DE2437568A1 - Verfahren und vorrichtung zur katalysatorueberfuehrung von einem reaktor zu einem regenerator - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur katalysatorueberfuehrung von einem reaktor zu einem regeneratorInfo
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Description
Dr. Hans-Heinrich Willrath d-62 Wiesbaden 31. juii 1974
PATENTANWÄLTE
Case 1589
Case 1589
Universal Oil Products Company Ten UOP Plaza - Algonquin & Mt.
Prospect Roads, Des Piaines, Illinois 60 016/USA
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR KATALYSATORÜBERFÜHRUNG VON EINEM REAKTOR ZU EINEM REGENERATOR
Priorität vom 9. August 1973 in USA, Serial N0.387089
Die Erfindung bezieht sich auf verbesserte Einrichtungen und Verfahren zur Durchführung der Umwandlung eines Kohlenwasserstoff
reaktionsstromes in einem katalytischen Reaktionssystem, durch das Katalysatorteilchen unter Schwerkraftfluß beweglich
sind, die in einer mit dem Reaktionssystem integrierten Regenerationseinrichtung
regeneriert werden sollen· Im besonderen betrifft die Erfindung ein geregeltes Verfahren zur Überführung
von Katalysatorteilchen aus dem Reaktionssystem zur Regeneriereinrichtung. Dieses Transportsystem läßt sich in mehrstufigen
Reaktionsverfahren sowie in einstufigen Reaktionsverfahren einsetzen, wobei die Umwandlungsreaktionen in der Hauptsache entweder
exotherm oder endotherm sind. Ebenso kann der Fluß des
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Kohlenwasserstoffreaktionsstromes, bezogen auf die Bewegungsrichtung
der Katalysatorteilchen durch das Reaktionssystem im Gleichstrom oder im Gegenstrom erfolgen.
Verschiedene Arten von ein- und mehrstufigen Reaktionssystemen haben weitgehende Anwendung in der ganzen Erdöl-
und petrochemischen Industrie gefunden. Sie werden verwendet, um vielerlei Reaktionen, insbesondere Kohlenwasserstoffumwandlungen
durchzuführen. Was die mehrstufigen Reaktionssysteme betrifft, so gibt es allgemein zwei
Artenχ 1· Solche mit einer Anordnung nebeneinander unter
Zwischenschaltung von Aufheizung und/oder Kühlung zwischen den Reaktionszonen, wobei der Reaktionsstrom oder die Reaktionsmischung
nacheinander von einer Zone zur anderen fließt und 2. eine Anordnung übereinander, worin eine
einzige Reaktionskammer die mehreren katalytischen Kontaktstufen
aufnimmt. Die zahlreichen durchgeführten Kohlenwasserstoff reaktionen umfassen sowohl solche, die Wasserstoff
erzeugen als auch solche, die Wasserstoff verbrauchen. Xn Anwendung auf die Erdölraffination sind die Systeme benutzt
worden, um solche Kohlenwasserstoffumwandlungsreaktionen durchzuführen, die bei der katalytischen Reformierung,
bei der Festbettalkylierung, Äthylendehydrierung
unter Erzeugung von Styrol, anderen Dehydrlernverfahren,
Hydroraffination, Isomerisierung , Entschwefelung, Hydrocrackling,
Hydrierung, Transalkylierung, Dampf reformierung
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zum Ersatz von Naturgasprodukt, usw. herrschen. Die Erfindung ist auf die Anwendung in einem einstufigen Reaktionssystem,
in einem mehrstufigen Reaktionssystem in Nebeneinanderanordnung,
in einem.System, wo zwei oder mehr katalytische Kontaktzonen übereinander angeordnet sind, oder
in einem übereinander angeordneten System mit ein oder mehreren zusätzlichen Reaktionszonen in Nebeneinanderanordnung
zu dem Stapel gerichtet. Da Katalysatorteilchen, die durch ein Reaktionssystem mittels Schwerkraftfluß beweglich
sind, sich zwangsläufig in Abwärtsrichtung bewegen, umfaßt das -rorliegende Transportsystem den Abzug von Katalysatorteilchen
vom Boden einer Reaktionszone und die schließliche Beförderung von dort zur Oberseite der Regeneriereinrichtung.
Es versteht sich, daß die jeweilige Ausgestaltung der Reaktionszone mit dem System für die
Erfindung unwesentlich ist, d.h., das. vorliegende Transportsystem ist anwendbar auf Reaktionssysteme, worin der
Katalysator als Ringschicht oder als zylindrische Schicht angeordnet ist, die praktisch dieselbe Querschnittsfläche
wie das Reaktionsgefäß besitzt.
Im Interesse der Kürze und ohne Beschränkung der Erfindung werden im folgenden solche Reaktionssysteme beschrieben,
worin eine sich abwärts bewegende Katalysatorteilchenschicht bei der Umwandlung eines Kohlenwasserstoffreaktionsstromes
mit Wasserstoff im Gegenstrom verwendet wird und die Katalysatorteilchen in Form einer Ringschicht angeordnet sind.
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Kurz gesagt besitzt das Ringschichtsystem eine Reaktionskammer,
die ein koaxial angeordnetes, den Katalysator zurückhaltendes Sieb mit einer nominellen inneren
Querschnittsfläche kleiner als die Kammer und ein gelochtes Mittelrohr von einer nominellen Querschnittsfläche kleiner
als das Katalysatorrückhaltesieb aufweist. Der Kohlenwassers toffreaktionsstrom wird in den ringförmigen Raum eingeleitet,
der zwischen der Innenwand der Kammer und der Aussenf lache des Katalysatorrückhaltesiebs gebildet ist.
Letzteres bildet^feine ringförmige Katalysatorhaltezone mit
der Außenfläche des gelochten Mittelrohres. Der Reaktionsstrom fließt seitlich radial durch das Sieb und die Katalysatorzone
in das Mittelrohr und aus der Reaktionskammer heraus. Der Aufbau und die Arbeitsbedingungen verlangen
natürlich , daß die Öffnungen in dem Mittelrohr und auch in dem Katalysatorrückhaltesieb so bemessen sind, daß der
Durchgang von Katalysatorteilchen dadurch behindert ist.
Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Fördersystemes für den Katalysator vom Reaktor zum
Regenerator zwecks Benutzung bei einem Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren
sowie einer Methode zum Abzug von, Katalysatorteilchen aus einer Reaktionszone, die in einer
Wasserstoffatmosphäre arbeitet, und durch die die Teilchen mittels Schwerkraftflusses beweglich sind, und zur Beförderung
der abgezogenen Katalysatorteilchen zu einer
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Regeneriereinrichtung, die in einer sauerstoffhaltigen
Atmosphäre arbeitet. Das geregelte System dient zur Überführung
von Katalysatorteilchen aus einer Kohlenwasserst offumwandlungsζone zu einer Regeneriereinrichtung, in der
entaktivierte Katalysatorteilchen regeneriert werdem
Die Erfindung bezieht sich daher auf ein katalytisches Reaktionssystem mit einer integrierten Katalysatorregeneriereinrichtung,
worin 1. ein Kohlenwasserstoffstrom mit Wasserstoff in Kontakt mit Katalysatorteilchen, die durch das
System über Schwerkraftfluß beweglich sind, umgesetzt wird,
2. aus dem System entfernte Katalysatorteilchen in die Regeneriereinrichtung eingeführt werden und 3· diasa Kata^atorteilchen
durch die Regeneriereinrichtung mittels Schwerkraftfluß beweglich sind. Die Erfindung besteht in dem Verfahren
zur Überführung der Katalysatorteilchen von dem Reaktionssystem zu der Regeneriereinrichtung, in der Weise, daß man
a) Katalysatorteilchen vom Boden der Reaktionszone durch mehrere Katalysatorabzugsleitungen abführt, b) diese Katalysatorteilchen
durch die Leitungen in den Oberteil eines Abzugs-und Fördergefäßes einführt, während gleichzeitig
kontinuierlich ein Reinigungsstrom in das Gefäß eingeführt wird, der im Gegenstrom durch die Leitungen fließt, um
Kohlenwasserstoffe von den Katalysatortilchen zu entfernen,
c) wenn der Spiegel der Katalysatorteilchen in de« Transportgefäß die Austragenden der Leitungen berührt und dadurch
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automatisch der Fluß von Katalysatorteilchen hindurch
beendet wird, man einen Fließmittelstrom abwärts in einen Ringraum, der durch zwei ungelochte konzentrische
Mittelrohre innerhalb des Gefäßes gebildet ist, mit einer ausreichenden Geschwindigkeit einführt, um die
Katalysatorteilchen anzuheben und durch das innere konzentrische Mittelrohr aufwärts aus dem Transportgefäß
heraus zu bewegen, d) man im wesentlichen gleichzeitig mit der Einführung des Förderstromes die Geschwindigkeit
des Reinigungsströmes auf einen Wert anhebt, bei dem der
beendete Fluß von Katalysatorteilchen innerhalb der Abzugsleitungen
aufrechterhalten wird, e)man die entfernten Katalysatorteilchen und den Förderstrom aufwärts durch
eine Steigleitung führt und sie zu einem Strömungsmittelf eststofftrenngefäß einführt und die Katalysatorteilchen
von dem Forderstrom abtrennt, f) nach praktisch
völligem Durchgang der abgezogenen Katalysatorteilchen durch die Förderleitung zum Trenngefäß man 1. den Fluß
des Förderstroaes abstellt, 2. den Druck zwischen dem
Trenngefäß und einem ventilblockierten VerriegelungsfUlltrichter
ausgleicht und 3* die Katalysatorteilchen in den Verriegelungsfülltrichter einführt, g.) man den
Verriegelungsfülltrichter von dem Trenngefäß isoliert und die Katalysatorteilchen mit einem inerten Reinigungsstrom zur Entfernung von Wasserstoff daraus behandelt,
h) den Druck zwi sehen dem Verriegelungsfülltrichter und einer Regeneriereinrichtung ausgleicht und e) die anfal-
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lenden ausgespülten Katalysatorteilchen in den Oberteil der Regeneriereinrichtung durch mehrere Katalysatorüberführungsleitungen
einführt.
Bei einer anderen Ausführungsform werden die gespülten
Katalysatorteilchen in einen Feingutentfernungstrichter vor ihrer Überführung in die Regeneriereinrichtung eingeführt
.
Diese und andere Merkmale und vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus der folgenden näheren Beschreibung
des geregelten Überführungssystames für Katalysator
vom Reaktor zum Regenerator und des Verfahrens zur Überführung von Katalysatorteilchen unter Benutzung dieses
Systems. Bei einer anderen Ausführungsform wird der Druck
zwischen dem Trenngefäß und dem Fördergefäß ausgeglichen, nachdem die Katalysatorteilchen in den Verriegelungsfülltrichter
eingeführt worden sind, und nachdem dieser von dem Trenngefäß isoliert worden ist.
Wie schon erwähnt, ist die Erfindung anwendbar auf Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren
unter Benutzung von Reaktionssystemen, bei denen die Katalysatorteilchen durch Schwerkraftfluß bewegt werden. Solche Systeme können in
Anwendung auf die Erdölraffination bei vielerlei Kohlenwasserstoffumwandlungsreaktionen,
wie katalytischer Reformierung, Alkylierung, Hydro raffinierung, Hydrocirackung,
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Dehydrierung, Hydrierung, Dampfreformierung usw. verwendet
werden. Im Interesse der Einfachheit und Kürze wird die Erfindung weiterhin zum Teil in Verbindung mit dem bekannten
katalytischen Reforinierungsverfahren beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß das geregelte Transportsystem
für Katalysator vom Reaktor zum Regenerator auii bei anderen Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren eine eindeutige Verbesserung,
bei denen ein Reaktionssystem angewandt wird, in welchem Katalysatorteilchen duch Schwerkraftfluß beweglich
sind, aufweist.
Geschichtlich hatte zu Anfang die katalytische Reformierung die Form eines nichtregenerativen Systems mit festliegender
Schicht und enthielt mehrere Reaktionen nebeneinanderliegend. Venn die katalytische Masse zu solchem Maße entaktiviert worden
war, daß ein kontinuierlicher Betrieb nicht länger wirtschaftlich durchführbar war, wurde die ganze Anlage abgeschaltet
und der Katalysator am Ort regeneriert. Nach mehreren solchen Regenerationen wurde der Katalysator durch frischen ersetzt
und der entaktivierte Katalysator entweder wieder aufgearbeitet oder einem mühseligen umständlichen Verfahren zur
Rückgewinnung der katalytisch aktiven Metalle unterzogen. In den letzten zwanzig Jahren ist das sogenannte Schwingbettsystem,
bei welchem ein besonderer frisch regenerierten Kata-r lysator enthaltender Reaktor statt nur eines eingesetzt wurde,
benutzt wurden, weil der eine Reaktor zwecks Regenerierung aus dem Strom herausgenommen werden mußte. Ungeachtet der
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erforderlichen Erhöhung im Katalysa'toreinsatz fand dieses
System weite Aufnahme im Hinblick auf die Tatsache, daß die ganze Anlage nicht abgeschaltet werden mußte, abgesehen
von größeren Betriebsunterbrechungen oder periodischen Abschaltungen für Zwecke der Untersuchung und Erhaltung.
Xn noch neuer Zeit sind Reaktionssysteme für katalytische
Reformierung sowie andere Verfahren entwickelt worden, in denen die Katalysatorteilchen durch Schwerkraftfluß beweglich
sind. Das erste dieses System betraf ein Mehrstufensystem mit nebeneinander angeordneten Reaktionszonen· Entaktivierter
Katalysator wurde aus jeder Reaktionszone abgezogen und zu einer geeigneten Regeneriereinrichtung gefördert, während
frischer oder regenezLerter Katalysator im oberen Teil in jede
Reaktionszone gegeben wurde. Ein "gestapeltes Reaktorsystem" war vorgesehen worden, worin die Katalysatorteilchen unter
Schwerkraft abwärts von einer Katalysatorzone zur anderen fließen. Schließlich wird der Katalysator zu einem geeigneten
Regeneriersystem überführt, das vorzugsweise auch mit einer sich abwärts bewegenden Katalysatorschicht arbeitet.
Bei solchen Systemen werden die Katalysatorteilchen wirk-
sam innerhalb des Reaktionssystemes gehalten, denn sie
werden von einer Zone zur anderen in solcher Weise, daß der Teilchenfluß kontinuierlich ist, in häufigen Intervallen
oder über ausgedehnte Intervalle überführt, wobei die Bewegung durch die Katalysatormenge geregelt wird, die von
der letzten Zone in der Reihe der einzelnen Reaktionszonen abgezogen wird.
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Beispielsweise 1st eine Reaktionszone, worin der Reaktionsstrom in Vermischung mit Wasserstoff seitlich und radial
durch den Katalysator fließen gelassen, wird in der USA-Patentschrift 2 683 654 beschrieben. Diese Reaktorart ist
für das übliche Festschichtsystem bestimmt, worin der Katalysator entweder an Ort und Stelle regeneriert oder ausgetauscht wird. Mit gewissen Abwandlungen kann auch eine sich
abwärta bewegende Schicht von Katalysatorteilchen vorgesehen werden.
Die USA-Patentschrift 3 470 090 erläutert ein mehrstufiges
Reaktionssystem mit nebeneinanderliegenden Reaktionszonen
unter Zwischenschaltung einer Erhitzung des Reaktionsstromes,
der nacheinander durch die einzelnen Reaktionszonen fließt. Der aus vielen Reaktionszonen abgezogene Katalysator wird
zu geeigneten Regeneriereinrichtungen befördert. Ein System dieser Art kann in solchem Maße abgewandelt werden, daß die
aus einer gegebenen Reaktionszone abgezogenen Katalysatorteilchen zur nächstfolgenden Reaktionszone beförder-t werden, während der aus der letzten Reaktionszone abgezogene
Katalysator zu einer geeigneten Regeneriereinrichtung befördert wird. Es ist zu bemerken, daß dabei kein Verfahren
zur Beförderung der Katalysatorteilchen angegeben ist.
Die USA-Patentschrift 3 652 231 erläutert ein Aufarbeitungssystem, worin die Katalysatorteilchen durch Schwerkraftfluß
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beweglich sind, und aus dem die wiederaufgearbeiteten Teilchen zu einem Reaktionssystem befördert werden.
Eine Übereinanderanordnung von ReaktionsZonen zeigt die
USA-Patentschrift 3 6h7 680 als zweistufiges System mit
einer integrierten Regeneriereinrichtung, die den aus der unteren Reaktionszone abgezogenen Katalysator aufnimmt.
Xn ähnlicher Weise sind Stapelanordnungen in den USA-Patentschriften
3 692 496 und 3 725 Zk9 dargestellt.
Keine dieser Patentschriften offenbart jedoch die besondere
geregelte Methode zur Durchführung des Transportes von entaktivierten Katalysatorteilchen aus dem Reaktionssystem
zur Regeneriereinrichtung gemäß der Erfindung.
Die USA-Patentschrift 3 725 2^8 ist ein Beispiel für ein
mehrstufiges System mit Nebeneinanderanordnung, wobei
Katalysatorteilchen unter Schwerkraftfluß vom Boden der einen Reaktionszone zur Decke der nächstfolgenden Reaktionszone
befördert werden. Diese Teilchen werden von der letzten Reaktionszone zu einer geeigneten Regeneriereinrichtung
befördert. Diese' Patentschrift zeigt auch den Gegenstromfluß des Kohlenwasserstoffreaktionsstromes
in bezug zur Bewegung der Katalysatorteilchen von einer Reaktionszone zur nächsten, d.h. der Reaktionsstrom fließt
vom Reaktor 1 zum Reaktor 2 zum Reaktor 3, während die Katalysatorteilchen vom Reaktor 3 zum Reaktor 2 zum Reaktor
1 fließen. Der Fluß des Reaktionsstromes durch einen
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gegebenen Reaktor erfolgt jedoch in Gleichstrom mit dem Fluß der Katalysatorteilchen.
Obgleich die vorstehend erwähnten Druckschriften bedeutungsvolle
Fortschritte in der Technik der Kohlenwasserstoffverarbeitung,
insbesondere der katalytischen Reformierung wiedergeben
und im weiten Sinne den Transport von Katalysatorteilchen zu einer Regeneriereinrichtung erläutern, sehen sie
doch sämtlich keine geregelte Technik zur Durchführung dieser Methode vor.
Wie schon erwähnt, ist das geregelte Katalysatortransportsystem gemäß dem Erfindungsgedanken geeignet zum Einsatz
bei vielen Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren mit darin integrierter geeigneter Regeneriereinrichtung. Insbesondere
ist das geregelte System dazu bestimmt, die Förderung von Katalysatorteilchen von einer Reaktionszone, die durch eine
Wasserstoffatmosphäre gekennzeichnet ist, zu einer Regeneriereinrichtung
zu bewirken, worin die Katalysatorteilchen einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre ausgesetzt werden. Lediglich
zur weiteren Erläuterung, jedoch nicht um die Anwendung der Erfindung einzugrenzen, richtet sich die folgende Erörterung
hauptsächlich auf katalytische Reformierung. Wie früher
erläutert, ist die katalytische Reformierung durch mehrere Entwicklungsstufen gegangen, die in einem Reaktionssystem
endigen, worin die Katalysatorteilchen in Form einer ab-
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sinkenden Säule sich In ein oder mehreren Reaktionsgefäßen
befinden. Üblicherweise wird die katalytische Masse in einer im wesentlichen kugeligen Form von eklem Durchmesser im Bereich
von etwa 0,8 bis 3 mnr ( 1/30 bis 1/8 Zoll) verwendet}
Dieser Größenbereich unterstützt die Freiflußeigenschaften,
so daß der Katalysator keine Brücken oder Blöcke in der absinkenden Säule innerhalb des Ge samt syst eines bildet. Mehrere
relativ enge Katalysdorabzugsleitungen werden zur Entfernung
der Katalysatorteilchen aus dem Reaktionssystem verwendet,
während mehrere andere derartige■Leitungen zur Überführung
der beförderten Teilchen in den oberen Abschnitt der Regeneriereinrichtung dienen. Um den Schwerkraftfluß der Teilchen
zu steigern, ist es besonders wichtig, daß diese einen relativ kleinen Durchmesser haben. Dieser beträgt vorzugsweise weniger als etwa 3 mm (etwa 1/8 Zoll). Die Leitungen
sowohl für den Katalysatorabzug als auch für die Katalysatorüberführung sind über die ganze Querschnittsfläche der
Katalysatorschicht im Reaktionssystem und im Regeneriersystem
gleichförmig verteilt, und ihre Anzahl beträgt im allgemeinen etwa 6 bis 16.
Die katalytische Reformierung von Kohlenwasserstoffen erfolgt im allgemeinen in der Dampfphase unter Bedingungen,
zu denen eine Katalysatortemperatur im Bereich von etwa 370 bis 54O°C (etwa 700 bis 10000F) gehört. Andere Betriebsvariablen
sind Drücke von etwa 3,5 bis 70 kg/cm
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(etwa 5.0 bis 1000 psig), eine stündliche Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit
von etwa 0,2 bis 10,0tnd ein Molverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenwasserstoff im Bereich
von etwa 1,0 zu 1,0 bis 10,0 zu 1,0. Reaktionssysteme
mit Katalysatorteilchen, die sich darin durch Schw#rkraftfluß
bewegen, sind besonders geeignet für Niederdruckbetrieb,
d.h. bei etwa 3,5 bis 28,0 kg/cm (etwa 50 bis
400 psig). Im Hinblick darauf, daß die katalytischen Reformierungsreaktionen
grundsätzlich endothermer Natur sind, verwendet man bei Mehrstufensystemen eine Zwischenerwärmung
des Auslaufes aus einer vorhergehenden Zone vor dessen Einführung in die nächstfolgende Zone·
Das System zur Katalysatorüberführuiff vom Reaktor zum Regenerator
ist,wie vorstehend erwähnt, zur Benutzung in einem Reaktionssystem bestimmt, worin die Umwandlung ύοχι Kohlenwasserstoffen
in einer wasserstoffhaltigen Atmag>häre erfolgt
und mindestens eine Stufe bei der Katalysatorregenerierungstechnik die Benutzung einer sauerstoffhaltigen
Atmosphäre einschließt. Vie für den Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennbar ist, erfordert der Transport
von Katalysatorteilchen aus einer Wasserstoffatmosphäre
zu einer Sauerstoffatmosphäre eine außerordentlich sorgfältige
Kontrolle, um das Auftreten von gefährlichen Situationen auszuschalten. Das vom Erfindungsgedanlm umfaßte
System gewährleistet Zuverlässigkeit und die erforderliche Sicherheit während der Benutzung sich selbstregelnder Ströme.
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Durch eine Reihe von Einzelstufen, die nachstehend im
einzelnen dargelegt werden sollen, sind Eingangssignale erforderlich, um richtig auf Vorhandensein oder Fehlen
eines Flusses, eines Druckes, einer Druckdifferenz oder eines Spiegels anzusprechen. Da das geregelte System
durch den Kreislauf fortschreitet, wird jede Fehlfunktion entdeckt, und der Zyklus wird unterbrochen, bis diese Fehlfunktion
korrigiert worden ist.
Aus dem Reaktionssystem werden Katalysatorteilchen durch
mehrere Katalysatorabzugslextungen abgezogen und dadurch zum oberen Teil eines Abzugs- und Transportgefäßes geführt.
Die Anzahl der Katalysatorabzugslextungen beträgt im allgemeinen etwa 6 bis 16, und zur Gewährleistung eines gleichförmigen
Flusses der Katalysatorteilchen sind sie über die Querschnittsfläche der Katalysatorschicht gleichförmig verteilt.
Das Abzugs- und Transportgefäß wird hier bisweilen als Hubförderer bezeichnet, weil es sowohl die Funktion des
Auffangens der aus dem Reaktionssystem abgezogenen Katalysatorteilchen
als auch deren Förderung zur Regeneriereinrichtung erfüllt. Der Hubförderer enthält ein ungelochtes Mittelrohr,
in dessen Mitte eine konzentrische Hubleitung angeordnet ist» Der zwischen dem Mittelrohr und der Innenwand
des Hubförderers gebildete Ringraum ist in mehrere einzelne Sammelzonen von praktisch gleichem Volumen verteilt, und in
Jede Sammebone tritt eine Katalysatorabzugsleitung aus.
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Venn der Katalysator in jeder Sammelzone die Höhe des Austragendes
der Leitung erreicht, wird der Katalysatorfluß dadurch automatisch beendet.
Ein Reinigungsspülmittel, vorzugsweise Wasserstoff, wird kontinuierlich in den Ringraum des Hubförderers eingeführt
und streift Kohlenwasserstoffe von den Katalysatorteilchen durch Gegens trennkontakt in die Abzugsleitungen aus. Nachdem
der Euß der Katalysatorteilchen in dem Hubförderer aufgehört hat, wird ein pneumatischer Förderstrom, vorzugsweise
Wasserstoff, abwärts in den Ringraum eingeführt, der durch das ungelochte Mittelrohr und die konzentrische Hubleitung
darin gebildetest. Diese Ströme können einen Teil
der wasserstoffreichen rezyklierten Gasphase darstellen, die im allgemeinen von dem Bndproduktauslauf abgetrennt wird.
Die Geschwindigkeit des Hubförderstromes, der in dem Ringraum zwischen den konzentrischen Mittelrohren abwärts
fließt, reicht aus, um die Katalysatorteilchen vom Boden des Hubförderers aufwärts durch das innere konzentrische
Mittelrohr, d.h. die Hubleitung, anzuheben und aus dem Transportgefäß abzuführen.
Praktisch gleichzeitig nit der Einführung des Hubförderstromes
wird die Geschwindigkeit des kontinuierlichen Ausspülstromes auf eine Höhe gesteigert, die den kontinuierlichen
Fluß von Katalysatorteilchen abwärts durch die Abzugsleitungen verhindert, während vorher abgezogene Kata-
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lysatorteilchen über den Hubförderer und die Förderleitung
entfernt werden. Die Geschwindigkeit des Spülstromes in den Abzugsleitungen ist kleiner als diejenige, die eine
Umkehr des Katalysatorflusses oder eine Wirbelschichtbildung
des Katalysators bewirken würde· Die Katalysatorteilchen und der Förderstrom fließen aufwärts durch die Förderleitung
und werden in ein Trenngefäß für Strömungsmittel und Feststoffe eingeführt, worin die Katalysatorteilchen
von dem Hubförderstrom abgetrennt werden. Wenn praktisch
alle abgezogenen Katalysatorteilchen durch die Hubleitung in das Dampf-Feststofftrenngefäß gegangen sind, wird der
Fluß des Hubmittelstromes unterbrochen. Nach Beendigung des Flusses des Hubförderstromes wird der kontinuierliche
Ausspülstrom auf seinen Ursprungswert herabgesetzt, so daß mehr Katalysatorteilchen aus dem Reaktionssystem abgezogen
werden können.
Aus dem Dampf-Feststofftrenngefäß werden die Katalysator-
Ver-
teilchen in einen mit Ventil versehenen iiegelungsfülltrichter
eingeführt. Es ist jedoch notwendig, daß der Verriegelungsfülltrichter auf dieselbe Druckhöhe gebrachywird,
wie sie im Trenngefäß vorliegt. Zu diesem Zweck wird Wasserstoff oder ein Teil der im Produktauelauftrennsystem gewonnenen
wasserstoffreichen Gasphase benutzt. Wenn zwischen
dem Trenngefäß und dem Verriegelungsfülltrichter keine Druckdifferenz besteht, hört der Fluß von wasserstoffhaltigem
Gas avf , und die Ventile zwischen dem Trenngefäß und dem
Verriegelungsfülltrichter werden geöffnet, so daß die Kata-
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lysatorteilchen in den Verriegelungsfülltrichter fließen
können. Venn praktisch alle Katalysatorteilchen aus dem Trenngefäß entfernt worden sind, wird der Verriegelungsfüll.trichter wiederum aus dem System abgeschaltet, damit
die Katalysatorteilchen von Wasserstoff und Kohlenwasserstoffmaterial freigespült werden können. Diese Bestandteile müssen vor der öxydativen Regeneriermaßnahme entfernt
werden, da sie die Materialmenge erhöhen, die oxydiert werden muß und die Aktivität des regenerierten Katalysators
schädlich beeinflussen können. Noch wichtiger ist, daß die Ausspülung erfolgt, um gefährliche Situationen zu vermeiden, die auftreten können, wenn man Katalysator aus
einer Vasser-Kohlenwasserstoffatmosphäre in eine sauerstoffhaltige Atmosphäre überführt. Zu der Ausspültechnik
gehört die Benutzung eines relativ inerten Spülmittels, wie Stickstoff, Helium, Argon usw., wobei Stickstoff besonder· bevorzugt ist. Vor Beginn der Ausspülmaßnahme
wird der Verriegelungsfülltrichter durch eine Abblasleitung, die eine Drosselöffnung enthält, auf eine geregelte
Höhe im Bereich von etwa 0 bis 0,35 kg/cm (θ bis etwa 5
paig) entlastet. Der Zweck der Drosselöffnung ist, den Fluß während der Druckentlastung zu begrenzen und einen
Anstieg im Druck innerhalb des Verriegelungsfülltrichters zu bewirken, wenn der SpUlstickstoff eingeführt wird.
Xm allgemeinen wird der Druck auf eine Höhe von etwa 0,35
bis 1,4 kg/cm (etwa 5,0 bis 20,0 psig) währein eines Zeitraumes von etwa 10 bis 60 Sek. gesteigert. Dann wird der
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Druck vorzugsweise auf den Anfangsdruck im Verlauf von
etwa 10 bis 60 Sek. abgesenkt, und während dieser Zeit
kann der Fluß des Spülstickstoffgases fortgesetzt werden oder nicht. Diese Aufeinanderfolge von Unterdrucksetzung und Druckentlastung gewährleistet insbesondere, wenn sie etwa 2 bis 10 mal wiederholt wird, daß das Spülgas alle Teile des Verriegelungsfülltrichters erreicht, worin der Katalysator enthalten ist und so alle flüchtigen Stoffe aus den Katalysatorteilchen entfernt werden«
etwa 10 bis 60 Sek. abgesenkt, und während dieser Zeit
kann der Fluß des Spülstickstoffgases fortgesetzt werden oder nicht. Diese Aufeinanderfolge von Unterdrucksetzung und Druckentlastung gewährleistet insbesondere, wenn sie etwa 2 bis 10 mal wiederholt wird, daß das Spülgas alle Teile des Verriegelungsfülltrichters erreicht, worin der Katalysator enthalten ist und so alle flüchtigen Stoffe aus den Katalysatorteilchen entfernt werden«
Nachdem die Spülmaßnahme, wie gewünscht, mehrmals wiederholt worden ist und der Druck in dem Verriegelungsfülltrichter mit dem Druck im Entfernungstrichter für Feingut
ausgeglichen ist, wird die Abgasleitung geschlossen und das Verriegelungsventil zwischen dem Verriegelungefüllt rieht er und einem Entfernungstrichter für Feingut
geöffnet. Dadurch läßt man die Katalysatorteilchen durch den Entfernungstrichter für Feingut fließen und mittels mehrerer Katalysatorüberführungsleitungen in den oberen Teil der Regeneriereinrichtung eintreten. Katalysatorfeingut und Pulver werden aus der Hauptmasse der Katalysatorteilchen durch Ausschlämmung in eine Leitung innerhalb des Feingutentfernungstrichters entfernt.
geöffnet. Dadurch läßt man die Katalysatorteilchen durch den Entfernungstrichter für Feingut fließen und mittels mehrerer Katalysatorüberführungsleitungen in den oberen Teil der Regeneriereinrichtung eintreten. Katalysatorfeingut und Pulver werden aus der Hauptmasse der Katalysatorteilchen durch Ausschlämmung in eine Leitung innerhalb des Feingutentfernungstrichters entfernt.
Um den glatten unbehinderten Fluß von Katalysatorteilchen
durch das ganze System zu steigern und zu erleichtern, wahrend
man gleichzeitig Katalysatorverlust infolge Abrieb ver-
509809/1U7
mindert, verlangen sorgfältige Bauüberlegungen ein Mindestmaß an scharfen Krümmungen oder Biegungen, wo immer ein
Fluß von Katalysatorteilchen erfolgt. Deshalb ist vorzugsweise das Abzugs- und Fördergefäß koaxial unterhalb des Reaktionssystemes
angeordnet, aus dem die Katalysatorteilchen abgezogen werden. In ähnlicher Weise sind vorzugsweise das
Dampf-Feststoff-Trenngefäß,der Verriegelungsfülltrichter und
der Feingutentfernungstrichter koaxial angeordnet.
nachstehend anhand der Zeichnung dargelegt werden soll führt die vorstehend beschriebene Katalysatorfördertechnik, selbst
zu einer programmierten Kontrolle, die ein einziges logisches System benutzt, um für eine praktisch kontinuierliche Katalysatorbewegung
zu sorgen, wobei diese Stufe in ihrer richtigen Reihenfolge erfolgt. Innerhib des Überführungssystemes
unterliegt ein Teil des gesamten Katalysatoreinsatzes einer kontinuierlichen Bewegung mit Ausnahme der Zeitverzögerungen,
die in die logische Regelung eingebaut sind, damit gewisse Stufen oder Schritte abgeschlossen worden sind oder dieselben
eingeleitet werden sollen. In ähnlicher Weise und mit derselben Ausnahme sind die Katalysatorteilchen kontinuierlich
durch Schwerkraftfluß durch ein oder mehrere Reaktionszonen und/oder die Regeneriereinrichtung in Bewegung. Deshalb
kann man sagen, daß der Erfindungsgedanke für den kontinuierlichen Transport von Katalysatorteilchen von einem Reaktionssystem zu einer Regeneriereinrichtung sorgt.
509809/1U7
In der Zeichnung ist eine vorteilhafte Ausführungsform
eines Gerätes zum geregelten Katalysatortransport vom Reaktor zum Regenerator dargestellt. In dieser vereinfacht
schematischen Darstellung sind nur solche Leitungen, Ventile usw. wiedergegeben, die für den Fluß der Katalysatorteilchen
wesentlich sind.
Dargestellte Hauptgefäße sind der Bodenteil einer katalytischen Umwandlungskammer 1, ein Hubförderer 3» ein Dampf-Feststofftrenngefäß
8 und ein Ve.rriegelungsfülltrichter und
der obere Teil eines Regenerators 20. Der ebenfalls dargestellte Feingutentfernungstrichter umfaßt die zwei Gefäße
15 und 17· Das erstere kann als Feingut- oder Staubentfernungskammer
angesehen werden, während daa letztere als Auffanggefäß und Verteilungskanuaer für die Katalysatorteilchen
dient. Dargestellt ist ferner ein Differenzdruckan-r
zeigeregler (DPIC) 37 , ein Niveauregler (LC) 10, ein Differenzdruckanzeiger
(DPI) 4o, ein Druckanzeiger (Pi) 43,
ein Flußanzeiger (Fl) 44 und ein Niveauregler (LC) 18.
Unter besonderer Bezugnahme auf die Zeichnung erscheinen mehrere Annähmen zum Zwecke der Erläuterung und zum klaren
Verständnis des Verfahrens der Beförderung von Katalysatorteilchen vom Boden des Reaktors 1 zum Oberteil dos Regenerators
20 gemäß der Erfindung erforderlich. Ein einziger Kreis
des geregelten Katalysatortransportsystems umfaßt eine Reihe
von programmierten Stufen, die durch ein lpgisches Regel-
- 22 -
509809/1-U7
syötein In richtiger Reihenfolge zur Auslösung gebracht
werden. Da der Kreislauf sich wiederholt und praktisch kontinuierlich ist, abgesehen von gewissen Zeitverzögerungen und Verblockungen, kann jede gegebene Stufe innerhalb der Reihenfolge als Ausgangsstelle zum Zwecke der Erläuterung gewählt werden. Deshalb wird hier angenommen,
daß hier
1. der Hubförderer 3 voll mit Katalysatorteilchen ist und der Fluß vom Reaktor 1 durch Leitungen 2 automatisch
abgeschaltet worden ist;
2. das Trenngefäß 8 voll mit Katalysatorteilchen ist;
3. der ventilblockierte Verriegelungsfülltrichter 12 voll mit Katalysatorteilchen und unter Wasserstoffdruck ist
und
k, der Feingutentfernungstrichter 17 über die Leitungen
in den Regenerator 20 entleert hat.
Ferner befindet sich der Reaktor 1 ebenso wie das Trenngefaß 8 unter Entladungsdruck von etwa 22,4 kg/cm (318 psig),
und der Differenzdruckanzeigeregler 37 regelt die Druckdifferenz auf 0 ein. Der Verriegelungstrichter 12 steht ebenfalls unter Wasserstoffdruck von etwa 22,4 kg/cm und der Differenzdruckanzeiger kO zeigt eine Druckdifferenz von O zwischen
dem Verriegelungstrichter und dem Trenngefäß 8 an. Alle Ventile befinden sich in geschlossener Stellung mit Ausnahme der
Fließregelventile 26 und 36) letzteres bläst Wasserstoff durch
Leitung 35 ab und der Abgasstrom kann in die nicht darge-
609809/1U7
stellte Trennanlage für die Reaktionsprodukte eingeführt
werden. Dieser Sachverhalt stellt die Stufe "Null11 oder
"fertig" in der logisch geregelten Reihenfolge dar, während der die Katalysatorteilchen vom Fülltrichter 17 durch die
Katalysatorüberführungsleitungen 19 in den Regenerator 20 fließen. Letzterer befindet sidi auf einem Druck zwischen
Luftdruck und etwa 0,35 kg/cm (etwa 5»0 psig).
Wenn der Feingutentfernungstrichter 17 als praktisch leer
vom Katalysatorteilchen durch den Niveauregler 18 festgestellt worden ist, beginnt die Stufe I mit einem Einleitungssignal vom Niveauregler 18 zum logischen System. Dadurch erhält
das Ventil "}k den Befehl, sich zu öffnen, um den Verriegelungsfülltrichter
12 durch Leitung 33 zum Abblassystem zu entlasten. Der Druckanzeiger kj hat seinen Stellpunkt
auf demselben Druck,wie er im Regenerator 20 besteht, d.h.
von etw-a 0,1h kg/cm (etwa 2,0 psig). Wenn der Verriegelungsfülltrichter
12 vom Druck entlastet worden ist, endet die Stufe I und II beginnt.
Die Stufe II startet damit, daß das Ventil 32 in Leitung
zur Öffnung veranlaßt wird, um zwecks Ausspülung Stickstoff aufwärts durch die Katalysatorteilchen im Verriegelungsftilltrichter
12 durch Leitung 33 und Ventil 34 in das Abblassystem
fließen zu lassen. Venn der Fließanzeiger hk den
Stickstofffluß bestätigt, startet ein Zeitwerk. Dieses ist
- Zk -
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auf eine Zeitspanne von 10 bis 60 Sek. eingestellt. Die Drosselöffnung 45 in der Leitung 33 ist so bemessen,
daß der Stickstofffluß zu dem Verriegelungsfülltrichter 12 den Druck darin auf eine Höhe von etwa
0,35 bis etwa 1,4 kg/cm (etwa 5»0 bis 20,0 psig), d.h.
um etwa 0,7 kg/cm (etwa 10,0 psig) ansteigen läßt. Wenn das Zeitwerk abgelaufen ist, wird die Schließung
des Ventils 32 veranlaßt, und die Katalysatorteilchen
werden ausgespült, da sich der Druck im Verriegelungsfülltrichter 12 im Verlauf einer Zeitspanne von 10 bis
60 Sek. senkt. Ein automatisches Zählwerk ist in die Reihenfolge mit dem Zeitwerk in solcher Weise integriert,
daß der Unterdrucksetzungs/Entlastungszyklus, wie oben
erwähnt, 2 bis etwa 10 mal, beispielsweise 3 mal wiederholt wird. Indem die Ausspülung die erforderliche Anzahl
von Zyklen vollendet hat, die durch das Zählwerk bestimmt wird,sdließt Ventil 32 zum letzten Mal in dem
Zyklus.
Die Stufe III kann als beginnend angesehen werden, wenn das logische System die Schließung des Abblasventiles
34 befiehlt, nachdem der Druckanzeiger 43 ermittelt, daß
der Druck im Verriegelungsfülltrichter auf den Druck im Regenerator gefallen ist. Venn die Schließstellung der
Ventile 32 und 34 kontrolliert ist, öffnet Ventil 13 und
bleibt für die Entladungezeit offen. Der Verriegelungs-
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- 2f> -
fülltrichter entlädt den ausgespülten Katalysator durch
Leitung Ik in den Feingutentfernungstrichter 17· Feingut und Staub werden aus dem oberen Abschnitt 15 durch
Leitung 16 entfernt und zu einem Staubsammler befördert·
Die Staubentfernung erfolgt durch Ausschlämmen im oberen Abschnitt 15 und die sich in den Fülltrichter 17 er»-
streckende Leitung vermittels eines Spülgases,, vorzugsweise
Stickstoff, das in den Fülltrichter durch Leitung kf in solcher Rate eintritt, daß die Geschwindigkeit im
Abschnitt 15 ausreicht, um Feingut und Staub durch Leitung 16 zu entfernen, aber nicht ausreicht, um die ganzen Katalysatorteilchen
in Leitung 16 eintreten zu lassen. Das Spülgas, Staub- und Feingut können zu einem Staubsammler
zur Feingutrückgewinnung und Rezyklieruhg des Spülgases
durch Leitung 47 geschickt werden. Wenn die Entladungszeit abgelaufen ist, schließt Ventil 13 und Stufe III ist
abgeschlossen.
Stufe IV umfaßt zum Teil eine Verriegelungsstufe, die benutzt
wird, um die richtige Beendigung der vorhergehenden Stufe zu überprüfen. Der Differenzanzeigeregler 37 in Verbindung
mit Regelventil 26 in Leitung 25 regelt einen Druckausgleich
zwischen Druckförderer 3 und Trenngefäß 8 ein. Das heißt, es besteht ein stabiler Druck im Trenngefäß
Auch wird überprüft, daß alle Ventile mit Ausnahme von
Ventilen 26 und 36 geschlossen sind. In diesem Zeitpunkt befindet sich der Verriegelungsfülltrichter 12 unter einem
- 26 -
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Druck von etwa 0,1k kg/cm (etwa 2,0 psig) und das Trenn-
gefäß von etwa 22,4 kg/cm (etwa 318 psig). Wenn die Beer- Öffnet
stätigung halten wird,/das Ventil 2k in Leitung 23 und zweigt Stickstoff aus Leitung 21 durch Leitung 33 zum Verriegelungsfülltrichter 12 ab. Venn der Differenzdruckanzeiger kO einen ausgeglichenen Druck bezüglich des Trenngefäßes 8 über die Druckabzapfungen 41 und 38 (über Abzapfung 42) anzeigt ,schließt Ventil 2k, Wenn die Bestätigung erhalten ist, öffnet Ventil 11 und Katalysatorteilchen fließen durch Leitung k6 in den Verriegelungsfülltrichter 12. Nach einer Zeitverzögerung zwecks Gewährleistung einer praktisch vollständigen Entfernung von Katalysatorteilchen aus dem Trenngefäß 8 schließt Ventil 11, um die Stufe IV zu beenden.
stätigung halten wird,/das Ventil 2k in Leitung 23 und zweigt Stickstoff aus Leitung 21 durch Leitung 33 zum Verriegelungsfülltrichter 12 ab. Venn der Differenzdruckanzeiger kO einen ausgeglichenen Druck bezüglich des Trenngefäßes 8 über die Druckabzapfungen 41 und 38 (über Abzapfung 42) anzeigt ,schließt Ventil 2k, Wenn die Bestätigung erhalten ist, öffnet Ventil 11 und Katalysatorteilchen fließen durch Leitung k6 in den Verriegelungsfülltrichter 12. Nach einer Zeitverzögerung zwecks Gewährleistung einer praktisch vollständigen Entfernung von Katalysatorteilchen aus dem Trenngefäß 8 schließt Ventil 11, um die Stufe IV zu beenden.
In dieser Stufe des Katalysatortransportzyklus wird der Hubförderer als in Ruhestellung befindlich angesehen, und
eine andere Zwischenverriegelung wird angelegt, um sicherzustellen,
daß Stufe V durchgeführt werden kann« Dies tritt
ein, wenn der Niveauregler erregt ist und anzeigt, daß das Trenngefäß 8 fähig ist, eine andere Beladung Katalysatorteilchen
aufzunehmen. Wiederum sind alle Ventile mit Ausnahme
von 26 und J6 geschlossen, die, wie vorher angegeben,
auf einen Druckausgleich zwischen dem Hubförderer 3 und dem Trenngefäß 8 eingeregelt werden. Die Druckabzapfungen 39
und 38 (die Abzapfung k2) werden zu diesem Zweck mit dem Differenzdruckanzeigeregler 37 benutzt. Wasserstoffreiches
Kreislaufgas, vorzugsweise ein Teil desjenigen, das aus dem
letzten Produktauslauf abgetrennt worden ist, wird durch
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Leitung 21 eingeführt. Ein Teil dieses wasserstoffreichen
Gases wird über Leitung 25 mit Regelventil 26 zu Trenngefäß 8 abgezweigt und tritt daraus über Leitung 35 mit Regelventil
36 aus. Ein anderer Teil wird aus Leitung 25 durch Leitung
27 abgezweigt, die eine Drosselöffnung 28 enthält. Der Fluß
durch die Öffnung 28 ist kontinuierlich und erfolgt mit einer Rate, die Kohlenwasserstoffe aus den vom Reaktor 1 abgezogenen
Katalysatortexlchen ausspült.
Bevor die Stufe V weiter erläutert wird, erscheint eine Beschreibung
des Hubförderers 3 geboten, in&en Katalysatorteilchen durch die Leitungen 2 fließen. Der Hubförderer 3 enthält
zwei konzentrische Mittelrohre h und 5· Letzteres erstreckt
sich aufwärts als Hubleitung oder Katalysatortransportleitung· Der Hauptkörper des Hubförderers 3 ist in mehrere Katalysatorsammelabschnitte
von praktisch gleichem Volumen mittels senkrechter Trennwände 6 unterteilt, die auf einem festgelegten
Abstand einerseits über dem Boden und andererseits unterhalb der Decke des Hubförderers enden. Je eine Katalysatorabzugsleitung
2, deren Zahl im allgemeinen 6 bis 16 beträgt, ragt in jedem Katalysatorhalteabschnitt bis zu einer Stelle unter
der Oberkante der Trennwand 6. Wenn der Spiegel der Kataly-
in
satorteilchen in jedem senkrechten Abschnitt das Austragende der Leitung reicht, die damit in offener Verbindung steht,
hört der Fluß durch die einzelne Leitung automatisch auf.
- 28 -
509809/1147
Gegebenenfalls und zweckmäßig gleichzeitig werden alle Katalysatorhalteabschnitte gefüllt,und die Entfernung von
Katalysatorteilchen aus Reaktor 1 hört auf. Diese Methode gewährleistet einen praktisch gleichförmigen Abzug von
gleichen Raummengen Katalysatorteilchen quer über die ganze Querschnittsfläche der im Reaktor 1 angeordneten Katalysatorschicht.
Der Beginn der Stufe V wird ausgelöst, wenn der Niveauregler 10 anzeigt, daß das Trenngefäß 8 praktisch leer von Katalysatorteilchen
ist. Das logische Kontrollsystem befiehlt dann die Öffnung des Ventils 22 in Leitung 21 in solchem
Maße, daß die Geschwindigkeit des Wasserstoffspülstromes
durch Leitung 27 zum Ringraum zwischen der Innenwand des Hubförderers 3 und dem Mittelrohr k um eine Höhe gesteigert
wird, die die Wiederaufnahme eines Katalysatorteilchenflusses durch die Leitungen 2 verhindert, wenn in folgenden
Stufen der Hubförderer entleert wird und gleichzeitig der Druck im Hubförderer 3 auf etwa 22,7 kg/cm (etwa 323 psig)
ansteigt. Diese Stufe hört auf nach einer Zeitverzögerung, in der die Stellung des Ventils 22 überprüft wird und der
Differenzdruckanzeigeregler 37 einen Druckausgleich gegenüber dem Dampf-Feststofftrenngefäß 8 anzeigt, d.h., Ventil
26 wird zur weiteren Öffnung gebracht, um den Druck im Trenngefäß 8 eine Höhe von 22,7 kg/cm (323 psig) erreichen zu
lassen. Der erhöhte Fluß an Wasserstoffspülgas durch Ventiel
22 und Leitungen 21 und 27 liegt unterhalb derjenigen
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Höhe, die sich/bei einem umgekehrten Fluß von Katalysatorteilchen
durch Leitunfen 2 ergeben würde.
Wenn der Diff erenzdruckanz.eigeregler 37 einen Druckausgleich
anzeigt, beginnt die Stufe 6, in-dem die Ventile. 7 (in Hubleitung 5) und 30 (in Hubstromleitung 29) geöffnet
werden· Das Wasserstoff-Fördergas fließt durch Leitung
29 und Ventil 30 in den Ringraum, der zwischen Mittelrohr k und Huble.itung 5 gebildet ist, mit einer Geschwindigkeit
annähernd gleich dem Fluß des Gases durch Leitung 35 in Ventil 36. In dieser Stufe beendet ein nicht dargestelltes
Solenoidventil die Wirkung des Differenzdruckanzeigereglers
37* so daß Ventil 26 geschlossen wird. Das Wasserstoff-Fördergas
fließt abwärts durch den Ringraum.und bewirkt die Anhebung der Katalysatorteilchen vom unteren Teil
des Hubförderers 3 aufwärts durch Hubleitung 5 zum Damp£-
Feststofftrenngefäß 8. Da der Katalysatorspiegel in der Hubleitung
5 ansteigt, nimmt der Druck innerhalb des Trennge-
fäßes 8 ab und nähert sich einem Wert von etwa 22,50 kg/cm (etwa 320 psig), wenn der Hubförderer entleert und die Hubleitung
zu etwa 10,0 $ über ihre Länge voll vom Katalysator ist. Inzwischen muß beachtet werden, daß das Ventil 36 An
Leitung 35 weiterhin derart geregelt wird, daß der gewünschte Hubstrom aufwärts durch Leitung 5 aufrechterhalten wird.
Wenn die Hiüeitung völlig von Katalysator befreit ist, fällt
dei7hydrostatische Katalysatordruck auf null, so daß deyDruck
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im'Trenngefäß 8 auf einen Wert von etwa 22,7 kg/cm
(etwa 323 psig) zurückkehrt.
Das Trenngefäß 8 ist in einem Sehnenschnitt mit einer Prallwand 9 ausgeführt, die das Trenngefäß in zwei Segmente
unterschiedlicher Querschnittsfläche aufteilt.
Die Katalysatorteilchen und das Hubfördergas werden aufwärts strömend in den Abschnitt von kleinerem Querschnitt
ausgetragen und die Richtung wird umgekehrt, während eine wesentliche Abnahme der nominellen linearen Geschwindigkeit
eintritt. Dadurch wird gewährleistet, daß der ganze Katalysator einschließlich Abrieb, entstehendem Feingut und Staub
von den Dämpfen abgetrennt werden, die über Leitung 35 entfernt
werden.
Venn das logische Kontrollsystem feststellt, daß der Dif- .
ferenzdruckanzeigeregler 37 wiederum Druckausgleich abtastet,
was die Beendig!ng der Stufe 5 anzeigt, so werden
die Ventile 7· 22, und 30 geschlossen, um Stufe VX einzuleiten·
Der Druck im Hubförderer 3 fällt auf den Druck im
Reaktor lauf etwa 22,36 kg/cm (318 psig). und in diesem Zeitpunkt
werden die Ventile 30 und 22 geschlossen, so daß die
Katalysatorteilchen wieder durch die Leitungen 2 in den Hubförderer 3 fließen. Die Stufe VI wird beendet, indem das
Solenoidventil wieder erregt wird, so daß der Differenzdruckanzeigeregler
37 abermals auf das Regelventil 26 in Leitung 25 einwirkt, um einen Druckausgleich zwischen Hubförderer
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509809/1U7
und Trenngefäß 8 aufrecht zu erhalten. Wenn das logische Kontrollsystem bestätigt, daß die Drücke ausgeglichen worden
sind, ist wieder die Stufe "bereit11, in der Regelfolge erreicht,
und der Zyklus kann in der vorstehend beschriebenen Weise wiederholt werden.
Im vorstehenden sind das Transportsystem für den Katalysator vom Reaktor zum Regenerator gemäß de^ferfindung und das Regelverfahren
zu dessen Durchführung beschrieben.
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Claims (10)
- PatentansprücheΓΠ Katalytisches Reaktionssystem mit einer integriertenatalysatorregeneriereinrichtung, worin 1. ein Kohlenwasserstoff strom mit Wasserstoff in Kontakt mit Katalysatorteilchen, die durch das System über Schwerkraftfluß beweglich sind, umgesetzt wird, 2. aus dem System entfernte Katalysatorteilchen in die Regeneriereinrichtung eingeführt werden und 3· diese Katalysatorteilchen durch die Regene riereinrichtung mittels Schwerkraftfluß beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß man die Katalysatorteilchen von dem Reaktionssystem zu der Regeneriereinrichtung in der Weise überführt, daß man a) Katalysatorteilchen vom Boden der Reaktionszone durch mehrere Katalysatorabzugsleitungen abführt, b) diese Katalysatorteilchen durch die Leituijpn in den Oberteil eines Abzugs- und Fördergefäßes einführt,niwährend gleichzeitig kontinuierlich ein Reigungsstrom in das Gefäß eingeführt wird, der im Gegenstrom durch die Leitungen fließt,um Kohlenwasserstoffe von dem Katalysatorteilchen zu entfernen, c) wenn der Spiegel der Katalysatorteilchen in dem Transportgefäß die Austragenden der Leitungen berührt und dadurch automatisch der Fluß von Katalysatorteilchen hindurch beendet wird, «an einen Fließmittelstrom abwärts in einen Ringrauq der durch zwei ungelochte konzentrische Mittelrohre innerhalb des Gefäßes gebildet ist, mit einer ausreichenden Geschwindigkeit ein-- 33 -509809/1U7führt, tun die Katalysatorteilchen anzuheben und durch das innere konzentrische Mittelrohr aufwärts aus dem Transportgefäß heraus zu bewegen, d) man im wesentlichen gleichzeitig mit der Einführung des Förderstromes die Geschwindigkeit des Reinigungsstromes auf einen Wert anhebt, bei dem der beendete Fluß von Katalysatorteilchen innerhalb der Abzugsleitungen aufrechterhalten wird, e) man die entfernten Katalysatorteilchen und den Förderstrom aufwärts durch eine Steigleitung führt und sie zu einem Strömungsmittelfestofftrenngefäß einführt und die Katalysatorteilchen von dem Förderstrom abtrennt, f) nach praktisch völligem Durchgang der abgezogenen Katalysatorteilchen durch die Förderleitung zum Trenngefäß man 1. den Fluß des Förderstromes abstellt, 2. den Druck zwischen dem Trenngefäß und einem ventilblockierten Verriegelungsfülltrichter ausgleicht und 3· die Katalysatorteilchen in den Verriegelungsfülltrichter einführt, g) man den Verriegelungsfülltrichter von dem Trenngefäß isoliert und die Katalysatorteilchen mit einem inerten Reinigungsstrom zur Entfernung von Wasserstoff daraus behandelt, h) den Druck zwischen dem Verriegelungsfülltrichter und einer Regeneriereinrichtung ausgleicht und e) die anfallenden ausgespülten Katalysatorteilchen in den Oberteil der Regeneriereinrichtung durch mehrere Katalysatorüberführungsleitungen einführt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgespülten Katalysatorteilchen in einen Feingutent-- 3k 509809/ 1U7fernungstrichter eingeführt werden, bevor sie in di Regeneriereinrichtung überführt werden.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhöht e Geschwindigkeit des Spülgasstromes unter dem Wert liegt, der eine Umkehrung des Katalysatorflusses in den Abzugsleitungen bewirken würde.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Spülgasstromes nach Beendigung des Flusses des Fördergasstromes auf seinen früheren Wert abgesenkt wird.
- 5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgefälle zwischen Fördergefäß und.Trenngefäß 0 beträgt, wenn der Fördergasstrom eingeführt wird.
- •6» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck zwischen dem Trenngefäß und dem Fördegefäß ausgeglichen wird, nachdem die Katalysatorteilchen in dem mit Ventil versehenen Verriegelungsfülltrichter eingeführt worden sind, und nachdem letzterer von dem Trenngefäß abgeschaltet worden ist.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülgasstrom und der Fördergasstrom Wasserstoff enthalten.509809/1U7 " 35 -
- 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülgasstrom aus Stickstoff besteht.
- 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszone urddas Transportgefäß koaxial zueinander angeordnet sind.
- 10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trenngefäß, der Verriegelungsfülltrichter und der Feingutentfernungstrichter koaxial übereinander angeordnet sind.509809/11473t .Leerseite
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