DE3223058A1

DE3223058A1 - Process for the catalytic cracking of a hydrocarbon batch in a fluidised bed

Info

Publication number: DE3223058A1
Application number: DE19823223058
Authority: DE
Inventors: Harry Den Haag Geelen; John Gordon Mckillop; Paul O'connor; Rolf Martin Stordalen
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1981-06-23
Filing date: 1982-06-21
Publication date: 1983-02-03
Also published as: ZA824356B; SU1445562A3; BR8203597A; CH649777A5; FR2508058B1; ES513298A0; BE893591A; FR2508058A1; ES8305407A1; NL8202492A; JPH0211637B2; JPS585392A; AU8506082A; AU543570B2; CA1183793A

Description

SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ B.V. Den Haag, NiederlandeSHELL INTERNATIONAL RESEARCH MAATSCHAPPIJ B.V. The Hague, Netherlands

"Verfahren zum katalytischen Cracken einer Kohlenwasserstoffbeschickung in einer Wirbelschicht.""Process for the catalytic cracking of a hydrocarbon feed in a fluidized bed. "

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

23. Juni 1981 - Großbritannien - Nr. 8119375Jun. 23, 1981 - Great Britain - No. 8119375

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum katalytischen Cracken einer Kohlenwasserstoffbeschickung in einer Wirbelschicht in einem Reaktorsystem, welches mindestens eine Crackzone und eine Regenerierzone aufweist, welche wechselseitig in Verbindung untereinander stehen.The present invention relates to a method for catalytic Cracking a hydrocarbon feed in a fluidized bed in a reactor system which has at least one Has crack zone and a regeneration zone, which are mutually connected to one another.

Das katalytische Crackverfahren in einer Wirbelschicht ist viele Jahre lang als Haupterzeugungsmöglichkeit für Benzin in der Raffinerieindustrie angesehen worden. Typischerweise sind als Beschickungen Destillate eingesetzt worden, beispielsweise Gasöle, und die Betriebsbedingungen wurden so ausgewählt, daß relativ hohe Umwandlungsraten der Gasölbeschickungen erzielt wurden, um so maximale Ausbeuten an Benzin zu erhalten. Man hat eine recht gute Kenntnis von dem Ablauf der Crackreaktion, welcheThe fluidized bed catalytic cracking process is many For years it has been viewed as the main gasoline generator in the refining industry. Typically as Feeds of distillates have been used, for example gas oils, and the operating conditions have been chosen to be relative high gas oil feed conversion rates were achieved so as to obtain maximum gasoline yields. One has a fairly good knowledge of the course of the cracking reaction, which

es gestattet, aus Gasölen Benzin zu erhalten,und auch die Begrenzungen, welche bezüglich der Art der Gasölbeschickungen zu beachten sind, sind dem Fachmann recht geläufig. Die Hauptbeschränkungen, welche derzeit in Bezug auf die Gasölbeschickungen zu beachten sind, sind die Menge an Kohlenstoff oder "Koks"-Vorstufen und die Menge an metallischen Verbindungen, welche in den Beschickungen enthalten sind.it allows petrol to be obtained from gas oils, and also the limitations those skilled in the art are quite familiar with which to consider with regard to the type of gas oil feed. The main restrictions What currently needs to be considered in relation to gas oil feeds is the amount of carbon or "coke" precursors and the amount of metallic compounds contained in the feeds.

Diese Koksbildner oder Koks-Vorstufen, bei denen es sich typischerweise um hochmolekulare Kohlenwasserstoffe mit kondensierten Ringsystemen handelt, sind primär abhängig von der Art des Rohöls und dem Siedebereich des betreffenden Materials. Die beim Conradson- oder Ramsbottom-Verkokungstest erhaltenen Analysenwerte stellen in etwa ein Maß für das Vorliegen solcher Verbindungen und für die Verkokungsneigung des betreffenden Rohöls dar. Üblicherweise ist es erwünscht, die Mange an solchen Verbindungen in den Gasölbeschickungen auf 0,5 Gewichtsprozent oder weniger, bestimmt nach der Verkokungsmethode von Conradson, zu beschränken. Der Grund für diese Beschränkung ist darin zu sehen, daß in dem Maß, wie die Menge an solchen Koks-Vorläuferverbindungen der Gasö!beschickung zunimmt, auch mehr Koks auf dem Katalysator in der Kohlenwasserstoffreaktionszone niedergeschlagen wird, als für die Wärmebilanz des Verfahrens erforderlicht ist. Die Temperaturen in der^{Regenerierzone},in welcher die Koksniederschläge zu Kohlenoxid und/oder Kohlendioxid oxidiert werden, können dann außerordentlich ansteigen,und, was von gleicher Bedeutung ist, die Temperatur der Katalysatorteilchen kann bis zu einem solchen Ausmaß ansteigen, daß die Struktur des Katalysators beschädigt oder zerstört wird, was wiederum einen Aktivitätsverlust zur Folge hat.These coke formers or coke precursors, which are typically high molecular weight hydrocarbons with condensed ring systems, are primarily dependent on the type of crude oil and the boiling range of the material in question. The analytical values obtained in the Conradson or Ramsbottom coking test are approximately a measure of the presence of such compounds and of the coking tendency of the crude oil in question. It is usually desirable to reduce the deficiency of such compounds in the gas oil feeds to 0.5 percent by weight or less, determined by the Conradson coking method. The reason for this limitation is that as the amount of such coke precursors in the gas feed increases, more coke is deposited on the catalyst in the hydrocarbon reaction zone than is necessary for the heat balance of the process. The temperatures in the ^regeneration zone, in which the coke precipitates are oxidized to carbon oxide and / or carbon dioxide, can then rise extremely, and, equally important, the temperature of the catalyst particles can rise to such an extent that the structure of the catalyst is damaged or is destroyed, which in turn results in a loss of activity.

Die zweite wesentliche Beschränkung in Bezug auf die Gasölbeschickungen besteht im Gehalt an organischen Nickel-, Vanadium- und Eisenverbindungen, welche in diesen Beschickungen vorkommen. Solche Verbindungen, welche üblicherweise als "Porphyrine" bezeichnet werden, gehen bei der Destillation in die hochsiedenden Fraktionen von Vakuumgasölen über. Zusätzlich können auch noch anorganische Metallverbindungen in solchen Fraktionen vorkommen. Typischerweise sollte der Metallgehalt in den Be-The second major limitation on gas oil feeds consists in the content of organic nickel, vanadium and iron compounds found in these charges. Such compounds, which are usually referred to as "porphyrins", go into the high-boiling point in the distillation Fractions of vacuum gas oils over. In addition, inorganic metal compounds can also be found in such fractions occurrence. Typically, the metal content in the

Schickungen so begrenzt sein, daß das Nickel-Äquivalent, definiert durch die Gleichung NE = Ni + 0,3 χ V und ausgedrückt in Gewichtsteile/MiHion, einen Wert von weniger als 0,4 aufweist. Der zirkulierende Katalysator absorbiert die genannten Metalle praktisch vollständig und wird dadurch vergiftet. In ihrem aktiven Zustand verringern diese Metalle auf dem Katalysator die Ausbeute an primärem Benzinprodukt und sie begünstigen den Ablauf der verschiedensten Dehydrierungsreaktionen, wodurch große Mengen an Wasserstoff und Koks gebildet werden. Das kann zu einem außerordentlichen Anstieg bezüglich der Volumina ^on' unerwünschten Gaskomponenten führen, und dadurch kann sehr rasch eine überlastung von Gaskompressoren und Anlagen zur Gasgewinnung eintreten.Deliveries should be limited so that the nickel equivalent is defined by the equation NE = Ni + 0.3 χ V and expressed in parts by weight / MiHion, has a value of less than 0.4. The circulating catalyst absorbs the metals mentioned almost completely and is thereby poisoned. In her active Condition, these metals on the catalyst reduce the yield of the primary gasoline product and they favor drainage various dehydrogenation reactions, whereby large amounts of hydrogen and coke are formed. That can too an extraordinary increase in volumes ^ on 'undesirable Gas components lead, and this can very quickly overload gas compressors and gas extraction systems enter.

Wenn man Rückstandsöle,wie Rohöle oder bei Atmosphärendruck abgetoppte Rohöle mit typischen Gasölen vergleicht, dann ist offensichtlich, daß solche Rückstandsöle nicht nur schwieriger, wenn überhaupt nicht, vollständig verdampfbar sind, sondern außerdem auch höhere Anteile der Koks-Vorläufer enthalten (bestimmt mittels des Verkokungstestes nach Conradson oder Ramsbottom) und außerdem ' auch größere Mengen der Metalle Nickel, Vanadium und Eisen enthalten. Trotz solcher grundsätzlicher Schwierigkeiten bei der Verarbeitung, welche durch die Anwesenheit der genannten metallischen Schadstoffe eintreten, ist der Raffineriefachmann durch das Knapperwerden der zur Verfügung stehenden Rohöle dazu veranlaßt worden, die charakteristischen Merkmale von Beschickungen, welche im katalytischen Wirbelschicht-Crackverfahren eingesetzt werden, auszuweiten gegenüber den charakteristischen Eigenschaften, wie sie relativ reine Destillate aufweisen, zum Beispiel Gasöle. Um die Menge an verarbeitbaren Beschickungen zu erhöhen und damit den Anforderungen nach Benzin und Heizöl zu entsprechen, werden in zunehmendem Maß auch höhersiedende Beschickungen in Betracht gezogen, welche früher nur in geringem Ausmaß oder als unbrauchbar überhaupt nicht berücksichtigt wurden, insbesondere wegen der darin enthaltenden Verunreinigungen .When you topped off residual oils like crude oils or at atmospheric pressure Comparing crude oils with typical gas oils, then it is obvious that such residual oils are not just more difficult, though not at all, are completely vaporizable, but also contain higher proportions of the coke precursors (determined by means of the coking test according to Conradson or Ramsbottom) and also larger amounts of the metals nickel and vanadium and contain iron. Despite such fundamental difficulties in processing, which are caused by the presence of the said metallic pollutants occur, the refinery specialist is due to the scarcity of the available crude oils the characteristics of feeds produced in the fluidized catalytic cracking process are used to expand compared to the characteristic Properties that are found in relatively pure distillates, for example gas oils. About the amount of batches that can be processed to increase and thus to meet the requirements for gasoline and heating oil, are also increasingly higher-boiling Loads taken into account, which were previously only taken into account to a small extent or were not considered at all as unusable especially because of the impurities they contain.

Als Reaktxonsbedxngungen bei dem katalytischen Wirbelschicht-Crackverfahren werden typischerweise Temperaturen im BereichAs reaction conditions in the catalytic fluidized bed cracking process are typically temperatures in the range

von 425 bis 550° C, Drücke im Bereich von Atmosphärendruck bis 4 bar abs. und Katalysator : Öl-Verhältnisse unterhalb 7 in Betracht gezogen. Das Katalysator : Öl-Verhältnis ist der Quotient aus der Umlaufgeschwindigkeit des Katalysators und der Zufuhrgeschwindigkeit an Kohlenwasserstofföl, ausgedrückt in der gleichen Masseneinheit.from 425 to 550 ° C, pressures in the range from atmospheric pressure to 4 bar abs. and catalyst: oil ratios below 7 contemplated. The catalyst: oil ratio is the quotient from the rate of circulation of the catalyst and the feed rate of hydrocarbon oil, expressed in the same unit of mass.

Bei Einheiten für die katalytische Wirbelbettcrackung ist es erforderlich, aus der Regenerierzone, in welcher der verbrauchte Katalysator durch Abbrennen der kohlenstoffhaltigen Ablagerungen mit einem sauerstoffhaltigen Gas, wie Luft, regenieriert wird, die Wärme in kontrollierbaren Geschwindigkeiten abzuziehen, um so Gleichgewichts-Crackbedingungen aufrechterhalten zu können, denn die exotherme Regenerierwärme, welche auf den Katalysator übergeht, wird zusammen mit der Frischö!beschickung auf den Crackreaktor übertragen. Es ist daher erforderlich, kontinuierlich Wärmeenergie zu entziehen, um unerwünscht hohe Regeneriertemperaturen zu vermeiden, welche zu einem Sintern des Katalysators und zu einer Desaktivierung desselben durch Verringerung der Oberfläche veranlassen können. Wenn schwere Kohlenwasserstoffbeschickungen, wie unter Atmosphärendruck abgetoppte Rückstände und Vakuumrückstände oder schwere Rohöle, katalytisch gecrackt werden, dann schlägt sich eine größere Menge an Kohlenstoff auf den Katalysatorteilchen nieder als im Fall des Crackens von Beschickungen wie Gasöl. Wenn der durch das katalytische Cracken solcher schweren Kohlenwasserstoffbeschickungen Verbrauchte Katalysator durch Abbrennen mit einem sauerstoffhaltigen Gas in der Regenerierzone regeneriert wird, dann wird das Problem des Wärmeentzugs weiter verschärft, weil im Regenerator mehr Wärmeenergie freigesetzt wird, als im Verfahren selbst verbraucht werden kann.For fluid catalytic cracking units it is necessary to from the regeneration zone, in which the spent catalyst is burned off from the carbonaceous deposits is regenerated with an oxygen-containing gas, such as air, to extract the heat at controllable speeds, so as to be able to maintain equilibrium cracking conditions, because the exothermic regeneration heat, which is transferred to the catalytic converter, is transferred to the Transfer crack reactor. It is therefore necessary to continuously withdraw heat energy in order to avoid undesirably high regeneration temperatures to avoid sintering of the catalyst and deactivation of the same by reduction the surface. When heavy hydrocarbon feeds, like residues and vacuum residues or heavy crude oils, catalytically cracked, under atmospheric pressure then a greater amount of carbon is deposited on the catalyst particles than in the case of cracking of charges such as gas oil. When consumed by the catalytic cracking of such heavy hydrocarbon feeds Catalyst is regenerated by burning it off with an oxygen-containing gas in the regeneration zone, then that is The problem of heat extraction is exacerbated because more heat energy is released in the regenerator than is consumed in the process itself can be.

Mit der Einführung von aktiveren Crack-Katalysatoren auf der Basis von Zeolithen hat sich das vorstehend erläuterte Problem in Bezug auf die Wärmebilanz noch verschärft, insbesondere beim Betrieb zur Erzielung maximaler Ausbeute, weil unter diesen Bedungungen die maximale Produktausbeute unter Bedingungen erhalten wird, bei denen weniger Koks erzeugt wird, wodurch dieWith the introduction of more active crack catalysts based on of zeolites, the problem explained above with regard to the heat balance has been exacerbated, in particular with Operation to achieve maximum yield, because under these conditions the maximum product yield is obtained under conditions where less coke is produced, thereby reducing the

Wärmebilanz wiederum gestört ist. . Um.-ein zu weitgehendes Cracken der Beschickung beim Einsatz der selektiveren und aktiveren Katalysatoren auf der Basis von Zeolithen zu vermeiden, ist es erforderlich, die Crackschärfe zu verringern. Diese Crackschärfe wird üblicherweise durch den "Schärfe-Parameter" (severity parameter) ausgedrückt, wobei e» eich ürrt de* Abdruck iC/O/S jhandelt, in welchem C die Katalysatorumlaufgeschwindigkeit, O die Ö!zuführgeschwindigkeit und S die Raumgeschwindigkeit bedeutet. Der Quotient C/O wird überlicherweise als das Katalysator : Öl-Verhältnis bezeichnet. Alle hier angegebenen Geschwindigkeiten werden üblicherweise in Masseeinheiten (Gewicht) angegeben, üblicherweise in Tonnen/Tag. Die Crackschärfe kann auf verschiedene Weise verringert werden. Eine Methode besteht darin, die Katalysatorumlaufgeschwindigkeit C zu erniedrigen. Dies führt jedochIn turn, the heat balance is disturbed. . In order to avoid excessive cracking of the feed when using the more selective and more active catalysts based on zeolites, it is necessary to reduce the cracking severity. This crack severity is usually expressed by the "severity parameter", where e> eich ürrt de * imprint iC / O / S j, in which C is the catalyst circulation rate, O is the oil feed rate and S is the space velocity. The quotient C / O is commonly referred to as the catalyst: oil ratio. All speeds given here are usually given in units of mass (weight), usually in tons / day. The cracking severity can be reduced in a number of ways. One method is to decrease the catalyst circulation rate C. However, this leads

der Temperatur
zu einer Erhöhung/des Katalysators in der Regenerierzone, weil eine verkleinerte Katalysatormenge die gesamte Wärmemenge aufnehmen muß, welche durch die gleiche Menge Koks in der exotherm arbeitenden Regenerierzone erzeugt wird, da die erforderliche Wärmeengergie für die endotherm verlaufende Crackreaktion zur Verfügung gestellt werden muß. Wie jedoch vorstehend bereits erläutert wurde, führen zu hohe Regeneratortemperaturen zu einer Beschädigung des Katalysators, weil die Katalysatorteilchen auf eine höhere Temperatur aufgeheizt.werden,und auf diese Weise kann auch der Regenerator selbst beschädigt werden. Daher wird jede Erniedrigung der Crackschärfe begrenzt durch die maximal zulässige Temperatur in der Regenerierzone. Andererseits führt eine Erhöhung der ö!zuführgeschwindigkeit O zu Problemen in Bezug auf das Vermischen und Verdampfen der Beschickung, was imthe temperature
to an increase / of the catalyst in the regeneration zone, because a reduced amount of catalyst has to absorb the entire amount of heat which is generated by the same amount of coke in the exothermic regeneration zone, since the required heat energy for the endothermic cracking reaction has to be made available. However, as already explained above, excessively high regenerator temperatures lead to damage to the catalyst because the catalyst particles are heated to a higher temperature, and in this way the regenerator itself can also be damaged. Therefore, any reduction in crack severity is limited by the maximum permissible temperature in the regeneration zone. On the other hand, an increase in the oil feed rate leads to problems with regard to mixing and evaporation of the feed, which is the case

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direkten Kontakt mit dem Katalysator erfolgt, und zwar üblicherweise in einem sogenannten Hubtopf (liftpot) und in einer sogenannten Steigrohrzone. Da der aus der Regenerierzone abgezogene heiße regenerierte Katalysator dazu verwendet wird, die für die Verdampfung der Beschickung erforderliche Wärmeenergie zu Verfügung zu stellen, beeinflußt im allgemeinen eine Verringerung des Katalysator : Öl-Verhältnisses die Temperatur in der ßegenerierzone nachteilig und damit auch den Verdampfungsvorgang' der Beschickung. Insbesondere, wenn die vorstehend erwähnten schweren Kohlenwasserstoffbeschickungen eingesetzt werden sollen, ergeben sich hieraus Probleme, denn eine ungenügen-direct contact with the catalyst takes place, usually in a so-called liftpot and in a so-called riser zone. Since the withdrawn from the regeneration zone hot regenerated catalyst is used to generate the thermal energy required to vaporize the feed to make available, a decrease in the catalyst: oil ratio affects the temperature in general the generation zone is disadvantageous and thus also the evaporation process of the charge. Especially when the aforementioned heavy hydrocarbon feeds are to be used, problems arise from this, because an inadequate

de Verdampfung der Beschickung führt zu einer erhöhten Koksbildung in der Crackzone. Obwohl an sich bei einem kataüytischen Wirbelbett-Crackverfahren eine gewisse Koksbildung erforderlich ist, um die benötigte Wärmeenergie für die Verdampfung der Beschickung aufzubringen, kann doch eine zu starke Koksbildung eine zu hohe Katalysatortemperatur während der Regenerierung verursachen.en Evaporation of the feed leads to increased coke formation in the crack zone. Although in itself with a catalytic Fluidized bed cracking requires some coke formation in order to generate the heat energy required for evaporation of the feed To apply, too much coke formation can lead to a too high catalyst temperature during the regeneration cause.

Eine andere Möglichkeit zur Verringerung der Crackschärfe besteht darin, die Raumgeschwindigkeit S zu erniedrigen, d.h. den Quotienten aus der Ö!zuführgeschwindigkeit und der Menge des Katalysators im Reaktor. Beispielsweise kann man diesp. Katalysatormenge im Reaktor selbst verringern. Eine solche Maß name führt jedoch zu den gleichen Schwierigkeiten, wie sie vorstehend in Bezug auf die Verringerung des Katalysator : Öl-Verhältnisses besprochen worden sind. Darüber hinaus gibt es auch eine Grenze für die Verringerung der Katalysatormenge im Reaktor, welche sich aus der Notwendigkeit ergibt, den oberen Stand des Wirbelbettes stets oberhalb der Abzugsstandrohre des Reaktors zu halten. There is another possibility to reduce the crack severity in lowering the space velocity S, i.e. the quotient of the oil supply velocity and the amount of the catalyst in the reactor. For example, you can use this p. Amount of catalyst reduce in the reactor itself. Such a measure name, however, leads to the same difficulties as above in relation to reducing the catalyst: oil ratio. In addition, there is also a limit for reducing the amount of catalyst in the reactor, which arises from the need to keep the upper level of the fluidized bed always above the outlet standpipes of the reactor.

Bei Reaktorsystemen-für das katalytische Cracken ist es selbstverständlich wünschenswert, die Katalysatorteilchen so vollständig wie möglich zu regenerieren-und außerdem die gesamte Wärmeenergie, die durch Verbrennen der Koksniederschläge freigesetzt werden kann, möglichst vollständig auszunützen. In der Praxis erfolgt die Verbrennung jedoch häufig nur unvollständig, d.h. der Kohlenstoff wird in der Regenerierzone nur bis zur Stufe des Kohlenmonoxids abgebrannt. Das Kohlenmonoxid wird dann in einem gesonderten Abgasverbrenner zur Stufe des Kohlendioxids oxidiert, wobei der Abgasverbrenner mit einem Abhitzekessel verbunden ist, um die in dem Abgas vorhandene chemische und fühlbare Wärme wiederzugewinnen. Der Grund für diese komplizierte Anordnung ist darin zu sehen, daß eine in der Regenerierzone direkt durchgeführte vollständige Verbrennung so viel Wärmeenergie freisetzen würde, daß der Katalysator und/oder das Regeneratormaterial selbst Schaden erleiden könnte. Wenn es daher möglich wäre, die Temperatur in der Regenerierzone unterhalb 725 C zu halten, d.h. unterhalb einer allgemein anerkanntenIn the case of reactor systems for catalytic cracking, it goes without saying it is desirable to regenerate the catalyst particles as completely as possible - and also all of them Thermal energy released by burning the coke deposits can be used as fully as possible. In practice, however, the incineration is often incomplete, i.e. the carbon is only used in the regeneration zone up to Carbon monoxide stage burned off. The carbon monoxide then becomes the carbon dioxide stage in a separate exhaust gas burner oxidized, whereby the exhaust gas burner is connected to a waste heat boiler in order to remove the chemical and sensible substances present in the exhaust gas Regain warmth. The reason for this complicated arrangement is to be seen in the fact that there is one in the regeneration zone direct complete combustion as much thermal energy would release that the catalyst and / or the regenerator material itself could be damaged. So if it is it would be possible to keep the temperature in the regeneration zone below 725 C, i.e. below a generally accepted one

4r4r

oberen Grenze, während gleichzeitig trotzdem die sogenannte "vollständige CO-Verbrennung" durchgeführt wird, dann würde das eine außerordentliche Vereinfachung des katalytischen Crack-Prozesses zur Folge haben. Unglücklicherweise erzeugen jedoch die meisten der derzeit verwendeten schweren Beschickungen so große Menge an Kohlenstoffniederschlag auf dem Katalysator, daß bei Einsatz solcher Beschickungen eine vollständige CO-Verbrennung nicht möglich ist.upper limit, while at the same time the so-called "full CO combustion" is performed, then that would an extraordinary simplification of the catalytic cracking process have as a consequence. Unfortunately, however, most of the heavy loads currently in use produce this way large amount of carbon precipitate on the catalyst that complete CO combustion is not possible when using such charges.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß der Bede r
trieb von hinsichtlich/Wärmebilanz ausgeglichenen katalytischen Wirbelschicht-Crackanlagen durch mehrere Betriebsbedingungen eingeschränkt ist, welche einander gegenseitig nachteilig beeinflussen, und daß daher nur eine geringe Flexibilität in Bezug auf die Variation der Beschickungen und/oder der Katalysatoren besteht. Weil es darüber hinaus vorteilhaft wäre, das Verfahren je nach den Marktbedürfnissen so zu betreiben, daß entweder eine optimale Menge an Mitteldestillaten oder eine optimale Menge an Benzin erzeugt wird, ergibt sich als klare Schlußfolgerung ein Bedarf für ein verbessertes, in der Wirbelschicht durchzuführendes katalytisches Crackverfahren, bei welchem die Flexibilität des Betriebes nicht durch die Gesamtwärmebilanz des Verfahrens beschränkt ist, welche durch solche Parameter, wie maximal zulässige Temperatur des Regenerators, minimale Regeneratortemperatur, Kapazität der verwendeten Anlage, Aktivität des Katalysators und Verkokungstendenz der Beschickung ₍ bestimmt wird.From the above it can be seen that the Bede r
drive of fluidized bed catalytic crackers balanced with respect to / heat balance is limited by several operating conditions which adversely affect one another and that there is therefore little flexibility with regard to the variation of the feeds and / or the catalysts. In addition, because it would be advantageous to operate the process to produce either an optimal amount of middle distillates or an optimal amount of gasoline as market needs dictate, the clear conclusion that is drawn is a need for an improved fluidized bed catalytic cracking process , in which the flexibility of the operation is not limited by the overall heat balance of the process, which is determined by such parameters as the maximum permissible temperature of the regenerator, minimum regenerator temperature, capacity of the system used, activity of the catalyst and coking tendency of the feed ₍ .

Die vorliegende Erfindung befaßt sich daher damit, ein Verfahren zur katalytischen Crackung von Kohlenwasserstoffölen in der Wirbelschicht und insbesondere ein solches Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem auch schwieriger zu crackende und/oder stärker koksbildende Beschickungen verarbeitet werden können. Zu solchen Beschickungen gehören "Rückstandsöle", worunter alle Kohlenwasserstoffe, unabhängig von ihren Anfangssiedepunkten verstanden werden, welche schwere Bodenprodukte enthalten, wie Teere, Bitumina, Asphaltene und Harze. DemgemäßThe present invention is therefore concerned with a process for the catalytic cracking of hydrocarbon oils in To provide the fluidized bed and in particular such a process, which is also more difficult to crack and / or more coke-forming feeds can be processed. Such charges include "residual oils", which includes all hydrocarbons, regardless of their initial boiling points, which are heavy soil products contain such as tars, bitumens, asphaltenes and resins. Accordingly

es
kann sich bei einem solchen Rückstandsöl um ein Mineralrohölit
Such a residual oil can be a mineral crude oil

als solches, um ein. bei Atmosphärendruck abgetopptes Rohöl oder selbst um Bodenfraktionen handeln, welche oberhalb etwa 570 bis 600° C sieden und nach einer Vakuumkolonnendestillation als Rückstand verbleiben. Aber auch andere mehr unkonventionelle Beschickungen, wie mit Propan und Butan des asphaltierte Öle, Extrakte und thermisch gecrackte geflashte Destillate,sollen unter, den Begriff Rückstandsöle fallen. Im allgemeinen können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Beschickungen und/oder Mischungen von Beschickungen verarbeitet werden, welche einen mittleren Wert des Verkokungsrückstandes (bestimmt nach der Conradson-Methode gemäß ASTM Standard D 18965) bis zu 2,0 Gewichtsprozent, und ein Nickel-Äquivalent bis zu 1,4 TpM aufweisen. So wie beim erfindungsgemäßen Verfahren ein weiter Bereich der verschiedensten Beschickungen in Betracht gezogen wird, sollen auch die verschiedenartigsten Katalysatoren einsetzbar sein. Es können übliche Crackkatalysatoren, beispielsweise mit amorpher Struktur auf der Basis von natürlichen oder synthetischen Tonen oder auf der Basis von SiO₂ZAl₃O₃ verwendet werden, aber vorzugsweise werden stärker aktive und/oder stärker selektiv-.wirkende Crackkatalysatoren verwendet, welche Älumosilikat- oder Eisensilikat zeolithe enthalten, überlicherweise zusammen mit einer Kieselsäurehaltigen Matrix, wie SiO₂ZAl₂O₃, Silika-Gel usw. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht daher eine größere Variationsbreite in Bezug auf die Beschickungen der eingesetzten Katalysatoren und die erhaltenen Crackprodukte. Die Aktivität/ Selektivität einer bestimmten Katalysatorzusammensetzung läßt sich in einfacher Weise durch ihren Zeolithgehalt ausdrücken. Der Zeolithgehalt läßt sich beispielsweise sehr bequem in der Weise bestimmen, wie es in der FR-PS 2 330 756 beschrieben ist. Katalysatoren auf der Basis von Zeolithen enthalten vorzugsweise 1 bis 20 % der Zeolithkomponente, insbesondere einen natürlichen oder synthetischen Alkalimetall-Alumosilikat-Zeolith, beispielsweise vom Typ X, vom Typ Y oder vom Typ L, wobei mindestens ein beträchtlicher Anteil des Alkalimetalls durch Wasserstoff oder andere Metallionen ersetzt worden ist und der Rest der Zusammensetzung aus SiO₂ZAl₃O₃ besteht. Da die Anwesenheit von zu viel der Zeolithkomponente zu einem zu weit gehenden Cracken führen kann, d.h. einer zu starken Gasbildung, soll der Anteil der Zeolithkomponente vorzugsweise im Bereich vonas such, to a. Crude oil that has been topped off at atmospheric pressure or even bottom fractions which boil above about 570 to 600 ° C. and remain as a residue after a vacuum column distillation. But other more unconventional feeds, such as propane and butane of asphalted oils, extracts and thermally cracked flashed distillates, should fall under the term residual oils. In general, feeds and / or mixtures of feeds can be processed in the process according to the invention, which have a mean value of the coking residue (determined by the Conradson method according to ASTM Standard D 18965) up to 2.0 percent by weight, and a nickel equivalent up to 1.4 ppm. Just as a wide range of the most varied of charges is taken into account in the process according to the invention, the most varied of catalysts should also be usable. Conventional cracking catalysts, for example with an amorphous structure based on natural or synthetic clays or based on SiO ₂ ZAl ₃ O ₃ , can be used, but preferably more active and / or more selective cracking catalysts are used, which are alumosilicate or iron silicate zeolites, usually together with a silica-containing matrix, such as SiO ₂ _{ZAl 2} O ₃ , silica gel, etc. The process according to the invention therefore allows a greater range of variation with regard to the feeds of the catalysts used and the cracked products obtained. The activity / selectivity of a certain catalyst composition can be expressed in a simple manner by its zeolite content. The zeolite content can be determined very conveniently, for example, in the manner described in FR-PS 2,330,756. Catalysts based on zeolites preferably contain 1 to 20% of the zeolite component, in particular a natural or synthetic alkali metal aluminosilicate zeolite, for example of type X, type Y or type L, with at least a considerable proportion of the alkali metal by hydrogen or others Metal ions have been replaced and the remainder of the composition consists of SiO ₂ ZAl ₃ O ₃ . Since the presence of too much of the zeolite component can lead to excessive cracking, ie excessive gas formation, the proportion of the zeolite component should preferably be in the range of

1 bia 10 Gewichtsprozent liegen, bezogen auf die Gesamtkatalysator zusammensetzung.1 to 10 percent by weight, based on the total catalyst composition.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für das katalytische Cracken einer Kohlenwasserstoffbeschickung in der Wirbelschicht zur Verfügung zu stellen, insbesondere einer schweren Rückstandsbeschickung, wobei die nachstehend definierte Wärmebilanz des Reaktorsystems nicht nur von dem Wärmetransfer aus der Regenerierzone in die Crackzone mittels des umlaufenden Katalysators abhängig ist.It is therefore an object of the present invention to provide a process for the catalytic cracking of a hydrocarbon feed in the fluidized bed, particularly a heavy residue feed, which is defined below Heat balance of the reactor system not only from the heat transfer from the regeneration zone into the cracking zone by means of the circulating catalyst is dependent.

Es ist weiterhin ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches es ermöglicht, eine optimale Ausbeute entweder an Benzin oder an Mitteldestillaten je nach den Marktanforderungen aus schweren Kohlenwasserstoffbeschickungen zu erhalten, wobei insbesondere Katalysatoren auf der Basis von Zeolith eingesetzt werden.It is also an object of the invention to provide a method to provide, which makes it possible to achieve an optimal yield of either gasoline or middle distillates depending on the Market demands from heavy hydrocarbon feeds to obtain, in particular catalysts based on zeolite are used.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren für das katalytische Cracken im Wirbelbett zur Verfügung zu stellen, welches es erlaubt, beim Regenerieren des verbrauchten kokshaltigen Katalysators mit vollständiger CO —Verbrennung zu arbeiten.Another object of the invention is to provide a process for catalytic cracking in a fluidized bed, which makes it possible to work with complete CO combustion when regenerating the used coke-containing catalyst.

Ganz allgemein ist es das Ziel der Erfindung, die Betriebsflexibilität des Verfahrens zu erhöhen, unabhängig von der Art der verarbeiteten Beschickung oder des angewendeten Katalysators.In general, the aim of the invention is to provide operational flexibility of the process, regardless of the type of feed being processed or the type of catalyst employed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem man die Temperatur in der Regenerierζone unterhalb 725° C hält,und zwar durch Entziehen von Wärmeenergie aus dem Bett des in Regenerierung befindlichen Katalysators mittels indirektem Wärmeaustausch mit der zu verarbeitenden frischen Kohlenwasserstoffbeschickung.This object is achieved according to the invention by changing the temperature keeps below 725 ° C in the regeneration zone, through Withdrawal of thermal energy from the bed of the catalyst being regenerated by means of indirect heat exchange the fresh hydrocarbon feed to be processed.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum katalytischen Cracken einer Kohlenwasserstoffbeschickung in einer Wirbelschicht in einem Katalysatorsystem, welches mindestens eine Crackzone und eine Regenerierzone aufweist, welche wechselseitig in Verbindung miteinander stehen., ■ wobei die Kohlenwasserstoff beschickung in der Crackzone mit einem heißen Crackkatalysator in BerührungThe process of the present invention for catalytically cracking a hydrocarbon feed in a fluidized bed in one Catalyst system which has at least one cracking zone and one regeneration zone, which are mutually connected stand with each other., ■ with the hydrocarbon charge in contact with a hot cracking catalyst in the cracking zone

gebracht und dadurch zunächst verdampft und anschließend unter Crackbedingungen bei Temperaturen im Bereich von 425 bis 550° C, einem Druck im Bereich von Atmosphärendruck bis zu 4 bar abs. sowie einem Katalysator : Öl-Verhältnis unter 7 zu niedriger siedenden Kohlenwasserstoffen gecrackt wird, welche vom verbrauchten Katalysator abgetrennt und gewonnen werden, während der Koksniederschläge aufweisende verbrauchte Katalysator . der Regenerierzone zugeführt wird, in der ein sauerstoffhaltiges Gas durch ain aus dem Katalysator gebildetes Bett geleitet wird und die Koksablagerungen unter Wärmeerzeugung oxidiert werden und somit der Katalysator regeneriert und gleichzeitig aufgeheizt wird und der so regenerierte heiße Katalysator in die Crackzone zurückgeführt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der Regenerierzone auf einem Wert unterhalb 725° C gehalten wird, indem man durch indirekten Wärmeaustausch mit frischer Kohlenwasserstoffbeschickung aus dem in Regenerierung befindlichen Katalysatorbett Wärme entzieht und dadurch die Beschickung auf eine Temperatur von mindestens 200° C aufheizt, und daß diese vorgeheizte Beschickung in die Crackzone eingeleitet und durch direkten Kontakt mit dem heißen regenerierten Katalysator bei einer Temperatur oberhalb 200° C verdampft wird.brought and thereby initially evaporated and then under cracking conditions at temperatures in the range from 425 to 550 ° C, a pressure in the range from atmospheric pressure up to 4 bar abs. as well as a catalyst: oil ratio below 7 too low boiling hydrocarbons that are cracked by the consumed The catalyst is separated off and recovered, while the spent catalyst containing coke deposits. the Regeneration zone is fed, in which an oxygen-containing Gas is passed through a bed formed from the catalyst and the coke deposits are oxidized with generation of heat and thus the catalyst is regenerated and heated at the same time and the hot catalyst thus regenerated into the Crack zone is recycled, is characterized in that the temperature in the regeneration zone is kept below 725 ° C by indirect heat exchange with fresh hydrocarbon feed removes heat from the catalyst bed which is being regenerated and thereby the feed is heated to a temperature of at least 200 ° C, and that this preheated feed to the cracking zone initiated and evaporated by direct contact with the hot regenerated catalyst at a temperature above 200 ° C will.

Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Wärmebilanz nicht langer allein von der Wärmeübertragung aus der Regenerierzone in die Crackzone mittels des umlaufenden Katalysators abhängt. Durch das erfindungsgemäße Vorheizen der Beschickung in der Regenerierzone ist eine Möglichkeit gegeben, um Wärme aus dem umlaufenden Katalysator abzuziehen, aber gleichzeitig diese Wärmeenergie doch für die endotherm verlaufende Crackreaktion zur Verfügung zu stellen. Daher ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine erhöhte Flexibilität in Bezug auf die Crackschärfe, ohne daß die Grenzen bezüglich der Temperatur der Regenerierzone überschritten werden. Das Verdampfen der vorgeheizten Beschickung beim Kontakt mit dem heißen Katalysator läuft jetzt wesentlich schneller ab, und dadurch verringern sich die Anteile an flüssigen Kohlenwasserstoffen, die in den Katalysatorporen zurückbleiben. Die in den Katalysatorporen zurück-The main advantage of the method according to the invention is that the heat balance no longer depends solely on heat transfer from the regeneration zone into the cracking zone by means of the circulating catalyst. By preheating the invention Loading in the regeneration zone is a possibility to remove heat from the circulating catalyst, but at the same time this heat energy for the endothermic one To provide cracking reaction. The method according to the invention therefore enables increased flexibility with regard to the cracking heat without exceeding the limits with regard to the temperature of the regeneration zone. Evaporation of the preheated Charging when in contact with the hot catalyst is now much faster, and therefore less the proportions of liquid hydrocarbons in the catalyst pores lag behind. The back in the catalyst pores

bleibenden flüssigen Kohlenwasserstoffe sind nämlich der Hauptgrund für die sehr starke Bildung von Koksniederschlägen, wenn schwere Beschickungen eingesetzt werden.Lingering liquid hydrocarbons are the main reason for the very strong formation of coke deposits when heavy loads are used.

An dieser Stelle sei vermerkt, daß es an sich bekannt ist, die während der Katalysatorregenerierung freigesetzte Wärme zu entziehen, beispielsweise ist es bekannt, Hochdruckdampf durch indirekten Wärmeaustausch zwischen Wasser oder Dampf zu erzeugen, welche im Katalysatorbett angeordneten Schleifen, d.h. einer Vielzahl von untereinander verbundenen Rohren,zugeführt werden. Bei einer solchen Anordnung wird jedoch die erzeugte Wärmeenergie irreversibel aus dem Reaktorsystem abgezogen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird dagegen von der freigesetzten Wärme im Reaktorsystem Gebrauch gemacht, indem man die im gleichen System zu verarbeitende Beschickung vorheizt.At this point it should be noted that it is known per se to remove the heat released during catalyst regeneration, For example, it is known to generate high-pressure steam through indirect heat exchange between water or steam, which loops arranged in the catalyst bed, i.e. a plurality of interconnected tubes, are fed. In such an arrangement, however, the heat energy generated is irreversibly withdrawn from the reactor system. When the invention Process, however, is made use of the heat released in the reactor system by using the heat in the same system the feed to be processed is preheated.

Die beim erfindungsgemäßen Crackverfahren gebildeten Produkte sind im allgemeinen Verbindungen mit einem niedrigeren Molekulargewicht und einem niedrigeren Siedepunkt als sie in der zugeführten Beschickung vorhanden sind. Diese Crackprodukte finden insbesondere Anwendung als Beschickungen für die Erzeugung von Petrochemikalien, von Polymeren, von Benzin und Alkylaten. Das Crackverfahren kann für die maximale Erzeugung von Mitteldestillaten, d.h. von Kersosin- und Gasölen, mit Siedebereichen von etwa 140 bis 300° C bzw. 180 bis 370° C optimiert werden, oder es kann für die maximale Erzeugung von Benzin und Schwerbenzin mit einem Siedebereich von etwa 30 bis 200° C optimiert werden. Gleichzeitig bilden sich aber stets auch gasförmige Verbindungen, beispielsweise niedere Olefine.The products formed in the cracking process according to the invention are generally compounds with a lower molecular weight and a lower boiling point than those in the feed Loading are available. These cracked products find particular use as feeds for the production of Petrochemicals, polymers, gasoline and alkylates. That Cracking process can be used for the maximum production of middle distillates, i.e. of kersosin and gas oils with boiling ranges from about 140 to 300 ° C or 180 to 370 ° C, or it can be optimized for the maximum production of gasoline and heavy gasoline with a boiling range of about 30 to 200 ° C. At the same time, however, gaseous compounds are always formed, for example lower olefins.

Der indirekten Wärmeaustausch der frischen Kohlenwasserstoffbeschickung mit dem Bett des in Regenerierung befindlichen Katalysators läßt sich auf mehrfache Weise durchführen. Beispielsweise kann man eine Wärmeaustauschflüssigkeit durch in der Regenerierzone angeordnete Wärmeaustauschrohre zirkulieren lassen und anschließend durch einen Wärmeaustauscher, durch den auch die Beschickung geleitet wird. Diese Lösungsmöglichkeit erfordert jedoch beträchtliche Investitionen und ist daher im allgemeinen nicht bevorzugt. Vorzugsweise erfolgt der indirekte Wärmeaus-The indirect heat exchange of the fresh hydrocarbon feed the bed of catalyst being regenerated can be done in a number of ways. For example a heat exchange fluid can be circulated through heat exchange tubes arranged in the regeneration zone and then through a heat exchanger through which the feed is directed. However, this approach requires considerable investment and is therefore generally not preferred. The indirect heat dissipation preferably takes place

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tausch zwischem dem in Regenerierung befindlichen Katalysator und der frischen Kohlenwasserstoffbeschickung, indem man diese Beschickung durch eine oder mehrere Wärmeaustauschrohre leitet, welche in dem Bett des in Regenerierung befindlichen Katalysators angeordnet sind.exchange between the catalyst being regenerated and the fresh hydrocarbon feed by converting this Feed passes through one or more heat exchange tubes located in the bed of catalyst being regenerated are arranged.

Überraschenderweise wurde nämlich gefunden, daß die Anwesenheit solcher Rohre in einem Wirbelbett, wobei diese Rohre etwa 20 % des Bettquerschnittes in Anspruch nehmen, zusätzlich einen positiven Einfluß auf die Blasengröße und die Blasenverteilung der Luft im Wirbelbett haben. Die horizontal angeordneten Rohre unterbrechen das Blasenwachstum und unterteilen die aufsteigenden Luftblasen in eine Vielzahl kleinerer Blasen, und das führt dann zu einem Anstieg des Massentransferkoeffizienten der Luft auf die Katalysatorteilchen, wodurch mehr Koks bei gleichem Luftdurchsatz abgebrannt werden kann.Surprisingly, it was found that the presence such tubes in a fluidized bed, these tubes taking up about 20% of the bed cross-section, plus a positive one Have an influence on the bubble size and the bubble distribution of the air in the fluidized bed. The horizontally arranged pipes interrupt bubble growth and break up the rising air bubbles into a multitude of smaller bubbles, and that leads then an increase in the mass transfer coefficient of the air on the catalyst particles, which means that more coke can be burned off with the same air flow.

Für den hier angesprochenen Fachmann auf dem Gebiet der Konstruktion von Wärmeaustauschvorrichtungen in der erdölverarbeitenden Industrie bedarf es keiner weiteren Erläuterungen, welche Größe und Dicke solche Wärmeaustauschrohre haben sollen und aus welchem Material sie herzustellen sind.For the person skilled in the art of construction addressed here of heat exchange devices in the oil processing industry Industry does not need any further explanations as to what size and thickness such heat exchange tubes should have and from what material they are to be made.

Es wurde festgestellt, daß bei normalem Crackbetrieb, bei dem die Durchschnittstemperatur der Beschickung bis auf eine Temperatur oberhalb 200° C ansteigt, die Anpassung der Geschwindigkeit der Beschickung in den Wärmeaustauschrohren und der Wärmeübergang innerhalb der Beschickung selbst derart sind, daß die Temperatur der Beschickung nirgends zu hoch ansteigt. Gelegentlich können an der Innenoberfläche der Rohrleitungen maximale Filmtemperaturen von etwa 400° C auftreten, aber derartige Temperaturen führen nicht zu einem merklichen thermischen Cracken der Kohlenwasserstoffe, weil die Wärmeenergie sofort auf die Gesamtmasse des Öls übertragen wird und die Temperatur demgemäß abfällt. Die Anfangstemperatur der in der katalytischen Crackeinheit zu verarbeitenden Beschickung, d.h. die Temperatur, welche diese vor dem erfindungsgemäßen Vorheizen aufweist, hängt davon ab, woher die Beschickung stammt und welchem Grad der Abkühlung sie während ihrer Herstellung unterworfen war. In RaffinerienIt has been found that in normal cracking operation, in the the average temperature of the load up to one temperature increases above 200 ° C, the adjustment of the rate of charging in the heat exchange tubes and the heat transfer within the feed itself are such that the temperature of the feed does not rise too high anywhere. Occasionally maximum film temperatures can occur on the inner surface of the pipelines of about 400 ° C occur, but such temperatures do not lead to any noticeable thermal cracking of the Hydrocarbons, because the thermal energy is immediately transferred to the total mass of the oil and the temperature drops accordingly. The starting temperature of the feed to be processed in the catalytic cracking unit, i.e. the temperature at which it has prior to preheating according to the invention, depends on where the feed comes from and what degree of cooling it was subject during its manufacture. In refineries

ist es üblich, Wärmeverluste zu minimieren,und daher werden Beschickungen für Crackanlagen, beispielsweise Rückstände aus bei Atmosphärendruck oder im Vakuum arbeitenden Destillationseinheiten mit der Geschwindigkeit, mit der sie produziert werden, auch zu der katalytischen Wirbelschicht-Crackeinheit transportiert, vorzugsweise mittels wärmeisolierter Leitungen. Die Anfangs temperatur der Beschickung würde dann etwa 200 bzw. 250 C betragen. Das gleiche gilt mutatis mutandis für andere Beschickungen, wie Gasöle, entasphaltierte Öle und dergleichen.it is common practice to minimize heat loss, and therefore feeds for cracking plants, for example residues from distillation units operating at atmospheric pressure or in a vacuum also transported to the fluidized catalytic cracking unit at the rate at which they are produced, preferably by means of heat-insulated cables. The initial temperature the charge would then be about 200 or 250 ° C. The same applies mutatis mutandis to other charges, such as Gas oils, deasphalted oils and the like.

In manchen Fällen wird man mit ölfeuerung beheizte Vorerhitzer für die Beschickung verwenden, beispielsweise, wenn die Anfangstemperatur der betreffenden Beschickung so niedrig ist, daß sie selbst bei einer erfingungsgemäßen Vorheizung durch direkten Kontakt mit der heißen frisch regenerierten Katalysatormasse nicht bis auf ihre Verdampfungstemperaturen erhitzt werden kann. Andererseits müssen in manchen Fällen auch Vorkühler für die Beschickung eingesetzt werden, beispielsweise, wenn die Beschickung nur schwierig zu cracken ist und viel Koks erzeugt, wodurch dann die Katalysatorteilchen eine zu hohe Temperatur erhalten würden.In some cases, oil-fired preheaters are used use for the feed, for example when the starting temperature of the feed in question is so low that even with a preheating according to the invention through direct contact with the hot, freshly regenerated catalyst mass cannot be heated up to their evaporation temperatures. On the other hand, in some cases precoolers must also be used for the charging, for example when the charging is difficult to crack and produces a lot of coke which would then get the catalyst particles too high in temperature.

Ein Vorerhitzen der Beschickung ist jedoch kostspielig,und eine Vorkühlung derselben ist nicht nur arbeitsintensiv, sondern verringert auch die Verdampfung beim Kontakt der Beschickung mit dem heißen Katalysator. Es wurde vorstehend bereits erläutert, daß eine schlechte Verdampfung zu einer erhöhten Koksbildung und einer verringerten Produktausbeute Anlaß gibt. Manche sehr stark zur"Koksbildung neigende Kohlenwasserstoffbeschickungen eignen sich daher nicht für die Verarbeitung in katalytischen Crackanlagen gemäß dem Stand der Technik. Sie können jedoch gecrackt werden, wenn man die Beschickung gemäß dem Verfahren der Erfindung in der Regenerierzone vorerhitzt.However, the feed is costly to preheat, and one Pre-cooling the same is not only labor intensive, but also reduces evaporation when the feed comes into contact with it the hot catalyst. It has already been explained above that poor evaporation leads to increased coke formation and gives rise to a reduced product yield. Some very "coke-prone" hydrocarbon feeds are suitable therefore not suitable for processing in catalytic cracking plants according to the prior art. However, they can be cracked when preheating the feed in accordance with the process of the invention in the regeneration zone.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die frische Kohlenwasserstoffbeschickung vor dem indirekten Wärmeaustausch mit dem in Regenerierung befindlichen Katalysator eine Temperatur von mindestens 80° C und nicht höher als 250 C haben. Vorzugsweise wird die frische Beschickung durch diesen Wärmeaustausch bis zu einer Temperatur im BereichAccording to a preferred embodiment of the invention Process can use the fresh hydrocarbon feed prior to indirect heat exchange with that under regeneration Catalyst have a temperature of at least 80 ° C and not higher than 250 ° C. Preferably the fresh batch is used through this heat exchange up to a temperature in the range

von 250 bis 425 C vorgeheizt. Beschickungen mit Temperaturen im Bereich von 80 bis 150° C werden als relativ kalt und solche mit einer Temperatur im Bereich von 150 bis 250° C als relativ heiß bezeichnet. Die frische Beschickung wird beim erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise bis auf eine Temperatur im Bereich von bis 400° C vorgeheizt. Temperaturen im Bereich von 350 bis 400° C sollten jedoch ' nicht zu lange aufrechterhalten werden, weil sonst eine thermische Crackung beginnen kann. Die Gefahr einer solchen thermischen Crackung ist jedoch solange relativ gering, als die vorgeheizte Beschickung direkt in die Reaktionszone eingespeist wird.preheated from 250 to 425 C. Loads with temperatures in the range of 80 to 150 ° C are referred to as relatively cold and those with a temperature in the range of 150 to 250 ° C are referred to as relatively hot. In the process according to the invention, the fresh charge is preferably preheated to a temperature in the range from up to 400.degree. However, temperatures in the range from 350 to 400 ° C. should not be maintained for too long, because otherwise thermal cracking can begin. However, the risk of such thermal cracking is relatively low as long as the preheated feed is fed directly into the reaction zone.

Es wurde vorstehend bereits erläutert, daß es zwar wünschenswert aber unmöglich ist, ein mit Wirbelschicht' arbeitendes katalytisches Crackverfahren so durchzuführen, daß eine vollständige Kohlenmonoxidverbrennung stattfindet. Das ist insbesondere dann besonders schwierig, wenn man schwere zur Koksbildung neigende Beschickungen in Reaktorsystemen verarbeiten will, welche ursprünglich für die Verarbeitung leichterer Beschickungen, wie Gasöl, ausgelegt worden sind. Gemäß dem Verfahren der Erfindung, bei dem Wärmeenergie aus der Regenerierζone abgezogen wird, ist jedoch ein Betrieb mit vollständiger CO-Verbrennung unter Verwendung eines weiteren Bereiches von Beschickungen möglich geworden. Die Erfindung bezieht sich daher auch auf ein Verfahren, bei dem die Temperatur in der Regenerierzone unterhalb 725° C gehalten wird, während gleichzeitig der auf dem verbrauchten Katalysator befindliche Koksniederschlag vollständig zu 'Kohlendioxid abgebrannt wird.It has already been explained above that while it is desirable, it is impossible to have a fluidized bed carry out catalytic cracking so that a complete Carbon monoxide combustion takes place. That is particular then particularly difficult if you want to process heavy charges that tend to form coke in reactor systems, which were originally designed to handle lighter loads such as gas oil. According to the procedure of Invention in which thermal energy is drawn off from the regeneration zone is, however, a full CO burn operation using a wider range of feeds became possible. The invention therefore also relates to a method in which the temperature in the regeneration zone is kept below 725 ° C, while at the same time the coke precipitate on the spent catalyst is completely burned off to 'carbon dioxide.

Obwohl hier eine Temperaturgrenze von 725° C als obere Grenze für die Temperatur in der Regenerierzone angegeben ist, ist doch offensichtlich, daß es eine größere Sicherheit bedeutet, bei Temperaturen unterhalb 725° C zu arbeiten, d.h. eine obere Temperaturgrenze von 700° C zu beachten. Andererseits sollteAlthough here a temperature limit of 725 ° C is the upper limit for the temperature in the regeneration zone is given but obviously that working at temperatures below 725 ° C means greater safety, i.e. an upper one Observe the temperature limit of 700 ° C. On the other hand, should

,. _m ■ , Kegenerierζone . , . . , . die Temperatur der auch nicht auf zu niedrige Werte abfallen, nämlich auf Werte unterhalb 610 C, weil sonst das Abbrennen der Kohlenstoffniederschläge zu langsam erfolgt und darüber hinaus die Katalysatormasse nicht heiß genug wird, um die Beschickung in der Crackzone verdampfen zu können.,. _m ■, kegeneration zone. ,. . ,. the temperature does not fall too low, namely to values below 610 C, because otherwise the burning off of the carbon precipitates takes place too slowly and, moreover, the catalyst mass does not get hot enough to be able to evaporate the charge in the cracking zone.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird aber auch in Betracht gezogen, einen Teil der vorerhitzten Beschickung durch indirekten Wärmeaustausch mit einem geeigneten Kühlmedium, wie Wasser, abzukühlen und so überschüssige Wärmeenergie zu entziehen, die im Reaktorsystem genötigt wird. Das kann zum Beispiel der Fall sein, wenn stark koksbildende Beschickungen eingesetzt werden, und insbesondere, wenn das erfindungsgemäße Verfahren derart betrieben wird, daß während der Regenerierung des verbrauchten Katalysators eine vollständige CO-Verbrennung stattfindet. InIn the context of the present invention, however, it is also envisaged that part of the preheated charge may be supplied indirectly Heat exchange with a suitable cooling medium, such as water, to cool down and thus extract excess heat energy is required in the reactor system. This can be the case, for example, if highly coke-forming charges are used, and in particular when the process according to the invention is operated in such a way that during the regeneration of the consumed Catalyst a complete CO combustion takes place. In

zusätzliche solchen Fällen kann es erforderlich sein,/Wärmeenergie aus dem Katalysatorbett abzuziehen, um zu verhindern, daß die Temperatur auf einen Wert oberhalb 725° C ansteigt, und daher muß mindestens ein Teil der vorerhitzten Kohlenwasserstoffbeschik:- kung außerhalb der Regenerierzone durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Kühlmedium, wie Wasser, abgekühlt werden. Die so vom Kühlmedium aufgenommene Wärmeenergie kann dann in anderen Betriebseinheiten der Raffinerie verwendet werden, in welcher sich auch die Anlage zum katalytischen Cracken befindet. Bei einer solchen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher mindestens ein Teil der Beschickung, nachdem diese durch indirekten Wärmeaustausch mit dem in Regenerierung befindlichen Katalysator erhitzt worden ist, außerhalb der Regenerierzone durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Kühlmedium abgekühlt.additional such cases may require / heat energy from the Pull off the catalyst bed in order to prevent the temperature from rising to a value above 725 ° C., and therefore must at least part of the preheated hydrocarbon feed: - outside the regeneration zone through indirect heat exchange be cooled with a cooling medium such as water. The thermal energy absorbed by the cooling medium can then be used in other Operating units of the refinery are used, in which the plant for catalytic cracking is also located. at such an embodiment of the method according to the invention is therefore at least a part of the charge after this is being regenerated by indirect heat exchange with the one Catalyst has been heated outside the regeneration zone by indirect heat exchange with a cooling medium cooled down.

Die so vorerhitzte und anschließend teilweise abgekühlte Beschickung kann dann direkt in die Reaktionszone eingespeist werden, und falls nur ein Teil der Beschickung abgekühlt würde, erfolgt vorher ein Vermischen mit denjenigem Teil der Beschickung, der nicht gekühlt worden war.The feed preheated in this way and then partially cooled can then be fed directly into the reaction zone, and if only part of the feed were to be cooled, before mixing with that part of the feed, that hadn't been refrigerated.

Die Flexibilität des Verfahrens und die Temperaturstabilität der Beschickung, welche in die Reaktionszone eingeleitet wird, läßt sich jedoch dadurch erhöhen, daß eine bestimmte Menge der Beschickung im Kreislauf zurückgeführt wird. Vorzugsweise wird mindestens ein Teil der in der vorstehend beschriebenen Weise vorgeheizten und abgekühlten Beschickung mit frischer Beschickung vereinigt, welche dann erfindungsgemäß durch indirekten Wärmeaustausch mit dem in Regenerierung befindlichen Kata-The flexibility of the process and the temperature stability of the feed which is introduced into the reaction zone, however, it can be increased by recirculating a certain amount of the feed. Preferably will at least part of the feed preheated and cooled in the manner described above with fresh feed combined, which then according to the invention by indirect heat exchange with the catalytic converter that is being regenerated

lysator aufgeheizt wird. *"" ^5 ·is heated up. * "" ^ 5 ·

Falls die Beschickung oder ein Teil derselben erst aufgeheizt und dann wieder abgekühlt wird, wäre es unwirtschaftlich, wenn die zu kühlende Beschickung auf eine Temperatur abgekühlt würde, die höher liegt als die Anfangstemperatur der frischen Kohlenwasserstoffbeschickung, denn in diesem Fall wäre es einfacher, mit der Beschickung selbst abzukühlen, d.h. einfach die frische Beschickung und die aufgeheizte Beschickung zu vermischen. Vorzugsweise wird daher mindestens ein Teil der vorgeheizten Beschickung auf eine Temperatur abgekühlt, welche nicht höher als die Anfangstemperatur der frischen und noch zu erhitzenden Beschickung liegt.If the charge or part of it has only been heated up and then cooled again, it would be uneconomical for the feed to be cooled to cool to one temperature that is higher than the starting temperature of the fresh Hydrocarbon feed, because in this case it would be easier to cool down with the load itself, i.e. simply close the fresh load and the heated load mix. Preferably, therefore, at least a portion of the preheated charge is cooled to a temperature which is not higher than the initial temperature of the fresh and still to be heated charge.

Bei dieser zuletzt erörterten Ausführungsform wird mindestens ein Teil der vorgeheizten Beschickung auf eine Temperatur im Bereich von vorzugsweise 80 bis 150° C abgekühlt, abhängig von der jeweiligen Temperatur der vorzuheizenden frischen Beschickungen. In this embodiment discussed last, at least a portion of the preheated charge is cooled to a temperature in the range of preferably 80 to 150 ° C, depending on the respective temperature of the fresh batches to be preheated.

Wie vorstehend ausgeführt, kann ein Teil ader die GesamtmengeAs stated above, a part or the total amount can be used

der Beschickungthe loading

nach der Aufheizung in der Regenerierzone abgekühlt werden. Aus wirtschaftlichen Erwägungen wird es jedoch vorgezogen, nur etwa ein Drittel bis ein Zehntel der aufgeheizten Beschickung abzukühlen und mit frischer Beschickung zu vermischen. Das entspricht einem Rückführungsverhältnis von 0,11 bis 0,50, wenn dieses Rückführungsverhältnis definiert wird als das Verhältnis von rückgeführter Beschickung zu frischer Beschickung.be cooled down after heating in the regeneration zone. However, for economic reasons, it is preferred to only have about one third to one tenth of the heated load cool and mix with fresh load. This corresponds to a return ratio of 0.11 to 0.50, when this recycle ratio is defined as the ratio from recycled feed to fresh feed.

In einigen Fällen ist es von Vorteil, ein sogenanntes "Torch"-öl in der Regenerierzone zu verbrennen. Dieses Öl ist ein Anteil des Reaktionsproduktes, der nur schwer zu cracken ist und sich daher weniger zur Rückführung und dem Vermischen mit frischer Beschickung eignet, ganz im Gegensatz zu den sogenannten Rückführölen. Dieser Anteil des Reaktionsproduktes wird- daher mit Vorteil als Heizöl eingesetzt, beispielsweise in der Regenerierzone, insbesondere, wenn man eine optimale Ausbeute an Mitteldestillat erhalten will. Die so erzeugte extra Wärmeenergie läßt sich beim Verfahren der Erfindung leicht auf dieIn some cases it is beneficial to use something called a "torch" oil burn in the regeneration zone. This oil is a stake of the reaction product, which is difficult to crack and therefore less suitable for recycling and mixing with fresh Charging is suitable, in contrast to the so-called return oils. This portion of the reaction product is therefore Used with advantage as heating oil, for example in the regeneration zone, especially if you want an optimal yield wants to receive middle distillate. The extra heat energy generated in this way can easily be applied to the method of the invention

Beschickung übertragen. Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich daher auch auf eine Ausführungsform, bei der ein Kohlenwasserstoffheizöl in der Regenerierζone verbrannt wird.Transfer charge. The method according to the invention therefore also relates to an embodiment in which a Hydrocarbon fuel oil is burned in the regeneration zone.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen erläutert. Figur 1 zeigt in Form eines vereinfachten Fließdiagramms ein Reaktorsystem für das katalytische Cracken in der Wirbelschicht. Fig. 2 zeigt in Form einer graphischen Darstellung die Wirkung der Vorheizung der Beschickung auf das Katalysator : Öl-Verhältnis und die Temperatur im Regenerator, und sie wird in Beispiel 2 näher erläutert.The invention will now be explained with reference to the drawings. FIG. 1 shows a in the form of a simplified flow diagram Reactor system for catalytic cracking in the fluidized bed. Fig. 2 shows the effect in the form of a graphic representation the feed preheat to the catalyst: oil ratio and the temperature in the regenerator, and it is shown in Example 2 explained in more detail.

Gemäß Fig. 1 wird frische Beschickung durch Leitung 1 zugeführt und gelangt über Heizschleifen 16 im Regenerator und eine Leitung 17, in der sich auch ein Wärmeaustauscher 18 befindet, in vorbeheizter Form in Leitung 3. Es ist möglich, einen Teil der Beschickung über Leitung 19 zurückzuführen, so daß sie nochmals durch die Schleifen 16 im Regenerator geht, wodurch die Beschickung in Leitung 17 eine stabilere Temperatur erlangt und auch das Wirbelbett 13 temperaturstabilisiert wird. Die Schleifen 16 im Regenerator sind in das Wirbelbett 13 der in Regenerierung befindlichen Katalysatorteilchen eingelagert.According to FIG. 1, fresh feed is supplied through line 1 and passes through heating loops 16 in the regenerator and a line 17, in which there is also a heat exchanger 18, in preheated form in line 3. It is possible to use part of the Charging attributed to line 19, so that again goes through loops 16 in the regenerator, thereby removing the feed A more stable temperature is achieved in line 17 and the fluidized bed 13 is also temperature-stabilized. The loops 16 in the regenerator are stored in the fluidized bed 13 of the catalyst particles being regenerated.

In einigen Fällen kann das vorteilhaft sein, in Leitung 1 noch einen weiteren Wärmeaustauscher einzubauen,und zwar vor oder nach der Verzweigungsstelle 2, um so heiße Beschickungen zu kühlen bzw. kalte Beschickungen zu erwärmen. Es ist außerdem möglich, den Wärmeaustauscher 18 in die Rücklaufleitung 19 einzubauen, insbesondere, wenn sehr schwere koksbildende Beschickungen verarbeitet werden, denn dann muß eine hohe Temperatur der Beschickung in den Leitungen 3 oder 17 (welche erforderlich ist, um das Verdampfen der schweren Beschickung in dem Hubtopf zu erleichtern) mit einer hohen Kühlleistung im Regenerator kombiniert werden, weil dort viel .zusätzlicher Koks abgebrannt wird. Die Beschickung gelangt über Leitung 3 in den Hubtopf 4, wo sie mit heißem regeneriertem Katalysator in Berührung kommt, der über ein Standrohr 5 zugeführt wird. Die Beschickung verdampft und wandert zusammen mit den Katalysatorteilchen durch einen als Steigleitung ausgestalteten Reaktorteil 6In some cases it can be advantageous to install a further heat exchanger in line 1, namely before or after branch point 2, in order to cool hot loads or to heat cold loads. It is also possible to install the heat exchanger 18 in the return line 19, especially when very heavy coke-forming charges are processed, because then a high temperature must be used of the feed in lines 3 or 17 (which is necessary to prevent the evaporation of the heavy feed in the To facilitate lifting pot) can be combined with a high cooling capacity in the regenerator, because a lot of additional coke is burned there will. The feed reaches the lifting pot 4 via line 3, where it comes into contact with hot regenerated catalyst comes, which is fed via a standpipe 5. The feed evaporates and migrates with the catalyst particles through a reactor part 6 designed as a riser

-rein: nach oben gerichteter PfropfenströmunglLn ein Wirbelbett 7 im Reaktorkessel 8. Die dort gebildeten gasförmigen und verdampften flüssigen Crackprodukte werden über Leitung 9 am Kopf des Reaktorkessels 8 abgezogen. Leitung 9 steht mit nicht gezeigten Zyklonen in Verbindung, um mitgerissene feste Katalysatorteilchen von dem Gasstrom abzutrennen und diese Teilchen über nicht dargestellte Tauchrohre zum Wirbelbett 7 zurückzuführen. Die Teilchen des verbrauchten Katalysators werden in einem Abstreifkessel 10 von noch anhaftenden Kohlenwasserstoffen befreit, der unterhalb des Reaktorkessels angeordnet ist. Die abgestreiften verbrauchten Katalysatorteilchen werden dann über eine Standleitung 11 dem Regeneratorkessel 12 zugeführt. In diesem Kessel wird mittels eines über mit Düsen versehene Leitung 14 zugeführten sauerstoffhaltigen Stroms, üblicherweise Luft, ein Wirbelbett 13 aus Katalysatorteilchen aufrechterhalten. Die Kohlenstoffniederschlage auf den Katalysatorteilchen werden in dem Bett 13 abgebrannt,und der regenerierte Katalysator gelangtjüber Standleitung 5 in den Hubtopf 4 zurück. Die Verbrennungsgase werden über Leitung 15 am oberen Ende des Regeneratorgefäßes 12 abgezogen.-rein: upward plug flow in a fluidized bed 7 in the reactor vessel 8. The gaseous and vaporized liquid cracking products formed there are via line 9 at the top of the reactor vessel 8 withdrawn. Line 9 communicates with cyclones, not shown, in order to remove entrained solid catalyst particles to be separated from the gas flow and to return these particles to the fluidized bed 7 via immersion pipes (not shown). The particles of the used catalyst are in a stripping vessel 10 of still adhering hydrocarbons freed, which is arranged below the reactor vessel. The spent catalyst particles stripped off then fed to the regenerator tank 12 via a dedicated line 11. In this vessel, by means of a line 14 provided with nozzles, an oxygen-containing stream, usually air, a fluidized bed 13 of catalyst particles maintain. The carbon deposits on the catalyst particles are burned off in the bed 13, and the regenerated The catalyst returns to the lifting pot 4 via the dedicated line 5. The combustion gases are via line 15 at the top The end of the regenerator vessel 12 is withdrawn.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird.Leitung 2 nicht unbedingt benötigt. Sie ist jedoch im allgemeinen als verbleibender Teil eines üblichen Reaktorsystems noch vorhanden, falls ein solches konventionelles System für die Zwecke der Erfindung umgerüstet wird, und diese Leitung kann mit Vorteil zum Anfahren der Anlage oder als eine Sicherheitsleitung verwendet werden. Zu diesem- Zweck ist an der Verzweigungsstelle der Leitungen 1 und 2 einv in der Zeichnung nicht dargestelltes Ventil vorgesehen, wodurch die Beschickung vollständig oder zum Teil direkt in Leitung 2 eingespeist werden kann.In the method according to the invention, line 2 is not absolutely necessary needed. However, it is generally still present as a remaining part of a conventional reactor system, if any conventional system is converted for the purposes of the invention, and this line can be used with advantage to start up the System or as a safety line. to For this purpose, a valve, not shown in the drawing, is provided at the branch point of lines 1 and 2, whereby the feed can be fed completely or partially directly into line 2.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert .The invention is illustrated in more detail by the following examples .

example

Eine Anlage zur katalytischen Wirbelschichtcrackung in einer Raffinerie wird zunächst in üblicher Weise betrieben, .aber mit vollständiger CO-Verbrennung. Bei dieser Betriebsweise ist es jedoch nur möglich, eine kalte Beschickung (Temperatur im Bereich von 50 bis 80° C) zu verarbeiten, weil jegliche Erhöhung der Beschickungstemperatur zu einem nicht mehr tragbaren Ansteigen der Temperatur des Regenerators führt. Im Regenerator selbst muß ein höher SauerstoffÜberschuß aufrechterhalten werden, um das Wirbelbett im Regenerator zu kühlen.A system for catalytic fluidized bed cracking in a refinery is initially operated in the usual manner, but with complete CO combustion. With this operating mode, however, it is only possible to use a cold load (temperature in the range from 50 to 80 ° C), because any increase in the charging temperature becomes unacceptable The temperature of the regenerator increases. A higher excess of oxygen must be maintained in the regenerator itself to cool the fluidized bed in the regenerator.

Um diese Anlage für die Zwecke der Erfindung brauchbar zu machen, wird sie umgerüstet, indem man im Regenerator Vorheizungsschleifen einbaut. Wegen der speziellen Größe und der räumlichen Gestalt dieses Regenerators wurden zwei parallele Sätze von jeweils in Serie angeordneten drei Schleifen eingebaut. Diese Schleifen nahmen den Querschnitt des Kessels zwischen dem oberen Ende des Einstiegloches und dem niedrigsten Pegel des Austragbunkers ein. Jede Schleife war mit eigenem Einlaß und Auslaß für die Beschickung versehen,und jede Schleife stellte ein selbsttragendes Trägerelement dar, welches nur an den Enden Unterstützungen benötigte. Außerdem war jede Schleife so ausgelegt, daß man sie durch das Einstiegs loch in den Regenerator einbringen konnte. Die Auswahl der für die Rohrschleifen verwendeten Legierung erlaubten einen Betrieb bei einer maximalen Regeneratortemperatur von 700° C,und sie waren für einen Druck von 25 bar abs. konstruiert. Bei dieser Konstruktion wurde auch die thermische Ausdehnung berücksichtigt. Die gesamte Rohrlänge innerhalb des Regenerators war ausreichend, um die Beschickung bei einer Beschickungszuführungsgeschwindigkeit von 3000 t/Tag auf eine Temperatur im Bereich von 200 bis 370° C aufzuheizen.In order to make this system useful for the purposes of the invention, it is converted by preheating loops in the regenerator built in. Because of the special size and spatial shape of this regenerator, two parallel Built in sets of three loops in series. These loops took the cross section of the kettle between the upper end of the manhole and the lowest level of the discharge hopper. Each loop had its own Provided inlet and outlet for the loading, and each loop was a self-supporting support element, which only needed supports at the ends. In addition, each loop was designed so that you can insert it through the entry hole could bring in the regenerator. The selection of the alloy used for the pipe loops allowed operation at a maximum regenerator temperature of 700 ° C, and they were for a pressure of 25 bar abs. constructed. Thermal expansion was also taken into account in this construction. The total length of tubing within the regenerator was sufficient to hold the feed at one feed rate from 3000 t / day to a temperature in the range of 200 to 370 ° C.

Die angewendeten Reaktionsbedingungen und die erhaltenen Ergebnisse der jeweils angewendeten Maßnahmen sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt.The reaction conditions used and the results obtained the measures applied are summarized in the table below.

T a b e lieT a b e lie

Konventionaller Erfindungsge-Betrieb mäßer BetriebConventional operation of the invention

mit Vorheizungwith preheating

ReaktortemperaturReactor temperature °C° C 510510 510510 ReaktordruckReactor pressure barbar 1,31.3 1,31.3 Katalysator:ö1-VerhältnisCatalyst: δ1 ratio 99 66th Maximale Regenerator-Maximum regenerator Temperaturtemperature ⁰C ⁰ C 660660 660660 Anfangstemperatur derStarting temperature of Beschickungfeed °C° C 50 - 8050-80 200200 Temperatur der BeTemperature of Be schickung beim Eintrittdelivery upon entry in den Hubtopfin the lifting pot °c° c 50 - 8050-80 370370 Überschuß an SauerstoffExcess of oxygen im Regeneratorin the regenerator Vol.-%Vol% 55 22 Verhältnis von Luft:KoksAir: coke ratio im Regeneratorin the regenerator 19.519.5 1515th Conradson-Wert der BeConradson value of the Be schickungdispatch Gew.-%Wt% 0,4 2,00.4 2.0 0,4 0,40.4 0.4 Ni-Äquivalent der BeNi equivalent of Be schickungdispatch TpMTpM 0,4 0,40.4 0.4 1,4 0,41.4 0.4 Zeolith-Gehalt desZeolite content of the KatalysatorsCatalyst Masse-%Dimensions-% 3 33 3 3 53 5

⁺ bestimmt,wie in der FR-PS 2 330 756 beschrieben ⁺ determined as described in FR-PS 2,330,756

Aus den vorstehenden Ergebnissen ist ersichtlich, daß die Betriebs flexibi Ii tat als Ergebnis der erfindungsgemäßen Maßnahme der Vorbeheizung der Beschickung zugenommen hat. Die Tabelle erläutert drei Fälle bezüglich der Flexibilität:From the above results, it can be seen that the operation flexibi Ii did as a result of the measure according to the invention the preheating of the load has increased. The table explains three cases regarding flexibility:

1) Es können stärker zur Koksbildung neigende Beschickungen verarbeitet werden;1) Feeds that tend to form more coke can be processed will;

2) Es können stärker metallhaltige Beschickungen verarbeitet2) Loads containing more metal can be processed

-8-h--8-h-

werden; — will; -

3) Es können aktivere/selektivere Katalysatoren verwendet werden.3) More active / more selective catalysts can be used.

Darüber hinaus wird weniger Sauerstoff für Kühlzwecke im Regenerator benötigt, und es können wärmere Beschickungen verarbeitet werden, so daß sich eine Vorkühlung der Beschickung erübrigt.In addition, less oxygen is used in the regenerator for cooling purposes is required, and warmer loads can be processed, eliminating the need for pre-cooling the load.

Beispiel 2Example 2

In Figur 2 ist die Wirkung der Vorerhitzung der Beschickung in den Regenerator-Wärmeschleifen 16 gemäß der Erfindung dargestellt. Die Temperatur der Regenerierzone T ist als eine Funktion des Katalysator : öl-Verhältnisses C/0 aufgetragen. Ganz offensichtlich führt eine Verringerung der Katalysatorzufuhrgeschwindigkeit C zu einem Ansteigen der Temperatur T , welche unbedingt auf einem Wert unterhalb von 725° C gehalten werden muß. Die Verringerung der Katalysatorzufuhrgeschwindigkeit C ist jedoch erforderlich, um die Crackschärfe zu verringern, beispielsweise, wenn man einen aktiveren bzw. selektiveren Katalysator einsetzt.FIG. 2 shows the effect of preheating the charge in the regenerator heat loops 16 according to the invention. The temperature of the regeneration zone T is as a function of the catalyst: oil ratio C / 0 applied. Obviously, a decrease in the catalyst feed rate results C to an increase in the temperature T, which must be kept at a value below 725 ° C got to. However, reducing the catalyst feed rate C is necessary to reduce the cracking severity, for example, if you use a more active or more selective catalyst.

Es sind zv/ei Fälle veranschaulicht für ein mit Wirbelschicht arbeitendes katalytisches Crack-Reaktor-System gemäß Fig. 1. Bei den Versuchen der Serie A wurde mit einem üblichen wärmeausgeglichenen katalytischen Crack-System unter Verwendung der Leitung 2 gearbeitet. Bei den Versuchen der Serie B wurde gemäß der Erfindung gearbeitet, wobei die Leitung 2 nicht verwendet wurde und die Beschickung in der Regenerierzone 12 vorerhitzt wurde, wobei man jedoch ohne Wärmeaustauscher 18 und ohne Rückführung der vorgeheizten Beschickung durch Leitung 19 arbeitete. Bei allen Versuchen wurde die Beschickung in Leitung 1 mit einer Temperatur von 200° C eingespeist, und die Auslaßtemperatur des Reaktor/Steigleitungssystems wurde auf 520 C gehalten. Kurve A zeigt die Ergebnisse bei der konventionellen Versuchsserie A, und Kurve B zeigt die Ergebnisse bei der erfindungsgemäßen Versuchsserie B. Bei letzterer wurde die Beschickung in den Regeneratorheizschleifen auf 400° C vorgeheizt. Die Kurve B ist nach niedrigeren C/O-Verhältnissen und niedrigeren Regeneratortemperaturen hin verlagert und bestätigt damit, daß beim Ver-Two cases are illustrated for one working with a fluidized bed catalytic crack reactor system according to FIG. 1. The Series A trials were run with a conventional thermally balanced catalytic cracking system using the Line 2 worked. The series B tests were carried out in accordance with the invention, with line 2 not being used and the feed was preheated in regeneration zone 12, but without heat exchanger 18 and without recycle the preheated feed through line 19 worked. In all experiments, the feed in line 1 was with a Temperature of 200 ° C, and the outlet temperature of the reactor / riser system was held at 520 ° C. Curve A shows the results in the conventional test series A, and curve B shows the results in the one according to the invention Test series B. In the latter, the charge was preheated to 400 ° C. in the regenerator heating loops. The curve B is for lower C / O ratios and lower regenerator temperatures shifted towards and thus confirms that

-2A--2A-

fahren der Erfindung selektivere/aktivere Katalysatoren und/oder stärker koksbildende Beschickungen eingesetzt werden können, ohne daß die maximal zulässige Regeneratortemperatur von 725 C überschritten wird.drive the invention more selective / more active catalysts and / or more coke-forming feeds can be used, without the maximum permissible regenerator temperature of 725 C is exceeded.

Claims

1. Process for the catalytic cracking of a hydrocarbon feed in a fluidized bed in a reactor system which has at least one cracking zone and one regeneration zone, which are mutually communicating with one another, the hydrocarbon feed in the cracking zone with a hot one Cracked catalyst brought into contact and thereby initially evaporated and then under cracking conditions at temperatures in the range from 425 to 550 ° C., a pressure in the range from atmospheric pressure up to 4 bar abs. and a catalyst: oil ratio is cracked under 7 lower-boiling hydrocarbons, which are separated from the spent catalyst and recovered while the spent catalyst containing coke deposits is fed to the regeneration zone, in the an oxygen-containing gas by one formed from the catalyst Bed is passed and the coke deposits generate heat are oxidized and thus the catalyst is regenerated and heated at the same time, and the hot one regenerated in this way Catalyst is returned to the cracking zone, characterized in that the temperature in the regeneration zone is kept at a value below 725 C by indirect heat exchange with fresh hydrocarbon Charging removes heat from the catalyst bed which is being regenerated and thereby the charging to a temperature heated by at least 200 C, and that this preheated feed is introduced into the cracking zone and by direct Contact with the hot regenerated catalyst at a temperature is evaporated above 200 ° C.

2. The method according to claim 1, characterized in that the indirect heat exchange between the under regeneration Catalyst and the fresh hydrocarbon feed is carried out by passing the feed through an or conducts a plurality of heat exchange tubes arranged in the bed of the catalyst being regenerated.

-OA--OA-

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the fresh hydrocarbon charge has a temperature of at least 80 ⁰ C but not higher than 250 C before the indirect heat exchange with the catalyst being regenerated.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that

the fresh hydrocarbon feed by means of indirect

on ο

Heat exchange / a. Temperature in the range of 250 to 425 C. is heated.

5. The method according to claim 4, characterized in that the fresh hydrocarbon feed by means of indirect heat exchange to a temperature in the range of 325 ° C to 400 ° C is heated.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the temperature in the regeneration zone even with complete oxidation of the catalyst on the spent catalyst Coke precipitates are kept at a value below 725 ° C up to the level of carbon dioxide.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the temperature in the regeneration zone to a value in the range from 610 to 700 ° C.

8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that

that at least a portion of the feed preheated by indirect heat exchange with the catalyst being regenerated is cooled outside the regeneration zone by indirect heat exchange with a cooling medium.

9. The method according to claim 8, characterized in that at least a tail of the preheated feed is cooled and combined with fresh feed, which by indirect Heat exchange with the catalyst that is being regenerated is to be preheated.

-M-

-3 -

10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that

that at least a portion of the preheated charge to one Temperature is cooled, which is not higher than the initial temperature of the fresh charge still to be preheated.

11. The method according to claim 10, characterized in that at least a portion of the preheated charge is cooled to a temperature in the range of 80 to 150 ° C.

12. The method according to claim 7 to 11, characterized in that one third to one tenth of the preheated charge cooled and combined with the fresh charge.

13. The method according to claim 1 to 12, characterized in that a heating oil is burned in the regeneration zone.