DE2812108A1

DE2812108A1 - Wirbelbett und verfahren zur erzeugung und aufrechterhaltung

Info

Publication number: DE2812108A1
Application number: DE19782812108
Authority: DE
Inventors: Mark E Dry; David H Jones; Felix T Kelly; Terry Shingles
Original assignee: Badger Co Inc
Current assignee: Badger Co Inc
Priority date: 1977-03-18
Filing date: 1978-03-20
Publication date: 1978-09-28
Also published as: AU3394278A; NZ186684A; AU519193B2; BE865026A; GB1598147A; IT7848442A0; JPS53122674A; IT1115963B; FI66540C; FR2383701B1; BR7801665A; ZA781567B; US4225531A; FI780829A; NL7802953A; CA1137960A; FR2383701A1; DE2812108C2; IN148637B; FI66540B

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. Curt Wallach

Dipl.-Ing. Günther Koch

2812108 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

r Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

²⁰' ^Mäl>Z

Datum:

Unser Zeichen: 16 182 - K/Ap

Anmelder: The Badger Company, Inc.

1 Broadway, Kendali Square,

Cambridge, Ma. 02142

USA

Bezeichnung: Wirbelbett und Verfahren zur

Erzeugung und Aufrechterhaltung

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Qualität der Pluidisierung in einem festen Wirbelbettsystem, dessen Feststoffteilchen schlechte Fluidisierungseigenschaften besitzen. Die Erfindung sieht insbesondere den Zusatz eines Hilfsstoffes vor, um die Fluidisierung eines Katalysators bei einer chemischen Reaktion zu verbessern, wobei die chemische Reaktion in einem Wirbelbett durchgeführt wird, das aus einem Katalysator besteht, der durch ein Gas fluidisiert ist, welches ein Reagensmittel sein kann, oder auch nicht.

Es ist bekannt, daß die Wirksamkeit einer chemischen Umwandlung und insbesondere katalytischer chemischer Reaktionen, die in einem Wirbelbett durchgeführt werden, in hohem Ausmaß von der Qualität der Fluidisierung des Katalysators abhängt. So sind z.B. Fischer-Tropsch-Katalysatoren auf der Basis von schwerem Eisen und/oder Eisenoxid schwierig zu fluidisieren. Eine schlechte Fluidisierung der Katalysatorpartikel führt zur Erzeugung großer Blasen des reagierenden Gases und infolgedessen ist die Durchmischung schlecht und dies führt zu einer schlechten Umwandlung .

Es sind verschiedene Versuche unternommen worden, um die Fluidisierung in Fest-Wirbelbetten zu verbessern. Unter dem Ausdruck "Fest-Wirbelbett" soll ein Wirbelbett verstanden werden, welches im Raum festliegt, im Gegensatz zu Wirbelbetten, die sich durch den Raum bewegen, wie es beispielsweise bei Transport-Apparaturen oder sogenannten "fast-fluid bed reactors" der Fall ist. Eine Möglichkeit der Verbesserung besteht darin, innerhalb eines Reaktors Prallvorrichtungen anzuordnen, wodurch große Blasen des reagierenden Gases dispergiert werden, wodurch vermieden werden soll, daß beträchtliche Gasmengen am Wirbelbett vorbeistreichen. Diese Möglichkeit verbessert jedoch nicht immer die Umwandlung und kann stattdessen zu örtlichen Überhitzungen und zu einer übermäßigen Übertragung von

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Katalysatorpartikeln führen, weil die großen Blasen an der Oberfläche platzen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen Fluidisierungshilfsstoff dem Wirbelbettsystem zuzusetzen. Der Hilfsstoff ist eine teilchenförmige Substanz, die gegenüber dem reagierenden System,dem er zugesetzt wird, inert ist. Jedoch hat der Zusatz gewisser Materialien,die bisher als Hilfsstoffe zum Zusatz von Fischer-Tropsch-Katalysatoren auf Eisenbasis empfohlen worden sind, die Wirkung einer Deaktivierung des Katalysators und insbesondere eine Verminderung der ölproduktion und Selektivität. Die bisher vorgeschlagenen Hilfsstoffe und insbesondere die Hilfestoffe, die den Fischer-Tropsch-Katalysatoren auf Eisenbasis zugesetzt wurden, waren grobkörniger als der reine Katalysator.

Die US-PS 24 59 444 lehrt, daß eine gute Fluidisierung von Fischer-Tropsch-Katalysatoren auf Eisenbasis dadurch erlangt werden kann, daß Material mit relativ groben Partikeln verbessert werden kann, da der Fischer-Tropsch-Katalysator sich zu zersetzen sucht und mit der Zeit feinkörniger wird. Außerdem lehrt diese Patentschrift, daß das zugesetzte teilchenförmige Material eine Dichte haben sollte, die geringer ist als jene des Katalysators, um eine gute Vermischung zwischen dem leichten grobkörnigen Hilfsstoff und dem schweren feinen Katalysator zu erreichen. Die genannte US-Patentschrift führt weiter aus, daß der Hilfsstoff Siliciumgel, Dolomit, Sand oder Aluminiumoxid sein kann. Durch Zusatz des grobkörnigeren Hilfsstoffes soll dabei eine gewünschte Partikelgrößenverteilung aufrechterhalten werden. Das in der Patentschrift offenbarte Verfahren erfordert eine relativ große Menge (wenigstens 20 Gewichtsprozent) grober Fluidisierungshilfsstoffe, um genügend wirksame Partikel zu liefern, und dies führt zu einem relativ großen Volumen des Reaktors, der aus einem inerten Stoff besteht. Daraus ergibt sich, daß die Wirtschaftlichkeit eines jeden Fluidisierungs-

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Verfahrens verbessert wird, wenn die Menge des Hilfsstoffes für jeden gegebenen Fluidisierungsgrad vermindert werden kann. Aus der japanischen Patentschrift Nr. 27 263 ist zu entnehmen, daß allgemein eine gute Pluidisierung in einem festen Wirbelbettsystem erlangt werden kann, wenn 5 bis 20 Massenprozent eines Hilfsstoffes zugesetzt werden, und es wird gleichzeitig festgestellt, daß weniger als 5 Massenprozent nicht wirksam sind. Die US-PS 24 Jl 9I3 beschreibt den Zusatz eines Verdünnungsmittels in Form von säurebehandeltem Sand in das Bett eines Eisenkatalysators bei einer Kohlenwasserstoffsynthese, um die Wärmeübertragung zu verbessern und gleichzeitig das Katalysator-Wirbelbett aufrecht zu erhalten.

Ein Hauptnachteil aller bekannten Vorschläge besteht darin, daß die Zusätze, z.B. Siliciumgel, Sand oder Aluminiumoxid nicht inert sind gegenüber den Fischer-Tropsch-Synthese-Reaktionen. Der Zusatz dieser Materialien führt dazu, daß die durch Alkali verbesserten Eisenkatalysatoren deaktiviert werden und es wird außerdem die ölproduktion und Selektivität vermindert. Es ergeben sich dann Resultate, die vergleichbar sind mit jenen, welche mit Eisenkatalysatoren gewonnen werden, die keine Alkali-Hilfsstoffe aufweisen. Es scheint daher, daß diese Zusätze die verbesserten chemischen Eigenschaften des Alkali unwirksam machen und auf diese Weise insbesondere für die ölproduktion nutzlos sind. Die Verwendung von mit Säure behandeltem Sand führt zwar nicht zu einer beträchtlichen Verschlechterung der Aktivität von Fischer-Tropsch-Katalysatoren, wie dies bei unbehandeltem Sand der Fall ist, jedoch verbessert der Zusatz von unbehandeltem oder durch Säure behandeltem Sand nicht die Qualität der Fluidisierung des Katalysators, sondern es wird nur jene Qualität aufrechterhalten, die ohne den Zusatz des Fluidisierungs-Hilfsmittels erlangt werden kann. Da die Fluidisierungseigenschaften des Fischer-Tropsch-Katalysators von Haus aus schlecht sind, ist natürlich ein Zusatz der

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gerade diese Qualität der Pluidisierung nur aufrechterhält, unzulänglich. Obgleich es sich gezeigt hat, daß der Zusatz von fremden Pestkörperteilchen in ein Wirbelbett nützlich zur Aufrechterhaltung einer gegebenen Pluidisierungsqualität sind, so gibt es doch bisher noch keine zufriedenstellende Lösung des Problems der Erlangung und Aufrechterhaltung einer guten Fluidisierung eines Wirbelbettes, das aus schwierig zu fluidisierendem Material besteht, z.B. ein aus schweren Teilchen bestehender Katalysator, z.B. ein Fischer-Tropsch-Eisenkatalysator. Eine gute Pluidisierung ist qualitativ definiert durch einen hohen Anteil einer festen Vermischung, durch einen niedrigen Anteil von Gas, welches am Wirbelbett vorbeistreicht, und durch die Stabilität des Blasenverhaltens und die Wachstumsrate, d.h. Vermeidung einer Zusammenballung. Es scheint, daß die Fehlschlage bekannter Verfahren bei der Lösung des genannten Problems der Erlangung und Aufrechterhaltung einer guten Fluidisierung eines Katalysators mit schweren Partikeln darauf zurückzuführen ist, daß bei bekannten Verfahren ein Fremdstoff-Pluidisierungsmittel in erster Linie zum Zweck der Einstellung der Größenverteilung des gesamten Bettes zugesetzt wurde, in der Annahme, daß diese Verteilung wichtig ist im Hinblick auf eine gute Fluidisierung. Der Erfindung liegt jedoch die Erkenntnis zugrunde, daß es die spezifischen Eigenschaften des zugesetzten Hilfsstoffes gegenüber dem reinen Katalysatorstoff ist, und nicht allein die Größenverteilung der Katalysator-Hilfsstoffmischung, was erforderlich ist, um eine maximale Verbesserung der Pluidisierung zu erhalten. Dies gilt für Wirbelbett-Anordnungen, welche keine Katalysatoren darstellen genauso wie für Katalysator-Wirbelbettanordnungen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, durch das die Qualität der Fluidisierung eines festen Wirbelbettes verbessert wird,und nicht nur eine gegebene Qualität der Fluidisierung aufrecht zu erhalten, wie es der

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Stand der Technik lehrt.

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Verbesserung der Wirbelbett-Katalysatorreaktionen in wirtschaftlicher Hinsicht.

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Hilfsstoffes zur Verbesserung der Pluidisierung eines Wirbelbetts und insbesondere bezweckt die Erfindung die Schaffung von Materialien, die wirksam schweren Katalysatorteilchen zugesetzt werden können, um hierbei die Pluidisierungseigenschaften beträchtlich zu verbessern.

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens und von Materialien zur Verbesserung der Qualität der Fluidisierung und demgemäß der Umwandlungswirksamkeit bei katalytisehen chemischen Reaktionen.

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens, mit dem die Pluidisierung eines Wirbelbettes verbessert wird, indem ein Fluidisierungs-Hilfsstoff zugesetzt wird, wobei die optimale Menge des Hilfsstoffes eine Punktion der Eigenschaften des Hilfsstoffes relativ zu den Eigenschaften des Peststoffes sind.

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Fluidisierungs-Hilf sstoff es für einen relativ schweren schwierig zu fluidisierenden Katalysators zur Kohlenwasserstoff-Synthese, wo der Katalysator in einem festen Wirbelbett angeordnet ist.

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens zur Verbesserung der Pluidiseirungseigenschaften eines Fischer-Tropsch-Katalysators auf Eisenbasis und insbesondere eines vorherrschend eisenhaltigen Katalysators, beispielsweise eines

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durch Alkali verbesserten Eisenoxid-Katalysators in einem festen Wirbelbett, ohne daß dadurch die Aktivität des Katalysators und damit die ölproduktion oder Selektivität vermindert würden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung veranschaulicht. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Reihe von Wellenzügen der Druckfluktationen über einem Wirbelbett, woraus ersichtlich ist, daß unterschiedliche Hilfsstoffe unterschiedliche Pluidisierungseigenschaften haben;

Fig. 2 eine Reihe von Eurvenformen wie bei Fig. 1, woraus ersichtlich ist, daß eine Veränderung der Partikelgröße eines gegebenen Hilfsstoffes eine Wirkung auf die Qualität der Fluidisierung hat;

Fig. 3 eine Reihe von Kurvenformen wie in Fig. 1, woraus hervorgeht, welchen Einfluß die Änderung der Konzentration von partikelförmigen Kohlenstoff bei einem Fischer-Tropsch-Katalysator der Eisengruppe auf die Katalysator-Fluidisierung hat.

Die Erfindung besteht darin, vorgewählte Mengen auserwählter inerter Fluidisierungshilfsstoffe in feinverteilter Form einem Bett aus relativ schweren teilchenförmigen Material hinzuzufügen, um die Fluidisierungseigenschaften dieses Materials zu verbessern statt nur die Qualität der Fluidisierung aufrecht zu erhalten, wie es der Stand der Technik lehrt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Katalysäorbett eine Eisengruppe oder einen Fischer-Tropsch-Katalysator auf Eisenbasis und der Fluidisierungshilfsstoff besteht

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aus Kohlenstoff in Teilchenform.

Es hat sich gezeigt, daß die Hilfsstoffe, die erforderlich sind, um eine zufriedenstellende Pluidisierung zu erreichen, nicht in der Weise wirksam sind, daß sie einen Größenbereich im Katalysator oder anderen Feststoffen ersetzen, wenn das Wirbelbett erzeugt wird, d.h. der Zusatz eines gleichen Volumens eines sauberen Katalysators in der gleichen Größe wie der Hilfsstoff, der gemäß der Erfindung gewählt wird, führt nicht zu dem gleichen Ergebnis wie bei Zusatz des erwähnten Hilfsstoffs. Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es hierdurch möglich wird, eine relativ große Zahl von Katalysatorpartikeln wirksam in eine Reaktion einzuführen, wobei relativ geringe Mengen eines Hilfsstoffes benötigt werden. Dadurch kann ein größerer Anteil von aktivem Katalysator für eingegebenes Reaktorvolumen und eine Pluidisierungsqualität benutzt werden. Die Verbesserung der Pluidisierung, die durch die Erfindung erreicht wird, kann durch die herkömmliche Technik bestimmt werden, gemäß welcher Druckfluktationen über einem festen Wirbelbett durch ein Druckwandler-Aufzeichnungssystem gemessen werden. Die Druckänderungen werden durch große Blasen veranlaßt, die durch das Wirbelbett hindurchtreten und an der Oberfläche aufbrechen,und demgemäß zeigt ein Abfall der Druckfluktationen eine verbesserte Pluidisierung durch Erzeugung kleinerer Blasen an.

Es wurde gefunden, daß zur Verbesserung und Aufrechterhaltung der Pluidisierung eines festen Katalysatorbettes durch Hinzufügen eines Hilfsstoffes zu dem Bett die Notwendigkeit besteht, daß der Hilfsstoff in solchen Teilchen vorliegt, deren Größe durchschnittlich geringer ist und die eine geringere Dichte haben als der Katalysator. Die Größenverteilung der Hilfsstoffpartikel ist kritisch. Allgemein sollten die Hilfsstoffpartikel eine Durchschnittsgröße von etwa 75$, aber vorzugsweise 25$

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der Durchschnittsgröße der Katalysatorpartikel haben, und vorzugsweise sollte ihre maximale Größe kleiner sein als 80j6 des Katalysators. Die tatsächliche Größenverteilung, die der Hilfsstoff erfordert, um eine Verbesserung der Pluidisierung zu erreichen, ändert sich mit der Größenverteilung des Katalysators. Allgemein kann gesagt werden, daß je kleiner die Größe der Katalysatorpartikel ist, desto kleiner die Größe der Hilfsstoffpartikel sein muß.

So werden z.B. herkömmliche Fischer-Tropsch-Katalysatoren in Form von Eisenoxid mit einer Partikelgrößenverteilung derart benutzt, daß wenigstens 80# der Partikel im Bereich zwischen etwa 10 und 80 jum liegen, mit einer maximalen Partikelgröße von nicht mehr als 120 pm, wobei die Durchschnittspartikelgröße zwischen 20 und 50 jum liegt. Es hat sich gezeigt, daß bei derartigen herkömmlichen Fischer-Tropsch-Katalysatoren der Zusatz von Kohlenstoff mit einer Durchschnittsteilchengroße von etwa 10 pm zugesetzt in einem relativ geringen Anteil von etwa 5 Gewichts-^ des Gesamtbettes am wirksamsten ist, um eine gute Fluidisierung zu erhalten. Vorzugsweise liegt die Partikelgröße des Kohlenstoffs vorherrschend (wenigstens bei etwa 80# der Partikel) in dem Bereich zwischen 5 und 10 pm. Natürlich können etwas größere Partikelabmessungen und Durchschnittspartikelabmessungen benutzt werden, in Verbindung mit größeren Katalysatorpartikeln, oder auch dort wo eine geringere Verbesserung der Qualität der Fluidisierung annehmbar ist. In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß für die Zwecke der Erfindung bei den Fischer-Tropsch-Reaktionen vorzugsweise die Katalysatoren aus der Eisengruppe benutzt werden, und hier wiederum speziell durch Alkali verbesserte Eisenoxid-Katalysatoren mit einer Partikelgröße, die etwa 120 μηι nicht überschreitet und mit einer Partikelgrößenverteilung derart, daß bei wenigstens 80# der Partikel eine Partikelgröße in dem Bereich zwischen und 80 Jim liegt.

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Die Größe der Differenz der Dichte, die zwischen dem Hilfsmittel und den Katalysatorpartikeln erforderlich ist, um die Fluidisierung zu verbessern, sucht sich gemäß dem Maß der Schwierigkeit der Fluidisierung des reinen Katalysators zu ändern, aber die Differenz zwischen den beiden muß groß genug sein, damit der Hilfsstoff für sich eine Fluidisierungscharakteristik hat, die wahrnehmbar unterschieden ist von der des Katalysators, selbst wenn die beiden eine im wesentlichen identische Partikelverteilung aufweisen. Im typischen Falle sollte das Verhältnis von Partikeldichten zwischen Hilfsstoff und Katalysator etwa 0,6 oder weniger betragen. Eisenoxid-Fischer-Tropsch-Katalysatoren haben im typischen Falle eine Partikeldichte im Bereich zwischen 3 bis 5,2 g/cnr, was bedeutet, daß der Hilfsstoff vorzugsweise eine Dichte von ungefähr 1,5 g/cnr oder weniger haben sollte.

Die Menge des Hilfsstoffs, die dem Katalysator zugesetzt wird, hat einen Einfluß auf das Ausmaß der Verbesserung der Fluidisierung, die vom Zusatz des Hilfsstoffes herrührt. Es hat sich gezeigt, daß die minimale Menge eines gegebenen Hilfsstoffes die benutzt werden muß, um eine merkliche Verbesserung der Fluidisierung in einem Katalysatorbett zu erzielen, von der Natur des Katalysators und insbesondere von der jeweiligen Dichte und Größenverteilung von Katalysator und Hilfsstoff abhängt. Es wurde außerdem gefunden, daß die Verbesserung, die ein Hilfsstoff auf die Fluidisierung ausübt, nicht einfach proportional der Menge des zugesetzten Hilfsstoffes ist, sondern daß dann, wenn eine kritische Menge des Hilfsstoffes erreicht ist, (diese Menge ist jeweils für denHilfsstoff und den reinen Katalysator spezifisch und insbesondere abhängig von den jeweiligen Dichten und Größenbereichen) dann trägt der Zusatz von weiterem Hilfsstoff zu dem Bett nur sehr wenig zu einer weiteren Verbesserung bei. Bei einem gegebenen Katalysator ist die minimale Menge

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von Hilfsstoffen, die zugesetzt werden müssen, um die Qualität der Fluidisierung merklich zu verbessern, etwa die gleiche bei einer Volumenprozentbases, unabhängig von der Größenverteilung oder Dichte des Hilfsstoffes, so lang diese in dem oben angegebenen Bereich verbleiben. Die Menge unterscheidet sich jedoch auf einer Gewichtsprozentbasis gemäß der Größenverteilung und Dichte des Hilfsmittels. Danach ist die minimale Menge eines gegebenen Hilfsmittels die erforderlich ist, um eine gute Fluidisierung eines Katalysatorbetts zu ermöglichen, etwa 5 Gewichts-# für einen Katalysator und etwa 30 Gewichtsprozent für einen anderen Katalysator.

Wenn gemäß den Lehren der Erfindung ein Hilfsstoff dem Katalysatorbett zugesetzt wird, dann erfolgt die Vermischung von Hilfsstoff und Katalysator schnell,und vollständig und die Auswaschung des Hilfsstoffes ist überraschend gering. Die geringe Menge des Hilfsstoffes, die ausgewaschen wird und im Reaktorstrom mitgerissen wird, kann durch herkömmliche Mittel ausgeschieden werden, z.B. dadurch , daß der Ausfluß durch einen Zyklonseparator geschickt wird, der eine Abzapfleitung bzw. eine Katalysator-Rückleitung aufweist, die nach dem Katalysatorbett zurückführt. Die verbesserte Fluidisierung, die durch Zusatz des Hilfsmittels erreicht wird, wie dies vorstehend beschrieben wurde, kann leicht dadurch erkannt werden, daß keine Klumpen vorhanden sind und Druckfluktationen fehlen, und daß eine verbesserte Konversion der Reaktionen zu dem gewünschten Produkt erfolgt.

In der Praxis wird eine verbesserte Qualität der Fluidisierung über einen weiten Bereich von Oberflächengasgeschwindigkeiten erreicht, was von einer minimalen Blasengeschwindigkeit von etwa 2 cm/sec bis auf 60 cm/sec oder höher reicht. Es erfolgt keine oder nur eine geringe Absonderung von Hilfsstoff und

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Katalysatorfestkörpern im Bett, solange die Strömungsgeschwindigkeit durch den Reaktor,der das Bett beherbergt, die größten minimalen Blasengeschwindigkeiten der beiden teilchenförmigen Materialien übersteigt. Eine Oberflächengasgeschwindigkeit von etwa 20 bis 50 cm/sec ist geeignet und für die meisten Fälle zu bevorzugen. Beispielsweise im Falle von Fischer-Tropsch-Reaktionen in Gegenwart von Katalysatoren der Eisengruppe beträgt die bevorzugte Oberflächengasgeschwindigkeit für einen kommerziellen Reaktor etwa 45 cm/sec.

Die Erfindung kann bei allen Wirbelbettsystemen Anwendung finden, die Feststoffe benutzen, die nicht leicht fluidisierbar sind. Insbesondere eignet sich die Erfindung für Wirbelbettsysteme , die Katalysatoren aus Schwermetallen benutzen. Ein spezielles Beispiel ist die Benutzung pulverisierten Kohlenstoffs als Hilfsstoff für die Fluidisierung eines durch Alkali verbesserten Eisenkatalysators, der bei der sogenannten Fischer-Tropsch-Reaktion benutzt wird. In einem solchen Fall kann der pulverisierte Kohlenstoff, der als Hilfsstoff benutzt wird, in verschiedener Weise gewonnen werden, z.B. aus Holzkohle in fein pulverisierter Form oder als pulverisierter aktivierter Kohlenstoff, oder aus Koks, d.h. dem Kohlenstoffrest bei der Kohleentgasung.

Die folgenden Beispiele zeigen, wie die Fluidisierung eines Katalysatorbettes durch die Erfindung verbessert werden kann, und es wird auch die Wirkung der Durchschnittsgröße und auch die Dichte der Zusammensetzung des Hilfsstoffes dargestellt.

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BEISPIEL I

Dieses Beispiel umfaßt fünf Durchläufe, die zeigen wie verschiedene Hilfsstoffe, die bei der gleichen Volumenkonzentration benutzt wurden, unterschiedliche Wirkungen auf die Pluidisierung ausüben.

Durchlauf Nr. 1:

Ein Reaktor, der ein Bett aus einem Fischer-Tropsch-Katalysator, bestehend aus durch Alkali verbesserten Eisen aufweist, wurde unter Verwendung von Stickstoff als Fluidiseirungsmedium fluidisiert. Der Katalysator bestand aus Eisenoxid, Eisen und Eisenkarbid. Der Reaktor besitzt eine Gesamtlänge von 5 m und einenlnnendurchmesser von 14 cm bei einer Gesamtbettlänge von 280 cm. Das Bett wurde mit einem Gas mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 50 cm/sec fluidisiert. Die Partikelgröße des Katalysators war weniger als 10$ größer als 60 μτα und weniger als 20$ kleiner als 10 pm. Das obere Ende des fluidisierten Bettes bis zu einer Tiefe von ungefähr J>0 cm wurde im Hinblick auf Druckänderungen überprüft, die durch ein Druckwandler-Aufzeichnungssystem aufgezeichnet wurden.

Durchlauf Nr. 2:

Der Durchlauf Nr. 1 wurde wiederholt, ohne Änderung mit Ausnahme einer Abwandlung desWirbelbetts durch Zusatz von Dolomit als Fluidisierungshilfsmittel bis zu einer Volumenkonzentration von 255^ (die Massenkonzentration lag bei etwa 10,6$). Die mittlere Größe der Dolomit-Partikel betrug etwa 10 Jim.

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Durchläufe 3, 4 und 5 :

Drei zusätzliche Durchläufe wurden in der gleichen Weise wie der Durchlauf Nr. 2 ausgeführt, nur mit dem Unterschied, daß verschiedene Hilfsstoffe wie folgt zugesetzt wurden: Durchlauf Nr. 3: 25 Volumen-^ Kohlenstoff (4 Massen-^); Durchlauf Nr. 4: 25 % Aluminiumoxid (6,2 Massen-^); Durchlauf Nr. 5: 25 Volumen-^ Siliciumdioxid (3,8 Massen-^). Diese Hilfsstoffe hatten sämtlich eine mittlere Partikelgröße von etwa 10 jam.

Die Fig. 1 veranschaulicht die Druckschwankungen über dem Wirbelbett bei den Durchläufen Nr. 1 bis 5. Diese Durchläufe zeigen, daß durch Zusatz relativ geringer Mengen von Kohlenstoff, Aluminiumoxid oder Siliciumoxid auf einer Gewichtsprozent-Basis eine merkliche Verbesserung der Fluidisierungsqualität brachte, wähend eine größere gewichtsprozentmäßige Konzentration von Dolomit keine oder nur eine geringe Verbesserung bringt. Der bei dem Versuch benutzte Katalysator hatte eine Partikeldichte von etwa 5*2 g/cnr und der Dolomit hatte eine Dichte von etwa 2,7 g/cm, während die Dichten von Kohlenstoff, Aluminiumoxid und Siliciumoxid bei 0,8, bzw. 1,4 bzw. 0,7 g/cm·^ lagen. Der Zusatz von Hilfsmitteln, deren Dichte geringer war als die des reinen Katalysators, vermindert die Gesamtbettdichte und ergibt demgemäß eine verminderte Druckschwankung bei gleicher Fluidisierungsqualität. Die Wirkung der verminderten Dichte auf die Druckschwankungen ist jedoch gering und die beobachteten Verbesserungen in der Qualität der Fluidisierung sind eine Folge der Eigenschaften des Hilfsstoffes und nicht nur eine Folge der Verminderung der Bettdichte. Bei der Fischer-Tropsch-Reaktion wird Kohlenstoff auf dem Katalysator gebildet und infolge dessen wird bei chargenweisem Betrieb

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die Katalysatordichte konstant vermindert. Selbst wenn Jedoch die Bettdichte auf einen Pegel absinkt, der gleich ist jenen bei den Durchläufen ~5, 4 und 5 wurde gefunden, daß die Verbesserung in der Qualität der Fluidisierung sehr gering ist im Vergleich mit jener die erlangt wird, durch Zusatz eines Pluidisierungshilfsmittels. Demgemäß hat Kohlenstoff, der während der Fischer-Tropsch-Reaktion auf dem Katalysator erzeugt wird, nicht die Fähigkeit, die Fluidisierungsqualität in einem solchen Ausmaß zu verbessern wie dies durch zugesetztes Kohlenstoffpulver erreicht werden kann.

BEISPIEL II

Dieses Beispiel umfaßt die fünf Durchläufe Nr. 6 bis 10. Diese Durchläufe wurden mit dem gleichen Reaktor und dem gleichen Katalysator wie bei Beispiel I durchgeführt, und es wird die Wirkung unterschiedlicher Partikelgröße des Fluidisierungshilfsmittels beobachtet. Alle fünf Durchläufe wurden wie Durchlauf Nr. 1 (Beispiel I) durchgeführt, mit dem Unterschied, daß die Durchläufe 7 bis 10 unter Verwendung eines Hilfsstoffes durchgeführt wurden, der aus Aluminiumoxid mit einer Volumenkonzentration von 25$ bestand (bei dem Durchlauf Nr. 6 bestand das Wirbelbett nur aus Eisenkatalysator). Die Partikelgröße des Hilfsstoffes und infolgedessen seine Massenkonzentration wurden wie folgt geändert: Durchlauf Nr. 7: 75 um (8,7 Gewichts-^); Durchlauf Nr. 8: 30 Jim (7,1 Gew.-%); Durchlauf Nr. 9: 15 }im (7,1 Gew.-^) und Durchlauf Nr. 10: 7 Jum (6,2 Gew.-^).

Fig. 2 veranschaulicht die Druckschwankungen, die auf der Oberseite des Wirbelbetts gemessen wurden. Ein Vergleich der

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verschiedenen Wellenformen in Pig. 2 zeigt, das mit kleinerer Partikelgröße die günstige Wirkung zunimmt und daß Aluminiumoxid mit einer Durchschnittsgröße von 7 pm ein weit besseres Hilfsmittel ist als Aluminiumoxid von 30 oder 45 μπι Partikelgröße, und es ergibt sich auch eine geringe Verbesserung noch gegenüber einer Teilchengröße von 15 )ira. Außerdem ermöglicht die Benutzung feinpulverisierter Hilfsstoffe eine Fluidisierung mit einer gleichen oder besseren Qualität unter Zusatz von geringeren Gewichtsprozenten des Hilfsstoffes, z.B. 6,2 Gew.-% mit einer Durchschnittspartikelgröße von 7 Jim von Aluminiumoxid ergibt eine bessere Fluidisierung als 8,7 Gew.-^ Aluminiumoxid einer Partikelgröße von 45 μΐη Teilchengröße.

BEISPIEL III

Dieses Beispiel umfaßt 4 Durchläufe Nr. 11 bis 14, die unter den gleichen Bedingungen durchgeführt wurden und mit dem gleichen Reaktor und dem gleichen Katalysator wie bei dem Beispiel I,und diese Versuche demonstrieren die Wirkung der Änderung der Kohlenstoffmenge (in Form aktivierten Kohlenstoffs) als Fluidisierungshilfsmittel. Bei dem Durchlauf Nr. 11 bestand das Wirbelbett nur aus dem Katalysator, und bei den Durchläufen Nr. 12 bis 14 wurde Kohlenstoff dem Katalysatorbett zugeführt, und die Konzentration des Kohlenstoffs als Prozentsatz der Gesamtmenge von Katalysator und Kohlenstoff aus der das Bett bestand, wurde wie folgt geändert: Durchlauf Nr. 12: 5 Volumen- % (0,9 Gew.-#); Durchlauf Nr. 13: 15 Volumen-^ (3 Gew.-%)', Durchlauf 14: 25 Volumen-^ (5,5 Gew.-%). Die Partikelgrößenverteilung des Kohlenstoffs war bei den Durchläufen 12 bis 14 wie folgt: 33 % weniger als 5 um, 46$ zwischen 5 und Io größer als lOJUm.

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Fig. 3 veranschaulicht die Druckschwankungen über dem Wirbelbett bei den Durchlaufen 11 bis 14. Das in Fig. 3 dargestellte Ergebnis zeigt: (1) eine wesentliche Verbesserung der Fluidisierungsqualität durch Zusatz von Kohlenstoffpulver zu dem Katalysatorbett in Mengen bereits bei 0,9 bis 3*0 Gew.-^ und (2) durch Zusatz von ungefähr 5,5 Gew.-^ Kohlenstoffpulver mit einer Durchschnittspartikelgröße von etwa 10 Jim wird eine überraschend große Verbesserung der Fluidisierungsqualität erreicht. Natürlich kann der Kohlenstoff dem Wirheibett auch in Mengen über 5,5 Gew.-% zugesetzt werden. Die Verbesserung durch den Kohlenstoff hinsichtlich der Fluidisierung ist jedoch nicht einfach proportional der zugesetzten Menge und nachdem einmal eine minimale Kohlenstoffmenge zugesetzt ist, scheint ein weiterer Zusatz von Kohlenstoff nur einen sehr geringen praktischen Zweck zu haben. Gegenwärtig scheint es, daß durch Erhöhung des Kohlenstoffgehalts von 5,5# auf etwa 8 Gew.-% eine günstige Wirkung auf die Fluidisierung ausübt, aber die Verbesserung ist proportional geringer als z.B. bei Erhöhung des Kohlenstoffgehaltes von 3,0# auf etwa 5,5 Gew.-^. Eine Erhöhung der Kohlenstoffkonzentration im Bett auf über 8 Gew.-# ist nicht sinnvoll, da die erreichbare Verbesserung vernachlässigbar ist und wirtschaftlich damit nicht gerechtfertigt ist. Für die meisten Fälle scheint es notwendig zu sein, daß das Bett wenigstens über 1,0 Gew.-# Kohlenstoff enthält, damit die Fluidisierung soweit verbessert wird, daß sich der Zusatz eines Hilfsstoffes rechtfertigt.

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BEISPIEL IV

Dieses Beispiel umfaßt 8 Durchläufe (Nr. I5 bis 22) und veranschaulicht das relative chemische Inertverhalten der verschiedenen möglichen Pluidisierungshilfsstoffe für die Fischer-Tropsch-Reaktion. Jeder Durchlauf stellte eine Fischer-Tropsch-Synthese dar, die in einem Hochdruck-Hilfsreaktor von 5 cm Innendurchmesser durchgeführt wurde. Dieser Reaktortyp wurde gewählt, da es bekannt ist, daß er dazu neigt, höhe Umwandlungen durchzuführen, unabhängig von beträchtlichen Änderungen der Fluidisierungsqualität. Demgemäß stellt die Fluidisierungsqualität nicht einen merklichen Parameter bei diesen Durchläufen bei diesem speziellen Reaktor dar. Außer bei dem Durchlauf Nr. 16 enthielt bei jedem Durchlauf der Reaktor einen durch Alkali verbesserten Fischer-Tropsch-Katalysator. Beim Durchlauf Nr. 16 war der Katalysator der gleiche nur mit dem Unterschied, daß er keinen Alkali-Hilfsstoff zur Verbesserung enthielt. Bei jedem Durchlauf wurde das Bett mit einem Gas fluidisiert, dessen Oberflächengeschwindigkeit etwa 45 cm/sec betrug und die Reaktortemperaturen und Drücke lagen bei etwa JftO C, bzw. 20 bar und das Katalysatorvolumen vor der Fluidisierung lag bei etwa 2 1. Die Reagensmittel waren Hp und CO und CO₂ und das reagierende Gas wurde benutzt, um den Katalysator zu fluidisieren. Die nachfolgende Tabelle I enthält die Fluidisierungsmittel, die jeweils benutzt wurden, und zeigt die Syntheseergebnisse und die prozentuale Methan (CH^) Selektivität für jedes Mittel. Der Ausdruck "F.C.C." kennzeichnet einen Standard Siliciumoxid/Aluminiumoxid-Katalysator für einen Katalyt-Crack-Prozess. Die Synthese-Ergebnisse sind auf der Basis von Wasser und ölabzügen pro Tag aufgeführt, und die Prozente von umgewandeltem CO und COp.

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TABELLE I

Durch lauf Nr.:	Zugesetztes Fluidisierungs- Hilfsmittel	Synthese- Ergebnisse (kg/Tag)	öl	#C0 & CO umgesetzt	^CH₂, Selek tivität
		Wasser	18.8
15	ohne	47	1.5	87	11
16	ohne	28	0.4	79	37
17	F · C · C.	22	1.4	68	48
18	F.C.C.	24	11.0	69	41
19	Al₂O₃	44	2.8	83	23
20	SiO₂Al₂O₃	35	10.8	85	35
21	Kohlenflugasche	42	18.1	81	20
22	aktivierter Kohlenstoff	49	89	11

Die Ergebnisse der Tabelle I zeigen, daß innerhalb experimenteller Grenzen aktivierter Kohlenstoff einen vernachlässigbaren schädlichen Effekt auf die Fischer-Tropsch-Reaktion ausübt, die unter Verwendung eines mit Alkali verbesserten Eisenkatalysators durchgeführt wird. Die anderen zugesetzten Materialien haben jedoch sämtlich schädliche Wirkungen und ergeben einen geringen ölabzug und eine hohe Methan-Selektivität. Diese anderen Materialien bewirken, daß der Katalysator so arbeitet als wäre es chemisch nicht durch Alkali verbessert.

Die folgende Tabelle II faßt die Ergebnisse von zwei zusätzlichen Durchläufen 23 und 24 zusammen, die den Durchläufen I5 und 22 entsprechen, mit dem Unterschied, daß Holzkohle anstelle aktivierten Kohlenstoffs benutzt wurde und daß die Katalysatormenge unterschiedlich war. Bei dem Durchlauf Nr. 23 betrug die Charge

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des Katalysators 6kg. Bei dem Durchlauf Nr. 24 bestand das Bett aus 4.75 kg Katalysator und 156g Holzkohle. Diese Ergebnisse zeigen, daß Holzkohle keine schädliche Wirkung auf die ölerzeugung in der Fischer-Tropsch-Reaktion hat.

	Zugesetzter Fluidisierungs- Hilfsstoff	TABELLE II	Wasser	Ergebnis kg/Tag	^GO&COp umgewan delt	CH, Selek tivität
Durch lauf Nr.:		'n^^e Synthese- Betrieb ^Abzu^	47	Oil
	ohne		45	15.6	91	14
23		2-4	46	14.4	91	13
		5-7	47	14.2	92	13
		8-11	46	14.1	92	13
	Holzkohle	12-14	47	15.9	91	14
4		2-4	47	14.6	92	15
		5-7	48	14.5	92	13
		8-11		14.8	93	12
	12-14

Das chemisch inerte Verhalten von aktiviertem Kohlenstoff und Holzkohle, kombiniert mit der Verbesserung der Pluidisierungsqualität macht eine große Verbesserung bei Wirbelbett-Einheiten mit großem Durchmesser möglich, wo die Qualität der Pluidisierung

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• afc.

einen wichtigen Paktor darstellt.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das Fischer-Tropsch-Verfahren mit durch Alkali verbessertem Eisenkatalysator, wovon in den obigen Beispielen ausgegangen wurde und die Erfindung kann auch benutzt werden zur Verbesserung der Pluidisierung anderer schwerer Katalysatoren, die schwierig zu fluidisieren sind. Natürlich muß bei der Wahl des Fluidisierungs-Hilfsstoffes berücksichtigt werden, daß der Hilfsstoff in Bezug auf die fluidisierten Peststoffe inert sein muß. Kohlenstoff ist am meisten geeignet als Fluidisierungs-Hilfsmittel für einen Fischer-Tropsch-Katalysator aus durch Alkali verbessertem Eisen, wo eine hohe ölproduktion und Selektivität gefordert wird. Andererseits sind Sand und Siliciumdioxid-Gel ungeeignet für den gleichen Zweck, da sie den Eisenkatalysator zu deaktivieren suchen oder auf andere Weise eine Reduktion bewirken. Sand, Silicium-Gel und Aluminiumoxid können jedoch als Fluidisierungs-Hilfsstoffe bei katalytischen Wirbelbettsystemen benutzt werden, wo sie chemisch inert oder im wesentlichen inert sind. Wenn die durch das Fischer-Tropsch-Verfahren herzustellenden Produkte leichte Kohlenwasserstoffe sind, beispielsweise Methan statt öl, dann sind Siliciumoxid und Aluminiumoxid als Fluidisierungs-Hilfsstoff geeignet. Außer der Verbesserung der Qualität der Fluidisierung können sie auch die Selektivität der in diesem Fall gewünschten Kohlenwasserstoffe mit niedrigem Molekulargewicht verbessern. Die Erfindung ist auch nicht beschränkt auf die Anwendung bei Fischer-Tropsch-Reaktionen oder bei Reaktionssystemen, die einen Eisenkatalysator benutzen. So kann Kohlenstoff auch zur Fluidisierung von Eisenkatalysatoren benutzt werden, die eine Dehydrierung bewirken, wie dies beispielsweise in der US-PS 3502737 erläutert ist und die Erfindung kann Anwendung finden für Katalysatoren, die Kobalt, Nickel, Blei, Palladium u.s.w. enthalten. In gleicher Weise können andere Fluidisierungs-Hilfsstoffe gemäß den Lehren der Erfindung zur Kohlenwasserstoffsynthese herangezogen

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werden, die Katalysatoren aus Kobalt oder Nickel oder anderen Materialien benutzen, wie dies beispielsweise in der US-PS 24 71 915, der US-PS 23 60 767, der US-PS 23 98 462 und der US-PS 25 53 398 beschrieben ist. Eine weitere mögliche Anwendung ist die Oxydation bzw. Reduktion von teilchenförmigen! Eisenerz in einem Wirbelbett, d.h. bei Durchführung des Dampf-Eisen-Wasserstoff prozesses. Die Erfindung kann auch benutzt werden, um Feststoffe in Katalysator-Regenerationszonen oder Reaktoren zu fluidisieren. Weitere Anwendungen der Lehre der Erfindung liegen in einer Verbesserung der Katalysator-Fluidisierung allgemein. In jedem Fall wird die Dichte und die Größenverteilung der Hilfsstoffe gemäß den entsprechenden Qualitäten des reinen Katalysators gewählt, während die Menge des Hilfsstoffes und die Wahl der Zusammensetzung des Hilfsstoffs so getroffen wird, daß das Erfordernis erfüllt ist, daß sie im Hinblick auf die Reaktion inert sind. Die Erfindung kann auch benutzt werden um eine Fluidisierung von Feststoffen zu bewirken, die nicht als Katalysator wirken und es kann z.B. ein Wirbelbett benutzt werden als Wärmeträger, um die Wärmeverteilung über eine Reaktionszone zu verbessern, wie dies in den US-PS 23 93 636, 22, 87 89I, 24 83 485 beschrieben ist. Die Erfindung bezieht sich auf fluidisierte Massen, die gewöhnlich als DichtPhasensuspensionen bezeichnet werden. Sie ist jedoch auch anwendbar für Systeme, die Verdünnungsphasen-Suspendierungen sind. Die Erfindung ist auch anwendbar auf Katalysator-Regenerationssysteme, in denen der Katalysator regeneriert wird, während er als fluidisierte Masse in einer Zone oder einem Reaktor getrennt von der Zone oder dem Reaktor behandelt wird, indem der Katalysator gewöhnlich benutzt wird um eine bestimmte chemische Reaktion durch Katalysewirkung zu beschleunigen. In jedem Falle ist es wesentlich, daß der Hilfsstoff inert ist und keine schädliche Wirkung auf das spezielle Reaktionssystem ausübt und daß er aus einem Material unterschiedlicher Zusammensetzung und geringerer Dichte besteht, und außerdem eine geringere Teilchengröße aufweist als die zu verbessernden Feststoffe.

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Der in der Beschreibung benutzte Ausdruck "auf Eisenbasis" soll sich auf ein Material beziehen, welches vorherrschend aus Eisen besteht oder aus Eisenverbindungen, wie Eisenoxid oder Eisenkarbid, während der Ausdruck "Eisengruppe" erstens jene Metalle kennzeichnet, die aus der Gruppe VIII des periodischen Systems stammen, insbesondere Eisen, Nickel, Kobalt, Iridium, Rhodium, Ruthenium, Osmium, Palladium und Platin, und zweitens Verbindungen derartiger Metalle. Es ist auch klar, daß falls nicht in der Beschreibung anders angegeben, der Ausdruck "Katalysator" einen Katalysator allein bezeichnet, unabhängig davon, ob er chemisch verbessert ist oder nicht, und auch einen Katalysator mit einem anderen Material, der integral mit dem Katalysator verbunden ist, z.B. einem inerten Katalysatorträger. Der Ausdruck "Kohlenstoff", wie er in der Beschreibung benutzt wird, umfaßt pulverisierten Kohlenstoff, der aus den verschiedensten Quellen gewonnen wurde. Zum Beispiel kann der Kohlenstoff Holzkohle in fein verteilter Form sein, oder pulverisierte Aktivkohle, oder Koks, dem Kohlenstoffrest bei der Kohlevergasung.

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Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. Curt Wallach Dipl.-Ing. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d Datum: 20 . März 1978 Unser Zeichen: \ß 182 - K/Ap Patentansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Wirbelbettes von Pestteilchen,

dadurch gekennzeichnet, daß den Pestteilchen ein fester Fluidisierungshilfsstoff zugesetzt wird, dessen Dichte und Durchschnittspartikelgröße kleiner ist als diejenigen der Peststoffe.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe aus einem Katalysator bestehen, der benutzt wird, um wenigstens eine organische Verbindung gemäß einer bestimmten chemischen Reaktion synthetisch herzustellen, und daß der Hilfsstoff aus einem Material besteht, der inert im Hinblick auf diese chemische Reaktion ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Peststoffe aus einem Fischer-Tropsch-Katalysator bestehen.

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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe aus einem Katalysator der Eisengruppe bestehen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe eine Dichte in einem Bereich von etwa 3 bis 3,2 g/cnr haben und daß der Hilfsstoff eine Dichte hat, die etwa 1,5 g/cnr nicht überschreitet.

6. Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstoff eine Menge von Kohlenstoffpartikeln aufweist, die eine geringere Durchschnittspartikelgröße haben als das Material der Eisengruppe.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffpartikel eine Durchschnittsgröße von 5 bis 10 pm haben.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator der Eisengruppe eine Durchschnittspartikelgröße besitzt, die etwa 80 jum nicht überschreitet und daß die Kohlenstoffpartikel eine Durchschnittsteilchengröße haben, die etwa 75# der Durchschnittsteilchengröße des Materials der Eisengruppe nicht überschreitet.

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9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffpartikel eine Partikelgröße zwischen 5 und 10 um aufweisen.

10. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator der Eisengruppe eine Mischung von Eisen, Eisenoxid und Eisenkarbid umfaßt.

11. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator der Eisengruppe einen Fischer-Tropsch-Katalysator aufweist, der durch ein Alkali-Hilfsmittel verbessert ist.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß der Pluidisierungshilfsstoff eine Durchschnittsteilchengröße besitzt, die etwa 75$ der Durchschnittsteilchengröße des Peststoffes nicht überschreitet.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Peststoff durch einen Gasstrom fluidisiert wird, dessen Geschwindigkeit wenigstens gleich ist der größeren der beiden minimalen Blasengeschwindigkeiten von Peststoff bzw. Hilfsstoff.

14. Verfahren nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasstromgeschwindigkeit zwischen 2 cm/sec und etwa 60 cm/sec liegt.

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15. "Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Partikeldichte zwischen Hilfsmittel und Katalysator etwa 50$ nicht überschreitet.

16. Nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 erzeugtes Wirbelbett,

dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelbett einen Fluidisierungshilfsstoff aufweist, der aus festen Partikeln einer zweiten unterschiedlichen Zusammensetzung besteht, die eine niedrigere Dichte und eine kleinere Partikelgröße besitzt als die Partikel des Feststoffes.

17. Wirbelbett nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff ein Katalysator für eine vorbestimmte chemische Reaktion ist, und daß die Partikel des Hilfsstoffes im wesentlichen inert sind, gegenüber dem Feststoff für die bestimmte chemische Reaktion.

18. Wirbelbett nach Anspruch I7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator Partikel der Eisengruppe enthält, um eine Fischer-Tropsch-Synthese durchzuführen, und daß der Hilfsstoff Kohlenstoffpartikel umfaßt.

19. Wirbelbett nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel des Katalysators der Eisengruppe aus einer Mischung von Eisen, Eisenoxid und Eisenkarbid bestehen:

809839/0897 ./.

20. Wirbelbett nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffpartikel eine Durchschnittspartikelgröße besitzen, die 75$ der Durchsehnittspartikelgröße der Partikel des Katalysators der Eisengruppe nicht überschreitet.

21. Wirbelbett nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffpartikel eine Partikelgröße in einem Bereich zwischen 5 bis 10 μπι besitzen.

22. Wirbelbett nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Partikeldichte zwischen Hilfsstoff und Peststoff etwa 50$ nicht überschreitet.

23. Wirbelbett nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelbett zwischen 1 und 8 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält.

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