DE2147547B2

DE2147547B2 - Verfahren und Vorrichtung zum katalytischen Cracken von Schwerbenzin und Gasöl

Info

Publication number: DE2147547B2
Application number: DE2147547A
Authority: DE
Inventors: Dorrance Parks Houston Bunn Jun.; Roy Earl Jackson Groves Pratt; David Le Roy Nederland Raynolds; Douglas James Greves Youngblood
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1970-10-02
Filing date: 1971-09-23
Publication date: 1974-01-17
Also published as: BE773098A; GB1349912A; IE35665B1; JPS5121004B1; FR2116369A1; FI53981C; ES420173A1; NO130278B; ZA716156B; ES395613A1; SE376436B; AU458765B2; DE2147547C3; GB1349911A; IE35665L; EG10951A; FI53981B; NL7113476A; CH563449A5; US3784463A

Description

Verbesserung der Oktanzahl des sich ergebenden Schwerbenzins beschrieben. Die: Verwendbarkeit von Mordenit-Aluminosilicat als Crackkatalysator für Schwerbenzin war überraschend, da der Magnesium-Faujasit-Katalysator unwirksam für eine befriedigende Schwerbenzin-Crackung war. Magnesium-Faujasit war als hochwirksamer Gasölcrackkatalysator bekannt. Die Entwicklung von Verfahren, die beim Cracken von Schwerbenzin und Gasöl brauchbar sind und selektiv bei der Herstellung sowohl von ic leichten Kohlenwasserstoffen als auch Schwerbenzin mit gesteigerten Oktanzahlen wirken, ist in hohem Maße wünschenswert.

Die Erfindung betrifft das katalytische Cracken von Gasölen, die bei 220 bis 570° C sieden, unil das katalytische Cracken von Schwerbenzinen, die bei 37 bis 235° C sieden, unter Bildung beträchtlicher Mengen von Schwerbenzin mit einer Oktanzahl, die signifikant höher als das niederoktanige Schwerbenzinausgangsmateria! ist, und unter Bildung beträchtlicher Mengen leichterer Kohlenwasserstoffe, die als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Alkylaten und für petrochemische Verarbeitungen dienen können. Es wurde gefunden, daß eine Fließbettcrackanlage mit mehreren Steigern und Verwendung von Zeolith-Chrackkatalysatoren besonderen Nutzen beim katalytischen Cracken derartiger Ausgangsmaterialien bietet. Schwerbenzin und Gasöl werden katalytisch in getrennten Crackzonen unter Bedingungen gecrackt, die auf das einzelne Ausgangsmaterial zugeschnitten sind. Weiter kann eine Fraktion eines schweren Schwerbenzins aus dem den Reaktor verlassenden Materialstrom zur Rückführung in die Crackzone mit Frischschwerbenzin entnommen werden. Auch ein Kreislauf gasöl kann aus dem den Reaktor verlassenden Materialstrom zur Eingabe in die Crackzone mit Frischschwerbenzin oder zur Eingabe in eine getrennte, dritte Crackzone gewonnen werden. Durch diese Maßnahme soll eine maximale Wiedergewinnung von Schwerbenzin und leichteren Materialien mit verbesserten Produkteigenschaften erzielt werden. Eine Crackzone kann auf eine gestreckte Reaktionszone, bekannt als Steiger, begrenzt werden oder als Kombination einer gestreckten Reaktionszone und der dichten Phase des Katalysators im Reaktor ausgebildet sein.

Die vorliegende Erfindung wird durch die Fig. 1, die ein Fließschema einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren darstellt, und durch die Fi g. 2, die eine Anlage zur Durchführung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wiedergibt, veranschaulicht.

Es wurde gefunden, daß die Oktanzahl eines niederoktanigen Schwerbenzins durch katalytisches Cracken in einer Fließbett-Crackanlage bei Verwendung einer Vielzahl gestreckter Reaktionszonen, nachfolgend jeweils als Steiger oder Steigerleitungen bezeichnet, signifikant verbessert werden kann, wobei das niederoktanige Schwerbenzin in einem der Steiger und Frischgasöl in einem zweiten Steiger gegeben wird. Die Verfahrensbedingungen innerhalb der einzelnen Steiger werden derart eingestellt, daß eine optimale Produktionsausbeute und Produktqualität aus jedem der Einzelströme erhalten wird.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum katalytischen Cracken von Schwerbenzin und Gasöl an einem Zeolith-Crackkatalysator in einer Fließbett-Crackanlage, dadurch gekennzeichnet, daß

a) Schwerbenzin und ein Zeolith-Crackkatalysator durch eine erste gestreckte Reaktionszone unter Schwerbenzin-Crackbedingungen bei 400 bis 705° C, einer Umwandlung von 25 bis 80 Volumprozent und einer Dampfgeschwindigkeit von 4,6 bis 15,3 m/sec fließen,

b) Gasöl und ein Zeolith-Crackkatalysator durch eine zweite gestreckte Reaktionszone unter Gasöl-Crackbedingungen bei 450 bis 600° C, einer Umwandlung von 30 bis 80 Volumprozent und einer Dampfgesohwindigkeit von 4,6 bis 15,3 m/sec fließen,

c) die aus der ersten und der zweiten gestreckten Reaktionszone ausfließenden Ströme, die dampfförmige Reaktionsgemische und Katalysator enthalten, in eine Katalysatorphase des Reaktors einfließen,

d) aus den dampfförmigen Reaktionsgemischen in der verdünnten Katalysatorphase des Reaktors eine zwischen 37 und 235° C siedende Fraktion mit einer Oktanzahl, die höher liegt als die Oktanzahl des Schwerbenzinausgangsmaterials, und eine unterhalb 37° C siedende Fraktion gewonnen wird und gegebenenfalls

e) aus den dampfförmigen Reaktionsgemischen in der verdünnten Katalysatorphase des Reaktors eine etwa oberhalb 260° C siedende Kohlenwasserstoff-Fraktion gewonnen wird,

f) diese Fraktion und ein Zeolith-Crackkatalysator durch eine dritte gestreckte Reaktionszone unter Kreislaufgasöl-Crackbedingungen bei 425 bis 600° C, einer Umwandlung von 20 bis 70 Volumprozent und einer Dampfgeschwindigkeit von 4,6 bis 15,3 m/sec strömen und

g) der aus der dritten gestreckten Reaktionszone austretende Strom, der dampfförmiges Reaktionsgemisch und Katalysator enthält, in die dichte Katalysatorphase des Reaktors einfließt und das dampfförmige Reaktionsgemisch durch die dichte Katalysatorphase unter katalytischen Crackbedingungen von 425 bis 620° C und einer Dampfgeschwindigkeit von 0,15 bis 1,22 m/sec in die verdünnte Katalysatorphase eingeführt wird.

Die Katalysatorphase, in welche die austretenden Ströme eines einzelnen Steigers einfließen, kann entweder die dichte oder die verdünnte Katalysatorphase des Reaktors sein, was zu einer Anzahl möglicher Ausführungsformen mit verschiedenen Kombinationen von Steigercracken und Cracken in der dichten Phase, z. B. Bettcracken, führt.

In der einfachsten Ausführungsform ist das Crakken von Schwerbenzin und Gasöl auf die Steiger beschränkt, und die austretenden Ströme beider Steiger fließen in die verdünnte Katalysatorphase im Reaktoi ein. In diesem Fall arbeitet der Reaktor als Abscheider mit geringer oder keiner Crackung.

In einer anderen Ausführungsform wird das Gasöl einer weiteren Crackung in der dichten Katalysatorphase unterworfen. Dies wird dadurch erreicht, da£ der aus dem Schwerbenzin-Steiger ausfließende Strom in die verdünnte Katalysatorphase und der aus dem Gasöl-Steiger ausfließende Strom in die dichte Katalysatorphase geleitet werden. Die dampfförmige Reaktionsmischung des Gasöl-Steigers strömt durch die dichte Katalysatorphase unter katalytischen Crackbedingungen, die eine zusätzliche Umwandlung vor

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5 bis 30 Volumprozent herbeiführen, und wird so- sem Dreifachsteiger-Verfahren wird das Kreislaufdann in die verdünnte Katalysatorphase abgegeben. schwerbenzin mit Frischschwerbenzin vereinigt, und In einer weiteren Ausführungsform wird das Gasöl die vereinigten Ströme werden durch den Schwernur dem Steiger-Cracken unterworfen, während das benzin-Steiger geschickt und dem Steiger- und dem Schwerbenzin sowohl im Steiger als auch in der dich- 5 Bettcracken unterworfen. Das Kreislaufgasöl wird in ten Katalysatorphase gecrackt wird. Während der aus den Gasöl-Steiger eingeführt und im Steiger und im dem Gasöl-Steiger austretende Strom direkt in die Katalysatorbett des Reaktors gecrackt. Das Frischverdünnte Katalysatorzone einfließt, wird der aus gasöl strömt durch einen dritten Steiger und wird dem Schwerbenzin-Steiger austretende Strom in die entweder in einer Ausführungsform nur dem Steigerdichte Katalysatorphase eingegeben. Die dampfför- io Cracken oder in einer anderen Ausführungsform dem mige Reaktionsmischung passiert die dichte Katalysa- Steiger- und dem Bettcracken zugeführt,
torphase unter katalytischen Bedingungen, die eine In den erfindungsgemäßen Verfahren bestehen die zusätzliche Umwandlung von 5 bis 30 Volumprozent Ausgangsmaterialströme aus Schwerbenzinen und herbeiführen, und wird sodann in die verdünnte Ka- Gasöl. Das Schwerbenzinausgangsmaterial enthält talysatorphase abgegeben. 15 Kohlenwasserstoffe, die im Bereich von 37 bis In einer anderen Ausführungsform werden Gasöl 235° C sieden, und viele Raffinerieströme mit ge- ; und Schwerbenzin dem Steiger-Cracken und der Bett- ringem Wert, die durch das erfindungsgemäße Vercrackung unterworfen, indem die aus den Steigern fahren veredelt werden können. Brauchbare Schwerausfließenden Ströme in die dichte Katalysatorphase benzinausgangsmaterialien sind gewöhnlich hochpaj geleitet werden. Die dampfförmigen Reaktionsmi- 20 raffinisch und betreffen solche leichten Kohlenwasschlingen strömen durch die dichte Katalysatorphase serstoff-Fraktionen wie niederoktaniges Schwerben- ; unter katalytischen Crackbedingungen, die eine zu- zin, Raffinate aus der Aromatenlösungsmittelextraksätzliche Umwandlung jedes Stromes von 5 bis 30 tion, thermisch gecracktes Schwerbenzin, Kokerei-Volumprozent herbeiführen, und werden sodann in schwerbenzin und niederoktaniges Schwerbenzin aus die verdünnte Katalysatorphase abgegeben. 25 Hydrocrackverfahren. Infolge der Hitzefestigkeit der In einer anderen Reihe von Ausführungsformen Schwerbenzinausgangsmaterialien müssen sie bei kann das Kreislaufgasöl aus dem Ausstrom der kata- schärferen Bedingungen als die Frischgasölausgangs- ! lytischen Crackanlage gewonnen und in den Schwer- materialien behandelt werden, um eine signifikante ί benzin-Steiger zurückgeführt werden, wo es zusam- Umwandlung zu erhalten.

men mit Schwerbenzin einem Steiger- und einem 3° Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Bettcracken unterworfen wird. Dies schafft zwei wei- Gasölausgangsmaterial enthält Erdölmaterialien, die tere wahlweise verwendbare Ausführungsformen, in- bei 220 bis 570° C sieden, und umfaßt schweres dem Frischgasöl nur im Steiger-Cracken oder in der atmosphärisches Gasöl, leichte und schwere Vakuum-Kombination Steiger- und Bettcracken behandelt gasöle, Gasöl aus Verkokungsprozessen, zur Viskowird. 35 sitätsminderung behandeltes Gasöl, wasserstoffbehan-Eine weitere Gruppe von wahlweise verwendbaren deltes Gasöl, Hydrocrackgasöl und lösungsmittel- ; Ausführungsformen stellt die Verwendung von Kreis- extrahiertes Gasöl. Diese Ausgangsmaterialien sind ! laufschwerbenzin dar. Eine Schwerbenzinfraktion, alle als Ausgangsmaterialien anzusehen, deren Beentweder ein Mehrbereichsschwerbenzin, z. B. zwi- handlungen bisher nicht im Fließbett-Cracken durchsehen 37 und 235° C siedend, oder ein schweres 40 geführt wurden.

Schwerbenzin, z. B. zwischen 120 und 235° C sie- Produkte des erfindungsgemäßen Verfahrens um-

! dend, kann aus dem Reaktorausstrom gewonnen und fassen Schwerbenzin mit verbesserten Oktanzahlen

in den Schwerbenzin-Steiger eingeführt werden, wo es und Kohlenwasserstoffe mit Siedegrenzen, die unter-

mit Frischschwerbenzin vereinigt und dem Steiger- halb der Siedegrenzen der eingesetzten Ausgangsma-

j und Bettcracken unterworfen wird. In diesem Dop- 45 terialien liegen. Die Produkte finden insbesondere

j pelsteiger-Verfahren werden Frischschwerbenzin und Verwendung als Ausgangsmaterialien für die petro-

Kreislaufschwerbenzin dem Steiger- und dem Bett- chemische und Benzinverarbeitung.

cracken unterworfen. Zusammen mit dem Cracken Der in der Erfindung verwendete Katalysator ist

von Frischgasöl allein im Steiger oder im Steiger und ein Crackkatalysator vom Zeolith-Typ, dargestellt

im Bett werden zwei weitere zusätzliche Ausführungs- 50 durch solche Katalysatoren, in denen ein kristallines

formen möglich. Die nachfolgenden zusätzlichen Ver- Aluminosüicat in einer SiO₂-haltigen Matrix disper-

fahrensstufen betreffen das Kreislauf schwerbenzin: giert ist. Unter den bevorzugten Zeolith-Typen, die

als brauchbare Katalysatoren im erfindungsgemäßer]

j) Abtrennen einer zwischen 37 und 235° C sie- Verfahren verwendet werden können, sind die ah

denden Kohlenwasserstoff-Fraktion aus der in 55 ZeolithX und ZeolithY bekannten, mit natürlich

der verdünnten Katalysatorphase des Reaktors auftretenden und mit synthetisch hergestellten Abwei-

enthaltenden dampfförmigen Reaktionsmischung chungen. Wegen ihrer äußerst hohen Aktivität werden

und diese Materialien mit einem Material — einer SiO₂-

k) Einführen der Fraktion aus j) in die erste ge- haltigen Matrix synthetischer oder halbsynthetischei

streckte Reaktionszone, um die Umwandlung 60 Natur oder natürlichen Ursprungs — vermischt, das

der Fraktion zu beeinflussen. eine wesentlich niedrigere Katalysatoraktivität aufweist. Die Mischmaterialien schließen SiO,-Alumi-

Zwei weitere wahlweise auszuführende Formen niumoxid, Kieselsäuregel, SiO₂-Berylliumoxfd, SiO₉-

sind zwei Kreislaufströme, Kreislaufgasöl und Kreis- Magnesiumoxid, SiO₂-Thoriumoxid oder SiO₂-Zi?-

laufschwerbenzin und die Verwendung von drei Stei- 65 konoxid ein und haben sich als erfolgreich in diesei

gern. Die beiden Kreislaufströme werden aus dem Anwendung ergeben. Im allgemeinen enthält der ge-

Reaktorausfiuß in der bereits bei den anderen Aus- mischte kristalline Zeolith-Katalysator etwa 1 bis

führungsformen beschriebenen Weise erhalten. In die- 50 Gewichtsprozent Zeolith, etwa 5 bis 50 Gewichts-

prozent Aluminiumoxid, und der Rest ist SiO₂. Der Verbesserung gegenüber der in der USA.-Patentkristalline Aluminiumsiücat-Teil der Katalysatoren- schrift 3 433 733 vorgeschlagenen dar. Diese verschung enthält aus natürlicher oder synthetischer besserte und zum Gegenstand der Erfindung gehörige Herkunft Alkalimetall. Kristallines Aluminosilicat Anlage ist eine Vorrichtung zum Fließbett-Cracken, wird zur Entfernung aller oder mindestens des groß- 5 bestehend aus einer Reaktorkammer mit einem körnten Teils der originären Alkalimetallionen mit ande- sehen Teil, wobei der größere Durchmesser des koren Ionen wie Protonen und/oder einem Metallion nischen Teils zum oberen Ende der Kammer und der oder einer Kombination von Metallionen, wie Ba- kleinere Durchmesser zum unteren Ende der Kamriutn-, Calcium-, Magnesium-, Manganionen oder mer ausgerichtet ist, einer Abstreifkammer, einer Ionen der seltenen Erden des Cers, Lanthans, Neo- io Regeneratorkammer, einer Mehrzahl von gestreckten dyms, Praseodyms, Samariums und Yttriums, behan- Reaktionszonen (Steigern), die durch die Wände der delt. Die in Betracht gezogenen kristallinen Zeolithe Reaktorkammer geführt in dieselbe eintreten, Einkönnen durch die Formel, richtungen zur Dampfeinführung in den unteren Teil M/O-Al O -ArSiO · ν H O ^^er Reaktorkammer, zum Abziehen von Dämpfen ² " ' ^{2 3}" ²' - ' 15 aus der Abstreifkammer, zum Abziehen gasförmiger worin M Wasserstoff oder ein Metall, η seine Valenz, Produkte und von Dampf aus dem oberen Reaktor- x einen Wert zwischen 2 und 10 und y einen Wert kammerteil, zum Abziehen fester Stoffe aus dem unzwischen O und 10 darstellen, beschrieben werden. In teren Reaktorkammerteil und Eingeben dieser in die dehydratisierten Zeolithen ist y im wesentlichen O. Abstreifkammer zur Dampfeinführung in den unteren In der Erfindung sind die bevorzugten kristallinen 20 Abstreifkammerteil, zum Abziehen fester Stoffe aus Zeolithe entweder natürliche oder synthetische Zeo- dem unteren Abstreifkammerteil und Eingeben dieser lithe vom Typ X oder vom Typ Y. In besonders be- in die Regeneratorkammer, zur Verbrennungsgaseinvorzugter Ausfünrungsform ist M Wasserstoff, CaI- gäbe in den unteren Regeneratorkammerteil, zum cium, Magnesium und die Metalle aus der Gruppe Rauchgasabzug aus dem oberen Regeneratorkammerder seltenen Erden. 25 teil, zum Abziehen regenerierten Katalysators aus der

Dem Fachmann ist es bekannt, in der petrochemi- Regeneratorkammer und Eingeben in die Eingänge sehen Industrie derzeit gebräuchliche Anlagen zum der Steiger und Einrichtungen zur öleingabe in die katalytischen Cracken einschließlich des Steiger- Steigereingänge und dadurch gekennzeichnet, daß ein Crack-Verfahrens bei der Durchführung einiger Aus- erster Steiger 14 durch die Reaktorkammerwand in führungsformen der Erfindung einzusetzen. Eine be- 30 den Reaktor 18 geführt wird, ein zweiter Steiger 26 sonders bevorzugte Anlage wird in der USA.-Patent- durch die Reaktorkammerwand in den Reaktor 18 schrift 3 433 733 beschrieben, indem die Ausgangs- an einem Punkt, der oberhalb des Austrittes des materialien in zwei gestreckten Reaktionszonen oder ersten Steigers liegt, geführt wird und ein dritter Steigern, die in einer konischen Reaktionskammer Steiger 32 durch die Reaktorkammerwand in den enden, in der ein weiteres Cracken in einem dichten 35 Reaktor 18 an einem Punkt, der zwischen den AusBett durchgeführt werden kann, gecrackt werden. tritten des ersten und zweiten Steigers liegt, geführt Der eine Steiger ist durch die sich verjüngende Reak- wird.

torwand geführt und endet in einem nach unten ge- In bevorzugten Ausführungsformen kann der erste

richteten Auslauf, während der zweite Steiger durch Steiger durch den Boden der Reaktorkammer geführt

den Reaktorboden nach oben in den Reaktor eintritt. 40 werden, der zweite Steiger durch die Seitenwand der

Die Crackanlage enthält eine Abstreifeinheit inner- Reaktorkammer oder der dritte Steiger durch die

halb des dichten Fließbettes, in der mitgerissene und Seitenwand. In anderen bevorzugten Ausführungs-

adsorbierte Kohlenwasserstoffe vom Katalysator mit formen kann der erste Steiger in der Reaktorkammer

Hilfe von Dampf entfernt werden, wenn der Kataly- in einem aufwärts gerichteten Austritt enden, der

sator auf dem Wege vom Reaktor in den Regenerier- 45 zweite Steiger in einem abwärts gerichteten Austritt

teil die Abstreifeinheit passiert. Bei Verwendung oder der dritte Steiger in einem abwärts gerichteten

üblicher Fließbett-Crackanlagen wird der Katalysator Austritt.

mit sauerstofThaltigem Gas im Regenerator behandelt, Im Schwerbenzin-Steiger werden Verf ahrensbedin-

um die Verbrennung von mindestens einem Teil des gungen von 400 bis 705° C, vorzugsweise von 480

auf dem Katalysator niedergeschlagenen Kokses her- 50 bis 540° C, eine Umwandlung pro Durchtritt von

beizuführen. Der regenerierte Katalysator wird so- 25 bis 80 Volumprozent, vorzugsweise von 30 bis

dann in den Boden des Steigers an den Punkt zu- 60 Volumprozent, und eine Dampfgeschwindigkeil

rückgeführt, an dem die Ausgangsmaterialien einge- von 4,6 bis 15,3 m/sec, vorzugsweise von 6,1 bis

führt werden. Bei der Eingabe von Frischgasöl in 12,2 m/sec, hergestellt. Im Frischgasöl-Steiger sine

einen der Steiger unter Eingabe von Kreislaufgasöl 55 die Verfahrensbedingungen: Temperatur 450 bis

in den anderen ist es möglich, die einzelnen Steiger 600° C, vorzugsweise 475 bis 540° C, Umwandlung

unter Bedingungen zu führen, die derart abgestimmt pro Durchtritt 30 bis 80 Volumprozent, Vorzugs

sind, daß das gewünschte Cracken des jeweiligen weise 40 bis 65 Volumprozent, Dampfgeschwindig

Ausgangsmaterials beim Passieren der Steiger erfolgt. keit 4,6 bis 15,3 m/sec, vorzugsweise 6,1 bi:

Das gemeinsame Ziel ist in der optimalen Leistung 60 12,2 m/sec. Wird Kreislaufgasöl in den dritten Stei

des Fließbett-Crackens und des verwendeten Zeolith- ger eingegeben, betragen die Verfahrensbedingungei

Crackkatalysators zu sehen. in diesem Steiger 425 bis 540° C, vorzugsweise 45(

Erfindungsgemäße Ausführungsformen, die zwei bis 540° C, Umwandlung pro Durchtritt 20 bis 71

Steiger benötigen, können beispielsweise in einer An- Volumprozent, vorzugsweise 30 bis 50 Volumprozent

lage, wie vorstehend ausgeführt, verwirklicht werden. 65 und Dampfgeschwindigkeit von 4,6 bis 15,3 m/sec

Falls die betreffende Ausführung drei Steiger benö- vorzugsweise 6,1 bis 12,2 m/sec. Wird Cracken ii

tigt, kann eine Anlage, wie sie in der F i g. 2 darge- der dichten Katalysatorphase, z. B. Bettcracken, an

stellt ist, verwendet werden. Diese Anlage stellt eine gewendet, sind die Verfahrensbedingungen im Bei

425 bis 620° C, Umwandlung 5 bis 30 Volumprozent und Dampfgeschwindigkeit 0,15 bis 1,22 m/sec, vorzugsweise 0,4 bis 0,67 m/sec.

Eine Veranschaulichung der Erfindung wird im Zusammenhang mit der F i g. 1 und der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung gegeben.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden drei Steiger verwendet. Ein schweres Kreislaufschwerbenzin wird mit Frischschwerbenzin vereinigt und in einen Steiger eingegeben. Frischgasöl strömt in einen anderen Steiger und Kreislaufgasöl in einen dritten Steiger. Die vereinigten Schwerbenzinmaterialien und das Kreislaufgasöl werden einem Steiger- und einem Bettcracken unterworfen, während das Frischgasöl im Steigercracken behandelt wird.

Frischschwerbenzin, aus vielerlei Quellen erhältlich (nicht gezeigt), strömt durch Leitung 10 und wird mit schwerem Schwerbenzin aus Leitung 12 vereinigt. Das schwere Schwerbenzin ist gecrackt und wird aus einem Ausstrom, wie später beschrieben, gewonnen. Das vereinigte Material wird in den Steiger 14 eingegeben und in Kontakt mit heißem regenerierten Zeolith-Crackkatalysator aus dem Standrohr 16 gebracht. Die sich ergebende Suspension von Katalysator-Schwerbenzindampf steigt durch den Steiger 14 nach oben in den Reaktor 18. Der Reaktor enthält ein Katalysatorbett 20, das als dichte Katalysatorphase bezeichnet wird, und einen Dampfraum 22 oberhalb des Katalysatorbettes, der als Katalysatorabsetzzone arbeitet und als verdünnte Katalysatorphase bezeichnet wird. Der Ausstrom des Steigers 14 fließt in den unteren Teil des Reaktors 18 und strömt aufwärts in die dichte Phase des Crackkatalysators 20, wobei eine weitere Umwandlung der vereinigten Schwerbenzinmaterialien bewirkt wird.

Frischgasöl wird durch die Leitung 24 in den Steiger 26 eingeführt und hier mit regeneriertem Zeolith-Crackkatalysator aus dem Standrohr 28 in Kontakt gebracht. Das resultierende Gemisch Katalysator-in-Gasöldampf steigt durch den Steiger 26 nach oben in den Reaktor 18 und fließt in die verdünnte Katalysatorphase 22, wo die Katalysatorteilchen sich von der dampfförmigen Reaktionsmischung trennen und in das Katalysatorbett 20 fallen.

Ein Zwischenproduktgasöl, das aus dem die katalytische Crackanlage verlassenden Ausstrom erhalten wurde (Beschreibung dieses Vorganges später), strömt durch die Leitung 30 in den Steiger 32 und tritt hier mit heißem regeneriertem Zeolith-Crackkatalysator aus dem Standrohr 34 in Kontakt. Die sich ergebende Suspension von Katalysator in Kreislaufgasöldampf steigt durch den Steiger 32 nach oben in den Reaktor 18 und fließt in die dichte Katalysatorphase 20. Das Dampfgemisch steigt durch das Katalysatorbett nach oben, und es tritt weitere Um-Wandlung des Kreislaufgasöls ein.

Die gecrackten Produkte trennen sich vom Katalysator in der verdünnten, sich oberhalb der dichten Phase 20 befindlichen Katalysatorphase 22. Diese Dämpfe passieren zusammen mit mitgerissenem Katalysator Zyklone (nicht gezeigt), die im wesentlichen den Katalysator von den Dämpfen trennen und den Katalysator an das Katalysatorbett zurückgeben. Die ausströmenden Gase enthalten die Crackprodukte und werden durch die Leitung 36 in die Fraktionieranlage 38 gegeben, wo das Dainpfgemisch in verschiedene Produkte zerlegt wird. Diese Produkte bestehen aus:

1. einem C₄-Strom und leichteren Kohlenwasserstoffen, über Leitung 40 abgezogen;

2. einem leichten Schwerbenzin-Seitenstrom, über Leitung 42 abgezogen;

3. einem schweren Schwerbenzin-Nebenstrom, als Produkt aus der Leitung 44 gewonnen oder als Kreislaufstrom zurückgeführt auf das Frischschwerbenzin durch Leitung 12;

4. einem leichten Gasöl-Nebenstrom, über Leitung 46 abgezogen;

5. einem Zwischenproduktgasöl aus Leitung 30 als Kreislaufgasöl gewonnen und als Ausgangsmaterial für die katalytische Crackanlage in dieselbe zurückgeführt;

6. schwere Gasölsumpfprodukte, über Leitung 48 abgezogen.

Der Katalysator wird vom Reaktorboden durch die Schieberventile 50 und 52 in die Abstreifzone 54, die Umlenkbleche enthält, abgezogen. Dampf wird in den unteren Teil des Abstreifers 54 eingeführt, um adsorbierte und mitgerissene Kohlenwasserstoffe vom Katalysator beim Passieren der Abstreifkammer zu trennen. Der abgestreifte Katalysator wird vom Abstreifboden abgezogen und durch das Standrohr 58 in den Regenerator 60 gegeben. Der Katalysator bildet im Regenerator 60 ein dichtes Bett aus und wird in 60 durch Umsetzen mit Luft regeneriert, indem der auf der Katalysatoroberfläche haftende Kohlenstoff entfernt wird. Regenerierter Katalysator wird vom Boden des Regenerators 60 durch die Standrohre 16, 28 und 34 abgezogen, um als heißer regenerierter Katalysator für die Steiger 14, 26 und 32 zur Verfügung zu stehen.

Das beschriebene Verfahren, veranschaulicht in der F i g. 1, kann in einer in F i g. 2 dargestellten Anlage durchgeführt werden. In der F i g. 2 sind die zu F i g. 1 gleichen Vorrichtungen oder Anlagenteile mit den gleichen Zahlen wie in F i g. 1 markiert worden und tragen nur jeweils einen Abstrich. Zusätzliche Zahlen treten in F i g. 2 auf und geben Vorrichtungen oder Anlagenteile wieder, die in F i g. 1 nicht im Detail gezeigt oder nicht vorhanden sind.

Die Ausgangsmaterialien, Frischschwerbenzin und Kreislaufschwerbenzin sowie Kreislaufgasöl und Frischgasöl, aus den Leitungen 10', 30' und 24' werden in den Steigern 14', 32' und 26' mit dem Zeolith-Crackkatalysator aus den Standrohren 16', 34' und 28' in Kontakt gebracht. Die Mischungen von Katalysator und Öl strömen durch die jeweiligen Steigei in den Reaktor 18', wobei die Steiger 26' und 32' ir 18' mit abwärts gerichteten öffnungen 19 enden. Die gezackten Ecken der öffnungen gewährleisten einer gleichmäßigen Ausstrom aus den Steigern, insbeson dere wenn die Höhe des dichten Bettes 21 sich nahi dem abwärts gerichteten Steigeröffnungsteil befindet Die Ausströme der Steiger 14' und 32' steigen durcl das dichte Phasenbett im Reaktor 18' nach oben, um hierdurch wird eine weitere Umwandlung von Kreis laufgasöl und Schwerbenzinen erzielt. Der dampf förmige Ausstrom des Steigers 26' tritt in den Dampf raum 22, d. h. die verdünnte Katalysatorphase, eir Der auf diesem Gebiet tätige Fachmann wird sofoi erkennen, daß man durch Variieren des Niveaus 2 der dichten Katalysatorphase verschiedene Möglicl keiten von Steiger- und Bettcrackung für die durc Steiger 26' und 32' strömenden Ausgangsmaterialie erhalten kann. Wird das Niveau 21 des dichten Bette

derart eingestellt, daß die Öffnungen der steiger 26' und 32' bedeckt sind, werden Kreislaufgasöl und Frischgasöl im Steiger und im Bett gecrackt. Hat der Katalysator die in F i g. 2 angegebene Höhe, so wird das Frischgasöl nur im Steiger gecrackt, während das Kreislaufgasöl im Steiger und im Bett gecrackt wird. Das Absenken des Niveaus bis auf eine Höhe unterhalb der Steigeröffnung 32' ergibt ein Steigercracken für das Kreislaufgasöl und Frischgasöl. In allen diesen Varianten wird das Schwerbenzin dem Steigerund dem Bettcracken unterworfen.

Katalysatorteilchen in den Dämpfen passieren die verdünnte Katalysatorphase 22', werden von den Dämpfen getrennt und fallen in die dichte Katalysatorphase zurück. Dämpfe und mitgerissener Katalysator passieren einen Zyklon 35, in dem der mitgerissene Katalysator abgetrennt und in das dichte Bett 20' durch das Tauchrohr 37 und das Ventil 39 zurückgegeben wird. Zur Verdeutlichung ist nur ein Zyklon wiedergegeben, es ist aber sinnvoll, mehrere Zyklone in Serie zu schalten, um eine gewünschte Trennung zu erzielen. Der Gasausstrom des Zyklons 35 strömt in die Sammelkammer 41 und wird von hier durch die Leitung 43 zur Produktgewinnung (nicht gezeigt) abgegeben, wo die Umwandlungsprodukte gewonnen und in gewünschte Produkte und Kreislauf ströme getrennt werden. Normalerweise werden bekannte Destillationsvorrichtungen zur Trennung benutzt.

Dampf wird durch den Ring 45 in den unteren Reaktorteil zum Katalystorabstreifen, wenn der Katalysator duich den Bodenteil des Reaktors und die Schieberventile 50' und 52' in die A^ustreifkammer 54' fließt, eingeführt. Die Abstreifkammer 54' ist mit Umlenkblechen 56', die an der Wand des Abstreifers und des Steigers 14' angeordnet sind, ausgestaltet. Wenn der Katalysator über die Umlcnkbleche nach unten sinkt, wird Dampf durch die Ringe 53 und 55 eingeblasen und verdrängt und entfernt adsorbierte sowie mitgerissene Kohlenwasserstoffdämpfe. Diese Dämpfe steigen durch den Abstreiferabzug und die Abstreiferabzugsleitung 57 nach oben und werden in den Dampfraum 22' des Reaktors 18' abgegeben.

Der abgestreife Katalysator tritt vom Boden der Abstreifkammer 54' durch die Leitung 58' in den Regenerator 60' ein. Am Boden des Regenerators 60' wird durch den Luftring 62 Luft eingeblasen, wobei der Kohlenstoff von der Katalysatoroberfläche abbrennt. Das resultierende, nach oben steigende Rauchgas tritt in den Zyklon 70 ein, in dem mitgerissener Katalysator abgetrennt und in das Katalysatorbett 64 durch das Tauchrohr 72 zurückgeführt wird. Das Rauchgas strömt vom Zyklon in Sammelkammer 74 und durch die Rauchgasleitung 76 in eine Abgasvorrichtung. Regenerierter Katalysator wild am Regeneratorboden abgezogen, wobei die Schieberventile 80, 82 und 84 die Zufuhr des heißen regenerierten Katalysators in die Standrohre 28', 34' und 16' steuern.

Nachfolgend sind die Ausführung der Erfindung und die Vorteile gegenüber alternativen oder früheren Verfahren wiedergegeben: Eine Reihe von vier Versuchen wurde mit einer Fließbett-Crackanlage, die zwei Ausgangsmaterialsteiger enthielt, durchgeführt. Es wurde in allen Versuchen der gleiche Zeolith-Crackkatalysator verwendet. Der Katalysator bestand aus einer 1:1-Mischung von Zeolith-Crackkatalysator und stark aluminiumoxidhaltigem amorphem Crackkatalysator. Der Zeolith-Crackkatalysator enthielt 18 Gewichtsprozent ZeolithX in einer SiO,-Aluminiumoxid-Matrix und wies etwa 2,9 Gewichtsprozent seltene Erden auf. Der amorphe SiO₂-Aluminiumoxid-Katalysator enthielt viel Aluminiumoxid, hatte eine Oberfläche von etwa 140 m"²/gr. und ein Porenvolumen von etwa 0,44 ccm/gr. In jedem Versuch wurden Frischschwerbenzin und Frischgasöl als Ausgangsmaterialien verwendet. Die Eigenschaften des Schwerbenzins, einem schweren Straightrun-Benzin, sind in der Tabelle I angegeben. In der Tabelle II sind die Eigenschaften des Gasöls aufgeführt.

Tabelle I
Analyse des Ausgangsmaterials

Dichte,°API 54,5

Schwefel, röntgengraphisch,

Gewichtsprozent 0,011

Bromzahl 1,5

Anilinpunkt in ⁰C 50,3

ROZ, klar 50,6

ROZ mit 3 ml TEL*) 74,8

ASTM-Destillation in ⁰C

Siedebeginn/5«/o 115,6/120

10/20 121,1/123,3

30/40 125/126,7

50/60 130,4/133,8

70/80 138/142

90/95 149/153

Siedeende 166,5

FIA-MS**) in Volumprozent

Aromaten 13,8

Paraffine 48,3

Naphthene 37,9

*) TEL: Tetraäthylblei.

ROZ: Oktanzahl bei Zusatz von 3 ml/TEL pro

3,785 Liter.

**) FIA: Fluoreszenzindikatoranalyse.
40

Tabelle II
Analyse des Ausgangsmaterials

Dichte, ⁰API 30,9

Vakuumdestillation bei
10 mm Hg, ⁰C*)

Siedebeginn 205,8

10 266

,_o 30 302,5

50 333,2

90 408,2

Siedeende 449

*) Auf Atmosphärentemperatur umgerechnet.

In den Versuchen 1 und 3 wurden Gasöl und Schwerbenzin im Verhältnis 3 :1 kombiniert und in einen einzigen Steiger eingegeben. Beide Versuche wurden bei einer Steigertemperatur von 493° C durchgeführt. Die Versuche 1 und 3 waren bis auf eine Ausnahme identisch. Diese Ausnahme war im Versuch 3 zu finden, indem hier eine schwere Schwerbenzinfraktion aus dem Reaktorausstrom gewonnen und in den Steiger zurückgeführt wurde. In den Versuchen 2 und 4, die das erfindungsgemäße Verfahren demonstrieren, waren Gasöl und Schwerbenzin getrennt und wurden in einzelne Steiger eingegeben. Die Steigertemperaturen betrugen 493° C. Der Aus-

16

strom des Schwerbenzin-Steigers wurde einer zusätzlichen Bettcrackung bei 493° C unterworfen, um eine gesteigerte Schwerbenzin-Umwandlung zu erzielen.

In Versuch 2 wurde kein Schwerbenzin zurückge- "κ Ti πτ

führt, während in Versuch 4 eine schwere Schwer- 5 suche sind in der Tabelle in

benzin-Fraktion aus dem ^ und in den Schwerbenzmvtrfahrensbedingungen und Ergebnisse dieser Ver

Tabelle III

Gesamtmengen des frischen Ausgangsmaterials in Gewichtsproprozent

Eingangsstrom zu: Steiger 1

Steiger 2

Kreislaufschwerbenzin

Volumprozent der Gesamtmenge

frischen Ausgangsmaterials .... Temperaturen in allen Steigern, ⁰C ° C-Umwandlung

Volumprozent der Gesamtmenge

frischen Ausgangsmaterials .... Ausbeuten, Gewichtsprozent

Koks

Trockengas (C₂ und leichter) ... Ausbeuten, Volumprozent

Propan

Propylen¹)

Isobutan ¹J

η-Butan

Butylen¹)

DB-Schwerbenzin²)

Alkylat

DB-Schwerbenzin + Alkylat

Leichtes und schweres Gasöl

DB-Schwerbenzin,

ROZ+3CcTELa)

DB-Schwerbenzin + Alkylat,

ROZ+ 3 cc TEL 3)

75:25-Mischung Gasöl-Schwerbenzin

Gasöl + Schwerbenzin

O₁O 493

78,2

4,8 1,9

3,4

5,6

0,0

1,8

0,0

60,1

11,6

71,7

21,8

92,6 94,9 5:25-Mischung
Gasöl-Schwerbenzin
Gasöl

Schwerbenzin

0,0
493

78,2

4,9
2,0

3,8

4,9

0,0

2,1

0,0

59,0

12,7

71,7

21,8

93,4
95,6

5:25-Mischung Gasöl-Schwerbenzin

Gasöl + Schwerbenzin

109 493

78,2

8,6

2,3

6,9

4,2

0,0

4,5

0,0

43,3

22,4

65,7

21,8

100,2 101,7

75:25-Mischung

Gasöl-Schwer-

benzin

Gasöl

Schwerbenzin

84,5 493

78,2

7,9 2,6

7,7

3,1

0,0

5,0

0,0

43,0

23,3

66,3

21,8

100,2 101,7

Bemerkungen:

') Keine Ausbeute. Kein Material enthalten, welches bei der Alkylatherstellung verbraucht wird.

^z) Debutanisiertes Schwerbenzin.

³) ROZ + 3 cc TEL: Forschungsoktanzahl mit 3 ml Tetraäthylbleizusatz pro 3,785 Liter.

Der Vergleich der Versuche 1 und 2 zeigt, daß getrenntes Cracken, z. B. Cracken von Schwerbenzin und Gasöl in getrennten Steigern, eine signifikante Verbesserung in der Oktanzahl des Schwerbenzinproduktes bewirkt ohne Verlust in der Gesamtschwerbenzinproduktiou (DB-Schwerbenzin + Alkylat). Durch Rückführung schweren Schwerbenzins tritt weiter merkliche Oktanzahlerhöhung des Schwerbenzins ein. Dieses Ergebnis kann durch Vergleich der Versuche 1 und 3 (92,6 zu 100,2) und Versuch mit 4 (93,4 zu 100,2) gewonnen werden.

Ein Vergleich der Versuche 3 und 4 zeigt, daß bei Anwendung der Schwerbenzinrückführung und getrenntem Cracken höhere Ausbeuten an Schwerbenzin bei gegebener Oktanqualität erhalten werden. Zusätzlich sind die Koksausbeute und der Anteil zu-

rückgeführten Schwerbenzins wesentlich niedriger im Versuch 4 als im Versuch 3. Versuch 2 und 4, die das erfindungsgemäße Verfahren wiedergeben, zeigen deutlich den Vorteil der Verbesserungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

JJ Patentansprüche:

1. Verfahren zum katalytischen Cracken von Schwerbenzin undGasöl an einem Zeolith-Crackkatalysator in einer Fließbett-Crackanlage, die aus einem Reaktor, einem Regenerator und einer Mehrzahl gestreckter Reaktionszonen besteht, der Reaktor eine dichte und eine verdünnte Katalysatorphase enthält und die gestreckten Reaktionszonen am Reaktor enden, dadurch gekennzeichnet, daß

b) Gasöl und ein Zeolith-Crackkatalysator durch eine zweite gestreckte Reaktionszone unter Gasöl-Crackbedingungen bei 450 bis 600° C, einer Umwandlung von 30 bis 80 Volumprozent und einer Dampf geschwin- as digkeit von 4,6 bis 15,3 m/sec fließen,

c) die aus der ersten und der zweiten gestreckten Reaktionszone ausfließenden Ströme, die dampfförmige Reaktionsgemische und Katalysator enthalten, in eine Katalysatorphase des Reaktors einfließen und

d) aus den dampfförmigen Reaktionsgemischen in der verdünnten Katalysatorphase des Reaktors eine zwischen 37 und 235° C siedende Fraktion mit einer Oktanzahl, die höher liegt als die Oktanzahl des Schwerbenzinausgangsmaterials, und eine unterhalb 37° C siedende Fraktion gewonnen wird, und gegebenenfalls

g) der aus der dritten gestreckten Reaktionszone austretende Strom, der dampfförmiges Reaktionsgemisch und Katalysator enthält, in die dichte Katalysatorphase des Reaktors einfließt und das dampfförmige Reaktionsgemisch durch die dichte Katalysatorphase unter katalytischen Crackbedingungen von 425 bis 620° C und einer Dampfgeschwindigkeit von 0,15 bis 1,22 m/sec in die verdünnte Katalysatorphase geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der ersten und zweiten gestreckten Reaktionszone austretenden Ströme in die verdünnte Katalysatorzone einfließen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der ersten gestreckten Reaktionszone austretende Strom in die verdünnte Katalysatorphase einfließt und der aus der zweiten gestreckten Reaktionszone austretende Strom in die dichte Katalysatorphase einfließt und das im letztgenannten Strom enthaltende dampfförmige Reaklionsgemisch durch die dichte Katalysatorphase unter katalytischen Crackbedingungen von 425 bis 620° C und einer Dampfgeschwindigkeit von 0,15 bis 1,22 m/sec in die verdünnte Katalysatorphase geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der zweiten gestreckten Reaktionszone austretende Strom in die verdünnte Katalysatorphase einfließt und der aus der ersten gestreckten Reaktionszone austretende Strom in die d'chte Katalysatorphase einfließt und das in diesem Strom enthaltende dampfförmige Reaktionsgemisch durch die dichte Katalysatorphase unter katalytischen Crackbedingungen von 425 bis 620° C und einer Dampfgeschwindigkeit von 0,15 bis 1,22 m/sec in die verdünnte Katalysatorphase geführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der ersten und zweiten Reaktionszone austretenden Ströme in die dichte Katalysatorphase einfließen und die in diesen Strömen enthaltenen dampfförmigen Reaktionsgemische unter katalytischen Crackbedingungen von 425 bis 620° C und einer Dampfgeschwindigkeit von 0,15 bis 1,22 m/sec in die verdünnte Katalysatorphase geführt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus den dampfförmigen Reaktionsgemischen in der verdünnten Phase des Katalysators eine etwa oberhalb 260° C siedende Kohlenwasserstoff-Fraktion gewonnen und diese Fraktion in die erste gestreckte Reaktionszone zur Umwandlung der Fraktion geleitet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus den dampfförmigen Reaktionsgemischen in der verdünnten Phase des Katalysators eine zwischen 37 und 235° C siedende Kohlenwasserstoff-Fraktion gewonnen und diese Fraktion in die erste gestreckte Reaktionszone zur Umwandlung der Fraktion geleitet wird.

8. Vorrichtung zum Fließbett-Cracken, in der das in einem der vorhergehenden Ansprüche beschriebene Verfahren durchgeführt wird, bestehend aus einer Reaktorkammer mit einem konischen Teil, wobei der größere Durchmesser des konischen Teils zum oberen Ende der Kammer und der kleinere Durchmesser zum unteren Ende der Kammer ausgerichtet ist, einer Abstreifkammer, einer Regeneratorkommer, einer Mehrzahl von gestreckten Reaktionszonen (Steigern), die durch die Wände der Reaktorkammer geführt in dieselbe eintreten, Einrichtungen zur Dampfeinführung in den unteren Teil der Reaktorkammer, zum Abziehen von Dämpfen aus der Abstreifkammer, zum Abziehen gasförmiger Produkte und von Dampf aus dem oberen Reaktorkammerteil, zum Abziehen fester Stoffe aus dem unteren Reaktorkammerteil und Eingeben dieser in die Abstreifkammer, zur Dampfeinführung in den unteren Abstreifkammerteil, zum Abziehen fester Stoffe aus dem unteren Abstreifkammerteil und Eingeben dieser in die Regeneratorkammer, zur

Verbrennungsgaseingabe in den unteren Regene- und eine verdünnte Katalysatorphase enthaltenden ratorkammerteil, zum Rauchgasabzug aus dem Reaktor enden, gecrackt werden. Eine Mischung von oberen Regeneratorkammerteil, zum Abziehen Zeolithkatalysator und Gasöl strömt durch den Steiregenerierten Katalysators aus der Regenerator- ger unter Crackbedingungen, wobei die Crackbedinkammer und Eingeben in die Eingänge der Stei- 5 gungen auf das einzelne Ausgangsmaterial und die ger und Einrichtungen zur öleingabe in die gewünschten Produkte zugeschnitten sind. Nach dem Steigereingänge, dadurch gekennzeichnet, daß ein Passieren des Steigers kann ein weiteres Cracken des erster Steiger (14) durch die Reaktorkammer- Ausgangsmaterials, falls notwendig, in dem dichten wand in den Reaktor (IS) geführt wird, ein zwei- Katalysatorfließbett des Reaktors erfolgen,
ter Reaktor (26) durch die Reaktorkammerwand io Die Zeolithkatalysatoren führen einerseits zu einer in den Reaktor (18) an einem Punkt, der ober- größeren Bereitstellung qualitativ hochwertigen halb des Austrittes des ersten Steigers liegt, ge- Schwerbenzins und ergeben andererseits eine wesentführt wird und ein dritter Steiger (32) durch die Hch niedrigere Ausbeute leichterer Kohlenwasser-Reaktorkammerwand in den Reaktor (18) an stoffe gegenüber dem katalytischen Cracken mit einem Punkt, der zwischen den Austritten des 15 amorphen SiCX-AIuminiumoxid-Katalysatoren. Künfersten und zweiten Steigers liegt, geführt wird. tig wird die Bereitstellung von Isobutan, Propylen

9. Vorrichtung nach Anspruch 8. dadurch ge- und Buten für die Herstellung von Alkylierungsprokennzeichnet, daß der erste Steiger (14) durch dukten sowie die Bereitstellung dieser und anderer den Reaktorboden geführt ist und in die Reak- leichter Kohlenwasserstoffe zur Polymerisation und torkammerwand in einem nach oben gerichteten 20 petrochemischen Weiterverarbeitung kontinuierlich Austritt endet. zurückgehen. Ein Verfahren, das Schwerbenzinaus-

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, da- gangsmaterialien zur Verwendung in Benzingemidurch gekennzeichnet, daß der zweite (26) und sehen veredelt und zusätzliche Mengen von C₁,- und der dritte (32) Steiger durch die Reaktorseiten- leichteren Kohlenwasserstoffen bereitstellt, ist in howand geführt sind und in der Reaktorkammer in 25 hem Maße erwünscht.

nach unten gerichteten Austritten enden. Das Cracken von Schwerbenzin ist schwieriger als

das von Gasöl, und bis in jüngste Zeit konnte nur ein begrenzter Erfolg beim katalytischen Cracken von

Schwerbenzin erzielt werden. Traditionelle Crack-

30 katalysatoren, wie z. B. SiO₂-Aluminiumoxid, zeigen eine relativ schlechte Selektivität und Aktivität bei der Verwendung in der Schwerbenzincrackung unter

Benzin wird häufig aus Materialien, Schwerbenzin Bildung relativ großer Gas- und Koksmengen und

einschließlich, gemischt, deren Oktanzahl durch ka- geringer Mengen von gewünschten Olefinen und

talytische Reformierung erhöht werden. Sowohl na- 35 Aromaten. In der USA.-Patentschrift 3 284 341 wird

türliche (virgin) als auch gecrackte Materialien kön- ein Verfahren zum katalytischen Cracken von

nen durch Reformierung veredelt werden. Katalyti- Schwerbenzin mit einem SiCyAluminiumoxid-Kata-

sche Reformer werden gewöhnlich derart gefahren, lysator unter Bildung beträchtlicher Olefin- und Aro-

daß die gewünschte Oktanzahlverbesserung mit einer matmengen beschrieben, bei Aufrechterhaltung einer

minimalen Benzinumwandlung in gesättigte Butan- 40 Raumgeschwindigkeit oberhalb 4,5, einem Druck

verbindungen und leichtere Materialien erzielt wird. zwischen 0 und 1,5 kg/cm² und einer Reaktionstem-

Die Benzinausgangsgemische werden durch eine peratur zwischen 535 und 650° C.
Vielzahl von Verfahren hergestellt. So werden bei- Zum Stand der Technik ist auch die deutsche spielsweise Isobutane und Butene in Alkylierungs- Offenlegungsschrift 1 930 843 zu nennen, in der ein anlagen behandelt und niedere Olefine polymerisiert, 45 verbessertes Verfahren zur katalytischen Umwandum so Mischungskomponenten mit hoher Oktanzahl lung von Kohlenwasserstoffströmen unter selektiver zu erzielen, während das katalytische Cracken von Bildung höherer Ausbeuten an hochoktanigen Ben-Gasöl sowie die Schwerbcnzinbereitstellung vergrö- zinen beschrieben wird, wobei die katalytische Flüsßert als auch Alkylierungs- und Polymerisationsanla- sigkeitscrackung von Kohlenwasserstoffströmen in gen mit zusätzlichem Ausgangsmaterial versorgt. 50 der Weise zu steuern ist, daß sich Koks nur noch in Durch Hydrocracken werden zusätzliche Mengen von geringer Menge auf dem verwendeten Katalysator ab-Schwerbenzin zur Benzinmischung bereitgestellt, doch lagert. Bei diesem bekannten Verfahren werden in weist das schwere Schwerbenzin des Hydrocrackens zwei Steigern zwei Kohlenwasserstoffausgangsmatehäufig eine relativ niedrige Oktanzahl auf. rialströme an einem Zeolith-Katalysator weitgehend In jüngerer Zeit wurden durch die Einführung von 55 gecrackt und anschließend in einem Reaktor weiter-Zeolith-Crackkatalysatoren signifikante Verbesserun- behandelt. In einer nachfolgenden Verfahrensstufe gen bei katalytischen Crackverfahren herbeigeführt. wird die Trennung des aus Reaktionsprodukten und Bei der Gasölcrackung in bestehenden katalytischen Katalysator bestehenden Gemisches vorgenommen Crackanlagen ermöglichen diese hochaktiven Kata- und eine Regenerierung des Katalysators durchgelysatoren höhere Durchsätze und verbesserte Produkt- 60 führt.

qualitäten. Apparate zum katalytischen Cracken, wie Die Zeolith-Crackkatalysatoren werden in großem sie beispielsweise in den USA.-Patentschriften. Umfang in Gasöl-Crackverfahren angewendet; ihre 3 433 733 und 3 448 037 beschrieben werden, wurden Nützlichkeit zur Schwerbenzinumwandlung ist erst speziell für die Verwendung dieser verbesserten Ka- jetzt voll untersucht worden. In der USA.-Patenttalysatoren entwickelt. Diese Apparate arbeiten nach 65 schrift 3 247 098 ist Wasserstoff-Mordenit, ein kridem Prinzip des »Steiger-Crackens«, indem die Aus- Stallines Aluminosilicat, als äußerst aktiver Katalygangsmaterialien in gestreckten Reaktionszonen oder sator für die Umwandlung von leichtem Schwerben-Steigern, die in einem sich verjüngenden, eine dichte zin in leichtere Komponenten zusammen mit einer