DE2745669A1 - Verfahren zum regenerieren von erschoepftem katalysator in einem katalytischen fliessbett-crackverfahren - Google Patents

Verfahren zum regenerieren von erschoepftem katalysator in einem katalytischen fliessbett-crackverfahren

Info

Publication number
DE2745669A1
DE2745669A1 DE19772745669 DE2745669A DE2745669A1 DE 2745669 A1 DE2745669 A1 DE 2745669A1 DE 19772745669 DE19772745669 DE 19772745669 DE 2745669 A DE2745669 A DE 2745669A DE 2745669 A1 DE2745669 A1 DE 2745669A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalyst
regeneration
zone
regeneration gas
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19772745669
Other languages
English (en)
Other versions
DE2745669C2 (de
Inventor
Jun Leonce Francis Castagnos
Roy Earl Pratt
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
Application filed by Texaco Development Corp filed Critical Texaco Development Corp
Priority to DE19772745669 priority Critical patent/DE2745669A1/de
Publication of DE2745669A1 publication Critical patent/DE2745669A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2745669C2 publication Critical patent/DE2745669C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C10G11/182Regeneration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/90Regeneration or reactivation
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/40Ethylene production

Landscapes

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

Description

  • Verfahren zum Regenerieren von
  • erschöpftem Katalysator in einem katalytischen Fließbett-Crackverfahren Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der katalytischen Fließbett-Crackverfahren für Kohlenwasserstoffe und insbesondere ein Verfahren zum Regenerieren von erschöpftem Katalysator in einem katalytischen Fließbett-Crackverfahren zum Cracken eines Kohlenwasserstoff-Beschickungsstroms in einer Reaktionszone in Anwesenheit von heißem, regeneriertem Crackkatalysator, zur Umwandlung des Kohlenwasserstoff-Beschickungsstroms in ein niedrigsiedendes Kohlenwasserstoffprodukt, bei dem durch Ansammlung von Koks erschöpfter Katalysator von dem Kohlenwasserstoffprodukt mit einer Temperatur von etwa 400 bis 593 OC abgetrennt und durch Abbrennen des Koks in einer Regenerationszone regeneriert wird, wobei dieses Verfahren insbesondere zum Regenerieren von zeolithisches Molekularsieb enthaltenden Fließbett-Crackkatalysatoren geeignet ist.
  • Katalytische Fließbett-Crackverfahren sind bereits bekannt und werden in großem Umfang in Erdölraffinerien angewandt. Bei diesen Verfahren wird ein Kohlenwasserstoff-Beschickungsstrom mit heißem, regeneriertem Fließbett-Crackkatalysator in einer Reaktionszone unter Crackbedingungen in Berührung gebracht, um den Kohlenwasserstoff-Beschickungsstrom in gecrackte Kohlenwasserstoffprodukte umzusetzen, wobei gleichzeitig kohlenstoffhaltige Stoffe (Koks) auf dem Katalysator abgelagert werden. Innerhalb der Reaktionszone werden die gecrackten Kohlenwasserstoffdämpfe von dem mit Koks verunreinigten (erschöpften) Katalysator getrennt und als von mitgeführtem Katalysator praktisch freies Produkt gewonnen. In einer Strippingzone werden durch Berührung mit Strippingdämpfen flüchtige Kohlenwasserstoffe von dem erschöpften Katalysator herausgelöst. In einer Regenerationszone wird der mit Koks verunreinigte, gestrippte Katalysator regeneriert, indem der auf diesem befindliche Koks mit einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Regenerationsgas bei erhöhter Temperatur abgebrannt und die Aktivität des regenerierten Katalysators wiederhergestellt wird. Heißer, regenerierter Katalysator wird dann wieder in der Reaktionszone in Berührung mit frischem Kohlenwasserstoff-Beschickungsstrom gebracht.
  • Bei katalytischen Fließbett-Crackverfahren zur Umwandlung normalerweise flüssiger Kohlenwasserstoffe wie z.B. Erdölfraktionen in niedriger siedende Kohlenwasserstoffe ist bereits bekannt, Zeolith-Aluminiumsilikat-Molekularsiebe einzusetzen, um eine erhöhte Umwandlung des Kohlenwasserstoff-Beschickungsstroms zu brauchbaren, niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffen, insbesondere als Motorkraftstoffe geeignete Naphthafraktionen zu erzielen. Diese Katalysatoren enthalten eine amorphe Matrix aus z.B. Kiesel- und Tonerde, Kieselerde und Magnesia usw. mit einem kleineren Anteil eines kristallinen zeolithischen Aluminiumsilikat-Molekularsiebes von gleichförmigen kristallinen Porenöffnungen, der jonenausgetauscht worden ist mit Jonen der seltenen Erden, Magnesium, Wasserstoff, Ammonium und/oder anderen zwei- und mehrwertigen Jonen zwecks Verringerung des Natriumgehalts der Molekularsiebe auf nicht mehr als 1 Gew.-% und vorzugsweise darunter. Diese (im nachstehenden als Zeolithkatalysatoren bezeichneten) Crackkatalysatoren sind bekannt und handelsüblich. Die Aktivität und die Selektivität derartiger Zeolithkatalysatoren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoff-Beschickungsströmen in brauchbare, gecrackte Kohlenwasserstoffprodukte, insbesondere Naphtha, werden insbesondere durch auf dem regenerierten Katalysator zurückbleibenden Kohlenstoff beeinträchtigt. Zur Erzielung der vollen Wirkung aus der Aktivität und Selektivität derartiger Zeolithkatalysatoren wird der Kohlenstoffgehalt auf dem regenerierten Katalysator unter 0,2 Gew.-% und vorzugsweise unter 0,07 Gew.-% oder darunter gehalten.
  • Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Regenerieren von erschöpftem, mit Koks verunreinigtem Zeolith-Crackkatalysator durch Abbrennen des Koks auf diesem mit einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Regnerationsgas unter Erzeugung eines Kohlenstoffoxide enthaltenden Rauchgases und 0,1 Gew.-% oder weniger Kohlenstoffrückstände enthaltenden regenerierten Katalysators zu schaffen.
  • Das zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Verfahren vom eingangs genannten Typ ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß a) der erschöpfte Katalysator in praktisch senkrechter Richtung nach unten in eine aufrecht stehende, zylindrische, untere Regenerationszone eingeleitet, b) ein sauerstoffhaltiges primäres Regenerationsgas in turbulenter Strömung und in einem Durchsatz, der etwa 25 bis 40 % der zur Verbrennung des Koks auf dem erschöpften Katalysator zu Kohlendioxid und Wasser benötigten stöchiometrischen Sauerstoffmenge entspricht, zugeführt und ein inniges Gemisch aus erschöpftem Katalysator und primärem Regenerationsgas ausgebildet, c) das Gemisch aus Katalysator und primärem Regenerationsgas mit einer Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit von etwa 1,3 bis 2,4 m/sec und für eine Katalysator-Verweilzeit von etwa 10 Sekunden bis zu 1 Minute durch die untere Regenerationszone hindurch nach oben hindurchgeführt und zur Einleitung der Katalysatorregenerierung in das untere Ende einer aufrecht stehenden, zylindrischen, oberen Regenerationszone eingeleitet, d) ein sauerstoffhaltiges sekundäres Regenerationsgas radial verteilt in einem Durchsatz, der etwa 60 bis 85 % der zur Verbrennung des Koks zu Kohlendioxid und Wasser benötigten stöchiometrischen Sauerstoffmenge entspricht, in das untere Ende der oberen Regenerationszone eingeleitet wird, so daß der oberen und der unteren Regenerationszone etwa 100 bis 110 % der zur Verbrennung von Koks zu Kohlendioxid und Wasser benötigten stöchiometrischen Sauerstoffmenge zugeführt wird, e) in der oberen Regenerationszone ein dichtphasiges Fließbett aus in Regenerierung befindlichem Katalysator aufrecht erhalten wird, das eine obere Oberfläche, eine Regenerationsgas-Oberflächendampfgeschwindigkeit zwischen 0,7 bis 1,8 m/sec, eine Katalysator-Verweilzeit von etwa 3 bis 20 Minuten, einen Druck an der oberen Oberfläche von 0,4 bis 3,4 Bar und eine Temperatur von etwa 621 bis 760 OC aufweist, in welchem Koks aus dem in Regenerierung befindlichen Katalysator mit einer spezifischen Koksabbrenngeschwindigkeit von etwa 0,05 bis 1,0 kg Koks/h/kg Katalysator abgetrennt wird, f) heißer, regenerierter Katalysator aus dem oberen Bereich des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts abgezogen und in der Reaktionszone in Berührung mit neuem Kohlenwasserstoff-Beschickungsstrom gebracht, g) aus Kohlendioxid und Kohlenmonoxid bestehendes, praktisch keinen Sauerstoff mehr enthaltendes, jedoch Katalysator mitführendes, erschöpftes Regenerationsgas an der oberen Oberfläche des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts abgezogen, h) das erschöpfte Regenerationsgas mit mitgeführtem Katalysator aus dem oberen Bereich der oberen Regenerationszone in eine kegelstumpfförmige Übergangszone eingeleitet wird, in welcher die Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit des erschöpften Regenerationsgases von etwa 0,7 bis 1,8 m/sec am unteren Ende auf etwa 0,3 bis 0,67 m/sec in ihrem oberen Bereich verringert und ein großer Teil des mitgeführten Katalysators von dem erschöpften Regenerationsgas abgetrennt wird, unter Schwerkrafteinwirkung in das dichtphasige Fließbett zurückkehrt und eine verdünnte Phase aus in erschöpftem Regenerationsgas suspendiertem, verdünntem Katalysator ausgebildet wird, i) die verdünnte Phase aus dem oberen Bereich der Ubergangszone mit einer Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit von etwa 0,3 bis 0,6 m/sec und einer Temperatur von etwa 621 bis 783 OC in den unteren Bereich einer zylindrischen Regenerationszone für die verdünnte Phase übergeführt wird, j) die verdünnte Phase in einer Trennzone in eine Katalysatorphase und eine von mitgeführtem Katalysator praktisch freie Phase aus erschöpftem Regenerationsgas getrennt wird, k) der abgetrennte Katalysator aus der Trennzone in die untere Regenerationszone eingeleitet und in dieser in Berührung mit neuem, erschöpftem Katalysator und primärem Regenerationsgas gebracht und 1) das von mitgeführtem Katalysator praktisch freie, erschöpfte Regenerationsgas als Rauchgas aus der Trennzone abgeführt wird.
  • Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird somit erschöpfter, mit Koks verunreinigter Crackkatalysator aus einer katalytischen Fließbett-Crackzone, in welcher ein Kohlenwasserstoff-Beschikkungsstrom in Anwesenheit von heißem, regeneriertem Katalysator gecrackt wird, auf dem etwa 0,5 bis 2,0 Gew.-% Koks abgelagert sind, und der eine Temperatur im Bereich von etwa 400 bis 593 "C aufweist, in einer im wesentlichen senkrechten Richtung in die axiale Mitte einer aufrecht stehenden, zylindrischen, unteren Regenerationszone eingeleitet und in dieser unter turbulenten Strömungsverhältnissen mit sauerstoffhaltigem Primärregenerationsgas vermischt. Das Primärregenerationsgas wird in die untere Regenerationszone radial unter einem gegenüber der Waagerechten um etwa 30 bis 60 ° nach unten weisenden Winkel, mit einer Düsenaustrittsgeschwindigkeit im Bereich von -etwa 19,8 bis 53,3 m/sec und in einem Durchsatz abgegeben, der ausreichend hoch bemessen ist, daß etwa 25 bis 40 % der zur Verbrennung des Koks auf dem erschöpften Katalysator zu Kohlendioxid und Wasser benötigten stöchiometrischen Sauerstoffmenge zugeführt wird. Das Gemisch aus erschöpftem Katalysator und Primärregenerationsgas strömt innerhalb der unteren Regenerationszone mit einer Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit im Bereich von etwa 1,3 bis 2,4 m/sec nach oben, wobei sich eine Katalysator-Verweilzeit von etwa 1,0 Sekunde bis 1 Minute ergibt, die Katalysatorregenerierung eingeleitet und das Gemisch aus erschöpftem Katalysator und Primärregenerationsgas über den Querschnitt der unteren Regenerationszone verteilt wird.
  • Aus dem offenen, oberen Ende der unteren Regenerationszone tritt das Gemisch aus erschöpftem Katalysator und primärem Regenerationsgas nach oben in das untere Ende einer senkrechten, zylindrischen, oberen Regenerationszone ein. In der oberen Regenerationszone wird ein sauerstoffhaltiges sekundäres Regenerationsgas in einem Durchsatz injiziert, der ausreichend hoch bemessen ist,daß etwa 60 bis 85 % der zur Verbrennung des Koks auf dem erschöpften Katalysator zu Kohlendioxid und Wasser benötigten stöchiometrischen Sauerstoffmenge zugeführt werden und primäres und sekundäres Regenerationsgas etwa 100 bis 110 % des zur Koksverbrennung benötigten Sauerstoffs liefern. Das sekundäre Regenerationsgas strömt in Radialrichtung in das untere Ende der oberen Regenerationszone ein, so daß das mit einer Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit im Bereich von etwa 0,7 bis 1,8 m/sec nach oben strömende Regenerationsgas und der in Regenerierung befindliche Katalysator ein dichtphasiges Katalysator-Fließbett bilden, dessen freie obere Oberfläche von einer verdünnten Phase aus in.erschöpftem Regenerationsgas suspendiertem Katalysator überlagert ist. Innerhalb der oberen Regenerationszone umfassen die Arbeitsbedingungen eine Katalysator-Verweilzeit im dichtphasigen Bett im Bereich von etwa 3 bis 20 Minuten, Regenerationstemperaturem im Bereich von etwa 621 bis 732 OC und einen Druck am oberen Ende des dichtphasigen Fließbetts im Bereich von etwa 0,4 bis 3,4 Bar, womit sich eine spezifische Koksabbrenngeschwindigkeit von etwa 0,05 bis 1 kg Koks pro Stunde pro kg Katalysator im dichtphasigen Bett ergibt und der Kohlenstoffrückstand auf dem regenerierten Katalysator auf etwa 0,1 Gew.-t oder weniger verringert wird.
  • Die Regenerationsbedingungen und die dem Regenerationsverfahren zugeführte Sauerstoffmenge werden dabei innerhalb der angegebenen Bereiche in der Weise eingestellt, daß der auf dem regenerierten Katalysator zurückblei-bende Kohlenstoff 0,1 Gew.-% oder weniger und vorzugsweise etwa 0,05 Gew.-% oder weniger beträgt und praktisch sämtliches, bei der Koksverbrennung entstehendes Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid verbrannt wird.
  • Aus dem oberen Bereich des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts in der oberen Regenerationszone wird heißer, regenerierter Katalysator in eine Entgasungszone abgezogen, in welcher Regenerationsgas von dem regenerierten Katalysator abgetrennt wird.
  • Der entgaste Katalysator wird aus der Entgasungszone in die Reaktionszone abgeführt und erneut zur Umwandlung eines neuen Kohlenwasserstoff-Beschickungsstroms eingesetzt. Das von dem entgasten Katalysator abgetrennte Regenerationsgas wird mit der verdünnten Phase aus in erschöpftem Regenerationsgas suspendiertem Katalysator vermischt, das über der oberen Oberfläche des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts steht.
  • Von der Oberfläche des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts wird aus Kohlendioxid und Kohlenmonoxid bestehendes, erschöpftes Regenerationsgas, welches praktisch keinen Sauerstoff mehr, jedoch mitgeführten Katalysator enthält, nach oben in eine Kegelstumpfförmige Obergangszone eingeleitet, in welcher die Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit des erschöpften Regenerationsgases von etwa 0,7 bis 1,8 m/sec auf etwa 0,3 bis 0,67 m/sec verringert wird, so daß der größte Teil des mitgeführten Katalysators unter Schwerkrafteinwirkung in das dichtphasige Katalysator-Fließbett zurückkehrt. Das erschöpfte Regenerationsgas mit einem kleineren Anteil an mitgeführtem Katalysator in verdünnter Phase strömt von dem oberen Ende der Obergangszone in eine Regenerationszone für die verdünnte Phase ein.
  • Das Verhältnis von Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid im erschöpften Regenerationsgas liegt dabei im Bereich von etwa 1:1 bis zu etwa 500:1 oder darüber. Im Regenerationsverfahren kann zusätzlich Kohlenmonoxid verbrannt werden, um die Gefahr von Umweltverschmutzung zu verringern, indem die zum dichtphasigen Katalysator-Fließbett zugeführte Sauerstoffmenge gesteigert wird. Durch diesen zusätzlichen Sauerstoff kann innerhalb der Übergangszone Kohlenmonoxid verbrannt werden. Ein großer Teil der bei der Kohlenmonoxidverbrennung freiwerdenden Verbrennungswärme wird von dem mitgeführten Katalysator aufgenommen und gelangt somit in das dichtphasige Katalysator-Fließbett, so daß die Temperatur der verdünnten Phase nicht den Wert (von etwa 816 OC und vorzugsweise 790 OC) überschreitet, bei welchem der Katalysator in erheblichem Umfang deaktiviert wird.
  • Die verdünnte Phase fließt mit einer Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit von etwa 0,3 bis 0,67 m/sec aus der Regenerationszone für die verdünnte Phase in eine Katalysator-Gas-Trennzone ein, in welcher mitgeführter Katalysator praktisch völlig von dem erschöpften Regenerationsgas getrennt wird. Das erschöpfte Regenerationsgas wird aus der Katalysator-Gas-Trennzone und dem Regenerationsverfahren als Rauchgas abgeführt. Der in der Katalysator-Gas-Trenn zone abgetrennte, heiße Katalysator wird in die untere Regenerationszone eingeleitet und in dieser in Berührung mit zusätzlichem, erschöpftem Katalysator und Primärregenerationsgas gebracht, wobei er seine Wärme an diese abgibt, so daß auf diese Weise die Einleitung der Katalysatorregenerierung verbessert wird.
  • Vorteile des erfindungsgemäßen Regenerationsverfahrens sind darin zu sehen, daß der erschöpfte zeolithische Crackkatalysator zu einem regenerierten Katalysator mit weniger als 0,1 Gew.-% Kohlenstoffrückstand regeneriert und ein praktisch kohlenmonoxidfreies Rauchgas erzeugt wird. Diese und weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens werden im nachfolgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.
  • Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Fließbett-Crackkatalysator-Regeneriervorrichtung.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im nachfolgenden auf die Zeichnung Bezug genommen. Die in dieser schematisch dargestellte Fließbett-Crackkatalysator-Regeneriervorrichtung ist zur Ausführung des Verfahrens ausgelegt. Dabei sei bemerkt, daß in der Zeichnung lediglich die zur Erläuterung des Verfahrens erforderlichen Einzelheiten dargestellt, jedoch die bei derartigen Vorrichtungen üblicherweise vorhandenen, nicht zur Erläuterung beitragenden Elemente wie z.B. Ventile, Schieber, Pumpen, Steuervorrichtungen usw. der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind.
  • Die in der Zeichnung dargestellte Fließbett-Crackkatalysator-Regeneriervorrichtung besteht aus einem aufrecht stehenden Regeneratorbehälter 100 mit einem unteren Regeneratorabschnitt 101 in Form eines Hohlzylinders, der an seinem Boden geschlossen, und an seinem oberen Ende offen ist. Ein sich an diesen anschließender oberer Regeneratorabschnitt 102 weist ebenfalls die Form eines Hohlzylinders mit einer axial zentrierten Öffnung an seinem Boden und einem offenen oberen Ende auf, so daß das offene obere Ende des unteren Regeneratorabschnitts 101 in freier Verbindung mit der Bodenöffnung der oberen Regeneratorabschnitts 102 steht. Ein an seinen beiden Enden offener, kegelstumpfförmiger Übergangsabschnitt 103 ist an seinem Bodem axial mit dem offenen oberen Ende des oberen Regeneratorabschnitts 102 ausgerichtet und steht in freier Verbindung mit diesem. Ein Regeneratorabschnitt 104 für die verdünnte Phase, der ebenfalls die Form eines Hohlzylinders aufweist, an seinem oberen Ende geschlossen, und an seinem unteren Ende offen ist, ist axial mit dem offenen oberen Ende des Ubergangsabschnitts 103 ausgerichtet und steht in freier Verbindung mit diesem. Der Innenquerschnitt des unteren Regeneratorabschnitts 101 ist ausreichend groß bemessen, daß eine Regenerationsgas-Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit im Bereich von etwa 1,3 bis 2,4 m/sec erhalten wird, wobei das Fassungsvermögen des unteren Regeneratorabschnitts 101 außerdem ausreichend groß bemessen ist, damit sich eine Katalysator-Verweilzeit von etwa 10 Sekunden bis zu etwa 1 Minute bei den hier in Betracht gezogenen Durchsätzen und Arbeitsbedingungen erzielen läßt. Der Innenquerschnitt des oberen Regeneratorabschnitts 102 ist bemessen für eine Regenerationsgas-Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit im Bereich von etwa 0,7 bis 1,8 m/sec, wobei sein Volumen ausreichend groß bemessen ist, um eine Verweilzeit des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts von etwa 3 Minuten bis zu etwa 20 Minuten bei den hier betrachteten Durchsätzen und Arbeitsbedingungen zu erhalten. Die Wände des Übergangsabschnitts 103 weisen gegenüber der Senkrechten einen kegelförmigen Verjüngungswinkel von etwa 200 bis 400 und ausreichende Höhe auf, damit die größere Querschnittsfläche im oberen Bereich des Übergangsabschnitts 103 ausreichend groß bemessen ist, um die Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit des durch diesen hindurchströmenden Regenerationsgases von Werten im Bereich von etwa 0,7 bis 1,8 m/sec auf Werte im Bereich von etwa 0,3 bis 0,67 m/sec zu verringern. Der Regeneratorabschnitt 104 für die verdünnte Phase hat gleichen Durchmesser und gleichen Querschnitt wie das obere Ende des Übergangsabschnitts 103.
  • Die in der Zeichnung dargestellte Zuleitung 105 für erschöpften Katalysator dient zum Einführen von erschöpftem, mit Koks verunreinigtem Katalysator aus einem (hier nicht dargestellten) Reaktionsbereich in einer im wesentlichen senkrechten Richtung nach unten in den Regeneratorbehälter 100. Die Zuleitung 105 verläuft unter einem Winkel von etwa 300 bis 450 gegenüber der Senkrechten schräg nach unten und ist an ihrem unteren Ende mit einem praktisch senkrecht nach unten gerichteten Auslaßende versehen. Die Zuleitung 105 ist durch die Seitenwand des oberen Regeneratorabschnits 102 durchgeführt, wobei das untere Abgabeende der Zuleitung 105 im wesentlichen senkrecht nach unten weist und in der axialen Mitte des unteren Regeneratorabschnitts 101 angeordnet ist. Das offene Auslaßende der Zuleitung 105 für erschöpften Katalysator mündet oberhalb eines Verteilers 109 für erschöpften Katalysator, der aus einem kegelstumpfförmigen Teil mit nach oben weisendem Scheitel besteht und an seiner Basis einen Durchmesser aufweist, der von etwa dem 1/2-fachen bis zu dem 1-1/2-fachen des Durchmessers der Zuleitung 105 für erschöpften Katalysator entspricht. Der Verteiler 109 für erschöpften Katalysator ist axial innerhalb des unteren Regeneratorabschnitts 101 zentriert. Aus dem (nicht dargestellten) Reaktionsabschnitt zugeführter erschöpfter Katalysator fließt durch die Zuleitung 105 für erschöpften Katalysator nach unten und wird an deren Mündung senkrecht nach unten abgegeben, so daß er auf den Verteiler 109 trifft und von diesem radial verteilt in den unteren Regeneratorabschnitt 101 abgegeben wird.
  • Eine in den unteren Regeneratorabschnitt 101 führende Primärregenerationsgasleitung 106 dient zum Einführen von molekularen Sauerstoff enthaltendem Primärregenerationsgas wie z.B. Luft in den Regeneratorbehälter 100. Das Auslaßende der Primärregenerationsgasleitung 106 steht in Verbindung mit einem Primärregenerationsgasverteiler 107 in Form eines Ringrohrs mit einer Vielzahl unter einem Winkel von 300 bis 600 gegenüber der Waagerechten nach unten weisender Öffnungen, durch welche Primärregenerationsgas radial in das untere Ende des unteren Regeneratorabschnitts 101 abgebbar ist. Die Gesamtquerschnitts fläche sämtlicher Öffnungen im Primärregenerationsgasverteiler 107 ist ausreichend groß bemessen zur Erzielung einer Primärregenerationsgas-Abgabegeschwindigkeit im Bereich von etwa 19,8 bis 53,3 m/sec, wobei der Durchsatz an Primärregenerationsgas derart bemessen ist, daß etwa 25 bis 40 % der zur Umwandlung des Koks auf dem erschöpften Katalysator zu Kohlendioxid und Wasser benötigten Menge an molekularem Sauerstoff zuführbar sind. Der über die Zuleitung 105 zugeführte, erschöpfte Katalysator und das über den Primärregenerationsgasverteiler 107 zugeführte Primärregenerationsgas werden innig miteinander vermischt und radial innerhalb des unteren Endes des unteren Regeneratorabschnitts 101 verteilt.
  • Eine zum Einführen eines molekularen Sauerstoff enthaltenden sekundären Regenerationsgases wie z.B. Luft dienende Sekundärregenerationsgasleitung 110 ist in den unteren Abschnitt des oberen Regeneratorabschnitts 102 eingeführt und mit einem Sekundärgasverteiler 108 verbunden, welcher aus einem ringförmigen Rohr mit einer Vielzahl unter einem Winkel im Bereich von etwa 300 bis 600 gegenüber der Waagerechten nach unten weisender Öffnungen besteht, durch welche sekundäres Regenerationsgas radial in das untere Ende des oberen Regeneratorabschnitts 102 abgegeben wird. Die Gesamtquerschnittsfläche der Öffnungen im Sekundärgasverteiler 108 ist ausreichend hoch zur Erzielung einer Sekundärregenerationsgas-Austrittsgeschwindigkeit im Bereich von etwa 19,8 bis 53,3 m/sec bemessen.
  • Der Durchsatz an sekundärem Regenerationsgas ist so bemessen daß etwa 60 bis 85 % des zur Umwandlung des Koks auf dem erschöpften Katalysator zu Kohlendioxid und Wasser benötigten molekularen Sauerstoffs zugeführt werden.
  • Der obere Regeneratorabschnitt 102 weist einen Querschnitt auf, der eine Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit des durch diesen Querschnitt durchtretenden Regenerationsgases im Bereich von etwa 0,7 bis 1,8 m/sec ermöglicht, so daß der in Regeneration befindliche erschöpfte Katalysator und das Regenerationsgas ein dichtphasiges Katalysator-Fließbett bilden. Das Fassungsvermögen des oberen Regeneratorabschnitts 102 ist ausgelegt für eine mittlere Verweilzeit von etwa 3 bis 20 Minuten für den erschöpften Katalysator im dichtphasigen Fließbett, so daß praktisch sämtlicher Koks in dem dichtphasigen Katalysator-Fließbett mit einer spezifischen Koksabbrenngeschwindigkeit innerhalb eines Bereiches von etwa 0,05 bis 1 kg Koks pro Stunde pro kg Katalysator und bei einer Regenerationstemperatur im Bereich von etwa 621 bis 732 OC verbrannt wird.
  • Ein Kanal 113 für regenerierten Katalysator verbindet den oberen Bereich des oberen Regeneratorabschnitts 102 mit einem äußeren Standrohr 114 für regenerierten Katalysator. Der Kanal 113 ist gegenüber der Senkrechten unter einem Winkel von etwa 300 bis 600 geneigt, so daß regenerierter Katalysator aus dem oberen Bereich des im oberen Regeneratorabschnitt 102 befindlichen dichtphasigen Katalysator-Fließbetts durch den Kanal 113 für regenerierten Katalysator hindurch nach unten in den oberen Abschnitt des außerhalb des Regeneratorbehälters 100 befindlichen Standrohrs 114 für regenerierten Katalysator eintritt. Das Standrohr 114 besteht aus einem oberen, senkrechten, zylindrischen Abschnitt 115 mit zylindrischer Wandung, der an seinem oberen und an seinem unteren Ende offen ist, und einem unteren, kegelstumpfförmigen Abschnitt 116, der gleichfalls an seinem oberen und an seinem unteren Ende offen ist. Die Verbindung des Kanals 113 mit dem oberen Standrohrabschnitt 115 befindet sich in der zylindrischen Wand dieses Abschnitts. Das offene obere Ende des unteren Standrohrabschnitts 116 steht mit dem offenen unteren Ende des oberen Standrohrabschnitts 115 in Verbindung, und die Wände des unteren Standrohrabschnitts 116 weisen vorzugsweise gegenüber der Senkrechten einen Verjüngungswinkel von etwa 7 1/20 auf.
  • Innerhalb des unteren Standrohrabschnitts 116 wird aus dem Regeneratorbehälter 100 zugeführter, heißer, regenerierter Katalysator entgast. Ein in Verbindung mit dem unteren Ende des unteren Standrohrabschnitts 116 stehender Schieber 117 gestattet das Abziehen von heißem, entgastem, regeneriertem Katalysator in einem vorbestimmten Durchsatz, um diesen Katalysator in einer (nicht dargestellten) katalytischen Fließbett-Crackreaktionszone in Berührung mit einem Kohlenwasserstoff-Beschickungsstrom zu bringen.
  • In das Standrohr 114 eintretendes Gas zusammen mit regeneriertem Katalysator aus dem Regeneratorbehälter 100 sammeln sich im oberen Standrohrabschnitt 115 an. Ein Entgasungskanal 69 verbindet das offene, obere Ende des oberen Standrohrabschnitts 115 mit dem Regeneratorabschnitt 104 für die verdünnte Phase und führt das angesammelte, entlüftete Gas aus dem Katalysator-Standrohr 114 in den oberen Abschnitt des Regeneratorbehälters 100 ab.
  • Wie bereits ausgeführt, steht das offene, obere Ende des oberen Regeneratorabschnitts 102 in freier Verbindung mit dem offenen, unteren Ende des Übergangsabschnitts 103, so daß Regenerationsgas und mitgeführter Katalysator von der Oberfläche des im oberen Regeneratorabschnitt 101 aufrecht erhaltenen dichtphasigen Katalysator-Fließbetts in den Regeneratorabschnitt 104 für die verdünnte Phase eintreten können, in welchem eine verdünnte Phase aus in Regenerationsgas suspendiertem Katalysator aufrecht erhalten wird.
  • Das offene, obere Ende des Ubergangsabschnitts 103 steht in freier Verbindung mit dem offenen, unteren Ende des Regeneratorabschnitts 104 für die verdünnte Phase, so daß Regenerationsgas und mitgeführter Katalysator in die im Regeneratorabschnitt 104 für die verdünnte Phase befindliche verdünnte Katalysatorphase zuströmen können. Die Querschnittsfläche des Regeneratorabschnitts 104 für die verdünnte Phase ist derart bemessen, daß die Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit des durch diesen Querschnitt durchtretenden Gasstroms im Bereich zwischen 0,3 bis 0,67 m/sec liegt. Innerhalb des Regeneratorabschnitts 104 für die verdünnte Phase ist eine Katalysator-Gas-Trennvorrichtung 118, vorzugsweise von Zyklonenabscheidern, vorgesehen, um den mitgeführten Katalysator von dem erschöpften Regenerationsgas zu trennen. Entsprechend der Erfindung kann die Katalysator-Gas-Trennvorrichtung 118 aus einem oder aus mehreren, in Reihe oder parallelgeschalteten Zyklonenabscheidern bestehen, welcher bzw. welche eine praktisch vollständige Abtrennung des mitgeführten Katalysators von dem erschöpften Regeneratorgas gestattet bzw. gestatten. Der Übersichtlichkeit halber ist in der Zeichnung nur eine einzige Trennvorrichtung 118 dargestellt. Die mit dem unteren Ende der Trennvorrichtung 118 in Verbindung stehende Rohrleitung 119 führt nach unten in den unteren Regeneratorabschnitt 101 und mündet in diesem etwa an der Stelle, an welcher erschöpfter Katalysator von dem Verteiler 109 für erschöpften Katalysator abgegeben wird. Mitgeführter Katalysator, der in der Trennvorrichtung 118 von dem erschöpften Regenerationsgas abgetrennt worden ist, strömt mit Regenerationstemperatur durch die Rohrleitung 119 nach unten und wird am unteren Ende derselben in das untere Ende des unteren Regeneratorabschnitts 101 abgegeben, in welchem sich der abgetrennte, heiße Katalysator mit erschöpftem Katalysator und primärem Regenerationgas vermischt und dabei die Temperatur derselben steigert, so daß die Einleitung des Koksabbbrands auf dem erschöpften Katalysator begünstigt wird.
  • Eine Rohrleitung 120 verbindet das obere Ende der Trennvorrichtung 118 mit einer Sammelkammer 121, welche fest mit dem oberen Ende des Regeneratorbehälters 100 verbunden ist. Erschöpftes Regenerationsgas, das in der Katalysator-Gas-Trennvorrichtung 118 praktisch völlig von mitgeführtem Katalysator befreit worden ist, strömt durch die Rohrleitung 120 hindurch in die Sammelkammer 121 ein. Eine mit der Sammelkammer 121 in Verbindung stehende Abgasleitung 122 gestattet das Abführen von erschöpftem Regenerationsgas aus dem Regeneratorbehälter 100 in Form von Rauch- oder Abgas.
  • Katalytische Fließbett-Crackvorrichtungen, die mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildeten Regeneriervorrichtung versehen sind, wandeln einen Kohlenwasserstoff-Beschickungsstrom in niedriger siedende gecrackte Kohlenwasserstoffe und Koks um. Diese Umwandlung eines Kohlenwasserstoff-Beschickungsstroms erfolgt in der Weise, daß dieser unter Crackbedingungen in einer katalytischen Fließbett-Crackreaktionszone mit heißem, regeneriertem Katalysator in Berührung gebracht wird. Dieser Vorgang kann in einem Steigrohr-Transportreaktor bzw. in einem Reaktionsgefäß, das ein dichtphasiges Katalysator-Fließbett enthält, welches durch die nach oben strömenden Dämpfe des Kohlenwasserstoff-Beschickungsstroms fließfähig gemacht wird, oder in einer Reaktionszone erfolgen, die sowohl eine Steigrohr-Transportzone als auch ein dichtphasiges Katalysator-Fließbett enthält. Die Reaktionsbedingungen zur Umwandlung eines Kohlenwasserstoff-Beschickungsstroms oder -stoffs umfassen Reaktionstemperaturen im Bereich von etwa 454 - 593 OC, Reaktionsdrücke im Bereich von 0,3 bis 3,4 Bar oder höher, Gewichtsverhältnisse von regeneriertem Katalysator zu Kohlenwasserstoff-Beschickungsstrom (Katalysa tor/Öl-Verhältnis) von etwa 2:1 bis etwa 20:1, Katalysator-Kohlenwasserstoff-Kontaktzeiten von etwa 10 Sekunden bis zu etwa 5 Minuten und Oberflächen-Dampfgeschwindigkeiten im Reaktor im Bereich von 0,2 bis 0,9 m/sec. In einem derartigen katalytischen Fließbett-Crackverfahren werden der Kohlenwasserstoff-Beschickungsstrom und der heiße, regenerierte Katalysator unter bestimmten Reaktionsbedingungen in gegenseitige Berührung gebracht, bei denen der Kohlenwasserstoff-Beschickungsstrom in Kohlenwasserstoffe niedrigeren Molekulargewichts umgewandelt wird. Ein erheblicher Anteil der in Berührung mit dem Katalysator stehenden Kohlenwasserstoffe befinden sich dabei in der Dampfphase, wobei ein kleinerer Anteil in flüssiger oder fester Phase vorliegt. Die festen und flüssigen Kohlenwasserstoffe sammeln sich auf den Katalysatorteilchen an und setzen die Katalysatoraktivität herab.
  • Ein solche Kohlenwasserstoffe enthaltender Katalysator wird als erschöpfter Katalysator bezeichnet. Bei diesen katalytischen Fließbett-Crackverfahren wird der erschöpfte Katalysator aufbereitet, um die angesammelten Kohlenwasserstoffe abzuscheiden und die Crackaktivität wiederherzustellen. Zu diesem Zweck wird der erschöpfte Katalysator, welcher angesammelte Kohlenwasserstoffe enthält, aus der Reaktionszone des katalytischen Fließbett-Crackverfahrens in eine Strippingzone übergeleitet, in welcher der erschöpfte Katalysator bei einer Temperatur im Bereich von etwa 400 bis 593 OC in Berührung mit Strippingdampf (wie z.B. Wasserdampf) gebracht und wenigstens ein Teil der auf dem Katalysator angesammelten, flüchtigen Kohlenwasserstoffe verdampft wird. Die verflüchtigten Kohlenwasserstoffe und Strippingd-ämpfe werden dann aus der Strippingzone in die Reaktionszone eingeleitet. Nichtflüchtige Kohlenwasserstoffrückstände (die im allgemeinen als Koks bezeichnet sind) enthaltender, gestrippter Katalysator wird einer Regenerationszone zugeführt, in welcher die katalytische Aktivität des Katalysators durch Abbrennen des in diesem enthaltenen Koks mit einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Regenerationsgas bei erhöhter Temperatur wiederhergestellt wird. Im Anschluß an die Regenerierung wird der heiße, regenerierte Katalysator, dessen Aktivität wiederhergestellt worden ist, aus der Regenerationszone abgeführt und in der Reaktionszone wie oben beschrieben wiederum in Berührung mit neuem Kohlenwasserstoff-Beschickungsstrom gebracht.
  • Vermittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der hier beschriebenen Vorrichtung regenerierbare Katalysatoren umfassen die allgemein als "Zeolith"- oder "Molekularsieb"-Crackkatalysatoren bezeichneten. Katalysatoren dieser Art werden hier aus Gründen der Einfachheit als Zeolithkatalysatoren bezeichnet. Derartige Zeolithkatalysatoren enthalten etwa 95 - 85 Gew.-% einer amorphen, feuerfesten Metalloxidmatrix und etwa 5 bis 15 Gew.-% (und vorzugsweise 8 bis 10 Gew.-%) kristallines Aluminiumsilikatzeolith-Molekularsieb mit gleichförmigen kristallinen Porenöffnungen, das in der Matrix dispergiert ist.
  • Die Matrix weist im allgemeinen eine hohe Crackaktivität auf und ist ausgewählt aus in der Natur vorkommenden Tonen und synthetischen Oxidgemischen wie z.B. Kiesel- und Tonerden, Kieselerde und Magnesia, Kieselerde und Zirconia usw. Der Zeolithanteil dieser Zeolith-Crackkatalysatoren besteht aus kleinen Teilchen aus natürlichen oder synthetischen, kristallinen Aluminiumsilikat-Zeolith-Molekularsieben wie z.B. Faujasit, Chabazit, X-Typ- oder Y-Typ-Aluminiumsilikaten usw.
  • in denen der größte Teil des Natriumanteils durch Jonenaustausch mit Jonen von Magnesium, seltenen Erden, Ammonium, Wasserstoff und/oder anderen zweiwerigen und mehrwertigen Jonen ersetzt ist, wodurch die Katalysatoraktivität gesteigert wird.
  • Die hier beschriebene Vorrichtung ist besonders gut geeignet zum Regenerieren derartiger Zeolith-Crackkatalysatoren mit Förderung, wodurch die Abbrenngeschwindigkeit von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid innerhalb der Regenerationszone gesteigert wird. Derartige Zeolith-Katalysatoren mit Förderung haben beispielsweise eine bestimmte Porengröße und enthalten kleine Mengen an z.B. Platin, Nickel, Eisen und anderen Stoffen, welche die Verbrennung von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid bei den normalerweise in der Regenerierung katalytischer Crackkatalysatoren verwendeten Temperaturen katalytisch verbessern.
  • Der in die Regenerationszone eingeleitete, erschöpfte Crackkatalysator enthält etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 2,0 Gew.-% Koks.
  • Beim Regenerieren eines derartigen, erschöpften Katalysators unter Abbrennen des Koks zur Wiederherstellung der katalytischen Aktivität kann der Zeolithkatalysator auch auf etwas über 718 OC betragende Temperaturen gebracht werden, ohne daß dadurch die katalytische Aktivität in nennenswertem Umfang beeinträchtigt wird. Bei über etwa 816 OC liegenden Temperaturen wird der Aufbau und/oder die Zusammensetzung des Katalysators in der Weise beeinflußt, daß der Katalysator wenigstens einen Teil seiner katalytischen Aktivität irreversibel verliert.
  • Bei der Regenerierung von Katalysator in einem katalytischen Fließbett-Crackverfahren wird der Koks mit einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Regenerationsgas bei erhöhter Temperatur aus dem Katalysator abgebrannt. Im allgemeinen wird als Regenerationsgas Luft verwendet, wenngleich auch andere, molekularen Sauerstoff enthaltende Regenerationsgase wie z.B. mit Sauerstoff angereicherte Luft, Dampf- und Luftgemische und dgl. verwendet werden können. Der Regenerationsgrad der katalytischen Aktivität eines erschöpften Crackkatalysators ist proportional dem Grad der Koksausscheidung aus dem Katalysator.
  • Ein niedrigerer Kohlenstoffrückstand im regenerierten Katalysator hat eine höhere katalytische Aktivität des regenerierten Katalysators zur Folge. Die regenerierte katalytische -Aktivität von Zeolithcrackkatalysatoren scheint etwas empfindlicher zu sein gegenüber einem Kohlenstoffrückstand als die regenerierte Aktivität eines amorphen Crackkatalysators. Vorzugsweise wird der Kohlenstoffrückstand des regenerierten Katalysators auf etwa 0,1 Gew.-% oder weniger verringert.
  • Als Kohlenwasserstoff-Beschrkungsstoffe kommen in diesem Zusammenhang in Frage alle Beschickungsstoffe, die durch Cracken in brauchbare Kohlenwasserstoffprodukte niedrigeren Molekulargewichts übergeführt werden können. Beispiele für derartige Kohlenwasserstoff-Beschickungsstoffe sind jungfräuliche Gasöle, Vakuumgasöle, atmosphärische Rückstände, sogenannte "topped crudes", Schieferöle, Teersandöle, jungfräuliche Naphthas und Umwälzöle, sowie gecrackte Naphthaumwälzströme aus Crackverfahren. Ein Teil dieser Kohlenwasserstoff-Beschickungsstoffe wird im katalytischen Fließbett-Crackverfahren zu Koks umgesetzt. Der zu Koks umgesetzte Anteil ist dabei proportional dem Siedebereich des jeweiligen Beschickungsstoffes und liegt zwischen etwa 1 Gew.-% für einige Naphthas und etwa 15 Gew.-% oder mehr für einige Rückstände.
  • Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erschöpfter Crackkatalysator, der etwa 0,5 bis 2,0 Gew.-% Koks enthält, durch die Zuleitung 105 für erschöpften Katalysator hindurch in senkrechter Richtung nach unten in die axiale Mitte einer im unteren Regeneratorabschnitt 101 befindlichen ersten Regenerationszone abgegeben. Der nach unten strömende erschöpfte Katalysator wird dabei unter turbulenten Strömungsbedingungen mit einem radial in die erste Regenerationszone einströmenden primären Regenerationsgas in Berührung gebracht, wobei sich der erschöpfte Katalysator innig mit dem Regenerationsgas vermischt, und das sich dabei ergebende Gemisch gleichmäßig über die Querschnittsfläche der ersten Regenerationszone verteilt. primäres Regenerationsgas wird der ersten Regenerationszone durch den Primärregenerationsgasverteiler 107 in einer ausreichend hohen Menge zugeführt, damit es etwa 25 bis 40 % des zur vollständigen Verbrennung des Koks auf dem erschöpften Katalysator zu Kohlendioxid und Wasser stöchiometrisch benötigten molekularen Sauerstoffs entspricht. Der in diese erste Regenerationszone eintretende erschöpfte Katalysator weist eine Temperatur im Bereich von etwa 400 bis 593 OC auf, während das in die gleiche Regenerationszone eingeführte primäre Regenerationsgas eine Temperatur von etwa 37 bis 316 OC aufweist, so daß auf diese Weise die Verbrennung des Koks auf dem erschöpften Katalysator eingeleitet wird. Die Verweilzeit des erschöpften Katalysators in der ersten Regenerationszone ist ausreichend lang bemessen, damit über die Querschnittsfläche des unteren Regeneratorabschnitts 101 eine gleichförmige Verteilung von erschöpftem Katalysator und primärem Regenerationsgas erzielt wird, und liegt im Bereich von etwa 10 Sekunden bis zu 1 Minute. Aus der ersten Regenerationszone strömen erschöpfter Katalysator und Regenerationsgas nach oben in eine im oberen Regeneratorabschnitt 102 aufrecht erhaltene zweite Regenerationszone ein. In den unteren Abschnitt dieser zweiten Regenerationszone wird über die Sekundärregenerationsgasleitung 110 und den Verteiler 109 molekularen Sauerstoff enthaltendes sekundäres Regenerationsgas radial zugeführt. Der Durchsatz an sekundärem Regenerationsgas ist so hoch bemessen, daß der Gesamtsauerstoff im Regenerationsgas äquivalent ist 100 bis 110 % des zur Verbrennung von Koks zu Kohlenmonoxid und Wasser stöchiometrisch benötigten Sauerstoffs. In der zweiten Regenerationszone werden die Arbeitsbedingungen in der Weise eingestellt und aufrecht erhalten, daß ein in Regeneration befindliches, dichtphasiges Katalysator-Fließbett durch die nach oben gerichtete Regenerationsgasströmung fließfähig gemacht und gehalten und praktisch sämtlicher Koks in dem in Regeneration befindlichen Katalysator verbrannt wird. In der zweiten Regenerationszone weist das dichtphasige Katalysator-Fließbett eine Dichte im Bereich von etwa 320 bis 481 kg/m3 und eine obere Oberfläche auf, welche überlagert ist von einer verdünnten Phase aus in Regenerationsgas suspendiertem Katalysator. Die Arbeitsbedingungen innerhalb der zweiten Regenerationszone zwecks Aufrechterhaltung des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts und zur Erzielung des gewünschten Regeneratonsgrads umfassen Regenerationstemperaturen im Bereich von etwa 566 - 732 "C, Regenerationsdrücke im oberen Bereich des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts von etwa 0,4 bis 3,4 Bar, Regenerationsgas-Oberflächen-Dampfgeschwindigkeiten in nach oben weisender Richtung durch das dichtphasige Bett im Bereich von etwa 0,7 bis 1,8 m/sec, Katalysator-Verweilzeiten im dichtphasigen Bett im Bereich von etwa 3 bis 20 Minuten und eine spezifische Koksabbrenngeschwindigkeit im Bereich von etwa 0,05 bis 1,0 kg Koks pro Stunde pro kg Katalysator, bezogen auf den Bestand an Katalysator im dichtphasigen Fließbett. Unter diesen Regenerationsbedingungen läßt sich der Kohlenstoffrückstand auf dem regenerierten Katalysator auf 0,1 Gew.-% und vorzugsweise auf 0,05 Gew.-% oder darunter verringern.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden Primärregenerationsgas und Katalysator in der ersten Regenerationszone innig miteinander vermischt, und dieses Gemisch strömt dann nach oben in das untere Ende der zweiten Regenerationszone ein. Regenerierter Katalysator wird aus dem oberen Bereich der zweiten Regenerationszone in der Nähe der oberen Oberfläche des Katalysator-Fließbetts durch den Kanal 113 für regenerierten Katalysator abgezogen, der keine Vorsprünge aufweist, welche die ungehinderte, glatte Strömung von Katalysator und Dämpfen innerhalb des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts behindern könnten. Der Kanal 113 führt den regenerierten Katalysator in das außerhalb der zweiten Regenerationszone befindliche Standrohr 113 für regenerierten Katalysator ein, in welchem der regenerierte Katalysator das mitgeführte Regenerationsgas freisetzt, so daß im unteren Standrohrabschnitt 116 ein entgastes Bett aus regeneriertem Katalysator entsteht. Heißer, regenerierter Katalysator wird aus dem unteren Standrohrabschnitt 116 abgezogen und in der Reaktionszone des katalytischen Fließbett-Crackverfahrens in Berührung mit neuem Kohlenwasserstoff-Beschickungsstrom gebracht. Das von dem regenerierten Katalysator abgetrennte Regenerationsgas strömt durch den oberen Standrohrabschnitt 115 und den Entgasungskanal 69 hindurch in die verdünnte Katalysatorphase ein, welche das dichtphasige Katalysator-Fließbett überlagert.
  • Aus Stickstoff, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid bestehendes Regenerationsgas, das praktisch keinen molekularen Sauerstoff mehr, jedoch eine kleine Menge an mitgeführtem Katalysator enthält, wird an der oberen Oberfläche des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts freigesetzt und tritt in eine Übergangszone von zunehmender Querschnittsfläche ein, so daß die Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit der erschöpften Regenerationsgase auf einen Wert von etwa 0,3 bis 0,67 m/sec abnimmt. Bei Verringerung der Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit des erschöpften Regenerationsgases innerhalb der Übergangszone kehren große Mengen an mitgeführtem Katalysator unter Schwerkrafteinfluß in den oberen Bereich des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts zurück. Erschöpftes Regenerationsgas am oberen Ende der Obergangszone bildet eine verdünnte Phase, in der eine kleine Menge an Katalysator suspendiert ist. Diese verdünnte Phase weist eine Dichte von etwa 1,6 bis 16 kg pro m3 auf und tritt in das untere Ende einer Regenerationszone für die verdünnte Phase ein. Das Verhältnis von Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid im erschöpften Regenerationsgas der verdünnten Phase kann von etwa 1:1- bis etwa 500:1 oder höher betragen, jeweils in Abhängigkeit von den Arbeitsbedingungen innerhalb des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts. Da Kohlenmonoxid ein stark umweltbelastendes Medium ist, sollte es weitgehendst innerhalb des Regeneratorbehälters 100 zu Kohlendioxid verbrannt werden. Mit Zeolithcrackkatalysatoren ohne Förderung führen erhöhte Temperaturen in der dichtphasigen Regenerationszone zu einer erhöhten Verbrennung von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid, so daß bei einer Temperatur von etwa 732 OC der Kohlenmonoxidgehalt des erschöpften Regenerationsgases unter den angegebenen Regenerationsbedingungen weniger als 1 Gew.-% und vorzugsweise weniger als etwa 200 PPM Gewicht beträgt.
  • Bei Verwendung eines für die Verbrennung von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid ausgelegten Katalysators wird eine praktisch vollständige Verbrennung von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid bei wesentlich niedrigeren Temperaturen im Bereich von etwa 677 OC erzielt. Sollte die Verbrennung von Kohlenmonoxid im dichtphasigen Fließbett unvollständig und in dem in die hub er gangszone eintretenden erschöpften Regenerationsgas größere Mengen an Kohlenmonoxid vorhanden sein, wird zusätzliches, sekundäres Regenerationsgas in einer Menge von etwa 1 bis 10 Mol-% Sauerstoffüberschuß gegenüber der zur vollständigen Verbrennung des Koks im erschöpften Katalysator benötigten Sauerstoffs über die Sekundärregenerationsgasleitung 110 und den Verteiler 109 in die zweite Regenerationszone eingeleitet.
  • Dieser, in das dichtphasige Fließbett injizierte zusätzliche Sauerstoff ermöglicht eine praktisch vollständige Verbrennung von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid im dichtphasigen Fließbett.
  • Außerdem führt ein Sauerstoffüberschuß im erschöpften Regenerationsgas in der Ubergangszone und in der Regenerationszone für die verdünnte Phase zu einer zusätzlichen Verbrennung von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid. Der vom erschöpften Regenerationsgas mitgeführte Katalysatoranteil, welcher unter Schwerkrafteinfluß aus der Übergangszone auf die obere Oberfläche des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts zurückfällt, führt einen großen Teil der bei der Verbrennung von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid in der Übergangszone frei werdenden Verbrennungswärme wiederum dem dichtphasigen Katalysator-Fließbett zu, so daß die Temperatur der verdünnten Phase nicht über eine Temperatur ansteigt, bei welcher mitgeführter Katalysator deaktiviert wird (d.h. eine Temperatur von etwa 790 OC).
  • Die aus erschöpftem Regenerationsgas und Katalysator bestehende verdünnte Phase, in welcher Kohlenmonoxid praktisch völlig zu Kohlendioxid verbrannt ist, tritt aus der Regenerationszone für die verdünnte Phase in eine Katalysator-Gas-Trennzone ein, in welcher erschöpftes Regenerationsgas praktisch völlig von dem mitgeführten Katalysator getrennt wird.
  • Von der Trennzone wird erschöpftes Regenerationsgas in Form von Rauchgas aus der Regenerationszone abgeführt. Abgetrennter Katalysator mit einer Regenerationstemperatur im Bereich von 621 bis 790 OC vom Boden der Trennzone wird zur ersten Regenerationszone rückgeleitet, in welcher dieser heiße, regenerierte Katalysator innig mit erschöpftem Katalysator und primärem Regenerationsgas vermischt wird und die Temperatur derselben steigert, so daß die Verbrennung von Koks im erschöpften Katalysator begünstigt wird.
  • L e e r s e i t e

Claims (9)

  1. Patentansprüche : 1. Verfahren zum Regenerieren von erschöpftem Katalysator in einem katalytischen Fließbett-Crackverfahren zum Cracken eines Kohlenwasserstoff-Beschickungsstroms in einer Reaktionszone in Anwesenheit von heißem, regeneriertem Crackkatalysator, zur Umwandlung des Kohlenwasserstoff-Beschikkungsstroms in ein niedrigsiedendes Kohlenwasserstoffprodukt, bei dem durch Ansammlung von Koks erschöpfter Katalysator von dem Kohlenwasserstoff-Produkt mit einer Temperatur von etwa 400 bis 593 OC abgetrennt und durch Abbrennen des Koks in einer Regenerationszone regeneriert wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß a) der erschöpfte Katalysator in praktisch senkrechter Richtung nach unten in eine aufrecht stehende, zylindrische, untere Reaktionszone eingeleitet, b) ein sauerstoffhaltiges primäres Regenerationsgas in turhulenter Strömung und in einem Durchsatz, der etwa 25 bis 40 % der zur Verbrennung des Koks auf dem erschöpften Katalysator zu Kohlendioxid und Wasser benötigten stöchiometrischen Sauerstoffmenge entspricht, zugeführt und ein inniges Gemisch aus erschöpftem Katalysator und primärem Regenerationsgas ausgebildet, c) das Gemisch aus Katalysator und primärem Regenerationsgas mit einer Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit von etwa 1,3 bis 2,4 m/sec und für eine Katalysator-Verweilzeit von etwa 10 Sekunden bis zu 1 Minute durch die untere Regenerationszone hindurch nach oben hindurchgeführt und zur Einleitung der Katalysatorregenerierung in das untere Ende einer aufrecht stehenden, zylindrischen, oberen Regenerationszone eingeleitet, d) ein sauerstoffhaltiges sekundäres Regenerationsgas radial verteilt in einem Durchsatz, der etwa 60 bis 85 % der zur Verbrennung des Koks zu Kohlendioxid und Wasser benötigten stöchiometrischen Sauerstoffmenge entspricht, in das untere Ende der oberen Regenerationszone eingeleitet wird, so daß der oberen und der unteren Regenerationszone etwa 100 bis 110 % der zur Verbrennung von Koks zu Kohlendioxid und Wasser benötigten stöchiometrischen Sauerstoffmenge zugeführt wird, e) in der oberen Regenerationszone ein dichtphasiges Fließbett aus in Regenerierung befindlichem Katalysator aufrecht erhalten wird, das eine obere Oberfläche, eine Regenerationsgas-Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit zwischen 0,7 und 1,8 m/sec, eine Katalysator-Verweilzeit von etwa 3 bis 20 Minuten, einen Druck an der freien Oberfläche von 0,4 bis 3,4 Bar und eine Temperatur von etwa 621 bis 760 OC aufweist, in welchem Koks aus dem in Regenerierung befindlichen Katalysator mit einer spezifischen Koksabbrenngeschwindigkeit von etwa 0,05 bis 1,0 kg Koks/h/kg Katalysator abgebrannt wird, f) heißer, regenerierter Katalysator aus dem oberen Bereich des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts abgezogen und in der Reaktionszone in Berührung mit neuem Kohlenwasserstoff-Beschickungsstrom gebracht, g) aus Kohlendioxid und Kohlenmonoxid bestehendes, praktisch keinen Sauerstoff mehr, jedoch mitgeführten Katalysator enthaltendes, erschöpftes Regenerationsgas an der oberen Oberfläche des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts abgegeben, h) das erschöpfte Regenerationsgas mit mitgeführtem Katalysator aus dem oberen Bereich der oberen Reaktionszone in eine kegelstumpfförmige Übergangszone eingeleitet wird, in welcher die Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit des erschöpften Regenerationsgases von etwa 0,7 bis 1,8 m/sec -am unteren Ende auf etwa 0,3 bis 0,67 m/sec in ihrem oberen Bereich verringert und ein großer Teil des mitgeführten Katalysators von dem erschöpften Regenerationsgas abgetrennt wird, unter Schwerkrafteinwirkung in das dichtphasige Fließbett zurückkehrt und eine verdünnte Phase aus in erschöpftem Regenerationsgas suspendiertem, verdünntem Katalysator ausgebildet wird, i) die verdünnte Phase aus dem oberen Bereich der Obergangszone mit einer Oberflächen-Dampfgeschwindigkeit von etwa 0,3 bis 0,6 m/sec und einer Temperatur von etwa 621 bis 783 OC in den unteren Bereich einer zylindrischen Regenerationszone für die verdünnte Phase übergeführt wird, j) die verdünnte Phase in einer Trennzone in eine Katalysatorphase und eine von mitgeführtem Katalysator praktisch freie Phase aus erschöpftem Regenerationsgas getrennt wird, k) der abgetrennte Katalysator aus der Trennzone in die untere Regenerationszone eingeleitet und in dieser in Berührung mit neuem, erschöpftem Katalysator und primärem Regenerationsgas gebracht und 1) das von mitgeführtem Katalysator praktisch freie, erschöpfte Regenerationsgas als Rauchgas aus der Trennzone abgeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Regenerationsgas durch eine Vielzahl von Öffnungen in einem Primärregenerationsgasverteiler radial in die untere Regenerationszone in einer unter einem Winkel von etwa 30 bis 600 gegenüber der Waagerechten nach unten weisenden Richtung und mit einer Austrittsgeschwindigkeit von etwa 19,8 bis 53,3 m/sec abgegeben und unter turbulenten Strömungsverhältnissen innig mit primärem Regenerationsgas und erschöpftem Katalysator vermischt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliches Regenerationsgas durch eine Vielzahl von Öffnungen in einem Sekundärregenerationsgasverteiler radial in die obere Regenerationszone in einer unter einem Winkel von etwa 30 bis 600 gegenüber der Waagerechten nach unten weisenden Richtung und mit einer Austrittsgeschwindigkeit von etwa 19,8 bis 53,3 m/sec abgegeben und am Boden des dichtphasigen Katalysator-Fließbetts dispergiert wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffzufuhr mit dem primären und dem sekundären Regenerationsgas, der Regenerationsdruck, die Temperatur des dichtphasigen Fließbetts und die Katalysator-Verweilzeit im dichtphasigen Fließbett innerhalb von Bereichen derart eingestellt werden, daß der Kohlenstoffrückstand auf dem regenerierten Katalysator etwa 0,1 Gew.-% oder weniger beträgt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß regenerierter Katalysator aus dem dichtphasigen Fließbett in eine außerhalb der oberen Regenerationszone befindliche Entgasungszone in einem Katalysator-Standrohr abgezogen und der regenerierte Katalysator zu einem Bett aus heißem, entgastem, regeneriertem Katalysator entgast wird, das von ausgetretenem Gas überlagert ist, und das ausgetretene Gas aus der Entgasungszone im Standrohr in die Regenerationszone für die verdünnte Phase übergeleitet wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das aus dem dichtphasigen Katalysator-Fließbett austretende, erschöpfte Regenerationsgas eine große Menge an Kohlenmonoxid enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenmonoxid in der Übergangszone verbrannt und ein großer Teil der dabei freiwerdenden Verbrennungswärme von mitgeführtem Katalysator in der Obergangszone aufgenommen wird, und der größte Teil dieser aufge- -nommenen Wärme zusammen mit unter Schwerkrafteinwirkung in das dichtphasige Katalysator-Fließbett zurückkehrendem Katalysator auf dieses Fließbett übertragen wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz an primärem und sekundärem Regenerationsgas derart bemessen ist, daß diese Gase ausreichend Sauerstoff zur praktisch vollständigen Verbrennung von Kohlenmonoxid zuführen.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenmonoxidgehalt des Rauchgases auf etwa 500 PPM Gewicht oder weniger eingestellt wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoffrückstand auf dem regenerierten Katalysator auf etwa 0,05 Gew.-% oder weniger eingestellt wird.
DE19772745669 1977-10-11 1977-10-11 Verfahren zum regenerieren von erschoepftem katalysator in einem katalytischen fliessbett-crackverfahren Granted DE2745669A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19772745669 DE2745669A1 (de) 1977-10-11 1977-10-11 Verfahren zum regenerieren von erschoepftem katalysator in einem katalytischen fliessbett-crackverfahren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19772745669 DE2745669A1 (de) 1977-10-11 1977-10-11 Verfahren zum regenerieren von erschoepftem katalysator in einem katalytischen fliessbett-crackverfahren

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2745669A1 true DE2745669A1 (de) 1979-04-12
DE2745669C2 DE2745669C2 (de) 1988-08-11

Family

ID=6021174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19772745669 Granted DE2745669A1 (de) 1977-10-11 1977-10-11 Verfahren zum regenerieren von erschoepftem katalysator in einem katalytischen fliessbett-crackverfahren

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2745669A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1964647A1 (de) * 1968-12-26 1970-07-09 Pullman Inc Verfahren zur Regenerierung eines bei einer Kohlenwasserstoffumwandlung verbrauchten Katalysators
DE2657601C2 (de) * 1976-05-07 1982-11-11 Texaco Development Corp., 10650 White Plains, N.Y. Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Fließbett-Krackkatalysatoren

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1964647A1 (de) * 1968-12-26 1970-07-09 Pullman Inc Verfahren zur Regenerierung eines bei einer Kohlenwasserstoffumwandlung verbrauchten Katalysators
DE2657601C2 (de) * 1976-05-07 1982-11-11 Texaco Development Corp., 10650 White Plains, N.Y. Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Fließbett-Krackkatalysatoren

Also Published As

Publication number Publication date
DE2745669C2 (de) 1988-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1964647C3 (de) Verfahren zur Regenerierung eines bei einer Kohlenwasserstoffumwandlung verbrauchten Molekularsieb-Katalysators
DE2103562A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Erdöl kohlenwasserstoffen
DE69217111T2 (de) Verfahren und Vorrichtung für Wärmeaustausch von festen Teilchen für Regenerierung in katalytischem Cracken
DE2557861A1 (de) Verfahren zum regenerieren eines crackkatalysators
DE2838297A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kohlenwasserstoffumwandlung und katalysator-regenerierung
DE2903885A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum trennen von suspensionen gasfoermigen materials und fluidisierbaren festen teilchenmaterials
DE68903174T2 (de) Apparat und verfahren zur regenerierung von kokshaltigen fliessbettkrackkatalysatoren.
DE3043023C2 (de)
DE2526839C2 (de)
DE3043032C2 (de)
DE2256276C3 (de) Cyclisches, kontinuierliches Verfahren zum katalytischen Cracken von Erdölkohlenwasserstoffen in fluider Phase unter Katalysatorregenerierung
DE2819273A1 (de) Verfahren zum regenerieren von katalysatorteilchen
DE3043102C2 (de)
DE1667308A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung eines Katalysators
DE2714033C2 (de)
DE2904050A1 (de) Verfahren zum katalytischen umwandeln von kohlenwasserstoffen
DE1122649B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen
DE2743849A1 (de) Fluid-krackverfahren
DE3325027C2 (de) Verfahren zum katalytischen Cracken von schweren Rohölfraktionen, welche Nickel und/oder Vanadium enthalten, mittels der Fließbett-Technik unter üblichen Betriebsbedingungen
DE2657601C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Fließbett-Krackkatalysatoren
DE69116286T2 (de) Katalytisches Verfahren zur Herstellung von Olefinen
DE2745669A1 (de) Verfahren zum regenerieren von erschoepftem katalysator in einem katalytischen fliessbett-crackverfahren
DE937723C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in leichtere Produkte
DE3043107C2 (de)
DE1012413B (de) Verfahren zur Zufuehrung von Waerme unter Verwendung eines Schrots als Waermetraeger zu einer Hydroformierungszone

Legal Events

Date Code Title Description
OGA New person/name/address of the applicant
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee