DE3033831A1 - Entfernung von schwefeloxiden aus dem abgas der regenerierzone einer kohlenwasserstoff-crackanlage - Google Patents
Entfernung von schwefeloxiden aus dem abgas der regenerierzone einer kohlenwasserstoff-crackanlageInfo
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Description
->: ■··' -· ■- '·-" - 3032331
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herabsetzung der umweltschädlichen Gasmengen in den Abgasen, die
Katalysaaor-Regeneratoren bei Systemen zur katalytischen
CracKung von Kohlenwasserstoffen erzeugen.
Moderne Systeme zur katalytischen Crackung von Kohlenwasserstoffen
verwenden eine Wänderschicht oder Wirbelschicht aus
einem teilchenförmigen Katalysator. Die katalytische Crackung erfolgt in Abwesenheit von von aussen zugeführtem molekularem
Wasserstoff und unterscheidet sich damit von der hydrierenden Crackung, bei der Wasserstoff zugesetzt wird. Bei der kata-
^- lytischen Crackung wird der Katalysator einem kontinuierlichen
Kreislauf aus Crackreaktion und Katalysator-Regenerierung unterworfen.
In einem Cracksystem mit Wirbelschicht (PCC) wird ein
ρ Strom der Kohlenwasserstoffbeschickung mit der Wirbelschicht
der Katalysatorteilchen in einer Kohlenwasserstoff-Crackzone
bzw, einem Reaktor in Berührung gebracht, gewöhnlich bei einer Temperatur von etwa 427 bis 600 °C Die Reaktionen der Kohlenwasserstoffe
bei dieser Temperatur führen zur Ablagerung von Kohlenstoff-Koks auf den Katalysatorteilchen«. Die resultierenden
fliessfähigen Produkte werden vom verkokten Katalysator abgetrennt und aus der Crackzone abgezogen. Vom verkokten Katalysator
werden die flüchtigen Anteile abgestreift^, gewöhnlich mit Wasser-
/"^ dampf, dann wird dieser einer Katalysator-Regenerierzone zugeführt
* Im Katalysator"Regenerator wird der verkokte Katalysator
mit einem Gas, z.B. Luft, in Berührung gebracht, das eine vorbestimmte Konzentration an molekularem Sauerstoff enthält, wodurch
ein gewünschter Anteil des Kokses vom Katalysator abgebrannt und gleichzeitig der Katalysator auf die hohe Temperatur
erhitzt wird, die zum erneuten Kontakt des Katalysators mit dem Kohlenwasserstoffstrom in der Crackzone erwünscht ist. Nach der
Copy
Regenerierung wird der Katalysator im Kreislauf der Crackzone zugeführt, wo er die Verdampfung der Kohlenwasserstoffe und
Katalyse der Kohlenwasserstoff-Crackung bewirkt. Das Abgas, das entsteht durch Verbrennen des Kokses im Katalysator-Regenerator,
wird aus diesem Regenerator abgezogen. Es kann behandelt werden, um teilchenförmiges Material und Kohlenmonoxid abzusondern, worauf dieses Abgas gewöhnlich in die Atmosphäre geleitet wird.
Besorgnis über die Emission von Schadstoffen im Abgas, wie z,B.
Schwefeloxiden, führte zur Suche nach verbesserten Methoden zur Verminderung solcher Schadstoffe.
Der Umwandlungsgrad, der bei einer FCC-Crackung erzielt
besteht in der prozentualen Menge (Volumenprozent) der frischen Kohlenwasserstoffbeschiekung, die bei dem Vorgang in Benzin und
leichtere Produkte überführt werden« Der Endsiedepunkt wird für die Zwecke der Bestimmung des Umwandlungsgrades üblicherweise
auf 221 C angesetzt. Die Umwandlung dient oft als Maß der Strenge eines technischen FCC-Prozesses, Bei einer vorgegebenen Kombination
von Betriebsbedingungen führt ein aktiverer Katalysator zu höherer Umwandlung als ein weniger aktiver Katalysator. Die
Fähigkeit zur Erzielung höherer Umwandlung in einer vorgegebenen FCC-Anlage ist wünschenswert^, da sie einen flexibleren Betrieb
der Anlage ermöglichte Der Durchsatz durch die Anlage kann erhöht werden, oder man kann einen höheren Umwandlungsgrad bei
konstantem Beschiclcungsdurchsatz aufrechterhalten. Die Art der Umwandlung, d,h. die Selektivität, ist ebenfalls wichtig, da
geringe Selektivität zu weniger Naphtha, dem gewünschten Craclcprodukt,
und höheren Mengen an Gas und Koks führt.
Die in technischen FCC-Anlagen verarbeiteten Kohlenwasserstoffbeschickungen
enthalten gewöhnlich Schwefel, der in der Regel als "Beschickungsschwefel" bezeichnet wird. Es wurde gefunden,
COPY OR'0WAI.
o?o
dass_ etwa 2 bis 10 % oder mehr des Beschiekungsschwefels
einer Kohlenwasserstoffbesciilckung,, die in einom FCC-System
verarbeitet wird, unverändert von der Beschickung auf die Katalysatorteilchen übertragen werden als Teil des Kokses,
der während der Crackung auf den Katalysatorteilchen entsteht. Der auf dem Katalysator abgelagerte Schwefel, der
in vorliegender Beschreibung als "Koksschwefel" bezeichnet wird, gelangt aus der Crackzone auf dem verkokten Katalysator
in den Katalysator-Regenerator« Etwa 2 bis 10 % oder mehr
so
des Beschiekungsschwefels werden kontinuierlich aus der Crackzone
im verkokten Katalysator in die Katalysator-Regenerierzone geführt. In einem FCC-Katalysator-Regenerator1 wird der im Koka
enthaltend Schwefel zusammen mit dem Kohlenstoff des Kokses und mit Wasserstoff verbrannt, wobei gasförmiges Schwefeldioxid
und Schwefeltrioxid entstehen, die üblicherweise im Abgas aus dem Regenerator entweichen.
Die Hauptmenge des· Beschiekungsschwefels geht im Crackreaktor
-über,
nicht in·. Koksschwefel. Sie wird stattdessen entweder in unter Hormalbedingungen gasförmige Schwefelverbindungen wie Schwefelwasserstoff und Kohlenoxysulfid oder in unter Normalbedingungen flüssige organische Schwefelverbindungen überführte Alle diese Schwefelverbindungen werden mit den gecrackten Kohlenwasserstoff produkten weiterbefördert, die man aus dem Crackreaktor erhält. Etwa 90 % oder mehr des Beschiekungsschwefels werden kontinuierlich aus dem Crackreaktor im Produktstrom aus gecrackten Kohlenwasserstoffen entfernt, wobei etwa 40 bis 60 % dieses Schwefels in Form von Schwefelwasserstoff vorliegen. Üblicherweise werden Vorkehrungen getroffen, um den Schwefelwasserstoff aus dem den Crackreaktor verlassenden Produkt zu gewinnen. Typischerweise wird ein Dampfstrom aus sehr niedermolekularem Abgas in einer Gasgewinnungseinheit von den flüssigen C-i+ -Kohlenwasserstoffen abgetrennt, und das Abgas wird weiter-
nicht in·. Koksschwefel. Sie wird stattdessen entweder in unter Hormalbedingungen gasförmige Schwefelverbindungen wie Schwefelwasserstoff und Kohlenoxysulfid oder in unter Normalbedingungen flüssige organische Schwefelverbindungen überführte Alle diese Schwefelverbindungen werden mit den gecrackten Kohlenwasserstoff produkten weiterbefördert, die man aus dem Crackreaktor erhält. Etwa 90 % oder mehr des Beschiekungsschwefels werden kontinuierlich aus dem Crackreaktor im Produktstrom aus gecrackten Kohlenwasserstoffen entfernt, wobei etwa 40 bis 60 % dieses Schwefels in Form von Schwefelwasserstoff vorliegen. Üblicherweise werden Vorkehrungen getroffen, um den Schwefelwasserstoff aus dem den Crackreaktor verlassenden Produkt zu gewinnen. Typischerweise wird ein Dampfstrom aus sehr niedermolekularem Abgas in einer Gasgewinnungseinheit von den flüssigen C-i+ -Kohlenwasserstoffen abgetrennt, und das Abgas wird weiter-
ORIGINAL iNSPECTED
O P ^ ^ Π O 1
JU JOOJ I
behandelt, z.B. rait einer AmialÖsung gewaschen, um den
Schwefelwasserstoff zu entfernen«. Die Entfernung von Schwefelverbindungen wie Schwefelwasserstoff aus dem
flüssigen Produkt eines FCC-Crackreaktors, z.B. durch Aminwäsche, ist relativ einfach und billig, verglichen
mit der Entfernung der Schwefeloxide aus dem FCC-Regeneratorabgas bei konventioneller Arbeitsweise« Wenn ferner der
gesamte Schwefel, der aus Strömen eines FCC-Verfahrens
zu entfernen ist, in einem einzigen Vorgang am Reaktorgas wiedergewonnen werden könnte, würde die Anwendung mehrerer
Schwefelgewinnungen bei einer FCC-Anlage entfallen, womit die Kosten vermindert werben könnten*
Es wurde vorgeschlagen, die Menge der Schwefeloxide in einem FCC'-Regeneratorabgas zu vermindern durch Entschwefelung einer
Kohlenwasserstoffbeschickung in einer gesonderten Entschwefelungsanlge
vor dem Cracken, oder das Regeneratorabgas selbst durch eine konventionelle Abgasentschwefelung nach der Entnahme des
Gases aus FCC-Regenerator zu entschwefeln» Offenkundig erfordern beide Alternativen eine aufwendige Zusatzbehandlung
und bringen grosse Kapital- und Investitionskosten mit sich.
Wird der Schwefel nicht "wie gewöhnlich atxs dor FCC-Anlage
/ als Schwefeloxid im Regeneratorabgas entfernt, sondern statt™·
dessen aus dem Crackreaktor als Schwefelwasserstoff, zusammen mit den verarbeiteten gecrackten Kohlenwasserstoffen, so stellt
der so vom Regeneratorabgas in das Reaktorprodukt verlagerte Schwefel nur einen kleinen Anteil an der grossen Menge Schwefelwasserstoff
und organischem Schwefel dar, die unverändert im Reaktorprodukt vorliegen. Die geringen zusätzlichen Kosten,
wenn überhaupt, zur Entfernung von 5 bis 15 % Schwefelwasserstoff
mehr aus einem FCC-Reaktorabgas auf herkömmliche Weise sind wesentlich niedriger als die Kosten zur Verminderung der
BAD ORIGINAL
— "LPf — A J U u ^. j J I
Schwefeloxidmeügen im Abgas dux'cJti gesonderte Entschwefelung
der Beschickung. Die heutigen technischen Anlagen zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Reaktorabgas können in
den meisten oder sogar allen Fällen jegliche Zusatzmengen an SchKefelwasserstoff verarbeiten, die hinzukommen, wenn
"D λ ty* ry „_
der normalerweise xm ne-ratorabgas abgegebene Schwefel praktisch
vollständig auf Schwefelwasserstoff im FCC-Reaktorabgas verlagert wird. Es ist daher wünschenswert, praktisch
sämtlichen Beschickungsschwefel in den Strom der fliessfähigen Crackprodukte des Crackreaktors zu leiten und damit die
Menge an Schwefeloxiden im Regeneratorabgas zu verringern.
Es wurde bereits vorgeschlagen, ZcB. in der US-PS j5 699
die Mengen an Schwefeloxiden in FCC-Regeneratorabgasen zu vermindern, indem man Teilchen von Metalloxiden und/oder
Carbonaten von Metallen der Gruppe HA wie Dolomit, MgO oder CaCo, dem in einer FCC-Anlage zirkulierenden Katalysator
zusetzt. Die Metalle der Gruppe HA reagieren mit Schwefeloxiden im Abgas unter Bildung fester schwefelhaltiger Verbindungen.
Den Metalloxiden der Gruppe IXA fehlt physikalische
Festigkeit«. Unabhängig von der Grosse der eingeführten Teilchen werden diese rasch durch Abrieb in Feinstaub verwandelt
und verlassen die FCC-Anlage zusammen mit; dem Katalysator« Feinstaub. Der Zusatz von Dolomit und ähnlichen Materialien
aus Metallen der Gruppe HA dient daher im wesentlichen zum
einmaligen Durchlauf, und relativ grosse Materialmengen müssen kontinuierlich zugeführt werden, um die Konzentration an
Schwefeloxiden im Abgas zu reduzieren.
Es wurde ferner vorgeschlagen, z.B. in der US-PS 3 835
die Menge der Schwefeloxide in einem FCC-Regeneratorabgas zu vermindern, indem man einen konventionellen Kieselsäure/Tonerde·
Crackkatalysator mit dem Oxid eines Metalls der Gruppe UA
ORIGINAL INSPECTED
303
imprägniert. Dabei wird das Problem des Abriebs, das bei Verwendung der Metalle der Gruppe HA ohne Träger auftritt,
verkleiuert. Es wurde jedoch gefunden, dass Metalloxide der
Gruppe HA wie z.B. Magnesiumoxid bei Verwendung in Crackkatalysatoren
einen erheblichen unerwünschten Effekt auf Aktivität und Selektivität der Katalysatoren ausüben, Der
Zusatz eines Metalls der Gruppe HA zu einem Crackkatalysator
führt zu zwei besonders bemerkenswerten nachteiligen Konsequenzen, bezogen auf die Ergebnisse, die man beim Cracken
in Abwesenheit von Metallen der Gruppe HA erzielt:
Γ (1) die Ausbeute an flüssiger Kohlenwasserstoff-Fraktion
wird wesentlich vermindert, typischerweise um mehr als
1 Vol.# des Beschickungsvolumens, und (2) die Ocfcanzahl der
Benzin- oder Naphthafraktion (Siedebereich 24 bis 221 °C)
wird erheblich herabgesetzt» Beide nachteiligen Folgen sind für die wirtschaftliche Leistungsfähigkeit eines FCG-Crackverfahrens
sehr schädlich, so dass auch vollständige Entfernung
der Schwefeloxide aus dem Regeneratorabgas normalerweise die gleichzeitigen Verluste an Ausbeute und Cetanzahl, die aus
dem Zusatz von Metallen der Gruppe HA zum FCC-Katalysator resultieren, nicht kompensiert*
Tonerde ist ein Bestandteil zahlreicher FCC- und Wanderschient'
Crackkatalysatoren, gewöhnlich in enger chemischer Verbindung mit mindestens 40 Gew.% Kieselsäure. Tonerde selbst isU von
geringer Azidität und wird im allgemeinen als ungeeignet zur Verwendung als Crackkatalysator betrachtet. Die Erfahrungen
lehren, dass Tonerde nicht selektiv ist, d.h. die Kohlenwasserstoff produkte einer FCC- oder anderen Crackanlage mit Tonerdekatalysator
sind nicht die erwünschte! wertvollen Produkte, sondern sie enthalten z.B. relativ grosse Mengen an Cp- und
leichteren Kohlenwasserstoffgasen.
ORIGINAL INSPECTED
Die US-PS 4 071 436 offenbart die Verwendung von Tonerde
zur Verringerung der Menge an Schwefeloxid in den Abgasen,
die bei der Regenerierung von Crackkatalysatoren entstehen.
Die Tonerde kann in Form eines teilchenförmigen PestStoffs
im Gemisch mit Crackkatalysator-Teilchen verwendet werden.
In manchen Fällen kann die Tonerde auch in den Crackkatalysator-Teilchen
enthalten sein. Ih konventionellen Crackkatalysatoren enthaltene Tonerde ist jedoch gewöhnlich nicht sehr aktiv,
da sie in innigem Gemisch mit einer- grossen Menge Kiesel-"
säure vorliegt.
Die US-PSS 4 II5 250 und 4 115 251 offenbaren die synergistisehe
Anwendung von die Oxydation fördernden Metallen zur Verbrennung von Kohlenmonoxid in Kombination mit der Verwendung von Tonerde
zur Verminderung der Schwefeloxide im Abgas der Crackkatalysator-Regenerierung.
Werden Tonerde und. hochaktive oxydationsfordern de
Metalle zusammen im gleichen Teilchen vereinigt, so wird die Tonerde im Teilchen zur Entfernung von Schwefeloxiden aus dem
Regeneratorabgas unwirksam, insbesondere in Gegenwart auch kleiner Mengen Kohlenmonoxid. Andererseits kann bei Verwendung
von Tonerde und verbrennungsförderndem Metall In gesonderten Teilchen, die als physikalisches Gemisch zusammen in einem
^. Cracksystem zirkuliert werden, die Fähigkeit der Tonerde zur
Verminderung des Schwefeloxidgehalts im Abgas beträchtlich erhöht werden.
Bei der Herabsetzung der Schwefelmengen in Regeneratorabgasen unter Verwendung von Tonerde, wie in den US-PSS 4 OI7 4^6,
4 115 250 und 4 115 251 beschrieben, wurde in einem katalytischen
Cracksystem unter technischen Betriebsbedingungen festgestellt, dass Silicium und Silciumverbindungen, insbesondere
Kieselsäure, in dem im katalytischen Cracksystem verwendeten teilchenförmigen Katalysator eine unerwartete schädliche
Wirkung auf Aktivität und Stabilität der Tonerde ausüben,
ORiGiNAL INSPECTED
die in den von den Katalysatorteilchen verschiedenen Teilchen der teilchenförmigen Grundausrüstung enthalten . ist,
nämlicli in Bezug auf Kapazität und Reaktionsgeschwindigkeit
dex» Tonerde bei der Bildung schwefelhaltiger Feststoffe im
Katalysatorregenerator. In zeolitischen kristallinen Alumino-Silikaten enthaltende Silicium migriert scheinbar nicht in
erheblichem Ausmass und verursacht daher keine Tonerde«Deaktivierung.
Vorgängig war bekannt, dass Verunreinigung der Tonerde durch Kieselsäure ein Problem darstellt, wenn die
Kieselsäure vor Einführung in die zirkulierenden teilchenförmigen Feststoffe chemisch gebunden .1st3 odor allgemeiner.,
wenn die Kieselsäure bereits in den gleichen Teilchen wie die Tonerde vorliegt- Es wurde nun gefunden,, dass unter den
in technischen katalytischen Crack- und Regeneriersystemen
auftretenden Bedingungen die Kieselsäure- von Teilchen höherer
KiEselsäurekonzentration zu Teilchen von niedrigerer oder
null Kieselsäurekonzentration während der Zirkulation eines Gemischs solcher Teilchen im Cracksystem migrieren kann.
Einer solchen Migration unterliegende Kieselsäure kann als
"amorphe" oder "nicht-kristalline" Kieselsäure bezeichnet werden, um sie zu unterscheiden von Kieselsäure Ln Form
zeolitischer kristalliner Aluminosilikate, die relativ beständig
sind und wenig oder keine Migration -zwischen Teilchen unter technischen FCC-Betriebsbedingungen zeig?n°Es wird angenommen,
dass das Silicium in den heissen Gasen wie z«B. Wasserdampf, die im katalytischen Cracksystern vorliegen^
übertragen wird. Die vorliegende Erfindung betrifft zum Teil die Überwindung des Problems der Desaktivierung von Tonerde,
die aus der Migration von Kieselsäure von Teilchen hohen Kieselsäuregehalts zu Conerdehaltigen Teilchen im teilchenförmigen
Feststoffbestand eines katalytischen Cracksystems resultiert,.
BAD ORIGINAL
- 1$
Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung wird ein verbessertes
Verfahren zum Cracken eines schwefelhaltigen Kohlenwasserstoffstroms in Abwesenheit von äusserlich zugeführtem
molekularem Wasserstoff bereitgestellt, wobei das Verfahren besteht aus den Stufen (a) Kreislaufführung
eines Grundbestands aus.teilchenförmigen Peststoffen, einschliesslich
saurer Craekkatalysator-Teilchen,zwischen einer Crackzone und einer Katalysator-Regenerierzone, (b) Crackung
des schwefelhaltigen Kohlenwasserstoffstroms in der Crackzone in Kontakt mit den Crackkatalysator-i&ilchen^ die mindestens
20 Gew,$ einer Silieiumkomponente, berechnet als Kieselsäure und unter Ausschluss von Silicium in Form zeolitischer
kristalliner Aluniinosilikate enthält 5.n einer Crackzone bei
Crackbedingungen, einschliessllch einer Temperatur im Bereich
von 425 bis 700 °C, wobei schwefelhaltiger Koks auf den Katalysatorteilchen
abgelagert wird, und Entfernung des Kohlenwasserstoffs
troms aus der Crackzone, (c) Leitung der kokshaltigen Katalysatorteilchen aus der Crackzone und eines
sauerstoffhaltigen Gases in die Kataiysator-Regenerierzone,
Abbrennen des schwefelhaltigen Kokses dort bei einer Temperatur im Bereich von 5J58 bis 816 0C unter Bildung eines
Schwefeloxide enthaltenden Abgases und Entfernung des Abgases aus der Katalysator-Regenerierzone, (d) Bildung eines schwefelhaltigen
Peststoffs in der Regenerierzone durch Umsetzung der
Schwefeloxide mit Tonerde in mindestens einem, von den Katalysatorteilchen verschiedenen teilchenförmigen Feststoff im
Grundbestand der teilchenförmigen Feststoffe, wobei dieser weniger als 20 Gew.% Silicium, berechnet als Kieselsäure enthält,
(e) Rückführung der resultierenden, von Koks befreiten Katalysatorteilchen aus der Katalysator-Regenerierzone in die
Crackzone zum Kontakt mit dem Kohlenwasserstoffstrom und (f)
Bildung von Schwefelwasserstoff in der Crackzone durch Kontakt
ORIGINAL INSPECTED
des schwefelhaltigen Feststoffs mit dem Kohlenwasserstoff~
strom, und dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Vergiftung
der Tonerde im teilchenförmigen Peststoff zur Umsetzung mit
den Schwefeloxiden, die durch Migration von Silicium oder einer Siliciumverbindung von den Katalysatorteilchen in den
teilchenförmigen Feststoff verursacht wird, vermindst, indem
man im teilchenförmigen Feststoff 100 ppm, bezogen auf das Gewicht, bis 1,0 Gew.^, bezogen auf die Tonerde im teilchenförmigen
Feststoff und berechnet auf Elementbasis, eines Promotors aus mindestens einem der Elemente Natrium, Mangan oder
Phosphor oder einer Verbindung dieser Elemente verwendete
Schwefeloxide können aus dem Regenersiorabgas entfent werden
durch Umsetzung mit Tonerde hoher Oberfläche, die in vom Katalysator verschiedenen Teilchen vorliegt., welche in physikalischem
Gemisch mit den siliciumhaltigen Katalysatorteilchen in einem Cracksystem zirkuliert werden. Silicium und/oder
Siliciumverbindungen wie z.B. Kieselsäure migrieren von den Katalysatorteilchen zu den Tonerde-Teilehen., insbesondere
in wasserdampfhaltiger Atmosphäre wie z.B. in einem Katalysator-Abstreifer
oder Regenerator. Die Vergiftung der aktiven Tonerdekomponent.e
durch Verunreinigung mit Kieselsäure, die aus den Katalysatorteilchen zugewandert ist, wird erfindungsgemäss
herabgesetzt, indem man tonerdehaltige Teilchen verwendet, die
mindestens eines der Elemente Natrium, Mangan oder Phosphor oder eine Verbindung davon enthalten. Es wurde gefunden^, dass
die aktive Tonerde mindestens einen Teil ihrer Fähigkeit zur Reaktion mit Schwefeloxiden verliert, wenn sie mit migrierter
Kieselsäure verunreinigt ist. Der Aktivitätsverlust kann erheblich
verringert werden, indem man den tonerdehaltigen Teilchen
mindestens eines der genannten Elemente oder eine Verbindung davon einverleibt.
ORJGiNAL
Die vorliegende Erfindung wird angewandt in Verbindung mit
einem katalyeisehen Crackverfahren zum Cr'acken von Kohlenwasserstoffbeschickungen.
Die gleichev)Kohlenwasserstoffbeschickungen, die gewöhnlich in technischen FCC-Anlagen verarbeitet
werden, können in einem erfindungsgemäss betriebenen Cracksystem behandelt werden. Geeignete Beschickungen sind
z.B. Erdöldestillate oder -rückstände, die sowohl unbehandelt als auch partiell raffiniert sein können. Auch synthetische
Beschickungen wie Kohleöle und Schieferöle sind geeignet«
Die geeigneten Beschickungen sieden gewöhnlich im Bereich von etwa 200 bis 6OO C oder darüber« Eine geeignete Be~
Schickung kann im Kreislauf rückgeführte Kohlenwasserstoffe enthalten, die bereits einer Crackung unterworfen wurden.
Crackkatalysatoren, auf die vorliegende Erfindung Anwendung findetj sind solche, die eine erhebliche Kieselsäurekonzentration
aufweisen und die der Fachmann als geeignet sauer und aktiv zur Katalyse der Crackung von Kohlenwasserstoffen
in Abwesenheit von äusserlich zugeführtem molekularem Wasserstoff erkennt«. Die Erfindung ist am besten anwendbar bei
Katalysatoren, die mindestens 20 Gew.% Kieselsäure, insbesondere mindestens JQ Gew»i£ Kieselsäure enthalten, unter Aus-Schluss
von Kieselsäure in Form zeolitiecher kristalliner Aluminosilikate. Kieselsäure befindet sich im allgemeinen
in technisch angewandten Crackkatalysatoren in Kombination reit ein oder mehreren anderen anorganischen Oxiden wie Tonerde,
Magnesiumoxid und dergleichen. Zahlreiche technische Katalysatoren
die heute verwendet werden, enthalten eine Zeolit-Komponente in Verbindung mit einer Matrix aus nicht-kristalliner Kiesel-·
säure/Tonerde oder kieselsäurehaltigem Ton. Auch nicht-zeolitische
Katalysatoren, die Kieselsäure enthalten wie z.B. amorphe Kieselsäure/Tonerden, Kieselsäure/Magnesiumoxide, Tone
und dergleichen sind erfindungsgemäss verwendbar. Besonders
ORIGINAL INSPECTED
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geeignete Crackkomponenten sind die sauren, zeolitischen
kristallinen Aluminosilikate wie z.B. Faujasite X und Y,
vorzugsweise in Wasserstoff-Form, mit seltenen Erden gebunden
oder in anderer, gleichermassen beständiger Form.
Zeolitische kristalline Aluminosilikate sind bevorzugte saure Crackkomponenten, da das in Zeoliten enthaltene
Silicium während der Verwendung bei der katalytisch^ Crackung keiner erheblichen Migration zwischen Teilchen unterworfen
ist und daher nicht zur Vergiftung der Tonerdeaktivität bezüglich der Entfernung von Schwefeloxiden aus dem Abgas
~- beiträgt. Vorzugsweise enthält der Grundbestand an teilchen-"■-■
formigen Feststoffen in einem System, in dem die Erfindung eingesetzt wird, mindestens 75 Gew.% Teilchen, die 5 bis
j5O Gew.% eines zeolitischen kristallinen Aluminosilikats
enthalten. Andererseits können saure, nicht-kristalline Katalysatoren wie Kieselsaure/Tonerde verwendet werden, Beispielsweise kann es aus wirtschaftliehen Gründen zweckinässig
sein, ein Gemisch von Crackkatalysatoren zu verwenden, von denen einer eine zeolitische Crackkomponente enthält, während
der andere nur relativ billige amorphe Kieselsäure/Tonerde aufweist, z.B* in Systemen, in denen häufig Katalysator zugefügt
werden muss als Ergebnis hoher Metallkonzentrationen in der Beschickung oder dergleichen.
Eine zeolithaltige Katalysatorkomponente kann durch Behandlung von Kaolinton gebildet werden, z.B. durch Aufschlämmen des
Tons, Versetzen mit Bindemittel und Sprühtrocknung, gefolgt von einer Behandlung mit Alkali bei erhöhter Temperatur während
ausreichend langer Zeit, so dass eine Fraktion des gewünschten Zeolits im so behandelten Ton entsteht, der als Matrix dient.
Die Zeolitkomponente in den Teilchen kann durch Ionenaustausch gegebenenfalls in die Ammonium- und/oder seltene Erden-Form
überführt werden. Selbstverständlich bleibt gewöhnlich ein
ORIGINAL INSPECTED
erheblicher nicht-kristalliner Kieselsäuregehalt in auf diese Weise hergestellten Katalysatoren zurück. Der Zeolit kann auch
gesondert hergestellt und der gewünschten Matrix oder dem Bindematerial zugesetzt werden. Konventionelle Binder wie Tone, mit
Säure behandelte Tone, synthetische Kieselsäure/Tonerde-Cogele und dergleichen können als Binder oder als Bindemittelkomponente
dienen.
Die bei der Crackung oder Umwandlung in einer FCC-Anlage angewandten
Crackbedingungen werden häufig teilweise durch Vorer-C-hitzung
oder Wärmeaustausch der Kohlenwasserstoffbeschickungen
erzielt, die so auf eine Temperatur von etwa J515 bis 400 C
gebracht werden, ehe sie in die Craekzone gelangen^ eine Vorerhitzung der Beschickung ist jedoch nicht ausschlaggebend«
Zu den Crackbedingungen gehören gewöhnlich ein Gewichtsverhältnis Katalysator zu Kohlenwasserstoff von etwa J>
bis 10* Vorzugsweise wendet man eine Raumgeschwindigkeit des Kohlenwasserstoffgewichts in der Craekzone von etwa 5 bis 50 pro
Std. an. Die durchschnittliche Koksmenge im Katalysator nach Kontakt mit den Kohlenwasserstoffen in der Craekzone beträgt
beim Übergang des Katalysators in den Regenerator vorzugsweise zwischen etwa 0,5 und etwa 2,5 Gew.%„ sie hängt teilweise vom
Kohlenstoffgehalt des regenerierten Katalysators im betreffenden System und der Wärmeführung des Systems abo
Die Regenerierzone einer FCC-Anlage., die eine Ausführungsform
der Erfindung benützt, kann konventionell gebaut sein» Vorzugsweise
wird der Gesamtdruck in der Regenerierzone bei min-
destens 2,4 kg/cm gehalten. Die Gasatmosphäre in der Regenerierzone
enthält gewöhnlich ein Gemisch von Gasen, deren Konzentrationen sich je nach dem Ort im Regenerator ändern. Die Gaskonzentrationen
ändern sich auch je nach der Kokskonzentration auf den Katalysatorteilchen, die in den Regenerator eintreten,
ORIGINAL INSPECTED
3 O 3 3 υ 31
und nach der Menge von molekularem Sauerstoff und Wasserdampf,
die in den .Regenerator gelangen. Bn allgemeinen enthält die Gasatmosphäre im Regenrator 5 bis 25 % Wasserdampf, wechselnde
Mengen Sauerstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Stickstoff, Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf Fälle, in denen
man ein sauerstoffhaltiges und stickstoffhaltiges Gas wie Luft verwendet zum Verbrennen des Kokses im Katalysatorregenerator.
Dem Fachmann ist bekannt, dass praktisch stets Luft verwendet wird, um in FCC-Regeneratoren den zur Verbrennung erforderlichen
Sauerstoff zu liefern.
Schwefeloxide werden in einer Katalysator-Regenerlerzone aus
dem Abgas entfernt, indem man diese Schwefeloxide wie z.B. Schwefeltrioxid in der Regenerierzone mit Tonerde umsetzt.
Aktive Tonerde zur Reaktion mit Schwefeloxiden besitzt gewohnlich eine Oberfläche von mindestens 50 m /g, d.h. es ist
z.B. 7"- oder 6-Tonerde.Geeignete Tonerde darf nicht in engem
Gemisch mit mehr als 20 Gew.% Kieselsäure, bezogen auf die Tonerde-und Kieselsaurekonzer;trationen i.n einem bestimmten
Teilchen vorliegen, und vorzugsweise sind die tonerdehaltigen Teilchen von Beimischungen aus Kieselsäure im wesentliche frei«
Zur Verwendung eignet sich Tonerde beliebiger Herkunfta 'falls
sie durchschnittlich etwa 0,1 bis 100 Gow.# "reaktionsfähige
Tonerde" enthält, die bestimmt wird, indem man die tonerdehaltigen
Teilchen folgenden Stufen unterwirft:
(1) ein Strom eines Gasgemischs, das 10 VoI,# Wasser,
1 Vol.$ Schwefelwasserstoff, 10 Vol„# Wasserstoff und
79 Vol.# Stickstoff enthält, wird kontinuierlich bei einer Temperatur von 65O 0C und Normaldruck über das
feste Teilchen geleitet, bis das Teilchengewicht im wesentlichen konstant bleibt.
ORIGINAL INSPECTED
- - 43
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(2) Ein Strom eines Gasgemischs, das 10 % Wasser, 15 %
Kohlendioxid, 2 % Sauerstoff und 73 % Stickstoff enthaie,
wird über das in Stufe (1) resultierende Teilchen bei einer Temperatur von 650 0C und Normaldruck geleitet,
bis das Teilchengewicht im wesentlichen konstant ist; das Teilchengewicht wird zu diesem Zeitpunkt mit "Wa"
bezeichnet.
(3) Ein Strom eines Gasgemischs, d·. as 0,05 % Schwefeldioxid
und im übrigen die gleichen Gase in den gleichen Mengen wie in Stufe (2) enthält, wird über das aus Stufe (2)
resultierende Teilchen bei einer Temperatur von 650 0C
und Normaldruck geleitet, bis das Teilchen im wesentlichen konstantes Gewicht erreicht hat* wobei dieses Teilchengewicht mit "Wa" bezeichnet wird*
Der gewichtsmassige Anteil an Reaktionsfähiger Tonerde im
festen Teilchen "Xa" wird ermittelt nach der Formel
y. _ Ws--Wa Molekulargewicht Tonerde
Wa 3 χ Molekulargew«- Schwefeltrioxid
Die erfindungsgemäss verwendete Tonerde befindet sich in von den Katalysatorteilchen verschiedenen teilchenförmigen Feststoffen, die zum Kreislauf im Cracksystem physikalisch geeig-·
V.. nete Form haben« Geeignete Teilchen besitzen gewöhnlich einen
Tonerdegehalt von mindestens 80 Gew.% und vorzugsweise von Gew.% oder mehr. Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform
bestehen die Teilchen aus 2T-Tonerde. Tonerde kann zu Teilchen verformt werden, deren Grosse zur Kreislaufführung
zusammen mit dem FCC-Katalysator geeignet ist, indem man Sprühtrocknung
anwendet, grössere Teilchen zerkleinert oder dergleichen.
ORIGINAL INSPECTED
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Bei der Ausführung der Erfindung werden tonerdehaltige Teilchen in ein Cracksystem eingeführt und in physikalischem Gemisch
mit Kieselsäurehaltigem Crackkatalysator im Kreislauf geführt. Die Menge an gesonderten, tonerdehaltigen Teilchen,
die im Grundbestand teilchenförmiger Feststoffe verwendet
wird, beträgt vorzugsweise 25 Gew.% oder weniger des im
Cracksystem zirkulierenden gesamten Bestandes an teilchenförmigen Feststoffen. Der Zusatz einer Tonerdemenge von 1,0
bis 25 Gew.%, bezogen auf den Gesamtbestand der teilchenförmigen
Feststoffe, wird besonders bevorzugt. Grosse, Form und Dichte der tonerdehaltigen Teilchen, die im Gemisch mit
Katalysatorteilchen zirkulieren, sind vorzugsweise derart, dass die tonerdehaltigen Teilchen in praktisch gleicher
Weise wie die konventionellenKatalysatorteilchen im jeweiligen Cracksystem zirkulieren, wobei in einer Anlage mit Wanderschicht
Perlen verwendet werden und in einer FCC^Anlage Teilchen mit
5 bis 100 Mikron Durchmesser besonders geeignet sind. Die Tonerde reagiert mit Schwefeltrioxid oder Schwefeldioxid und
Sauerstoff im Regenerator unter Bildung mindestens eines schwefelhaltigen Feststoffs wie eines Aluminiumsulfats«, Aui
diese Weise werden Schwefeloxide aus der Regeneratoratmosphäre entfernt und nicht mit dem Abgas ausgetragen.
f. Teilchen, die feste Aluminium- und Schwefel-Reaktionsprodukte
enthalten, werden zusammen mit den anderen teilchenförmigen Feststoffen wie z.B. dem regenerierten Katalysator in die Crackzone
zurückgeleitet. In der Crackzone wird die Tonerde regeneriert und es entsteht Schwefelwasserstoff durch Reaktion
des Schwefels im schwefelhaltigen Feststoff mit dem Kohlenwasserstoffstrom. Ausser der Bildung von Schwefelwasserstoff
kann die Reaktion zwischen Schwefel- und aluminiumhaltigen Feststoff und der Kohlenwasserstoffbeschickung auch zu anderen
Schwefelverbindungen führen wie Kohlenoxysulfid, organischen
JA
Ο U O
Sulfiden und dergleichen, die bei den Crackbedingungen im Dampfphase vorliegen. Der resultierende Schwefelwasserstoff
und die anderen Schwefelverbindungen der Dampfphase verlassen die Crackzone als Teil des Stromes gecrackter Kohlenwasserstoffe,
zusammen mit einer wesentlich grösseren Menge dampfförmiger Schwefelverbindungen, die während den Crackreaktionen
direkt aus dem Schwefel der Kohlenwasserstoffbeschickung entstanden. Das anschliessend vom gecrackten .Kohlenwasserstoffstrom
abgesonderte Abgas enthält somit direkt aus der Beschickung entstandenen Schwefelwasserstoff und Schwefelwasserstoff, der
durch Reaktion zwischen dem schwefel- und tonerdehaltigen Peststoff
und dem Kohlenwasserstoffstrom in der Crackzone entstanden IS te
Es wurde gefunden, dass bei Einschluss mindestens eines der "
Elemente Natrium, Mangan oder Phosphor in die tonerdehaltigen Teilchen, die zur Reaktion mit den Schwefeloxiden bestimmt
sind, die Desaktivierung der Tonerde hinsichtlich der Reaktion mit SO , die durch Kieselsäuremigration versacht wird, erheblieh
vermindert werden kann. Während Natrium- Mangan und Phosphor oder deren Verbindungen die besten Materialien zum
Zusatz zur Tonerde sind, um eine Desaktivierung durch Kieselsäuremigration zu verhüten, können auch verschiedene andere
Materialien eine positive Wirkung in dieser Hinsicht ausüben. Hierzu gehören Lithium, Kalium, Nickel, lanthan, Zinn und Eisen»
Andererseits scheinen diese letzgenannten Stoffe nicht so wirksam wie Natrium, Man-gan oder Phosphor,
Die Natrium-, Mangan- oder Phosphor-Komponente kann mit der Tonerde in beliebiger geeigneter Weise kombiniert werden.
Beispielsweise kann man eine wasserlösliche Verbindung durch wässrige Imprägnierung in die tonerdehaltigen Teilchen einführen.
ORIGINAL INSPECTED
''·'■'■■'■ q η ο ο " ο ι
"',λ·" "" ο υ ^ ο -j ο ι
Das vorgesehene Material kann vor der Formgebung mit Tonerde vermischt werden, z.B. durch Trockenvermischung, gemeinsames
Vermählen oder dergleichen. Die Menge an Natrium, Mangan oder Phosphor beträgt, berechnet auf die Elemente, gewöhnlich mindestens
100 ppm (Gewicht) der Tonerde. Die maximale Menge beträgt 1,0 Gew. %. Vorzugsweise werden nicht mehr als 0,5 Gew. %
des Promotors der Tonerde einverleibt. Die Promotorkonzentration
berechnet sich nach dem Tonerdegehalt des tonerdehaltigen teilchenförmigen Feststoffs« Selbstverständlich kann
die Tonerde als Gemisch, Teilchenpackung oder dergleichen mit anderen Materialien kombiniert werden, z.B. mit anderen
anorganischen Oxiden wie Chromoxid* Magnesiumoxid, Titanoxid
und dergleichen.
Überraschend wurde gefunden, dass Konzentrationen an Natrium, Mangan oder Phosphor in Tonerde von 0,1 Gew. % wirksamer sind
bezüglich der Verhütung der Tonerde-Desaktivierung durch Kieselsäure als höhere Konzentrationen wie 0,5 Gew.% oder mehr.
Proben teilchenformiger Tonerde werden mit wasserlöslichen
Salzen verschiedener Promotoren imprägniert* Als Tonerde wurde
die Marke Reynolds-REK30 aus dem Handel verwendet. Mit jedem
Promotor wurden 2 Tonerdeproben hergestellte von denen die eine 0,1 Gew.% Promotor und die andere 0,5 Gew,$ enthielt.
Sämtliche Proben wurden durch wässrige Imprägnierung mit einem wasserlöslichen Salz gebildet. Jede Probe wurde in
trockener Luft 4 Std. bei 593 0C calciniert.
COPY OR'GWAL INSPECTED
-ι -~ "Oi
.Beispiel 2
0*5 g-P.ortj.onen jeder Probe gemäss Beispiel 1 wurden physikaliscxi
mit 4,5 g eines zeolithaltigen FCC-Katalysators handelsüblicher. Form vermischt, der etwa 37 Gew.# Kieselsäure
ausschliesslich der Kieselsäure in Form von zeolitischem kristallinem Aluminosilikat enthielt. Jedes der Katalysator/-Tonerde-Gemische
wurde dann 96" Std. bei 65Ο °C mit Wasserdampf
behandelt, um die Kieselsäuremigration aus den Katalysatorteilchen
auf die Tonerdeteilchen einzuleiten, Die Reaktionsgeschwindigkeit der mit Wasserdampf behandelten Tonerde-Proben
wurde dann durch thermogravimetrieehe Analyse in folgendem
Verfahren bestimmt: (I)- ein Teil jedes wasserdampf behandelten
Katalysator/Tonerde-Gemischs wurde auf 650 C erhitzt in einer fliessenden Atmosphäre, die 2 Vol.# Sauerstoff, 5
Kohlendioxid und 10 VoIe^ Wasser in Stickstoff enthielt*
bis zur Gewichtskonstanz der Probej (2) die Zusammensetzung
der Atmosphäre wurde verändert auf 10 Vol.# Wasserstoff und
10 Vol.^j Wasser in Stickstoff, wobei wieder die Gewichtskonstanz der Probe abgewartet wurde; (3) die Atmosphäre wurde
zur Zusammensetzung gemäss Stufe (1) zurückgeführt und bis zur Gewichtskonstanz der Probe beibehalten· (4) der Atmosphäre
wurden 0,2 Vol.% Schwefeldioxid zugesetzt und die Gewichtszu- .;
nähme im Verlauf von β min Schwefeldioxid'-Elnwirkung wurde
gemessen. Die Reaktionsgeschwindigkeit der Proben ist definiert als mittlere Gewichtszunahme pro Minute innerhalb der ersten
6 min, dividiert durch das Gesamtgewicht der Probe nach Stufe (3)-.
Die Ergebnisse für jede promotorhaltige Tonerde, für die Vergleichsprobe
aus promotorfreier Tonerde und für eine Probe aus Katalysator ohne Tonerdeteilchen zeigt Tabelle I. Aus Tabelle I
ist zu entnehmen, dass Natrium, Mangan und Phosphor als Promotoren eine wesentliche höhere Aktivität bei der Reaktion mit SO ergeben,
«cw
nachdem die Probe J'·· einer Kieselsäuremigratton unterworfen
- Ψ- 11
worden war, verglichen zu den anderen getesteten Promotoren, insbesondere oei den Proben mit 0,1 Gew.% Promotor.
Tabelle I | Geschwindigkeit | (ppm/Minute) | |
Promotor | 0,1 Gew. % | 0,5 Gew. % | |
77 | 66 | ||
Phorphor | 71 | 63 | |
Mangan | 74 | 68 | |
Natrium | 69 | 61 | |
Nickel | 64 | 64 | |
Lanthan | 60 | 62 | |
Zinn | 64 | 67 | |
Eisen | 66 | 61 | |
Kupfer | 62 | 43 | |
Vanadium | 63 | 51 | |
Titan | 60 | 56 | |
Mangesium | .59 | 54 | |
Cer | 52 | 59 | |
Blei | 53 | 46 | |
Bor | 46 | 50 | |
Molybdän | 57 | 52 | |
Arsen | 54 | 54 | |
ohne | 51 | 51 | |
Katalysator allein | |||
Beispiel III | |||
Zum Vergleich mit den erfindungsgemässen Tonerdeteilchen
wurden Teilchen aus Silicagel mit Natrium oder Mangan imprägniert·
Als Silicagel wurde die Marke Davison Grade 70 verwendet, die auf den Teilchengrossenbereich 0,15 bis 0,044 mm
Teilchengrösse gesiebt worden war. 4 Silicagel-Proben wurden
/MSPECTED
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mit einer wässrigen Lösung von Natriumnitrat oder Mangannitrat derart imprägniert, dass Proben mit 0.,I Gew.% Natrium,
0,5 Grew.% Natrium, 0,1 Gew. % Mangan und 0,5 Gew. % Mangan ent«
standen.
0,5 g-Proben des reinen Gels wurden mit 4,5 g des gleichen
zeolithaltigen FCC-Katalysators vermischt, der in Beispiel 2 verwendet wurde. 4 Gemische wurden hergestellt mit jeweils
4,5 g des FCC-Katalysators und 0,5 g Silicagel mit 0Λ1 Gew„$
Natrium, 0,5 Gew.% Natriu.fi, 0,1 Gew.% Mangan bzw, 0,5 Gew.%
Mangan. Diese Gemische wurden 96 Std. bei 650 0C mit Wasser«
dampf behandelt. Dann wurde die Geschwindigkeit der Reaktion (falls eine solche stattfand) mit Schwefeloxiden,wie in Bei"
spiel 2 beschrieben, gemessen. Die Ergebnisse für unvermischt.en Katalysator und die 5 Gemische zeigt die Tabelle II:
Promotor
unvermischter Katalysator
Katalysator mit reinem Silicagel
^- Mangan-imprägniert
Natrium-imprägniert
Natrium-imprägniert
Ges chwindigke i t | 0,5 Gew„# |
ppm/Minute | 51 |
0,1 Gew. % | 29 |
51 | 57 |
29 | 27 |
40 | |
Aus Tabelle II ist zu ersehen, dass alle Silicagel-Gemische bezüglich der Reaktion mit Schwefeloxiden wesentlich schlechter
sind als der FCC-Katalysator allein.
- U
Eine konventionelle, technische FCC-Anlage mit einer Kapazität
von 35 000 hl pro Tag wird verwendet. Als Beschickung dient
ein Kohlenwasserstoffgemisch mit einem Siedebereich von 304
bis 593 °C und einem Schwefelgehalt von 0,85 Gew.%. Der Crackreaktor
verwendet eine Kombination aus Aufstiegs-(riser) und Dichtbett-Crackung. Die Crackbedingungen umfassen eine Durchschnittstemperatur
im Reaktor von etwa 495 °C, eine Raumgeschwindigkeit
von etwa 5/Std. (Gewicht) und einen Umwandlungsgrad (in bis 220 C umgewandelte Beschickung) von etwa 85 %,
Der Katalysator wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 8 t/rain bei einem Gesamtbestand von etwa 154 t im Kreislauf geführt,
Der verwendete Katalysator enthält zeolitisches kristallines Aluminosilicat vom Y-Typ, in einer nicht-kristallinen Kieselsäure/Tonerde-Matrix
dispergiert. Ein gesonderter Verbrennungs«
promotor wird verwendet, um die Verbrennung im Regenerator vollständig zu gestalten. Die Kieselsäure-Konzentration im Katalysato
ausser Kieselsäure in Form von Zeolit, beträgt etwa 4o Gew.%»
Der verbrauchte Katalysator enthält etwa 0,8 Gew,^ Koks und der
Koks seinerseits enthält etwa 0,7 Gew.% Schwefel. Die Regeneriert
erfolgt bei einer Temperatur von etwa 67O 0C Nach der Regenerien
enthält der Katalysator etwa 0,2 Gew.% Koks- Vor Einführung der
Tonerde zur Reaktion mit SO in die zirkulierende Teilchemasse enthält das aus dem Regenerator entweichende Abgas etwa 300 ppm
(Volumen) SO , berechnet als Schwefeldioxid. Zum Vergleich wird zunächst unbehandelte teilchenförmige 7f-Tonerde eingesetzt, um
das SO aus dem Reaktorabgas zu entfernen. Die Tonerde wird in solcher Menge eingeführt und zirkuliert, dass sie 10 Gew.% des
Grundbestands der teilchenförmigen Feststoffe ausmacht. Die anfänglich aus dem Abgas entfernte SO -Menge ist relativ hoch,
nach 5 Tagen Betriebszeit beobachtet man jedoch,- dass Migration
COPY ORiGiNAL INSPECTED
3ο33G3
der Kieselsäure von den Crackkatalysator-Teilchen die Aktivität
der Tonerde vermindert hat, so dass die SO -Menge im Abgas sicn auf etwa 220 ppm erhöht. Dann wird Tonerde ohne
Promotor aus dem FCC-System entfernt und erfindungsgemäss
werden Tonerdeteilchen mit 0,1 Gew.% Phosphor eingeführt
in einer Menge, die 10 Gew.^ des Grundbestands teilchenförmiger
Peststoffe in der FCC-Anlage ergibt. Die promotorhaltige
Tonerde war hergestellt worden durch Sprühtrocknen der Tonerde und anschliessende wässrige Imprägnierung mit
Ammoniumphosphatlösung, Nach Einführung der phosphorhaltigen Tonerde wird wieder gefunden, dass anfänglich eine hohe SO Menge
aus dem Abgas entfernt ist. Nach 5-tägigem Betrieb beobachtet man wesentlich geringere Desaktivierung cSeser
Tonerde durch Kieselsäuremigration als bei der gromotorfreien
Tonerde, und einen SO -Gehalt, im Abgas von nur l40 ppm (Volumen),
Für Chevron Research Company,
San Francisco, CA., V.St.A,
Dr.H.J.Wolff Rechtsanwalt
COPY
Claims (7)
1. Verfahren zum Cracken eines schwefelhaltigen Kohlenwasserstoffs troms in Atawesenheit von von aussen zugeführtem
molekularem Wasserstoff mit den Stufen (a) Kreislaufführung eines Grundbestands an teilchenförmigen
Feststoffen, einschliesslich saurer Crackkatalysatorteilchen zwischen einer Crackzone und
einer Katalysator-Regenerierzone,
.· .-' *--· ■-■ "-" ·' 3033331
(b) Crackuiig des schwefelhaltigen Kohlenwasserstoffs^roins
in der Crackzone in Kontakt mit den Crackkatalysatorteilchen, die mindestens 20 Gew.# einer
Siliciumkomponente, berechnet als Kieselsäure und
unter Ausschluss von Silicium in Form von zeolitischem kristallinem Aluminosilikat enthalten,
• "unter - Crackbedingungen, einschliesslich
einer Temperatur von 425 bis 700 0C, wobei
schwefelhaltiger Koks auf den Katalysatorteilchen niedergeschlagen wird, und Entfernung des Kohlenwasserstoffstroras
aus der Crackzone,
(c) Leitung der kokshaltigen Katalysator be liehen aus
der Crackzone und eines sauerstoffhaltigen Gases
in die Katalysator-Regenerierzone., Abbrennen des schwefelhaltigen Kokses dort bei einer Temperatur
im Bereich von 538 bis 8l6 0C unter Bildung eines
Schwefeloxide enthaltenden Abgases und Entfernung des Abgases aus der Katalysator-Regenerierzone,
(d) Bildung eines schwefelhaltigen Peststoffs in der
Hegenerierzone durch Umsetzung der Schwefeloxide mit Tonerde in mindestens einem teilchenförmigen
Feststoff innerhalb des teilchenförmigen Grundbestands, der von den genannten Katalysatorteilchen
verschieden ist, wobei diese Teilchen weniger als 20 Gew.% Silicium, berechnet als Kieselsäure, ent™
halten,
(e) Rückführung der resultierenden, vom Koks befreiten
Katalysatorteilchen aus der Katalysator-Regenerierzone zum Kontakt mit dem Kohlenwassers tof fs trom in
der Crackzone und
(f) Bildung von Schwefelwasserstoff in der Crackzone
durch Kontakt des schwefelhaltigen Feststoffs mit
BAD ORIGINAL v
3033331
dem Kohlenwasserstoffstrom, dadurch gekennzeichnet,
dads man die Vergiftung der Tonerde im teilchenförmigen
Peststoff zur Reaktion mit Schwefeloxiden, die verursacht wird durch Migration von Silicium
oder einer Siliciumverbindung aus den Katalysatorteilchen in den teilchenförmigen Peststoff vermindert, indem man .in dem teilchenförmigen Peststoff
100 ppm (Gewicht) bis 1,0 Gewo& bezogen auf die
Tonerdemenge im teilchenförmigen Peststoff und berechnet auf die Elemente, eines Promotors verwendet,
der mindestens eines der Elemente Natrium- Mangan oder Phosphor oder eine Verbindung dieser Elemente
enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der tonerdehaltige' teilchenförmige Peststoff 100 ppm
bis 0,5 Gew.%, bezogen.auf die Tonerde im teilchenförmigen Peststoff, Phosphor enthält.
3>. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekeimzelehnet, dass
der tonerdehaltige teilchenförmige Peststoff 100 ppm ■
bis 0,5 Gew.%t bezogen auf Tonerde im teilchenförmigen
Peststoff, Natrium enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.^ dass
der tonerdehaltige teilchenförmige Peststoff 100 ppm bis 0,5 Gew.%, bezogen auf die Tonerde im teilchenförmigen
Feststoff, Mangan enthält.
5. Zusammensetzung zur Verwendung in einem Verfahren zum Cracken von Kohlenwasserstoffen in Abwesenheit von von
aussen zugesetztem molekularem Wasserstoff, gekennzeichnet durch 75 bis 99 Gew.% eines sauren teilchenförmigen
2ι w ι./ ο .^ .·' J
Crackkatalysators mit mindestens 20 Gew.$ einer Siliciumkomponente,
berechnet als Kieselsäure, unter Ausschluss von Silicium in Form von zeolitischem kristallinem Aluminosilikat,
1 bis 25 Gew.% eines teilchenförmigen Peststoffs
mit mindestens 75 Gew.% Tonerde und 100 ppm, bezogen auf
das Gewicht, bis 1,0 Gew.%s bezogen auf die Tonerdemenge
im teilchenförmigen Feststoff und berechnet als Elemente, eines Promotors aus einem der Elemente Natrium, Mangan
oder Phosphor oder einer Verbindung dieser Elemente, wobei der teilchenförmige Feststoff weniger als 20 Gew.% Silicium^
berechnet als Kieselsäure, enthält.
6, Zusammensetzung nach Anspruch 5^ dadurch gekennzeichnet,
dass der tonerdehaltige teilchenförmige Feststoff 100 ppm :
bis 0,5 Gew.%, bezogen auf Tonerde im teilchenförmigen
Feststoff, Phosphor enthält«
7. Zusammensetzung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet,
dass der tonerdehaltige teilchenförmige Feststoff 100 ppm bis 0,5 Gew,#, bezogen auf Tonerde im teilchenförmigen
Feststoff, Natrium en thai t<-
Zusammensetzung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet,
dass der tonerdehaltige teilchenförmige Feststoff 100 pmm bis 0,5 Gew„$, bezogen auf Tonerde im teilchenförmigen
Feststoff, Mangan enthält«,
ORIGINAL INSPECTED
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DE3033831A1 true DE3033831A1 (de) | 1982-04-29 |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2709663A1 (de) * | 1976-03-11 | 1977-09-15 | Chevron Res | Verfahren zur herabsetzung der menge an schwefeloxiden in insbesondere bei einem crackverfahren anfallenden gasgemischen, und stoffgemisch zu deren durchfuehrung |
-
1980
- 1980-08-29 CA CA000359354A patent/CA1145700A/en not_active Expired
- 1980-09-03 GB GB8028428A patent/GB2083835B/en not_active Expired
- 1980-09-09 DE DE19803033831 patent/DE3033831A1/de not_active Ceased
- 1980-09-12 JP JP12706680A patent/JPS5753590A/ja active Granted
- 1980-09-19 NL NL8005244A patent/NL8005244A/nl not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2709663A1 (de) * | 1976-03-11 | 1977-09-15 | Chevron Res | Verfahren zur herabsetzung der menge an schwefeloxiden in insbesondere bei einem crackverfahren anfallenden gasgemischen, und stoffgemisch zu deren durchfuehrung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2083835A (en) | 1982-03-31 |
GB2083835B (en) | 1984-01-11 |
JPS5753590A (en) | 1982-03-30 |
JPS6317314B2 (de) | 1988-04-13 |
CA1145700A (en) | 1983-05-03 |
NL8005244A (nl) | 1982-04-16 |
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