DE2347575A1 - Wirbelschichtcrackverfahren zur umwandlung einer paraffinhaltigen kohlenwasserstoffbeschickung - Google Patents

Description

Patentassessor Heimburg, den 18.S. 1973

Dr. Gerhard Schupfner 769/HH

Deutsche Texaco A.G.

2000 Hamburg 76 T 73096 (D 73,511-P)

Sechslingspforte 2

TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION

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

U.S.A.

Wirbelsehichtcrackverfahren zur Umwandlung einer paraffinhaltigen Kohlenwasserstoff "beschickung

Die vorliegende Erfindung betrifft das katalytische Wirbel- · schiehtcracken (PCG) relativ schwerer Erdölfraktionen zu verwertbaren Produkten, wie Naphtha, geeignet zum Einsatz als

Motorbenzin, und leichtes Gasöl, geeignet zum Einsatz in Brennstofföl. Insbesondere betrifft die Erfindung ein verbessertes PCC-Verfahren zur Umwandlung hochparaffinischer oder wachsähnlicher Erdölfraktionen in Produkte mit wirtschaftlich verwertbaren Eigenschaften.

PCC-Verfahren zur Umwandlung von ErdöIfraktionen sind bekannt«

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Derartige Verfahren werden kommerziell genutzt zur Umwandlung relativ schwerer Kohlenwasserstoffe (KW), wie beispielsweise atmosphärische Gasöle, Vakuumgasöle, Topprückstände, Rückstände, e.t.c, in wirtschaftlich wertvollere Produkte, wie ■ beispielsweise Olefine und Isoparaffine als Beschickungen für Alkylierungsverfahren, Naphthas als Gasolinverschnittkomponenten, leichte Kreislaufgasöle als Brennstofföle. e.t.c. Derartige FCC-Verfahren bestehen im allgemeinen aus folgenden Verfahrensstufen:

Kontaktieren eines heißen, regenerierten Katalysators mit einer KVZ-BeSchickung in einer Reaktionszone bei Crackbedingungen;

Strippen flüchtiger KWW vom benutzen Katalysator mittels Dampf;

Regenerieren gestrippten Katalysators durch Abtrennen kohlenstoffhaltiger Ablagerungen, z.B. Koks, von demselben mit einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Gas; Wiedereinführen.des regenerierten Katalysators in die Reaktionszone zur Reaktion mit weiteren KW-Beschickungsanteilen;

Abtrennen gecrackter KW-Dämpfe in Fraktionen von Gas, einem Naphtha, einem leichten Kreislauföl und einer oder mehrerer schwerer Fraktionen, die über dem leichten Kreislauföl sieden.

Brennstofföle, die als Heizöl Nr. 1 und 2, sowie als Befeuerungsöl bekannt sind, sind für häusliche und industrielle

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ORIGINAL INSPECTlD

Zwecke "besonders brauchbar. Die Endverwendung dieser Öle bedingt einen Stockpunkt von -17 C oder niedriger. Eine übliche Quelle für Brennstofföl stellt der Ausstrom eines katalytisehen Crackers dar. Insbesondere dienen leichte Kreislaufgasöle häufig als Mischungskomponenten für diese Brennstofföle. Heizöl Nr. 2 und Befeuerungsöl (heating oil), die unter die Brennstoff öle fallen, weisen eine Stockpunktsanforderung von -17°C und einen Siedebereich von etwa 221 bis 343⁰O auf. Ein anderes Brennstofföl ist Heizöl Nr. 1, das einen Siedebereich von 221 bis 288°G und einen Stockpunkt von etwa -34°C haben kann. Obwohl leichte Kreislaufgasöle die meisten Spezifikationen für Brennstoffe erfüllen, müssen sie normalerweise weiter behandelt werden, um ein verkäufliches Produkt darzustellen. Eine alkalische Wäsche v/ird benötigt zur Vervollständigung der Behandlung.

Infolge der wachsenden Betonung der Ltiftverschmutzungsverminderung, hervorgerufen durch die Verbrennung der Brennstofföle, besteht ein wachsender Bedarf nach Brennstoffen mit niedrigen Schwefelgehalten. Schwefelarme Rohöle können zur Erzeugung von Brennstoffölen mit niedrigen Schwefelgehalten verarbeitet werden. Zwar sind schwefelarme Rohöle begehrte Gasölausgangsmaterialien, jedoch sind sie hochparaffinisch mit dem Ergebnis, daß im wesentlichen höhere Stockpunkte der' aus diesen Ölen erhaltenen Gasölen sich ergeben im Gegensatz zu den Gasölen, die aus bisher verwendeten Rohölen erhalten wurden. Leichte, aus dem katalytischen Cracken dieser paraffinischen Gasöle erhaltene Kreislaufgasöle weisen ebenfalls hohe Stockpunkte

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"* T" ™*

auf mit der Notwendigkeit, weiteres Behandeln oder eine wesentliche Modifizierung gegenwärtiger Verfahren durchzuführen, um die Stockpunktspezifikation von -17⁰C und darunter für Brennstoff öl zu treffen. Obgleich "bekannte Entparaffinierungsverfahren eine offensichtliche Lösung für dieses Problem sind und die Stockpunkterniedrigung leichter Kreislaufgasöle ermöglichen, steigert der Einsatz der Lösungsmittelentparaffinierung, der Harnstoffentparaffinierung oder anderer Entparaffinierungsverfahren die Kosten zur Herstellung von Brennstoff ölen signifikant.

Vor einiger Zeit sind verbesserte Crackkatalysatoren, wie Zeolith-Molekularsiebe und stark AlpO^-haltige Katalysatoren, entwickelt worden. Solche verbesserten Katalysatoren haben eine höhere Umwandlungsaktivität, wobei die Komponenten einer KW-BeSchickung höher als etwa 221⁰C sieden und in KWW unterhalb 221⁰C siedend und Koks umgewandelt werden. Weiter weisen derartige verbesserte Katalysatoren erhöhte Naphthaselektivität auf, wobei ein größerer Teil der umgewandelten KWW als Naphtha erscheinen. Werden derartige verbesserte Katalysatoren in einem FCC-Verfahren verwendet, so wurde gefunden, daß es vorzuziehen ist, eine KW-3?raktion für eine relativ kurze Verweilzeit mit diesen Katalysatoren unter Crackbedingungen in Kontakt zu bringen. Dieser Kontakt ist am wirkungsvollsten, wenn der Katalysator in einem Dampfstrom der KW-BeSchickung, die sich mit ausreichender Geschwindigkeit bewegt, um den mitgeführten Katalysator als verdünnte Suspension mit einem Minimum an Rückvermischung längs des Stromweges aufrechtzu-

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erhalten, dispergiert ist. Dieser Kontakt zwischen Katalysator und KW-Dämpfeh kann wirkungsvoll gestaltet werden, wenn längliche.Reaktionsleitungen, eine im wesentlichen senkrechte Komponente aufweisend, siehe hierzu beispielsweise die US-Patentschrift Nr. 3 448 037 vom 3.6.1969» verwendet werden. Eine oder mehrere solcher gestreckter Reaktionsleitungen können in einer FCC-Anlage eingesetzt werden.

In einem FCC-Verfahren, das mit gestreckten Reaktionsleitungen arbeitet, betragen die Temperaturen am Einlaß der Reaktionsleitung 454 bis 649°C, vorzugsweise 496 bis 538⁰C, oder höher. Die Drucke liegen bei etwa 0,35 bis 3,5 kg/cm , die Katalysator-Öl-Gewichtsverhältnisse bei etwa 0,907 bis 9,07 kg/ Katalysator/0,454 kg Öl, die Dampfverweilzeiten in den Reaktionsleitungen bei etwa 0,5 bis 10 Sekunden, vorzugsweise 1 bis 5 Sekunden, die Oberflächendampfgeschwindigkeiten nahe der Eingänge der Reaktionsleitungen bei etwa 3,05 bis 7,6 m/sec und die Geschwindigkeiten nahe der Ausgänge bei etwa 6,1 bis 18,3 m/sec. Die Regenerierung gebrauchten Katalysators, bei v/elcher kohlenstoffhaltige Ablagerungen vom Katalysator mittels molekularen Sauerstoffs abgebrannt werden, kann bei 593 bis 816°C und bei Drucken der verdünnten Phase im Regenerierungs-

reaktor von 0,35 bis 3,52 kg/cm , vorzugsweise 1,4 bis 2,8

kg/cm , ausgeführt werden. Kombinationen der vorstehend angegebenen Reaktionsbedingungen können angewendet werden, um Umwandlungen der KVT-BeSchickung von '60 bis 95 %, vorzugsweise 65 bis 9p %_t erhalten. Es ist weiter bekannt, unter bestimmten Bedingungen einen Teil oder alle nichtumgewandelten Koh-

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— O —

lenwasserstoffe, die aus Reaktionszonenausstrom gewonnen wurden, der Reaktionszone zur weiteren Umwandlung wieder zuzuführen. '·

Derartige FCC-Verfahren sind wirkungsvoll für die Umwandlung einer Vielzahl von Erdölfraktionen und anderer KW-Öle in erwünschte Produkte, einschließend C₅-C.-Olefine und Isoparaffine, im Naphthabereich siedende KWW mit relativ hohen Oktanzahlen und leichtes Kreislauföl im Siedebereich von etv/a 204 bis 343°C geeignet für den. Einsatz als Brennstoffölverschnitt komponente. Wenn jedoch Erdölfraktionen mit einem beträchtlichen Anteil an langkettigen, hochmolekularen, paraffinischen KWW als Beschickung für ein FCC-Verfahren eingesetzt werden, wird die Produktqualität des leichten Kreislauföls und schwererer Produlctfraktionen verschlechtert. Solche paraffinischen Erdölfraktionen sind durch eine hohe Stockpunkttemperatur charakterisiert, was sie als Brennstoffölverschnittkomponente unattraktiv macht,.da die Öle dazu neigen, bei relativ hohen Temperaturen fest zu werden, wodurch der Transport und die Lagerung in kälteren Gebieten, in welchen sie üblicherweise verwendet werden, schwierig wird. Leichte Kreislaufölprodukte eines FCC-Verfahrens, in dem paraffinische Erdölfraktionen eingesetzt werden, neigen auch zu Stockpunkttemperaturen, die wesentlich über Standardwerten, etwa -17°C oder weniger, von Brennstoffölen, für die diese leichten Kreislauföle sonst gut geeignet sind, liegen. Stockpunkttemperaturen für leichte Kreislaufölprodukte aus paraffinischen Erdölfraktionen können durch Steigerung der Schärfe der FCC-Reaktion erniedrigt

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werden. Die Steigerung oder Verminderung der Umwandlungsschärfe eines über 343 C siedenden Gasöls über etwa oder unter etwa 60 bis 70 % reduziert die Ausbeute an leichtem Kreislaufgasölprodukt.

Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet ein FCC-Verfahren zur Umwandlung paraffinischer KW-Fraktionen unter Bildung guter Ausbeuten an hochoktanigen Naphthas und leichten Kreislaufgasölen mit niedrigen Stockpunkttemperaturen. Dieses verbesserte Verfahren sieht vor, eine paraffinische KW-Fraktion mit einem Stockpunkt höher als -17⁰C in eine leichte, oberhalb etwa 204°C und unterhalb etwa 343°C siedende Fraktion und eine etwa oberhalb 343 C siedende Fraktion zu trennen. Die leichte Fraktion wird in einer ersten verdünnten Phase einer Steigercrackzone in G-egenwart eines Crackkatalysators unter scharfen Bedingungen gecrackt, um mindestens etwa 75 % der leichten Fraktion in C^-C.-KWW, Naphtha und Koks umzuwandeln. Die schwere Fraktion wird in einer zweiten verdünnten Phase einer Steigercrackzone unter'weniger scharfen Bedingungen zum Cracken eines wesentlichen Teils der schweren Fraktion in KWW, siedend unterhalb 343⁰C, behandelt und diese Behandlung schließt die Herstellung eines beträchtlichen Naphtha-Anteils und leichten Kreislaufgasöl-Anteils, das im Bereich 204 bis 343⁰G siedet, ein.

Die Ausströme der ersten und zweiten verdünnten Phase der Reaktionszonen v/erden in einem üblichen Abtrennkessel zur Abtrennung der gecrackten KWW vom benutzten Katalysator ver-

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einigt. Die gecrackten KWW aus dem Abtrennkessel werden in einer Produktfraktionierungszone in mindestens eine Gas-, eine Naphtha-, eine leichte Kreislaufgasöl- und eine oder mehrere Fraktionen, die höher als das leichte Kreislaufgasöl sieden, getrennt. Die Reaktionsbedingungen in der ersten verdünnten Crackzone werden gesteuert, um die Stockpunkttemperatur des aus der Produktfraktionierungszone erhaltenen leichten Kreislaufgasöls bei einem ausgewählten Wert von weniger als -12 C zu halten. Die Reaktionsbedingungen in der zweiten verdünnten Reaktionszone werden gesteuert, um die gewünschte Produktverteilung nach, der Produktfraktionierungszone herzustellen.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der, daß die Stockpunkttemperatur des leichten Kreislaufgasölproduktes innerhalb wirtschaftlich verwertbarer Grenzen, um das Öl als Brennstoffölverschnittkomponente zu verwenden, gehalten werden kann, und daß gleichzeitig das Produktverhältnis von Naphtha zu leichtem Kreislaufgasöl über einen großen Bereich variiert werden kann.

Ein anderes Verfahren, um Brennstofföle mit einem Stockpunkt von -17°C aus hochstockendem, leichtem Kreislaufgasöl zu erhalten, sieht das Fraktionieren leichter Kreislaufgasöle in eine leichte Fraktion, die einen ASTM-Endsiedepunkt von weniger als 343⁰C aufweist, und eine schwerere Fraktion vor. Die Endtemperatur der leichten Fraktion wird eingeregelt, um die Stockpunkttemperatur unterhalb -17⁰C zu erhalten, und die leichte Fraktion wird als Brennstoff eingesetzt. Dieses

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Fraktionierverfahren vermindert jedoch beträchtlich den Brennstoffölanteil, der aus einem hochstockenden, leichten Kreislaufgasöl erhalten werden kann.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß Beschickungen, die wesentliche Mengen paraffinischer KWW enthalten und aus einer leichten, "bei 204 "bis 343°C siedenden Fraktion und einer schweren, oberhalb etwa 343 C siedenden Fraktion bestehen, zur Herstellung hochoktanigen Naphthas und tiefstockendem, leichten Kreislaufgasöl katalytisch gecrackt werden können. Das Naphthaprodukt ist als G-asolinverschnittkomponente und das tiefstockende , leichte Kreislaufgasöl als BrennstoffölverSchnittkomponente brauchbar. Es wurde auch gefunden, daß mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens das Prοduktverhältnis von Naphtha zu leichtem Kreislaufgasöl innerhalb eines weiten Bereichs variiert werden kann ohne nachteilige Einflüsse auf die Produktqualität.

In Betracht zu ziehende Beschickungen sind solche Erdölfraktionen und KW-Ströme, die beträchtliche Anteile an langkettigen, paraffinischen KWV/ enthalten und aus einer hochstockenden, leichten, zv/ischen 204 und 343°C siedenden Fraktion und einer schweren, oberhalb etwa 343°C siedenden Fraktion bestehen. Beispiele für solche Beschickungen sind paraffinhaltige Rohöle, getoppte Rohöle, Gasöle, e.t.c, sowie auch andere hochparaffinische KW-Ströme. Der Paraffingehalt solcher Beschickungen verschlechtert die hohen Stockpunkttemperaturen derselben, so daß die leichten Fraktionen solcher Beschickungen, obgleich sie im Brennstoffölsiedebereich liegen, zu hohe

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Stockpunkttemperaturen, z.B. oberhalb -12⁰C, aufweisen, um als BrennstoffölverSchnittkomponenten Verwendung zu finden. Schwere Fraktionen solcher Beschickungen, die etwa oberhalb 343°C sieden, sind im allgemeinen für übliche FCC-Verfahren geeignet, in denen hohe Ausbeuten an Naphtha und relativ tiefstockendem, leichtem Kreislaufgasöl bei gemäßigten Reaktionsschärfen erhalten werden können. Jedoch ist die hochstockende, leichte Fraktion einer solchen paraffinhaltigen Beschickung derart beschaffen, daß, wenn sie einem üblichen FCC-Verfahren unterworfen wird, die Stockpunkttemperatur des hergestellten leichten Kreislaufgasöls wesentlich erhöht wird. Ein derartiges hochstockendes, leichtes Kreislaufgasöl ist weniger oder garnicht als Brennstoffölverschnittkomponente brauchbar.

Es wurde gefunden, daß in einem FCC-Verfahren der Stockpunkt der leichten, durch Cracken der leichten Fraktion der paraffinhaltigen Beschickung erhaltenen Kreislaufgasölprodukte durch die angewendete !Temperatur und den durch die Reaktion erhaltenen Umwandlungsgrad wesentlich beeinflußt wird. D.h., die Stockpunkttemperatiir nimmt mit wachsender Umwandlung und Reaktionstemperatur ab. Zusätzlich steigt die Oktanzahl des durch Cracken der leichten Fraktion der paraffinhaltigen Beschickung erhaltenen Naphthas mit steigender Reaktionstemperatur. Durch Cracken der leichten Fraktion der paraffinhaltigen Beschickung bei hoher Temperatur, oberhalb etwa 510⁰C, unter hoher Umwandlung, mindestens etwa 80 %, kann die leichte Fraktion unter Erhalt beträchtlicher Ausbeuten an hochoktanigem Naphtha und relativ tiefstockendera, leichtem Kreislauföl

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umgewandelt werden. -

Es wurde festgestellt, daß die Stockpunkttemperatur eines leichten Kreislaufgasöls,erhalten durch Cracken der schweren Fraktion der paraffinhaltigen Beschickung, im wesentlichen nicht von der Schärfe oder Temperatur der Crackreaktion abhängig ist. Die schwere Fraktion kann in einem breiten Umwandlungsbereich gecrackt werden und der Stockpunkt der leichten Kreislaufgasölkomponente wird im wesentlichen nicht berührt, während das Volumen des leichten Kreislaufgasöls beträchtlich variiert.

Erfindungsgemäß wird die leichte Fraktion der paraffinhaltigen Beschickung in hohem Grade bei hoher Temperatur zur Bildung beträchtlicher Anteile hochoktanigen Naphthas und eines kleinen Anteils der leichten Kreislaufgasölkomponents gecraekt und die schwere Fraktion der Beschickung unter Kontrolle zur Bildung beträchtlicher Anteile an Naphtha und tiefstockendem, leichtem Kreislaufgasol gecrackt.

Die gecrackten Dämpfe aus dem Cracken der leichten Fraktion und der schweren Fraktion werden in Vermischung vor der Fraktionierung in die gewünschten Produkte gewonnen. Das Naphthaprodukt besteht aus Naphtha, das aus dem Cracken der leichten und schweren Fraktionen, der paraffinhaltigen Beschickung entstammend, erhalten wurde, und das leichte Kreislaufgasölprodukt besteht aus leichten Kreislaufgasölkomponenten, die den leichten und den gecrackten schweren Fraktionen, der paraffin-

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haltigen Beschickung entstammend, erhalten wurden. Das leichte, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltene Kreislaufgasöl ist'als Brennstoffolverschnittkomppnente mit einem Siedebereich von etv/a 204 bis etwa 343 C und einer Stockpunkttemperatur von weniger als -12 C, vorzugsweise weniger als etwa -17⁰C, geeignet. Der Stockpunkt des erfindungsgemäß hergestellten leichten Kreislaufgasöls wird durch Einstellen der Umwandlungs- und Reaktionstemperatur in der Crackstufe der leichten Fraktion gesteuert, um die gewünschte Stockpunkttemperatur für das hergestellte leichte Kreislaufgasöl zu erhalten. Das Produktverhältnis von Naphtha zu leichtem Kreislaufgasöl wird durch Einstellen der Umwandlung der schweren Fraktion der paraffinhaltigen Beschickung gesteuert.

Eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens brauchbare FCC-Anlage kann die in der US-Patentschrift Nr«* 3 448 037 gezeigte sein. Es können auch andere Anlagen mit einer Vielzahl von Steigerreaktionszonen verwendet werden.

Die für das Verfahren einsetzbaren Katalysatoren sind FCC-Katalysatoren mit hoher Aktivität zur Umwandlung von KWW, die oberhalb etwa 221⁰C sieden, in unterhalb etwa 221⁰C siedende KWW. Diese Katalysatoren weisen eine hohe Selektivität bei der Herstellung von im Naphthabereich siedenden KWV/ aus dem Teil der KWW, der umgewandelt wurde, auf. Beispielsweise haben Zeolith-Katalysatoren, stark Al₂O₅-haltige Katalysatoren und andere Katalysatoren die gewünschte, hohe Aktivität und Naphthaselektivität für eine Anwendung im erfindungsgemäßen Ver-

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fahren. Insbesondere sind zeolithisch^ Katalysatoren, wie die in der US-Patentsohrift Nr. 3 448 037 beschriebenen,sehr brauchbar.. Solche kristallinen, zeolithischen Katalysatoren bestehen aus etwa 1 bis 25 Gew.-% Zeolith, 10 bis 50 Gew.-% Al₃O₅ und der Rest ist SiO₂. Im allgemeinen sind die zeolithischen Katalysatoren, die die hochaktiven Komponenten des Katalysators bilden, alkalimetallhaltige, kristalline Alumino-Silikate, die behandelt wurden, um alle oder mindestens den größten Teil der originären Alkalimetallionen durch andere Kationen, wie beispielsweise Wasserstoff und/oder ein Metall oder Metallkombinationen, z.B. Calcium, Barium, Magnesium, Mangan oder Seltene Erden, wie Cer, Lanthan, Neodym, Praseodym, Samarium oder Yttrium, zu ersetzen.

Eine paraffinhaltige Beschickung wird in eine leichte und eine schwere Fraktion aufgetrennt. Diese Fraktionen werden in Gegenwart hochaktiver Grackkatalysatoren in getrennten, länglichen Steigerreaktionszonen umgewandelt. Die leichte Fraktion besteht aus im Bereich von etwa 204 bis etwa 343⁰C siedenden KViW mit einem Stockpunkt von etwa -12⁰C oder höher und wird bei etwa 510 bis etwa 593⁰C, vorzugsweise 538 bis 593⁰C, unter Umwandlung von oberhalb etwa 80 %_t vorzugsweise etwa 85 ⁰A, behandelt. Die Umwandlung der leichten Fraktion der paraffinhaltigen Beschickung im vorstehend genannten Bereich wird bei folgenden Betriebsparametern ausgeführt: Beschickungsvorwärmtemperatur 177 bis 427⁰C, Katalysator-Öl-Gewichtsverhältnis etwa 2 : 1 bis 20 : 1, Verweilzeit des KW im Steiger etwa 1 bis 10 Sekunden, vorzugsweise 1 bis 5 Sekunden, Oberflächen-

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dampfgeschwindigkeiten etwa 3,05 bis 18,3 m/sec und Reaktionszonendruck etwa 0,352 bis 3,52 kg/cm². Diese Reaktionsbedingungen können in den angegebenen Bereichen variiert werden, um Umwandlungs- und Reaktionstemperaturen ausreichend zu gestalten zur Erzielung eines leichten Kreislaufgasölproduktes mit einem Siedebereich von etwa 204 bis etwa 343⁰C und einer Stockpunkttemperatur von -12 C oder niedriger, vorzugsweise -17⁰C oder niedriger.

Zur Umwandlung der schweren Fraktion der paraffinhaltigen Beschickung wird in einer zweiten, länglichen Steigerreaktionszone bei etwa 482 bis 566⁰C gecrackt, wobei die Umwandlung etwa 60 bis 85 %, vorzugsweise etwa 65 bis 75 %, beträgt. Folgende Betriebsbedingungen werden angewendet: Vorwärmtemperatur etwa 232 bis 399°C, Katalysator-Öl-Gewichtsverhältnis 2 : 1 bis 20 : 1, Oberflächendampfgeschwindigkeiten im zweiten Steiger etwa 3,05 bis 18,3 m/sec, Reaktionszonendruck etwa 0,352 bis 3,52 kg/cm², Verweilzeit etwa 1 bis 10 Sekunden, vorzugsweise 1 bis 5 Sekunden. Wird in diesen Bereichen gearbeitet, wird die schwere Fraktion einer Umwandlung in einem Ausmaß unterworfen, daß ein gewünschtes Volumenverhältnis von leichten Kreislaufgasöl- zu Naphthaprodukten aus dem Verfahren erhalten wird.

Der Ausstrom aus der ersten und zweiten Reaktionszone, bestehend aus dampfförmigen Reaktionsprodukten und Katalysator, fließt in einen Trennraum oberhalb eines Katalysatorwirbelschichtbettes aus. Im Trennraum werden die KW-Dämpfe vom gebrauchten Katalysator abgetrennt und der Katalysator tritt

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ORlQINAL INSPECTED

in das Wirbelschichtbett über. Aus diesem Bett wird gebrauchter Katalysator zürn Strippen und Regenerieren gemäß bekannter Verfahren-abgezogen. Gecrackte KW-Dämpfe, die im wesentlichen katalysatorfrei sind, werden aus dem Trennraum abgezogen und in eine Fraktionierzone eingegeben.

In der Produktfraktionierzone werden die gecrackten KWW in mindestens eine gasförmige, eine Naphtha-, eine leichte Kreislaufgasöl- und eine oder mehrere Fraktionen, die schwerer als das leichte Kreislaufgasöl sind, getrennt. Die Naphthafraktion siedet im allgemeinen bei etwa C₁- bis 221⁰C und eignet sich als Gasolinverschnittkomponente. Das leichte Kreislaufgasöl siedet bei etwa 204 bis 543°C und weist einen Stockpunkt von weniger als -12 C, vorzugsweise weniger als -17 C, auf. Dieses Öl ist als Brennstoffölverschnittkomponente brauchbar.

Ein kleiner Teil der gecrackten Produkte besteht aus höher, als das leichte Kreislaufgasöl siedenden KV/W. In üblichen FCC-Verfahren können alle oder ein Teil solcher schwereren KWW in eine Reaktionszone zur weiteren Umwandlung zurückgeführt werden. Vorzugsweise werden im erfindungsgemäßen Verfahren solche schwereren KWW als Produkte gewonnen und die Umwandlung der Beschickung wird in nur einem Durchgang ausgeführt.

Beispiel I

Ein paraffinhaltiges, getopptes Rohöl mit folgenden Eigenschaften wurde ausgewählt:

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Dichte, ⁰API · 39,0

Charakterisierungsfaktor 12,92

S, Gew.-% 0,02

ASTM, Siedep-unktbeginn, ⁰C 525

Stockpunkt, ⁰G 32,2

In einem ersten YergleichsTersuch wurde das getoppte Rohöl unter üblichen Crackbedingungen in einer länglichen Steigerreaktionszone ohne Rückführung gecrackt:

Beschickungsvorwarmung, ⁰C 316

Steigerausgang, ⁰C 546

Verweilzeiten, see. 4

durchschnittliche Steigerdampfgeschwindigkeit, m/sec 9,14

Umwandlung, VoI.-% ' 71,3

Die aus der üblichen Crackreaktion erhaltenen Produkte wurden analysiert:

Produktfraktion Ausbeute, Vol.-%

Trockengas 0,8 (Gew.-%)

O₃-C₄ 18,6

debutanisiertes' Naphtha 60,8

leichtes Kreislaufgasöl 21,2

schweres Kreislaufgasöl 7,5

Koks - 3,4 (Gew.-%)

.Die Oktanzahlen des debutanisierten Naphthas betrugen

Research, clear 93,7

Research, plus 3 ml Tetraäthylblei 98,3 Die Stockpunkttemperatur des leichten Kreislaufgasöls betrug + 4_f44°c, was immer noch wesentlich höher ist, um es für einen Brennstoffölverschnitt zu zu lassen.

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Beispiel II

In einem zweiten FCC-Versuch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde das getoppte Rohöl des Beispiels I durch fraktionierte Destillation in eine leichte und eine schwere Fraktion getrennt:

Eigenschaft	leicht	Fraktion	•	schwer
	45,2			37,0
Dichte, 0API	0,014			0,023
S, G-ew.-%
ASTM-Destillation	275,6		-
Siedebeginn	291,1		-
10	296,7
30	301,7		-
50	308,3		-
70	319,4		-
90	326,1	-
Siedeende	12,8	48,9
Stockpunkt, C

Die leichte Fraktion mit 25 Vol-% getoppten Rohöls und die schwere Fraktion mit 75 Vol.-% wurden in getrennten, länglichen Steigerreaktionszonen unter Crackbedingungen gecrackt: Crackbedingungen

Beschickungsvorwärmung, ⁰C Steigerausgang, ⁰C Verweilzeit, Sekunden

7,62 10,67

Umwandlung, Vol.-9i 90 65

Die gecrackten Dämpfe aus beiden Reaktionszonen wurden vereinigt und in Produktfraktionen aufgetrennt:

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	t	Fraktion	•	schwer
eich				343
371	3		538
568,			- 3
4

durchschnittliche Steigerdampfgeschwindigkeit, m/sec

-18-

Produktfraktion Trockengas

O₃-P₄ -

debutanisiertes Naphtha leichtes Kreislaufgasöl schweres Kreislaufgasöl Koks

Die Oktanzahlen des debutanisierten Naphthas lauteten: Research, Clear 93,8

Research, plus 3 ml Tetraäthylblei 98,4

Die Stockpunkttemperatur des leichten Kreislaufgasöls lag bei -20,6⁰C, was für eine Verwendung in einem Brennstoffölver-

schnitt gut brauchbar ist.

	23^7575
Ausbeute,	Vol.-#
1,0.	(Gew.-tf)
19,6
60,7
17,2
11.5
3,5

-19-

409827/0925 _0MÖINAL ,mspectbd

Claims (5)

¹H 73 096

Patentansprüche

Wirbelschichtcrackverfahren zur Umwandlung einer paraffinhaltigen Kohlenwasserstoffbeschickung und Bildung beträchtlicher Mengen an hochoktanigera Naphtha und tiefstockendem, leichtem Kreislauföl, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Beschickung in eine -leichte Fraktion mit einem Sie-. debereich von 204 bis 343°C und einem Stockpunkt höher als etwa -12⁰C und in eine schwere Fraktion mit einem Siedebereich von 343⁰C und höher aufgetrennt wird,

b) die leichte Fraktion in einer ersten länglichen Steigerreaktionszone in Gegenwart heißen, regenerierten Katalysators bei etwa 510 bis etwa 593⁰C und bei einer Umwandlung von mindestens etwa 80% zur Stockpunkteinstellung des in einem der nachfolgenden Schritte gewonnenen leichten Kreislaufgasöls auf -12⁰C oder niedriger

. umgesetzt wird,

c) die schwere Fraktion in einer zweiten länglichen Steigerreaktionszone in Gegenwart heißen, regenerierten Katalysators bei etwa 482 bis 538⁰C und bei einer Umwandlung von etwa 60 bis etwa 85?o zur Steuerung des Volumenverhältnisses von in einem der nachfolgenden Schritte gewonnenen Naphtha zu leichtem Kreislaufgasöl umgesetzt wird,

d) Katalysator und ausströmender Kohlenwasserstoffdampf aus dem ersten und dem zweiten Steiger in einen Irenn-

. raum oberhalb eines Katalysatorwirbelschichtbettes abge-

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geben wird,

e) im Trennraum Katalysator, der in das Wirbelschichtbett eintritt, und Kohlenwasserstoffdampf, der über Kopf den Trennraum verläßt, getrennt werden,

f) Katalysator aus dem Wirbelschichtbett vor erneuter Verwendung zum Strippen und Regenerieren abgezogen wird und

g) in einer Produktfraktionierzone die Dämpfe aus dem Trennraum in mindestens eine C.- und leichtere Fraktion, eine Naphtha-, eine bei 204 bis 343°C siedende leichte Kreislaufgasöl- und eine oder mehrere höher als das leichte Kreislaufgasöl siedende Fraktionen aufgetrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umsetzung der leichten Fraktion bei etwa 538 bis etwa 593°Cf hei einer Umwandlung von etwa 85 bis 95% zur

Stockpunktseinstellung des leichten Kreislaufgasöls von -17⁰C oder niedriger gearbeitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Steigerreaktionszone bei einer Vorwärmtemperatur der leichten Fraktion von etwa 177 bis 454⁰C, einem Katalysator-Öl-G-ewichtsverhältnis von etwa 2: 1 bis 20 : 1, einer Kohlenwasserstoffverweilzeit im Steiger von etwa 1 bis 10 Sekunden, einer Oberflächendampfgeschwindigkeit von etwa 3,05 bis 18,3 m/sec und einem Trennraumdruck von etv/a 0,352 bis 3,52 kg/cm gearbeitet wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

in der zv/eiten Steigerreaktionszone "bei einer Vorwärmtemperatur der schweren Fraktion von etwa 232 bis 399°C, einem Katalysator-Öl-Gewichtsverhältnis von etwa 2 : 1 bis 20 : 1, einer Kohlenwasserstoffverweilzeit im Steiger von etwa 1 bis 10 Sekunden, einer Oberflächendampfgeschwindigkeit von etwa 3,05 bis 18,3 m/sec und einem Trennraumdruck von etwa 0,352 bis 3,52 kg/cm gearbeitet wird.

5. "Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Volumenverhältnis von'Naphtha zu leichtem Kreislaufgasöl von etwa 1 : 0,3 bis etwa 1 : 0,5 erzielt wird.

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