DE2064142C3

DE2064142C3 - Verfahren zum katalyti sehen Kracken von Gasolen

Info

Publication number: DE2064142C3
Application number: DE2064142A
Authority: DE
Inventors: David Leroy Nederland Reynolds; Douglas James Groves Youngblood
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1969-12-31
Filing date: 1970-12-28
Publication date: 1973-11-29
Also published as: CA941324A; FR2072150A1; ES386940A1; IE34854L; NL157644B; CH552048A; FI50796C; FI50796B; IE34854B1; SE364721B; FR2072150B1; NO128661B; GB1317927A; EG10560A; ZA708607B; NL7019049A; DE2064142A1; DE2064142B2; BR7025028D0; BE761079A

Description

Bei (Krackverfahren mit Wirbelbett-Katalysatoren werden Kohlenwasserstoffe unter geeigneten Bedingungen umgewandelt, so daß beträchtliche Anteile der Ausgangskohlenwasserstoffe in erwünschte Produkte, wie Benzin, verflüssigbares Treibgas, V>sgangsmaterialien für Alkylierungen und für das ν erschneiden von Mitteldestillaten, überführt werden unter gleichzeitiger Entstehung veniger erwünschter Stoffe, wie Gas und Koks. Sobald sich wesentliche Mengen von Koks abscheiden, bewirkt eine Verringerung der Aktivität des Katalysators und besonders seine Selektivität eine Behinderung der Kohlenwasserstoffumwandlung, einen Rückgang der Benzinbildung und gleichzeitig eine zunehmende Entstehung der weniger erwünschten Produkte. Um eine Desaktivierung des Katalysators infolge Koksabscheidungen auszugleichen, wird der Katalysator üblicherweise aus der Reaktionszone entfernt und einer Abstreifzone zugeführt, wo er zunächst mittels eines Abstreifmediums, 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 Crackver- speziellen Ausführungsform aus zwei Steigern, wo-

ahren wesentlich verbessert worden. Die Einführung bei der eine Steiger durch den Reaktorboden geführt

_kon Zeolith-Crackkatalysatoren hat bei bestehenden ist. Die ältere deutsche Patentanmeldung P 3029 386.-

Crackanlagen zu vergrößertem Durchsatz und ver- 1-44 offenbart eine erfinderische Weiterentwick-

nesserter Produktqualität geführt. Zusätzlich "sind 5 lung des dem deutschen Patent 1 645 806 zugrunde

auch verbesserte Vorrichtungen für das katalytische liegenden Prinzips des Crackens in dem Sinne, daß

Cracken speziell für die Verwendung dieser ver- die als »Steiger« ausgebildeten länglichen Reaktions-

besserten Katalysatoren entwickelt worden, wodurch zonen seitlich in den Reaktor eingeführt werden und

der Gesamtprozeß in seiner Leistung verbessert wor- eine Crackung von Kohrenwasserstoffausgangs-

den ist. Zum Beispiel sind die USA.-Patentschriften 10 muterialien durchgeführt wird.

3 433 733 und 3 448 037 auf das Cracken von Erdöl- Obgleich also zum Stand der Technik Vorrichtunkohlenwasserstoffen mittels Wirbclbettkatalysatoren gen^ und Verfahren gehören, die die einzigartigen unter Verwendung von Zeolith-Cruckkatalysatoren Eigenschafen der zeolithischen Crackkatalysatoren gerichtet und offenbaren Arbeitsparameter und Tech- nutzen, sind dennoch Verbesserungen des Verniken, die speziell auf diese neuer· Katalysatoren zu- 15 fahrens erwünscht, die die Ausnutzung der Anlage, geschnitten sind. Sie beschreiben gleichzeitig Crack- auch die Qualität und/oder die Quantität der Proanlagen für das Cracken mit Wirbelbettkatalysatoren, dukte steigern.

die Gebrauch von den erwünschten typischen Vor- Die Erfindung ist auf ein verbessertes Verfahren teilen der Zeolith-Katalysatoren machen. Hierbei zum Betreiber, einer Crackanlage mit einem Wirbelwird das »Steiger-Cracken«, bei dem Gasöl-Aus- 20 bettkatalysator gerichtet, wobei der wesentlichste gangsmaterial und Kreislaufmaterial getrennt in ge- Anteil der Crackvorgänge in einer Anzahl von fängtrennten länglichen Reaktionszonen gecrackt werden liehen Reaktionszonen stattfindet. Man erzielt höhere oder die Steiger in sich verjüngenden Reaktions- Schwerbenzin-Ausbeuten mit höheren Oktanzahlen, kammern enden, die eine dichte und eine verdünnte indem man niedrigsiedendes Gasöl in mindestens Phase des Katalysators enthalten und in denen ein 25 eine längliche Reaktionszone und höhersiedendes weiteres Cracken in der fluidisierten dichten Phase Gasö! in mindestens eine andere längliche Reaktionsstattfindet. Mittels des Steiger-Crackens ist es mög- zone einleitet. Die Arbeitsbedingungen in den länglich, die Arbeitsbedingungen so auszuwählen, daß sie liehen Reaktionszonen sind so ausgewählt, daß eine dem jeweiligen Ausgangsmaterial angepaßt sind, Umwandlung des höhersiedenden Gasöls um 0 bis nämlich Gasöl oder dem Kreislaufmaterial, das in 30 30 Volumprozent weniger als die des niedrigersiedenjeden Steiger eingeführt wird. Die Crackvorrichtung den Gasöls erreicht wird. In einer bevorzugten Ausenthält zusätzlich einen Abstreif-Abschnitt unterhalb führungsform wird eine Crackanlage mit fluidtsierdes fluidisierten dichten Bettes, in dem eingedrun- tem Katalysator mit zwei länglichen Reaktionszonen gene adsorbierte Kohlenwasserstoffe mittels Dampf verwendet.

vom Katalysator entfernt werden, bevor der Kataly- 35 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kata-

sator in den Regenerierkessel weitergeführt wird. lytischen Cracken von Gasölen in Gegenwart eines

Wie bei konventionellen Einrichtungen für das Ar- zeolithischen Katalysators in einer aus einem eine

beiten mit einem Wirbelbettkatalysator wird der dichte und eine verdünnte Schicht des Katalysators

Katalysator im Regenerierkessel mit sauerstoff- enthaltenden Reaktor, einem Regenerator und einer

haltigem Gas in Berührung gebracht, um zumindest 40 Anzahl länglicher, beim Reaktor endenden Reak-

einen Teil des niedergeschlagenen Kokses zu ver- tionszonen bestehenden Wirbelbett-Crackanlagc und

brennen. Der regenerierte Katalysator wird dann am wobei Mischungen des Gasöls mit dem Katalysator

unteren Ende der länglichen Reaktionszone oder des unter Bedingungen für katalytisches Cracken durch

Steigers, und zwar dort, wo das Ausgangsmaterial die länglichen Reaktionszonen hindurch dem Reak-

eingeführt wird, zurückgeführt. Durch die Verwen- 45 tor zugeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß

dung von mehreren Steigern ist es möglich, den indi- durch mindestens eine längliche Reaklionszone ein

viduellen Steiger unter Bedingungen zu betreiben, Gasöl mit einem Siedebereich von 315 bis 570 C

die eine maximale Entstehung der gewünschten Pro- und durch mindestens eine andere längliche Reak-

dukte bei gleichzeitiger minimaler Entstehung von tionszone ein Gasöl mit einem Siedebereich von 220

unerwünschten Produkten sowie maximalen Aus- 50 bis 440 C geleitet wird und die aus gasförmigem

beuten gewährleisten. Üblicherweise werden die hitze- Reaktionsgemisch und Katalysator bestehenden, aus

beständigeren Ausgangsmatcrialien, wie etwa die den länglichen Reaktionszonen austretenden Ströme

Kreislaufgasöle, durch den Steiger, der bei höheren in eine im Reaktor befindliche Katalysatorschicht

Temperaturen arbeitet, als derjenige Steiger, der das geleitet und vom höhersiedenden Gasöl bis zu

frische Gasöl verarbeitet, geleitet. Der Gesamteffekt 55 30 Volumprozent weniger als wie vom niedrigersie-

soll natürlich darin bestehen, eine optimale Aus- denden Gasöl umgewandelt werden,

nutzung sowohl der Crackanlage für das Arbeiten Die Zeichnung gibt das Beispiel einer Vorrichtung,

mit einem Wirbelbettkatalysator als auch mit zeoli- mittels der das Verfaiiren der Erfindung praktiziert

thischem Crackkatalysator zu erzielen. werden kann.

Gegenstand des deutschen Patents 1 645 806 ist 60 Es wurde gefunden, daß man beim Betreiben einer

eine Vorrichtung und ein Verfahren zur katalytischen Crackanlage mit einem Wirbelbettkatalysator mit einer

Crackung, in dem eine getrennte Crackung verschic- Anzahl länglicher Reaktionszonen wesentliche Verdener Kohlenwasserstoffausgangsmaterialien unter besserungen dadurch erzielen kann, daß man ein

für die Ausgangsmaterialien vorteilhaften Bedingun- niedrigsiedendes Gasöl in mindestens eine der läng-

gen ermöglicht wird und gleichzeitig im ganzen Sy- 65 liehen Reaktionszonen und ein höhersiedendes Gasöl

stern Bedingungen für einen wirkungsvollen Kontakt in mindestens eine andere der länglichen Reaktions-

zwischen Katalysator und Ausgangsmaterialdämpfen zonen einleitet. Zweckmäßigerweise werden diese

erhalten werden. Die Vorrichtung besteht in einer Gasöle im nachfolgenden jeweils als leichtes, schwe-

res, leichteres und schwereres sowie niedriger- bzw. unter Bedingungen für katalytisches Cracken geleitel

höhersiedendes Gasöl bezeichnet. Die Arbeitsbedin- wird, wodurch eine zusätzliche Umwandlung von f

gungen innerhalb der verschiedenen länglichen Reak- bis 30 Volumprozent erfolgt» Die Umwandlung de:

tionszonen werden so eingestellt, daß von dem schweren Gasöls pro Durchgang geht nicht übei

schweren Gasöl 0 bis 30 Volumprozent weniger als 5 80 Volumprozent hinaus.

wie von dem leichten Gasöl umgewandelt werden. In einer weiteren Ausfuhrungsform werden sowohl Diese Arbeitsweise ermöglicht es, höhere Ausbeuten das leichte als auch das schwere Gasöl sowohl dem an höheroktanigem Benzin zu erzielen, als bisher Cracken in der länglichen Reaktionszone als auch durch übliche Verfahren mit ähnlichen Einrichtun- dem Cracken in der dichten Katalysatorphase untergen erzielt worden ist. . 10 worfen, indem der Strom aus beiden länglichen In der einfachsten Ausführungsform dieser Erfin- Reaktionszonen unter, Bedingungen für katalytisches dung wird eine Wirbeibettkatalysator-Crackanlage Cracken durch die dichte Katalysatorphasc hinmit zwei länglichen Reaktionszonen eingesetzt, wo- durchgeleitet und somit eine zusätzliche Umwandbei die Arbeitsbedingungen folgende sind: In den lung von 5 bis 30 Volumprozent bewirkt wird. In länglichen Reaktionszonen herrscht eine Temperatur 15 dieser Ausführungsform ist die Gesamtumwandlung von 425 bis 625° C, die Umwandlung beträgt 30 bis des gesamten Öls, das durch die katalytische Crack-80 Volumprozent, die Raumgeschwindigkeit in der anlage hindurchströmt, nicht größer als 80 Volumlänglichen Reaktionszone für leichtes Gasöl beträgt prozent.

10 bis 100 Gewichtsteile pro Stunde pro Gewichts- Das frische Einsatzöl umfaßt erfindungsgemäß teil, und die Raumgeschwindigkeit in der länglichen ao Gasöltypen. Unter diesen Ausgangsölen, die zweck-Reaktionszone für schweres Gasöl beträgt 50 bis mäßigerweise im erfindungsgemäßen Verfahren ein-200 Gewichtsteile pro Stunde pro Gewichtsteil. gesetzt werden, sind ölfraktionen mit einem Siede-Das Cracken der verschiedenen Gasöle sowohl in bereich von 220 bis 570° C. Dazu zählen schwere der länglichen Reaktionszone als auch in der fluidi- Gasöle aus der Normaldruck-Destillation, leichte sierten dichten Phase kann in diesem Verfahren 25 und schwere Gasöle aus der Vakuumdestillation, variiert werden, so daß viele Varianten der Aus- Gasöle mit gebrochener Viskosität, entasphaltierte führungsformen ermöglicht werden. Eine Anzahl Gasöle, von Kohlenstoff befreite Gasöle, wasserstoffdieser Varianten wird kurz an Hand eines Verfahrens. behandelte Gasöle und einer Lösungsmittelextraktion das eine Zwei-Iängliche-Reaktionszonen-Wirbelbett- unterworfene Gasöle. Alle diese Einsatzöle sind Erdkatalysalor-Crackanlage verwendet, beschrieben. 30 ölprodukte, die bisher nicht mit Hilfe von Wirbelin einer Ausführungsform findet das Cracken des bettkatalysatoren gecrackt wurden,
leichten und des schweren Gasöls lediglich in den Im allgemeinen haben die Gasölausgangsstoffe für Steigern statt, indem der Strom von beiden läng- das erfindungsgemäße Verfahren einen Siedebereich liehen Reaktionszonen in die verdünnte Katalysator- von 220 bis 570° C. Im allgemeinen wird als das phase im Reaktorkessel geleitet wird. Der Reaktor- 35 leichtere Gasöl ein Gasöl mit dem Siedebereich von kessel dient in diesem Fall nur als Trennkammer, in 220 bis 400° C bevorzugt, während das schwere Gasder praktisch kein Cracken stattfindet. öl einen Siedebereich von 315 bis 570⁰C haben In einer anderen Ausführungsform wird das leichte kann. Die beiden Ausgangsgasöle können entweder Gasöl sowohl in der länglichen Reaktionszone als durch Fraktionieren einer Gesamtgasölfraktion oder auch in der dichten Phase gecrackt, während das 40 eines Rohöls erhalten werden, oder aus von vorn-Cracken des schweren Gasöls auf die betreffende herein aus separaten Quellen stammen. Im letzteren längliche Reaktionszone beschränkt wird. Der Strom Fall können sich die Siedebereiche der beiden Frakaus der länglichen Reaktionszone für das schwere tionen natürlich überlappen oder nicht. Vorzugsweise Gasöl wird in die verdünnte Katalysatorphase ge- wird jedoch eine Gesamtgasölfraktion fraktionier:, leitet. Der Strom aus der länglichen Reaktionszone 45 um das erfindungsgemäße Verfahren maximal ausfür das leichte Gasöl wird in die dichte Katalysator- nutzen zu können. In diesem Fall soll das leichtere phase geleitet, und das gasförmige Reaktionsgemisch Gasöl vorzugsweise einen Siedebereich von 220 bis aus der länglichen Reaktionszone für das leichte 400° C haben und das schwerere Gasöl einen Siede-Gasöl wird durch die dichte Katalysatorphase unter bereich von370bis570°C. Die arbeitsgünstigen Siede-Bedingungen für katalytisches Cracken geleitet, wo- 50 bereiche liegen so, daß zwischen 20 bis 80, vorzugsdurch eine zusätzliche Umwandlung von 5 bis weise 40 bis 60 Volumprozent des Gasöls der Anteil 30 Volumprozent erzielt wird, wobei die Gesamt- an leichterem Gasöl sind.

umwandlung des leichten Gasöls pro Durchlauf Obwohl man annehmen sollte, daß das Ausgangs-80 Volumprozent nicht überschreitet Durch Ein- gasöl für die katalytische Crackanlage zunächst in regulieren der Arbeitsbedingungen kann die Um- 55 eine leichte und eine schwere Fraktion zerlegt werwandlung in dem Steiger für das leichte Gasöl nied- den müßte, kann der erfindungsgemäße Prozeß riger, gleich oder höher als in der länglichen Reak- durchgeführt werden, indem man lediglich ein tionszone für das schwere Gasöl gehalten werden. leichtes und ein schweres Gasöl einsetzt, wobei zwi-In einer weiteren Ausfuhrungsform wird das sehen den Siedebereichen entweder eine Lücke beleichte Gasöl nur dem Cracken in der länglichen 60 steht oder aber das Siedeende des leichteren Gasöls Reaktionszone unterworfen, während das schwere den Siedebeginn des schweren Gasöls überlappt Gasöl sowohl in der länglichen Reaktionszone als Wenn aus einer Gesamtgasölfraktion erst zwei Ausauch in der dichten Katalysatorphase gecrackt wird. gangsfraktionen für die Wirbelbettkatalysator-Crack-Der Strom aus der länglichen Reaktionszone für anlage gewonnen werden müssen, können verschieleichtes Gasöl wird direkt in die verdünnte Kataly- 65 dene Fraktioniertechniken angewendet werden. Wenn satorphase in dem Reaktorkessel eingeleitet, während das Gasöl direkt von der Rohölfraktionieranlage der Strom aus der länglichen Reaktionszone für das geliefert wird, ist es möglich, das Ausgangsöl an der schwere Gasöl durch die dichte Kataiysatorphase Rohölfraktionieranlage aufzuspalten, um leichtes und

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schweres Gasöl zu produzieren, das direkt der Wir- und die Raumgeschwindigkeit in der länglichen

belbettkataiysator-Crackanlage zugeleitet werden Reaktionszone für schweres Gasöl beträgt 50 bis 200,

kann. Wo die Ausgangsströme zusammengesetzt vorzugsweise 75 bis 150 Gewichtsteile pro Stunde pro

werden, bevor sie der Wirbelbettkatalysator-Crack- Gewichtsteil. Die Umwandlung des schweren Gasöls

anlage zugeführt werden, kann eine Vörfraktionie- 5 pro Durchgang ist 0 bis 30% weniger als die Um*

rung eingeschaltet werden, um die Charge in nied- Wandlung des leichten Gasöls, wobei die Umwancl-

riger- und höhersiedende Bestandteile zu zerlegen, lung des leichten Gasöls nicht größer ist als 80 Volum-

worauf diese Fraktionen den entsprechenden läng- prozent.

liehen Reaktionszonen zugeleitet werden. In einer Wenn die angewendete Ausführungsform zusätzverzweigten Konstruktion kann es möglich sein, die io lieh das Cracken beider Ströme in der dichten Fraktionieranlage so zu entwerfen, daß nicht nur der Katalysatorphase im Reaktor einschließt, sind folgasförmige Reaktionsstrom aus der Wirbclbettkataly- gende Arbeitsbedingungen in der dichten Phase: Die sator-Crackanlage gehandhabt werden kann, sondern Temperatur beträgt 425 bis 625° C, die Gasgeschwines auch möglich wird, die Chargierung für die kata- digkeit beträgt 15 bis 120, vorzugsweise 40 bis lytischc Crackanlage in leichtes Gasöl und schweres 15 66cm/sec, die Raumgeschwindigkeit beträgt 1 bis 40, Gasöl zu fraktionieren. Auf solche Weise kann das vorzugsweise 3 bis 25 Gewichtsteile pro Stunde pro gasförmige Produkt vom Reaktor mit dem frischen Gewichtsleil Katalysator. Die gasförmigen Reak-Einsatzmatcrial für die katalytische Crackanlage tionsprodukte, die aus einer länglichen Reaktionskombiniert und in die Fraktionieranlage eingeleitet zone austreten und die dichte Katalysatorphase werden, deren oberer Teil zur Abtrennung der ao passieren, erfahren eine zusätzliche Umwandlung leichten Produkte des Benzins und der Mittel- von 5 bis 30 Volumprozent.

destillatc dient, während der untere Teil der Frak- Wenn innerhalb der Parameter der Erfindung ge-

tionieranlagc die niedriger- und höhersiedenden Gas- arbeitet wird, ist es möglich, höhere Schwerbenzin-

ölfraktionen liefert, die anschließend den länglichen Ausbeuten mit höheren Oktanzahlen zu erreichen,

Reaktionszonen der Wirbelbettkatalysator-Crack- 25 als sie durch andere Arbeitstechniken erreicht wer-

anlage zugeführt werden. den können.

Der Katalysator für die Erfindung besteht aus Es ist vielleicht nicht möglich, das erfindungsgroßporigen, kristallinen, aktive Metalloxide enthal- gemäße Verfahren bei allen katalytischcn Cracktenden Aluminiumsilikaten, die gewöhnlich als anlagen mit mehreren länglichen Reaktionszonen Zeolithe bezeichnet werden, wie beispielsweise Na- 30 verwenden zu können. Der Fachmann sollte die Antriumalmniniumsilikatgel oder tonähnliche Mine- Ordnung der jeweiligen Anlage genau untersuchen, rauen. Die im erfindungsgemäßen Verfahren als um festzustellen, ob das erfindungsgemäße Verfahren Crackkatalysatoren verwendeten Zeolithe besitzen durch Abwandlungen der Arbeitstechniken hier eingeometrisch regelmäßige starre dreidimensionale gesetzt werden kann. Die Umwandlung des leichten Strukturen mit gleichförmigen Porendurchmessern, 35 Gasöls sollte höher sein als die des schweren Gasöls, die im Bereich von 5 bis 15 A liegen. Die erfindungs- und zu diesem Zweck sollte das leichtere durch eine gemäß verwendeten kristallinen zeolithischen Kataly- längliche Raktionszone, die langer ist als die für das satoren bestehen aus 1 bis 25 Gewichtsprozent schwere Gasöl, geleitet werden. Auch sollte die Zeolith, 10 bis 50 Gewichtsprozent Aluminiumoxid Lineargeschwindigkeit des leichten Gasöls niedrig und im'übrigen aus Siliziumdioxid. Unter den bevor- 40 gehalten werden, um größere Kontaktzeit im Innern zugten Zeolithen befinden sich die als Zeolith X und der länglichen Reaktionszone und somit einen Zeolith Y bekannten Typen, bei denen mindestens größeren Umwandlungsgrad zu erzielen. Will man ein wesentlicher Anteil der ursprünglichen Alkali- diese Erfindung in einer bestehenden Anlage vermetallionen durch Kationen, wie WasserstofTionen, wenden, so muß dem eine sorgfältige Untersuchung ersetzt worden sind und/oder durch Metallionen oder 45 ^und Einregulierung der Arbeitsbedingungen vorKombinationen der Ionen solcher Metalle wie Bari- ausgehen, und in manchen Fä'Ien werden auch um, Kalzium, Magnesium, Mangan oder seltener Abänderungen der Einrichtung erforderlich sein.
Erden wie z. B. Cer, Lanthanum, Neodym, Bevorzugt wird, daß die katalytische Crackanlage Praseodym, Samarium und Yttrium. speziell auf die jeweilige Ausführungsform dieser Er-

Die Erfindung sieht vor, daß leichtes Gasöl und 50 findung zugeschnitten wird.

schweres Gasöl in die länglichen Reaktionszonen ge- Die Erfindung kann an Hand der folgenden deleitet werden, die so betrieben werden, daß eine taillierten Beschreibung, die sich auf die Zeichnung geringere Umwandlung des schweren Gasstroms be- bezieht, verstanden werden. Die Zeichnung gibt ein wirkt wird. In der einfachsten Form besitzt die Beispiel einer Anlage, mit der eine der Ausfühnmgs-Wirbelbettkatalysator-Crackanlage zwei längliche 55 formen der Erfindung praktiziert werden kann.
Reaktionszonen. Die Arbeitsbedingungen sowohl für Wie in der Zeichnung zu sehen ist, wird frisches die länglichen Reaktionszonen für das leichte Gasöl schweres Gasöl durch Leitung 10 der länglichen wie auch für die länglichen Reaktionszonen für das Reaktionszone 14 und frisches leichtes Gasöl durch schwere Gasöl sind folgende: Die Arbeitstemperatur Leitung 22 der länglichen Reaktionszone 24 zugeliegt bei 425 bis 625° C, vorzugsweise 450 bis 540° C, 60 führt. Dieses frische Einsatzöl kann aus ganz ver- und die Umwandlung pro Durchlauf beträgt 30 bis schiedenen, nicht dargestellten Quellen bezogen wer-80, vorzugsweise 40 bis 75%. Die Verweflzeit in den den, z. B. können leichtes und schweres Gasöl durch länglichen Reaktionszonen beträgt 2 bis 20, Vorzugs- Fraktionieren eines zusammengesetzten Einsatzgasöls weise 3 bis 10 see; die Gasgeschwindigkeit betratst oder eines Rohöls erhalten werden. Diese beiden 450 bis 1500, vorzugsweise 600 bis 1200 cm/sec. Die 65 Einsatzöle können außerdem auch aus gänzlich von-Raumgeschwindigkeit in der länglichen Reaktionszone einander unabhängigen Quellen stammen, solange für das leichte Gasöl beträgt 10 bis 100, vorzugsweise nur das eine Gasöl leichter als das andere ist Das 40 bis 90 Gewichtsteile pro Stunde pro Gewichtsteil, schwere Gasöl in Leitung 10 mit einem Siedebereich

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von etwa 290 bis 570° C wird mit heißem regene- den Zyklon 28, in dem der Katalysator abgetrenm

rieften Gleichgewichts-Molekularsieb-Zeolith-Kataly- wird und durch das absteigende Rohr 30 dem Beti

sator aus dem Standrohr 12 in Kontakt gebracht; der wieder zugeführt wird. Die aus dem Zyklon 28 ent-

Katalysator hat dabei eine Temperatur von etwa weichenden Gase strömen durch die Leitung 32 ir

620° C Die dabei entstehende Suspension von 5 die Sanimelkammer 34, in der die Gase aus zusätz-

Katalysator in Vergastem öl wird mit einer Tempera- liehen, nicht dargestellten Zyklonen gesammelt und

tür von etwa 495° C und einer Gasgeschwindigkeit von dort aus dem Reaktor durch die Leitung 36 ent-

vbn etwa 900 cm/sec mit einer durchschnittlichen fernt werden. Die Gasleitung 36 transportiert die

Verweilzeit von etwa 8 see durch die längliche Reak- Crackprodukte zu nicht dargestellten Produktsammel-

tionszone 14 geleitet und in die verdünnte Katalysa- io stellen, in denen die Produkte gewonnen und durch

torphase im Reaktor 16 geführt. Die längliche Reak- an sich bekannte Kompressions-, Absorptions- und/

tionszone 14 endet in einem nach unten gerichteten oder Destillationseinrichtungen in die gewünschten

Auslaß mit einer gezähnten Kante 18, die den Zweck Produkte aufgetrennt werden.

hat, ein glattes Fließen der Kohlenwasserstoffdämpfe Durch die Leitung 38 strömt Dampf in den Dampfaus der Leitung 14 in die verdünnte Phase des Reak 15 ring 40 und von dort aus an einen Punkt unterhalh tors 16 hinein zu gewährleisten, besonders dann, des Auslasses der länglichen Reaktionszone 24 in den wenn der Spiegel 20 der dichten Phase unterhalb der unteren Abschnitt des Reaktors 16. Der Katalysator gezähnten Kante 18 infolge zufälliger Schwankungen der dichten Phase im unteren Abschnitt des Reaktors dem Auslaß der länglichen Reaktionszone 14 näher- 16 wird durch den aus dem Ring 40 strömenden kommt, als es dem Niveau der gezähnten Kante 18 *° Dampf abgestreift und rieselt abwärts durch die entspricht. Die in der länglichen Reaktionszone 14 Standrohre 42 und 44 und über die Gleitventile 46 herrschenden Bedingungen sorgen für eine Umwand- und 48 in die Abstreif-Zone 50. Die Abstreif-Zonc lung, die um 5 bis 30% niedriger ist als die in der 50 ist mit Rieselblechen 52 ausgestattet, die an der länglichen Reaktionszone 24. länglichen Reaktionszone 24 und mit Rieselblechen

Das leichte Gasöl mit einem Siedebereich von 220 *5 54, die an der Wandung des Abstreifers 50 befestigt bis 400° C strömt durch die Leitung 22 in die läng- sind. Durch die Leitung 56 wird über den Dampfring liehe Raktionszone 24, wo es mit dem heißen Zeolith- 58 Dampf in den unteren Abschnitt der Abstreif-Zone katalysator in Berührung gebracht wird, der oben 50 unterhalb der Rieselbleche 52 und durch die Leischon beschrieben wurde und aus dem Standrohr 26 tung 60 über den Dampfring 62 unterhalb der Rieselkommt. Die dabei entstehende Katalysator-Gas- 30 bleche 54 eingeblasen. Der durch den Abstreifer aufMischung hat eine Temperatur von etwa 495° C und steigende Dampf lockert und entfernt adsorbierte und strömt durch die längliche Reaktionszone 24 mit einer eingedrungene Kbhlenwasserstoffdämpfe, die nach Durchschnittsgeschwindigkeit von etwa 900 cm/sec oben durch die Abstreif-Ableitung 63 in die ver- und einer Durchschnittsverweilzeit von etwa 6 see dünnte Phase des Reaktors 16 einströmen, wobei sie aufwärts. In der länglichen Reaktionszone 24 sind 35 gemeinsam mit den Crackprodukten in der oben beandere Bedingungen so eingestellt, daß die Umwand- schriebenen Weise gewonnen werden,
lung zwischen 5 bis 3O°/o mehr als der länglichen Der abgestreifte Katalysator wird vom Boden der Reaktionszone 14 beträgt. Abstreif-Zone 50 durch das Standrohr 64 für ge-

Der Strom aus der länglichen Reaktionszone 24 brauchten Katalysator abgezogen, und zwar in einer fließt in den unteren Abschnitt der dichten Kataly- 40 Geschwindigkeit, die durch das Gleitventil 66 eingesatorphase im Reaktor 16 und strömt durch die stellt wird. Von dort strömt er durch das Standrohr dichte Phase des Crackkatalysators im Reaktor 16 68 in den Regenerator 70. Der gebrauchte Katalysaaufwärts, wodurch eine weitere Umwandlung des tor wird im Regenerator 70 mit Luft in Berührung Gasöls von 10% bewirkt wird. Die in der dichten gebracht, die durch die Leitung 72 über den Luft-Phase im Reaktor 16 vorherrschenden anderen Be- ⁴⁵ ring 74 eingeleitet wird. Der der Regenerierung unterdingungen sind folgende: Die Temperatur beträgt worfene Katalysator bildet in dem Regenerator eine etwa 495° C, und die Raumschwindigkeit beträgt dichte Phase, deren Spiegel bei 76 liegt. Der Kohlen-6 Gewichtsteile pro Stunde pro Gewichtsteil Kataly- stoff auf der Katalysatoroberfläche wird verbranni sator. Die Kombination aus dem Cracken des und die entstehenden Verbrennungsgase strömen schweren Gasöls in der länglichen Reaktionszone 3<> durch den Regenerator 70 aufwärts und treten in den 14, dem Cracken des leichten Gasöls in der läng- Zyklon 78 ein, in dem mitgeschleppter Katalysator liehen Reaktionszone 24 und dem Cracken im Reak- abgetrennt und durch das absteigende Rohr 80 dem torbett bietet eine Gesamtumwandlung von 57 Vo- dichten Bett im Regenerator wieder zugeführt wird, lumprozent, wobei die Umwandung als 100 minus Die aus dem Zyklon 78 entweichenden Verbrender Volumprozente an oberhalb von etwa 220° C 55 nungsgase strömen über die Leitung 82 in die Samsiedenden Produkten definiert ist Die Gasgeschwin- melkammer 84 und von dort nach draußen durch die digkeiten im Reaktor betragen an dem Punkt, wo die Verbrennungsgasleitung 86 zu nicht dargestellter längliche Reaktionszone 24 in die dichte Phase ein- Ventiliervorrichtungen. Letztere können an sich bemündet, 45 cm/sec, und am Niveau 20, wo das Gas kannte Vorrichtungen zur Ausnutzung der in den aus der dichten Phase entweicht, 36 cm/sec, und an ^6o Verbrennungsgasen enthaltenen Wärme und Energie dem Punkt, wo die längliche Reaktionszone 14 in dfa aufweisen. Der regenerierte Katalysator wird durch verdünnte Phase einmündet, 75 cm/sec, und schließ- die Leitungen 88 und 90 vom Boden des Regeneralich im oberen Abschnitt des Zykloneingangs tors 70 abgezogen, und zwar in Geschwindigkeiten, 60 cm/sec. die durch die Gleitventile 92 und 94 eingestellt wer-

Die gecrackten Produkte entweichen aus dem ⁶5 den können, und von dort wird der heiße regenerierte Katalysator in die verdünnte Phase oberhalb des Katalysator den Standrohren 12 und 26, wie oben erNiveaus 20 der dichten Phase. Die Gase mit etwaigen wähnt, zugeführt
mitgeschleppten Katalysatorteilchen strömen durch Im folgenden werden Beispiele der praktischen An-

im. 3633*

<P

Wendung der Erfindung an Hand einer Serie von Arbeitsgängen einer kontinuierlichen Wirbelbettkatalysator-Crackanlage aufgeführt. Der Einfachheit halber gibt es bei den Versuchsgängen keine Kreislaufführung. Das Cracken wird auf die länglichen Rcaktfonszonen beschränkt. Es wird kein Cracken in der dichten Katalysatorphase angewendet.

In beiden Fällen dieses Beispiels wird das erfindungsgemäße Verfahren an einer Wirbelbettkatalysator-Crackanlage demonstriert, die mit länglichen Reaktionszonen arbeitet, und es wird mit einer konventionellen Wirbelbettkatalysator-Crackanlage verglichen, die nur eine längliche Reaktionszone hat und eine Gesamtgasölfraktion verarbeitet. Im Falle A wird sowohl die Anlage mit einer länglichen Reaktionszone als auch die Anlage mit zwei länglichen Reaktionszonen mit etwa der gleichen Gesamtumwandlung betrieben, während das schwere Gasöl in dem Versuch mit zwei länglichen Reaktionszonen zu einem geringeren Prozentsatz gecrackt wird als das leichte Gasöl. Im Falle B wird sowohl die Anlage mit einer länglichen Reaklionszone als auch die Anlage mit zwei länglichen Reaklionszonen mit der gleichen Umwandlung betrieben und außerdem werden das leichte Gasöl und das schwere Gasöl in der Anlage mit zwei länglichen Reaktionszonen mit gleichem Umwandlungsgrad gecrackt.

Die nachfolgende Tabelle I gibt die Eigenschaften 12

der Gesamtgasölfraktion wieder, die in den Versuchen mit einer länglichen Reaktionszone verwendet wurde, sowie die Eigenschaften des schweren und leichten Gasöls der Versuche mit zwei länglichen Reaktionszonen, die man durch Fraktionieren der Gesamtgasölfraktion erhalteh hat.

Tabelle I
Eigenschaften der eingesetzten öle

Spezifisches Gewicht ..

mm ■ Hg Vakuum
Destillation, Siedebeginn

ao 10

Siedeende

Volumprozent des gesamten Öls

*) Auf atmosphärischem
türen.

Gesamtgasöl
fraktion

0,8714

205,8
266,0
302,7
333,3
408,0
448,0

leichtes
Gasöl

⁰C*)

0,8514

384,0
253,9
278,0
294,0
341,0
366,0

50,0

schweres Gasöl ⁰C*)

0,8910

304 332 350 368 428 455

Druck umgerechnete Tempera-

Tabelle II

|Eine längliche Reaktionszone I

FaIlA

Zwei längliche Reaktionszonen II Ausbeuledifferenz
zwischen
II und I

Eine länglichej
Reaktionszone I

Fall B

Zwei
längliche
Reaktionszonen II

Ausbeutedifferenz zwischen II und I

Temperatur in ⁰C

Längliche Reaktionszone I .

Längliche Reaktionszone II
Umwandlung in Volumprozent

Längliche Reaktionszone I,
leichtes Gasöl

Längliche Reaktionszone II,
schweres Gasöl

Gesamteinsatz

Gesamtumwandlung

Ausbeuten in Gewichtsprozent

Koks

Trockenes Gas

Butane

DB-Schwerbenzin«)

Gasöl

DB-Schwerbenzin-Oktanzahl
(ROZ mit 3 ml TAB) 2) ....

493

58 58

5,0

4,4

9,8

37,4

43,4

97,7

493 493

61 52 56,5

4,8

3,5

8,4

38,0

45,3

98,1 -0,2 -0,9 -1,4 + 0,6 + 1,9

+ 0,4

493

66
66

5,9

5,7

10,8

42,4

35,2

99,0

493
493

66
66
66

5,1

5,8

10,3

44,2
34,6

99,7

-0,8 + 0,1 -0,5 + 1,8 -0,6

+ 0,7

') Butanfreies Schwerbenzin.

^ä) Research-Oktanzahl von Schwerbenzin, das 3 ml Tetraäthylblei pro 3,78 1 enthält.

Die jeweiligen Arbeitsbedingungen sowie Um- 65 Tabelle II angegeben. Dabei sind die Arbeitswandlung und Ausbeuten zusammen mit den Oktan- weisen mit zwei länglichen Reaktionszonen erfinzahlen des Schwerbenzins sind für die verschiedenen dungsgemäß.
Fälle und Versuchsgänge in der vorstehenden Bei Betrachtung der Tabelle II erkennt man daß

isSf

3633

höhere Schwerbenzin-Ausbeuten mit höheren Oktanzahlen in allen erfindunpsgemäßen Versuchen erhalten werden, wodurch der Vorteil des Einspeisens von zwei Ölfraktionen unterschiedlichen Siedebereiches in die zwei länglichen Reaktionszonen demonstriert wird. Darüber hinaus wird der Anfall an Koks und Gas, d. h. der unerwünschten Nebenprodukte des

katalytischen Crackens, bei jedem Versuch mit zwei länglichen Reaktionszonen ganz erheblich reduziert, wodurch weitere Vorteile der Erfindung deutlich gemach? werden.

Selbstverständlich sind viele Modifizierungen und Varianten dieser Erfindung möglich, ohne daß von der Grundidee abgewichen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum katalytischen Cracken von Gasölen in Gegenwart eines zeohthischen Katalysators in einer aus einem eine dichte und eine verdünnte Schicht des Katalysators enthaltenden Reaktors, einem Regenerator und einer Anzahl länglicher, beim Reaktor endenden Reaktionszonen bestehenden Wirbelbett-Crackanlage und wobei Mischungen des Gasöls mii dem Katalysator unter Bedingungen für katalytisches Crakkcn durch die länglichen Reaktionszonen hindurch dem Reaktor zugeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch mindestens eine längliche Reaktionszone ein Gasöl mit einem Siedebereich von 315 bis 570" C und durch mindestens eine andere längliche Reaktionszone ein Gasöl mit einem Siedebereich von 220 bis 400' C geleitet wird und die aus gasförmigem Reaktionsgemisch und Katalysator bestehenden, aus den länglichen Reaktionszonen austretenden Ströme in eine im Reaktor befindliche Katalysatorschicht geleitet und vom höhersiedenden Gasöl bis zu 30 Volumprozent weniger als wie vom niedrigersiedenden Gasöl umgewandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zwei längliche Reaktionszonen aufweisenden Wirbelbett-Crackanlage gecrackt wird, wobei durch die erste längliche Reaktionszone Gasöl höheren Siedebereiches bei Temperaturen von 425 bis 625 C mit einer Raumgeschwindigkeit von 50 bis 200 Gewichtsteilen Gasöl/Stunde/Gewichtsteil Katalysator geleitet und zu 30 bis 80 Volumprozent umgewandelt wird und durch die zweite längliche Reaktionszone Gasöl niedrigeren Siedebereiches bei Temperaturen von 425 bis 625 ' C mit einer Raumgeschwindigkeit von 10 bis 100 Gewichtsteilen Gasöl/Stunde/Gewichtsteil Katalysator geleitel und zu 30 bis 80 Volumprozent umgewandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus, der ersten und zweiten länglichen Reaktionszone austretenden Ströme in eine verdünnte Katalysatorschicht eingeleitet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der ersten länglichen Reaktionszone austretende Strom in eine verdünnte Katalysatorschicht, der aus der zweiten länglichen Reaktionszone aus tretende Strom in eine dichte Katalysatorschicht eingeleitet wird, das gasförmige Reaktionsgemisch aus diir zweiten länglichen Reaktionszone unter Bedingungen für katalytisches Cracken durch die dichte Katalysatorschicht hindurchgeleitet und eine zusätzliche Umwandlung pro Durchgang von 5 bis 30 Volumprozent bewirkt wird, wobei die Umwandlung des niedrigersiedenden Gasöls pro Durchgang 80 Volumprozent nicht überschreitet.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 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 Katalysatorschicht eingeleitet wird, das gasförmige Reaktionsgemisch aus der ersten länglichen Reaktionszone unter Bedingungen für katalytisches Cracken durch die dichte Katalysatorschicht hindurdtgeführt und eine zusätzliche Umwandlung von 5 bis 30 Volumprozent bewirkt wird, wobei die Umwandlung des höhersiedenden Gasöls pro Durchgang 80 Volumprozent nicht überschreitet.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden ίο Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus

der ersten und zweiten länglichen Reaklionszone austretenden Ströme in eine dichte Katalysatorschicht eingeleitet werden, die gasförmigen Reaktionsgemische aus der ersten und der zweiten

länglichen Reaktionszone unter Bedingungen für katalytisches Cracken durch die dichte Katalysatorschicht hindurchgeleitet und eine zusätzliche Umwandlung von 5 bis 30 Volumprozent bewirkt wird, wobei die Umwandlung des niedrigersiedenden Gasöls und des höhersiedenden Gasöls pro Durchgang 80 Volumprozent nicht überschreitet.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von dem höhersiedenden Gasöl pro Durchgang um 10 bis- 20°/» weniger umgewandelt werden als von dem niedrigersiedenden Gasöl.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zeolithischer Crackkatalysator verwendet wird, der kristallines Aluminiumsilikat und SiGyAl₂O₁ enthält.