DE952923C

DE952923C - Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffoelen

Info

Publication number: DE952923C
Application number: DE1955N0010234
Authority: DE
Inventors: Carel Lambertus Hagemans; Pieter Otto; Karel Swart
Original assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Current assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Priority date: 1954-02-23
Filing date: 1955-02-22
Publication date: 1956-11-22
Also published as: BE535887A; NL101357C; FR1123662A; NL83152C; GB765261A

Description

Die Erfindung bezieht sich autf ein verbessertes Verfahren für die katalytische Spaltung von Kohlenwasserstoffölen unter Verwendung von verwirbelten Katalysatoren und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Wie bekannt ist, werden bei der katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffölen unter Verwendung von verwirbelten Katalysatoren auf dem Katalysator Kohlenstoffablagerumgen gebildet, als deren Folge seine Aktivität allmählich abnimmt. Um den Katalysator wieder aktiv zu machen, ist es notwendig, kontinuierlich verbrauchten Katalysator aus dem Reaktionsraum abzuziehen und die Kohlenstoffablagerungen vom Katalysator in einem Regenerierbehälter 'durch Behandlung bei hoher Temperatur mit einem sauerstoffhaltigen Gas abzubrennen, worauf der Katalysator wieder verwendet werden kann. Darüber hinaus sind an den mehr oder minder porösen Katalysatorteilchen Kohlenwasserstoffe adsorbiert und es werden auch ao von dem Katalysator auf seinem Wege Kohlenwasserstoffe mitgeführt. Aus diesem Grunde ist es gebräuchlich, den Katalysator vor Beginn der Regenerierung mit Dampf oder anderen gasförmigen Abstreifmitteln zu behandeln, um wertvolle adsorbierte und mitgerissene verdampf bare Kohlen-

Wasserstoffe zu entfernen, die sonst bei der Regenerierung durch Verbrennung verlorengehen würden.

Bei solchen Spaltverfahren strömt der verwirbelte Katalysator vom Reaktionsbehälter über eine Abstreifzone zum Regenerierbehälter, aus dem er im Kreislauf zum Reaktionsbehälter zurückgeleitet wird.

Das. Abstreifen des von dem Reaktionsbehälter ίο kommenden Katalysatorstromes mit dem Ziel, die mitgeführten und adsorbierten verdampfbaren Kohlenwasserstoffe vom Katalysator so vollständig wie möglich zu entfernen, bevor er zum Regenerierbehälter geleitet wird, ist bei solchen katalytischen Spaltverfahren eine sehr wichtige Stufe, da so die Verluste von wertvollen Kohlenwasserstoffen herabgesetzt werden können und die Ausbeute an Benzin und anderen wertvollen Produkten hierdurch erhöht werden kann.

■20 Dieses Abstreifen kann in einer Zone durchgeführt werden, die im Reaktionsbehälter gelegen ist, oder in einem gesonderten Abstreifer, der zwischen dem Reaktionsbehälter und dem Regenerierbehälter vorgesehen ist. Wenn eine eingebaute Abstreifzone verwendet ist, kann sie aus einem Segmentraum bestehen, der von einem Teil des Umfanges des Reaktionsbehälters und einer senkrechten Trennwand begrenzt ist, die sich in Form einer Sehne durch den horizontalen Querschnitt .30 des Reaktionsbehälters erstreckt. Eine solche Abstreifzone kann auch ein zentraler Raum sein, begrenzt durch eine senkrechte Trennwand, die von der Reaktionszone umgeben ist, oder sie kann einen, ringförmigen Raum darstellen, der von der Außenwand des Reaktionsbehälters und einer senkrechten, innerhalb der Reaktionszone gelegenen Trennwand begrenzt ist. Der verwirbelte Katalysator fließt bei Verwendung einer eingebauten Abstreifzone vom Reaktionsraum über den oberen Rand der Trennwand, der als ein Wehr wirkt, in die Abstreifzone und bei Verwendung eines gesonderten Abstreifers wird er über eine Verbindüngslejtung vom Reaktionsbehälter zu diesem Abstreifer geführt und wird mit Hilfe eines gasförmigen Ab-Streifmittels, das zweckmäßig Wasserdampf ist, abgestreift. Gewöhnlich werden die Dämpfe, die von der Abstreifzone oder dem außen gelegenen Abstreifer kommen, mit den Dämpfen aus der Reaktionszone vereinigt und dann mit diesen gemeinsam verarbeitet.

Im Vergleich zu einem Abstreifer, der außerhalb des Reaktionsbehälters gelegen ist, bietet die Verwendung einer eingebauten Abstreifzone, die somit einen gesonderten Teil des Reaktionsbehälters bildet, den Vorteil, daß die erforderliche Apparatur einfacher ist, da die Anordnung eines gesonderten Abstreifers einschließlich eines Zyklons zum Abtrennen mitgerissener Katalysatorteilchen aus den Dämpfen und das notwendige Zubehör entfallen können.

Es wurde gefunden, daß bei Verwendung einer üblichen eingebauten Abstreifzone, in der Wasserdampf oder ein anderes gasförmiges Medium durch eine dichte, verwirbelte Katalysatorphase geleitet wird, die vom Reaktionsraum kommt, die erreichbare Abtrennwirkung viel zui wünschen übrig läßt, da bei dieser Behandlung, wie gefunden wurde, ein großer Teil der mitgerissenen und adsorbierten verdampfbaren Kohlenwasserstoffe nicht vom Katalysator abgetrennt wird und infolgedessen mit diesem zum Regenerierbehälter mitgeführt wird. Darüber hinaus tritt unter den Bedingungen in der Abstreifzone eine beträchtliche Nachspaltung der Kohlenwasserstoffe unter Bildung von Gasen und Koks ein, als deren Folge die Menge der kohlenstoffhaltigen Stoffe, die in dem Regenerierbehälter abgebrannt werden müssen, unerwünscht groß ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung des Abstreifens bei katalytischen Spaltverfahren mit einer eingebauten Abstreifzone.

Eine weitere Prüfung der Ursache der unbefriedigenden Ergebnisse, die mit einer üblichen eingebauten Abstreifzone erhalten wurden, zeigten, daß diese hauptsächlich einer unbefriedigenden Mischung des Wasserdampfes mit der Katalysatormasse in der Abstreifzone zuzuschreiben sind. Wenn die Katalysatorschicht in der Reaktionszone auf einer Höhe gehalten wird, die beträchtlich höher ist als das obere Ende der Trennwand zwischen Abstreifzone und Reaktionszone, findet zu- 9» sätzlich eine beträchtliche Kreislaufbewegung von Katalysator zwischen Abstreifzone und Reaktionszone statt, die zu einer starken Sonderbelastung auf der Abstreifzone führt. Eine gewisse Verbesserung kann erzielt werden, indem man die Abstreifzonen durch senkrechte Trennwände in eine Anzahl Zellen unterteilt, die oben und unten offen sind, aber auch in diesem Fall sind die Abstreifergebnisse unbefriedigend.

Das Ziel der Erfindung ist es, das Abtrennen in einer eingebauten Abstreifzone während der katalytischen Spaltung derart durchzuführen, daß eine größere Menge der mitgerissenen und adsorbierten Kohlenwasserstoffe entfernt wird und infolgedessen ein Nachspalten auf ein Mindestmaß reduziert wird.

Die Erfindung schafft nun ein Verfahren für die katalytische Spaltung von Kohlenwasserstoffölen, bei dem ein verwirbelter Katalysator im Kreislauf durch einen Reaktionsbehälter, eine eingebaute Abstreifzone und einen Regenerierbehälter geleitet wird, und die Dämpfe aus der Abstreifzone mit denen aus der Reaktionszone vereinigt werden, wodurch der erstrebte Zweck erreicht wird.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorwirbelschicht in der Reaktionszone von der in der Abstreifzone mit Hilfe einer Wand getrennt gehalten wird, die sich bis über die größte Höhe der Katalysatorschicht in der Reaktionszone erstreckt, daß der Katalysator in einer feinverteilten Phase aus dieser Schicht über ein oder mehrere Steigrohre, die sich über die Höhe der Katalysatorschicht in der Abstreifzone erstrecken, in die Abstreifzone mit Hilfe von Wasserdampf oder einem anderen Abstreifmittel geführt wird und der abgestreifte Katalysator vom Boden

der Abstreifzone über eine mit einem Steuerventil versehene Leitung zum Regenerierbehälter fließt.

Die Strömung des Katalysators von der Reaktionszone zur Abstreifzone kann praktisch konstant gehalten werden, indem man die Menge des in das oder die Steigrohre eingeleiteten Abstreifmittels nach der Höhe, auf welcher die Katalysatorschicht in der Reaktionszone gehalten wird, ίο regelt. Dies ist notwendig, da der Druck in der verdünnten Phase oberhalb der Katalysatorschicht in der Reaktionszone praktisch gleich demjenigen am oberen Ende der Abstreifzone ist und infolgedessen eine Veränderung der Höhe der Katalysatorschicht in der Reaktionszone von einer Veränderung des Druckabfalls in den Steigrohren begleitet ist.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird, fast unmittelbar nachdem der Katalysator die-Reaktionszone verlassen hat, der größere Teil der mitgeführten und adsorbierten Kohlenwasserstoffe, z.B. 80% oder mehr, aus dem Katalysatorstrom in den Steigrohren, durch die der Katalysator als verdünnte Phase mit Hilfe von Wasserdampf oder einem anderen Abstreifmittel zur Abstreifzone transportiert wird, entfernt. Unter den vorherrschenden Bedingungen, insbesondere bei der großen Raumgeschwindigkeit, findet ein Nachspalten von mitgerissenem und adsorbiertem Material während dieses Durchganges nicht oder jedenfalls nur kaum statt. In der dichten Phase der Katalysatorschicht in der Abstreifzone, in der Wasserdampf am Boden eingeführt wird, um die Schicht im Wirbelzustand zu halten, und von der die Dämpfe am oberen Ende abgezogen werden, ist die Raumgeschwindigkeit gering und die Verweilzeit somit verhältnismäßig lang, d. h., von der Größenordnung von einigen Minuten, und die Temperatur entspricht derjenigen in der Reaktionszone, ilier sind die Bedingungen für ein Nachspalten der restlichen·, praktisch nicht verdamofbaren Kohlenwasserstoffe günstig. Die Menge des kohlenstoffhaltigen Materials, das in dem Regenerierbehälter abgebrannt werden muß, wird auf diese Weise vermindert.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffölen unter Verwendung eines verwirbelten Katalysators, der im Kreislauf durch eine Reaktionszone und eine anstoßende, in dem gleichen Behälter gelegene Abstreifzone und einen gesonderten Regenerierbehälter geleitet wird. Die beiden genannten Zonen stehen in Verbindung an dem oberen Ende miteinander und die Trennwand zwischen diesen Zonen erstreckt sich nach oben bis über die größte Höhe der Wirbelschicht in der Reaktionszone und ein oder mehrere Steigrohre in der Abstreifzone sind vorgesehen, durch welche Steigrohre Katalysator in disperser Phase aus der Reaktionszone in die Abstreifzone mit Hilfe eines dampfförmigen Mediums, das in dem Boden dieser Steigrohre eingeführt wird, die sich bis über die Höhe der Katalysatorschicht in der Abstreifzone erstrecken, geleitet werden kann.

Das oder die Steigrohre, durch die beim Verfahren nach der Erfindung der verwirbelte Katalysator in einer dispersen Phase zur Abstreifzone geleitet wird, können in verschiedener\Veise angeordnet sein. Zum Beispiel können sie aus einem oder mehreren geraden Rohren bestehen, die sich vom Boden der Reaktionszone durch die Trennwand schräg nach oben zum oberen Teil der Abstreifzone erstrecken, oder die in Richtung auf die Trennwand in der Abstreifzone angeordnet sind und am Boden mit der Reaktionszone durch eine Öffnung in dieser Wand in Verbindung stehen. Eine andere mögliche Ausführungsform besteht aus senkrechten Rohren mit einem gebogenen Teil am Boden, der durch die Trennwand bis in die Reaktionszone hindurchreicht.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform, die sich als besonders wirksam erwiesen hat und daher bevorzugt wird, werden Steigrohre verwendet, die senkrecht in der Abstreiizone angeordnet sind und mit der Reaktionszone über Standrohre in Verbindung stehen, die von dort schräg nach unten zum Boden der Steigrohre verlaufen. Die Steigrohre und Standrohre können ganz in dem Reaktionsbehälter gelegen sein, in welchem Fall die Standrohre verhältnismäßig kurz sein können oder sie nach unten bis zu einer Stelle außerhalb des Reaktionsbehälters reichen.

Um die Dämpfe von dem aus den Steigrohren austretenden Gemisch von Dämpfen und Katalysator wirksam abzutrennen, sollen die Steigrohre hinreichend weit über die Höhe, auf der die Katalysatorschicht in der Abstreifzone gehalten wird, sich erstrecken.

Jedes inerte gasförmige oder dampfförmige Medium kann als Abstreifmittel verwendet werden. In -der Praxis wird im allgemeinen Wasserdämpf verwendet.

Veränderungen in der Transportgeschwindigkeit des Katalysators in den beim Verfahren nach der Erfindung verwendeten Steigrohren, verursacht durch eine Veränderung der Höhe der Katalysatorschicht in der Reaktionszone, sollen während des Verfahrens möglichst vermieden werden. Dies kann in einfacher und wirksamer Weise erreicht werden, indem man die den Steigrohren zugeführte Dampfmenge steuert, oder indem man einen no Schieber, der in dem oder den Standrohren in Richtung auf das oder die Steigrohre: vorgesehen ist, einstellt. Es wurde jedoch gefunden, daß die Dampfmenge innerhalb gewisser ziemlich enger Grenzen gehalten werden muß, da es auf der einen Seite eine Mindestmenge Dampf gibt, unterhalb der ein hinreichend wirksames Abstreifen nicht mehr möglich ist, und auf der anderen Seite übermäßige Dampfmengen zu vermeiden sind, nicht nur aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, sondern auch, um ein übermäßiges Mitreißen von Katalysatorteilchen mit den Dämpfen aus der Abstreifzone zu den Zyklonabscheidern in dem oberen Teil des Reaktionsbehälters · zu vermeiden. In dieser Beziehung wurde es als wünschenswert gefunden, unter normalen technischen Betriebsbedingungen,

die in die Steigrohre eingeleitete Dampfmenge auf zwischen etwa 2 und 4kg/to im Kreislauf geführten Katalysator zu halten.

Es wurde gefunden, daß, wenn nur ein einzelnes Steigrohr für den Transport des Katalysators von der Reaktionszone zur Abstreifzone vorgesehen ist, es oft unmöglich ist, die eingeführte Dampfmenge für jede für die Katalysator schicht in der Reaktionszone wünschenswerte- Höhe innerhalb der ίο angegebenen Grenzen zu halten. Wenn die Höhe der Reaktionszone groß ist, würde die für einen bestimmten Katalysatorstrom erforderliche Dampfzufuhr zu klein sein, und wenn die Höhe der Katalysatorschicht niedrig ist, würde die Dampfzufuhr zu groß sein.

Ein Verfahren zur Vermeidung der obigen Nachteile besteht z. B. darin, daß man de'n Wasserdampf an verschiedenen Stellen, in verschiedener Höhe in das Steigrohr einführt. In diesem Fall ao wird, je höher die Höhe der Katalysatorschicht in der Reaktionszone ist, die Einspritzstelle für den Wasserdampf um so höher gewählt.

Ein anderes, besonders wirksames Verfahren besteht darin, daß man bei dem System für den »5 Transport des Katalysators von der Reaktionszone zur Abstreifzone mehrere, z. B. zwei, drei oder vier Steigrohre vorsieht, die alle am Boden mit einem Dampfeinlaß versehen sind und getrennt außer Betrieb gesetzt werden können, so daß man den Gesamtquerschnitt der Steigrohre, der für den Katalysatortransport zur Verfügung steht, wunschgemäß verändern kann.

Der Gesamtquerschnitt der Steigrohre wird in diesem Fall so gewählt, daß beim Arbeiten bei einer niedrigen Höhe der Katalysatorschicht in der Reaktionszohe alle Steigrohre, die in der Abstreifzone vorhanden sind, verwendet werden für die zwischen den oben angegebenen Grenzen liegende Dampfmenge, um ausreichend für den Abstreifbetrieb zu sein.

Wenn bei einer größeren Katalysatorhöhe in der Reaktionszone gearbeitet werden muß, ζ. B. in Verbindung mit einem Hinüberwechseln zu einem anderen Ausgangsmaterial, können ein oder mehrere Steigrohre außer Betrieb gesetzt werden, so daß der gesamte für den Transport für Katalysator zur Verfügung stehende Querschnitt infolgedessen kleiner wird. Um den Katalysatorfluß konstant zu halten, wird die Dampfzufuhr in den noch im Betrieb befindlichen Steigrohren so weit gesteigert, daß seine Summe angenähert der Gesamtdampfzufuhr entspricht, die erforderlich ist, wenn alle Steigrohre in Benutzung sind.

Obgleich die verschiedenen Steigrohre alle den gleichen Durchmesser haben- können, ist es ratsam, verschiedene Durchmesser für diesen Zweck zu wählen, da dieses die Anpassungsfähigkeit der Vorrichtung erhöht.

Ein oder mehrere Steigrohre können außer Betrieb gesetzt werden, z. B. durch starkes Reduzieren der Zufuhr von Dampf oder einem anderen inerten gasförmigen Medium. In diesem Falle ist es wünschenswert, etwaige schrägen Zufuhrleitungen, die mit den nicht in Betrieb befindlichen Steigrohren verbunden sind, durch Einführung von etwas Dampf oder einem anderen inerten gasförmigen Medium offen zu halten. Zu diesem Zweck kann am Boden dieser schrägen Standrohre eine Düse vorgesehen sein, durch welche Wasserdampf nach oben eingespritzt werden kann, wenn das zugehörige Steigrohr außer Betrieb gesetzt ist.

Die Höhe der Katalysatorschicht in der Abstreifzone kann durch ein Steuerventil in dem Standrohr zum Abziehen des abgestreiften Katalysators von der Abstreifzone zum Regenerierbehälter eingestellt werden.

Durch Verwendung des Verfahrens nach der Erfindung werden beträchtlich bessere Ergebnisse erhalten, wobei die meisten der mit dem Katalysator mitgerissenen und an ihm adsorbierten Kohlen-Wasserstoffe somit außerordentlich schnell während des Transportes des Katalysators in einer dispersen Phase in den Steigrohren, die in der Abstreifzone angeordnet sind, abgetrennt werden, als es-" mit Hilfe der üblichen, bisher verwendeten, eingebauten Abstreifer möglich war. Somit kann z. B. die vom Katalysator abzubrennende Koksmenge um etwa 7 bis 20% erniedrigt werden, in Abhängigkeit vom Verhältnis Katalysator zu öl, bei dem die Spaltung stattfindet, und es besteht ein ent- go sprechendes Anwachsen der Menge der erhaltenen wertvollen Kohlenwasserstoffprodukte.

Die Erfindung gibt somit eine beträchtliche Verbesserung, da sie bei vorhandenen Spaltanlagen mit verwirbeltem Katalysator mit eingebauter Abstreif zone leicht verwendet werden kann. Die einzigen hierfür notwendigen Vorkehrungen sind eine Verlängerung der Trennwand zwischen der Reaktionszone und der Abstreifzone nach oben und der Einbau von ein oder mehreren Steigrohren in diese mit Mitteln zur Einführung von Wasserdampf oder einem anderen gasförmigen Abstreifmittel.

Die Erfindung wird weiter erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der

Fig. I und II ein Schema des senkrechten und horizontalen Querschnittes eines Reaktionsbehälters für die katalytische Spaltung von Kohlenwasserstoffölen zeigen, der eine segmentförmige Abstreifzone besitzt, und

Fig. III und IV die entsprechenden Querschnitte eines Reaktionsbehälters· für die katalytische Spaltung mit einer ringförmigen Absitreifzone zeigen.

In Fig. ι ist der Reaktionsbehälter durch eine senkrechte Wand 2, die in Form einer Sehne durch den horizontalen Querschnitt des Reaktionsbehälters verläuft, in eine Reaktionszone 3 und eine Abstreifzone 4 unterteilt. Die Wand 2 ist hinreichend hoch, um über die größte Höhe den hochsten Spiegel zu erreichen, bei der die Katalysatorwirbelschicht in der Reaktionszone gehalten wird. Die Dampfräume oberhalb der Katalysatorschichten in der Reaktionszone und der Abstreifzone stehen miteinander oberhalb des oberen Randes dieser Wand in Verbindung.

Der Reaktionsbehälter ι ist am Boden mit einer Leitung 5 zur Zuführung des zu spaltenden Öles und des Katalysators versehen und ebenfalls mit einem Verteilungsrost 6, der über den Querschnitt der Reaktionszone reicht. Spaltprodukte, zusammen mit Dämpfen aus der Abstreifzone, werden durch Leitung 8 zu einem nicht gezeigten Fraktionierturm über den Zyklon 7 zur Abtrennung von mitgerissenen Katalysatorteilchen abgeführt, die in die Katalysatorschicht in der Reaktionszone 3 zurückgeleitet werden.

Um das verbesserte Abtrennen nach der Erfindung zu erzielen, sind eine Anzahl von Steigrohren 9 in 'die Abstreifzone 4 eingebaut, wobei diese sich bis über die Höhe der Katalysatorschicht in der Abstreifzone erstrecken. In der Fig. II sind vier solcher Rohre gezeichnet, wobei die beiden mittleren Steigrohre einen größeren Durchmesser als die anderen aufweisen.

ao Alle Steigrohre 9 stehen über Standrohre 10 mit der Katalysatorschicht in der Reaktionszone 3 in Verbindung und sind am unteren Teil mit einer Einrichtung 11 versehen, die ein Ventil 12 zur Einführung von Dampf in Richtung nach oben enthält, während in einem kurzen Abstand oberhalb jedes Steigrohres 9 eine Prallplatte 13 vorgesehen ist. Der Katalysator wird von der Reaktionszone 3 über die Standrohre 10 zur Katalysatorschicht in der Abstreifzone 4 mit Hilfe des in dem Boden der Steigrohre 9 eingespritzten Wasserdampfes transportiert. Während dieses Transportes, bei dem der Katalysator in einer dispersen Phase durch die Steigrohre strömt und die Verweilzeit in diesen sehr kurz ist, z. B. nur einige Sekunden beträgt, werden die mitgeführten und adsorbierten verdampfbaren Kohlenwasserstoffe, die in der Katalysatormasse vorhanden sind, weitgehend von dieser wieder abgetrennt. Die so befreiten Katalysatorteilchen, die nach dem Verlassen der Steigrohre 9 mit der Prallplatte 13 kollidieren, fallen durch ihre Schwere in die Katalysatorschicht in der Abstreifzone 4. Während der verhältnismäßig langen Verweildauer in dieser Schicht werden die nicht verdampfbaren und die restlichen noch im Katalysator

+5 vorhandenen verdampfbaren Kohlenwasserstoffe zu einem beträchtlichen Ausmaß aufgespalten. In den Boden dieser Schicht wird Wasserdampf oder ein anderes inertes gasförmiges Medium durch einen nicht gezeigten Einlaß eingeführt, um die Schicht im Wirbelzustand zu halten und die Dämpfe von der Oberseite dieser Schicht abzuführen.

Der abgestreifte Katalysator wird aus der Abstreifzone über das Standrohr 14 des Steuerventils 15 zum nicht gezeigten Regenerierbehälter abgeführt, in dem die Kohlenstoffablagerungen vom Katalysator abgebrannt werden. Der regenerierte Katalysator wird dann von dem Regenerierbehälter zur Leitung 5 geleitet, über die er im Kreislauf zur Reaktionszone zusammen mit frischer Beschickung geführt wird. Die Katalysatorschicht in der Abstreifzone kann mit Hilfe des Steuerventils 15, das zweckmäßig ein Schieberventil ist, auf der gewünschten Höhe gehalten werden.

Durch Einstellung der während des Transportes des Katalysators zur Abstreifzone eingeführten Dampfmenge kann dafür gesorgt werden, daß bei Veränderungen in der Höhe der Katalysatorschicht in der Reaktionszone 3, die Strömungsbedingungen des Katalysators von der Reaktionszone zur Abstreifzone praktisch konstant bleiben.

Wenn die Katalysatorschicht in der Reaktionszone 3 auf niedriger Höhe gehalten wird, werden alle vier Steigrohre verwendet, wobei der durch sie transportierte Katalysator sehr wirksam abgestreift wird durch Zufuhr von Dampf, der innerhalb des gewünschten Bereiches von 2 bis 4 kg/t im Kreislauf geführten Katalysators liegt.

Wenn bei einer größeren Höhe der Katalysatorschicht in der Reaktionszone 3 gearbeitet werden muß, werden ein oder mehrere der Steigrohre 9 außer Betrieb gesetzt. Um die transportierte Katalysatormenge gleich zu halten, wird dann die Dampfzufuhr zu den anderen Steigrohren so weit erhöht, daß die gesamte zugeführte Dampfmenge etwa derjenigen entspricht, die insgesamt zugeführt wird, wenn alle Steigrohre in Benutzung sind.

Der Boden jedes Standrohres 10 ist mit einer Zufuhrleitung 16 mit Ventil 17 ausgerüstet, durch die Dampf oder ein inertes Gas in Richtung nach oben in die Standrohre eingeführt werden kann, die mit den außer Betrieb befindlichen Steigrohren in Verbindung stehen, so daß sichergestellt ist, daß die Katalysatormasse in diesen Rohren im Wirbelzustand verbleibt und somit verhindert wird, daß die Standrohre blockiert werden.

In dem Reaktionsbehälter, der in den Fig. III und IV gezeigt ist, ist die Abstreifzone 4 in Form eines Ringes rund um die zentrale Reaktionszone 3 angeordnet. Eine Anzahl von senkrechten Steigrohren 9 sind in die ringförmige Abstreifzone 4 eingebaut, diese reichen nach unten aus dem Reaktionsbehälter heraus und stehen mit der Reaktionszone 3 über Standrohre 10 in Verbindung, wobei jedes dieser Rohre mit einem Schieberventil 18 ausgerüstet ist. Im übrigen entspricht die An-Ordnung des Reaktionsbehälters derjenigen der Fig. I und II.

In diesem Fall erfolgt der Transport von Katalysator aus der Wirbelschicht in der Reaktionszone 3 zu der in der Abstreifzone 4 ebenfalls über die Standrohre 10 und die Steigrohre 9 mit Hilfe von Wasserdampf oder einem anderen gasförmigen Abstreif mittel, die durch die Zufuhrleitungen 11 eingeführt werden. Während des Transportes von Katalysator in einer verdünnten Phase in den Steigrohren 9 werden die meisten der mitgerissenen und adsorbierten Kohlenwasserstoffe entfernt, wobei praktisch kein Nachspalten stattfindet.

Wegen der großen Länge der Standrohre 10 haben Veränderungen der Höhe, die in der Ka- iao talysatorschicht der Reaktionszone auftreten können, in diesem Reaktionsbehälter nur einen geringen Einfluß auf den Druckabfall in den Steigrohren. Mit Hilfe der Schieberventile 18 in den Standrohren 10 kann sichergestellt werden, daß die Transportgeschwindigkeit von Katalysator, die infolge

solcher Veränderungen der Höhe in einem gewissen Ausmaß schwanken kann, konstant oder nahezu konstant gehalten wird.

Das folgende Beispiel erläutert den Fortschritt^ der mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung erzielt werden kann.

Beispiel

ίο Ein Kohlenwasserstofföl (Schnellverdampferdestillat, oberhalb 300⁰ siedend, aus einem Rohöl aus dem mittleren Osten) wurde einer katalytischen Spaltung unter Verwendung eines verwirbelten synthetischen Kieselsäure-Tonerde-Spaltkatalysators in einer Spaltanlage unterworfen, die einen --... Reaktionsbehälter mit eingebauter Abstreifzone angeordnet, wie in den Fig. I und II gezeigt, enthielt. Das frische Ausgangsöl wurde auf etwa 380⁰ vorgeheizt mit einer Geschwindigkeit von 5000 t/Tag in die Reaktionszone zusammen mit aus dem Regenerierbehälter zurückgeführten Katalysator eingeführt, mit einer solchen Geschwindigkeit, daß das Verhältnis Katalysator zu öl in der Reaktionszone etwa 4 betrug. Die Temperatur in der Kataas lysatorschicht in der Reaktionszone lag bei etwa 485 °. In dem System von vier Verbindungsleitungen aus Standrohren und Steigrohren 10, 9, die in die •■- Äbstreifzone 4 eingebaut waren, wurde die gesamte Dampfmenge über Düsen 11 eingeführt, um "30 ein Abstreifen des Katalysators in einer dispersen Phase beim Durchströmen der Steigrohre 9 zu bewirken, und sie wurde so eingestellt, daß sie etwa 3,5 kg/t im Kreislauf geführten Katalysators betrug.

Die mit dem Katalysator mitgerissene Menge von Kohlenwasserstoffen wurde über das Standrohr 14 aus der Abstreifzone zum Regenerierbehälter abgezogen und betrug nur etwa 12 t/Tag im Vergleich mit einer Menge von etwa 32 t/Tag, wenn das Abstreifen in einem eingebauten Abstreifer üblicher Bauart durchgeführt wurde.

Das Verfahren nach der Erfindung führte somit zu einer Herabminderung der mitgeführten Kohlenwasserstoffe um etwa 62 Gewichtsprozent, was etwa 0,4 Gewichtsprozent des frischen Ausgangsöles entsprach.

Infolge dieser Herabminderung des Mitreißens -_, „.konnte die Umwandlung des Kohlenwasserstoffausgangsöles um 2,1%, d. h. von 54 auf 56,1% erhöht werden. Als Folge dieser erhöhten Umwandlung wurde die Benzinausbeute um 0,9 Gewichtsprozent, bezogen auf frisches Ausgangsöl, gesteigert, was bei einem Einsatz von 5000 t/Tag eine Erhöhung der Benzinerzeugung von 45 t/Tag entspricht.

Wenn man die katalytische Spaltung in einer anderen Anlage durchführt, die einen Reaktionsbehälter aufweist, der mit einer eingebauten Abstreifzone ähnlicher Bauart ausgerüstet ist, wobei die Betriebsbedingungen die gleichen sind, mit der Abweichung, daß das Verhältnis Katalysator zu Öl nun etwa 8 beträgt, wurde eine sogar noch größere Verminderung der Kohlenwasserstoffmitführung erreicht, d. h. 1 Äquivalent bis 0,8 Gewichtsprozent, bezogen auf frisches Ausgangsöl.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

• i. Verfahren zur katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffölen unter Verwendung von verwirbelten Katalysatoren, die im Kreislauf durch eine in einem Reaktionsbehälter gelegene Reaktionszone, eine anstoßende, -in demselben Behälter gelegene Abstreifzone und eine in einem Regenerierbehälter gelegene Regenerierzone geleitet werden, wobei die aus der Abstreif zone kommenden Gase und Dämpfe mit den aus der Reaktionszone kommenden vereinigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung des Katalysators in dem Reaktionsbehälter in zwei gesonderten Schichten, und zwar in einer Reaktionszone und in einer durch eine sich über die größte Höhe der Katalysatorschicht in der Reaktionszone erstreckende Wand getrennten Abstreifzone, der Katalysator in disperser Phase aus der Reaktionszone mit Hilfe von Wasserdampf oder einem anderen Abstreifmittel über ein oder mehrere Steigrohre in die Abstreif zone geleitet wird und der abgestreifte Katalysator aus der Abstreifzone über eine mit einem Steuerventil ausgerüstete Leitung zum Regenerierbehälter fließt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Abstreifmittels, zu dem oder den Steigrohren entsprechend der Höhe der Katalysatorschicht in der Reaktionszone derart eingestellt wird, daß der Fluß des Katalysators von der Reaktionszone zur Abstreifzone konstant oder nahezu konstant gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator über ein oder mehrere gegen die Reaktionszone offene Standrohre zu dem oder-den Steigrohren fließt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aufrechterhaltung einer großen Höhe der Katalysatorschicht in der Reaktionszone ein oder mehrere Steigrohre außer Betrieb gesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem nicht in Betrieb stehenden Steigrohr in Verbindung stehendes Standrohr durch Einführung von Wasserdampf oder einem anderen gasförmigen Medium am Boden offengehalten wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Reaktionsbehälter in eine Reaktionszone und eine Abstreifzone unterteilende Trennwand, wobei beide oberhalb dieser Wand miteinander in Verbindung stehen, nach oben bis über die größte Höhe der Katalysatorschicht in der Reaktionszone reicht und die Abstreifzone mit ein oder mehreren Steigrohren zum Durchleiten von Katalysator aus der Reaktionszone in die Abstreifzone am Boden dieser Steigrohre mit Zuführung für ein
gasförmiges Medium ausgerüstet ist, wobei diese.Steigrohre nach oben über die Höhe der Katalysatorschicht in der Abstreifzone reichen. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Reaktionszone und den Steigrohren (9) durch Standrohre (10) gebildet wird, die sich aus dem unteren Teil der Wirbelschicht in der Reaktionszone schräg nach unten zu einer tief gelegenen Stelle in den Steigrohren erstrecken.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Standrohre mit den Steigrohren in Verbindung stehen und am Boden mit Zufuhreinrichtungen für Wasserdampf, oder ein anderes gasförmiges Medium versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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