DE2801841A1 - Verfahren zur kontinuierlichen umwandlung von kohlenwasserstoffen - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen umwandlung von kohlenwasserstoffen

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DE2801841A1 DE19782801841 DE2801841A DE2801841A1 DE 2801841 A1 DE2801841 A1 DE 2801841A1 DE 19782801841 DE19782801841 DE 19782801841 DE 2801841 A DE2801841 A DE 2801841A DE 2801841 A1 DE2801841 A1 DE 2801841A1
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B01J8/12Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by gravity in a downward flow
    • 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
    • C10G35/00Reforming naphtha
    • C10G35/04Catalytic reforming
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Description

  • Verfahren zur kontinuierlichen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, insbesondere die Hydroreformierung von Kohlenwasserstoffen, sowie die Herstellung aromatischer Kohlenwasserstoffe, z.B.die Gewinnung von Benzol, Tuluol und Xylolen (ortho, meta oder para), entweder aus gegebenenfalls ungesättigten Bezinen (z.B.der Crack-Pyrolyse, insbesondere Dampfcrackung oder der katalytischen Reformierung), oder naphthenischen Kohlenwasserstoffen, die durch die Hydrierung in aromatische Kohlenwasserstoffe umgewandelt werden können.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet man mindestens einen Reaktor oder eine Reaktionszone zur Durchführung der Reformierung oder zur Gewinnung von aromatischen Kohlenwasserstoffen, vorzugsweise mehrerem z.B. 3 oder 4 Reaktoren oder Reaktionszonen, wobei der oder die Reaktoren mobile Katalysatorbetten enthalten.
  • Die Charge zirkuliert sukzessiv in jedem Reaktor oder jeder Reaktionszone entsprechend einem axialen oder radialen Fluß (d.h.vom Zentrum gegen die Peripherie oder von der Peripherie zum Zentrum hin). Die Reaktionszonen sind in Serie so angeordnet, daß die die Charge sukzessive durch jede dieser Reaktionszonen fließt, wobei intermediär die Charge zwischen den Reaktionszonen erhitzt wird; der frische Katalysator wird von oben in die Reaktionszone eingeführt, wo auch die Zufuhr der frischen Charge erfolgt; er fließt anschließend progressiv von oben nach unten durch diese Zone, wo er unten abgezogen wird und durch eine geeignete Vorrichtung (insbesondere ein Lift) nach oben in die folgende Reaktionszone transportiert wird, wo er ebenfalls progressiv von oben nach unten fließt usw., bis zum unteren Ende der letzten Reaktionszone, in welcher der Katalysator ebenfalls progressiv abgezogen und dann in eine Regenerierungszone geleitet wird. Die Abbildung zeigt unten diese Art der Anordnung mit drei katalytischen Zonen in Serie, wobei diese Art der Anordnung z.B.in der französischen Patentschrift Nr. 2160269 näher beschrieben ist.
  • Die Reaktionszonen sind vorzugsweise Seite an Seite angeordnet.
  • Erfolgt das Abziehen des Katalysators aus jeder Reaktionszone mit einer geeigneten Geschwindigkeit, so kann man die Reaktionszonen auf einem konstanten Niveau der Aktivität und Selektivität halten.
  • Das Abziehen des Katalysators aus jeder Reaktionszone wird wie oben angegeben "progressiv" durchgeführt. Der Ausdruck progressiv" bedeutet, daß der Katalysator entweder periodisch abgezogen wird, z,B.mit einer Frequenz von 1/10 bis 10 Tage, und zwar jeweils gleichzeitig nur einen Teil, z.B.
  • 0,5 bis 15% der Gesamtmenge des Katalysators. Es ist aber auch möglich, den Katalysator mit einer schnelleren Frequenz abzuziehen (in der Größenordnung von z.B.einer Minute oder Sekunde), wobei die abgezogene Menge entsprechend vermindert ist; oder der Katalysator wird kontinuierlich abgezogen, was häufig die bevorzugte Lösung ist.
  • Die Zirkulation des Katalysators vom unteren Ende einer Reaktionszone zum oberen Ende einer anderen Reaktionszone, vom unteren Ende der letzten Reaktionszone zur Regenerierungszone und von der Regenerierungszone zum oberen Ende der ersten Reaktionszone wird mit Hilfe einer geeigneten bekannten Hebevorrichtung bewirkt, die im folgenden als "Lift" bezeichnet wird. Als Liftmedium zur Förderung des Katalysators kann man ein beliebiges geeignetes Gas verwenden, z.B.Stickstoff oder auch Wasserstoff, insbesondere gereinigten Wasserstoff oder Kreislaufwasserstoff.
  • Der Feststoff, der sich von Reaktionszone zu Reaktionszone und zur Regenerierungszone bewegt, kann z.B.ein kornförmiger Katalysator mit einem geeigneten Träger sein: dieser Katalysator liegt z.B.in Form von runden Kügelchen mit einem Durchmesser von im allgemeinen 1 bis 3 mm, vorzugsweise 1,5 bis 2 mm vor, ohne daß diese Werte als Begrenzung dienen sollen. Die Schüttdichte des Katalysators liegt im allgemeinen bei 0,4 bis 1, vorzugsweise 0,5 bis 0,9, insbesondere 0,6 bis 0,8, wobei auch diese Werte nicht als Begrenzung dienen sollen.
  • Die Reaktionen, bei denen das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise Anwendung findet, sind oben angegeben worden; sie können im wesentlichen in zwei Gruppen eingeteilt werden: 1. Reformierungsreaktionen.
  • Die allgemeinen Bedingungen der katalytischen Hydroreformierung sind wie folgt: in jeder Reaktionszone beträgt die mittlere Temperatur etwa 4800 bis 6000C bzw. 5300 bis 6000C, der Druck liegt bei etwa 5 bis 20 kg/cm2, die stündliche Alrchflußgeschwindigkeit bei 0,5 bis 10 Volumen des flüssigen Naphtha pro Volumenkatalysator, und die Kreislaufgeschwindigkeit beträgt 1 bis 10 Mol Wasserstoff pro Mol Charge.
  • Als Beispiele seien die folgenden aufgeführt: Charge: Naphtha, das zwischen etwa 600 und 2200G siedet, insbesondere Naphtha der direkten Destillation; Katalysator: er enthält z.B.mindestens ein Metall der Platinfamilie, d.h.ein Edelmetall wie Platin, Palladium, Iridium, Ruthenium, Osmium auf einem Aluminiumoxidträger oder einer äquivalenten Verbindung (z.B. Platin/ Aluminiumoxid / Halogen oder Platin / Iridium / Aluminiumoxid / Halogen). Der Gesamtgehalt an Edelmetallen beträgt 0,1 bis 2 Gew.-% bezogen auf den Katalysator, und der Halogengehalt (vorzugsweise Chlor oder Fluor) ist 0,1 bis 10%. Man kann die Assoziation Aluminiumoxid / Halogen durch andere Träger ersetzen, z.B.Siliciumdioxid/ Aluminiumoxid. Der Katalysator kann mindestens einen anderen Metallpromotor enthalten, der aus den verschiedensten Gruppen des Periodensystems gewählt werden kann.
  • 2. Herstellung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus gegebenenfalls ungesättigten Benzinen.
  • Wenn die Charge ungesättigt ist, d.h.wenn sie Diolefine und Monoolefine enthält, so muß sie zuerst durch selektive oder totale Hydrierung davon befreit werden. Anschließend wird die gegebenenfalls durch Hydrierung von praktisch allen Olefinen befreite Charge in jeder Reationszone einer Wasserstoffbehandlung unterworfen und zwar in Gegenwart eines Katalysators, der mindestens ein Metall, z.B.ein Edelmetall der Gruppe VIII (Platinfamilie) und / oder gleichzeitig mindestens einen anderen geeigneten Metallpromotor aus dem Periodensystem enthält, bei einer Temperatur von etwa 5300 bis 6000C und einem Druck von 1 bis 60 kg/cm2, wobei der stündliche Volumendurchsatz der flüssigen Charge in der Größenordnung von dem 0,1 bis 10-fachen des Katalysatorvolumens liegt und das molare Verhältnis Wasserstoff/ Kohlenwasserstoff etwa 0,5 bis 20 beträgt.
  • Der hier verwendete Katalysator ist ein bifunktioneller Katalysator, d.h.er trägt eine saure Funktion (Träger) und eine dehydrierende Punktion; die saure Funktion wird durch saure Verbindungen beigetragen wie Aluminiumoxid und chlorierte und / oder fluorierte Aluminiumoxide oder andere ähnliche Verbindungen z.B.Siliciumdioxid - Aluminiumoxid, Siliciumdioxid - Magnesiumoxid, Siliciumdioxid-Thorium oxid, Aluminiumoxid-Magnesiumoxid usw., Die dehydrierende Funktion wird durch das oder die geeignet ausgewählten Metalle beigetragen, z.B.Platin, Iridium, Ruthenium, Palladium,Rhodium, Osmium, Nickel, Kobalt, Rhenium, Wolfram und Molybdän, die gegebenenfalls sulfuriert sind und sich auf dem sauren Träger niedergeschlagen haben.
  • Der Gehalt des Katalysators an dehydrierenden Metallen beträgt im allgemeinen 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise ca.0,05 bis 1 Gew.-%, insbesondere etwa 0,10 bis 0,6 Gew.-. Der Katalysator kann außerdem bis zu etwa 10 Gew.-% Halogen enthalten.
  • Was die geeignete Regenerierung des Katalysators anbelangt, so kann sie durch alle bekannten Mittel bewirkt werden, vorzugsweise: a) Der Katalysator wird einer Verbrennung mit Hilfe eines Gases unterworfen, das molekularen Sauerstoff enthält; b) der Katalysator wird einer Oxychlorierung unterworfen mit Hilfe eines molekularen Sauerstoff enthaltenden Gases und gleichzeitig eines Halogens oder einer Halogenverbindung, z.B.einer Ilalogenwasserstoffsäure oder eines Alkylhalogenids; c) der Katalysator wird einer Endbehandlung mit Hilfe eines molekularen Sauerstoff enthaltenden Gases unterworfen.
  • Auf die Regenerierung folgt eine Reinigung, z.B.mit Stickstoff, um den Katalysator von allen Spuren des restlichen gasförmigen Sauerstoffs zu befreien.
  • Im allgemeinen wird der regenerierte Katalysator, bevor er in die erste Reaktionszone gegeben wird, einer Reduktion unterworfen, d . h.
  • einer Behandlung mit Wasserstoff, um gewisse Oxide, insbesondere metallische zu reduzieren, die im Katalysator vorhanden sind, wobei diese Behandlung bei etwa 450 bis 56000 durchgeführt wird.
  • Nach dem Stande der Technik hat man beim Arbeiten in Reaktionszonen mit mobilem Bett diese Reduktion am Kopf des Reaktors, sogar im Inneren des Reaktors durchgeführt, wobei der Katalysator in Form eines kompakten mobilen Bettes durch eine erste Zone absteigt, die sich oberhalb der eigentlichen Reaktionszone befindet, so daß die Reduktion in der ersten Zone stattfindet. Die Erwärmung der Reduktionszone wird durch die Wärmemittel des Reaktors selbst gewährleistet, insbesondere durch einen indirekten Kontakt mit der heißen zu behandelnden Charge. Nach erfolgter Reduktion gelangt der Katalysator, immer in Form eines mobilen Bettes, dann in die eigentliche Reaktionszone.
  • Im allgemeinen ist es erwünscht, daß der regenerierte Katalysator, bevor man ihn in die eigentliche Reaktionszone leitet, einer Sulfurierung unterworfen wird, bei der praktisch alle Metalle des Katalysators sulfuriert werden. Die Sulfurierung wird am Kopf des Reaktors durchgeführt, entweder in der gleichen Zone, in der die Reduktion erfolgt, oder in einer unmittelbar unterhalb der Reduktionszone befindlichen Zone, in der der Katalysator ebenfalls in Form eines mobilen Bettes fließt.
  • In der Sulfurierungszone arbeitet man gemäß dem Stand der Technik bei einer Temperatur, die durch die Temperatur, bei der die Reduktion bewirkt wird, diktiert wird, d.h.bei 5000 bis 6000C, Außerdem ist das Arbeiten bei 5000 bis 6000C zwingend notwendig, damit der Katalysator in den Zonen der Reduktion/ Sulfurierung eine Temperatur hat, die nahe der Reaktionstemperatur der Reformierung oder Gewinnung von aromatischen Kohlenwasserstoffen liegt.
  • Das zur Sulfurierung verwendete Mittel ist entweder Schwefelwasserstoff in reiner Form oder verdünnt durch gasförmige Eohlenwasserstoffe, oder Dimethyldisulfid, verdünnt mit Wasserstoff, oder andere Schwefelverbindungen wie Alkylsulfide bzw.Alkylmercaptane, verdünnt mit Wasserstoff. Der Druck ist der gleiche wie im Reaktor für die Reformierung oder Gewinnung von aromatischen Kohlenwasserstoffen, wobei die Dauer der Sulfurierung von einigen Minuten bis zu einigen Tagen variiert, je nach den gewählten Reaktionsbedingungen. Das mobile katalytische Bett durchläuft so die Sulfurierungszone und begibt sich dann in die Reaktionszone, wo die Reformierung oder Gewinnung aromatischer Kohlenwasserstoffe durchgeführt wird Die Verfahren des Standes der Technik, bei welchen man die Reduktion / Sulfurierung in dem oberen Teil der ersten Reaktionszone durchführt, haben verschiedene schwerwiegende Nachteile: Zunächst stellt jede Reaktionszone eine sehr große thermische Inertie dar, so daß es z.P.kein Mittel gibt, die Temperatur des oberen Teils der ersten Reaktionszone schnell zu ändern. Es ist aus diesem Grunde nicht möglich,die Temperatur der Reduktion oder der Sulfurierung korrekt zu regeln, sodaß diese Temperaturen praktisch gleich denjenigen sind, bei denen die Reformierung oder Gewinnung aromatischer Kohlenwasserstoffe durchgeführt werden.
  • Daraus folgt, daß die Sulfurierungstemperatur immer die gleiche ist, bei der die Reduktion durchgeführt wird, d.h.höher als 5000C. Es wäre aber vorteilhaft, wenn die Sulfurierungstemperatur weniger als etwa 4000G betragen würde, damit diese Sulfurierung wirksamer wäre, d.h.damit der Schwefel sich besser an die Metalle des Katalysators binden würde. Die ideale Sulfurierungstemperatur wäre 3000 bis 4000C oder besser 3200 bis 37000, vorzugsweise 3100 bis 380°C. Eine Minimaltemperatur von 500°C ist daher zu hoch.
  • Auch wird die Reduktionstemperatur durch die Eigentemperatur des Reaktors bedingt; nun werden die Reaktionen der Reformierung oder der Gewinnung von aromatischen Kohlenwasserstoffen im Reaktor häufig bei Temperaturen oberhalb von 5200C durchgeführt, z.3.530°C, so daß die Reduktionstemperatur sich auch oberhalb von 5200C (bzw. 53000) befindet, obwohl-es vorteilhaft wäre, wenn sie bei 4800 bis 5300C bzw. bei 4800 bis 5200C liegen würde.
  • Schließlich ließen bei den Systemen des Standes der Technik die Sicherheitsbedingungen zu wünschen übrig; die Reinigung des Katalysators mit Stickstoff, welche auf die Regenerierung des Katalysators folgt, entfernt zwar im Prinzip den gesamten gasförmigen Sauerstoff, der im Laufe der Regenerierung eingesetzt wurde, sodaß die Risiken der Explosion in der Reduktionszone vermieden werden. Aber wenn aus irgendeinem Grund wie Überdruck oder ein zufälliges Leck eine solche Explosion erfolgt, so wird sie sofort in die Sulfurierungszone und in die Reaktionszone der Reformierung oder der Gewinnung aromatischer Kohlenwasserstoffe weitergeleitet, da ja die Reduktionszone, die Sulfurierungszone und die Reaktionszone sehr nahe beieinander liegen und im Kopf des ersten Reaktors eingebaut sind.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, diese Nachteile zu vermeiden. Bei diesem Verfahren sind die Reduktions- und Sulfurierungszone einerseits voneinander verschieden und andererseits außerhalb des ersten Reaktors gelegen.
  • Die Abbildungen 1 und 2 erläutern die Erfindung näher, wobei drei Reaktoren verwendet werden.
  • Gemäß Figur 1 wird die Charge durch die Leitung 1, den Ofen 2 und die Leitungen 3 und 4 in den ersten Reaktor 29 eingeführt. Das Effluent des ersten Reaktors wird durch die Leitung 30 abgezogen und über den Ofen 37 und die Leitung 38 in den zweiten Reaktor 42 geleitet. Das Effluent des zweiten Reaktors wird über die Leitung 43 abgezogen und über den Ofen 50 und die leitung 51 in den dritten Reaktor 55 geleitet. Das Effluent des dritten Reaktors wird über die Leitung 56 abgezogen. Der neue Katalysator wird beim Anfahren der Vorrichtung durch eine in Figur 1 nicht gezeigte Leitung in den ersten Reaktor 29 eingegeben. Der regenerierte Katalysator durchdringt den ersten Reaktor 29 mittels der Leitung bzw.
  • des Lifts 19 sowie durch mehrere Leitungen wie 27 und 28. Der Katalysator wandert in den Leitungen 27 - 28 einerseits und im Reaktor 29 andererseits in Form eines mobilen Bettes.
  • Der Katalysator wird aus dem Reaktor 29 durch mehrere Leitungen wie 31 und 32 abgezogen sowie über die Leitung 33, durch welche er den Topf des Lifts 34 erreicht. Dieses Abziehen erfolgt periodisch durch irgendein geeignetes System von Ventilen oder besser kontinuierlich ohne Ventile, wobei die Regulierung der Durchflußgeschwindigkeit des Katalysators durch eine geeignete klassische Regelung mit Hilfe von Wasserstoff in reinem Zustand oder aus der Vorrichtung gewährleistet wird; die Wasserstoffzufuhr erfolgt über eine in der Figur nicht gezeigte Leitung auf dem Niveau des Apparates 34.
  • Eine ausreichende Gasmenge der Vorrichtung wird durchgeleitet, um zu verhindern, daß ein Teil des Reaktionseffluents mit den Katalysatorteilchen mitgezogen wird. Der Katalysator wird anschließend vom Topf des l,ifts 34 durch den zweiten Reaktor 42 geleitet,und zwar durch eine bekannte Hebevorrichtung, die in der vorliegenden Beschreibung als "Lift" bezeichnet wird. Das Liftmedium ist vorzugsweise Kreislaufwasserstoff oder Wasserstoff aus der Vorrichtung, der durch die Leitung 35 eingeführt wird.
  • Der so im Lift 36 mitgeführte Katalysator erreicht das Aufnahmegefäß 39 und von dort über mehrere Leitungen wie 40 und 41 den zweiten Reaktor 42 (das Aufnahmegefäß 39 und die Leitungen 40 und 41 können gegebenenfalls integrierende Bestandteile des Reaktors 42 sein). Der Katalysator durchläuft den Reaktor 42 in Form eines mobilen Bettes, wird durch mehrere Leitungen wie 44 und 45 aus dem Reaktor abgezogen (wie beim ersten Rektor 29) und erreicht den Topf des Lifts 47 über die Leitung 46. Durch den Lift 49, der z.B.
  • mit Kreislaufgas über die Leitung 48 beschickt ist, erreicht der Katalysator das Aufnahmegefäß 52 und von dort durch mehrere Leitungen wie 53 und 54 den dritten Reaktor mit mobilem Bett 55. Der Katalysator wird aus dem Reaktor 55 wie aus den ersten beiden Reaktoren 29 und 42 durch mehrere Leitungen 57 und 58 abgezogen; dieser gebrauchte Katalysator erreicht durch die Leitung 59 den Topf des -Lifts 60. Der gebrauchte Katalysator wird anschließend in einen "Sammel- Absetzt - Behälter 7 geleitet, und zwar mittels des Lifts 6, der z.B.mit Kreislaufgas beschickt wird, das über die Leitung 61 in den Topf des Lifts 60 eingeführt wird. Der gebrauchte Katalysator erreicht über das Ventilsystem 8 und die Leitung 9 die Regenerierungszone 10. Wenn die Regenerierung des Katalysators bewirkt ist und der regenerierte Katalysator zur Eliminierung von molekularem Sauerstoff gereinigt wurde (die verschiedenen Zufuhrleitungen, die zur Regenerierung und Reinigung erforderlich sind, sind üblich und daher nicht gezeigt), wird der regenerierte Katalysator über die Leitungen 11 und 13 und das Ventilsystem 12 in das Aufnahmegefäß 15 geleitet, wo dieser regenerierte Katalysator gegebenenfalls mit einem reinen Wasserstoffstrom gewaschen wird, der über die Leitung 14 eingeführt wird, so daß im Gefäß 15 ein leichter Überdruck bezogen auf das Gefäß des Lifts 17 aufrecht erhalten bleibt. Der aus dem Gefäß 15 über die Leitung 16 abgezogene Katalysator erreicht dann das Liftgefäß 17, von wo er mit reinem Wasserstoff, der über die Leitung 18 eingeführt wird, im Lift 19 zu einer Reduktionszone 20 geschleppt wird, die sich oberhalb des ersten Reaktors 29 befindet. Diese Reduktionszone wird gegebenenfalls mit reinem Wasserstoff beschickt, der über die Leitung 21 eingeführt wird, sofern der reine Wasserstoff des Lifts 19 für die Durchführung der Reduktion nicht ausreichend sein sollte.
  • Diese Reduktionszone wird durch indirekten Kontakt mit einem Teil der Charge erhitzt,und zwar über die Leitungen 5 und 22, wobei dieser abgeleitete Teil der Charge, nachdem zum Erhitzen der Zone 20 benutzt wurde, im allgemeinen anschließend direkt zu einem der zwei Reaktoren 42 oder 55 geleitet wird.
  • Das Erhitzen kann auch so erfolgen, daß man auf gleiche Weise mindestens einen Teil des Effluents von Reaktor 55 aus der Leitung 56 abzweigt.
  • Der Teil der Charge oder des Effluents, der so zur Leitung 5 abgezweigt wurde, umfaßt vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-% der gesamten Ausgangscharge der Leitung 1 oder des gesamten Ausgangseffluents der Leitung 56. Der Katalysator fließt in der Zone 20 in Form eines mobilen Bettes. Anschließend wird der Katalysator aus der Reduktionszone 20 durch mehrere Leitungen wie 27 und 28 abgezogen, wobei der Katalysator in diesen Leitungen ebenfalls in Form eines mobilen Bettes fließt. In diesen Leitungen oder "Schenkeln" 27 und 28 erfolgt die Sulfurierung des Katalysators mit hilfe eines Gases, das eine Schwnfelverbindung und gegebenenfalls reinen Wasserstoff enthält, der als Trägergas dient. Dieses schwefelhaltige Gas wird über die Leitungen 24, 25 und 26 in die Leitungen 27 und 28 eingeführt. In den Leitungen oder Schenkeln 27 und 28 ist das Gas sehr turbulent, so daß eine gute Sulfurierungsreaktion gewährleistet ist.
  • Die Leitungen 27 und 28 sind im allgemeinen auereichend mit Katalysator, schwefelhaltigem Gas und überschüssigem Wasserstoff aus den Leitungen 18, 19 und 21 gefüllt, sodaß es nötig sein kann, den überschüssigen reizen Wasserstoff über die Entistungsleitung 23 zu evakuieren. Der regenerierte, reduzierte und sulfurierte Katalysator durchdringt dann den ersten Reaktor 29 über die Beitungen 27 und 28.
  • In der Figur 2 befindet sich die Regenerierungszone oberhalb der Reduktions- und Sulfurierungszone. Diese übereinander liegende Anordnung kann bevorzugt sein, insbesondere wenn die Reaktoren eine mäßige Größe haben.
  • Gemäß Figur 2 wird die Charge über die Leitung 1, den Ofen 2, die Leitungen 3 und 4 in den ersten Reaktor 29 eingeführt. Das Effluent des ersten Reaktors wird über die zeitung 30 abgezogen und durch den Ofen 37 und die Leitung 38 in den zweiten Reaktor 42 geschickt. Das Effluent des zweiten Reaktors wird über die Leitung 43 abgezogen und durch den Ofen 50 und die Leitung 51 in den dritten Reaktor 55 geschickt. Das Effluent des dritten Reaktors wird über die Leitung 56 abgezogen. Der neue Katalysator wird beim Anfahren der Vorrichtung in den ersten Reaktor 29 über eine in der Figur nicht gezeigte Leitung eingführt. Der regenerierte Katalysator durchdringt den ersten Reaktor 29 durch mehrere Leitungen wie 27 und 28.
  • Der Katalysator wandert in den Leitungen 27 - 28 einerseits und im Reaktor 29 andererseits in Form eines mobilen Bettes.
  • Der Katalysator wird aus dem Reaktor 29 durch mehrere Leitungen wie 31 und 32 sowie über die Leitung 33 abgezogen, durch welche er den Topf des Lifts 34 erreicht. Dieses Abziehen erfolgt periodisch durch ein geeignetes System von Ventilen oder besser kontinuierlich ohne Ventile, wobei die Regulierung der Flußgeschwindigkeit des Katalysators durch eine geeignete klassische Regulierung mit Sauerstoff in reinem Zustand oder aus der Vorrichtung erfolgt, der über eine in Figur 2 nicht gezeigte Leitung eingeführt wird.
  • Eine ausreichende Gasmenge der Vorrichtung wird durchgeleitet, um zu verhindern, daß ein Teil des Reaktionseffluents mit den katalytischen Teilchen mitgeschleppt wird. Der Katalysator wird anschließend vom Topf des Lifts 34 zum zweiten Reaktor 42 geleitet, und zwar durch irgendeine bekannte Hebevorrichtung, die in der vorliegenden Beschreibung als "Lift" bezeichnet wird. Das Liftmedium ist vorzugsweise Kreislaufwasserstoff oder in der Vorrichtung gewonnener Wasserstoff, der über die Leitung 35 eingeführt wird. Der auf diese Weise im Lift 36 mitgeführte Katalysator erreicht das Aufnahmegefäß 39 und von dort durch mehrere Leitungen wie 40 und 41 den zweiten Reaktor 42 (das Gefäß 39 und die Leitungen 40 und 41 können gegebenenfalls integrierende Bestandteile des Reaktors 42 sein). Der Katalysator durchläuft den Reaktor 42 in Form eines mobilen Bettes, wird durch mehrere Leitungen wie 44 und 45 aus diesem Reaktor abgezogen (wie aus dem ersten Reaktor 29) und erreicht den Topf des Lifts 47 durch die Leitung 46. Durch den Lift 49, der z.B.mit Wasserstoff des Kreislaufs oder der Vorrichtung über die Leitung 48 beschickt wird, erreicht der Katalysator das Aufnahmegefäß 52 und von dort über mehrere Leitungen wie 53 und 54 den dritten Reaktor mit mobilem Bett 55. Der Katalysator wird vom dritten Reaktor 55 wie aus den ersten und zweiten Reaktoren 29 und 42 abgezogen, und zwar über mehrere Leitungen 57 und 58; dieser gebrauchte Katalysator erreicht den Topf des Lifts 60 iiber die Leitung 59.
  • Der gebrauchte Katalysator wird dann in einen "Sammel - Absetz" -Behälter 7 geleitet, der sich oberhalb des ersten Reaktors befindet, und zwar mit Hilfe des Lifts 6, der z.B.mit Kreislaufwasserstoff beschickt wird, welcher über die Leitung 61 in den Topf des Lifts 60 eingeführt wird. Der gebrauchte Katalysator erreicht über das Ventilsystem 9 und die Leitungen 8 und 19 die Regenerierungszone 10. Nachdem der Katalysator regeneriert wurde und der regenerierte Katalysator zur Entfernung von molekularem Sauerstoff gereinigt wurde (die verschiedenen Zufuhrleitungen, die zur Regenerierung und Reinigung notwendig sind, sind üblich und daher nicht gezeigt), wird der regenerierte Katalysator über die Leitungen 11 und 13 und das Ventilsystem 12 in das Aufnahmegefäß 15 geleitet, wo der regenerierte Katalysator gegebenenfalls mit einem reinen Wasserstoffstrom gewaschen wird, der über die Leitung 14 eingeführt wird, sodaß im Gefäß 15 ein leichter Überdruck, bezogen auf die Reduktionszone 2O, aufrecht erhalten bleibt.
  • Das Au fnahmege fc'iß 1;; kann gegebenenfalls direkt; am Kopf des Raduktionsgefäßes 2() angeordnet sein. ner aus dem Gefäß 15 iiber die Leitung 16 und gegebenenfalls das Ventilsystem und die Leitung 18 abgezogene Katalysator erreicht dann die Reduktionszone 20, die sich unterhalb der Regenerierungszone und oberhalb des ersten Reaktors 29 befindet. Diese Reduktionszone wird mit reinem Wasserstoff beschickt, der über die Leitung 21 eingeführt wird. Diese Reduktionszone wir durch indirekten Kontakt mit einem Teil der Charge über die Leitungen 5 und 22 oder durch einen Teil des Effluents aus der Leitung 56 erwärmt. Der Katalysator fließt in der Zone 20 in Form eines mobilen Bettes. Der Katalysator wird anschließend aus der Reduktionszone 20 durch mehrere Leitungen wie 27 und 28 abgezogen, in welchen der Katalysator ebenfalls in Form eines mobilen Bettes fließt. In diesen Leitungen oder "Schenkeln" 27 und 28 wird die Sulfurierung des Katalysators mit einer Schwefelverbindung und gegebenenfalls bei reinem Wasserstoff, der als Tragerg2s dient, bewirkt. Diese Schwefelverbindungen werden in die Leitungen 27 und 28 über die Leitungen 24, 25 und 26 eingeführt.
  • In den Leitungen oder "Schenkeln" 27 und 28 ist das Gas sehr turbulent, sodaß eine gute Sulfurierungsreaktion gewährleistet ist.
  • Die Leitungen 27 und 28 sind im allgemeinen genügend überfüllt, so daß es erforderlich sein kann, den überschüssigen freien Wasserstoff über die Entlastungsleitung 23 zu evakuieren. Der regenerierte, reduzierte und sulfurierte Katalysator durchdringt dann den ersten Reaktor 29 und die Leitungen 27 und 28.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bietet verschiedene Vorteile, welche die bisland bekannten Verfahren nicht aufweisen : Die Erhitzungssysteme der Reduktionszone 20 und der Sulfurierungszone 27 - 28 gemäß Figur 1 und 2 sind völlig unabhängig von Erhitzungssystem des ersten Reaktors 29. Es gibt keine thermische Inertie in diesen beiden Zonen und man kann die Reduktionstemperatur leicht regulieren, z. B. mit Hilfe der Abzweigung eines Teils der Charge (Leitung 5 gemäß Figur 1 und 2); desgleichen kann man die Sulfurierungstemperatur auf die gewünschten Werte einstellen mit Hilfe des Durchflusses 24 und der Leitungen 27 und 28 gemäß Figur 1 und 2. Insbesondere kann man die Reduktionstemperatur auf eine optimale Temperatur regulieren, die im allgemeinen zwischen 4800 und 5200C bzw. 4800 und 53000 liegt.
  • Desgleichen war es gemäß dem Stand der Technik unmöglich, die Temperatur der Sulfurierungszone zu senken, da diese Zone von zwei heißen Zone umfaßt wird; nun wird es möglich, die Sulfurierung bei einer Temperatur von 3000 bis 4000C, vorzugsweise 3100 bis 3800C, z.B.3200 bis 3700C durchzuführen, da es zum Senken der Temperatur genügt, die Leitungen 27 und 28, in denen die Sulfurierungsreaktion stattfindet, in geeigneter Weise weniger mit Wärmeisolierung zu versehen, so daß diese Zone 27-28 weniger warm als die Zone 20 wird.
  • Es ist auch möglich, die Temperatur des Stromes 24 zu verwenden, um die Sulfurierungstemperatur zu kontrollieren.
  • Wenn zufällig bei dem erfindungsgemäßen Verfahren trotz der Reinigung im regenerierten Katalysator .I)uren von Sauerstoff zurückgeblieben sind und eine Explosion in der Reduktionszone hervorrufen, so kann diese Explosion nur schwierig in den Reaktor 29 selbst fortschreiten, da er ausreichend von der fleduktionszone entfernt ist. Ferner ist es erforderlichenfalAs leicht, die Erhitzung in den Reduktions- oder Sulfurierungszonen zu unterbrechen, was unmöglich ist, wenn diese beiden Zonen in dem Kopf des ersten Reaktors montiert sind.
  • Im Rahmen dieser Offenbarung ist unter "Effluent" folgendes zu veistehen: "das Ausströmende".
  • L e e r s e i t e

Claims (15)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur kontinuierlichen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in Gegenwart eines Katalysators, wobei man eine Ausgangscharge, bestehend aus Kohlenwasserstoffen und Wasserstoff durch mindestens eine Reaktionszone vom Typ des mobilen Betts zirkulieren läßt und der in Form eines mobilen Bettes durch diese Reaktionszone zirkulierende Katalysator progressiv von oben nach unten durch diese Zone fließt, worauf der Katalysator progressiv vom unteren Teil der Reaktionszone abgezogen und durch eine Regenerierungszone geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man a) den regenerierten Katalysator durch eine Reduktionszone leitet, die von der Reaktionszone verschieden ist, mit Wasserstoff beschickt und durch einen Teil dieser Charge oder das Reaktionseffluent erhitzt wird, wobei die Reduktionszone bei einer Temperatur von 480° bis 530t) C arbeitet, b) den regeneriertenund reduzierten Katalysator aus der Reduktionszone zum oberen Teil der Reaktionszone leitet und zwar durch mehrere Leitungen, die eine Sulfurierungszone bilden, die von der Reduktionszone und der Reaktionszone verschieden ist, wobei der regenerierte und reduzierte Katalysator in Form eines mobilen Bettes zirkuliert und mit Hilfe eines Gases, das eine Schwefelverbimlung enthält, bei einer Temperatur, die niedriger ais die Reduktions und @@@d i@@shemper@tur ist, @@@lich 300° bi@ 400°C, sulfuriert wird.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch, 1 wobei die Hydroreformierung von Kohlenwasserstoffen bei einer Temperatur der Reaktionszone von 480° bis 600°C durchgeführt wird.
  3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur 530° bis 600°C beträgt.
  4. 4. Verfahren Gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung von aromatischen Kohlenwasserstoffen bei einer Temperatur der Reaktionszone von 530 bis 600°C durchgefiihrt wird.
  5. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sulfurierungstemperatur 310° bis 380°C beträgt.
  6. 6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Charge oder des Reaktionseffluents, der zum Erhitzer der Reduktionszone benutzt wird, etwa 1 bis 5 Gew.-% der Gesamtausgangscharge oder des Reaktionseffluents beträgt.
  7. 7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Schwefelverbindung Schwefelwasserstoff oder Dimethyldisul fid verwendet.
  8. 8. Verfahren gem@ß Anspruch 1, dadurch gekennzeichuet, @@ @@@ Schwefelverbinlung mit einem reinen Wasserst@ffs@ro@@ @@ @ tir lt. 1 r
  9. 9. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator kontinuier7ich aus der Reaktionszone zur Regenerierungszone abgezogen wird.
  10. 10. Verfahren gemäß Ansprüchen 2 bis 8, wobei man die Charge durch mindestens zwei Reaktionszonen zirkulieren läßt, die in Serie praktisch vertikal und nebeneinander angeordnet sind, wobei jede dieser Reaktionszonen vom Typ des mobilen Bettes ist, und die Charge der Reihe nach durch jede Reaktionszone zirkuliert, sowie der Katalysator ebenfalls der Reihe nach durch jede Reaktionszone zirkuliert, indem er progressiv in Form eines festen Bettes von oben nach unten durch jede Zone fließt und progressiv vom unteren Ende der letzten Reaktionszone, die von der Charge durchflossen wird, abgezogen und dann in eine Regenerierungszone geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man den regenerierten Katalysator, bevor er in die erste Reaktionszone geleitet wird a) durch eine Reduktionszone leitet, die von der Reaktionszone verschieden ist, mit Wasserstoff beschickt und durch einen Teil dieser Charge oder das Reaktionseffluent erhitzt wird, wobei die Reduktionszone bei einer Temperatur von 4800 bis 5300C arbeitet, b) der auch reduziert ist, aus der Reduktionszone zum oberen Teil der Reaktionszone leitet und zwar durch mehrere Leitungen, die eine Sulfurierungszone bilden, die von der Re-Reduktionszone und der Reaktionszone verschieden ist, wobei der regenerierte und reduzierte Katalysator in Form eines mobilen Bettes zirkuliert und mit Hilfe eines Gases, das eine Schwefelverbindung enthält, bei einer Temperatur, die die niedriger als die Reduktions- und Reaktionstemperatur ist, nämlich 3000 bis 40000, sulfuriert wird.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator kontinuierlich aus jeder Reaoktionszone abgezogen wird.
  12. 12. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydroreformierung von Kohlenwasserstoffen bei einer Temperatur der ersten Reaktionszone von 5300 bis 6000 durchgeführt wird.
  13. 13. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung aromatischer Kohlenwasserstoffe bei einer Temperatur der ersten Reaktionszone von 5300 bis 6000C durchgeführt wird.
  14. 14. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Regenerierungszone neben eaktionszone befindet, wobei der aus der Regenerierungszone abgezogene Katalysator mittels einer Steigvorrichtung sukzessiv in die Reduktionszone und dann in die Sulfurierungszone eingeführt werden kann und diese zwei Zonen selbst sich oberhalb der Reaktionszone befinden, in welche man den regenerierten, reduzierten und anschließend sulfurierten Katalysator einführt.
  15. 15. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Regenerierungszone oberhalb der Reduktionszone und der Sulfurierungszone befindet und diese beiden Zonen selbst oberhalb der Reaktionszone angeordnet sind, in welche man den regenerierten, reduzierten und anschließend sulfurierten Katalysator einführt.
DE19782801841 1977-01-20 1978-01-17 Verfahren zur kontinuierlichen umwandlung von kohlenwasserstoffen Granted DE2801841A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2803284A1 (de) * 1977-01-31 1978-08-03 Inst Francais Du Petrol Katalytisches verfahren zur reformierung bzw. herstellung von aromatischen kohlenwasserstoffen
US4433191A (en) * 1982-09-30 1984-02-21 Engelhard Corporation Skeletal isomerization of n-alkenes

Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2160269A1 (en) * 1971-11-16 1973-06-29 Inst Francais Du Petrole Catalytic conversion of hydrocarbons - using multiple zones in series with continuous circulation and regeneration of catal

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