DE3422348C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung von durch Koksablagerungen desaktivierten Katalysatoren.

Katalysatoren werden industriell bei den verschiedensten Verfahren eingesetzt. So kommen Katalysatoren beispielsweise bei Synthesereaktionen, wie Methanol- oder Ammoniaksynthese, oxidativen Umwandlungen, z. B. der Claus-Reaktion, Hydrierung und Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen zum Einsatz. Ein Beispiel für die Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen ist die katalytische Umwandlung von Propan und Butan zu Monoolefinen, aus denen wiederum hochwertige Benzinzusätze gewonnen werden können. Bei dieser Reaktion entsteht Kohlenstoff, der sich als Koks auf dem Katalysator ablagert. Üblicherweise wird die Regenerierung des Katalysators durch kontrollierten Abbrand des Kokes im Luft/N₂- Strom durchgeführt.

Aus Oil and Gas Journal, 8. Dezember 1980, Seiten 96 bis 101, ist es außerdem bekannt, geringe Mengen Koks vom Katalysator durch Verbrennen mit Luft zu entfernen.

Der Nachteil einer Luft/N₂-Regenerierung liegt in der hohen Exothermie der Reaktion, die einen langsamen und kontrollierten Koksabbrand erfordert, um Überhitzungen des Katalysators bzw. des Reaktors zu vermeiden. Zur Abfuhr der Reaktionswärme werden erhebliche Inertgasmengen benötigt.

Im Fall der Regenerierung von reduzierten Trägerkatalysatoren erfolgt bei der Luft/N₂-Behandlung eine Oxidation des Metalles. Dieses bedingt, daß vor dem erneuten Einsatz des regenerierten Katalysators eine Vorreduzierung des Metalls erforderlich wird, die meist sehr stark exotherm verläuft und eine genaue Temperaturkontrolle erfordert.

Weiterhin ist es in sehr vielen Fällen nötig, vor und nach der Regenerierung einen Spültakt durchzuführen, um unerwünschte Reaktionen des Einsatzes mit Sauerstoff zu vermeiden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Regenerierung von durch Koksablagerungen desaktivierten Katalystoren so zu verbessern, daß die aufgezeigten Nachteile überwunden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Regenerierung hydrierend mit Wasserstoff als Regeneriergas durchgeführt wird. Die hydrierende Koksentfernung erfolgt ohne größere Wärmeentwicklung. Dies bedeutet, daß der Koksabbrand sehr schnell durchgeführt werden kann, ohne daß Inertgas zur Wärmeabfuhr benötigt wird. Bei der Regenerierung fällt als Reaktionsprodukt Methan an, das in vorteilhafter Weise als Heizgas verwendet werden kann.

Bei Reaktionen unter reduzierenden Bedingungen, wie beispielsweise bei Dehydrierungen, Hydrierungen und Isomerisierungen entfallen die Spültakte vor der Regenerierung sowie die Vorreduktion des katalytisch aktiven Metalls. Die Auftrennung der Reaktionsprodukte wird einfacher, da keine sauerstoffhaltigen Produkte anfallen.

Bei der Regenerierung durch hydrierende Koksentfernung ist das Verhältnis von Reaktions- zur Regenerierzeit wesentlich günstiger als bei oxidativen Regenerierungen, was eine Erniedrigung der erforderlichen Investitionskosten für eine vorgegebene Produktion bewirkt.

In günstiger Weise wird die Regenerierung bei einer Temperatur zwischen 550°C und 650°C und einem Druck zwischen 2 bar und 10 bar durchgeführt. Typischerweise liegt die Regenerierungstemperatur bei 600°C und der Regenerierdruck bei 4 bar.

Als Regeneriergas hat sich der Einsatz von Wasserstoff bewährt. Der Wegfall von Spültakten bei alleiniger H₂-Regenerierung bedeutet bei Dehydrierprozessen eine Verminderung von Einsatz/Produktverlusten.

Beispiel

Ein durch Koksablagerung desaktivierter Katalysator wird bei 4,6 bar und einer Temperatur von 620°C im Wasserstoffstrom regeneriert. Die Raumgeschwindigkeit bei der Regenerierung beträgt 2100 l/lh. Zu Beginn der Regenerierung enthält das Gas am Reaktoraustritt 28,6 Vol-% Methan, nach 30 min 26,3 Vol-% Methan, nach 60 min 11,3 Vol-% Methan und nach 75 min 2,1 Vol-% Methan. Nach 95 min wird die Regenerierung beendet. Durch diese hydrierende Regenerierung des Katalysators konnte die ursprüngliche Dehydrieraktivität des Katalysators wieder hergestellt werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Regenerierung von durch Koksablagerungen desaktivierten Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerierung hydrierend mit Wasserstoff als Regeneriergas durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerierung bei einer Temperatur zwischen 550°C und 650°C und einem Druck zwischen 2 bar und 10 bar durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Regenerierung entstehendes Methan als Heizgas verwendet wird.