DE3885622T2

DE3885622T2 - Verfahren zum kracken mit flüssigen katalysator und vorrichtung dafür mit geringem querschnitt.

Info

Publication number: DE3885622T2
Application number: DE88905081T
Authority: DE
Inventors: John M Limburg; Vincent J Memmott; Milton B Thacker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-01-29
Filing date: 1988-05-12
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2008-05-13
Also published as: WO1989007010A1; EP0403475B1; US4999100A; AU1933088A; EP0403475A4; DE3885622D1; EP0403475A1

Description

1. Technisches Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Cracken von Kohlenwasserstoff-Rohmaterialen und insbesondere derartige Verfahren und Vorrichtungen, welche zum Cracken des Rohmateriales von einen pulverisierten oder granularen Katalysator im fluidisierten Zustand Gebrauch machen.

2. Gegenwärtiger Stand der Technik

Unter der Fluidisierung von gepulvertem oder granularem Material wird der Vorgang verstanden, mit welchem die kleinen festen Teilchen dieses Materials dazu gebracht werden, sich kollektiv wie ein Strömungsmittel zu verhalten. Dies beruht auf der Wechselwirkung mit einem Fluidisierungsmedium, beispielsweise einem Gas oder einer Flüssigkeit. Wenn derartige Fluidisierungsmedien durch ein aus feinen Teilchen aufgebautes Bett nach oben geleitet werden, suchen die sich ergebenden Reibungskräfte zwischen dem Fluidisierungsmedium und den Teilchen das Gewicht der Teilchen auszubalancieren. Bei ausreichend hoher Strömungsgeschwindigkeit im Fluidisierungsmedium beginnen die Teilchen in diesem zu schweben und die Mischung benimmt sich wie ein Strömungsmittel.
Auf dem Gebiet des Raffinierens von Erdöl ist es geläufig, Katalysatoren einzusetzen, um das Cracken der großen Kohlenwasserstoffmoleküle im Schweröl-Rohmaterial zu kleineren Molekülen zu stimulieren, aus denen herkömmliche Motorkraftstoffe, beispielsweise Benzin, Kraftstoffe für Düsentriebwerke, Kerosin, Dieselkraftstoff, hergestellt werden können. Die Fluidisierung derartiger Crack-Katalysatoren in gepulverter oder granularer Form wurde in den frühen 40er-Jahren dieses Jahrhunderts zum erstenmal kommerziell erprobt, um so das Schweröl-Rohmaterial zum Cracken wirksam in Berührung mit den kleinen Katalysatorteilchen zu bringen. Die sich so ergebende Einrichtungszung wird Cracker mit Fluidkatalysator genannt und bildet heutzutage das Herzstück großer moderner Erdölraffinerien.
Seit ihren Anfängen hat sich die Cracktechnologie mit Fluid-Katalysator beträchtlich verändert. Die Einführung neuer Katalysatormaterialien und die Verfeinerung mechanischer Techniken und Bauweisen haben den Wirkungsgrad der Einrichtungen vergrößert. Gleichwohl ist die mechanische Konfiguration des Crackers mit Fluidkatalysator im wesentlichen dieselbe geblieben. Diese Konfiguration zeichnet sich durch massive, große Katalysator-Reservoirbehälter aus, die von entsprechenden hochprofiligen Trägerstrukturen gehalten werden.
Bei einem typischen Cracker arbeitet eines der Katalysator- Reservoirs als Reaktor, in welchem das Kohlenwasserstoff- Rohmaterial durch Berührung mit einem fluidisierten Katalysator in einer Umgebung mit hoher Temperatur tatsächlich gecrackt wird. Bei diesem Vorgang lagern sich allmählich wachsende Mengen von Kohlenstoff-Nebenprodukten bzw. Koks auf den Katalysatorteilchen ab, wodurch diese bei der Herbeiführung des Crackvorganges zunehmend weniger effektiv werden. Demzufolge wird ein zweites Katalysator- Reservoir, das man allgemein bei Crackeinheiten mit Fluidkatalysator antrifft, als Regenerator verwendet. Dort wird der Koks, der sich auf der Oberfläche der Katalysatorteilchen abgelagert hat, unter Verwendung eines oxidierenden Gases, beispielsweise von Luft, abgebrannt. Auf diese Weise kann gebrauchter Katalysator aus dem Reaktor kontinuierlich recycelt werden, so, wie er im Cracker benutzt wird. Bei einem typischen Cracker mit Fluidkatalysator spielt außerdem eine Hilfsausrüstung eine Rolle, die außerhalb des Reaktors und Regenerators liegt und zur Fluidisierung und zur Förderung des festen Katalysators sowie zur Steuerung des Reaktions- und Regenerationsprozesses notwendig ist.
Dabei ist wichtig, die Atmosphäre im Regenerator gegenüber der Atmosphäre im Reaktor abgedichtet zu halten, damit eine Explosion des heißen Kohlenwasserstoff-Rohmateriales und der gecrackten Kohlenwasserstoff-Nebenprodukte im Reaktor verhindert wird. Gleichwohl muß der gebrauchte Katalysator vom Reaktor zum Regenerator transportiert werden; frisch regenerierter Katalysator muß vom Regenerator zum Reaktor gebracht werden.
Bei bereits vorhandener Cracktechnologie mit Fluidkatalysator, welche als Reaktor und Regenerator getrennte Behälter einsetzt, wird diese wichtige Dichtung durch die Verwendung hoher Reaktor- und Regeneratorgefäße bewirkt, die auf Strukturen montiert sind, die 80 bis 200 Fuß (24 bis 60 m) hoch sind. Auf diese Weise werden der stehende Kopf des Katalysators in den Behältern sowie die Leitungen zwischen diesen als Dichtung benutzt, welche verhindert, daß die oxidierende Atmosphäre im Regenerator die heißen Kohlenwasserstoffe in Reaktor berührt. Typischerweise ist der Regenerator höher als der Reaktor angebracht; demzufolge hält eine sich bewegende Katalysatorsäule in den Übertragungsleitungen zwischen den Behältern die Dichtung zwischen den Atmosphären in diesen aufrecht.
Die Verwendung großer Reaktor- und Regeneratorgefäße, von denen eine oder beide oberhalb des Boden abgestützt werden müssen, hat zu modernen Raffinerie-Einheiten geführt, bei denen die Kosten der baulichen Struktur einen Hauptbeitrag liefern. Die ins Spiel kommende strukturellen Probleme wurden durch das Gewicht der großen Behälter verschärft, welches auf den erheblichen Katalysatormengen beruht, die in den Behälter untergebracht werden sollen.
In vielen Fällen wird das Rohmaterial in den Transferleitungen, die vom Regenerator zum Reaktor führen, in den Katalysator injiziert. Dies hat zur Folge, daß ein erheblicher Anteil des Crackvorganges in derartigen Steigleitungen stattfindet, während sich die Mischung aus Katalysator und Rohmaterial nach oben bewegt, bevor diese tatsächlich in den Reaktorbehälter eintritt. Demzufolge dient der Reaktorbehälter in vielen Fällen hauptsächlich als Speicherbehälter für Katalysator, der nicht mehr im Crackprozeß aktiv ist, statt als Hauptplatz des Kohlenwasserstoff-Crackvorganges.
Die anhaltende Verwendung riesiger Reaktor- und Regeneratorbehälter in der modernen Raffinierie-Technologie ist weitgehend die Folge davon, daß man an der traditionellen Form festhält, in welcher Cracker mit Fluidkatalysator zuerst kommerziell verwirklich wurden. Die Anwesenheit dieser großen Speicherreservoirs führt nicht nur zu einer ineffizienten Verwendung von Katalysatormaterial sondern bringt auch andere Probleme mit sich, beispielsweise die Ausbildung ungünstiger Strömungsmuster und eine Vermischung, während der Katalysator durch das System bewegt wird.
Idealerweise sollte sich im Reaktor jede Rohmaterial- Teilmenge, die eingeführt wird, zusammen mit einer bestimmten Katalysatormenge durch den Reaktor hindurchbewegen, welche als frischer Katalysator beginnt und sich nach dem Cracken des Rohmateriales weiter zum Regenerator bewegt. Man nennt dies eine ideale Strömung. Die Crackfähigkeit des Katalysators wird durch das Ausmaß begrenzt, in welchem Kohlenstoff-Nebenprodukte auf seiner Oberfläche abgelagert sind. Bei einer idealisierten Strömung wird die volle Crackkapazität einer bestimmten Katalysatormenge durch die Menge des Kohlenwasserstoff-Rohmateriales erschöpft, die ursprünglich eingeführt wurde. Die Aufrechterhaltung dieser Art einer idealisierten Strömung führt demzufolge zu einer Situation, bei welcher neu zugeführtes Rohmaterial in Reaktor dauernd auf frischen, also nicht benutzten Katalysator trifft und somit das Rohmaterial mit optimalem Wirkungsgrad crackt.
Große Katalysatorbehälter enthalten massive Katalysatorvolumina, in denen die Aufrechterhaltung des gewünschten idealen Strömungszustandes praktisch unmöglich ist. In massiven Katalysatorreservoirs fließen im allgemeinen Katalysatorströme seitlich oder sogar rückwärts gegenüber der vorbestimmten Strömungsrichtung der Einrichtung. Sowohl eine seitliche Vermischung als auch der Rückfluß des Katalysators führen dazu, daß sich der gebrauchte Katalysator nicht mehr richtig durch das System hindurchbewegt. Hierdurch neigt der benutzte Katalysator zur Vermischung mit dem frischen Katalysator, in welchen das neue Rohmaterial eingebracht wird. Im Ergebnis wird die Wirksamkeit des Crackvorganges reduziert.
Um überhaupt eine Strömung bewirken zu können, sind bei großen, hohen Katalysatorreservoirs hohe fluidisierende Drucke und entsprechend hohe Katalysatorgeschwindigkeiten erforderlich. Dies bedeutet, daß teure und schwere Fluidisierungsausrüstungen benötigt werden, beispielsweise Gebläse, Rohre und Ventile außerhalb der Katalysatorbehälter selbst. Zudem haben hohe Fluidisierungsdrucke und die sich hieraus ergebenden hohen Katalysatorgeschwindigkeiten in Crackern mit Fluidkatalysator innerhalb der Transferleitungen und der Katalysatorbehälter selbst verschiedene sehr negative Auswirkungen.
Vorrangig dabei ist der rasche Zusammenbruch bzw. der Zerrieb des Katalysatormaterials sowie die Erosion der Katalysatorbehälter aufgrund der abrasiven Eigenschaften der fluidisierten Katalysatormischung. Ein rascher Katalysatorzerrieb macht das regelmäßige Einführen neuen Katalysators in das System erforderlich, wodurch die Betriebskosten erhöht werden. Die Erosion der Katalysatorbehälter führt zu hohen Instandhaltungskosten und erheblichen Stillstandszeiten des Systems, in denen eine Instandhaltung und Reparatur möglich ist.
Herkömmliche Crackverfahren mit fluidisiertem Katalysator, insbesondere diejenigen, welche von großen Katalysatorreservoirs Gebrauch machen, haben noch weitere Nachteile. Viel zu oft treten in diesen Einrichtungen übermäßig lange Verweilzeiten auf, während denen das Rohmaterial und dessen Crackprodukte in der Crackatmosphäre des Reaktors mit hoher Temperatur verbleiben. Lange Verweilzeiten führen zu zahlreichen sekundären, unerwünschten Nebenreaktionen im Kohlenwasserstoff-Rohmaterial. Dieses ernstzunehmende thermische Cracken erhöht die Produktion wenig wünschenswerter gasförmiger Produkte aus dem Rohmaterial und belastet den Reaktor und den Katalysator unnötigerweise mit Koks. Ergebnis ist eine verringerte Ausbeute an den gewünschten kondensierbaren Kohlenwasserstoff-Produkten und ein gebrauchter Katalysator, der stark mit Koks beladen ist. Im Gegensatz dazu wäre es wünschenswert, daß die verflüchtigten gecrackten Kohlenwasserstoffgase schnell aus dem Reaktorbehälter entfernt werden, um das Auftreten derartiger Reaktionen zu minimieren. Ausgedehnte Verweilzeiten sind jedoch das vorhersehbare Ergebnis der schlechten Fließ- und Bewegungseigenschaften herkömmlicher Cracker mit Fluidkatalysator, welche von großen, hohen Katalysatorreservoirs Gebrauch machen.
In der US-PS 4 464 247 ist ein Retortenprozeß mit horizontalem Strömungsmittelbett beschrieben, in dem Ölschiefer und andere feste Kohlenwasserstoff enthaltende Materialien vorerwärmt, in der Retorte destilliert, verbrannt und aus ihnen Wärme gewonnen wird. Bei diesem Prozeß teilt die Verbrennungkammer eine gemeinsame wärmeleitende Metallwand mit der Wärmegewinnungskammer; die Kammern sind Seite an Seite mit zellförmigen vorgeheizten Destillierkammern angeordnet. Die Verbrennungswärme im Brenner und die Wärme, die von dem verbrannten Schiefer bzw. dem anderen Material in der Wärmegewinnungskammer gewonnen werden, werden durch Leitung in die Destillier- bzw. Vorheizkammer übertragen und liefern so die Prozeßwärme, die zum Vorheizen und Destillieren des zugeführten Ölschiefers erforderlich ist. Der Ölschiefer bzw. das sonstige zugeführte Material wird als Fluid in einem im wesentlichen horizontalen, S- förmigen Strömungsmuster durch die Vorheiz- und Destillierkammern im Gegenstrom zum verbrannten Material in der Verbrennungsund der Wärmegewinnungskammer bewegt.
In der US-PS 4 338 283 ist ein Brenner mit fluidisiertem Bett beschrieben, bei welchem sich eine Verbrennungskammer und eine Regenerationskammer gemeinsam in einem einzigen hohlen Körper befinden. Diese beiden Kammern werden dadurch gebildet, daß der Körper durch eine Trennwand vertikal unterteilt wird, die eine obere und eine untere Öffnung aufweist; sie haben außerdem jede eine perforierte Platte am Bodenteil, an welche ein Wärme-Übertragungsmedium, welches ein Entschwefelungsmittel enthält, gebracht und fluidisiert wird. Das Entschwefelungsmittel wird durch die untere Öffnung in die Regenerationskammer von der Verbrennungskammer übertragen und im Überlauf durch die obere Öffnung wieder in die Verbrennungskammer zurückzirkuliert. Verschiedene Modifikationen des oben beschriebenen fundamentalen Ausführungsbeispiels werden vorgeschlagen. Die Verbrennung und die Entschwefelung erfolgen automatisch und effektiv in der einzigen Vorrichtung, wobei eine hochprozentige Entschwefelung erreicht wird, die Vorrichtung kompakt wird und deren Erst- und Betriebskosten reduziert werden.
In der US-PS 2 715 548 ist ein Verfahren zur Übertragung von Feststoffen beschrieben, bei welchem Gas, welches Feststoffe in getrennten Kammern fluidisieren soll, am Durchströmen einer Leitung gehindert wird, welche zur Übertragung von Feststoffen zwischen diesen Kammern benutzt wird. Fein unterteilte Teilchen werden von einer Kammer, welche ein fluidisiertes Bett dieser Teilchen enthält, nach unten in eine andere Kammer durch eine Leitung übertragen, welche zwischen den beiden Kammern verläuft. Die Kammer, in welche die Teilchen durch die Leitung befördert werden, enthält zwei getrennte fluidisierte Feststoffbette, wobei das untere Ende der Leitung in eines dieser beiden Betten derart eintaucht, daß sie eine Säule fluidisierter Feststoffe enthält, welche den Druckabfall zwischen den beiden Kammern ausgleicht.
In der US-PS 2 521 195 ist ein Konversionssystem mit fluidisierten Feststoffen beschrieben. Dieses umfaßt ein Kontaktsystem, welches mit Wehren oder Drosseln ausgestattet ist und so eine bestimmte Tiefe der fluidisierten Feststoffe in getrennten Zonen aufrecht erhält. Feststoffe fließen aus jeder Zone durch eine oder mehrere Schächte oder Leitungen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung sucht eine Anzahl von Problemen zu lösen, die, wie oben erläutert, beim Stande der Technik aufgetreten sind. Genauer gesprochen stellen die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren einen wichtigen Fortschritt auf dem Gebiet der Cracker mit fluidisiertem Katalysator dar, wie sich aus den nachfolgenden Zielen und Vorteilen, die mit der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik erreicht werden, ergibt.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Cracker mit fluidisiertem Katalysator, der ein niedriges Profil aufweist und ohne hohe Katalysatorbehälter auskommt, wie sie zur Erzielung einer Atmosphärendichtung zwischen Reaktoren und Regeneratoren bei herkömmlichen Crackeinheiten benötigt werden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei welchen ein sekundäres thermisches Cracken von Kohlenwasserstoff-Produkten und eine unnötige Anhäufung von Koks auf dem Katalysator im Reaktor auf ein Minimum reduziert sind.
Außerdem ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Crackverfahren und eine Vorrichtung mit fluidisiertem Katalysator zu schaffen, welche eine geringere Menge Katalysator pro Einheit verarbeiteten Kohlenwasserstoff-Rohmaterials benötigen, als typischerweise bei bekannten Verfahren und Geräten eingesetzt wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Cracker mit fluidisiertem Katalysator, der aufgrund der Verringerung bzw. Eliminierung von seitlicher Vermischung und Rückfluß eine nahezu ideale Strömung aufweist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Cracken von Kohlenwasserstoff-Rohmaterial mit fluidisiertem Katalysator, bei welchen die Geschwindigkeit des Zerriebes des Katalysators verglichen mit herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen abgesenkt ist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Cracken mit fluidisiertem Katalysator, bei welchen die Behältererosion, die auf die Bewegung des Katalysators zurückgeht, minimiert ist.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung deutlich werden oder lassen sich durch das Praktizieren der Erfindung gewinnen.
Kurz zusammengefaßt lassen sich die oben erwähnten Ziele durch eine Vorrichtung erreichen, welche eine Vielzahl von aufeinanderfolgend angeordneten Katalysatorzellen mit niedrigem Profil umfaßt. Jede Zelle weist ein Paar Katalysatorkammern auf, die jeweils in ihren Bodenbereich ein Katalysatorreservoir und darüber ein Atmosphärenreservoir beherbergen. Benachbarte Katalysatorkammern stehen miteinander entweder in einer Fall- oder in einer Hub- Betriebsart in Strömungsmittelverbindung. In der Fall- Betriebsart sind die Katalysatorreservoirs in benachbarten Katalysatorkammern durch eine Katalysatoröffnung unter der Oberfläche der Katalysatorreservoirs verbunden. In der Hub-Betriebsart sind die Atmosphärenreservoirs in benachbarten Katalysatorkammern durch eine Atmosphärenöffnung oberhalb der Oberfläche der Katalysatorreservoirs verbunden.
Die einzelnen Katalysatorkammern in jedem Paar benachbarter Katalysatorkammern kommunizieren nicht nur miteinander in einer der beiden beschriebenen Betriebsarten sondern auch individuell in der anderen Betriebsart mit einer Katalysatorkammer in einem anderen Paar. Die Vorrichtung umfaßt somit eine Folge von Katalysatorkammern mit niedrigem Profil, die alternativ in der Fall- oder Hub-Betriebsart miteinander kommunizieren.
Eine pneumatische Einrichtung fluidisiert den Katalysator in den Katalysatorkammern und bewegt diesen seitlich in einer bestimmten Strömungsrichtung von einer Katalysatorkammer zur anderen. Die pneumatische Einrichtung umfaßt eine Belüftung in den Böden der Katalysatorkammern, über welche ein Fluidisierungsmedium und wahlweise auch ein Hubgas durch den darüberliegenden Katalysator gedrückt werden. Die Strömungsgeschwindigkeit des fluidisierenden Mediums und des Hubgases durch die Belüftung im Boden jeder Katalysatorkammer, von welchem der Katalysator abgehoben wird, ist derart, daß die Oberfläche des Katalysatorreservoirs in dieser Kammer bis zur Atmosphärenöffnung im oberen Bereich der nächsten Kammer angehoben wird. Vorzugsweise ist die Belüftung, die in der pneumatischen Einrichtung eingesetzt wird, so ausgebildet, daß sie sich einem Verstopfen durch den Katalysator widersetzt, wenn kein Gas durch sie hindurchgedrückt wird. Dieses erleichtert das Anfahren der Vorrichtung
Die Katalysatorzellen können zu einer kontinuierlichen, rezirkulierenden Schleife geformt werden. Durch Verwendung geeigneter Gase als Fluidisierungsmedium, die in bestimmten Bereichen der kontinuierlichen Schleife eingeführt werden, läßt sich der Betrieb bestimmter Reaktor- und Regeneratorabschnitte erreichen. Im Reaktorabschnitt enthält das Fluidisierungsmedium, welches durch den Katalysator gedrückt wird, zumindest Kohlenwasserstoff-Rohmaterial und Dampf. In einigen Fällen ist es zweckmäßig, zusätzlich leichte Kohlenwasserstoff-Crackprodukte zu verwenden, die Fabrikgase (englisch: plant gases) genannt werden. Im Regeneratorabschnitt wird ein oxidierendes Gas, beispielsweise Luft, durch den Katalysator gedrückt, um den auf diesem abgelagerten Koks zu verbrennen. Zwischen den Reaktor- und dem Regeneratorabschnitt kann eine Anzahl von zwischenliegenden Katalysatorkammern eingeschoben und als Barrierenabschnitte betrieben werden, welche die Atmosphären des Regenerator- und Reaktorabschnittes voneinander abdichten und isolieren. Vorzugsweise wird ein nicht oxidierendes Gas, beispielsweise Dampf, als das fluidisierende Medium der Barrierenabschnitte eingesetzt.
Einzelne Paare der Katalysatorkammern oder deren gesamte Folge können gemeinsame Wände miteinander teilen. Wo dies zwischen Kammern, die in der Hub-Betriebsart miteinander in Verbindung stehen, geschieht, ist die Atmosphärenöffnung zwischen diesen in der gemeinsamen Wand ausgebildet. Die Katalysatoröffnung zwischen Katalysatorkammern, welche in der Fall-Betriebsart kommunizieren und eine gemeinsame Wand teilen, ist dementsprechend in dieser gemeinsamen Wand ausgebildet. Nach einem weiteren Konstruktionsmerkmal können der Regenerator- und der Reaktorabschnitt Seite an Seite nebeneinander liegen, so daß die aus der Verbrennung von Koks im Regeneratorabschnitt erzeugte Abwärme mit gutem Wirkungsgrad in den Reaktorabschnitt der Vorrichtung übertragen und dort verwendet werden kann.
Bei dem beschriebenen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung werden hohe Katalysatorbehälter vollständig erübrigt; es besteht keine Notwendigkeit für eine erhebliche Höhendifferenz zwischen unterschiedlichen Abschnitten des Systems. Dementsprechend werden zur Fluidisierung und Förderung des Katalysators nur kleinere Drucke und Geschwindigkeiten des Fluidisierungsmediums benötigt. Dies führt zu einem geringeren Katalysatorzerrieb und geringerer Erosion des Katalysatorbehälters. Diese Merkmale tragen dazu bei, daß eine nahezu ideale Strömung erzielt wird und ein erheblicher geringeres sekundäres Cracken beim Cracken von Kohlenwasserstoff-Rohmaterialen stattfindet. Man erhält einen hochwirksamen Cracker mit fluidisiertem Katalysator, dessen Installation weniger Kapital und der weniger Wartungskosten erfordert als frühere Crackverfahren mit fluidisiertem Katalysator.
Um nun besser die Art und Weise zu verstehen, in welcher die o.g. Vorteile und Ziele der Erfindung erhalten werden, wird nun eine genauere Beschreibung der Erfindung anhand spezieller Ausführungsbeispiele gegeben, die in den anliegenden Zeichungen dargestellt sind. Diese Zeichnungen stellen nur typische Ausführungsformen der Erfindung dar und sollen daher deren Schutzumfang nicht beschränken. Mit diesem Verständnis werden nun die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele und die nach gegenwärtigem Verständnis beste Art der Erfindung mit zusätzlichen Einzelheiten anhand der anliegenden Zeichnung beschrieben. In dieser sind:
Figur 1: die Ansicht eines Teils eines Crackers mit fluidisiertem Katalysator, in welchem die Lehre der vorliegenden Erfindung, schematisch dargestellt, enthalten ist;
Figur 2: die perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Crackers mit fluidisiertem Katalysator, welcher in einer geschlossenen Schleife die in Figur 1 dargestellten Grundzüge enthält;
Figur 3: die perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispieles eines Crackers mit fluidisiertem Katalysator, der entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgelegt ist;
Figur 4: einen Querschnitt durch den Cracker mit fluidisiertem Katalysator gemäß Schnittlinie 4-4 von Figur 3;
Figur 5: einen Querschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crackers mit fluidisiertem Katalysator;
Figur 6: einen Querschnitt durch den Cracker mit fluidisiertem Katalysator von Figur 5 gemäß Schnittlinie 6-6;
Figur 7: die Draufsicht auf ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crackers mit fluidisiertem Katalysator, in welchen zusätzliche Funktionsstrukturen dargestellt sind, die außerhalb der Katalysatorbehälter erforderlich sind;
Figur 8: einen Querschnitt durch den Cracker mit fluidisiertem Katalysator von Figur 7 gemäß Schnittlinie 8-8;
Figur 9: die perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, eines sechsten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Crackers mit fluidisiertem Katalysator;
Figur 10: die perspektivische Ansicht des Crackers mit fluidisiertem Katalysator von Figur 10, in welcher eine pneumatische Einrichtung dargestellt ist, die außerhalb der Katalysatorbehälter, auf deren Rückseite, angeordnet ist;
Figur 11: einen Querschnitt durch den Cracker mit fluidisiertem Katalysator von Figur 10 gemäß Schnittlinie 11-11; und
Figur 12: einen Querschnitt durch einen Teil des Crackers mit fluidisiertem Katalysator von Figur 10 gemäß Schnittlinie 12-12.

A. Figur 1

Figur 1 gibt eine Übersicht über die wichtigsten Funktionsmerkmale eines Teiles eines ersten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Crackers 10 mit fluidisiertem Katalysator. Wie nachfolgend ausführlicher erläutert wird, kann der in Figur 1 dargestellte Abschnitt des katalytischen Crackers 10 sowohl als Reaktorabschnitt, als Regeneratorabschnitt oder auch als atmosphären-isolierender Barrierenabschnitt in einer Vorrichtung dienen, in welcher Kohlenwasserstoff-Rohmaterial durch Berührung des Rohmateriales mit einem Katalysator gecrackt wird.
Der katalytische Cracker 10 umfaßt eine Mehrzahl aufeinanderfolgender Katalysatorzellen. Jede von diesen umfaßt ein Paar Kammern 12, durch welche sich der Katalysator 14 in einer bestimmten Strömungsrichtung, die durch die Pfeile A dargestellt ist, hindurchbewegt. Jede Zelle ist durch eine Klammer 11 gekennzeichnet. Sie umfaßt zwei benachbarte Katalysatorkammern 12, von denen eine als "Hub"-Abteil, die andere als "Fall"-Abteil dient. Dies ist schematisch bei 11 bzw. alternativ bei 11a dargestellt. Wie in Figur 1 gezeigt und weiter unten beschrieben, sind die Katalysatorzellen 11 oder 11a aufeinanderfolgend angeordnet und stehen in Strömungsmittelkommunikation miteinander, derart, daß sich ein kontiniuerlicher Strömungsweg von einer Zelle zur nächsten ergibt.
Der im Bodenbereich jeder Katalysatorkammer 12 untergebrachte Katalysator 14 bildet ein Katalysatorreservoir 16. Über der oberen Oberfläche 18 von jeden Katalysatorreservoir 16 befindet sich in der Katalysatorkammer 12 eine Atmosphärenreservoir 20. Der Katalysator 14 wird in jedem Katalysatorreservoir 16 dadurch fluidisiert, daß ein Fluidisierungsmedium, beispielsweise ein Gas, vom Boden der Katalysatorkammer 12 nach oben durch den Katalysator gedrückt wird. Dies kann auf eine Vielzahl bekannter Arten geschehen oder - vorzugsweise - durch Verwendung der Bauweise, die nachfolgend anhand anderer Figuren beschrieben wird. Um jedoch die in Figur 1 enthaltene Darstellung und die sich hierauf beziehende Beschreibung zu entlasten, sei angenommen, daß der dargestellte Katalysator 14 sich in einem fluidisierten Zustand befindet. Der katalytische Cracker 10 enthält somit eine pneumatische Einrichtung, mit welcher der Katalysator 14 in den Katalysatorkammern 12 fluidisiert und durch diese Kammern in der bestimmten Strömungsrichtung, die vom Pfeil A angezeigt wird, bewegt wird.
Jedes benachbarte Paar von Katalysatorkammern 12 steht in einer von zwei charakteristischen Arten, nämlich entweder in einer "Fall"-Art oder einer "Hub"-Art in Strömungsmittelkommunikation miteinander. Die Katalysatorkammern 12a und 12b stehen als Beispiel für ein Paar benachbarter Katalysatorkammern, die in der "Fall"-Betriebsart in Strömungsmittelkommunikation stehen. Die Katalysatorkammern 12a und 12b sind durch eine Katalysatoröffnung 22 unterhalb der oberen Oberfläche 18 des Katalysatorreservoirs 16 in jeder Kammer miteinander verbunden. Die Strömungsmittelkommunikation zwischen den Katalysatorkammern 12a und 12b, die von der Katalysatoröffnung 22 gebildet wird, erlaubt eine Bewegung fluidisierten Katalysators 14 aus der Kammer 12a zur Kammer 12b. Katalysator 14, der in der Kammer 12a aus der vorhergehenden Kammer aufgenommen wird, verdrängt fluidisierten Katalysator in der Kammer 12a von oben nach unten, wodurch die vorherbestimmte Strömungsrichtung, die durch den Pfeil A dargestellt ist, in die Katalysatorkammer 12b hervorgerufen wird.
Die Katalysatorkammern 12b und 12c stellen beispielhaft ein Paar von Katalysatorkammern dar, die miteinander in der "Hub"-Art in Strömungsmittelkommunikation stehen. Die Atmosphärenreservoirs 20 in den Katalysatorkammern 12b und 12c sind durch eine Atmosphärenöffnung 24 miteinander verbunden, die sich über der Oberfläche 18 der in diesen Kammern untergebrachten Katalysatorreservoirs 16 befindet. Die Strömungsmittelkommunikation zwischen den Katalysatorkammern 12b und 12c, die von der Öffnung 24 gebildet wird, ermöglicht eine Strömung fluidisierten Katalysators aus der Kammer 12b zur Kammer 12c.
Zusammenfassend ist also zu erkennen, wie dies schematisch in Figur 1 dargestellt ist, daß in jeder Zelle 11 oder 11a ein Paar benachbarter Katalysatorkammern 12 vorhanden ist, die entweder in der "Hub"-Art oder in der "Fall"- Art in Strömungsmittelkommunikation stehen. Demzufolge wird fluidisierter Katalysator in einer der Katalysatorkammern der Zelle nach oben gehoben, bis er im wesentlichen die Oberseite dieser Katalysatorkammer erreicht. Dort strömt er dann durch eine Atmosphärenöffnung 24 und fällt in die nächst benachbarte Katalysatorkammer.
Jede Katalysatorkammer 12 einer Zelle 11 oder 11a steht außerdem in Strömungsmittelkommunikation mit einer benachbarten Katalysatorkammer 12 einer weiteren Zelle. So kommunizieren beispielsweise die beiden Katalysatorkammern 12a und 12b der Zelle 11a, die auf einer Seite in der "Fall"- Art in Strömungsmittelkommunikation miteinander stehen, außerdem auf der anderen Seite in der "Hub"-Art mit einer weiteren benachbarten Katalysatorkammer einer anderen Zelle 11a. Die Katalysatorkammer 12b kommuniziert in der "Hub"-Art mit der Katalysatorkammer 12c, wogegen die Katalysatorkammer 12a in der "Hub"-Art mit einer Katalysatorkammer kommuniziert, die stromauf gegen die vorher bestimmte Strömungsrichtung, die vom Pfeil A dargestellt ist, angeordnet ist.
Wenn andererseits die Zelle so definiert ist, wie dies durch die Klammern 11 dargestellt ist, kommunizieren die Katalysatorkammern 12b und 12c der Zelle 11, die auf einer Seite in der "Hub"-Art miteinander in Strömungsmittelkommunikation stehen, jeweils in der "Fall"-Art auf der anderen Seite mit individuellen Katalysatorkammern 12 einer anderen Zelle 11. Die Katalysatorkammer 12b steht in der "Fall"- Art mit der Katalysatorkammer 12a in Verbindung, während die Katalysatorkammer 12c in der "Fall"-Art mit der nächsten Katalysatorkammer kommuniziert, die in der vorherbestimmten Strömungsrichtung, die durch den Pfeil A angedeutet ist, stromab liegt. Unabhängig davon, ob die Zelle enstprechend dem Bezugszeichen 11 oder dem Bezugszeichen 11a definiert ist, umfaßt also der katalytische Cracker 10 eine Folge von Katalysatorkammern 12, welche über die gesamte Folge hinweg alternativ in der "Hub"- und "Fall"- Art miteinander kommunizieren. Der Katalysator wird somit durch eine Kammer gehoben, fällt in die nächste, wird dann wieder gehoben, fällt erneut usw.
Wie schon erwähnt, wird Gas, welches durch den Bodenbereich jeder Katalysatorkammer 12 in den Katalysator 14 injiziert wird, zur Fluidisierung des hierin befindlichen Katalysatorreservoirs 16 benutzt. Das Fluidisierungsgas tritt durch eine Entlüftung 26 an der Oberseite von jedem "Fall"- Abteil 30 aus. Aufgrund der Atmosphärenöffnung 24 zwischen jedem Paar Katalysatorkammern 12, die in der "Hub"-Art miteinander kommunizieren, wird für diesen Zweck nur eine einzige Entlüftung 26 benötigt.
Eine zusätzliche Komponente der Gasströmung wird in der erfindungsgemäßen pneumatischen Einrichtung vorzugsweise dazu benutzt, den Katalysator 14 durch die Katalysatorkammern 12 in der vorher bestimmten Strömungsrichtung zu bewegen. Die Tiefe eines fluidisierten Bettes, beispielsweise eines der Katalysatorkammern 16, wird direkt durch das Volumen des fluidisierenden Mediums, welches hindurchgeleitet wird, beeinflußt. Demzufolge wird in den alternierenden Katalysatorkammern 12, die als "Hub"-Abteile dienen, ein erheblich größeres Gasvolumen durch den hier untergebrachten Katalysator 14 gedrückt. Dieses zusätzliche Gasvolumen ist in Figur 1 schematisch dargestellt und wird dort sowie überall in der Zeichnung als "Hubgas" bezeichnet. Als Folge des Volumens des Hubgases wird die Tiefe des darüberliegenden Katalysatorreservoirs 16 vergrößert, so daß dessen obere Oberfläche 18 nach oben auf das Niveau der oberen Oberfläche 18' in Höhe der Atmosphärenöffnung 24 angehoben wird.
Das Anheben der oberen Oberfläche 18 des Katalysatorreservoirs 16 zum Niveau der oberen Oberfläche 18' führt dazu, daß Katalysator 14 zum Eintreten in die hiermit kommunizierende Atmosphärenöffnung 24 gebracht wird. Daraufhin bewegt sich der Katalysator 14 durch die jeweilige Atmosphärenöffnung 24 in der durch den Pfeil A angedeuteten vorherbestimmten Richtung vorwärts und tritt in das Katalysatorreservoir 16 in der nachfolgenden Katalysatorkammer 12 ein. Danach tritt das Hubgas zusammen mit dem Gas, welches zur Fluidisierung des Katalysatorreservoirs 16 benutzt wurde, aus den Katalysatorkammern 12 durch die Entlüftung 26 aus.
Es ist wichtig, in dem fluidisierten Katalysatorbett dieselbe durchschnittliche Teilchengröße aufrechtzuerhalten, so daß der Differenzdruck nicht variiert und die Katalysatoraktivität über die gesamte Vorrichtung hinweg gleichmäßig bleibt. Hierzu ist es wichtig, den Katalysator aus den Fluidisierungs- und Hubgasen, welche durch die Entlüftung 26 austreten, zu entfernen. Wie nachfolgend anhand anderer dargestellter Ausführungsbeispiele ausführlicher erläuert wird, läßt sich dies vorteilhaft durch die Verwendung externer Zyklone in Kombination mit entsprechenden Strömungsmittelwegen erzielen, welche die Rückführung des Katalysators auf seine ursprüngliche Masse oder Identität erlauben, während dieser durch das System strömt. Demzufolge wird, wie weiter unten ausführlicher erläutert wird, Katalysator, der durch die Entlüftung 26 mit den Fluidisierungs- und Hubgasen austritt, von diesen Gasen getrennt und in dieselbe Zelle zurückgeführt, aus welcher er ausgetreten ist. Auf diese Weise läuft dieser zurückgeführte Katalysator durch das System bei im wesentlichen gleicher Masse fluidisierten Katalysators. So wird die durchschnittliche relative Teilchengröße des Katalysators während seines Weges durch das System besser gleichmäßig gehalten.
Aufgrund der unterschiedlichen Funktion benachbarter Katalysatorkammern 12 in jeder Zelle 11 oder 11a, beispielsweise der Katalysatorkammern 12b und 12c, wird nachfolgend für jede eine unterschiedliche Terminologie zur Bezugnahme verwendet. Eine Katalysatorkammer, wie beispielsweise die Katalysatorkammer 12b, in welcher Hubgas die Oberfläche des Katalysatorreservoirs 16 anhebt, wird nachfolgend als "Hub-Abteil" bezeichnet. Hub-Abteile, bei denen es sich gleichwohl um Katalysatorkammern handelt, werden außerdem in Figur 1 speziell durch das Bezugszeichen 28 gekennzeichnet. In ähnlicher Weise werden Katalysatorkammern, beispielsweise die Katalysatorkammer 12c, in welche der Katalysator 14 durch eine Atmosphärenöffnung 24 aus einem Hub-Abteil 28 fällt, "Fall-Abteil" genannt. In Figur 1 werden die Fall-Abteile, obwohl sie eigenständige Katalysatorkammern sind, ebenfalls spezieller durch das Bezugszeichen 30 gekennzeichnet.
Während sich der Katalysator 14 durch die einander abwechselnden Hub-Abteile 28 und Fall-Abteile 30 in der vorher bestimmten, durch den Pfeil A angedeuteten Strömungsrichtung bewegen, ist das Gas im Atmosphärenreservoir 20, welches sich oberhalb jedes benachbarten Paares von Hub- bzw. Fall-Abteilen 28, 30 befindet, von dem Gas in den Atmosphärenreservoirs 20 wirksam isoliert, welche in dem vorausgehenden bzw. nachfolgenden Paar benachbarter Hub- und Fall-Abteile 28 und 30 enthalten sind.
Es ist daher möglich, durch die in Figur 1 dargestellte Anordnung ein fluidisiertes Katalysatorbett seitlich vorwärts zu bewegen und gleichzeitig die Atmosphären von jedem Paar benachbarter Hub- und Fall-Abteile gegen eine wechselseitige Berührung abzudichten. Diese atmosphärische Dichtung, die bei einer Mehrzahl aufeinanderfolgender Paare von Katalysatorkammern erzielt wird, wird bei dem erfindungsgemäßen katalytischen Cracker als Ersatz für die atmosphärische Dichtung zwischen Reaktor und Regeneratorabschnitten eingesetzt, die bei herkömmlichen Crackern mit fluidisiertem Katalysator durch hochprofilige Katalysatorbehälter erzielt wird, welche in unterschiedlichen Höhen mit langen Steigleitungen dazwischen gehalten werden.
Wichtig ist, wie ohne weiteres zu erkennen ist, daß die Anordnung des katalytischen Crackers 10 sich zu einer niedrigprofiligen Struktur eignet, welche keine hohenn oder massiven Katalysatorbehälter zu enthalten braucht. Zusätzlich benötigen die niedrigprofiligen Katalysatorbehälter, wie beispielsweise die Katalysatorkammern 12, zur Fluidisierung oder Förderung des verwendeten Katalysators keinen hohen Gasdruck. Es läßt sich vorhersehen, daß dadurch der Zerrieb des Katalysators und die innere Erosion der Katalysatorkammern 12 reduziert werden. Aufgrund des Fehlens massiver Katalysatorreservoirs im katalytischen Cracker 10 werden außerdem die Probleme eines seitlichen Vermischens und Rückflusses, wie sie bei bekannten Vorrichtungen auftreten, erheblich reduziert. Nahezu ideale Strömungseigenschaften ergeben sich bei entsprechend hochwirksamem Crackvorgang. Die erfindungsgemäßen Grundzüge, wie sie grob in der Vorrichtung 10 dargestellt sind, stellen also einen wichtigen Fortschritt in Stande der Technik dar.
Wie bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung zu sehen sein wird, ermöglicht die Verwendung verhältnismäßig kleiner Katalysatorreservoirs 16 in Paaren von Katalysatorkammern 12, die in der Hub-Art miteinander kommunizieren, den raschen Durchgang von Gasen, die als Fluidisierungsmedium und als Hubgas verwendet werden, durch den darin befindlichen Katalysator 14. Diese Gase passieren einmal eine verhältnismäßig kurze Katalysatorsäule 14 in jeder Katalysatorkammer 12 und treten dann schnell in das Atmosphärenreservoir 20 ein und werden durch die Entlüftungen 26 abgezogen. Wird der Reaktorabschnitt eines Crackers mit Fluid-Katalysator nach den erfindungsgemäßen, durch den katalytischen Cracker 10 erläuterten Prinzipien gebaut, so bedeutet dies, daß die Verweilzeit des Kohlenwasserstoff-Rohmateriales von verhältnismäßig kurzer Dauer ist, das in die Katalysatorkammern 12 des Reaktorabschnittes als Komponente des Gases eingeführt wird, welches als Fluidisierungsmedium oder Hubgas benutzt wird. Ein sekundäres Cracken läßt sich auf diese Weise verläßlich eliminieren.
Bei einem bevorzugten Verfahren zur Verwendung der Vorrichtung können ein oder mehrere aufeinanderfolgende Paare von Katalysatorkammern 12, wie sie in Figur 1 dargestellt sind, als Reaktorabschnitt arbeiten, in welchen das Kohlenwasserstoff-Rohmaterial gecrackt wird. Zu diesem Zwecke strömt der Katalysator 14 durch einen derartigen Reaktorabschnitt in der Weise, die anhand der Figur 1 beschrieben wurde, von einem Eingangsende, an welchem frischer Katalysator empfangen wird, zu einem Ausgangsende, aus welchem der benutzte Katalysator abgegeben wird, hindurch. Bei diesem Verfahren umfaßt das Gas, mit dem der Katalysator 14 fluidisiert wird, typischerweise eine Mischung aus Dampf und erhitztem Kohlenwasserstoff- Rohmaterial. Bei einigen Ausführungsbeispielen, die nachfolgend erläutert werden, kann auch angestrebt werden, zur genauen Kontrolle der Verweilzeit zwischen Rohmaterial und Reaktorumgebung in Bereichen des Reaktorabschnittes sonst unerwünschte leichte, nicht crackbare Fabrikgase, die mit Dampf vermischt sind, zu verwenden. Unter derartigen Umständen kann benutzter, aus dem Ausgangsende eines derartigen Reaktorabschnittes abgegebener Katalysator zu einem herkömmlichen, hochprofiligen Katalysatorbehälter übertragen werden, der ein als Regenerator arbeitendes Katalysatorbett enthält.
Es ist jedoch auch möglich, im Regeneratorabschnitt eines Crackers mit Fluid-Katalysator die in der Vorrichtung 10 dargestellten Grundzüge einzusetzen und so ohne einen hochprofiligen Regeneratorbehälter auszukommen. Unter diesen Umständen arbeitet eine Mehrzahl aufeinanderfolgender Paare von Katalysatorkammern 12 als Regeneratorabschnitt, in welchem vom benutzten Katalysator Verunreinigungen entfernt werden. Das durch den Katalysator 14 in diesen Katalysatorkammern injizierte Gas umfaßt dann notwendigerweise ein oxidierendes Gas, beispielsweise Luft. Katalysator strömt dann durch einen solchen Regeneratorabschnitt in der Weise, die anhand der Figur 1 beschrieben wurde, von einem Eingangsende, an welchem benutzter Katalysator aufgenommen wird, zu einem Ausgangsende, aus welchem frischer Katalysator abgegeben wird. Der frische Katalysator kann dann entweder zu einem Reaktorabschnitt der herkömmlichen, hochprofiligen Konfiguration oder einem, der nach Art der Vorrichtung von Figur 1 ausgebildet ist, recycelt werden.
Es ist auch möglich, ein nicht flüchtiges, nicht oxidierendes Gas, beispielsweise Dampf, als Fluidisierungsund Hubgas in einer Folge von Katalysatorkammern 12, wie in Figur 1 dargestellt, zu verwenden. Wenn eine solche Folge von Katalysatorkammern 12 zwischen die Enden eines Reaktorabschnittes und eines Regeneratorabschnittes plaziert wird, kann sie als Barrierenabschnitt dienen, welcher eine Isolation der Atmosphären in dem Reaktor und dem Regenerator gegeneinander bewirkt. Gleichwohl kann Katalysator 14 von einem Abschnitt zum anderen strömen. Ein derartiger Barrierenabschnitt könnte theoretisch auch zwischen herkömmlichen massiven, hochprofiligen Reaktor- und Regeneratorbehältern eingesetzt werden; bei den gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden jedoch sowohl die Reaktor- und Regenerator-Abschnitte als auch die Barrienabschnitte alle in ähnlicher Weise als niedrigprofilige Katalysatorkammern 12 ausgebildet. Unter diesen Umständen kann die Mehrzahl von Katalysatorkammer-Paaren zu einer kontinuierlichen geschlossenen Schleife in der Art angeordnet werden, wie dies in Figur 2 dargestellt ist.

B. Figur 2

Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Crackers 40 mit fluidisiertem Katalysator, bei dem die in Figur 1 dargestellte Lehre der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird und der als geschlossene Folge alternierender Fall-Abteile 42 und Hub-Abteile 44 ausgebildet ist, die denjenigen ähnlich sind, die anhand der Figur 1 beschrieben wurden. Jedes Fall-Abteil 42 hat einen Boden 46 und Seitenwände 48, 50. In ihm untergebracht ist ein Atmosphärenreservoir 52 und darunter ein Katalysatorreservoir 56 mit eine oberen Oberfläche 58. Der Katalysator 54 tritt in jedes Fall-Abteil 42 durch das hierin enthaltene Atmosphärenreservoir 52 ein und strömt aus jedem Fall-Abteil 42 in der vorherbestimmten, durch den Pfeil A angedeuteten Strömungsrichtung durch eine Öffnung 60 in der Seitenwand 50 unterhalb der oberen Oberfläche 58 des Katalysatorreservoirs 56 aus.
In entsprechender Weise hat jedes Hub-Abteil 44 einen Boden 62, durch welchen Hubgas in der in Figur 1 beschriebenen Weise injiziert wird, sowie Seitenwände 64, 66. Im oberen Bereich von jedem Hub-Abteil 44 ist ein Atmosphärenreservoir 68 vorgesehen und unterhalb diesem ein Katalysatorreservoir 70 mit einer oberen Oberfläche 52. Katalysator 54 tritt in jedes Hub-Abteil 44 durch eine Öffnung 74 in der Seitenwand 64 unterhalb der oberen Oberfläche 72 des Hub-Katalysatorreservoirs 70 ein. Jedes Fall-Abteil 42 steht somit mit dem darauffolgenden Hub- Abteil 44 in der "Fall"-Art, wie anhand der Figur 1 erläutert, in Strömungsmittelverbindung. Aufgrund der Fluidisierung des Katalysators 54 in den Reservoirs 56 und 70 können die oberen Oberflächen 58, 72 auf relativ ähnlichem Niveau gehalten werden, trotz der Zugabe bzw. der Abgabe von Katalysator 54 aus beiden Reservoirs.
Eine Atmosphärenöffnung 76 kommuniziert mit jedem Gasreservoir 68, 52. Wird Hubgas durch den Boden 62 von jedem Hub-Abteil 44 zusätzlich zum darin verwendeten Fluidisierungsmedium injiziert, führt dies zum Anheben der oberen Oberfläche 72 des Hub-Katalysatorreservoirs 70 auf die Höhe der oberen Oberfläche 72'. Hierauf wird Katalysator 54 in der vorherbestimmten Strömungsrichtung, die durch den Pfeil A angedeutet ist, abgegeben, verläßt dabei das Hub- Abteil 44 und tritt in das darauffolgende Fall-Abteil 42 ein.
Die Fluidisierungs- und Hubgase, welche in das Atmosphärenreservoir 52 eingeführt werden, werden aus diesem über Entlüftungen 78 abgezogen. Wie zuvor angedeutet, wird der Katalysator 54 vorzugsweise zu der Zelle zurückgeführt, aus welcher er ausgetreten ist. Der Katalysator 54 bewegt sich somit gleichmäßig seitlich in einer Hub- und Abfallbewegung durch die Abteile des katalytischen Crackers 40 hindurch.
Wie schematisch dargestellt, kann eine Mehrzahl aufeinanderfolgender Hub-Abteile 44 und Fall-Abteile 42 als Reaktorabschnitt 80 arbeiten, in welchem Rohmaterial gecrackt wird, wenn das Gas, welches mittels der erfindungsgemäßen pneumatischen Einrichtung durch den hierin befindlichen Katalysator 54 gedrückt wird, mit Dampf vermischtes Rohmaterial umfaßt. Andere aufeinanderfolgende Hub-Abteile 44 und Fall-Abteile 42 in der geschlossenen Folge des katalytischen Crackers 40 können als Regeneratorabschnitt 82 arbeiten, in welchem von dem benutzten Katalysator Verunreinigungen entfernt werden. In diesem Falle drückt die erfindungsgemäße pneumatische Einrichtung ein Gas, bei welchem es sich um ein Oxidationsmittel handelt, durch den Katalysator 54 in diesem Abschnitt des katalytischen Crackers 40.
Zwischen dem Reaktorabschnitt 80 und dem Regeneratorabschnitt 82 ist eine Mehrzahl aufeinanderfolgender Hub- Anteile 44 und Fall-Anteile 42 eingeschoben, die als Barrieren-Abschnitte 84, 86 dienen und die Atmosphäre im Reaktorabschnitt 80 gegen die Atmosphäre im Regeneratorabschnitt 82 isolieren. Dies geschieht dadurch, daß ein nicht brennbares und nicht oxidierendes Gas, beispielsweise Dampf, durch den Katalysator 54 in den Barrierenabschnitten 84, 86 gedrückt wird.

C. Figuren 3 - 4

Die Figuren 3 und 4 zeigen zusammen ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crackers 100 mit fluidisiertem Katalysator. Während die katalytischen Kräcker 10 und 40, die oben beschrieben wurden, zwischen aufeinander folgenden Katalysatorkammern keine nennenswerte vertikale Versetzung erfordern, ist es gleichwohl möglich, die anhand der Figur 1 erläuterten Grundzüge in einer geschlossenen Folge von Katalysatorbehältern, wie in Figur 2, einzusetzen und dabei von vertikalen Höhenunterschieden Gebrauch zu machen.
Der katalytische Kräcker 100 ist eine derartige Vorrichtung. Er umfaßt eine geschlossene Folge abgeschlossener Katalysatorzellen 102, von denen jede eine bestimmte Katalysatormenge 104 enthält, welche ein Katalysatorreservoir 106 bildet. Jede Zelle 102 ist mit einer Trennwand 112 versehen, welche den Raum oberhalb der Katalysatorreservoirs 106 in eine Eingangs-Atmosphärenkammer 108 und eine Ausgangs- Atmosphärenkammer 110 trennt. Wie in Figur 4 dargestellt, hängt die Trennwand 112 vom Dach 114 herab, wobei sie die einander gegenüberliegenden Seiten der Katalysatorbehälter 102 verbindet. Die Trennwand 112 erstreckt sich nach unten bis unter die obere Oberfläche 116 des Katalysatorreservoirs 106 und endet kurz vor dem Boden 118, so daß eine Strömungsmittelkommunikation in der "Fall"-Art möglich ist.
Der Katalysator 104 tritt in eine Zelle 102 durch die Eingangs-Atmosphärenkammer 108 ein und wird durch die Ausgangs-Atmosphärenkammer 110 abgegeben. Mit jeder Ausgangs-Atmosphärenkammer 110 kommuniziert ein Abgabe-Kanal 120, durch welchen die Abgabe des Katalysators erfolgt. Eine (nicht gezeigte) Belüftung in den Böden 118 wird dazu verwendet, den Katalysator 104 zu fluidisieren und sich durch die Folge von Zellen 102 zu bewegen.
Wie im Falle von Figur 1 ist aus Einfachheitsgründen nur das Hubgas, welches zur Vorwärtsbewegung des Katalysators benutzt wird, in Figur 4 dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß in jeder Zelle 102 außerdem ein Fluidisierungsgas verwendet wird. Zusätzlich zu dem in dem Katalysatorbehälter 102 verwendeten Fluidisierungsmedium wird eine bestimmte Hubgasmenge durch den Abschnitt des Katalysatorreservoirs 106 direkt unterhalb der Ausgangs-Atmosphärenkammer 110 gedrückt. Als Folge hebt sich die obere Oberfläche 116 des Katalysatorreservoirs 106 bis auf das Niveau der oberen Oberfläche 116' an, so daß Katalysator 104 durch den Katalysator-Abgabekanal 120 zur nächsten Zelle 102 vorrücken kann.
Die Anordnung des katalytischen Crackers 100 mit vertikal gegeneinander versetzten Zellen 102 ist besonders bei der Konstruktion von katalytischen Crackern vorteilhaft, welche einen hohen Betriebsdruck benötigen. Wie in Figur 3 zu erkennen, ist die Zelle 102e die höchste Zelle in einer nach unten gestuft abfallenden Reihe von sechs Zellen, die mit der Zelle 102b endet. Wie sich am besten anhand der Figur 4 verstehen läßt, ist die Hubgasmenge, die in der Zelle 102 zur Förderung des Katalysators 104 in die Zelle 102b benötigt wird, erheblich geringer als die Hubgasmenge, die zur Förderung von Katalysator 104 aus der Zelle 102b zur Zelle 102c über den hochprofiligen Katalysator-Abgabekanal 120 erforderlich ist. Es ist ein Vorteil eines erfindungsgemäßen Crackers mit Fluid-Katalysator, daß die in den einzelnen Zellen verwendete Hubgasmenge unabhängig je nach den chemischen und mechanischen Anforderungen der Vorrichtung manipuliert werden kann.
Nach der Ankunft in der Zelle 102c fällt der Katalysator 104 stufenweise durch eine zweite Folge von sechs Zellen 102, die in der Zelle 102d endet, nach unten. Danach bringt ein größerer Hubvorgang den Katalysator 104 den hochprofiligen Katalysator-Abgabekanal 120b zum Katalysatorbehälter 102e nach oben. Wie bei der Vorrichtung 40 von Figur 2 können verschiedene Abschnitte der Vorrichtung 100 als getrennte Reaktor-, Regenerator- und Barrierenabschnitte benutzt werden, indem die Art des hierin benutzten Fluidisierungs- und Hubgases variiert wird.
Eine weitere Anmerkung, welche einen strukturellen Vergleich der verschiedenen getrennten Fall-Abteile 42 und Hub-Abteile in Figur 2 und den in Figur 4 gezeigten Zellen 102 betrifft, scheint am Platze. In den Zellen 102 wird eine einzige Trennwand 112 verwendet; dies steht im Gegensatz zu den getrennten, jedoch einander gegenüberliegenden Seitenwänden 50, 64 des Fall-Abteiles 42 und des Hub-Abteiles 44. Anstatt außerdem zwei Öffnungen 60 und 74 zu benötigen, wird die Strömungsmittelkommunikation einfach unterhalb der unteren Kante 122 der Trennwand 112 geschaffen. Wie leicht zu erkennen ist, ergeben sich hieraus in natürlicher Weise verschiedene ökonomische Vorteile der materiellen Konstruktion. Weitere derartige ökonomische Vorteile werden anhand der in den nachfolgenden Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Crackers mit Fluid-Katalysator deutlich werden.
Der Abzug der Fluidisierungs- und Hubgase aus den Eingangs- Atmosphärenreservoirs 108 erfolgt über Entlüftungen 124. Jede Entlüftung 124 ermöglich den Austritt dieser Gase, die sich in dem Eingangs-Atmosphärenreservoir 108 aus dem vorhergehenden Ausgangs-Atmosphärenreservoir 110 einer benachbarten Zelle 102 angesammelt haben. Wie bei den anderen Ausführungsbeispielen wird Katalysator, der mit den durch die Entlüftung 124 austretenden Gasen abgezogen wird, vorzugsweise in die Zelle 102 zurückgeführt, so daß über das gesamte System hinweg eine nahezu gleichmäßige durchschnittliche Teilchengröße aufrecht erhalten wird.

D. Figuren 5 und 6

Die Figuren 5 und 6 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel eines Crackers 130 mit fluidisiertem Katalysator, der aus einer geschlossenen Folge abwechselnder Hub-Abteile 132 und Fall-Abteile 134 besteht. In den Hub- bzw Fall- Abteilen 132, 134 befindet sich ein fluidisierter Katalysator 135. Hub-Abteile 132 wechseln mit Fall-Abteilen 134 ab und stehen in einer vorbestimmten Strömungsrichtung, die durch die Pfeile A angedeutet ist, miteinander in Strömungsmittelkommunikation. So kommuniziert beispielsweise das Hub-Abteil 132a, welches in Figur 6 dargestellt ist, in "Hub"-Art mit dem Fall-Abteil 134a durch eine Atmosphärenöffnung 140a über der oberen Oberfläche 142 der Hub- bzw. Fall-Katalysatorreservoirs 136 bzw. 138. Das Fall-Abteil 134a wiederum kommuniziert in "Fall"-Art mit dem nachfolgenden Hub-Abteil 132b durch eine Katalysatoröffnung 144a unter der oberen Oberfläche 142 des Fall- bzw. Hub-Katalysatorreservoirs 138a bzw. 136a.
Wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen von Crackern mit Fluid-Katalysator ermöglicht eine Belüftung in den Böden 146 der Hub- und Fall-Abteile 132, 134, daß Gas durch den Katalysator 135 zur Fluidisierung hindurchgedrückt wird. Demzufolge strömt Katalysator 135 durch Öffnungen 144 aus einem bestimmten Fall-Abteil 134 zum nachfolgenden Hub-Abteil 132, während neuer Katalysator in jedes Fall-Abteil 134 eintritt. Dieser Eintritt von Katalysator 135 in jedes Fall-Abteil 134 wird dadurch unterstützt, daß durch den Boden 144 in jedem Fall-Abteil 132 ein ausreichendes Volumen von Hubgas hindurchgedrückt wird, wodurch die obere Oberfläche 142 des Hub-Katalysatorreservoirs 136 auf das Niveau 142' angehoben wird.
Der Katalysator 135 bewegt sich abwechselnd unter Trennwänden 148 zwischen Abteilen, die in der "Fall" -Art kommunizieren, hindurch und über Trennwänden 150 zwischen Kammern, die in der "Hub"-Art kommunizieren, hinweg. Die Trennwände 148, 150 dienen als gemeinsame Seitenwand für die Hub-Abteile 132 und die Fall-Abteile 134 auf ihren beiden Seiten. Dies führt zu einer sehr kompakten, strukturell effizienten Anordnung der Vorrichtung 130.
Das Fluidisierungsmedium und das Hubgas, welche in die Hub- und Fall-Abteile 132, 134 eingeführt werden, treten durch Entlüftungen 152 aus, wie dies durch die Pfeile B dargestellt ist. Typischerweise führt das austretende Gas Katalysatorteilchen mit sich. Demzufolge wird jede Entlüftung 152 über einen Zyklonabscheider 156 geführt, in dem die schwebenden Katalysatorteilchen 135 aus dem austretenden Gas entfernt und über Tauchrohre 158 zum darunter befindlichen Fall-Katalysatorreservoir 138 zurückgeführt werden. Die Rückführung des Katalysators zum Fall-Katalysatorreservoir 138 wird außerdem durch die Wahl der Größe der Entlüftung 152 gefördert, indem nämlich diese Entlüftung 152 so groß ist, daß größere, schwerere Katalysatorteilchen einfach unter der Wirkung der Schwerkraft zurück in das Fall-Katalysatorreservoir 138 fallen. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, daß die verbleibenden Katalysatorteilchen, die mit den austretenden Gasen mitgeführt werden, eher kleiner sind und deshalb leichter durch den Zyklonabscheider 156 abgetrennt werden können. So können kleinere, weniger teure Zyklonabscheider eingesetzt werden. Der Gesamtwirkungsgrad bei der Rückführung des Katalysators aus den austretenden Gasen wird so verbessert.
Nunmehr wird insbesondere auf Figur 5 Bezug genommen. Wenn erhitztes Kohlenwasserstoff-Rohmaterial, vermischt mit Dampf, über die Böden 146 der Hub-Abteile 132a, 132b und der Fall-Abteile 134a, 134b injiziert wird, dann funktioniert dieser Abschnitt der Vorrichtung 130 als Reaktorabschnitt 160, in welchem das Rohmaterial gecrackt wird. In entsprechender Weise führt die Verwendung eines oxidierenden Gases, beispielsweise von Luft, in den Hub-Abteilen 132e, 132f und den Fall-Abteilen 134e, 134f dazu, daß dieser Abschnitt als Regeneratorabschnitt 162 arbeitet.
Bei dem katalytischen Cracker 130 liegen der Reaktorabschnitt 160 und der Regeneratorabschnitt 162 parallel zueinander und teilen in der Mitte des katalytischen Crackers 130 eine gemeinsame Seitenwand 164. Durch diese Anordnung kann Abwärme, die durch die Verbrennung von Koks im Regeneratorabschnitt 162 erzeugt wird, nützlich und effizient auf den Reaktorabschnitt 160 übertragen werden und dort die gewünschten Crackbedingungen aufrecht erhalten, wenn zur Bewältigung der Expansion und Kontraktion der verschiedenen Wände 164, 148, 150 geeignete Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.
An den entfernten Enden 166 der mittleren Seitenwand 164 findet sich ein Förderkanal 140 für den Katalysator, über welchen der Katalysator 135 um die Enden 166 der mittleren Seitenwand 164 vorrückt. Katalysator-Hubabteile 132c, 132d und Katalysator-Fallabteile 134c, 134d zwischen dem Ausgangsende des Reaktorabschnitts 160 und dem Eingangsende des Regeneratorabschnitts 162 arbeiten als erster Barrierenabschnitt, welcher die Atmosphäre im Reaktorabschnitt 160 von derjenigen im Regeneratorabschnitt 162 trennt. Hierzu wird Dampf oder ein anderes nicht brennbares, nicht oxidierendes Gas im Barrierenabschnitt 168 zur Fluidisierung und als Hubgas verwendet. In ähnlicher Weise arbeiten Hub-Abteile 132g, 132a und Fall-Abteile 134g, 134h zwischen dem Ausgangsende des Regeneratorabschnittes 162 und dem Eingangsende des Reaktorabschnittes 160 als zweiter Barrierenabschnitt 170 zum gleichen Zweck.
Die kompakte Anordnung von Hub- und Fall-Abteilen, welche im katalytischen Cracker 130 gemeinsame Wände teilen, ermöglicht eine vereinfachte Bauweise. Es müssen nicht mehr nebeneinanderstehende Hub- und Fall-Abteile wie beim katalytischen Cracker 40 von Figur 2 oder sogar für sich alleine stehende Katalysatorzellen wie in Figur 3 gebaut werden; statt dessen umfaßt der katalytische Cracker 130 eine endlose, im allgemeinen horizontal geschlossene Leitung mit einem Boden 146, einem Dach 154 und dazwischenliegenden, einander gegenüberstehenden Seitenwänden. In der Nähe des Reaktorabschnittes 160 steht der mittleren Seitenwand 164 die äußere Seitenwand 172 gegenüber, während im Gebiet des Regeneratorabschnittes 162 der mittleren Seitenwand 164 die äußere Seitenwand 174 gegenübersteht. Die geschlossene Leitung, die so vom Boden 146, Dach 154 und den Seitenwänden 164, 170, 172 begrenzt wird, beherbergt den hindurchfließenden fluidisierten Katalysator.
Die Mehrzahl abwechselnd nach unten herabhängender Atmosphären-Drosseln in Form von Wänden 148 und nach oben verlaufender Katalysator-Drosseln in Form von Wänden 150 verbinden gegenüberliegende Seitenwände der Leitung. Jede Katalysator-Drossel verläuft vom Boden 146 der Leitung bis zu einem bestimmten Punkt über der oberen Oberfläche 142 des Katalysators 135 nach oben. Dementsprechend erstreckt sich jede Atmosphärendrossel vom Dach 154 bis zu einem bestimmten Punkt unter der oberen Oberfläche 142 des Katalysators 135 nach unten. Während also der Funktion nach der katalytische Cracker 130 als Folge von Fall- und Hub-Abteilen aufgefaßt werden kann, läßt er sich strukturell auch als einzige Leitung bzw. Kanal verstehen, in welchem der Katalysator sich in einer bestimmten Strömungsrichtung an einer alternierenden Reihe von Katalysator- und Atmosphären-Drosseln vorbeibewegt.

D. Figuren 7 und 8

Die Figuren 7 und 8 stellen ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crackers 180 mit fluidisiertem Katalysator dar. Der katalytische Cracker 180 ähnelt zwar in verschiedenerlei Hinsicht dem katalytischen Cracker 130; die Figuren 7 und 8 zeigen aber darüber hinaus auch Strukturen, die außerhalb der Katalysatorbehälter liegen und die zum Betrieb des katalytischen Crackers erforderlich sind. Ein vollständiges Verständnis von Bauweise und Funktion des katalytischen Crackers 180 läßt sich am besten durch Zusammenfassung der Figuren 7 und 8 gewinnen; eine kurze Anmerkung scheint am Platze, welche die Beziehung dieser beiden Figuren miteinander betrifft.
Der katalytische Cracker 180 ist in Figur 7 in der Draufsicht mit abgenommenem Dach dargestellt, wobei die Wände schraffiert sind. Schematisch um den Umfang der Hüllstruktur 184 herum sind diejenigen Strukturen dargestellt, die außerhalb von dieser liegen und zum korrekten Arbeiten des katalytischen Crackers 180 erforderlich sind. Diese Strukturen sind in Figur 7 so angeordnet, daß sie die Erörterung des katalytischen Crackers 180 erleichtern, und nicht so, daß tatsächlich die physikalische Beziehung zwischen diesen dargestellt wird.
Die Darstellung in Figur 8 ist ein Schnitt durch den katalytischen Cracker 180, gewonnen durch Blick in horizontaler Richtung in die Hüllstruktur 184 und bei Durchführung eines vollständigen Umgangs um den Umfang der Hüllstruktur 184 unter Beibehaltung des nach innen gerichteten Blicks. Wie in Figur 7 sind die außerhalb der Hüllstruktur 184 liegenden Strukturen in Figur 8 schematisch dargestellt, um das Verständnis von Aufbau und Funktion des beschriebenen Ausführungsbeispiels zu erleichtern.
Der katalytische Cracker 180 ermöglich die Durchführung eines Verfahrens mit horizontalem, zellulärem fluidisiertem Bett. Die Hüllstruktur 184 umfaßt ein Paar länglicher Behälter 186, 188, die nebeneinander angeordnet sind. Verschiedene Zellen sind mit den römischen Bezugszeichen I bis XVIII versehen. Insbesondere umfaßt der Behälter 186 die Zellen VIII bis XV und der Behälter 188 umfaßt die Zellen XVI bis XVIII sowie I bis VIII.
Während die Zellen I bis VIII in den Figuren 7 bis 8 in einem bestimmten Größenverhältnis gezeigt sind, können diese Zellen sowohl in der Anzahl als auch in der Größe je nach den Anforderungen der Vorrichtung, in der sie benutzt werden, variieren. Die Zellen I bis IV arbeiten als Reaktorzellen, in welchen Kohlenwasserstoff-Rohmaterial einem Katalysator 182 ausgesetzt und dadurch gecrackt wird. Das Rohmaterial tritt in den Reaktor bei der Zelle IV ein und bewegt sich dann in einer vorherbestimmten Strömungsrichtung, die durch die Pfeile A angegeben ist, zur Zelle I. Die Zellen V bis VII am Eingangsende des Reaktorabschnitts und die Zellen XIV bix XVII an dessen Ausgangsende arbeiten als Reaktor-Abdichtungszellen, welche die Atmosphäre im Reaktor von der Atmosphäre in anderen Abschnitten der Hüllstruktur 184 trennen. Die Reaktorzellen und die Reaktordichtungs-Zellen an deren beiden Enden, welche den länglichen Behälter 188 umfassen, werden nachfolgend als reaktorseitige Zellen des katalytischen Crackers 180 bezeichnet.
Die Zellen X bis XIV arbeiten als Regeneratorabschnitt, in welchem der benutzte Katalysator von Koks befreit wird, der auf ihnen im Reaktorabschnitt abgelagert wurde. Der benutzte Katalysator wird an der Zelle XIII, dem Eingangsende des Regeneratorabschnittes, aufgenommen und dann durch diesen in der vorherbestimmten Strömungsrichtung, die durch den Pfeil A angegeben ist, hindurchbewegt und dann an der Zelle X, dem Ausgangsende des Reaktorabschnittes abgegeben. Die Zellen XV und XVI am Eingangsende des Regeneratorabschnittes und die Zellen VIII und IX am Ausgangsende funktionieren als Regenerator-Dichtungszellen, welche die Atmosphäre der Regeneratorabschnittes von derjenigen anderer Abschnitte der Hüllstruktur 184 trennen. Der Regeneratorabschnitt und die Regenerator-Dichtungszellen, welche den länglichen Behälter 136 umfassen, werden nachfolgend als regeneratorseitige Zellen bezeichnet. Die Anzahl und die Größe der Zellen in beiden länglichen Behältern 186, 188 können je nach den baulichen Vorgaben des katalytischen Crackers 180 variiert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen, niedrigprofiligen Crackverfahren mit fluidisiertem Katalysator wird das Kohlenwasserstoff- Rohmaterial vorzugsweise unter Verwendung von Abwärme vorgeheizt, die aus dem Regenerationsabschnitt des katalytischen Crackers 180 verfügbar ist. Vorgewärmtes Kohlenwasserstoff-Rohmaterial wird in die Reaktorzellen I bis IV über eine oder auch alle Rohmaterial-Versorgungsleitungen 190 zugeführt, welche, wie am besten in Figur 8 zu erkennen, in die Zellen des Reaktorabschnittes durch den Boden 192 der Hüllstruktur 184 eintreten.
Wie am besten anhand der Figur 7 zu verstehen ist, sind die Zellen VIII bis X des Regeneratorabschnittes Seite an Seite zu den Zellen I bis V des Reaktorabschnittes angeordnet. Sowohl der Regenerator- als auch der Reaktorabschnitt sind mit gemeinsamen wärmeleitenden Wänden 194, 196 versehen, die Rücken an Rücken positioniert sind, so daß sich eine maximale Übertragung der im Regeneratorabschnitt erzeugten Abwärme in den Reaktorabschnitt ergibt. Eine geeignete Struktur, welche eine relative Expansion und Kontraktion zwischen den reaktorseitigen Zellen und den regeneratorseitigen Zellen des katalytischen Crackers 180 ermöglicht, sollte vorzugsweise vorhanden sein.
Die Reaktor-Dichtungszellen XV bis XVIII am Ausgangsende des Reaktorabschnittes funktionieren zusammen mit den Regenerator-Abdichtungszellen XIV und XV am Eingangsende des Regeneratorabschnittes als Atmosphären-Abdichtung, welche verhindert, daß Kohlenwasserstoff-Produktgase, welche den Reaktorabschnitt verlassen, in die oxidierende Atmosphäre im Regeneratorabschnitt eintreten. Dampf oder andere nicht oxidierende Gase werden in die Reaktor-Dichtungszellen XVI bis XVIII und die Regenerator-Dichtungszellen XIV und XV durch das Sammel-Einlaßrohr 198 eingeführt. Wie am besten in Figur 8 zu erkennen ist, treten diese Gase in die Zellen XIV bis XVIII durch den Boden 192 der Hüllstruktur 184 ein und bewegen sich durch den Katalysator 182 nach oben. Das auf diese Weise in die Zellen XIV bis XVIII eingeführte Gas bildet nicht nur eine Dichtung zwischen dem Reaktor- und Regeneratorabschnitt sondern dient auch als Strip-Mittel, welches beim Entfernen etwaiger verbliebener Mengen von Kohlenwasserstoff-Produktgasen aus dem Katalysator 182 hilft, bevor dieser zum Regeneratorabschnitt vorrückt.
Wie am besten anhand der Figur 8 verstanden werden kann, treten die Produktgase und die nicht oxidierenden Stripgase aus den reaktorseitigen Zellen I bis VII und XVI bis XVIII durch Entlüftungen 200 im Dach 202 der Hüllstruktur 184 aus. Die Gase und etwaige mitgeführte Katalysatorteilchen werden entlang des Produktgasrohres 204 zu einem oder mehreren Zyklonabscheidern 206 gebracht. Der Produktdampfstrom wird dort teilweise entstaubt und die so gesammelten Katalysatorteilchen 182 werden zum Reaktorabschnitt durch eine Tauchleitung 208 zurückgeführt. Der entstaubte Produktdampf wird vom Reaktor-Zyklonabscheider 206 über eine Produkt-Übertragungsleitung 210 zu einer herkömmlichen Cracksäule 212 überführt. Verschiedene Kohlenwasserstoff-Produkte aus der Crackreaktion im Reaktorabschnitt des katalytischen Crackers 180 werden in der Säule 212 voneinander getrennt und danach durch getrennte Produktleitungen zu geeigneten Lagerplätzen transportiert. Abgetrenntes Produkt aus den Leitungen 214 kann zum Reaktorabschnitt zurückgeführt und dort weiter gecrackt oder über die Rohmaterial-Zufuhrleitungen 190 bei Bedarf verarbeitet werden.
Der koksbeladene Katalysator 182 bewegt sich aus dem Ausgangsende des Reaktorabschnittes durch die Reaktor-Dichtungszellen XVI bis XVIII und die Regenerator-Dichtungszellen XIV und XV und wird dann in den Regeneratorabschnitt eingeführt. Dort wird durch die Oxidations-Sammelversorgungsleitung 216 Luft oder ein anderes geeignetes oxidierendes Gas eingeführt. Wie am besten in Figur 8 zu erkennen ist, tritt Luft aus der Versorgungsleitung 216 in die Regeneratorzellen X bis XIII über den Boden 192 der Hüllstruktur 184 ein und dient als Fluidisierungsmedium und Hubgas. Der Katalysator 182 wird somit im Regeneratorabschnitt fluidisiert und der Koks wird von ihm abgebrannt. Auf diese Weise wird der Katalysator 182 in seinen aktiven Zustand zurückgeführt und erwärmt, so daß er zur Rückführung zum Reaktorabschnitt bereit ist. Frischer Katalysator kann dem katalytischen Cracker 180 über ein Frischkatalysator-Zuführrohr 248 zugegeben werden. Verbrauchter Katalysator kann aus dem katalytischen Cracker 180 über eine Verbrauchtkatalysatorleitung 249 im Boden 292 abgezogen werden.
Die Regenerator-Dichtungszellen VIII und IX und die Reaktor- Dichtungszellen V bis VII bilden eine atmosphärische Dichtung, welche verhindert, daß oxidierende Gase in der Atmosphäre des Regeneratorabschnittes in die Kohlenwasserstoff-Atmosphäre in dem Reaktorabschnitt eintreten. Dampf oder ein anderes nicht oxidierendes Gas wird in die Regenerator-Dichtungszellen VIII und IX und die Reaktor- Dichtungszellen V bis VII über das Sammel-Einlaßrohr 218 eingeführt. Wie in Figur 8 zu erkennen ist, tritt dieses nicht oxidierende Gas in die Zellen V bis IX über den Boden 192 der Hüllstruktur 184 ein und dient als Fluidisierungsmedium und Hubgas in diesen Zellen.
Das in die Zellen V bis IX über das Einlaßrohr 218 eingeführte Gas dient nicht nur als atmosphärische Dichtung sondern auch als Strip-Mittel, welches bei der Entfernung von restlichen Sauerstoffmengen aus dem frischen Katalysator 182 behilflich ist, bevor dieser in den Reaktorabschnitt des katalytischen Crackers 180 eintritt. Das Rauchgas aus der Verbrennung im Regeneratorabschnitt und die nicht oxidierenden Stripgase in den Regenerator- Dichtungszellen VIII, IX, XIV und XV treten aus Entlüftungen 220 im Dach 202 der Hüllstruktur 184 aus.
Die Gase und etwaige mitgeführte Katalysatorteilchen 182 werden durch ein Rauchgasrohr 222 zu einem oder mehreren Regenerator-Zyklonabscheidern 224 gebracht. Der Verbrennungs-Rauchgasstrom wird dort teilweise entstaubt; die hier gesammelten Katalysatorteilchen 182 werden über ein Regenerator-Tauchrohr 226 zurück zum Regeneratorabschnitt gebracht. Das Verbrennungs-Rauchgas, welches den Regenerator-Zyklonabscheider 224 verläßt wird wahlweise durch eine Rauchgas-Übertragungsleitung 228 zu einem Kohlenmonoxid-Boiler 230 gebracht, wo das restliche Kohlenmonoxid im Verbrennungs-Rauchgas aus dem Regeneratorabschnitt verbrannt wird. Wenn der Kohlenstoff auf dem Katalysator 182 im Regeneratorabschnitt im wesentlichen zu Kohlendioxid verbrannt wird, ist ein Kohlenmonoxid-Boiler wie der Kohlenmonoxid-Boiler 230 nicht unbedingt erforderlich.
Schließlich wird das Verbrennungs-Rauchgas durch die Abgabeleitung 232 abgeführt. Wahlweise kann ein Teil des Verbrennungs-Rauchgases von der Auslaßleitung 232 in Sammeleinlaßrohre 198, 298 für die Dichtungsversorgung abgezweigt werden und als fluidisierndes Gasmedium für die Dichtungszellen V bis IX und XIV bis XVIII verwendet werden. Unter Umständen kann es wünschenswert sein, das heiße Verbrennungs-Rauchgas über eine Absetzeinrichtung 234 zu Reinigungszwecken oder durch einen Luft-Vorheizer 236 zu leiten.
Der Vorgang der Vorwärtsbewegung des Katalysators 182 in der vorherbestimmten Strömungsrichtung beinhaltet, wie am besten anhand der Figur 8 zu verstehen ist, das Anheben der oberen Oberfläche 238 in den Hub-Zellen, beispielsweise den Zellen II, IV, VI usw., in der vorherbestimmten Strömungsrichtung über die Katalysatorbarrieren 240. Jeweils zwischen den Katalysatorbarrieren 240 bewegt sich der Katalysator 182 unter Atmosphären-Drosseln 242 hindurch. Auf diese Weise rückt der Katalysator 182 in einer im wesentlichen horizontalen Richtung durch die Reaktorzellen, die Regeneratorzellen und die Dichtungszellen des katalytischen Crackers 180 in einem im wesentlichen sinusförmigen Strömungsverlauf vor.
Die durch die Verbrennung von Koks im Regeneratorabschnitt erzeugte Abwärme läßt sich vorteilhafterweise zur Erzeugung von Dampf für verschiedene Zwecke verwenden. Bei dem in den Figuren 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel wird Boiler-Zuflußwasser über eine Boiler-Zuflußwasserleitung 244 zu den Boilerröhren 245 geführt, welche die Wände der Regeneratorzellen X bix XIV auskleiden. Dampf, der an dieser Stelle erzeugt wird, kann dann beispielsweise zum Kohlenmonoxid-Boiler 230 über die Leitung 248 zugespeist werden. Alternativ kann der auf diese Weise erzeugte Dampf als Fluidisierungsmedium und Hubgas für die Reaktorund Regenerator-Dichtungszellen eingesetzt werden oder in anderer Weise im Prozeß verbraucht werden. Dampf, der zur wirksamen Dispersion des Kohlenwasserstoff-Rohmateriales benötigt wird, kann durch die Dampfleitung 191 demjenigen beigegeben werden, der für den Reaktorabschnitt bestimmt ist. Der von den Boilerröhren 245 erzeugte Dampf kann auch dazu eingesetzt werden, Elektrizität zu erzeugen, mit welcher die dem katalytischen Cracker zugeordnete Ausrüstung gespeist wird.

E. Figuren 9 bis 12

Anhand eines sechsten Ausführungsbeispieles eines Crackers 250 mit fluidisiertem Katalysator, welches in den Figuren 9 bis 12 dargestellt ist, werden nun besondere Aspekte eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen pneumatischen Einrichtung näher dargelegt. Kurz gesprochen umfaßt der katalytische Cracker 250 eine endlose geschlossene Folge alternierender Hub-Abteile 252 und Fall-Abteile 254, die im wesentlichen in derselben Weise wie die oben beschriebenen Fall- und Hub-Abteile arbeiten.
Der katalytische Cracker 250 enthält eine Mehrzahl von Reaktorzellen 258 mit in wesentlichen gleichmäßigen Dimensionen, welche den Reaktorabschnitt der Vorrichtung bilden. In Gegensatz dazu bilden das Hub-Abteil 254a und das übergroße Fall-Abteil 252a die einzige Regeneratorzelle beim Ausführungsbeispiel der Figuren 9 bis 12. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den Reaktorabschnitt eines erfindungsgemäßen katalytischen Crackers in eine Mehrzahl von Reaktorzellen zu unterteilen, weil dann die Strömung des Kohlenwasser-Rohmateriales individuell kontrolliert und in getrennte Abschnitte des Reaktors aufgeteilt werden kann. Andererseits hat es sich als richtig herausgestellt, in einem derartigen katalytischen Cracker eine einzige Regeneratorzelle vorzusehen, welche ein vergrößertes Fall-Abteil aufweist, wie dies bei 252a gezeigt ist, so daß die Koksverbrennung in einem einzigen Abteil stattfinden kann.
Der Katalysator bewegt sich seitlich durch die Folge von Abteilen in einer bestimmten, durch die Pfeile A angedeuteten Strömungsrichtung hindurch. Der Katalysator wird fluidisiert, so da er frei in der gewählten Strömungsrichtung unterhalb der Atmosphären-Drosseln 256 strömen kann. Die Fluidisierung wird durch eine pneumatische Einrichtüng bewirkt, welche eine Belüftung in den Böden 256 der Kammern umfaßt. Bei dem katalytischen Cracker 250 bilden die Böden 256 der Fall-Abteile 252 und der Hub- Abteile 254 eine einzige kontinuierliche Fläche, die nach unten in der gewählten Strömungsrichtung geneigt ist.
Vorzugsweise sollte die Belüftung in den Böden 256, über welche der Katalysator fluidisiert wird, gegen eine Verstopfung geschützt sein, wenn kein Gas durch die Belüftung geführt wird, wie dies beispielsweise beim Anfahren der Fall ist. Die Art und Weise, wie dies erzielt werden kann, wird durch die überlappende Plattenstruktur der Böden 256 und durch die Anwesenheit der Gas-Sammelverteiler 262 angedeutet. In Figur 10 wird Gas zur Fluidisierung des Katalysators von einem einzigen Gas-Sammelverteiler 262 aus zugeführt. Von jedem Gas-Sammelverteiler 262 führt eine Mehrzahl von Gas-Verteilungsleitungen 264 an der Außenseite des katalytischen Crackers 250 fluidisierendes Gas unter die Böden 256.
Wie in Figur 11 zu erkennen ist, biegt jede Gas-Verteilungsleitung 264 an einem Punkt unterhalb des Bodens 256 nach innen und verläuft unter dem Boden 256. Zwischen den Gas- Sammelverteilern 262 und jeder Gas-Verteilungsleitung 264 liegt ein Steuerventil 266, welches sicherstellt, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Gases in den Leitungen 264 konstant bleibt.
Um die Oberfläche des Katalysators in jedem Hub-Abteil 254 wirksam anzuheben, so daß der Katalysator sich über die Katalysator-Barrieren 268 vorwärtsbewegen kann, muß die Gasströmung durch das Hub-Abteil 254 regelmäßig etwas größer als diejenige in jedem Fall-Abteil 252 sein. Aus diesem Grunde wird jedes Hub-Abteil 254 mit Gas über eine getrennte Hubgas-Verteilungsleitung 270 versorgt. Die Hübgas-Verteilungsleitungen 268 enthalten ebenfalls Steuerventile 266. Sowohl die Gas-Verteilungsleitungen 264 als auch die Hubgas-Verteilungsleitungen 270 enden in einer horizontalen Stichleitung 272, die mit einem Raum 274 unterhalb der Böden 256 kommuniziert.
Wie am besten anhand der Figur 12 zu erkennen ist, umfaßt eine bevorzugte Belüftung, welche sich einer Verstopfung durch Katalysator widersetzt, wenn kein Gas durch die Belüftung strömt, mehrere Gaskanäle 276 unterhalb der Böden 256 der Fall- bzw. Hub-Kammern 252, 254. Die Gaskanäle 276 werden durch überlappende obere Flächen 278 und untere Flächen 280 begrenzt. Jeder Gaskanal 276 konmuniziert mit dem Gasraum 274 und demzufolge einer Quelle unter Druck stehenden Gases. Das gegenüberliegende Ende von jedem Gaskanal 276 endet in einem Schlitz 282, der im Boden 256 ausgebildet ist. Typischerweise durchquert der Schlitz 282 die Breite der Kammer im Boden 256. Die Ebene von jedem Gaskanal 276 kann horizontal ausgerichtet sein, wie in der Fall-Kammer 252b, oder nach unten in Richtung der Gasströmung durch den Gaskanal 276. Bei der in Figur 12 dargestellten Konfiguration ist der Schlitz 282 zwischen einer Kante 286 einer oberen Fläche 278 und einem mittleren Abschnitt 288 der unteren Fläche 280 ausgebildet. Der Abschnitt 290 der unteren Oberfläche 280, der vom Gaskanal 276 entfernt ist, umfaßt einen Abschnitt des Bodens 256 des Fall- bzw. Hub-Abteils, in welchem der Schlitz 282 ausgebildet ist.
Verwendet man keine Belüftung der beschriebenen Art, welche sich einer Verstopfung durch den Katalysator widersetzt, wenn kein Gas durch die Belüftung strömt, neigt der pulverisierte bzw. granulare Katalysator in der Kammer darüber dazu, in die Rohre zu versickern, was beim Anfahren Schwierigkeiten machen kann. Wie sich herausstellte, eliminiert die Verwendung von Gaskanälen wie den Gaskanälen 276 nicht nur weitgehend derartige Schwierigkeiten sondern sorgt außerdem für eine vorteilhaft gleichmäßige Verteilung des Gases zur Fluidisierung in jeder Kammer eines erfindungsgemäßen Crackers mit fluidisiertem Katalysator.
Zusammenfassend weichen das hier beschriebene Verfahren und die Vorrichtung erheblich von der traditionellen Verwendung massiver, hochprofiliger Katalysatorreservoirs in Cracksystemen mit fluidisiertem Katalysator ab. Statt dessen wird in der vorliegenden Erfindung eine Aufeinanderfolge kleiner, niedrigprofiliger Zellen eingesetzt. Als Folge beobachtet man dramatische Verbesserungen in den Misch- und Fließeigenschaften, was zur Eliminierung unerwünschter sekundärer Crackprozesse führt. Außerdem kann durch die Verwendung flacher Katalysatorbetten die Fluidisierung und die Vorwärtsbewegung des Katalysators unter Verwendung von Gasströmungen mit verhältnismäßig geringen Geschwindigkeiten bewerkstelligt werden. Dies verringert den Katalysatorzerrieb ebenso wie die innere Erosion der betroffenen Katalysatorbehälter.
Die Erfindung kann in anderen speziellen Formen ausgeführt werden, ohne daß von ihrem Grundgedanken oder wesentlichen Eigenschaften abgewichen wird. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind in jeglicher Hinsicht nur als illustrativ und nicht als beschränkend zu betrachten. Der Schutzumfang der Erfindung ist demzufolge durch die anliegenden Ansprüche und nicht durch die vorhergehende Beschreibung bestimmt. Alle Abweichungen, die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereiches der Ansprüche liegen, sollen von deren Umfang mit umfaßt werden.
Beansprucht und durch das Patent geschützt werden soll folgendes:

Claims

1. Vorrichtung (10; 100) zum Cracken von Kohlenwasserstoff- Rohmaterial durch die Berührung des Rohmateriales mit einem Katalysator (14) mit

einer Mehrzahl von Katalysatorzellen (11), die in Folge angeordnet und in Strömungsmittelkommunikation miteinander derart verbunden sind, daß sich eine geschlossene Schleife bildet, welche einen kontinuierlichen Strömungsweg in einer bestimmten Richtung von einer Zelle (11) zur nächsten bildet, wobei jede Zelle (11) ein Katalysator-Hub (28)und Fall (30)-Kammernpaar umfaßt, welche in ihrem Bodenbereich ein Katalysatorreservoir (16) aufnehmen bzw. in ihrem Oberbereich ein Atmosphärenreservoir (20) aufnehmen, wobei jede dieser Kammern (12) an einer ihrer Seiten durch eine Katalysatoröffnung (22), die unter der Oberfläche (18) der Katalysatorreservoirs angeordnet ist, mit einer benachbarren Kammer verbunden ist und auf der anderen Seite durch eine Atmosphärenöffnung (24) über der Oberfläche (18) der Katalysatorreservoirs mit einer anderen benachbarten Kammer verbunden ist;

einer pneumatischen Einrichtung (256, 262, 264, 266, 268, 270, 272, 276, 282) zum Einführen eines fluidisierenden Mediums in jede der Kammern derart, daß der darin befindliche Katalysator fluidisiert und in der bestimmten Richtung dadurch vorwärtsbewegt wird, daß er zur Oberseite der genannten Hub-Kammern angehoben, durch die dieser zugeordneten Atmosphärenöffnung hindurchgeführt und in die benachbarte Fall-Kammer fallengelassen wird, wodurch der Katalysator von einer Kammer zur nächsten in fluidisiertem Zustand strömt;

dadurch gekennzeichnet, daß das in eine Mehrzahl von ersten Zellen eingeführte Fluidisierungsmedium ein mit Dampf vermischtes Kohlenwasserstoff-Rohmaterial umfaßt, wodurch die Mehrzahl der ersten Zellen (11) als Reaktorabschnitt (80) zum Cracken des Rohmateriales dient; daß das Fluidisierungsmedium, welches in eine Mehrzahl von zweiten Zellen (11) eingeführt wird, ein oxidierendes Gas umfaßt, wodurch die genannte Mehrzahl der zweiten Zellen (11) als Regeneratorabschnitt (82) dient, in welchem der Katalysator (14) durch Entfernen von Koks in seinen aktiven Zustand zurückgebracht wird; und daß das Fluidisierungsmedium, welches in eine dritte und eine vierte Zelle (11), die individuell zwischen dem Reaktor- und dem Regeneratorabschnitt an gegenüberliegenden Enden angeordnet ist, eingeführt wird, ein nicht oxidierendes Gas umfaßt, wodurch eine der dritten und vierten Zellen (11) eine atmosphärische Dichtung bildet und verhindert, daß das oxidierende Gas in dem Regeneratorabschnitt in den Reaktorabschnitt eintritt, und wodurch die andere der genannten dritten und vierten Zellen eine atmosphärische Dichtung bildet, welche verhindert, daß das Rohmaterial in dem Reaktorabschnitt in den Regeneratorabschnitt eintritt.

2 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zelle (11) im wesentlichen in derselben vertikalen Höhe angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Zellen (11; 102) vertikal gegenüber einer benachbarten Zelle versetzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zelle (11; 102) vertikal gegenüber den benachbarten Zellen, die auf gegenüberliegenden Seiten von ihr angeordnet sind, versetzt ist, so daß eine Folge vertikal abgestufter Zellen gebildet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Abschnitt von einer Seite der ersten und der zweiten Zelle (11) als gemeinsame Wand (164) ausgebildet ist, welche den Reaktor- vom Regeneratorabschnitt trennt, derart, daß eine Übertragung von Abwärme aus dem Regeneratorabschnitt über die genannte Wand zum Reaktorabschnitt möglich ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Entlüftung (26; 124) zum Entlüften des Atmosphärenreservoirs innerhalb jeder Zelle zur äußeren Atmosphäre außerhalb der Zelle umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Abscheider umfaßt, welcher Katalysator von dem Fluidisierungsmedium, welches durch die Entlüftung abgelassen wird, abtrennt, sowie eine Rückführeinrichtung, welche den abgetrennten Katalysator zu der Zelle zurückführt, aus welcher er abgeführt worden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kammer an einer Seite eine Wand (112) mit einer benachbarten Kammer teilt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Einrichtung enthält, mit welcher ein Hubgas in eine der Kammern (11) jeder Zelle eingeführt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kammer (11) einen Boden (46) umfaßt, welcher eine Mehrzahl überlappender Platten umfaßt, und daß ein Luftkanal von einer Stelle zwischen den überlappenden Platten bis in das Katalysatorreservoir entlang dessen Boden vorgesehen ist, und daß mindestens entweder das Hubgas oder das Fluidisierungsmedium in die Kammer von unterhalb der überlappenden Platten eingeführt wird.

11. Vorrichtung (40; 130) zum Cracken von Kohlenwasserstoff-Rohmaterial durch Berührung des Rohmateriales mit einem Katalysator, mit

a) einer Mehrzahl von Zellen, welche eine Folge abwechselnder Fall (42; 134)- und Hub (44; 132)-Abteile umfaßt, welche so in Strömungsmittelverbindung miteinander verbunden sind, daß sich eine geschlossene Schleife bildet, durch welche sich der Katalysator in einer vorbestimmten Strömungsrichtung vorwärtsbewegt;

i) wobei jedes Fall-Abteil (42; 134) einen Boden (46; 146), eine Decke und Seitenwände (48; 50) umfaßt und ein Eingangs-Atmosphärenreservoir (52) und unter diesem ein Katalysator-Fallreservoir (56) beherbergt, wobei der Katalysator in das Fall-Abteil durch das Eingangs- Atmosphärenreservoir eintritt und aus dem Fall-Abteil in der vorherbestimmten Strömungsrichtung (A) durch eine Öffnung (60) in einer der Seitenwände (48; 50) unter der Oberfläche (58) des Katalysatorreservoirs (56) ausströmt;

ii) wobei jedes Hub-Abteil (44; 132) einen Boden (62; 164), eine Decke und Seitenwände (64; 66) umfaßt und ein Ausgangs-Atmosphärenreservoir (68) und unter diesem ein Katalysator-Hubreservoir (70) beherbergt, wobei der Katalysator in das Hub-Abteil (44) aus dem Fall- Abteil (42) durch eine Öffnung (74) in einer der Seitenwände (60) des Hub-Abteils unter der Oberfläche (72) des Katalysator-Hubreservoirs (70; 140) eintritt; und

iii) wobei ein Katalysator-Förderkanal (76; 140) mit dem Ausgangs-Atmosphärenreservoir kommuniziert, über welchen der Katalysator in der vorherbestimmten Strömungsrichtung aus dem Hub-Abteil zum nachfolgenden Fall-Abteil in der Folge von Abteilen abgegeben wird;

b) einer ersten pneumatischen Einrichtung, welche ein Fluidisierungsmedium, welches ein Kohlenwasserstoff- Rohmaterial vermischt mit Dampf umfaßt, herbeischafft und in eine erste der Zellen einführt;

c) einer zweiten pneumatischen Einrichtung, welche ein Fluidisierungsmedium, welches ein oxidierendes Gas umfaßt, herbeischafft und in eine zweite der Zellen einführt; und

d) einer dritten pneumatischen Einrichtung, welche ein Fluidisierungsmedium, welches ein nicht oxidierendes Gas umfaßt, herbeischafft und in eine dritte und eine vierte der Zellen einführt, wobei eine erste atmosphärische Dichtung innerhalb der Schleife gebildet wird, welche verhindert, daß das oxidierende Gas in die erste Zelle eintritt, bzw. eine zweite atmosphärische Dichtung innerhalb der Schleife, welche verhindert, daß das Rohmaterial in die zweite Zelle eintritt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Einrichtung eine Belüftung in den Böden (146) des Hub- und des Fall-Abteiles umfaßt, über welche ein Fluidisierungsgas durch den darüberliegenden Katalysator hindurchgedrückt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (146) von jedem Abteil eine Mehrzahl überlappender Platten umfaßt, die zusammen eine geneigten Bodenfläche (256) bilden, und daß die Belüftung eine oder mehrere Leitungen (276) umfaßt, die unter die überlappenden Platten geführt sind und daß die überlappenden Platten einen ausreichenden Abstand voneinander haben, so daß Gas, welchem durch die Leitungen eingeführt wird, aus dem Raum zwischen den überlappenden Platten entweichen und so den Katalysator fluidisieren kann.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen im wesentlichen in derselben vertikalen Höhe angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zelle vertikal gegenüber den benachbarten Zellen, die auf gegenüberliegenden Seiten von ihr angeordnet sind, versetzt ist, so daß eine Folge vertikal abgestufter Zellen gebildet wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (80)- und der Regenerator (82)-Abschnitt eine gemeinsame Wand umfassen, wodurch Abwärme aus dem Regeneratorabschnitt in den Reaktorabschnitt übertragen und dort verwendet werden kann.

17. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zelle eine gemeinsame Seitenwand (148, 150) umfaßt, die mit einer benachbarten Zelle auf der jeweils anderen Seite geteilt wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zelle eine Entlüftung (76) umfaßt, die an dem Ausgangs-Atmosphärenreservoir des Hub-Abteils angeordnet ist und durch welche Fluidisierungsgas aus dem Ausgangs- Atmosphärenreservoir zusammen mit mitgeführten Katalysatorteilchen entfernt wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Zyklon-Abscheider (156) umfaßt, die mit den Entlüftungen verbunden sind und die mitgeführten Katalysatorteilchen aus dem Fluidisierungsgas entfernen, sowie Einrichtungen (58), welche die abgeschiedenen Katalysatorteilchen in das Katalysator-Fallreservoir (138) des Fall-Abteils zurückführen.

20. Niedrig-profilige Vorrichtung (130) zum Cracken von Kohlenwasserstoff-Rohmaterial durch die Berührung des Rohmateriales mit einem Katalysator, mit

a) einer endlosen, im wesentlichen horizontal geschlossenen Leitung, die einen Boden (146), ein Dach und gegenüberliegende Seitenwände (164, 170, 172) dazwischen derart aufweist, daß sie eine geschlossene Schleife bildet, wobei in der Leitung eine bestimmte Menge des Katalysators und darüber eine gasförmige Atmosphäre untergebracht sind;

b) einer Mehrzahl alternierender Katalysator-Drosseln (148) und Atmosphären-Drosseln, welche gegenüberliegende Seitenwände der Leitung miteinander verbinden, wobei die Katalysator-Drosseln (156) vom Boden der Leitung bis zu einem bestimmten Punkt über der Oberfläche der Katalysatormenge nach oben verlaufen und die Atmosphären-Drosseln vom Dach (154) der Leitung bis zu einem bestimmten Punkt unter der Oberfläche (142) der Katalysatormenge (135) nach unten verlaufen;

c) einer ersten pneumatischen Einrichtung, welche Kohlenwasserstoff-Rohmaterial herbeischafft und in einen ersten Abschnitt der geschlossenen Leitung derart einführt, daß dieser erste Abschnitt als Reaktorabschnitt dient, welcher das Rohmaterial crackt;

d) einer zweiten pneumatischen Einrichtung, welche ein Fluidisierungsmediem herbeischafft und in einen zweiten Abschnitt der Leitung einführt, wobei das Fluidisierungsmedium ein oxidierendes Gas umfaßt, derart, daß ein Regeneratorabschnitt gebildet ist, welcher den Katalysator in seinen aktiven Zustand durch Entfernung des daran befindlichen Kokses zurückführt;

e) einer dritten pneumatischen Einrichtung, welche ein ein nicht oxidierendes Gas umfassendes Fluidisierungsmedium herbeischafft und in einen dritten und einen vierten Abschnitt der Leitung einführt, derart, daß eine erste atmosphärische Dichtung innerhalb der Schleife gebildet wird, welche verhindert, daß das oxidierende Gas in dem Regeneratorabschnitt in den Reaktorabschnitt eintritt, bzw. eine zweite atmosphärische Dichtung innerhalb der Schleife, welche verhindert, daß das Rohmaterial in den Regeneratorabschnitt eintritt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Einrichtung eine Belüftung im Boden der Leitung umfaßt, über welche ein Fluidisierungsgas durch den darüberliegenden Katalysator gedrückt wird.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden eine Mehrzahl überlappender Platten umfaßt, zwischen denen Belüftungskanäle liegen, wobei die Platten so ausgebildet sind, daß sie eine nach unten geneigte Folge überlappender Platten bilden, welche zwischen jedem benachbarten Paar von Katalysator-Drosseln (256) verläuft, und daß die Belüftung eine Einrichtung umfaßt, mit welcher fluidisierendes Gas unter die überlappenden Platten derart eingeführt wird, daß das Fluidisierungsgas vom Raum unterhalb der überlappenden Platten austritt und ein nach oben strömendes Fluidisierungsmedium für den Katalysator erzeugt.

23. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor- und der Regeneratorabschnitt eine gemeinsame zwischen ihnen liegende Wand umfassen, derart, daß Abwärme, die durch den Regeneratorabschnitt erzeugt wird, über diese gemeinsame Wand übertragen und durch den Reaktorabschnitt genutzt wird.

24. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Entlüftung umfaßt, die an dem Dach der geschlossenen Leitung angebracht ist und über die die gasförmige Atmosphäre über dem Katalysator entlüftet wird.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Zyklon-Abscheider (156) umfaßt, der mit der Entlüftung verbunden ist und dem das von der Entlüftung abgezogene Fluidisierungsgas zugeführt wird und welcher den Katalysator, der in dem Fluidisierungsgas mitgeführt wird, abscheidet, und daß sie außerdem eine Einrichtung unfaßt, welche den abgeschiedenen Katalysator zurück in die geschlossene Leitung führt.

26. Vorrichtung zum Cracken von Kohlenwasserstoff-Rohmaterial durch Berührung des Rohmateriales mit einem Katalysator (182), mit

a) einem Reaktorabschnitt (I-IV), in welchem das Rohmaterial dem Katalysator ausgesetzt wird und der frischen Katalysator (182) an einem Eingangsende empfängt und benutzten Katalysator an einem Ausgangsende abgibt,

b) einem Regeneratorabschnitt (X-XIV), welcher Verunreinigungen von dem benutzten Katalysator, der von dem Ausgangsende des Reaktorabschnittes abgegeben wurde, entfernt und hieraus frischen Katalysator erzeugt, der dem Eingangsende des Reaktorabschnittes zugeführt wird, wobei der Regeneratorabschnitt im wesentlichen in derselben vertikalen Höhe wie der Reaktorabschnitt angeordnet ist;

c) einer ersten Dichtungszelle (V-VII), die zwischen dem Ausgangsende des Reaktorabschnittes und dem Eingangsende des Reaktorabschnittes liegt, und einer zweiten Dichtungszelle (XIV-XVII), die zwischen dem Ausgangsende des Regeneratorabschnittes und dem Eingangsende des Reaktorabschnittes liegt wobei die erste und die zweite Zelle die Atmosphäre in dem Reaktorabschnitt von der Atmosphäre in dem Regeneratorabschnitt trennen, während der Katalysator sich durch die Vorrichtung in einer bestimmten Strömungsrichtung vorwärtsbewegt, und wobei die erste und die zweite Zelle sich im wesentlichen in derselben vertikalen Höhe wie der Reaktorund der Regeneratorabschnitt befinden, derart, daß in Kombination mit diesen ein niedrig-profiliger katalytischer Cracker gebildet wird, der eine geschlossene Schleife umfaßt, über welche das Rohmaterial und der Katalysator während der Verarbeitung strömen;

d) einer ersten pneumatischen Einrichtung, welche ein Fluidisierungsmedium, welches Kohlenwasserstoff-Rohmaterial umfaßt, herbeischafft und in den Reaktorabschnitt zum Cracken einführt;

e) einer zweiten pneumatischen Einrichtung, welche ein Fluidisierungsmedium, welches ein oxidierendes Gas umfaßt, herbeischafft und in den Regeneratorabschnitt einführt; und

f) einer dritten pneumatischen Einrichtung, welche ein Fluidisierungsmedium, welches ein nicht oxidierendes Gas umfaßt, herbeischafft und in die Dichtungszellen einführt, derart, daß in der zweiten Dichtungszelle eine erste atmosphärische Dichtung innerhalb der Schleife gebildet wird, welche verhindert, daß das oxidierende Gas in dem Regeneratorabschnitt in den Reaktorabschnitt eintritt, bzw. daß in der ersten Dichtungszelle eine zweite atmosphärische Dichtung innerhalb der Schleife gebildet wird, die verhindert, daß Rohmaterial in den Regeneratorabschnitt eintritt.

27. Verfahren zum Cracken von Kohlenwasserstoff-Rohmaterial mit den folgenden Schritten:

ein Katalysator (14) wird in einer Folge geschlossener Katalysatorzellen (11) fluidisiert, wobei jede Katalysatorzelle in ihrem Bodenbereich ein Katalysator-Reservoir (16) und im oberen Bereich ein Atmosphären-Reservoir (26) beherbergt und die Zellen jeweils mit einer Einrichtung versehen sind, welche den Raum über dem Katalysator-Reservoir in ein erstes Abteil, welches ein Eingangs-Atmosphärenreservoir aufweist, und ein zweites Abteil, welches ein Ausgangs-Atmosphärenreservoir aufweist, unterteilt;

der fluidisierte Katalysator wird seitlich durch die Folge von Katalysatorzellen in einer bestimmten Strömungsrichtung vorwärtsbewegt, indem abwechseln der fluidisierte Katalysator durch jedes zweite Abteil und aus dem Ausgangs-Atmosphärenreservoir gehoben wird und indem der fluidisierte Katalysator durch das Eingangs-Atmosphärenreservoir in das erste Abteil fallengelassen wird, wodurch sich der fluidisierte Katalysator kontinuierlich in einem im wesentlichen horizontalen, sinusförmigen Strömungsweg durch die Zellen vorwärtsbewegt.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem den Schritt enthält, daß der Katalysator in einer ersten Zelle mit Kohlenwasserstoff-Rohmaterial, das mit Dampf vemischt ist, derart fluidisiert wird, daß die erste Zelle als Reaktorabschnitt (80) zum Cracken des Rohmateriales dient.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt enthält, daß der Katalysator in einer zweiten Zelle mit einem oxidierenden Gas derart fluidisiert wird, daß die zweite Zelle als Regeneratorabschnitt (82) dient, welcher den Katalysator durch Verbrennung des Kokses, bei welcher der Koks von dem Katalysator entfernt wird, in den aktiven Zustand zurückführt.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte und eine vierte Zelle an gegenüberliegenden Enden zwischen die erste und die zweite Zelle gelegt sind und daß das Verfahren außerdem den Schritt enthält, daß der Katalysator in der dritten und vierten Zelle mit einem nicht oxidierenden Gas derart fluidisiert wird, daß eine atmosphärische Dichtung gebildet wird, welche verhindert, daß das oxidierende Gas in dem Regeneratorabschnitt in den Reaktorabschnitt eintritt, und daß verhindert wird, daß das Rohmaterial in den Regeneratorabschnitt eintritt.

31. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Zelle eine zwischen ihnen liegende gemeinsame Seitenwand umfassen und daß das Verfahren außerdem den Schritt umfaßt, daß Abwärme von dem Regeneratorabschnitt über die gemeinsame Seitenwand zur Verwendung in dem Reaktorabschnitt übertragen wird.

32. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem den Schritt umfaßt, daß das Ausgangs- Atmosphärenreservoir zu einer Atmosphäre außerhalb des zweiten Abteils entlüftet wird.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem die Schritte umfaßt, daß mitgeführter Katalysator, welcher zusammen mit Fluidisierungs- und Produktgasen, die aus dem Ausgangs-Atmosphärenreservoir abgezogen werden, in die Außenatmosphäre entlüftet wird, abgeschieden wird und daß der abgeschiedene Katalysator zu dem zweiten Abteil zurückgeführt wird.