DE2446592A1 - Verfahren zur umwandlung von kohlenwasserstoffen - Google Patents
Verfahren zur umwandlung von kohlenwasserstoffenInfo
- Publication number
- DE2446592A1 DE2446592A1 DE19742446592 DE2446592A DE2446592A1 DE 2446592 A1 DE2446592 A1 DE 2446592A1 DE 19742446592 DE19742446592 DE 19742446592 DE 2446592 A DE2446592 A DE 2446592A DE 2446592 A1 DE2446592 A1 DE 2446592A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- catalyst
- zsm
- reactor
- aromatization
- alkylation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/02—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils characterised by the catalyst used
- C10G11/04—Oxides
- C10G11/05—Crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G35/00—Reforming naphtha
- C10G35/04—Catalytic reforming
- C10G35/06—Catalytic reforming characterised by the catalyst used
- C10G35/095—Catalytic reforming characterised by the catalyst used containing crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G63/00—Treatment of naphtha by at least one reforming process and at least one other conversion process
- C10G63/02—Treatment of naphtha by at least one reforming process and at least one other conversion process plural serial stages only
- C10G63/04—Treatment of naphtha by at least one reforming process and at least one other conversion process plural serial stages only including at least one cracking step
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
Das "Kracken" von grossen Kohlenwasserstoffmolekülen
in kleinere, wertvollere Moleküle, wie Jene, die Bestandteile des Benzins sind, wurde
erstmals 1861 entdeckt. Diese Entdeckung geschah zufällig. Vor dem Kracken wurden Erdölprodukte
physikalisch mit Hilfe eines ansatzweisen Destillationsverfahrens in einer sogenannten Rohdestille getrennt.
Die frühe Erdöldestille der Jahre um 1850 bestand aus einem gusseisernen Kessel mit einer engen Hülle
und einem Durchmesser von vielleicht 2,1 m und wurde in die feuerfesten Steine einer Holzfeuerung gesetzt.
Ein Schwanenhalsrohr führte die Dämpfe jener Erdölprodukte, die bei der, durch die Feuerung erreichten
Temperatur,siedeten (typischerweise Naphtha und Kerosin)
50 98U/09 17
vom oberen Ende der Destille ab. Nachdem diese
Produkte mit niedrigem Siedepunkt entfernt wurden, wurde die Destille abgekühlt, gereinigt, mit
frischer Beschickung gefüllt und das Verfahren wiederholt. Normalerweise waren 3 Tage erforderlich, um
einen einzigen Ansatz zu verarbeiten«
Es wird berichtet, dass ein, die Destille bediendener Mann, diese bei starkem Feuer im Feuerraum
unbeobachtet liess. Als er später zurückkehrte, fand er, dass das Überkopf-Produkt ein leichtes
Destillat war, anstelle des erwarteten schweren Öls. Untersuchungen ergaben, dass das in der unbeobachtet
gebliebenen Destille zurückgebliebene öl sich teilweise in niedriger siedende Kohlenwasserstoffe zersetzt
hatte. Unter der Bezeichung "Krackdestillation" wurde dieses Verfahren mehrere Jahre verwendet, um
die Produktion von Kerosin zu erhöhen(vergl. Bland und Davidson, Petroleum Processing Handbook, Seiten
1-1 bis 1-11 (1967) bezüglich eines allgemeinen Oberblicks über die frühen Erdölbearbeitungsmethoden).
Während des ,ersten Teils dieses Jahrhunderts
verschob sich die Nachfrage allmählich vom Kerosin zu Benzin. Die Standard Oil Company entwickelte
das Druckkracken, bei dem Gasöle unter Druck erhitzt werden, wodurch daa Kracken erhöht wird. Standard Oil
erhielt für dieses Verfahren ein Patent im Jahre
Eine Erhöhung des Kompressionsverhältnisses in Verbrennungsmaschinen und die dadurch erforderliche
Notwendigkeit für entsprechend hohe Oktanzahlen führte zur Entwicklung des Krackens in Gegenwart eines Kata-
509814/0917
lysators· Der erste technisch erfolgreiche Prozess war eine Arbeitsweise mit einem Festbett, die von
Eugene Houdry 1936 eingeführt wurde. In den letzten Jahren hat das katalytische Verfahren gegenüber
dem thermischen Kracken an Beliebtheit zugenommen, da der Katalysator es erlaubt, die Krackreaktion
bei niedrigerer Temperatur und niedrigerem Druck durchzuführen. Ferner haben Entwicklungen in Bezug
auf die Katalysatorzusammensetzungen eine Verbesserung der Oktanzahl des hergestellten Benzins gestattet,
das gekrackte Benzin stabiler gemacht und die Ausbeute an unerwünschten schweren Rückstandsprodukten verringert.
Das katalytische Thermofor-Kracken (TCC) wurde 194-3 eingeführt, wobei ein bewegtes Katalysatorbett
anstelle eines festen Bettes verwendet wurde. Der TCC-Katalysator wurde ursprünglich mittels Becherwerken
im Kreislauf geführt, bei späteren Ausführungsformen wurde der Katalysator mittels Luft zirkuliert.
Die erste grosstechnische TCC-Luftlift-Anlage wurde in der Raffinerie von Mobil Oil Co., Beaumont, Texas
im Oktober 1950 in Betrieb genommen.
Bei katalytischen Wirbelschichtkrack (FCC)-Verfahrenseinheiten
wird ein Katalysator mit viel geringerer Grosse aus der TCC-Katalysator verwendet, der daher
eine grössere wirksamere Oberfläche per Einheitsvolumen aufweist. Der Katalysator liegt in Form von Sehr kleinen,
sphärisch geformten Teilchen vor, die sich wie ein Flüssigkeit betragen, wenn sie mit einem Dampf aufgelockert
werden. Der Katalysator wird mit öl in Kontakt gebracht und das Kracken findet in der üblicherweise
als Reaktor bezeichneten Einrichtung statt. Der
5098U/0Ö17
Katalysator wird dann von den gekrackten Kohlenwasserstoffprodukten
getrennt und zu einem Gefäss befördert, das als Regenerator bezeichnet wird, in dem Koks,
der auf dem Katalysator während des Krackens im Reaktor abgelagert wird, von der Katalysatoroberfläche abgebrannt
wird und Wärme, die für das Kracken nötig ist, gebildet wird. Das katalytische Wirbelschichtkrackverfahren
wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
Um einen rohen Vergleich zwischem deu heutigen
FCC-Arbeitsweise und dem ursprünglichen Krackdestillieren zu ziehen, kann jedoch festgestellt werden, dass das
ursprüngliche ansatzweise Destillationsverfahren etwa 100 barreis Je 3-tägigem Ansatzcyclus ergab, während
heutige ICC-Kapazitäten über 50 000 barreis pro Tag,
wobei ein bedeutend verbessertes Produkt erhalten wird, liefern können.
FCC-Einheiten wurden erstmals grosstechnisch anfangs 194-0 verwendet. Seit dieser Zeit haben ständige
Verbesserungen der Ausführung das katalytische Wirbelschichtverfahren dieses zu einem der meist verbreiteten
Umwandlungsverfahren in der Erdölindustrie gemacht. Kürzlich entdeckte Katalysatorzusammensetzungen machten
weitere Modifikationen der bestehenden Kohlenwasserstoff-Verarbeitsverfahren
und der Anlagen notwendig, um die besonderen Eigenschaften dieser neue entdeckten Katalysatoren
am besten auszunützen, wodurch die Raffination von Kohlenwasserstoffbeschickungen verbessert wurde.
Die vorliegende Erfindung betrifft solche Modifikationen der Kohlenwasserstoffbearbeitung.
5098U/0917
Es wurde kürzlich entdeckt, dass eine gewisse
neue Klasse von kristallinen Aluminosilikatzeolithen
sehr aussergewöbnliche Eigenschaften hat. Ein Mitglied dieser Klasse der Zeolithen wurde als ZSM-5
bezeichnet. Dies ist gleichfalls der Name, der dieser gesamten Zeolithenklasse gegeben wurde, die
diese Gesamtheit an unüblichen Eigenschaften hat.
Die Zeolithenklasse, die nachstehend als ZSM-5-artig bezeichnet wird, umfasst nicht nur ZSM-5 selbst, sondern
auch ZSM-11, ZSM-21. und andere sich ähnlich verhaltende Materialien. Auf. die US-PS 3 702 886, in der ZSM-5
beschrieben wird, wird Bezug genommen.
ZSM-11 entspricht im allgemeinen der empirischen Formel:
0,9+ 0,3 M2O : Al2O5 : 20 - 90 SiO2 : Z H3O,
in der M wenigstens ein Kation, η die Wertigkeit von M und Z 6 bis 12 in dem "so hergestellten" Zeolithen
bedeuten. Vorzugsweise ist M ein Alkalimetall oder Alkylammonium oder eine Mischung derselben, vorzugsweise
Natrium oder Tetraäthylammonium. ZSM-11 wird insbesondere in der US-Patentanmeldung Serial Nr.
31 421 beschrieben, auf deren Inhalt Bezug genommen
wird.
In einer bevorzugten synthetisierten Form hat der ZSM-21 Zeolith eine Formel, die in Molverbältnissen
der Oxyde ausgedrückt und im wasserfreien Zustand folgendermassen lautet:
(0,4-2,5)E20 : 0,1-0,5 M3O : Al2O5 : xSiO2,
5098U/0917
in.der R ein organisches, stickstoffenthaltendes
Kation, insbesondere ein von Ethylendiamin, Pyrrolidin, oder 2- (Hydro3^alkyl)-trialky!ammoniumverbindungen
abgeleitetes Kation, wobei Alkyl Methyl, Äthyl oder eine'Kombination dieser beiden, M ein Alkalimetall,
insbesondere Natrium und χ mehr als 10 bis 50 bedeuten.
Auf die US-Patentanmeldung Serial Nr. 253 942
wird bezüglich einer vollständigeren Beschreibung der verschiedenen spezifischen Katalysatoren der
ZSM-5-Klasse und bezüglich Verfahren zu deren Herstellung Bezug genommen.
In der Vergangenheit wurden im allgemeinen einige Zeolithmolekularsiebe als formselektiv charakterisiert,
d.h., dass sie so grosse und so geformte Porenöffnungen
aufweisen, dass sie im wesentlichen nur Normalparaffine in ihre innere Porenstruktur einlassen, oder als
nicht formselektiv oder grossporig charakterisiert, d.Jb. mit so grossen und so geformten Porenöffnungen,
dass sie im wesentlichen äede Konfiguration von
organischen Verbindungen in ihre innere Porenstruktur einlassen. Es wurde üblich,als porenselektive Zeolithe
jene zu bezeichnen, die Porenöffnungen von etwa 5 bis 7 Α-Einheiten oder weniger aufweisen, und als
nicht formselektive Zeolithe jene zu bezeichnen, die Porenöffnungen von etwa 11 Ä-Einheiten oder mehr
haben.
5098U/0917
Die ZSM-5-artigen Zeolith-Molekularsiebe scheinen
sich von diesen anderen Materialien dadurch zu unterscheiden, dass sie nicht nur für Kormalparaffine,
sondern auch für leicht verzweigte Paraffine, z.B. Methyl-substituierte Paraffine, formselektiv sind.
Sie haben die bemerkenswerte und einzigartige Eigenschaft, jene Verbindungen, die einen wirksamen Durchmesser
entsprechend den Methyl-substituierten Normalparaffinen aufweisen, eintreten zu lassen und auf
diese Wirkungen auszuüben. Eine weitere bemerkenswerte und einzigartige Eigenschaft der ZSM-5-artigen Zeolithe
ist deren Fähigkeit, aliphatische Kohlenwasserstoffe in aromatische Kohlenwasserstoffe in ausserordentlich
guter,technisch attraktiver Ausbeute umzusetzen, wobei solche Paraffine mit dem Katalysator bei hohen
Temperaturen von etwa 4-27 bis 8160O.(800 bis 15000P)
und niedrigen Raumgeschwindigkeiten in Gewicht pro Stunde von etwa 1 bis 15 mit einem solchen Katalysator
einfach in Kontakt gebracht werden. Die ZSM-5-artigen
Zeolithe scheinen nur eine geringe oder keine Wirkung auf aromatische Ringe auszuüben, die in der Zufuhr
für solche Verfahren zugegen sind oder die während solcher Prozesse gebildet werden, und zwar unter dem
Gesichtspunkt der Zerstörung (Kracken) solcher Ringe. Sie haben jedoch mit oder ohne Gegenwart einer
speziellen WasserstoffÜbertragungskomponente und mit oder
ohne Gegenwart von zugesetztem Wasserstoff in der Reaktionsmischung die Fähigkeit, die Alkylierung
aromatischer Ringe durch die paraffinischen Bestandteile der Beschickung bei etwas niedrigeren Temperaturen
von bis zu etwa 4270C (8000F) bis 5380G (100O0F) zu
bewirken. Es scheint, dass sich die Arbeitsbereiche
5098U/0917
für die Alkylierung und die Bildung neuer aromatischer Ringe überlappen, jedoch dass die optimalen Bereiche
getrennt sind, wobei der optimale Bereich für die Aromatisierung bei höherer Temperatur liegt«. Der
exakte Mechanismus dieser katalytischen Funktionen ist nicht vollständig bekannt und wird nicht völlig
verstanden.
Wie vorstehend beschrieben, werden bei üblichen FCC-Arbeitsweisen sehr grosse Kohlenwasserstoffmoleküle
in kleinere Moleküle gekrackt, wodurch die Menge an leichteren Molekülen, die im Benainbereich
sieden, maximiert wird. In einem solchen Verfahren werden jedoch Kohlenwasserstof fraktionell gebildet,
die leichter sind als jene, die im Benzinbereich sieden (im allgemeinen jene Moleküle mit 4 Kohlenstoffatomen
oder weniger). Solche kleinen Moleküle werden 2.B. gebildet, wenn Moleküle, die nur 1 oder 2 Kohlenstoff
atome enthalten, von einem viel grösseren Molekül gekrackt oder "abgebrochen" werden. Koblenwasserstofffraktionen
mit einem niedrigeren Siedebereich als Benzin können auch auf Grund eines ubermässigen Krackens
gebildet werden, wenn beispielsweise ein Molekül, das anfänglich in eines mit 6 Kohlenstoffatomen gekrackt
wurde, in zwei Moleküle mit jeweils 3 Kohlenstoffatomen gekrackt wird.
Obwohl das durch das FCC-Verfahren gebildete, im Benzinbereich
siedende Produkt eine ausgezeichnete Komponente für die Benzinmischung darstellt (d.h., dass
seine Oktanzahl recht gut ist), kann jedoch die Oktanzahl des FCC-Produkts im Siedebereich des Benzins durch
&098H/G917
Aromatisierung weiter verbessert werden.
Es ist offensichtlich, dass die Aromatisierung von Kohlenwasserstoffströmen, wie den leichten Endprodukte des FCG-Verfahrens, ein geeignetes Mittel
ist, um den Wert solcher Kohlenwasserstoffströme zu steigern. Da die Aromatisierungs- und Alkylierungstemperaturen
und -drucke bei ZSM-5-Katalysatoren im Bereich gener liegen, die beim FCC-Kracken üblich sind,
ist die Anwendung eines ZSM-5-artigen Zeolithen für diesen Zweck sehr geeignet.
Als Ergebnis komplexer Kohlenwasserstoffverarbeitungsreaktionen in einem FCC-Reaktor wird ein
Kohlenstoff-haltiger Niederschlag auf dem vorliegenden Katalysator abgelagert, der im allgemeinen als "Koks"
bezeichnet wird. Die Ablagerung von Koks auf dem Katalysator führt zu einer schwerwiegenden Verschlechterung
der Wirksamkeit des Katalysators in Bezug auf die Hauptreaktion und zu einer wesentlichen Verringerung der
Umwandlungsgeschwindigkeit und/oder der Selektivität des Verfahrens. Es ist deshalb üblich, den Katalysator
zu entfernen, nachdem sich Koks auf diesem abgeschieden hat, und diesen durch Abbrennen de.. Kokses in einem
oxydierenden Gasstrom zu regenerie. .-:n. Der regenerierte Katalysator wird zur Umwandlungsstufe des Verfahrenscyclusses
zurückgeführt. Aus diesem Grund ist die ausgezeichnete thermische Stabilität von ZSM-5-artigen
Katalysatoren und FCC-Krackkatalysatoren sehr wichtig.
5098U/0917
BAD ORIGINAL.
Die Menge an auf dem Katalysator niedergeschlagenem Koks ist in gewissem Ausmass eine Funktion von Variablen,
wie der kristallinen Struktur und chemischen Zusammensetzung des Katalysators, der Beschickung, der Katalysator/Öl-Kontaktzeit
und des Druckes und der Temperatur, bei welchen die Krackreaktion durchgeführt wird. Deshalb
wird, obwohl es wünschenswert sein könnte, sowohl einen FCC-Krackkatalysator, z.B. einen Faujasit-artigen
Katalysator, und einen ZSM-5-artigen Katalysator beim Kracken zu verwenden, auf Grund der unterschiedlichen
kristallinen Struktur der beiden Katalysatorarten, die Koksablagerung bei verschiedenen Geschwindigkeiten
unter gegebenen Arbeitsbedingungen erfolgen. Deshalb kann es vorkommen, dass der eine, auf Grund von Koksablagerungen
desaktiviert wird, und die Eegeneration
erforderlich ist, während der andere noch aktiv ist.
Bei typischen grosstechnischen katalytisehen
Wirbelschichtkrackeinheiten wird eine ziemlich schwere Gasö!beschickung und X-oder Y-artiger Faujasit-Katalysator
verwendet. Katalysator/Öl-Kontaktzeiten von wenigen see bewirken eine ziemlich starke Verkokung
des Faujasite. Wurden ZSM-5-artige Katalysatoren in dem
oben beschriebenen Verfahren verwendet werden, würden sie nicht so schnell, wie der Faujasit-Katalysator
verkoken, und zwar in erster Linie auf Grund ihres kleineren Porendurchmessers, der den Eintritt von
wesentlichen Mengen an Kohlenwasserstoffmolekülen der schweren Gasö!beschickung verhindern würde.
509814/0917
Eine andere Eigenschaft, die ZSM-5-artige Katalysatoren von Faujasit unterscheidet, ist deren
Fähigkeit, Kohlenwasserstoffe in sehr zufriedenstellender Weise umzuwandeln, wenn sie sich in einem
frischen und unregenerierten Zustand befinden. Auf Grund der sehr hohen Aktivität des Faujasit-Katalysators
kann eine FCC-Einheit nicht mit nur frischem Faujasit-Katalysator "angefahren" werden, da dieser auf Grund
der hohen anfänglichen Aktivität zu rasch verkoken würde. Deshalb wird üblicherweise bei Inbetriebsetzung
von Anlagen bei Verwendung von Faujasit-Katalysator entweder regenerierter oder mit Dampf behandelter
Katalysator verwendet, der etwas weniger aktiv ist. ZSM-5-artige Katalysatoren sind andererseits, obwohl
sie in frischem Zustand auch aktiver sind als in regeneriertem oder mit Dampf behandeltem Zustand,
anfänglich nicht so aktiv, dass sie unbrauchbar wären. In der Tat zeigen frische ZSM-5-artige Katalysatoren
bei einigen Kohlenwasserstoffumwandlungsprozessen gegenüber regenerierten, oder mit Dampf
behandelten ZSM-5-artigen Katalysatoren ein besseres Verhalten.
In einer üblichen katalytischen Wirbelschichtkrackeinheit sind verschiedene Stellen, bei denen
Dampf mit dem flüidizierten Katalysator in Berührung
kommt. Katalysator, der durch Ablagerungen von kohlenstoff attigem Material auf dessen Oberfläche im Reaktor
"verbraucht" wurde, wird in einem Gefäss, das üblicherweise
als Regenerator bezeichnet wird, reaktiviert. Luft wird in den Regenerator eingeführt und der
Kohlenstoff von dem verbrauchten Reaktor abgebrannt,
5098U/0917
wodurch Temperaturen von im allgemeinen oberhalb 5380C (10000F) erzeugt werden, die offensichtlich
weit über jenen liegen, die zum Verdampfen von Wasser, das sich während des Abbrennens gebildet haben
kann, nötig sindi Jegliches Wasser, das in der eingeführten Luft zugegen ist, wird gleichfalls
aufgrund der hohen Eegeneratortemperatur zu Wasserdampf verdampft. Während der Inbetriebnahme
wird normalerweise ein Erhitzer beim unteren (Peil des Regenerators verwendet, um die Kohlenstoffschicht
auf dem verbrauchten Katalysator abzubrennen, und den Katalysator von Saumtemperatur bis zu einer
Temperatur zu erhitzen, die hoch genug ist, um die Reaktivierung oder Regeneration des verbrauchten
Katalysators zu erlauben. Wenn einmal eine ausreichende Temperatur erreicht ist, um die Verbrennung des Kokses
auf dem verbrauchten Katalysator zu bewirken, ist die durch diese Verbrennung gebildete Wärme ausreichend,
um das Regenerationsverfahren ohne Hilfe eines Erhitzers aufrecht zu erhalten. Wiederum wird.während
dieser Arbeitsweise mit Erhitzer das gebildete Wasser zu Wasserdampf verdampft, der durch das Katalysatorbett
strömt.
Nach dem Krackverfahren, das in der allgemein
ale Reaktor bezeichneten Vorrichtung durchgeführt wird, ' wird der durch Ablagerung von Kohlenwasserstoff-artigem
Material verbrauchte Katalysator von den gekrackten Kohlenwasserstoff produkten getrennt. Diese Trennung
wird im allgemeinen durchgeführt, indem der verbrauchte Katalysator normalerweise über Leitbleche im Gegenstrom
zu Dampf fHessen gelassen wird. Dieser Dampf wirkt abtreibend, da er Kohlenwasserstoffdämpfe von
den Katalysatorteilchen entfernt. Dieser Dampf wird oft
5098U/0917
-.13 -
mittels einer Dampfbüchse zugeführt, die so ausgeführt
ist, dass eine gleichförmige Dampfverteilung
sichergestellt wird. Zusätzlich wird eine kleine Menge an Dampf konstant in Ausdehnungsrohrverbindungen
und Schieberventilkappen in die Leitung, die Reaktor und Regenerator verbindet, injiziert. Die Ausdehnungsrohrverbindungen
sind aufgrund der grossen Temperaturdifferenzen
(wie die Änderung von Raumtemperatur zur Arbeitstemperatur nach der Inbetriebnahme) und entsprechend
der Dehnung und Kontraktion des Reaktor-Regenerator-Leitungskreislaufs erforderlich. Die
Schieberventile werden zur Regelung des Flusses des regenertierten und verbrauchten Katalysators verwendet.
Dampf wird in die Ausdehnungsrohrverbindungen und Schieberventile injiziert, um zu verhindern, dass deren
Betrieb durch Verstopfen mit Katalysator beeinträchtigt wird. Ferner werden bei den meisten Ausführungsformen
der Regeneratorgefässe Vorkehrungen getroffen, um
Dampf und/oder Wasser in den oberen Teil des Gefässes
einspritzen zu können. Sofche Einspritzungen werden bei abnormalem Betrieb verwendet, wenn die Regeneratortemperatur
zu hoch wird.
So kann bei der typischen FCC-Arbeitsweise Dampf von verschiedenen Quellen mit dem Krackkatalysator
in Kontakt kommen t
Koksabbrennen während des normalen Betriebs und Inbetriebsetzens, wobei schnell verdampfendes Wasser
gebildet wird ι.Wasserdampf der Luft, die in den Regenerator
zur Unterstützung des Abbrennen des Kokses eingeführt
wird, Abtriebsdampf aus der Reaktoraampfbüchse5
Spüldampf, wie ^ener^ der sur Säuberung der Ausaehnungsrohrverbindungen
verwendet wird 5. und Wasser und Dampf9
die zum Abkühlen des Regenerators in Notfällen verwendet werden«.
In !Tabelle I ist die Wirkung der Dampfbehandlung auf die Fähigkeit eines ZSM-5-artigen Zeolithen
bezüglich der Katalyse der Aromatisierung von Olefinen gezeigt. Beispiel 1 zeigt die Fähigkeit von frischem
ZSM-5-artigem Zeolithen bezüglich der Katalyse der Aromatisierung von Olefinen. Beispiel 2 zeigt, wie
dieses Vermögen abfällt, wenn in. ähnlicher Weise hergestellter ZSM-5~artiger Zeolith vor seiner
Verwendung zur Aromatisierung einer OlefinbeSchickung
mit Dampf behandelt wird.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Kohlenwasserstoffumwandlung,bei dem
nur frischer ZSM-5-artiger Katalysator bei dem aufbereitenden Teil des Verfahrens verwendet wird«
Ferner ist Aufgabe der Erfindung, den ZSM-5-artigen
Katalysator in einen Eeaktor, der zu einer Aufbereitung verwendet wird, zurückzuhalten, bis der ZSM™5~artige
Katalysator aufgrund- der Ablagerung von Koks auf dessen Oberfläche des.aktiviert wird. Ferner ist
Aufgabe der Erfindung die Schaffung eines Verfahrens
zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, bei dem
ein Kohlenwasserstoffprodukt durch Aromatisieren oder
Alkylieren aufbereitet wirds wobei nur frischer
artiger, Katalysator verwendet wirda Ferner ist Aufgabe der Erfindung die Schaffung eines Verfah
zur Aromatisieriaag von oau.ptsächlich olefinisehen
BescMckiragsströsen unter Verwendung won nur fxdsebem
ZS!i^5-artig©a Katalysator in einem Aufbereitmgsreaktcr
IJ©raer ist-Aufgabe der Erfindung die Schaffung eines
Verfahrens zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, bei dem der in einem Aufbereitungsreaktor verwendete
ZSM-5-artige Katalysator nicht mit Dampf in Berührung
gebracht wird, wenn er sich in frischem oder unregeneriertem oder nicht mit Dampf behandeltem Zustand
befindet. Ferner besteht die Aufgabe der Erfindung darin, verbrauchten Katalysator, regenerierten Katalysator
oder Abgas zum Erhitzen der in einem Aufbereitungsreaktor umgesetzten Kohlenwasserstoffbeschickung
zu verwenden.
Gemäss der Erfindung wird ein Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen geschaffen, das
aus einer Kombination eines katalytisehen Wirbelechichtkrackens
und einer Alkylierung oder Aromatisierung wenigstens eines Teiles des gekrackten Produkts
besteht, bei dem eine Kohlenwasserstoffbeschickung mit einer Mischung aus Krackkatalysator und ZSM-5-artigem
Katalysator unter Krackbedingungen in Kontakt gebracht wird, die Mischung aus Krackkatalysator und
ZSM-5-artigem Katalysator von dem gekrackten Produkt
abgetrennt wird, wenigstens ein Teil des gekrackten Produktes mit frischem ZSM-5-artigem Katalysator unter
Alkylierungs- oder Aromatisierungsbedingungen in Kontakt gebracht wird, der ZSM-5-artige Katalysator von dem
alkylierten oder aromatisierten Produkt abgetrennt wird und der, bei der Alkylierungs- oder Aromatisierungsstufe
abgetrennte ZSM-5-artige Katalysator mit der Mischung aus Krackkatalysator und ZSM-5-artigem
Katalysator vereinigt wird.
509814/0917
Tabelle I
Aromatisierung über ZSM-5-Katalysator
Aromatisierung über ZSM-5-Katalysator
O
(D
CO
(D
CO
Beispiel
Katalysator
Stunden in Betrieb
Temperatur F
Temperatur F
Temperatur 0C
Raumgeschwindigkeit in Gew./Stunde
Gew.-% gewonnen
Bezogen auf gewonnenes Produkt
Propylen
HZSM-5 •KS5737 DGlOll-1
1100/950 W 593/510
0.4/0.4 102.2 propylen· ·£
Gew.-% flüssiges Produkt 6I.9 Gew.-% Aromaten in Flüssigkeit 98.7
durchschn. Molekulargew, d. Aromaten92.7 Gew.-% Olefine zu Aromaten 70.9
Berechnet,bezogen auf 100 g gewonnen '
0I= 10.8
0I= 10.8
V2 · l.D
10.0
C3
Gi
Gi
7
7.2 0.6 0.6
7.2 0.6 0.6
0.2
Paraffine in Flüssigkeit | 0.8 |
Benzol | I8.8 |
Toluol | 24.8 |
Xylol | 8.9 |
Gesamt Cq | 2.1 |
Indan " | 0.4 |
Gesamt C1n | 0.8 |
Naphthalin | 1.4 |
Gesamt C** | 1.7 |
HZSM-5
SR-20
SR-20
DGIOI7-I
1100/950
593/5IO
593/5IO
O.5I/O.5I £
9I.I
0>
Η»
40.8
62.1
101JQ
41.1
2.3
11.3
1.9
1.9
19.0
9.2
9.2
4.8
O.i
15.7
2.4
'.5
'.5
1.2
4.8
0.5
1.2
8.
ΡΊΡΕί
φ φ
H H-Φ O Η· Pf
OTOT β CO
Η-Φ
Ct^
Φ Φ H-
Φ et Φ
O φ
Β ε·
VJi Φ
O »-3 O Φ
° I
•-> φ
νΟ
VJl {Β
O Ct
ο α
CO et Φ ϋ*
Ct
CO
Φ Φ3
Φ 4
Φ VD
H- V>4
CO
Φ
Ct
01
O 4 & Φ et er
CO
S-
Ο p
&& Φ OT 4 W OT Φ
Φ H-tret
Φ
pi C31
Φ 5*
P3
c?&
P Ρ· Ρ·Φ Φ 4
O O
O IxJ
H9
Ct
Φ P
Si
VJl
V^
O O
VJl O O
Ρ·
Φ
C OT Φ Ό1
Φ
H-P-P Ct Η-Φ Φ· H-tQ
et
N Φ
0.4
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, bei dem zwei
im wesentlichen unterschiedliche kristalline Zeolithkatalysatoren verwendet werden. Gemäss der Erfindung
wird ein zweiteiliges Reaktorsystem vorgesehen, bei dem ein kristalliner Zeolithkrackkatalysator,
vorteilhafterweise der X- oder X-Faujasit-Art, in ·
Verbindung mit regeneriertem ZSM-5-artigem Zeolithkatalysator
in einer Reaktionszone verwendet wird, und nur frischer ZSM-5-artiger, kristalliner Zeolithkatalysator
in einer zweiten Reaktionszone versendet wird. Die beiden Verfahrensteile sind koordiniert
und tragen in der Gesamtproduktion zu hohen Ausbeuten und erwünschteren Kohlenwasserstoffprodukten bei, '
einschliesslich solchen Kohlenwasserstoffströmen, die
im Benzinbereich sieden.
Gemäss der Erfindung werden kristalline Zeolithkrackkatalysatoren
in Betracht gezogen, wie die grossporige X- oder Y-artige Faujasit-Art, die in
einem ersten Reaktor oder einer ersten Reaktionszone verwendet werden, z.B0 einem FCC-Reaktor, wie er
heute typischerweise grosstechnisch betrieben wird:
nämlich bei einer Reaktortemperatur von etwa 482 bis
64-90C (900 bis 12000F), bei etwa 1 bis 10 Atmosphären
Druck, einer Katalysator/Öl-Kontaktaeit von etwa
1 bis 5 see, wobei der X- oder X-arfcige Faujasitkatalysator
mit einer Beschickung ia Kontakt gebracht wird, die einen oder mehrere der nachstehenden
Raffinationskohlenwasserstoffetröme umfasst: Goker
und/oder rohes Einheitsgasöl, Überkopf»Produkt des
Vakuumtarms, Kerosin^, und dgl=, wobei" die Beschickung
098U/0917
einen API-Dichtebereich zwischen etwa 10 und 50
aufweist.
Frischer ZSH-5-artiger Zeolith wird zur
Aufbereitung in einem zweiten Reaktor verwendet, und' zwar bei einem Temperaturbereich von etwa
260 bis 593°C (500 bis 11000F), etwa 1 bis 10
Atmosphären Druck und einer Raumgeschwindigkeit in Gewicht pro Stunde von 0,1 bis 80, wobei die
KohlenwasserstoffbeSchickungen durch eine
Kombination aus formselektivem Kracken, Alkylieren und Aromatisieren aufbereitet werden.
Die Verwendung dieses zweiten Reaktors, in dem nur frischer ZSM-5-artiger Katalysator mit einer
Kohlenwasserstoffbeschickung in Kontakt gebracht wird j erlaubt ess den ZSH-5~artigen Katalysator
in dem zweiten Reaktor längere Zeit zu' halten, bis er auf Grund der Ablagerung von kohlenwasserstoffartigem
Material auf dessen Oberfläche oder auf andere Weise desaktiviert wird, anstatt dass er
vorzeitig in einen Regenerator geführt wird, wie es der Fall wäre, wenn .der ZSM-5-Katalysator mit
üblichem Σ- oder !-artigem Faujasit-Katalysator
einfach gemischt iirürde, und bei einer üblichen
k'atalytischen Wirfoelschichtkrackarbeitsifeise obne
weitere Änderungen fies Verfahrens verwendet werden
würde« Die Verwendung dieses zweiten Eeaktors führt auch dazu,, dass der Kontakt zwischen frischem ZSIi-5-artigem
Katalysator mit Dampf vor dessen Eintritt in den zweiten Seaktor vermieden wird.
Die Kohlenwasserstoffbeschickung oder der zweite Reaktor selbst können auf Arbeitstemperatur mittels
Wärmeübertragung mit dem verbrauchten Katalysator aus dem ersten Reaktor, dein regenerierten Katalysator
oder dem Regeneratorabgas erhitzt werden. Altvernativ kann die ganze Wärme des Reaktors 2 zum Erhitzen der Beschickung
für Reaktor 2 in einem äusseren Ofen zur Verfügung gestellt werden.
Der ZSM-5-artige Katalysator kann in dem zweiten
Reaktor durch Regelung der Betriebsbedingungen des zweiten Reaktors, wie Temperatur, Druck und Kontaktzeit,
zurückgehalten werden. Es können auch mechanische Einrichtungen verwendet werden, um den ZSM-5-artigen
Katalysator in dem zweiten Reaktor zu halten, so dass er vor der Desaktivierung aufgrund der Bildung von
kohlenwasserstoffartigem Material auf dessen Oberfläche,
vollständig ausgenützt werden kann. Bei einer Ausführungsform wird ein Separator verwendet, um den ZSM-5-artigen
Katalysator von dem, während der Umwandlungsreaktion gebildetem Kohlenwasserstoffprodukt, zu trennen. Bei
einer zweiten mechanischen Ausführung wird ein Reaktorgefäss verwendet, dessen oberer Teil einen grösseren
Durchmesser als der untere Teil aufweist, wodurch die Geschwindigkeit des ZSM-5-artigen Katalysators und
des Kohlenwasserstoffprodukts herabgesetzt wird und
deshalb der schwerere ZSM-5-artige Katalysator in dem Reaktor verbleibt, anstatt durch die Kohlenwasserstoffprodukte
aus dem Reaktor ausgetragen zu werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben.
5098U/0917
Figur 1 zeigt schematisch ein Reaktor/Regenerator-System,
das bei dem erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden kann.
Bei der speziellen Anordnung gemäss Figur 1 wird eine Zufuhr, wie ein Gasöl eines Siedebereichs
von 34-3 bis 538°C (650 bis 10000F) mittels Leitung 2
in einen ersten Reaktor e geführt wird, heisser regenerierter
X- oder Y-artiger Faujasit-Katalysator, gemischt mit regeneriertem ZSM-5-artigem Zeolith,
vorzugsweise ein kleinerer Anteil desselben, wird aus einem Regenerator 3 über eine Leitung 26, eine
Ausdehnungsrohrverbindung 24- und ein Schieberventil zugeführt. Der Katalysator und das öl mischen sich
bei Punkt 4 und werden aufwärts durch eine Ausdehnungsrohrverbindung 6 und einen Steigerteil 8 zum ersten
Gefäss 5 geführt, das bei einer Temperatur zwischen etwa 482 und 6490C (900 bis 12000F) und einem Druck
von 1 bis 5 Atmosphären gehalten wird. Das Öl wird in leichte und schwere Kohlenwasserstoffbestandteile
im Steiger 8 gekrackt und während dieses Krackens wird kohlenwasserstoffartiges Material insbesondere
auf dem Faujasit-Katalysator niedergeschlagen. Der Kohlenwasserstoffdampf verlässt das erste Gefäss 5
über einen Separator 10» Der Separator 10 entfernt mit dem Dampf mitgeführten Katalysator und führt
den Katalysator zum ersten Gefäss über einen Tauchfuss 14 zurück. Normalerweise wird der Tauchfuss 14
verwendet, da durch den Separator 10 ein Druckabfall erfolgt, wodurch fliessender Katalysator, der durch
den Separator 10 geführt wurde, gegenüber dem Katalysator ausserhaib des Separators bei niedrigem Druck vorliegt.
B098U/0917
Der Tauchfuss 14- gestattet es, dass dieser Katalysator,
der durch den Separator geführt wurde, sich ansammelt
und ein Druckgefälle ergibt, so dass, wenn das Druckgefälle ausreichend ist, um eine Klappe 68 zu öffnen,
die normalerweise in .verschlossener Stellung gehalten wird, der Katalysator nach unten fliesst. Eine Umkehrung
des Flusses aufwärts durch den Tauchfuss /14-würde
dazu führen, dass der Separator 10 nicht mehr
arbeitet.
arbeitet.
Frischer Faujasit-Katalysator kann durch Leitung 86 zugegeben werden. Regenerierter Gleichgewichtskatalysator kann mittels einer Leitung 88 abgezogen
werden.
werden.
Kohlenwasserstoffdämpfe, die im ersten Reaktor 8
gebildet wurden, und die mittels Separator 10 vom
Katalysator getrennt wurden, gelangen über Leitung .20 in eine Destillationskolonne 91· Gase im Siedebereich des Benzins werden durch eine Überkopfleitung 102
und durch einen Wärmeaustauscher 101 geführt, indem
die Gase mittels eines Kühlmediums, wie Luft, gekühlt werden, das durch eine Leitung 104 geführt wird.
Katalysator getrennt wurden, gelangen über Leitung .20 in eine Destillationskolonne 91· Gase im Siedebereich des Benzins werden durch eine Überkopfleitung 102
und durch einen Wärmeaustauscher 101 geführt, indem
die Gase mittels eines Kühlmediums, wie Luft, gekühlt werden, das durch eine Leitung 104 geführt wird.
Dieses Kühlen im Wärmeaustauscher 101 führt zu einer Kondensation von einigen der Gase zu einer
Flüssigkeit. Die Mischung aus Gas und Flüssigkeit
gelangt anschliessend durch eine Leitung 106 in ein . Destillationssäulen-Auffanggefäss 111. Flüssiges
Produkt mit einem Siedepunkt im Siedebereich von Benzin wird über Leitung 110 entfernt« Gase werden über eine Leitung 108 (im allgemeinen.G1^ und niedriger) entfernt und weiter verarbeitet.
Flüssigkeit. Die Mischung aus Gas und Flüssigkeit
gelangt anschliessend durch eine Leitung 106 in ein . Destillationssäulen-Auffanggefäss 111. Flüssiges
Produkt mit einem Siedepunkt im Siedebereich von Benzin wird über Leitung 110 entfernt« Gase werden über eine Leitung 108 (im allgemeinen.G1^ und niedriger) entfernt und weiter verarbeitet.
50-9814/0917
Das schwerste Kohlenwasserstoffprodukt der Destillationskolonne 91 wird über Leitung 92
abgeführt. Dieses schwere Produkt wird oftmals in dem Steiger des ersten Gefässes 5 nochmals gekrackt
oder es wird zur Herstellung von ßuss weiter verarbeitet.
Ein leichter Cyclusölstrom kann aus der Destillationskolonne über eine Leitung 96 abgeführt und mittels
einer Leitung 94- zurückgeführt werden. Ein schwererer
Cyclusölstrom kann über eine Leitung 100 abgenommen und über eine Leitung 98 zurückgeführt werden. Diese
beiden Ströme können als Wärmequelle in ähnlichen Raffinationsarbeitsweisen verwendet werden, wobei .
beide Cyclusströme bei ihrer Wiedereinführung in die Destillationskolonne 91 niedrigere Temperatur aufweisen.
Ein Teil der Cyclusölströme, vorzugsweise der leichte GyclusöIstrom, kann als Beschickung für
einen Hydrokracker verwendet werden.
Der mittels Separator 10 abgetrennte Katalysator wird nach unten ausserhalb des Steigers 8 über
Leitbleche 30 in ein Reaktorstandrohr 44 geführt. Dampf kann in das erste Gefäss 5 über Leitung 36 eingeführt
werden, dieser Dampf steigt ausserhalb des Steigers 8 in dem ersten Gefäss 5 im Segenstrom zum abwärts
fallenden verkokten Katalysator- auf« Dieser Dampf fluss
treibt Kohlenwasserstoffdampf von dem Katalysator ab,
wenn e-r im ersten Gefäss $ im Gegenstrom zum Katalysator
aufwärts geführt wird» Y@rbrauchter oder verkokter
,Katalysator, der das erste Gefäss 5 über das Heaktorstandrohr
44 verlässt, gelangt über eine Ausdehnungsrohrverbindung 42 uad eia Schieberventil 46 in einen
Eegenerator 3«
Luft tritt über eine Ansaugleitung 72 in ein
Luftgebläse 9 ein und wird unter Druck über Leitung 7M- in
Regenerator 3 eingeführt," indem die Luft mittels eines Regeneratorluftrostes 60 verteilt wird. Die
Luft unterstützt die Verbrennung innerhalb des Regenerators, indem der Kohlenstoff in Form von Koks
von dem "verbrauchten" Katalysator unter Bildung von "regeneriertem" Katalysator abgebrannt wird. Während
des Inbetriebsetzens.kann, wenn der .Katalysator sich
nahezu auf Raumtemperatur abgekühlt hat, ein Brennstoff in Erhitzer 76 verbrannt werden, um die, zum
Erreichen der Verbrennungstemperatur des auf dem verbrauchten Katalysator niedergeschlagenen Kohlenstoffs
notwendige Wärme zu ergeben. Wenn diese Temperatur einmal erreicht ist, werden grosse Wärmemengen
durch das Brennen des Kokses gebildet und der Erhitzer 76 muss nicht länger verwendet werden. Die
Verbrennungsprodukte, die als Abgas bezeichnet werden, wie Kohlendioxyd, Kohlenmonoxyd und Wasser
in Form von Dampf, werden von den Katalysatorteilchen mittels Separator 5^ getrennt und verlassen Regenerator
über eine Uberkopfleitung 58. Der Katalysator wird
zum unteren Teil des Regenerators über Tauchfüsse 56
zurückgeführt. Wasser und Dampf werden über Leitungen
82 bzw. 84- zwecks Abkühlung in den Regenerator 3 eingespritzt, jedoch nur bei abnormalen Bedingungen,
wenn in dem Regenerator übermässig hohe Temperaturen auftreten.
5098U/0917
Regenerierter Katalysator passiert ein Regeneratorstandrohr 26, eine Ausdehnungsrohrverbindung 24 und
ein Schieberventil 28, bevor er mit eingeführter Beschickung für die Einheit im Steiger bei Punkt 4
zusammentrifft. Dampf kann in die Ausdehnungsrohrverbindung 24 und das Schieberventil 28 während des
normalen Betriebs eingeführt werden, um zu verhindern, dass deren Tätigkeit aufgrund von Verstopfung durch
den Katalysator beeinträchtigt wird« Dampf kann ferner bei den Ausdehnungsrobrverbindungen 6 und 42 und dem
Schieberventil 46 eingeführt werden» Kleine Mengen an Dampf können ausserdem an verschiedenen Stellen für
Instrumente in dem Reaktor/Regenerator-Kreislauf eingeführt werden, um zu verhindern, dass die Instrumente
verstopft werden. Der bisher beschriebene Teil dieser spezifischen Anordnung zum Umwandlung von Kohlenwasserstoffen
ist für einen grosstechnischen Betrieb, wie er heute durchgeführt wird, typisch. Im vorangegangenen
Teil der Beschreibung wurde ausgeführt, dass der Katalysator bei verschiedenen Punkten des Systems
mit Dampf in Kontakt gebracht werden kann.
Frischer kristalliner ZSM-5-Zeolith-Katalysator
wird bei einem getrennten Reaktoreinlassteil 71 eines
zweiten Reaktors 7 über eine Leitung 12 eingeführt. Ein KohlenwasserstoffbeSchickungsstrom, auf den mittels
des ZSM-5-artigen Zeolithen eingewirkt werden soll, kann durch Leitung 16 geführt werden, und dann mit
dem ZSM-5-artigen Katalysator vereinigt werden. Die
einströmenden Kohlenwasserstoffzufuhrströme können in einem Wärmeaustauscher 64 erhitzt werden, in denen
der Kohlenwasserstoffstrom mittels eines Wärmeträgers,
der durch Leitung 66 fliesst, erhitzt werden. Ob dieses
509814/0917
Erhitzen notwendig ist oder nicht, hängt von dem Olefingehalt der Beschickung für diesen zweiten
Heaktor 7 ab· Olefine aromatisieren bei Kontakt mit
den ZSM-5-artigen Zeolithen exotherm, während die Aromatisierung von Paraffinen endotherm ist. Deshalb
hängt die Zufuhr von Wärme bei diesem zweiten Reaktor 7 von der Zufuhrzusammensetzung ab. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform besteht der Kohlenwasserstoffstrom, der mit dem ZSM-5-artigen Katalysator in Kontakt
gebracht wird, und dadurch aromatisiert wird, hauptsächlich aus aliphatischem Material und diese aliphatische
Beschickung wird auf eine !Temperatur von etwa 427 bis 593°C (800 bis 1100°F),einen Druck
zwischen etwa 1 und 10 Atmosphären und eine Raumgeschwindigkeit in Gewicht pro Stunde von etwa 1 bis
gebracht. Das Erhitzen kann unter Terwendung des Wärmeaustauschers 64 ausgeführt werden, indem als
Wärmeträger heisse Abgase aus Leitung 58 oder heisser
Katalysator aus dem Regenerator 3 oder Reaktor 5 verwendet werden können, oder dadurch, dass die aliphatische
Beschickung in einem Ofen (nicht gezeigt) erhitzt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein
Teil des Überkopfstroms 108 der Destillationskolonne 91 zum zweiten Reaktor 7 durch die Zufuhrleitung 16
geführt. Ein solcher Strom würde sowohl Kohlenwasserstoffprodukte im Siedebereieh aes Benzins sowie
leichtere enthalten, imd könnte mittels eines ZSM-5-artigen
Katalysators aromatisiert werden, wie dies vorstehend ausgeführt wurde«, Das gebildete, aromatische
Produkt könnte mit einem Teil oder der gesamten Menge
der leichten Gase der Leitung 108 (CL. ^cL weniger)
aus dem Auffanggefäss des Überkopfprodukts der
508814/0917
Destillationskolonne unter Yerwendung eines ZSM-5-artigen
Katalysators alkyliert werden. Solche Gase könnten vor ihrer Behandlung in dem zweiten Reaktor
7 komprimiert werden.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform könnte ein Teil oder die gesamte Menge des Überkopfprodukts
des Auffanggefässes 111 der Destillationskolonne, das in Leitung 108 geführt wird, in dem
zweiten Eeaktor 7 über einen ZSM-5-artigen Katalysator aromatisiert werden«
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können ein Teil oder die gesamte Menge der flüssigen
Benzsinbodenprodukte des Auffanggefässes 111 der
Destillationskolonne, die in Leitung 110 geführt werden, in dem aweiten Eeaktor über einem ZSM-5-artigen
Katalysator alkyliert werden.
Es .ist darauf hinzuweisen, dass es zahlreiche Raffinationsverfahrensströme gibt, die mit -einem
ZSM-5-artigen Katalysator in dem aweiten Reaktor 7 verarfoeit werden könnteno Die oben genannten stellen
nur Beispiele solcher Kohlenwasserstoffströme dar.
Ein Merkmal der Erfindung besteht in der Yerwendung eines zweiten Reaktors, der es gestattet, frischen
ZSM-5-artigen Katalysator darin zu verwenden, um auf diese Weise Produkt© von FCC-Einheiten durch
Alkylierung und/oder Aromatisierung aufzuarbeiten und zwar vor der Zugabe des verbrauchten ZSM-5-Katalysators
su dam FGG-Krackkatalysator zur Begeneration
und Verwendung in einem ersten Reaktor 8 zusammen alt dem fCO-Ixaekkatalysator»
Verschiedene Methoden sind gemäss der Erfindung vorsteilbar, um den ZSM-5-artigen Katalysator im
zweiten Reaktor 7 zurückzuhalten. Eine solche Methode besteht darin, den zweiten Reaktor so auszuführen,
dass sein Durchmesser im oberen Teil 73 wesentlich grosser als im unteren Teil 71 ist. Das Verhältnis
der Durchmesser kann so hoch wie etwa 5 ί 1 sein.
Dies führt zu einer Verringerung der Geschwindigkeit der Kohlenwasserstoffdämpfe und der ZSM-5-Katalysatorteilchen,
wodurch eine Trennung der Kohlenwasserstoff dämpf e von den schwereren ZSM-5~artigen Katalysatorteilchen
möglich wird. Eine andere Methode würde darin bestehen, einen Separator 78 mit einem Taucbfuss
80 im oberen Teil des Zweiten Reaktors 7 vorzusehen,
wodurch der ZSM-5~artige Katalysator Von
den Kohlenwasserstoffdämpfen getrennt wird, die über
Leitung 18 in den ersten Reaktor 5 geführt werden, und daher durch den Separator 10 und in die Überkopfleitung
20.
Schliesslich können die Betriebsbedingungen des zweiten Reaktors 7 verwendet werden, um die Zeit, die
der ZSM-5-artige Katalysator in dem Reaktor verbleibt, zu beherrschen. Die Temperatur, der Druck und die
Kontaktzeit zwischen ZSM-5-artigem Katalysator und KohlenwasserstoffbeSchickung können verwendet werden,
um festzulegen, wie lange der ZSM-5-artige Katalysator in dem zweiten Reaktor 7.verbleiben soll. Die Arbeitsbedingungen
für verschiedene bevorzugte Ausführungsformen sind vorstehend genannt worden. '
509814/0917
Es wird ein Punkt erreicht, bei dem die Aktivität des ZSM-5-artigen Katalysators aufgrund der Ablagerung
von Koks auf dem Katalysator oder auf andere Weise abzufallen beginnt. Die Arbeitsbedingungen und/oder
mechanische Einrichtungen können so geregelt werden, dass eine Menge an verbrauchtem ZSM-5-artigem
Katalysator aus dem zweiten Reaktor 7 über die Überkopf leitung 18 abgeführt wird und in das erste Gefäss
5 geführt wird, wo sie mit dem Faujasit-Katalysator gemischt wird und dann in den Regenerator 3 geführt
wird, wo auch der ZSM-5-artige Katalysator regeneriert
wird. Die Mischung aus ZSM-5- und PCG-Katalysator
tritt in den ersten Reaktor 8 ein, wo. beide zur Umsetzung des über eine Leitung 2 dem ersten Reaktor
zugeführten Beschickungsmaterials verwendet werden. Die Menge an ZSM-5-artigem Katalysator, die aufgrund
der Koksablagerung aus dem zweiten Reaktor 7 verloren geht, wird durch frischen ZSM-5-artigen Katalysator
über Leitung 12 ersetzt. Dieses Auffüllen mit frischem ZSM-5-artigem Katalysator über Leitung 12 kann so
hoch wie 100% pro Tag sein, und zwar in Abhängigkeit von der, durch die Betriebsbedingungen im Gefäss
erhaltenen Raumgeschwindigkeit.
Die Verwendung des zweiten Reaktors 7 gestattet die Verwendung des frischen ZSM-5-artigen Katalysators
zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, wobei dessen Kontakt mit Dampf vermieden wird, der den Katalysator
bis zu einem gewissen Ausmass desaktiviert, bis der ZSM-^artige Katalysator aufgrund von auf seiner
Oberfläche abgelagertem Kohlenstoff inaktiviert wird.
509814/0917
Claims (14)
- Patentansprüchei. Verfahren zur Umwandlung von Gasöl in Benzin, bei dem das Gasöltnfcer Bildung eines, eine Benzinfraktion enthaltenden Produkts in Kontakt mit einem Krackkatalysator gekrackt wird, und wenigstens ein Teil des gekrackten Produkts mit einem ZSM-5-sa?tigen Zeolithen in Kontakt gebracht wird, um den Gehalt an Aromaten zu erhöhen, oder den Benzinanteil zu alkylieren, und damit die Oktanzahl zu erhöhen, dadurch gekennzeichnet, dass man das gekrackte Produkt nur mit frischem ZSM-5-artigen Zeolith in Kontakt bringt, verbrauchten Krackkatalysator und verbrauchten ZSM-5-artigen Zeolithkatalysator vereinigt, den vereinigten Katalysator regeneriert und mit der regenerierten Katalysatormischung krackt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gekrackte Produkt hauptsächlich aus aliphatischen Material besteht und die Aromatisierung bei einer Temperatur zwischen etwa 316°C und 5930C (600°l und 11000F), einem Druck von 1 bis 10 Atmosphären und einer Raumgeschwindigkeit in Gewicht pro Stunde von etwa 0,1 bis 80 durchgeführt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das aliphatische Haterial hauptsächlich olefinisch ist.S0S814/0917
- 4-. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gekrackte Produkt hauptsächlich aus C^ und leichteren Kohlenwasserstoffen besteht.
- 5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gekrackte Produkt hauptsächlich aus C ,--Kohlenwasserstoff en bis Kohlenwasserstoffen mit einem Siedepunkt von 2040G (40O0P) besteht.
- 6. Verfahren nach einem der·Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des gekrackten Produkts hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen mit einem Siedepunkt unterhalb 2040C (4000S1) besteht.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkylierung bei einer Temperatur zwischen etwa 37,80O und 3710C (100 und 7000P), einem Druck zwischen etwa 1 und 10 Atmosphären und einer Eaumgeschwindigkeit in. Gewicht pro Stunde von etwa 0,1' bis 20j mit oder ohne zugesetztem Wasserstoff durchgeführt wird«,
- 8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 7» dadurch gekennzeichnet s dass das gekrackte Produkt hauptsächlich aus paraffinischen Fragmenten und aromatischen Kohlenwasserstoffen· mit Ringstruktur besteht»509814/0917
- 9- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ferner Wärme von den vereinigten , regenertierten Katalysatoren übertragen wird, und damit die Aromatisierungs- oder Alkylierungstemperatur erhalten wird.
- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ferner Wärme von den vereinigten, verbrauchten Katalysatoren übertragen wird, und dadurch die Aromatisierungs- oder Alkylierunge temperatur erreicht wird.
- 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ferner Wärme von dem bei der Regeneration gebildeten Abgas übertragen wird und dadurch die Aromatisierungs- oder Alkylierungstemperatur erreicht wird.
- 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kracken ferner in einer ersten Reaktionszone und das Aromatisieren oder Alkylieren in einer zweiten Reaktionszone durchgeführt wird, wobei der frische ZSM-5-artige Zeolith in dem zweiten Reaktor gehalten wird, bis der Zeolith desaktiviert ist.
- 13- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung durch Zentrifugaltrennung des50981 4/0917ZSM-5-artigen Katalysators von dem Aromatisierungs- oder Alkylierungsprodukt der zweiten Reaktionszone erreicht wird.
- 14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung durch Verringerung der Geschwindigkeit des ZSM-5-artigen Katalysators und des Aromatisierungs- oder Alkylierungsprodukts der zweiten Reaktionszone mittels Vergrösserung des Volumens eines Abscheideteils des Reaktor erreicht wird.509814/0917
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US402237A US3907663A (en) | 1973-10-01 | 1973-10-01 | Conversion of hydrocarbons |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2446592A1 true DE2446592A1 (de) | 1975-04-03 |
DE2446592C2 DE2446592C2 (de) | 1987-06-19 |
Family
ID=23591095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742446592 Granted DE2446592A1 (de) | 1973-10-01 | 1974-09-30 | Verfahren zur umwandlung von kohlenwasserstoffen |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3907663A (de) |
JP (1) | JPS5834517B2 (de) |
CA (1) | CA1029676A (de) |
DE (1) | DE2446592A1 (de) |
FR (1) | FR2245755B1 (de) |
GB (1) | GB1477657A (de) |
IT (1) | IT1022461B (de) |
NL (1) | NL178796C (de) |
ZA (1) | ZA742918B (de) |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4032432A (en) * | 1975-08-28 | 1977-06-28 | Mobil Oil Corporation | Conversions of hydrocarbons |
US4150062A (en) * | 1976-12-20 | 1979-04-17 | Mobil Oil Corporation | Light olefin processing |
US4276151A (en) * | 1979-10-19 | 1981-06-30 | Mobil Oil Corporation | Novel reforming catalysts |
US4463209A (en) * | 1980-02-14 | 1984-07-31 | Mobil Oil Corporation | Aromatics processing |
US4746762A (en) * | 1985-01-17 | 1988-05-24 | Mobil Oil Corporation | Upgrading light olefins in a turbulent fluidized catalyst bed reactor |
US4606810A (en) * | 1985-04-08 | 1986-08-19 | Mobil Oil Corporation | FCC processing scheme with multiple risers |
US4899014A (en) * | 1985-05-14 | 1990-02-06 | Avidan Amos A | Upgrading propene-ethene mixtures in a turbulent fluidized catalyst bed reactor |
ZA861382B (en) * | 1986-02-24 | 1987-10-28 | Mobil Oil Corp | Process for improving the octane number of cracked gasolines |
US4865718A (en) * | 1986-09-03 | 1989-09-12 | Mobil Oil Corporation | Maximizing distillate production in a fluid catalytic cracking operation employing a mixed catalyst system |
US4830728A (en) * | 1986-09-03 | 1989-05-16 | Mobil Oil Corporation | Upgrading naphtha in a multiple riser fluid catalytic cracking operation employing a catalyst mixture |
JPS6384632A (ja) * | 1986-09-03 | 1988-04-15 | モービル・オイル・コーポレイション | 流動接触分解方法 |
US4822477A (en) * | 1987-06-11 | 1989-04-18 | Mobil Oil Corporation | Integrated process for gasoline production |
AU595706B2 (en) * | 1987-06-11 | 1990-04-05 | Mobil Oil Corporation | Integrated process for gasoline production |
US4874503A (en) * | 1988-01-15 | 1989-10-17 | Mobil Oil Corporation | Multiple riser fluidized catalytic cracking process employing a mixed catalyst |
US4840928A (en) * | 1988-01-19 | 1989-06-20 | Mobil Oil Corporation | Conversion of alkanes to alkylenes in an external catalyst cooler for the regenerator of a FCC unit |
US4859308A (en) * | 1988-01-19 | 1989-08-22 | Mobil Oil Corporation | Two-stage process for conversion of alkanes to gasoline |
US4912273A (en) * | 1988-01-19 | 1990-03-27 | Mobil Oil Corp. | Production of aromatic hydrocarbons from alkanes |
US4966680A (en) * | 1988-05-31 | 1990-10-30 | Mobil Oil Corporation | Integrated catalytic cracking process with light olefin upgrading |
US4950387A (en) * | 1988-10-21 | 1990-08-21 | Mobil Oil Corp. | Upgrading of cracking gasoline |
US5012026A (en) * | 1989-02-14 | 1991-04-30 | Mobil Oil Corp. | Turbulent fluid bed paraffin conversion process |
US4981574A (en) * | 1989-03-14 | 1991-01-01 | Mobil Oil Corporation | Dewaxing process |
US4992607A (en) * | 1989-03-20 | 1991-02-12 | Mobil Oil Corporation | Petroleum refinery process and apparatus for the production of alkyl aromatic hydrocarbons from fuel gas and catalytic reformate |
US5000837A (en) * | 1989-04-17 | 1991-03-19 | Mobil Oil Corporation | Multistage integrated process for upgrading olefins |
US20040158113A1 (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-12 | Girish Srinivas | Catalysts and process for converting fuel gases to gasoline |
US8702971B2 (en) * | 2010-03-31 | 2014-04-22 | Uop Llc | Process and apparatus for alkylating and hydrogenating a light cycle oil |
CN102212382B (zh) * | 2010-04-07 | 2013-10-02 | 中国石油化工集团公司 | 一种催化裂化工艺与装置 |
CN102212385A (zh) * | 2010-04-07 | 2011-10-12 | 中国石油化工集团公司 | 一种改质汽油的方法和装置 |
WO2016030447A1 (en) | 2014-08-28 | 2016-03-03 | Sabic Global Technologies B.V. | Process for producing alkylated aromatic hydrocarbons from a mixed hydrocarbon feedstream |
CN109694294B (zh) * | 2017-10-20 | 2021-11-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 甲醇高效转化制芳烃的方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3758403A (en) * | 1970-10-06 | 1973-09-11 | Mobil Oil | Olites catalytic cracking of hydrocarbons with mixture of zsm-5 and other ze |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3380911A (en) * | 1966-02-15 | 1968-04-30 | Mobil Oil Corp | Method for converting hydrocarbons in two stages |
US3748251A (en) * | 1971-04-20 | 1973-07-24 | Mobil Oil Corp | Dual riser fluid catalytic cracking with zsm-5 zeolite |
US3760024A (en) * | 1971-06-16 | 1973-09-18 | Mobil Oil Corp | Preparation of aromatics |
US3756942A (en) * | 1972-05-17 | 1973-09-04 | Mobil Oil Corp | Process for the production of aromatic compounds |
JPS5034309A (de) * | 1973-07-11 | 1975-04-02 |
-
1973
- 1973-10-01 US US402237A patent/US3907663A/en not_active Expired - Lifetime
-
1974
- 1974-05-01 CA CA198,642A patent/CA1029676A/en not_active Expired
- 1974-05-07 ZA ZA00742918A patent/ZA742918B/xx unknown
- 1974-06-21 FR FR7421616A patent/FR2245755B1/fr not_active Expired
- 1974-06-25 JP JP49071971A patent/JPS5834517B2/ja not_active Expired
- 1974-09-30 DE DE19742446592 patent/DE2446592A1/de active Granted
- 1974-09-30 IT IT27893/74A patent/IT1022461B/it active
- 1974-09-30 GB GB4235474A patent/GB1477657A/en not_active Expired
- 1974-10-01 NL NLAANVRAGE7412986,A patent/NL178796C/xx not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3758403A (en) * | 1970-10-06 | 1973-09-11 | Mobil Oil | Olites catalytic cracking of hydrocarbons with mixture of zsm-5 and other ze |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2245755A1 (de) | 1975-04-25 |
IT1022461B (it) | 1978-03-20 |
ZA742918B (en) | 1975-12-31 |
AU7381074A (en) | 1976-04-01 |
FR2245755B1 (de) | 1977-10-07 |
CA1029676A (en) | 1978-04-18 |
NL178796C (nl) | 1986-05-16 |
JPS5062203A (de) | 1975-05-28 |
JPS5834517B2 (ja) | 1983-07-27 |
GB1477657A (en) | 1977-06-22 |
US3907663A (en) | 1975-09-23 |
NL7412986A (nl) | 1975-04-03 |
NL178796B (nl) | 1985-12-16 |
DE2446592C2 (de) | 1987-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2446592A1 (de) | Verfahren zur umwandlung von kohlenwasserstoffen | |
DE69122254T2 (de) | Verfahren zur steuerung der mehrstufigen katalysatorregenerierung mit mit partieller co-verbrennung | |
DE69018191T2 (de) | Qualitätserhöhung von leichtem olefinischen Heizgas in einem Reaktor mit fluidisiertem Katalysator sowie Regenerierung des Katalysators. | |
US4090948A (en) | Catalytic cracking process | |
CA1183796A (en) | Homogenization of water and reduced crude | |
US3886060A (en) | Method for catalytic cracking of residual oils | |
DE2031448A1 (de) | Verfahren zum Spalten von zu Benzin spaltbaren Kohlenwasserstoffen | |
CA1156591A (en) | Method for two stage catalyst regeneration | |
US7601254B2 (en) | Integrated fluid catalytic cracking process | |
DE2832808A1 (de) | Verfahren zur regeneration eines katalysators fuer das katalytische kracken bzw. zur erhitzung und teilweisen umwandlung von koksteilchen und apparatur fuer diese verfahren | |
DE68915258T2 (de) | Verfahren zur katalytischen Oligomerisierung von Olefinen. | |
DE3879401T2 (de) | Verfahren zur herstellung von kohlenwasserstoffen aus olefinen in einer reaktorenreihe. | |
DE69113046T2 (de) | Regelverfahren für mehrstufige katalysatorregenerierung mit vollständiger, dann partieller co-verbrennung. | |
DE69108557T2 (de) | Verfahren und apparat zur dehydrogenierung von alkanen. | |
DE2419436A1 (de) | Verfahren zur herstellung von olefinisch-ungesaettigten kohlenwasserstoffen | |
DE2557861A1 (de) | Verfahren zum regenerieren eines crackkatalysators | |
DE69007649T2 (de) | Verfahren zur katalytischen Krackung von Kohlenwasserstoffen. | |
DE2838297A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur kohlenwasserstoffumwandlung und katalysator-regenerierung | |
DE68914291T2 (de) | Verfahren und einrichtung zum dampfkracken von kohlenwasserstoffen in der wirbelschichtphase. | |
DE69111041T2 (de) | Verfahren und Apparat für das katalytische Kracken von Schweröl. | |
GB2063294A (en) | High metal carbo-metallic oil conversion | |
DE2256276B2 (de) | Cyclisches, kontinuierliches verfahren zum katalytischen cracken von erdoelkohlenwasserstoffen in fluider phase unter katalysatorregenerierung | |
DE69708491T2 (de) | Regenerierung von verbrauchtem FCC-Katalysator | |
US2663675A (en) | Conversion of hydrocarbon oils | |
US3799864A (en) | Fluid catalytic cracking process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: KOHLER, M., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 80 |
|
8125 | Change of the main classification |
Ipc: C10G 69/10 |
|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: GLAESER, J., DIPL.-ING., 2000 HAMBURG HILTL, E., D |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition |