DE60001174T2

DE60001174T2 - Fluidisiertes katalytisches krackverfahren

Info

Publication number: DE60001174T2
Application number: DE60001174T
Authority: DE
Inventors: Rene Samson
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2020-05-11
Also published as: DE60001174D1; JP2002544323A; CA2372524C; US6723227B1; EP1194503B1; CN1350571A; JP4565432B2; EP1194503A1; CA2372524A1; AU5524300A; WO2000068340A1; CN1170914C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein fluidisiertes katalytisches Crackverfahren, welches Verfahren ein Inkontaktbringen eines Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials mit einem fluidisierten teilchenförmigen Katalysator in einer Reaktionszone umfaßt, worin ein Kohlenwasserstoffprodukt gebildet wird und worin sich Koks auf dem Katalysator ansammelt, der zu einem verbrauchten Katalysator wird. Der Koks wird in einem Regenerator durch Verbrennen abgetrennt, und der regenerierte Katalysator wird in der Reaktionszone wiederverwendet.
Trotz des langen Bestehens des fluidisierten katalytischen Crackverfahrens (FCC) werden nach wie vor Methoden zur Verbesserung der Produktgewinnung sowohl hinsichtlich Produktmenge als auch Produktzusammensetzung gesucht, d. h. bezüglich Ausbeute und Selektivität. Eine Facette des FCC-Verfahrens, dem Aufmerksamkeit zuwendet worden ist, stellt die Gewinnung durch Strippen von adsorbierten Produkten vom verbrauchten FCC- Katalysator dar. Eine Verbesserung in der Gewinnung von Kohlenwasserstoffen vom verbrauchten Katalysator verbessert direkt die Ausbeuten. Abgesehen von einer Steigerung der Kohlenwasserstoffgewinnung verbessert die Verringerung des Übertrags von Kohlenwasserstoffen in die Regenerationszone die Gesamtwärmebilanz der FCC-Einheit. Der Kohlenwasserstoff, der in die Regenerationszone eintritt, setzt zusätzliche Hochtemperaturhitze frei, da er in der Sauerstoffatmosphäre verbrennt. Jegliche zusätzliche Wärmefreisetzung im Regenerator kann den Regeneratorbetrieb stören, indem die Temperaturen in der Regenerationszone übermäßig erhöht werden oder Kühlmethoden erforderlich gemacht werden, um eine geeignete Temperatur aufrecht zu erhalten.
Das Verarbeiten von zunehmend schwereren Einsatzmaterialien und die Tendenz derartiger Einsatzmaterialien, die Koksbildung zu erhöhen, macht die Regelung von Regeneratortemperaturen schwierig. Die Zunahme an Koks auf dem verbrauchten Katalysator führt zu einer größeren Koksmenge, die im Regenerator pro Tonne umlaufendem Katalysator verbrannt wird. In konventionellen FCC-Einheiten wird die Wärme aus dem Regenerator im Abgas und vorwiegend in dem heißen Strom aus regeneriertem Katalysator abgeführt. Eine Zunahme des Ausmaßes an Koks auf dem verbrauchten Katalysator wird den Temperaturunterschied zwischen dem Reaktor und dem Regenerator vergrößern, sowie die Temperatur des regenerierten Katalysators erhöhen. Es ist daher erforderlich, die Menge an im Kreislauf geführtem Katalysator zu verringern, um die gleiche Reaktortemperatur beizubehalten. Die durch den größeren Temperaturunterschied zwischen dem Reaktor und dem Regenerator erforderliche geringere Katalysatorumlaufrate wird jedoch die Kohlenwasserstoffumwandlung erniedrigen.
Durch ein Verbessern der Wirksamkeit des Strippprozesses werden weniger adsorbierte Kohlenwasserstoffe zusätzlich zu dem fixierten Koks auf dem Katalysator zugegen sein, der dem Regenerator zugeführt wird, was zu einer Abnahme des Temperaturunterschiedes zwischen Reaktor und Regenerator führt. Zur Steigerung der Effizienz des Strippprozesses sind mehrere mögliche Methoden entwickelt worden. Beispielsweise beschreibt die europäische Patentveröffentlichung EP A 702 077 einen effizienteren Strippprozeß. In diesem Prozeß wird der Katalysator zunächst in einer konventionellen Strippzone mit dichter Phase gestrippt, mit anschließendem Strippen in einer Strippzone mit verdünnter Phase. Der solcherart gestrippte Katalysator wird nach dem Abtrennen vom Strippmedium zum Regenerator geführt. In der Strippzone mit verdünnter Phase wird der verbrauchte Katalysator mit etwas heißem regenerierten Katalysator vermischt, was dazu führt, daß die Stripptemperatur und somit die Strippeffizienz gesteigert werden.
Die europäische Patenveröffentlichung EP A 322 276 beschreibt ein ähnliches Verfahren, wie es in EP A 702 077 beschrieben wird. Als zusätzliches Merkmal liegt in dem Liftgas der Strippzone mit verdünnter Phase Sauerstoff vor.
Die Schrift US-A-3,856,659 offenbart ein FCC-Verfahren, worin ein Teil des verbrauchten Katalysators mit einem Teil des regenerierten Katalysators vermischt wird. Dieses Gemisch wird in einem dichten fluidisierten Bett mit Dampf in Kontakt gebracht. Das Katalysatorgemisch wird anschließend einem Steigreaktor zugeführt, worin das Katalysatorgemisch einer zumindest teilweisen Regeneration durch Abbrennen von kohlenwasserstoffhältigen Ablagerungen unterliegt.
Die US-A-3,894,934 offenbart ein FCC-Verfahren, das einen ersten und einen zweiten langgestreckten Steigreaktor, eine fluidisierte Strippzone mit dichter Phase und einen Katalysatorregenerator umfaßt. Das Verfahren sieht eine Stufe vor, worin ein Teil des Katalysators, der direkt nach dem Abtrennen von einem Kohlenwasserstoffprodukt, wie es im ersten Steigreaktor erhalten wird, dem zweiten Steigreaktor zugeführt wird. Diesem zweiten Steigreaktor werden auch ein Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial und ein Teil des regenerierten Katalysators zugeführt.
Das nachstehende Verfahren gemäß der Erfindung stellt eine noch effizientere Methode zum Strippen des verbrauchten Katalysators zur Verfügung: Es handelt sich um ein fluidisiertes katalytisches Crackverfahren, welches Verfahren ein Inkontaktbringen eines Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials mit einem fluidisierten teilchenförmigen Katalysator in einer Reaktionszone umfaßt, worin ein Kohlenwasserstoffprodukt gebildet wird und worin sich Koks auf dem Katalysator ansammelt, der ein verbrauchter Katalysator wird, und welches Verfahren die folgenden Stufen umfaßt:
(a) Abtrennen des Kohlenwasserstoffproduktes vom verbrauchten Katalysator mittels einer oder mehrerer Gas-Feststoff- Trennstufen;
(b) Strippen des verbrauchten Katalysators in einer fluidisierten Strippzone mit dichter Phase durch Einführen eines Strippmediums in den unteren Teil der Strippzone;
(c) Einführen eines Teiles des in Stufe (b) erhaltenen verbrauchten Katalysators in eine Regenerationszone, worin der Koks durch Verbrennen vom Katalysator entfernt wird;
(d) Einführen des restlichen Teiles des in Stufe (b) erhaltenen verbrauchten Katalysators und eines Teiles des in Stufe (c) erhaltenen heißen regenerierten Katalysators in einen unteren Teil einer langgestreckten Strippzone mit verdünnter Phase;
(e) Einführen eines Stroms aus einem Strippmedium in den unteren Teil der Strippzone mit verdünnter Phase, um darin mit dem gebildeten Gemisch aus verbrauchtem Katalysator und regeneriertem Katalysator in Kontakt zu treten;
(f) Führen eines Stroms aus dem verbrauchten Katalysator im Gemisch mit dem heißen regenerierten Katalysator und mit Strippmedium in Aufwärtsrichtung in der Strippzone mit verdünnter Phase unter Strippbedingungen in verdünnter Phase zu einem oberen Teil der Strippzone;
(g) Abtrennen von im wesentlichen dem gesamten verbrauchten Katalysator und regeneriertem Katalysator aus dem Abstrom von Stufe (f) und Einführen des abgetrennten Katalysators in die Strippzone mit dichter Phase von Stufe (b);
(h) Führen des restlichen Teiles des in Stufe (c) erhaltenen heißen regenerierten Katalysators zur Reaktionszone, um mit dem Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial in Kontakt zu geraten.
Es hat sich gezeigt, daß mit dem Verfahren gemäß der Erfindung eine wirksamere Strippmethode erzielt wird, weil eine höhere Temperatur in der Strippzone mit dichter Phase erreicht werden kann. Dies deshalb, weil der Katalysator, der aus der Strippzone mit verdünnter Phase austritt und der eine höhere Temperatur aufweist als der aus der Reaktionszone austretende Katalysator, auch zur Strippzone mit dichter Phase zugeführt wird. Da ein wirksameres Strippverfahren erreicht wird, wird weniger absorbierter Kohlenwasserstoff in die Regenerationszone eintreten, was zu einem regenerierten Katalysator mit einer niedrigeren Temperatur führt, als dies mit den Verfahren nach dem Stand der Technik möglich ist. Dies gibt dem Betreiber des FCC-Verfahrens die Möglichkeit, die Menge an in der Regenerationszone zu verwendendem regeneriertem Katalysator zu steigern, was zu einer höheren Umwandlung führt, während die Qualität der solcherart erhaltenen Produkte beibehalten wird.
Weitere Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich werden. Das Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial schließt konventionelle FCC-Einsatzmaterialien und höhersiedende oder Rückstandseinsatzmaterialien ein. Das gebräuchlichste der konventionellen FCC-Einsatzmaterialien ist ein Vakuumgasöl, das typisch ein Kohlenwasserstoffmaterial mit einem Siedebereich von 350 bis 530ºC ist. Vakuumgasöle sind die bei der Vakuumdestillation einer atmosphärischen Rückstandsfraktion erhaltenen Destillatfraktionen, wobei die atmosphärische Rückstandsfraktion ihrerseits durch Destillieren von rohem Erdöleinsatzmaterial bei Atmosphärendruck erhalten wird. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eignet sich besonders zur Verarbeitung von schwereren Kohlenwasserstoffeinsatzmaterialien als Vakuumgasöle, wie z. B. der atmosphärischen Rückstandsfraktion direkt.
Die Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeichnungsfigur 1 erläutert. Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer FCC- Einheit, in der das Verfahren gemäß der Erfindung ausgeführt werden kann. Die ausgezogenen Linien stellen Katalysatoren enthaltende Ströme dar, und die punktierten Linien stellen Ströme dar, die keine signifikanten Mengen an Katalysator enthalten, wie Gasströme oder flüssige Kohlenwasserstoffströme. In Fig. 1 ist eine fluidisierte katalytische Crackeinheit dargestellt, die einen Steigreaktor (C) mit Mitteln zur Aufnahme eines Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials (14), Leitungsmittel (2) zur Aufnahme von regeneriertem Katalysator von einer Regenerationszone (A) und gegebenenfalls Mittel (1) zur Aufnahme eines Liftgases umfassen. Der Reaktorabstrom wird über Leitungsmittel (3) zu einer Trennvorrichtung (E) geführt. Der Katalysator, wie er vom Kohlenwasserstoffprodukt in der Trennvorrichtung (E) abgetrennt wird, wird über Mittel (4) zu der fluidisierten Strippzone mit dichter Phase (D) geführt. Über Mittel (5) wird das Kohlenwasserstoffprodukt, wie es in der Trennvorrichtung (E) aus dem Reaktorabstrom abgetrennt wird, zu einer stromabwärts gelegenen Verarbeitungseinheit geführt. Zu der Strippzone mit dichter Phase (D) wird über Zuführmittel (6) ein Strippmedium zugeführt. Über Mittel (15) wird der gasförmige Abstrom aus der Strippzone mit dichter Phase (D) vorzugsweise zur Trennvorrichtung (E) geführt, um etwaige, in (15) vorliegende Katalysatorteilchen abzutrennen. Über eine Leitung (7) wird der verbrauchte Katalysator aus der Strippzone mit dichter Phase (D) zur Strippzone mit verdünnter Phase (B) geführt. Über eine Leitung (9) wird ein Teil des regenerierten Katalysators zur Strippzone mit verdünnter Phase (B) geführt. Über Zuführmittel (10) wird zur Strippzone mit verdünnter Phase ein Strippmedium zugeführt. Über eine Leitung (11) wird der Abstrom aus der Strippzone mit verdünnter Phase (B) zur Trennvorrichtung (E) geführt. Über Zuführmittel (12) wird ein sauerstoffhältiges Gas zur Regenerationszone (A) geführt. Über eine Leitung (13) verlassen die Verbrennungsgase den Regenerator.
Nachstehend wird das Verfahren gemäß der Erfindung in größerer Einzelheit erläutert. Dabei wird von den Bezugszahlen der Fig. 1 Gebrauch gemacht, um die Stelle des beschriebenen Stroms, Einsatzmaterials oder Produkts in der FCC-Einheit von Fig. 1 anzugeben.
Die Reaktionszone (C) des fluidisierten katalytischen Crackverfahrens der vorliegenden Erfindung ist zweckmäßig ein langgestreckter rohrähnlicher Reaktor, worin heißer Katalysator (2) und Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial (14) im Gleichstrom in Kontakt treten. Gewünschtenfalls wird ein Liftgas (1) verwendet, beispielsweise Dampf. Der rohrähnliche Reaktor wird normalerweise ein Vertikalreaktor sein, worin die Reaktanten und der Katalysator aufwärts strömen. Ein derartiger Reaktor Wird auch als ein Steigreaktor bezeichnet. Ausführungen, in denen die Reaktanten und der Katalysator abwärts strömen, sind ebenfalls möglich, wie auch Kombinationen von Aufwärts- und Abwärtsströmungen. Die Bedingungen im Steigreaktor können zwischen denjenigen variieren, die üblicherweise angewandt werden, und den strengeren Bedingungen. Beispielsweise betragen konventionelle Katalysator/Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial- Verhältnisse (auch als Katalysator/Öl-Verhältnis bezeichnet) zweckmäßig zwischen 4 und 11 Gewicht/Gewicht, während das Katalysator/Öl-Verhältnis unter strengeren Bedingungen einen so hohen Wert wie 200 und besser geeignet so hoch wie 100 erreichen kann. Konventionelle Temperaturen im Steigrohr werden zweckmäßig zwischen 480 und 550ºC und vorzugsweise zwischen 500 und 540ºC betragen, wogegen die Temperatur unter strengeren Bedingungen über 550ºC liegen kann und sogar bis zu 600ºC erreichen kann. Die Temperatur wird von der Temperatur des regenerierten Katalysators (2) abhängen, der in Stufe (h) zur Regenerationszone (C) recycliert wird. Die Verweilzeit in dem Steigrohr kann zwischen 0,1 und 5 s betragen. Der im vorliegenden Verfahren eingesetzte Katalysator kann beispielsweise ein konventioneller FCC-Katalysator sein, wie beispielsweise in "Fluid catalytic cracking: Science and Technology", Herausgeber Magee J. S., Mitchell M. M. Jr., 1993, Elsevier Science Publishers B. V., Seiten 1-6, beschrieben wird.
Das Abtrennen des Kohlenwasserstoffproduktes vom verbrauchten Katalysator (3) in Stufe (a) wird mittels einer oder mehrerer Gas-Feststoff-Trennstufen (E) vorgenommen. Die Stufe (a) kann durch konventionelle Trennmittel vorgenommen werden, von denen bekannt ist, daß sie den FCC-Katalysator vom Kohlenwasserstoffprodukt abtrennen. Die am meisten geeigneten und weitverbreitet angewendeten Gas-Feststoff-Trennstufen sind Cyclonseparatoren. Vorzugsweise wird das Gas in einem oder in mehreren primären Cyclonseparatoren vom verbrauchten Katalysator abgetrennt, worin das teilweise gereinigte erhaltene Gas weiter in einem oder in mehreren sekundären Cyclonseparatoren gereinigt wird. Der abgetrennte verbrauchte Katalysator (4) wird zur Stufe (b) geführt. Die Trennmittel in Stufe (a) können einen integrierten Bestandteil der Strippzone mit dichter Phase (D) bilden. Geeignete Konfigurationen sehen vor, daß der Primärcyclon bzw. die Primärcyclone und gewünschtenfalls auch der Sekundärcyclon bzw. die Sekundärcyclone über der Strippzone mit dichter Phase (D) innerhalb ein und desselben Gefäßes angeordnet sind. Konfigurationen, bei denen sekundäre und gegebenenfalls auch primäre Cyclonseparatoren außerhalb des die Strippzone (D) enthaltenden Gefäßes angeordnet sind, sind ebenfalls möglich.
Das Strippen des verbrauchten Katalysators in der fluidisierten Strippzone mit dichter Phase (D) in der Stufe (b) wird durch Einführen eines Strippmediums (6) in den Unterteil der Strippzone (D) vorgenommen. Das Strippmedium (6) ist zweckmäßig Dampf. In dieser Stufe (b) werden die meisten, in den verbrauchten Katalysatorteilchen vorliegenden adsorbierten Kohlenwasserstoffe vom Katalysator abgetrennt. Der Dampf und die solcherart wiedergewonnen Kohlenwasserstoffe (15) werden zweckmäßig mit dem Kohlenwasserstoffproduktstrom (5) vereinigt. Das Zusammenführen dieser Ströme kann vor der Stufe (a), während der Stufe (a), beispielsweise durch Kombinieren des Dampf/Kohlenwasserstoff-Gemisches mit dem aus einem primären Cyclonseparator austretenden Gas, oder nach der Stufe (a) erzielt werden. Vorzugsweise wird das Dampf/Kohlenwasserstoff- Gemisch (15) mit dem Kohlenwasserstoffprodukt vor oder während der Stufe (a) zusammengeführt, um etwaige, in dem Dampf/Kohlenwasserstoff-Gemisch (15) vorliegende Katalysatorteilchen abzutrennen. Die Strippzone (D) wird als ein fluidisiertes Bett mit dichter Phase betrieben. Geeignete Oberflächengasgeschwindigkeiten liegen zwischen 0,1 und 1 m/s und vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,4 m/s. Die Strippzone (D) kann mit Einbauten versehen sein, um die Trennung und den Kontakt zwischen Gas und Katalysator zu fördern. Die Temperatur im Strippbett (D) kann höher sein als in den Strippzonen nach dem Stand der Technik. Die Temperatur in einer Strippzone eines vorbekannten Verfahrens wird etwa der Temperatur des den Reaktor verlassenden verbrauchten Katalysators gleich sein. Im vorliegenden Verfahren wird auch regenerierter Katalysator aus Stufe (f) und über die Stufen (g) und (a) zur Strippzone mit dichter Phase geführt (über Leitung 11). Da der (in 11 vorliegende) Katalysator aus Stufe (f) eine höhere Temperatur aufweist als der (in 3 vorliegende) verbrauchte Katalysator, wird in der Strippzone mit dichter Phase (d) eine höhere Temperatur erreichbar sein. Dies ist äußerst vorteilhaft, weil eine höhere Temperatur die Strippereffizienz in der Strippzone mit dichter Phase (D) erhöht, wie zuvor erläutert wurde. Geeignete und in der Praxis erzielbar Temperaturen in der Strippzone mit dichter Phase (D) liegen zwischen 480 und 700ºC und vorzugsweise zwischen 500 und 600ºC.
In Stufe (c) wird ein Teil des in Stufe (b) erhaltenen verbrauchten Katalysators (über 8) in eine Regenerationszone (A) geführt, worin der Koks durch Verbrennen vom Katalysator abgetrennt wird. Die Regeneration kann unter konventionellen Verfahrensbedingungen und in üblicherweise verwendeten Verfahrensanlagen vorgenommen werden. Der Koks wird vom verbrauchten Katalysator durch Verbrennen beseitigt. Um eine Verbrennung zu bewirken, wird dem Regenerator (A) ein sauerstoffhältiges Gas (12) zugeführt. Die Verweilzeit im Regenerator (A) wird üblicherweise eine ausreichende Reaktionszeit zur Verfügung stellen, um den Koks vollständig oder partiell zu verbrennen und den Katalysator zur Gänze zu regenerieren, d. h. eine Koksentfernung auf zweckmäßig weniger als 0,4 Gew.-% zu ergeben. Die Temperatur des regenerierten Katalysators (2) liegt zweckmäßig zwischen 640 und 800ºC. In Stufe (h) wird jener Teil des heißen regenerierten Katalysators (2), der nicht in die Stufe (d) eingebracht wird, zur Reaktionszone (C) geführt, um mit dem Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial (14) in Kontakt gebracht zu werden. Die Stufe (h) kann nach allgemein bekannten Methoden ausgeführt werden.
In Stufe (d) wird der verbliebene Teil des verbrauchten Katalysators (7), erhalten in Stufe (b), und ein Teil des heißen regenerierten Katalysators (9), erhalten in Stufe (c), in den unteren Abschnitt einer langgestreckten Strippzone mit verdünnter Phase (B) eingeführt. Das Gewichtsverhältnis von in Stufe (b) erhaltenem verbrauchtem Katalysator (8), der zum Regenerator geschickt wird (Stufe (c)), zum in Stufe (b) erhaltenen verbrauchten Katalysator (7), der zur Strippzone mit verdünnter Phase (B) geschickt wird, liegt zweckmäßig zwischen 1 : 10 und 10 : 1. Das Gewichtsverhältnis von verbrauchtem Katalysator (7) zu regeneriertem Katalysator (9), die in der Strippzone mit verdünnter Phase (B) in Kontakt gebracht werden, liegt zweckmäßig zwischen 1 : 10 und 10 : 1.
In Stufe (e) wird ein Strom eines Strippmediums (10) in den unteren Anschnitt der Strippzone mit verdünnter Phase (B) eingeführt. Ein geeignetes Strippmedium ist Dampf. Der Dampf kann gewünschtenfalls mit etwas Sauerstoff oder mit sauerstoffhältigen Gasen wie Luft gemischt werden. Der Sauerstoff wird mit dem auf dem verbrauchten Katalysator vorliegenden Koks und mit adsorbierten Kohlenwasserstoffen reagieren, unter Bildung zusätzlicher Wärme und solcherart einer höheren Stripptemperatur in der Strippzone mit verdünnter Phase(B). Als Ergebnis dieser höheren Temperaturen in der Strippzone mit verdünnter Phase (B) werden höhere Temperaturen in der Strippzone mit dichter Phase (D) erreicht werden. Wie zuvor erläutert, ist eine höhere Temperatur in diesen Strippzonen günstig für die Strippeffizienz. Aus Sicherheitsgründen sollte die Sauerstoffmenge unter wohldefinierten Grenzen gehalten werden. In der Strippzone mit verdünnter Phase (B) muß ein nahezu vollständiger Verbrauch des Sauerstoffs erfolgen.
In Stufe (f) wird ein Strom des verbrauchten Katalysators (7), vermischt mit dem heißen regenerierten Katalysator (9) und Strippmedium (10), im Aufwärtsstrom in der Strippzone mit verdünnter Phase (B) unter Strippbedingungen in verdünnter Phase in einen oberen Abschnitt des Strippers geführt. Die Strippbedingungen in verdünnter Phase werden erzielt, wenn die Geschwindigkeit des Strippmediums (10) in der Strippzone (B) genügend hoch ist, um die Feststoffe in einer Aufwärtsrichtung zu tragen, was zu einer pneumatischen Förderung der Katalysatorteilchen führt. Die Oberflächengasgeschwindigkeit liegt vorzugsweise über 1 m/s und stärker bevorzugt zwischen 2 und 30 m/s. Die Strippzone mit verdünnter Phase (B) ist vorzugsweise ein vertikaler Steigreaktor mit einem bevorzugten Länge/Durchmesser-Verhältnis (L/D) von 10 bis 300 und stärker bevorzugt von 15 bis 100.
In Stufe (g) wird im wesentlichen der gesamte verbrauchte Katalysator aus dem Abstrom (11) von Stufe (f) abgetrennt, der Kohlenwasserstoffe und Strippmedium umfaßt. Die Abtrennung kann nach allgemein bekannten Methoden vorgenommen werden, wie in Cyclonseparatoren. Vorzugsweise erfolgt die Abtrennung in den Gas/Feststoff-Trennstufen von Stufe (a), Vorrichtung (E). Dies ist von Vorteil, weil der abgetrennte Katalysator dann in die Strippzone mit dichter Phase (D) zusammen (über Leitung (4)) mit dem Katalysator eingebracht wird, der aus dem die Reaktionszone (C) verlassenden Kohlenwasserstoffprodukt (3) abgetrennt wird.
Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens liegt darin, daß existierende FCC-Anlagen leicht modifiziert werden können, um eine Einheit zu ergeben, die zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung befähigt ist. Vorzugsweise werden existierende FCC-Anlagen, die mit einem sogenannten externen Steigreaktor ausgerüstet sind, entsprechend der vorliegenden Methode modifiziert. Beispiele für derartige Einheiten sind in Hydrocarbon Processing, November 1998, beschrieben. Veranschaulicht sind die ABB Lummus-Konstruktion auf Seite 78, die Kellogg Brown-Konstruktion auf Seite 80 und die Shell externe Reaktor-Konstruktion auf Seite 81. Durch einfaches Hinzufügen einer Strippzone mit verdünnter Phase (B) und der erforderlichen Leitungen (7, 9, 10, 11) und Erhöhen der Kapazität der bereits existierenden Strippzone mit dichter Phase (D) einer FCC-Anlage mit einem externen Steigrohr (C) wird eine FCC- Anlage erhalten, die zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung befähigt ist. Der Vorteil des Nachrüstens von Anlagen, die einen externen Steiger aufweisen, liegt darin, daß die am stromabwärtigen Ende der Strippzone mit verdünnter Phase angeordnete Leitung in einfacher Weise mit der Trennvorrichtung der bereits existierenden Stufe (a) verbunden werden kann.
Vorzugsweise wird die Strippzone mit verdünnter Phase (B) auch mit einer Zuführleitung (16) ausgerüstet, um ein Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial zuzuführen. Das langgestreckte Steigrohr von Zone (B) kann dann einfach als eine zweite Reaktionszone bei einem anderen Betriebsmodus verwendet werden. Dies kann vorteilhaft sein, wenn weniger schwere Einsatzmaterialien verarbeitet werden und die Notwendigkeit für ein effizienteres Strippen nicht so groß ist. Die beiden Reaktionszonen können dann in vorteilhafter Weise zur Herstellung einer zusätzlichen Menge an niederen Olefinen zusätzlich zu den normalen FCC- Produkten durch Anwendung von zwei verschiedenen Einsatzmaterialien verwendet werden. Ein Einsatzmaterial kann das konventionelle FCC-Einsatzmaterial sein, wie Vakuumgasöl, wogegen das in der zweiten Reaktionszone verarbeitete Einsatzmaterial vorzugsweise ein Gemisch aus Dampf und einem leichteren Einsatzmaterial ist, das unter 300ºC siedet, wie z. B. die im FCC-Verfahren selbst erhaltene Naphthafraktion. Wenn die FCC- Anlage in dieser Betriebsart gefahren wird, wird kein oder nahezu kein verbrauchter Katalysator (7) zu der zusätzlichen Reaktionszone zugeführt werden. Wenn der als die Strippzone mit verdünnter Phase (B) verwendete Steiger in einem alternierenden Modus als eine zusätzliche Reaktionszone benützt wird, dann ist das Steigrohr vorzugsweise mit Inneneinbauten ausgestattet, wie beispielsweise in US-A-5,851,380 beschrieben.
Konfigurationen von möglichen Reaktionszonen, fluidisierten Strippzonen mit dichter Phase und von Regenerationszonen sind beispielhaft in den vorstehend erwähnten Patenveröffentlichungen sowie in "Fluid catalytic cracking: Science and Technology", Herausgeber Magee J. S.., Mitchell M. M. Jr., 1993, Elsevier Science Publishers B. V., Seiten 385-393, beschrieben.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden, nicht beschränkenden Beispiele erläutert. Von den in Fig. 1 verwendeten Bezugszeichen wird Gebrauch gemacht.

Beispiel

10.000 Tonen/Tag eines Gemisches aus einem Vakuumgasöl und einem Rückstand wurden mit 52 t/min eines regenerierten Katalysators in einem Steigrohr (C) in Kontakt gebracht. Die Temperatur im Steigrohr wurde auf einem konstanten Wert von 520ºC gehalten, was mit einer gewünschten Octanzahl des Benzinproduktes im Zusammenhang stand. Der Katalysator wurde vom Kohlenwasserstoffprodukt abgetrennt, wobei von einem Primärcyclon und einem Sekundärcyclon Gebrauch gemacht wurde. Der abgetrennte Katalysator wurde im Ausmaß von 52 t/min mit 48 t/min Katalysator vereinigt, der im Dünnphasenstripper (B) erhalten worden war, welcher Katalysator eine Temperatur von 580ºC aufwies. Die resultierende Temperatur in dem Dichtphasenstripper betrug 549ºC. Von den aus dem Dichtphasenstripper (D) austretenden 100 t/min an verbrauchtem Katalysator wurden 38 t/min zum Dünnphasenstripper (B) und 62 t/min zum Regenerator (A) geführt. Zum Dünnphasenstripper (B) wurden 12 t/min regenerierter Katalysator mit einer Temperatur von 680ºC geführt. Sowohl im Dünnphasenstripper als auch im Dichtphasenstripper wurde Dampf verwendet.

Vergleichsversuch

Das Beispiel wurde wiederholt, außer daß der Abstrom aus dem Dünnphasenstripper (B) zum Regenerator (A) geführt wurde, wie in EP A 702 077. die Katalysatorrücklaufmenge zum Reaktor (C) wurde so eingestellt, daß im Steiger (C) die gewünschte Temperatur von 520ºC erzielt wurde, was zu der gleichen Octanzahl für das produzierte Benzin führte wie im Beispiel 1. In der Tabelle 1 wird das Beispiel gemäß der Erfindung mit diesem Vergleichsversuch verglichen. Tabelle 1
(*) Umwandlung ist definiert als der Gewichtsprozentsatz von Einsatzmaterial, das zu unter 221ºC siedenden Produkten umgewandelt wurde, plus dem Gewichtsprozentsatz an Koks.
Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 1 ersichtlich, resultiert aus dem effizienteren Strippverfahren der Erfindung eine niedrigere Regenerationstemperatur. Als Ergebnis war eine höhere Katalysatorkreislaufmenge (Tonnen Katalysator, der zur Reaktionszone (C) geführt wurde) im Beispiel gemäß der Erfindung möglich, was wiederum zu einer höheren Umwandlung führte.

Claims

1. Fluidisiertes katalytisches Crackverfahren, welches Verfahren ein Inkontaktbringen eines Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials mit einem fluidisierten teilchenförmigen Katalysator in einer Reaktionszone umfaßt, worin ein Kohlenwasserstoffprodukt gebildet wird und worin sich Koks auf dem Katalysator ansammelt, der ein verbrauchter Katalysator wird, und welches Verfahren die folgenden Stufen umfaßt:

(a) Abtrennen des Kohlenwasserstoffproduktes vom verbrauchten Katalysator mittels einer oder mehrerer Gas-Feststoff- Trennstufen;

(b) Strippen des verbräuchten Katalysators in einer fluidisierten Strippzone mit dichter Phase durch Einführen eines Strippmediums in den unteren Teil der Strippzone;

(c) Einführen eines Teiles des in Stufe (b) erhaltenen verbrauchten Katalysators in eine Regenerationszone, worin der Koks durch Verbrennen vom Katalysator entfernt wird;

(d) Einführen des restlichen Teiles des in Stufe (b) erhaltenen verbrauchten Katalysators und eines Teiles des in Stufe (c) erhaltenen heißen regenerierten Katalysators in einen unteren Teil einer langgestreckten Strippzone mit verdünnter Phase;

(e) Einführen eines Stroms aus einem Strippmedium in den unteren Teil der Strippzone mit verdünnter Phase, um darin mit dem gebildeten Gemisch aus verbrauchtem Katalysator und regeneriertem Katalysator in Kontakt zu treten;

(f) Führen eines Stroms aus dem verbrauchten Katalysator im Gemisch mit dem heißen regenerierten Katalysator und mit Strippmedium in Aufwärtsrichtung in der Strippzone mit verdünnter Phase unter Strippbedingungen in verdünnter Phase zu einem oberen Teil der Strippzone;

(g) Abtrennen von im wesentlichen dem gesamten verbrauchten Katalysator und regeneriertem Katalysator aus dem Abstrom von Stufe (f) und Einführen des abgetrennten Katalysators in die Strippzone mit dichter Phase von Stufe (b);

(h) Führen des restlichen Teiles des in Stufe (c) erhaltenen heißen regenerierten Katalysators zur Reaktionszone, um mit dem Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial in Kontakt zu geraten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Temperatur in der Strippzone mit dichter Phase zwischen 500 und 600ºC beträgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, worin das Gewichtsverhältnis von in Stufe (b) erhaltenem verbrauchtem Katalysator, der zur Stufe (c) gesandt wird, zu dem in Stufe (b) erhaltenen verbrauchten Katalysator, der in Stufe (d) verwendet wird, zwischen 1 : 10 und 10 : 1 beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Gewichtsverhältnis von verbrauchtem Katalysator. zu regeneriertem Katalysator in Stufe (d) zwischen 1 : 10 und 10 : 1 beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Abtrennung von Stufe (g) in den Gas-Feststoff-Trennstufen von Stufe (a) vorgenommen wird.

6. Fluidisierte katalytische Crackeinheit, umfassend ein Reaktorsteigrohr (C) mit Mitteln zur Aufnahme eines Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials (14) und von regeneriertem Katalysator (2) und gegebenenfalls einem Liftgas (1), eine Leitung (3) zum Schicken des Reaktorabstroms zu einer Trennvorrichtung (E), Mittel (4) zum Schicken von Katalysator aus der Trennvorrichtung (E) zu einer Strippzone mit dichter Phase (D), Mittel (5) zum Schicken eines Kohlenwasserstoffproduktes, wie es aus dem Reaktorabstrom in der Trennvorrichtung (E) abgetrennt wird, zu einer stromabwärts gelegenen Verarbeitungseinheit, Zuführmittel (6) zum Einspeisen eines Strippmediums in die Strippzone mit dichter Phase (D), Mittel (15) zur Zufuhr des gasförmigen Abstroms aus der Strippzone mit dichter Phase (D) zur Trennvorrichtung (E) zum Abtrennen etwaiger, in diesem gasförmigen Abstrom vorliegender Katalysatorteilchen, Leitung (7) zum Schicken von verbrauchtem Katalysator aus der Strippzone mit dichter Phase (D) zur langgestreckten Strippzone mit verdünnter Phase (B), Leitung (8) zum Schicken von verbrauchtem Katalysator aus der Strippzone mit dichter Phase (D) zur Regenerationszone (A), Leitung (9) zum Schicken von regeneriertem Katalysator zur Strippzone mit verdünnter Phase (B), Zuführmittel (10) zum Zuführen eines Strippmediums zur Strippzone mit verdünnter Phase (D), Leitung (11) zum Schicken des Abstroms aus der Strippzone mit verdünnter Phase (B) zur Trennvorrichtung (E) , Zuführmittel (12) zum Zuführen eines sauerstoffhältigen Gases zur Regenerationszone (A) und Leitung (13) für die Verbrennungsgase zum Verlassen des Regenerators.

7. Einheit nach Anspruch 6, worin zusätzliche Zuführmittel (16) zum Einbringen eines Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials im unteren Teil der langgestreckten Strippzone mit verdünnter Phase (B) zugegen sind.

8. Verwendung der Einheit nach einem der Ansprüche 6 bis 7 für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

9. Verwendung der Einheit nach Anspruch 7 für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 abwechselnd mit einer Verwendung der Einheit für ein Verfahren, worin die Strippzone mit verdünnter Phase (B) als eine zusätzliche Reaktionszone verwendet wird, wobei zu einer Reaktionszone ein Gemisch aus Dampf und einem unter 300ºC siedenden Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial zugeführt wird.