DE849466C - Contact tower used for treating hydrocarbons with catalysts - Google Patents

Contact tower used for treating hydrocarbons with catalysts

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Description

Zum Behandeln von Kohlenwasserstoffen mit Katalysatoren dienender Kontaktturm Um bei der Bellandlung von Kohlenwasserstoffen mit Katal) satoren ein Überschreiten des zulässigen Koksniederschlages auf der Kontaktmasse zu verhindern und diesen Niederschlag zu verringern, ist es erforderlich, nur eine begrenzte Menge des zu behandelnden Gemisches mit entsprechender Geschwindigkeit umlaufen zu lassen und die Höhe der zu durchstreichenden Kontaktmasse so zu wählen bzw. die Berührungs- und Einwirkungszeit so zu bemessen, daß die Nebenreaktionen auf ein Minimum beschränkt werden. Außerdem muß eine genügend genaue Regelung der Temperatur in allen Schichten der Kontaktmasse möglich sein.Used for treating hydrocarbons with catalysts Contact tower In order to treat hydrocarbons with catalysts To prevent exceeding the permissible coke deposit on the contact mass and to reduce this precipitation, it is required only a limited amount to circulate the mixture to be treated at the appropriate speed and to choose the height of the contact mass to be crossed or the contact and exposure time to be measured so that the side reactions are limited to a minimum will. In addition, the temperature in all layers must be regulated with sufficient precision the contact ground be possible.

Diesen Bedingungen entspricht nach der Erfindung ein Kontaktturm, der im wesentlichen aus einer Reihe von einzelnen zu- und abschaltbaren Katalysatorschichten besteht, in denen an Sammelleitungen für die Medien zur Temperaturregelung zu- und abschaltbare Röhrenbündel angeordnet sind, und außen in Höhe der einzelnen Katalysatorschichten mit Rohrschlangen ausgerüstet ist, die einzeln an Sammelleitungen für die Medien zur Temperaturregelung zu-und abschaltbar angeordnet sind. According to the invention, a contact tower corresponds to these conditions, which essentially consists of a series of individual catalyst layers that can be switched on and off exists, in which on manifolds for the media for temperature control to and Disconnectable tube bundles are arranged, and outside at the level of the individual catalyst layers is equipped with pipe coils, which are individually connected to collecting lines for the media are arranged to be able to be switched on and off for temperature control.

Kontaktkammern mit in ihrem Innern angeordneten Wärmeaustauschröhren sind an sich bekannt. Contact chambers with heat exchange tubes arranged in their interior are known per se.

Auch ist schon vorgeschlagen worden, in einen Kühlbehälter für heiße Dämpfe oder Gase Zwischenplatten einzubauen, durch die der Weg des zu kühlenden Mittels verlängert und damit die Kühlwirkung erhöht werden soll. It has also been suggested that one be Cooling container to install intermediate plates for hot vapors or gases through which the path of the to cooling agent extended and thus the cooling effect should be increased.

Schließlich ist es nicht mehr neu, zur Verlängerung des Weges der durch die Kontaktmasse strömenden Gase Zwischenplatten in den Kontaktturm einzubauen, durch die dieser Turm in eine Reihe von Einzelabteilungen aufgeteilt wird. After all, it is no longer new, to lengthen the path of the installing intermediate plates in the contact tower for gases flowing through the contact mass, through which this tower is divided into a number of individual departments.

Um eine genaue Temperaturregelung zu bewirken, genügt es aber nicht, die Wärmeaustauschrohre nur im Innern der Kontaktkammer anzuordnen, wobei noch hinzukommt, daß bei der bekannten Kammer das zu behandelnde strömende Mittel nur einen einzigen, ein für allemal festgelegten Weg zurücklegen kann. In order to achieve precise temperature control, however, it is not enough to to arrange the heat exchange tubes only inside the contact chamber, with the addition of that in the known chamber the fluid to be treated is only a single, can travel a path that has been set for all time.

Denselben Nachteil weisen auch die mit Zwischenplatten ausgerüsteten Kammern auf, weil hierbei der Weg des strömenden Mittels durch Aufzwingung eines Zickzackweges verlängert wird und keine Möglichkeit besteht, mit einer beliebigen Anzahl von Elementen zu arbeiten und diese hierbei wahlweise in Reihe oder parallel zu schalten. Those equipped with intermediate plates also have the same disadvantage Chambers open because this is the path of the flowing medium by forcing a Zigzag path is lengthened and there is no possibility with any one Number of elements to work and these here either in series or in parallel to switch.

Eine Verringerung des sich auf der Kontaktmasse bildenden Koksniederschlages kann daher auch nicht bei den bekannten Vorrichtungen erreicht werden, während dies bei der Verwendung des erfindung gemäßen Kontaktturmes ohne weiteres möglich ist. A reduction in the coke deposit that forms on the contact mass can therefore not be achieved in the known devices, while this is easily possible when using the contact tower according to the invention.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Fig. I und 2 dargestellt, und zwar in Fig. I in Ansicht bzw. Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 2 und in Fig. 2 in einen waagerechten Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. I in vergrößertem Maßstabe. An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in FIGS. I and 2, namely in Fig. I in view and section along the line I-I 2 and in FIG. 2 in a horizontal section along the line 2-2 of FIG. I on a larger scale.

Wie aus diesen Figuren hervorgeht, besteht der Kontaktturm, dessen Leitungssystem und Hilfseinrichtungen zwecks Schaffung einer Gesamtanlage zur Umwandlung schwerer Kohlenwasserstoffe in Benzin oder andere leichte Kohlenwasserstoffe von beliebiger Form und Bauart sein können, aus übereinander angeordneten zylindrischen Elementen 3, die oben und unten mit Flanschen versehen sind und an ihrem unteren Ende einen nach innen gerichteten Ansatz tragen, auf dem ein Siebboden 6 angeordnet ist, der die Kontaktmasse trägt, innerhalb welcher sich ein Wärmeaustauscher in Form eines Röhrenbündels R befindet, dessen Rohre voneinander und von der senkrechten Innenwand der Elemente 3 nicht mehr als 45 bis 50 mm entfernt sein sollen, so daß sich die Kontaktmasse an allen Punkten in einem Abstand von höchstens 25 mm von einer temperaturregelnden Fläche befindet. Erfindungsgemäß soll auch die Höhe der in den Elementen 3 befindlichen Kontaktmasse zweckmäßig etwa 60 cm nicht übersteigen und bis auf 30 cm heruntergehen können. As can be seen from these figures, the contact tower consists of Line system and auxiliary equipment for the purpose of creating an overall system for conversion heavier hydrocarbons in gasoline or other light hydrocarbons of can be of any shape and type, from one on top of the other cylindrical Elements 3 which are flanged at the top and bottom and at their lower At the end of an inwardly directed approach, on which a sieve bottom 6 is arranged is, which carries the contact mass, within which a heat exchanger is in Form of a tube bundle R is located, its tubes from each other and from the vertical Inner wall of the elements 3 should not be more than 45 to 50 mm away, so that the contact mass is at all points at a distance of no more than 25 mm from a temperature-regulating surface. According to the invention, the amount of In the elements 3 located contact mass expediently not exceed about 60 cm and can go down to 30 cm.

Durch eine Vereinigung dieser Röhrenbündel, in denen das temperaturregelnde Fluidum umläuft, die geringe Höhe der Kontaktmasse und die Zuführung der Gase durch die Öffnungen des Siebbodens, deren Zahl mindestens der Zahl der Rohre des Röhrenbündels entspricht, wird ein geschlossenes Ganzes geschaffen, das die Gase und das temperaturregelnde Fluidum mit praktisch gleichbleibender Temperatur durchsttrömen. Damit diejenigen Teile der Kontaktmasse, die sich in der Nähe der Innenwand des Kontaktturmes befinden, gleiche Temperatur wie der übrige Teil der Kontaktmasse haben, ist eine Außenbeheizung vorgesehen, die erfindungsgemäß in der Weise erfolgt, daß das temperaturregelnde Fluidum, das die gleiche Temperatur wie das durch das Röhrenbündel fließende Medium aufweist, aus dem Sammler durch eine den Behälter umgebende Rohrschlange geführt wird. Through a union of these tube bundles in which the temperature regulating Fluid circulates, the low level of the contact mass and the supply of gases through the openings of the sieve bottom, the number of which is at least equal to the number of tubes in the tube bundle corresponds, a closed whole is created, the gases and the temperature regulating Flow through fluid at a practically constant temperature. So that those Parts of the contact mass that are located near the inner wall of the contact tower, have the same temperature as the rest of the contact mass, is an external heating provided, which is carried out according to the invention in such a way that the temperature-regulating Fluid at the same temperature as the medium flowing through the tube bundle has, passed from the collector through a coil surrounding the container will.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Wärmeaustauscher aus einer Mehrzahl von einander ähnlichen oder gleichen Einzelteilen, und zwar, wie besonders Fig. 2 zeigt, aus unteren und oberen Sammlern 8a, 9a, die durch einen unteren und oberen Quer sammler 8, 9 zusammengefaßt sind. Jedes Einzelelement des Wärmeaustauschers R ist, wie Fig. 2 zeigt, mit einer Mehrzahl von Röhren 10 ausgerüstet, die zweckmäßig einen länglichen Querschnitt haben, damit sie eine möglichst große, strahlende Fläche bilden. Die Leitungen 11 und I2, die sich an die Quersammler 8 und 9 anschließen, reichen über die Kontaktmasse M in jedem der Elemente 3 hinaus und sind dort, wie dies bei IIa und I2a angedeutet ist, lösbar mit Zweigleitungen I3, 14 verbuiden, die mit Ventilen oder Hähnen ausgerüstet sind und durch die Wände der Behälter hindurchgehen, um in die Zuführungsleitung 15 und die Abführungsleitung 16 zu münden. Die Zuführungsleitung 15 ist in gleicher Weise durch mit Hähnen versehene Zweigleitungen 7a mit den Rohrschlangen 7 verbunden, die ihrerseits durch die mit Hähnen versehenen Zweigleitungen 7b mit der Abführungsleitung 16 in Verbindung stehen. In the illustrated embodiment, there is the heat exchanger from a plurality of similar or identical individual parts, namely, as particularly Fig. 2 shows, from lower and upper collectors 8a, 9a, which by a lower and upper cross collectors 8, 9 are combined. Every single element of the Heat exchanger R is, as Fig. 2 shows, equipped with a plurality of tubes 10, which expediently have an elongated cross-section so that they have the largest possible Form a radiating surface. The lines 11 and I2, which are connected to the cross collector 8 and 9, extend beyond the contact ground M in each of the elements 3 and are there, as indicated at IIa and I2a, detachable with branch lines I3, 14 verbuiden, which are equipped with valves or taps and through the walls the container pass through to the supply line 15 and the discharge line 16 to flow. The supply line 15 is provided with taps in the same way Branch lines 7a connected to the coils 7, which in turn by the Branch lines 7b provided with cocks are connected to the discharge line 16.

Die zu behandelnden Stoffe können in die Kontaktmasse M von oben oder von unten eingeführt werden, und zwar durch die Zweigleitungen 17a, die von der Leitung 17 ausgehen; andererseits ist zur Abführung der Reaktionsprodukte von unten oder von oben die Kontaktmasse oder viel mehr jedes Element mit einer Leitung I8 durch mit Hähnen versehene Zweigleitungen 18a verbunden, die Leitung 18 ist ebenfalls mit einem Absperrventil oder Hahn ausgerüstet. The substances to be treated can be in the contact mass M from above or are introduced from below, through the branch lines 17a, which are of the line 17 go out; on the other hand is to discharge the reaction products of below or from above the contact ground or much more each element with a line I8 connected by branch lines 18a provided with taps, the line 18 is also equipped with a shut-off valve or tap.

Die das Regelfluidum führende Leitung 19 ist mit Zweigleitungen 19" ausgerüstet, die sich an die Zweigleitungen I7a anschließen, durch de das zu behandelnde Gasgemisch zugeführt wird. Zur Abführung der bei der Regenerierung entstehenden Gase und Dämpfe ist noch eine Leitung 20 vorgesehen, deren Zweigleitungen 20a an die Zweigleitungen 18a der Leitung 18 angeschlossen sind. The line 19 carrying the control fluid is provided with branch lines 19 " equipped, which connect to the branch lines I7a, through de the to be treated Gas mixture is supplied. For the removal of the resulting from the regeneration Gases and vapors, a line 20 is also provided, the branch lines 20a on the branch lines 18a of the line 18 are connected.

Wie Fig. I zeigt, münden die untel-en Zweigleitungen 17a, 19a einerseits und 18a, 20a andererseits in einen Raum von geringer Höhe, der durch den Boden 4 des Kontaktturmes und einen Siebboden 6 gebildet wird. As FIG. I shows, the lower branch lines 17a, 19a open on the one hand and 18a, 20a, on the other hand, into a space of small height, which is formed by the floor 4 the contact tower and a sieve bottom 6 is formed.

Jedes Element ist zweckmäßig mit einem oder mehreren Schaulöchern versehen, die für gewöhnlich durch Deckel 21 geschlossen sind. Each element is expedient with one or more peepholes which are usually closed by cover 21.

Es ist ohne weiteres ersiclltlich, daß ein solcher Kontaktturm mit übereinander angeordneten Elementen 3, die einzeln oder in beliebiger Zusammenstellung in und aus dem Kreislauf ein- und ausgeschaltet werden können, sich für die Behandlung der verschiedenartigen Ausgangsstoffe eignet und es außer- ordentlich leicht ist, von einer Behandlungsart zu einer anderen überzugehen, und zwar lediglich durch entsprechende Betätigung der Hähne oder Ventile. It is readily apparent that such a contact tower with elements 3 arranged one above the other, individually or in any combination in and out of the circulatory system can be turned on and off for treatment of the various starting materials and it is also orderly it is easy to move from one type of treatment to another, and only by actuating the cocks or valves accordingly.

Wenn man z. B. mit sechs übereinander angeordneten Elementen 3 vn n je etwa 30 cm Höhe arbeitet uritl das zu behandelnde (jasgemisch z. B. von tinten zugeführt sowie die Reaktionsprodukte oben abgeführt werden, durchstreicht das Gasgemisch eine Gesamthöhe von ungefähr 1,80 m. If you z. B. with six superimposed elements 3 vn n every 30 cm height, uritl works with the jas mixture to be treated (e.g. of inks and the reaction products are discharged at the top, the gas mixture sweeps through a total height of approximately 1.80 m.

Wenn man dagegen bei dem gleichen Kontaktturm das Gasgemisch in der Mitte, also zwischen dem dritten und vierten Element mit ausreichendem Druck zuführt und die Gase dann oben und unten abführt oder wenn umgekehrt das zu behandelnde Gasgemisch in die beiden äußersten Elemente eingeführt wird und die Abführung der Reaktionsprodukte in der Mitte erfolgt, < würde das zu behandelnde Gas nur die Hälfte der Höhe des Konverters durchströmen. If, on the other hand, the gas mixture in the Middle, i.e. between the third and fourth element, with sufficient pressure and then discharges the gases above and below or, if vice versa, that to be treated Gas mixture is introduced into the two outermost elements and the discharge of the Reaction products occurs in the middle, <the gas to be treated would only be the Flow through half the height of the converter.

Selbstverständlich sind auch noch andere Schaltungen möglich, weil sich eine veränderliche Zahl von Elementen in den Arbeitsgang ein- und ausschalten läßt, wobei die Strömungsrichtung von oben nach unten oder von unten nach oben verlaufen kann. Of course, other circuits are also possible because a variable number of elements in the operation can be switched on and off lets, with the flow direction from top to bottom or from bottom to top can.

Hervorgehoben werden muß auch noch, daß sich in einem solchen Kontaktturm die Regenerierung besonders zweckmäßig gestaltet, weil sie gleichzeitig in allen Elementen des Kontaktturmes durchgeführt werden kann, wobei das Regenerierfluidum immer nur die Höhe eines einzigen Elementes zu durchströmen braucht. It must also be emphasized that such a contact tower the regeneration is particularly useful because it is done simultaneously in all Elements of the contact tower can be carried out, the Regenerierfluidum only ever needs to flow through the height of a single element.

Der vorstehend beschriebene und dargestellte Kontaktturm ermöglicht Umwandlungen von Gasen oder Gemischen von Gasen und Dämpfen in Gegenwart einer Kontaktmasse, wobei in allen Fällen die Wirkungsweise der Anlage dadurch geregelt werden kann, daß eine mehr oder weniger große Zahl von Elementen eingeschaltet werden und die Strömungsgeschwindigkeit der zu behandelnden Gase sowie die Menge dieser Gase, wie auch die Menge und die Durchgangszeit der Regenerierungsgase in jedem Einzelfall verändert wird. The contact tower described and shown above enables Conversions of gases or mixtures of gases and vapors in the presence of a contact mass, whereby in all cases the mode of operation of the system can be regulated, that a more or less large number of elements are switched on and the Flow rate of the gases to be treated and the amount of these gases, such as also the amount and the transit time of the regeneration gases in each individual case is changed.

Dies ist dann besonders wertvoll, wenn schwere Kohlenwasserstoffe zum Zweck ihrer Umwandlung in Benzin oder andere leichte Brennstoffe behandelt werden sollen, wobei der erfindungsgemäße Kontaktturm es insbesondere ermöglicht, den Koksniederschlag in hohem Maße zu verringern, was im allgemeinen dadurch erreicht wird, daß man nur eine begrenzte Menge des zu behandelnden Gemisches umlaufen läßt, und zwar mit entsprechender Geschwindigkeit und entsprechender Ausbeute, wobei auch die Höhe der zu durchstreichenden Kontaktmasse entsprechend gewählt ist, so daß die Berührungs-und Einwirkungszeit ihrerseits so bemessen wird, daß die Nebenreaktionen auf ein Minimum beschränkt werden. Der Erfinder hat festgestellt, daß es praktischen Betriebe zur Durchführung der Umwandlung unter befriedigenden Bedingungen notwendig ist, einen über 15 g pro Liter Kontaktmasse während der Reaktionszeit hinausgehenden Koksniederschlag zu vermeiden, der im übrigen so gleichmäßig wie möglich über die gesamte Kontaktmasse sich verteilen muß. This is especially valuable when dealing with heavy hydrocarbons treated for the purpose of converting them into gasoline or other light fuels should, the contact tower according to the invention in particular enables the coke deposit to a great extent, which is generally achieved by only circulating a limited amount of the mixture to be treated, with an appropriate amount Speed and corresponding yield, including the amount to be crossed Contact mass is chosen accordingly, so that the contact and action time in turn, is dimensioned so that the side reactions are limited to a minimum will. The inventor has found that there are practical establishments to carry out the conversion under satisfactory conditions is necessary, one over 15 g per Liters of contact mass during the reaction time avoid the rest as evenly as possible over the entire contact mass must be distributed.

Bei dem erfindungsgemäßen Kontaktturm ist es möglich, durch einfache mechanische Vorgänge, Öffnen oder Schließen von Hähnen oder Ventilen, die Temperatur in allen Schichten der Kontaktmasse genau zu regeln, was um so günstiger ist, als die.Arbeitsvorgänge der Behandlung der Gasmassen einerseits und die Regenerierung des Katalysators durch ein Regenerierungsfluidum andererseits teilweise endothermisch und teilweise exothermisch sind. In the contact tower according to the invention, it is possible by simple mechanical processes, opening or closing of taps or valves, the temperature to regulate exactly in all layers of the contact mass, which is all the more beneficial than die.Arbeitsvorgangs the treatment of the gas masses on the one hand and the regeneration of the catalyst, on the other hand, is partially endothermic by a regeneration fluid and are partially exothermic.

Des weiteren ist es mit dem Kontaktturm nach der Erfindung möglich, die Höhe der von den zu behandelnden Gasen zu durchstreichenden Kontaktmasse beliebig zu wälllen; im praktischen Betrieb wird ein Stapel von Elementen, dessen Gesamthöhe in der Größenordnung von ungefähr 4 bis 5 m liegt, den verschiedenartigsten Erfordernissen entsprechen können, wobei jedes Element etwa 30 bis 75 cm hoch ist. Furthermore, it is possible with the contact tower according to the invention, the height of the contact mass to be crossed by the gases to be treated is arbitrary to wallow; in practical operation, a stack of elements, the total height of which is on the order of about 4 to 5 m, the most diverse requirements may correspond, with each element about 30 to 75 cm high.

Insbesondere ermöglicht der erfindungsgemäße Kontaktturm bei der Umwandlung von Kohlenwasserstoffen die Erreichung der günstigsten Betriebsbedingungen und der günstigsten Ausbeute. In particular, the contact tower according to the invention enables the Conversion of hydrocarbons to achieve the most favorable operating conditions and the cheapest yield.

Claims (1)

P A T E N T A N S P R U C H : Znm Behandeln von Kohlenwasserstoffen mit Katalysatoren in der Dampfphase dienender Kontaktturm mit mehreren übereinander angeordneten Katalysatorschichten (M), dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Katalysatorschichten an Sammelleitungen für die Kohlenwasserstoffdämpfe (17, 18) bzw. für die Gase zur Regenerierung der Katalysatoren (19, 20) einzeln zu- untl abschaltbar angeordnet sind, in jeder Katalysatorschicht ein einzeln an Sammelleitungel: (rj, 16) ffir die Medien für die Temperaturregelung zu- und abschaltbar angeordnetes Röhrenbündel (10) vorgesehen ist und der Kontaktturm außen in Höhe der einzelnen Katalysatorschichten mit Rohrschlangen (7) umgehen ist, die einzeln an Saminelleitungen (15, I6) fiir die Medien für die Temperaturregelung zu- und abschaltbar angeordnet sind. P A T E N T A N S P R U C H: Znm treatment of hydrocarbons Contact tower serving with catalysts in the vapor phase with several one above the other arranged catalyst layers (M), characterized in that the individual Catalyst layers on manifolds for the hydrocarbon vapors (17, 18) or for the gases for the regeneration of the catalysts (19, 20) individually untl are arranged so that they can be switched off, in each catalyst layer an individual collecting line: (rj, 16) for the media for the temperature control which can be switched on and off Tube bundle (10) is provided and the contact tower outside at the level of the individual Catalyst layers are dealt with by coils (7), which are individually attached to laminated pipes (15, 16) arranged for the media for temperature control to be switched on and off are. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 528 519; USA.-Patentschriften Nr. 1 6ir 082, I 702 27I. Cited publications: German Patent No. 528 519; U.S. Patents No. 1 6ir 082, I 702 27I.
DEC1546D 1937-08-05 1938-07-24 Contact tower used for treating hydrocarbons with catalysts Expired DE849466C (en)

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