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Vorrichtung zur Durchführung katalytischer Reaktionen
Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung katalytischer Reaktionen, wobei sich
der Katalysator im Kreislauf durch ein Reaktions-und ein Regenerierungsgefäß bewegt.
Im Reaktionsgefäß kommt der Katalysator mit dem Reaktionsmedium in Berührung, während
er im Regene rierungsgefäß aufgefrischt wird, indem beispielsweise Niederschläge
auf den Katalysatorteilchen durch Abbrennen entfernt werden. Derartige Vorrichtungen
werden für die verschiedensten Zwecke, beispielsweise zur katalytischen Behandlung
von Kohlenwasserstoffen, insbesondere zum Kracken von Erdölkohlenwasserstoffen,
benutzt.
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Beim Umlauf des Katalysators ergeben sich gewisse Schwierigkeiten.
Der Katalysator muß schonend behandelt werden. In vielen Fällen sind die Katalysatorteilchen
kleine Körner oder Kügelchen, -die sich beim Umlauf gegeneinander reiben und auch
durch das Gleiten in den Geföken und Rohrleitungen einem Abrieb unterworfen sind.
Der dabei entstehende mehr oder weniger feine Katalysatorstaub ist unangenehm, weil
er von den Reaktionsprodukten, die aus dem Reaktionsgefäß abgezogen werden, mitgenommen
wird. Die Reaktionsprodukte müssen daher in diesem Falll von der Verunreinigung
durch den Katalysator befreit werden. Bei vielen Verfahren steht ferner das Reaktionsgefäß
unter Überdruck, und es müssen. daher besondere Maßnahmen getroffen werden, um den
Katalysator aus dem Überdruckteil einer solchen Anlage in die anderen Vorrichtungen,
also insbesondere das Regenerierungsgefäß, zu überführen, da diese letzteren nicht
unter Druck stehen. Es können hierzu nach Art von Ventilen oder Schleu-
sen
arbeitende Einrichtungen benutzt werden. Dabei ergibt sich der Nachteil, daß die
Katalysatorteilchen mit sich bewegenden Maschinenelementen in Berührung kommen,
wodurch eine brechende oder zermahlende Einwirkung auf die Katalysatormasse ausgeübt
wird. Es ist jedoch äußerst erwünscht, die Körnerstruktur des Katalysators nicht
zu beeinträchtigen, da unregelmäßig aufgebrochene Katalysatorteilchen durch die
Bewegung in sich einem stärkeren Abreb unterworfen sind, als wenn es sich um glatte
Körner oder kugelförmige Teilchen handelt. Bei bekannten Ausschleusungen des Katalysators
aus dem Reaktionsgefäß kommt es auch vor, daß die Katalysatorkörner durch den Überdruck
gegen die Wände der Ausschleusungsvorrichtungen geschleudert werden, was ebenfalls
ein Zerbrechen der Körner zur Folge haben kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der erwähnten Art mit umlaufendem Katalysator so auszubilden, daß sowohl ein gleichförmiger
Strom des Katalysators im Reaktionsgefäß sichergestellt wird als auch eine Überführung
des Katalysators aus dem Reaktionsgefäß in das Regenerierungsgefäß und gegebenenfalls
weitere Vorrichtungen unter möglichster Schonung der Katalysatorstruktur erfolgt.
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Gemäß der Erfindung ist über dem unter iD-riick stehenden Reaktionsgefäß
eine Speiseleitung für die Zuführung des Katalysators von solcher Höhe angeordnet,
daß die in der Leitung befindliche Katalysatorsäule durch Schwerkraft den Katalysator
entgegen dem Druck im Reaktionsgefäß in dieses oberhalb der Auslaßleitung für die
Reaktionsprodukte eintreten läßt, Für den Abzug des Katalysators aus dem Reaktionsgefäß
ist andererseits eine Auslaßleitung vorgesehen, in die eine Druckminderungskammer
von größerem Querschnitt als diese Leitung eingeschaltet ist. In der Kammer sammelt
sich der Katalysator am Boden an, wobei ein Auslaß für das Druckfluidum in dem oberen
freien Raum der Druckminderungskammer vorgesehen ist.
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Im Zusammenhang mit der grundsätzlichen Aufgabe der Erfindung ist
es wichtig, daß etwa. noch anfallender Katalysatorstaub aus ihm selbst entfernt
wird, ohne daß er von den Reaktionsprodukten mitgenommen werden kiann. Die Erfindung
sieht daher vor, daß wenigstens ein Teil des aus dem Reaktionsgefäß kommenden Katalysators
in einen Abscheider gelangt, in dem aus dem frei fallenden Katalysator der Staub
durch einen Gasgegenstrom entfernt wird. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das insbesondere
zum Kracken von Erdölkohlenwasserstoffen geeignet ist, wobei das Ausgangsöl in Dampfform
eingeführt wird. Selbstverständlich ist die Erfindung auch anwendbar, wenn Flüssigkeiten
oder Gas zur Reaktion kommen sollen. In der Zeichnung zeigt Fig. I ein Schema. der
Gesamtanlage, Fig. 2 einen Schnitt durch den oberen Teil des Regenerierungsgefäßes,
Fig. 3 und 4 Querschnitte nach den Linien 3-3 und 4-4 der Fig. I, Fig. 5 einen Schnitt
durch den oberen Teil des Reaktionsgefäßes, Fig. 6 einen Schnitt dadurch den unteren
Teil, des Reaktionsgefäßes -m.it der Auslaßleitung .für den Katalysat. or und den
anschließenden Elevator.
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Aus dem Fülltrichter 11 (Fig. 1) wird der Katalysator durch eine
Spieseleitung 12 dem Reaktionsgefäß 13 zugeführt. Dieses hat einen konischen Boden
14, an den sich die aus den Teilen 15, 16, 17 bestehende Auslaßleitung für die durch
Schwerkraft bewegte Katalysatormasse anschließt. Der Katalysator kommt dann in einen
elevator 17', aus dem er oben durch eine Leitung 18 in den oberen Teil eines Regenerierungsgefäßes
19 übergeführt wird. Der Regenerator 19 hat ebenfalls einen konischen Boden 20.
Durch eine mit einem Ventil 22 versehene Leitung 21 gelangt der Katalysator in einen
zweiten Elevator 23, der den regenerierten Katalysator in den Fülltrichter 11 fördert,
womit der Katalysatorkreislauf geschlossen ist.
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Eine Reaktionsflüssigkeit beliebiger Art wird in das Reaktionsgefäß
13 durch eine mit einem Ventil 26 versehene Einlaßleitung 25 eingeführt. Die während
des Durchgangs der Reaktionsflüssigkeit durch die sich bewegende Katalysatormasse
erhaltenen Reaktionsprodukte werden aus dem Reaktionsgefäß 13 durch eine Auslaßleitung
27 abgeführt, wobei sich die Reaktionsflüssigkeit und der Katalysator im Gegenstrom
bewegen, obwohl selbstverständlich auch im Gleichstrom gearbeitet werden kann. Im
Reaktionsgefäß können Prallplatten oder andere Mittel angeordnet sein, um die Reaktionsflüssigkeit
gleichmäkig and vollständig mit dem Katalysator in Berührung zu bringen.
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Zur Reinigung des IKatalysators. von der Reaktionsflüssigkeit und
den Reaktionsprodukten vor dem Austritt aus dem Reaktionsgefäß ist unten in diesem
ein Einlaß 30 und ein Auslaß 31 für Reinigungsdampf, beispielsweise Wasserdampf,
vorhanden. Der Auslaß 31 liegt unter dem Einlaß 25 für die Reaktionsflüssigkeit
und ist mit einem Ventil 32 versehen, das durch einen Druckdifferenzregler 33 gesteuert
wird, der durch seinen Anschluß 34 zwischen dem auslaß 31 und dem Inneren des Reaktionsgefäßes
liegt, wobei der Anschluß 34 in Höhe des Einlasses der Reaktionsflüssigkeit in das
Reaktionsgefäß mündet. Die Regelung erfolgt derart, daß der Reinigungsdampf im Reaktionsgefäß
unter etwas größerem Druck gehalten wird als die Reaktionsflüssigkeit, wodurch ein
Austritt der Reaktionsflüssigkeit durch den Dampfauslaß 31 verhindert wird.
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Der Katalysator wird heim Durchgang durch das Reaktionsgefäß 13 verbraucht,
indem seine katalytische Wirkung allmählich abnimmt. Bei der Umwandlung von Kohlenwasserstoffen
lagern sich auf dem Katalysator kohlehaltige Ausscheidungen ab, und die Regenerierung
kann durch Verbrennung mit Luft vorgenommen werden. Bei einem solchen Verfahren
findet im Regenerator 19 diese Verbrennung der kohlehaltigen Abscheidungen statt,
indem
Luft durchgeleitet wird. Da der Katalysator durch zu große Hitze beschädigt wird,
muß eine sorgfältige Kontrolle der Temperatur während der Regenerierung des Katalysators
erfolgen. Hierzu werden im Regenerator Wärmeaustauscher vorgeschen, durch die beispielsweise
eine Kühlflüssigkeit strömt. Der Regenerator kann auch mit Mitteln versehen sein,
um das regenerierende Fluidum innerhalb der Katalysatormasse zu verteilen und die
Verbrennungsprodukte zu sammeln. In der in Fig. I gezeigten, Form ist der Regenerator
19 ein. sogenannter Stufenregenerator, in den ein regenerierendes oder die Verbrennung
bewirkendes Gas (Luft) eingeführt wird und die Abgase abgezogen werden, wobei die
Katalysatormasse durch aufeinanderfolgende Stufen bewegt wird, zwischen denen sich
die Katalysatormasse durch eine Kühlzone bewegt, wo sie auf eine Temperatur abgekühlt
wird, die zwar höher ist, als sie zur Zündung der kohlehaltigen Ausscheidungen in
der nächsten Regenerierungsstufe erforderlich ist, aber unter der Temperatur liegt,
die in der nächsten Stufe eine zu hohe, den Katalysator schädigende Temperatur ergeben
würde.
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In den Fig. I und 3 wird durch die Steigleitung 37 und 37' Luft oder
ein anderes regenerierendes Fluidum von einer Sammelleitung 38 aus zugeführt.
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Die Leitungen 37 und 37' sind mit einer Reihe von Ventilen 39 und
39' versehen, die gemäß Fig. 3 über eine entsprechende Anzahl von Zellen 40 und
40' die Luft in die Verteiler 41 leiten. Durch die Sammelleitungen 43 und 43' werden
die Abgase der aufeinanderfolgenden Regenerierungsstufen über-Ventile 44 und 44'
abgeleitet. Diese Ventile verbinden die Sammelleitungen mit den Zellen 45 und 45',
in die die Abgase von Sammlern 46 eingeleitet werden, die nach unten ragende Sammelrohre
46a besitzen, an denen sich Abschirmplatten und Öffnungen 46b und 46c (Fig. 2) befinden.
Die Sammelrohre 46a werden an ihrem unteren Ende durch die Verteilerköpfe 41d gestützt.
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Ein Teil der Abgase kann durch eine der Leitungen 43 über die Leitungen
47 oder 47' und eine Leitung 49 (Fig. 1) abgezogen werden, um als inertes Fluidum
in anderen Teilen der Anlage verwendet zu werden. Beispielsweise kann dieser Teil
der Abgase durch Leitungen 50, 51 in die Elevatoren 17' und 23 geleitet werden,
um als ein inertes, heißes Gas Luft vom Katalysator fernzuhalten und Wärmeverluste
zu verhindern. Die Elevatorgehäuse sind mit Abzügen 52 und 53 zum Austritt des durchgeleiteten
Gases versehen. Der Rest des Abgases, der durch die Leitung 49 abgezogen wird, wird
zu einem Skrubber 55 geführt, wo er von kondensierten und festen Bestandteilen gereinigt
wird und von wo er durch die Leitung 56 und den Kompressor 57 oder die Nebenleitung
58 zu einem Flüssigkeitsabscheider 59 gelangt, in dem das Druckkondensat abgetrennt
wird. Das komprimierte Abgas wird vom Abscheider 59 durch das Rohr 60 abgeführt,
um für den Druckabschluß im oberen Teil des Reaktionsgefäßes verwendet zu werden,
wie nachstehend noch beschrieben wird. Ein Teil des Abgases wird auch benutzt, um
feine Teilchen aus dem Katalysator zu entfernen.
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In Fig. I wird durch die Steigleitung 65 aus der Speiseleitung 66
Wasser für die Kühlung des Regenerierungsgefäßes 19 zugeführt. Die Leitung 65 ist
durch Verbindungsrohre 68 mit handbetätigten Ventilen 69 an die Kühler 70 (Fig.
4) angeschlossen, die zwischen den einzelnen Regenerierungsstufen angeordnet sind.
Die Kühlstufen können ein oder mehrere Kühler umfassen, was von der Ausbildung des
Regenerators, der Art der den Katalysator verschmutzenden Stoffe, den Temperaturgrenzen
usw. abhängt. Das wasser aus den Kühlern 70 fließt durch die Rohre 71 in die Sammelleitung
72, die das Wasser zwecks Wiederverwendung beispielsweise in einen Kühlturm leitet.
Die Rohre 71 haben ebenfalls Ventile 73, so daß die Stärke der Kühlung regelbar
ist. Die Einlaßrohre 68 haben ferner Sicherheitsventile 74.
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Der Bodenteil des Regenerators ist ebenfalls mit Kühlen versehen,
wie durch die drei Rohre 68 bzw. 71 im unteren Teil der Fig. 1 veranschaulicht ist.
Hierdurch wird die Temperatur des den Regenerator verlassenden Katalysators geregelt.
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Dampfeinlaß und -auslaß 75, 76 dienen gegebenenfalls zur Reinigung
des Katalys. ators.
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Das Reaktionsgefäß steht normalerweise unter einem Druck, der über
dem Druck in den anderen Teilen der Anlage liegt. Es ist notwendig, den Eintritt
der Reaktionsflüssigkeit bzw. der Reaktionsprodukte in diese Teile der Anlage zu
verhindern.
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Um eine Zerkleinerung des Katalysators möglichst auszuschalten, ist
es wesentlich, daß dies ohne Verwendung von Ventilen mit beweglichen Teilen geschieht.
Es ist auch wesentlich, daß die Reaktionsflüssigkeit und die Reaktionsprodukte ohne
wesentliche Wirbelungen aus der Katalysatormasse abgezogen werden, da er hierdurch
auch durch gegenseitigen Abrieb der Teilchen beeinträchtigt werden könnte. Das Abziehen
der Flüssigkeit muß ferner vor dem Eintritt des Katalysators in den Elevator erfolgen,
damit dieser nicht unter der Druckentspannung in den Elevator hineingeschleudert
wird, was zum Zerbröckeln führen würde.
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Der Abschluß des oberen Teils des Reaktionsgefäßes gegen Austritt
der Reaktionsflüssigkeit ergibt sich aus Fig. 5, wo sich die Leitung 12 in genügender
Länge über das Gefäß 13 erhebt, um eine genügende Drucksäule vorzusehen, die den
Fluß der Katalysatormasse in der gewünschten Größegegen den im Reaktionsgefäß herrschenden
Druck ermöglicht und in Verbindung mit einem Flüssigkeitsverschluß einen Ausfluß
der Reaktionsflüssigkeit bzw. der Reaktionsprodukte nach oben verhindert. Die Höhe
dieser Säule hängt einerseits von dem Druck im Reaktionsgefäß und andererseits,
vom spezifischen Gewicht des Katalysators ab. Es wurde beispielsweise, gefunden,
daß ein freier Fluß und ein wirkungsvoller Verschluß durch eine 15-cm-Leitung mit
einem ton. artigen Katalysator von etwa o, 66 spezifischem Gewicht erreicht werden
können, wenn eine Katalysatorsäule von 2I,7 bis 26 m für
1 kg/cm2
Druck im Reaktionsgefäß vorgesehen wird.
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Ein Raum S wird dadurch gebildet, daß ein Zwischenboden 80 in oberen
Teil des Reaktionsgefäßes 13 zwischen dem Eintritt 8I des Katalysators und der Auslaßleitung
27 für die Reaktionsprodukte vorgesehen wird. Dieser hat eine Anzahl von Verteilungsrohren
82 für den Katalysator, die den letzteren im Gefäß 13 unter der Auslaßleitung 27
verteilen und- einen genügenden Sammelquerschnitt haben sollen, um den heab sichtigten
Fluß des Katalysators im Reaktionsgefäß zu gewährleisten. Dämpfe von Reaktionsprodukten,
die durch Id1ie Masse des Katalysators im Gefäß I3 aufsteigen, werden unter Sammelkanälen
84 gesammelt, die mit einer Prallplattenanordnung B (Fig. 5) vereinigt sind, von
der die Dämpfe durch die Leitungen 85 oberhalb des Katalysatorniveaus in den unteren
Teil des Raumes S einströmen. Ein mittelerer Zwischenboden 86 ist zwischen dem oberen
Teil der Leitungen 85 und dem Auslaß 27 angeordnet. Dieser Boden 86 ist mit einer
Anzahl von Öffnungen 87 versehen, deren Größe und Verteilung zur Größe und Lage
der Auslaßleitung 27 so abgestimmt ist, daß zwischen den Räumen oberhalb und unterhalb
des Bodens 86 ein Druckunterschied entsteht und eine gleichmäßige Dampfströmung
durch den Raum unter dem Boden 86 erhalten wird, wodurch eine Ausscheidung der groben,
von den Dämpfen mitgerissenen Katalysatorteilchen bewirkt wind.
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Ein inertes Gas wird benutzt, um den Austritt der Reaktionsprodukte
aus dem Gefäß 13 zu verhindern. Dieses Gas wird unter Druck durch die Leitung 60
oder 90 und Leitung 91 (Fig. 1) oberhalb des Katalysators zugeführt. Die Leitung
91 hat ein Ventil 92, das von einem Druckregler 93 gesteuert wird, der seinerseits.
mittels der An schlüsse 94 und 95 auf die Druckdifferenz zwischen dem Raum S und
dem Raum oberhalb des Katalysators anspricht. Der Regler 93 ist i,st vorgesehen,
um in -dem Raum oberhalb des Bodens 80 einen Druck aufrechtzuerhalten, der etwas
größer ist als der Druck in dem Raum ; S, und er wirkt ferner auf die Ventilsteuerung
96 eines Ventils 97 in der Leitung 12 ein, um dieses Ventil zu schließen, wenn der
Druck in dem Raum S größer als 1der Druck im Gefäß. I3 über dem Boden 80 oder diesem
Druck gleich wird.
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Der Auslaß der Katalysators aus dem Reaktionsgefäß I3 erfolgt gemäß
Fig. 6 durch die Teile 15, I6, 17, von denen oder mittlere Teil I6 eine im Querschnitt
vergrößerte Druckminderungskammer mit einem oberen Auslaß 100 ist, der mit einem
entsprechenden Fluidum als Druckverschluß wirkt.
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Der Leitungsteil1 15 mündet in die Kammer r6 an einer mittleren Stelle.
Die Mündung 15' ist vorteilhaft etwa horizontal angeordnet. Der Teil 17 ist an eine
Öffnung IOI im Boden der Kammen 16 angeschlossen, die größer ist als die Mündung
15'.
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Eine senkrechte Prallplatte 102 ist in der Kammer so angebract, daß
sie neben der Eintrittsstelle des Katalysators und über einem Teil der Auslaßöffnung
101 liegt. Die obere Kante dieser Platte 102 erstreckt sich dabei bis etwas oberhalb
Ider Mündung 15'. Es entstehen damit zwei Räume A und B, von denen jeder mit der
Leitung 17 in Verbindung steht. Die Stellung der Mündung 15' des Leitungsteils 15
und die Höhe der Platte 102 sind so gewählt, daß die Schütthöhe des Katalysators'
im Raum A wesentlich höher ist als der frei bleibende Teil bis zur oberen Kante
der Platte 102. Dadurch gelangt das unter Druck stehende Fluidum, das mit dem Katalysator
in die Kammer eintritt, im wesentlichen. in, den Raum A, so daß ein verhältnismäßig
langsames Strömen dieses Fluidums unter der Platte 102 hinweg und durch den Raum
B stattfindet. Somit wird ein Aufsieden des Katalysators, das das Entweichen eines.
gasförmigen Fluidums zu begleiten pflegt, nur die kleineren Katalysatorteilchen
über die obere Kante der Platte 102 in den Raum B hineinblasen, von dem aus die
Ableitung durch den entsprechenden Teil des Auslasses 101 erfolgt. Der Leitungsteil
17 hat eine Drosselklappe 103, um den Fluß des. Katalysators durch das Reaktionsgefäß
zu steuern und die Leitung 15 mit Katalysator gefüllt zu halten. Die beschriebene
Prallplatte ermögllicht das Ablassen des Druckabschlußfluidums ohne großen Expansionsraum
und ohne Aufwirbelung des Katalysators. Bei Anlagen, die wegen Raumbegrenzung nur
einen sehr kurzen schrägen Leitungsteil I7 gestatten, wird ein Staub schieben 104
vorgesehen, um zu vermeiden, daß Dämpfe durch den leeren Raum im oberen Teil: der
Leitung I7 gehen und so durch die Klappe 103 in den. Elevator gelangen. Die dargestellte
Anordnung kann ohne den Schieber 104 arbeiten. Durch die Speiseleitung 105 mit Ventil
105' kann frischer Katalysator eingebracht werden.
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Es ist ferner vorgesehen, durch Zerkleinerung und Abrieb gebildete
Katalysatorteilchen aus dem Kreislauf abzuziehen. Hierzu wird wenigstens ein Teil
des Katalysators dem Kreislauf entnommen, und dieser kehrt als frei fallender Strom
durch einen sich im Gegenstrom bewegenden Gasstrom zurück.
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Der zu diesem Zweck benutzte Abscheider (Fig. I und 2) hat einen
Reinigungskanal 110, der konzentrisch von einem Kamisn III für die Abgase uimgeben
ist und durch einen Halteflansch 111' am oberen Teil des Regenerators 19 getragen
wird.
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Kanal und Kamin sind an ihrem oberen Ende mit einer Deckplatte 1 112
verbunden, und jeder von ihnen hat einen Auslaß 113 bzw. 114, die beide mit einer
Abgasleitung 115 verbunden sind, die zu einem Staubabscheider 116 mit Auslässen
117, 118 für Staub und Gas führt. Ein Teil des regenerierten Katalysators wird am
oberen Ende der Leitung 24 durch die Leitung 120 abgezogen, wobei die Menge dadurch
das Ventil 121 geregelt wird. Die Leitung 120 geht durch den Kamin III mittels eines
Stutzens I22 hindurch und tritt durch eine Öffnung I23 in den Kanal IIO ein. Das
nach unten gerichtete Ende 125 hat eine Ausflußöffnung 126, unter der ein Verteilungskegel
127, der durch Streben I28 getragen wird, angeordnet ist. Ein Verschluß ring 129
ist unten zwischen dem Kanal 110 und Kamin 111
vorgesehen. In dem
Zwischenraum wird durch die Leitungen I3I und 131', die mit -den -Ventilen I32 und
132' versehen- sind, ein inertes Gas zugeleitet.
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Dieses Gas ist hier das Abgas, das durch die Verlängerungen 43a und
43,a' -der Sammelleitungen 43 und 43' erhalten wird, wobei Drosselklappen I33, 133'
vorhanden sind, die den Eintritt -der Abgase in den Kamin 111 regeln. Ein Teil des
Abgases strömt daher durch den Kanal ItIo im Gegenstrom zu dem frei fallenden Katalysator,
der über den Verteilungskegel I27 eintritt. Das Abgas entstaubt dabei den Katalysator,
und der Staub wird im Abscheider 1 I6 niedergeschlagen. Der Katalysator gelangt
dann in den Auffangtrichter I35 und von hier durch das Rohr I3tS mit dem Auslaß
136' in den Regenerator, und zwar unterhalb des in diesem gehaltenden Niveaus.
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Es findet eine zweifache Regelung des Betriebes statt. Zunächst wird
die Gasgeschwindigkeit so eingestellt, daß sie etwas über der Schwebegeschwindigkeit
der größten auszublasenden Teilchen liegt. Diese Geschwindfglreit bedeutet, daß
dabei die Staubteilchen durch den Gas strom schwebend gehalten werden (vgl. »A Treatise
on Chemical Engineering« von Geoffrey Martin, Crosby Lockwood and Son, London, I928).
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Ferner wird die Menge der zu reinigenden Katalysatormasse geregelt,
wodurch sich auch die Menge der in den Kanal 11,0 gelangenden Staubteilchen ändert.
Die beste Wirksamkeit der Reinigung wird erreicht, wenn die Menge des Katalysators
etwa 10 t pro Stunde und Quadratmeter des Kanalquerschnittes nicht überschreitet.
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Die Fördermittel für den Katalysator sind mit maßgebend für einen
gleichmäßigen Katalysatorstrom durch das Reaktionsgefäß. Ein. weiteres wichtiges
Mittel für den gleichförmigen lKatalysatorstrom ist in Fig. 6 dargestellt, wo eine
Anzahl von übereinanderliegenden Zwischenböden I40, 141, 142 im Bodenteil angeordnet
ist. Diese Böden sind mit Öffnungen 140', 141' und 142' versehen, so daß der Katalysatorstrom
in eme große Anzahl verhältnismäßig kleiner Ströme unterteilt wird. Diese Einzelströme
vereinigen sich dann wieder zu einem einzigen Ausgangsstrom am Bodenteil 14. Auf
diese Weise wirkt sich eine Regelung des Katalysatorstromes durch die Drosselklappe
103 nicht störend auf den gleichmäßigen Fluß des Katalysators durch das Reaktionsgefäß
13 aus. Ähnliche Zwischenböden I45, I46, I47 sind in dem konischen Bodenteil 20
des Regenerierungsgefäßes 19 (Fig. I) vorgesehen.
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Die beschriebene Anlage eignet sich beispielsweise zum katalyti,
schen Kracken von Erdölkohlenwasserstoffen mit einem körnigen Tonerde-Kieselsäure-Katalysator.
Hierbei wird durch den Einlaß 25 Gasöl oder eine andere Erdölfraktion in Dampfform
eingeführt. Die Kracktemperatur beträgt 260 bis 6490 je nach Art des Ausgangsöls.
Der Durck im Reaktionsgefäß 13 kann in verhältnismäßig weiten Grenzen variieren;
er liegt in typischen Fällen zwischen Atmosphärendruck und etwa 2 kg/cm2. Die Raumgeschwindigkeit
des Katalysators variiert ebenfalls je nach Art des Ausgangsöls und nach Art des
Katalysators und hängt ferner von wirtschaftlichen Gesichtspunkten ab. -Mengenverhältnisse
von O, I bis 20 Volumina Öl, vorzugsweise 0,2 bis 5 Volumina, gemess-en vor der
Ver--dampfung, je Stunde pro Volumen, der Katalysatorkapazität der Reaktionszone
werden angewendet. Die durch die Leitung 27 abgezogenen Kohlenwasserstoffdämpfe
werden in der üblichen Weise weiterverarbeitet.
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Die Betriebstemperaturen des Regenerators hängen von der Art des
verunreinigenden Ni-ederschlags und der Art des verwendeten Katalysators ab. Es
wurde beispielsweise gefunden, daß ein Katalysator aus natürlichem Ton mit einer
Teerverunreinigung, die in der Dampfphase niedergeschlagen ist, beim Kracken eines
reinen Gasöls sehr gut bei 429 bis 5930 regeneriert werden kann.
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Andererseits wurde gefunden, daß bei der Regenerierung ein, es synthetischen
Katalysators Temperaturen zwischen 427 und 6770 benutzt werden können. Weiter wurde
ermittelt, daß es wünschenswert ist, in den ersten Regenerierungsstufen die Temperatur
von 427' und 5660 zu halten, da hier die leichter brennbaren Bestandteile des Niederschlags
verbrennen, während in den weiteren Stufen, wo -der restliche Niederschlag verbrennt,
der weniger gut brennbar ist, die Temperaturen auf 538 bis 677° zu erhöhen sind.
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Da die frei werdende Wärmemenge bei der fortschreitenden Verbrennung
allmählich abnimmt, insbesondere in der letzteren Verbrennungsstufe, ändert sich
die Größe der Kühlfläche, die in den verschiedenen Kühlzonen erforderlich ist.
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Es wurde gefunden, daß der Grad der Verbrennung, insbesondere in
den letzteren Brennstufen, durch Kontrolle der Menge des Sauerstoffes im Abgas geändert
werden kann. Dies wird natürlich durch die Größe des Luftdurchganges durch die Verbrennungsstufen
geregelt. Bei den mittleren und letzten Verbrennungszonen für Iden Niederschlag
ist es wünschenswert, den Sauerstoffgehalt des Abgases zwischen 0,5 und 15 Volumprozent
zu halten, um eine befriedigende rasche Verbrennung des Niederschlags zu erhalten.
Im allgemeinen ist es vorteilhaft, die Regenerierung mit einem Sauerstoffgehalt
im Abgas zwischen 2 bis 10 Volumprozent auszuführen.