DE69108557T2

DE69108557T2 - Verfahren und apparat zur dehydrogenierung von alkanen.

Info

Publication number: DE69108557T2
Application number: DE69108557T
Authority: DE
Inventors: Willibald Serrand
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1995-08-03
Anticipated expiration: 2011-06-26
Also published as: WO1992000139A1; GB9014643D0; DE69108557D1; GB2250027A; AR247541A1; CA2086099A1; US5365006A; JPH05508433A; EP0539453A1; JP2937479B2; EP0539453B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dehydrierung von Alkanen. Die Erfindung betrifft außerdem ein integriertes Kombinationsverfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Olefinen und katalytisch gecrackten Kohlenwasserstoffen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Hintergrund der Erfindung

Olefine werden durch die thermische und/oder katalytische Dehydrierung von Alkanen hergestellt. Bei den thermischen Crackverfahren werden Alkane durch Rohre geleitet, die auf einer Temperatur gehalten werden, welche ausreichend hoch ist, um die Dehydrierung von Alkanen zu Alkenen zu verursachen. Ein Nebenprodukt des thermischen Crackens ist "Koks", der ein Material mit einem hohen atomaren Verhältnis von Kohlenstoff zu Wasserstoff ist. Der Koks bildet Ablagerungen, die die Wärmeübertragung von der Außenseite des Rohrs zu dem Alkanstrom, der durch das Innere der Rohre geleitet wird, verringert. Eine übliche Behelfslösung ist, mit dem Alkanstrom Dampf durch die Rohre zu leiten. Der Dampf verringert den Dampfdruck der Alkane und neigt dazu, Polymerisationsnebenreaktionen zu verringern, die an der Koksbildung teilhaben. Verfahren, bei denen Alkane in Gegenwart von Dampf zu Alkenen dehydriert werden, sind als Dampf crackverfahren bekannt und werden in der chemischen Industrie weitverbreitet unter anderem zur Herstellung von Ethen und Propen eingesetzt.

Stand der Technik

GB-A-2 104 094 beschreibt ein Dampf crackverfahren, bei dem eine Einsatzmaterialmischung, die Alkan und Dampf enthält, aus einem Einsatzmaterialsammelrohr durch Reaktionsrohre geleitet wird und eine Produktmischung, die Dampf, nicht umgesetztes Alkan und Alkene enthält, aus den Reaktionsrohren in einem Produktsammelrohr gewonnen wird. Die Reaktionsrohre enthalten einen spezifizierten Dehydrierkatalysator und die Einsatzmaterialmischung wird durch einige der insgesamt verfügbaren Rohre geleitet, wobei die anderen Rohre eine Mischung erhalten, die Dampf und Luft enthält, und die kohlenstoffhaltige oder kohlenstoffartige Ablagerungen von diesen entfernt. Der Druck in den Arbeitsrohren liegt im Bereich von 2 bis 25 atm (0,203 bis 2,534 MPa) und die Temperatur in den Rohren liegt im Bereich von 450 bis 700ºC, vorzugsweise 500 bis 650ºC. Die Rohre werden erhitzt, indem Brennstoff in einer Brennstoffverbrennungszone verbrannt wird, aus der eine Strahlungs-, Konvektions- und Leitungshochtemperaturwärmeübertragung auf die Außenseiten der Rohre bewirkt wird. Nachdem die Verbrennungsgase über die Außenflächen der Rohre geleitet worden sind, haben sie eine beträchtliche Enthalpie und etwas davon wird in den Geräten zur Erzeugung von überhitztem Dampf zurückgewonnen, etwas wird in Geräten zur Erzeugung von gesättigtem Dampf gewonnen und etwas wird in Luftvorheizern zurückgewonnen. Ein Teil des überhitzten Dampf es wird als Verfahrensdampf in dem Dampfcrackverfahren verwendet. Es gibt keine Offenbarung in Bezugnahme auf die Verwendung des restlichen Dampfes und es ist verständlich, daß mindestens ein Teil davon für die Erfordernisse an der Anlagenstelle nützlich wäre. Mehr noch, viel von der Wärme geht mit dem in die Atmosphäre abgegebenen Verbrennungsgas verloren. Daher ist eine Dampfcrackanlage des in GB-A-2 104 094 beschriebenen Typs wahrscheinlich ineffektiv vom Standpunkt der Wärmeverwertung, ausgedrückt als für die Olefinherstellung verbrauchte Energie. Brennstoff muß verbrannt werden, um die für die Dehydrierungsreaktionen wesentlichen hohen Temperaturen aufrechtzuerhalten, aber viel von dem Wärmewert des Brennstoffs wird entweder nicht verwendet oder wird nicht effektiv verwendet.
Beim katalytischen Wirbelbettcracken (FCC) eines Cracker- Einsatzmaterials wird das Cracker-Einsatzmaterial in einer Reaktionszone in Kontakt mit heißen Teilchen von aktivem Crackkatalysator gebracht. Während dieser Kontaktdauer wird das Einsatzmaterial in Kohlenwasserstoffe mit niedrigerem Molekulargewicht und Wasserstoff und Nebenprodukte mit hohem Molekulargewicht umgewandelt. Die ersteren schließen Kohlenwasserstoffdestillate und Kohlenwasserstoffgase ein, die aus der Reaktionszone nach der Abtrennung von dem Katalysator gewonnen werden. Die letzteren schließen Materialien mit relativ hohem Kohlenstoff-zu-Wasserstoff-Verhältnis ein, die mit dem Katalysator verbunden sind. Die Katalysatorteilchen und damit verbundenes Material werden der Einwirkung eines Strippgases (üblicherweise Dampf) unterworfen, um strippbare Materialien zu entfernen, und die letzteren werden mit den Produkten mit niedrigerem Molekulargewicht gewonnen. Der gestrippte Katalysator hat sich mit nicht-gestrippten Materialien (die als "Koks" bezeichnet werden) verbunden und wird in eine Regenerierungszone geleitet, wo er mit einem sauerstoffhaltigen Gas kontaktiert wird (z. B. Luft), das Koks von den Katalysatorteilchen abbrennt, wodurch deren Temperatur erhöht und deren Aktivität wieder hergestellt wird. Der so erhitzte und regenerierte Katalysator wird- zum katalytischen Cracken von weiteren Mengen an Einsatzmaterial in die Reaktionszone zurückgeführt. Die durch die exotherme Katalysatorregenerierungsstufe in der Regenerierungszone erzeugte Wärme wird so für die endotherme Crackstufe in der Reaktionszone verwendet. Die Hauptaufgabe des katalytischen Crackens ist, Cracker-Einsatzmaterialien in hochwertige Produkte wie Benzin, Dieselkraftstoff und Düsenkraftstoff umzuwandeln. Die Kohlenwasserstoffe mit niedrigem Molekulargewicht und Wasserstoffprodukte sind von relativ geringem Wert, obwohl etwas davon zur Alkylierung verwendet werden kann, wenn eine Alkylierungsmöglichkeit zur Verfügung steht. Die Alkanprodukte sind von relativ geringem Wert, da sie nur als Brennstoff verkauft werden können, wenn sie nicht als Einsatzmaterial für eine Dehydrierungsanlage des oben beschriebenen Typs verwendet werden können.
Die Kosten der Cracker-Einsatzmaterialien neigen dazu, Eigenschaften wie ihre Conradson-Kohlenstoff zahl und ihre Gehalte an Metallen und Schwefel wiederzugeben. Je höher jede der vorhergehenden Eigenschaften ist, um so niedriger sind tendentiell die Kosten der Cracker-Einsatzmaterialien. Während des katalytischen Crackens eines billigen Cracker-Einsatzmaterials neigt die Menge an auf den Katalysatorteilchen abgesetztem Koks dazu, die zur Wärmeerzeugung durch Oxidation erforderliche Menge zu überschreiten, um die Temperatur in der Reaktionszone aufrechtzuerhalten. Ein Überschuß an Koks kann für den Betrieb eines katalytischen Crackers eine Belastung sein, da ein Gebläse, um der Regenerierungszone Luft zuzuführen, im Verhältnis zu Verfahren, die ein billigeres Einsatzmaterial mit höherem Conradson-Kohlenstoff verwenden, möglicherweise von ungenügender Kapazität ist. Außerdem muß die während der Katalysatorregenerierung erzeugte Überschußwärme in irgendeiner Weise entsorgt werden. Üblicherweise wird Überschußwärme (d. h. Wärme, die im Überschuß zu der für die endothermen Reaktionen in der Reaktionszone erforderlichen Wärme vorhanden ist) verwendet, um Dampf für Verfahrensstufen oder für andere Anwendungen zu erzeugen. Die Menge an verfügbarer Wärme auf hohem Niveau (d. h. mit hoher Temperatur), die zur Dampferzeugung verwendet werden kann, ist relativ gering und der meiste Dampf wird von Wärme mit niedrigem Niveau (d. h. niedrigerer Temperatur) erzeugt, um Dampf mit handhabbaren Drükken zu erzeugen. Die Wärmemenge aus der Katalysatorregenerierung übersteigt oft den Gesamtwärmebedarf der katalytischen Crackanlage und anderen Gerätschaften und muß möglicherweise in die Umweit abgegeben werden (z. B. an die Atmosphäre und/oder einen Fluß und/oder das Meer), was vom Standpunkt des Umweltschutzes aus allgemein unerwünscht ist.
US-A-2 377 935 beschreibt eine katalytische Wirbelbettcrackanlage (FCCU). Der Betrieb der FCCU erzeugt wie üblich Gasöle, Naphthas und leichte Gase (unter anderem). Der Regenerator der FCCU ist mit einen externen Kühler verbunden, um die Temperatur in dem Regenerator zu steuern. Der externe Kühler umfaßt ein Gefäß, das Rohrleitungen enthält, um eine Kühlflüssigkeit hindurchzuleiten. Das Gefäß ist so angeordnet, daß es Katalysator aus einem oberen Bereich des Regenerators erhält und Katalysator an einen unteren Bereich des Regenerators zurückgibt, nachdem er in Kontakt mit den äußeren Oberflächen der Rohrleitungen für das Kühlfluid, das in den Rohrleitungen zirkuliert, gebracht worden ist. Die Beschaffenheit des Kühlfluids ist nicht spezifiziert, aber das Dokument konstatiert (auf Seite 5, rechte Spalte, Zeilen 15 bis 17), daß die von dem Katalysator in den Kühler aufgenommene Wärme "zur Erzeugung von Dampf oder für jeden anderen Zweck" verwendet werden kann. Es gibt keine Offenbarung oder keinen Vorschlag, daß die FCCU-Betriebsweisen modifiziert werden können, um andere Produkte zu ergeben.
EP-A-325 437, EP-A-325 438 und EP-A-330 304 beschreibt FCCUs, die gemeinsame Merkmale aufweisen derart, daß ein getrenntes Kühlgefäß für Wirbelbettkatalysator so angeordnet ist, daß es heißen Katalysator von einem oberen Bereich einer dichten Phase eines Wirbelbettes in dem Regenerierungsgefäß empfängt. Der Katalysator in dem Katalysatorkühler wird durch einen nach oben geleiteten Strom von C&sub2;- bis C&sub6;-Alkane enthaltendem Einsatzmaterial verwirbelt, das Propan enthält, aber auch Butane und Ethan enthalten kann. Die Alkane werden endotherm zu Alkenen dehydriert, die an der Spitze des Kühlers gewonnen werden. Der abgekühlte Katalysator wird in den Regenerator zurückgegeben und kann bei einigen Ausführungsformen zusätzlich zu dem Reaktor und/oder dem Stripper rezirkuliert werden. Ein wesentliches Merkmal des hier in allen drei Dokumenten beschriebenen Verfahrens ist, daß der Katalysator ein großporiger kristalliner Zeolith sein muß, der vorzugsweise aktive Dehydrierungspromoter enthält, wie Nickel und Vanadium. Großporige kristalline Zeolithmaterialien werden konventionellerweise nicht zur Dehydrierung von Alkanen verwendet, und sie sind möglicherweise für diesen Zweck nicht so effektiv wie konventionelle Dehydrierkatalysatoren, die eine Chrom- und/oder Zinkkomponente auf einem Aluminiumoxid- und/oder Siliciumdioxidträger umfassen. Obwohl ein Zeolith-Crackkatalysator, der aktive Dehydrierungspromoter enthält, zum Bewirken der Alkan-Dehydrierungsreaktionen, wie in diesen Dokumenten beschrieben sind, geeignet sein mag, ist im Stand der Technik wohlbekannt, daß Dehydrierungspromotermetalle, insbesondere Nickel und Vanadium (unter anderem) in Hinsicht auf die in dem Reaktor einer FCCU erwünschten katalytischen Crackreaktionen in hohem Maße unerwünscht sind und oft Schritte durchgeführt werden, um die Verunreinigung des Crackkatalysators mit solchen Metallen zu vermeiden und/oder dessen Dehydrierungsaktivität zu passivieren. Zudem legt die Verwendung einer Alkandehydrierungsreaktion, um heißen regenerierten Katalysator durch direkten Wärmetausch zwischen dem letzteren und dem Alkaneinsatzmaterial abzukühlen, der Betriebsweise der FCCU Einschränkungen auf, da die Rate des Alkaneinsatzmaterials zu dem Katalysatorkühler der Kohlenstoffzufuhr zu dem FCCU-Regenerator entsprechen muß, damit der letztere Kühler effektiv die Temperatur des Katalysators regulieren kann, der in dem Regenerator eine Regenerierung eingeht.
EP-A-0 154 674 beschreibt und beansprucht ein Verfahren zur Durchführung einer endothermen Reaktion, bei dem ein reaktives Fluid durch eine Reaktionskammer geleitet wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Reaktionskammer zwei Gruppen von Strömungswegen aufweist, die in Wärmetauscherbeziehung zueinander stehen, wobei das reaktive Fluid durch eine Gruppe von Strömungswegen fließt und ein Fluid, das an einer exothermen Reaktion teilhat, durch die andere Gruppe von Strömungswegen fließt.
Die endotherme Reaktion kann in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt werden und die endotherme Reaktion kann die Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen sein.
Die Wärmeübertragung kann mittels eines Hilfsfluids bewirkt werden, und das Hilfsfluid kann eine verwirbelte Teilchenströmung sein. Die verwirbelten Teilchen können kontinuierlich aus dem Wirbelbett entnommen werden, außerhalb des Wirbelbettes erhitzt werden und in das Wirbelbett zurückgegeben werden. Das Hilfsfluid wird auf einer Temperatur oberhalb der Temperatur, bei der die endotherme Reaktion stattfindet, und unter der Temperatur, bei der die exotherme Reaktion stattfindet, gehalten.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zum Dehydrieren von Alkanen, bei dem ein alkanhaltiges Einsatzmaterial durch eine Dehydrierzone geleitet wird, die ein oder mehrere Wärmetauscherrohre (die Alkan-Dehydrierkatalysator enthalten können) umfaßt, wobei die Rohre in ein Bett aus verwirbelten Teilchen mit einer erhöhten Temperatur eingetaucht sind, die Temperatur innerhalb des Wärmetauscherrohrs bzw. der Wärmetauscherrohre durch Wärmeübertragung von dem Wirbelbett in dem Temperaturbereich zur Alkan-Dehydrierung gehalten wird, und ein olefinhaltiger Produktstrom aus der Dehydrierzone gewonnen wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die erhöhte Temperatur in dem Bett aus verwirbelten Teilchen durch eine exotherine Oxidationsreaktion innerhalb des Bettes aufrechterhalten wird.
Die vorliegende Erfindung liefert auch ein integriertes Kornbinationsverfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Olefinen und katalytisch gecrackten Kohlenwasserstoffprodukten (CCHP) unter Verwendung des beschriebenen Verfahrens, bei dem in Stufen ein Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial zu der Reaktionszone einer katalytischen Crackanlage (CCU) geleitet wird, in der das Einsatzmaterial unter Bedingungen katalytischen Crackens mit aktivem Crackkatalysator kontaktiert und in CCHP umgewandelt wird, und der Crackkatalysator durch Koks und kohlenwasserstoffhaltiges oder kohlenwasserstoffartiges Material, die sich auf ihm absetzen, mindestens teilweise desaktiviert wird, das CCHP und der desaktivierte Crackkatalysator getrennt werden, das CCHP gewonnen wird, der desaktivierte Crackkatalysator in einer Strippzone einem Strippverfahren unterworfen wird, um mindestens einen Teil des kohlenwasserstoffartigen oder kohlenwasserstoffhaltigen Materials von ihm zu entfernen, der gestrippte, desaktivierte Katalysator in einer Regenerierungszone einer Regenerierungsstufe unterworfen wird, in der mindestens ein Teil des Koks' und verbleibenden kohlenwasserstoffhaltigen oder kohlenwasserstoffartigen Materials durch exotherme Oxidation entfernt wird, welche die Katalysatortemperatur erhöht, regenerierter und erhitzter Katalysator aus der Regenerierungszone zum weiteren katalytischen Cracken von weiteren Mengen Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial in die Reaktionszone geleitet wird, und Teilchen aus Crackkatalysator, die in der CCU zirkulieren, als Teilchen des Wirbelbetts der Dehydrierungszone verwendet werden, indem Crackkatalysatorteilchen, die zu und/oder von dem Regenerator zirkulierenl durch das Wirbelbett geleitet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt liefert die vorliegende Erf indung ein integriertes Kombinationsverfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Olefinen und katalytisch gecrackten Kohlenwasserstoffprodukten (CCHP) unter Verwendung des beschriebenen Verfahrens, bei dem in Stufen ein Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial zu der Reaktionszone einer katalytischen Crackanlage (CCU) geleitet wird, in der das Einsatzmaterial unter Bedingungen katalytischen Crackens mit aktivem Crackkatalysator kontaktiert und in CCHP umgewandelt wird, und der Crackkatalysator durch Koks und kohlenwasserstoffhaltiges oder kohlenwasserstoffartiges Material, die sich auf ihm absetzen, mindestens teilweise desaktiviert wird, das CCHP und der desaktivierte Crackkatalysator getrennt werden, das CCHP gewonnen wird, der desaktivierte Crackkatalysator in einer Strippzone einem Strippverfahren unterworfen wird, um mindestens einen Teil des kohlenwasserstoffartigen oder kohlenwasserstoffhaltigen Materials von ihm zu entfernen, der gestrippte, desaktivierte Katalysator in einer Regenerierungszone einer Regenerierungsstufe unterworfen wird, in der mindestens ein Teil des Koks' und verbleibenden kohlenwasserstoffhaltigen oder kohlenwasserstoffartigen Materials durch exotherme Oxidation entfernt wird, welche die Katalysatortemperatur erhöht, regenerierter und erhitzter Katalysator aus der Regenerierungszone zum weiteren katalytischen Cracken von weiteren Mengen Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial in die Reaktionszone geleitet wird, ein Alkane enthaltender Einsatzmaterialstrom in eine Dehydrierungszone eingebracht wird (die einen Dehydrierkatalysator enthalten kann), die Temperatur in der Dehydrierungs zone durch indirekte Wärmeübertragung mit Crackkatalysator, der zu und/oder von dem Regenerator geleitet wird, innerhalb des Bereiches für katalytische Dehydrierung von Alkanen zu Alkenen gehalten wird, und ein olef inhaltiger Strom aus der Dehydrierungszone gewonnen wird.
Vorzugsweise umfaßt die Dehydrierzone mehrere Rohre (die Dehydrierkatalysator enthalten können) und die Rohre sind von heißem Crackkatalysator umgeben.
Der Durchgang des Einsatzmaterials durch jedes Rohr der Dehydrierungszone kann periodisch unterbrochen werden und während der Unterbrechung kann ein sauerstoffhaltiges Gas (z. B. Luft) in jedes Rohr geleitet und verwendet werden, um kohlenstoffhaltige oder kohlenstoffartige Ablagerungen vom Inrferen des Rohrs (und von allem darin vorhandenen Dehydrierkatalysator) zu entfernen. Aus jedem Rohr während jeder Unterbrechung gewonnenes Gas kann in die Regenerierungszone geleitet werden. Vorzugsweise wird ein im wesentlichen sauerstofffreies, nicht brennbares Spülgas durch jedes Rohr geleitet, um Sauerstoff zu entfernen, bevor das Hindurchleiten des Einsatzmaterials durch die Rohre nach der Unterbrechung wieder aufgenommen wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden Teilchen von Dehydrierkatalysator in Kontakt mit dem Einsatzmaterial durch das Rohr bzw. die Rohre zirkuliert. Katalysatorteilchen werden getrennt von den dehydrierten Alkanen gewonnen und mit einem sauerstoffhaltigen Gas kontaktiert, um kohlenstoffartige oder kohlenstoffhaltige Ablagerungen durch exotherme Oxidation derselben hiervon zu entfernen, und dann werden die so reaktivierten und erhitzten Dehydrierungskatalysatorteilchen zum Kontakt mit weiteren Mengen des alkanhaltigen Einsatzmaterials zu dem Rohr bzw. den Rohren rezirkuliert. Vorzugsweise durchlaufen die Katalysatorteilchen und der Einsatzmaterialstrom das Rohr bzw. die Rohre im Gegenstrom und ein olefinhaltiger Produktstrom wird an einem Ende des Rohrs bzw. der Rohre gewonnen und desaktivierter Katalysator am anderen Ende des Rohrs bzw. der Rohre gewonnen. Vorzugsweise wird desaktivierter Katalysator mit dem sauerstoffhaltigen Gas mitgerissen und nach der Abtrennung des reaktivierten Katalysators wird verbrauchtes sauerstoffhaltiges Gas zu der Regenerierungszone und/oder einem CO-Nachverbrenner (und/oder anderen sicheren Entsorgeeinrichtungen) zirkuliert.
Vorzugsweise wird der die Rohre umgebende Crackkatalysator in verwirbeltem Zustand gehalten. Der Crackkatalysator kann in einem verwirbelten Zustand gehalten werden, indem in den Crackkatalysator ein sauerstoffhaltiges Verwirbelungsgas eingeleitet wird.
Vorzugsweise wird das Verwirbelungsgas, nachdem es durch die Rohre umgebenden verwirbelten Crackkatalysator geleitet worden ist, in Kontakt mit Crackkatalysator gebracht, der die Regenerierung eingeht. Vorzugsweise wird Crackkatalysator in Kontakt mit den Außenseiten der Rohre in der Dehydrierungszone gebracht und wird danach mindestens teilweise zu der Regenerierungszone und/oder der Strippzone und/oder der Reaktionszone geleitet.
Vorzugsweise wird die Temperatur in den Rohren der Dehydrierungszone im Bereich von 500 bis 800ºC und insbesondere von 600 bis 750ºC gehalten. Der Überdruck in den Rohren der Dehydrierungszone kann im Bereich von 0 bis 400 kPa, vorzugsweise 70 bis 250 kPa gehalten werden.
Jedes Rohr der Dehydrierungszone kann einen ersten Teil, um den Einsatzmaterialstrom nach oben zu leiten, einen zweiten Teil, um den Einsatzmaterialstrom nach unten zu leiten, und einen Verbindungsteil umfassen, um den Einsatzmaterialstrom von dem ersten Teil in den zweiten Teil zu leiten. Allerdings können andere Rohrkonf igurationen und/oder -anordnungen der Dehydrierungszone (z. B. wie Rohr-in-Rohr-Wärmetauscher vom Bajonetttyp) geeignet oder zweckmäßig sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt liefert die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des hier beschriebenen Alkan-Dehydrierungsverfahrens, die ein oder mehrere Rohre, die zur Verbindung mit einer Quelle eines alkanhaltigen Einsatzmaterialstroms vorgesehen sind (wobei das Rohr bzw. die Rohre Alkan-Dehydrierkatalysator enthalten können) und in ein Wirbelbett oder verwirbelbares Bett aus Teilchen oder ein zirkulierendes Wirbelbett eintauchen, und Einrichtungen umf aßt, die in der Lage sind, die Teilchen in heißem verwirbelten Zustand zu halten. Die Teilchen können chemisch aktive Komponenten (z. B. CaO) umfassen, um Umweltschadstoffe (z. B. SOx) aus dem zum Aufrechterhalten der Bettentemperatur verbrannten Brennstoff zu binden. Es können Einrichtungen vorhanden sein, um den Brennstoff in dem Bett und/oder in dem zu dem Bett geleiteten Gas (teilweise oder vollständig) zu verbrennen. Es können Einrichtungen vorhanden sein, um dem Boden des Bettes ein Verwirbelungsgas zuzuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt liefert die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, die zur Durchführung des genannten Verfahrens geeignet ist, wobei die Vorrichtung einen Reaktor, in dem ein Einsatzmaterial unter Bedingungen katalytischen Crackens mit aktivem Crackkatalysator kontaktiert und in katalytisch gecrackte Kohlenwasserstoffprodukte (CCHP) überführt und der Crackkatalysator durch darauf abgesetzten Koks und kohlenwasserstoffhaltiges oder kohlenwasserstoffartiges Material mindestens teilweise desaktiviert wird, einen Abscheider zum Abtrennen von CCHP von desaktiviertem Crackkatalysator, einen Stripper, der desaktivierten Crackkatalysator von dem Abscheider erhält und in dem der desaktivierte Katalysator einem Strippen unterworfen wird, um mindestens einen Teil des kohlenwasserstoffhaltigen oder kohlenwasserstoffartigen Materials von ihm zu entfernen, einen Regenerator, der so angeordnet ist, daß er gestrippten Katalysator von dem Stripper empfängt und in dem mindestens ein Teil des Koks' und des verbleibenden kohlenwasserstoffhaltigen oder kohlenwasserstoffartigen Materials durch exotherme Oxidation von dem Katalysator entfernt wird, was die Temperatur des Katalysators von der Strippertemperatur auf die Regenerierungstemperatur erhöht, eine Rohrleitung zum Leiten von heißem regenerierten Katalysator aus dem Regenerator zum Reaktor und einen Katalysatorkühler umfaßt, der so angeordnet ist, daß er zu und/oder aus dem Regenerator geleiteten heißen Katalysator empfängt und der mindestens ein Wärmeübertragungsrohr in Wärmetauschbeziehung mit Katalysator in dem Kühler (der verwirbelt sein kann) enthält, wobei das Wärmeübertragungsrohr bzw. die Wärmeübertragungsrohre Katalysator enthalten kann bzw. können, der zum Dehydrieren von durch das Rohr geleitetem Alkankohlenwasserstoffaktiv ist, und gekennzeichnet ist durch Betriebseinrichtungen zum Durchleiten eines sauerstoffhaltigen Gases in Kontakt mit dem verwirbelten Katalysator in dem Kühler, um den Katalysator in diesem zu verwirbeln und eine exotherme Oxidationsreaktion in diesem aufrechtzuerhalten.
Vorzugsweise ist der Katalysatorkühler zum Leiten des regenerierten Katalysators direkt und/oder indirekt mit dem Reaktor verbunden, nachdem er in Wärmeübertragungskontakt mit dem Wärmeübertragungsrohr gebracht wurde.
Der Katalysatorkühler kann ein Gefäß umfassen, das ein Bett aus Katalysatorteilchen mindestens bis zu einer Höhe über einem Teil des Wärmetauscherrohrs enthält, der Dehydrierkatalysator enthält. Vorzugsweise hat der Katalysatorkühler einen Verteiler zum Verteilen eines Verwirbelungsgases in das Bett aus Katalysatorteilchen, um das Bett in Kontakt mit dem Teil des Wärmetauscherrohrs zu verwirbeln.
Die Vorrichtung umfaßt vorzugsweise eine Rohrleitung, um Gas aus dem Kühler in den Regenerator zu leiten.
Vorzugsweise gibt es Gaszuführungseinrichtungen, um dem Verteiler ein Gas zuzuführen, das mindestens eine Komponente enthält, die in der Lage ist, Ablagerungen von den Katalysatorteilchen in dem Bett oxidativ zu entfernen. Die Gaszuführungseinrichtung kann ein Luftgebläse oder einen Boiler zur Dampfzufuhr umfassen.
Die Vorrichtung kann eine Quelle eines C&sub8;-Alkan-, z. B. eines C&sub6;-Alkan-, vorzugsweise C&sub4;-Alkanstroms und Einrichtungen, um die Quelle des Alkanstroms mit dem Einlaß des Wärmeübertragungsrohrs zu verbinden, umfassen. Die Quelle des Alkanstroms kann die FCCU und deren Fraktioniergeräte zur Abtrennung gecrackter Produkte aus dem Reaktor sein.
Die Vorrichtung kann Einrichtungen zum Gewinnen von Alkenen aus einem Produktstrom umfassen, der aus einem Auslaß des Wärmeübertragungsrohrs gewonnen wird. Solche Alkengewinnungseinrichtungen können Geräte zur fraktionierten Destillation und/oder eine Adsorptions/Desorptionsvorrichtung und/oder Kältemaschine umfassen.
Der Kühler kann in Form eines Rohrbündel-Wärmetauschers vorliegen, bei dem die Rohre Alkan-Dehydrierkatalysator enthalten und von Crackkatalysator aus dem Regenerator umgeben und vorzugsweise in diesen eingetaucht sind. Gemäß einer Ausführungsform können die Rohre vom U-förmigen Typ sein, der sich von einem eine Heizrohrwand bildenden Teil eines Einlaß- und Auslaßsammelrohrs erstreckt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Reaktivator, bei dem Teilchen von verbrauchtem Alkan-Dehydrierkatalysator mit einem sauerstoffhaltigen Reaktivierungsgas kontaktiert werden, um kohlenstoffhaltige oder kohlenstoffartige Ablagerungen in einer exothermen Oxidationsreaktion von diesen zu entfernen, eine erste Rohrleitung zum Leiten von Dehydrierkatalysatorteilchen von einem Ende des Rohrs bzw. der Rohre zu dem Reaktivator und eine zweite Rohrleitung zum Leiten von reaktivierten Katalysatorteilchen von dem Reaktivator zu dem anderen Ende des Rohrs bzw. der Rohre umfassen. Vorzugsweise umfaßt der Reaktivator ein Steigrohr (einen Riser), der sauerstoffhaltiges Gas und verbrauchten oder desaktivierten Katalysator am Boden erhält, und das Rohr bzw. die Rohre sind so angeordnet, daß sie reaktivierten Katalysator am oberen Bereich empfangen. Vorzugsweise sind Abscheideeinrichtungen vorgesehen, die so angeordnet sind, daß sie reaktvierten Katalysator und gebrauchtes Reaktivierungsgas aus dem Steigrohr empfangen und trennen und abgetrennten reaktivierten Katalysator zu dem Rohr bzw. den Rohren leiten, um ihn zur Dehydrierung von weiteren Mengen von Alkankohlenwasserstoffen zu verwenden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nun in Bezugnahme auf die angefügten sehr diagrammartigen Zeichnungen beschrieben, die als Beispiele und zur Erläuterung gegeben werden, ohne daß sie einschränkend wirken sollen, und in denen
Figur 1 in Diagrammf orm und nicht maßstabgerecht die Hauptmerkmale einer bekannten FCCU zeigt,
Figur 2 in Diagrammf orm einen Teil einer FCCU des in Figur 1 gezeigten Typs zeigt, der aber erfindungsgemäß ist,
Figur 3 in Diagrammf orm einen Teil einer FCCU des in Figur 1 gezeigten Typs zeigt, der aber gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist, und
Figur 4 die Hauptmerkmale einer Dehydrieranlage zeigt, die entweder als Ersatz für in bezug auf Figuren 2 und 3 gezeigte und beschriebene Dehydrieranlagen oder als eigenständige Dehydrieranlage verwendet werden kann.
In allen Zeichnungen und in der Beschreibung sind nur die Merkmale der Ausführungsformen dargestellt, die zum Verständnis der Erfindung notwendig sind. Andere Merkmale wie Pumpen und Zusatzgeräte, die auf dem Gebiet der Erfindung erfahrenen Technikern bekannt sind und von diesen eingesetzt werden, sind weggelassen.
Es wird auf Figur 1 bezug genommen, in der die katalytische Wirbelbett-Crackanlage (FCCU), allgemein durch Bezugszahl 10 gezeigt, eine sich nach oben erstreckende Steigrohr-Reaktorleitung 11 umfaßt, die heißen Regenerierkatalysator enthält, wobei in ihren unteren Teil das katalytisch zu crackende Einsatzmaterial aus Speiseleitung 12 geleitet wird. Die Steigrohr-Reaktorleitung 11 endet im Inneren eines Reaktorgefäßes 13, in dem unter Einfluß der Schwerkraft und/oder ballistisch die Trennung der Katalysatorfeststoffe von Dämpfen stattfindet. Die abgetrennten Feststoffe bilden ein Bett 14 mit einem oberen Niveau 15, und das Bett 14 wird durch Dampf verwirbelt, der aus Leitung 16 in einen unteren Bereich des Gefäßes 13 geleitet wird.
Dämpfe und mitgerissene Feststoffe werden in ein Zyklonabscheidesystem geleitet, das mindestens einen Teil der mitgerissenen Feststoffe abtrennt, und Dämpfe mit einem relativ niedrigen Feststoffgehalt werden über Leitung 18 gewonnen. In dem Zyklonabscheidesystem 17 abgetrennte Feststoffe werden über ein oder mehrere Tauchrohre 19 in das Bett 14 geleitet.
Der untere Teil des Gefäßes 13 ist enger als der obere Teil und das im Gegenstrom erfolgende Kontaktieren des abwärts strömenden Katalysators und aufwärts strömenden Dampfes strippt adsorbiertes und eingeschlossenes Kohlenwasserstoffmaterial von dem Katalysator.
Gestrippter Katalysator, der mit kohlenstoffhaltigem oder kohlenstoffartigem Material kontaminiert ist und eine Temperatur von etwa 510ºC hat, wird vom Boden des Gefäßes 13 in eine Leitung 20 geführt und durch diese in ein Regenerierungsbett 21 geleitet, das in einem Regenerierungsgefäß 22 enthalten ist. Der Katalysator gelangt über Leitung 20 unter Einfluß eines Hebegases (z. B. Luft und/oder Dampf), das in den sich aufwärts erstreckenden Teil 23 der Leitung 20 unterhalb des Regenerierungsgefäßes 22 injiziert wird, in Regenerierungsgefäß 22. Katalysator in dem Regenerierungsgefäß 21 wird durch Luft verwirbelt, die aus Leitung 24 in dessen Boden geleitet und in der Grundfläche des Bettes 21 durch Verteiler 25 verteilt wird. Der Sauerstoff in der Verwirbelungsluft brennt kohlenstoffhaltiges oder kohlenstoffartiges Material von den Katalysatorteilchen in dem Bett ab, wodurch der Katalysator "regeneriert" wird und seine Temperatur auf etwa 750ºC erhöht wird.
Heißer regenerierter Katalysator fließt vom oberen Teil des Regeneratorbettes 21 in eine Sammelrohrleitung 26 hinüber und wird in einer allgemein U-förmigen Leitung 27 gewonnen, von der die Steigrohr-Reaktorleitung 11 den sich aufwärts erstreckenden Teil unter dem Reaktorgefäß 13 bildet. Der heiße regenerierte Katalysator gelangt zu dem Reaktorgefäß 13 und seine Zirkulation kann gefördert werden, indem ein Hebegas (z. B. Dampf) an einer geeigneten Stelle unter dem Reaktorgefäß 13, z. B. wie durch Bezugszahl 28 gezeigt, in die Leitung 27 geleitet wird.
Die Menge an kohlenstoffartigem oder kohlenstoffhaltigem Material, die auf den gestrippten Katalysatorteilchen abgesetzt ist, welche das Gefäß 13 verlassen, hängt von einer Reihe von Faktoren ab, von denen ein-wichtiger Faktor die Beschaffenheit des Einsatzmaterials ist. Ein sogenanntes "schweres Einsatzmaterial" mit einer hohen Conradson-Kohlenstoffzahl und einem hohen Gehalt an Organometallverbindungen neigt dazu, zu höheren Niveaus an kohlenstoffhaltigen oder kohlenstoffartigen Ablagerungen auf dem gestrippten Katalysator zu führen. Die Regenerierung von Katalysator mit hohen Niveaus an kohlenstoffartigen oder kohlenstoffhaltigen Ablagerungen erfordert eine entsprechend große Luftzufuhr über Leitung 24 und verursacht die Erzeugung von relativ großen Wärmemengen. Die Luf tmenge, die dem Regeneratorbett 21 zugeführt werden kann, ist durch die Kapazität des Luftzuführungsgebläses (nicht gezeigt) begrenzt und wenn der kohlenstoffartige oder kohlenstoffhaltige Niederschlag Luftmengen erfordert, die sich der Maximalkapazität des Gebläses annahern, kann die Geschwindigkeit der Zufuhr von Einsatzmaterial über Leitung 12 zu der Steigrohr-Reaktorleitung 11 nicht erhöht werden und so kann der maximale Einsatzmaterialdurchsatz der FCCU 10 durch die Luftzuführungsgebläsekapazität begrenzt sein. Eine solche Begrenzung des Einsatzmaterialdurchsatzes kann sich auf die Wirtschaftlichkeit des Betriebes der FCCU 10 nachteilig auswirken.
Eine Folge der Regenerierung von Katalysator mit einem relativ hohen Niveau an kohlenstoffhaltigen oder kohlenstoffartigen Ablagerungen ist die Erzeugung von relativ großen Wärmemengen. Die Wärme kann in dem Regenerierungsbett 21 und/oder dem Freiraum über dem Bett 21 und/oder in Verbrennungsgeräten erzeugt werden, die zur Verbrennung von CO in dem Abgas, das das Regenerierungsgefäß verläßt, vorgesehen sind. Unabhängig davon, welcher Modus oder welche Kombination von Modi zur Wärmeerzeugung verwendet wird, ist die übliche Folge, daß die Wärmemenge die zur Erhöhung der Temperatur des Katalysators von der Temperatur, bei der der Katalysator in den Regenerator eintritt, auf die Temperatur, bei der der Katalysator zuerst das Einsatzmaterial kontaktieren soll, erforderliche Wärmemenge überschreiten wird. Die Überschußwärme wird üblicherweise zur Dampferzeugung verwendet, aber mit zunehmender Verwendung von schweren Einsatzmaterialien liegen die in Raffinerien erzeugten Dampfmengen oft im Überschuß zu den in der Raffinerie erforderlichen Mengen vor. Zudem beträgt aus praktischen Gründen die Maximaltemperatur des auf diese Weise erzeugten gesättigten Dampf es etwa 275ºC, was den Entsorgungsbereich von Wärme auf hohem Niveau von einer FCCU weiter einschränkt. So wird oft ein Teil der aus der Katalysatorregenerierungsstufe verfügbaren Wärme verschwendet, weil es in der Raffinerie dafür keine Verwendung gibt. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sie dazu dient, einige der oben erwähnten nachteiligen Faktoren umzulenken, wie aus der Beschreibung der folgenden Figur 2 ersichtlich wird.
In Figur 2 sind (nicht maßstabsgerecht) ein Teil des Regeneratorgefäßes 22, nachfolgend als Hauptregenerator 22 bezeichnet, ein Nebenregeneratorgefäß 30 und bestimmte Teile der Verrohrung und Rohrleitungen abgebildet. Das Nebenregeneratorgefäß 30 wird nachfolgend als Nebenregenerator 30 bezeichnet und es ist so zu verstehen, daß die letztere Terminologie zweckmäßig in dieser Beschreibung verwendet wird, da aus der Beschreibung zu erkennen ist, daß der sogenannte Nebenregenerator 30 innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung betrieben werden kann, ohne jegliche Materialregenerierung des Katalysators in ihm zu bewirken.
Der Nebenregenerator 30 enthält einen Gasverteiler 31 in der Nähe seiner Grundfläche, die ein Wirbelbett 33 aus Katalysator trägt. Ein Verwirbelungsgas wird aus Leitung 32 in den unteren Bereich des Nebenregenerators 30 geleitet, um das Katalysatorbett 33 in diesem zu verwirbeln. Das Bett 33 erstreckt sich bis zu einer Höhe, die durch Bezugszahl 34 angegeben wird, und empfängt Katalysatorteilchen in einem oberen Bereich des Bettes 33 aus dem Bett 21 in dem Hauptregenerator 22 über die abwärts geneigte Rohrleitung 35. Ein Regelventil 36 ist in Rohrleitung 35 angeordnet, um die Strömungsgeschwindigkeit des Katalysators durch diese zu regulieren.
Katalysator wird von dem Nebenregenerator 30 aus einem unteren Bereich des Bettes 33 über Rohrleitung 38 mit einem darin angeordneten Regelventil 39 zirkuliert.
Gebrauchtes Verwirbelungsgas wird in Leitung 40 am oberen Bereich des Nebenregenerators gewonnen und kann entweder direkt in die Atmosphäre (nach geeigneter Entstaubungsbehandlung) oder, wie in Figur 2 gezeigt, vorzugsweise in Bett 21 des Hauptregenerators geleitet werden.
Wärmetauscherrohre 42 tauchen in das Bett 33 des Nebenregenerators ein. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in Figur 2 ein einziges Wärmetauscherrohr 42 gezeigt, wobei Fachleute nicht nur die möglichen praktischen Anordnungen für ein einziges Rohr 42, sondern auch für mehrere Rohre 42 verstehen und kennen.
Das Wärmetauscherrohr 42 ist so angeordnet, daß es alkanhaltiges Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial aus Leitung 44 erhält, und verarbeitetes Kohlenwasserstoffprodukt aus dem Rohr 42 über Leitung 46 entnommen wird.
Das aus Leitung 32 in Bett 33 geleitete Verwirbelungsgas hat vorzugsweise solche Eigenschaften, daß es das Wärmetauscherrohr 42 auf einer Temperatur hält, die ausreichend hoch ist, um die Dehydrierung von mindestens einem Teil des alkanhaltigen Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials in dem Rohr 42 zu Olefinen zu verursachen. Das Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial kann ein C&sub8;-Alkanstrom, z. B. ein C&sub6;-Kohlenwasserstoffstrom sein, ist aber vorzugsweise ein C&sub5;-Alkanstrom, insbesondere ein C&sub4;-Alkanstrom und besonders bevorzugt ein C&sub3;-Alkanstrom. Das letztere ist ein üblicher Strom in Raffinerien und ist oft ein Nebenprodukt von katalytischen Crackverfahren. Sein Marktwert ist der eines Brennstoffs und ist daher relativ niedrig. Die entsprechenden C&sub3;-Olefine sind relativ viel wertvoller, da sie als Einsatzmaterialien für die chemische Industrie brauchbar sind.
Um eine selektive Dehydrierung der Alkane zu Alkenen in dem Wärmetauscherrohr 42 zu erreichen, enthält das Rohr 42 vorzugsweise einen geeigneten Dehydrierkatalysator. Geeignete Katalysatoren umfassen eine Chrom- und/oder Zinkkomponente, die auf einem porösen wärmebeständigen Träger wie Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid und Siliciumdioxid dispergiert ist bzw. sind. Die Dehydrierung von Alkanen ist ein in hohem Maße endothermes Verfahren und wird vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 500 bis 850ºC, insbesondere von 550 bis 700ºC bewirkt. Die Dehydrierungstemperatur in dem Rohr 42 wird zweckmäßigerweise erreicht, indem ein sauerstoffhaltiges Gas aus Leitung 32 in das Bett 33 zirkuliert wird. Ein geeignetes sauerstoffhaltiges Gas ist Luft, die durch Zugabe von Dampf modifiziert sein kann und/oder mit zusätzlichem Sauerstoff angereichert sein kann. Für die meisten erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Dehydrierungsverf ahren ist das Leiten von nicht modifizierter Luft über Leitung 32 angemessen, um die gewünschten Bedingungen in dem Bett 33 aufrechtzuerhalten, und die Luft kann vorgeheizt sein oder nicht, bevor sie in das Bett 33 eintritt. In dem Bett 33 verwirbelt die Luft die Katalysatorteilchen und brennt kohlenstoffartiges oder kohlenstoffhaltiges Material von diesen ab, das zuvor während der Kohlenwasserstoffcrackreaktionen, die in der Steigrohr-Reaktorleitung 11 stattfinden, abgesetzt wurde. Der Betrieb des Bettes 33 wird so gesteuert, daß jegliche Temperatur erreicht wird, die in dem Bett notwendig ist, um für Alkan-Dehydrierungstemperaturen in dem Rohr 42 zu sorgen. Wie Fachleute verstehen und wissen, hängt die Bettentemperatur von den Wärmeübertragungscharakteristika der Rohrwände ab, die in Kontakt mit Teilchen und Gas in dem Bett 33 auf der Außenseite und Dehydrierkatalysator und Alkaneinsatzmaterial auf der Innenseite sind. Typischerweise soll die mittlere Bettentemperatur bis zu 100ºC höher liegen als die in dem Rohr 42 gewünschte Temperatur, und eine mittlere Bettentemperatur von bis zu 50ºC höher als in dem Rohr 42 ist möglicherweise angemessen.
Ein Gasstrom, der Alkene und Wasserstoff enthält, wird in Leitung 46 gewonnen und Ströme, die Wasserstoff und die entsprechenden Alkene enthalten, können daraus durch bekannte Trenntechniken, z. B. teilweise Verf lüssigung und fraktionierte Destillation, gewonnen werden.
Das heiße verbrauchte Abgas aus dem Bett 33, das mitgerissenen Katalysatorabrieb enthält, wird in Leitung 40 gewonnen und in Bett 21 des Hauptregenerators 22 zirkuliert, wo es andere Gase darin vermischt.
Über Rohrleitung 38 aus einem unteren Bereich des Nebenregenerators gewonnene Katalysatorteilchen können im wesentlichen in dem Sinne regeneriert werden, daß die kohlenstoffhaltigen oder kohlenstoffartigen Ablagerungen darauf bis zu etwa dem gleichen Ausmaß entfernt werden, wie solche Ablagerungen von Katalysator entfernt werden, der in dem Hauptregenerator 22 regeneriert wird. Die Katalysatorteilchen in Rohrleitung 38 können daher an einer geeigneten Stelle in Leitung 27 zu regeneriertem Katalysator gegeben werden, der zu Reaktor-Steigleitung 11 geleitet wird. Wenn die in Rohrleitung 28 gewonnenen Katalysatorteilchen nicht vollständig regeneriert sind, können sie auf jede zweckmäßige Weise in Hauptregenerator 22 zurückgegeben werden (z. B. durch Zugabe an einer geeigneten Stelle zu den gebrauchten Katalysatorteilchen, die über Leitung 23 zu dem Regenerator und/oder zu dem Katalysatorstrippergefäß 13 geführt werden). Die verschiedenen Modi des Zirkulierens von Katalysatorteilchen aus Rohrleitung 38 wie beschrieben wird von Fachleuten verstanden und solche Leute wissen, wie die verschiedenen Katalysatorzirkulationsmodi zu realisieren sind.
Während des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens lagert sich kohlenstoffartiges oder kohlenstoffhaltiges Material in dem Rohr 42 auf dem Katalysator in demselben ab. Dieses kohlenstoffhaltige oder kohlenstoffartige Material verringert die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit von dem Bett 33 zu dem Einsatzmaterial, das durch das Rohr 42 geleitet wird, und verringert auch die Aktivität und Selektivität des Dehydrierkatalysators. Es ist bevorzugt, daß das kohlenstoffhaltige oder kohlenstoffartige Material periodisch entfernt wird, und eine solche Entfernung wird bewirkt, indem die Strömung des Einsatzmaterials über Rohr 44 unterbrochen wird, indem Ventil 50 geschlossen wird, und danach durch Rohr 42 aus Leitung 52 ein geeignetes Mittel geleitet wird, um die kohlenstoffartigen oder kohlenstoffhaltigen Ablagerungen zu entfernen. Das die Ablagerungen entfernende Mittel wird Rohr 42 aus Leitung 52 zugeführt, indem ein Ventil 51 in Leitung 52 geöffnet wird. Ein geeignetes Ablagerungen entfernendes Mittel ist ein sauerstoffhaltiges Gas wie Luft oder eine Mischung aus Luft und Abgas (z. B. aus dem Auslaß des Hauptregeneratorgefäßes 22 zurückgeführtes Abgas) oder Dampf oder eine Mischung aus Dampf mit entweder Luft oder Luft und Abgas. Die Gasprodukte aus Leitung 42 während der Dehydrierungskatalysatorregenerierung können nach einer geeigneten Reinigungsbehandlung an die Atmosphäre abgegeben werden. Vorzugsweise werden sie über geeignete Rohrleitungen (nicht gezeigt) in den Freiraum über dem Bett 21 in das Hauptregeneratorgefäß 22 geleitet.
Während des Verfahrensschritts der Entfernung von kohlenstoffhaltigen oder kohlenstoffartigen Ablagerungen aus dem Inneren des Rohrs 42 kann der Nebenregenerator 30 in der hier beschriebenen Weise betrieben werden.
Wenn der Verfahrens schritt der Entfernung von kohlenstof fhaltigem oder kohlenstoffartigem Material aus dem Inneren des Rohrs 42 beendet wird, wird Ventil 51 geschlossen und Ventil 50 geöffnet und weitere Mengen an Alkaneinsatzmaterial werden in Rohr 42 zu Alkenen dehydriert.
Um den Verlust von Kohlenwasserstoffprodukten zu vermeiden, ist es bevorzugt, ein inertes Spülgas (wie Abgas) durch Rohr 42 zu leiten, nachdem Ventil 50 geschlossen worden ist, aber bevor Ventil 51 geöffnet wird, und ebenso nachdem Ventil 51 geschlossen worden ist, aber bevor Ventil 50 geöffnet wird. Die Leitungen und Ventile zum Regulieren des inerten Spülgasstroms sind in Figur 2 nicht gezeigt, da ihre Bauweise und Betriebsweise Fachleuten klar ist.
Zur kontinuierlichen Herstellung von Alkenen werden vorzugsweise mehrere Rohre 42 vorgesehen. Während des Betriebs wird mindestens ein Rohr Alkaneinsatzmaterial aufnehmen, während ein weiteres Rohr ein Mittel zur Entfernung von kohlenstoffhaltigen oder kohlenstoffartigen Ablagerungen daraus aufnehmen kann.
Es wird nun auf die Ausführungsform bezug genommen, die schematisch in dem Diagramrn von Figur 3 gezeigt ist, wo mit Figur 2 gemeinsame Teile die gleiche Bezugsziffer aufweisen.
Heißer Crackkatalysator wird über Rohr 35 und Durchflußregelungsventil 36 aus dem Regenerierungsbett 21 zu dem Katalysatorbett 33 in dem Nebenregeneratorgefäß 30 geleitet. Das Katalysatorbett 33 erstreckt sich bis zu einem oberen Niveau 34, und Katalysator verläßt den unteren Bereich von Bett 33 über Rohr 38 und Durchflußregelungsventil 39 zur Zirkulation zu der Steigrohr-Reaktorleitung 11 in der gleichen Weise, wie für die Ausführungsform der Figur 2 verwendet werden kann. Regenerierungsluft wird aus Luftleitung 32 in das Bett 33 geleitet, und verbrauchte Regenerierungsluft verläßt den Nebenregenerator über Leitung 40 zur sicheren Entsorgung (d. h. in den Hauptregenerator 22, wie gezeigt).
Der obere Bereich der Nebenregenerierungszone wird durch ein Prallblech 60 festgelegt und verschlossen, und ein oder mehrere Reaktionsrohre 42, die Dehydrierkatalysatorteilchen enthalten, erstrecken sich von ihren offenen Enden an dem Prallblech 60 abwärts durch das Bett 33. Das untere Ende von dem (oder von jedem) Rohr 42 ist zur Verbindung mit dem unteren Bereich einer Regenerator-Steigrohrs 61 gebogen, und der obere Bereich des Steigrohrs 61 ist mit einem Zyklonabscheidersystem 62 zur Abtrennung von Feststoffen aus Gasen verbunden. Abgetrennte Feststoffe aus dem Zyklonabscheider 62 werden über das Tauchrohr 63 abwärts geleitet und auf dem Prallblech 60 abgesetzt, von wo sie in das Reaktionsrohr bzw. die Reaktionsrohre 42 hinüberfließen.
In der Ausführungsform in Figur 3 zirkulieren Teilchen von Dehydrierkatalysator im Gegenstrom zu dem aufwärts geleiteten Alkaneinsatzmaterial, das aus Leitung 44 über ein Durchflußregelungsventil 50 zugeführt wird, abwärts durch das Reaktionsrohr bzw. die Reaktionsrohre 42.
Die Teilchen des Dehydrierkatalysators gelangen unter Einwirkung der Schwerkraft in den unteren Bereich von Steigrohr 61. Luft (oder anderes sauerstoffhaltiges Gas) wird aus Leitung 52 in den Boden von Steigrohr 61 geleitet, wodurch die Teilchen nach oben mitgerissen werden, während sie oxidierenden Bedingungen unterworfen werden, die kohlenstoffartige oder kohlenstoffhaltige Ablagerungen von ihnen entfernen. Die Luft-Katalysator- Mischung wird in Zyklonabscheidersystem 62 getrennt und verbrauchte Luft wird über Leitung 65 gewonnen, in der ein Druckregelungsventil 66 angeordnet ist. Die verbrauchte Luft kann auf jede sichere Weise entfernt werden, z. B. durch Entsorgung in den Hauptregenerator 22 (z. B. zusammen mit verbrauchtem Gas aus Leitung 40, wie gezeigt).
Der Betrieb der Ausführungsform aus Figur 3 erfolgt allgemein so:
Ein Wirbelbett 33 aus heißem Crackkatalysator wird in Gefäß 30 bereitgestellt. Der Katalysator kann gestrippter Katalysator aus dem unteren Teil des Reaktorgefäßes 13 (dem Stripperabschnitt davon) oder aus dem Regeneratorbett 21 (wie gezeigt) sein, oder es kann eine Mischung aus sowohl dem Stripperabschnitt als auch dem Regeneratorbett 21 sein. Der Katalysator wird durch Luft aus Leitung 32 verwirbelt, die aus einem geeigneten Verteiler 31 in die Grundfläche des Bettes geleitet wird. Die Luft kann vorgewärmt sein, falls erforderlich, oder sie kann die Temperatur des Bettes 33 durch Oxidieren von kohlenstoffartigem oder kohlenstoffhaltigem Material aus den Katalysatorteilchen darin aufrechterhalten. Verbrauchte Luft wird über Leitung 40 an Bett 21 abgegeben und der Katalysatorbestand in dem Bett 33 wird durch Zirkulieren von Teilchen aus dessen unterem Bereich heraus über Leitung 38 aufrechterhalten.
Ein alkanhaltiges Gas wird aus Leitung 44 nach oben in das Rohr bzw. die Rohre 42 geleitet und das Gas bewegt sich im Gegenstrom zu Teilchen des Dehydrierkatalysatorsl die abwärts durch das Rohr bzw. die Rohre 42 geleitet werden. Die Temperatur in dem Rohr 42 bzw. den Rohren 42 liegt im Bereich, der die endotherme Dehydrierung von Alkanen bewirkt (z. B. 600 bis 750ºC), und eine Gasmischung, die dehydrierte Alkane enthält, wird in dem Raum 70 zwischen dem Prallblech 60 und der Spitze 71 des Gefäßes 30 gewonnen. In dem Raum 70 findet eine gewisse Trennung des Gases von mitgerissenen Teilchen des Dehydrierkatalysators statt und eine weitere Trennung wird durch Zyklonabscheidersystem 73 bewirkt, durch den das Gas geleitet wird, bevor es in die Produktgewinnungsleitung 46 abgegeben wird. Abgetrennte Katalysatorteilchen werden über ein Tauchrohr 74 unter dem System 73 in den Raum 70 zurückgegeben.
Aktive Teilchen des Dehydrierkatalysators werden aus einem Schenkel 63 an der Grundfläche des Abscheidesystems 62 mit einer Alkandehydrierungstemperatur dem Rohr bzw. den Rohren 42 zugeführt. Die Teilchen bewegen sich in dem Rohr bzw. den Rohren 42 abwärts im Gegenstrom zu dem Alkaneinsatzmaterialgas und werden (mit einer verringerten Temperatur) am Boden des Rohrs bzw. der Rohre 42 in einem gebogenen Rohr oder gebogenen Rohren 76 aufgenommen, das bzw. die sie zu dem unteren Bereich eines Steigrohr- Regenerators 61 befördert bzw. befördern. Die Katalysatorteilchen werden in einem verwirbelten Zustand gehalten, indem Gas (z. B. Dampf) aus einer oder mehreren Leitungen 77 in das gebogene Rohr bzw. die gebogenen Rohre 76 geleitet wird.
Luft (oder ein anderes sauerstoffhaltiges Gas), die aus Leitung 52 in die Grundfläche des Steigrohrs 61 injiziert wird, reißt die Katalysatorteilchen nach oben, während sie reaktiviert werden, indem exotherm kohlenstoffartige oder kohlenstoffhaltige Ablagerungen darauf oxidiert werden, wodurch ihre Temperatur auf eine Alkandehydrierungstemperatur im Bereich von 500 bis 800ºC, z. B. 600 bis 750ºC erhöht wird.
Die reaktivierten erhitzten Dehydrierkatalysatorteilchen werden von verbrauchter Luft (oder anderem Gas) in Zyklonabscheidersystem 62 getrennt und verbrauchte Luft wird über Leitung 65 (und Druckregler 66, falls ein solcher verwendet wird) vorzugsweise zu einer geeigneten sicheren Stelle geführt, z. B. in das Hauptregeneratorbett 21 und/oder zu einem CO-Nachverbrenner (nicht gezeigt), der zur Aufnahme und Verbrennung von CO- enthaltendem Abgas aus dem Regenerator vorgesehen ist. Reaktivierter Katalysator wird zur erneuten Verwendung über Schenkel 63 des Zyklonabscheiders 62 zum oberen Teil des Rohrs bzw. der Rohre 42 rezirkuliert. Ein Inertgas wird aus Leitung 80 in den oberen Teil von Schenkel 63 injiziert, um das Mischen des sauerstoffhaltigen Gases aus dem Zyklonabscheidersystem 62 mit alkenhaltigem Produktgas aus dem oberen Teil von Rohr bzw. Rohren 42 zu verhindern.
Um in Rohrleitung(en) 76 eine relativ gute Trennung des alkanhaltigen Einsatzmaterialgases aus Leitung 44 und dem sauerstoffhaltigen Gas aus Leitung 52 zu bewirken, ist in Rohrleitung(en) 76 eine Drehschiebereinrichtung 81 vorgesehen. Die Drehschiebereinrichtung 81 kann von dem im Stand der Technik als "Sternventil" bekannten Typ sein, und dessen Schaufeln können entweder durch eine von außen angetriebene Welle (nicht gezeigt) und/oder durch Einwirkung der sich in dem Rohr bzw. den Rohren 76 abwärts bewegenden Teilchen in ihrem Gehäuse 82 in abdichtender Weise gedreht werden.
Auch der Boden von Schenkel 63 kann mit einer Drehschiebereinrichtung versehen sein, um das Mischen des verbrauchten sauerstoffhaltigen Gases aus dem Zyklonabscheidersystem 62 mit der Gasmischung in dem Raum 70 zu verhindern. Alternativ und wie abgebildet wird ein Auffanggefäß 83 am Boden des Schenkels 63 angeordnet, um darin Katalysatorteilchen aufzunehmen und dadurch eine Abdichtung zu bilden. Wenn Katalysatorteilchen sich in Schenkel 63 abwärts bewegen, fließt eine entsprechende Teilchenmenge über Lippe 84 des Auffanggefäßes 83 und wird in das Rohr bzw. die Rohre 42 zirkuliert.
In die Drehschiebereinrichtung und/oder der Auffanggefäßanordnung kann ein Inertgas nach Bedarf oder falls nötig injiziert werden, um die Strömung der Katalysatorteilchen aufrechtzuerhalten.
Obgleich die Strömung der Katalysatorteilchen in das Rohr bzw. die Rohre 76 und/oder Schenkel 63 diskontinuierlich sein kann, ist die Strömung der Katalysatorteilchen in Rohrleitung(en) 42 kontinuierlich oder im wesentlichen kontinuierlich.
Die Ausführungsfo= in Figur 3 bietet eine kontinuierliche Reaktivierung der Dehydrierkatalysatorteilchen und vermeidet daher die Notwendigkeit, das Dehydrierverfahren in dem Rohr 42 zu unterbrechen, während der Katalysator darin regeneriert wird, wie in Bezugnahme auf Figur 2 beschrieben ist. Zudem wird die Wärmeübertragung aus Bett 33 zu den Materialien in dem Rohr bzw. den Rohren 42 aufgrund der Abwesenheit von festgesetztem Katalysator in dem Rohr bzw. den Rohren 42 und der Bewegung des gasförmigen Materials in Kontakt mit den Innenwänden des Rohrs bzw. der Rohre 42 verbessert.
Es wird auf die Diagrainxnzeichnung von Figur 4 bezug genommen.
Die Dehydrieranlage 90 umfaßt ein Gefäß 91 mit einem Gasverteiler 92 nahe seiner Grundfläche. Der Verteiler 92 trägt ein Bett 93 aus festen Teilchen bis zu einem Niveau 94. Eine Rohrleitung 951 ist mit der Grundfläche des Gefäßes 91 verbunden, um ein Gas in den Raum 96 unter dem Verteiler 92 zu leiten, und der Verteiler dient dazu, daß Gas relativ gleichförmig über die Grundfläche des Bettes zu verteilen. Das Gas wird mit einer Geschwindigkeit in das Bett 93 geleitet, die ausreichend hoch ist, um die Bildung eines sogenannten gut durchrnischten Wirbelbettes hervorzurufen, wie Fachleute erkennen werden. In einem gut durchmischten Wirbelbett zirkulieren die Teilchen in dem Bett relativ frei zwischen unteren und oberen Bereichen, was zu der Bildung eines Wirbelbetts führt, das in bezug auf Temperatur und physikalische Zusammensetzung relativ gleichförmig ist. Die Gleichförmigkeit der Temperatur und das Mischen des Bettes kann durch eine externe und/oder interne Teilchenzirkulationsleitung (nicht gezeigt) verbessert werden, z. B. Verbindungsleitungen 106 und 107. Die Erosion des Rohres 95 wird dadurch gemildert.
Ein Dehydrierungsrohr 95 wird in das Bett 93 getaucht und das Rohr ist zur Aufnahme eines alkanhaltigen Einsatzmaterialstroms mit einer geregelten Geschwindigkeit über Verbindung 96 verbunden. Ein olef inhaltiger Produktstrom kann über eine Verbindung 97 aus Rohr 95 entnommen werden. Das Rohr 95 kann Dehydrierkatalysator enthalten, und jedes der hier beschriebenen Hilfsmittel kann verwendet werden, um die Aktivität des Katalysators zu erneuern, falls erforderlich. Das Rohr 95 kann eine beliebige Form haben und muß nicht die nur zur Illustration in Figur 4 abgebildete Form aufweisen. Das Bett 93 wird während des Betriebs auf einer ausreichend erhöhten Temperatur gehalten, um sicherzustellen, daß Alkane mit einer wirtschaftlich vertretbaren Geschwindigkeit und in wirtschaftlich vertretbaren Anteilen in Olefine umgewandelt werden. Die erhöhte Temperatur in dem Bett 93 kann nach einem oder mehreren Verfahren aufrechterhalten werden, von denen die folgenden als Beispiele dienen: (a) das Gas in Rohrleitung 951 kann heißes Gas sein, z. B. Abgas aus einem anderen Verfahren wie katalytischem Cracken oder es kann Luft sein, in der ein Brennstoff (Brennstofföl, Raffinerieabgas, etc.) verbrannt worden ist, (b) das Gas kann Luft sein und ein Brennstoff kann in das Bett 93 geleitet werden und dort vollständig oder teilweise verbrannt werden. Eine Kombination aus (a) oder (b) kann verwendet werden. Figur 4 zeigt eine ringförmige Brennstoffsammelleitung 98, aus der ein oder mehrere Brennstoffinjektorrohre 99 sich nach innen radial erstrecken, um Brennstoff in Bett 93 zu injizieren. Jeder geeignete Brennstoff kann so injiziert werden. Der Brennstoff kann in Abhängigkeit von dem stöchiometrischen Verhältnis von Brennstoff zu Luft vollständig oder teilweise in dem Bett 93 verbrannt werden.
Abgas zusammen mit mitgerissenen Feststoffen verläßt die Oberfläche 94 des Wirbelbetts 93 und gelangt über einen Zyklonabscheider 100 und Auslaßleitung 101 und Sammelraum (Plenum) 102 in eine Auslaßrohrleitung 103. Mitgerissene Feststoffe, die von dem Zyklonabscheider 100 abgetrennt werden, werden über Tauchrohr 104 in das Bett 93 zurückgegeben.
Gegebenenfalls können die Abgase durch einen Abwärmeboiler 1041 und einen Speisewasserheizgerät oder einen Speisewasservorwärmer (Ekonomiser) geleitet werden, bevor sie an die Atmosphäre abgegeben werden.
Teilchen können aus einem Rohr 106 mit einer durch eine geeignete Vorrichtung (z. B. ein Sternventil, nicht gezeigt) geregelten Geschwindigkeit zu dem Bett 93 gegeben werden, um den Feststoffverlust aus dem Bett über das abgegebene Abgas zu kompensieren. Feststoffe können aus dem Bett 103 über ein Rohr 107 entfernt werden, um die chemische und/oder physikalische Aufmachung des Bettes aufrechtzuerhalten. Beispielsweise kann das Bett 93 Teilchen einer schwefelbindenden Verbindung wie Calciumoxid umfassen, wodurch das Verbrennen eines schwefelhaltigen Brennstoffs in dem Bett aufgrund der Schwefelfixierung in dem Bett 93 zur Bildung von Abgas mit niedrigem Schwefelgehalt führt. Die Feststoffe zum Ausgleich der Verluste, die in 106 zugegeben werden, enthalten aktives Calciumoxid und die über Rohr 107 entfernten Feststoffe enthalten Verbindungen von Calcium und Schwefel, wodurch die chemische Aktivität des Bettes 93 zum Festhalten des Schwef els erhalten bleibt.
Die Dehydrieranlage 90 ist insofern beschrieben worden, als daß sie unabhängig von anderen Verfahren und Geräten arbeiten soll. Es ist allerdings so zu verstehen, daß sie als Katalysatorkühler in einer katalytischen Wirbelbett-Crackanlage in der gleichen Weise, wie in bezug auf die Figuren 2 und 3 beschrieben und/oder illustriert ist, verwendet werden kann. In diesem Fall enthält das Bett 93 Teilchen des Crackkatalysators.
Dehydrierkatalysator wird vorzugsweise in den Rohren 95 von Anlage 90 bereitgestellt, und der Katalysator kann von Zeit zu Zeit entweder in-situ oder in einem getrennten Regenerator, wie in bezug auf die Ausführungsformen in Figuren 2 und 3 beschrieben ist, reaktiviert werden. Die tatsächliche Gestalt des Rohrs 95 kann gemäß dem Typ des Reaktivierungsverfahrens gewählt werden. So kann das Rohr 95 in Abschnitte unterteilt werden, die voneinander zwecks Katalysatorreaktivierung isoliert werden können, ohne den Weg dadurch zum Hindurchleiten des Alkaneinsatzmaterials und dessen Dehydrierungsprodukten zu unterbrechen. Die Ventile und Sammelleitungen für eine solche Anordnung sind hier nicht beschrieben, da sie dem Fachmann offensichtlich sind.
Es wird aus dem vorhergehenden erkannt, daß mehrere neue und nützliche technische Auswirkungen durch die Anwendung der Erfindung erreicht werden. Unter diesen Auswirkungen sind die folgenden:
O die Umwandlung eines geringwertigen Raffinerienebenproduktstroms (z. B. Alkane mit niedrigem Molekulargewicht) in einen Strom, der relativ höherwertige Alkene als chemische Einsatzmaterialien enthält,
O die Verwendung einer kostengünstigen Modifikation einer FCCU, um die neuen technischen Auswirkungen zu erreichen,
O eine Erhöhung der Regenerierungskapazität einer FCCU für verbrauchtem Katalysator, ohne die FCCU oder deren wesentliche Hilfsgerätschaften, wie das Luftgebläse, das dem Hauptregenerator über Leitung 24 Regenerierungsluft zuführt, zu modifizieren (oder den Betriebsmodus des Gerätes). Die Luftquelle in Leitung 32 kann ein Luftgebläse mit relativ geringer Belastung sein, da der Druckverlust durch Bett 33 üblicherweise beträchtlich niedriger ist als durch das tiefere Hauptregeneratorbett 21.
O eine Erhöhung der Durchsatzkapazität der FCCU als Ergebnis der erhöhten Regenerierungskapazität für verbrauchten Katalysator,
O die Herstellung von Alkenen aus Alkanen ohne jegliche Materialmodifikation für das katalytische Crackverfahren oder Veränderung der Betriebsbedingungen (z. B. ist keine Veränderung des Crackkatalysators erforderlich),
O erhöhte Wärmeeffizienz einer FCCU,
O die Verwendung eines Crackkatalysatorkühlsystems (in dem die Wärme zur Alkandehydrierung verwendet wird) gestattet eine höhere Kohlenstoffverbrennungsrate in der FCCU und steuert das Wärmegleichgewicht in der FCCU oder kann hierzu verwendet werden, wodurch eine erhöhte Flexibilität des Betriebs der FCCU erhalten wird (z. B. für unterschiedliche Einsatzmaterialien, Katalysatoren, Betriebsbedingungen), und
O zusätzlich zu der Alkanumwandlung durch Dehydrierung können andere wertsteigernde Reaktionen für veredelte Produkte bewirkt werden, indem der alkanhaltige Einsatzmaterialstrom und höhere Alkankomponenten oder Mischungen gleichzeitig verarbeitet werden können, wobei die Reaktionsbedingungen nach Bedarf eingestellt werden.
Ein oder mehrere Merkmale einer Ausführungsform der Erfindung kann in einer anderen Ausführungsform verwendet werden, ohne von der Erfindung wie beschrieben und/oder beansprucht abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zum Dehydrieren von Alkanen, bei dem ein alkanhaltiges Einsatzmaterial durch eine Dehydrierzone geleitet wird, die ein oder mehrere Wärmetauscherrohre (die Alkan-Dehydrierungskatalysator enthalten können) umfaßt, wobei die Rohre in ein Bett aus verwirbelten Teilchen mit einer erhöhten Temperatur eingetaucht sind, die Temperatur innerhalb des Wärmetauscherrohrs bzw. der Wärmetauscherrohre durch Wärmeübertragung von dem Wirbelbett in dem Temperaturbereich zur Alkan-Dehydrierung gehalten wird, und ein olefinhaltiger Produktstrom aus der Dehydrierzone gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erhöhte Temperatur in dem Bett aus verwirbelten Teilchen durch eine exotherme Oxidationsreaktion innerhalb des Bettes aufrechterhalten wird.

2. Integriertes Kombinationsverf ahren zur gleichzeitigen Herstellung von Olefinen und katalytisch gecrackten Kohlenwasserstoffprodukten (CCHP) unter Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei dem in Stufen ein Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial zu der Reaktionszone einer katalytischen Crackanlage (CCU) geleitet wird, in der das Einsatzmaterial unter Bedingungen katalytischen Crackens mit aktivem Crackkatalysator kontaktiert und in CCHP umgewandelt wird, und der Crackkatalysator durch Koks und kohlenwasserstoffhaltiges oder kohlenwasserstoffartiges Material, die sich auf ihm absetzen, mindestens teilweise desaktiviert wird, das CCHP und der desaktivierte Crackkatalysator getrennt werden, das CCHP gewonnen wird, der desaktivierte Crackkatalysator in einer Strippzone einem Strippverfahren unterworfen wird, um mindestens einen Teil des kohlenwasserstoffartigen oder kohlenwasserstoffhaltigen Materials von ihm zu entfernen, der gestrippte, desaktivierte Katalysator in einer Regenerierungszone einer Regenerierungsstufe unterworfen wird, in der mindestens ein Teil des Koks' und verbleibenden kohlenwasserstoffhaltigen oder kohlenwasserstoffartigen Materials durch exotherme Oxidation entfernt wird, welche die Katalysatortemperatur erhöht, regenerierter und erhitzter Katalysator aus der Regenerierungszone zum weiteren katalytischen Cracken von weiteren Mengen Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial in die Reaktionszone geleitet wird, und Teilchen aus Crackkatalysator, die in der CCU zirkulieren, als Teilchen des Wirbelbetts der Dehydrierungszone verwendet werden, indem Crackkatalysatorteilchen, die zu und/oder von dem Regenerator zirkulieren, durch das Wirbelbett geleitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der Durchgang des Einsatzmaterials durch das oder durch jedes Rohr der Dehydrierungszone periodisch unterbrochen wird und während der Unterbrechung ein sauerstoffhaltiges Gas (z. B. Luft) in das oder in jedes Rohr geleitet wird und verwendet wird, um kohlenstoffhaltige oder kohlenstoffartige Ablagerungen vom Inneren des oder jeden Rohrs (und von allem darin vorhandenen Dehydrierkatalysator) zu entfernen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem während jeder Unterbrechung aus dem oder jedem Rohr gewonnenes Gas in die Regenerierungszone geleitet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem Dehydrierkatalysatorteilchen durch das in Kontakt mit dem Einsatzmaterialstrom stehende Rohr bzw. die in Kontakt mit dem Einsatzmaterialstrom stehenden Rohre zirkuliert werden, Katalysatorteilchen für sich von den dehydrierten Alkanen gewonnen werden und mit einem sauerstoffhaltigen Gas kontaktiert werden, um kohlenstoffhaltige oder kohlenstoffartige Ablagerungen durch exotherme Oxidation derselben von den Katalysatorteilchen zu entfernen, und die so reaktivierten und erhitzten Dehydrierungskatalysatorteilchen zum Kontakt mit weiteren Mengen an alkanhaltigem Einsatzmaterialstrom erneut zu dem Rohr bzw. den Rohren zirkuliert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Katalysatorteilchen und der Einsatzmaterialstrom das Rohr bzw. die Rohre im Gegenstrom durchlaufen und ein olefinhaltiger Produktstrom an einem Ende des Rohrs bzw. der Rohre gewonnen wird und desaktivierter Katalysator am anderen Ende des Rohrs bzw. der Rohre gewonnen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei dem desaktivierter Katalysator mit dem sauerstoffhaltigen Gas mitgerissen wird und nach der Abtrennung von erneut aktiviertem Katalysator das verbrauchte sauerstoffhaltige Gas zu der Regenerierungszone und/oder zu einem CO-Nachverbrenner zirkuliert wird.

8. Vorrichtung, die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 geeignet ist und einen Reaktor, in dem ein Einsatzmaterial unter Bedingungen katalytischen Crackens mit aktivem Crackkatalysator kontaktiert und in katalytisch gecrackte Kohlenwasserstoffprodukte (CCHP) überführt und der Crackkatalysator durch darauf abgesetzten Koks und kohlenwasserstoffhaltiges oder kohlenwasserstoffartiges Material mindestens teilweise desaktiviert wird, einen Abscheider zum Abtrennen von CCHP von desaktiviertem Crackkatalysator, einen Stripper, der desaktivierten Crackkatalysator von dem Abscheider erhält und in dem der desaktivierte Katalysator einem Strippen unterworfen wird, um mindestens einen Teil des kohlenwasserstoffhaltigen oder kohlenwasserstoffartigen Materials von ihm zu entfernen, einen Regenerierer, der so angeordnet ist, daß er gestrippten Katalysator von dem Stripper empfängt und in dem mindestens ein Teil des Koks' und des verbleibenden kohlenwasserstoffhaltigen oder kohlenwasserstoffartigen Materials durch exotherme Oxidation von dem Katalysator entfernt wird, was die Temperatur des Katalysators von der Strippertemperatur auf die Regenerierungstemperatur erhöht, eine Rohrleitung zum Leiten von heißem regenerierten Katalysator aus dem Regenerierer zum Reaktor und einen Katalysatorkühler umfaßt, der so angeordnet ist, daß er zu und/oder aus dem Regenerierer geleiteten heißen Katalysator empfängt und der mindestens ein Wärmeübertragungsrohr in Wärmetauschbeziehung mit verwirbeltem Katalysator in dem Kühler enthält, wobei das Wärmeübertragungsrohr Katalysator enthalten kann, der zum Dehydrieren von durch das Rohr geleitetem Alkankohlenwasserstoff aktiv ist, gekennzeichnet durch Betriebseinrichtungen zum Durchleiten eines sauerstoffhaltigen Gases in Kontakt mit dem verwirbelten Katalysator in dem Kühler, um den Katalysator in diesem zu verwirbeln und eine exotherme Oxidationsreaktion in diesem aufrechtzuerhalten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Katalysatorkühler zum direkten und/oder indirekten Durchgang des regenerierten Crackkatalysators vorgesehen ist, nachdem dieser den Wärmeübertragungskontakt mit dem Wärmeübertragungsrohr durchlaufen hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, bei der der Katalysatorkühler ein Gefäß umfaßt, das mindestens bis zu einer Höhe über einem Teil des Wärmetauscherrohrs, das Dehydrierungskatalysator enthält, ein Bett aus Katalysatorteilchen enthält.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der der Kühler in Form eines Außenmantel-und-Rohr-Wärmetauschers vorliegt, wobei die Rohre Alkan-Dehydrierungskatalysator enthalten können und von Crackkatalysator aus dem Regenerierer umgeben und vorzugsweise in Crackkatalysator aus dem Regenerierer eingetaucht sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, die einen Reaktivator, in dem verbrauchte Alkan-Dehydrierungskatalysatorteilchen mit einem sauerstoffhaltigen Reaktivierungsgas kontaktiert werden, um kohlenstoffartige oder kohlenstoffhaltige Ablagerungen in einer exothermen Oxidationsreaktion von ihnen zu entfernen, eine erste Rohrleitung zum Leiten von Dehydrierungskatalysatorteilchen von einem Ende des Rohrs bzw. der Rohre zu dem Reaktivator und eine zweite Rohrleitung zum Leiten von reaktivierten Katalysatorteilchen von dem Reaktivator zu dem anderen Ende des Rohrs bzw. der Rohre umfaßt.