DE69930710T2

DE69930710T2 - Verfahren und Vorrichtung für die schnelle Abtrennung von festen Partikeln aus gasförmigen Fluiden und ihre Anwendung

Info

Publication number: DE69930710T2
Application number: DE69930710T
Authority: DE
Inventors: Jean-Louis Mauleon; Cyrille Mirgain
Original assignee: TotalFinaElf France SA
Current assignee: Total Marketing Services SA
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1999-12-13
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2019-12-14
Also published as: US6375715B1; FR2788006B1; FR2788006A1; EP1016444A1; PT1016444E; ES2262298T3; DE69930710D1; ZA997831B; ATE322328T1; EP1016444B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Trennung von Feststoffteilchen und gasförmigen Strömungsmitteln. Sie hat insbesondere zum Gegenstand eine Vorrichtung und ein Verfahren, welche in zugleich rascher und wirksamer Weise die Trennung von in inniger Mischung mit gasförmigen Strömungsmitteln vorliegenden Festtoffteilchen gestattet.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Verfahren von thermischem oder katalytischem Typ, in welchen Feststoffteilchen, mit im wesentlichen wärmetransportierender und/oder katalytischer Wirkung, sich in Suspension inmitten gasförmiger Strömungsmittel bewegen, von welchen sie sodann rasch abgetrennt werden müssen zur Regeneration vor erneuter Verwendung.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf in der Erdölindustrie verwendete Verfahren beschrieben und insbesondere unter Bezugnahme auf das Verfahren zum katalytischen Kracken im Fließ- bzw. Wirbelstrombett (allgemein als FCC-Verfahren bezeichnet nach dem englischen Fluid Catalytic Cracking), in welchem die Vorgänge der Gas/TeilchenTrennung in besonders schneller und wirksamer Weise erfolgen müssen. Selbstverständlich ist jedoch die Erfindung bei jedem Verfahren anwendbar, das eine Stufe zur raschen Trennung von Feststoffteilchen und gasförmigen Strömungsmitteln erfordert.
In dem FCC-Verfahren wird eine in Form feiner Tröpfchen pulverisierte Charge von Kohlenwasserstoffen bei hoher Temperatur in Kontakt mit kornförmigem Krack-Katalysatormaterial gebracht, wobei die Katalysatorkörner in dem Reaktionsbehälter in Form eines verdünnten Fließ- bzw. Wirbelstrombetts zirkulieren, d. h. in Suspension inmitten eines gasförmigen Strömungsmittels, das ihren Transport gewährleistet oder unterstützt. In Kontakt mit dem warmen bzw. heißen Katalysator kommt es zu einer Verdampfung der Charge mit nachfolgender Krackung der Kohlenwasserstoffmoleküle an den aktiven Stellen des Katalysators. Nachdem man so den gewünschten Bereich von Molekulargewichten erreicht hat, mit einer entsprechenden Erniedrigung der Siedepunkte, werden die gasförmigen Effluenten bzw. Ausflüsse von dem Katalysatorkorn getrennt. Die durch den an ihrer Oberfläche abgeschiedenen Koks desaktivierten Katalysatorkörner werden dann einer Abstreif- bzw. Strippingbehandlung unterzogen zur Rückgewinnung der mitgeführten Kohlenwasserstoffe, sodann durch Verbrennen des Kokses regeneriert und schließlich erneut mit der zu krackenden Charge in Kontakt gebracht.
Die verwendeten Reaktionsbehälter (Reaktoren) sind im allgemeinen vertikale Reaktoren vom rohrförmigen Typ, in welchen sich das verdünnte Katalysator-Fließ- bzw. Wirbelstrombett gemäß einer im wesentlichen aufsteigenden Flussströmung bewegt (der Reaktor wird dann als "Riser" bezeichnet) oder gemäß einem im Wesentlichen absteigenden Strömungsfluss (der Reaktor wird dann als "Dropper" oder "Downer" bezeichnet).
In an sich bekannter Weise bildet die Wirksamkeit der Arbeitsgänge der Trennung der Katalysatorteilchen und der gasförmigen Strömungsmittel, in welchen diese in Suspension gehalten werden, einen Schlüsselfaktor in dem katalytischen Krackverfahren.
Insbesondere am Ausgang des rohrförmigen Reaktionsbehälters ist es wichtig, die Katalysatorteilchen und die gasförmigen Reaktionsausflüsse zugleich vollständig und rasch voneinander zu trennen. Tatsächlich ist es von fundamentaler Bedeutung, in dem Trenn- und Abstreif- bzw. Strippingbehälter die Kontaktzeit zwischen den Reaktionsausflüssen und dem Katalysator nicht zu verlängern, da dies unvermeidlich eine übermäßige Krackung dieser Ausflüsse mit sich bringt, was sich in einer erhöhten Verkokung des Katalysators parallel zur Bildung zu leichter Produkte, wie beispielsweise trockener Gase (Methan, Ethan, Ethylen) zu Lasten der gesuchten mittleren Kohlenwasserstoffe (Benzin, Gasöl) äußert. Eine entweder zu langsame oder unvollständige Trennung (Mitführung gasförmiger Ausflüsse in die StrippingAnlage) wird so durch eine beträchtliche Einbuße hinsichtlich Ausbeute und Selektivität des Verfahrens sanktioniert.
Heute werden verschiedene Vorrichtungen zur Trennung der Feststoffteilchen von einem gasförmigen Strömungsmittel, in welchem sie dispergiert sind, verwendet. Diese Vorrichtungen, die gegebenenfalls direkt mit dem Ausgang des Reaktors verbunden sein können, sind im wesentlichen Separatoren vom ballistischen Typ, welche der Suspension eine Rotationsbewegung erteilen, derart dass die Teilchen durch Zentrifugalwirkung von dem Gas getrennt werden.
Unter den verschiedenen existierenden Vorrichtungen sind die derzeit am meisten verwendeten die dem Fachmann unter der Bezeichnung "Zyklone" bekannten. Diese Vorrichtungen werden allgemein von einem im wesentlichen zylindrischen Behälter gebildet, in welchen der Strom aus Gas und Teilchen in tangentieller Richtung eingeführt wird und zur Drehung um eine im wesentlichen vertikale Drehachse gebracht wird. Die so an den Wandungen des Separators konzentrierten Teilchen fallen in den unteren Teil der Trennvorrichtung herab, wo sie abgeführt werden, und zwar durch eine erste Leitung, welche sie allgemein abwärts lenkt, in Richtung auf eine Zone, wo sie gesammelt werden. Das gasförmige Strömungsmittel konzentriert sich im oberen Teil des Separators, von wo es durch eine zweite Leitung abgeführt wird, die es einem geeigneten Behandlungssystem zuführt.
Diese Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass sie eine Trennung. sehr guter Qualität bewirkt: Die abgetrennten Teilchen enthalten eine sehr geringe Menge gasförmiger Strömungsmittel, und umgekehrt. Jedoch fehlt es einem derartigen Trennsystem an der Geschwindigkeit. Tatsächlich führen die Teilchen in dem zylindrischen Behälter mehrere komplette Umläufe aus, was ihre Kontaktzeit mit den gasförmigen Strömungsmitteln ebenso sehr und in unerwünschter Weise verlängert.
Die verschiedenen im Stand der Technik vorgeschlagenen Entwicklungen und Ausgestaltungen haben den Zweck, die Qualität der Trennung mittels Zyklon noch weiter zu verbessern, lösen jedoch nicht, sondern erschweren sogar das Problem der Langsamkeit dieses Vorgangs.
So wird in dem US-Patent 4 446 107 zur Verbesserung der Leistung der Zyklone vorgeschlagen, am Ausgang der Abfuhrleitung für die abgetrennten Teilchen ein schräg angeordnetes Klappventil vorzusehen, das sich unter dem Gewicht der Teilchen regelmäßig öffnet, wenn diese sich in ausreichender Menge angesammelt haben. In seiner geschlossenen Stellung bewirkt dieses Klappventil einen Gegendruck in der genannten Leitung, derart dass die die gasförmigen Strömungsmittel weniger in diese Richtung gesaugt werden. Hieraus ergibt sich eine Verbesserung des Trenngrades.
Jedoch äußern sich das wiederholte Öffnen und Schließen des Ventils in erheblichen Schwankungen des in der Abführleitung für die abgetrennten Teilchen ausgeübten Gegendrucks. Diese Instabi litäten stören den Abtrennvorgang und haben im Ergebnis eine starke Beeinträchtigung der Qualität der Abtrennung zur Folge.
Um der Instabilität des vorstehend beschriebenen Systems abzuhelfen, wird in der US-Patentschrift 5 055 177 vorgeschlagen, um den Ausgang der Leitung für die Abfuhr der abgetrennten Teilchen aus dem Zyklon herum einen Behälter vorzusehen, der an seiner Basis mit einem Drän beschränkter Abmessung versehen ist. Dieser Behälter soll die abgetrennten Teilchen ansammeln, welche sich um den Ausgang der genannten Leitung herum ablagern und so die Rolle eines Dichtungsverschlusses spielen. Die Teilchen treten durch den Drän aus dem Behälter aus und schließlich durch Überlaufen (je nach der Bemessung des Dräns und dem Durchsatz von über die Leitung einlangenden abgetrennten Teilchen). Der Behälter kann gegebenenfalls mit einem System zur Injektion von Dampf versehen sein, um eine Verkokung im Inneren zu verhindern.
Die so um den Austritt der genannten Leitung herum angesammelten Teilchen bewirken dieselbe Art von Gegendruck wie das in der US-Patentschrift 4 446 107 A beschriebene Dichtungsventil, jedoch dieses Mal in konstanter Weise, derart dass die Qualität der Abtrennung hierdurch verbessert wird (verbesserter Trenngrad). Jedoch geht auch hier die Verbesserung zu Lasten der Schnelligkeit der Abtrennung: Der durch die Ansammlung des Katalysators am Ausgang der Leitung bewirkte Dichtungsstopfen behindert durch den Aufbau eines erheblichen Gegendrucks die Geschwindigkeit, mit welcher die Teilchen sich in Richtung auf den unteren Teil des Zyklons trennen, und ein derartiges System bewirkt daher nur eine Verlängerung der ohnehin schon zu langen Trenndauer.
Um dem Mangel an Geschwindigkeit der Trennsysteme vom Zyklon-Typ abzuhelfen, wurden andere ballistische Trenntechniken vorgeschlagen, insbesondere Separatoren mit horizontaler Umwälzachse, in direkter Verbindung mit dem Ausgang des Reaktors, wie beispielsweise in EP 332 277 A oder in FR 2 758 277 A vorgeschlagen.
Der in EP 332 277 A beschriebene Separator erteilt einem aufsteigenden Fluss aus Gas und Teilchen einen halben Umlauf um eine horizontale Achse. Die gegen die Wandungen geschleuderten Teilchen werden abwärts abgeführt, während das gasförmige Strömungsmittel mit Hilfe einer in der Drehachse angeordneten Leitung abgezogen wird. Diese Vorrichtung besitzt den unleugbaren Vorteil, dass sie eine extrem rasche Trennung des Gas/-Teilchen-Gemischs bewirkt. Jedoch wird ein häufig recht bedeutender Teil des gasförmigen Strömungsmittels mit den Feststoffteilchen mitgeführt in der Leitung zur Abfuhr der Feststoffteilchen, mit der Folge eines allgemein unzureichenden Trenngrades.
Keine der vorstehend erwähnten Vorrichtungen gestattet daher eine Versöhnung von Qualität und Schnelligkeit in den Arbeitsgängen der Trennung von Gas und Feststoffteilchen. Diese beiden Parameter scheinen vielmehr sogar gegensätzlich, insofern beim Stand der Technik eine Verbesserung des einen Parameters zu Lasten des Anderen geht.
Um den Unzulänglichkeiten der Vorrichtungen des Standes der Technik abzuhelfen, besteht eine herkömmlicherweise auf dem Gebiet der FCC angewandte Lösung in der Verwendung eines Separators vom "schnellen" Typ (beispielsweise mit horizontaler Umlenkung) sowie darin, dabei so vorzugehen, dass die Abführleitung für die abgetrennten Teilchen direkt in dem unterhalb angeordneten dichten Abstreif- bzw. Stripping-Fließ- bzw. Wirbelstrombett mündet. Dies bewirkt, indem in der Abführleitung ein Gegendruck aufgebaut wird, eine Verringerung der Menge der in dieser Leitung mitgeführten gasförmigen Strömungsmittel und damit eine wirksamere Abtrennung.
Diese einfache und in der Theorie wenig kostspielige Lösung stellt jedoch bei ihrer praktischen Durchführung zahlreiche Probleme. Insbesondere muss ein zu tiefes Eintauchen der Abführleitung für die abgetrennten Teilchen in das genannte Abstreif- bzw. Stripping-Bett vermieden werden, da dies die darin ablaufenden Vorgänge der Bearbeitung der Teilchen stört. Wenn man demzufolge das Ende der Leitung eingetaucht halten will, muss man das Niveau des Abstreif- bzw. Stripping-Fließbetts im wesentlichen konstant halten, was sich als außerordentlich einschränkend in der Durchführung des Verfahrens erweist, bei dem es im Gegenteil erforderlich ist, Niveauschwankungen dieses Betts zulassen zu können. Aus diesem Grund erweist sich in der Praxis diese Lösung als wenig sinnvoll, insofern sie die betriebsmäßige Flexibilität und die Leistungsfähigkeit des Verfahrens stark beeinträchtigt.
Im Verfolg ihrer Untersuchungen auf dem Gebiet der Trennung von Gasund Teilchenströmen hat die Anmelderin eine Vorrichtung und ein Verfahren geschaffen, welche in einfacher und wirksamer Weise den Unzulänglichkeiten des Standes der Technik abzuhelfen gestatten. Insbesondere schafft die Erfindung eine originelle Lösung, welche die Versöhnung bzw. Verträglichkeit zwischen Qualität und Schnelligkeit bei den Arbeitsgängen der Trennung von Gemischen von gasförmigen Strömungsmitteln und Feststoffteilchen gestattet.
Zu diesem Zweck sieht die vorliegende Erfindung vor eine Vorrichtung zum Trennen von Feststoffteilchen und gasförmigen Strömungsmitteln, umfassend eine Schnell-Entnahmevorrichtung an sich bekannten Typs zur Abfuhr wenigstens eines Teils bzw. einer Fraktion der gasförmigen Strömungsmittel sowie wenigstens eine Leitung, mittels welcher der resultierende, mit Teilchen angereicherte Fluss in Richtung von oben nach unten in eine Abstreif bzw. Strippingzone von ebenfalls an sich bekanntem Typ mit Fließ- bzw. Wirbelstrombett gelenkt werden kann.
Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Schnell-Entnahmevorrichtung und die Abstreif- bzw. Strippingzone ein in seinem Oberteil offener Behälter zwischengeschaltet ist, in welchem die Leitung mündet, und dass dieser Behälter in seinem Unterteil bzw. seiner Basis wenigstens einen mit einem Fluidisierungsgas gespeisten Diffusor aufweist, mit Hilfe dessen die Feststoffteilchen in einen dichten Wirbel- bzw. Fließbett zustand einer Dichte im Bereich zwischen 300 und 800 kg·m^–3 versetzt werden und sodann durch Überlaufen aus dem Behälter in die darunter befindliche Abstreif- bzw. Strippingzone fließen.
In der vorliegenden Erfindung wird unter Schnell-Entnahmevorrichtung jedes an sich bekannte Mittel verstanden, das die Elimination wenigstens eines Teils bzw. einer Fraktion der genannten Strömungsmittel aus dem Gemisch von gasförmigen Strömungsmitteln und Feststoffteilchen in einem möglichst kurzen Zeitintervall, vorteilhafterweise von weniger als einer Sekunde, vorzugsweise von weniger als 0,5 Sekunden und noch mehr bevorzugt von weniger als 0,2 Sekunden, gestattet. Zweck dieses Mittels bzw. dieser Vorrichtung ist nicht die Ausführung einer vollkommenen Trennung der gasförmigen Strömungsmittel und der Teilchen, wie sie mit den Separatoren vom Zyklon-Typ erreicht wird. Es handelt sich im Gegenteil um eine grobere Trennung mit dem Ziel, so schnell als möglich den wesentlichen Teil der Feststoffteilchen von den gasförmigen Strömungsmitteln zu entfernen, um zu vermeiden, dass die gasförmigen Strömungsmittel in längerem Kontakt mit den Teilchen verbleiben.
Verschiedene Mittel können für diesen Zweck vorgesehen werden. In vorteilhafter Weise kann vorgesehen werden, dass die Entnahmevorrichtung aus einem System zur ballistischen Trennung mit horizontaler Drehachse besteht, das dem zu trennenden Gemisch eine Drehung um einen Winkel im Bereich zwischen 30 und 190 Grad um diese Achse erteilt, bei gleichzeitiger lateraler Abfuhr wenigstens eines Teils der gasförmigen Strömungsmittel. Zu diesem Zweck stellen die Separatoren, wie sie beispielsweise in der Patentanmeldung FR 2 758 277 beschrieben sind, ausgezeichnete Beispiele einer derartigen Entnahmevorrichtung dar.
Somit bewirkt die Vorrichtung gemäß der Erfindung eine erste außerordentlich rasche Trennung (rasche Entnahme eines Teils bzw. einer Fraktion der gasförmigen Strömungsmittel), und zwar daher eine relativ grobe Trennung, und lenkt die resultierende, mit Teilchen angereicherte, jedoch noch gasförmige Strömungsmittel enthaltende Strömung abwärts direkt ins Innere des genannten Behälters in ein Fließbett mit einer Dichte im Bereich zwischen 300 und 800 kg·m^–3.
Für einen derartigen Bereich von Dichten hat sich ergeben, dass die Menge an mit dem aus der ersten Trennung resultierenden Fluss mitgeführten gasförmigen Strömungsmitteln deutlich verringert ist: Auf dem Niveau bzw. der Ebene des Ausgangs der Leitung für die abwärts gerichtete Überführung der resultierenden Strömung wird ein regelmäßiger und vor allem optimaler Gegendruck ausgeübt, derart dass eine maximale Menge an gasförmigen Strömungsmitteln stromaufwärts in der Schnell-Entnahmevorrichtung abgeführt wird, ohne dass dies insoweit eine Einbuße hinsichtlich der Schnelligkeit des Entnahmevorgangs mit sich bringt. Indem somit dem Mitnahmephänomen der gasförmigen Strömungsmittel entgegengewirkt wird, wird die Qualität der raschen Abtrennungen wesentlich verbessert, ohne jegliche Beeinträchtigung ihrer Schnelligkeit.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung gestattet so, den vorstehend genannten Zielen zu genügen, nämlich Schnelligkeit und Qualität der Arbeitsgänge der Trennung von gasförmigen Strömungsmitteln und Feststoffteilchen miteinander verträglich zu gestalten ohne die den Techniken des Standes der Technik innewohnenden Unzulänglichkeiten.
Insbesondere taucht die Leitung zur Abwärtslenkung der an Teilchen angereicherten resultierenden Strömung nicht in das Bett zum Abstreifen bzw. Strippen der abgetrennten Teilchen ein. Sie mündet im Gegenteil in ein Zwischen-Fließ- bzw. Wirbelstrombett einer ausgewählten Dichte, das vollständig unabhängig von dem genannten Abstreif- bzw. Strippingbett ist, da es zur Gänze in einem darüber gelegenen Behälter untergebracht ist. Man verbessert so die Wirksamkeit der Trennung, ohne dass dies in irgendeiner Weise die betriebsmäßige Flexibilität des Verfahrens verringert: Das Niveau des Abstreif- bzw. Strippingbetts hat keinerlei Einfluss mehr auf die Wirksamkeit der Trennung und dieses Niveau kann so stark variieren, wie es die gute Verfahrensführung erfordert.
Des Weiteren gestattet der Umstand, dass die Leitung zur Abwärtslenkung des an Teilchen angereicherten Stroms nicht direkt in das Abstreif- bzw. Strippingbett mündet bzw. eintaucht, eine Störung der dort ausgeführten Arbeitsgänge zur Behandlung der Teilchen zu vermeiden. Tatsächlich hat die direkte Einleitung von nicht behandelten und von einer veränderlichen Menge an gasförmigen Strömungsmitteln begleiteten Teilchen ins Innere des Abstreif- bzw. Strippingbetts zur direkten Folge eine Vermischung des gasförmigen Strömungsmittels und nicht behandelter Teilchen mit teilweise behandelten Teilchen, die so erneut kontaminiert werden. Dank der Vorrichtung gemäß der Erfindung treten die Teilchen aus dem genannten Behälter durch Überlauf aus und fallen so auf die Oberfläche des darunter befindlichen Abstreif- bzw. Strippingbetts, in welchem sie dann fortschreitend nach Maßgabe ihres Eindringens in dieses Bett im Gegenstrom gegen ein Behandlungsströmungsmittel behandelt werden.
Außerdem gestattet die Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht nur, auf die Qualität der Trennung einzuwirken durch Verringerung des Anteils der mit dem an Teilchen angereicherten Strom mitgeführten gasförmigen Strömungsmitteln, sondern sie gestattet auch die Vervollkommnung und Vollendung dieser Trennung. Tatsächlich endet die verbleibende Menge von mit den Teilchen mitgeführten gasförmigen Strömungsmitteln in dem in diesem Behälter enthaltenen dichten Fließ- bzw. Wirbelstrombett, wo dieser Anteil von den Teilchen abgetrennt wird, da er von dem Fluidisierungsgas nach oben mitgeführt wird, das aus dem genannten dichten Fließ- bzw. Wirbelstrombett austritt, während die Teilchen aus dem Behälter überlaufen und abwärts nach unten abfließen. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung erzielt so eine wirkliche sekundäre Trennung stromabwärts von der SchnellEntnahmevorrichtung.
Schließlich erweist sich für die Einheiten, welche bereits ein Trennsystem aufweisen, das zur raschen Entnahme eines Teils bzw. einer Fraktion der gasförmigen Strömungsmittel geeignet ist, die Vorrichtung gemäß der Erfindung als besonders einfach anwendbar, da es ausreicht, stromabwärts des genannten Systems am Fuße der Zufuhrleitung bzw. -leitungen für den an Teilchen angereicherten Fluss einen oder mehrere Behälter zwischenzuschalten, der bzw. die mit einem Diffusor und mit einer Vorrichtung zur Speisezufuhr mit dem Fluidisierungsgas versehen ist bzw. sind. Leicht anwendbar und verhältnismäßig wenig kostspielig erweist sich die Vorrichtung gemäß der Erfindung daher als äußerst vorteilhaft im Rahmen der Modernisierung bestehender Einheiten.
Die Erfindung umfasst auch das der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zugeordnete Trennverfahren und hat somit zum Gegenstand ein Verfahren zum Trennen von Feststoffteilchen und gasförmigen Strömungsmitteln, bei welchem man eine Schnell-Entnahmeverfahrensstufe mit einer Dauer von weniger als einer Sekunde vornimmt, welche die Entnahme wenigstens eines Teils bzw. einer Fraktion der genannten gasförmigen Strömungsmittel gestattet, und sodann den erhaltenen, mit Teilchen angereicherten Fluss mit Hilfe wenigstens einer Leitung abwärts zu einer an sich bekannten Abstreif bzw. Strippingzone in einem Wirbelstrom- bzw. Fließbett lenkt; dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man den genannten resultierenden Fluss direkt in das Innere eines dichten Wirbel- bzw. Fließbetts von Teilchen mit einer Dichte im Bereich zwischen 300 und 800 kg·m^–3 einleitet, das über der genannten Abstreif- bzw. Strippingzone angeordnet und vollständig in wenigstens einem Behälter enthalten ist, aus welchem die Teilchen durch Überlaufen zu der genannten darunter angeordneten Abstreif- bzw. Strippingzone strömen.
Ein erster Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung ist, dass es dem Anwender eine Kontrolle über die Parameter der Trennung verleiht. Da das in dem Behälter enthaltene dichte Fließ- bzw. Wirbelstrombett vollständig unabhängig vom Rest der Einheit ist, ist es tatsächlich möglich, seine Dichte variieren zu lassen, beispielsweise durch Einstellen des Durchsatzes D1 des in den Behälter eingeleiteten Fluidisierungsgases, was eine Variation des Gegendrucks zur Folge hat, der am Ausgang der Leitung für die Abwärtslenkung des an Teilchen angereicherten resultierenden Flusses ausgeübt wird.
Insbesondere ist es vorteilhaft, den Durchsatz D1 des in den Behälter eingeleiteten Fluidisierungsgases in Abhängigkeit von der Menge der gasförmigen Strömungsmittel zu regeln, die am Ausgang der Entnahmestufe in dem resultierenden, mit Teilchen angereicherten Fluss mitgeführt werden. Insbesondere kann man diesen Durchsatz D1 so einstellen oder regeln, dass am Ausgang der Leitung, welche den resultierenden, mit Teilchen angereicherten Fluss abwärts lenkt, ein genügend hoher Gegendruck aufrechterhalten wird, damit die Menge gasförmiger Strömungsmittel, die mit dem resultierenden, an Teilchen angereicherten Fluss mitgeführt wird, kleiner oder gleich 15 %, vorzugsweise kleiner oder gleich 5 % der anfänglichen Menge an von den Feststoffteilchen zu trennenden gasförmigen Strömungsmitteln ausmacht.
Man kann so den Trennungsgrad auf den erforderlichen Pegel einstellen und, falls notwendig, variieren, eine betriebsmäßige Flexibilität, die keines der beschriebenen Systeme im Stande der Technik gestattet.
Gemäß der Erfindung wird das in dem Behälter enthaltene Teilchenbett vorzugsweise in einem fluidisierten Zustand gehalten, indem man in seinem unteren Teil wenigstens ein Fluidisierungsgas mit einem Durchsatz D1 solcher Art einleitet, dass d Dichte des Bettes im Bereich zwischen 300 und 800 kg·m^–3 und vorzugsweise zwischen 600 und 700 kg·m^–3 liegt. Im Übrigen ist es besonders vorteilhaft, den Durchsatz D1 des Fluidisierungsgases so einzustellen bzw. zu regeln, dass die Oberflächengeschwindigkeit des Gases in dem in dem Behälter enthaltenen dichten Fließ- bzw. Wirbelstrombett auf einem Wert im Bereich zwischen 0,1 und 40 cm·s^–1 einschließlich, und vorzugsweise zwischen 0,1 und 20 cm·s^–1 einschließlich, gehalten wird.
Das Fluidisierungsgas kann jedes mit dem Verfahren kompatible Gas oder Gasgemisch sein. Insbesondere kann, und dies stellt einen unleugbaren Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung dar, das Fluidisierungsgas so ausgewählt werden, dass eine Vorbehandlung der Teilchen stromaufwärts der Behandlung stattfindet, die in der unterhalb gelegenen Abstreif- bzw. Strippingzone ausgeführt wird.
Insbesondere enthält das eingeführte Fluidisierungsgas vorteilhafterweise Wasserdampf, allein oder in Mischung mit anderen Gasen, was die Durchführung einer echten Abstreif bzw. Stripping-Vorbehandlung gestattet, unter Begünstigung der Desorption des flüchtigsten Teils der an den Feststoffteilchen adsorbierten gasförmigen Strömungsmittel oder der in deren Poren mitgeführten gasförmigen Strömungsmittel. Wenn die Teilchen dann anschließend in die Abstreif- bzw. Strippingzone gelangen, sind sie daher weniger "kontaminiert", und die Qualität der Abstreif- bzw. Strippingoperation in dem Fließ- bzw. Wirbelstrombett wird hierdurch fühlbar verbessert.
Des Weiteren kann das Fluidisierungsgas in einer geringen Menge Bestandteile umfassen, die als Funktion die Durchführung einer Vorbehandlung der Feststoffteilchen haben, wie beispielsweise einer Konditionierung, einer Passivierung, was die Erleichterung und Verbesserung der weiteren Behandlungen gestattet, welchen die Feststoffteilchen unterzogen werden, nicht nur der Abstreif- bzw. Strippingbehandlung, sondern auch der Regeneration dieser Teilchen.
In der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist der Behälter so positioniert, dass die nach unten führende Zuflussleitung für den mit den Teilchen angereicherten resultierenden Fluss in dem in diesem Behälter enthaltenen dichten Wirbel- bzw. Fließbett von Teilchen mit einer Überlaufhöhe H im Bereich zwischen 50 cm und 2 m einschließlich, und vorzugsweise zwischen 50 cm und 1 m einschließlich, mündet. Der Ausdruck Überlaufhöhe bezeichnet die Leitungslänge, die in das dichte Fließ- bzw. Wirbelstrombett von Teilchen eingetaucht ist, und entspricht der Differenz der Höhe zwischen dem unteren Ende der Zufuhrleitung und dem oberen Ende der Seitenwandungen des Behälters.
Des Weiteren beträgt die Fläche seitlich-lateral vom Austritt der abwärts führenden Zufuhrleitung für den resultierenden, mit Teilchen angereicherten Fluss vorzugsweise das 0,7- bis 1,5-fache des Querschnitts dieser Leitung. Der Ausdruck seitliche Oberfläche bezeichnet die Fläche des fiktiven hohlen Zylinderrohrs mit Querschnitt gleich dem Querschnitt der Zufuhrleitung und der Höhe h gleich L-H, wobei L die Höhe des im Behälter enthaltenen dichten Fließ- bzw. Wirbelstrombetts bedeutet und H die Überlaufhöhe. Mit anderen Worten: Es handelt sich um die Oberfläche des fiktiven hohlen Zylinderrohrs in der Verlängerung der Zufuhrleitung bis zur Basis bzw. Unterseite des dichten Fließbetts.
Der Behälter weist an seiner Basis wenigstens einen Diffusor auf, der die Speisung des Teilchenbetts mit Fluidisierungsgas gestattet. Dieser Diffusor wird seinerseits mit Fluidisierungsgas über eine Leitung gespeist, die vorzugsweise mit einer Vorrichtung zur Regelung des Durchsatzes D1 dieses Gases versehen ist. Dies gestattet die genaue Einstellung bzw. Regelung des Durchsatzes D1, insbesondere in der Weise zur Optimierung der Dichte des in dem Behälter enthaltenen Fließ- bzw. Wirbelstrombetts von Teilchen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Durchsatz D 1 des in den Behälter eingeleiteten Fluidisierungsgases so geregelt wird, dass die Oberflächengeschwindigkeit des Gases in dem in dem Behälter enthaltenen dichten Wirbelstrom- bzw. Fließbett auf einem Wert im Bereich zwischen 0,1 und 40 cm·s^–1 einschließlich, und vorzugsweise zwischen 0,1 und 20 cm·s^–1 einschließlich, gehalten wird.
Der Diffusor kann durch jedes beliebige Mittel gebildet werden, das in homogener und fein verteilter Weise die Freisetzung des Fluidisierungsgases an der Basis des in diesem Behälter enthaltenen Teilchenbetts gestattet. Er kann beispielsweise aus einer Anordnung von einem oder mehreren Rohr(en), gegebenenfalls in bündel- bzw. büschelförmiger Anordnung, bestehen, das bzw. die regelmäßig mit Schlitzen oder Öffnungen versehen sind, um eine bessere Verteilung des Fluidisierungsgases zu ermöglichen. In besonders vorteilhafter Weise besteht der Diffusor aus einem Ringrohr, das flach-eben im unteren Teil des Behälters angeordnet ist und mit Schlitzen oder Öffnungen in seiner oberen Hälfte versehen ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Diffusor aus einer den unteren Teil des Behälters einnehmenden Kammer besteht, deren obere Wandung, auf welcher das genannte dichte Wirbelstrom- bzw. Fließbett von Teilchen aufruht, regelmäßig mit Öffnungen kleiner Abmessung durchsetzt ist, durch welche das Fluidisierungsgas über die gesamte untere Fläche des Wirbel- bzw. Fließbetts verteilt wird.
Der Behälter wird vorzugsweise durch eine oder mehrere untere Wandung(en) begrenzt, welche seinen Boden bilden, der von einer oder mehreren im wesentlichen vertikalen Seitenwandungen umgeben ist, die so eine "Umschließung" ohne Deckel bilden. Der Querschnitt des Behälters kann von beliebiger Form sein, vorzugsweise kreisförmig, quadratisch oder rechteckig.
Die Abmessungen dieses Behälters hängen von dem Raum ab, der zwischen der Schnell-Entnahmevorrichtung und der darunter gelegenen Abstreif- bzw. Strippingzone zur Verfügung steht. Vorzugsweise sind die Abmessungen so, dass das in diesem Behälter enthaltene dichte Fließ- bzw. Wirbelstrombett eine viel kleinere Größe als die des Abstreif- bzw. Stripping-Fließbetts besitzt. Der Querschnitt des Behälters ist notwendigerweise größer als der der abwärts gerichteten Zufuhrleitung für den mit Teilchen angereicherten resultierenden Fluss, da diese Leitung direkt in den Behälter mündet. Der Querschnitt des Behälters liegt vorteilhafterweise im Bereich zwischen dem 1,5-fachen und dem 6-fachen des Querschnitts der in den Behälter eintauchenden Leitung bzw. Leitungen.
Im Übrigen besteht der Behälter aus einem Material solcher Wahl, dass es den Arbeits- und Betriebsbedingungen des betreffenden Verfahrens standhält. Im Falle der katalytischen Krackung muss das in Frage stehende Material einerseits sehr hohen Temperaturen und andererseits der durch die sehr schnelle Zirkulation der Katalysatorteilchen bedingten Reibungsbeanspruchung standhalten. Es kann beispielsweise aus hitzebeständigem Stahl und/oder Keramik bestehen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Behälter an seiner Basis mit einer oder mehreren Öffnung(en) oder Drainleitung(en) versehen ist, deren Gesamtquerschnitt im Bereich zwischen 3% und 20 % des Querschnitts des Behälters liegt. Ein derartiges System gestattet die Abfuhr eventueller Teilchenagglomerate sowie verschiedener Abfälle wie beispielsweise metallischer Abfälle oder anderer Bauwerkstoffe der Einheit, die durch die allgemein mit hoher Geschwindigkeit zirkulierenden Teilchen losgelöst und mitgeführt wurden, durch den Boden des Behälters. Ein Bruchteil der Teilchen tritt dann gleichfalls durch diese Öffnung aus, jedoch ist deren reduzierter Querschnitt relativ bezüglich dem des Behälters solcherart, dass der Hauptteil der Teilchen über die Oberseite des Behälters austritt und durch Überlaufen aus diesem gelangt.
In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass der obere Rand der Seitenwandung(en) des Behälters sägezahnförmig geschnitten ist. Ein derartiger Schnitt ermöglicht es, im Zeitpunkt des Überlaufens der Teilchen, die Trennung und die Mitnahme nach oben des verbleibenden Teils der gasförmigen Strömungsmittel zu begünstigen, die nicht durch die Entnahmevorrichtung abgeführt, sondern in dem Behälter mit dem resultierenden, mit Teilchen angereicherten Fluss mitgeführt wurden. Dieser Formschnitt begünstigt auch die Abfuhr der Feststoffteilchen durch Überlaufen aus dem Behälter sowie eine homogene Verteilung in Form eines Streuregens dieser Teilchen auf der Oberfläche des darunter gelegenen Abstreif- bzw. StrippingFließbetts, ohne die in diesem Fließbett ablaufenden Behandlungsvorgänge zu stören.
In der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist der Behälter über der Abstreif bzw. Strippingzone angeordnet, am Fuß der Leitung(en), welche den genannten resultierenden, an Teilchen angereicherten Fluss aus der SchnellEntnahmevorrichtung abführt bzw. abführen und abwärts leitet bzw. leiten. Der Behälter kann in dieser Stellung durch verschiedene Mittel gehalten werden, wie beispielsweise einen oder mehrere Arm(e), der bzw. die mit den Innenwandungen oder mit anderen feststehenden Elementen im Inneren der Einheit verbunden sind. Er kann so vorteilhafterweise mittels drei in Abständen von 120 Grad angeordneten und an den Innenwandungen der Umhüllung, wo die Trennung stattfindet, befestigten Armen getragen werden.
Unter den zur Verwendung in der Erfindung in Frage kommenden Schnell-Entnahmevorrichtungen teilen bestimmte das zu trennende Gemisch von gasförmigem Strömungsmitteln und Feststoffteilchen auf, was eine bessere Entnahme der genannten Strömungsmittel gestattet. Dies ist beispielsweise der Fall bei Systemen, wie sie beispielsweise in EP 332 277 A beschrieben sind, bei welchem eine seitlich-laterale Entnahme der gasförmigen Strömungsmittel gleichzeitig in einer Mehrheit von parallelen Trennkammern erfolgt. In diesem Fall besteht der resultierende, an Teilchen angereicherte Fluss tatsächlich aus wenigstens zwei Flüssen, die getrennt abwärts geleitet werden mittels wenigstens zwei im Wesentlichen parallelen, allgemein vertikalen Leitungen.
Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung in gleicher Weise diese Form der Ausübung umfasst, wobei dann verschiedene Varianten und Abwandlungen möglich sind.
Gemäß einer ersten Abwandlung münden die Leitungen jeweils jede im Inneren eines unabhängigen Behälters, der ein Teilchenfließbett geeigneter Dichte enthält.
Gemäß einer zweiten Abwandlung münden wenigstens zwei Leitungen in einen gemeinsamen Behälter, der ein einziges, ein und dasselbe dichte Teilchenfließbett enthält. Diese Lösung besitzt den Vorteil, dass sie eine Vervielfältigung der Zahl von Fließbetten vermeidet und so die erforderlichen Anlageausrüstungen (Behälter, Diffusoren für das Fludisierungsgas, ...) verringert.
In dem Verfahren gemäß der Erfindung kann die Temperatur des in dem Behälter enthaltenen dichten Fließ- bzw. Wirbelstrombetts gleich der oder im Gegenteil verschieden von der des darunter gelegenen Abstreif- bzw. Strippingbetts sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Temperatur des genannten dichten Fließbetts höher als die des Abstreif- bzw. Strippingbetts, was ermöglicht, die Trennung der verbliebenen Menge von mit den Teilchen mitgeführten gasförmigen Strömungsmitteln zu begünstigen. In der Tat ist die Mitnahme dieser verbliebenen gasförmigen Strömungsmittel durch das in den Behälter eingeführte Fluidisierungsgas besser bei erhöhter Temperatur. Die Temperatur dieses dichten Fließbetts kann auf verschiedene Arten kontrolliert und gesteuert werden, insbesondere durch geeignete Regelung der Temperatur des in den Behälter eingeleiteten Fluidisierungsgases.
Die Erfindung eignet sich zur Anwendung in jedem industriellen Verfahren, das eine Stufe zur raschen und wirksamen Trennung von gasförmigen Strömungsmitteln und Feststoffteilchen erfordert; dazu gehören insbesondere, jedoch nicht einschränkend, Verfahren des Typs thermischer oder katalytischer Krackung im Fließbett.
Im Falle der katalytischen Krackung im Fließbett kann die Erfindung in besonders vorteilhafter Weise auf dem Niveau der Trennstufe angewandt werden, die am Ausgang des Reaktionsbehälters zwischen den ReaktionsAusflüssen (Kohlenwasserstoffe im gasförmigen Zustand) und den deaktivierten Katalysatorteilchen ausgeführt wird, wobei der Reaktor entweder vom "riser"- oder vom "downer"-Typ sein kann.
Im Folgenden werden nunmehr verschiedene Ausführungsformen der Erfindung mit ihren Einzelheiten beschrieben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Diese bezwecken nur eine Veranschaulichung und Erläuterung der Erfindung und haben keinerlei einschränkenden Charakter, indem die Vorrichtung und das Verfahren, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden, gemäß sehr zahlreicher Varianten und Abwandlungen angewandt werden können.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine katalytische Krack-Einheit, die mit einem Reaktor mit im Wesentlichen aufsteigendem Fluss ausgerüstet ist, an dessen Ausgang eine Trennvorrichtung gemäß der Erfindung integriert ist;
2 und 3 detailliertere Ansichten von Varianten des Behälters, der mit verschiedenen Typen von Diffusoren für das Fluidisierungsgas ausgerüstet ist;
4 eine schematische Ansicht, welche die Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung im Falle einer Einheit zum katalytischen Kracken veranschaulicht, die mit einem Reaktor mit im wesentlichen absteigendem Fluss ausgerüstet ist.
1 veranschaulicht eine Ausführungsform der Vorrichtung zum raschen Abtrennen gemäß der Erfindung, mit der Bestimmung zur Durchführung der Trennung der Katalysatorteilchen und der Reaktionsausflüsse am Ausgang eines Reaktors einer katalytischen Krack-Einheit, wobei der Reaktor mit einem im wesentlichen aufsteigenden Fluss arbeitet.
Diese Einheit ist von einem an sich bekannten T·p. Sie umfasst insbesondere einen Reaktor in Form einer Säule bzw. Kolonne 1, die als Chargenhöhenförderer bzw. -elevator oder "riser" bezeichnet wird und an ihrer Basis über eine Leitung 2 mit Teilchen von regeneriertem Katalysator beschickt wird, mit Steuerung des Durchsatzes mit Hilfe eines Regelventils 3. Ein Elevatorgas, beispielsweise Wasserdampf, wird in die Säule 1 über eine Leitung 5 eingeführt mit Hilfe eines Diffusors 4, während die zu krackende Charge mit Hilfe einer Leitung 7 zugeführt und mittels Injektoren bzw. Einspritzvorrichtungen 6 in den Reaktor 1 injiziert wird.
Am oberen Ende der Säule 1 werden die gekrackte Charge und die desaktivierten Katalysatorteilchen in einen Behälter 10 gelenkt, in welchem die Trennung der Reaktionsausflüsse und der Teilchen sowie die Abstreif- bzw. Strippingbehandlung der letzteren durchgeführt werden.
In dem Behälter 10 erfolgt eine rasche Entnahmestufe in weniger als 0,2 Sekunden mit Hilfe eines ballistischen Separators 11, welcher der Strömung aus Gas und Teilchen eine Drehung um einen Winkel von 90 Grad um eine horizontale Achse erteilt, wodurch die Teilchen in Richtung auf den Umfang geschleudert werden, während ein Teil der gasförmigen Ausflüsse seitlich entnommen und abgezogen wird über eine von der Achse des Separators 11 abgehende Leitung 12. Der resultierende, an Teilchen angereicherte Fluss wird über eine im wesentlichen vertikale Leitung 13 abwärts gelenkt.
Gemäß der Erfindung mündet die Leitung 13 direkt im Inneren eines Behälters 14, in welchem die Teilchen in einem dichten Fließ- bzw. Wirbelstrombett-Zustand 17 gehalten werden, durch Einleiten eines Fluidisierungsgases mit Hilfe eines über eine Leitung 16 gespeisten Diffusors 15. Dieses Fluidisierungsgas wird mit einem geregelten Durchsatz eingeleitet, derart dass die Dichte des Fließ- bzw. Wirbelbetts 17 auf einem Wert im Bereich zwischen 300 und 800 kg·m^–3 gehalten wird, unter Berücksichtigung der Größe des Behälters 14 und des Durchsatzes an über die Leitung 13 eintreffenden Teilchen.
Der Behälter 14 ist in seinem oberen Teil an seiner Oberseite offen, derart dass die Katalysatorteilchen überlaufen und in ein darunter befindliches Abstreif- bzw. Stripping-Fließ- bzw. Wir belbett austreten, in welchem sie einer Abstreif- bzw. Strippingbehandlung unterzogen werden im Gegenstrom gegen ein Abstreif- bzw. Strippingströmungsmittel, im Allgemeinen Wasserdampf, das über eine Leitung 20 zugeführt und über regelmäßig an der Basis des Behälters 10 verteilte Injektoren oder Diffusoren 19 für das Fluidisierungsgas eingeleitet wird.
Die auf dem Niveau des Schnell-Separators 11 abgezogenen gasförmigen Ausflüsse enthalten allgemein noch in geringer Menge Katalysatorteilchen, die in die Leitung 12 eingesaugt wurden. Es ist daher erforderlich, eine oder mehrere Vorrichtungen zur sekundären Trennung vorzusehen, welche die Vornahme einer weiter getriebenen Trennung als die auf dem Niveau der Schnell-Abtrennung 11 vorgenommene ermöglichen. Diese sekundären Trennvorrichtungen werden vorteilhafterweise von Zyklonen gebildet, welche die Eliminierung der gesamten verbliebenen Teilchen aus dem Reaktionsausfluss gestatten. Im hier gezeigten Beispiel mündet die Leitung 12 zur Entnahme der gasförmigen Ausflüsse am Eingang eines in dem Behälter 10 untergebrachten Zyklons 21, an dessen oberem Ende 22 die Reaktionsausflüsse gesammelt werden, die über eine Austrittsleitung 23 einer nicht dargestellten Fraktionierzone zugeführt werden.
Die abgestreiften bzw. gestrippten desaktivierten Katalysatorteilchen werden an der Basis des Behälters 10 abgeführt und einem Regenerator 26 über eine Leitung 24 zugeführt, in welcher ein Regelventil 25 vorgesehen ist. In dem Regenerator 26 wird der auf den Katalysatorteilchen abgeschiedene Koks mit Hilfe von Luft oder einem anderen sauerstoffreichen Gas verbrannt, das an der Basis des Regenerators über eine Leitung 29 zugeführt wird, welche in regelmäßigen Abständen angeordnete Injektoren oder Diffusoren 28 speisen. Die durch das Verbrennungsgas mitgeführten Katalysatorteilchen werden abgetrennt, beispielsweise mittels nicht dargestellter Zyklone, und das Verbrennungsgas über eine Leitung 31 abgelassen, während die Katalysatorteilchen über eine Leitung 35 in den Behälter 30 austreten, von wo sie zur Speisung der Elevatorsäule 1 über die Leitung 2 rezykliert wer den.
Die Abmessungen und betriebsmäßigen Eigenschaften einer Einheit des in 1 dargestellten Typs sind üblicherweise wie folgt:

– Höhe des Elevator-Reaktors 1: 5 bis 40 m,
– Gesamtdurchsatz zur Speisung der Elevatorsäule 1 mit zu behandelnder Charge bzw. Chargen: 2000 bis 15 000 Tonnen pro Tag,
– Durchsatz für die Speisung des Reaktors 1 mit Katalysator: 3 bis 50 Tonnen je Minute,
– Vorheiztemperatur(en) der zu krackenden Chargen: 70 bis 450 °C,
– Krack-Temperatur in dem Reaktor 1, stromabwärts der Injektionszone: 500 bis 600 °C,
– Betriebsdruck in dem Reaktor 1: 0,5·10⁵ bis 5·10⁵ Pascal relativ,
– Aufenthaltsdauer der Charge in der Elevatorsäule 1: 0,1 bis 10 Sekunden,
– Regeneriertemperatur für den Katalysator: 600 bis 950 °C,
– Aufenthaltsdauer des Katalysators in dem Regenerator 26: 2 bis 10 Minuten.

2 ist eine detailliertere Ansicht des Behälters 14 aus 1, in welcher Pfeile jeweils den Richtungssinn der Zirkulation der Teilchen und der verschiedenen vorliegenden Strömungen anzeigen.
Der aus der genannten Schnell-Entnahme bzw. Schnell-Abzugsvorrichtung kommende, mit Teilchen angereicherte Fluss wird im Inneren der Leitung 13 abwärts gelenkt (Pfeil a), welche den Fluss direkt in die obere Hälfte des in dem Behälter 14 enthaltenen dichten Fließ- bzw. Wirbelstrombetts 17 der Höhe L zuführt.
Vorzugsweise ist der Behälter 14 so angeordnet, dass die Überlaufhöhe H im Bereich zwischen 50 cm und 2 m liegt, beispielsweise gleich 80 cm ist. Andererseits hat die Oberfläche seitlich vom Ausgang der Leitung 13 vorteilhafterweise einen Betrag zwischen dem 0,7-fachen und dem 1,5-fachen des Austrittsquerschnitts der Leitung 13; sie ist vorzugsweise gleich dem Austrittsquerschnitt dieser Leitung 13. Diese seitliche Oberfläche stellt die Fläche des fiktiven hohlen Zylinderrohrs vom Querschnitt gleich dem Querschnitt der Leitung 13 dar mit der Höhe h gleich L-H.
Das Teilchenbett 17 wird mit Fluidisierungsgas gespeist, das über die Leitung 16 (Pfeil b) dem Diffusor 15' zugeführt wird. Dieser Diffusor besteht aus einem Ringrohr, das mit einer ausreichenden Zahl von Öffnungen versehen ist, um eine homogene und fein verteilte Einleitung des Gases im Inneren des Teilchenbetts 17 zu ermöglichen.
Das Fließ- bzw. Wirbelbett aus Teilchen 17 läuft (Pfeil c) aus dem Behälter 14 über und strömt in das unterhalb gelegene fluidisierte Abstreif- bzw. Strippingbett 18. Parallel hierzu tritt das Fluidisierungsgas aus dem dichten Fließbett 17 in den Raum über dem Behälter 14 aus (Pfeil d), unter Mitnahme eines Teils der Reaktionsausflüsse, die auf dem Niveau der genannten Schnell-Entnahme- bzw. -Abzugsstufe nicht entfernt wurden und mit dem mit Teilchen angereicherten Fluss in der Leitung 13 mitgeführt wurden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält das in das Bett 17 eingeleitete Fluidisierungsgas Wasserdampf, allein oder in Mischung mit anderen Gasen, zur Unterstützung der Desorption des flüchtigsten Teils der Kohlenwasserstoffe, die an den deaktivierten Katalysatorteilchen adsorbiert oder in deren Poren mitgeführt wurden.
3 zeigt eine bevorzugte Variante bzw. Abwandlung des in 2 dargestellten Behälters. Zusätzlich zu den unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Elementen weist der Behälter von 3 eine Drain-Leitung 32 reduzierter Abmessung auf, mittels welcher an der Basis des Behälters 14 eventuelle Katalysatoragg lomerate oder andere hitzebeständige materielle Abfälle abgeführt werden können, die durch die Leitung 13 in den Behälter gelangt sind und welche den Aufbau des dichten Fließbetts 17 stören, ja bei Ansammlung den Behälter 14 verstopfen könnten.
Der Diffusor 15'' für das Fluidisierungsgas wird von einer Kammer gebildet, welche den unteren Teil des Behälters 14 einnimmt. Die obere Wandung der Kammer 15'' ist mit regelmäßig angeordneten Öffnungen 34 versehen, was eine gute Verteilung des Fluidisierungsgases an der Basis des dichten Fließbetts 17 gestattet. Schließlich ist der obere Rand 33 der Wandungen des Behälters 14 sägezahnförmig geschnitten.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schnell-Trennvorrichtung gemäß der Erfindung, zur Vornahme der Trennung der Katalysatorteilchen und der gasförmigen Reaktionsausflüsse im Ausgang des Reaktors einer katalytischen Krack-Einheit, der mit einem Reaktor mit im wesentlichen absteigendem Fluss ausgerüstet ist.
Die dargestellte Vorrichtungumfasst einen rohrförmigen Reaktor 41 mit absteigendem Fluss, oder "downer", der in seinem oberen Teil, ausgehend von einem zu ihm konzentrischen Behälter 42 mit Teilchen von regeneriertem Katalysator gespeist wird, mit einem mittels eines Ventils 43 geregelten Durchsatz. Die zu krackende Charge wird mittels Einspritz- und Pulverisierungsvorrichtungen 44 in den Reaktor 41 eingeführt, mit Speisung über eine Leitung 45. Die Katalysatorteilchen und die Kohlenwasserstoffe strömen von oben nach unten in dem Reaktor 41, in welchem die KrackReaktionen vor sich gehen.
Die Reaktionsausflüsse und die verkokten Katalysatorteilchen dringen dann in einen an der Basis des Reaktors 41 gelegenen Trenn- und Abstreifbehälter 46 ein. Und zwar dringt das Gemisch in den Schnell-Abscheider 11 ein, wo es eine Ablenkung um eine horizontale Drehachse erfährt, mit gleichzeitiger Entnahme wenigstens eines Teils bzw. einer Fraktion der gasförmigen Ausflüsse mittels Leitungen 12, die seitlich in den Separator 11 münden, in dessen Rotationsachse. Zu einer besseren Entnahme bzw. Abziehung der gasförmigen Ausflüsse wird das Gemisch hier in zwei Flüsse getrennt, von denen jeder die Umlenkung mit Entnahme der Gase in zwei parallelen Kammern erfährt. Der an Katalysatorteilchen angereicherte resultierende Fluss wird dann abwärts gelenkt in Richtung auf die Abstreif- bzw. Strippingzone im Fließbett 18, vermittels zweier paralleler Leitungen 13a und 13b.
Gemäß der Erfindung mündet jede der Leitungen 13a und 13b im Inneren eines an seiner Oberseite offenen Behälters 14a, 14b. Jeder Behälter 14a, 14b wird jeweils an seiner Basis mit Fluidisierungsgas gespeist, und zwar mittels Diffusoren 15, die über die Leitung 16 gespeist werden, wobei die Leitung 16 gemeinsam oder für jeden der beiden Behälter gesondert sein kann. Jeder Behälter 14a, 14b weist jeweils ein fluidisiertes Teilchenbett 17 mit einer Dichte im Bereich zwischen 300 und 800 kg·m^–3 auf, von dem ausgehend die Feststoffteilchen durch Überlaufen in das darunter befindliche Abstreif- bzw. Stripping-Fließbett 18 gelangen, in welchem sie einer Abstreif bzw. Stripping-Behandlung im Gegenstrom gegen ein über die Leitung 20 dem Diffusor 19 zugeführtes Abstreif- bzw. Stripping-Strömungsmittel unterzogen werden.
Bei der in 4 veranschaulichten Ausführung mündet jede der Leitungen 13a, 13b jeweils in ihren eigenen Behälter 14a, 14b; jedoch ist es gemäß einer Abwandlung der Erfindung durchaus möglich, die beiden Leitungen 13a, 13b in ein und demselben Behälter 12 münden zu lassen, welcher ein einziges dichtes Teilchen-Fließbett enthält.
Die bei 12 entnommenen gasförmigen Ausflüsse werden den Zyklonen 21 zugeführt, in welchen eine weitergetriebene Abtrennung zur Eliminierung der geringen Menge mitgeführter Teilchen erfolgt. Diese werden dann in Richtung auf die Abstreif- bzw. Strippingzone im Fließbett 18 umgelenkt, während die von Teilchen freien Ausflüsse über die Leitung 23 abgeführt werden, welche sie in eine nicht dargestellte Fraktionierungszone leiten.
Die abgestreiften Katalysatorteilchen werden durch Schwerkraftwirkung aus dem Behälter 46 abgeführt, über eine schräge Leitung 47, in Richtung zu einer aufsteigenden Säule bzw. Kolonne 50, in welcher sie nach oben einem Regenerator 51 zugeführt werden, mit Hilfe eines bei 48 am unteren Ende der Säule 50 über eine Leitung 49 zugeführten und verteilten Trägergases.
Die Säule 50 mündet in einem Regenerator 51 unter einem ballistischen Separator 54, welcher die Trennung der Katalysatorteilchen und des Trägergases gewährleistet. Die Katalysatorteilchen werden sodann durch Abbrennen des auf ihrer Oberfläche abgeschiedenen Kokses regeneriert, mit Hilfe eines über eine Leitung 53 einem Diffusor zugeführten Luft- oder Sauerstoffstroms.
Im oberen Teil des Regenerators 51 werden die aus der Verbrennung kommenden Gase Zyklonen 55 zugeführt. Die mitgeführten Katalysatorteilchen werden über eine Leitung 56 in den Regenerator rezykliert und die Gase werden über eine Leitung 57 abgeführt. Die regenerierten Katalysatorteilchen werden ihrerseits von der Basis des Regenerators 51 durch Schwerkraftwirkung längs einer Leitung 58 zu dem Behälter 42 geleitet.
Das folgende Beispiel soll die Erfindung veranschaulichen und erläutern, es hat daher keinerlei einschränkenden Charakter.
Beispiel
Ausgehend von einer schweren Erdölcharge, die aus 50 % Vakuumdestillat und 50 % atmosphärischem Rückstand bestand, wurden drei katalytische Krack-Versuche ausgeführt. Diese Charge besaß die folgenden Eigenschaften:

– Dichte bei 15 °C: 0,925,
– Viskosität bei 100 °C: 15,2·10^–6m²/s ( 15,2 centistoke),
– Destillationspunkt 50 Gew.-%: 484 °C,
– Kohlenstoffrückstand Conradson: 2,5 Gew.-%,
– Schwefelgehalt: 0,80 Gew.-%,
– basischer Stickstoffgehalt : 682 ppm,
– Nickelgehalt: 1,8 ppm,
– Vanadiumgehalt: 2,3 ppm,
– Gehalt an molekularem Wasserstoff: 12,3 Gew.-%.

Die Versuche wurden in einer industriellen Einheit zur katalytischen Krackung ausgeführt, wie sie beispielsweise in 1 dargestellt ist, sie weist einen Reaktor 1 vom "riser"-Typ auf, an dessen Ausgang ein schneller ballistischer Separator 11 dem zu trennenden Gemisch (gasförmige Ausflüsse und Katalysatorteilchen) eine Drehung von 90 Grad um eine horizontale Achse erteilt, bei gleichzeitiger seitlicher Entnahme wenigstens eines Teils bzw. einer Fraktion der Reaktionsausflüsse. Der verwendete Katalysator ist ein herkömmlicher kommerzieller Katalysator vom Zeolith-Typ.
Für den ersten Versuch mündet die Leitung 13 zur Abwärtslenkung des aus der Entnahmestufe resultierenden, an Teilchen angereicherten Flusses direkt in den Behälter 10, in 1 m über dem Niveau des Abstreif- bzw. Stripping-Fließbetts 18.
Für den zweiten Versuch wird die Einheit gemäß der Erfindung modifiziert: Am Fuß der Leitung 13 ist zwischen dem ballistischen Separator 11 und dem Abstreif- bzw. Stripping-Fließbett 18 ein Behälter 14 in solcher Anordnung zwischengeschaltet, dass die Leitung 13 in ihn eintaucht. Der Behälter ist wie in 3 dargestellt ausgebildet und so dimensioniert und angeordnet, dass die Überlaufhöhe H gleich 50 cm ist. Er wird mit aus Wasserdampf bestehendem Fluidisierungsgas mit einem Durchsatz D1 gespeist, der so geregelt ist, dass sich ein Fließ- bzw. Wirbelstrombett aus Katalysatorteilchen bildet, mit einer Dichte gleich 450 kg·m^–3. Von diesem Behälter ausgehend gelangen die Teilchen im wesentlichen durch Überlaufen in das darunter angeordnete Abstreif- bzw. Strippingbett 18.
Der dritte Versuch wird unter den selben Bedingungen wie der zweite Versuch ausgeführt, mit einer Überlaufhöhe H gleich 1 m. In der folgenden Tabelle ist eine bestimmte Anzahl von Betriebsbedingungen zusammengestellt und die Ergebnisse der drei Versuche werden hinsichtlich Qualität der Trennung von Reaktionsausflüssen/Katalysatorkorn und Ausbeute des Verfahrens resümiert. Tabelle
Der Ausdruck 'Anteil mitgeführter gasförmiger Ausflüsse' bezeichnet hier den prozentualen Anteil an mit dem an Teilchen angereicherten resultierenden Fluss mitgeführten gasförmigen Strömungsmitteln, relativ bezogen auf die von den Katalysatorteilchen zu trennende anfängliche Menge an gasförmigen Strömungsmit teln.
Die Umwandlung ist in an sich bekannter Weise berechnet gemäß der Formel: Umwandlung = 100 – (% Destillat + % Slurry).
In der oben stehenden Tabelle sind die erhaltenen Produkte wie folgt definiert:

– trockene Gase: leichte Kohlenwasserstoffe mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen und Schwefelwasserstoff (H2S);
– GPL: leichte Kohlenwasserstoffe mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen;
– Benzin: Schnitt von Kohlenwasserstoffen, deren Siedeintervall sich von 20 °C bis gegen 200 °C erstreckt;
– Destillat: Schnitt von Kohlenwasserstoffen, deren Siedeintervall sich von 200 °C bis gegen 360 °C erstreckt;
– Slurry: Destillationsrückstand, der beträchtliche Mengen von Katalysatorstäuben enthält und dessen Siedeintervall sich allgemein hin über 500 °C erstreckt.

Die Ergebnisse dieser drei Versuche bestätigen, dass die Vorrichtung und das Verfahren der Erfindung von Interesse sind.
In den Versuchen 2 und 3 gemäß der Erfindung ist der Anteil von mitgeführten gasförmigen Ausflüssen bemerkenswert verringert: Im Vergleich zum Versuch 1, der den Stand der Technik wiedergibt, ist er im Versuch 2 durch zwei geteilt, und im Versuch 3 durch sechs geteilt. Die Qualität der bewirkten Schnell-Trennung am Ausgang des Reaktors, zwischen den gasförmigen Ausflüssen und den Katalysatorteilchen, ist daher bemerkenswert verbessert. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung gestatten so bei den Trennvorgängen von gasförmigen Strömungsmitteln und Feststoffteilchen die Versöhnung zwischen Schnelligkeit und Qualität.
Die Leistungseigenschaften des katalytischen Krack-Verfahrens werden fühlbar verbessert.
Einerseits gestattet die erhöhte Wirksamkeit der Trennung zwischen gasförmigen Ausflüssen und den Katalysatorteilchen eine Verringerung der Erscheinungen übermäßiger Krackung, was sich in einer Verringerung des Verkokungsgrades des Katalysators äußert, wie sie durch den Parameter Delta Coke veranschaulicht wird (Koksmasse, die sich im Verlauf des Krackverfahrens je Einheit Katalysatormasse abscheidet). Diese für die Versuche 2 und 3 beobachtete Verringerung des Delta Coke gestattet eine Herabsetzung der Regeneratortemperatur, eine Erhöhung der Zirkulationsgeschwindigkeit des Katalysators (nämlich eine Erhöhung des Verhältnisses C/O) und eine Erhöhung der Temperatur des Reaktors, was eine Steigerung der Strenge der Krackung gestattet. Es können günstigere Bedingungen für eine weitergetriebene und selektivere Krackung der Charge eingeführt werden.
Andererseits gestattet die Erfindung eine effektive Erhöhung der Selektivität der Krack-Reaktionen: Für die Versuche 2 und 3 stellt man eine eindeutige Verringerung der Ausbeuten an trockenen Gasen und an Slurry fest, die unerwünschte, weil schwierig verwertbare Produkte sind. Diese Verringerung erfolgt zugunsten der gesuchten Zwischen- oder Mittelprodukte wie beispielsweise Benzin, GPL.
Diese erhöhten Leistungsmerkmale äußern sich in einem bemerkenswerten Gewinn hinsichtlich der Umwandlung. Die Zufügung am Fuß der Leitung 13 eines mit einem System zur Fluidisierung der Katalysatorteilchen ausgerüsteten Behälters gestattet tatsächlich einen Gewinn an 1,9 Konversions bzw. Umwandlungspunkten, wie der Versuch 2 zeigt. Im Versuch 3 erbringt eine Optimierung der Anordnung des Behälters einen zusätzlichen Konversionsgewinn um 0,7 Punkte.
Diese unleugbaren Fortschritte lassen sich für eine Krackung schwererer Chargen ausnützen, die beispielsweise einen höheren Gehalt an Rückständen umfassen.
Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung gestatten daher eine sehr deutliche Verbesserung des Leistungsvermögens der katalytischen Krack-Einheiten, was um so mehr zu schätzen ist, wenn man schwere, gegen Krackung besonders widerständige Chargen behandeln möchte.

Claims

Vorrichtung zum Trennen von Feststoffteilchen und gasförmigen Strömungsmitteln, umfassend eine Schnell-Entnahmevorrichtung (11) zur Abfuhr wenigstens eines Teils bzw. einer Fraktion der gasförmigen Strömungsmittel, sowie wenigstens eine Leitung (13), mittels welcher der resultierende, mit Teilchen angereicherte Fluss in Richtung von oben nach unten in eine Absteif- bzw. Strippenzone mit Fließ- bzw. Wirbelstrombett (18) gelenkt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Schnellentnahmevorrichtung (11) und die Abstreif- bzw. Strippingzone (18) ein in seinem Oberteil offener Behälter (14) zwischengeschaltet ist, in welchem die Leitung (13) mündet, und dass dieser Behälter (14) in seinem Unterteil bzw. Basis wenigstens einen mit einem Fluidisierungsgas gespeicherten Diffusor (15) aufweist, mit Hilfe dessen die Feststoffteilchen in einen dichten Wirbel- bzw. Fließbettzustand einer Dichte im Bereich zwischen 300 und 800 kg·m^–3 versetzt werden und sodann durch Überlaufen aus dem Behälter (14) in die darunter befindliche Abstreif- bzw. Strippingzone (18) fließen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (15) mit dem Fluidisierungsgas über eine mit einem Mittel zum Regeln des Gasdurchsatzes D1 versehene Leitung (16) gespeist wird, mittels welchem dieser Durchsatz so eingestellt werden kann, dass die Oberflächengeschwindigkeit dieses Gases in dem dichten Wirbel- bzw. Fließbett von Teilchen (17) auf einem Wert im Bereich zwischen 0,1 und 40 cm·s^–1 einschließlich, und vorzugsweise zwischen 0,1 und 20 cm·s^–1 einschließlich, gehalten wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (14) so positioniert ist, dass die nach unten führende Zuflussleitung (13) für den mit den Teilchen angereicherten resultierenden Fluss in dem in diesem Behälter enthaltenen dichten Wirbel- bzw. Fließbett (17) von Teilchen mit einer Überlaufhöhe H im Bereich zwischen 50 cm und 2 m einschließlich, und vorzugsweise zwischen 50 cm und 1 m einschließlich, mündet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (14) so positioniert ist, dass die Fläche seitlich-lateral vom Austritt der abwärts führenden Zufuhrleitung (13) für den resultierenden, mit Teilchen angereicherten Fluß im Bereich zwischen dem 0,7- und dem 1,5-fachen des Querschnitts dieser Leitung (13) beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen des Behälters (14) so gewählt sind, dass das in ihm enthaltene dichte Wirbelstrom- bzw. Fließbett eine sehr viel kleinere Größe als das Abstreif- bzw. Stripping-Fließ- bzw. Wirbelbett (18) besitzt, wobei der Querschnitt des genannten Behälters (14) vorzugsweise im Bereich zwischen dem 1,5-fachen und dem 6-fachen des Querschnitts der in den Behälter eintauchenden Leitung(en) (13) beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (15) ein Mittel zur Freisetzung des Fluidisierungsgases in homogener und fein verteilter Form an der Basis des in dem Behälter enthaltenen Teilchenbetts (17) aufweist, insbesondere eine Anordnung von ein oder mehreren, eventuell bündel- bzw. büschelförmig angeordneten und regelmäßig mit Schlitzen bzw. Öffnungen versehenen Rohren.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (15') aus einem im unteren Teil des Behälters flach-eben angeordneten und mit Schlitzen oder Öffnungen in seiner oberen Hälfte versehenen Ringrohr besteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (15'') aus einer den unteren Teil des Behälters (14) einnehmenden Kammer besteht, deren obere Wandung, auf welcher das genannte dichte Wirbelstrom- bzw. Fließbett (17) von Teilchen aufruht, regelmäßig mit Öffnungen kleiner Abmessung durchsetzt ist, durch welche das Fluidisierungsgas über die gesamte untere Fläche des Wirbel- bzw. Fließbetts (17) verteilt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Schnell-Entnahmevorrichtung (11) aus dem Gemisch von gasförigen Strömungsmitteln und Feststoffteilchen wenigstens ein Teil bzw. eine Fraktion der genannten Strömungsmittel in einer möglichst kurzen Zeitdauer von weniger als 1 Sekunde, vorzugsweise von weniger als 0,5 Sekunden, und besonders bevorzugt von weniger als 0,2 Sekunden, eliminiert werden kann.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmevorrichtung aus einem System zur ballistischen Trennung mit horizontaler Drehachse besteht, das dem zu trennenden Gemisch eine Drehung um einen Winkel im Bereich zwischen 30 und 100 Grad um diese Achse erteilt, bei gleichzeitiger lateraler Abfuhr wenigstens eines Teils der gasförmigen Strömungsmittel.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (14) an seiner Basis mit einer oder mehreren Öffnung(en) oder Drainleitung(en) (32) versehen ist, deren Gesamtquerschnitt im Bereich zwischen 3% und 20% des Querschnitts des Behälters (14) beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Rand der Seitenwandung(en) des Behälters (14) sägezahnförmig geschnitten ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Entnahmevorrichtung (11) das Gemisch aus gasförmigen Strömungsmitteln und Feststoffteilchen aufteilt und der genannte resultierende, mit Teilchen angereicherte Fluss durch wenigstens zwei im Wesentlichen parallele Leitungen (13a, 13b) abwärts geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass diese Leitungen jede jeweils in einem unabhängigen, ein Wirbel- bzw. Fließbett von Teilchen geeigneter Dichte enthaltenden Behälter (14a, 14b) münden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welcher die Entnahmevorrichtung (11) das Gemisch aus gasförmigen Strömungsmitteln und Feststoffteilchen aufteilt und der genannte resultierende, mit Teilchen angereicherte Fluss durch wenigstens zwei im Wesentlichen parallele Leitungen (13a, 13b) abwärts geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei dieser Leitungen in einem gemeinsamen Behälter münden, der ein einziges und gleiches dichtes Wirbel- bzw. Fließbett von Teilchen enthält.
Verfahren zum Trennen von Feststoffteilchen und gasförmigen Strömungsmitteln, bei welchem man eine Schnell-Entnahme-Verfahrensstufe mit einer Dauer von weniger als einer Sekunde vornimmt, welche die Entnahme wenigstens eines Teils bzw. einer Fraktion der genannten gasförmigen Strömungsmittel gestattet, und sodann den erhaltenen, mit Teilchen angereicherten Fluss mit Hilfe wenigstens einer Leitung abwärts zu einer Abstreif- bzw. Strippingzone in einem Wirbelstrom- bzw. Fließbett lenkt, dadurch gekennzeichnet, dass man den genannten resultierenden Fluss direkt in das Innere eines dichten Wirbel- bzw. Fließbetts von Teilchen mit einer Dichte im Bereich zwischen 300 und 800 kg·m^–3 einleitet, das über der genannten Abstreif- bzw. Strip pingzone angeordnet und vollständig in wenigstens einem Behälter enthalten ist, aus welchem die Teilchen durch Überlaufen zu der genannten darunter angeordneten Abstreif- bzw. Strippingzone strömen.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das in dem Behälter enthaltene Teilchenbett in dem fluidisierten Zustand gehalten wird, indem man in seinen unteren Teil wenigstens ein Fluidisierungsgas mit einem solchen Durchsatz D1 einleitet, dass die Dichte dieses Betts einen Wert im Bereich zwischen 600 und 700 kg·m^–3 besitzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchsatz D1 des in den Behälter eingeleiteten Fluidisierungsgases so geregelt wird, dass die Oberflächengeschwindigkeit des Gases in dem in dem Behälter enthaltenen dichten Wirbelstrom- bzw. Fließbett auf einem Wert im Bereich zwischen 0,1 und 40 cm·s^–1 einschließlich, und vorzugsweise zwischen 0,1 und 20 cm·s^–1 einschließlich, gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidisierungsgas ausgewählt wird im Hinblick auf die Durchführung einer Vorbehandlung der Teilchen wie beispielsweise eines Vorstripping, einer Konditionierung, einer Passivierung, stromaufwärts der dann in der darunter gelegenen Abstreif- bzw. Strippingzone ausgeführten Behandlung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidisierungsgas Wasserdampf enthält, allein oder in Mischung mit anderen Gasen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des in dem Behälter enthaltenen dichten Fließbetts höher als die Temperatur des darunter gelegenen Abstreif- bzw. Strippingbetts ist.
Anwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, oder des Verfahrens nach einem der Ansprüche 15 bis 20 in einem industriellen Verfahren, das eine schnelle Trennung von gasförmigen Strömungsmitteln und Feststoffteilchen erfordert, insbesondere in Verfahren vom Typ der thermischen oder katalytischen Krackung im Fließbett.
Anwendung nach Anspruch 21 in einem katalytischen Krack-Verfahren im Fließbett, auf der Ebene der Verfahrensstufe der am Ausgang des Reaktors vorgenommenen Trennung zwischen den Reaktionsaustrittsprodukten und den deaktivierten Katalysatorteilchen, unabhängig ob der Reaktor vom "Riser"- oder vom "Downer"-Typ ist.