DE3904435C2 - Process for the catalytic cracking of a hydrocarbon batch in a fluidized bed - Google Patents

Process for the catalytic cracking of a hydrocarbon batch in a fluidized bed

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DE3904435C2 DE19893904435 DE3904435A DE3904435C2 DE 3904435 C2 DE3904435 C2 DE 3904435C2 DE 19893904435 DE19893904435 DE 19893904435 DE 3904435 A DE3904435 A DE 3904435A DE 3904435 C2 DE3904435 C2 DE 3904435C2
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    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kracken einer schwe­ ren Kohlenwasserstoffcharge im Wirbelbett gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.The invention relates to a method for cracking a swiss ren hydrocarbon batch in the fluidized bed according to the Oberbe handle of claim 1.

Bekanntlich wendet die Erdölindustrie üblicherweise Krackver­ fahren an, bei denen Kohlenwasserstoffmoleküle mit hohem Mole­ kulargewicht und erhöhtem Siedepunkt in kleinere Moleküle mit niedrigerem Siedepunkt, die zweckmäßig für die nachgesuchte Verwendung sind, gespalten werden.As is well known, the petroleum industry usually uses crackers start off in which hydrocarbon molecules with high moles molecular weight and increased boiling point in smaller molecules with lower boiling point that is appropriate for the sought Use are to be split.

Eines der zur Zeit häufigsten Verfahren ist beispielsweise das sog. katalytische Kracken im Wirbelbett (auch FCC genannt). Bei diesem Verfahrenstyp wird die Kohlenwasserstoffcharge durch Kontaktieren bei hoher Temperatur mit einem Krackkataly­ sator verdampft, der in den Dämpfen der Charge in Suspension gehalten wird. Nachdem man durch Kracken den gewünschten Mole­ kulargewichtsbereich erreicht hat, unter entsprechender Absen­ kung der Siedepunkte, wird der Katalysator von den erhaltenen Produkten getrennt, gestrippt, in einer oder mehreren Stufen durch Verbrennung des gebildeten Kokses regeneriert und dann wieder in Kontakt mit der zu krackenden Charge gebracht.One of the most common procedures at the moment is, for example so-called catalytic cracking in a fluidized bed (also called FCC). This type of process uses the hydrocarbon batch by contacting at high temperature with a cracking catalyst evaporated in the vapors of the batch in suspension is held. After cracking the desired mole has reached the specific weight range, with appropriate absences kung boiling points, the catalyst is obtained from the Products separated, stripped, in one or more stages regenerated by burning the coke formed and then brought back into contact with the batch to be cracked.

Die zu krackenden Chargen werden gewöhnlich in die Reaktions­ zone bei einer Temperatur eingeführt, die je nach Ausgangsma­ terial im allgemeinen zwischen 75°C und 450°C unter einem re­ lativen Druck von beispielsweise 0,7 bis 3,5 bar beträgt, wäh­ rend die Temperatur des regenerierten Katalysators, der in diese Zone gelangt, in der Größenordnung von 600°C bis 950°C betragen kann.The batches to be cracked are usually added to the reaction zone introduced at a temperature which, depending on the starting dimension material generally between 75 ° C and 450 ° C under a re latent pressure of, for example, 0.7 to 3.5 bar, wäh rend the temperature of the regenerated catalyst, which in this zone reaches, in the order of 600 ° C to 950 ° C can be.

Der Katalysator wird entweder am Fuß oder am Kopf einer im wesentlichen vertikalen röhrenförmigen Zone eingeführt, die als Reaktionszone dient. Die Katalysatorkörner werden dann bezüglich des Rohres nach oben oder unten dadurch beschleu­ nigt, daß an dessen Fuß oder Kopf ein gasförmiges oder ver­ dampfbares Fluid eingeblasen wird. Dieses Einblasen oder Ein­ drücken erfolgt vermittels eines geeigneten Fluidverteilers. Die zu krackende Charge wird stromabwärts eingeführt und so vollständig wie möglich mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung in der Suspension von Katalysatorkörnern verdampft.The catalyst is either on the foot or on the head of one in the introduced essentially vertical tubular zone which serves as a reaction zone. The catalyst granules are then This means that the pipe can be moved upwards or downwards that a gaseous or ver  vaporisable fluid is blown in. This blowing in or on pressing takes place by means of a suitable fluid distributor. The batch to be cracked is introduced downstream and so completely as possible with the help of a suitable device evaporated in the suspension of catalyst granules.

Am Ende des Rohres ist eine Kammer ausgebildet, in der einer­ seits die Trennung der gekrackten Charge von den Katalysator­ körnern und andererseits das Strippen des desaktivierten Kata­ lysators durch Abscheidung von Kohlenwasserstoffen abläuft. Der Abstrom wird von dem durch den Gasstrom mitgerissenen Ka­ talysator in einem Zyklonsystem gereinigt.At the end of the tube, a chamber is formed in which one the separation of the cracked batch from the catalyst grains and on the other hand stripping the deactivated kata lysator expires through the separation of hydrocarbons. The outflow is from the Ka entrained by the gas stream Talysator cleaned in a cyclone system.

Bei neueren FCC Verfahren kann man zwei Regenerationszonen verwenden, über die der verbrauchte Katalysator zirkuliert. In diesem Regenerator wird der auf den Katalysatorpartikeln abge­ schiedene Koks teilweise mit Hilfe von Luft verbrannt; dieser Verbrennungsschritt führt zur Erzeugung von CO und CO2. Das Verbrennungsgas wird von sämtlichen durch den Gasstrom in Zy­ klonen mitgerissenem Katalysator gereinigt und getrennt zur Rückgewinnung jeder möglichen Energie behandelt.With newer FCC processes, two regeneration zones can be used, through which the used catalyst circulates. In this regenerator, the coke separated on the catalyst particles is partially burned with the help of air; this combustion step leads to the generation of CO and CO 2 . The combustion gas is cleaned of all the catalyst entrained by the gas flow in cyclones and treated separately to recover any possible energy.

Die Partikel des Katalysators, die so eine erste Regenerationsteilbehandlung erfahren haben, werden dann in eine von der ersten unterschiedliche zweite Stufe des Regene­ rators überführt. In diesem Regenerator wird die Totalverbren­ nung des verbliebenen Kokses in Form von CO2 vermittels Luft­ überschusses durchgeführt. Der mitgerissene Katalysator wird von den Verbrennungsgasen durch Zyklone getrennt, die bei­ spielsweise außerhalb dieses Generators angeordnet sind.The particles of the catalyst which have undergone a first regeneration partial treatment are then transferred to a second stage of the regenerator which is different from the first. The total combustion of the remaining coke is carried out in the form of CO 2 by means of excess air in this regenerator. The entrained catalyst is separated from the combustion gases by cyclones which are arranged outside of this generator, for example.

In vorstehendem Zusammenhang beschreibt die US-PS 4,414,101 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regulierung der Inten­ sität der katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in einem Umwandlungssystem mit einer Übertragungsleitung unter Verwendung eines Katalysators. Das beschriebene Verfahren weist im wesentlichen die Merkmale gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 auf. Die US-PS 4,332,674 beschreibt ein Regenerie­ rungsverfahren für einen Umwandlungskatalysator für Kohlenwas­ serstoffe. Hier wird ein CO reiches Abgas aus einer Regenerie­ rungsstufe mit niedriger Temperatur und ein CO2-reiches Abgas aus einer Regenerierungsstufe mit hoher Temperatur gewonnen.In the foregoing context, U.S. Patent 4,414,101 describes a method and apparatus for regulating the intensity of catalytic conversion of hydrocarbons in a transmission line conversion system using a catalyst. The described method essentially has the features according to the preamble of claim 1. The US-PS 4,332,674 describes a regeneration method for a conversion catalyst for hydrocarbons. Here, a CO-rich exhaust gas is obtained from a regeneration stage with a low temperature and a CO 2 -rich exhaust gas from a regeneration stage with a high temperature.

Geeignete Kohlenwasserstoffchargen sieden zwischen 200°C und 550°C oder mehr; ihre Dichte kann zwischen 10 und 35° API va­ riieren; man kann aber auch schwere Kohlenwasserstoffe enthal­ tende Chargen verwenden, deren Siedepunkt bis 750°C und mehr gehen kann und deren Dichte zwischen 10 und 35° API oder auch zwischen 0 und 25° API variieren kann.Suitable hydrocarbon batches boil between 200 ° C and 550 ° C or more; their density can be between 10 and 35 ° API va riieren; but you can also contain heavy hydrocarbons Use batches with a boiling point of up to 750 ° C and more can go and their density between 10 and 35 ° API or also can vary between 0 and 25 ° API.

Man kann beispielsweise als Chargen nennen: Vakuumgasöle, schwere Öle, wie beispielsweise rohe und/oder stabilisierte Öle sowie Rückstände der atmosphärischen Destillation oder Vakuumdestillation; diese Chargen können gegebenenfalls eine vorherige Behandlung, beispielsweise ein sog. Hydrotreatment in Gegenwart von Katalysatoren vom Kobalt-Molybdän- oder Nickel-Molybdäntyp und/oder eine Entasphaltierung erfahren haben.For example, the following can be mentioned as batches: vacuum gas oils, heavy oils, such as raw and / or stabilized Oils and residues from atmospheric distillation or Vacuum distillation; these batches can, if necessary previous treatment, for example a so-called hydrotreatment in the presence of cobalt-molybdenum or nickel-molybdenum type catalysts and / or have undergone deasphalting.

Die Chargen nach der Erfindung sind solche, welche Fraktionen enthalten, die normalerweise bis 750°C oder mehr sieden und die erhöhte Anteile an asphaltenischen Produkten enthalten können und einen Gehalt an Conradson Kohlenstoff aufweisen können, der bis zu 10% und darüber geht. Diese Chargen können gegebenenfalls durch leichtere übliche Schnitte verdünnt sein, welche Kohlenwasserstoffschnitte einschließen können, die be­ reits den Krackvorgang erfahren haben und die, wie beispiels­ weise die schweren Zyklusöle ("heavy cycle oils", H.C.O.), im Kreislauf rückgeführt werden.The batches according to the invention are those which are fractions contain, which usually boil up to 750 ° C or more and which contain increased proportions of asphaltenic products can and contain Conradson carbon that can go up to 10% and above. These batches can if necessary, be diluted by lighter usual cuts, which can include hydrocarbon cuts that be have already experienced the cracking process and how, for example as the heavy cycle oils (H.C.O.), in Cycle.

Die kristallinen Aluminosilikate können sich im natürlichen Zustand befinden oder können synthetisch nach an sich bekann­ ten Verfahren hergestellt sein. Sie können gewählt werden aus den Synthesezeolithen oder den Tonen, wie beispielsweise Fau­ jasit, gewissen Mordeniten, dem Montmorillonit, den brücken­ bildenden Tonen, den Aluminophosphaten oder ähnlichen, den Offretiten, den A-, L-, Y-, X-, Omegazeolithen, den Erioniten etc.The crystalline aluminosilicates can be in the natural Condition or can be synthetically known per se process. They can be chosen from the synthetic zeolites or the clays, such as Fau jasite, certain mordenites, the montmorillonite, the bridge  forming clays, the aluminophosphates or the like Offretites, the A, L, Y, X, omegazeolites, the erionites Etc.

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung in der Trennzone für katalytische Partikel und deren Krackabströme, d. h. eine Ver­ besserung der Strippzone (oder "stripping"). Diese Verbesse­ rung ermöglicht eine Heraufsetzung der Leistungen der Verfah­ ren des katalytischen Krackens schwerer Kohlenwasserstoffe im Wirbelbett. Im Stand der Technik wird der verbrauchte, aus der eigentlichen Krackstufe austretende Katalysator von den adsor­ bierten Kohlenwasserstoffen befreit und in den Inter- und In­ trapartikularraum durch Gegenstromkontakt im dichten Wirbel­ bett mit einem im wesentlichen Wasserdampf enthaltenden Strip­ pergas mitgerissen, wie beispielsweise in der EP-A-191695 be­ schrieben. Ebenfalls kann man beispielsweise Stickstoff, Rauchgase oder gasförmige Kohlenwasserstoffe verwenden. Erfin­ dungsgemäß ist das im allgemeinen am Boden der Stripperzone eingepreßte Strippergas ein Gemisch aus Wasserdampf und mole­ kularem Sauerstoff (beispielsweise reiner Sauerstoff). Der so getrennte (oder gestrippte) Katalysator wird dann in die Rege­ nerationszone(n) entsprechend den bekannten Techniken ge­ schickt (siehe beispielsweise EP-A-191695). Man hat erfin­ dungsgemäß festgestellt, daß der Zusatz von Sauerstoff (vor­ zugsweise reiner Sauerstoff und Wasserdampf) zum Strippergas, ein wenig teures Investitionsmittel, es ermöglichte, das Ver­ brennungsvermögen des Kokses zu erhöhen, der auf den kataly­ tischen Partikeln abgeschieden ist, indem in wirksamerer Weise die adsorbierten Kohlenwasserstoffe desorbiert werden, ohne die Fluidisierung in der Stripperzone zu stören. Vorausge­ setzt, man wählt die Gehalte an Sauerstoff in sorgfältig zu steuernder Weise, so kann man einerseits das Fehlen von Sauer­ stoff in den aus dem Stripper austretenden Gasen feststellen, selbst wenn man einen relativ großen Anteil an Sauerstoff, der in den Strippergasen zugegeben wird, verwendet, und anderer­ seits das Verschwinden von Wasserstoff, Methan und höherer Kohlenwasserstoffe in den Rauchgasen des Regenerators fest­ stellen. Die Verbesserung der Desorption der am Katalysator adsorbierten Kohlenwasserstoffe ist realisierbar unter den üblichen Bedingungen der Verfahren des katalytischen Krackens. Der Effekt dieses Sauerstoffzusatzes wird merklich, sobald der Zusatz 1 Vol.-% des Gesamtsauerstoffs (ausgedrückt als moleku­ larer Sauerstoff) überschreitet, welcher in der Einheit (ein­ geschlossene Regenerationszone(n)) überschreitet. Die obere Grenze der Benutzung von Sauerstoff wird festgelegt durch das Auftreten beachtlicher und störender Sauerstoffgehalte in den Reaktionsprodukten. Zweckmäßig ordnet man in der Vorrichtung eine Sauerstoffsonde benachbart der Bettoberfläche oder im Katalysatorwirbelbett in der Stripperzone an. Diese obere Grenze befindet sich bei 50 Vol.-% Sauerstoff gesamt (ausge­ drückt als molekularer Sauerstoff), der in der Einheit ver­ braucht wird. Vorzugsweise liegen die in die Stripperzone ein­ geführten Anteile an Sauerstoff zwischen 10 und 22%, bezogen auf den gesamten in der Krackeinheit (eingeschlossene Regene­ rationszone(n)) verbrauchten Sauerstoffs. Das Volumenverhält­ nis von Strippergas zu zusätzlichem Sauerstoff (ausgedrückt als Sauerstoff) liegt zwischen 1 und 31 und vorzugsweise zwi­ schen 2 und 18. Der als Zusatzgas eingeführte Sauerstoff liegt hinsichtlich seines Gehalts nicht zu hoch und erscheint nicht in den so gestrippten Gasen. Dieser Sauerstoff ruft nämlich tatsächlich einen Verbrennungsbeginn der schweren und an Was­ serstoff reichen Kohlenwasserstoffe hervor, die mit dem Koks auf den katalytischen Partikeln abgeschieden sind, und führt somit im wesentlichen zu Kohlensäuregas und Wasser. Darüber hinaus überträgt der Sauerstoff Wärme in die Stripperzone und kann die Bodentemperatur dieser Zone auf zwischen 480°C bis 600°C bringen. Hieraus folgt eine Erwärmung des Katalysators, wodurch es gegebenenfalls und vorzugsweise möglich wird, die Temperatur des Regenerators oder des ersten Regenerators zu senken, der vom betrachteten Katalysator durchsetzt wird, wenn mehrere Regenerationszonen vorhanden sind. The invention relates to an improvement in the separation zone for catalytic particles and their cracking effluents, d. H. a ver improvement of the stripping zone (or "stripping"). These improvements tion enables the performance of the process to be increased catalytic cracking of heavy hydrocarbons in Fluidized bed. In the prior art, the used from the actual cracking stage emerging catalyst from the adsor Free hydrocarbons and in the inter and in traparticular space through countercurrent contact in the dense vortex bed with a strip essentially containing water vapor entrained pergas, such as in EP-A-191695 be wrote. You can also use nitrogen, for example, Use flue gases or gaseous hydrocarbons. Erfin According to the invention, this is generally at the bottom of the stripper zone injected stripper gas a mixture of water vapor and moles molecular oxygen (e.g. pure oxygen). The way separate (or stripped) catalyst then becomes active generation zone (s) according to known techniques sends (see for example EP-A-191695). One has invented In accordance with the invention found that the addition of oxygen (before preferably pure oxygen and water vapor) to the stripping gas, a little expensive investment, it enabled the Ver Increase the burning capacity of the coke on the kataly table particles is deposited by more effectively the adsorbed hydrocarbons are desorbed without disrupt fluidization in the stripper zone. Predicted sets, one chooses the contents of oxygen in carefully controlling way, on the one hand you can see the lack of acid determine the substance in the gases emerging from the stripper, even if you have a relatively large amount of oxygen, the added in the stripper gases, used, and others the disappearance of hydrogen, methane and higher Hydrocarbons in the flue gases from the regenerator  put. Improving the desorption on the catalyst adsorbed hydrocarbons can be realized among the usual conditions of catalytic cracking processes. The effect of this oxygen addition becomes noticeable as soon as the Addition 1 vol .-% of the total oxygen (expressed as moleku larer oxygen), which in the unit (a closed regeneration zone (s)). The upper Limit of the use of oxygen is set by the Considerable and disruptive oxygen levels in the Reaction products. Appropriately you arrange in the device an oxygen probe adjacent to the bed surface or in Fluidized bed in the stripper zone. This upper one The limit is at 50 vol.% Total oxygen (excl presses as molecular oxygen), which ver in the unit is needed. They are preferably located in the stripper zone performed proportions of oxygen between 10 and 22%, based on the whole in the cracking unit (included rain rationszone (n)) of oxygen consumed. The volume ratio from stripper gas to additional oxygen (expressed as oxygen) is between 1 and 31 and preferably between 2 and 18. The oxygen introduced as an additional gas lies not too high in terms of its salary and does not appear in the stripped gases. This oxygen is calling actually start a burn of heavy and at what Hydrogen hydrocarbons, which are associated with the coke are deposited on the catalytic particles, and leads thus essentially to carbon dioxide gas and water. About that in addition, the oxygen transfers heat to the stripper zone and the floor temperature of this zone can be between 480 ° C to Bring 600 ° C. This results in the catalyst being heated, thereby possibly and preferably making it possible for the Temperature of the regenerator or the first regenerator to lower, which is penetrated by the considered catalyst, if there are several regeneration zones.  

Vorzugsweise arbeitet die Stripperzone in Form eines dichten Wirbelbetts, gewünschtenfalls mit einem Gas/Feststoffgegenstrom. Nach einer besonderen Ausführungsform kann die Stripperzone an der Seite der röhrenförmigen Reaktionszone (wie in Fig. 3) und nicht konzentrisch zu dieser Zone, wie in den Fig. 1 und 2, ausgebildet sein.The stripper zone preferably operates in the form of a dense fluidized bed, if desired using a gas / solid countercurrent. According to a particular embodiment, the stripper zone can be formed on the side of the tubular reaction zone (as in FIG. 3) and not concentrically to this zone, as in FIGS. 1 and 2.

Arbeitet man gemäß der Erfindung, so kann man, wie das nachstehende Beispiel zeigt, die Ausbeute an hochwertigen Produkten: C3-C4, Benzine, LICO (light cycle oil) verbessern. Im übrigen ermöglicht es das Verfahren einerseits, die Behandlungskapazität dank einer Senkung der Produktion trockner Gase (H2, N2, CO, CO2, C2-) zu erhöhen und den Gebläseluftbedarf insbesondere zu senken und andererseits bietet sich die Möglichkeit, schwerere und stärker verschmutzte Chargen dank einer möglichen Absenkung der Regenerationstemperaturen zu behandeln.When working in accordance with the invention, the yield of high-quality products: C 3 -C 4 , gasoline, LICO (light cycle oil) can be improved, as the example below shows. In addition, the process makes it possible, on the one hand, to increase the treatment capacity thanks to a reduction in the production of dry gases (H 2 , N 2 , CO, CO 2 , C 2- ) and, in particular, to reduce the blower air requirement, and on the other hand to offer heavier and treat more contaminated batches thanks to a possible reduction in regeneration temperatures.

Das Verfahren ermöglicht es im übrigen, die hydrothermische Stabilität des Katalysators aufgrund der Verminderung der Temperatur und des Wassergehalts der Regenerationsrauchgase zu verbessern.The process also enables the hydrothermal Stability of the catalyst due to the reduction in Temperature and water content of the regeneration flue gases to improve.

Man hat festgestellt, daß die günstigen Effekte der Verwirklichung der Erfindung um so stärker in den Vordergrund treten, wie die Stärke des Krackens niedrig liegt (Maximallauf LCO) und daß der Wasserstoffgehalt der mit dem Koks abgelegten Kohlenwasserstoffe hoch ist (Paraffinchargen).It has been found that the beneficial effects of Realization of the invention the more in the Foreground as low as the strength of cracking lies (maximum run LCO) and that the hydrogen content of the hydrocarbons deposited with the coke is high (Paraffin batches).

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, wobei die Fig. 1 bis 4 vier beispielsweise Apparatetypen darstellen. For example, embodiments of the invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which FIGS. 1 to 4 represent four types of apparatus, for example.

Nach einem ersten Ausführungsbeispiel ist eine katalytische Krackvorrichtung in Fig. 1 dargestellt. Sie umfaßt im wesentlichen eine Kolonne 1, den sog. Chargenelevator oder "riser", der an seinem Fuß über die Leitung 2 mit Körnern regenerierten Katalysators in bestimmter Menge durch Öffnen oder Schließen eines Ventils 3 gespeist wird. Die Temperatur und die Dichte der Körner dieses regenerierten Katalysators werden homogen dadurch gemacht, daß am Fuß des "risers" mit Hilfe eines ersten Diffusors 5 ein erstes gasförmiges über die Leitung 4 zugeführtes Fluid eingedrückt bzw. eingepreßt wird. Der so wieder eingesetzte und in dichter und homogener Wirbelbettphase gehaltene Katalysator wird dann in homogener Weise im "riser" durch neues Einführen oder Einpressen mit Hilfe eines zweiten Diffusors 8 beschleunigt, der sich im "riser" oberhalb der Zuführungsleitung für regenerierten Katalysator befindet. Dieser Vorgang wird durch ein zweites gasförmiges Fluid, das dem vorhergehenden gegebenenfalls gleich ist und über die Leitung 7 zugeführt wird, unterstützt. Die zu krackende Charge wird dann in den "riser" mit Hilfe einer oder mehrerer Injektoren 6 eingeführt.According to a first embodiment, a catalytic cracking device is shown in FIG. 1. It essentially comprises a column 1 , the so-called batch elevator or "riser", which is fed at its base via line 2 with granules of regenerated catalyst in a certain amount by opening or closing a valve 3 . The temperature and the density of the grains of this regenerated catalyst are made homogeneous in that a first gaseous fluid supplied via line 4 is pressed in or pressed in at the foot of the riser with the aid of a first diffuser 5 . The catalyst which has been reinserted in this way and kept in a dense and homogeneous fluidized bed phase is then accelerated in a homogeneous manner in the "riser" by new introduction or pressing in with the aid of a second diffuser 8 which is located in the "riser" above the feed line for regenerated catalyst. This process is supported by a second gaseous fluid, which may be the same as the previous one and is supplied via line 7 . The batch to be cracked is then introduced into the riser with the aid of one or more injectors 6 .

Die Kolonne 1 mündet am Kopf in einer Kammer 9, die ihrerseits beispielsweise konzentrisch ist und in der einerseits das Trennen der gekrackten Charge und andererseits das Strippen des desaktivierten Katalysators vor sich gehen. Die behandelte Charge wird in einem Zyklonsystem 10 getrennt, welches in einer Kammer 9 lagert, an deren Kopf eine Abzugsleitung 11 für die gekrackte Charge vorgesehen ist, während die Partikel des desaktivierten Katalysators am Fuß der Kammer 9 wieder eingepreßt bzw. reinjiziert werden. Die Leitungen 32 und 12 speisen mit Strippergas, im allgemeinen Wasserdampf, Diffusoren 13, die regelmäßig am Fuß der Kammer 9 angeordnet sind. Zusatzsauerstoff, vorzugsweise reiner Sauerstoff, wird hier dem Strippergas über die Leitung 31 zugesetzt. Eine Sonde 26 ermöglicht es, das Vorhandensein von Sauerstoff in den aus der Stripperzone austretenden Gasen zu messen. Man verfügt darüber hinaus über Analysensysteme 37 und Durchsatzmeßsysteme 36 für den in Frage kommenden Sauerstoff. Man kann auch Zusatzsauerstoff entweder über eine in der Figur nicht dargestellte andere Leitung, unabhängig von den Leitungen 32 und 12 oder über eine Leitung 31 und eine unabhängige Leitung oder über ein äquivalentes Verfahren einführen.The column 1 opens at the top into a chamber 9 , which in turn is concentric, for example, in which, on the one hand, the cracked batch is separated and, on the other hand, the deactivated catalyst is stripped. The treated batch is separated in a cyclone system 10 , which is stored in a chamber 9 , at the head of which a discharge line 11 is provided for the cracked batch, while the particles of the deactivated catalyst at the foot of the chamber 9 are injected or reinjected. The lines 32 and 12 feed with stripping gas, generally water vapor, diffusers 13 , which are regularly arranged at the foot of the chamber 9 . Additional oxygen, preferably pure oxygen, is here added to the stripping gas via line 31 . A probe 26 makes it possible to measure the presence of oxygen in the gases emerging from the stripper zone. There are also analysis systems 37 and throughput measurement systems 36 for the oxygen in question. Additional oxygen can also be introduced either via another line, not shown in the figure, independently of the lines 32 and 12, or via a line 31 and an independent line, or via an equivalent method.

Die Partikel des desaktivierten so gestrippten Sauerstoffs werden am Fuß der Kammer 9 zu einem Regenerator 14 vermittels einer Leitung 15 abgezogen, an der ein Steuerventil 16 angebracht ist. Im Regenerator 14 wird der auf den Partikeln des Katalysators abgeschiedene Koks mit Hilfe von Luft verbrannt, die am Fuß des Regenerators über eine Leitung 38 eingeblasen wurde, welche regelmäßig verteilte Diffusoren 17 speist. Die Partikel des behandelten Katalysators sowie das Verbrennungsgas werden in Zyklonen 18 getrennt, von wo das Verbrennungsgas bei einer Leitung 19 abgezogen wird, während die Körner regenerierten Katalysators zum Fuß des Regenerators zurückgeschickt werden, von wo sie über die Leitung 2, die mit einem Steuerventil 3 zur Speisung des Elevators oder "risers" rezyklisiert werden.The particles of the deactivated oxygen stripped in this way are drawn off at the foot of the chamber 9 to a regenerator 14 by means of a line 15 to which a control valve 16 is attached. In the regenerator 14 , the coke deposited on the particles of the catalyst is burned with the aid of air which was blown in at the base of the regenerator via a line 38 which feeds regularly distributed diffusers 17 . The particles of the treated catalyst and the combustion gas are separated in cyclones 18 , from where the combustion gas is drawn off in a line 19 , while the granules of regenerated catalyst are sent back to the base of the regenerator, from where they are sent via line 2 , which is connected to a control valve 3 can be recycled to feed the elevator or "riser".

Fig. 2 zeigt eine andere katalytische Krackanordnung die mit dem Strippersystem nach der Erfindung ausgestattet ist und in der man eine zweistufige Regenerationskammer verwendet. Fig. 2 shows another catalytic cracking arrangement which is equipped with the stripper system according to the invention and in which a two-stage regeneration chamber is used.

In dieser Figur sind die mit Bezug auf Fig. 1 bereits beschriebenen Organe mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet worden. Der Regenerator y ist von der Bauart mit aufsteigendem Strom und umfaßt zwei Stufen 14 und 20. In this figure, the organs already described with reference to FIG. 1 have been given the same reference numerals. The regenerator y is of the type with an increasing current and comprises two stages 14 and 20 .

Nachdem der desaktivierte Katalysator ein Strippen in der Kammer 9 erfahren hat, wird er über die Leitung 15 zur unteren Stufe 14 des Regenerators geführt.After the deactivated catalyst has undergone stripping in the chamber 9 , it is led via line 15 to the lower stage 14 of the regenerator.

Unten wird die erste Verbrennungsstufe mit Luft über die Leitung 16 gespeist; Luft wird über regelmäßig unter Abstand angeordnete Diffusoren 17 verteilt. In dieser Stufe trennen Zyklone 18 das über die Leitung 19 abgezogene Verbrennungsgas von den Partikeln teilweise regenerierten Katalysators.At the bottom, the first combustion stage is supplied with air via line 16 ; Air is distributed via regularly spaced diffusers 17 . In this stage, cyclones 18 separate the combustion gas withdrawn via line 19 from the partially regenerated catalyst particles.

Die Katalysatorpartikel, die eine erste Teilregenerationsbehandlung erfahren haben, werden dann mit Hilfe eines sog. Airlifts in die zweite Etage 20 des Regenerators über die mittige Leitung 21 transportiert.The catalyst particles, which have undergone a first partial regeneration treatment, are then transported to the second floor 20 of the regenerator via the central line 21 using a so-called airlift.

Die Stufe 20 wird wieder mit Luft über die Leitung 22 und die Injektoren 23 gespeist. Die Partikel des regenerierten Katalysators werden seitlich zu einer Pufferkammer 24 abgezogen und werden über die Leitung 2 zur Speisung des Elevators im Kreislauf rückgeführt. Die am oberen Teil der Stufe 20 abgezogenen Verbrennungsgase werden in wenigstens einem äußeren Zyklonsystem 25 behandelt, welches somit in der Lage ist, vollständig beständig gegen erhöhte Temperaturen zu sein, die aus einer vollständigen Verbrennung des Kokses resultieren und an deren Fuß die Partikel des Katalysators über die Leitung 39 zur Stufe 20 rückgeführt werden, während die Verbrennungsgase über die Leitung 27 abgezogen werden.Stage 20 is again fed with air via line 22 and injectors 23 . The particles of the regenerated catalyst are drawn off laterally to a buffer chamber 24 and are recirculated via line 2 to feed the elevator. The combustion gases drawn off at the upper part of stage 20 are treated in at least one outer cyclone system 25 , which is thus able to be completely resistant to elevated temperatures which result from complete combustion of the coke and at the foot of which the particles of the catalyst pass line 39 is returned to stage 20 while the combustion gases are withdrawn via line 27 .

Diese katalytische Krackanordnung, ausgestattet mit einem zweistufigen Regenerator mit aufsteigendem Strom und einer Injektionsvorrichtung nach der Erfindung zeitigt die folgenden Vorteile:
This catalytic cracking arrangement, equipped with a two-stage regenerator with rising current and an injection device according to the invention, has the following advantages:

  • - doppelte Regeneration des Katalysators, der eine integrale Verbrennung des Kokses ohne Veränderung der katalytischen Eigenschaften gestattet,- Double regeneration of the catalyst, the one integral combustion of the coke without changing the allows catalytic properties,
  • - keine Begrenzung der Temperatur des zweiten Regenerators, was es dem Katalysator ermöglicht, die geforderte Temperatur zum Verdampfen der Charge zu erreichen, insbesondere wenn es sich bei letzterer um eine schwere Charge handelt,- no limit on the temperature of the second Regenerator, which allows the catalyst that required temperature to evaporate the batch achieve, especially if the latter is a heavy batch
  • - Verbesserung der thermischen Stabilität und der Beständigkeit des Katalysators gegen Metalle.- Improve thermal stability and Resistance of the catalyst to metals.

Im Falle der Ausführungsform der In the case of the embodiment of the

Fig.Fig.

3 und 4 nach der Erfindung umfalt diese zwei Charakteristiken
3 and 4 according to the invention comprise these two characteristics

  • - Einerseits ist die Stripperzone derart ausgebildet, dar sie sich nicht im oberen oder unteren Teil des Reaktionsrohres befindet. Die Fig. 3 und 4 erklären eine solche Ausbildung, wo die Stripperzone sich seitlich neben dem Rohr befindet.- On the one hand, the stripper zone is designed such that it is not in the upper or lower part of the reaction tube. FIGS. 3 and 4 explain such a design, where the stripping zone is located laterally next to the tube.
  • - Und andererseits ist das Strippergas, im wesentlichen am Boden der Stripperzone eingeblasen oder eingeführt, ein Gemisch eines Gases (im allgemeinen Wasserdampf) sowie molekularen Sauerstoffs (beispielsweise reiner Sauerstoff).- And on the other hand, the stripping gas, essentially at Blown or inserted bottom of the stripper zone Mixture of a gas (generally water vapor) as well molecular oxygen (e.g. pure Oxygen).

Der so getrennte bzw. gestrippte Katalysator wird dann zu der oder den Regenerationszonen geschickt.The catalyst separated or stripped in this way then becomes sent to the regeneration zone (s).

Fig. 3 ist somit eine Variante eines katalytischen Krackens, das in einem Elevatorrohr oder "riser" 1 durchgeführt wird, das eine Charge von unten nach oben führt, welche über die Leitung 6 ankommt, über die Leitung 35 im Gemisch mit Zerstäubungswasserdampf eingepreßt oder eingeblasen wird, der über die Leitung 7 zugeführt wird und andererseits von Katalysatorkörnern, die über die Leitung 2 aus einer Regenerationszone 20 stammen. Eine einfache Modifikation des Rohres 1 würde es erlauben, das Gemisch aus Charge und Katalysatorkörnern von oben nach unten zu führen ("dropper"). Fig. 3 is thus a variant of a catalytic cracking, which is carried out in an elevator tube or "riser" 1, which carries a batch from bottom to top, which arrives via line 6, is injected or injected via line 35 in a mixture with atomizing water vapor is fed via line 7 and on the other hand of catalyst particles derived via line 2 from a regeneration zone 20th A simple modification of tube 1 would allow the mixture of charge and catalyst particles to be guided from top to bottom (“dropper”).

Der Reaktionsabstrom wird vom Katalysator in der Stripperzone 9 getrennt. Der Abstrom wird über die Leitung 11 rückgewonnen und in einer Kolonne 27 destilliert, um mehrere adäquate Schnitte zu erhalten, welche summarisch in Form von Leitungen 28 und 29 schematisiert sind.The reaction effluent is separated from the catalyst in the stripper zone 9 . The effluent is recovered via line 11 and distilled in a column 27 in order to obtain several adequate sections, which are summarized schematically in the form of lines 28 and 29 .

Das aus den Leitungen 32 und 12 stammende Strippergas wird über die Diffusoren des Injektionssystems 13 eingeführt. Zusatzsauerstoff wird dem Strippergas über die Leitung 31 zugesetzt. Eine Sonde 26 ermöglicht es, das Vorhandensein von Sauerstoff in den Gasen der Stripperzone zu ermitteln. Man verfügt auch über Stellen für Analyse 37 und Durchsatz 36 des in Frage kommenden Sauerstoffs. Der desaktivierte Katalysator strömt über die Leitung 15 gegen eine erste Regenerationszone 14, die mit Sauerstoff über die Leitung 30 und 16 (mit Ventil 33) gespeist ist. Die Rauchgase werden über die Leitung 19 abgezogen und der teilweise regenerierte Katalysator strömt über die Leitung 21 zu einem zweiten Regenerator 20, der mit Sauerstoff über die Leitungen 30 und 22 (mit Ventil 34) gespeist ist. Die Rauchgase werden aus dem zweiten Regenerator über die Leitung 40 abgezogen, während der regenerierte Katalysator über die Leitung 2 zum "riser" oder Dropper 1 rückgeführt wird.The stripping gas originating from the lines 32 and 12 is introduced via the diffusers of the injection system 13 . Additional oxygen is added to the stripping gas via line 31 . A probe 26 makes it possible to determine the presence of oxygen in the gases in the stripper zone. There are also locations for analysis 37 and throughput 36 of the oxygen in question. The deactivated catalyst flows via line 15 against a first regeneration zone 14 , which is fed with oxygen via lines 30 and 16 (with valve 33 ). The flue gases are withdrawn via line 19 and the partially regenerated catalyst flows via line 21 to a second regenerator 20 which is fed with oxygen via lines 30 and 22 (with valve 34 ). The flue gases are withdrawn from the second regenerator via line 40 , while the regenerated catalyst is returned via line 2 to the "riser" or dropper 1 .

Nach Fig. 4 ist die Stripperzone ebenfalls wie nach Fig. 3 an der Seite der röhrenförmigen Reaktionszone (und nicht konzentrisch zu dieser Zone) wie in den Fig. 1 und 2 ausgebildet). According to FIG. 4, the stripper zone is also, as in FIG. 3, on the side of the tubular reaction zone (and not concentric to this zone, as in FIGS. 1 and 2).

Die Fig. 4 beschreibt ein katalytisches Kracken, das in einem Elevator oder "riser" 1 durchgeführt wird, der von unten nach oben einerseits eine Charge führt, die über die Leitung 6 ankommt und allgemein über die Leitung 35 im Gemisch mit Zerstäubungsdampf (und/oder einem Elevatorgas, dem sog. Gaslift) eingeführt wurde, welches über die Leitung 7 zugeführt wurde (mit den Regeleinrichtungen 8 und 9) und andererseits Katalysatorkörner führt, die aus der Leitung 2 einer Regenerationszone 20 stammen. Eine einfache Modifikation des Rohres 1 ermöglicht es, das Gemisch aus Charge und Katalysatorkörnern von oben nach unten zu führen ("dropper"). FIG. 4 describes a catalytic cracking which is carried out in an elevator or "riser" 1 , which on the one hand carries a batch from bottom to top which arrives via line 6 and generally via line 35 in a mixture with atomizing steam (and / or an elevator gas, the so-called gas lift), which was fed in via line 7 (with control devices 8 and 9 ) and on the other hand carries catalyst particles which come from line 2 of a regeneration zone 20 . A simple modification of the tube 1 enables the mixture of charge and catalyst particles to be guided from top to bottom (“dropper”).

Im oberen Teil 4 des Elevators 1 ermöglicht eine allgemein "T"-Vorrichtung genannte Vorrichtung 5 es, den Reaktionsabstrom und den Katalysator in einen Zyklon 3 zu schicken, wo man einerseits den Reaktionsabstrom (gesammelt über die Leitung 11) und die katalytischen Partikel sammelt, die man aus dem Zyklon 3 über die Leitung 8 abzieht. Die katalytischen Partikel werden in die Stripperzone 22 geschickt. Die Achse dieser Zone 22 unterscheidet sich von der Achse des Rohres, was bedeutet, daß die Stripperzone nicht konzentrisch zum Rohr sondern an der Seite des Reaktionsrohres angeordnet ist.In the upper part 4 of the elevator 1 , a device 5 , generally called a "T" device, makes it possible to send the reaction effluent and the catalyst into a cyclone 3 , where on the one hand the reaction effluent (collected via line 11 ) and the catalytic particles are collected, which is withdrawn from the cyclone 3 via the line 8 . The catalytic particles are sent to the stripper zone 22 . The axis of this zone 22 differs from the axis of the tube, which means that the stripper zone is not arranged concentrically to the tube but on the side of the reaction tube.

Der Reaktionsabstrom, getrennt vom Katalysator wird also über die Leitung 11 rückgewonnen und, mit dem Ziel mehrere adäquate Schnitte zu erhalten destilliert.The reaction effluent, separated from the catalyst, is thus recovered via line 11 and distilled with the aim of obtaining several adequate cuts.

Wenigstens ein Teil des Abstroms oder einer dieser Schnitte kann vorzugsweise in das Reaktionsrohr über die Leitung 10 im Kreislauf rückgeführt werden.At least part of the effluent or one of these cuts can preferably be recirculated into the reaction tube via line 10 .

Das aus den Leitungen 32 und 12 kommende Strippergas wird über die Diffusoren des Injektorsystems 13 eingeführt. Zusatzsauerstoff wird zum Strippergas über die Leitung 31 zugesetzt. Eine Sonde 26 ermöglicht es, das Vorhandensein von Sauerstoff in den Gasen der Stripperzone zu ermitteln. Man verfügt ebenfalls über Stellen für Analyse 37 und Durchsatz 36, 29, 34, 28 des eingesetzten Sauerstoffs. Die Strippergase werden in die Leitung 18 abgezogen, durchströmen den Zyklon 41 und werden über die Leitung 20 abgezogen. Die feinen Katalysatorpartikel werden über die Leitung 21 in die Zone 22 rückgeschickt. Der desaktivierte Katalysator strömt über die mit einem Ventil 16 versehene Leitung 15 gegen wenigstens eine Regenerationszone 20, die mit Sauerstoff über die Leitung 30 und 38 (mit Ventil 33) gespeist ist, wobei der Sauerstoff oder das Sauerstoff enthaltende Gas in das Katalysatorbett über die Verteiler wie 13 und 14 eintritt. Die Rauchgase werden über die Leitung 19 durch Zyklone hindurch abgezogen, die mit den Bezugszeichen 23, 24 und 25 beispielsweise versehen sind; der regenerierte Katalysator strömt über die mit Ventil 27 versehene Leitung 2 zum "riser" oder "dropper" 1. Diese Figur zeigt nur einen einzigen Regenerator. Sehr oft jedoch sind zwei Regeneratoren vorgesehen.The stripping gas coming from lines 32 and 12 is introduced via the diffusers of injector system 13 . Additional oxygen is added to the stripping gas via line 31 . A probe 26 makes it possible to determine the presence of oxygen in the gases in the stripper zone. There are also points for analysis 37 and throughput 36 , 29 , 34 , 28 of the oxygen used. The stripping gases are withdrawn into line 18 , flow through cyclone 41 and are withdrawn via line 20 . The fine catalyst particles are sent back to zone 22 via line 21 . The deactivated catalyst flows via line 15 provided with valve 16 against at least one regeneration zone 20 which is fed with oxygen via lines 30 and 38 (with valve 33 ), the oxygen or the gas containing oxygen being introduced into the catalyst bed via the distributors as 13 and 14 occurs. The flue gases are drawn off via line 19 through cyclones which are provided with the reference numerals 23 , 24 and 25, for example; the regenerated catalyst flows via the line 2 provided with valve 27 to the "riser" or "dropper" 1. This figure shows only a single regenerator. Very often, however, two regenerators are provided.

Bei den vier in den Fig. 1 und 4 beschriebenen allgemein und erläuternd beschriebenen Verfahren können die Abmessungs- und Betriebscharakteristiken (industrieller Maßstab) gewöhnlich die folgenden sein:
For the four methods generally and illustratively described in Figures 1 and 4, the dimensional and operational characteristics (industrial scale) can usually be as follows:

  • - Höhe der Steigkolonne oder der Abwärtskolonne ("riser" oder "dropper"): 5 bis 40 Meter,- Height of the rising column or the down column ("riser" or "dropper"): 5 to 40 meters,
  • - Temperatur der zu krackenden Charge: 75 bis 450°C,- temperature of the batch to be cracked: 75 to 450 ° C,
  • - Speisedurchsatz der Kolonne an Katalysator: 3 bis 50 Tonnen pro Minute,- Feed throughput of the column of catalyst: 3 to 50 Tons per minute,
  • - Verweilzeit der Charge in der Kolonne: 0,05 bis 10 Sekunden, - Dwell time of the batch in the column: 0.05 to 10 Seconds,  
  • - Regenerationstemperatur des Katalysators: 600 bis 900°C sogar bis 950°C, wenn es sich um zwei Regenerationszonen handelt,- Regeneration temperature of the catalyst: 600 to 900 ° C even up to 950 ° C if there are two regeneration zones acts,
  • - Verweilzeit des Katalysators im Regenerator 9: 5 bis 20 Minuten.- Dwell time of the catalyst in the regenerator 9 : 5 to 20 minutes.

Um eine gleichförmige Verteilung der zerstäubten Charge in der Reaktionszone sicherzustellen, verwendet man bevorzugt mehrere über den Umfang des Reaktors verteilte Injektoren.To ensure a uniform distribution of the atomized batch in to ensure the reaction zone is preferably used several injectors distributed over the circumference of the reactor.

Die in die Reaktionszone eingepreßte bzw. injizierte zerstäubte Charge kann bei einer Geschwindigkeit eingeführt werden, die zwischen 10 und 600 m/s und bevorzugt zwischen 50 und 200 m/s variieren kann. Um dies zu erreichen, können die Zerstäubung und das Einpressen vorteilhaft unter Verwendung eines Hilfsfluids erfolgen, bei dem es sich um Wasserdampf oder gasförmige Fluide handeln kann, die relativ reich an Wasserstoff oder Wasserstoffhaltigen Verbindungen, die aus anderen Einheiten der Raffinerie stammen, sind.The injected or injected into the reaction zone atomized batch can be introduced at a rate be between 10 and 600 m / s and preferably between 50 and 200 m / s can vary. To achieve this, you can the atomization and pressing in advantageously Use an auxiliary fluid, which is Water vapor or gaseous fluids can act that relatively rich in hydrogen or containing hydrogen Connections from other units of the refinery stem from, are.

Die erforderliche Menge an Hilfsfluid kann vorzugsweise zwischen 0,5 und 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der zu krackenden Charge liegen.The required amount of auxiliary fluid may preferably be used between 0.5 and 20 wt .-%, based on the weight of the cracking batch.

Die Temperatur der zu krackenden Charge bei deren Einführung in die Reaktionszone kann zwischen 80 und 400°C oder 75 und 450°C entsprechend den Chargen variieren.The temperature of the batch to be cracked at its Introduction to the reaction zone can be between 80 and 400 ° C or vary 75 and 450 ° C according to the batches.

Der Strom aus Katalysatorkörnern, in den die Charge injiziert wird, ist im allgemeinen ein homogener Katalysatorstrom in verdünnter fluidisierter Charge, d. h. mit einer Dichte, die im allgemeinen zwischen 15 und 700 kg/m3 liegt. Die lineare Geschwindigkeit dieses Stroms liegt vorzugsweise zwischen 0,01 m/s und 10 m/s. The stream of catalyst granules into which the batch is injected is generally a homogeneous stream of catalyst in a dilute fluidized batch, ie with a density which is generally between 15 and 700 kg / m 3 . The linear velocity of this stream is preferably between 0.01 m / s and 10 m / s.

Der Strom aus Katalysatorkörnern wird vorzugsweise mit Hilfe eines Hilfsfluids realisiert, das aus Kohlenwasserstoffen, die fünf oder weniger als fünf Kohlenstoffatome besitzen oder aus Mischungen hiervon, bestehen kann. Dieser Strom kann eine Wasserstoffkonzentration haben, die bis zu 35 Vol.-% geht, während das Einblasen oder Einpressen von Wasserdampf erfolgen kann, bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Charge, erreicht werden.The stream of catalyst granules is preferably with Realized with the help of an auxiliary fluid Hydrocarbons that are five or less than five Have carbon atoms or mixtures thereof, can exist. This current can be a Have a hydrogen concentration that goes up to 35 vol%, while blowing or injecting water vapor can take place up to 10 wt .-%, based on the batch, can be achieved.

Der Strom aus Katalysatorkörnern kann bei einer Temperatur zwischen 550 und 750°C eingeführt werden, wenn die zu krackende Charge von üblicher Art ist, beispielsweise eine Gasölcharge. Mit sog. schweren Chargen jedoch, die völlig zweckmäßig beim Verfahren nach der Erfindung sind, d. h. Chargen, die mehr als 10 Vol.-% an Kohlenwasserstoffverbindungen mit einem Siedepunkt höher als 550°C enthalten, kann die Temperatur vorzugsweise zwischen 650 und 950°C derart liegen, daß die vollständige Verdampfung der schwereren Moleküle sowie ihr selektives thermisches Kracken in der Injektionszone zum Reaktor sichergestellt wird.The flow of catalyst granules can be at one temperature between 550 and 750 ° C if the too cracking batch is of the usual type, for example a Batch of gas oil. With so-called heavy batches, however, that completely are useful in the method according to the invention, d. H. Batches containing more than 10% by volume Hydrocarbon compounds with a higher boiling point than 550 ° C, the temperature may be preferable between 650 and 950 ° C such that the complete Evaporation of the heavier molecules as well as their selective ones thermal cracking in the injection zone to the reactor is ensured.

Die aus dem Gemisch des Katalysatorstroms mit der zerstäubten Charge resultierende Gleichgewichtstemperatur kann durch die Wahl einer geeigneten Temperatur der injizierten Charge oder durch irgend ein anderes Mittel sichergestellt sein, um es der nachfolgenden katalytischen Reaktion zu ermöglichen, unter optimalen Temperaturbedingungen abzulaufen, die im allgemeinen zwischen 450 und 550°C je nach Fall liegen.The from the mixture of the catalyst stream with the atomized batch resulting equilibrium temperature can be selected by choosing a suitable temperature injected batch or by any other means be sure to make it the subsequent catalytic Allow response under optimal Expire temperature conditions, which in general between 450 and 550 ° C depending on the case.

Eine erhöhte Temperatur des Katalysatorstroms kann nämlich vorzugsweise mit Hilfe eines doppelten Regenerationssystems erfolgen, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung ohne sie zu begrenzen:
Die Charge ist ein atmosphärischer Rückstand (résidu atmosphérique) aus der Nordsee der folgenden Zusammensetzung und Charakteristik:
An increased temperature of the catalyst stream can namely preferably take place with the aid of a double regeneration system, as shown in FIGS. 2 and 3. The following example explains the invention without limiting it:
The batch is an atmospheric residue (résidumosphérique) from the North Sea of the following composition and characteristics:

Um die Wichtigkeit klarzumachen, Sauerstoff dem Strippergas zuzusetzen, wurde mit einer Vorrichtung gemäß Fig. 2 vom "Pilottyp" gearbeitet, d. h. einem solchen mit verminderten Abmessungen. In sämtlichen Versuchen wird der Chargendurchsatz konstant bei 22 Liter pro Stunde (528 Liter pro Tag) oder 20,5 kg/Stunde gehalten. Die für die Zerstäubung und Verdünnung der Charge verwendete Dampfmenge beträgt 1 kg/Stunde (55,5 Mol/Stunde). Der Katalysatordurchsatz liegt bei 105 kg/Stunde (1,75 kg/Minute). Die Temperatur am Kopf des "risers" wird auf 515°C bei sämtlichen Versuchen gehalten, indem man auf die Vorwärmtemperatur der Charge einwirkt, um die Veränderungen der Rücklauftemperatur des regenerierten Katalysators zu kompensieren. In der einzigen Tabelle sind die anderen Arbeitsbedingungen aufgelistet, insbesondere die Menge an reinem Sauerstoff, die als Zusatz zum Stripperwasserdampf zugesetzt wurde. In der Stripperzone werden die Wasserdampf- und Sauerstoffmengen derart gewählt, daß das Strippen in der dichten in der Stripperzone ausgebildeten Fluidisierungszone abläuft. Der Strippdampfdurchsatz wird für sämtliche Versuche auf 1 kg/Stunde (55,5 Mol/Stunde) eingestellt. Die Wärmebilanz der Installation stellt sich selbsttätig ein, da von der Konstruktion her die Wärmeverluste jedes der Piloteinrichtungselemente kompensiert wird.In order to clarify the importance of adding oxygen to the stripping gas, a device according to FIG. 2 of the "pilot type" was used, ie one with reduced dimensions. In all experiments, the batch throughput was kept constant at 22 liters per hour (528 liters per day) or 20.5 kg / hour. The amount of steam used to atomize and dilute the batch is 1 kg / hour (55.5 moles / hour). The catalyst throughput is 105 kg / hour (1.75 kg / minute). The temperature at the top of the "riser" is maintained at 515 ° C in all experiments by acting on the preheat temperature of the batch to compensate for the changes in the return temperature of the regenerated catalyst. The only table lists the other working conditions, in particular the amount of pure oxygen added to the stripper steam. In the stripper zone, the amounts of water vapor and oxygen are selected such that the stripping takes place in the dense fluidization zone formed in the stripper zone. The stripping steam throughput is set to 1 kg / hour (55.5 mol / hour) for all tests. The heat balance of the installation sets itself automatically, since the design compensates for the heat losses of each of the pilot facility elements.

Die verschiedenen Ergebnisse und Analysen der Abströme werden ebenfalls in der einzigen untenstehenden Tabelle für verschiedene Sauerstoffmengen, die in das Strippergas gegeben werden, aufgeführt. Die Gesamtheit dieser Ergebnisse ermöglicht es, eine Materialbilanz aufzustellen, die repräsentativ für die einer industriellen Anlage ist, einschließlich von Menge und Elementaranalyse des Kokses, der aus der Stripperzone bis in den oder die Regeneratoren transportiert wurde.The different results and analyzes of the outflows are also included in the only table below for different amounts of oxygen entering the stripper gas be given listed. The entirety of this Results enables a material balance to be drawn up which is representative of that of an industrial plant, including the amount and elemental analysis of the coke, the one from the stripper zone to the one or more regenerators was transported.

Eine Analyse der Tabelle gibt zu den folgenden Bemerkungen Anlaß:
Der Einfluß der Einführung von Sauerstoff am Boden der Stripperzone führt zu Betriebsverbesserungen der Einheit, die wesentlich höher als die vom Fachmann vorhergesehenen sind:
An analysis of the table gives rise to the following comments:
The influence of the introduction of oxygen at the bottom of the stripper zone leads to operational improvements of the unit which are much higher than those foreseen by the expert:

  • 1. Einführen von Sauerstoff, selbst mit relativ geringen Durchsätzen, annuliert die Emission von Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen im Rauchgas aus dem ersten Regenerator.
    • - Ohne Sauerstoff (Versuch Nr. 1) mißt man etwa 1% Wasserstoff, 0,9% Methan und 0,4% an C2- oder höheren Kohlenwasserstoffen.
    • - Mit Sauerstoff ermittelt man nur vernachlässigbare Spuren solcher Produkte.
    1. Introducing oxygen, even at relatively low flow rates, negates the emission of hydrogen and hydrocarbons in the flue gas from the first regenerator.
    • Without oxygen (experiment no. 1), about 1% hydrogen, 0.9% methane and 0.4% of C 2 - or higher hydrocarbons are measured.
    • - With oxygen, only negligible traces of such products are found.
  • 2. Das Einführen von Sauerstoff führt zu einer klaren Verminderung des Durchsatzes trockener Gase (C2-) trotz der steigenden Produktion von CO-CO2. Dieses Ergebnis ist konträr zu dem, was man vorhergesehen hatte.2. The introduction of oxygen leads to a clear reduction in the throughput of dry gases (C 2- ) despite the increasing production of CO-CO 2 . This result is contrary to what was foreseen.
  • 3. Die Umwandlung, konventionell ausgedrückt als die Summe der Ausbeuten an Gas, Benzin und Koks, sinkt geringfügig (bis zu 1,1% im Versuch Nr. 4), wird kompensiert durch die Erzeugung von Flüssigkeiten mit hohem wirtschaftlichen Wert (C3-C4, Benzin, LCO) , die beachtlich (etwa 2,2% im Versuch Nr. 3) steigt.3. The conversion, expressed conventionally as the sum of the yields of gas, petrol and coke, drops slightly (up to 1.1% in experiment No. 4), is compensated for by the production of liquids with a high economic value (C 3 - C 4 , gasoline, LCO), which increases considerably (about 2.2% in experiment no. 3).
  • 4. Die Nettoproduktion an Koks und sein Wasserstoffgehalt nehmen stark ab (30 bis 35% entsprechend den Versuchen 2 bis 4).4. The net production of coke and its hydrogen content decrease strongly (30 to 35% according to the experiments 2 to 4).
  • 5. Die Temperaturen in den Regeneratoren sinken, was eine günstige Erhöhung der Vorwärmtemperatur der Charge mit sich bringt oder, was wünschenswerter ist, eine Erhöhung der Katalysatorzirkulation zur Folge hat.5. The temperatures in the regenerators drop what a favorable increase in the preheating temperature of the batch brings or, more desirably, an increase the catalyst circulation.
  • 6. Der Luftbedarf für die Regeneration des Katalysators sinkt proportional mit dem Anteil gebildeten Kokses. Berechnet wurde für jeden Versuch der Gesamtverbrauch an Sauerstoff (O2 rein + Luft). Es ist überraschend festzustellen, daß dieser Bedarf um etwa 15% sinkt, obwohl die Krackbedingungen unverändert bleiben. 6. The air requirement for the regeneration of the catalyst drops proportionally with the proportion of coke formed. The total consumption of oxygen (O 2 pure + air) was calculated for each experiment. It is surprising to find that this need drops by about 15%, although the cracking conditions remain unchanged.
  • 7. Während dieser vier Versuche hat die Messung des Sauerstoffgehalts an der Oberfläche des Katalysatorbettes in der Strippzone zu Werten von null (geringer als die Nachweisgrenze, d. h. weniger als 0,1 %) geführt. Komplementäre Versuche wurden durchgeführt, um auf etwa 1000 l/h die Zone 1a zu fixieren, wo merklich Sauerstoff in den Reaktionsprodukten auftritt.7. During these four experiments, the measurement of the oxygen content on the surface of the catalyst bed in the stripping zone led to values of zero (less than the detection limit, ie less than 0.1%). Complementary experiments were carried out in order to fix zone 1 a at about 1000 l / h, where noticeable oxygen occurs in the reaction products.

Zusammengefaßt: die vorstehenden Versuche zeigen, daß die Verbesserung der Desorption der adsorbierten Kohlenwasserstoffe am Katalysator realisierbar waren unter Verfahrensbedingungen des katalytischen Krackens dank eines Zusatzes von vorzugsweise reinem Sauerstoff zum Strippdampf.In summary: the above experiments show that the Improve the desorption of the adsorbed Hydrocarbons on the catalyst were realizable under Process conditions of catalytic cracking thanks to a Addition of preferably pure oxygen to the stripping steam.

Das Ergebnis dieses Zusatzes wird industriell nützlich, sobald dieser Zusatz 1% von in der Einheit verbrauchtem Sauerstoff insgesamt überschreitet.The result of this addition becomes industrially useful as soon as this addition 1% of consumed in the unit Total oxygen exceeds.

Wie vorher angegeben, wird die obere Verbrauchsgrenze bestimmt durch das Auftreten merklicher Gehalte an Sauerstoff in den Reaktionsprodukten. Das Anordnen einer Sauerstofflanze an der Oberfläche des Bettes oder im Katalysatorbett ist also zu empfehlen, um diese obere Grenze nachzuweisen, die sich für die in den Beispielen verwendete Pilotinstallation auf etwa 50% des gesamten verbrauchten Sauerstoffs befindet.As previously stated, the upper consumption limit determined by the appearance of noticeable levels Oxygen in the reaction products. Arranging one Oxygen lance on the surface of the bed or in the So catalyst bed is recommended to top this To demonstrate the limit that applies to those in the examples pilot installation used on about 50% of the total used oxygen.

Die hauptsächlichen günstigen Effekte des Zusatzes von Sauerstoff sind die folgenden:
The main beneficial effects of adding oxygen are as follows:

  • - Verbesserung der Ausbeute an hochwertigen Produkten (C3-C4, Benzin, LCO).- Improve the yield of high quality products (C 3 -C 4 , gasoline, LCO).
  • - Erhöhung der Behandlungskapazität dank eines Sinkens der Produktion an trockenen Gasen und einer Absenkung des Luftbedarfs. - Increase in treatment capacity thanks to a decrease in Production of dry gases and a lowering of the Air requirement.  
  • - Möglichkeit, schwerere oder stärker verschmutzte Chargen dank eines Absenkens der Regenerationstemperaturen zu behandeln.- Possibility of heavier or more dirty batches thanks to a reduction in regeneration temperatures to treat.
  • - Verbesserung der Hydrothermalstabilität des Katalysators durch Absenken der Temperaturen und des Wassergehalts der Regenerationsrauchgase. - Improvement of the hydrothermal stability of the catalyst by lowering the temperatures and the water content of the regeneration flue gases.

Claims (3)

1. Verfahren zum katalytischen Kracken einer schweren Kohlen­ wasserstoffcharge im Wirbelbett nach an sich bekannten FCC-Ver­ fahren, wobei die schweren Chargen bis 750°C und höher siedende Fraktionen oder mehr als 10% ihres Volumens an Kohlenwasser­ stoffverbindungen mit einem Siedepunkt höher als 55°C enthal­ ten, das Verfahren eine Kontaktierungszone mit aufsteigendem Strom in einer Kolonne unter Krackbedingungen der Charge sowie von Partikeln eines Krackkatalysators sowie eine Trennzone für den desaktivierten Katalysator und die gekrackte Charge hinter der Einführungszone für diese Charge, wenigstens eine Stripp­ zone für den desaktivierten Katalysator mit Hilfe eines Stripp­ gases und dann eine Katalysatorregenerationszone und Verbren­ nungsbedingungen des auf dem Katalysator abgeschiedenen Kokses und schließlich eine Recyclierungszone des regenerierten Kataly­ stors zur Speisung der Kolonne umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • a) gegebenenfalls getrennt mit oder zu den Strippgasen ein mole­ kularen Sauerstoff enthaltendes Zusatzgas einführt, wobei der Sauerstoffanteil zwischen 1 und 50%, bezogen auf den gesamten im Krackverfahren verbrauchten Sauerstoff beträgt,
  • b) das Verhältnis von Strippgas zu im Zusatzgas verwendetem Sauerstoff zwischen 1 und 31 Vol.-% beträgt und
  • c) das Strippgas Wasserdampf ist.
1. Process for catalytic cracking of a heavy charge of hydrocarbon in a fluidized bed according to FCC methods known per se, the heavy batches up to 750 ° C. and higher-boiling fractions or more than 10% of their volume of hydrocarbon compounds with a boiling point higher than 55 ° C contain the process, a contacting zone with ascending current in a column under cracking conditions of the batch and of particles of a cracking catalyst, and a separation zone for the deactivated catalyst and the cracked batch behind the introduction zone for this batch, at least one stripping zone for the deactivated catalyst With the aid of a stripping gas and then a catalyst regeneration zone and combustion conditions of the coke deposited on the catalyst and finally a recycling zone of the regenerated catalyst for feeding the column, characterized in that
  • a) optionally introducing a molecular oxygen containing additive gas separately with or to the stripping gases, the oxygen content being between 1 and 50%, based on the total oxygen consumed in the cracking process,
  • b) the ratio of stripping gas to oxygen used in the make-up gas is between 1 and 31% by volume and
  • c) the stripping gas is water vapor.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzgas reiner Sauerstoff ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the Additional gas is pure oxygen.   3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stripperzone im dichten Wirbelbett arbeitet.3. The method according to any one of claims 1 to 2, characterized shows that the stripper zone works in a dense fluidized bed.
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