DE2064142A1

DE2064142A1 - Verfahren zum katalytischer! Kracken von Kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE2064142A1
Application number: DE19702064142
Authority: DE
Inventors: David LeRoy Nederland Youngblood Douglas James Groves Tex Reynolds (V St A)
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1969-12-31
Filing date: 1970-12-28
Publication date: 1971-07-08
Also published as: FI50796C; CH552048A; DE2064142B2; IE34854L; BE761079A; DE2064142C3; SE364721B; NL157644B; FR2072150A1; FR2072150B1; IE34854B1; ES386940A1; FI50796B; EG10560A; CA941324A; NO128661B; ZA708607B; GB1317927A; BR7025028D0; NL7019049A

Description

Patentassessor Hamburg, d. 21. Dezember

Dr. G. Schupfner - T 70 042

Deutsche Texaco AG. D 71,191

2 Hamburg 22. onc/1

Sechslingspforte 2 . £UOH I

TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION

135 East 42nd Street New York, N.Y. 10017 U. S, A.

Verfahren zum katalytisehen Kracken von Kohlenwasserstoffen

Die Erfindung betrifft das Kracken von Kohlenwasserstoffölen, insbesondere von E.rdölkQhlenwasserstoffe,n, in Gegenwart von Wiroe^bett-Katalysatoren.,Sie betrifft speziell das Betreiben einer Krackanlage mit Wirbelbett-Katalysator, die eine Anzahl läii^lioher Reaktionszonen, im folgenden "Steiger" genannt, aufweist und bezweckt, die Ausbeuten an hochoktanigem Naphtha zu erhöhen.

Bei Krackverfahren mit Wirbelbett-Katalysatoren werden Kohlenwasserstoffe unter geeigneten Bedingungen umgewandelt, so daß beträchtliche Anteile der Ausgangskohlenwasaerstoffe in erwünschte Produkte, wie Benzin* verflüssigbares !reibgas, Ausgangsraaterialien fUr Alkylierungen und fUr das Verschneiden von Mitteldestillaten Überführt werden unter gleichzeitiger Entstehung weniger! erwünschter Stoffe, wie Gas und Koks. Sobald sich wesentliche Mengen an Koks abscheideni bewirkt eine Verringerung der Aktivität des Katalysators und besonders seiner Selektivität eine Behinderung der Kohlenwasserstoffumwandlung, einen Rückgang der Benzin* bildung und gleichzeitig eine zunehmende Entstehung der

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v/eniger erwünschten Produkte. Um eine Desaktivierung des Katalysators infolge Koksabscheidungen auszugleichenj wird der Katalysator üblicherweise aus der Reaktionszone entfernt und einer Stripper-Zone zugeführt, wo er zunächst mittels- eines Stripp-Mediums, wie Dampf, von eingedrungenen und adsorbierten Kohlenwasserstoffen, befreit wird. Der Dampf und die Kohlenwasserstoffe werden abgezogen und der von letzteren befreite Katalysator wird in eine Regenerierzone gebracht, wo er mit sauerstoffhaltigem Gas zusammengebracht wird, um wenigstens einen Teil des Kokses zu verbrennen und somit den Katalysator zu regenerieren. Danach wird der regenerierte Katalysator in die Reaktionszone zurückgeführt und dort mit weiteren Kohlenwasserstoffen in Kontakt gebracht.

In neuerer Zeit sind die katalytischen Krackverfahren wesentlich verbessert worden. Die Einführung von Zeolith-Krack-•katalysatoren hat bei bestehenden Krackanlagen zu vergrößertem Durchsatz und.verbesserter Produktquälitat geführt. Zusätzlich sind auch verbesserte Vorrichtungen für das katalytische Kracken speziell für die Verwendung dieser verbesserten Katalysatoren entwickelt worden, wodurch der Gesamtprozeß in seiner Leistung verbessert worden ist. Zum Beispiel sind die USA-Patente 3 435 733 und 3 448 037 auf das Kracken von Erdölkohlenwasserstoffen mittels Wirbelbettkatalysatoren ft unter Verwendung von Zeolitli-Erackkatalysatoren gerichtet und offenbaren Arbeltsparaiaeter und Techniken, die speziell auf diese neuen Katalysatoren zugeschnitten sind und beschreiben gleichzeitig Krackanlagen für das Kracken mit Wirbelbettkatalysatoren, die Gebrauch, von den" erwünschten typischen Vorteilen der Zeolith-Kataljaatoren machen. Speziell steckt in dem Apparat die Idee des "Steiger-^rackena", bei dem Gas- ; öl-Ausgangsmaterial und Ereislaufmatej?ial getrennt in ge- j trennten länglichen Reaktionszeiten gekrackt werden oder die ·

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Steiger in sich verjüngenden Reaktionskamiaern extäezH die.-eine ί dichte und eine verdünnte Phase des Katalysators es+halten .und in denen ein weiteres Kracken In der fluidisiertes dichten Phase stattfindet. Mittels i@s Steiger-Kraokena Ist es

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möglich, die Arbeitsbedingungen so auszuwählen, daß sie dem jeweiligen Ausgangsmaterial angepaßt sind, nämlich dem ■G-asöl oder dem Kreislaufmaterial, das in jeden Steiger eingeführt wird. Die Krackvorrichtung enthält zusätzlich einen Stripper-Abschnitt unterhalb des fluidisierten dichten Bettes, in dem eingedrungene adsorbierte Kohlenwasserstoffe mittels Dampf vom Katalysator entfernt werden, bevor der Katalysator in den Regenerierkessel weitergeführt wird. Wie bei konventionellen Einrichtungen für das Arbeiten mit einem Wirbelbettkatalysator wird der katalysator im Regenerierkessel mit sauerstoffhaltigem Gas in Berührung gebracht, um zumindest einen Teil des niedergeschlagenen Kokses zu verbrennen. Der regenerierte Katalysator wird dann am unteren Ende der länglichen Reaktionszone oder des Steigers und zwar dort, wo das Ausgangsmaterial eingeführt wird, zurückgeführt. Durch die Verwendung von mehreren Steigern ist es möglich, den individuellen Steiger unter Bedingungen zu betreiben, die eine maximale Entstehung der gewünschten Produkte bei gleichzeitiger minimaler Entstehung von unerwünschten Produkten sowie maximalen Ausbeuten gewährleisten. Üblicherweise werden die hitzebeständigeren Ausgangsmaterialien_r wie etwa die Kreislaufgasöle, durch den Steiger, der bei höheren Temperaturen arbeitet, als derjenige Steiger', der das frische Gasöl verarbeitet, geleitet. Der Gesamteffekt soll natürlich darin bestehen, eine optimale Ausnutzung sowohl der Krackanlage für das Arbeiten mit' einem Wirbelbettkatalysator als auch mit zeolithischem Krackkatalysator zu erzielen. j

Obgleich zum Stand der Technik Vorrichtungen und Verfahren gehören, die die einzigartigen Eigenschaften der zeolifchischen Krackkatalysatoren ausnutzen, sind dennoch Verbesserungen des Verfahrens durchaus erwünscht, die die Ausnutzung der Anlage, auch die Qualität und/oder die Quantität der Produkte steigern.

Die vorliegende Erfindung ist auf ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Krackanlage mit. einem Wirbelbettkatalysator gerichtet, wobei der wesentlichste Anteil der Krack-*, vorgänge in einer Anzahl von länglichen Reaktionseonen oder

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Steigern stattfindet. Han erzielt höhere Naphtha-Ausbeuten mit höheren Oktanzahlen, indem man niedrigsiedendes Gasöi in mindestens einen Steiger und höhersiedendes^uGäsöT in mindestens einen anderen Steiger einleitet. Die Arbeitsbedingungen in den Steigern sind so ausgewählt, daß eine Umwandlung ..-des höhersiedenden Gasais um O - 30 VoI ..--#, weniger als die des niedrigersiedenden Gasöls erreicht wird/.In einer bevorzugten Ausführungsform wiiö eine Krackanlage mit fluidisiertem Katalysator mit zwei Steigern verwendet.

Die beigefügte Figur 1 gibt das Beispiel einer Vorrichtung, mittels der das Verfahren der vorliegenden Erfindung praktiziert werden kann.

Es wurde gefunden, daß man beim Betreiben einer Krackanlage mit einem Wirbelbettkatalysator mit einer Anzahl länglicher Reaktionszonen wesentliche Verbesserungen dadurch erzielen kann, daß man ein niedrigsiedendes GasÖl in mindestens eine der länglichen Reaktionszonen und ein höhersiedendes Gasöl in mindestens eine andere der länglichen Reaktionszonen einleitet. Zweckmäßigerweise werden diese Gasöle im nachfolgenden jeweils als leichtes, schweres, leichteres und schwereres sowie niedriger- bzw. höhersiedendes Gasöl bezeichnet. Die Arbeitsbedingungen innerhalb der verschiedenen länglichen Reaktionszonen werden so eingestellt, daß von dem schweren Gasöl 0-30 Vol.-$ weniger als von dem leichten Gasöl umge-P wandelt werden. Diese Arbeitsweise ermöglicht es, höhere Ausbeuten an höheroktanigem Benzin zu erzielen, als bisher durch übliche Methoden mit ähnlichen Einrichtungen erzielt worden ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum katalytischen Kracken von Gasölen in Gegenwart eines zeolithischen Katalysators in einer V/irbelbettkrackanlage, die aus einem Reaktor, einem Regenerator und einer Anzahl von länglichen Reaktionszonen besteht, wobei der Reaktor eine dichte und eine verdünnte Phase des Katalysators enthält und die Reaktionszonen am Reaktor enden und wobei Mischungen des Gasöls mit dem Kataly-

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sator durch die länglichen Reaktionszonen unter Bedingungen für katalytisches Kracken dem Reaktor zugeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß

a) durch mindestens eine längliche Reaktionszone Gasöl geleitet wird, das einen höheren Siedehereich hat als das Gasöl, das durch mindestens eine andere längliche Reaktionszone geleitet wird, und

b) der aus gasförmigem Reaktionsgemisch und Katalysator bestehende Strom aus den länglichen Reaktionszonen in eine Katalysatorphase in den Reaktor geleitet wird und von dem höhersiedenden Gasöl O-3O Vol.-$ weniger als von dem niedrigersiedenden Gasöl umgewandelt werden.

In der einfachsten Ausführungsform dieser Erfindung wird eine Wirbelbettkatalysator-Krackanlage mit zwei Steigern eingesetzt, wobei die Arbeitsbedingungen folgende sind: In den Steigern herrscht eine Temperatur von 425 - 625 C, die Umwandlung beträgt 30 - 80 YoI.-$, die Raumgeschwindigkeit in dem Steiger für leichtes Gasöl beträgt 10 - 100 Gewichtsteile pro Stunde pro Gewichtsteil, und die Raumgeschwindigkeit in dem Steiger für schweres Gasöl beträgt 50 - 200 Gewichtsteile pro Stunde pro Gewichtsteil.

Das Kracken der verschiedenen Gasöle sowohl im Steiger als auch in der fluidisierten dichten Phase kann in diesem Verfahren variiert werden, so daß viele Varianten der Ausführungsforraen ermöglicht werden. Eine Anzahl dieser Varianten wird kurz anhand eines Verfahrens, das eine Zwei-Steiger-Wirbelbettkatalysator-Krackanlage verwendet, beschrieben.

In einer Ausfuhrungsform findet das Kracken des leichten und des schweren Gasöls lediglich in den Steigern statt, indem der Strom von beiden Steigern in die verdünnte Katalysatorphaae im Reaktorkessel geleitet wird. Der Reaktorkessel dient in diesem Fall nur als Trennkammer, in der praktisch kein Kracken stattfindet.

In einer anderen Ausführungsform wird das leichte Gasöl so-

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wohl im Steiger als auch in der dichten Phase gekrackt,.während das Kracken des schweren Gasöls auf den betreffenden Steiger beschränkt wird.- Der Strom aus dem Steiger für das schwere Gasöl wird in die verdünnte Katalysatorphase geleitet. Der Strom aus dem Steiger für das leichte Gasöl wird in die dichte Katalysatorphase geleitet, und das gasförmige Reaktionsgemisch aus dem Steiger für das leichte Gasöl wird durch die dichte Katalysatorphase unter Bedingungen für katalytisches Kracken geleitet, wodurch eine zusätzliche Umwandlung von 5-30 Vo1.-$ erzielt wird, wobei die Gesamtumwandlung des leichten Gasöls pro Durchlauf 80 Vol.-jS nicht überschreitet. Durch Einregulieren der Arbeitsbedingungen kann die Umwandlung in dem Steiger für das leichte Gasöl ψ niedriger, gleich oder höher als in dem Steiger für das schwere Gasöl gehalten werden.

In einer weiteren Ausführungsform wird das leichte Gasöl nur dem Kracken im Steiger unterworfen, während das schwere Gasöl sowohl im Steiger als auch in der dichten Käalysatorphase gekrackt-wird. Der Strom aus dem Steiger für leichtes Gasöl wird direkt in die verdünnte Katalysatorphase in dem Reaktorkessel eingeleitet, während der Strom aus dem Steiger für das schwere Gasöl durch die dichte Katalysatorphase unter Bedingungen für katalytisches Kracken geleitet wird, wodurch eine zusätzliche Umwandlung von 5 - 30 Vol.-$ erfolgt. Die k Umwandlung des schweren Gasöls pro Durchgang geht nicht über 80 Vol.-<fo hinaus.

In einer weiteren Ausführungsform werden sowohl das leichte als auch das schwere Gasöl sowohl dem Steiger-Kracken als auch dem Kracken in der dichten Katalysatorphase unterworfen, indem der Strom aus beiden Steigern unter Bedingungen für katalytisches Kracken durch die dichte Katalysatorphase hindurchgeleitet und somit eine zusätzliche Umwandlung von 5 30 YoI.-fo bewirkt. In dieser Ausfunrungsform ist die Gesamtumwandlung des gesamten Öls, das durch die katalytische Krackanlage hindurchströmt, nicht größer als 80 Vol.-%.

Das frische Einsatzöl umfaßt erfindungsgemäß Gasöltypen. Unter

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dieseil Ausgangsölen, die zweckmäßigerweise im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden, sind Ölfraktionen mit einem Siedebereich von etwa 220 - 57O⁰C. Dazu zählen schwere Gasöle aus der Normaldruck-Destillation, leichte und schwere Gasöle aus der Vakuumdestillation, Gasöle mit gebrochener Viskosität, entasphaltierte Gasöle, von Kohlenstoff befreite Gasöle, wasserstoff "behandelte Gasöle und einer Lösungsmittelextraktion unterworfene Gasöle. Alle diese Einsatzöle sind Erdölprodukte, die bisher nicht mithilfe von Wirbelbettkatalysatoren gekrackt wurden.

Im allgemeinen haben die GasÖlausgangsstoffe für das erfindungsgemäße Verfahren einen Siedebereich von 220 - 570 C. Im allgemeinen wird als das leichtere Gasöl ein Gasöl mit dem Siedebereich von etwa 220 - 4OO⁰C bevorzugt, während das schwerere Gasöl einen Siedebereich von etwa 315 - 570 C haben kann. Die beiden Ausgangsgasöle können entweder durch Fraktionieren einer Gesamtgasölfraktion oder eines Rohöls erhalten werden, oder aus von vornherein aus separaten Quellen stammen. Im letzteren Pail können sich die Siedebereiche der beiden Fraktionen natürlich überlappen oder nicht. Vorzugsweise wird jedoch eine Gesamtgasölfraktion fraktioniert, um das erfindungsgemäße Verfahren maximal ausnützen zu können. In diesem Fall soll das leichtere Gasöl vorzugsweise einen Siedebereich von etwa 220 - 400⁰C haben und das schwerere Gasöl einen Siedebereich von etwa 370 - 57O⁰C. Die arbeitsgüiEbigen Siedebereiche liegen so, daß zwischen 20 - 80, vorzugsweise 40 - 60 Vol.-io des Gasöls der Anteil an leichterem Gasöl sind.

Obwohl man annehmen sollte, daß das Ausgangsgasöl für die katalytisch^ Krackanlage zunächst in eine leichte und eine schwere Fraktion zerlegt werden müßte, kann der erfindungsgemäße Prozeß durchgeführt werden, indem man lediglich ein leichtes und ein schweres Gasöl einsetzt, wobei zwischen den Siedebereichen entweder eine Lücke besteht oder "aber das Siedeende des leichteren Gasöls den Siedebeginn des schweren Gasöls überlappt. Wenn aus einer Gesamtgasölfraktion erst ■ zwei Ausgangsfraktionen für die Wirbelbettkatalysator-Erack-

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anlage gewonnen werden müssen, können verschiedene Fraktioniertechniken angewendet werden. Wenn das Gasöl direkt von der Rohölfraktionieranlage geliefert wird/ ist es möglich, das Ausgangsöl an der Rohölfraktionieranlage aufzuspalten, um leichtes und schweres Gasöl zu produzieren, welches direkt der Wirbelbettkatalysator-Krackanlage zugeleitet werden kann. Wo die Ausgangsströme zusammengesetzt werden, bevor sie der Wirbelbettkatalysator-Krackanlage zugeführt werden, kann eine Vorfraktionierung eingeschaltet werden, um die Charge in niedriger- und höhersiedende Bestandteil^ zu zerlegen, worauf diese Fraktionen den entsprechenden Steigern zugeleitet werden. In einer verzweigten Konstruktion kann es möglich sein, die Fraktionieranlage so zu entwerfen, daß nicht nur der gasförmige Reaktionsstrom aus der Wirbelbettkatalysator-Krackanlage " gehandhabt werden kann, sondern es auch möglich wird, die Chargierung für die katalytische Krackanlage in leichtes Gasöl und schweres Gasöl zu fraktionieren. Auf solche Weise kann das gasförmige Produkt vom Reaktor mit dem frischen Einsatzmaterial für die katalytische Krackanlage kombiniert und" in die Fraktionieranlage eingeleitet werden, deren oberer Teil zur Abtrennung der leichten Produkte des Benzins, und der Mitteldestillate dient, während der untere Teil der Fraktionierariage die niedriger- und höhersiedenden Gasölfraktionen·liefert, die anschließend den Steigern der Wirbelbettkatalysator-Krackanlage zugeführt werden.

fc Der Katalysator für die vorliegende Erfindung besteht aus großporigen, kristallinen, aktive Metalloxide enthaltenden Aluminiumsilikaten, die gewöhnlich als Zeolithe bezeichnet werden, wie beispielsweise Natrium-aluminium-silikat-Gel oder tonähnliche Mineralien. Die im erfindungsgemäßen Verfahren als Krackkatalysatoren verwendeten Zeolithe besitzen geometrisch regelmäßige starre dreidimensionale Strukturen mit gleichförmigen Porendurchmesser&n, die im Bereich von etwa 5 - 15 A liegen. Die erfindungsgemäß verwendeten kristallinen zeolithischen Katalysatoren bestehen aus etwa 1-25 Gew.-^ Zeolith, etwa 10 - 50 Gew.-^ Aluminiumoxid und im übrigen aus Siliziumdioxid. Unter den bevorzugten Zeolithen be-

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finden sich die als Zeolith X und Zeolith Y bekannten !Typen, "bei denen mindestens ein -wesentlicher Anteil der ursprünglichen Alkalimetallionen durch Kationen, wie Wasserstoffionen, ersetzt worden sind und/oder durch Metallionen oder Kombinationen der Ionen solcher Metalle wie Barium, Kalzium, Magnesium, Mangan oder seltener Erden wie z.B. Cer, Lanthanum, Neodym, Praseodym, Samarium und Yttrium.

Die Erfindung sieht vor, daß leichtes Gasöl und schweres Gasöl in die Steiger geleitet werden, welche so betrieben werden, daß eine geringere Umwandlung des schweren Gasstroms bewirkt v/ird. In der einfachsten Form besitzt die Wirbelbettkatalysator-Krackanlage zwei Steiger. Die Arbeitsbedingungen sowohl für den Steiger für das leichte Gasöl wie auch für den Steiger für das schwere Gasöl sind folgende: Die Arbeitstemperatur liegt bei 425 - 625°C, vorzugsweise 450 - 54O⁰G, und die Umwandlung pro Durchlauf beträgt 30 - 80, vorzugsweise 40 75 1°. Die Verweilzeit in den Steigern beträgt 2 - 20, vorzugsweise 3-10 see; die Gasgeschwindigkeit beträgt 450 - 1500, vorzugsweise 600 - 1200 cm/sec. Die Raumgeschwindigkeit in dem Steiger für das leichte Gasöl beträgt 10 - 100, vorzugsweise 40 - 90 Gewichtsteile pro Stunde, pro Gewichtsteil, und die Raumgeschwindigkeit im Steiger für schweres Gasöl beträgt. 50 - 200, vorzugsweise 75 - 150 Gewichtsteile pro Stunde pro Gewichtsteil. Die Umwandlung des schweren Gasöls pro Durchgang ist 0 - 30 fo weniger als die Umwandlung des leichten Gasöls, wobei die Umwandlung des leichten Gasöls nicht größer ist als 80 Vol.-^.

Wenn die angewendete Ausführungsform zusätzlich das Kracken beider Ströme in der dichten Katalysatorphase im Reaktor einschließt, sind folgende Arbeitsbedingungen in der dichten Pha;ie: Die Temperatur beträgt 425 - 625°G, die Gasgeschwindigkeit beträgt 15 - 120, vorzugsweise 40 - 66 cm/sec, die Raurngeochwindigkeit beträgt 1 - 40, vorzugsweise 3-25 Gewlchtsteile pro Stunde pro Gewichtsteil. Die gasförmigen ItfikLionsprodukte, die auo einem Steiger austreten, und die diente Katalyisatorphase pascleren, erfahren eine zusätzliche

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Umwandlung von 5 - 30 V0I.-/O.

Wenn innerhalb der Parameter der vorliegenden Erfindung ge- ^: arbeitet wird, ist es möglich, höhere Napbtha-Ausbeuten mit höheren Oktanzahlen zu erreichen, als sie durch andere Arbeitstechniken erreicht werden können.

Es ist vielleicht nicht möglich, das erfindungsgemäße Verfahren bei allen katalytischen Krackanlagen mit mehreren Steigern verwenden zu können. Der Fachmann sollte die Anordnung der jeweiligen Anlage genau untersuchen, um festzustellen, ob das erfindungsgemäße Verfahren durch Abwandlungen der Arbeitstechniken hier eingesetzt werden kann. Die Umwandlung des leichten Gasöls sollte höher sein als die des schweren Gasöls, und zu diesem Zweck sollte das leichtere durch einen Steiger, der langer ist als der für das schwere Gasöl, geleitet werden. Auch sollte die Lineargeschwindigkeit des leichten Gasöls niedrig gehalten werden, um größere Kontaktzeit im Innern des Steigers und somit einen größeren Umwandlungsgrad zu erzielen. Will man diese Erfindung in ' einer bestehenden Anlage verwenden, so muß dem eine sorgfältige Untersuchung und Einregulierung der Arbeitsbedingungen vorausgehen, und in manchen Fällen werden auch Abänderungen der Einrichtung erforderlich sein.

Bevorzugt wird, daß die katalytische Krackanlage speziell auf die jeweilige Ausführungsform dieser Erfindung zugeschnitten wird.

Die Erfindung kann anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, die sich auf die Fig. 1. bezieht, verstanden werden. Die Fig. 1 gibt ein Beispiel einer Anlage, mit der eine der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung praktiziert werden kann. Die Beschreibung der Erfindung anhand dieser Anlage soll keineswegs die Erfindung auf diese Anlage beschränken.

Wie in der Fig. 1 zu sehen ist, wird frisches schweres Gasöl

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durch Leitung 10 dem Steiger I4 und" frisches leichtes Gasöl durch Leitung 22 dem Steiger 24 zugeführt. Dieses frische EinsatsÖl kann aus ganz verschiedenen, nicht dargestellten Quellen "bezogen werden, z.B. können leichtes und schweres Gasöl durch Fraktionieren eines zusammengesetzten Einsatzgasöls oder eines Rohöls erhalten werden. Diese beiden Einsatsöle können außerdem auch aus gänzlich voneinander unabhängigen Quellen stammen, so lange nur das eine Gasöl leichter als das andere ist. Das schwere Gasöl in Leitung 10 mit einem Siedebereich von ca. 290 - 57O⁰C wird mit heißem rege«- , nerierten Gleichgewichts-Molekularsieb-Zeolith-Katalysator aus dem Standrohr 12 in Kontakt gebracht; der Katalysator hat dabei eine Temperatur von ca. 62O⁰C. Die dabei entstehende Suspension von Katalysator in vergastem Öl wird mit einer Temperatur von etwa 495⁰C und einer· Gasgeschwindigkeit von etwa 900 cm/sec mit einer durchschnittlichen Verweilzeit von etwa 8 see. durch den Steiger 14 geleitet und in die verdünnte Katalysatorphase im Reaktor 16 geführt. Der als Schwergasöl-Steiger bezeichnete Steiger 14 endet in einem nach unten gerichteten Auslaß mit einer gezähnten Kante 18, die den Zweck hat, ein glattes Fließen der Kohlenwasserstoffdämpfe .aus der Leitung 14 in die verdünnte Phase des Reaktors 16 hinein zu gewährleisten, besonders dann, wenn der Spiegel der dichten Phase unterhalb der gezähnten Kante 18 infolge zufälliger Schwankungen dem Auslaß des Steigers 14 näherkommt, als es dem Niveau der gezähnten Kante 18 entspricht. Die in dem Schwergasöl-Steiger 14 herrschenden Bedingungen sorgen für eine Umwandlung, die um 5 - 30 fo niedriger ist als die ,in dem Leichtgasöl-Steiger.

Das leichte Gasöl mit einem Siedebereich von 220 - 400⁰O strömt durch die Leitung 22 in den Leichtgasöl-Steiger 24» wo es mit dem heißen Zeolithkatalysator in Berührung gebracht wird, der oben schon beschrieben wurde und aus dem Standrohr 26 kommt. Die dabei entstehende Katalysator-Gas-Mischung hat eine Temperatur von etwa 495°C und strömt durch den Leichtgasöl-Steiger 24 mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von etwa 900 cm/sec und einer Durchschnittsverweil-

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zeit von etwa 6 sec aufwärts. In dem Leichtgasöl-Steiger sind andere Bedingungen so eingestellt, daß die Umwandlung zwischen 5 - 30 fo mehr als im Steiger 14 beträgt.

Der Strom aus dem Leicbtgasöl-Steiger 24 fließt in den unteren Abschnitt der dichten Katalysatorphase im Reaktor 16 und strömt durch die dichte Phase des Krackkatalysators im Reaktor 16 aufwärts, wodurch eine weitere Umwandlung des Gasöls von 10 $> bewirkt wird. Die in der dichten Phase im Reaktor 16 vorherrschenden anderen Bedingungen sind folgende: Die Temperatur beträgt etwa 495 C, und die Raumgeschwindigkeit beträgt 6 Gewichtsteile pro Stundepro Gewichtsteil. Die Kombination aus dem Kracken des schweren Gasöls im Steiger, ™ dem Kracken des leichten Gasöls im Steiger und dem Kracken im Reaktorbett bietet eine Gesamtumwandlung von 57 wobei die Umwandlung als 100 minus der Volumenprozente an oberhalb von etwa 220⁰C siedenden Produkten definiert ist. Die Gasgeschwindigkeiten im Reaktor betragen an dem Punkt, v/o der Leichtgasöl-Steiger in die dichte Phase einmündet, 45 cm/sec, und am Niveau 20, wo das Gas aus der dichten Phase entweicht, 36 cm/sec, und an dem Punkt, wo der Schwergasöl-Steiger in die verdünnte Phase einmündet, 75 cm/sec, und schließlich im oberen Abschnitt des Zykloneingangs 60 cm/sec.

Die gekrackten Produkte entweichen aus dem Katalysator in die verdünnte Phase oberhalb des Niveaus 20 der dichten Phase. Die Gasemit 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 Produktsammelsteilen, in denen die Produkte gewonnen und durch an sich bekannte Kornpressions-jA^sorptions- und/oder Destillationseinrichtungen in die gewünschtenProdukte aufgetrennt werden.

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Durch die Leitung 38 strömt Dampf in den Dampfring 40 und von dort aus an einen Punkt unterhalb des Auslasses des Leielrcgasöl-Steigers 24 in den unteren Abschnitt des Reaktors 16. Der Katalysator der dichten Phase im unteren Abschnitt des Reaktors 16 wird durch den aus dein Ring 40 strömenden Dampf gestrippt und rieselt abwärts durch die Standrobre 42 und 44 und über die G-leitventile 46 und 48 in die StriOper-Zone 50. Die Stripper-Zone 50 ist mit Rieselblechen Γ>2 ausgestattet, die am Steiger 24 und mit Rieselblechen 54, die an der Wandung des Strippers 50 befestigt sind. Durch die Leitung 56 wird über den Dampfring 58 Dampf in den unteren Abschnitt der Stripper-Zone 50 unterhalb der Rieselbieche 52 und durch die Leitung- 60 über den Dampfring 62 unterhalb der Uieselbleche 54 eingeblasen. Der durch den Stripper aufsteigende Dampf lockert und entfernt adsorbierte und eingedrungene Kohlenwasserstoffdämpfe, welche nach oben durch die ;uripper~Ableibung 63 in die verdünnte Phase des Reaktors --insbrömen, wotei sie gemeinsam mit den Krackprodukten in der oben beschriebenen Weise gewonnen werden.

Der gestrippte Katalysator wird vom Boden der Stripper-Zone 50 durch das Standrohr 64 für gebrauchten Katalysator abgezogen und zwar in einer Geschwindigkeit, die durch das G-Leit-7-iii.bil 66 eingestellt wird, Von dort strömt er durch das Standrohr 68 in den Regenerator 70. Der gebrauchte Katalysator wird im Regenerator 70 inib 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 'ion Regenerator 70 aufwärts und treten in den Zyklon 78 ein, In dorn mi. t/'jerjchleppter Katalysator abgetrennt und durch das absteigende Rohr BO dom dichten Bett im Regenerator wieder zugeführt, wird, Die aus dem Zyklon 78 entweichenden Verbrennungngaoe strömen über die Leitung 82 in die Sammelkammer 84 und von dort nach draußen durch die Verbrennungsgasleitung au nicht dargestellten Ventiliervorrichtungen. Letztere kön-

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nen an sich bekannte Vorrichtungen zur Ausnutzung der in den Verbrennungsgasen enthaltenen Wärme und Energie aufweisen. Der regenerierte Katalysator wird durch die Leitungen oO und 90 vom Boden des Regenerators 70 abgezogen und zwar in Geschwindigkeiten, die durch die. Gleitventile 92 und 94 eingestellt v/erden können, und von dort wird der heiße regenerierte Katalysator den Standrohren 12 und 26, wie oben erwähnt, zugeführt.

Im folgenden.werden Beispiele der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung anhand einer Serie von Arbeitsgängen einer kontinuierlichen Wlrbelbettkatalysator-Krackanlage aufgeführt. Der Einfachheit halber gibt es bei den Versuchs- ψ gangen keine Kreislaufführung. Das Kracken wird auf die Steiger beschränkt. Es wird kein Kracken in der dichten Katalysatorphase angewendet,

In beiden Fällen dieses Beispiels wird das erfindungsgemäße Verfahren an einer Wirbelbettkatalysator-Krackanlage demonstriert, die nach dem Zwei-Steiger-Prinzip arbeitet, und es wird mit einer konventionellen Wirbelbettkatalysator-Krackanlage verglichen, die nur einen einzelnen Steiger hat und eine Gesamtgasölfraktlon verarbeitet« Im Falle A wird sowohl die Ein-Steiger-Anlage als auch die Zwel-Steiger-Anlage mit etwa der gleichen Gesamtumwandlung betrieben, während das k schwere Gasöl in dem Zwei-Steiger-Versuch zu einem geringeren Prozentsatz gekrackt wird als das leichte Gasöl. Im Falle B v/ird sowohl die Ein-Steiger-Anlage als auch die Zwei-Steiger-Anlage mit der gleichen Umwandlung betrieben und außerdem werden das leichte Gasöl und das schwere Gasöl in der Zwei-Steiger-Anlage mit gleichem Umwandlungsgrad gekrackt.

Die nachfolgende Tabelle I gibt die Eigenschaften der Gesamtgasölfraktion wieder, die in den Ein-Steiger-Versuchen verwendet wurde, sowie die Eigenschaften des schweren und leichten Gasöls der Zwei-Steiger-Versuche, die man durcn Fraktionieren der Gesarotgasölfraktion erhalten hat.

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Tabelle I Eigenschaften der eingesetzten Öle

	Gesamtgasöl- fraktion	leichtes Gasöl	schweres Gasöl
Dichte, ⁰API	30,9	34,7	27,3
10 am.Hg Vakuum Destillation,,
Siedebeginn	205,8⁰C*	384⁰C*	304⁰C*
10	266 "	253,9⁰C*	332»
30	302,7"	278 «	350»
50	333,3"	294 "	368"
90	408 "	341 "	428"
Siedeende	448 "	366 "	455"

Vol.-jS d. gesamten Öls - " 50 50

* Auf atmosphärischen Druck umgerechnete Temperaturen.

Die jeweiligaiArbeitsbedingungen sowie Umwandlung und Aus-.^euten zusammen mit den Oktanzahlen des Naphthas sind für

die verschiedenen Fälle und Versuchsgänge in der nachfolgenden Tabelle II angegeben. Dabei sind die Zwei-Steiger-Fälle erfindungsgemäß.

Bei Betrachtung der Tabelle II erkennt man, daß höhere Naphtha-Ausbeuten mit höheren Oktanzahlen in allen Zwei-Steiger-Fällen erhalten werden, wodurch der Vorteil des Einspeisens von zwei Ölfraktionen unterschiedlichen Siedebereiches in die zwei Steiger demonstriert wird. Darüberhinaus wird der Anfall an Koks und Gas, d.h. der unerwünschten Nebenprodukte des katalytisehen Krackens, bei jedem Zwei-Steiger-Versuch ganz erheblich reduziert, wodurch weitere Vorteile der Erfindung deutlich gemacht werden.

Selbstverständlich sind viele Modifizierungen und Varianten

dieser Erfindung möglich, ohne daß von der Grundidee abgewichen wird.

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TARSLLJ·; II

•.υ >n

Steigertemperatur in C Steiger Steiger

Umwandlung in VoI. -;·>

Steiger 1, leichtes Gasöl Steiger 2, schweres Gasöl Gesamteinsätζ Gesaratumwandlung

Ausbeuten in Gew.-,j Koks

Trockenes Gas Butane

DB-Naphtha(1) Gasöl

D3-IIa."ohtha-Oktanzahl /₉\ (ROZ mit 3 ml ΤΑΒΓ'~^;

E in-St ei/re r

493

56

Fall A	Ausbeute-	Ein-	Fall T-	Ausbeute-
Zwei-	dif f erai ζ	Steiger	Zwei-	difi'erenz
Stciger	zwischen		Stei.'jer	zv/ischcn
	Zwei-Steiger			Zwei-3toiger
	u. Sin-Steiger			u. Sin-Steiger
		493
493			493
493			493
61			66
52		66

56,5

5,0	4,3	-0,2
4,4	3,5	-0,9
9,8	8,4	-1,4
37,4	38,0	+0,6
43,4	45,3	+1,9

97,7

98,1

+0,4

66
66

5,9

5,7

10,8

42,4

35,2

99,0

66

5,1 5,8

10,3 44,2

34,6

99,7

-0,8 +0,1 -0,5 +1,8 -0, ο

+0,7

3utanfreies naphtha Research-Oktanzahl von

Ilaohtha, das 3 ml Tetraäthylblei pro 3,73 1 enthält.

Claims

1) Vorfahren zum katalytischen Kracken von Gaso'len in Gegenwart eines zeolithischen Katalysators in einer "7irbelbett-Irackanlage, die aiiG einem Reaktor, einem Regenerator und ,? ί ier An~anl ländlicher Rea'rtionszoiien besteht, wobei der •"..lak'cor eine dicht ο und eine verdünnte 3c nicht des Katalysators enthält und die länglichen Reaktionszonen beim Reaktor enden und wobei Kischlingen des Gasöls" mit dem ..atalysator unter Bedingungen für katalytisches Kracken durch die länglichen Reaktionszonen hindurch dem Reaktor zugeleitet v/er den, d a ύ. u roh g e k e η η ζ e i c hn e t , daß

a) durch mindestens eine Ivnglicha ilaaktionszone ein Gasöl geleitet ".^rird, das einen höheren Siedebereich aufweist, air» day Gssöl, das durch mindestens eine andere längliche Reaktiouszone ;'eleitet vrird, und

b) der aus gasförmigem RcTikcionsgeraiach und Katalysator bestehende, aus den länglichen Reakcionszonen s.ustre-

" tende Strom in eine im Reaktor befindliche Katalysatorschicht geleitet wird und von dem höher siedenden Gasöl 0 bis 30 Vol.-?ü weniger als wie von dem niedriger siedenden Gasöl umgewandelt v/erden.

2.) Verfahr en nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß in einer "irbelbett-Krackanlege mit zwei länglichen Reaktionszonen gekrackt wird, wobei G&söl höheren Siedebereichs bei Temperaturen von 425 bis 625⁰C mit einer Raumgeschwindigkuit von 50 bis 200 Gewicht stollen pro Stunde und pro Gewichtsteil Katalysator, durch die erste längliche Reaktionszone geleitet und zu Y) bis fiO Vol.-'/j umgewandelt wird und wobei Gasöl niedrigeren Siedebereichs bei Temperaturen von 425 bis 625⁰C mit einer Raumgeschwindi gkeit von 10 bis 100 Gewichtsteilen pro Stund und pro Gewichtsteil Katalysator durch die zweite längliche Reaktionszone geleitet und zu -30 bis (3Q.Vol.-i'o umgewandelt wird.

1 0 9 H ? R / 1 7 1 ς BAD ORIGINAL

3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Gasöl höheren Siedebereichs zv/1 sehen 315 und 570 C und das Gasöl niedrigeren Siedebereichs zwischen 220 und 400⁰C siedet.

4) Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch

gekennzeichnet , daß die aus der ersten und zweiten länglichen Reaktionszone austretenden Ströme in eine verdünnte Katalysatorschicht hilleingeleitet werden. · .

5) Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch P gekennzeichnet , daß der aus der ersten länglichen Reaktionszone austretende Strom in eine verdünnte Katalysatornciiicht, der aus der-zweiten länglichen Reaktionszone austretende Strom in eine dichte Katalysator schicht hineingeleitet wird, das gasförmige ■'Reaktionsgemisch aus der zweiten länglichen Reaktionszone-unter-Bedingungen für katalytisches Kracken, durch die dichte Katalysatorschicht hindurchgeleitet und -e.ine. zusätzliche Umwandlung pro Durchgang von 5 bis 30 VoI,-ί-σ bewirkt wird, wobei die Umwandlung pro Durchgang des niedriger siedenden Gasöls 00 Vol.-'·! nicht überschreitet. _r

6) Verfahren nach Anspruch 2 oder. 3, d. a d u r 'c h gekennzeichnet , daß der aus der zweiten länglichen Reaktionszone austretende Strom in eine verdünnte Katalysatorschicht, der aus der ersten länglichen Reaktionszone austretende Strom in eine dichte Katalysator schicht hineingeleitet wird, das gasförmige Reaktionsgemisch aus der ersten länglichen Reaktionszone unter Bedingungen für katalytisches Kracken durch die dichte Katalysatorschicht hindurchgeleitet und eine zusätzliche Umwandlung von 5 bis 30 Vol.-Jo bewirkt wird, wobei die Umwandlung pro Durchgang des höher siedenden Gasöls 80 Vol.-% nicht überschreitet.

, . ■ . 109828/1715

7) Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch

gekennzeichnet , daß die aus der ersten und zweiten länglichen Eeaktionszone austretenden Ströne in eine dichte Katalysatorschicht hineingeleitet werden, die gasförmigen Reaktionsgemische aus der ersten und der zweiten länglichen R.eaktionszone unter Bedingungen für katalytisches Kracken durch die dichte Katalysatorschicht hindurchgeleitet und eine zusätzliche Umwandlung von 5 bis 30 Vol.-yi bewirkt wird, wobei die Umwandlung pro Durchgang des niedriger und des höher siedenden Gasöls 80 Vol.-vj nicht überschreitet.

8) Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch

gekennzeichnet , daß von dem höher siedenden Gasöl pro Durchgang um 10 bis 2O^c/o weniger umgewandelt werden als wie von dem niedriger siedenden Gasöl.

9) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß in der ersten länglichen Reaktionszone bei Temperaturen von 445 bis 540⁰C mit Raumgeschwindigkeiten von 75 bis 150 Gewichtsteilen pro Stunde und pro Gewichtsteil Katalysator zu 40 bis 75 Vol.->o und in der zweiten länglichen Reaktionszone bei Tempeis türen von 445 bis 540 C mit Raumgeschwindigkeiten von 40 bis 90 Gewichtsteilen pro Stunde und pro Gewichtsteil Katalysator zu 40 bis 75 Vol.-J-O umgewandelt wird.

10) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet , daß die Gasöle aus der Gruppe schweres Normaldruckdestillations-Gasöl, leichtes Vakuumäestillations-Gasöl, schweres Vakuumdestillations-Gasöl, Gasöl mit gebrochener Viskosität, entasphaltiertes Gasöl,Wasserstoffbehandeltes Gasöl und lösungsmittelextrahiertes Gasöl entnommen werden. *dekarbonisiertes Gasöl,

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BAD ORIGINAL

' - ²⁰ - ■ 206AU2

11) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet , daß als niedriger siedendes Gasöl ein von ca, 220 §is 400°C siedendes und als höher siedendes Gasöl ein von ca. 370 ^ 57O⁰C siedendes Gasöl umgewandelt wird.

12) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch ge k e nnzeichnet , daß in Gegenwart eines kristallines Aluminiumsilikat und SiO2/Ai₂O, enthaltenden zeolithischen Katalysators umgewandelt wird. -

_ INSPECTED

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