DE2504303C2 - Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen - Google Patents

Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen

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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/26Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen mittels aufgewirbelter Katalysatorteilchen, die kontinuierlich zwischen einer Reaktionszone und einer davon getrennten Regenerations- oder Reaktivierungszone zirkulieren, wobei vorzugsweise die Atmosphäre der Reaktionszone und die der Regenerationszone verschieden sind und nicht vermischt werden dürfen.
  • Wirbelschichtsysteme sind in der Erdölindustrie für das katalytische Cracken von Kohlenwasserstoffen z. B. aus "Hydrocarbon Processing", September 1972, Seiten 131 bis 138, bekannt, wobei zum Beispiel bei Temperaturen von 425 bis 600°C und vorzugsweise von 482 bis 593°C und Drucken zwischen Atmosphärendruck und 3,5 atü und vorzugsweise zwischen 1,4 und 2,5 atü gearbeitet wird.
  • Geeignete Vorrichtungen zur Durchführung derartiger katalytischer Crackverfahren sind beispielsweise aus der US-PS 29 63 421 und der US-PS 37 85 782 bekannt. Die in diesen Patentschriften beschriebenen Vorrichtungen weisen jeweils einen rohrförmigen Reaktor, Gas/Festkörper-Scheideeinrichtungen und eine Regenerationszone auf. Die Zirkulation der Katalysatorteilchen erfolgt in üblicher Weise (siehe unten) mit Hilfe von senkrechten Standrohren, geneigten Standrohren, U-Rohren und geneigten Steigrohren unter Verwendung von Ventilen und Schiebern zur Regulierung des Katalysatorteilchenstroms.
  • Darüber hinaus ist es bekannt, feinverteilte Festkörper zwischen einem Reaktions- und einem Regenerationskessel zirkulieren zu lassen, ohne daß Schieber verwendet werden. In der US-PS 25 89 124 wird eine Anlage beschrieben, in der Festkörper zwischen zwei Kesseln über U-förmige Rohre zirkulieren, wobei jedes U-förmige Rohr eine Steigzone besitzt, in die zur Regulierung des Festkörperdurchsatzes eine kontrollierte Gasmenge eingeblasen wird. Die Verwendung dieser U-Rohre mit Regelsteigrohren setzt der Anordnung der beiden Kessel gewisse Grenzen. Es ist nicht immer wirtschaftlich, die Kessel so anzuordnen, wie es für ein wirksames U-Rohr-System für die Zirkulation der Festkörper erforderlich wäre. Darüber hinaus sind bei solchen Systemen, bei denen das Standrohr zur Entnahme des regenerierten Katalysators exzentrisch im Regenerationskessel angeordnet ist, dehnbare Dichtungen zwischen dem die im Regenerationskessel befindliche Wirbelschicht tragenden Rost und der Kesselwand oder zwischen dem Standrohr und dem Rost erforderlich, um die thermische Ausdehnung des Rostes auszugleichen. Diese Dichtungen geben Anlaß zu Störungen, die zu einem Verlust an Katalysator und eventuell zu kostspieligen Betriebsunterbrechungen der Anlage führen, was insbesondere bei Hochtemperaturregenerationsverfahren zu Schwierigkeiten führt.
  • Die üblichen Rohrleitungen für die Katalysatorzirkulation von einem Kessel zu einem anderen sind senkrechte Standrohre, geneigte Standrohre, U-Rohre und geneigte Steigrohre; meist werden geneigte Standrohre und senkrechte Steigrohre oder U-Rohre verwendet. Bei beiden Anordnungen, aber insbesondere bei den U-Rohren, besteht der Nachteil, daß sich im geneigten oder horizontalen Teil der Rohrleitung Belüftungsluft in Form einer Blase ansammelt, die den Katalysatorfluß stört. Dies geschieht im allgemeinen nicht, wenn der Katalysator feinteilig ist und 10% Teilchen mit einer Größe von 0 bis 40 µm enthält; bei Katalysatoren, die nur 2 bis 3% Teilchen mit einer Größe von 0 bis 40 µm und mehr als 30 bis 35% Teilchen mit einer Größe von mehr als 80 µm enthalten, wird dieses Problem lästig und führt zu ernsten Schwierigkeiten.
  • Weiterhin ist bekannt, Kohlenwasserstoffe in einer senkrechten Leitungsreaktionszone zu cracken, die direkt in einen Zyklon- Abscheidekessel mündet; (s. "Hydrocarbon Processing", September 1972, Seite 133).
  • Es wurde nun gefunden, daß man mit einer Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung, die eine bestimmte Kombination von Merkmalen besitzt, bessere Ergebnisse erzielen kann. Weiterhin wurde gefunden, daß man Festkörper in einem Umlaufsystem mit nur einem eine veränderliche Blende besitzenden Regelventil und ohne eine Regelsteigzone für die Beförderung der Festkörper in den Regenerationskessel zwischen zwei Kesseln zirkulieren lassen kann. Darüber hinaus kann bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf dehnbare Rostdichtungen im Regenerationskessel und im Reaktionskessel verzichtet werden.
  • Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend eine Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung, insbesondere zur Crackung von Kohlenwasserstoffen, die einen Katalysatorregenerationskessel zur Aufnahme einer Wirbelschicht von feinverteiltem Katalysator, ein Steigrohr, in dem die Kohlenwasserstoffe zumindest teilweise umgewandelt werden, einen Gas/Festkörper-Scheidekessel und Vorrichtungen zum Zirkulieren des feinverteilten Katalysators zwischen den Kesseln enthält, die gekennzeichnet ist durch ein in den unteren Teil eines Regenerationskessels (30) hineinragendes Abflußrohr (42), das zu einer aufgeweiteten Überlauföffnung (40) ausläuft und an seinem anderen Ende mit einem Knie (43) verbunden ist; durch eine zur Senkrechten geneigte Rohrleitung (44), die mit dem anderen Ende des Knies (43) verbunden ist; durch Einrichtungen (46) zum Einbringen eines Belüftungsgases in die Rohrleitung (44); durch ein senkrechtes Steigrohr (12), das an einem Ende mit der zur Senkrechten geneigten Rohrleitung (44) verbunden ist und dessen anderes offenes Ende sich in einem Gas/Festkörper-Scheidekessel (14) befindet, wobei zumindest ein Teil des Gas/Festkörper-Scheidekessels (14) höher als die Oberkante des Regenerationskessels (30) liegt und der Gas/Festkörper- Scheidekessel (14) Anordnungen (16) zur Unterstützung einer Katalysatorwirbelschicht in seinem unteren Teil, Gas/Festkörper-Scheidevorrichtungen in seinem oberen Teil, sowie Auslaßvorrichtungen (20) für austretende dampfförmige Produkte enthält; durch eine Abtrennzone (22) im unteren Teil des Gas/ Festkörper-Scheidekessels (14), die getrennt und räumlich entfernt vom senkrechten Steigrohr (12) angeordnet ist, in welche über Einrichtungen (24) ein Spülgas einspeisbar ist und deren unteres Ende mit einem Ende einer Leitung (28) für den Transport des von Kohlenwasserstoffen befreiten Katalysators verbunden ist, während das andere Ende der Leitung (28) mit dem Regenerationskessel (30) in Verbindung steht, wobei das mit der Abtrennzone (22) verbundene Ende der Leitung (28) höher liegt als das mit dem Regenerationskessel (30) verbundene Ende der Leitung (28), und durch zwischen der Abtrennzone (22) und der Leitung (28) angebrachtes einziges Ventil mit veränderbarer Öffnung (26) zur Regelung des Katalysatorstroms.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform befindet sich das in den Regenerationskessel hineinragende Abflußrohr in der Mittellinie des Kessels, d. h. es ist axial angeordnet. Diese Anordnung erlaubt es, auf dehnbare Dichtungen zwischen dem Abflußrohr und dem Rost im Regenerationskessel zu verzichten und das Abflußrohr mit dem Rost zu verschweißen. Die verschweißte Konstruktion gibt allen Bauteilen Halt.
  • Das erfindungsgemäße Katalysatorzirkulationssystem erfordert zur Regulierung der Zirkulation nur einen Schieber. Falls erwünscht kann jedoch das in den Regenerationskessel hineinragende Abflußrohr an seiner Basis einen weit offen stehenden Schieber von Leitungsdurchmesser besitzen. Das erfindungsgemäße Katalysatorzirkulationssystem unterscheidet sich also von älteren Systemen, bei denen zwei Schieber erforderlich waren oder bei denen, wie in der US-PS 25 89 124 beschrieben, zur Regelung der Zirkulation die Dichte in der zum Regenerationskessel führenden Katalysatorleitung verändert wird. Dieses System bedient sich nur einer Veränderlichen zur Regelung der Zirkulation. Dafür ist jedoch ein getrenntes Gebläse oder eine Quelle für Druckluft erforderlich, so daß der Luftstrom in die zum Regenerationskessel führende Katalysatorleitung eingeblasen werden kann. Die erfindungsgemäße Kombination von Überlauföffnung im Regenerationskessel und Schieber in der Leitung für den verbrauchten Katalysator bewirkt dasselbe Ergebnis. Ein Schieber kann nicht zur Strömungsregelung in der den regenerierten Katalysator enthaltenden Leitung verwendet werden, wenn die Temperatur des Regenerationsbettes auf 760°C gehalten wird. Die Schieber und die Schieberführungen sind zwecks verlängerter Lebensdauer im allgemeinen oberflächengehärtet. Die mit der Oberflächenhärtung verbundenen Eigenschaften gehen bei 760°C jedoch größtenteils verloren. Bei der erfindungsgemäßen Zirkulationsregelung sind weder ein Schieber aus hochtemperaturbeständigen Materialien, noch ein Druckluftstrom notwendig. Außerdem verringert das Weglassen des Schiebers in der den regenerierten Katalysator enthaltenden Leitung den Druck, der zum Strömen des Katalysators in der den regenerierten Katalysator enthaltenden Leitung aufgebaut werden muß. Die Verringerung des Druckes beträgt ungefähr 5 bar. Diese Druckersparnis ist auf eine geringere Bauhöhe des Regenerationskessels von etwa 7,62 m übertragbar, was eine billigere Anlage ergibt und zu einem geringeren Druckverlust (Energie) beim Verfahren führt.
  • Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.
  • Fig. 1 ist ein vereinfachter Aufriß der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus Fig. 1.
  • Über Leitung 10 wird ein geeignetes Kohlenwasserstoffeinsatzprodukt in das Steigrohr 12, das den heißen regenerierten Katalysator enthält, eingespritzt. Durch den Kontakt mit dem heißen Katalysator verdampft das Kohlenwasserstoffeinsatzprodukt. Die sich ergebende Suspension von verdampftem Kohlenwasserstoff und Katalysator strömt aufwärts durch das senkrecht angeordnete Steigrohr, wobei zumindest ein Teil des Kohlenwasserstoffeinsatzproduktes zu niedriger siedenden Produkten gecrackt wird. Die Dichte des Katalysators in der Suspension kann im allgemeinen von etwa 11 bis 160 g/l und vorzugsweise von etwa 16 bis 64 g/l schwanken. Die Suspension durchströmt das Steigrohr mit einer Geschwindigkeit von etwa 2,4 bis 18,3 m/Sek. und vorzugsweise von etwa 4,6 bis 10,7 m/Sek. Bei Verwendung von herkömmlichen Siliciumdioxid/Aluminiumoxid- Crackkatalysator mit einer Teilchengröße von 10 bis 300 µm und einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 60 µm kann die sich im Steigrohrreaktor befindende Katalysatormenge bei einer Anlage mit einer Kapazität von 5800 m³/Tag 1,1 bis 13,2 Tonnen betragen. Der Druck im Steigrohr kann zwischen 1,7 und 3,81 bar z. B. bei etwa 3,46 bar liegen. Die Cracktemperatur im Steigrohr kann zwischen 440 und 650°C betragen, wobei die Temperatur beim Eintritt in das Steigrohr höher ist als beim Austritt. Geeignete Durchsätze durch das Steigrohr können von etwa 40 bis 200 Gewichtsteilen Kohlenwasserstoffeinsatzprodukt je Stunde und je Gewichtsteil Katalysator reichen und das Gewichtsverhältnis von Katalysator zu Öl kann zwischen 3 und 10 liegen. Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser (L/D) des Steigrohres kann zwischen 30 und 6 liegen. Erwünscht ist ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser, bei dem die Aufenthaltsdauer des Gases 3 Sekunden beträgt, wenn die gasförmige Suspension des Katalysators mit einer mittleren Geschwindigkeit von etwa 9,15 m/Sek. durch das Steigrohr strömt. Die Kontaktzeit kann um 1 bis 2 Sekunden verkürzt werden, wenn ein leicht zu crackendes Einsatzprodukt wie Rückstandsöl zu verarbeiten ist. Das Steigrohr reicht aufwärts in den unteren Teil eines Gas/Festkörper-Scheidekessels 14 und endet unter dem Verteilerrost 16. Der Gas/Festkörper-Scheidekessel 14 befindet sich räumlich getrennt neben dem Regenerationskessel 30. Es befindet sich zumindest ein Teil des Gas/Festkörper-Scheidekessels 14 auf einem höheren Niveau als die Oberkante des Regenerationskessels 30. Das Steigrohr mündet in den unteren Teil des Gas/Festkörper-Scheidekessels 14 direkt unter dem direkt mit der Kesselwand verschweißten Verteilerrost 16. Eine dehnbare Dichtung oder Verbindung zwischen Kesselinnenwand und Rost, wie sie normalerweise in einer Anlage mit einem Verteilerrost vorhanden ist, ist nicht erforderlich.
  • Die Suspension strömt in eine dichte Katalysatorwirbelschicht, deren Höhe durch die Linie 18 angedeutet ist und in welcher eine weitere Kohlenwasserstoffumwandlung abläuft. Die gecrackten Kohlenwasserstoffdämpfe strömen durch die obere Begrenzung der dichten Katalysatorwirbelschicht in eine darüber liegende verdünnte Phase und in Zyklon-Trennvorrichtungen (nicht eingezeichnet), die sich im oberen Teil des Gas/Festkörper-Scheidekessels 14 befinden und die Produktdämpfe von mitgerissenen Katalysatorteilchen befreien. Die Katalysatorteilchen werden vorzugsweise durch Tauchrohre in die Wirbelschicht zurückgeführt und die Produktdämpfe über eine Austrittsleitung 20 abgeführt. Als Zyklon-Trennvorrichtung wird vorteilhafterweise ein zweistufiges Zyklon-System verwendet. Wenn ein Produkt mit erhöhtem Anteil im Benzinsiedebereich erwünscht ist, kann auf die Wirbelschicht in Gas/Festkörper-Scheidekessel 14 verzichtet werden und das Steigrohr so weit in diesen hineinragen, daß die Hauptumwandlung der Kohlenwasserstoffe im Steigrohr stattfindet. Das Steigrohr kann direkt in einer oder mehreren Zyklon-Trennvorrichtungen nahe dem Kesseloberteil enden. Zur im wesentlichen vollständigen Abtrennung des Katalysators können noch zusätzliche Zyklon-Trennvorrichtungen verwendet werden. Der untere Teil des Gas/Festkörper-Scheidekessels 14 enthält eine Abtrennzone 22, in der an dem verbrauchten Katalysator haftende Kohlenwasserstoffe mit einem über Leitung 24 eingeleiteten Spülgas, beispielsweise Dampf, entfernt werden. Der Verteilerrost 16 ist vorteilhafterweise geneigt, damit der verbrauchte Katalysator leichter in die Abtrennzone 22 gelangt. Die Abtrennzone ist gegenüber dem Steigrohreintritt in dem Gas/Festkörper- Scheidekessel 14 um 180°C versetzt. Aufgrund des Druckgleichgewichtes in der Anlage kann das Katalysatorniveau in der Abtrennzone zum Arbeiten mit einer großen Katalysatormenge entweder etwas höher als der Verteilerrost 16, oder auch sehr niedrig in der Abstreifzone gehalten werden, um ein Abstreifen des Katalysators von Kohlenwasserstoffen in verdünnter Phase und kein Cracken in einer Wirbelschicht zu bewirken. Der verbrauchte, von Kohlenwasserstoffen befreite Katalysator strömt aus der Abtrennzone durch das Ventil 26 in die Leitung 28, die im unteren Teil des Regenerationskessels 30 endet. Der verbrauchte Katalysator bildet eine Wirbelschicht, deren obere Begrenzung durch die Linie 32 über dem Rost 33 im Regenerationskessel angegeben ist. Über eine Leitung 34 wird ein sauerstoffhaltiges Gas (Luft) zum Aufwirbeln des Katalysators und zum Umsetzen mit einem kohlenstoffhaltigen Niederschlag auf dem Katalysator in den Regenerationskessel eingeleitet. Das durch die Verbrennung der kohlenstoffhaltigen Ablagerung gebildete Rauchgas und mitgerissene Festkörperchen strömen durch ein Zyklon-Abtrennsystem (nicht eingezeichnet), das sich im Regenerationskessel befindet. Die Festkörperchen werden in die Wirbelschicht zurückgeführt, während die Rauchgase über eine Leitung 36 entfernt werden. Geeignete Arbeitsbedingungen für den Regenerationskessel sind: Eine Temperatur im Bereich von etwa 593 bis 760°C, ein Druck im Bereich von etwa 1,7 bis 4,16 bar und eine Oberflächengeschwindigkeit der aufwärts durch den Regenerationskessel strömenden Gase, die ausreicht, die Katalysatorteilchen zu einer Wirbelschicht mit einer Dichte von etwa 14 bis 480 g/l aufzuwirbeln.
  • Der Regenerationskessel kann einen Unterteil mit kleinerem Durchmesser und einen Oberteil mit größerem Durchmesser aufweisen. Der Durchmesser des Unterteils soll dann so bemessen sein, daß eine Kontaktzone mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 0,9 bis 1,8 m/Sek. gebildet wird. Vorteilhafterweise arbeitet man in der Kontaktzone im Unterteil des Regenerationskessels mit einer Luftdurchtrittsgeschwindigkeit von 1,2 m/Sek. Die Temperatur in der Kontaktzone soll dann 650 bis 760°C und vorzugsweise etwa 718°C betragen. Der Oberteil des Regenerationskessels kann einen größeren Durchmesser haben, damit genügend Raum für ein- oder zweistufige, hochwirksame Zyklone vorhanden ist. Am Boden des Regenerationskessels ist ein Hilfsbrenner 38 zum Heizen der Anlage beim Anfahren angebracht. Die obere Begrenzung der Katalysatorwirbelschicht im Regenerationskessel wird durch eine Überlauföffnung 40, die sich auf der Mittellinie des Regenerationskessels befindet, auf konstanter Höhe gehalten. Die Überlauföffnung ist das offene Ende eines Abflußrohres 42, das in den Regenerationskessel hineinragt.
  • Die Anordnung der Überlauföffnung 40 und des Abflußrohres 42 in der Mittellinie des Regenerationskessels erlaubt es, auf dehnbare Dichtungen, die im allgemeinen beim Durchtritt durch den Rost erforderlich sind, zu verzichten. Zur Stützung ist der Rost 33 direkt mit dem Abflußrohr 42 verschweißt. Wenn das Abflußrohr 42 nicht axial angeordnet wäre, würde es durch das Verschweißen mit dem Rost aufgrund dessen thermischer Ausdehnung ungleichmäßigen seitlichen Kräften ausgesetzt sein. Das Abflußrohr 42 ist am unteren Ende mittels des Knies 43 mit einer zur Senkrechten geneigten Rohrleitung 44 verbunden, die ihrerseits mit dem senkrechten, bis in den Gas/Festkörper- Scheidekessel 14 hineinreichenden Steigrohr 12 in Verbindung steht. Belüftungsdüsen 46, durch die ein Gas, beispielsweise Dampf, einleitbar ist, sind entlang der zur Senkrechten geneigten Rohrleitung und entlang Steigrohr 12 angebracht. Die Neigung der Rohrleitung 44 beträgt vorteilhafterweise etwa 45°. Die Rohrleitung 44 soll lang genug sein, um über den erweiterten Teil des Regenerationskessels hinauszuragen und so die senkrechte Anbringung des Steigrohres 12 zu ermöglichen. Falls erwünscht, kann ein Absperrventil 48 an der Verbindungsstelle der zur Senkrechten geneigten Rohrleitung und des Steigrohres 12 oder am unteren Ende des Abflußrohres 42 zur Verwendung beim Anfahren der Anlage oder für den Notfall eingebaut werden. Dieses Absperrventil wird immer entweder weit geöffnet oder fest geschlossen sein, da es im Betrieb der Anlage für die Regulierung der Katalysatorzirkulation nicht erforderlich ist. Das Absperrventil kann sich im wesentlichen an irgendeiner Stelle des Steigrohres 12 oder des Abflußrohres 42 befinden. Anstelle eines Absperrventils kann auch eine mit Keramik ausgekleidete Absperröffnung verwendet werden.
  • In dem beschriebenen Strömungsverlauf ist in der den heißen regenerierten Katalysator enthaltenden Rohrleitung kein Schieber zur Regelung erforderlich.
  • Der Katalysator strömt abwärts in das Abflußrohr 42 und nimmt durch Regeln der Belüftung des Standrohres eine etwa der minimalen Wirbelschichtdichte des Katalysators oder etwas weniger als 80% davon betragende Dichte an. Beim Abwärtsströmen des Katalysators im Abflußrohr wird ein Druck aufgebaut. Der maximale Druck besteht am Knie zur Rohrleitung 44. Wenn der Druck im Regenerationskessel 3,81 bar beträgt, beträgt er an diesem Punkt 4,23 bar. Der Katalysator strömt bei etwa unveränderter Dichte durch das Knie und dann aufgrund hydrostatischer Kräfte aufwärts in den unter geringerem Druck stehenden Gas/Festkörper-Scheidekessel 14. Der Druck im Gas/ Festkörper-Scheidekessel 14 wird etwa 2,32 atü betragen, so daß in der zugehörigen Rohrleitung ein starker Druckantrieb herrscht. Der Katalysator strömt in einer zur Senkrechten geneigten Rohrleitung bei im wesentlichen unveränderter Dichte aufwärts. Um Verluste an Belüftungsgas auszugleichen, wird durch die Belüftungsdüsen 46 belüftet, wobei das Belüftungsgas unmittelbar vertikal in die geneigte Rohrleitung wandert. Dieses Belüftungsgas erhält die Fluidität des Katalysators im unteren Teil der Rohrleitung, da der Katalysator ohne Belüftung entlüftet und in die Leitung fallen würde. Der Belüftungsgasstrom strömt in die Richtung des niedrigeren Druckes in der Anlage, was mit dem Katalysatorstrom nach dem Gas/ Festkörper-Scheidekessel 14 zusammenfällt. Alternativ kann auch eine größere als die für die Belüftung- oder Fluiditätsregelung erforderliche Belüftungsgasmenge zugesetzt werden, um die Dichte in dem zur Senkrechten geneigten Bereich der Rohrleitung 44 zu verringern. Dies verringert also die Dichte des Katalysators und erhöht den Katalysatorstrom. Die Zugabe dieses Belüftungsgases ist jedoch nicht sehr erwünscht, da für eine wirksame Verringerung der Dichte verhältnismäßig große Mengen an Belüftungsgas erforderlich wären. Dies würde eine große Menge an Dampf erfordern, was eine unerwünschte Vergrößerung der stromabwärts liegenden Vorrichtung bedeutet.
  • Das Einsatzprodukt wird am oberen Ende des Krümmers bei 10 eingespeist. Der Druck an diesem Punkt beträgt etwa 3,8 bar für eine Anlage mit einem unter einem Druck von 3,81 bar stehenden Regenerationskessel. Da in diesem Fall der Druck am unteren Ende des Abflußrohres 4,23 bar beträgt, ist ein statischer Druckunterschied von 0,42 bar vorhanden, der verhindert, daß das Einsatzprodukt nicht zum Regenerationskessel, sondern in entgegengesetzter Richtung strömt. Dieser Druckunterschied kommt durch die vertikale Ausdehnung der zur Senkrechten geneigten Rohrleitung 44 zustande.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist so ausgerichtet, daß nur ein Minimum an Katalysator erforderlich ist. Das folgende Beispiel zeigt die Verteilung des Katalysators bei Durchführung eines Crackverfahrens in der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Verwendung einer Anlage mit einer Kapazität von 5800 m³ Einsatzprodukt je Tag: °=c:90&udf54;&udf53;vu10&udf54;@i&udf50;@1Regenerationskessel@445,350¤kg&udf50;@1Umlaufleitungen@4Æ4,535¤kg&udf50;@1Steigrohrreaktor@4Æ1,815¤kg&udf50;@1unterhalb des Rosts@4Æ1,815¤kg&udf50;@1Zyklonkessel@4Æ9,072¤kg&udf50;@1Abtrennzonen&udf50;(verdÝnnte Phase)@4Æ9,072¤kg&udf50;@1versteckter Bestand@4&udf53;lu,4,,,,1&udf54;Æ9,072¤kg&udf53;lu&udf54;&udf50;@1Gesamtkatalysatorbestand@480,731¤kg&udf53;zl10&udf54;@0
  • Bei Befreiung des Katalysators von Kohlenwasserstoffen in dichter Phase beträgt die Gesamtmenge an Katalysator etwa 81,600 bis 99,800 kg. Dies entspricht ungefähr 1,815 kg Katalysator je 116 m³ Einsatzprodukt.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, die einen Katalysatorregenerationskessel zur Aufnahme einer Wirbelschicht von feinverteiltem Katalysator, ein Steigrohr, in dem die Kohlenwasserstoffe zumindest teilweise umgewandelt werden, einen Gas/Festkörper-Scheidekessel und Vorrichtungen zum Zirkulierenlassen des feinverteilten Katalysators zwischen den Kesseln enthält, gekennzeichnet durch ein in den unteren Teil eines Regenerationskessels (30) hineinragendes Abflußrohr (42), das zu einer aufgeweiteten Überlauföffnung (40) ausläuft und an seinem anderen Ende mit einem Knie (43) verbunden ist; durch eine zur Senkrechten geneigte Rohrleitung (44), die mit dem anderen Ende des Knies (43) verbunden ist; durch Einrichtungen (46) zum Einbringen eines Belüftungsgases in die Rohrleitung (44); durch ein senkrechtes Steigrohr (12), das an einem Ende mit der zur Senkrechten geneigten Rohrleitung (44) verbunden ist und dessen anderes offenes Ende sich in einem Gas/Festkörper-Scheidekessel (14) befindet, wobei zumindest ein Teil des Gas/Festkörper-Scheidekessels (14) höher als die Oberkante des Regenerationskessels (30) liegt und der Gas/Festkörper- Scheidekessel (14) Anordnungen (16) zur Unterstützung einer Katalysatorwirbelschicht in seinem unteren Teil, Gas/Festkörper-Scheidevorrichtungen in seinem oberen Teil, sowie Auslaßvorrichtungen (20) für austretende dampfförmige Produkte enthält; durch eine Abtrennzone (22) im unteren Teil des Gas/ Festkörper-Scheidekessels (14), die getrennt und räumlich entfernt vom senkrechten Steigrohr (12) angeordnet ist, in welche über Einrichtungen (24) ein Spülgas einspeisbar ist und deren unteres Ende mit einem Ende einer Leitung (28) für den Transport des von Kohlenwasserstoffen befreiten Katalysators verbunden ist, während das andere Ende der Leitung (28) mit dem Regenerationskessel (30) in Verbindung steht, wobei das mit der Abtrennzone (22) verbundene Ende der Leitung (28) höher liegt als das mit dem Regenerationskessel (30) verbundene Ende der Leitung (28), und durch zwischen der Abtrennzone (22) und der Leitung (28) angebrachtes einziges Ventil mit veränderbarer Öffnung (26) zur Regelung des Katalysatorstroms.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgeweitete offene Ende des Abflußrohres eine axial angeordnete Überlauföffnung ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abflußrohr zur Stützung an einem Rost verschweißt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gas/Festkörper- Scheidekessel einen direkt mit der Innenwand des Kessels verschweißten Rost enthält.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gas/Festkörper-Scheidekessel mindestens einen Zyklon im oberen Teil enthält und das Steigrohr direkt in den Zyklon mündet.
DE2504303A 1974-03-18 1975-02-01 Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen Expired DE2504303C2 (de)

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