DE918323C

DE918323C - Process for circulating freely flowing, grainy, solid substances

Info

Publication number: DE918323C
Application number: DEH9178A
Authority: DE
Inventors: John Watson Delaplaine; Lake Jackson; Edwin Harry Ivey Jun
Original assignee: Houdry Process Corp
Current assignee: Houdry Process Corp
Priority date: 1950-07-28
Filing date: 1951-07-21
Publication date: 1955-03-21

Description

Verfahren zur Kreislaufführung frei fließender, körniger, fester Stoffe Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Transport und zur Kreislaufbewegung festen körnigen Materials von unterschiedlicher Teilchengröße. Die Erfindung ist fü.r Kohlenwasserstoffumwandlungs anlagen von besonderer Bedeutung, vor allem für Anlagen, in denen feste, kornförmige Katalysatoren von verhältmsmäßig großer Teilchengröße in einem stetigen Kreislauf zwischen einer Reaktionszone und einer Regenerationszonæ bewegt werden.Process for the circulation of free flowing, granular, solid substances the Invention relates to a method and a device for transport and for circulating solid granular material of different particle size. The invention is of particular importance for hydrocarbon conversion plants, especially for systems in which solid, granular catalysts of behavior large particle size in a continuous cycle between a reaction zone and a regeneration zone.

Die Erfindung kann mit Vorteil bei den verschiedensten Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren verwendet werden, die derartige feste, kornförmige Katalysatoren verwenden, wie beim Kracken, bei der Dehydrierung. der Bildung aÜomatischer Kohlenwasserstoffe, bei der Rückbildung u. dgl. Bei diesen und ähnlichen Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren sammeln sich auf dem Katalysator als Folge der Reaktionen, die während der Berührung mit der Kohlenwasserstoffcharge eintreten, kohlenstoff- oder kohlenwasserstoffhaltige Verunreinigungen, Koks genannt, an, die sich als Nebenprodukt derartiger Umwandlungen bilden und die Wirksamkeit des Katalysators herabsetzen. Dementsprechend unterwirft man in der Praxis den gebrauchten Katalysator periodisch einer Regeneration durch Verbrennung des abp gelagerten Kokses in Luft oder einem anderen sauerstoffhaltigen Gas. The invention can be used to advantage in a wide variety of hydrocarbon conversion processes which use such solid, granular catalysts as with cracking, with dehydration. the formation of aromatic hydrocarbons, in recovery and the like in these and similar hydrocarbon conversion processes collect on the catalyst as a result of the reactions that occur during contact enter with the hydrocarbon charge, carbon or hydrocarbon containing Impurities, called coke, appear as a by-product of such conversions form and reduce the effectiveness of the catalyst. Subjected accordingly in practice, the used catalyst is periodically regenerated Combustion of the stored coke in air or another oxygen-containing one Gas.

In Anlagen, in denen der Katalysator in Form eines feststehenden, Bettes verwendet wird, erfolgt die Regeneration, indem man den Kohlenwasserstoffstrom nach einer festgelegten Betriebszeit von diesem Bett umleitet und das Bett mit dem Re- generationsgas in Kontakt bringt. In anderen bekannten Anlagen wird der Katalysator von der Zone oder dem Reaktionsraum, in dem die Kohlenwasserstoffumwandlung stattfindet, in einen getrennten Regenerationsofen oder eine Regenerationszone gebracht, wo die Verbrennung des Kokses durchgeführt wird; der regenerierte Katalysator wird dann zur Verwendung im Hauptverfahren in dieses zurückgebracht. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die letztere Arbeitsweise, die einen bewegten Katalysator verwendet. In systems in which the catalyst is in the form of a fixed, If the bed is used, the regeneration is done by turning off the hydrocarbon stream diverts from this bed after a set operating time and the bed with the Re- brings generationsgas into contact. In other known plants becomes the catalyst of the zone or the reaction space in which the hydrocarbon conversion takes place, placed in a separate regeneration furnace or regeneration zone, where the coke is burned; the regenerated catalyst becomes then returned to it for use in the main proceedings. The present The invention relates to the latter mode of operation, which is a moving catalyst used.

In der Industrie werden zur Zeit mehrere Verfahren benutzt, um den Transport des Katalysators in seiner Kreislaufbewegung zwischen der Reaktions- und der Regenerationszone zu bewerksteigen. Da im Kreislauf des Verfahrens der Katalysator gewöhnlich von einer niederen zu einer höheren Ebene zu befördern ist, muß für eine Anlage zur Durchführung des Aufwärtstransportes Sorge getragen werden. In einigen bekannten und weitverbreiteten Anlagen werden mechanische Beförderungseinrichtungen, wie Eimerbagger, verwendet, während in anderen Anlagen, vor allem den mit sehr fein zerteilten oder gepulverten Katalysatoren arbeitenden, das Material durch verhältnismäßig homogene Dispergierung in einem gasförmigen Träger leicht fließbar gemacht werden kann und in diesem fließbar gemachten Zustand gehandhablt wird. Fließbarmachung bezieht sich auf die Eigenschaften feinzerteilter fester Stoffe, die, wenn sie in einem mit verhältnismäßig niedriger Gesohwindigkeit aufsteigenden Gasstrom verteilt werden, ein kontinuierliches, wirbelndes Bett in einer verhältnismäßig eng umgrenzten Zone bilden, das einer kochenden Flüssigkeit ähnelt und Fließeigenschaften besitzt, die denen gewöhnlicher Flüssigkeiten gleichen. Grobkörnige Stoffe sind auf diesem Wege noch nicht erfolgreich fließbar gemacht worden. Man hat zwar vorgeschlagen, pneumatische Anlagen bei der Aufwärtsbeförderung umfangreicherer Katalysatormengen mit größerer Teilchengröße wie Körner oder Kügelchen zu verwenden, aber eine erfolgreiche praktische Anwendung dieser Vorschläge wurde bisher wegen der Schwierigkeiten, diese Stoffe mit größerer Teilchengröße nach bekannten und neu vorgeschlagenen, Verfahren zu handhaben, und ferner wegen des sich dabei ergebenden Verschleißes der Anlage und bzw. oder hoher Abnutzungsverluste an Katalysator nicht erreicht. Several methods are currently used in the industry to achieve the Transport of the catalyst in its circular motion between the reaction and to climb the regeneration zone. Because in the cycle of the process the catalyst usually to be promoted from a lower to a higher plane, must for one System for carrying out the upward transport. In some well-known and widespread systems are mechanical conveyors, like bucket excavators, while used in other plants, especially those with very fine ones divided or powdered catalysts working the material through proportionately homogeneous dispersion in a gaseous carrier can be made easily flowable can and is handled in this state made flowable. Flowability refers to the properties of finely divided solids which, when in a gas flow rising at a relatively low velocity become a continuous, swirling bed in a relatively narrowly circumscribed one Form a zone that resembles a boiling liquid and has flow properties, which resemble those of ordinary liquids. Coarse-grained fabrics are on this Paths have not yet been successfully made flowable. It has been suggested pneumatic systems for the upward conveyance of large amounts of catalyst larger particle size like granules or spheres to use, but a successful one practical application of these proposals has been hitherto because of the difficulties encountered in this Substances with a larger particle size according to known and newly proposed processes to handle, and also because of the resulting wear and tear on the system and / or high wear losses on the catalyst are not achieved.

Daß die für feinzerteiltes oder gepulvertes festes Material vorgeschlagenen und benutzten Verfahren nicht unmittelbar für verhältnismäßig großkörniges Material anwendbar sind, ist nicht nur im Größen. unterschied selbst begründet, sondern wird durch grundlegende Unterschiede in den Eigenschaften und im Verhalten der beiden Stoffe in fließenden Gasen hervorgerufen. Diese Unterschiede rühren sowohl von Unterschieden in den dynamischen Eigenschaften der einzelnen Teilchen als Funktion der Größe her als auch von dem Verhalten der Gesamtmenge solcher Teilchen. Zur Würdigung der vorliegenden Erfindung sind im folgenden einige Eigenschaften solcher aus einem fließenden und einem festen Stoff bestehenden Systeme aufgezeigt und einander gegenübergestellt. That suggested for finely divided or powdered solid material and did not use methods directly for relatively large grain material are applicable is not only in sizes. difference itself is justified, but becomes through fundamental differences in the properties and behavior of the two Substances caused in flowing gases. These differences stem from both differences in the dynamic properties of the individual particles as a function of size as well as the behavior of the total amount of such particles. In appreciation of the present Invention below are some properties such from a flowing and systems existing in a solid material are shown and compared with one another.

Die dynamischen Eigenschaften von Systemen, die sich aus Teilchen festen Materials und einem fließenden Stoff zusammensetzen, sind in den letzten Jahren eingehender studiert worden, und gewisse Eigenschaften dieser Systeme sind jetzt bekannt; obgleich bedeutsame Beobachtungen gemacht wurden, sind diese noch nicht vollständig und zufriedenstellend miteinander in Einklang gebracht und erklärt worden. Man kann durch rein mathematische Überlegungen zeigen, und man. hat es experimentell nachgewiesen, daß das Verhalten der Teilchen entscheidend durch die durchschnittliche freie Wegstrecke im fließenden Träger beeinflußt wird, die in großem Ausmaße durch die Teilchengröße und die Konzentration des festen Stoffes bestimmt ist. So hat man gezeigt, daß in Systemen gasförmiger und fester Stoffe, die Teilchen kleiner Größenordnung umfassen, besonders wenn diese von unterschiedlicher Größenverteilung sind, eine gleichmäßige Fließbarmachung durch gesteuertes Zulassen eines Gases mit verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit erreicht werden kann. Dagegen durchquert das Gas bei größerenTeilchen als der Größenordnung entspricht, die ein Sieb mit 576 Maschen je Quadratzentimeter passiert, bei denselben Geschwindigkeiten leicht das Bett, ohne die Teilchen im Bett wesentlich zu stören, und wenn die Geschwindigkeit des Gases über den Punkt hinaus erhöht wird, bei dem das Bett fest liegenbleibt, ergibt sich an Stelle einer Dispergiew rung der Teilchen im Gas nur ein ungleichmäßiges Aufreißen der gleichmäßigen Schicht und ein Springen der abgetrennten Teile des Bettes mit ruckartigen Bewegungen, was man mit dem Ausdruck Schlagen bezeichnet. The dynamic properties of systems made up of particles Solid material and a flowing substance are in the last Years of in-depth study, and certain properties of these systems are now known; although significant observations have been made, they still are not fully and satisfactorily reconciled and explained been. One can show by purely mathematical considerations, and one. did it experimentally proven that the behavior of the particles is determined by the average free path in the flowing carrier is influenced to a large extent by the particle size and the concentration of the solid substance is determined. So had it has been shown that in systems of gaseous and solid substances, the particles are smaller Order of magnitude, especially if these are of different size distribution are, a uniform flowability through controlled admission of a gas with relatively low speed can be achieved. In contrast, crossed the gas for particles larger than the size a sieve can handle 576 meshes per square centimeter passes easily at the same speeds the bed without significantly disturbing the particles in the bed, and if the speed of the gas is increased beyond the point at which the bed is stuck, Instead of dispersing the particles in the gas, the result is only a non-uniform one Tearing open the even layer and cracking of the separated parts of the Bed with jerky movements, which is known as hitting.

Man. hat auch erkannt, daß eine Verminderung der linearen Ausdehnung eines Teilchens einen beträchtlichen Flächenzuwachs mit sich bringt, da die Gesamtoberfläche der so erhaltenen zerteilten Masse annähernd im gleichen Verhältnis wächst, in dem die linearen Ausdehnungen der ursprünglichen Teilchen verkleinert werden. Erreicht der Zerteilungsgrad kolloidale Größenordnungen, oder nähert er sich ihnen, so läßt diese Oberflächenzunahme je Maßeinheit (spezifische Oberfläche) gewisseEnergieeinflüsse wirksam werden, die ihren Ursprung in der Oberfläche haben und die das Verhalten eines aus derartigen Teilchen, zusammen gesetzten Körpers als Gesamtheit oder als Suspension in einem fließenden Medium wesentlich beeinflussen. Es scheint nun, daß bei Zerteilungsgraden, die beträchtlich unter kolloidalen Verhältnissen liegen, die von hoher spezifischer Oberfläche herrührenden Eigenschaften bedeutsame Einflüsse haben können. Es liegen ausreichende Beweise vor, daß gewisse Restkräfte, die zwischen den Teilchen der Systeme, die sich nicht leicht fließbar machen lassen, vorhanden sind, in den Systemen eindeutig fehlen, die sich leicht fließbar machen lassen. wendung findet, ist der beim Aufwärtstransport des Materials entstehende Druckabfall mit dem in Einklang gebracht, der beim Weitertransport des Materials durch die verbleibenden Teile der Anlage herrscht, in dem sich der feste Stoff als dichtes, zusammenhängendes, wirhelfreies Bett durch entweder eine Reaktionszone oder eine Regenerationszone oder aber durch beides bewegt oder bewegt wird. In der bevorzugten Ausführungsform wird mit Ausnahme der durch den Gasstrom getätigten Aufwärtsbeförderung des festen Stoffes der Fluß desselben im übrigen Bewegungskreislauf durch die Schwerkraft bewirkt. Man. has also recognized that a decrease in linear expansion of a particle brings with it a considerable increase in area, since the total surface the divided mass thus obtained grows in approximately the same proportion in which the linear dimensions of the original particles are reduced. Achieved the degree of division colloidal orders of magnitude, or approaches them, so leaves this increase in surface area per unit of measurement (specific surface area) has certain energy effects which have their origin in the surface and which affect the behavior a body composed of such particles as a whole or as Significantly affect the suspension in a flowing medium. It now appears that at degrees of division that are considerably below colloidal ratios, the properties resulting from the high specific surface are significant influences can have. There is sufficient evidence that some residual forces exist between the particles of the systems that cannot easily be made flowable are clearly absent from the systems that can be made easily flowable. turn is the pressure drop that occurs when the material is transported upwards brought into line with that of the further transport of the material through the remaining Parts of the system prevail, in which the solid material appears as a dense, coherent, helpless bed by either a reaction zone or a regeneration zone or is moved or moved by both. In the preferred embodiment with the exception of the upward movement of the solid due to the gas flow The flow of the substance in the rest of the cycle of motion is caused by gravity.

Ein besonders wichtiger Vorteil der Erfindung für ihre Anwendung bei Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren ergibt sich aus der in der Anlage erreichbaren verhältnismäßig hohen Mengenum'l auf sgeschwindigkeit des Katalysators, die eine wirksame und wirtschaftliche Durchführung des Verfahrens mit erwünschten hohen Katalysator-tWl-Verhältnissen gestattet. A particularly important advantage of the invention for its application in the case of hydrocarbon conversion processes results from the achievable in the plant relatively high quantities of oil on the speed of the catalyst, which is a efficient and economical implementation of the process with the desired high catalyst tWl ratios allowed.

Die Arbeitsweise der Erfindung und andere Vorteile derselben werden durch die Beschreibung an Hand der Figuren verständlich, die eine praktische Ausführung der Erfindung darstellen, wie sie bei einem katalytischen Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren verwendet wird. The operation of the invention and other advantages thereof will be provided understandable through the description on the basis of the figures, which show a practical implementation of the invention as used in a catalytic hydrocarbon conversion process is used.

Fig. I der Zeichnung ist der schematische Aufriß einer die Erfindung darstellenden Anlageform (Teile derselben sind geöffnet und im Querschnitt gezeigt); Fig. 2 ist ein Fließschema einer veränderten Anlage; Fig. 3 bis 5 sind vergrößerte Ansichten des in Fig. 2 gezeigten Auftriebsabschnittes. Figure 1 of the drawings is a schematic elevation of one of the invention Representative investment form (parts thereof are opened and shown in cross section); Fig. 2 is a flow diagram of a modified plant; Figs. 3 to 5 are enlarged Views of the lift section shown in FIG. 2.

Bei der in Fig. I dargestellten Anlage ist ein Reaktionskessel 1 über einem Ofen 2 angebracht; der unbehinderte Fluß des Katalysators zwischen ihnen geschieht durch ein Verbindungsrohr 3. Der Katalysator bewegt sich auf Grund der Schwerkraft sowohl durch den Reaktionskessel I als auch durch den Ofen 2 als festes geschlossenes Bett abwärts. Bei der üblichen Arbeitsweise wird das Katalysatorbett im Reaktionskessel 1 mit den zu krackenden oder anders umzuwandelnden Kohlenwasserstoffen dadurch in Kontakt gebracht, daß man diese im Gleichstrom oder Gegenstrom, auf das sich abwärts bewegende Bett bezogen, durch den Reaktionskessel führt. In der in Fig. I dargestellten Ausführung werden z. B. die verdampften Kohlenwasserstoffe durch eine Leitung 4 zugelassen, und die dampfförmigen Umwandlungsprodukte werden durch eine in bekannter Weise mit einer nicht gezeigten Kondensations- und Destillieranlage verbundene Leitung 5 abgeführt. Behandlungsdampf oder Sperrgas kann durch eine Leitung 6 in den obersten Teil des Reaktionskessels eingelassen werden. Im Reaktionskessel I sind unter der Gasableitungsebene Vorrichtungen getroffen, den herabsinkenden Katalysator durch Zuführung eines Reinigungsgases, wie Dampf oder inertes Gas, durch die Leitung 7 von anhaftenden gasförmigen Produkten zu reinigen. In the system shown in FIG mounted over an oven 2; the unimpeded flow of the catalyst between them happens through a connecting pipe 3. The catalyst moves due to the Gravity through both reaction kettle I and furnace 2 as a solid closed bed downwards. In the usual procedure, the catalyst bed in the reaction vessel 1 with the hydrocarbons to be cracked or otherwise converted brought into contact by this in co-current or counter-current, on the downward moving bed, passes through the reaction kettle. In the in Fig. I illustrated embodiment z. B. the vaporized hydrocarbons admitted through a line 4, and the vaporous conversion products are by a known manner with a condensation and distillation plant, not shown connected line 5 discharged. Treatment steam or sealing gas can pass through a line 6 can be let into the uppermost part of the reaction vessel. In the reaction kettle I, there are devices under the gas evacuation level, the descending ones Catalyst by supplying a cleaning gas such as steam or inert gas to clean the line 7 from adhering gaseous products.

Der so gereinigte, von dem Reaktionskessel I al)-geführte Katalysator bewegt sich auf Grund der Schwerkraft durch Rohr 3 in den Ofen 2, wo er zur Regeneration durch Verbrennung des Kokses, der durch den Gebrauch bei dem im Reaktionskessel 1 durchgeführten vorangegangenen Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren entstanden ist, mit sauerstoffhaltigen Gasen in Kontakt gebracht wird. Im Ofen können das frische sauerstoffhaltige Gas sowie die Verbrennungsprodukte in verschiedenen Zonen zugeführt bzw. abgelassen werden, die so eine Mehrzahl von Regenerationsstufen bilden, wobei Kühlvorrichtungen zur Vermeidung von Übertemperaturen im Ofen eingerichtet sind. The catalyst which has been purified in this way and carried from the reaction vessel I al) moves due to gravity through tube 3 into furnace 2, where it is used for regeneration by burning the coke that is produced by its use in the reaction kettle 1 carried out previous hydrocarbon conversion processes is brought into contact with gases containing oxygen. Fresh can be in the oven Oxygen-containing gas as well as the combustion products are supplied in different zones or are drained, which thus form a plurality of regeneration stages, wherein Cooling devices are set up to avoid excess temperatures in the furnace.

Dieser Ofen kann durch andere Ofenarten ersetzt werden. Bei dem dargestellten Ofen wird nur eine einzige Zuführungszone des durch die Leitung 8 eintretenden Regenerationsgases gezeigt; die Abgase werden durch die Leitungg abgeführt. Über der Verbrennungszone im Ofen ist ein Auslaß angebracht, der durch ein selbsttätiges Entspannungsventil 10 gesteuert wird, das den Druck in dieser Ebene etwas über den am Auslaß des Abgases g herrschenden Druck hält, um gegen den Eintritt dieses Gases in die Leitung 3 eine Sicherung zu bilden.This oven can be replaced by other types of ovens. With the one shown The furnace becomes only a single feed zone for the regeneration gas entering through line 8 shown; the exhaust gases are discharged through the line. Above the combustion zone an outlet is installed in the furnace, which is connected to an automatic expansion valve 10 is controlled, the pressure in this plane is slightly above that at the outlet of the exhaust gas g holds the prevailing pressure to prevent the entry of this gas into line 3 a Form fuse.

Der regenerierte, von Ofen 2 abgeleitete Katalysator fließt auf Grund der Schwerkraft durch das Rohr II in eine Umleitungskammer I2 und bildet darin ein begrenztes Bett, wobei der Katalysator den Behälter füllt oder, wie besonders bei I3 in Fig. 3 gezeigt, einen normalen Schüttwinkel bildet. The regenerated catalyst derived from furnace 2 runs aground gravity through the pipe II into a bypass chamber I2 and forms a confined bed, with the catalyst filling the container or, as especially with I3 shown in Fig. 3 forms a normal angle of repose.

Unter der Oberfläche des in der Umleitungskammer 12 befindlichen Katalysators beginnend, ist ein Auftriebsrohr 14 dargestellt, in das der Katalysator vom Bett in der Kammer mittels eines mit dem Rohr 15 und der Düse I6 durch das Bett geleiteten Gas stromes getrieben wird.Below the surface of the catalyst located in the bypass chamber 12 Starting, a buoyancy tube 14 is shown, into which the catalyst from the bed in the chamber by means of one passed through the bed with the pipe 15 and the nozzle I6 Gas is driven by electricity.

Der Entladungsbehälter des Auftriebsrohres ist in einer bestimmten Höhe über dem Reaktionskessel I angebracht. So entlädt sich das Auftriebsrohr 14, wie dargestellt, in die EntSindungskammer I7, wo das Auftriebsgas durch eine über der Anlage befindliche Leitung I8 abgetrennt wird, während der feste Katalysator, vom Einfluß des Auftriebsgases befreit, durch die Einwirkung der Schwerkraft herabsinkt und ein durch den Boden der Entbindungskammer I7 getragenes Bett bildet. The discharge container of the buoyancy tube is in a certain Height above the reaction vessel I attached. So the buoyancy tube 14 discharges, As shown, into the disinfection chamber I7, where the buoyancy gas is passed through an over the plant located line I8 is separated, while the solid catalyst, freed from the influence of the buoyancy gas, descends by the action of gravity and forms a bed supported by the floor of the delivery chamber I7.

Von diesem Bett wird der Katalysator auf Grund der Schwerkraft durch ein auch als Sperre arbeitendes Rohr 19 in den oberen Teil des Reaktionskessels I zurückgebracht. Eine Vorrichtung für das Trennen feiner Teilchen von dem entbundenen Gas ist in Gestalt des bei 20 dargestellten Zyklonabscheiders angebracht, der mit der oben an der Anlage befindlichen Ablaßleitung I8 verbunden ist.The catalyst gets through from this bed by gravity a pipe 19, also functioning as a barrier, into the upper part of the reaction vessel I brought back. A device for separating fine particles from the debonded Gas is attached in the form of the cyclone separator shown at 20, with the is connected to the drain line I8 at the top of the system.

Das Abfließen der Kohlenwasserstoffdämpfe des Reaktionskessels I in das Rohr 19 wird durch das Einlassen eines Sperrgases, vorzugsweise Dampf, verhindert, das in den Oberteil des Reaktionskessels durch die Leitung 6 eintritt.The drainage of the hydrocarbon vapors from the reaction vessel I in the pipe 19 is prevented by the admission of a sealing gas, preferably steam, which enters the top of the reaction vessel through line 6.

Anstatt den Reaktionskessel, wie in Fig. I dargestellt, über den Ofen zu setzen, kann man die Reihenfolge auch umkehren. Auch kann man den Der Unterschied im Verhalten fester Teilchen von verschiedener Größenordnung kann leicht durch andere Überlegungen theoretisch gefunden und auf andere Weise einfach gezeigt werden. Bei einem festen Stoff mit gegebener Zusammensetzung ändert sich, wenn alle anderen Faktoren konstant gehalten werden, nach dem Gesetz von Stockes die End-oder Höchstgeschwindigkeit eines in einem ruhig fließenden Medium frei fallenden Teilchens mit dem Quadrat seines Halbmessers. Diese Höchst-oder Endgeschwindigkeit stellt die Geschwindigkeit des Gases dar, die notwendig ist, ein einzelnes Teilchen des festen Stoffes zu tragen, ohne es sinken oder steigen zu lassen, und entspricht der teilchentragenden Geschwindigkeit. Obwohl nicht geltend gemacht wird, daß die nach Stokes Formel errechneten Werte für die besprochenen Systemarten fester Teilchen in fließenden Medien quantitativ zutreffen, so wird man sie doch als einen ungefähren Maßstab dafür ansehen können, daß ein zehnfacher Größenunterschied einem hundertfachen Unterschied in der tragenden Geschwindigkeit entspricht; Unterschiede in dieser Größenordnung sind beobachtet worden. Werden die Teilchen immer weiter zerkleinert, so erreicht man ein Gebiet, wo der zwischen den Teilchen befindliche Raum verhältnismäßig winzig wird, so daß das Gas eingefangen wird und sich nur durch die gesamte Masse bewegen kann, indem es die Teilchen verdrängt. Das wird zu einem großen Teil der Grund für die verhältnismäßig lange Absetzzeit sein, die feinzerteilte Teilchen benötigen, um eine feststehende Bettebene zu erreichen. Bei Teilchen von wesentlicher und unterschiedlicher Größe, wie von der Größenordnung I mm und darüber, wird keine merkliche Zeit für das Absetzen des Bettes benötigt. Wegen dieser grundlegenden Eigenschaften, die für gepulvertes und feinzerteiltes Material charakteristisch sind, kann man dieses leicht bei mäßigen Gasgeschwindigkeiten flileßblar machen, und dergestalt fließbar gemacht, können die so erzeugten Dispersionen bezüglich. ihrer Fluß charakteristik wie gewöhnliche Flüssigkeiten gehandhabt werden. Auf der anderen Seite ist, selbst wenn es theoretisch nicht unmöglich ist, die Fließbarmachung verhältnismäßig großer Teilchen zur Handhabung derselben als fließendes System mit den bekannten Methoden praktisch nicht zu erreichen, und derartige größere Teilchen können nicht nach Verfahren gehandhabt werden, die für feiner zerteiltes Material vorgeschlagen wurden. Instead of the reaction vessel, as shown in FIG You can also reverse the order to set the oven. You can also do that Of the Difference in the behavior of solid particles of different sizes can easily theoretically found by other considerations and simply shown in another way will. In the case of a solid substance with a given composition, if all changes other factors are kept constant, according to the law of Stockes the end or Maximum speed of a particle falling freely in a smoothly flowing medium with the square of its radius. This top or top speed represents represents the velocity of the gas that is necessary to produce a single particle of the to wear solid material without letting it sink or rise, and corresponds the particle-carrying speed. Although it is not alleged that the values calculated according to Stokes formula for the discussed system types of solid particles apply quantitatively in flowing media, they are considered to be approximate To be able to see the scale that a tenfold difference in size is a hundredfold Difference in carrying speed; Differences in this Orders of magnitude have been observed. If the particles continue to be crushed, in this way one reaches an area where the space between the particles is proportionate becomes tiny so that the gas is trapped and just spread through the whole mass can move by displacing the particles. That'll be a big part of that The reason for the relatively long settling time is the finely divided particles need to reach a fixed bed level. In the case of particles, it is essential and different sizes, such as of the order of 1 mm and above, will not be takes noticeable time to lower the bed. Because of this basic Properties that are characteristic of powdered and finely divided material one can easily make this flowable at moderate gas velocities, and made flowable in this way, the dispersions produced in this way can with respect to. their flow characteristics are handled like ordinary liquids. On the on the other hand, even if it is not theoretically impossible, the process of making it flowable relatively large particles for handling the same as a flowing system the known methods practically impossible to achieve, and such larger particles cannot be handled in accordance with procedures applicable to more finely divided material were proposed.

Zu den wichtigsten Zielen der Erfindung gehört die Bereitstellung wirksamer Vorrichtungen und Verfahren zum Handhaben derartigen festen, körnigen Materials mit verhältnismäßig großen Teilchen in nicht fließbarem Zustand. Die Erfindung betrifft in der Hauptsache den durch ein Gas erfolgenden Aufwärts transport derartiger körniger Stoffe, die als Katalysatoren oder anderes Kontakt material in Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren verwendet werden. Durch die neuartigen Merkmale der Erfindung wird oben beschriebener körniger Katalysator mit unterschiedlicher Teilchengröße wirksam durch transportierende Gase in glatter Arbeitsweise bei erwünschten gleichmäßigen Fließzustanden, aufwärts bewegt, wobei verhältnismäßig hohe Fließgeschwindigkeiten des Katalysators möglich sind. Das wird überdies ohne begleitende starke Katalysator abnutzung und mit minimalem Verschleiß an der Anlage erreicht. Provision is one of the most important objects of the invention more effective devices and methods of handling such solid, granular Material with relatively large particles in a non-flowable state. The invention mainly relates to the upward transport of such a gas carried out by a gas granular substances used as catalysts or other contact material in hydrocarbon conversion processes be used. The novel features of the invention will be described above granular catalyst with different particle size effective by transporting Gases in smooth operation with desired uniform flow states, upwards moved, with relatively high flow rates of the catalyst possible are. Moreover, this will wear out with no accompanying heavy catalyst and with minimal Wear on the system reached.

Die festen Stoffe, mit denen sich die Erfindung befaßt, sind solche mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa I,2 mm Durchmesser und größer und schließen sowohl gröbere Körnchen dieser Größe als auch die typischen handelsüblichen Perlen und Kügelchen von 2 bis 5 mm Größe und darüber ein. Die Masse der Teilchen sollte, um wirksamste Arbeitsweise zu ermöglichen, ziemlich einheitliche Größe haben. Aus praktischen Erwägungen ist genaue Einheitlichkeit schwierig zu erreichen, und kleinere Abweichungen sind zulässig, dergestalt, daß wenigstens um So °/o der Teilchen innerhalb + 20 O/o der Durchschnittsgröße liegen. Der 4m folgenden verwandte Ausdruck »im wesentlichen gleichförmige Teilchengröße« ist entsprechend zu verstehen. Die Erfindung bezieht sich ferner auf die Handhabung ziemlich dichten Materials, das eine Gesamtdichte von wenigstens 320 kg/m3 in willkürlich geschichtetem Zustand besitzt Teilchen der angegebenen Größenordnung und Dichte zeichnen sich ferner durch die Eigenschaft aus, von einem Behälter oder Fülltrichter entladen, in in der Gesamtheit nicht fließbar gemachtem Zustand frei zu fließen, im Gegensatz zu leichtem oder feiner gepulvertem Material, das, besonders wenn es in der Größe einen weiten Bereich umfaßt, dazu neigt, sich zu sammeln und zusammenzuballen, und nicht frei fließt, wenn es nicht in einen fließbaren Zustand gebracht und wie eine fließende Flüssigkeit behandelt wird. The solids with which the invention is concerned are such with an average particle size of about 1.2 mm in diameter and larger and include both coarser granules of this size and the typical commercial ones Pearls and spheres 2 to 5 mm in size and larger. The mass of the particles should be fairly uniform in size for the most efficient operation. As a practical matter, exact consistency is difficult to achieve, and Smaller deviations are permissible, such that at least around 50% of the particles are within + 20% of the average size. The 4m following related expression "Substantially uniform particle size" is to be understood accordingly. the The invention also relates to the handling of fairly dense material that a total density of at least 320 kg / m3 in an arbitrarily layered state possesses particles of the specified size and density are also distinguished by the property from being discharged from a container or hopper, in the whole non-flowable state to flow freely, as opposed to easy or finer powdered material that, especially if it is a wide range in size includes, tends to pool and clump, and does not flow freely, if it is not brought into a flowable state and like a flowing liquid is treated.

Die Schwierigkeiten, die der Handhabung und dem pneumatischen Transport verhältnismäßig schweren, festen Materials mit großer Teilchengröße in der obenerwähnten Größenordnung eigen sind, werden nach der vorliegenden Erfindung durch die besondere Methode überwunden, die Vereinigung dieses festen Materials mit dem gasförmigen Hebe- und Beförderungsmittel zu bewirken und durch die Steuerung und das Aufeinanderabstimmen der Bedingungen, unter denen die pneumatische Aufwärtsbewegung erreicht wird, einschließlich im besonderen der Geschwindigkeit des befördernden Gasstromes, der Konzentration des festen Stoffes im Strom und der Drucke in der ganzen Anlage. Diese Faktoren müssen, wie im folgenden ausführlicher dargelegt wird, innerhalb eines fest umrissenen Rahmens gehalten werden. The difficulties involved in handling and pneumatic transport relatively heavy, solid material with large particle size in the above mentioned Order of magnitude are peculiar to the present invention by the particular Method overcome the union of this solid material with the gaseous one To effect lifting and conveying means and by control and coordination the conditions under which the pneumatic upward movement is achieved, including in particular the speed of the gas flow being conveyed, the concentration of the solid matter in the stream and the pressures in the whole system. These factors must, as will be explained in more detail below, within a well-defined Frame.

Unter kontrollierten und aufeinander abgestimmten Arbeitsbedingungen der Erfindung wird die Masse der Teilchen gehoben und weich in verhältnismäßig konzentriertem Strom und in im wesentlichen geradlinigem Fluß ohne bedeutsame Wirbelbildung und Unruhe bewegt. Under controlled and coordinated working conditions According to the invention, the mass of the particles is raised and soft in relatively concentrated Stream and in essentially rectilinear flow with no significant vortex formation and Unrest moves.

In Übereinstimmung mit der einen Seite der Erfindung, die bei Aufwärtsbeförderung eines Katalysators oder anderen Kontaktstoftes An- Renktionskessel und den Ofen nebeneinander anbringen, wodurch die Einrichtung von getrennten pneumatischen Auftriebsaniagen zur Hebung des Katalysators in Zufuhrzonen über dem Reaktionskessel und dem Ofen nötig wird. Ein Fließschema der letzteren Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. In accordance with one side of the invention that is when promoted upward a catalyst or other contact material Rection boiler and place the furnace side by side, creating the facility of separate pneumatic Buoyancy systems for lifting the catalyst in feed zones above the reaction vessel and the oven becomes necessary. A flow diagram of the latter arrangement is shown in FIG.

Die Richtung des Katalysatorflusses ist durch Pfeile angegeben. Der vom Reaktionskessel I kommende Katalysator gelangt in die Umleitungskammer 12a, von wo er in das Auftriebsrohr 14a und in die Entbindungskammer I7a getrieben wird.The direction of the catalyst flow is indicated by arrows. Of the Catalyst coming from reaction vessel I enters bypass chamber 12a, from where it is propelled into the buoyancy tube 14a and into the delivery chamber I7a.

Der Katalysator fließt dann durch Einwirkung der Schwerkraft zu dem und durch den Ofen 2, und der regenerierte Katalysator wird in eine ähnliche Umleitungskammer I2b gelassen, von wo er durch das Auftriebsrohr I49 zur Entbindungskammer I7b gebracht und daraus durch Einwirkung der Schwerkraft zurück in den Oberteil des Reaktionskessels I entladen wird.The catalyst then flows to the by the action of gravity and through furnace 2, and the regenerated catalyst is placed in a similar bypass chamber I2b left, from where he was brought to the delivery chamber I7b through the buoyancy tube I49 and from it back into the upper part of the reaction vessel by the action of gravity I is discharged.

Im folgenden wird näher auf die mit größerem Maßstab in den Fig. 3 bis 5 dargestellte Auftriebsanlage eingegangen. Diese besondere, hier dargestellte Anlage kann bei jeder Zusammenstellungsart verwendet werden, gleichgültig ob der Reaktionskessel und der Ofen in beliebiger Reihenfolge übereinanderliegen, oder nebeneinandergestellt sind. The following is closer to the larger scale in Figs. 3 to 5 shown buoyancy system entered. This particular one, pictured here The system can be used for any type of compilation, regardless of whether the Reaction vessel and furnace are placed one above the other in any order, or are juxtaposed.

Wie bereits dargelegt, reicht das Mundstück des Auftriebsrohres bis unter die Oberfläche des Katalysatorbettes in der Umleitungskammer 12. Dies ist wesentlich, um die gewünschten hohen Fließgeschwindigkeiten des Katalysators bei geringstem Gasaufwand sowie die Aufrechterhaltung eines im wesentlichen geradlinigen Katalysatorilusses durch das Auftriebsrohr 14 sicherzustellen. Die Umleitungskammer 12 kann jede gewünschte Gestalt besitzen, sollte jedoch einen genügend großen. seitlichen Querschnitt haben, um den erforderlichen Fluß des Katalysators vom Rohr II in die Umleitungskammer 12 dadurch zu ermöglichen, daß man genügend Raum zwischen dem Umfang des Auftriebsrohres und der Kammerwand läßt.As already stated, the mouthpiece of the buoyancy tube extends up to below the surface of the catalyst bed in bypass chamber 12. This is essential to the desired high flow rates of the catalyst minimal gas consumption and the maintenance of an essentially straight line To ensure catalyst flow through the lift tube 14. The diversion chamber 12 can be any shape desired, but should be large enough. lateral Have cross-section to the required flow of the catalyst from tube II into the To enable diversion chamber 12 by having enough space between the perimeter the buoyancy tube and the chamber wall.

Die Düse I6 ist in ein mit einem Gewinde versehenes Glied 2I eingebaut, durch welches die Düse gehoben oder gesenkt werden kann, so daß der bei 22 entstehende Abstand des Auftriebsrohrmundstückes 14 von der Mündung der Düse I6 geregelt wird. Derartige Verstellungen des Zwischenraumes sind ein Mittel zur Steuerung der in der Anlage erreichten Umlaufsgeschwindigkeit des Katalysators. The nozzle I6 is built into a threaded link 2I, through which the nozzle can be raised or lowered, so that the resulting at 22 Distance of the buoyancy tube mouthpiece 14 from the mouth of the nozzle I6 is regulated. Such adjustments of the gap are a means of controlling the in the system reached the circulation speed of the catalyst.

Es zeigt sich, daß die Geschwindigkeit der durch das Rohr ii erfolgenden Entnahme des Kata,lysators aus den Arbeitskesseln, sei es dem Reaktionskessel oder dem Ofen., von der Geschwindigkeit abhängt, mit der der Katalysator durch die Düse I6 in die Auftriebsanlage gebracht wird. Die Entnahme des Katalysators vom Bett in Kammer 12 ermöglicht dort weiteren Zufluß und steuert dadurch diel Bewegung des darüber in der Anlage befindlichen Katalysators; Drosselventile oder andere Hindernisse werden in die verschiedenen Leitungen I9, 3 und II nicht gelegt.It can be seen that the speed of the occurring through the pipe ii Removal of the catalyst from the working tank, be it the reaction tank or the furnace., depends on the speed with which the catalyst passes through the nozzle I6 is brought into the buoyancy system. The removal of the catalyst from the bed in chamber 12 there allows further inflow and thereby controls the movement of the above in the system located catalyst; Throttle valves or other obstacles are not placed in the various lines I9, 3 and II.

Es ist natürlich notwendig, daß die für die Beförderung durch Rohr 11 zur Verfügung stehende Katalysatormenge der für die Entnahme des Katalysators aus dem Bett durch den Gasstrom erforderlichen Mengen wenigstens gleichkommt oder sie vorzugsweise übertrifft und daß das Rohr 11 einen genügend großen Durchmesser hat, um diesen Bedarf zu befriedigen, sodaß unbehinderter, strömender Fluß zum Fülltrichter erfolgt und die Steuerung der Umlaufs,geschwindigkeit,des Katalysators am Eingang der Auftriebsanlage geschieht. It is of course necessary that those for transportation by pipe 11 available catalyst quantity for the removal of the catalyst from the bed through the gas stream at least equals the required amounts or it preferably exceeds it and that the tube 11 has a sufficiently large diameter has to meet this need so that unimpeded, flowing flow to the hopper takes place and the control of the circulation, speed, the catalyst at the entrance the buoyancy system happens.

Um unbehinderten Fluß des Katalysators durch Rohr Im aufrechtzuerhalten, muß der Druck im Rohr so gesteuert sein, daß darin ein in solchen Mengen erfolgendes Aufwärtsströmen des Gases vermieden wird, die ausreichen würden, die Bewegung des Katalysators wesentlich zu behindern. To maintain unobstructed flow of the catalyst through tube Im, the pressure in the pipe must be controlled in such a way that it takes place in such quantities Upward flow of the gas is avoided, which would be sufficient to prevent the movement of the To hinder the catalyst significantly.

Das kann z. B. durch den Einbau einer Sperrvorrichtung in Verbindung mit Rohr II, wie bei 23 gezeigt, erfolgen, in das ein Sperrgas durch eine ventilgesteuerte Leitung 24 mit geregelter Stärke eingelassen wird und den Druck in Leitung II so gleich dem in der Kammer I2 herrschenden Druck oder leicht darüber hält. Da zwischen der Düse I6 und dem Ende des Rohres II kein wesentlicher Druckun!terschied vorhanden ist wird das gesamte durch die Düsen eingelassene Gas in das Auftriebsrohr geleitet und nimmt dorthin den in die Lücke zwischen der Düse und dem Mundstück des Auftriebsrohres in seinen Weg tretenden Katalysator mit. Es muß beachtet werden, daß die Stellung der Düse zum Auftriebsrohr so ist, daß eine tatsächliche, gerichtete und treibende Kraft wirksam wird zum Unterschied von Anordnungen, welche in der Hauptsache auf Ansaugung beruhen, die durch Geschwindigkeitsunterschiede zwischen zwei Punkten im Weg eines sich bewegenden Stromes verursacht wird.This can e.g. B. by installing a locking device in connection with tube II, as shown at 23, into which a sealing gas is controlled by a valve Line 24 is admitted with controlled strength and the pressure in line II so equal to or slightly above the pressure prevailing in chamber I2. Between the nozzle I6 and the end of the pipe II there is no significant difference in pressure is all the gas let in through the nozzles is directed into the buoyancy tube and takes the one in the gap between the nozzle and the mouthpiece of the buoyancy tube in its path with the catalyst. It must be noted that the position the nozzle to the buoyancy tube is such that an actual, directional and propulsive Force becomes effective in contrast to arrangements, which are mainly based on Suction are based on the difference in speed between two points caused in the path of a moving current.

Die Einführung eines Sperrgases in die Sperrvorrichtung 23 wird nicht immer notwendig sein, da die Anlage so eingerichtet werden kann daß der Druck am Boden des mit der Umleitungskammer 12 in Verbindung stehenden Behandiungskessels gleich dem in der Kammer ist oder leicht darüber liegt, in welchem Fall ein Eindringen des Auftriebsgases aus der Kammer in das Rohr nicht stattfinden würde. Die in Fig. I dargestellte Anlage kann in dieser Art betrieben werden. Wenn z.B. der Druck am Boden des Regenerationsofens in der Nähe des Regenerationsgaseinlasses 8 auf etwa 0,63 kg/cm2 gehalten wird und ein Druckabfall von etwa 0,07 kg/om2 zwischen diesem Punkt und der Eingangsöffnung des Auftriebs besteht, können die Arbeitsbedingungen so geregelt werden, daß ein erforderlicher Druck von o,56 kg/cm2 an der Öffnung des Auftriebsrohres erzeugt wird. Arbeitet man mit dem Auftrieb unter Bedingungen, die einen Druckabfall von o,4g kg/cm2 in dem Auftriebsrohr 14 entstehen lassen, dann wird der Druck in der Entbindungskammer I7 mit etwa 0,07kg/cm2 leicht über dem atmosphärischen Druck liegen. The introduction of a barrier gas into the barrier device 23 is not always be necessary, as the system can be set up so that the pressure on Bottom of the treatment vessel communicating with the bypass chamber 12 is equal to or slightly above that in the chamber, in which case penetration of the buoyancy gas from the chamber into the tube would not take place. The in Fig. I can be operated in this way. For example, if the pressure on Bottom of the regeneration furnace in the vicinity of the regeneration gas inlet 8 to about 0.63 kg / cm2 is maintained and a pressure drop of about 0.07 kg / om2 between them Point and the entrance opening of the buoyancy exists, the working conditions can be regulated so that a required pressure of 0.56 kg / cm2 at the opening of the lift tube is generated. If you work with the buoyancy under conditions which cause a pressure drop of 0.4g kg / cm2 in the buoyancy tube 14, then the pressure in the delivery chamber 17 is slightly over with about 0.07kg / cm2 the atmospheric pressure.

Der Rest der Anlage kann so eingestellt werden, daß Druckausgleich entsteht. So kann durch die Leitung 6 Dampf eingeführt werden, der den Druck an dieser Stelle bei ungefähr o,X4 kg!cm2 hält, wobei ein Teil des Dampfes durch die durch Rohr 19 geschaffene Sperre aufwärts in die Entbindungskammer I7 strömt, während der verbleibende Teil des Dampfes abwärts durch den Reaktionskessel I geht. Die Kohlenwasserstoffgase können durch Leitung 4 unter Bedingungen eingeführt werden, die einen Druck von 0,77 kg/cm2 entstehen lassen, und durch Leitung 5 bei einem Druck von etwa 0,42kg/cm2 abgelassen werden. Das durch Leitung 7 eingeführte Reinigungsgas kann ebenfalls als Sperrgas wirken und müßte zu diesem Zweck mit etwas höherem Druck, z. B. 0,45 kg/cm2, eingelassen werden. Das Abgas kann mit einem Druck von 0,42 kg/cm2 aus. dem Ofen 2 durch Leitungg abgeleitet werden, wodurch der durch Leitung 7 eintretende Dampf in beiden Richtungen strömen und zum Teil mit den Kohlenwasserstoffdämpfen durch Leitung 5, zum anderen Teil durch das Entspannungsventil I0 abgeleitet würde, welches auf einen Arbeitsdruck von etwa 0,44 kg/cm2 eingestellt ist und dadurch ein Eindringen des Dampfes in, die Verbrennungszone des Ofens verhindert.The rest of the system can be adjusted to equalize pressure arises. So can be introduced through the line 6 steam, which increases the pressure at this point at approximately 0.4 kg! cm2, being part of the Steam up through the barrier created by tube 19 into the delivery chamber I7 flows while the remainder of the steam is down through the reaction kettle I go. The hydrocarbon gases can be introduced through line 4 under conditions which create a pressure of 0.77 kg / cm2, and through line 5 at at a pressure of about 0.42kg / cm2. The one introduced by line 7 Cleaning gas can also act as a sealing gas and would have to with something for this purpose higher pressure, e.g. B. 0.45 kg / cm2. The exhaust gas can be at a pressure of 0.42 kg / cm2. the furnace 2 are derived through line g, whereby the through Line 7 entering steam flow in both directions and partly with the hydrocarbon vapors would be diverted through line 5, to the other part through the expansion valve I0, which is set to a working pressure of about 0.44 kg / cm2 and thereby prevents the steam from penetrating into the combustion zone of the furnace.

Wenn das benutzte Auftriebsgas nicht mit der im untersten, mit der Auftriebsanlage in Verbindung stehenden Behandlungskessel durchgeführten Reaktion unverträglich ist, kann der Druck im untersten Behandlungskessel sogar leicht unter dem in der Auftriebs anlage herrschenden. liegen, so daß eine kleine Menge des Auftriebsgases vor teilh afterweise aufwärts durch die Leitung strömt, um den erforderlichen Druckausgleich herzustellen. If the buoyancy gas used does not work with the one in the bottom, with the Buoyancy system connected treatment boiler carried out reaction is incompatible, the pressure in the lowest treatment tank can even be slightly below that prevailing in the buoyancy system. lie so that a small amount of the buoyancy gas before partially flowing upwards through the line to achieve the required pressure equalization to manufacture.

Diese Gasmenge muß genügend. klein gehalten werden, um den stetigen, ununterbrochenen Abwärtsfluß des Katalysators durch das Rohr II nicht zu stören oder wesentlich zu behindern.This amount of gas must be sufficient. be kept small in order to not to interfere with the continuous downward flow of the catalyst through the pipe II or to significantly hinder.

Wie bereits dargelegt, entlädt sich das Auftriebsrohr 14 in die Entbindungskammer I7, wo das Auftriebsgas vom Katalysator getrennt wird. Die obere Wandung der Entbindungskammer I7 muß in ausreichender Höhe über der Mündung des Rohres 14 angebracht sein, damit der austretende Katalysatorstrahl nicht mit Gewalt gegen diese Wandung getrieben wird, wobei der Geschwindigkeitsverlust zu berücksichtigen ist, der durch den Unterschied zwischen den Querschnitten des Auftriebsrohres 14 und der Kammer I7 bewirkt wird. Der von Auftriebsgas in der Kammer 17 getrennte Katalysator fällt herab und bildet ein dichtes, geschlossenes Bett, von dem der Katalysator durch die Leitung 19 entnommen wird, indem er auf Grund der Schwerkraft zu dem gewünschten Behandlungsgefäß, sei es Reaktionskessel oder Ofen, gelangt. As already stated, the buoyancy tube 14 discharges into the delivery chamber I7, where the buoyancy gas is separated from the catalyst. The top wall of the delivery chamber I7 must be attached at a sufficient height above the mouth of the pipe 14 so that the emerging catalyst jet is not forcibly driven against this wall taking into account the loss of speed caused by the difference is effected between the cross sections of the buoyancy tube 14 and the chamber I7. The catalyst separated from the buoyancy gas in the chamber 17 falls down and forms a dense, closed bed from which the catalyst is withdrawn through line 19 becomes, by being due to the force of gravity to the desired treatment vessel there reaction kettle or furnace.

Das Größenverhältnis der verschiedenen Zubehörteile der Auftriebsanlage ist für die Aufrechterhaltung der erwünschten hohen Katalysatorfließgeschwindigkeiten und die glatte schlag- und wirbelfreie Beförderung des Katalysators von wesentlicher Bedeutung. Zum Beispiel ist der benötigte freie Raum zwischen dem Umfang des Auftriebsrohres und der Seitenwand der Umleitungskammer sichergestellt, wenn er nicht geringer als der Durchmesser des Auftriebsrohres ist. Wird das Auftriebsrohr in der Mitte der Kammer 12 angebracht, was der gleichförmigen Verteilung wegen vorzuziehen ist, ergibt sich, daß die seitliche Ausdehnung der Kammer nicht weniger als ungefähr den dreifachen Durchmesser des Auftriebsrohres betragen soll. The size ratio of the various accessories of the buoyancy system is for maintaining the desired high catalyst flow rates and the smooth, impact and swirl-free conveyance of the catalyst is essential Meaning. For example, the required free space is between the circumference of the buoyancy tube and the side wall of the bypass chamber ensured if it is not less than is the diameter of the buoyancy tube. If the buoyancy tube is in the middle of the Chamber 12 attached, which is preferable because of the uniform distribution, results that the lateral extent of the chamber is no less than about three times Diameter of the buoyancy tube should be.

Solange der benötigte Raum vorhanden ist und sich ein ausreichend tiefes Bett in der Umleitungskammer befindet, ist die Form der Kammer verhältnismäßig unwichtig. Das Auftriebsrohr muß sich so tief in die Kammer 12 erstrecken, daß das Katalysatorbett wenigstens 7 bis 15 cm über das Mundstück des Auftriebsrohres reicht.As long as the required space is available and sufficient deep bed is located in the bypass chamber, the shape of the chamber is proportionate unimportant. The buoyancy tube must extend so deep into the chamber 12 that the The catalyst bed extends at least 7 to 15 cm above the mouthpiece of the buoyancy tube.

Bei der Entbindungskammer I7 sollte, nach einer empirischen Regel, der seitliche Querschnitt etwas größer sein als der der Umleitungskammer. Eine Entbindungskammer mit der sieben- bis achtfachen Weite des Auftriebsrohrdurchmessers wird im allgemeinen genügen. Um aber eine vielseitige Arbeitsweise zu ermöglichen, ist eine Entbindungskammer mit zehnfachem Auftriebsrohrdurchmesser vorzuziehen. Die Decke der Entbindungskammer I7 muß ferner in ausreichender Höhe über der Mündung des Auftriebsrohres sein, um außerhalb der Reichweite des eingelassenen Katalysatorstromes zu liegen und damit Abnutzung des Katalysators durch Anprall an die Decke der Entbindungskammer zu vermeiden; die im Einzelfall erforderliche Höhe hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der der Katalysator in die Entbindungskammer tritt, und vom Durchmesser des Auftriebsrohres. According to an empirical rule, the maternity chamber I7 should the lateral cross-section must be slightly larger than that of the diversion chamber. A delivery chamber with seven to eight times the width of the buoyancy tube diameter is generally suffice. But to enable a versatile way of working, there is a delivery chamber with ten times the buoyancy tube diameter to be preferred. The ceiling of the delivery chamber I7 must also be at a sufficient height above the mouth of the buoyancy tube in order to to lie outside the range of the admitted catalyst flow and thus Avoid catalytic converter wear from hitting the ceiling of the delivery chamber; the height required in each individual case depends on the speed at which the Catalyst enters the delivery chamber, and from the diameter of the buoyancy tube.

Den Durchmesser des Auftriebsrohres selbst wie auch den Durchmesser der Gasdüse I6 und das Verhältnis zwischen beiden wird man unter Bezugnahme auf die im Kreislauf zu bewegende Katalysatormenge und den zulässigen Druckabfall in der Auftriebsanlage im Zusammenhang mit den Einzelheiten des Behandlungsverfahrens festlegen, wie es im folgenden ausführlicher erklärt werden wird. In gleicher Weise muß auch die Länge des Zwischenraumes 22 reguliert oder eingestellt werden, um die erforderliche Shohe Umlaufslgeschwindigkeit des Katalysators bei, vom Standpunkt . der Wirksamkeit und der Wirtschaftlichkeit gesehen, günstigsten Gaszuführungsgeschwinqdsigkeiten in den Auftrieb zu erreichen. The diameter of the buoyancy tube itself as well as the diameter of the gas nozzle I6 and the relationship between the two will be made with reference to FIG the amount of catalyst to be moved in the circuit and the permissible pressure drop in the buoyancy system in connection with the details of the treatment process as it will be explained in more detail below. In the same way the length of the gap 22 must also be regulated or adjusted to the Required low circulation speed of the catalyst at, from the point of view . the effectiveness and the economic viability, the most favorable gas supply speeds in reaching the lift.

Beim Entwurf einer Kohlenwasserstoffumwandlungsanlage erlaubt die Zahl der auftauchenden verschiedenen miteinander in Wechselbeziehung stehenden veränderlichen Größen eine große Anpassungsfähigkeit in der Auswahl der Konstruktion und der Arbeitsweise der für die Durchführung des Verfahrens bestimmten Teile der Anlage und auch in den dazugehörigen Umleitungs- und Transportmitteln. Für eine bestimmte Konstruktion und die Auswahl der Arbeitsbedingungen für den Betrieb derselben dürfen wirtschaftliche Erwägungen nicht übersehen werden. Um die Darlegung der verschiedenen Faktoren, die die Erfindung mit sich bringt, zu vereinfachen, wird man den Faktoren besondere Beachtung schenken, die beim Entwurf einer Transportanlage für eine Kohlenwasserstoffumwandlungseinheit mit vorher festgelegter Konstruktion auftauchen. Wenn der Verfahrensteil der Anlage einschließlich Reaktionskessel- und Regeneratorent- wurf und -arbeitsweise vorher festgelegt ist, werden sich auch einige Begrenzungen für den Entwurf und die Konstruktion des Transportteils ergeben. When designing a hydrocarbon conversion plant, the Number of different mutually interrelated variables that emerge Sizes a great adaptability in the choice of construction and working method the parts of the system intended for the implementation of the procedure and also in the associated diversion and transport. For a specific construction and the choice of working conditions for the operation of the same may be economical Considerations cannot be overlooked. In order to expose the various factors that the invention brings with it to simplify, one becomes the factors special Pay attention to these aspects when designing a transportation system for a hydrocarbon conversion unit emerge with a previously determined construction. When the process part of the plant including reaction vessel and regenerator development throwing and working method predetermined, there will also be some design and design limitations the construction of the transport part.

Die Mindesthöhe des Förder- oder Auftriebsrohres wird z. B. durch die Höhe des Verfahrensteils der Anlage, der den Reaktionskessel, den Regenerator und etwaige Fülltrichter dazu einschließt, ziemlich festgelegt sein. Wo der Reaktionskessel und der Regenerator übereinander angebracht sind, wird sich zeigen, daß bei einer Anlage mit festgelegter Leistungsfähigkeit diese Anordnung einen höheren Auftrieb nötig macht als in den Fällen, in denen der Reaktionskessel und Regenerator nebeneinanderliegen. Die für ein bestimmtes Verfahren notwendige Durchlaufsgeschwindigkeit des Katalysators wird ebenfalls einen bedeutenden Einfluß auf die Wahl der Ausmaße und Gaserfordernisse des pneumatischen Auftriebs haben. Obwohl der Faktor des im Reaktions- und Regenerationsteil auftretenden Druckabfalls nicht unmittelbar maßgebend ist und weitgehende Ausgleichs- und Angleichsmöglichkeiten außerhalb des Auftriebs und der dazugehörigen Einrichtung bietet, so ist doch die Größenordnung dieses Druckabfalls von wesentlichem, zu berücksichtigendem Einfluß auf das Verhältnis zwischen dem Transport- und dem Verfahrensteil der Anlage. Zur Erreichung der gewünschten ausgeglichenen Arbeitsweise müssen die vorhandenen Druckunterschiede im Entwurf und in der Auswahl der geeigneten Arbeitsbedingungen sowohl im Auftrieb und bzw. oder in den Zuführungs- und Umleitungsrohren, die die verschiedenen Einzelteile der Verfahrensanlage miteinander verbinden, als auch in den Verbindungsleitungen zwischen dem Verfahrensteil der Anlage und dem eigentlichen Auftrieb beachtet werden. Auch die Druckabfälle in dem Verfahrensteil der Anlage können bei jedem Kohlenwasserstoffbeschickungsverhältnis oder Bedarf an Regenerationsgas durch Wahl der entsprechenden Flußrichtungen dieser fließenden Stoffe durch den Reaktionskessel bzw. den Regenerator und die Zuführungsweise dieser Stoffe in die Anlagen geregelt werden.The minimum height of the delivery or buoyancy pipe is z. B. by the height of the process part of the plant, which is the reaction vessel, the regenerator and includes any hopper to be fairly fixed. Where the reaction kettle and the regenerator are mounted one above the other, it will be found that with one System with a fixed capacity, this arrangement has a higher lift necessary than in cases in which the reaction vessel and regenerator are adjacent. The flow rate of the catalyst required for a particular process will also have a significant impact on the choice of dimensions and gas requirements of pneumatic buoyancy. Although the factor of the in the reaction and regeneration part occurring pressure drop is not directly relevant and extensive compensation and adjustment facilities outside of the buoyancy and associated facility offers, the magnitude of this pressure drop is essential to consider Influence on the relationship between the transport and the process part of the plant. In order to achieve the desired balanced way of working, the existing Differences in pressure in the design and in the selection of suitable working conditions both in the buoyancy and / or in the supply and diversion pipes that the connect different individual parts of the process plant with each other, as well as in the connecting lines between the process part of the plant and the actual one Buoyancy must be observed. Also the pressure drops in the process part of the plant can at any hydrocarbon feed ratio or regeneration gas requirement by choosing the appropriate directions of flow of these flowing substances through the Reaction vessel or the regenerator and the way these substances are fed into the Systems are regulated.

Bei festgelegten Verfahrensmerkmalen und festgelegter Anordnung des Reaktionskessels und des Regenerators (vorbehaltlich Berichtigungen, die durch weiteres Aufeinanderabstimmen erforderlich werden) ergeben sich bereits gewisse, beim Entwurf des Auftriebs auftauchende Faktoren einschließlich der ungefähren Mindesthöhe des Auftriebs, der erforderlichen Umlaufsgeschwindigkeit des Katalysators und des dehnbaren Druckabfallfaktors. Die Katalysatorumlaufsgeschwindigkeit ist, wie festgestellt wurde, eine direkte Funktion der durchschnittlichen Katalysatordichte im Auftrieb und der durchschnittlichen Geschwindigkeit des geradlinigenKatalysatorflusses im Auftrieb; d.h., dieFließgeschwindigkeit des Katalysators in Kilogramm je Sekunde je Quadratdezimeter Auftriebsrohrdurchschnitt ist gleich dem Produkt der durchschnittlichen Geschwindigkeit des geradlinigen Katalysatorflusses in Dezimeter je Sekunde und der Dichte desselben in Kilogramm je Liter. Es wurde jedoch gefunden, daß die Geschwindigkeit des Katalysators im Auftriebsrohr ein wichtiger, das Ausmaß der Abnutzung des Katalysators beeinflussender Faktor ist. Da die Steighöhe des Katalysators über das Ende des Auftriebsrohres in die Entbindungskammer durch seine Austrittsgeschwindigkeit beeinflußt wird, läßt sich erkennen, daß bei der Erhöhung der Katalysatorgeschwindigkeit die Höhe der Entbindungskammer entsprechend vergrößert werden muß, um einen Anprall des Katalysators an die Deckenwandung der Entbindungskammer zu verhindern, oder man muß auf verwickelte Vorrichtungen zur stärkeren Verlangsamung des Katalysators in der Entbindungskammer zurückgreifen. Auf der anderen Seite ist bei niedrigen Katalysatorgeschwindigkeiten der gewünschte glatte Fluß in das Auftriebsrohr und in demselben schwer zu erreichen. With specified procedural features and a specified arrangement of the Reaction vessel and the regenerator (subject to corrections made by further Coordination will be necessary), there are already certain things in the design of buoyancy, including the approximate minimum height of the Buoyancy, the required orbital speed of the catalytic converter and the extensible Pressure drop factor. The catalyst circulation rate is as noted was, a direct function of the average catalyst density in buoyancy and the average linear rate of catalyst flow im Boost; i.e. the flow rate of the catalyst in kilograms per second per square decimeter of the lift tube average is equal to the product of the average The rate of the linear flow of the catalyst in decimeters per second and the density of the same in kilograms per liter. However, it was found that the speed of the catalytic converter in the buoyancy tube, an important factor is the extent to which the catalytic converter is worn influencing factor is. As the height of the catalytic converter rises above the end of the Buoyancy tube in the delivery chamber influenced by its exit speed it can be seen that as the catalyst rate is increased, the The height of the delivery chamber must be increased accordingly to avoid an impact to prevent the catalytic converter from reaching the top wall of the delivery chamber, or one has to resort to intricate devices to slow down the catalyst more strongly fall back in the delivery chamber. The other hand is at low Catalyst speeds the desired smooth flow into the buoyancy tube and in the same difficult to achieve.

Bei so niederen linearen Katalysatorgeschwindigkeiten wie o,g bis 1,5 m/s tritt selbst in Rohren geringen Durchmessers beträchtliches Schlagen auf.At such low linear catalyst speeds as o, g to At 1.5 m / s there is considerable hammering even in pipes of small diameter.

In Rohren größeren Durchmessers in der Größenordnung von ungefähr 30 cm oder darüber, die in den üblichen Konstruktionen verwendet werden, sind Geschwindigkeiten, die lediglich über den Bereich des Schlagens hinausgehen, unzureichend.In larger diameter pipes on the order of approximately 30 cm or more used in common constructions are speeds, which merely go beyond the range of striking are insufficient.

Hier müssen gewisse Mindestgeschwindigkeiten innerhalb des Auftriebsrohres erreicht werden, um eine stetige ununterbrocheneAufwärtsbewegung des Katalysators ohne bedeutende Neigung von Teilen des Katalysatorstromes, sich zu verlangsamen oder im Auftrieb zurückzufließen, zu erreichen. So hat man bei handelsüblichem Krackkatalysator von ungefähr 3 bis 4 mm Größe, der durch Auftriebsrohre von ungefähr 30 cm Größe aufwärts befördert wurde, gefunden, daß der Katalysator innerhalb des Auftriebsrohres eine Geschwindigkeit von mindestens etwa 6 m/s erlangen soll, um den erwünschten ununterbrochenen, geradlinigen Katalysatorfluß zu erreichen, der geringe Katalysatorabnutzung ergibt. Bei Katalysatorgeschwindigkeiten über etwa I5 m/s wird die zur Vermeidung des Anpralls des Katalysators an die Deckenwandung notwendige Entbindungskammerhöhe aus baulichen Erwägungen unpraktisch sein, und überdies würde ein derartiger Höhenzuwachs nicht die Abnutzungsmöglichkeit ausschalten, die durch den mit dem Fall des Katalysators von seiner verlangten Höhe auf den Boden der Entbindungskammer oder des darin befindlichen Bettes verbundenen Aufprall gegeben ist.Here certain minimum speeds must be within the buoyancy tube can be achieved to a steady uninterrupted upward movement of the catalyst with no significant tendency for portions of the catalyst stream to slow down or to flow back in buoyancy. So you have with a commercial cracking catalyst of about 3 to 4 mm in size, that is, by buoyancy tubes of about 30 cm in size up, found that the catalyst was inside the buoyancy tube a speed of at least about 6 m / s should achieve the desired to achieve uninterrupted, straight catalyst flow, the low catalyst wear results. At catalyst speeds above about 15 m / s, this is to be avoided the height of the delivery chamber necessary for the impact of the catalytic converter on the ceiling wall be impractical for structural reasons, and moreover, such an increase in height would be do not turn off the possibility of wear and tear caused by the fall of the catalytic converter from its required height to the floor of the delivery chamber or the one located in it Bettes associated impact is given.

Unter diesen Bedingungen einer hohen Katalysatorgeschwindigkeit von über etwa 15 m/s können gewisse Maßnahmen zur Verminderung der Steighöhe des Katalysators in der Entbindungskammer (wie Gasablassen) getroffen werden; dabei muß jedoch eine erhöhte Umständlichkeit des Entwurfs und der Arbeitsweise in Kauf genommen werden. Innerhalb des angegebenen praktischen Bereichs der im Auftrieb erreichten Katalysatorgeschwindigkeit ist das Abnutzungsverhältnis annehmbar niedrig und kann nur eine Ergänzung notwendig machen, die nicht größer als die normalerweise zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Katalysatorwirksamkeit abgewendete ist.Under these conditions a high catalyst rate of Above about 15 m / s, certain measures can be taken to reduce the height of the catalytic converter be taken in the delivery chamber (such as gas venting); However, one must increased inconvenience of the design and the working method must be accepted. Within the stated practical range of the catalyst speed achieved in buoyancy the wear ratio is acceptably low and only one supplement may be necessary make that no larger than that normally used to maintain an even Catalyst effectiveness is averted.

Es wurde ferner gefunden, daß für einen wirksamen Katalysatorfluß im Auftriebsrohr mit gewünschtem niedrigem Abnutzungsverhältnis die Dichte des Katalysators im Auftrieb so gesteuert sein muß, daß innerhalb des Auftriebs ein Katalysatorstrom entsteht, dessen durchschnittliche Konzentration nicht weniger als etwa 2 bis 3% und nicht mehr als etwa 40 01o der durchschnittlichen Stapeldichte des Katalysators beträgt. Unter Zugrundelegung der verschiedenen handelsüblichen Katalysatorarten, die eine Dichte im Gebiet von ungefähr 0,64 bis ungefähr o,88 kg/dm3 besitzen, sollte die durchschnittliche Dichte im Auftriebsrohr nicht geringer als o,oI6 bis 0,032 kg/dm3 sein. Dichten bis zu o,288 bis 0,320 kg/dm3 bilden den praktischen Höchstbereich, wenngleich sie nicht notwendigerweise die Höchstgrenze der Arbeitsfähigkeit darstellen. It has also been found that for efficient catalyst flow in the buoyancy tube with the desired low wear ratio, the density of the catalyst the buoyancy must be controlled so that a catalyst flow within the buoyancy arises, the average concentration of which is not less than about 2 to 3% and no more than about 40 01o the average stacking density of the catalyst amounts to. On the basis of the various commercially available types of catalyst, which should have a density in the region of about 0.64 to about 0.88 kg / dm3 the average density in the buoyancy tube is not less than 0.06 to 0.032 kg / dm3. Densities up to 0.288 to 0.320 kg / dm3 form the practical maximum range, although they do not necessarily represent the maximum limit of work ability.

Bei der Festlegung der günstigsten Arbeitsbedingungen des Auftriebs spielt neben den Erwägungen, die bei der Katalysatorgeschwindigkeit und Dichte angestellt werden müssen, der Druckabfall im Auftrieb eine bedeutende Rolle. Der Teil der Energie, der durch den Gasstrom bereitgestellt wird, um die Aufwärtsbewegung des im Auftrieb verteilten Katalysators zu bewirken, ist entlang dem geradlinigen Weg verteilt, auf dem sich der Katalysator bewegt, und wird durch den bei aufeinanderfolgenden Höhen stattfindenden Druckabfall dargestellt. Es hat sich herausgestellt, daß bei Arbeitsbedingungen mit zu geringem Druckabfall im Auftrieb die zur Beförderung einer gegebenen Menge Katalysator notwendige Menge Auftriebsgas bei entsprechender Verringerung des Wirkungsgrades stark erhöht wird. Auf der einen Seite kann ein übermäßig großer Druckabfall Schwankungen oder örtlich begrenzte Uneinheitlichkeit der Fließzustände in der Form von Gebieten hoher und niedriger Dichte zur Folge haben, die zur Erhöhung der Reibung an der Wand oder zwischen den Teilchen oder aber beider Reibungsarten neigen. Man hat empirisch gefunden, daß zufriedenstellende Fließzustände bei wirksamer Anwendung des Auftriebsgases zu nutzbringender Arbeit erreicht werden können, wenn der Druckabfall in einer Auftriebs anlage von ungefähr 45 bis 60 m Höhe nicht weniger als ungefähr o,2I kg/cm2 beträgt. Anders ausgedrückt sollte das durchschnittliche Druckgefälle (Gesamtdruckabfall geteilt durch Auftriebshöhe) nicht geringer als 0,32 bis o,48kg/cm2 je Meter Auftriebshöhe sein. Bei einem durchschnittlichen Druckgefälle über 3,2 bis ,o kg/cm2 je Meter Auftriebshöhe treten in der Praxis Schwierigkeiten bei der Steuerung auf und, verbunden mit der zu erwartenden stärkeren Katalysatorabnutzung, wird die wirksame und glatte Aufwärtsbewegung des Katalysators ständig schwieriger. In determining the most favorable working conditions of buoyancy plays alongside the considerations made with the catalyst speed and density the pressure drop in buoyancy plays an important role. The part of the energy which is provided by the gas flow to the upward movement of the in buoyancy effect distributed catalyst is distributed along the rectilinear path, on which the catalytic converter moves, and is through the at successive Pressure drop occurring at heights is shown. It turned out that at Working conditions with too little pressure drop in the buoyancy necessary to carry a given amount of catalyst, necessary amount of buoyancy gas with a corresponding reduction the efficiency is greatly increased. On the one hand, it can be an overly large one Pressure drop, fluctuations or localized non-uniformity of the flow states in the form of areas of high and low density that result in increase the friction on the wall or between the particles or both types of friction tend. It has been found empirically that satisfactory flow conditions with effective Application of the buoyancy gas to beneficial work can be achieved, though the pressure drop in a buoyancy system from about 45 to 60 m in height is no less than about 0.21 kg / cm2. In other words, it should be average Pressure drop (total pressure drop divided by lift height) not less than 0.32 to 0.48kg / cm2 per meter of lift height. With an average pressure gradient Difficulties arise in practice above 3.2 to .o kg / cm2 per meter of lift height with the control on and, combined with the expected greater catalytic converter wear, the efficient and smooth upward movement of the catalyst becomes more and more difficult.

Das Verhältnis der verschiedenen obenerwähnten Faktoren kann an Hand der folgenden Beispiele beurteilt werden, die die Wirkung sich verändernder Bedingungen bei der typischen Arbeitsweise einer Auftriebsanlage zeigen; die Angaben beziehen sich auf ein Auftriebsrohr von 30 cm Durchmesser und einer Höhe von 53,3 m, das mit Luft von Raumtemperatur zur Aufwärtsbeförderung von in Kügelchenform gebrachten Katalysators mit einer ungefähren Stapeldichte von o,8o bis o,88 kg/dm3 und einem ungefähren durchschnittlichen Durchmesser von 2,5 mm arbeitet. Die Ausdrücke Stapeldichte oder tatsächliche Stapeldichte des Katalysators oder eines anderen in der Anlage verwendeten körnigen Stoffes beziehen sich auf das Gewicht einer leicht gepackten Säule des Normalvolumens dieses Materials in Kilogramm je Kubikdezimeter ausgedrückt. The relationship of the various factors mentioned above can be on hand of the following examples to evaluate the effect of changing conditions show the typical operation of a buoyancy system; refer to the information on a lifting tube 30 cm in diameter and 53.3 m high, the with room temperature air to lift beaded Catalyst with an approximate stacking density of 0.8o to 0.88 kg / dm3 and one approximate average diameter of 2.5mm works. The terms stacked density or actual stack density of the catalyst or other in the plant Granular material used refer to the weight of a lightly packed Column of the normal volume of this material expressed in kilograms per cubic decimeter.

Die Angaben der Gasgeschwindit eilt in der folgen den Tabelle und sonst in der Beschreibung beziehen sich auf die Oberflächengeschwindigkeit, wie sie mit dem Fluß des Gases im leeren Rohr gemessen wird. Mengengeschwindigkeit Gasgeschwindigkeit Hochstgeschmrindigkeit Hö Katalysatordichte Gesamtdruck- des Katalysators an der Spitze der des Katalysators an der Spitze der abfall AuftBebsaalage des kgldm3 Auftriebsanlage kg,'dm2/s m/s m/s kg/dm3 kg/cm2 4,58 | I7,9 | 7,6 | o,o60 | 0,49 2,73 2I,06 10,5 0,026 0,2I 4,63 2I,I6 Io,8 0,042 0,35 Als typisches Arbeitsbeispiel, das sich die obigen Erwägungen zunutze macht, kann in der Praxis in einer Anlage, die zur kreislaufförmigen Beförderung von 200 t der beschriebenen Katalysatorart je Stunde bei einer Betriebstemperatur in der Größenordnung von 480 bis 5400 entworfen wurde, der Durchmesser des Auftriebsrohres bei der Anwendung nicht übermäßiger Mengen Auftriebsgas ungefähr 35 bis 50 cm betragen und eine Zufuhr von Auftriebsgas in Höhe von 56 bis I42 m5/min erforderlich machen. So ist z. B. bei Erreichung einer Katalysatorhöchstgeschwindigkeit von ungefähr I5 m/s in einem Auftriebsrohr von 6o m Höhe, in das das Auftriebsgas in Form von Luft in einer Menge von 85 m3/min eingeführt wird, der Gesamtdruckabfall ungefähr 0,35 kg/cm2.The information on the gas speed is given in the following table and otherwise in the description relate to the surface speed as measured with the flow of gas in the empty pipe. Flow rate Gas velocity Maximum velocity Hö Catalyst density Total pressure of the catalyst at the top of the of the catalyst at the top of the waste AuftBebsaalage des kgldm3 buoyancy system kg, 'dm2 / sm / sm / s kg / dm3 kg / cm2 4.58 | I7.9 | 7.6 | o, o60 | 0.49 2.73 2I, 06 10.5 0.026 0.2I 4.63 2I, I6 Io, 8 0.042 0.35 As a typical working example that makes use of the above considerations, the diameter of the buoyancy tube in a system designed for the circular transport of 200 t of the described catalyst type per hour at an operating temperature of the order of 480 to 5400 can be used in practice The use of non-excessive amounts of buoyancy gas should be approximately 35 to 50 cm and a supply of buoyancy gas at a rate of 56 to 142 m5 / min. So is z. B. when a maximum catalyst speed of about 15 m / s is reached in a lift tube of 60 m height, into which the lift gas is introduced in the form of air in an amount of 85 m3 / min, the total pressure drop is about 0.35 kg / cm2.

Bei einer kleineren Anlage, die bei der gleichen angegebenen Temperatur betrieben wird und 100 t Katalysator je Stunde im Kreislauf befördert, würde man Auftriebsrohre mit einem Durchmesser von ungefähr 25 bis 35 cm verwenden, die annähernd das gleiche Querschnittsverhältnis zur Kapazität wie die größereAnlage aufweisen. Bei einem Rohr mit einem Durchmesser von 30 cm und einer erreichten Katalysatorhöchstgeschwindigkeit von ungefähr 12 m/s, das mit einem Druckabfall von ungefähr o,25 kg/cm2 betrieben wird, würden ungefähr 42,5 m3 Gas je Minute, auf der Grundlage von Luft berechnet, erforderlich sein. In the case of a smaller system, the same specified temperature is operated and 100 tons of catalyst per hour are circulated, one would Use buoyancy tubes with a diameter of approximately 25 to 35 cm, which approximate have the same aspect ratio to capacity as the larger system. With a tube with a diameter of 30 cm and a maximum catalyst speed achieved of about 12 m / s, that with a pressure drop from about o.25 kg / cm2 would be roughly 42.5 m3 of gas per minute, based on that calculated from air.

Um die erwünschten Fließgeschwindigkeiten für alle beliebigen Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten, bedarf es nicht nur einer ausreichenden und stetigen Zufuhr des Katalysators in dieUmleitungskammer 12, sondern es ist ebenfalls wichtig, daß ein Zwischenraum von bestimmter Mindesthöhe zwischen der Mündung der Einlaßdüse I6 des Auftriebsgases und dem Mundstück des Auftriebsrohres 14 besteht, um freies und stetiges Fließen des Katalysators in den Weg des Gasstromes in einer Menge zu gestatten, die ausreicht, den durch den Gasstrom fortgeführten Katalysator laufend zu ersetzen. To achieve the desired flow rates for any operating condition Not only does it require an adequate and steady supply to maintain it of the catalyst into the bypass chamber 12, but it is also important that a gap of a certain minimum height between the mouth of the inlet nozzle I6 of the buoyancy gas and the mouthpiece of the buoyancy tube 14 is made to free and steady flow of the catalyst in the path of the gas stream in an amount allow sufficient to keep the catalyst carried on by the gas flow to replace.

Der Durchmesser der Gasdüse kann gleich dem Durchmesser oder kleiner als der Durchmesser des Auftriebsrohres und in einigen Fällen sogar etwas größer sein. Bei weiteren Düsen, die sich mit dem Durchmesser des Auftriebsrohres nähern oder ihn überschreiten, ergibt sich jedoch eine größere Veränderung im Druckabfall, und es bildet eine Zone hohen Druckabfalls im unteren Teil der Auftriebsanlage. Düsen mit sehr kleinem Durchmesser machen, um die erforderliche Menge Auftriebsgas zuführen zu können, erhöhte Gasgeschwindigkeiten mit daraus folgender nutzloser Energievergeudung notwendig, die sowohl auf erhöhte Reibung in der Düse als auch auf Geschwindigkeitsverluste durch die in der Kammer stattfindende Ausdehnung zurückzuführen ist. Sehr kleine Düsen machen überdies teure, leistungsstarke Kompressoren mit kostspieligem Kraftbedarf nötig. Aus all diesen Erwägungen heraus können Gaseinlaßdüsen von einem Viertel des Auftriebsrohrdurchmessers bis unterhalb dieses Durchmessers mit vorzugsweiser Größe zwischen 1/3 und 2/3 des Auftriebsrohrdurchmessers verwendet werden. The diameter of the gas nozzle can be equal to or smaller than the diameter than the diameter of the buoyancy tube and in some cases even slightly larger be. With further nozzles that approach with the diameter of the buoyancy tube or exceed it, however, there is a greater change in pressure drop, and it forms a zone of high pressure drop in the lower part of the buoyancy system. Make very small diameter nozzles to get the required amount of buoyant gas to be able to supply increased gas velocities with consequent useless Waste of energy necessary due to both increased friction in the nozzle as well attributable to speed losses due to the expansion taking place in the chamber is. In addition, very small nozzles make expensive, powerful compressors with expensive ones Required force. For all of these considerations, gas inlet nozzles from one Quarter of the lift tube diameter to below this diameter with preferably Size between 1/3 and 2/3 of the buoyancy tube diameter can be used.

Hat man den Durchmesser der Gaseinlaßdüse so unter Bezugnahme auf den Durchmesser des Auftriebsrohres gewählt, so kann der Zwischenraum zwischen der Düse und dem Mundstück des Auftriebsrolhres vom Mindestwert über einen großen Bereich verändert werden. Beispiele passender Anordnungen sind: ein Auftriebsrohr von 30 cm Durchmesser mit einer Gasdüse von 10 cm Durchmesser und einem Zwischenraum von 60 com; eine kleinere Auftriebsanlage kann ein Auftriebsrohr von 7,6 cm Durchmesser mit einer 7,6 cm Gasdüse und einem Zwischenraum von I3 bis I8 cm verwenden. One has the diameter of the gas inlet nozzle so with reference to selected the diameter of the buoyancy tube, the space between the Nozzle and the mouthpiece of the buoyancy tube from the minimum value over a large area to be changed. Examples of suitable arrangements are: a buoyancy tube of 30 cm diameter with a gas nozzle of 10 cm diameter and a gap of 60 com; a smaller buoyancy system can use a three-inch diameter tube Use with a 3 ”gas nozzle with a gap of three to eight inches.

Obwohl bei der obigen Besprechung der Fließgeschwindigkeiten als Erläu,terungsgrulntdalage nur auf den Gebrauch von Luft Bezug genommen wurde, so kann auch jedes andere beliebige Gas (eingeschlossen in diesen Begriff sind sowohl Dämpfe als auch Gase, die eine suspendierte Flüssigkeit tragen und in denen das Gas die stetige Phase bildet) verwendet werden, das keine schädigende Wirkung auf den zu befördernden festen Stoff hat. So kann inertes Gas oder von den Verfahrensteilen der Anlage wiedergewonnenes Gas, wie Abgas oder Kohlenwasserstoffgas, verwendet werden. Wenn der benutzte gasförmig fließende Stoff mit dem im Kreislauf des Katalysators nächstfolgenden Verfahrensvorgang unverträglich ist, müssen neben der Trennung des Auftriebsgases in der Entbindungskammer Vorkehrungen zur Reinigung des Katalysators und zum Sperren des Behandlungskessels gegen den Eintritt des mit dem Vorgang unverträglichen Gases getroffen werden. Although in the above discussion of flow rates as Explanation, reference was made only to the use of air, so can also be any other gas (this term includes both Vapors as well as gases that carry a suspended liquid and in which the Gas which forms the steady phase) can be used, which has no damaging effect has the solid material to be transported. So can inert gas or from the process parts gas recovered from the plant, such as exhaust gas or hydrocarbon gas, is used will. If the gaseous substance used is in the circuit of the catalytic converter next procedural process is incompatible, must in addition to the separation of Buoyancy gas in the delivery chamber. Precautions for cleaning the catalyst and to lock the treatment vessel against the occurrence of the incompatible with the process Gas.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Process for circulating free-flowing, granular, solids through several treatment zones in which the solids come into contact with flowing substances and from there into a diversion chamber are brought, from which they are lifted into a settling chamber by means of a pressurized gas and from there returned to the treatment zones, in particular for implementation catalytic conversions of hydrocarbons, the catalyst with oxygen containing gases can be regenerated, characterized in that the solid granular substances after vortex-free flow through, if necessary, several on top of each other arranged reaction zones in a diversion chamber arranged underneath in eddy-free Movement through a pipe so dimensioned that it is always in the bypass chamber a closed mass of granular material is present, introduced, by means of a gas flow introduced into the bypass chamber through a gas stream protruding into this chamber vertical tube opening up into a settling chamber at the top into the Settling chamber, in which gas and granular matter are separated, are taken along and while maintaining a substantially constant level therein Chamber in the eddy-free flow from this chamber into the reaction chamber arranged below be directed.

2. The method according to claim I, characterized in that the granular, solid matter has a substantially uniform particle size that is at least 1.2 mm in diameter.

3. The method according to claim I or 2, characterized in that the supply of solid matter from the lowest treatment zone to the one below located bypass chamber in a laterally limited, uninterrupted closed Pillar is made, which is maintained at a height sufficient to maintain a steady unimpeded flow of this solid material into the bypass chamber at one rate ensure that is at least equal to the speed with which the solid Material is removed from the mass by the flow of the buoyancy gas.

4. The method according to claim I to 3, characterized in that the Gas flow into the bypass chamber at a rate directed that will suffice the granular, solid matter during their upward movement with the gas as a laterally enclosed stream to such a speed accelerate that the solids during this upward movement in one moving essentially rectilinear flow, free from hitting, backward movement and essential vortex formation is.

5. The method according to claim 4, characterized in that the gas is directed into the bypass chamber at a rate sufficient to the solids as they move up the tube at a linear velocity to accelerate by at least 6 mls.

6. The method according to claim I to 4, characterized in that the solids during their upward movement in the tube and before exiting into the delivery chamber a linear velocity of at least 9 with and at most I5 m / s is granted.

7. The method according to claim I to 6, characterized in that the Buoyancy gas is introduced into the bypass chamber as a flowing stream and that The solids are in this flow of the buoyancy gas unhindered and with a otherwise unlimited speed move only by the speed the gas flow in this stream is controlled.

8. The method according to claim I to 7, characterized in that the purpose Achieving a concentration of the solid substances in the gas stream of at least approximately 2 to 3 ° / o of the actual stacking density of solids in the bypass zone the distance between the pipe and the gas supply below it is chosen in this way that allows an unhindered movement of the solid matter in this space will.

9. The method according to claim 4 to 7, characterized in that as solid, granular substances siliceous cracking catalysts that have a stack density from about 0.64 to 0.88 kg / dms, can be applied, the concentration of the catalyst in the upstream flow is not less than 0.06 to 0.032 kg / dm3 and the average pressure gradient in this upward moving side limited flow of gas and solid material at least 0.32 to 0.48 kg / dm2 cross section per meter height of the laterally limited stream.

'Io. Method according to one of the preceding claims, characterized in that that in order to prevent propulsion the average linear speed the granular matter moving up through the pipe into the settling zone, is always kept above o, gmls and not greater than 15 m / s.

II. Method according to one of the preceding claims, characterized in that that the upward enclosed by the gas and solid material The pressure drop caused by electricity is between 0.48 and 3.20 kg / dm2 per meter of height.

Cited pamphlets: Oil and Gas Journal, March In501 p.174 and 208.