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Verfahren zur Umwandlung von Koh-
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lenwasserstoffen und Regeneriervorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens Das technische Gebiet, mit dem sich die Erfindung befaßt, ist die Katalysatorregenerierung.
Die Erfindung ist am meisten brauchbar im Verfahren zur Regenerierung von verbrauchtem
FCC-Katalysator, sollte aber auch brauchbar in irgendeinem Verfahren sein, worin
Koks von einem festen feinteiligen fluidisierbaren Katalysator abgebrannt wird.
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Viel von dem Rohöl in der Welt wird Fluid Catalytic Cracking-Verfahren
(nachfolgend als FCC-Verfahren bezeichnet) bzw. katalytischen Wirbelschichtkrackverfahren
unterzogen, um das schwerere Material in leichtere Produkte umzuwandeln. Der Wirbelschichtkatalysator
(fluid catalyst), der in diesem Verfahren verwendet wird, wird schnell mit Koks
verunreinigt, und um die Wiederverwendung des Katalysators in dem Verfahren zu gestatten,
muß der Koks von dem Katalysator abgebrannt werden, So ist gewöhnlich mit jeder
FCC-Verfahrensanlage ein Wirbelschichtkatalysatorregenerator verbunden.
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In der Vergangenheit haben die Katalysatorregeneratoren Koks von dem
Katalysator durch Zugabe von Luft zu einer einzigen Regenerierzone abgebrannt. Koks
wurde verbrannt, um ein Gemisch von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid zu ergeben. Die
Regenerierung war gewöhnlich unvollständig, da die Zugabe der stöchiometrisch erforderlichen
Menge an Luft zu der Katalysatorregenerierzone
unveränderlich zu
einer starken Oxidation von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid führte, und zwar gewöhnlich
in einem oberen Teil des Regenerierbehälters, wo kein Katalysator verfügbar war,
um eine Wärmesenke zu bewirken. Dieses Verbrennen von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid,
das oftmals als "Nachverbrennung" bezeichnet wird, führte zu extrem hohen Temperaturen,
die den Regenerator zerstören konnten; da Luftzugabe darauf beschränkt war, die
Appartur zu schützen.
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In jüngerer Zeit wurden Versuche unternommen, die Verbrennung von
CO in dem Regenerator zu fördern, um so die durch diese Verbrennung freigesetzte
Wärme zurückzugewinnen und so die Verwendung dieser Wärme in dem FCC-Verfahren zu
gestatten und eine gründlichere Regenerierung des Katalysators zu bekommen.
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Beispiele dieser aus jüngster Zeit stammenden Regenerierverfahren
sind in den US-PSen 3 844 973 und 3 909 392 beschrieben, deren technische Lehre
hier in die Offenbarung einbezogen wird.
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In der Katalysatorregenierapparatur gemäß der US-PS 3 893 812, auf
deren technische Lehre hier Bezug genommen wird, ist eine verbesserte Regeneratorkonstruktion
beschrieben. Eine erste Zone bzw. Verbrennungseinrichtung mittlerer Dichte, d.h.
eine Zone, die Wirbelschichtkataiysator mittlerer Dichte enthält, nimmt verbrauchten
Katalysator und Luft auf und gestattet, daß meist der Koks darin. verbrannt wird.
Katalysator und Regenerationsgase und während der Koksverbrennung erzeugtes CO.
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werden. dann aufwärts durch ein Transportsteigrohr für verdünnte Phase
geführt, worin wesentliche Mengen des CO zu C02
verbrannt werden.
Schließlich wird der regenerierte Katalysator in einer zweiten dichten Schicht gesammelt.
Dieses Verfahren ergibt eine Rückführung-eines Teils. des heißen regenerierten Katalysators
von der zweiten dichten Schicht zu der Verbrennungseinrichtung über eine größere
KatalysatorrUckführeinrichtung. Die Funktion der Katalysatorrückführung ist die,
die Temperatur der Verbrennungseinrichtung zu steigern und die Geschwindigkeit der
Koksoxidation zu erhöhen.
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Es ist auch bekannt, eine innere Katalysatorrückzirkulation von der
zweiten dichten Schicht zu der Verbrennungseinrichtung vorzusehen.
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Ein anderes Beispiel eines Verfahrens, das mit zwei dichten Katalysatorschichten
arbeitet, welche durch ein Transportsteigrohr mit verdünnter Phase voneinander getrennt
sind, ist in der DE-OS 2 526 839 entsprechend der US-Serial No.
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479 726 beschrieben, auf deren technische Lehre hier Bezug genommen
wird. In dieser Druckschrift wird heißer regenerierter Katalysator aus der zweiten
dichten Schicht mit verbrauchtem Katalysator aus dem FCC-Reaktor in einem Steigrohr.unterhalb
der ersten dichten Schicht oder einer Verbrennungseinrichtung des FCC-Regenerators
vermischt. Die Bedingungen der verdünnten Phase werden in dem Steigrohr (Bezugszeichen
34 -in der Zeichnung der obigen US-Patentanmeldung) durch Zugabe von ausreichend
Luft aufrechterhalten, Die Bedingungen der verdünnten Phase sind in der Zeichnung
angegeben und sind auch zu erwarten, da die meisten FCC-Technologen Steigrohre für
Bedingungen verdünnter Phase konstruieren.
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Es wurde nun festgestellt, daß ein wesentlich verbesserter Betrieb
möglich ist, indem man die erwünschten Operationen, die an dem Einlaß zu dem Katalysatorregenerator
auftreten, trennt und optimiert. Raffinierer versuchen zwei Dinge, nämlich heißen
regenerierten Katalysator mit relativ kühlerem verbrauchtem Katalysator zu mischen
und außerdem verbrauchten Katalysator mit Luft zu mischen. Das erstere gewährleistet,
daß- der Katalysator der Verbrennungseinrichtung mit einer gleichmäßigen Temperatur
mit einer gleichmäßigen Kohlenstoffverteilung zugeführt wird, und die letztere gewährleistet,
daß es eine gleichmäßige Sauerstoffzufuhr gibt.
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Diese Erfordernisse müssen erfüllt sein, wenn eine gleichmäßige Regenerierung
des Katalysators erreicht werden soll.
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Bedingungen, die optimal für ein gutes Vermischen von Katalysator
mit Katalysator sind, sind nicht optimal für eine Förderung des guten Vermischens
von Katalysator mit Luft.
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Die Erfindung sieht einen Steigrohrmischer, der eine relativ dichte
Phase enthält, eine turbulente Katalysator-Katalysatormischzone, eine Katalysator-Regeneriergasmischzone
oberhalb des Steigrohres und eine Verbrennungszone oberhalb der Katalysator-Regeneriergasmischzone
vor. Die Katalysator-Regeneriergasmischzone wird hier oftmals als ein Ubergangsabschnitt
oder eine Übergangszone bezeichnet, und dies beruht auf der Tatsache, daß die Katalysator-Regeneriergasmischzone
einen Übergang oder eine Überführung von dem unteren Steigrohrmischer zu der oberen
Verbrennungseinrichtung liefert. Es wurde gefunden, daß durch die Anordnung von
Zonen jeweils für das Katalysator-Katalysatormischen und das Katalysator-
Regeneriergasmischen
eine wesentlich verbesserte Katalysatorregenerierung möglich wird.
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Turbulente Bedingungen einer dichten Phase werden in dem Steigrohrmischer
aufrechterhalten, indem die Menge an fluidisierendem Gas bzw. Wirbelschichtgas,
die seinem untersten Abschnitt zugeführt wird, stark begrenzt wird. Luft wird vorzugsweise
als das fluidisierende Medium verwendet, da sie billig und leicht erhältlich ist,
und ihre Anwesenheit gestattet, daß etwas Verbrennung auftritt, obwohl es nicht
wesentlich ist, Luft als das fluidisierende Medium zu benutzen.
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Ein Steigrohr mit relativ kleinem Durchmesser ist erforderlich, wobei
das Steigrohr typischerweise einen Durchmesser von einem Viertel desjenigen der
Verbrennungseinrichtung hat, um ein inniges Vermischen von regeneriertem und verbrauchtem
Katalysator in dem Steigrohr zu fördern. Eine wesentliche Menge an Verbrennungsluft
wird an dem Übergangsabschnitt zwischen dem Steigrohr und der Verbrennungseinrichtung
zugegeben, um die Koksverbrennung zu fördern.
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Inniges Mischen von regeneriertem und verbrauchtem Katalysator erfolgt
in dem Steigrohrmischer mit kleinem Durchmesser und dichter Schicht. Der verbrauchte
Katalysator wird durch heißen regenerierten Katalysator erhitzt, so daß, wenn verbrauchter
Katalysator in Berührung mit Verbrennungsluft tritt, Koksverbrennung leicht eintritt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Übergangszone zwischen dem Steigrohrmischer
und der Verbrennungseinrichtung die Form eines Kegelstumpfes oder eines Trichters,
worin die Masse der Verbrennungsluft der Übergangszone durch Löcher, die über die
Oberfläche
des Trichters verteilt sind, zugeführt wird. Wenn der Winkel zwischen der Mittellinie
des Steigrohrs und der Oberfläche des Trichters etwa 450 ist, werden die Herstellungskosten
auf einem Minimum gehalten, und man bekommt einen Venturibeschleunigungseffekt,
der ein ausgezeichnetes Vermischen von Luft und Katalysator ergibt. Gute Resultate
kann man jedoch auch mit anderen Winkeln erhalten.
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Die Erfindung liefert ein Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen
in Gegenwart von Katalysatorteilchen, bei dem Katalysator, welcher mit Koks deaktiviert
wurde, aus der Kohlenwasserstoffumwandlungszone abgezogen und durch Verbrennen des
Kokses bei hoher Temperatur in einer Koksverbrennungseinrichtung als eine Wirbelschicht
in dichter Phase regeneriert wird, worin Koks mit sauerstoffhaltigem Regenerationsgas
verbrannt wird, um regenerierten Katalysator zu bilden, ein Teil desselben zu der
Kohlenwasserstoffumwandlungszone zurückgeführt und ein Teil desselben zu der Verbrennungseinrichtung
zurückgeführt wird. Die Verbesserung bei diesem Verfahren besteht darin, daß man
deaktivierten Katalysator mit regeneriertem Katalysator im unteren Ábschnitt eines
tertikalen Steigrohrmischers, der bei Bedingungen dichter Phase arbeitet, regeneriert
und danach kombinierten deaktivierten und regenerierten- Katalysator aufwärts in
die Verbrennungseinrichtung austrägt.
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Nach einer anderen AusfGhrungsform liefert die Erfindung ein Verfahren
zur Regenerierung von Katalysatorteilchen, diemit Koks deaktiviert sind, und dieses
Verfahren besteht darin, daß man a) mit Koks deaktivierte Katalysatorteilchen zu
dem
unteren Abschnitt eines vertikalen Steigrohrmischers mit dichter
Phase führt, b) regenerierten Katalysator, wie er nachfolgend definiert ist, zu
diesem vertikalen Steigrohrmischer führt und in diesem Steigrohrmischer Bedingungen
dichter Phase aufrechterhält, die ein Vermischen von heißem regeneriertem Katalysator
mit durch Koks deaktiviertem Katalysator fördern, c) ein Gemisch von deaktiviertem
und regeneriertem Katalysator aus der Stufe b) und ein sauerstoffhaltiges Gas-in
eine Koksverbrennungseinrichtung, die als eine Wirbelschicht mit relativ dichter
Phase arbeitet, einführt, wobei das sauerstoffhaltige Gas ausreichend zugeführt
wird, um den Koks zu CO2 zu verbrennen und regenerierten Katalysator von vermindertem
Koksgehalt sowie verbrauchtes Regenerationsgas zu erzeugen, d) den regenerierten
Katalysator und verbrauchtes Regenerationsgas durch ein Transportsteigrohr mit verdünnter
Phase zu einer Katalysator-Gastrenneinrichtung transportiert, e) regenerierten Katalysator
in einer zweiten dichten Schicht sammelt, f) eine Fraktion des regenerierten Katalysators
zur Stufe b) zurückführt und g) eine andere Fraktion des regenerierten Katalysators
aus dieser zweiten dichten Schicht entfernt.
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In noch einer anderen Ausführungsform liefert die Erfindung eine Regenerierapparatur
zur Regenerierung von verbrauchtem Katalysator mit einem Regenerationsgas, und diese
Apparatur umfaßt a) einen vertikalen Steigrohrmischer mit einem Einlaß für verbrauchten
Katalysator, einem Einlaß für regenerierten Katalysator und einem Einlaß für fluidisierendes
Gas an seinem unteren Abschnitt und mit einem Auslaß für ein Gemisch
von
verbrauchtem und regeneriertem Katalysator an seinem oberen Abschnitt, b) eine Katalysatoraufnahmekammer,
die eine Katalysatorwirbelschicht mit relativ dichter Phase enthalten soll, wobei
diese Kammer wenigstens zweimal den Durchmesser des Steigrohrmischers hat und an
ihrem Boden eine Einlaßeinrichtung zur Aufnahme eines Gemisches von verbrauchtem
und regeneriertem Katalysator aufweist und Auslaß einrichtungen für einen regenerierten
Katalysator und verbrauchtes Regenerationsgas im oberen Abschnitt der Kammer besitzt,
wobei Katalysator und Regenerationsgas im Gemisch aus dieser Kammer austreten, c)
einen Übergangsabschnitt, der aufwärts aus dem Steigrohrmischer in diese Kammer
geht, wobei dieser Übergangsabschnitt einen Regenerationsgaseinlaß enthält, d) einen
mit dem oberen Abschnitt dieser Kammer verbundenen Kammerauslaß für die Entfernung
von regeneriertem Katalysator und verbrauchtem Regenerationsgas, e) eine Aufnahme
zone für regenerierten Katalysator in Verbindung mit diesem Kammerauslaß, wobei
diese Zone einen Auslaß für verbrauchtes Regenerationsgas zum Abziehen von verbrauchtem
Regenerationsgas aus der Regenerierapparatur, einen Auslaß für regenerierten Katalysator
zum Abziehen einer Fraktion von regeneriertem Katalysator aus der Regenerierapparatur
sowie eine Rückführleitung für regenerierten Katalysator, die mit dem Steigrohrmischer
verbunden ist, um eine Fraktion von regeneriertem Katalysator aus dieser Zone durch
die Leitung zu dem Steigrohrmischer zu führen, enthält.
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In der Zeichnung bedeutet Fig. 1 eine allgemeine Ausführungsform der
Apparatur nach der Erfindung und Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht einer bevorzugten
Ausführungsform, worin ein Luftkasten verwendet wird, um Verbrennungsluft zuzuführen.
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Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der Apparatur nach der Erfindung,
welche hauptsächlich eine Aufnahmekammer 1 für verbrauchten Katalysator, die hier
auch als Verbrennungseinrichtung bezeichnet wird, eine Aufnahmekammer 2 für regenerierten
Katalysator, eine Übergangsleitung 3, eine Mischleitung 4, eine Venturileitung 5
und eine Rückführleitung 6 für regenerierten Katalysator umfaßt. Die Verbrennungseinrichtung
oder Aufnahmekammer für verbrauchten Katalysator 1 ist eine Kammer, die eine Katalysatorwirbelschicht
relativ dichter Phase enthält, worin der größte Teil des Kokses oxidiert wird. Die
Übergangs leitung 3 verbindet die Verbrennungseinrichtung 1 mit der Aufnahmekammer
2 für regenerierten Katalysator. Die Aufnahmekammer 2 für regenerierten Katalysator
trennt regenerierten Katalysator von Rauchgas und enthält eine dichte Schicht von
regeneriertem Katalysator.
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Die Mischleitung 4 ist ein vertikaler Steigrohrmischer für das Vermischen
von verbrauchtem Katalysator, heißem regeneriertem Katalysator und einer begrenzten
Menge eines Fluidisiermediums, vorzugsweise Luft. Die Venturileitung 5 fördert das
Mischen von Katalysator mit Luft.
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Verbrauchter Katalysator aus einer FCC-Anlage oder irgendeiner anderen
katalytischen Anlage, worin Koks auf einem festen,
feinteiligen
Katalysator abgelagert wird, wird über die Leitung 9, das Ventil 31 und die Leitung
28 in den unteren Abschnitt des Steigrohrmischers 4 eingeführt. Heißer regenerierter
Katalysator wird von der Aufnahmekammer für verbrauchten Katalysator über Leitung
6, Ventil 38 und Leitung 39 in-den unteren Abschnitt des Steigrohrmischers 4 zurückgeführt.
Ein kleiner Anteil von Fluidisierluft aus Leitung 34 wird dem unteren Teil des Steigrohrmischers
4 über den Verteiler 44 zugeführt. Nur ein kleinerer Teil der für die Verbrennung
erforderlichen Gesamtluft wird über Leitung 34 zugegeben.
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Das Vermischen des verbrauchten und regenerierten Katalysators undinbegrenztem
Umfang eine Koksoxidation finden in dem-Steigrohrmischer 4 statt. Wenn der regenerierte
und der verbrauchte Katalysator miteinander vermischt sind, wird zusätzliche Verbrennungsluft,
vorzugsweise ausreichend, um eine vollständige Oxidation des gesamten Kokses auf
dem Katalysator zu gestatten, über den Verteiler 40 zugegeben, der Verbrennungsluft
aus Leitung 41 aufnimmt. Der Venturiabschnitt 5 fördert das Vermischen von Verbrennungsluft
mit Katalysator in der Verbrennungseinrichtung 1. Es ist nicht wesentlich, einen
Venturiabschnitt 5 zu haben, doch fördert die Verwendung eines solchen Venturiabschnittes
das gleichmäßige Vermischen von Verbrennungsluft mit Katalysator und fördert auch
das weitere Vermischen von frischem und regeneriertem Katalysator. Der verbrauchte
und der regenerierte Katalysator wurden bis zum Zeitpunkt, an dem sie die Höhe des
Luftverteilers 40 erreichen, bereits ziemlich gut vermischt, doch ist ein weiteres
Vermischen und ein weiterer Kontakt von heißem
regeneriertem Katalysator
und verbrauchtem Katalysator noch erwünscht. Der meiste Koks wird von dem verbrauchten
Katalysator in der dichten Schicht 7 abgebrannt, um einen im wesentlichen regenerierten
Katalysator zu erzeugen, der. die Verbrennungseinrichtung 1 aus dem Bereich 8 über
den Auslaß 11 verläßt, welcher letzterer an der Spitze der Verbrennungseinrichtung
liegt. Der Auslaß 11 ist auch der Einlaß zu dem Transportsteigrohr 3 mit verdünnter
Phase. Der Kataly--sator in dem Steigrohr 3 befindet sich in der verdünntphasigen
Schicht 13.
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Regenerierter Katalysator wird aus dem Steigrohr 3 über die Auslaßeinrichtung
12 entfernt, die mit einer Trenneinrichtung verbunden ist, wobei Katalysator und
verbrauchtes Regenerationsgas getrennt werden. Die Trenneinrichtung, die verwendet
werden kann, enthält einen Trennraum, wie er in der Zeichnung gezeigt ist, oder
eine Zyklontrenneinrichtung oder Kombinationen derselben. In der in der zeichnung.
gezeigten Ausführungsform werden ein Trennraum 14 und eine Zyklontrenneinrichtung
16 in Kombination miteinander verwendet, um Katalysator von Gas zu trennen. Die
Funktion der Kappe 15 am oberen Ende des Steigrohres 3 besteht darin, einen Pufferraum
zu bekommen, so daß Katalysator nicht das obere Ende der Leitung erodiert.
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Die Aufnahmekammer 2 für regenerierten Katalysator enthält den Trennraum
14 mit verdünnter Phase und die Katalysatorschicht 17 mit dichter Phase. Regenerierter
Katalysator geht abwärts von der Auslaßeinrichtung 12 in die dichte Schicht 17,
die von der verdünnten Phase durch die Grenzfläche 18 getrennt
ist.
Verbrauchtes Regenerationsgas tritt in den Zyklon 16 über den Einlaß 19 ein. Im
wesentlichen katalysatorfreies Gas wird von dem Zyklon 16 über den Auslaß 21 entfernt
und geht durch Leitung 22 und den Auslaß 23 in den Sammler 24 und wird schließlich
über den Auslaß 25 aus dem System entfernt. Regenerierter Katalysator wird aus dem
Zyklon 16 über das Tauchrohr 20 entfernt. Regenerierter Katalysator wird in dichter
Schicht 17 angesammelt, die den gesamten unteren Raum der Kammer 2 bedeckt. Ein
Teil des heißen regenerierten Katalysators wird über Leitung 6, Ventil 38 und Leitung
39 für eine Einführung in den Steigrohrmischer 4, wie oben diskutiert wurde, abgezogen-.
Ein anderer Teil des heißen regenerierten Katalysators wird über Leitung 30 und
ein nicht gezeigtes Ventil in dem FCC-Reaktor eingeführt. is ist möglich, Katalysator
für eine Rückführung zu dem Steigrohrmischer 4 aus Leitung 30 abzuziehen, oder es
können Trenneinrichtungen, wie gezeigt, vorgesehen sein, um Katalysator für die
Rückführung zu dem Reaktor und zu dem Steigrohrmischer zu erhalten.
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Die Fließgeschwindigkeit von regeneriertem Katalysator zu dem Steigrohrmischer
und dem Reaktor wird <ewöhnlich durch bzw. Schieber Gleitventile/gesteuert. Es
ist möglich, auch andere Mittel zur Steuerung des Katalysatorflusses zu verwenden,
wie indem man eine Rückführung von heißem regeneriertem Katalysator zu dem Steigrohrmischer
4 über eine Reihe offener Leitungen in unterschiedlichen Höhen in der dichten Schicht
von regeneriertem Katalysator vorsieht. Ein höherer Katalysatorlevel erzwingt einen
stärkeren Katalysator fluß wegen des größeren
Fließmittelkopfes.
Die meisten Raffinierer bevorzugen die genaue Steuerung, die ein Gleitventil bzw.
ein Absperrschieber liefert, doch ist dies nicht absolut nötig.
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Ähnlich ist die in Fig. 1 gezeigte Konstruktion eine ausgezeichnete
Konstruktion für die Verwendung in Verbindung mit einer FCC-Anlage, worin eine vollständige
Verbrennung von CO zu C02 erwünscht ist. Es ist nicht erforderlich, mit einer vollständigen
Nachverbrennung von CO zu arbeiten, und es kann Situationen geben, wo eine solche
vollständige Nachverbrennung vermieden werden muß, entweder wegen der Temperaturgrenzen,
die in der Regenerierzone festgestellt werden, oder vielleicht weil ein Raffinierer
einen vorhandenen CO-Kocher hat, der verwendet werden muß. Selbst wenn eine vollständige
Verbrennung von CO nicht erforderlich ist, ist es dennoch erwünscht, ein Vermischen
von heißem regeneriertem Katalysator mit ankommendem verbrauchtem Katalysator zu
haben, und die Praxis der Erfindung gestattet eine gleichmäßigere Katalysatorregenerierung.
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Die Bedeutung und Größe des Transportsteigrohres 3 mit verdünnter
Phase wurden in den jüngst zurückliegenden Jahren vermindert. Es gibt einen Trend
unter den Raffinierern, einen CO-Verbrennungspromotor zu verwenden. Wenn ein Promotor
verwendet wird, tritt eine sehr vollständige Verbrennung von Kohlenmonoxid in der
Verbrennungseinrichtung 1 auf, und die Steigrohrleitung 3 dient hauptsächlich der
Überführung von Katalystor von der Verbrennungseinrichtung zu der Aufnahmekammer
für den regenerierten Katalysator und zur Bewirkung von Wärmeaustausch zwischen
Gas und Katalysator. Die Vorteile
der Erfindung, d.h. das bessere
Vermischen von heißem regeneriertem Katalysator mit relativ kühlerem verbrauchtem
Katalysator, bekommt man unabhängig davon, ob ein CO-Promotor verwendet wird oder
nicht. Wenn ein CO-Verbrennungspromotor benutzt wird, kann er entweder direkt während
der Herstellung in den Katalysator eingearbeitet oder aber dem Regenerator in der
Form eines Feststoffes oder einer flüssigen Lösung zugesetzt werden.. Die spezielle
Type des verwendeten CO-Verbrennungspromotors ist nicht kritisch und bildet keinen
Teil der Erfindung.
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Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung einer anderen Ausführungsform
der Erfindung mit einem Steigrohrmischer 4 und einem Venturiabschnitt 5, der in
den unteren Teil. der Verbrennungseinrichtung 1 führt. Der Winkel e, der in der
Zeichnung angegeben ist, sollte etwa 450 sein, um einen optimalen Venturieffekt
zu bekommen. Dieser Venturieffekt ist erwünscht, doch nicht absolut wichtig.
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Fig. 2 zeigt auch die Verwendung eines Luftkastens, um die Primärluftzufuhr
zu der Regenerationszone zu bekommen. In dieser Ausführungsform bildet der dicht
verschlossene Behälter 43 den unteren Teil des Venturiabschnittes 5. Verbrennungsluft
wird über Leitung 41 zu dem Luftkasten-43 geführt.
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Perforationen 42 in den Seitenwänden des Venturiabschnittes 5 gestatten,
daß Verbrennungsluft dem gemischten Katalysator aus dem Steigrohr 4 zugesetzt wird.
Einer der Vorteiledieser Konstruktion ist der, daß es keine Versperrung des Inneren
des Steigrohrmischers 4 gibt. Es ist weiterhin bevorzugt, einen Venturiabschnitt
aufrechtzuerhalten, indem man
einen Winkel von ungefähr 450 zwischen
der Mittellinie des Steigrohres und dem Trichtermantel vorsieht, doch ist es nicht
wesentlich, so vorzugehen.-Es wäre auch annehmbar, einen Luftkasten zu verwenden,
um Verbrennungsluft durch Perforationen in die Wand des oberen Teils des Steigrohrmischers
4 einzuführen.
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Die oben beschriebenen Figuren zeigen nur Beispiele, nicht aber eine
Beschränkung des Erfindungsgedankens.
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Es wird nun Bezug genommen auf die Verfahrensaspekte der Er-Erfindung.
Um das Verständnis zu erleichtern, wird zunächst eine Reihe von Ausdrücken kurz
definiert.
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Das FCC-Verfahren behandelt eine Kohlenwasserstoffbeschickung mit
Krackkatalysator in einer Kohlenwasserstoffreaktionszone unter Bildung von Produkt,
verbrauchtem Katalysator und Koks.
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Koks wird von dem verbrauchten Katalysator in einer Katalysatorregenerierzone
wegoxidiert, um die Katalysatoraktivität wieder herzustellen und die Wiederverwendung
des Katalysators zu gestatten. Verbrauchter Katalysator meint Katalysator, der aus
irgendeiner Kohlenwasserstoffreaktionszone abgezogen wurde, wobei die Aktivität-des
Katalysators durch Koksablagerung darauf vermindert wurde. Verbrauchter Katalysator
kann 0,1 bis 5 Gewichts-% Kohlenstoff enthalten, doch ergeben FCC-Verfahren typischerweise
verbrauchten Katalysator mit 0,5 bis 1,5 Gewichts-% Kohlenstoff. Regenerierter Katalysator
ist ein Katalysator, von welchem der meiste Koks durch Oxidation in einer Regenerierzone
entfernt wurde. Nach dem Verfahren der Erfindung regenerierter FCC-Katalysator enthält
typischerweise etwa 0,01 bis 0,2 Gewichts-% Kohlenstoff und-gewöhnlich etwa
O,Q1
bis 0,1 Gewichts-% Kohlenstoff. Koks umfaßt ein Gemisch von Kohlenstoff und Wasserstoff,
das auf einem Katalysator während dessen Verwendung an Stellen von Kohlenwasserstoffumwandlungsreaktionen
abgelagert wurde. Das meiste des Kokses ist Kohlenstoff, doch kann Koks auch 5 bis
15 Gewichts-% Wasserstoff enthalten. Der Koksgehalt des verbrauchten Katalysators
ist beinahe, aber nicht genau gleich dem Kohlenstoffgehalt eines verbrauchten Katalysators.
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RegenerationsgasoderRegeneriergas ist irgendein Gas, das in Kontaktmitdem
Katalysator in der Regenerierzone tritt.
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Frisches Regenerationsgas oder Regeneriergas ist beispielsweise Luft
oder mit Sauerstoff angereicherte Luft oder an Sauerstoff verarmte Luft. Koks kann
oxidiert werden, um verbrauchtes oder teilweise verbrauchtes Regenerationsgas zu
erzeugen. Das Regenerationsgas ist "teilweise verbraucht", wenn es eine verminderte
Konzentration an freiem Sauerstoff gegenüber frischem Regenerationsgas enthält.
Die CO-Konzentration in teilweise verbrauchtem Regenerationsgas kann im Bereich
von 0,1 bis 15 Mol-% liegen und liegt typischerweise im Bereich von 5 bis 14 Mol-%.-
Verbrauchtes Regenerationsgas hat einen verminderten CO-Gehalt im Vergleich mit
teilweise verbrauchtem Regenerationsgas. Vorzugsweise enthält verbrauchtes Regenerationsgas
weniger als 1000 ppm CO und typischerweise weniger als 500 ppm CO. Der Ausdruck
"im wesentlichen vollständige Verbrennung von CO" bedeutet, daß die CO-Konzentration
in verbrauchtem Regenerationsgas auf weniger als 1000 ppm, vorzugsweise auf weniger
als 500 ppm vermindert wurde.
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Eine kurze Betrachtung der Gestalt und des Betriebs der bekannten
Regenerationsverfahren machen den Betrieb und die Vorteile des vorliegenden Verfahrens
deutlicher. Nach dem Stand der Technik, besonders in dem Verfahren der DE-OS 2 526
839, ist eine Vorrichtung beschrieben, die aus einer Verbrennungseinrichtung oder
einer ersten dichten Schicht, einer Transportsteigleitung mit verdünnter Phase und
einer zweiten dichten Schicht für das Sammeln von regeneriertem Katalysator besteht.
Es ist eine Rückführung von heißem regeneriertem Katalysator zu der Verbrennungseinrichtung
und ein Vermischen des heißen regenerierten Katalysators mit ankommendem verbrauchten
Katalysator in einer vertikalen Steigrohrzone aufstromwärts von der Verbrennungseinrichtung
vorgesehen. Dieses Steigrohr ergibt etwas Vermischen, doch ist das Mischen nicht
so effizient wie im vorliegenden Verfahren. Der Grund besteht darin, daß in der
DE-OS in dem gesamten Steigrohr Bedingungen verdünnter Phase aufrechterhalten werden.
Im vorliegenden Verfahren wird eine turbulente Schicht dichter Phase aufrechterhalten,
die das Vermischen fördert. Eine Weiterverbesserung der vorliegenden Konstruktion
gegenüber der bekannten besteht in einem Venturiabschnitt an der Basis der Verbrennungseinrichtung,
um ein innigeres Vermischen von Katalysator und Luft zu fördern.
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Im vorliegenden System erreicht man das Vermischen von-Katalysator
mit Katalysator und das anschließende Vermischen von Luft mit Katalysator durch
Aufspalten der Luft in zwei Anteile. In dem Steigrohrmischerabschnitt 4 wird ein
Betrieb mit dichter Phase aufrechterhalten, indem man die Luftgeschwindigkeit
so
begrenzt, daß die Oberflächengeschwindigkeit nicht genügt, Katalysator in die verdünnte
Phase zu transportieren. Für einen typischen FCC-Katalysator liegt die für eine
dichte Schicht erforderliche Oberflächengeschwindigkeit normalerweise bei etwa 0,5
bis 3 ft/sec. Wenn jedoch sehr viel Katalysator vorhanden ist, d.h. das Gewichtsverhältnis
von Katalysator je Luftvolumen hoch genug ist, ist es möglich, mit einer größeren
Oberflächengeschwindigkeit als 3 ft/sec zu arbeiten, während noch eine dichte turbulente
Wirbelschicht aufrechterhalten wird. Die Katalysatordichte liegt typischerweise
bei etwa 25 bis 30 pound/ft3. Etwa 0,5 bis 2,5 pound Katalysator werden durch den
Steigrohrmischer pro Standardkubikfuß eintretenden Gases angehoben. Es gibt nichts
Neues in diesen Fluidisierungsbedingungen, sie liegen alle innerhalb der breit definierten
Grenzen des FCC;Verfahrens, wie bei herkömmlichen FCC-Regeneratoren, die mit einer
einzelnen dichten Katalysatorschicht arbeiten. Es ist keine Druckschrift bekannt,
die den vorliegenden Steigrohrmischer als Einrichtung zum Vermischen von verbrauchtem
und regeneriertem Katalysator aufstromwärts von einem Regenerator benutzen.
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Verbrauchter und regenerierter Katalysator werden in diesem Steigrohr
mit dichter Phase vermischt. Das Rückmischen, das in einer dichten turbulenten Schicht
auftritt, vermischt die beiden Katalysatorenmengen sorgfältig. Es ist das beste,
den Durchmesser dieses Abschnittes des Verfahrens zu minimieren. Minimierung des
Durchmessers minimiert auch den Abstand, der von den beiden Katalysatorströmen durchquert
werden muß, um ein gutes Durchmischen zu erreichen. Der Durchmesser der
Verbrennungseinrichtung
ist gewöhnlich zweimal so graß wie der Durchmesser des Steigrohrmischers.
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Nachdem die Katalysatoren vermischt sind, treten sie vorzugsweise-in
eine zweite Mischstufe ein. In dieser Stufe wird der Rest der Luft an der Basis
einer Übergangsfläche oder vielleicht über die gesamte Übergangsfläche eingeblasen.
Die Übergangsfläche ist kegelstumpfförmig, d.h. in der Form eines Kegelstumpfes,
oder hat ähliche Geometrie, die es gestattet, den Katalysator und den Luftstrom
allmählich von dem Durchmesser des Steigrohrmischers auf den Durchmesser der Verbrennungseinrichtung
auszubreiten, während sie von dem Steigrohrmischer zu der Verbrennungseinrichtung
aufsteigen.
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Diese allmähliche Ausbreitung ergibt eine kontinuierlich gleichmäßige
Verteilung von Luft und Katalysator, was für eine gute Regenerierung erforderlich
ist. Wenn der Winkel zwischen der Mittellinie des Steigrohres und dem Mantel des
0 Venturiabschnittes 20 bis 90° beträgt, bekommt man einen wesentlichen Venturieffekt,
der das Vermischen von verbrauchtem und regeneriertem Katalysator und von Katalysator
mit Luft weiter verbessert. Wenn ein Winkel von 900 verwendet wird, sollte Luft
quer zu dem horizontalen Abschnitt des Luftverteilers, der den Mischer von der Verbrennungseinrichtungtrennt,
zugegeben werden.
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Ein ausgezeichneter Weg, Verbrennungsluft zu dem Venturimischabschnitt
zuzusetzen, ist der, einen "Luftkasten" oder eine "Luftbox" um den oberen Abschnitt
des Steigrohrmischers mit dichter Phase und über den gesamten Übergangsabschnitt,
der den Steigrohrmischer mit der Verbrennungseinrichtung verbindet, vorzusehen.
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Gestanzte Löcher oder Siebe oder andere äuqivalente Einrichtungen,
die um das äußerste obere Ende des Steigrohrmischerabschnittes in der Basis des
Übergangsabschnittes angeordnet sind, gestatten eine leichte Einführung von Verbrennungsluft
zu dem gemischten Katalysator aus dem Steigrohrmischer. Einer der Vorteile dieser
Methode der Zugabe von Verbrennungsluft ist neben den niedrigen Kosten und der Leichtigkeit
der Herstellung, daß es keine Blockierung oder Stockung des Katalysatorgemisches
gibt, welches den Steigrohrmischer verläßt, wie es in einigem Umfang der Fall wäre,
wenn ein Luftverteiler bzw. Luftdiffusor in dem Weg des Katalysatorflusses von dem
Steigrohrmischer angeordnet wäre.
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Die Bedingungen innerhalb der Verbrennungseinrichtung, des Transportsteigrohres
mit verdünnter Phase und der dichten Schicht mit regeneriertem Katalysator sind
alle herkömmlich.
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Die Verbrennungseinrichtungstemperatur ist typischerweise 640 bis
7600 C mit einer Regenerationsgasoberflächengeschwindigkeit von etwa 3 bis 10 ft/sec
und einem Druck von Atmosphärendruck bis 4,5 atm. Die Verweilzeit in der Verbrennungseinrichtung
ist gewöhnlich geringer als 2 Minuten. Das meiste des Kokses wird in der Verbrennungseinrichtung
oxidiert.
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In dem Transportsteigrohr mit verdünnter Phase wird angenommen, daß
das meiste des in dem teilweise verbrauchten Regenerationsgas vorhandene CO zu C02
verbrannt wurde. Es wird nun angenommen, daß die meiste CO-Verbrennung in der Verbrennungseinrichtung
stattfindet, besonders wenn ein CO-Verbrennungspromotor verwendet wird. Die CO-Menge,
die erforderlich ist, um zu C02 in dem Transportsteigrohr oxidiert zu werden, wird
auch
weiter vermindert, wenn das Verbrennungseinrichtungseinlaßsystem eine gleichmäßige
Katalysator temperatur und eine gleichmäßige Luftzufuhr liefert. Mit weniger wirksamen
Verteilungssystemen in den Verbrennungseinrichtungen mit großem Durchmesser kann
eine Seite der Zone einen höheren Prozentsatz an regeneriertem Katalysator enthalten.
Diese Seite.
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der Zone enthält daher weniger Koks, befindet sich aber auf einer
höheren Temperatur als die andere Seite der Verbrennungseinrichtung. Als ein Ergebnis
hiervon erzeugt eine Seite der Verbrennungseinrichtung ein Regeneriergas, das im
wesentlichen vollständig oxidiert wurde, d.h. darin ist. das CO vollständig zu C02
oxidiert, und dieses Regenerationsgas enthält überschüssigen Sauerstoff. Die andere
Seite ergibt ein Regenerationsgas, das einen Sauerstoffmangel hat und das unoxidiertes
CO enthält. Das Transportsteigrohr ergibt ein Vermischen von Regenerationsgas von
verschiedenen Teilen der Verbrennungseinrichtung, und es gestattet eine Verbrennung
von Rest-CO, das aus schlechtem Vermischen von verbrauchtem und regeneriertem Katalysator
oder schlechtem Vermischen von Katalysator und Luft am Einlaß der Verbrennungseinrichtung
resultiert. Somit wurden mit wirksameren Mischsystemen oder mit der Verwendung von
CO-Verbrennungspromotoren oder Kombinationen beider die Bedeutung und die Größe
des Transportsteigrohres mit verdünnter Phase vermindert. Die Temperatur in dieser
Zone liegt bei etwa 675 bis 7900 C mit einem Druck etwas geringer als dem der Verbrennungseinrichtung.
Die Gasoberflächengeschwindigkeiten sind vorzugsweise 10 bis 25 ft/sec.
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Regenerierter Katalysator, der in der zweiten dichten Schicht gesammelt
wurde, hat in einem typischen FCC-Verfahren gewöhnlich etwa 675 bis 7600 C. Katalysatortemperaturen
von 7300 C und höher werden wegen des deaktivierenden Effektes hoher Temperaturen
auf den Katalysator gewöhnlich vermieden. Der Druck in der zweiten dichten Schicht,
worin regenerierter Katalysator für eine Rückführung zu dem Reaktor und zu der Verbrennungseinrichtung
gesammelt wird, ist etwas niedriger als jener in der Verbrennungseinrichtung, etwas
niedriger wegen des Druckabfalles, der mit dem Durchsatz des Katalysators und des
Gases durch das System verbunden ist. Gewöhnlich wird der Katalysator durch die
Zeit, in der er sich in der zweiten dichten Schicht befindet, vollständig regeneriert,
obwohl es auch möglich ist, weiteres Oxidationsmedium in diese Schicht zu geben,
wenn dies erwünscht ist, oder eine verbrennbare Substanz, wie Torbanit oder Brenneröl,
zuzusetzen, um den Katalysator weiter aufzuheizen. Solche Additive sind nicht normalerweise
nötig oder erwünscht. Es ist auch möglich den regenerierten Katalysator mit Wasserdampf
mit in der Zeichnung nicht gezeigten Mitteln zu behandeln. Viele FCC-Katalysatoren
werden durch eine solche Wasserdampfbehandlung jedoch deaktiviert, so daß diese
nichtnormalerweise angewendet wird.
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Das Verhältnis von rückgeführtem frisch regeneriertem Katalysator
zu verbrauchtem Katalysator in der Steigrohrmischzone ist eine wichtige Variable
in dem Verfahren. Wenn nur eine kleine Menge von heißem regeneriertem Katalysator
zurückgeführt wird, wird nicht genügend Wärme auf den verbrauchten Katalysator übertragen.
Demnach sollten wenigestens 25 % des
Materials in der Steigrohrmischzone
nach der Erfindung zurückgeführter frisch regenerierter Katalysator sein. Es ist
nicht normalerweise erwünscht, mit sehr großen Mengen an Rückführung zu arbeiten,
da sehr große Mengen an Rückführmaterial dazu neigen, den tatsächlichen Katalysatorfluß
durch das System zu verzerren, und erfordern, daß die Kessel viel größer als erforderlich
sind. Aus- diesem Grund übersteigt die Menge des heißen regenerierten Katalysators
in dem Steigrohrmischer 44 normalerweise 80 % des Katalysatorinhaltes dieser Zone
nicht.
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Für die meisten Operationen ergibt ein Verhältnis von frischem zu
regeneriertem Katalysator von 1 : 1 gute Ergebnisse.
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Die beste Arbeitsweise, die zur Durchführung der Erfindung in Betrachtung
steht, ist folgende, ausgedrückt mit den Dimensionen der Regenerierapparatur: Ungefähre
Gasoberflächenge-Durchmesser Ungefähre schwindigkeit, ft Länge, ft ft/sec Aufnahmekammer
für regenerierten Katalysator 31 45 2,5 Verbrennungseinrichtung 20 20 6 Steigrohrmischer
5 20 2,4 Die obige Anordnung führt dazu, daß etwa 3 % Verbrennungsluft zu dem Steigrohrmischer
und 97 % zu der Übergangszone zwischen dem Steigrohrmischer und der Verbrennungseinrichtung
gehen.
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Es können die folgenden Unterschiede zwischen dem vorliegenden'Verfahren
und herkömmlichen Verfahren, wie jenem, das in
der DE-OS beschrieben
ist, mit einem Steigrohrmischer mit verdünnter Phase aufstromwärts von der Verbrennungseinrichtung
hervorgehoben werden: 1. Die Dichte des vorliegenden Steigrohrmischer im Bereich
von 10 bis 40 lbs/ft3 ist viel größer als jene in einem Steigrohr mit verdünnter
Phase.
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2. Die Wärmeüberführung von Teilchen auf Teilchen, die bekanntermaßen
schneller in einer dichten Schicht als in einer verdünnten Phase ist, ist besser,
und daher wird eine im wesentlichen isotherme Schicht im vorliegenden Steigrohrmischer
viel schneller erhalten, während ein Steigrohrmischer mit verdünnter Phase einen
stärkeren Temperaturgradienten hat.
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3. Ein Steigrohrmischer mit verdünnter Phase ist weniger wirksam bei
der Verteilung von verbrauchten Katalysatorteilchen in dem gesamten Brennkessel.
Daher ist es möglich, örtliche Kohlenstoffkonzentrationen zu haben, wo es mehr Kohlenstoff
als °2 für dessen Verbrennung gibt. Die Feststoffmischeffizienz ist viel höher in
einer dichten Phase als in einer verdünnten Phase, und das vorliegende System gewährleistet
daher, daß verbrauchte Katalysatorteilchen gleichmäßig in der-gesamten Verbrennungseinrichtung
ausgebreitet werden, was zu einem guten Kohlenstoff-O2-Kontakt und daher einer wirksameren
Verbrennung führt.
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4. Wegen der wirksameren Wärmeübertragung und hauptsächlich wegen
des wirksameren Vermischens von verbrauchtem und regeneriertem Katalysator im vorliegenden
Steigrohrmischer wird angenommen, daß man eine Abnahme der in der Verbrennungseinrichtung
erforderlichen
Verweilzeit bekommen kann. Dies wiederum könnte den Vorteil ergeben, daß man die
Kessel kleiner machen kann, was wesentliche Kapitalkosten des Systems einsparen
und auch den Katalysatorinhalt in der Regenerationsanlage vermindern würde, was
letzteres noch wichtiger ist. Eine 10 %ige Abnahme der Größe der Verbrennungseinrichtung
würde den Gesamtkatalysatorinhalt in einer Anlage um etwa 5 % vermindern, was bedeutet,
daß die Anlage mit einer 5 % geringeren täglichen Zugabe von neuem Katalysator arbeiten
könnte. Alernativ könnte ein Raffinierer den Verweilzeitunterschied, den man durch
Anwendung der Erfindung bekommt, ausnutzen, um den Betrieb in einer CO-Verbrennungsweise
ohne Verwendung eines CO-Verbrennungspromotors zu gestatten. Ein anderer Weg zur
Ausnutzung der verminderten Verweilzeit ist der, die Kapazität einer bestehenden
Anlage zu erhöhen, ohne eine größere Verbrennungsanlage vorzusehen. So könnte als
Teil einer Ausdehnung der Kapazität einer Anlage der vorliegende Steigrohrmischer
unter einem existierenden Regenerator hinzugefügt werden, um eine erhöhte Verarbeitungskapazität
von verbrauchtem Katalysator in dem Regenerator zu gestatten, was eine Erhöhung
der Verarbeitungskapazität in dem katalytischen Wirbelschichtreaktor zur Folge hätte.
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Obwohl die Aufrechterhaltung einer turbulenten Schicht dichter Phase
in dem Steigrohrmischer einen ausgezeichneten Kontakt von heißem regeneriertem Katalysator
mit verbrauchtem Katalysator fördert, kann es manchmal erwünscht sein, weitere Mischeinrichtungen
in den Steigrohrmischer mit dichter Phase einzubringen.
Die Aufspaltung
eines jeden Katalysatorstromes beispielsweise in zwei Ströme würde die Zugabe von
verbrauchtem und heißem regeneriertem Katalysator an vier gleich beabstandeten radialen
Punkten zu dem Steigrohrmischer gestatten.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform tritt der Katalysator in den
Steigrohrmischer auf einer Tangente ein und erteilt so dem Material in dem-Steigrohrmischer
eine Wirbelbewegung.
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Es kann auch erwünscht sein, in diesem Kessel statische Mischeinrichtungen
anzubringen, die bewirken, daß der Katalysator nahe dem Rand des Steigrohrmischers
in die Mitte des Steigrohrmischers verdrängt wird. Hohe Sorgfalt sollte bei der
Auswahl des Werkstoffes, der für einen solchen Mischer verwendet wird, aufgewendet
werden, da im Betrieb extrem abrieberzeugende Bedingungen auftreten.
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Es liegt auch innerhalb des Erfindungsgedankens, das Verfahren unter
Verwendung eines CO-Verbrennungspromotors zu betreiben. Dieser Promotor kann in
der Form eines mit CO-Verbrennungs promotor versehenen Katalysators vorliegen, wobei
der Promotor in den Katalysator eingelagert ist, oder er kann in der Form eines
festen oder flüssigen Additivs zu der Beschickung zu dem Verfahren oder direkt zu
der Regenerierzone vorliegen.
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Wenn diese Additive verwendet werden, ist ihr Effekt kumulativ mit
den vorteilhaften Effekten des Steigrohrmischers und der Übergangsabschnitt-Mischzone
nach der Erfindung.
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Obwohl die Erfindung besonders brauchbar zur Regenerierung von Katalysator
des katalytischen Wirbelschichtkrackens (FCC-Verfahren) ist, kann sie auch verwendet
werden, Katalysator aus einem anderen Verfahren mit oder ohne Wirbelschicht verwendet
werden.
Das Verfahren nach der Erfindung findet große Anwendbarkeit bei der Regenerierung
von Katalysator, der bei der Umwandlung schwerer Rückstandsbeschickungen verwendet
wurde, und es ist in der Tat besonders brauchbar in diesen Verfahren wegen der großen
Mengen an Kohlenstoffablagerungen, die auftreten, wenn man diese schweren Beschickungsmaterialien
verarbeitet. Die Erfindung kann auch angewendet werden, um Katalysator aus herkömmlichen
Verfahren mit feststehenden Betten zu regenerieren, d.h. beispielsweise aus Reformierverfahren,
die einen Edelmetallkatalysator auf einem festen feinteiligen Tonerde träger verwenden.
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Die Erfindung verbessert auch den Betrieb von FCC-Regeneratoren mehr
herkömmlicher Bauweise, d.h. jener mit einer großen dichten Schicht, worin die Katalysatorregenerierung
yonstatten geht. In solchen Regeneratoren nimmt man an, daß die einzelne dichte
Katalysatorschicht als ein kontinuierlich gerührter Behälterreaktor wirkt. Wenn
der Reaktor perfekt arbeitet, sind die Temperaturen und Zusammensetzungen in der
Schicht gleichmäßig. Wie die FCC-Technologen jedoch wissen, ist dies in einer Industrieanlage
selten der Fall, da es einige schlechte Verteilung von Katalysator und/oder Luft
gibt. Diese schlechte Verteilungwurde durch die Farbe von Katalysatorproben demonstriert,
die von herkömmlichen Anlagen abgenommen wurden, welche nicht in CO-Verbrennungsweise
arbeiteten. Der regenerierte Katalysator hatte das Aussehen eines Gemisches von
Tafelsalz und schwarzem Pfeffer. Der leicht gefärbte Katalysator war in dem Regenerator
eine recht lange Zeit und besaß einen sehr niedrigen Koksgehalt. Der dunkel gefärbte
Katalysator
war der Regenerierung im wesentlichen entgangen und hatte daher einen relativ höheren
Kohlenstoffgehalt. Die Zirkulation von regeneriertem Katalysator und verbrauchtem
Katalysator durch einen Steigrohrmischer, wie er nach der Erfindung betrachtet wird,
verbessert das Dispergieren von verbrauchtem Katalysator in der gesamten Regenerierzone
stark und erhöht die Effizienz des Betriebes. So sollte das verbesserte Mischen,
das man nach der Erfindung bekommt, den Betrieb dieser herkömmlichen Anlagen verbessern,
indem die Probleme einer schlechten Katalysatorverteilung in der Regenierzone auf
ein Minimum herabgesetzt werden. Wo der vorliegende Steigrohrmischer unter einem
bekannten Regenerator installiert wird, welcher nur eine einzelne dichte Katalysatorschicht
enthält, gibt es keinen Bedarf, ein Transportsteigrohr mit verdünnter Phase zu installieren.
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Es ist auch möglich, in einer CO-Verbrennweise mit zwei relativ dichten
Katalysatorschichten zu arbeiten, die durch eine Tansportleitung mit verdünnter
Phase miteinander verbunden sind, wobei die Transportleitung nicht vertikal angeordnet
ist# sondern den Katalysator und das Gas seitlich führt.
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Aus den obigen Ausführungen ist ersichtlich, daß das Verfahren nach
der Erfindung es dem Erdölraffinierer gestattet, die Kapitalkosten neuer Anlagen
zu minimieren und die erforderliche Katalysatormenge zu minimieren, und zwar beides
für die Anfangsbeladung und für die tägliche Zugabe, indem der Erfindungsgedanke
in die Regeneratorkonstruktion eingearbeitet wird.
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Die Erfindung kann mit Vorteil bei der Erneuerung bestehender
Anlagen
verwendet werden, um das Regenerationsverfahren zu verbessern und eine Erhöhung
der Durchsatzkapazität des Regenerators zu gestatten.
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