DE841285C - Verfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffen Es ist bekannt, Kohlenwasserstoffe durch Hindurchleiten durch eine hocherhitzte körnige Katalysatorschicht zu spalten, die durch Gase oder Dämpfe, insbesondere die zu spaltenden Kohlemvasserstoffe, in der ganzen Schichthöhe bewegt wird, so daß sie sich in einem flüssigkeitsähnlichen Zustand befindet. Dieses Spalten in bewegter Katalysatorschicht hat den Vorzug besonders großer Leistungen und besonders guter Temperaturbeherrschung der Reaktion.
• Mit dieser Arbeitsweise sind aber auch eine Reihe erheblicher Nachteile verbunden, die die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens stark herabmindern.
• Gegenstand vorliegender Erfindung ist es, die Nachteile des geschilderten Verfahrens zu beseitigen, ohne daß die Vorteile dabei eingeschränkt werden. Erfindungsgemäß läßt man die Spalterzeugnisse nach Verlassen des Spaltofeps, der in der eingangs beschriebenen Weise betrieben wird, eine ruhende Schicht körniger Feststoffe, die als Filter wirken, von oben nach unten durchlaufen. Dabei werden die staub- oder dampfförmigen Verunreinigungen der Spalterzeugnisse zurückgehalten; hierdurch entfallen kostspielige Reitrigungseinrichtungen. Das Durchleiten der Spalterzeugnisse durch die Filterschicht von oben nach unten hat gegenüber dem Durchleiten von unten nach oben den Vorteil, daß das Aufwirbeln des körnigen Filtermaterials auf alle Fälle vermieden wird, was zu einer weiteren Staubbildung 'und Verunreinigung der zu reinigenden Gase und Dämpfe führen würde. Wenn die körnige Filterschicht mit Stäuben und Dämpfen derart beladen ist, daß der Widerstand für die durchströmenden Spalterzeugnisse zu groß wird, wird sie regeneriert, und zwar derart, daß man von einten oder von der Seite her Luft oder andere regenerierend wirkende Gase oder Dämpfe einbläst, so daß die körnige Filterschicht in wirbelnde Bewegung gerät, wobei die im Filter zurückgehaltenen, den Widerstand verursachenden Bestandteile veilsrennen oder weggeblasen werden und das Filter sich aufheizt und sich von neuem so einstellt, daß die gröberen Körner unten, die feineren oben sind. Falls das Spaltverfahren fortlaufend von einem Spaltofen aus betrieben werden soll, bedarf es einer zweiten Filterschicht, durch die die Spalterzeugnisse von oben nach unten geleitet werden, während die mit Verunreinigungen beladene erste Filterschicht regeneriert wird.
• Diese zweite Filterschicht erübrigt sich unter Umständen dann, wenn die Filterschicht ebenfalls zur Spaltung der Kohlen-,vasserstoffe herangezogen wird. In diesem Fall arbeitet man so, daß die beiden ()t"en, nämlich der Spaltofen und der Filterofen, wechselweise ihre Funktionen vertauschen, indem wechselnd in dem einen Ofen unter Bewegung der Schicht die Spaltung, gegebenenfalls nach vorausgehender oder gleichzeitiger Regeneration, und in dein anderen die Filtration bei ruhender Schicht stattfindet, wobei in beiden Ofen die gleichen körnigen. zweckmäßig katalytisch wirkenden Feststoffe verwendet werden können.
• L)er periodische gegenseitige Wechsel der Funktionen der Spalt- und Filterschicht isf insbesondere darin günstig, wenn (las feinkörnige Material ganz ()der teilweise aus körnigen Brennstoffen, insbeson-dere Koks, besteht, wobei eine Körnung bis höchstesis etwa to mm in Betracht kommt. Feinkoks eignet sich besonders dann, wenn die Spaltung weniger auf einer spezifisch katalytischen Eigenschaft des bewegten Feststoffes beruht als vielmehr die Folge einer thermischen Wirkung an großer Oberfläche ist.
• 1)(°i zu spaltenden dampf- oder gasförmigen I@ohlenwasserstoffen kann die Bewegung der [Katalvs:ito>rscliiclit mindestens teilweise dadurch hervorgeruten werden, daß die Kohlenwasserstoffe dampf-()der gasförmig von unten her oder von der Seite in die Schicht selbst eingeblasen werden. Bei zu spaltenden, höher siedenden. also weniger leicht oder nicht ohne weiteres verdampfbaren Kohlenwasserstoffen findet die Einführtiiig zweckmäßig seitlich ()des- von ollen her in das bewegte Bett statt. Zur Bewegung der Schicht bedarf es in diesem Fall ausschliel.ilich eines besonderen Bewegungsmittels, als \vclches Wasserdampf. Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gase oder andere (fase oder Dämpfe in Betracht kommen.
• Die zum Spalteis benötigte Würnie wird dem Sli;tltofeii zweckmäßig mit der fühlbaren Wärme (Ics l@ewegungsmittels zugeführt. Sie kann aber auch durch Reaktion von Sauerstoff oder sauer-Gasen mit brennbaren Stoffen im Spaltofen selbst kontinuierlich während des Spaltverfahrens oder diskontinuierlich in Aufheizperioden den bewegten Feststoffen zugeführt werden. In letzteren Fällen können auf diese Weise insbesondere auch die auf den Feststoffen abgeschiedenen Spaltrückstände beseitigt werden. Die für den Spaltvorgang benötigte Wärme kann aber auch mittelbar, z. 13. durch in den Ofen eingebaute Heizrohre, zugeführt «erden.
• Wenn die Spaltung der Kohlenwasserstoffe im bewegtest Bett nicht so vollständig wie erwünscht verläuft, so können die das bewegte Bett verlassenden Gase und Dämpfe in der folgenden ruhenden Filterschicht einer Nachspaltung bzw. thermischen Nachbebandlung -unterNvorfen werden, wobei den Gasen und Dämpfen vor Eintritt in die Filterschicht noch Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gase zugeführt werden können. Die thermische oder katalytische Nachbehandlung der Spalterzeugnisse in der Filterschicht kann auch in Gegenwart entsprechender Katalysatoren zu einer Umwandlung der Erzeugnisse der ersten Schicht führen, z. l). kann dort eine Synthese oder Polymerisation oder Hydrierung stattfinden, wobei im letzteren Fall den Gasen oder Dämpfen vor Eintritt in die zweite Schicht noch Wasserstoff oder Wasserstoff enthaltende. Gase zugesetzt werden.
• Man kann das Verfahren mit Vorteil auch dazu verwenden, um Rohöle oder höher siedende Öle mit weitem Siedebereich unter teilweiser Spaltung und Verengung des Siedebereichs fraktioniert zu destillieren.
• _Als Ausgangsstoffe dienen Kohlenwasserstoffe verschiedenster _Art und Herkunft; es können gasförmige, flüssige und feste Stoffe, insbesondere kohlenwasserstoffhaltige Rückstände, wie Teer- und Rohölrückstände, dem Verfahren unterworfen werden. Es ist in allen Fällen geeignet, in denen Kohlenwasserstoffe von höherem _NIolekulargewicht in solche mit niedrigerem übergeführt werden sollen. Man kann sowohl Mittelöle als auch Benzine und gasförmige Kohlemwasserstoffe, insbesondere auch wertvolle Olefine"gei@-innen.
• _Als bewegte Stoffe, die als Katalysatoren oder als Filter oder als beides oder lediglich als Wärmeträger wirken sollen, kommen beispielsweise Feinkoks, .Aktivkohle, Tonerde. Kieselgel u. dgl. in Betracht. Beispiel In der Zeichnung sind die beiden Ofen I und 11 durch die Verbindung L' hintereinandergeschaltet. In beiden Ofen von je o,2 m2 Schachtquerschnitt befand sich ein heißes Bett aus feinkörnigem Koksabrieb der Körnung o bis 6 mm von etwa r in Höhe. Nachdem die Temperatur in beiden Brennstoffbetten durch 1?inführung von Luft unter wallender Bewegung der Schicht 8,5o° betrug, wurde Ofen I von unten her mit 1Vasserdampf in Bewegung versetzt und gleichzeitig aus dem Gefäß _4 ein Erdölrückstand in den Ofen I langsam einlaufen gelassen. Die Dosierung geschah in der Weise, claß der Hahn 1; eingestellt und auf die Obertl <ichc des 1Zückstands im Gefäß :-1 über die Leitung C Stickstoff mit o.5 atü gepreßt wurde. Intlerhallt 6 Minuten wurden so 201 Rückstand in das bewegte Breinlstoffbett von oben her eingeführt. Dabei sank die Temperatur in der bewegten Schicht von 85o auf" 7.50" herab. Die leichter siedenden Bestandteile verdampften unter gleichzeitiger Spaltung im obersten Teil der Schicht, die schwerer siedenden in den tieferen Zonen derselben. Infolge der fraktionierten Destillation, die der Erdölrückstand iln bewegten Brennstoffbett erfährt, sind die Verweilzeitett für die leichter siedenden kurzer. Diese werden tttttt. soweit sie nicht bereits gespalten sind, leim Durchlaufen durch die ruhende heiße Brennstoffschicht in Ofen 11. die als Filter dient, gespalten. ltt der ruhenden hilterschicht werden gleichzeitig die festen und dampfförmigen unerwünschten Begleitstoffe zurückbehalten.
• Ia tvttrtle ein Gas folgender Zusammensetzung erhalten:

  vor der ruhenden nach der ruhenden

  Zusammensetzung tirenustotfschicht Brennstoffschicht

  <les Erzeugnisses (bei D) (bei E)

  C( )r 5,1 0,4

  1'rol@@len l 6.2 24,6

  litttvle1t

  Ätltvlett 17,2 22,8

  0., - 0,8

  C C) 2,3 3,0

  llr 2,9 16,o

  c., l 4,8

  (. 11-1 nicht bestimmt 21,6

  ., 6,o

  100,0

  :\ttf die 6 Minuten dauernde Spaltperiode folgte eine _\ufheizperiode, wahrend welcher die beiden l')rettttstoffllettell durch Einblasen von Luft unter wirbelnder Bewegung voll 750° wieder auf 85o° hochgeheizt und das Filter sowie die Spaltschicht regeneriert wird. \untneltr beginnt wieder der ollen beschriebene Spaltvorgang. wobei Ofen I und Ofen 11 al@wecltselntl als Spaltschicht bzw. als Filter verwendet werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zum Spalten von Kohlenwasser-Stoffen <furch Hindurchleiten durch eine Schicht hocherhitzter körniger, insheso ldere katalytisch wirketlder Feststoffe, die durch von unten oder voll der Seite her eittgefi.ihrte Gase oder Dämpfe, gegehenetlfalls die ztt spaltenden Kohlenwasser-#t( selbst, in der ganzen Schichthöhe in - Afu w:tlletttle l1)elvegtltlg versetzt sind, dadurch gekettttzeiclinet, daß die den Spaltofen mit der bewe;gtett Schicht verlassenden Gase und Dämpfe ritte iit eittetn weitcl-rtt Ofen befindliche Schicht körniger Feststoffe zwecks Filtration von oben nach unten durchströmen und diese Schicht von Zeit zu Zeit regeneriert wird, und zwar ebenfalls unter Bewegung mittels von unten eingeführter Gase oder Dämpfe, wobei die Spaltgase und -dämpfe während dieser Regenerationszeit durch einen weiteren, mit dem Filterofen auswechselbaren Ofen von oben nach unten geleitet werden können.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch ge kelnizeichnet, daß die beiden Ofen, von denen der eine zur Spaltung und der andere zur Filtration dient, wechselweise ihre Funktionen vertauschen, indem wechselnd in dem einen unter Bewegung der Schicht die Spaltung, gegebenenfalls nach vorausgehender oder gleichzeitiger Regeneration, und in dem anderen die Filtration bei ruhender Schicht stattfindet, wobei in beiden Ofen die gleichen körnigen, zweckmäßig katalytisch wirkenden Feststoffe verwendet werden können.
3. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als körnige Feststoffe Brennstoffe, insbesondere Feinkoks, für sich oder zusammen mit anderen körnigen, gegebenenfalls katalytisch wirkenden Stoffen verwendet werden, wobei die Körnung zweckmäßighöchstens etwa, io mm betragen soll. \"erfahren nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, claß als Gase und Dämpfe, die die körnige Schicht bewegen, Sauerstoff, sauerstoffhaltige Gase oder Wasserdampf oder mehrere dieser verwendet werden, die zweckmäßig die zum Spalten erforderliche Wärme als fühlbare Wärme oder als Reaktionswärme durch lZeaktion mit den im Spaltraum vorhandenen brennbaren Stoffen liefern, wobei im letztgenannten Fall die Erhitzung in besonderen Perioden mittels Sauerstoff oder satierstofflialtigen Gasen erfolgen kann. \"erfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der dem Spaltofen nachgeschalteten ruhenden Filterschicht so hoch gehalten wird, daß neben der Reinigung eine weitere Spaltung der abwärtsströtnenden Dämpfe erfolgt, was dadurch gefördert werden kann, daß den Dämpfen nach Verlassen der bewegten Spaltschicht Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gase zugesetzt werden. 6. Verfahren nach Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Hydrierung der aus dem Spaltofen kommenden Gase und Dämpfe vor Eintritt in die nachfolgende Schicht Wasserstoff oder Wasserstoff enthaltende Gase zugesetzt werden. 7. Verfahren nach Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu spaltende, gegebenenfalls vorerhitzte Kohlenwasserstofföle oder Ölrückstände von oben her in die im Spaltofen bewegte Schicht einfließen.