DE2452936B2

DE2452936B2 - Verfahren zum Fließkontakt

Info

Publication number: DE2452936B2
Application number: DE19742452936
Authority: DE
Inventors: Naomasa Yokohama Kanagawa Asano; Takeshi Sagamihara Kanda; Yutaka Tokio Oguchi; Hiroo Kawasaki Takeda
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1973-11-07
Filing date: 1974-11-07
Publication date: 1979-05-31
Also published as: DE2452936C3; GB1492182A; DE2452936A1; CA1039477A; NL7414526A

Description

Un< U,< 12,0 (cm/sec)
0<£/_<r<8,0(cm/sec)

worin Ui die scheinbare Flüssigkeitsgeschwindigkeit in der Kontaktzone, bezogen auf den Leer-Querschnitt des Reaktors ist, U_g die scheinbare Gasgeschwindigkeit in der Kontaktzone, bezogen auf den Leer-Querschnitt des Reaktors, ist, und Un die minimale Fließgeschwindigkeit der Feststoffteilchen, bewirkt durch die Flüssigkeit, ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fließkontakt durch Kontaktieren einer Flüssigkeit, bestehend aus einer Flüssigkeit oder einer Mischung einer Flüssigkeit und eines Gases in inniger Weise mit Fssistoffteilchen in einem Reaktionsgefäß gemäß den Patentansprüchen.

Dabei werden die Flüssigkeit oder eine Mischung einer Flüssigkeit und eines Gases im folgenden vereinfachend als »Flüssigkeil« bezeichnet.

Es wurden viele Vorschläge unterbreitet, einen Kontakt einer Flüssigkeit oder einer Mischung einer Flüssigkeit und eines Gases mit festen Teilchen herbeizuführen. Diese Vorschläge wurden beispielsweise in den JP-OS 26 105/68 und 29 162/72 gemacht. Die IP-OS 26 105/68 lehrt, daß bei Einbringen von festen Teilchen in ein Kontaktgefäß und Einbringen einer Flüssigkeit in das Gefäß von seinem unteren Teil her, sich die Schicht von festen Teilchen von ihrem ursprünglichen gepackten Zustund ausbreitet bzw. expandiert und die festen Teilchen eine beträchtliche Bewegung eingehen und sich wie eine Flüssigkeit verhalten. Das Fließbett wird gewöhnlich in Abhängigkeit von dem spezifischen Gewicht der Teilchen, ihrer Größe, der Menge der akkomodierten Teilchen und der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit gebildet Darüber hinaus zieht die JP-OS 29 162/72 die Verbesserung des

ίο Kontakts zwischen einer Flüssigkeit und festen Teilchen durch Schaffung eines inneren zylindrischen Körpers innerhalb eines Kontaktgefäßes und regelmäßiges Zirkulieren der festen Teilchen auf diese Weise in Betracht

i: Das Kontaktieren einer Flüssigkeit mit festen Teilchen unter Anwendung von Fließbetten, wie vorstehend erwähnt, stellt einen überlegenen Vorteil dar, da hierdurch ein inniger und gleichmäßiger Kontakt sichergestellt wird. Darüber hinaus können bei Methoden dieser Art die festen Teilchen ausgetauscht werden, während der Kontakt von der Flüssigkeit und den festen Teilchen weitergeführt wird. Dies stellt ein Charakteristikum dar, das bei Festbettmethoden nicht vorliegt Jedoch wird der Fließzustand der festen Teilchen im wesentlichen durch die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit bestimmt, da die Fließbettmethode im allgemeinen die Einführung einer Flüssigkeit vom unteren Teil eines Kontaktgefäßes her. Kontaktieren der festen Teilchen mit der Flüssigkeit, während die festen

jo Teilchen im Fließzustand gehalten werden, innerhalb des Kontaktgefäßes und anschließend Abziehen der Flüssigkeit aus dem Gefäß umfaßt. Ist die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit zu gering, so können die festen Teilchen nicht in einen gleichförmigen Fließzu-

r> stand übergeführt werden und der Kontakt ist daher ungleichmäßig. Überschreitet darüber hinaus die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit eine gewisse Grenze, so wird die Stabilität des Fließbetts rasch zerstört und die festen Teilchen fließen aus dem .System, wobei sie von der Flüssigkeit getragen werden. Insbesondere wenn die Flüssigkeit Blasen enthält, tritt eine Wechselwirkung zwischen den Grenzflächen der Blasen und den festen Teilchen ein und die Blasen ziehen die festen Teilchen unabhängig von der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit mit sich, so daß das Fließbett sehr instabil wird.

Im allgemeinen ist der Oberflächenkontakt um so größer, je geringer die Größe der festen Teilchen ist und der Kontakt zwischen den festen Teilchen und einer Flüssigkeit wird um so inniger, jedoch besteht eine

in größere Tendenz, daß die festen Teilchen aus dem Kontaktgefäß herausfließen. In einem derartigen Falle werden Maßnahmen getroffen, um die festen Teilchen als eine Aufschlämmung in der zu behandelnden Flüssigkeit zu beschicken, die festen Teilchen als Aufschlämmung in der Flüssigkeit abzuziehen und die Flüssigkeit in einem Trenngefäß stehenzulassen, um dadurch die festen Teilchen aus der Flüssigkeit abzuscheiden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Ausschaltung der Nachteile der bekannten Fließbette und die Schaffung eines Verfahrens für einen Fließkontakt, worin feste Teilchen in einem dichten Fließzustand mit sehr guter Stabilität gehalten werden können und der Abfluß der festen Teilchen aus dem Kontaktgefäß auf ein Minimum reduziert wird.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Kontaktieren einer Flüssigkeit oder einer Mischung aus einer Flüssigkeit und einem Gas mit Feststoffteilchen im

Fließbett, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Bett aus porösen Füllkörpern in mindestens einem Teil der Kontaktzone bildet, die Feststoffteilchen dem unteren Teil der Kontaktzone zuführt, die Flüssigkeit bzw. die Mischung aus Flüssigkeit und Gas am Boden des Kontaktgefäßes unter Ausbildung der Hießbettschicht der festen Teilchen einleitet und die Flüssigkeit bzw. die Mischung aus Flüssigkeit und Gas, die in Kontakt gehracht worden ist, am oberen Teil des Kontaktgefäßes abzieht, wobei das Verhältnis des scheinbaren Volumens des porösen Füllkörperbetts zum tatsächlichen Volumen der porösen Füllkörper mindestens 13 beträgt und das Verhältnis des durchschnittlichen Porendurchmessers der Poren der porösen Füllkörper zum durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Feststoffteilchen 1,1 bis 10,0 beträgt.

Es ist wünschenswert, daß das obere Ende des vorstehend erwähnten Fließbetts innerhalb des porösen Füllkörperbetts vorliegt Das vorstehend erwähnte poröse Füllkörperbett kann über die gesamte Kontaktzone gebildet werden. Jedoch wird es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindi-.igsgemäßen Verfahrens lediglich am oberen Teil der Kontaktzone gebildet, in welchem Falle das Verhältnis von Länge der Kontaktzone zu der des porösen Füllkörperbetts im Bereich von 1,5 bis 5,0, vorzugsweise von 2,0 bis 4,0 liegt

Fig. I stellt einen vereinfachten Querschnitt eines Beispiels für ein erfindungsgemäß verwendetes Kontaktgefäß dar, worin ein poröses Füllkörperbett über die gesamte Kontaktzone gebildet wird; χι

Fig.2 ist ein vereinfachter Querschnitt eines weiteren Beispiels für ein erfindungsgemäß verwendetes Kontaktgefäß, in dem ein poröses Füllkörperbett lediglich im oberen Teil der Kontaktfläche bzw. Kontaktzone gebildet wird, und r>

Fig.3 stellt einen porösen Raschig-Ring als ein Beispiel für ein erfindungsgemäß verwendbares poröses Füllkörpermaterial dar.

Das erfindungsgemäß zur Bildung eines Füllkörperbetts verv endete Material muß porös sein. Beispielsweise wird ein poröses bogenförmiges bzw. blattförmiges Material, das eine Anzahl geringer Poren aufweist oder ein Netz mit einer geeigneten Maschengröße zu einem kleinen Gegenstand mit geeigneter Größe geformt und eine Anzahl solcher kleiner Körper wird als poriises Füllmaterial erfindui.gsgemäß verwendet Der in F i g. 3 veranschaulichte poröse Raschig-Ring stellt ein bevorzugtes poröses Füllmaterial gemäß der Erfindung dar.

Die erfindungsgeriräßen Füllkörper können jede gewünschte Form, wie eine zylindrische, ringförmige, netzartige, spulenförmige oder sternförmige Form aufweisen. Das Material für die porösen Füllkörper kann jedes geeignete nach den Kontaktbedingungen zu wählende Material sein. Beispiele für das Material sind wärmebeständige bzw. feuerfeste anorganische Substanzen, wie Metalle, Porzellanton, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder Magnesiumoxid und polymere Verbindungen, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid oder Polytetrafluorethylen. bo

Der hier verwendete Ausdruck »Kontaktzone« bezeichnet eine Zone, worin der Fließkontakt einer Flüssigkeit mit festen Teilchen bewirkt wird. In den in den Fig. I und 2 gezeigten Kontaktgefäßen sind die hier als Kontaktzonen bezeichneten Zonen die Zonen mit der Länge L

Die Länge des porö en Füllkörperbetts der F i g. 1 ist der Länge Lgleich und in F i g. 2 beträgt sie L₁.

Der Ausdruck »tatsächliches Volumen einer porösen Füllung«, wie er hier verwendet wird, bezeichne; das Volumen, das lediglich von dem porösen erfindungsgemäß verwendeten Füllkörpermaterial eingenommen wird. Andererseits wird das Volumen, das von einem geometrischen Umriß des Füllmaierials eingenommen wird, in der vorliegenden Beschreibung als das »Schüttvolumen eines Füllmaterials« bezeichnet.

Dies wird unter Bezugnahme auf den als Beispiel in Fig.3 gezeigten porösen Raschig-Ring speziell erläutert Das »tatsächliche Volumen des porösen Füllmaterials« ist dabei das Volumen, das lediglich durch das poröse bogenförmige Material eingenommen wird, das den porösen Raschig-Ring bildet und das »Schüttvolumen des Füllmaterials« ist gleich dem Volumen eines Zylinders, der einen Umriß des Raschig-Rings einnimmt (wobei das Volumen nfih ist, 'vorin r der äußere Durchmesser des Zylinders und h seine Höhe ist).

Der hier verwendete Ausdruck »von einem porösen Füllkörperbett eingenommenes scheinbares Volumen« bezeichnet das Volumen, das irr: Raum von einem porösen Füllkörperbett als Resultat der Einfüllung eines porösen Füllkörpermaterials gebildet wird. Dieses Volumen entspricht der Gesamtsumme des Schüttvolumens der gesamten Füllkörperstücke und des Volumens des Raums zwischen benachbarten Füllkörperstücken. Das durch ein poröses Füllkörperbett eingenommene scheinbare Volumen beträgt in Fig. 1 nlA D¹L und in F i g. 2 πΙΑ D²Lj. D ist der innere Durchmesser des Kontaktgefäßes (zylindrisch).

Der hier verwendete Ausdruck »mittlerer bzw. durchschnittlicher Porendurchmesser eines porösen Füllkörpermaierials« ist ein Maß für die Größe der Poren des porösen Füllkörpermaterials und als Durchmesser eines Kreises definiert, der eine Fläche aufweist, die einem mittleren bzw. durchschnittlichen Wert der Flächen des porösen Füllmaterials gleich ist. Ist das poröse Füllkörpermaterial ein Raschig-Ring, hergestellt aus einem porösen bogenförmigen Material, wie in F i g. 3 dargestellt, so sollte die durchschnittliche Fläche d.-T Poren lediglich auf der Basis der Flächen der auf dem porösen Bogen als Material geschaffenen Poren berechnet werden und die Flächen der oberen und unteren Oberflächen des zylindrischen Raschig-Rings sollten in diese Berechnung nicht mitei,ibezogen werden. In gleicher Weise sollten die durchschnittlichen Porenflächen, falls das poröse Füllkörpermaterial aus einem Netz gebildet wird, lediglich aus den Flächen der Netzmaschen berechnet werden. Ist das erfindungsgemäß verwendete poröse Füllkörpermaterial ein spiralförmiges Füllkörpermalerial, so ist der Raum zwischen den die Spirale bildenden drahtartigen Materialien als Pore des porösen Füllkörpermaterials zu betrachten und der durchschnittliche Porendurchmesser wird als ein durchschnittlicher Wert der Flächen dieser Säume definiert.

Die mit den Flüssigkeiten erfindungsgemäß zu kontaktierenden festen Teilchen nehmen verschiedene Formen ein, be'opielsweise Sphären bzw. KUgelchen oder Pellets, oder zylindrische Formen (im Falle von extrusicnsgeformten festen Teilchen).

In Anbetracht hiervon wird der hier verwendete Ausdruck »mittlerer bzw. durchschnittlicher Teilchendurchmesser der festen Teilchen« als ein Maß für die durchschnittliche üröße der Teilchen unabhängig von ihrer Form betrachtet und als Durchmesser einer Kugel mit einem Volumen, das dem mittleren bzw. durchschnittlichen Volumen der festen Teilchen gleich ist.

definiert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde nun gefunden, daß, falls das Verhältnis von scheinbarem Volumen, das von einem porösen Füllkörperbett angenommen wird, zum tatsächlichen Volumen eines -, porösen Füllkörpermaterials auf mindestens 1,3 eingestellt wird und das Verhältnis des durchschnittlichen Porendurchmessers der Poren der porösen Füllkörper zu dem durchschnittlichen Teilchendurchmesser der festen Teilchen auf 1,1 — 10,0 beim Verfahren zur in Kontaktierung einer Flüssigkeit mit festen Teilchen durch Bildung eines Fließbetts der festen Teilchen in dem porösen Füllkörperbett eingestellt wird, das in mindestens einem Teil einer Kontaktzone gebildet wird, die Bewegung der festen Teilchen in geeigneter Weise ι-, gesteuert wetden kann, so daß der Kontakt zwischen der flüssigkeit und den festen Teilchen sehr gleichmäßig und stabil beibehalten wird und der Abfluß der fcSicH TciicncM düS uciVi Künidkigciäu aiii cii't mnnillUMl

herabgesetzt wird. >n

Das herausragendc Merkmal der erfindungsgemäßen Kontaktmethode im Vergleich mit üblichen Kontaktmethoden unter Anwendung von Fließbetten liegt darin, daß die Expansion der festen Teilchen auf ein sehr geringes Ausmaß vermindert werden kann und daher _>-, die Konzentration der festen Teilchen erhöht werden kann. Die Anhebung der Konzentration der festen Teilchen ist von größter Bedeutung bei Umsetzungen und in der chemischen Technik und führt zu einem vorteilhaften Kontakt zwischen Flüssigkeiten und κι festen Teilchen. Da die Expansion der festen Teilchen gleichmäßig und betrachtlich vermindert werden kann, fließen die festen Teilchen kaum aus dem Kontaktgcfäß aus und es ist keine spezielle Ausrüstung zur Abtrennung und Sammlung der festen Teilchen r> notwendig.

Hin weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung tritt zu Tage, wenn cm Gas in Form von Gasblasen beim Kontakt einer Mischung einer Flüssigkeit und des Gases mn festen Teilchen vorhanden ist. Bei üblichen m Kontaktierverfahren unter Anwendung von Fließbetten wenden Blasen nicht gleichmäßig verteilt, sondern neigen zur Ansammlung im Zentralteil der Kontaktzone. Als ein Ergebnis hiervon wachsen die ursprünglich in das Kontaktgefäß eingeh, achten feinen Blasen zu π großen Blasen an. wegen der Sammlung im Zentralteil und steigen als große Blasen in die Kontaktzone auf. Wachsen Blasen zu starken Größen an. so wird ein gleichmäßiger Kontakt von Flüssigkeit-Gas-Festteilchen weitgehend beeinträchtigt und die festen Teilchen y> besitzen eher <^ie Neigung, aus dem Kontaktgefäß wegen der Adsorption an und Mitschleppung durch die Blasen abzufließen. Im Gegensatz hierzu werden beim erfindungsgemäßen Verfahren die Blasen gleichmäßig und fein in der Kontaktzone verteilt und die Neigung, sich im Zentralteil zu sammeln, kann völlig verhindert werden. Folglich wachsen die Blasen nicht zu großen Größen wie bei üblichen Verfahren an, sondern es kann ein gleichmäßiger Kontakt der Blasen in den festen Teilchen erzielt werden und es können verschiedene wi Nachteile völlig vermieden werden, die sich durch die feste Adsorption der festen Teilchen an die Blasen ergeben.

Dementsprechend erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren einen wesentlich gleichmäßigeren Kontakt zwischen Flüssigkeiten und festen Teilchen als die üblichen Kontaktmethoden. Hinsichtlich der Tatsache, daß. falls eine Flüssigkeit Blasen enthält, ein gleichmäßiger Kontakt der flüssigkeit mit festen Teilchen und die Abtrennung der festen Teilchen bei üblichen Verfahren sehr schwierig sind, stellt das crfindungsgemäße Verfahren ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Kontakt einer Flüssigkeit eines Gases und von festen Teilchen und zu ihrer Trennung dar.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren beträgt das Verhältnis des von dem porösen Füllkörperbett eingenommenen scheinbaren Volumens zu dem tatsächlichen Volumen des porösen Füllkörpermaterials mindestens IJ. Liegt dieses Verhältnis unter 1,3, so wird die Fließbettbildung der festen Teilchen instabil und die festen Teilchen können nicht in einem guten Hiiidat/ustand gehalten werden. Darüber hinaus wird das laisächliche Volumen der porösen Füllkörper in dem porösen F'üHkörperbclt zu groß und folglich wird der effektive Kontaktraum sehr stark vermindert. Wird das poröse Füllkörpermaterial aus einem Drahtnetz, hergesiuiii, so kann das Verhältnis des von dem [Kirösen Füllkörperbett eingenommenen scheinbaren Volumens zu dem tatsächlichen Volumen des porösen Füllkörpermatt ials sehr hoch sein und es kann ein filter Kontakt erzielt werden, selbst das Verhältnis sogar über 100 liegt, ledoch liegt das Verhältnis im Hinblick auf die Stärke des metallischen Materials wünschenswert nicht über 100. Sind die porösen Füllkörper aus einem feuerfesten Material, wie Porzcllanton bzw. Porzellanerde 1. Jcr Kaolin oder einer polymeren Verbindung hergestellt, so liegt das Verhältnis wünschenswert nicht über 50 im Hinblick auf die Stärke des porösen Füllkörpcrmaterials.

Hin zylindrisches Drahigcbildu kann auch als poröser Füllkörper gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden und in diesem Falle kann das Verhältnis von dem durch das poröse Füllkörperbett eingenommenen scheinbaren Volumen zum tatsächlichen Volumen der porösen Füllkörper in einem weiten Bereich zur Änderung des Durchmessers des Zylinders geändert werden, wobei das tatsächliche Volumen der Füllkörper unverändert bleibt. Eis hat sich jedoch gezeigt, daß, falls der Durchmesser des Zylinders zu stark erweitert wird, die Schüttdichte der Füllkörper zu groß wird für den Raum zwischen benachbarte ■ Füllkörperstücken, was den Fluß der Feststoffteilchen nachteilig beeinflußt. So ist es in einem derartigen Fall nicht erwünscht, daß das gesamte Schüitvolumen des Füllkörpermaterials in dem Füllkörperbett stark von dem gesamten Raum zwischen benachbarten Füllkörperstücken abweicht.

Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß notwendig, daß das Verhältnis von durchschnittlichen Porendurchmesser der Poren eines porösen FüllkörpermÄ.erials zum durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Feststoffteilchen im Bereich von 1,1 bis 10,0, vorzugsweise 13 bis 5.0, liegt. Liegt dieses Verhältnis unter !,I, so ist es für die Feststoffteilchen schwierig, sich frei durch die Poren des porösen Füllkörpermaterials zu bewegen und es kann keine gleichmäßige Fluidatbildung der festen Teilchen in dem Kontaktgefäß und der porösen Füllkörperschicht in dem oberen Teil des Kontaktgefäßes eingehalten werden. Überschreitet andererseits dieses Verhältnis 10,0, so wird die Wirkung der porösen Füllkörper zur Kontrolle bzw. Steuerung der Bewegung der festen Teilchen herabgesetzt und der gewünschte Fließzustand kann nicht erzielt werden, wodurch der Abfluß der festen Teilchen aus dem Kontaktgefäß nicht verhindert werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren sollte so durchgeführt werden, daß das obere Ende einer Schicht von

expandierten Feststoffteilchen innerhalb des porösen Füllkörperbetts bleibt. Steigt das obere Ende der Feststoffschicht über die obere Grenze des fluidisierlcn porösen Füllkörperbetts, so werden die festen Teilchen in unerwünschter Weise mit der Flüssigkeit mitgerissen.

Nach einer besonders bevorzugten AusfUhrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das poröse Fiillkorperbett lediglich im oberen Teil der Kontaktzone, wie in Fig.2 gezeigt, gebildet, und es wird kein Füllkörperbett im unteren Teil der Kontaktzonc aufgebaut. In diesem Falle ist das obere Ende eines Fließbetts der festen Teilchen gewöhnlich innerhalb des porösen Füllkörpcrbetts im oberen Teil vorhanden, jedoch sollte aus dem vorstehend aufgezeigten Grunde so gearbeitet werden, daß das obere F.ndc der fluidisieren Schicht nicht über das obere Ende des porösen Füllkörpcrbetts ansteigt.

Der Vorteil dieser Ausführungsforin liegt darin, daß ein wirksamer Raum zum Kontakt zwischen Feststoffteilchen und Flüssigkeiten in der Kontaktzone erhöht werden kann und die Konzentration der festen Teilchen in der Kontaktzone weiter angehoben werden kann. Jedoch sollte bei dieser Ausführiingsform das Verhältnis von Länge der Kontaktzonc zu der des porösen liillkörperbctts (in I i g. 2 ist dieses Verhältnis /. : L₁) im Bereich von 1,5 bis 5,0, vorzugsweise im Bereich von 2,0 bis 4,0, liegen. Ist dieses Verhältnis unter 1.5, so wird der effektive Kontaktraum innerhalb des Kontaktgefäßes auf einen engen Kontaktraum zwischen Feststoffteilchen und der Flüssigkeit vermindert. Liegt dieses Verhältnis andererseits über 5.0. so wird die Länge des porösen Füllkörpcrbctts geringer, die Einwirkung der porösen Füllkörper zur Steuerung der Bewegung der Feststoffteilchen wird vermindert, wodurch ein wirksamer Kontakt der Flüssigkeit mit den festen Teilchen vermindert wird und insbesondere, falls die Flüssigkeit ein Gas enthält, der Dispcrgiereffckt des Gases beträchtlich herabgesetzt.

Es ist erwünscht, daß der durchschnittliche Teilchendurchmesser der crfindungsgemäB verwendeten Feststoffteilchen gewöhnlich 0,1 bis 20.0 mm beträgt. Es ist auch erwünscht, daß das tatsächliche spezifische Gewicht der festen Teilchen 1.20 bis 8,00 beträgt und das scheinbare spezifische Gewicht 0.10 bis 2.00 beträgt.

Wird das poröse Füllkörperbett in im wesentlichen der gesamten Kontaktzone gebildet, so ist es erwünscht, das Verhältnis der Länge (L) des porösen Füllkörperbetts zu dem inneren Durchmesser (D) des Kontaktgefäßes (LJD) auf 3,0- 15,0 einzustellen. Wird das poröse Füllkörperbett lediglich im oberen Teil der Kon'.aktzonc gebildet, um den wirksamen Kontaktraum in der Kontaktzone zu vergrößern, so ist es erwünscht, daß das Verhältnis von Länge (Lj) des porösen Füllkörperbetts zu dem inneren Durchmesser (D) des Kontaktgefäßes (L₃/D)auf 1,0-5,0eingestellt wird.

Die Menge der in die Kontaktzone zu beschickenden Feststoffteilchen genügt der folgenden Beziehung:

L₁₁ ¹L = 0.10 0.70. vorzugsweise L₁IL = 0.20 (),«)!
L₁IL < 1.0. vorzugsweise L₁IL = OJ 0.9 j

L₁IL₁ = 1.1 -4.0, vorzugsweise L₁IL₁ = 1.1-25 (2)

worin L die Länge der Kontaktzone ist: L\ die Höhe einer Schicht von festen Teilchen für den Fall, daß diese stehend ist und Li die Höhe eines Fließbetts von festen Teilchen ist, wenn sie im Fließzustand vorliegen.

Das erfindungsgemäße Verfahren sollte in wünschenswerter Weise so durchgeführt werden, daß die folgenden Bedingungen eingehalten werden:

υ,, < U₁ < 12.0(cm/scc)
0 < U„ < 8.0 (cm/scc)

worin lh die scheinbare Fliissigkeitsgeschwindigkeit (bezogen auf den leeren Querschnitt des Reaktors) in der Kontaktzone ist, U_g die scheinbare Gasgeschwindigkeit (bezogen auf den leeren Querschnitt des Reaktors) in der Kontaktzone ist; und (//,die minimale lluklalgeschwindigkeit von festen Teilchen, bewirkt durch die Flüssigkeit ist.

Werden, in anderen Worten, die festen Teilchen in

r> Kontakt mit lediglich einer Flüssigkeit gebracht, so sollte das Verfahren in wünschenswerter Weise so durchgeführt werden, daß die Formel (3) eingehalten wird und werden feste Teilchen mit einer Mischung einer Flüssigkeit und eines Gases in Kontakt gebracht,

2» so sollte das Verfahren in wünschenswerter Weise so eingehalten werden, daß sowohl die Formel (3) und (4) eingehalten werden. Es ist noch wünschenswerter, das Verfahren so durchzuführen, daß folgende Beziehung eingehalten wird:

2.0 (cm/see) - I', ■" 6.0lern.'secI
0 < U₁, < 4.()(cm/sec)

«ι In dem porösen Füllkörperbett kann das poröse Füllmaterial entweder regelmäßig oder unregelmäßig eingefüllt werden, jedoch ist es bevorzugt, das poröse Material etwas unregelmäßig einzufüllen.

Zur Beschreibung weiterer Details der vorliegenden

π Erfindung wird eine spezielle Ausführungsform nachstehend in Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die eine Hydroentschwefelungsreaktion (Hydrodesulfurisierungsreaktion) umfaßt.

Dies soll jedoch keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung darstellen.

Fig. 1 zeigt ein Kontaktgefäß in dem ein poröses Füllkörperbett in im wesentlichen der gesamten Kontaktzone gebildet wird. Ein poröses Füllkörpcrmaterial 2 wird auf eine poröse Trägerplatte 5 (diese

4) Trägerplatte dient auch als Dispergierplatte) eines Kontakigpfäßes 1 mit einer zylindrischen Form (mit einem Innendurchmesser von D) gebracht, um dabei ein poröses Füllkörperbett 3 zu bilden. In Fig. 1 wird das poröse Füllkörperbett 2 zum besseren Verständnis lediglich im oberen und unteren Teil des porösen Füllkörperbetts 3 gezeigt. Tatsächlich jedoch sind die Füllkörperstücke 2 in gleichmäßiger Dichte in das Füllkörperbett 3 gefüllt, um das Füllkörperbett mit der Höhe L zu bilden. In diesem Falle ist das Füllkörperbett 3 im wesentlichen genau so groß wie dieKontaktzone 6 und die Länge der Kontaktzone 6 ist gleich L

Anschließend werden feste Teilchen (ein Entschwefelungskatalysator), die in Kontakt gebracht werden sollen, in den unteren Teil der Kontaktzone eingeführt.

(Die Feststoffteilchen sind nicht gezeigt.) Die Länge L\. die in F i g. 1 aufgeführt ist, bezeichnet die Höhe der Feststoffteilchen, wenn sie stehen, d. h. im Ruhezustand belassen werden. Die Flüssigkeit (Schweröl) wird in das Kontaktgefäß 1 durch ein Rohr 4 eingeleitet, fließt durch die Dispergierplatte 5 und tritt in die Kontaktzone 6 ein, wo sie in Kontakt mit den festen Teilchen tritt. Durch das Strömen dieser Flüssigkeit werden die Feststoffteilchen fluidisiert und hierdurch expandiert

sich die Schicht der Feststoffteilchen. In Fig. I stellt L₂ die Höhe der Schicht der Feststoffteilchen im Fließzustand dar. Anders ausgedrückt heißt dies, daß, falls sich die Feststoffteilchen im stationären Zustand befinden, die obige Grenze der Schicht der Feststoffteilchen bei der Höhe Li liegt, jedoch durch die Fluidatbildung auf die Höhe L₂ angshoben wird.

Obwohl die festen Teilchen fluidisiert werden und expandieren, kanti der Expansionsfaktor der Feststoffteilchen im Vergleich mit der Fluidatbildung von festen Teilchen in einem Fließbell, das keine porösen Füllkörper enthält, auf einem beträchtlich erniedrigten Niveau gehalten werdc-i;. In anderen Worten, hat das erfindungsgemäß verwendete poröse Füllkörperbett eine Steuerungswirkung auf den Fluß der festen Teilchen und als Ergebnis hiervon kann ein dichtes Fließbett von festen Teilchen durch das erfindungsgemäße Verfahren gebildet werden. Die zu behandelnde

Feststoffteilchen in der Kontaktzone 6 gebracht wurde, verläßt das Kontaktgefäß I durch ein Rohr 7. Wenn die Feststoffteilchen zersetzt sind, werden sie durch ein Rohr 8 abgezogen und frische Feststoffteilchen werden durch ein Rohr 9 eingeführt. In diesem Falle kann der Abzug und das Einbringen der Feststoffteilchen ohne Änderung der Flußgeschwindigkeit der Flüssigkeit durchgeführt werden. Dieser Arbeitsgang führt kaum zu Änderungen der Bedingungen für die Fließbettbildung.

Die F i g. 2 zeigt das gleiche Kontaktgefäß I wie in Fig. I, wobei jedoch das poröse Füllkörperbett 3 lediglich im oberen Teil der Kontaktzone 6 gebildet wird und kein poröses Füllkörpermaterial im unteren Teil der Kontaktzone 6 vorhanden ist. Bei dieser Ausführungsform wird das poröse Füllkörpermaterial auf eine Trägerplatte (Drahtnetz) 10 aufgebracht, die im oberen Teil der Kontaktzone angebracht ist, um ein poröses Füllkörperbet! mit der Höhe Lj zu bilden. In gleicher Weise wie in F i g. I wird eine Flüssigkeit durch das Rohr 4 in das Kontaktgefäß 1 eingeleitet, durchläuft die Dispergierplatte 5 und tritt in die Kontaktzone 6 zur ^r> Fluidatbildung der feste Teilchen (nicht gezeigt) ein, die auf der Dispergierplatte 5 gehalten werden. Da in dem unteren Teil der Kontaktzone 6 kein poröses Füllkörpermaterial vorhanden ist, ist der effektive Raum der für den Kontakt der Flüssigkeit mit den Feststoffteilchen

in ausgenutzt werden kann, größer als im Falle der Fig. 1. Die neue erfindungsgemäße Kontaktmethode kann auf verschiedene Verfahren angewendet werden, beispielsweise physikalische Behandlungen wie Absorption, Trocknung. Adsorption, Desorption oder Waschen

ii und chemische Behandlungen, wie Oxidation, Reduktion, Zersetzung, Polymerisation oder Hydratation, insbesondere auf die Isomerisierung, Dehyc'rogenierung, Reformierung oder Alkylierung von KohlenwasscrstOiicn Gocr iiüi uic ι lyvjncrüngSL/Ciiuriuiiingcri

-'ii davon, wie hydrierende Zersetzung, Hydrierung oder Hydroentschwefelung.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung.

Die Beispiele I bis 4 zeigen die Ergebnisse von

.'> Versuchen, die unter Anwendung eines Kontaktgefäßes durchgeführt wurden, in dem ein poröses Füllkörperbett in der gesamlen Kontaktzone gebildet war, und die Beispiele 5 bis 8 zeigen die Ergebnisse von Versuchen, die unter Anwendung eines Kontaktgefäßes durchge-

11) führt wurden, worin ein poröses Füllkörperbett lediglich im oberen Teil der Kontaktzone gebildet wurde.

Beispiel I

Dieses Beispiel wurde unter den in Tabelle I r> angegebenen Bedingungen unter Anwendung der in Fig. I gezeigten Alisrüstungsart durchgeführt.

Tabelle 1

Ausmaß des Kontaktgefäßes

Poröse Füllkörper
(Drahtnetz)

Feste Teilchen

Eigenschaften der Flüssigkeiten

Füllkörperbett

Höhe 200 cm, Durchmesser 10 cm

Material rostfreier Stahl, »18-8«, Größe 15 mm
(Durchmesser) x 15 mm (Höhe), Maschen 2,0 mm
X 2,0 mm; Drahtdicke 0,5 mm Durchmesser

Teilchen eines Co-Mo-Katalysators auf einem ">iliciumdioxid-Aluminiumoxidtrager; sphärisch mit
einem Durchmesser von 0,9 mm; tatsächliches spezifisches Gewicht 3,22

Flüssigkeit (Kerosin)

Dichte 0,783 g/cm³ (20 C)

Viskosität 1,28 x 10 '(g/cm see) (20 C)

Gas (N₂-GaS)

Dichte 1,165 X 10"^J (g/cm²) (20 C)

Viskosität 1,75 x KT⁴ (g/cm see) (20 C)

Höhe (Z.) des porösen Füllkörperbetts 80 cm; Höhe
(Z.|) der Schicht von festen Teilchen 30 cm; Verhältnis
von scheinbarem durch das poröse Füllkörperbett
eingenommenen Raum zu dem tatsächlichen Volumen der Füllkörper = 21,5; Verhältnis von durchschnittlichem Porendurchmesser des Füllkörpermaterials zu dem durchschnittlichen Durchmesser
der festen Teüchen = 2,22

uer Versuch wurde unter den vorstehenden Bedingungen durchgeführt während die Flüssigkeit mit einer scheinbaren Geschwindigkeit von 4,0cm/sec und das Gas (NrGas) mit einer scheinbaren Geschwindigkeit von l,0cm/sec eingeführt wurden. Der Expansionsfaktor der festen Teilchen konnte auf unter ZO vermindert

werden und der Fluidatzustand war sehr gleichmäßig. Keine festen Teilchen flössen aus dem KontaktgefäG.

Wurde der vorstehende Versuch ohne Anwendung der porösen Füllkörper durchgeführt, so stieg der Expansionsfaktor der festen Teilchen auf über 3,0 an. Die Menge der in dem Gas mitgeschleppten festen Teilchen betrug 5 Vol.-% und die Gas-Flüssigkeit-Feststoff-Abtrennung war schwierig. Anschließend flössen große Mengen der festen Teilchen aus dem Kontaktgefäö.

Die vorstehenden experimentellen Ergebnisse zeigen die Überlegenheit des erfindungsgciäßen Verfahrens.

Beispiel 2

Es wurde mit der gleichen Ausrüstung wie in Beispiel 1 unter den in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen gearbeitet.

Tabelle 2

Ausmaß des Konlaktgefaßes

Poröse Füllkörper
(zylindrische Form mit 4 Poren)

Feste Teilchen

Eigenschaften der Flüssigkeiten

Höhe 500 cm, Durchmesser 28,0 cm

Material rostfreier Stahl, »18-8«, Abmessung 15 mm
(Durchmesser) x 15 mm (Höhe), Dicke 1,(KJ mm.

,1 η ,

Teilchen eines Co-Mo-KaUilysators auf einem SiIi-

ciumdioxid-Aluminiumoxidträger, sphärisch mit

einem Durchmesser von 1,2 mm, tatsächliches spezifisches Gewicht 3,20

Flüssigkeit (Schmiermittel)
Dichte 0,854 (g/cm¹) (20 C)
Viskosität 1,28(g/cm-see) (20 C)

Gas (H₂-GaS)
Dichte 0,089 x 10
Viskosität 8,0 x 10

'(g/cm¹) (20 C)
^s (g/cm see) (20 C

Füllkörpcrbctt

Höhe (L) des porösen Füllkörperbetts 490 cm; die
Höhe (L₁) der Schicht der festen Teilchen betrug
cm; Verhältnis des scheinbaren durch das poröse
Füllkörperbett eingenommenen Volumens zu dem
tatsächlichen Volumen der Füllkörper = 8,1; Verhältnis von durchschnittlichem Porendurchmesser der
porösen Füllkörper zum durchschnittlichen Teilchendurchmesser der festen Teilchen = 3,33

Der Versuch wurde unter den vorstehenden Bedingungen durchgeführt, wobei die Flüssigkeit mit einer scheinbaren Geschwindigkeit von l2,0cm/sec und das H2-Gas mit einer scheinbaren Geschwindigkeit von 3,1 cm/sec eingeleitet wurden. Der Expansionsfaktor der festen Teilchen konnte auf unter !,4 reduziert werden und der Fluidatzustand war sehr gleichmäßig. Die Menge an festen Teilchen, die aus dem Kontaktgefäß flössen, betrug lediglich weniger als 0,001 Vol.-% und war somit vernachlässigbar.

Trotzdem die scheinbare Geschwindigkeit der Flüssigkeit bei diesem Versuch sehr belastend für den erfindungsgemäßen Betriebsbereich war, wurden sehr gute Ergebnisse erhalten. Dies zeigt die Überlegenheit der vorliegenden Erfindung.

Wurde der vorstehende Versuch ohne Anwendung des porösen Füllkörpermaterials durchgeführt, so stieg der Expansionsfaktor der festen Teilchen auf über 3,5 an und die Trennung von Gas-Flüssigkeit-Feststoff wurde schwierig. Die von dem Gas mitgezogene Menge an festen Teilchen betrug 8 Vol.-%.

Beispiel 3

Ein poröses Füllkörpermaterial wurde auf eine Höhe von 250 cm in einem Kontaktgefäß mit einer Höhe von 300 cm und einem Durchmesser von 40 cm gefüllt Das poröse Füllkörpermaterial bestand aus Raschig-Ringen aus Porzellan mit einem Durchmesser von 25 mm, einer Höhe von 25 mm und einer Dicke von 3 mm, mit 32 Poren, die jeweils einen Durchmesser w π 4 mm aufwiesen.

In die poröse Füllkörperschicht wurden bis zu einer Höhe von 90 cm sphärische feste Teilchen eines Molekularsiebs mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 1 mm, einem tatsächlichen spezifischen Gewicht von 2,20 und einem scheinbaren spezifischen

>o Gewicht von 0,65 eingebracht. Naphtha, das 30 ppm Wasser enthielt, wurde mit den Molekularsiebteilchen in Kontakt gebracht, um das Wasser zu entfernen.

Die scheinbare Geschwindigkeit des Naphthas wurde auf 2,0 cm/sec und 5,0 cm/sec unter solchen Bedingungen eingestellt, daß das Verhältnis des scheinbaren Volumens, das durch das poröse Füllkörperbett eingenommen wurde, zum tatsächlichen Volumen des porösen Füllkörperbetts auf 4 eingestellt war und das Verhältnis von durchschnittlichem Porendurchmesser

bO der porösen Füllkörper zu dem durchschnittlichen Teilchendurchmesser der festen Teilchen auf 4 eingestellt war. In jedem Falle war der Fluidatzustand sehr gleichmäßig und die Molekularsiebteilchen strömten nicht aus.

65

Beispiel 4

Ein poröses Füllkörpermaterial wurde in einer Höhe von 400 cm in ein Kontaktgefäß mit einer Höhe von

550 cm und einem Durchmesser von 28 cti eingebracht. Das poröse Füllkörpermateria! bestand aus Raschig-Ringen aus Porzellan mit einem Durchmesser von 25 mm, einer Höhe von 25 mm und einer Dicke von 3 mm mit 32 Poi-en mit einem Durchmesser von 4 mm. Sphärische feste Teilchen eines Molekularsiebs mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von l,5mm. einem tatsächlichen spezifischen Gewicht von 2,20 und einem scheinbaren spezifischen Gewicht von 0,65 wurden bis zu einer Höhe von 200 cm in das poröse Füllkörperbett eingebracht. Naphtha, das 30 ppm Feuchtigkeit enthielt und Wasserstoff, der 25 ppm Feuchtigkeit enthielt, wurden als Flüssigkeit eingespeist and mit den Molekularsiebteilchen zur Entfernung der Feuchtigkeit in Kontakt gebracht Das Verhältnis von scheinbarem, durch die poröse Füllkörperschicht eingenommenem Volumen zum tatsächlichen Volumen der porösen Füllkörper wurde auf 4 eingestellt und das Verhältnis von durchschnittlichem Porendurchmesser der porösen Füllkörper zu dem durchschnittlichen Teilchendurchmesser der festen Teilchen auf 4. Die

5 scheinbare Geschwindigkeit des Naphtha wurde auf 2,0 cm/sec bzw. 5,0 cm/sec eingestellt und die scheinbare Geschwindigkeii des Wassersloffgases auf 0,5 cm/sec bzw. 2,0 cm/sec. Als Ergebnis bestätigte sich, daß die Wasserstoffblasen sehr fein verteilt waren und die

ίο Molekularsiebteilchen nicht aus dem Kontaktgefäß entströmten.

Beispiel 5

Der Versuch wurde unter den in Tabelle 3 15 angegebenen Bedingungen durchgeführt, wobei die gleiche Ausrüstung, wie in Fig.2 veranschaulicht, verwendet wurde.

Tabelle 3

Ausmais des KontaktgefäBes

Poröse Füllkörper
(Drahtnetz)

Feste Teilchen

EigenschaTtcn der Flüssigkeiten

Füllkörpcrbett

Höhe iSO cm, Durchmesser 8,3 cm

Material rostfreier Stahl, »18-8«, Abmessungen 15 mm (Durchmesser) x 15 mm (Höhe), Maschen 1,5 mm x 1,5 mm, Drahtdicke des Netzes 0,5 mm Durchmesser

Teilchen eines Co-Mo-Katalysators auf einem SiIiciumdioxid-Aluminiumoxidlijgcr; sphärisch mit einem Durchmesser von 0,65 mm; tatsächliches spezifisches Gewicht 3,29

Flüssigkeit (Kerosin)

Dichte 0,783 g/cm^J (20 C)

Viskosität 1,28 x 10 ²(g/cm see) (20 C) Gas (N₂-GaS)

Dichte 1,165 x 10 ³(g/cm¹) (20 C^-)

Viskosität 1,75 x 10 ⁴ (g/cm see) (20 C)

Höhe (Lj) der porösen Füllkörperschicht 38 cm; die Höhe (L,) der Festteilchen-Schicht 57 cm; Verhältnis von scheinbarem Volumen, eingenommen durch das poröse Füllkörperbctt zum tatsächlichen Volumen der porösen Füllkörper = 20,7; Verhältnis von durchschnittlichem Porendurchmesser der porösen Füllkörper zum durchschnittlichen Tcilchcndurchmesscr der Feststoffteilchen = 20,7

Der Versuch wurde unter den in Tabelle 3 angegebenen Bedingungen durchgeführt, wobei die Flüssigkeit mit einer scheinbaren Geschwindigkeit von 3.5 cm/sec und das Gas (NrGas) mit einer scheinbaren Geschwindigkeii von 1,0 cm/sec eingeleitet wurden.

Der Expansionsfaktor der Feststoffteilchen konnte auf unter 1,4 vermindert werden. Der Fluidatzustand war sehr gleichmäßig und die festen Teilchen strömten nicht aus dem Kontaktgefäß.

Wurde der vorstehende Versuch ohne Verwendung der porösen Füllkörper durchgeführt, so erreichte der Expansionsfaktor der Feststoffteilchen über 2,5 und die Menge der mit dem Gas mitgeschleppten Feststoffteilchen war groß (8 Vol.-%). Die Gas-Flüssigkeits-Festsiofftrennung war schwierig und große Mengen der Feststoffteilchen flössen aus dem Kontaktgefäß.

Die vorstehenden Vcrsuchscrgcbnissc zeigen die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Kontaktierverfahrens.

Beispiel b

Der Versuch wurde unter den in Tabelle A angegebenen Bedingungen unter Verwendung dei gleichen Ausrüstung, wie in F i g. 2 veranschaulicht durchgeführt.

Tabelle 4

Poröse Füllkörper
(Zylinder mit 8 Poren) Material rostfreier Stahl, »18-8«, Ausmaße 20 mm (Durchmesser) x 20mm (Höhe), Dicke 1,0mm, Porcndurchmcsscr 1.8 mm

Feste Teilchen

Eigenschaften der Flüssigkeiten

Füllkörpcrbctt

Teilchen eins Co-Mo-KaUUysators auf einem SiIiciumdioxid-Aluminiumoxid-Träger, sphärisch mit einem Durchmesser von 1,1 mm; tatsächliches spezifisches Gewicht 3,29

Flüssigkeit (Schmiercl)
Dichte 0,854(g/cm³) (20 C)
Viskosität 1,28 (g/cm see) (20 C)
Gas (H₂-GaS)

Dichte 0,089 x 10"³ (g/cm³) (20'C)
Viskosität 8,0 x 10~³ (g/cm see) (20 C) Höhe (L₃) des porösen Füllkörperbetts 100 cm; Höhe der Schicht der Feststoffteilchen 120 cm; Verhältnis von scheinbarem durch die porösen Füllkörper eingenommenen Volumen zum tatsächlichen Volumen der porösen Füllkörper = 15,0; Verhältnis von durchschnittlichem Porendurchmesser der porösen Füllkörper zum durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Feststoffteilchen = 1,64

Der Versuch wurde unter den vorstehenden Bedingungen durchgeführt, wobei die Flüssigkeit mit einer scheinbaren Geschwindigkeit von 10.0cm/sec und das Gas (HrGas) mit einer scheinbaren Geschwindigkeit von 3,0cm/sec eingeführt wurden. Der Expansionsfaktor der Feststoffteilchen konnte auf unter 1,5 herabgesetzt werden und der Fluidatzustand war sehr gleichmäßig. Die Menge der Feststoffteilchen die aus dem Kontaktgefäß ausflössen, betrug lediglich weniger als 0,001 Vol.-% und war vernachlässigbar.

Wurde der vorstehende Versuch ohne Anwendung der porösen Füllkörper durchgeführt, so stieg der Expai.sionsfaklor der Feststoffteilchen auf über 3,5 ;in. So wurde die Gas-FIüssigkeits-Fcstsiofftrcnnung schwierig und die Menge der mit dem Gas mitgeschleppten Feststoffteilchen betrug 8 Vol.-°/o.

Beispiel 7

Ein poröses Füllkörpcrmaterial wurde auf eine Höhe von 180 cm vom Boden eines Kontaktgefäßes mit einer Höhe von 300 cm und einem Durchmesser von 40 cm zur Bildung eines porösen Füllkörperbctts mil einer Höhe von 100 cm gefüllt. Die porösen Füllkörper bestanden aus Raschig-Ringen aus Porzellan mit jeweils einem Durchmesser von 25 mm, einer Höhe von 25 mm und einer Dicke von 3 mm mit 32 Poren mit einem Durchmesser von 2,0 mm.

Sphärische feste Teilchen eines Molekularsiebs mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 11 nun. einem tatsächlichen spezifischen Gewicht von 2,20 und einem scheinbaren spezifischen Gewicht von 0.65 wurden in das Konlaktgcfäß auf eine Höhe von 100 cm gefüllt. Naphtha, das 50 ppm Feuchtigkeit enthielt, wurde als Flüssigkeit angespeist und mit dem Molekularsieb zur Entfernung der Feuchtigkeit in Kontakt gebracht.

In diesem Versuch betrug die scheinbare Geschwindigkeit des Naphthas 3,0 cm/scc bzw. 6.0 cm/sec und das Verhältnis von scheinbarem durch das poröse Füllkörperbetl eingenommenem Volumen zum latsächlichen Volumen der porösen Füllkörper wurde auf 2,0 eingestellt und das Verhältnis von durchschnittlichem Porendurchmesser der porösen Füllkörper zum durchschnittlichen Tcilchcndurchmcsser der Feststoffteilchen auf 24,0. In jedem Falle war der Fluidatzustand sehr gleichmäßig und die Molckularsicuteilchcn flössen nicht aus dem Konlaktgcfäß.

Beispiel 8

Unter Verwendung eines Reaktors vom in F i g. 2 aufgezeigten Typ und der Ausgangsöle, Katalysatoren,

25 Reaktionsbedingungen und Reaktorangaben der Tabellen 5, 6 und 7 wurde eine Hydroentschwefelung durchgeführt. Das Ergebnis ist in den Tabellen 5,6 und 7 aufgeführt.

In jedem der drei Ansätze entwickelten die

30 Katalysatorteilchen einen sehr stabilen Fluidatzustand und selbst bei Änderung der Verfahirensbedingungen flössen keine wesentlichen Mengen der Katalysatorteilchen aus den Reaktoren. Das Öl und das Wasserstoff enthaltende Gas schieden sich gut von den Kalalysator-

15 teilchen ab. Etwa alle 40 Stunden wurden die Katalysatortcilchen ohne Unterbrechung des Arbeitsgangs ausgetauscht. Der gleichmäßige Zustand der Reaktion blieb unverändert und im Zustand der resultierenden Produkte wurde keine Veränderung

•>n festgestellt.

J(I

Tabelle 5	Ausgangsöl	Produkt
Eigenschaften der Öle	»Khafji« Rück-
Art des Ausgangsöls	standsöl von
	Normaldruck
	destillation
	4,32	1,03
Gesamt-S-Gehalt
(Gcw.-%)	-	76,0
Ausmaß der Ent
schwefelung (%)	12,6	7,16
Restlicher Kohlenstoff
gehalt (Gew.-%)	-	95.4
Ausbeute (%), bezogen
auf das Material	970,4	135,2
Viskosität (cSt. bei 50 C)	9,80	4,86
Asphalten (Gcw.-%)	81	36
Vanadium (ppm)	21	12
Nickel (ppm)

Katalysator

Co-Mo-Katalysator auf einem Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Trägcr mil sphärischer Form mil einem

17

Durchmesser von 0,9 mm und einem tatsächlichen spezifischen Gewicht von 3,22.

Reaktionsbedingungen Temperatur 400⁰C Druck 150 kg/cm² · g Raumgeschwindigkeit

(I/Std.) 1,12

Zeit des kontinuierlichen Betriebs 204 Stunden Zirkulierte Ölmenge 100,0 (nvVm³) Wasserstoff, bezogen auf Öl 953 (N/m³/m³)

Poröses Füllkörpermaterial (Porzellan) und Ausmaße des Reaktors

Verhältnis von scheinbarem Volumen, eingenommen durch das poröse Füllkörperbett zum tatsächlichen Volumen der porösen Füllkörper 4,0

Verhältnis von mittlerem Porendurchmesser des porösen Füllkörpermaterials zum durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Katalysatorteilchen 2,2

D	10,0 cm	Produkt
*LZD*	10.0
*L₁ZL*	0,45
*L₂ZL_x*	1,78
*L₂ZL*	0,8
*L₃ZD*	4.0	0,47
Tabelle 6		80,1
Eigenschaften der Öle	Ausgangsöl	3,26
Art des Ausgangsöls	iranisch, leicht.
	Rückstandsöl aus	95,5
	Normaldruck
	destillation	63,2
Gesamt-S-Gehalt (Gew.-%)	2,36	0,23
Grad der Entschwefelung	-	13
Restlicher Kohlenstoff	6,67	5
gehalt (Gew.-%)
Ausbeute (%), bezogen	-
auf das Material
Viskosität (cSt bei 50 C)	136,9
Asphalten (Gewicht)	1,68
Vanadium (ppm)	67
Nickel (ppm)	15
	Katalysator

Co-Mo-Katalysator auf einem Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Träger mit sphärischer Form mit einem Durchmesser von 0,9 mm und einem tatsächlichen spezifischen Gewicht von 3,22.

Reaktionsbedingungen Temperatur 400" C Druck 15Okg/cm²g Raumgeschwindigkeit

(I/Std.) 1,41

Reaklionsbedingungen

Zeit des kontinuierlichen	260 Stunden	21.5	Produki	der Vakuumdestil	0,54
Betriebs				lation	86,0
Zirkulierte ölmenge	m³)			Gesamt-S-Gehalt (Gew.-%) 3,88
Wasserstoff, bezogen auf öl	1298(N/mVm³)		Ausmaß der Entschwefe	7,31
	Poröses Füllkörpermaterial (Porzellan) und		lung (%)
	Ausmaße des Reaktor·;		Restlicher Kohlenstoff- 17,14	92,5
Verhältnis von durch das	1.5	gehalt (Gew.-%)
poröse Füllkörperbett ein	10,0 cm	Ausbeute (%), bezogen	593,6
genommenem scheinbarem	10,0	auf das Material	3,22
Volumen zum tatsächlichen	0,55	Viskosität (cSt bei 50 C) 1624,6	15
Volumen der porösen Füll	1,45	Asphalten (Gew.-%) 5,54	8
körper	0.8	Vanadium (ppm) 50
Verhältnis von durch	5.0	Nickel (ppm) 14
schnittlichem Porendurch		Katalysator
messer der porösen Füll	Eigenschaften der Öle Ausgangsöl
körper zum durchschnitt	Art des Ausgangsöls arabisch, leicht,
lichen Teilchendurchmesser	Rückstandsöl aus
der Katalysatorteilchen
D
*LZD*
*UZL*
*L₂ZL₁*
*L₂ZL*
*LiZD*
Tabelle 7

Reaktionsbedingungen	410⁰C
Temperatur	150 kg/cm² · g
Druck
Raumgeschwindigkeit	0,63
(I/Std.)
Zeit des kontinuierlichen	390 Stunden
Betriebs

19 20

ktionsbedingungen Verhältnis von durch-

Menge an zirkuliertem Öl 150,0 (mVm^) schnittlichem Porendurch-

Wasserstoff, bezogen auf Öl 957 (N/m Vm^) ^mess" ^de _u ^r Prosen Füllkörper

zum durchschnittlichen

isesFülikörpermaterial (Porzellan) und ⁵ Teilchendurchmesser der

iessungen des Reaktors Katalysatorte.lchen 3,3

Verhältnis von durch das D 10,0 cm

poröse FüUkörperbett UD 12,0

eingenommenem scheinbarem in L\/L 0^50

Volumen zum tatsächlichen Li/L\ 1,58

Volumen der porösen Li/L 0,79

Füllkörper 30,0 Lj/D 4)5

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Kontaktieren einer Flüssigkeit oder einer Mischung aus einer Flüssigkeit und einem Gas mit Feststoffteilchen im Fließbett, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Bett aus porösen Füllkörpern in mindestens einem Teil der Kontaktzone bildet, die Feststoffteilchen dem unteren Teil der Kontaktzone zuführt, die Flüssigkeit bzw. die Mischung aus Flüssigkeit und Gas am Boden des Kontaktgefäßes unter Ausbildung der Fließbettschicht der festen Teilchen einleitet und die Flüssigkeit bzw. die Mischung aus Flüssigkeit, und Gas, die in Kontakt gebracht worden ist, am oberen Teil des Kontaktgefäßes abzieht, wobei

das Verhältnis des scheinbaren Volumens des porösen Füllkörperbetts zum tatsächlichen Volumen der porösen Füllkörper mindestens 1,3 beträgt und
das Vetfältnis des durchschnittlichen Porendurchmessers der Poren der porösen Füllkörper zum durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Feststoffteilchen 1,1 bis 10,0 beträgt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Grenze der Fließbettschicht innerhalb der porösen Füllkörperschicht liegt

3. Verfahren gemäß Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Füllkörperbett im wesentlichen in der gesamten Kontaktzone gebildet wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d.iß das poröse Füllkörperbett lediglich im oberen Teil der Kontaktzone gebildet wird und das Verhältnis von der Länge uer Kontaktzone zu der des porösen Füllkörperbetts im Bereich von 1,5 bis 5,0 liegt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Bedingungen eingehalten werden: