DE2657601C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Fließbett-Krackkatalysatoren - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Fließbett-Krackkatalysatoren

Info

Publication number
DE2657601C2
DE2657601C2 DE2657601A DE2657601A DE2657601C2 DE 2657601 C2 DE2657601 C2 DE 2657601C2 DE 2657601 A DE2657601 A DE 2657601A DE 2657601 A DE2657601 A DE 2657601A DE 2657601 C2 DE2657601 C2 DE 2657601C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalyst
regeneration
gas
exhausted
regeneration gas
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.)
Expired
Application number
DE2657601A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2657601A1 (de
Inventor
Dorrance Parks Bunn Jun.
John Paul Stafford Tex. MacLean
Douglas H. Houston Tex. May jun.
John Curtis Houston Tex. Strickland
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texaco Development Corp
Original Assignee
Texaco Development Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/684,504 external-priority patent/US4038038A/en
Priority claimed from US05/684,439 external-priority patent/US4056486A/en
Application filed by Texaco Development Corp filed Critical Texaco Development Corp
Publication of DE2657601A1 publication Critical patent/DE2657601A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2657601C2 publication Critical patent/DE2657601C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical 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
    • 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
    • C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • C10G11/182—Regeneration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19—Details relating to the geometry of the reactor
    • B01J2219/194—Details relating to the geometry of the reactor round
    • B01J2219/1941—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped
    • B01J2219/1946—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped conical
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/40—Ethylene production

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gasverteiler aus einem Rohrring (112) mit einem Einlaß für sekundäres Regenerationsgas und einer Vielzahl von Regenerationsgasauslässen besteht, der Rohrring (112) oberhalb der Ableitung (106) für regenerierten Katalysator in waagerechter Ausrichtung im oberen Bereich >o des unteren Regeneratorabschnitts (101) angeordnet isi und an seinem inneren und äußeren Umfang eine Vielzahl von zum radial verteilten Einfühlen von Regenerationsgas in den oberen Bereich des i-nteren Regeneratorabschnitts (101) dienenden, unter einem Winkel von etwa +20° gegenüber der Waagerechten angeordnete Öffnungen aufweist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regenerieren von Fließbett-Krackkatalysatoren, welche beim katalytischen Kracken von Kohlenwasserstoffen verwendet werden. Bei den zu r-> regenerierenden Katalysatoren handelt es sich insbesondere um solche vom Zeolith-Molekularsieb-Typ.
Katalytische Krackverfahren im Fließbett sind bereits bekannt und in Erdölraffinerien weit verbreitet. Bei diesen Verfahren — wie etwa das Verfahren nach ^o US-PS 39 03 0>o - wird ein Kohlenwasserstoffbeschikkungsstrom in einer Reaktionszone unter Krackbedingungen mit heißem, regenerierten Fließbett-Knckkatalysator in Berührung gebracht und dadurch in gekrackte Kohlenwasserstoffprodukte umgewandelt, wobei sich 4i gleichzeitig kohlenstoffhaltiges Material (Koks) auf dem Katalysator aosetzt. Die erhaltenen Konlenwasserstoffdämpfe werden von dem durch Koks verunreinigten, erschöpften Katalysator innerhalb der Reaktiomzone getrennt und als Produkt praktisch ohne Beimengung w> von Katalysatorrückständefi gewonnen. In einer Abstreifzone werden weitere flüchtige Kohlenwasserstoffe durch Kontakt mit Abstreifciämpfen vom erschöpften Katalysator abgetrennt und der durch Koks verunreinigte, abgestreifte Katalysator in einer Regenerationszone regeneriert. Dort wird zur Wiederherstellung der Aktivität des Katalysators der Koksanteil mittels eines molekularen Sauerstoff enthaltenden Regenerationsgases bei erhöhter Temperatur verbrannt. Heißer, regenerierter Katalysator wird dann in der Reaktionszone wie oben beschrieben mit neuem Kohlenwasserstoff-Einsatzmaterial wieder in Berührung gebracht.
Bei katalytischen FließbeU'Krackverfahren zur Umwandlung normalerweise flüssiger Kohlenwasserstoffe wie z. B. Erdölfraklionen in Kohlenwasserstoffe von niedrigerem Siedepunkt werden bekanntlich Katalysatoren aus Zeolith-Aluminiumsilikat-Molekularsieben verwendet, um eine geUfiigerte Umwandlung der eingesetzten Kohlenwasserstoffe in brauchbare Kohlen wasserstof Ie niedrigeren Siedepunkts und insbesondere in als Motorkraftstoffe geeignete Naphthafraktionen zu erzielen. Derartige Katalysatoren weisen eine amorphe Grundstruktur aus z. B. Aluminiumsilikat oder Magnesiumsilikat mit einem kleineren Anteil an kristallinem zeoltthischem Aluminiumsilikat-Molekularsieb mit gleichförmigen kristallinen Porenöffnungen auf, welche zuvor einem Ionenaustausch mit Ionen seltener Erden, Magnesium, Wasserstoff, Ammonium und/oder anderen zweiwertigen oder mehrwertigen Ionen unterworfen worden war. Diese Krackkatalysatoren, welche im nachfolgenden als »Zeolith-Katalysatoren« bezeichnet sind, sind allgemein bekannt und im Handel erhältlich. Die Aktivität und Selektivität derartiger Zeolithkatalysatoren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in brauchbare, gekrackte Kohlenwasserstoffprodukte, insbesondere Naphtha, werden insbesondere durch auf dem regenerierten Katalysator zurückbleibenden Kohlenstoff beeinträchtigt Um die Aktivität und Selektivität derartiger Zeolithk?" rlysatoren voll ausnutzen zu können, muß der Kohlenstoffgehalt des regenerierten Katalysators unter 0,2 und vorzugsweise unter 0,07 Gew.-% oder noch darunter gehalten werden.
Aufgabp der Erfindung ist daher die Entwicklung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Regenerieren von erschöpften, mit Koks verunreinigten Zeolith-Krackkatalysatoren. vermittels derer der Kohlenstoffgehalt des regenerierten Katalysator auf weniger ais 0,1 Gew.-% verringerbar ist
Das zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Verfahren besteht darin, daß zum Regenerieren von Fließbeü-Krackkaialysaioren erschöpfter und mit Koks verunreinigter Krackkatalysator mit molekularen Sauerstoff enthaltendem Regeneralionsgas unter Regenerationsbedingungen in Berührung gebracht wird, sämtlicher Koks aus dem erschöpften Katalysator verbrannt wird und ein aus CO2 und CO be«teherdes, praktisch sauerstofffreies Gas sowie heißer, regenerierter Katalysator erzeugt werden, wobei ein Fließbett dichte · Phase der Katalysatorteilchen im unteren Abscnnitt einer Regenerationszone durch Hindurchleiten des Regenerationsgases von unten nach oben und ein Fließbett verdünnter Phase der Katalysatorieilchen ausgebildet werden, das Kohlenmonoxid in· erschöpften Regenerationsgas unter Einbringen von molekularen Sauerstoff enthaltendem sekundären Reaktionsgas in die zweite Regenerationszone zu Kohlendioxid verbrannt wird, die verdünnte Phase in einer Trennzone in ein von mitgenommenem Katalysator freies, aus erschöpftem Regenerationsgas bestehendes Rauchgas und abgetrennten Katalysator gelrennt wird, das Rauchgas abgeleitet und abgetrennter Katalysator am Boden der ersten Regenerationszone eingebracht und mit zusätzlichem erschöpftem Katalysator und primärem Regenerationsgas vermischt wird, und ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß
a) erschöpfter Ka ulysator am Boden einer kegelstumpfförmigen ersten Regenerationszone mit molekularen Sauerstoff enthaltendem primären Regenerationsgas in einer Menge hl Berührung gebracht wird, die etwa der slöchiometrischen Sauerstoffmenge für die vollständige Verbrennung von Koks zu CO2 and Wasser entspricht, und dabei unter turbulenten Strömungsverhältnissen ein inniges Gemisch aus erschöpftem Katalysator und
30
primären Regeneralionsgas gebildet wird,
b) der erschöpfte Katalysator im oberen Bereich dieser ersten Regeneralionszone bei einer anfänglichen Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit von 1,5 bis 2,4 m/sec im Bodenbereich, die auf 0,76 bis 1,4 m/sec im oberen Bereich der ersten Regenerationszone abnimmt, regeneriert wird, indem das Katalysator-Fließbett dichter Phase ausgebildet wird, worin der Katalysator auf einer Temperatur zwischen 570 bis 7600C und im oberen Bereich des Fließbetts unter einem Druck von 2 bis 4,5 bar während eines Zeitraums von 3 bis 20 Minuten gehalten und eine spezifische Koksverbrennungsgeschwindigkeit von 0,1 bis 1 kg Koks pro Stunde pro kg Katalysator eingestellt wird,
c) heißer, regenerierter Katalysator aus dem oberen Bereich der ersten Regenerationszone abgezogen wird,
rH e^chnnfie1!. Katalysator mitführendes Regenerationsgas von der Oberfläche des Fließbetts dichter Phase abgeleitet, in den Bodenteil einer kegelstumpfförmigen zweiten Regenerationszone bei einer Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit von 0,76 bis 1,4 m/sec eingeführt wird, wobei diese am oberen Ende der zweiten Regenerationszone auf OJ bis 0.67 m/sec abnimmt, unter Schwerkrafteinwirkung ein größerer Anteil des mitgenommenen Katalysators von dem erschöpften Regenerationsgas abgetrennt und zu dem Fließbett dichter Phase zurückgeführt, ein kleinerer Anteil des mitgenommenen Katalysators zusammen mit dem erschöpften Regenerationsgas am oberen Ende der zweiten Regenerationszone als verdünnte Phase abgeleitet wird, und molekularen Sauerstoff enthaltendes sekundäres Regenerationsgas in Radialrichtung verteilt in die zweite Regenerationszone in einer Menge eingebracht wird, welche 1 bis 10% des Sauerstoffs im primären Regenerationsgas entspricht.
40
Die weiterhin zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagene Vorrichtung besteht aus einem aufrecht stehenden Regeneratorbehälter mit einer Zuleitung für den erschöpften Katalysator, einem zum verteilten Einführen von sauerstoffhaltigem primären Regenerationsgas in das untere Ende des unteren Regeneratorabschnitts dienenden ersten Gasverteiler mit Gaszuleitung und einem zum Einführen von sekundärem sauerstoffhaltigen Regenerationsgas dienenden zweiten Gasverteiler, einer Ableitung für regenerierten Katalysator. w einer zum Abtrenren des Katalysators von dem erschöpften Regenerationsgas dienenden, im oberen Regeneratorabschnitt angeordneten Trennvorrichtung, einer zum Abführen von erschöpftem Regenerationsgas aus der Trennvorrichtung dienenden und mit dieser verbundenen Abgasleitung und einer zum Überleiten von abgeschiedenem Katalysator aus der Trennvorrichtung in den unteren Bereich des unteren Regeneratorabschnitts dienenden Rohrleitung, und ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch
a) einen am unteren Ende des Regenerationsbehälters geschlossenen und am oberen Ende offenen kegelstumpfförmigen unteren Regeneratorabschnitt (101) und einem mit diesem in Verbindung ^ stehenden, an seinem oberen Ende geschlossenen und am unteren Ende offenen, zylindrischen oberen Regeneratorabschnitt (102),
b) eine Zuleitung (103) für erschöpften Katalysator zum unteren Ende des unteren Regeneratorabschnitts(lOI),
c) einem im oberen Teil des unteren Regeneratorab- ·. Schnitts angeordneten und zum radial verteilten
Einführen von sekundärem sauersloffhaltigen Regenerationsgas in den unteren Regeneratorabschnitl dienenden zweiten Gasverteiler (112),
d) eine in Verbindung mit dem Innenraum des unteren κι Regeneratorabschnitts (iÖI) unterhalb des zweiten Gasverteilers (112) stehende Ableitung (106) für regenerierten Katalysator, die unter einem Winkel zwischen 45" bis 60" gegenüber der Senkrechten schräg nach unten gerichtet ist.
Γι e) ein in Verbindung mit dem Auslaßende der Ableitung (106) für regenerierten Katalysator stehendes außerhalb des Regeneratorbehälters (100) befindliches Standrohr (107) für regenerierten Katalvsator mit einem unteren konischen Abschnitt
Hi (109) und einem zylindrischen oberen Abschnitt (108).
f) eine das obere Ende (108) des Standrohrs (107) mit dem oberen Regeneratorabschnitt (102) verbindende Entgasungsleitung (69).
Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Regenerationsverfahren wird der Katalysator so weit regeneriert, da/7 der Kohlenstoffrückstandsgehalt etwa 0,1 Gew.-% oder weniger beträgt. Praktisch sämtliches gebildetes Kohlenmonoxid wird in Kohlendioxid umgewandelt, so daß das abgeführte Rauchgas 500 ppm oder weniger Kohlenmonoxid enthält und somit praktisch kohlenmonoxidfrei ist. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß das Volumen an Katalysator im Fließbett dichter Phase gegenüber der Menge, welche bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum katalytischen Fließbett-Kracken erforderlich ist, wesentlich verringert werden kann. Ein großer Teil der bei der Verbrennung von Kohlenmonoxid in der zweiten Regenerationszone entstehenden Verbrennungswärme wird durch den mitgeführten Katalysator zum Fließbett dichter Phase übertragen, auf welchem sich dieser Katalysator absetzt. Der zum Boden der ersten Regenerationszone zurückgeleitete abgetrennte Katalysator nimmt ggf. eine große Wärmemenge aus der vorzugsweise dritten vorgesehenen Regenerationszone auf und gibt diese an das primäre Regenerationsgas ab.
Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung werden im nachfolgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, welche eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Regenerieren on Fließbett-Krackkatalysatoren entsprechend der Erfindung ist.
In der Zeichnung sind nur diejenigen Teile dargestellt, welche zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Die bei derartigen Anlagen natürlich vorhandenen Ventile, Pumpen. Steuer- und Regeleinrichtungen usw. sind aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen worden.
Entsprechend der Zeichnung amfaßt die Regeneriervorrichtung einen aufrecht stehenden Regeneratorbehälter 100, welcher aus einem kegelstumpfförmigen unteren Regeneratorabschnitt 101, dessen Scheitel nach unten weist und der an seinem unteren Ende geschlossen und an seinem oberen Ende offen ist, und einem oberen Regeneratorabschnitt 102 in Form eines Hohlzylinders, welcher an seinem oberen Ende geschlossen und an seinem unteren Ende offen und axial zu
dem unteren Regeheratorabschnitl 101 ausgerichtet ist und mit diesem in Verbindung steht, besteht. Erschöpfter und mit Koks verunreinigter Katalysator wird mit einem saüefstoffhalligen primären Regenerationsgas im unteren Bereich des unteren Regeneratorabschnitts 101 ι unter Regenerationsbedingungen in Berührung gebracht, welche in der Weise bemessen sind, daß ein der RegeneripfJng Unterworfenes Kätälysatof-Fließbett dichter Phüse und über der oberen Oberfläche desselben eine verdünnte Phase aus von erschöpftem Regenerationsgas mitgefühftem Katalysator ausgebildet werden Der Querschnitt am Boden des unteren Regeneratorabschnitts 101 weist eine ausreichende Größe auf. damit sich eine Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit für primäres Regenerationsgas im Be- r> reich von 1.5 bis 2,4 m/sec einstellt. Das Volumen des unteren Regeneratorabschnitts 101 ist so groß bemessen, daß die Katalysatorverweilzeit im Fließbett dichter Phase zwischen 3 bis 20 Minuten beträgt.
Die Wand des unteren Regeneratorabschnitts 101 verläuft gegenüber der Senkrechten unter einem Kegelöffnungswinkel von etwa 20 bis 30 und vor/ugs weise etwa 21°, wobei der Querschnitt des unteren Regeneratorabschnitts 101 mit der Höhe zunimmt. Innerhalb de? unteren Regeneratorabschnitts 101 nimmt die Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit des nach oben strömenden Regenerationsgases mit zunehmender Höhe ab und beträgt an der Oberseite des Katalysator-Fließbetts dichter Phase 0,76 bis 1.4 m/sec und am offenen oberen Ende des unteren Regenerator- in abschnittr 101 03 bis 0,67 m/sec, wie weiter unten im einzelnen erläutert ist. Der obere Regeneratorabschnitt
102 weist gleichen Durchmesser und Querschnittsfläche wie das obere Ende des unteren Regeneratorabschnitts 101 auf. j.
Eine Zuleitung 103 für erschöpften, mit Koks verunreinigten Katalysator führt von einem (nicht dargestellten) Reaktionsabschniti zum unteren Ende des unteren Regeneratorabschnitts 101. Die Zuleitung
103 verläuft unter einem Winkel von etwa 30" bis 45" gegenüber der Senkrechten schräg nach unten, wobei ihr Auslaßende mit dem Innenraum des unteren Regeneratorabschnitts 101 in Verbindung steht. Entsprechend einer Ausführungsform weist die Zuleitung 103 für erschöpften Katalysator durchgehend gleich bleibenden, kreisförmigen Querschnitt bis zur Einmündung in den unteren Bereich des unteren Regeneratorabschnitts 101 auf. Entsprechend einer anderen Ausführungsform kann die Zuleitung 103 einen praktisch gleichbleibenden, kreisförmigen Querschnitt aufweisen, vi der sich zum auslaßseitigen Ende hin zu einem ovalen Querschnitt erweitert, dessen senkrechter Durchmesser gleich ist dem Durchmesser des kreisförmigen Querschnitts, und dessen waagerechter Durchmesser gleich ist etwa dem halben bis dem ganzen Durchmesser des η unteren Endes des unteren Regeneratorabschnitts 101. Eine Leitung 104 für primäres Regenerationsgas ist von unten her kommend zur Bodenfläche des unteren Regeneratorabschnitts 101 geführt und gestattet das Einführen molekularen Sauerstoff enthaltenden primären Regenerationsgases wie z. B. Luft in den Regeneratorbehälter 100. Das Auslaßende der Gasleitung 104 mündet in einen Verteiler für primäres Regenerationsgas, der hier aus einer Gaseinlaß-Speicherkammer 105 mit einer Vielzahl von Öffnungen besteht Die Gaseiniaß-Speicherkammer 105 ist mit der Bodenwandinnenseite des unteren Regeneratorabschnitts 101 verbunden. Die Gesamtquerschnittsfläche sämtlicher Öffnungen in der Gaseinlaß-Speicherkammer 105 ist derart bemessen, daß die Austrittsgeschwindigkeit für primäres Regenerationsgas etwa 20 bis 53 m/sec beträgt und das zusammen mit erschöpftem Katalysator am Boden in den unteren Regeneratorabschnitt 101 eingeführte primäre Regenerationsgas unter turbulenten Strömungsverhältnissen innig mit dem Katalysator vermisch! wird.
Die Gaseinlaß-Speicherkammer 105 besteht aus einem senkrecht stehenden Hohlzylinder, der an seinem unteren Ende geschlossen ist und an seinem oberen Ende eine gewölbte Formgebung aufweist. Die Auslaß-Öffnungen für primäres Regenerationsgas sind symmetrisch um die Oberfläche der Speicherkammer verteilt angeordnet und gestatten eine gleichmäßig verteilte Abgabe von primärem Regenerationsgas in das untere Ende des. unleren Regeneratorabschnitts 101. Das Auslaßende der primären Regenerationsgasleitung 104 steht in Verbindung mit der Bodenfläche der Gaseinlaß-Speicherkammer 105.
Eine Ableitung 106 für regenerierten Katalysator verbindet den Innenraum des unteren Regeneratorabschnitts 101 mit einem äußeren Standrohr 107 für regenerierten Katalysator. Die Ableitung 106 ist mit dem unteren Regeneratorabschnitt 101 in einer Höhe verbunden, welche unterhalb der Oberkante des Katalysator-Fließbetts dichter Phase liegt, und verläuft unter einem Winkel von 45° bis 60° gegenüber der Senkrechten schräg nach unten, so daß im oberen Abschnitt des Katalysator-Fließbetts dichter Phase im unteren Regeneratorabschnitt ' »1 befindlicher regenerierter Katalysator durch die /'bleitung 106 hindurch nach unten in den oberen Anschnitt des äußeren Standrohrs 107 für regenerierten . atalysator einströmt. Das Standrohr 107 weist einen oberen, senkrechten, zylindrischen Abschnitt 108 mit zylindrischer Wandung und einer öffnung an seinem oberen F.nde und einem offenen unteren Hnde, sowie einen unteren, kegelstumpfförmigen Abschnitt 109 mit offenem oberem und unterem Ende auf. Die Ableitung 106 für regenerierten Katalysator ist an der senkrechten, zylindrischen Wand des oberen, zylindrischen Abschnitts 108 mit dem Standrohr 107 verbunden. Das offene obere Ende des unteren Abschnitts 109 steht in Verbindung mit dem offenen, unteren Ende des oberen Standrohrabschnitts 108. und die Wand des unteren Standrohrabschnitts 109 weist gegenüber der Senkrechten einen Kegelwinkel von etwa 7.5' auf. Innerhalb des unteren Standrohrabschnitts 109 sammelt sich regenerierter Katalysator aus dem Regei.eratorbehälter 100 an. Über dem Bett aus heißem, entgastem, regenerierten Katalysator bildet sich ein.: Schicht aus abgetrenntem Entgasungsgas. Ein am unteren Ende des unteren Standrohrabschnitts 109 angeordneter Schieber 110 gestattet die Entnahme von heißem, entgastem, regeneriertem Katalysator in genau einstellbarem Durchsatz, und dieser regenerierte Katalysator wird in einer (hier nicht dargestellten) katalytischen Fließbett-Reaktionszone in Berührung mit Kohlenwasserstoff- Beschickungsstoffen gebracht. In das Standrohr 107 für regenerierten Katalysator zusammen mit aus dem Regeneratorbehälter 100 zugeführtem regeneriertem Katalysator eintretendes Gas sammelt sich im oberen Standrohrabschnitt 108 an. Eine Entgasungsleitung 109 verbindet die Öffnung im oberen Standrohrabschnitt 108 mit dem oberen Regeneratorabschnitt Ϊ02 und dient dazu, das im Standrohr 107 angesammelte Gas in den oberen Abschnitt des Regeneratorbehälters 100 einzuleiten.
Eine sekundäre Regeneralionsgasleitung 111 ist durch die Wand des unteren Regeneralorabschnitts 101 durchgeführt und gestattet das Einführen von molekularen Sauerstoff enthaltendem sekundärem Regenerationsgas wie z. B. Lufl in den Regeneratorbehälter 100. i Das Auslaßende der sekundären Regenerationsgasleitung 111 steht in Verbindung mit einem Verteiler 112, der als Sammelrohr ausgebildet isl und eine Vielzahl von Öffnunger? aufweist, durch welche das sekundäre Regenerationsgas radial in den oberen Bereich des in unteren Regeneratorabschniits 101 in einer über dem Katalysator-Fließbett dichter Phase liegenden Höhe abgegeben wird. Vorzugsweise besieht der Verteiler 112 für sekundäres Regenerationsgas aus einem in waagerechter Lage im oberen Bereich des unteren ι -, Regeneratorabschnitts 101 angeordneten Rohrring, wobei die vom Durchmesser des Rohrrings umschlossene Querschnittsfläche des unteren Regeneratorab «chnitts gleich ist der außerhalb des Umfangs des Rohrrings befindiichen Querschninsfiüche des unteren Regeneratorabschnitts 101. Der Verteiler-Rohrring 112 weist eine Vielzahl unter einem Winkel von etwa +20c gegenüber der Waagerechten nach außen weisender, «m den Umfang des Rohrrings herum verteilter Öffnungen und eine Vielzahl nach innen unter einem _>i Winkel von etwa +20° gegenüber der Waagerechten ■m den Innenumfang des Rohrrings herum angeordne ler öffnungen auf. durch welche das sekundäre Regenerationsgas radial in den unteren Regeneratorabichnitt 101 abgegeben wird. Die Gesamtquerschnittsflä· so ehe sämtlicher Öffnungen im Rohrring ist derart fcemessen, daß die Austrittsgeschwindigkeit des sekundären Regenerationsgases zwischen etwa 20 bis 53 m/sec beträgt, wenn der Durchsatz an sekundärem Regenerationsgas 1 bis 10% des Duchsatzes an j-, primärem Regenerationsgas entspricht. Der Rohrring 112 ist in waagerechter Lage innerhalb des unteren Regeneratorabschnitts 101 oberhalb der Oberkante des Katalysator-Fließbetts dichter Phase in einer Höhe ungeordnet, in welcher die Oberflächen-Dampfgeichwindigkeit von sekundärem und primärem Regenerationsgas, welche im unteren Regeneratorabschnitt 101 nach oben strömen, innerhalb des Bereichs von etwa 0,4 bis 1,1 m/sec liegt.
Wie oben ausgeführt, ist der Durchmesser des offenen oberen Endes des unteren Regeneratorabschnitts 101 ausreichend groß bemessen, so daß sich eine Regenerationsgas-Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit im Bereich von etwa 0.3 bis 0,9 m/sec einstellt. Dieses offene, obere Ende steht in Verbindung mit dem offenen, unteren Ende des oberen Regeneratorabschnitts 102, so daß Regenerationsgas und mitgeführter Katalysator von der Oberfläche des im unteren Regeneratorabschnitts 101 befindlichen Katalysator-Fließbetts in den oberen Regeneratorabschnitt 102 eintreten können, in welchem eine verdünnte, in Regenerationsgas suspendierte Katalysatorphase gehalten wird. Das aus dem Katalysator-Fließbett dichter Phase austretende Regenerationsgas enthält praktisch keinen Sauerstoff mehr und weist aufgrund unvoUiäitändiger Verbrennung bo von Koks im Fließbett ggf. eine hohe Kohlenmonoxidkonzentration auf. Dieses Kohlenmonoxid wird vorzugsweise im Regeneratorbehälter 100 zu Kohlendioxid verbrannt. Innerhalb des oberen Bereichs des unteren Regeneratorabschnitts 101 befindet sich der Verteiler 112 in waagerechter Lage und führt zusätzliches, sauerstoffhaltiges Regenerationsgas zu, durch welches das Kohlenmonoxid praktisch vollständig zu Kohlendioxid verbrannt wird.
Da das offene obere Ende des unteren Regeneratorabschnitts 101 in freier Verbindung mit dem offenen unteren Ende des oberen Regeneratorabschnitts 102 steht, können Regenerationsgas und mitgenommener Katalysator in die im oberen Regeneratorabschnilt 102 befindliche verdünfite Katalysatorphase eintreten. Die Querschnitlsfläche des oberen Regeneratorabschnitts 102 ist derart bemessen, daß die Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit des durch diesen Abschnitt hindurchtretehden Gases im Bereich von 0,3 bis 0,67 m/sec beträgt. Innerhalb des oberen Regeneratorabschnitts 102 befindet sich eine Kataljsator-GasTrennvorrichtung 113. welche vorzugsweise <ius Zyklonenabscheidern besteht, mit denen der mitgenommene Katalysator von dem erschöpften Regenerationsgas abgetrennt wird. Entsprechend dem Verfahren und der Vorrichtung nach d^r Erfindung kann die Katalysator Gas-Trennvorrichtung 113 aus einem oder auch aus mehreren, in Reihe uriu/uuer paiaiiei gestnaiieien ZjklonäbSCMcidciTi bestehen, welche eine praktisch vollständige Abscheidung von mitgenommenem Katalysator aus dem erschöpften Regenerationsgas gestatten. Der Übersichtlichkeit halber ist in der Zeichnung nur ein Zyklonabscheider 113 angedeutet. Die mit dem Boden des Zyklonabscheiders 113 in Verbindung stehende Rohrleitung 114 führt nach unten in den unteren Regeneratorabschnitt 101 und mündet etwa an der Stelle, an welcher erschöpfter Katalysator durch die Zuleitung 103 für erschöpften Katalysator zugeführt wird. Von dem erschöpften Regenerationsgas im Abscheider 113 abgeschiedener mitgeführter Katalysator strömt unter Regenerationstemperatur durch die Rohrleitung 114 nach unten und wird in den Bodenbereich des unteren Regeneratorabschnitts 101 abgegeben, so daß sich dieser heiße Katalysator mit erschöpftem Katalysator und primärem Regenerationsgas vermischt, diese dabei auf eine höhere Temperatur bringt und die Koksverbrennung im verbrauchten Katalysator verbessert.
Eine weitere Rohrleitung 115 verbindet das obere Ende des Zyklonenabscheiders 113 mit einer Speicherkammer 116. welche am oberen Ende des oberen Regeneratorabschnitts 102 befestigt ist Das in der Katalysator-Gas-Trennvorrichtung 113 von dem mitgenommenen Katalysator abgetrennte, erschöpfte Regenerationsgas wird über diese Rohrleitung 115 der Speicherkammer 116 zugeführt. Eine mit der Speicherkammer 116 in Verbindung stehende Abgasleitung 117 führt das erschöpfte Regenerationsgas in Form von Rauchgas aus der katalytischen Fließbett-Krackvorrichtung ab.
Die Reaktionsbedingungen für die Krackung von Kohlenwasserstoffen umfassen Reaktionstemperaturen im Bereich von etwa 450 bis 600° C, Reaktionsdrücke im Bereich von 13 bis 3,4 bar oder höher, ein Gewichtsverhältnis von regeneriertem Katalysator zu Kohlenwasserstoff-Ausgangsstoffen (Katalysator/Öl-Verhältnis) von etwa 2 :1 zu etwa 20 :1, eine Katalysator-Kohlenwasserstoff-Berührungszeit von etwa 10 Sekunden bis zu etwa 5 Minuten und Oberflächen-Dampfgeschwindigkeiten im Reaktor von etwa 0,2 bis 03 m/s. Feste und flüssige Kohlenwasserstoffe sowie Kohlenstoff sammeln sich auf den Katalysatorteilchen an und führen zur Herabsetzung der Katalysatoraktivität. Der erschöpfte Katalysator wird aufbereitet, um die aufgenommenen Kohlenwasserstoffe zu entfernen und die Krackaktivität wiederherzustellen. Der erschöpfte Katalysator wird aus der Reaktionszone des katalytischen Fließbett-
Krackverfahrens sodann der Abstreifzone zugeführt, wo er mit Dämpfen, wie Z. B. Wasserdampf, bei Temperaturen irn Bereich von etwa 400 bis 6000C in B; führung gebracht und ein Teil der auf dem katalysator angesammelten flüchtigen Kohlenwasser- > stoffe zum Verdampfen gebracht wird. Diese werden dann mit dem Abstreifmedium aus der Abstreifzone abgeleitet und in die Reaktionszone eingeleitet. Der in dieser Weise behandelte Katalysator, welcher die im allgemeinen als Koks bezeichneten, nichtflüchtigen ι» Kohlenwasserstoffrückstände enthält, wird dann der Regenerationszone zugeführt. Dort wird die katalytische Aktivität des Katalysators wiederhergestellt. Anschließend wird der heiße, regenerierte Katalysator aus der Regeniralionszone abgeführt und wieder mit neuem Kohlenwasserstoff-Einsatzmaterial in der Reaktionszone in Berührung gebracht.
Katalysatoren, die erfindungsgemäß regeneriert werden, sind insbesondere die iils »Zeolith«- oder »rviuiekuiaiMcixi-K'ackkaiaiysaiuren bekannten Kuia- 2» lysatoren, die hier als Zeolith-Katalysatoren bezeichnet werden. Sie bestehen aus etwa 95 bis 85 Gew.-% einer amorphen, feuerfesten Metalloxidgrundstruktur und etwa 5 bis 15Gew.-%. vorzugsweise 8 bis 10Gew.-%. kristallinem Aluminiumsilikat-Zeolith mit gleichförmigen kristallinen Porenöffnungen. Die Grundstruktur weist im allgemeinen eine hohe Krackaktivität auf und besteht aus natürlichen Tonen und synthetischen Oxidgemischen aus z. B. Aluminiumsilikat, Magnesiumsilikat, Zirkoniumsilikat. Der Zeolitf anteil des Zeolith- in Katalysators besteht aus kleinen Teilchen natürlichen oder synthetischen kristallinen Aluminiumsilikat-Zeoliths wie z. B. Faujasit, Chabazit, X-Typ- oder Y-Typ-Aluminiumsilikaten, deren Ionen durch Ionen von Magnesium, seltenen Erden, Ammonium, Wasserstoff 3i und/oder anderen zweiwertigen und mehrwertigen Ionen ausgetauscht sind, wodurch der Natriumgehalt des Molekularsiebs bis auf nicht mehr als 1 Gew.-% und vorzugsweise noch weniger herabgesetzt ist. Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung eignen sich besonders gut zum Regenerieren derartiger Zeolith-Krackkatalysatoren, die Promotoren enthalten, mit denen die Verbrennung von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid innerhalb der Regenerationszone verbessert wird. Derartige Zeolithkatalysatoren können eine genau vorgegebene kristalline Porengröße aufweisen und kleine Mengen an Platin, Nickel, Eisen und anderen Stoffen enthalten, mittels derer die Verbrennung von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid bei den für die Regeneration katalytischer Krackkatalysatoren angewandten Temperaturen katalysiert wird.
Erschöpfter Krackkatalysator enthält etwa 0,5 bis etwa 2,0Gew.-% Koks. Beim Regenerieren des erschöpften Katalysators wird der im Katalysator enthaltene Koks verbrannt und · die katalytische Aktivität des Katalysators wiederhergestellt Zeolithhaltige Krackkatalysator^ können dabei bis zu etwa über 718°C liegenden Temperaturen ausgesetzt werden, ohne daß deren katalytische Aktivität darunter leidet Bei über etwa 816° C betragenden Temperaturen wird die Struktur und/oder die Zusammensetzung des Katalysators in der Weise beeinträchtigt, daß dieser irreversibel wenigstens einen Teil seiner katalytischen Aktivität einbüßt
Die Aktivität des regenerierten Katalysators ist im Falle von Zeoiith-Krackkatalysatoren im allgemeinen etwas empfindlicher gegenüber Kohlenstoffrückständen als die Aktivität eines regenerierten amorphen Krackkatalysators. Der verbleibende Kohlenstoffgehalt des regenerierten Katalysators wird vorzugsweise auf etwa 0,1 Gew.-% oder niedriger verringert.
Im allgemeinen besteht das Regenerationsgas aus Luft; es können jedoch auch andere molekularen Sauerstofl enthaltende Regenerationsgase wie 7. B. im Sauerstoff angereicherte Luft oder Dampf- und Luftgemische verwendet werden.
Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterialien, die sich beim Fließbett-Krackverfahren verarbeiten lassen, sind alle Kohlenwasserstoffe, die durch Kracken in verwertbare Kohlenwasserstoffprodukte niedrigeren Molekulargewichts übergeführt werden können. Beispiele für derartige Kohlenwasserstoff-Beschickungsstoffe sind ursprüngliche Gasöle. Vakuumgasöle, atmosphärische Rückstandsöle, Schieferöle. Teersandöle, ursprüngliche!. Naphtha, Kreislauföle und gekrackte Naphthakreislauföle aus Krackverfahren. Ein Teil aller dieser Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterialien wird bei katalytischem FiieBbettkrackcn zu Koks umgewandelt Der in Kohlenstoff umgewandelte Anteil der eingesetzten Kohlenwasserstoffe ist proportional dem Siedebereich des betreffenden Ausgangsmaterials und beträgt von etwa 1 Gew.-% fur bestimmte Naphthas bis zu etwa 15 Gew-% oder mehr für einige Rückstandsöle.
Bei Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung der weiterhin vorgeschlagenen Regeneriervorrichtung wird erschöpfter Krackkatalysator, welcher etwa 0.5 bis 2 Gew.-% Koks enthält, aus der Reaktionszone über die Zuleitung 103 der ersten Regenerationszone im untere'- Bereich des unteren Regeneratorabschnitts 101 zugeführt, in welchem der erschöpfte Katalysator mit einem sauerstoffhaltigen primären Regenerationsgas in Berührung gebracht wird, welches unter turbulenten S römungsbedingungen aus der Gaseinlaß Speicherkammer 105 in den unteren Regeneratorabschnitt 101 eintritt und sich innig mit dem erschöpften Katalysator vermischt, wobei das sich dadurch ergebende Gemisch aus erschöpftem Katalysator und primärem Regenerativnsgas gleichmäßig über die Bodenquerschnittsfläche in dieser ersten Regenerierzone ausbreitet. Das primäre Regenerations^ wird der ersten Regenerationszone in einer ausreichend großen Menge zugeführt, so daß etwa die stöchionr Tische Menge an molekularem Sauerstoff zur vollständigen Verbrennung von Koks zu Kohlendioxid und Wasser im erschöpften Katalysator zur Verfügung steht. Der erste Regeneratorabschnitt 101 begrenzt diese erste Regenerierzone auf den kegelstumpfförmigen Bereich, dessen Scheitel nach unten weist. Der in die erste Regenerierzone eintretende erschöpfte Katalysator weist eine Temperatur von etwa 400 bis 6000C auf. während das in die erste Regenerierzone eintretende primäre Regenerationsgas eine Temperatur von etwa 38 bis 316° C aufweist, so daß die Koksverbrennung im erschöpften Katalysator eingeleitet wird. In der ersten Regenerierzone strömen erschöpfter Katalysator und Regenerationsgas mit einer anfänglichen Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit von 1,5 bis 2,4 m/sec nach oben. Mit zunehmendem Querschnitt der ersten Reaktionszone nimmt die Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit des primären Regenerationsgases ab. In der ersten Regenerationszone werden die Betriebsbedingungen in der Weise eingestellt, daß ein dichtphasiges, in Regenerierung befindliches Katalysatorbett durch die nach oben gerichtete Strömung vor. primärem Regenerationsgas verwirbelt wird und praktisch sämtlicher Koks aus dem zu regenerierenden Katalysator verbrannt wird. Die
Dichte des Katalysator-Fließbetts beträgt etwa 0,3 bis 0,48 g/cm3. Die Oberfläche des Fließbetts ist überlagert mit einer verdünnten Phase aus in Regenerationsgas suspendiertem Katalysator. Um das Katalysator-Fließbett dichter Phase im Fließzustand zu halten und den · gewünschten Regenerationsgrad zu erzielen, beträgt die anfängliche Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit des primären Regenerationsgases am Boden der ersten Regenerierzone 1,5 bis 2,4 m/sec und nimmt bis zum oberen Ende des Fließbetts auf 0,76 bis 1,4 m/sec ab. Die ,10 Temperatur wird in einem Bereich von 570 bis 7600C gehalten. Der Regenerationsdruck am oberen Ende des Katalysator-Fließbetts beträgt 2 bis 4,5 bar, die Verweil · zeit des Katalysators im Fließbett 3 bis 20 Minuten und die von der Menge an Katalysator im Fließbett dichter Phase abhängige spezifische Koksverbrennungsgeschwindigfceit liegt bei 0,1 bis 1,0 kg Koks pro Stunde pro kg Katalysator. Unter diesen Regenerationsbedingungen läßt sich der Kohlenstoffrückstand im regenerierten Katalysator auf etwa 0.1 od;r vorzugsweise 0,05 Gew.-°/b oder weniger vei t uigci n.
In der ersten Regenerierzone sind primäres Regenerationsgas und Katalysator gleichmäßig über die ganze Querschnittsfläche verteilt. Auf diese Weise wird ein homogenes Katalysator-Fließbett dichter Phase erzielt. -"> das eine gleichmäßige Regenerierung des Katalysators innerhalb der ersten Regenerien-one ermöglicht.
Der regenerierte Katalysator wird aus dem oberen Bereich des Katalysator-Fließbetts unterhalb der Oberfläche des Fließbetts über die Ableitung 106 jo abgezogen, welche nicht nach innen in die erste Regenerierzone vorsteht und somit die ungehinderte Strömung von Katalysator und Dämpfen innerhalb des Katalysator-Fließbetts nicht behindert. Durch die Ableitung 106 wird der regenerierte Katalysator in das » Standrohr 107 eingeführt, in welchem der gegenerierte Katalysator mitgeführtes Regenerationsgas freisetzt und sich in Form eines Betts aus heißem, regeneriertem Katalysator im unteren Abschnitt des Standrohrs 107 absetzt. Heißer, regenerierter Katalysator, der eine Tempertur von etwa 540 bis 73O0C aufweist, wird am unteren Ende aus dem Standrohr 107 abgezogen und in der Reaktionszone des katalytischen Fließbett-Krackverfahrens mit neuem Kohlenwasserstoff-Beschikkungsstoff in Berührung gebracht. Das von dem regenerierten Katalysator freigesetzte Regenerationsgas tritt am oberen Ende des Standrohrs 107 aus und wird der verdünnten Katal>-.atorphase zugeführt, welche das Katalysator-Fließbett dichter Phase überlagert.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren tritt aus Stickstoff, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und einer kleinen Menge von mitgeschlepptem Katalysator bestehendes Regenerationsgas, das praktisch keinen molekularen Sauerstoff mehr aufweist, an der Oberfläehe des Katalysator-Fließbetts aus und fließt in eine kegelstumpfförmige zweite Regenerationszone, deren Querschnittsfläche mit der Höhe zunimmt, so daß die Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit des durch diesen Abschnitt hindurchströmenden erschöpften Regenerationsgases von 0,76 bis 1,4 m/sec am oberen Ende" des Katalysatöf^Fließbetls auf 0,3 bis 0,67 m/sec am oberen Ende der zweiten Regenerationszone abnimmt. Die Dichte dieser in erschöpftem Regenerationsgas suspendierten verdünnten Katalysatorphase beträgt etwa 1,60 bis 32,03 ■ 10-3g/cm3. Augrund der Verringerung der Oberflächeti'Dampfgeschwindigkeit des erschöpften Regenerationsgases innerhalb der zweiten Regenerationszone kehr» ein beträchtlicher Teil des mitgeführten j Katalysators unter Schwerkrafteinwirkung zum oberen j Ende des Katalysator-Fließbetts zurück. Das Verhältnis j von Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid in dem in diese | zweite Regenerationszone eintretenden erschöpften j Regenerationsgas liegt zwischen etwa 1 :1 und 500 :1 j oder höher, je nach den Betriebsbedingungen innerhalb des Katalysator-Fließbetts, wobei der Kohlenmonoxid- i gehalt von etwa 50 ppm bis etwa 10 Vo^-%, bezogen auf ■ das Regenerationsgas, beträgt. Da Kohlenmonoxid in ' hohem Maße zur Luftverschmutzung beiträgt, wird es i innerhalb des Regeneratorbehälters weitgehendst zu < Kohlendioxid verbrannt Beim Einsatz von Krackkata- ■ lysatoren. die keine Promotoren enthalten, führen j erhöhte Temperaturen im Katalysator-Fließbett dichter , Phase zu einer erhöhten Verbrennung von Kohlenmon- ! oxid zu Kohlendioxid, so daß bei etwa 7300C der , Kohlenmonoxidgehalt des erschöpften Regenerations- j gases wcr'ger als 1 Gew.-% und vorzugsweise weniger als etwa 200 ppm, bezogen auf das Gewicht unter den hen behenden Regcneraüoriäbedingungcn, beträgt Bc· Verwendung von Katalysatoren, die Promotoren für die Verbrennung von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid enthalten, erfolgt eine im wesentlichen vollständige Verbrennung von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid bei wesentlich niedrigeren Temperaturen von bereits etwa 6750C. Wenn die Verbrennung von Kohlenmonoxid im Fließbett unvollständig ist und das in die zweite Regenerationszone eintretende erschöpfte Regenerationsgas große Mengen an Kohlenmonoxid enthält, wird sekundäres Regenerationsgas, welches etwa 1 bis etwa 10 MoI-% der zur vollständigen Verbrennung des Koks im erschöpften Katalysator stöchiometrischen erforderlichen Menge Sauerstoff enthält, in die verdünnte Phase aus in erschöpftem Regenerationsgas suspendiertem Katalysator durch den Verteiler 112 eingeleitet, der sich innerhalb der zweiten Regenerationszone in einer solchen Höhe befindet, daß die Oberflächengeschwindigkeit des durch diese Zone nach oben strömenden Regenerationsgases etwa 0$ m/sec nicht überschreitet. Der in die verdünnte Phase eingeführte zusätzliche Sauerstoff führt zu einer praktisch vollständigen Verbrennung von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid innerhalb der zweiten Regenerationszone. Der vom erschöpften Regenerationsgas milgeführte Katalysatoranteil, welcher in der zweiten Regenerationszone unter Schwerkrafteinwirkung auf die Oberfläche des Katalysator-Fließbetts dichter Phase zurückfällt, führt einen großen Teil der bei der Verbrennung von CO zu CO2 erzeugten Wärme wiederum dem Kacalysator-Fließbett zu, so daß die Temperatur der verdünnten Phase nicht über die Temperatur, bei welcher der mitgeführte Katalysator deaktiviert wird. d. h. vorzugsweise nicht über etwa 790" C, ansteigt.
Bei dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung kann die aus erschöpftem Regenerationsgas und mitgeführtem Katalysator bestehende verdünnte Phase, in welcher das Kohlenmonoxid im wesentlichen vollständig zu Kohlendioxid verbrannt ist. am oberen Ende der zweiten Regenerationszone mit einer Öberflächen-Oampfgeschwindigkeit von 0,3 bis 0,67 m/sec in eine im oberen Regeneratorabschnitt 102 befindliche dritte Regenerationszone eintreten* Aus ^ dieser dritten Regenerationszone treten das erschöpfte g| Regenerationsgas Und mifgeführter Katalysator in eine a Katalysator/Gas'Trennzone ein, in welcher das erschöpfte Regefiefatiönsps praktisch völlig von mitge^
führtem Katalysator befreit wird. Praktisch katalysatorfreies, erschöpftes Regenerationsgas wird aus dem Verfahren entfernt und tritt durch die Abgasleitung als Rauchgas aus. Katalysator mit einer Temperatur von etwa 570 bis 790° C wird sodann vom Boden der Trennzone dem unteren Bereich des ersten Regeneratorabschnitts über die Rohrleitung 114 zugeführt und der heiBe, abgetrennte Katalysator innig mit erschöpftem Katalysator und primärem Regenerationsgas, welche in die erste Regenerationszone eingeführt werden, vermischt, wodurch deren Temperatur entsprechend ansteigt und die Koksverbrennung verbessert wird
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
230 245/298

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Regenerieren von Fließbett-Krackkatalysatoren, bei dem erschöpfter und mit Koks verunreinigter Krackkatalysator mit molekularen Sauerstoff enthaltendem Regenerationsgas unter Regenerationsbedingungen in Berührung gebracht wird, sämtlicher Koks aus dem erschöpften Katalysator verbrannt wird und ein aus COj und CO bestehendes, praktisch sauerstofffreies Gas, sowie iu heißer, regenerierter Katalysator erzeugt werden, wobei ein Fließbett dichter Phase der Katalysatorteilchen im unteren Abschnitt einer Regenerationszone durch Hindurchleiten des Regenerationsgases von unten nach oben und ein Fließbett verdünnter Phase der Katalysatorteilchen ausgebildet werden. Kohlenmonoxid im erschöpften Regenerationsgas unter Einbringen von molekularen Sauerstoff enthaltendem sekundärem Reaktionsgas in die zweite Regenerationszone zu Kohlendioxid verbrannt wird, ds verdünnte Phase in einer Trennzone in ein von mitgenommenem Katalysator freies, aus erschöpftem Regenerationsgas bestehendes Rauchgas und abgetrennten Katalysatcr getrennt wird, das Rauchgas abgeleitet und abgetrennter Katalysator am Boden der ersten Regenerationszone eingebracht und mit zusätzlichem erschöpften Katalysator und primären Regeneralionsgas vermischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
10
a) erschöpfter Katalysator am Boden einer kegelstumpfför..iigen ersten Regenerationszone mit molekularen Sauers'off enthaltendem primären Regenerationsgas in piner Menge in Berührung gebracht wird, die etwa der :öchiomeirischen Γι Sauerstoffmenge für die vollständige Verbrennung von Koks zu CO? und Wasser entspricht, und dabei unter turbulenten Strömungsverhältnissen ein inniges Gemisch aus erschöpftem Katalysator und primärem Regenerationsgas ·>« gebildet wird,
b) der erschöpfte Katalysator im oberen Bereich dieser ersten Regenerationszone bei einer anfänglichen Oberflächen Dampfgeschwindigkeit von 1.5 bis 2,4 m/sec im Bodenbereich, die auf 0.76 bis 1,4 m/sec im oberen Bereich der
ersten Regenerationszone abnimmt, regene- a)
nert wird, indem das Katalysator-Fließbett dichter Phase ausgebildet wird, worin der Katalysator auf einer Temperatur zwischen 570 ίο bis 76O°C und im oberen Bereich des Fließbetts unter einem Druck von 2 bis 4,5 bar während eines Zeitraums von 3 bis 20 Minuten gehalten und eine spezifische Koksverbrennungsgeschwindigkeit von 0,1 bis 1 kg Koks pro Stunde 55 b) pro kg Katalysator eingestellt wird,
c) heißer, regenerierter Katalysator aus dem oberen Bereich der ersten Regenerationszone c) abgezogen wird,
d) erschöpftes, Katalysator mitführendes Regenerationsgas von der Oberfläche des Fließbetts dichter Phase abgeleitet in den Bodenteil einer kegelstumpfförmigen zweiten Regenerationszone bei einer OberflächenOampfgeschwin- d) digkeit von 0,76 bis 1,4 m/sec eingeführt wird, wobei diese am oberen Ende der zweiten Regenerationszone auf 0,3 bis 0,67 m/sec abnimmt, unter Schwerkrafteinwirkung ein größerer Anteil des mitgenommenen Katalysators von dem erschöpften Regenerationsgas abgetrennt und zu dem Fließbett dichter Phase zurückgeführt, ein kleinerer Anteil des mitgenommenen Katalysators zusammen mit dem erschöpften Regenerationsgas am oberen Ende der zweiten Regeuerationszone als verdünnte Phase abgeleitet wird, und molekularen Sauerstoff enthaltendes sekundäres Regenentionsgas in Radialrichtung verteilt in die zweite Regenerationszone in einer Menge eingebracht wird, welche 1 bis 10% des Sauerstoffs im primären Regenerationsgas entspricht
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verdünnte Phase von der zweiten Regenerationszone vor Einführen in die Trennzone mit einer Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit von bis 0,67 m/sec in eine dritte Regenerationszone eingeleitet wird, wobei das Fließbett dichter Phase in der ersten Regenerationszone auf einer Temperatur von 670 bis 7605C, und die Temperatur der verdünnten Phase in der dritten Regenerationszone unter etwa 790 C gehalten wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus einem aufrecht stehenden Regeneratorbehäaer mit einer Zuleitung für den erschöpften Katalysator, einem zum verteilten Einführen von sauerstoffhaltigem primären Regenerationsgas in das untere Ende des unteren Regencratorabschnitts dienenden ersten Gasverteiler mit Gaszuleitung und einem zum Einführen von sekundärem sauerstofFhaltigen Regenerationsgas dienenden zweiten Gasverteiler, einer Ableitung für regenerierten Katalysator, einer zum Abtrennen des Katalysators von dem erschöpften Regenerationsgas dienenden, im oberen Regeneratorabschnitt angeordneten Trennvorrichtung, einer zum Abführen von erschöpftem Regenerationsgas aus der Trennvoriichtung dienenden und mit dieser verbundenen Abgasleitung und einer zum Überleiten von abgeschiedenem Katalysator aus der Trennvorrichtung in den unteren Bereich des unteren Regeneratorabschnitts dienenden Rohrleitung, gekennzeichnet durch
einen am unteren Ende des Regeneratorbehälters geschlossenen und am oberen Ende offenen kegelstumpfförmigen unteren Regeneratorabschnitt (101) und einem mit diesem in Verbindung stehenden, an seinem oberen Ende geschlossenen und am unteren Ende offenen, zylindrischen oberen Regeneratorabschnitt (102),
eine Zuleitung (103) für erschöpften Katalysator zum unteren Ende des unteren Regeneratorabschnitts(lOl),
einem im oberen Teil des unteren Regeneratorabschnitts angeordneten und zum radial verteilten Einführen von sekundärem sauerstoffhaltigen Regenerationsgas in den unteren Regeneratorabschnitt dienenden zweiten Gasverteiler (112),
eine in Verbindung mit dem Innenraum des Unteren Regeneratorabschnitts (101) unterhalb des zweiten Gasverteilers (112) stehende Ableitung (106) für regenerierten Katalysator, die unter einem Winkel zwischen 45° bis 606
gegenüber der Senkrechten schräg nach unten gerichtet ist,
e) ein in Verbindung mit dem Auslaßende der Ableitung (106) für regenerierten Katalysator stehendes außerhalb des Regeneratorbehälters (100) befindliches Standrohr (107) für regenerierten Katalysator mit einem unteren konischen Abschnitt (109) und einem zylindrischen oberen Abschnitt (108),
f) eine das ^ bere Ende (108) des Standrohr. (107) mit dem oberen Regeneratorabschnitt (102) verbindende Entgasungsleitung (69).
DE2657601A 1976-05-07 1976-12-18 Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Fließbett-Krackkatalysatoren Expired DE2657601C2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/684,504 US4038038A (en) 1976-05-07 1976-05-07 Fluidized cracking catalyst regeneration apparatus
US05/684,439 US4056486A (en) 1976-05-07 1976-05-07 Fluidized catalytic cracking regeneration process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2657601A1 DE2657601A1 (de) 1977-11-17
DE2657601C2 true DE2657601C2 (de) 1982-11-11

Family

ID=27103324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2657601A Expired DE2657601C2 (de) 1976-05-07 1976-12-18 Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Fließbett-Krackkatalysatoren

Country Status (14)

Country Link
JP (1) JPS52136202A (de)
AR (1) AR223804A1 (de)
AU (1) AU500862B2 (de)
BR (1) BR7702258A (de)
DE (1) DE2657601C2 (de)
ES (1) ES454471A1 (de)
FI (1) FI64518C (de)
FR (1) FR2350139A1 (de)
GB (1) GB1535797A (de)
IT (1) IT1123099B (de)
MX (1) MX157158A (de)
NL (1) NL7614611A (de)
SE (1) SE436695B (de)
YU (1) YU39375B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2745669A1 (de) * 1977-10-11 1979-04-12 Texaco Development Corp Verfahren zum regenerieren von erschoepftem katalysator in einem katalytischen fliessbett-crackverfahren

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4859430A (en) * 1987-06-29 1989-08-22 Uop Air distribution device
FR2627187B1 (fr) * 1988-02-15 1993-01-22 Inst Francais Du Petrole Procede de craquage a l'etat fluide d'une charge d'hydrocarbures
CN108794294B (zh) * 2017-04-27 2020-12-11 中国科学院大连化学物理研究所 流化床气体分布器、应用其的反应器及生产对二甲苯联产低碳烯烃的方法
CN108786669B (zh) 2017-04-27 2021-01-12 中国科学院大连化学物理研究所 流化床气体分布器、应用其的反应器及生产对二甲苯联产低碳烯烃的方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2379711A (en) * 1941-09-12 1945-07-03 Standard Oil Dev Co Catalytic conversion of hydrocarbon oils
US3650946A (en) * 1969-09-10 1972-03-21 Gulf Oil Corp Fluid catalytic cracking in a dense catalyst bed
IL42265A (en) * 1972-05-30 1976-04-30 Universal Oil Prod Co Process for the regeneration of fluidized catalyst
US3856659A (en) * 1972-12-19 1974-12-24 Mobil Oil Corp Multiple reactor fcc system relying upon a dual cracking catalyst composition
US3903016A (en) * 1973-05-04 1975-09-02 Mobil Oil Corp Method for regenerating catalyst in a fluidized bed with a restricted high turbulence region in the dispersed phase
AR207340A1 (es) * 1973-12-28 1976-09-30 Uop Inc Proceso y aparato de regeneracion mejorados
NL7501695A (nl) * 1974-03-04 1975-09-08 Standard Oil Co Werkwijze voor het regenereren van kraakkata- lysatoren.
US3964876A (en) * 1975-01-17 1976-06-22 Phillips Petroleum Company Method and apparatus for catalytically cracking hydrocarbons

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2745669A1 (de) * 1977-10-11 1979-04-12 Texaco Development Corp Verfahren zum regenerieren von erschoepftem katalysator in einem katalytischen fliessbett-crackverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
DE2657601A1 (de) 1977-11-17
SE7614674L (sv) 1977-11-08
IT1123099B (it) 1986-04-30
FR2350139A1 (fr) 1977-12-02
FI763639A (de) 1977-11-08
YU39375B (en) 1984-10-31
FI64518C (fi) 1983-12-12
YU317576A (en) 1983-02-28
JPS52136202A (en) 1977-11-14
GB1535797A (en) 1978-12-13
MX157158A (es) 1988-10-31
SE436695B (sv) 1985-01-21
AR223804A1 (es) 1981-09-30
NL7614611A (nl) 1977-11-09
FR2350139B1 (de) 1981-12-31
BR7702258A (pt) 1978-08-08
AU2026276A (en) 1978-06-08
ES454471A1 (es) 1978-08-16
FI64518B (fi) 1983-08-31
AU500862B2 (en) 1979-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2903885C2 (de)
DE2147547C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum katalytischer! Cracken von Schwerbenzin und Gasöl
DE69637200T2 (de) Verfahren zur verbesserung des gasölstroms aus der flashzone einer verzögerten verkokungsanlage
DE2702678A1 (de) Verfahren zur katalytischen umwandlung von kohlenwasserstoffen
DE2361142A1 (de) Verfahren zur steuerung der aktivitaet eines kristallinen zeolith-crackkatalysators
DE2425001A1 (de) Katalytisches crackverfahren mit verringerter emission an schwefeloxyden
DE2838297A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kohlenwasserstoffumwandlung und katalysator-regenerierung
DE2557861A1 (de) Verfahren zum regenerieren eines crackkatalysators
DE2526839C2 (de)
DE2819273A1 (de) Verfahren zum regenerieren von katalysatorteilchen
DE3041117A1 (de) Verfahren zum cracken von kohlenwasserstoffen
DE2349369A1 (de) Vorrichtung zum katalytischen wirbelschichtcracken von kohlenwasserstoffen
DE2657601C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Fließbett-Krackkatalysatoren
DE944449C (de) Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffoelen
DE1667308A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung eines Katalysators
DE2714033C2 (de)
DE2904050A1 (de) Verfahren zum katalytischen umwandeln von kohlenwasserstoffen
DE2743849A1 (de) Fluid-krackverfahren
DE1122649B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen
EP1031623B1 (de) Verfahren zur katalytischen Spaltung von flüchtigen höheren Kohlenwasserstoffen
DE1645806A1 (de) Anlage zur katalytischen Fluessigcrackung von Kohlenwasserstoffen
DE2707173C3 (de) Zyklisches regeneratives katalytisches Crackverfahren
DE2251514C3 (de) Verfahren zur Austreibung flüchtiger Stoffe aus einem Katalysator
DE2745669C2 (de)
DE713524C (de) Verfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffoelen, wie Erdoelen oder Teeren, in der Dampfphase

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
OGA New person/name/address of the applicant
D2 Grant after examination
8339 Ceased/non-payment of the annual fee