und Raumgeschwindigkeit von I bis des niedriger temperierten »Steigers« gekrackt wird. 40, vorzugsweise von 3 bis 25 Gewichtsteile pro Stande oder durch eine beliebige Kombination dieser Me pro Gcwichtsteil. Dadurch, daß man die gasförmigen thoden.

Produkte aus einem »Steiger« mit der fluidisierten 55 Die Erfindung soll an Hand der nachfolgenden e^;n

dichten Katalysatorphase in Kontakt kommen läßt. gebenden Beschreibung einer der Ausführungsformer

finde! eine »ciicre Umwandlung von 5 b»s 30 Volum näher erläutert werden und **ar an Hand der F i g 1

prevent statt. ^{dic das} Beispiel einer Vorrichtung gibt, mit der da:

Obgleich die Vorteile der Erfindung dadurch erzielt Verfahren der Erfindung durchgeführt werden kann

wc-den. indem man das frische Einsatzmaterial in 60 Die Beschreibung der Erfindung an Hand dieser An

jeden einzelnen der verschiedenen »Steiger« einleitet. lage soll keineswegs die Erfindung auf diese Anlage be

wobei zwischen 20 und 80°/, des EinsaUöls in den schränken.

niedriger temperierten 'Steiger* und der Rest in den Wie ·η der F i g. 1 zu sehen ist. wird frisches Einsatz

hoher temperierten 'Steiger· geleitet »erden, wurde gasol durch die Leitungen 10 und 22 in einem Verhält

gefunden, daß man in den meisten Fällen zu den 65 nis von etwa 1: 1 in jeden der beiden »Steiger« geleitel

besten Ergebnissen gelangt, »tnn das Einsat7öl ru e!wa Das linsatzmateri.il in Leitung 10 wird mit heißen

gleichen Teilen avf 'lie bVden «Steiger« verteilt wird regenerierten GieichgcwichH- Molekularsieb-Zeolith

Der Fachmann wird jedix-h erkennen. dal< besondere KjiaUvitor aus Siamif\>rn 12 in Berührung gebracht

wobei der Katalysator eine Temperatur von etwa 621⁰C hat. Die erhaltene Suspension aus Katalysator in öldampf strömt mit einer Temperatur von etwa 510⁰C und einer Gasgeschwindigkeit von etwa 1200cm/sec den »Steiger« 14 aufwärts und in die verdünnte Katalysatorphase des Reaktors 16. Der als höher temperierter »Steiger« bezeichnete »Steiger« 14 endet in einem nach unten gerichteten Auslaß mit einem gezähnten Rand 18, der den Zweck hat, den Strom der Kohlen wasserstoff dämpfe aus »Steiger« 14 in die verdünnte Katalysatorphase im Reaktor 16 in gleichmäßigem Fluß zu halten, besonders wenn der Spiegel 20 der dichten Phase unterhalb des gezähnten Randes 18 durch zufällige Schwankungen näher an den Auslaß von »Steiger« 14 gerät, der durch den gezähnten Rand 18 definiert ist. Im höher temperierten »Steiger« herrschen die folgenden Bedingungen vor: Raumgeschwindigkeit von 60 Gewichtsteilen pro Stunde pro Gewichtsteil und Gasgeschwindigkeit von 1200cm/sec, woraus sich eine Verweilzeit von etwa 3,5 see ergibt. Die Umwandlung des Gasöls in diesem »Steiger« beträgt unter diesen Bedingungen etwa 50 Volumprozent.

Das übrige Einsatzöl strömt durch Leitung 22 zum niedriger temperierten »Steiger« 24, wo es mit dem oben beschriebenen heißen zeolithischen Katalysator aus S-ndrohr 26 ir. Berührung gebracht wird. Hie dabei entstehende Katalysator-Gas-Mischung mit einer Temperatur von etwa 466° C strömt mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von etwa 600 cm/sec bei einer durchschnittlichen Verweilzeit von etwa 8 see durch den niedriger temperierten »Steiger« aufwärts. Zu den weiteren Arbeitsbedingungen im niedriger temperierten »Steiger« zählt eine Raumgeschwindigkeit von 45 Gewichtsteilen pro Stunde pro Gewichtsteil. Während des Durchgangs durch den niedriger temperierten »Steiger« 24 wird eine Umwandlung von 55 Volumprozent erhalten.

Der Strom aus dem niedriger temperierten »Steiger« 24 fließt in den unteren Abschnitt des Reaktors 16 und strömt aufwärts durch die dichte Phase des Krackkatalysators im Reaktor 16, wobei von dem Gasöl weitere ll°/_e umgewandelt werden. Zu den weiteren Arbeitsbedingungen in der dichten Katalysatorphase im Reaktor 16 zählen ein Katalysator-Öl-Verhältnis von 12 und eine Raumgeschwindigkeit von 4 Gewichtsteikn pro Stande pro Gewichtsteil. Die Kombination des Krackens im höher temperierten »Steiger«, im niedriger temperierten »Steiger« und in der dichten Phase ergibt eine Gesamtumwandlung von 58 Volumprozent, wobei die Umwandlung als 100 minus der Volumenprozente an oberhalb von 221⁰C siedenden Produkten definiert ist. Die Gasgeschwindigkeiten im Reaktor betragen an dem Punkt, wo der niedriger temperierte »Steiger« in die dichte Phase mündet, 45 cm/sec und am Spiegel 20 der dichten Katalysatorphase, wo das Gas sich abscheidet, 36 cm/sec und an dem Punkt, wo der höher temperierte »Steiger« in die verdünnte Phase mündet, 75 cm/sec und am oberen Abschnitt der Zyklon-Emlässe unter 60 cm/sec.

Die gekrackten Produkte entweichen aus dem Katalysator in die verdünnte Phase oberhalb des Niveaus 20 der dichten Phase. Die Gase mit etwaigen mitgeschleppten Katalysatorteilchen strömen durch den Zyklon 28, in dem der Katalysator abgetrennt wird und durch das absteigende Rohr 30 dem Bett wieder zugeführt wird. Die aus dem Zyklon 28 entweichenden Gase strömen durch die Leitung 32 in die Sammelkammer 34, in der die Gase aus zusätzlichen, nicht dargestellten Zyklonen gesammelt und von dort aus dem Reaktor durch die Leitung 36 entfernt werden. Die Gasleitung 36 transportiert die Krackprodukte zu nicht dargestellten Produktsammelstellen, in denen die Produkte gewonnen und durch an sich bekannte Kompressions-, Absorptions- und/oder Destillationseinrichtungen in die gewünschten Produkte aufgetrennt werden.

ίο Durch die Leitung 38 strömt Dampf in den Dampfring 40 und von dort aus zu einem Punkt unterhalb des Auslasses des niedriger temperierten »Steigers« 24 in den unteren Abschnitt des Reaktors 16. Der Katalysator der dichten Phase im unteren Abschnitt des Reaktors 16 wird durch den aus dem Ring 40 strömenden Dampf abgestreift und rieselt abwärts durch die Standrohre 42 und 44 und über die Gleitventile 46 und 48 in die Stripper-Zone 50. Die Abstreif-Zone 50 ist mit Rieselblechen 52 ausgestattet, die am »Steiger« 24, und

so mit Rieselblechen 54, die an der Wandung des Abstreifers 50 befestigt sind. Durch die Leitung 56 wird über den Dampf ring 58 Dampf in den unteren Abschnitt der Stripper-Zone 50 unterhalb der Rieselbleche 52 und durch die Leitung 60 über den Dampfring 62 unterhalb der Rieselbleche 54 eingeblasen. Der durch den Abstreifer aufsteigende Dampf lockert und entfernt adsorbierte und eingedrungene Kohlenwasserstoffdampfe, die nach oben durch die Abstreifer-Ableitung 63 in die verdünnte Phase des Reaktors 16 ein- strömen, wobei sie gemeinsam mit den Krackprodukten in der oben beschriebenen Weise gewonnen werden. Der abgestreifte Katalysator wird vom Boden der Abstreif-Zone 50 durch das Standrohr 64 für gebrauchten Katalysator abgezogen, und zwar in einer Geschwindigkeit, die durch das Gleitventil 66 eingestellt wird. Von dort strömt er durch das Standrohr 68 in den Regenerator 70. Der gebrauchte Katalysator wird im Regenerator 70 mit Luft in Berührung gebracht, die durch die Leitung 72 über den Luftring 74

eingeleitet wird. Der der Regenerierung unterworfene Katalysator bildet in dem Regenerator eine dichte Phase, deren Spiegel bei 76 liegt. Der Kohlenstoff auf der Katalysatoroberfläche wird verbrannt, und die entstehenden Verbrennungsgase strömen durch den Regenerator 70 aufwärts und treten in den Zyklon 78 ein, in dem mitgeschleppter Katalysator abgetrennt und durch das absteigende Rohr 80 dem dichten Beti im Regenerator wieder zugeführt wird. Die aus dem Zyklon 78 entweichenden Verbrennungsgase strömen

über die^r eitung 82 in die Sammelkammer 84 und vor dort nach draußen durch die Verbrennungsgasleitunj 86 zu nicht dargestellten Ventiliervorrichtungen Letztere können an sich bekannte Vorrichtungen zui Ausnutzung der in den Verbrennungsgasen enthalten

den Wärme und Energie aufweisen. Der regeneriert) Katalysator wird durch die Leitungen 88 und 90 von Boden des Regenerators 70 abgezogen, und zwar ii Geschwindigkeiten, die durch die Gleitventile 92 und9-eingestellt werden können, und von dort wird der hei& regenerierte Katalysator den Standrohren 12 und 2i wie oben erwähnt, zugeführt.

Im folgenden werden Beispiele der praktischen An wendung der Erfindung an Hand einer Serie voi Arbeitsgängen einer kontinuierlichen Wirbelbettkata lysator-Krackanlage aufgeführt. Der Einfachheit ha] her werden bei keiner der verschiedenen Arbeitsweise Kreislaufführung und Kracken in der dichten Phas eingesetzt.

Tabelle (Stand der Technik)

12

Fall A

FaIIB

Frisches Einsatzöl (Volumprozent):

»Steiger« 1

»Steiger« 2

Steigertemperatur in ⁰C:

»Steiger« I

»Steiger« 2

Umwandlung bei 221°C, in Volumprozent:

»Steiger« 1

»Steiger« 2

Gesamt

DP-SchwerbenzinOAusbeute, in Volumprozent:

»Steiger« 1

»Steiger« 2

Gesamt

DB-Schwerbenzin(*)-Ausbeute, in Volumprozent:

Gesamt

DP-Schwerbenzin-Oktanzahl (ROZ mit 3 ml TÄB)(»)

»Steiger« 1

»!steiger« 2

Gesamt

DB-Schwcrbenzisi-Oktanzah! (ROZ mit 3 ml TAB)

Gesamt

100 100

477 493

58 58

58 58

41,7 40,3 39,4 38,7

41,7 40,3 39,4 38,7

50,0 48,6 47,7 47,0

91,0 93,7 95,6 98,4

91,0 93,7 95,6 98,4

93,6 95,6 97,1

53,2 46,8	70 30
449 516	449 516
49,6 67,6 58,0	53,8 67,7 58,0
37,4 40,6 38,9	39,6 40,6 40,0

47,2 48,3

91,1	90,9
99,8	99,8
95,1	93,5

96,6

Tabelle (erfindungsgemäß)

FaUC

FaIlD

Frisches Einsatzöl (Volumprozent):

»Steiger« 1

»Steiger« 2

Steigertemperatur in ⁰C:

»Steiger« 1

»Steiger« 2

Umwandlung bei 221°C, in Volumprozent:

»Steiger« 1

»Steiger« 2

Gesamt -

DP-Schwerbenzini^Aiisbeute, in Volumprozent:

»Steiger« 1

»Steiger« 2

Gesamt

DB-SchwerbenzinO-Aasbeute, in Volumprozent:

Gesamt

DP-Schwerbenzin-Oktanzahl (ROZmit3mITÄBX*)

•Steiger« 1

»Steiger« 2

Gesamt

DB-Schwerbenzin-Oktanzahl (ROZ mit 3 ml TAB)

Gesamt

91,0 98,4
9ö,l

53,2 46,8

449 516

58 58 58

41,7 41,7 38,6 38,6 39,5 40,3

91,0 98,4 94,5

70 30

449 516

58 58 58

41,7 38,6 40,8

47,8 48,6 49,1

91,0 98,4 93,3

97,5 96,2 95,6

30 70	46,8 53,2	70 30
449 516	449 516	449 516
67,7 53,8 58,0	67,7 49,6 58,0	61,6 49,6 58,0
45,6 37,5 40,0	45,6 36,6 40,9	43,3 36,6 41,4

48,3 49,2 49,7

91,5	91,5	91,1
97,9	97,7	97,7
96,0	94,8	9-M

97,3 96,5 95,1

Anmcrkunga:: {·) Pfeniasfceäes Scbwcrbcazin; (*) Butnnfreies Schwerbenzin; (*) Research-Oktanzahl von Schwerbenzin mit 3 ml Tetraäthylblei pro 3,78 L

13 14

In allen Fällen wurde ein ursprüngliches Gasöl ver- Produkte sind in der vorstehenden Tabelle aufgewendet, das eine API Dichte von 30,9 und bei der führt. Die Gesamtumwandlung bei 225° C betrug in ASTM-Destillation die folgenden Merkmale aufwies: allen Fällen 58 Volumprozent, und die »Steiger«-Tem-Siedebeginn bei 233°C; bei 50% betrug die Tempe- peraturen variierten zwischen 449 und 516 C. Außer ratur33O°C; Siedeende bei über 404° C. In allen Fällen 5 dem wurde bei jedem Fall, in dem frisches Einsatzwurde ein Gleichgewichts-Molekularsieb-Zeolith-Kata- material in beide »Steiger« gegeben wurde, die Wirkung lysator verwendet. einer Abwandlung des Einspeisungsverhältnisses bei

Im Fall A wurde frisches Gasöl in eine Ein-»Steiger«- der Einspeisung von frischem Gasöl in beide »Steiger« Wirbelbettkatalysator-Krackanlage geleitet. Im Fall B dargestellt. Die auf diesen Angaben basierende F i g. 2 wurde eine nach dem Zwei-»Steiger«-Prinzip arbeitende io zeigt eine Gegenüberstellung der Schwerbenzin-Aus-Wirbelbettkatalysator-Krackanlage verwendet. Das beute-Kurven und der Oktanzahl-Kurven bei gleich-Kracken wurde in den beiden bei verschiedenen Tem- bleibender Umwandlung in all diesen Fälicn.
peraturen betriebenen »Steigern* durchgeführt, wobei Bei der Betrachtung der F i g. 2 und der Tabelle die Umwandlung in dem höher temperierten »Steiger« zeigt sich, daß in Fall C und Fall D höhere Schwerpro Durchgang größer war als in dem niedriger tem- 15 benzin-Ausbeuten erhalten wurden, wobei die Ausperierten »Steiger«. Fall A und Fall B waren Stand der beute in Fall D am besten war. Es zeigt sich auch, da(> Technik. In den Fällen C und D wurde eine Zwei- nicht immer bessere Ausbeutenerhalten wurden, wenn »Steiger«-Wirbelbettkatalysator-Krackanlage verwsn- frisches Einsatzmaterial zwei Reaktor-eSteigern« zugedet, bei der das frische Einsatzmaterial in die zwei führt wird, da in Fall B schlechtere Ergebnisse erzielt »Steiger« geleitet wurde, von denen einer mit einer ao wurden als in Fall A, in dem das frische EinsaLrm ie höheren Temperatur betrieben wurde als der andere. rial in nur einen »Steiger« eingespeist wurde. Außerdem Im Fall C war die Umwandlung in den beiden »Stei- wird ersichtlich, daß die Ausbeuten entsprechend uem gern« pro Durchgang gleich, wohingegen die Umwand- Verhältnis besser werden, indem man das frische lung irr. Fall D in dem höher temperierten Steiger pro Einsatzmaterial jedem Reaktor-»Steiger« zuführt, h-, Durchgang niedriger war. 95 scheint, als ob das frische Einsatzmaterial in einem

Sowohl Fall C wie FaIi D sind Ausführungsformen Verhältnis von etwa 1:1 zugeführt werden müßte, urr,

der Erfindung. Die Schwerbenzin-Ausbeuten und die Bestergebnisse von Fall D zu erreichen.
Oktanzahlen der in den einzelnen Fällen erhaltenen

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum katalytischen Kracken von Gasölen in Gegenwart eines zeolithfschen Katalysators in einer aus einem eine dichte und eine verdünnte Schicht des Katalysators enthaltenden Reaktor, einem Regenerator und einer Anzahl länglicher, beim Reaktor endenden Reaktionszonen bestehenden Wirbelbett-Krackanlage und wobei Mischungendes Gasöls mit dem Katalysator unter Bedingungen für katalytisches Kracken durch die länglichen Reaktionszonen hindurch dem Reaktor zugelci et werden, dadurch gekennzeichnet, daß