DE69414509T2

DE69414509T2 - Wallendes-Bettverfahren mit Zurückleitungseduktor

Info

Publication number: DE69414509T2
Application number: DE69414509T
Authority: DE
Inventors: Ting Yee Houston Texas 77036 Chan; Doyun Houston Texas 77062 Kim; Edward Kou-Shan Houston Texas 77062 Liu
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1993-09-02
Filing date: 1994-08-05
Publication date: 1999-04-01
Anticipated expiration: 2014-08-06
Also published as: EP0644251B1; US5360535A; RU94031107A; DE69414509D1; RU2110557C1; EP0644251A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Wallendes-Bettverfahren für die Flüssigphasen-Hydroverarbeitung eines Kohlenwasserstoffbeschickungsmaterials. Die Erfindung betrifft auch ein Zurückleitungssystem mit einem Flüssig/Flüssig-Eduktor zum Aufwallen eines Katalysatorbettes.
Das Wallendes-Bettverfahren umfaßt das Hindurchleiten von gleichzeitig fließenden Strömen von Flüssigkeiten oder Aufschlämmungen von Flüssigkeiten und Feststoffen und Gas in Aufwärtsrichtung durch einen vertikal langgestreckten zylindrischen Behälter, der ein Katalysatorbett enthält. Der Katalysator im Bett wird in zufälliger Bewegung in der Flüssigkeit gehalten und hat ein in der Flüssigkeit dispergiertes Bruttovolumen, das größer ist als das Volumen des Katalysators, wenn er stationär ist. Diese Technologie ist kommerziell bei der Qualitätsverbesserung von schweren flüssigen Kohlenwasserstoffen oder bei der Umwandlung von Kohle in synthetische Öle verwendet worden.
Das Verfahren ist allgemein beschrieben in U. S. Re 25,770 für Johanson. Eine Mischung aus Kohlenwasserstoffflüssigkeit und Wasserstoff wird in Aufwärtsrichtung durch ein Bett aus Katalysatorteilchen in einer solchen Geschwindigkeit geleitet, daß die Teilchen zu zufälliger Bewegung gezwungen werden, wenn die Flüssigkeit und das Gas durch das Bett nach oben strömen. Die zufällige Katalysatorbewegung wird durch einen Zurückleitungsflüssigkeitsstrom kontrolliert, so daß im stationären Zustand das Volumen des Katalysators nicht über einen definierbaren Pegel im Reaktor ansteigt. Dämpfe werden zusammen mit der Flüssigkeit, die hydriert wird, im oberen Abschnitt des Reaktors entfernt.
In einem Wallendes-Bettverfahren steigen die wesentlichen Mengen an Wasserstoffgas und leichten Kohlenwasserstoffdämpfen durch die Reaktionszone in die katalysatorfreie Zone. Flüssigkeit aus der katalysatorfreien Zone wird sowohl zum Boden des Reaktors zurückgeleitet, um das Katalysatorbett aufzuwallen, als auch aus dem Reaktor als Produkt entfernt. Dampf wird aus dem Flüssigkeitszurückleitungsstrom abgetrennt, bevor er durch die Rücklaufleitung zur Zurückleitungspumpenansaugung geleitet wird. Die Zurückleitungspumpe (Aufwallungspumpe) hält die Expansion (Aufwallung) und zufällige Bewegung der Katalysatorteilchen auf einem konstanten und stabilen Niveau, indem sie Flüssigkeit zum Boden des Reaktors zurückleitet. Die Zurückleitungspumpe für diese Aufgabe besitzt einen hohen Saugdruck, aber eine Druckhöhe von nur 7 · 10&sup4; bis 7 · 10&sup5; Pa (10 bis 100 psi), typischerweise 3,4 · 10&sup5; Pa (50 psi). Solche Pumpen sind kommerziell erhältlich und erzielen einen hohen Preis. Wegen des Betriebs mit hohem Ansaugdruck erfordern die Hilfseinrichtungen für diese Pumpen, z. B. Hochdruckdichtungsölsystem und Antriebssystem mit variabler Geschwindigkeit, häufige und teure Wartung.
Reaktoren, die in katalytischen Hydrierungsverfahren mit einem wallenden Bett aus Katalysatorteilchen eingesetzt werden, sind mit einer zentralen vertikalen Rücklaufleitung konstruiert, die zum Herunterleiten von Rücklaufflüssigkeit aus der katalysatorfreien Zone oberhalb des aufgewallten Katalysatorbettes zur Ansaugung einer Zurückleitungspumpe dient, um die Flüssigkeit durch die katalytische Reaktionszone umzuwälzen. Die Zurückleitung von Flüssigkeit aus dem oberen Abschnitt des Reaktors dient dazu, das Katalysatorbett aufzuwallen, die Temperaturgleichmäßigkeit im gesamten Reaktor aufrechtzuerhalten und das Katalysatorbett zu stabilisieren.
U. S. Patent No. 4,684,456 für R. P. Van Driesen et al. lehrt die Kontrolle der Katalysatorbettexpansion in einem Reaktor mit expandiertem Bett. In dem Verfahren wird die Expansion des Bettes durch Veränderung der Reaktorzurückleitungspumpengeschwindigkeit kontrolliert. Das Bett ist mit Detektoren für einen hohen und niedrigen Pegel des Bettes und einem zusätzlichen Detektor zur Bestimmung eines abnorm hohen Bett(grenzschicht)pegels versehen. Der Grenzschichtpegel wird mittels eines Dichtedetektors nachgewiesen, der eine Strahlungsquelle an einem innenliegenden Punkt innerhalb des Reaktors und eine Nachweisquelle in der Reaktorwand umfaßt. Das Heben und Senken des Bettpegels verändert die Dichte zwischen der Strahlungsquelle und dem Strahlungsdetektor. Der vertikale Bereich des Gleichgewichtsbett(grenzschicht)pegels sowie des höchsten und des niedrigen Gleichgewichtsgrenzschichtpegels sind Konstruktionsparameter.
U. S. 3,363,992 für M. C. Chervenak lehrt ein pumpenloses Zurückleitungssystem, das inbesondere anpaßbar ist, um ein Katalysatorbett aufzuwallen. Das Zurückleitungssystem beruht auf einem erhöhten Trennbehälter, um einen Flüssigkeitsdruck ohne eine Zurückleitungspumpe bereitzustellen.
U. S. 3,617,524 für A. L. Conn lehrt ein Wallendes-Bettverfahren, bei dem ein Eduktor verwendet wird, um einen Hochgeschwindigkeitswasserstoffstrom in ein Kohlenwasserstoffölbeschickungsmaterial einzuspritzen.
Die Erfindung ist ein Wallendes-Bett-Hydroverarbeitungsverfahren, bei dem ein flüssiges Kohlenwasserstoftbeschickungsmaterial von einem unteren Ende nach oben zu einem oberen Endes eines expandierten Katalysatorbetts geleitet wird, um einen Reaktorablauf zu erzeugen. Das expandierte Katalysatorbett umfaßt eine Reaktionszone, die bei einer Reaktionstemperatur und einem Reaktionsdruck gehalten wird.
Der Reaktorablauf wird zu einer ersten Flashtrennzone geleitet, in der er in einen ersten Trenndampf und eine erste Trennflüssigkeit getrennt wird. Diese Trennung wird durchgeführt bei einem ersten Trenndruck von 0 bis 3,4 · 10&sup5; Pa (0 bis 50 psi) unterhalb des Reaktionsdruckes. Die erste Trennflüssigkeit wird in einen Hauptanteil und einen Nebenanteil aufgeteilt.
Der Nebenanteil der ersten Trennflüssigkeit wird zu einer zweiten Flashtrennzone geleitet, in der er in einen zweiten Trenndampf und eine zweite Trennflüssigkeit getrennt wird. Diese Trennung wird durchgeführt bei einem zweiten Trenndruck von 1,7 · 10&sup6; bis 8,5 · 10&sup6; Pa (250 bis 1.230 psi) unterhalb des ersten Trenndruckes.
Die zweite Trennflüssigkeit wird bis zu einem Treibdruck von 7 · 10&sup4; bis 7 · 10&sup5; Pa (10 bis 100 psi) oberhalb des Reaktionsdruckes gepumpt. Der Hauptanteil der ersten Trennflüssigkeit wird in die zweite Trennflüssigkeit ausgelassen, um eine Aufwallungsflüssigkeit zu bilden. Die Aufwallungsflüssigkeit wird zum unteren Ende des expandierten Katalysatorbettes in einer Menge geleitet, um das Katalysatorbettvolumen auf 110 Vol.% bis 200 Vol.-% des abgesetzten Katalysatorbettvolumens zu expandieren.
In der Zeichnung findet sich eine schematische Ansicht des Verfahrens.
Um ein besseres Verständnis der Erfindung zu belegen und bereitzustellen, wird Bezug genommen auf die Zeichnung.
Herkömmliche Beschickungsmaterialien für das Wallendes-Bettverfahren schließen schwere und mittlere Destillatfraktionen aus Rohöl ein, die durch Hydroverarbeitung qualitativ verbessert werden können, bestehend aus Hydrokracken und Hydrobehandlung.
Beschickungsmaterialien für das Hydrokracken für das Wallendes-Bettverfahren schließen Erdölrückstände, wie etwa Bodenprodukt aus der atmosphärischen Destillation von Erdöl, Vakuumdestillationsbodenprodukt, Asphalterbodenprodukt, Schieferöl, Schieferölrückstände, Teersände, Bitumen, aus Kohle gewonnene Kohlenwasserstoffe, Kohlenwasserstoffrückstände, Schmiermittelextrakte und Mischungen derselben ein.
Beschickungsmaterialien für die Hydrobehandlung sind mittlere Erdöldestillate, wie etwa Benzin, Naphtha, Kerosin, Dieselöl und Mischungen derselben. Schwere Erdöldestillate schließen Gasöl, Vakuumgasöl und Mischungen derselben ein.
Ein Beschickungsmaterial für ein Wallendes-Bettverfahren wird durch Leitung 9 geleitet und im befeuerten Heizer 10 auf 340ºC bis 510ºC (650ºF bis 950ºF) erhitzt. Das erhitzte Beschickungsmaterial wird in den Wallendes-Bettreaktor 20 geleitet, zusammen mit erhitztem wasserstoffhaltigen Gas über Leitung 18. Dieses wasserstoffhaltige Gas ist typischerweise eine Mischung aus rückgeführtem Wasserstoff aus dem Verfahren und frischem Wasserstoff. Das wasserstoffhaltige Gas umfaßt wenigstens 50 Vol.-% Wasserstoff, vorzugsweise wenigstens 85 Vol.% Wasserstoff. Das wasserstoffhaltige Gas tritt in den Prozeß über Leitung 18 bei einer Temperatur von etwa 90ºC (200ºF) bis 820ºC (1.500ºF) und einem Druck von wenigstens 2 · 10&sup6; Pa (300 psia) bis 34 · 10&sup6; Pa (5.000 psia) ein, bereitgestellt von einem Wasserstoffkompressor und Heizern (nicht dargestellt), die diesem Zweck dienen. Der Reaktionsdruck ist im wesentlichen derselbe wie der Wasserstoffdruck, gemessen am Reaktordruckanzeigegerät 27.
Der Reaktorbehälter 20 enthält ein expandiertes Katalysatorbett 21 aus festem teilchenförmigen Katalysator, das sich von einer Halteplatte am unteren Ende 21a bis zu einem Katalysatorpegel am oberen Ende 21b erstreckt. Der Katalysatorpegel wird gemessen mit einem Indikator und einer Kontrolleinheit für den Katalysatorpegel 24.
Hydroverarbeitungsreaktionsbedingungen schließen vorzugsweise eine Temperatur von 260ºC (500ºF) bis 510ºC (950ºF), einen Wasserstoffpartialdruck von 7 · 10&sup5; Pa (100 psia) bis 2 · 10&sup7; Pa (3.000 psia) und eine stündliche Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit (LHSV) im Bereich von 0,1 bis S. 0 Vol.-% Beschickungsmaterial/Stunde/Reaktorvolumen ein.
Hydrobehandlung wird am bevorzugtesten durchgeführt bei einer Temperatur von 370ºC (700ºF) bis 450ºC (850ºF) und einem Reaktionsdruck von 2 · 10&sup6; Pa (200 psia) bis 8 · 10&sup6; Pa (1.200 psia). Hydrokracken wird am bevorzugtesten durchgeführt bei einer Temperatur von 320ºC (600ºF) bis 450ºC (850ºF) und einem Reaktionsdruck von 5,5 · 10&sup6; Pa (800 psia) bis 1,4 · 10&sup7; (2.000 psia). Diese besonderen Hydrokrack- und Hydrobehandlungsbedingungen sind ausgewählt auf der Basis von Erfahrung, und selbstverständlich wird der volle Bereich von Betriebsbedingungen für die Optimierung der Hydroverarbeitung eines bestimmten Beschickungsmaterials in Betracht gezogen.
Der Reaktor 20 besitzt Einrichtungen zur Zugabe von frischem Katalysator und zum Abziehen von verbrauchtem Katalysator (nicht dargestellt).
Ein bevorzugter Katalysator für die Wallendes-Bett-Hydroverarbeitung umfaßt aktive Metalle, z. B. Gruppe VIB-Salze und Gruppe VIIIB-Salze, auf einem Aluminiumoxidträger mit 60 mesh bis 270 mesh mit einem mittleren Porendurchmesser im Bereich von 8 bis 12 nm (80 bis 120 Å) und wenigstens 50% der Poren mit einem Porendurchmesser im Bereich von 6,5 bis 15 nm (65 bis 150 Å). Alternativ kann ein Katalysator in der Form von Extrudaten oder Kügelchen in einem Durchmesser von 6 mm bis 0,8 mm (1/4 Inch bis 1/32 Inch) verwendet werden. Gruppe VIB-Salze schließen Molybdänsalze oder Wolframsalze ein, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Molybdänoxid, Molybdänsulfid, Wolframoxid, Wolframsulfiden oder Mischungen derselben besteht. Gruppe VIIIB-Salze schließen ein Nickelsalz oder Cobaltsalz ein, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Nickeloxid; Cobaltoxid, Nickelsulfid, Cobaltsulfid und Mischungen derselben besteht. Die bevorzugten Kombinationen von aktiven Metallsalzen sind die kommerziell erhältlichen Kombinationen aus Nickeloxid und Molybdänoxid und Cobaltoxid und Molybdänoxid auf Aluminiumoxid- Träger.
Die Reaktionszone kann einen einzelnen Reaktor oder mehrere Reaktoren umfassen. Konfigurationen, die einen einzelnen Reaktor oder zwei oder drei Reaktoren in Reihe oder parallel umfassen, sind in der kommerziellen Praxis gut bekannt. Beim Wallendes- Bettverfahren ist es allgemeines Verständnis, daß ein Katalysatorbett pro Reaktor vorkommt. In der Zeichnung ist das wallende Bett 21 repräsentativ für einen einzelnen Reaktor oder zwei oder drei Reaktoren in Reihe oder parallel, die für die Zwecke dieser Erfindung alle gleichwertig sind.
Heißer Reaktorablauf in Leitung 29 wird einer Hoch- und Mitteldruck-Flashtrennung unterzogen. Die Druckgefäße zur Durchführung dieser Anlagenprozesse sind dargestellt als Hochdruck-Flashtrommel 30 und Mitteldruck-Flashtrommel 40.
Der Mischphasenreaktorablauf wird bei einem ersten Trenndruck von ungefähr 0 bis 3, 4 · 105 Pa (0 bis 50 psia) unterhalb des Reaktionsdruckes und mit 0,5 bis 5 Minuten Verweilzeit in Flashtrommel 30 getrennt, um einen Dampfphasenabgang und einen Flüssigphasenablauf zu liefern. Der Dampfphasenabgang wird aus Flashtrommel 30 über Leitung 32 unter Druckkontrolle abgezogen, die durch Druckkontrolleinheit 34 bereitgestellt wird.
Ein Flüssigkeitspegel wird in Trennbehälter 30 mittels eines Pegelkontrollgerätes 38 aufrechterhalten, das so angeordnet ist, daß es den Fluß von Flüssigphasenablauf aus Flashtrommel 30 über Leitung 36 reguliert. Der Flüssigphasenablauf umfaßt signifikante Mengen Katalysator und Katalysatorfeinteile. Der Flüssigphasenablauf wird von einem Punkt in Flashtrommel 30 abgezogen, der relativ frei von Katalysator ist, wie etwa nahe dem Flüssigkeitspegel.
Der Flüssigphasenablauf, der über Leitung 36 abgezogen wird, ist ein Nebenanteil des Flüssigphasenanteils. Der Hauptanteil des Flüssigphasenablaufes, der im wesentlichen im gesamten übertragenen Katalysator und Katalysatorfeinteile enthält, die man hat absetzen lassen, wird über Leitung 35 abgezogen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das volumetrische Verhältnis Hauptanteil : Nebenanteil der ersten Trennflüssigkeit bei 10 : 1 bis 1 : 1 einzustellen.
Das Flüssigprodukt der Hochdruck-Flashtrennung wird über Leitung 36 abgezogen und fakultativ in Wärmetauscher 37 auf eine Temperatur unterhalb etwa 370ºC (700ºF), vorzugsweise 340ºC (650ºF) bis 360ºC (680ºF) abgekühlt. Diese abgekühlte Flüssigkeit wird zu Mitteldruck-Flashtrommel 40 geleitet.
In Flashtrommel 40 wird eine Flashtrennung bei einem Druck von 1,7 · 10&sup6; bis 8,5 · 10&sup6; Pa (250 bis 1.230 psia) unterhalb des Druckes in Flashtrommel 30 durchgeführt. Dieser Druck wird ausgewählt und mittels Druckkontrolleinheit 44 in Leitung 42 aufrechterhalten. Das Dampfprodukt der Flashtrennung bei dieser Temperatur und diesem Druck wird über Leitung 42 abgezogen.
Der Dampfphasenabgang der Hochdruck-Flashtrennung umfaßt eine Mischung aus Wasserstoff, Schwefelwasserstoff, Ammoniak, leichten Kohlenwasserstoffgasen und verdampften Komponenten von Flüssigbrennstoff. Dieser Dampfphasenabgang wird zunächst abgekühlt, um Kohlenwasserstoffkomponenten zurückzugewinnen. Als nächstes wird er einer Aminwaschung unterzogen, um saure Gase zu entfernen. Der restliche Dampf umfaßt Wasserstoff, der verdichtet und zum Reaktorbehälter zurückgeleitet wird.
Der Flüssigkeitspegel wird in Flashtrommel 40 mittels eines Flüssigkeitspegelkontrollgerätes 48 aufrechterhalten. Dieses steuert den Fluß von Flashflüssigkeit durch Leitung 46. Die Flashflüssigkeit in Leitung 46 ist das hydrobehandelte Produkt des Verfahrens. Dieses Produkt wird am typischsten einer fraktionierten Destillation unterzogen, um Destillatbrennstoffe zu liefern, wie etwa Benzin, Naphtha, Kerosin und Dieselöl, und Brennstofföle, wie etwa Gasöl und Vakuumgasöl.
Es ist ein wesentliches Merkmal des Wallendes-Bettverfahrens, daß eine beträchtliche Flüssigkeitsmenge zu Reaktorbehälter 20 zurückgeleitet wird, um die Expansion von Katalysatorbett 21 aufrechtzuerhalten. Eine volumetrische Rücklaufrate des 1- bis 10-fachen der Beschickungsrate liefert eine Katalysatorbettexpansion von 110 Vol% bis 200 Vol.-% eines abgesetzten Katalysatorbettvolumens. Die Dichte des abgesetzten Katalysatorbetts liegt im allgemeinen im Bereich von 0,5 bis 1 g/cc (30 bis 60 1b/ft³). Katalysatorbettexpansion wird erreicht durch die Geschwindigkeit eines nach oben gerichteten Flüssigkeitsstroms in der Größenordnung von 200 bis 400 Litern/Min./m² (5 bis 10 Gallonen/Min./sq.ft.) der horizontalen Reaktorbehälterquerschnittsfläche.
Wie erwähnt, enthält Reaktorbehälter 20 ein expandiertes Katalysatorbett 21, das sich vom unteren Ende 21a bis zum oberen Ende 21b erstreckt. Das obere Ende 21b ist definiert durch einen Katalysatorbettpegel, der bestimmt wird durch ein Pegelanzeige- und -kontrollgerät 24. Ein Mittel zum Bestimmen des Bettpegels ist eine nukleare Gammastrahlungsquelle und ein Detektor, beispielhaft dargestellt in U. S. Patent 4,750,989 für D. J. Soderberg.
Das Pegelanzeige- und -kontrollgerät 24 sendet ein Sollwertsignal an das Durchflußgeschwindigkeitsanzeige- und -kontrollgerät 54, das den Durchfluß durch die Rücklaufleitung 52 reguliert. Das Durchflußgeschwindigkeitsanzeige- und -kontrollgerät 54 sorgt für die Durchflußgeschwindigkeitskontrolle der Aufwallungsflüssigkeit zum Reaktorbehälter 20, um Katalysatorbett 21 auf die erforderlichen 110 Vol.% bis 200 Vol.-% eines abgesetzten Katalysatorbettvolumens zu expandieren.
Die Aufwallungsflüssigkeit besteht aus sowohl Flashtrennflüssigkeit aus Flashtrommel 30 und Flashtrennflüssigkeit aus Flashtrommel 40. Die Erfindung beruht auf einem neuen Verfahren zur Bereitstellung der Aufwallungsflüssigkeit.
Mitteldruck-Flashtrennflüssigkeit aus Flashtrommel 40 wird über Leitung 45 zur Ansaugung der Zentrifugalpumpe 50 geleitet. In Zentrifugalpumpe 50 wird ein Treibdruckdifferential erzeugt, um einen Abgabedruck in Leitung 52 von 7 · 10&sup4; bis 7 · 10&sup5; Pa (10 bis 100 psia) oberhalb des Reaktionsdruckes in Reaktionsbehälter 20 bereitzustellen. Zwischendruck- Flashtrennflüssigkeit wird als die Treibflüssigkeit durch Eduktor 60 geleitet. Der Innendruck in dieser Flüssigkeit wird verwendet, um Hochdruck-Flashtrennflüssigkeit aus Flashtrommel 30 über Leitung 35 in Eduktor 60 auszulassen. Die resultierende Mischung aus Mitteldruck- Flashtrennflüssigkeit und Hochdruck-Flashtrennflüssigkeit ist die Aufwallungsflüssigkeit.
Wie zuvor erwähnt, wird die Durchflußgeschwindigkeit der Aufwallungsflüssigkeit durch das Durchflußgeschwindigkeitskontrollgerät 54 eingestellt. Der Anteil der zwei Komponenten in der Aufwallungsflüssigkeit wird durch Einstellen des Durchflußgeschwindigkeitskontrollgerätes 64 in Umgehungsleitung 66 bestimmt. Die Zwischenflashtrennflüssigkeit in Leitung 35 umfaßt Anteile von Katalysator und Katalysatorfeinteilen aus Reaktorbehälter 20. Wie zuvor erwähnt, wird diese Zwischenflashtrennflüssigkeit in Leitung 36 aus Flashtrommel 30 dekantiert, um Katalysator- und Katalysatorfeinteilübertrag in Flashtrommel 40 im wesentlichen zu verhindern. Konsistent mit der Handhabung von Katalysator und insbesondere Katalysatorfeinteile kann das Durchflußgeschwindigkeitskontrollgerät 64 so eingestellt werden, daß der relative Anteil der zwei Komponenten der Aufwallungsflüssigkeit neu eingestellt wird. Auch ist Eduktor 60 repräsentativ für eine Reihe von parallelen Eduktoren. Eduktoren sind gekennzeichnet durch einen engen Arbeitsbereich. Dies wird überwunden durch die Variation der Anzahl von Eduktoren nach Erfordernis. Umgebungsleitung 66 und Durchflußkontrollgerät 64 sorgen für eine Zurückleitung von Aufwallungsflüssigkeit zur zusätzlichen Kontrolle, um minimale Durchflußanforderungen durch Eduktor 60 zu erfüllen. Im allgemeinen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Durchflußgeschwindigkeitskontrollgerät 64 so einzustellen, daß ein volumetrisches Verhältnis in der Aufwallungsflüssigkeit von Hauptanteil der ersten Trennflüssigkeit (Leitung 35):zweite Trennflüssigkeit von 10 : 1 bis 1 : 1 erreicht wird.
Eduktoren sind Mittel, um ein statisches Druckgefälle in kinetische Energie umzuwandeln. Ihre Funktion wird beschrieben durch das Theorem von Daniel Bernoulli. Ein Treibfluid bei erhöhtem Druck wird durch eine Venturidüse geleitet, die es einem Geschwindigkeitsanstieg unterwirft. Als ein Ergebnis erleidet das Fluid einen Innendruckabfall. Die Venturidüse ist so konfiguriert, daß der Druckabfall bewirkt, daß Ansaugung auf eine Kammer ausgeübt wird, die ein statisches Fluid enthält. Das statische Fluid wird in das sich bewegende Fluid hineingerissen und die zwei werden zusammen aus dem Eduktorkörper abgegeben.
Die Konstruktion von Eduktoren ist in der Technik gut bekannt. Zum Beispiel ist eine Konstruktion vollständig beschrieben in Perry's Chemical Engineers' Handbook, 4th ed., S. 6- 13 bis 6-32.
Diese Erfindung wird mittels des Beispieles dargestellt.

BEISPIEL

Ein Wallendes-Bettverfahren wird betrieben, wie in der Zeichnung dargestellt. Beschickungsmaterial ist ein Gasöl. Hochdruck-Flashtrennung erfolgt bei Reaktordruck und Mitteldruck-Flashtrennung erfolgt bei 1 · 10&sup6; Pa (150 psia).
Die Konstruktionsgleichungen für einen Eduktor werden ausgedrückt wie folgt:
worin: Nomenklatur
Eduktorwirksamkeitsfaktor ER
Q&sub1; 7500 l/min (2000 Gallonen/Minute)
Qs 23000 l/min (6000 Gallonen/Minute)
P&sub2; 8.6 · 10&sup6; Pa (1250 psig)
Ps 8 · 10&sup6; Pa (1200 psig)
SG&sub1; 0,78
SGs 0,66
SG&sub2; 0,69
RQ 3
RW 2,5
RH 20
P&sub1; 1,4 · 10&sup7; Pa (2000 psig)
Es wird berechnet, daß die Beschickungspumpe einen P&sub1;-Druck von 1,4 · 10&sup7; Pa (2000 psig) erzeugen müßte und einen Motor mit 2.800 PS erfordern würde, um das Bett auf 110 Vol.% bis 200 Vol.% des abgesetzten Katalysatorvolumens aufzuwallen. Eine separate Zurückleitungspumpe oder Aufwallungspumpe ist nicht erforderlich.
Der Ersatz der Aufwallungspumpe durch einen Eduktor verringert die Investitionskosten des Bauens einer Prozeßeinheit signifikant. Aufgrund des hohen Saugdruckes ist die Aufwallungspumpe wegen Unterstützungssystemen sehr teuer, einschließlich einem Antriebssystem für variable Geschwindigkeits und einem Hochdruckdichtungsölsystem. Die Wartungskosten sind sehr hoch. Im Gegensatz dazu besitzt ein Eduktor keine sich bewegenden Teile und die Wartungskosten sind signifikant niedriger.
Obgleich bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, wird man natürlich verstehen, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, da viele Modifikationen vorgenommen werden können. Zum Beispiel werden Abtrennungen im Inneren des Reaktorbehälters sowie in zum Reaktorbehälter externen Trennbehältern in Betracht gezogen.

Claims

1. Ein Wallendes-Bett-Hydroverarbeitungsverfahren, welches umfaßt:

Leiten eines flüssigen Kohlenwasserstoffbeschickungsmaterials in Aufwärtsrichtung von einem unteren Ende zu einem oberen Ende eines expandierten Katalysatorbetts bei Reaktionstemperatur und Reaktionsdruck, um einen Reaktorablauf zu erzeugen;

gekennzeichnet durch:

Flashtrennung des Reaktorablaufes bei einem ersten Trenndruck von 0 bis 3,4 · 10&sup5; Pa (0 bis 50 psi) unterhalb des Reaktionsdruckes, um einen ersten Trenndampf und eine erste Trennflüssigkeit zu erzeugen;

Aufteilen der ersten Trennflüssigkeit in einen Hauptanteil und einen Nebenanteil;

Flashtrennung des Nebenanteils der ersten Trennflüssigkeit bei einem zweiten Trenndruck von 1,7 · 10&sup6; bis 8,5 · 10&sup5; Pa (250 bis 1.230 psi) unterhalb des ersten Trenndruckes, um einen zweiten Trenndampf und eine zweite Trennflüssigkeit zu erzeugen;

Beaufschlagen der zweiten Trennflüssigkeit mit einem Treibdruck von 7 · 10&sup4; bis 7 · 10&sup5; Pa (10 bis 100 psi) oberhalb des Reaktionsdruckes und Auslassen des Hauptanteils der ersten Trennflüssigkeit damit, um eine Aufwallungsflüssigkeit zu bilden;

Leiten der Aufwallungsflüssigkeit zum unteren Ende des expandierten Katalysatorbettes in einer Menge, um ein expandiertes Katalysatorbettvolumen von 110 Vol.% bis 200 Vol.-% eines abgesetzten Katalysatorbettvolumens aufrechtzuerhalten.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsdruck 2 · 10&sup6; Pa (300 psia) bis 34 · 10&sup6; Pa (5.000 psia) beträgt.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsdruck 8 · 10&sup6; Pa (1.200 psia) bis 2,2 · 10&sup7; Pa (3.200 psia) beträgt.

4. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das volumetrische Verhältnis des Hauptanteils der ersten Trennflüssigkeit : dem Nebenanteil der ersten Trennflüssigkeit 10 : 1 bis 1 : 1 beträgt.

5. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufwallungsflüssigkeit das volumetrische Verhältnis des Hauptanteils der ersten Trennflüssigkeit : der zweiten Trennflüssigkeit 10 : 1 bis 1 : 1 beträgt.