DE961475C

DE961475C - Process for converting hydrocarbons into lower boiling components

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Publication number: DE961475C
Application number: DEST8830A
Authority: DE
Original assignee: Standard Oil Development Co
Current assignee: Standard Oil Development Co
Priority date: 1953-10-05
Filing date: 1954-10-03
Publication date: 1957-04-04
Also published as: BE532311A

Description

AUSGEGEBEN AM 4. APRIL 1957ISSUED APRIL 4, 1957

St 8830IVcj23bSt 8830IVcj23b

ist in Anspruch genommenis used

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in niedriger siedende Bestandteile, insbesondere auf ein Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, bei dem die Umwandlung in Koks auf ein Mindestmaß verringert ist.The present invention relates to the conversion of hydrocarbons to low boiling constituents, in particular a process for the conversion of hydrocarbons in which conversion to coke is minimized.

Beim üblichen katalytischen Krackverfahren wird ein Kohlenwasserstoff-Gasöl mit einer Aufschüttung aus katalytisch wirksamen.Feststoffteilchen in einem Reaktionsgefäß zur Umsetzung des Gasöls in niedriger siedende Bestandteile in Berührung gebracht. Für diesen Zweck verwendete man bisher eine Anzahl verschiedener Arten von Katalysatoraufschüttungen,The common catalytic cracking process uses a hydrocarbon gas oil with a pile from catalytically active solid particles in a reaction vessel to convert the gas oil in lower brought into contact with boiling components. A number of different ones have heretofore been used for this purpose Types of catalyst beds,

z. B. ruhende oder bewegte Aufschüttungen und Wirbelschichten. Während der Berührung des Gasöls mit dem Katalysator setzten sich bei jeder der obenerwähnten Arten von Katalysatorschichten kohlenstoffhaltige oder koksähnliche Abscheidungen auf dem Katalysator ab. Diese Abscheidungen beeinträchtigen die Wirksamkeit des Katalysators zur Umwandlung des Gasöls in niedriger siedende Bestandteile; deshalb ist eine Regenerierung des Katalysators erforderlich, um diesen wieder für weitere katalytische Krackungen brauchbar zu machen. Dies erreicht man durch Abtrennung des mit Koks verunreinigten und verbrauchten Katalysators von den Kohlenwasserstoffen undz. B. resting or moving embankments and fluidized beds. While touching the gas oil carbonaceous layers are deposited with the catalyst in each of the above-mentioned types of catalyst layers or coke-like deposits on the catalyst. These deposits affect the effectiveness of the catalyst in converting the gas oil to lower boiling components; for this reason it is necessary to regenerate the catalyst in order to use it again for further catalytic cracking to make usable. This is achieved by separating off the coke contaminated and consumed Catalyst from hydrocarbons and

Wegbrennen der koksartigen Abscheidungen mi einem sauerstoffhaltigen Gas. Obwohl man den Katalysator vor seiner Regeneration normalerweise einen »verbrauchten« Katalysator nennt, ist seine katalytische Wirksamkeit in Wirklichkeit erst teilweise verbraucht. Im allgemeinen jedoch hat er bereits einen größeren Teil seiner katalytischen Wirksamkeit eingebüßt.Burning away the coke-like deposits with an oxygen-containing gas. Although you have the catalyst normally calls a "spent" catalyst before its regeneration is its catalytic one Effectiveness in reality only partially used up. In general, however, he already has lost a greater part of its catalytic effectiveness.

Durch. Änderungen der Reaktionsbedingungen ίο z. B. von Temperatur, Raumgeschwindigkeit, Verweilzeit usw., kann man die Umwandlung von Gasöl in Benzin bei katalytischen Krackungen verstärken. Mit zunehmender Umwandlung von Gasöl in Benzin wird aber im allgemeinen auch die Menge des sich bildenden und auf dem Katalysator absetzenden Kokses größer. Obwohl man bestrebt ist, möglichst viel von dem Gasöl in Benzin umzuwandeln, wird 'der Umfang dieser Umwandlung aus den genannten Gründen durch die Menge der sich auf dem Katalysator abscheidenden kohlenstoffhaltigen oder koksähnlichen Ablagerungen sowie durch die Größe der zum Wegbrennen dieser kohlenstoffhaltigen Abscheidungen erforderlichen Anlagen begrenzt. Normalerweise besteht deshalb zwischen der Umwandlung von Gasöl in Benzin und den für die Regenerieranlagen erforderlichen Kosten ein wirtschaftliches Gleichgewicht. Da die Regenerieranlagen einen wesentlichen Teil der Kosten für ein katalytisches Kracksystem verursachen, hängt die Leistungsfähigkeit eines gegebenen katalytischen Kracksystems zur Umwandlung von Gasöl in Benzin normalerweise von dem Fassungsvermögen der Regenerieranlagen ab, wie sie bei Er-■ richtung der Anlage ursprünglich wirtschaftlich gerechtfertigt waren. Bestimmte Gasöle, z. B. solche mit einem großen Anteil aromatischer Stoffe oder einen hohen Stickstoffgehalt, ergeben ein wesentlich höheres Koks-Benzin-Verhältnis als die paraffinischen oder naphthenischen Gasöle. Infolge der starken Neigung dieser Gasöle zur Koksbildung ist es normalerweise erforderlich, die Umwandlung von Gasöl in Benzin zu drosseln, da die Größe der Regenerieranlagen das katalytische Kracksystem beschränkt. Bisher gab es keine Möglichkeit, eine verhältnismäßig hohe Umwandlung derartiger Gasöle in Benzin zu erreichen, ohne daß Regenerieranlagen mit abnorm hohem Fassungsvermögen erforderlich waren.By. Changes in the reaction conditions ίο z. B. of temperature, space velocity, residence time etc., one can increase the conversion of gas oil to gasoline in catalytic cracking. With the increasing conversion of gas oil into gasoline, however, the amount of gas in general also increases coke forming and settling on the catalyst is larger. Although one strives to be as possible Converting much of the gas oil to gasoline becomes' the extent of that conversion from the above Reasons due to the amount of carbonaceous or coke-like deposits on the catalyst Deposits as well as by the size of these carbonaceous deposits that burn away required facilities are limited. Usually there is therefore between the conversion of gas oil an economic balance in gasoline and the cost of the regenerators. There the regeneration plants account for a significant part of the cost of a catalytic cracking system, the efficiency of a given catalytic cracking system for conversion depends on Gas oil in gasoline normally depends on the capacity of the regeneration systems, as is the case with Er- ■ direction of the plant were originally economically justified. Certain gas oils, e.g. B. such with a large proportion of aromatic substances or a high nitrogen content, result in an essential higher coke-to-gasoline ratio than the paraffinic or naphthenic gas oils. As a result of the strong The tendency of these gas oils to form coke normally requires the conversion of gas oil into Throttle gasoline as regenerator size limits the catalytic cracking system. So far there has been no way to achieve a relatively high conversion of such gas oils into gasoline without the need for abnormally high capacity regeneration equipment.

Eine Durchführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß man ein Kohlenwasserstofföl, dessen Hauptmenge vorzugsweise oberhalb etwa 220⁰ siedet, bei 450 bis 540⁰, vorzugsweise 480 bis 510⁰, mit einem Krackkatalysator in Berührung bringt, so daß etwa 30 bis 50 Volumprozent des Kohlenwasserstoffgasöls in Benzin, andere unterhalb etwa 220° siedende Bestandteile und Koks, jedoch nicht mehr als etwa 5 Gewichtsprozent Gasöl in Koks umgewandelt werden. Danach trennt man die erhaltenen dampfförmigen niedriger siedenden Kohlenwasserstoffprodukte von dem verbrauchten. Katalysator ab, so daß die Katalysatorkonzentration in den abgetrennten dampfförmigen Kohlenwasserstoffprodukten etwa 1,6 kg Katalysator je m³ nicht übersteigt. Anschließend erhitzt man die praktisch katalysatorfreien Dämpfe auf 565 bis 620°, vorzugsweise auf 580 bis 6io°, undOne embodiment of the present invention is that one ^{brings a hydrocarbon oil, the majority of which boils preferably above about 220 0} , at 450 to 540 ⁰ , preferably 480 to 510 ⁰ , with a cracking catalyst, so that about 30 to 50 percent by volume of the hydrocarbon gas oil in gasoline, other components boiling below about 220 ° and coke, but not more than about 5 percent by weight of gas oil can be converted into coke. The vaporous lower-boiling hydrocarbon products obtained are then separated from the consumed. Catalyst from so that the catalyst concentration in the separated vaporous hydrocarbon products does not exceed ^{about 1.6 kg of catalyst per m 3.} The practically catalyst-free vapors are then heated to 565 to 620 °, preferably to 580 to 6io °, and

hält sie oder behandelt sie thermisch etwa 0,5 bis 10 Sekunden lang bei diesem Temperaturbereich, so daß weitere etwa 5 bis 20 Volumprozent der dampfförmigen Kohlenwasserstoffe in Benzin und andere unterhalb etwa 220° siedende Bestandteile umgewandelt werden. Während dieser Wärmebehandlungsstufe der vorliegenden Erfindung entsteht so gut wie kein Koks. Danach fängt man die Kohlenwasserstoffdämpfe auf und fraktioniert sie in eine Anzahl der gewünschten Fraktionen einschließlich einer Benzinfraktion.holds or thermally treats them for about 0.5 to 10 seconds long at this temperature range, so that another 5 to 20 percent by volume of the vaporous Hydrocarbons are converted into gasoline and other components boiling below about 220 °. Virtually no coke is produced during this heat treatment step of the present invention. Then the hydrocarbon vapors are collected and fractionated into a number of the desired ones Fractions including a gasoline fraction.

Die erste Berührung des Kohlenwasserstoff-Gasöls mit dem Katalysator bewirkt also die Hauptumwandlung des Kohlenwasserstoff-Gasöls in hochwertiges Benzin, und die nachfolgende Behandlung durch Wärme allein oder vorwiegend durch Wärmekrackung verursacht eine zusätzliche Umwandlung praktisch ohne Koksbildung. Die vorliegende Erfindung ist allgemein auf Kohlenwasserstoff-Gasöle anwendbar, eignet sich jedoch besonders für solche, die bei der Krackung große Mengen Koks ergeben.The first contact of the hydrocarbon gas oil with the catalytic converter causes the main conversion of the hydrocarbon gas oil into high quality gasoline, and the subsequent treatment by Heat alone or primarily from heat cracking practically causes additional conversion without coke formation. The present invention is generally applicable to hydrocarbon gas oils, however, it is particularly suitable for those that produce large amounts of coke when cracked.

Nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hält oder wärmebehandelt man die katalytisch gekrackten dampfförmigen Produkte etwa 0,5 bis 5 Minuten lang bei 450 bis 565°, vorzugsweise bei 480 bis 540⁰, wodurch sich etwa 5 bis 20 Volumprozent weitere Kohlenwasserstoffe in Benzin und andere unter etwa 220⁰ siedende Bestandteile umwandeln. Während dieser Wärmebehandlungsstufe entsteht fast kern Koks. Da j edoch dabei eine bestimmte Menge von Diolefinen erzeugt wird, bringt man die erhaltenen Kohlenwasserstoffe in einer Nachbehandlungsstufe mit zusätzlichem Katalysator, vorzugsweise dem teilweise verbrauchten Katalysator aus der ersten katalytischen Krackstufe, in Berührung, so daß der größte Teil dieser Diolefine unter Verbesserung der Stabilität der Endprodukte in gesättigte Kohlenwasserstoffprodukte umgewandelt wird. Bei dieser katalytischen Nachbehandlung entsteht nur wenig Koks, und es kommt zu einer geringen zusätzlichen Umwandlung der Öle. Das Verfahren der Erfindung ergibt so ein hohes Verhältnis von beständigem Benzin zu Koks, und außerdem werden hierbei die Kosten für die erforderlichen Regenerieranlagen auf ein Mindestmaß verringert.According to another embodiment of the present invention, the catalytically cracked vaporous products are kept or heat-treated for about 0.5 to 5 minutes at 450 to 565 °, preferably at 480 to 540 ⁰ , whereby about 5 to 20 percent by volume of other hydrocarbons in gasoline and others convert below about 220 ⁰ boiling constituents. During this heat treatment stage, almost no coke is produced. Since, however, a certain amount of diolefins is produced, the hydrocarbons obtained are brought into contact in an aftertreatment stage with additional catalyst, preferably the partially used catalyst from the first catalytic cracking stage, so that most of these diolefins are in contact with the improvement in the stability of the End products is converted into saturated hydrocarbon products. This catalytic aftertreatment produces little coke and there is little additional conversion of the oils. The process of the invention thus provides a high permanent gasoline to coke ratio and also minimizes the cost of the regeneration equipment required.

Die erwähnte Ausschaltung der Diolefmbildung in der katalytischen Nachbehandlungsstufe verbessert die Beständigkeit der Kohlenwasserstoffendprodukte, wie Benzin oder mittlere Destillate, so daß sie nicht mehr nachdunkeln oder unter Bildung unerwünschter Harze und Peroxyde oxydiert werden. Durch die katalytische Nachbehandlungsstufe wird auch die Oktanzahl der Benzinfraktionen der erfmdungsgemäßen Kohlenwasserstoffprodukte noch weiter verbessert und eine geringere zusätzliche Umwandlung :rreicht. Beim Arbeiten in drei Stufen, nämlich erst mit katalytischer Krackung, Wärmebehandlung und katalytischer Nachbehandlung, erhält man ein be- lao sonders hohes Benzin-Koks-Ausbeuteverhältnis sowie besonders beständige Benzine und mittlere Destillatprodukte. The aforementioned elimination of diolefin formation in the catalytic post-treatment stage improves the stability of the hydrocarbon end products, such as gasoline or medium distillates, so that they no longer darken or form undesirable Resins and peroxides are oxidized. The catalytic post-treatment stage also makes the The octane number of the gasoline fractions of the hydrocarbon products according to the invention is further improved and a smaller additional conversion: r reaches. When working in three stages, namely first with catalytic cracking, heat treatment and catalytic aftertreatment, you get a lao especially high gasoline-coke yield ratio as well as particularly stable gasoline and medium distillate products.

Als Beispiel für die zuletzt beschriebene modifizierte Ausführungsform der Erfindung sei angeführt, daß jei Krackung eines im Umlauf geführten Gasöls mitAs an example of the last-described modified embodiment of the invention, it should be mentioned that each cracking of a circulating gas oil with

etwa 40 Gewichtsprozent aromatischen Ringverbindungen nach einem üblichen katalytischen Krackverfahren bei 4o°/₀iger Umwandlung 6 Gewichtsprozent Koks, bei 5o°/₀iger Umwandlung 10 Gewichtsprozent Koks und bei 6o°/₀iger Umwandlung etwa 16 Gewichtsprozent Koks erzeugt werden. Mit Ausnahme der hohen Koksausbeute, die sehr große Regenerieranlagen erforderlich machen würde, wäre eine Krackung der im Umlauf geführten Beschickung mit einem Umwandlungsgrad z. B. zu 50 bis 55 ⁰J₀ vom wirtschaftlichen Standpunkt aus sehr erwünscht. Beim Arbeiten nach der modifizierten Form der vorliegenden Erfindung kann die Regenerieranlage kleiner sein, da das Gasöl in der ersten katalytischen Krackstufe der modifizierten Form der vorliegenden Erfindung nur zu etwa 35% umgewandelt würde. Die Kohlenwasserstoffprodukte aus dieser ersten katalytischen Krackstufe werden etwa 1 Minute lang auf etwa 5 io° gehalten. Nach Beendigung dieser Zeit beträgt die Gesamtumwandlung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren etwa 50% und die Koksbildung nur etwa 5 Gewichtsprozent, im Vergleich zu 10 bis 13 Gewichtsprozent bei einem üblichen katalytischen Krackverfahren.about 40 weight percent aromatic ring compounds by a conventional catalytic cracking process at 4o ° / ₀ hydrochloric conversion 6 weight percent coke, ₀ sodium conversion 10 percent by weight of coke and at 6o ° / ₀ hydrochloric conversion are generated about 16 percent by weight of coke at 5o ° /. With the exception of the high coke yield, which would make very large regeneration plants necessary, a cracking of the circulating feed with a degree of conversion z. B. 50 to 55 ⁰ J _{0 is} very desirable from an economic point of view. In operating in accordance with the modified form of the present invention, the regenerator can be smaller since only about 35% of the gas oil would be converted in the first catalytic cracking stage of the modified form of the present invention. The hydrocarbon products from this first stage catalytic cracking are held at about 50 ° for about 1 minute. At the end of this time, the total conversion in the process of the invention is about 50% and the coke formation is only about 5% by weight, compared to 10 to 13% by weight in a conventional catalytic cracking process.

Während man bei normaler katalytischer Krackung eines Gasöls mit hohem Stickstoffgehalt bei 45°/_oiger Umwandlung 6 Gewichtsprozent Koks und bei 55 %iger Umwandlung 10 Gewichtsprozent Koks erhält, wird das Gasöl bei einem anderen Beispiel der modifizierten Ausführungsform vorliegender Erfindung in der ersten katalytischen Krackstufe zu 35 bis 40 °/₀ umgewandelt, worauf man die erhaltenen Kohlenwasserstoffprodukte zur endgültigen Umwandlung bis auf 50 bis 55% bei einer Koksausbeute von weniger als 5 Gewichtsprozent etwa 1 Minute lang bei etwa 510° thermisch behandelt. Bei diesem, wie auch bei dem vorher-.beschriebenen Beispiel, wird durch die katalytische Nachbehandlung eine geringe Zunahme an Koks und ein höherer Umwandlungsgrad verursacht. Das Verfahren der Erfindung wird durch nachstehende Erläuterung an Hand der Zeichnungen noch besser verständlich.While in normal catalytic cracking of a gas oil with a high nitrogen content at 45 ° / _o acetic conversion 6 weight percent coke and strength at 55% conversion obtained 10 weight percent coke, the gas oil is in another example of the modified embodiment of the present invention in the first catalytic cracking stage to 35 to 40 ° / ₀ converted, whereupon the hydrocarbon products obtained are thermally treated for about 1 minute at about 510 ° for the final conversion to 50 to 55% with a coke yield of less than 5% by weight. In this example, as in the example described above, the catalytic aftertreatment causes a slight increase in coke and a higher degree of conversion. The method of the invention can be better understood from the following explanation with reference to the drawings.

Fig. ι zeigt das Schema einer für die Durchführung der ersten Form des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlage;Fig. Ι shows the scheme of a implementation the first form of the method according to the invention suitable plant;

Fig. 2 zeigt das Schema einer anderen für die Durchführung der ersten Form des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlage;Fig. 2 shows the scheme of another for carrying out the first form of the method according to the invention suitable plant;

Fig. 3 zeigt das Schema einer für die Durchführung der modifizierten Form des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlage, bei dem einzelne Teile der besseren Übersicht halber weggelassen sind.FIG. 3 shows the scheme of a method for carrying out the modified form of the process according to the invention suitable system in which individual parts are omitted for the sake of clarity.

In Fig. ι bezeichnet die Zahl 10 einen Behälter oder eine Reaktionskammer, die sich zur Durchführung einer katalytischen Umwandlung eines Kohlenwasserstoff-Gasöls mit feinen aufgewirbelten Katalysatorteilchen eignet. Bei dieser besonderen Ausführungsform der Erfindung wird der heiße, frisch· regenerierte Katalysator durch das Einlaßrohr 11 von unten in die Reaktionskammer 10 eingeführt, wobei man seine Einführungsgeschwindigkeit durch das Ventil 12 in dem Rohr 11 regelt. Als Katalysator kann man katalytisch wirksame Naturstoffe, z. B. mit Säure behandelten Ton, oder einen synthetischen Katalysator, z. B. Kieselsäure-Tonerde- oder Kieselsäure-Magnesia-Gemische, verwenden. Im allgemeinen sind die feinen Katalysatorteilchen durchschnittlich weniger als 250 μ im Durchmesser groß, und normalerweise liegen die Teilchen in einem solchen Größenbereich, daß sie fast alle einen durchschnittlichen Durchmesser zwischen etwa 20 und 100 μ besitzen. Den durch das Rohr 11 fließenden Katalysator erhält man normalerweise aus einer (in der Zeichnung nicht gezeigten) Regenerierkammer, in der die kohlenstoffhaltigen Ablagerungen — wie nachstehend noch ausführlicher beschrieben wird — von dem bei dem Verfahren verbrauchten Katalysator weggebrannt werden. Bei der besonderen Ausführungsform der Erfindung (s. Fig. 1) laufen deshalb die feinen Katalysatorteilchen kontinuierlich zwischen der Reaktionskammer 10 und der Regenerierkammer um, die von den gewöhnlichen, zur Regeneration feinkörniger Katalysatoren geeigneten Bauart sein kann.In Fig. Ι the number 10 denotes a container or a reaction chamber which is suitable for carrying out a catalytic conversion of a hydrocarbon gas oil with fine fluidized catalyst particles. In this particular embodiment of the invention, the hot, freshly regenerated catalyst is introduced into the reaction chamber 10 from below through the inlet pipe 11, its rate of introduction being regulated by the valve 12 in the pipe 11. The catalyst can be catalytically active natural substances such. Acid treated clay, or a synthetic catalyst, e.g. B. silica-alumina or silica-magnesia mixtures, use. In general, the fine catalyst particles average less than 250 microns in diameter, and typically the particles are in a size range such that almost all of them have an average diameter between about 20 and 100 microns . The catalyst flowing through the tube 11 is normally obtained from a regeneration chamber (not shown in the drawing) in which the carbonaceous deposits - as will be described in more detail below - are burned away from the catalyst used in the process. In the particular embodiment of the invention (see FIG. 1), therefore, the fine catalyst particles circulate continuously between the reaction chamber 10 and the regeneration chamber, which can be of the usual type suitable for the regeneration of fine-grain catalysts.

Vor der Einführung des feinkörnigen Katalysators in die Reaktionskammer 10 vermengt man ihn mit einem Kohlenwasserstoff-Gasöl, das durch das Rohr 13 in das Rohr 11 mit einer durch das Ventil 14 regelbaren Geschwindigkeit zufließt. Das Kohlenwasserstoff-Gasöl besitzt im allgemeinen einen Siedebereich zwischen etwa 200 und 565°. Normalerweise ist das durch das Rohr 13 eintretende Kohlenwasserstoff-Gasöl durch indirekten Wärmeaustausch mit heißen Produktströmen oder durch einen (in der Zeichnung nicht gezeigten) Vorwärmeofen bereits auf etwa 370° vorgewärmt. Der Umfang der erforderlichen Vorwärmung hängt von einer Anzahl Faktoren ab, z. B. der Temperatur des regenerierten Katalysators in dem Rohr 11, die etwa 540 bis 620° betragen, kann, dem Beschikkungsverhältnis von Katalysatoröl für den Kessel io«. das etwa 5 bis 15 (in Gewichtsteilen) betragen kann, der in dem Kessel 10 benötigten Reaktionstemperatur usw.Before the fine-grained catalyst is introduced into the reaction chamber 10, it is mixed with it a hydrocarbon gas oil flowing through the pipe 13 in the pipe 11 with a controllable by the valve 14 Speed flows. The hydrocarbon gas oil generally has a boiling range between about 200 and 565 °. Normally the hydrocarbon gas oil entering through pipe 13 is through indirect heat exchange with hot product streams or by a (not shown in the drawing) Preheating furnace already preheated to about 370 °. The amount of preheating required depends on a number of factors, e.g. B. the temperature of the regenerated catalyst in the pipe 11, which can be about 540 to 620 °, the feed ratio of catalyst oil for the boiler io «. which can be about 5 to 15 (in parts by weight), the reaction temperature required in the kettle 10 etc.

Das Katalysator-Öl-Gemisch tritt sodann mit einer solchen Geschwindigkeit in die Reaktionskammer 10 ein, daß die Oberflächengeschwindigkeit der darin aufwärts steigenden Öldämpfe etwa 0,15 bis 1,5 m/Sek., vorzugsweise etwa 0,3 bis 0,9 m/Sek., beträgt. Bei diesen Dampfgeschwindigkeiten bilden die feinen Katalysatorteilchen im Unterteil der Kammer 10 eine dichte Wirbelschicht 15, deren Dichte etwa 0,48 bis 0,8 beträgt. Die Reaktionstemperatur in der Kammer 10 wird auf etwa 450 bis 540⁰, vorzugsweise etwa 480 bis 510⁰, eingestellt, und der Druck wird normalerweise auf etwa ο bis 3,5 kg/cm² gehalten. Wie bereits erwähnt, werden die feinen Katalysatorteilchen im unteren Teil von Reaktionsgefäß 10 im allgemeinen in einer dichten Wirbelschicht 15 gehalten; diese dichte Schicht besitzt eine verhältnismäßig deutliche obere Begrenzungsfläche L, die durch ständigen Abzug des Katalysators aus der dichten Schicht 15 durch das Ablaßrohr 20 erreicht wird, das sich durch die Kammer 10 bis zu einer Stelle etwas unterhalb der oberen Begrenzungsfläche L der dichten Schicht 15 erstreckt. Die Abflußgeschwindigkeit des Katalysators aus der dichten Schicht durch das Rohr 20 wird durch ein Ventil 21 in dem Rohr 20 geregelt. Das Fassungsver-The catalyst-oil mixture then enters the reaction chamber 10 at a speed such that the surface speed of the oil vapors rising therein is about 0.15 to 1.5 m / sec., Preferably about 0.3 to 0.9 m / sec. Sec. At these steam velocities, the fine catalyst particles in the lower part of the chamber 10 form a dense fluidized bed 15, the density of which is approximately 0.48 to 0.8. The reaction temperature in the chamber 10 is set to about 450 to 540 ⁰ , preferably about 480 to 510 ⁰ , and the pressure is normally kept at about ο to 3.5 kg / cm ² . As already mentioned, the fine catalyst particles in the lower part of reaction vessel 10 are generally held in a dense fluidized bed 15; This dense layer has a relatively clear upper boundary surface L, which is achieved by the constant withdrawal of the catalyst from the dense layer 15 through the drain pipe 20, which extends through the chamber 10 to a point slightly below the upper boundary surface L of the dense layer 15 . The rate of discharge of the catalyst from the dense layer through the pipe 20 is regulated by a valve 21 in the pipe 20. The version

mögen der Reaktionskammer io an Katalysator sollte ausreichen, um eine Raumgeschwindigkeit von stündlich, etwa ι bis 5 kg Kohlenwasserstofföl je kg Katalysator in der Reaktionskammer 10 zu ermöglichen. Der durch das Rohr 20 aus der dichten Schicht 15 ablaufende Katalysator gelangt in die bereits erwähnte (in - der Zeichnung nicht gezeigte) Regenerierkammer, die mit dem Reaktionsgefäß 10 in Verbindung steht und in der die kohlenstoffhaltigen Abscheidungen von dem ίο verbrauchten Katalysator mit Luft weggebrannt werden; anschließend leitet man den regenerierten Katalysator durch Rohr 11 in die Reaktionskammer 10 zurück.like the reaction chamber io of catalyst should be sufficient to achieve a space velocity of hourly, about ι to 5 kg of hydrocarbon oil per kg of catalyst to allow in the reaction chamber 10. The one running through the pipe 20 from the dense layer 15 Catalyst enters the already mentioned regeneration chamber (not shown in the drawing), which communicates with the reaction vessel 10 and in which the carbonaceous deposits from the ίο used catalytic converters are burned away with air; then one passes the regenerated Catalyst through tube 11 into reaction chamber 10 return.

Bei der in Fig. 1 gezeigten besonderen Durchführungsform der vorliegenden Erfindung ziehen die Kohlenwasserstoffdämpfe in der Reaktionskammer 10 aufwärts durch die dichte Schicht 15, in der sie in niedriger siedende Produkte und Koks umgewandelt werden, der sich auf den feinen Katalysatorteilchen absetzt, so daß der Katalysator nach einiger Zeit verbraucht ist. Die Reaktionsbedingungen in der Reaktionskammer 10 werden so eingestellt, daß etwa 30 bis 50 % des von unten in die Kammer 10 eingeführten Kohlenwasserstoff-Gasöls in unter etwa 220⁰ siedende Produkte und Koks umgewandelt werden, wobei aber nicht mehr als etwa 5 Gewichtsprozent des Kohlenwasserstoff-Gasöls in Koks umgewandelt werden. Nach Durchgang durch die dichte Schicht 15 treten die umgewandelten Kohlenwasserstoffdämpfe in die in der Kammer 10 oberhalb der.oberen Begrenzungsfläche L der dichten Schicht 15 befindliche verdünnte oder disperse Zone 22 ein. Diese disperse Phase 22 enthält nur wenig Katalysator, der von den aus der dichten Schicht 15 aufsteigenden Dämpfen mitgerissen wurde. Die in der dispersen Phase 22 aufsteigenden Kohlenwasserstoffdämpfe strömen aufwärts durch das Auslaßrohr 23 aus der Reaktionskammer 10; sie sind nahezu frei von mitgeschlepptem Katalysator und enthalten nicht mehr als etwa 1,6 kg Katalysator pro m³ Kohlenwasserstoffdämpfe, normalerweise etwa 0,03 bis 0,8 kg Katalysator pro m³ Dämpfe.In the particular embodiment of the present invention shown in Figure 1, the hydrocarbon vapors in the reaction chamber 10 travel upwardly through the dense layer 15 where they are converted to lower boiling products and coke which settles on the fine catalyst particles to form the catalyst is used up after a while. The reaction conditions in the reaction chamber 10 are adjusted such that about 30 to 50% of the introduced from below into the chamber 10 hydrocarbon gas oil are converted into boiling below about 220 ⁰ products and coke, but no more than about 5 weight percent of the hydrocarbon Gas oil can be converted into coke. After passing through the dense layer 15, the converted hydrocarbon vapors enter the dilute or disperse zone 22 located in the chamber 10 above the upper boundary surface L of the dense layer 15. This disperse phase 22 contains only a small amount of catalyst which has been entrained by the vapors rising from the dense layer 15. The hydrocarbon vapors rising in the disperse phase 22 flow upwards through the outlet pipe 23 from the reaction chamber 10; they are virtually free of entrained catalyst and contain no more than about 1.6 kg of catalyst per m ^{3 of} hydrocarbon vapors, normally about 0.03 to 0.8 kg of catalyst per m ^{3 of} vapors.

Die aufwärts durch.das Rohr 23 aus der Kammer 10 ausströmenden Kohlenwasserstoffdämpfe treten in den Wärmeaustauscher 30 ein, in dem sie durch das Innere der röhrenförmigen Heizschlange 31 fließen. Im Wärmeaustauscher 30 werden die Kohlenwasserstoff-Produktdämpfe auf etwa 565 bis 620°, vorzugsweise 580 bis 6io°, erwärmt. Es ist wichtig, daß sämtliche in der Reaktionskammer 10 entstehenden dampfförmigen Kohlenwasserstoffprodukte etwa 25 bis 120⁰ wärmer sind als die in der Reaktionskammer 10 herrschende Temperatur. Der Wärmeaustauscher 30 kann z. B. aus einem Ofen bestehen, in den man durch das mit einem Ventil 33 versehene Rohr 32 einen gasförmigen oder öligen Brennstoff und durch das mit dem Ventil 35 versehene Rohr 34 ein säuerstoffhaltiges Gas, z. B. Luft, einleitet. Die Einführungsgeschwindigkeiten von Öl und Luft durch die Rohre 32 und 34 werden durch die Ventile 33 und 35 derart geregelt, daß ein brennbares Gemisch entsteht, das im Innern des Wärmeaustauschers oder Ofens 30 verbrennt. Die gasförmigen Verbrennungsprodukte ziehen durch das Rohr 37 aus dem Wärmeaustauscher 30 ab.The hydrocarbon vapors flowing upwardly through tube 23 from chamber 10 enter heat exchanger 30 where they flow through the interior of tubular heating coil 31. In the heat exchanger 30, the hydrocarbon product vapors are heated to about 565 to 620 °, preferably 580 to 60 °. It is important that all formed in the reaction chamber 10 vaporous hydrocarbon products from about 25 to 120 ⁰ are warmer than the pressure prevailing in the reaction chamber 10 temperature. The heat exchanger 30 can, for. B. consist of a furnace, in which through the valve 33 provided with a tube 32 a gaseous or oily fuel and through the valve 35 provided with the tube 34 an oxygen-containing gas, for. B. air, initiates. The rates of introduction of oil and air through tubes 32 and 34 are controlled by valves 33 and 35 so that a combustible mixture is formed which burns inside heat exchanger or furnace 30. The gaseous combustion products are withdrawn from the heat exchanger 30 through the pipe 37.

An Stelle der Verwendung des Wärmeaustauschers 30 'als Ofen mag es unter Umständen zweckmäßig sein, die heißen Abgase aus der mit der Reaktionskammer 10 in Verbindung stehenden Regenerierkammer durch die Rohre 32 und 34 in das Innere des Wärmeaustauschers 30 einzuführen. Beträgt z. B. die Temperatur der Abgase aus der Regenerierkammer etwa 590° oder mehr, so kann man sie in dem Wärmeaustauscher 30 zur Anwärmung der durch die Heizschlange 31 strömenden Produktdämpfe verwenden. In diesem Falle ist das Rohr 37 zum kontinuierlichen Abziehen der gekühlten Regenerationsabgase aus dem Wärmeaustauscher 30 zu verwenden. Die aus dem Wärmeaustauscher 30 durch das Rohr 37 austretenden Gase kann man direkt ins Freie ablassen oder zur Gewinnung eines größeren Teils ihrer Eigenwärme noch durch weitere Wärmeaustauscher leiten. So kann man z. B. die aus dem Wärmeaustauscher 30 durch das Rohr 37 ziehenden heißen Gase zum Vorwärmen des frischen Kohlenwasserstoffgasöls verwenden, das durch das Rohr 13 in das erfindungsgemäße System eingeführt wird.Instead of using the heat exchanger 30 'as a furnace, it may be useful under certain circumstances the hot exhaust gases from the reaction chamber 10 communicating regeneration chamber through the tubes 32 and 34 into the interior of the heat exchanger 30 to introduce. Is z. B. the temperature of the exhaust gases from the regeneration chamber about 590 ° or more, they can be placed in the heat exchanger 30 for heating the ones flowing through the heating coil 31 Use product vapors. In this case, the tube 37 is for continuous withdrawal of the to use cooled regeneration exhaust gases from the heat exchanger 30. The ones from the heat exchanger 30 gases escaping through the pipe 37 can be released directly into the open or for extraction pass a larger part of their own heat through further heat exchangers. So can one z. B. the drawing from the heat exchanger 30 through the pipe 37 hot gases for preheating of the fresh hydrocarbon gas oil passing through pipe 13 into the system of the present invention is introduced.

Länge und Durchmesser der Heizschlange 31 werden so gewählt, daß die durch das Rohr 23 eintretenden dampfförmigen Kohlenwasserstoffe auf 565 bis 620⁰, vorzugsweise 580 bis 610°, erwärmt werden, denn — wie weiter unten noch ausführlich beschrieben wird — müssen die erwärmten Dämpfe vor ihrer Fraktionierung in die gewünschten Fraktionen etwa 0,5 bis 10 Sekunden lang in diesem Temperaturbereich gehalten werden. Die erforderliche Länge und der Durchmesser der Heizschlange 31 hängen jeweils von der Kohlenwasserstoff dampf-Fließgeschwindigkeit, der Temperatur des Heizmediums in dem Wärmeaustauscher 30, den entsprechenden Wärmeaustauschkoeffizienten usw. ab. Die Temperatur, auf die die Kohlenwasserstoffdämpfe in· der Heizschlange 31 erwärmt werden, und die Verweilzeit der Dämpfe in dem Temperaturbereich von 565 bis 620⁰ vor ihrer Fraktionierung sollten so gewählt werden, daß weitere 5 bis 20% der Kohlenwasserstoffdämpfe in unter etwa 220° siedende Produkte umgewandelt werden. Die erforderliche Verweilzeit der Dämpfe in dem genannten Temperaturbereich hängt selbstverständlich von der angewandten Temperatur ab; je höher diese ist, desto kürzer ist die Verweilzeit, und umgekehrt. Auf diese Weise läßt sich die Umwandlung durch Regelung des Erwärmungsgrades in der Schlange 31 leicht den besonderen Erfordernissen anpassen. Die zusätzliche Menge umgewandelter Kohlenwasserstoffe umfaßt hauptsächlich zusätzliches Benzin und trockene Gase (C₃ und leichtere Gase). Außer diesen Produkten wird eine sehr kleine Menge der in die Heizschlange 31 eingeführten dampfförmigen Kohlenwasserstoffe in Koks umgewandelt. Normalerweise beträgt diese Koksmenge nicht mehr als etwa 0,5 Gewichtsprozent des ursprünglichen, durch das Rohr 13 in die Reaktionskammer 10 eingeführten Kohlenwasserstoffgasöls.Length and diameter of the heating coil 31 are selected such that the entering through the pipe 23 vaporous hydrocarbons to 565-620 ^0, preferably 580-610 °, heated, because - as will be described further below in detail - have the heated vapors before their Fractionation into the desired fractions are held in this temperature range for about 0.5 to 10 seconds. The required length and diameter of the heating coil 31 depend on the hydrocarbon vapor flow rate, the temperature of the heating medium in the heat exchanger 30, the corresponding heat exchange coefficient, and so on. The temperature to which the hydrocarbon vapors are heated in the heating coil 31 and the residence time of the vapors in the temperature range from 565 to 620 ⁰ before their fractionation should be chosen so that a further 5 to 20% of the hydrocarbon vapors boil below about 220 ° Products are converted. The required residence time of the vapors in the temperature range mentioned depends of course on the temperature used; the higher this is, the shorter the dwell time, and vice versa. In this way, the conversion can easily be adapted to the particular requirements by regulating the degree of heating in the queue 31. The additional amount of converted hydrocarbons mainly comprises additional gasoline and dry gases (C ₃ and lighter gases). In addition to these products, a very small amount of the vaporized hydrocarbons introduced into the heating coil 31 is converted into coke. Typically, this amount of coke will be no more than about 0.5 percent by weight of the original hydrocarbon gas oil introduced into reaction chamber 10 through tube 13.

Die erwärmten Kohlenwasserstoffdämpfe werden aus der Heizschlange 31 durch das Rohr 40 entfernt, das mit ihrem anderen Ende mit dem Innern des Zyklonabscheiders 41 in Verbindung steht. DieThe heated hydrocarbon vapors are removed from the heating coil 31 through the pipe 40, the other end of which is connected to the interior of the cyclone separator 41. the

thermisch gekrackten, warmen Kohlenwasserstoffdämpfe treten durch den Einlaß 43 tangential in das Gehäuse 42 des Zyklonabscheiders 41 ein, in dem sie auf solche Weise herumgewirbelt werden, daß die kleine Menge mitgeschleppten Katalysators durch die Zentrifugalkraft gegen die Innenwand des Gehäuses 4z geschleudert wird und sich so von der Masse der darin befindlichen Kohlenwasserstoffdämpfe abtrennt. Der Katalysator fällt dann entlang der Innenwand des Gehäuses 42 nach unten und fließt von dem Gehäuse 42 aus durch ein Fallrohr 45 nach unten, das unten mit der dichten Wirbelschicht 15 in der Kammer 10 in Verbindung steht. Auf diese Weise werden die mitgenssenen feinen Katalysatorteilchen von den Kohlenwasserstoffdämpfen in dem Zyklonabscheider 41 abgetrennt und durch das Fallrohr 45, dessen unteres Ende bis unterhalb der oberen Begrenzungsfläche L der dichten Wirbelschicht 15 reicht, in das System zurückgeführt. Die abgetrennten Kohlenwasserstoffdämpfe ziehen aus dem •Zyklonabscheider 41 durch ein Auslaßrohr 44 ab, das in der Mitte des Gehäuses 42 angebracht ist und mit dessen oberem Teil in Verbindung steht. Natürlich können diese Stellungen des Zyklonabscheiders 41 und des Wärmeaustauschers 30 auch vertauscht sein, so daß die Kohlenwasserstoffdämpfe aus dem Reaktionsgefäß 10 zuerst durch den Zyklonabscheider 41 und dann durch den Wärmeaustauscher 30 strömen und anschließend die erwärmten Dämpfe in das Rohr 44 gelangen. In diesem Falle könnte sich der Zyklonabscheider 41 gegebenenfalls auch im Oberteil der Reaktionskammer 10 befinden.thermally cracked, warm hydrocarbon vapors enter through the inlet 43 tangentially into the housing 42 of the cyclone separator 41, in which they are swirled around in such a way that the small amount of entrained catalyst is thrown by the centrifugal force against the inner wall of the housing 4z and so away from the mass of the hydrocarbon vapors contained therein. The catalyst then falls down along the inner wall of the housing 42 and flows downward from the housing 42 through a downpipe 45 which communicates at the bottom with the dense fluidized bed 15 in the chamber 10. In this way, the fine catalyst particles entrained are separated from the hydrocarbon vapors in the cyclone separator 41 and returned to the system through the downpipe 45, the lower end of which extends below the upper boundary surface L of the dense fluidized bed 15. The separated hydrocarbon vapors are withdrawn from the cyclone separator 41 through an outlet pipe 44 which is mounted in the center of the housing 42 and communicates with the upper part thereof. Of course, these positions of the cyclone separator 41 and the heat exchanger 30 can also be reversed so that the hydrocarbon vapors from the reaction vessel 10 first flow through the cyclone separator 41 and then through the heat exchanger 30 and then the heated vapors enter the pipe 44. In this case, the cyclone separator 41 could optionally also be located in the upper part of the reaction chamber 10.

Die durch das Rohr 44 strömenden heißen Kohlenwasserstoffdämpfe werden von unten in die Fraktionieranlage 50 eingeführt, in der die Kohlenwasserstoffprodukte durch Rückfluß teilweise abgekühlt und in mindestens zwei Fraktionen getrennt werden. Die zur Wärmebehandlung der erwärmten Kohlenwasserstoffdämpfe im Temperaturbereich von 565 bis 620° benötigte Verweilzeit von 0,5 bis 10 Sekunden reicht von der Heizschlange 31 bis zur Fraktionieranlage 50. Der Zyklonabscheider 41 und die Rohre 40 und 44 sind vorzugsweise isoliert, um die Kohlenwasserstoffe auf dieser Wärmebehandlungstemperatur zu halten.The hot hydrocarbon vapors flowing through tube 44 enter the fractionator from below 50 introduced, in which the hydrocarbon products are partially cooled by reflux and in at least two fractions are separated. The ones used to heat treat the heated hydrocarbon vapors In the temperature range from 565 to 620 °, the required residence time of 0.5 to 10 seconds is sufficient from the heating coil 31 to the fractionation system 50. The cyclone separator 41 and the pipes 40 and 44 are preferably insulated to keep the hydrocarbons at this heat treatment temperature.

Bei dieser besonderen Durchführungsform der Erfindung werden Benzin und andere unter etwa 220⁰ siedende Bestandteile aus der Fraktionieranlage 50 durch das Rohr 51 nach oben abgezogen, während die über etwa 220° siedenden Bestandteile als Bodenfraktionen durch das Rohr 52 abfließen. Es versteht sich jedoch von selbst, daß man die Kohlenwasserstoffprodukte gegebenenfalls in noch mehr Produktströme fraktionieren kann, wenn man die Fraktionieranlage 50 mit seitlichen (in der Zeichnung nicht gezeigten) Abflußöffnungen versieht. Als Fraktionieranlage 50 kann man jede übliche Fraktioniervorrichtung zur Abtrennung von Kohlenwasserstoffen verwenden; sie kann zur Erhöhung der Fraktionierleistung mit Glockenboden, gelochten Böden u. dgl. versehen sein.In this particular embodiment of the invention, gasoline and other boiling below about 220 ⁰ ingredients are selected from the fractionation plant 50 drawn off through the pipe 51 upwardly, while the boiling above about 220 ° components flow as soil fractions through the tube 52nd It goes without saying, however, that the hydrocarbon products can optionally be fractionated into even more product streams if the fractionation system 50 is provided with lateral discharge openings (not shown in the drawing). Any conventional fractionation apparatus for separating hydrocarbons can be used as the fractionation system 50; it can be provided with a bell bottom, perforated bottoms and the like to increase the fractionation capacity.

Gegebenenfalls kann man auch zur teilweisen Abkühlung der aus dem Wärmeaustauscher 30 kommenden Dämpfe vor ihrer Einführung in den Zyklonabscheider 41 noch eine Kühlvorrichtung in der in Fig. ι gezeigten Anlage einbauen. So könnten die Dämpfe z. B. vor ihrem Eintritt in den Zyklonabscheider 41 auf etwa 450 bis 480⁰ abgekühlt werden. In diesem Falle sollten jedoch die Dämpfe in dem Wärmeaustauscher 30 0,5 bis 10 Sekunden lang auf 565 bis 620⁰ gehalten werden, so daß eine zusätzliche 5- bis 20°/_Oige Umwandlung erzielt wird. Dies läßt sich leicht bewerkstelligen, indem man das Fassungsvermögen der Heizschlange 31 so weit erhöht, daß die Verweilzeit der Dämpfe in der Heizvorrichtung 30 ausreichend verlängert wird, um die gewünschte Umwandlung zu erreichen. Es zeigt sich also, daß zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Anlagen verschiedenster Art verwendbar sind.If necessary, a cooling device can also be installed in the system shown in FIG. 1 for the partial cooling of the vapors coming from the heat exchanger 30 before they are introduced into the cyclone separator 41. So the vapors could e.g. B. be cooled ^{to about 450 to 480 0} before entering the cyclone separator 41. However, the fumes in the heat exchanger 30 should be 0.5 to 10 seconds are maintained for at 565-620 ⁰ in this case, so that an additional 5 to 20 ° / _O by weight conversion is achieved. This is easily accomplished by increasing the capacity of the heating coil 31 to such an extent that the residence time of the vapors in the heater 30 is increased sufficiently to achieve the desired conversion. It has thus been shown that the most varied types of systems can be used to carry out the process according to the invention.

In Fig. 2 bezeichnet die Zahl 100 eine längliche Kammer, die sich für Kohlenwasserstoffumwandlungsreaktionen in Gegenwart eines feinkörnigen Katalysators eignet und in der vorliegenden Anmeldung als »Förderleitungsreaktor<·<· bezeichnet sei. Ein feinkörniger aufgewirbelter Katalysator wird durch das mit einem Ventil 102 versehene Rohr 101 in den unteren Teil des Förderleitungsreaktors 100 eingeführt. Bei dieser besonderen Durchführungsform der Erfindung besitzen die feinen Katalysatorteilchen einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger als etwa 250 μ, und im allgemeinen weisen alle feine Katalysatorteilchen einen Größenbereich von etwa 20 bis 100 μ auf. Der durch das Rohr 101 strömende feinkörnige Katalysator ist normalerweise ein heißer, frisch regenerierter Katalysator aus einer (in der Zeichnung nicht gezeigten) Regenerierkammer, in der kohlenstoffhaltige Abscheidungen· durch Verbrennen von dem während des erfindungsgemäßen Verfahrens verbrauchten Katalysator entfernt wurden, wie nachstehend noch ausführlicher beschrieben wird.In FIG. 2, the number 100 designates an elongated chamber which is suitable for hydrocarbon conversion reactions in the presence of a fine-grained catalyst and which is referred to in the present application as "conveyor line reactor <· <·. A fine-grain fluidized catalyst is introduced into the lower part of the conveyor line reactor 100 through the pipe 101 provided with a valve 102. In this particular embodiment of the invention, the fine catalyst particles have an average diameter of less than about 250 microns, and generally all fine catalyst particles range in size from about 20 to 100 microns . The fine-grained catalyst flowing through the pipe 101 is normally a hot, freshly regenerated catalyst from a regeneration chamber (not shown in the drawing) in which carbonaceous deposits have been removed by incineration from the catalyst used up during the process according to the invention, as described in more detail below will.

Ein Kohlenwasserstoff-Gasöl mit einem Siedebereich zwischen 200 und 565⁰ wird zur Mischung mit den feinen Katalysatorteilchen durch das mit einem Ventil 104 versehene Rohr 103 in das Rohr 101 eingeführt. Dieses Kohlenwasserstoff-Gasöl kann man durch einen Wärmeaustauscher oder einen Vorwärmofen (beide in der Zeichnung nicht gezeigt) auf etwa 370⁰ vorwärmen. Die Mengen des von unten in das Reaktionsgefäß 100 eingeführten Katalysators und Kohlenwasserstoff-Gasöls kann man mit den Ventilen 102 und 104 in den Rohren 101 und 103 regulieren. Die Zuführungsgeschwindigkeit des Gasöl-Katalysator-Gemisches in den Förderleitungsreaktor 100 wird so eingestellt, daß die Oberflächengeschwindigkeit der aufsteigenden Kohlenwasserstoffdämpfe etwa 1,8 bis 4,6 m/Sek. und die Katalysatorkonzentration in dem Reaktor 100 etwa 160 bis 320 kg/m³ beträgt. Unter diesen Bedingungen strömen die Kohlenwasserstoffdämpfe und der Katalysator zusammen aufwärts in dem Reaktor 100, so daß sich im unteren Teil des Reaktors 100 keine dichte Wirbelschicht aus feinen Katalysatorteilchen mit deutlicher Oberflächenbegrenzung wie bei der in Fig. 1 gezeigten besonderen Durchführungsforrn ausbildet. Au* seinem Weg aufwärts durch den Förderleitungsreaktor 100 wird das dampfförmige Kohlenwasserstoff-Gasöl bei 450 bisA hydrocarbon gas oil having a boiling range between 200 and 565 ⁰ is introduced into the pipe 101 through the pipe 103 provided with a valve 104 to be mixed with the fine catalyst particles. This hydrocarbon gas oil may be obtained by a heat exchanger or a precalciner (both in the drawing not shown) to preheat to about 370 ^0th The amounts of the catalyst and hydrocarbon gas oil introduced into the reaction vessel 100 from below can be regulated with the valves 102 and 104 in the tubes 101 and 103. The feed rate of the gas oil / catalyst mixture into the conveyor line reactor 100 is adjusted so that the surface velocity of the ascending hydrocarbon vapors is about 1.8 to 4.6 m / sec. and the catalyst concentration in the reactor 100 is about 160 to 320 kg / m ³ . Under these conditions, the hydrocarbon vapors and the catalyst flow together upwards in the reactor 100, so that in the lower part of the reactor 100 no dense fluidized bed of fine catalyst particles with a clearly limited surface area as in the particular embodiment shown in FIG. 1 is formed. On its way up through the production line reactor 100, the vaporous hydrocarbon gas oil is at 450 to

540° in etwa 30 bis 50 Volumprozent unter 220° siedende Produkte und Koks umgewandelt, der sich auf den feinen Katalysatorteilchen abscheidet. Die Menge des entstehenden Kokses sollte nicht mehr als etwa 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das ursprüngliche Kohlenwasserstoff-Gasöl, betragen.540 ° in about 30 to 50 percent by volume below 220 ° converted to boiling products and coke, which is deposited on the fine catalyst particles. the The amount of coke formed should not be more than about 5 percent by weight of the original Hydrocarbon gas oil.

Die entstandene Suspension aus den niedrigersiedenden dampfförmigen Kohlenwasserstoffprodukten und dem verbrauchten Katalysator oben aus dem Förderleitungsreaktor 100 wird durch das Rohr 110 abgezogen, das an seinem anderen Ende in dem Zyklonabscheider in mündet. Die dampfförmigen Kohlenwasserstoffprodukte und der Katalysator treten tangential durch den Einlaß 113 in das Gehäuse 112 des Zyklonabscheiders in ein. Die Katalysator-Öl-Suspension wird darin unter rascher Abtrennung des feinverteilten Katalysators von den Kohlenwasserstoffdämpfen herumgewirbelt, die durch den in der Mitte gelegenen Auslaß 114 aus dem Oberteil das Gehäuse 112 ao verla:sen. Die abgetrennten feinen Katalysatorteilchen fließen aus dem Gehäuseii2 durch das Rohr 115 abwärts und werden zur Verbrennung der kohlenstoffhaltigen Abscheidungen von dem verbrauchten Katalysator zu einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Regenerierkammer geleitet. Anschließend führt man diesen regenerierten Katalysator aus der Regenerierkammer wieder durch das Rohr 101 erneut in den Reaktor 100 zur Berührung mit zusätzlichem Kohlenwasserstoff-Gasöl. The resulting suspension of the lower boiling vaporous hydrocarbon products and the spent catalyst at the top of the conveyor line reactor 100 is passed through pipe 110 withdrawn, which opens at its other end in the cyclone separator. The vaporous Hydrocarbon products and the catalyst enter housing 112 tangentially through inlet 113 of the cyclone separator into a. The catalyst-oil suspension is in it with rapid separation of the finely divided catalyst swirled around by the hydrocarbon vapors emanating from the center The outlet 114 located in the upper part of the housing 112 ao leave. The separated fine catalyst particles flow out of the case part 2 through the pipe 115 down and are used to burn off the carbonaceous deposits from the spent catalyst passed to a regeneration chamber (not shown in the drawing). Then you lead this regenerated catalyst from the regeneration chamber again through the pipe 101 into the Reactor 100 for contact with additional hydrocarbon gas oil.

Die in dem Zyklonabscheider in von den feinen Katalysatorteilchen fast ganz befreiten dampfförmigen Kohlenwasserstoffprodukte ziehen von dort durch das Rohr 114 in den Wärmeaustauscher 120, in dem sie durch die rohrförmige Heiz- und Warmbehandlungsschlange 121 fließen. Der Wärmeaustauscher 120 kann z. B. aus einem Ofen bestehen, in dessen Inneres man durch die mit dem Ventil 123 versehene Leitung 122 einen flüssigen oder gasförmigen Brennstoff und durch die mit dem Ventil 125 versehene Leitung 124 ein sauerstoffhaltiges Gas, z. B. Luft, einführt. Die Ventile 123 und 125 in den Leitungen 122 und 124 werden so gesteuert, daß im Innern des Wärmeaustauschers 120 ein brennbares Gemisch entsteht, das zur Erzeugung der nach vorliegender Erfindung erforderlichen Wärme verbrannt wird. In diesem Falle werden die Verbrennungsprodukte durch das Ajslaßrohr 126 aus dem Innern des Wärmeaustauschers 120 abgelassen. Die durch die Auslaßleitung 126 aus dem Wärmeaustauscher 120 kommenden gasförmigen Verbrennungsprodukte können unmittelbar ins Freie abgelassen oder zur Nutzbarmachung des größten Teils ihrer Eigenwärme zuerst durch eine (in der Zeichnung nicht gezeigte) andere Wärmeaustauschvorrichtung geleitet werden. Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens kann man für den Wärmeaustauscher 120 heiße, etwa 565 bis 620° warme Abgase verwenden, die in der mit dem Förderleitungsreaktor 100 in Verbindung stehenden Regenerierkammer erzeugt werden. In diesem Falle werden die heißen Verbrennungsgase aus der Regenerierkammer durch die Leitungen 123 und/oder 124 eingeführt und durch die Auslaßleitung 126 wieder aus dem Wärmeaustauscher 120 entfernt.The vaporous form in the cyclone separator has been almost completely freed from the fine catalyst particles Hydrocarbon products pull from there through the pipe 114 into the heat exchanger 120, in which they flow through the heating and treating tubular coil 121. The heat exchanger 120 can z. B. consist of an oven, in the interior of which one through the line provided with the valve 123 122 a liquid or gaseous fuel and through the line 124 provided with the valve 125 an oxygen-containing gas, e.g. B. air, introduces. Valves 123 and 125 in lines 122 and 124 are controlled so that a combustible mixture is created inside the heat exchanger 120, which is burned to generate the heat required according to the present invention. In this The products of combustion are trapped through the outlet pipe 126 from inside the heat exchanger 120 drained. The gaseous coming through the outlet line 126 from the heat exchanger 120 Combustion products can be discharged directly into the open air or to make the Most of their own heat first through another heat exchange device (not shown in the drawing) be directed. In another embodiment of the method you can for the Heat exchanger 120 hot, about 565 to 620 ° warm Use exhaust gases in the regeneration chamber connected to the conveyor line reactor 100 be generated. In this case the hot combustion gases are released from the regeneration chamber introduced through lines 123 and / or 124 and back out of the heat exchanger through outlet line 126 120 away.

Der Durchmesser und die Länge der Heizschlange 121 werden so ausgewählt, daß die durch die Heizschlange fließenden dampfförmigen Kohlenwasserstoffprodukte darin auf 565 bis 620°, vorzugsweise auf 580 bis 610°, erwärmt werden. Die erforderlichen Abmessungen der Heizschlange 121 hängen von den entsprechenden Wärmeableitungskoeffizienten, der Temperatur des Heizmediums usw. ab. Außerdem ist es erforderlich, daß man die erhaltenen erhitzten Dämpfe etwa 0,5 bis 10 Sekunden lang in diesem Temperaturbereich hält, bevor sie — wie nachstehend noch ausführlicher beschrieben —, in die erwünschten Fraktionen zerlegt werden, so daß weitere 5 bis 20 % des ursprünglichen Kohlenwasserstoff-Gasöls in unter 220° siedende Produkte und eine sehr kleine Menge Koks umgewandelt werden, die aber etwa 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das ursprüngliche Kohlenwasserstoff-Gasöl, nicht übersteigt. Es sei bemerkt, daß sämtliche in dem Reaktor 100 entstandenen dampfförmigen Kohlenwasserstoffprodukte auf diese Temperatur, nämlich 25 bis 170° oberhalb der in dem Reaktor 100 herrschenden Temperatur, erwärmt werden. Die Temperatur, auf die die Kohlenwasserstoffdämpfe in dem Wärmeaustauscher 120 erhitzt werden und ihre Verweüzeit im Temperaturbereich von 565 bis 620⁰ vor der Fraktionierung hängen natürlich von den Wärmekrackeigenschaften des entsprechenden, in das erfindungsgemäße System eingeführten Kohlenwasserstoff-Gasöls ab.The diameter and length of the heating coil 121 are selected so that the vaporous hydrocarbon products flowing through the heating coil are heated therein to 565 to 620 °, preferably to 580 to 610 °. The required dimensions of the heating coil 121 depend on the corresponding heat dissipation coefficients, the temperature of the heating medium, and so on. It is also necessary that the heated vapors obtained be held in this temperature range for about 0.5 to 10 seconds before they are broken down into the desired fractions, as described in more detail below, so that an additional 5 to 20% of the original Hydrocarbon gas oil can be converted into products boiling below 220 ° and a very small amount of coke, which however does not exceed about 0.5 percent by weight, based on the original hydrocarbon gas oil. It should be noted that all of the vaporous hydrocarbon products formed in the reactor 100 are heated to this temperature, namely 25 to 170 ° above the temperature prevailing in the reactor 100. The temperature to which the hydrocarbon vapors are heated in the heat exchanger 120 and their residence time in the temperature range of 565 to 620 ⁰ prior to fractionation will of course depend on the heat cracking properties of the particular hydrocarbon gas oil introduced into the system of the invention.

Die der Wärmekrackung unterworfenen erhitzten, dampfförmigen Kohlenwasserstoffe werden aus der Heizschlange 121 des Wärmeaustauschers 120 durch das Rohr 130 entfernt, das an seinem anderen Ende mit der Fraktionieranlage 131 in Verbindung steht, in der die Kohlenwasserstoffprodikte durch Rückfluß teilweise abgekühlt und in mindestens zwei Produktströme getrennt werden. Bei der ersten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die umgewandelten Kohlenwasserstoffe in eine unter etwa 220° siedende Fraktion, die durch das Rohr 132 nach oben abzieht, und eine Rückstandsfraktion, die durch das Rohr 133 abläuft, getrennt. Man kann jedoch nach Belieben auch weitere Produktströme abziehen, indem man die Fraktionieranlage 131 mit seitlichen (in der Zeichnung nicht gezeigten) Auslässen versieht. Die Fraktionieranlage 131, die von normaler Bauart ist, kann zur Verbesserung ihrer Trennleistung no auch mit Glockenboden, Platten usw. ausgestattet sein. Gegebenenfalls kann man die wärmegekrackten Dämpfe aus dem Wärmeaustauscher 120 vor ihrer Einführung in die Fraktionieranlage 131 bis unter eine aktive Kracktemperatur abkühlen oder abschrecken, indem man die Dämpfe durch Wärmeaustauscher oder Kühltürme (in der Zeichnung nicht gezeigt) leitet. Es ist jedoch wesentlich, daß man die Dämpfe vor dieser Abkühlungs- oder Abschreckstufe 0,5 bis 10 Sekunden lang in einem Temperaturbereich von 565 bis 620° hält, um die gewünschte zusätzliche Umwandlung zu irreichen.The heated, vaporous hydrocarbons subjected to thermal cracking are released from the Heating coil 121 of heat exchanger 120 through removes the pipe 130, which communicates at its other end with the fractionation plant 131, in which partially cooled the hydrocarbon products by reflux and in at least two product streams be separated. In the first embodiment of the method according to the invention the converted hydrocarbons into a fraction boiling below about 220 ° which is passed through pipe 132 withdraws upwards, and a residue fraction, which runs off through the pipe 133, separated. However, one can If desired, withdraw further product streams by using the fractionation system 131 with lateral Provides outlets (not shown in the drawing). The fractionation system 131, which is from normal Design, can be used to improve their separation performance no also be equipped with a bell bottom, plates, etc. If necessary, you can use the heat cracked Vapors from the heat exchanger 120 before being introduced into the fractionation plant 131 to below one active cracking temperature to cool or quench by passing the vapors through heat exchangers or Cooling towers (not shown in the drawing) conducts. However, it is essential that you remove the vapors from this Cooling or quenching stage for 0.5 to 10 seconds in a temperature range of 565 to 620 ° stops to achieve the desired additional conversion.

Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht nur auf Feststoff-Wirbelschichtsysteme von der in Fig. 1 gezeigten Art, bei der mit einer dichten Wirbelschicht gearbeitet wird, oder der in Fig. 2 gezeigten Art, beiThe present invention is not limited only to solid fluidized bed systems of the type shown in FIG. 1 shown type, in which one works with a dense fluidized bed, or the type shown in Fig. 2, at

der ein Förderleitungsreaktor verwendet wird, sondern eignet sich auch in besonders idealer Weise zur Verwendung in einem System, bei dem der Katalysator entweder in Form einer ruhenden oder bewegten Aufschüttung verwendet wird. Bei jeder der beiden letztgenannten Arten von Systemen läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren anwenden, indem man die KoHenwasserstoff-Gasöldämpfe unter Krackbedingungen, nämlich bei 450 bis 540° und unter 0,03 kg/cm², durch die Katalysatoraufschüttung leitet, so daß etwa 30 bis 50 % des Kohlenwasserstoffgasöls in unter 220⁰ siedende Produkte und eine kleine Menge Koks umgewandelt werden, die etwa 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das ursprüngliche Kohlenwasserstoffgasöl, nicht übersteigt.which a conveyor line reactor is used, but is also particularly ideally suited for use in a system in which the catalyst is used either in the form of a static or agitated bed. In either of the last two types of systems mentioned, the process according to the invention can be used by passing the hydrocarbon gas oil vapors ^{through the catalyst bed under cracking conditions, namely at 450 to 540 ° and below 0.03 kg / cm 2} , so that about 30 to 50% of the hydrocarbon gas oil are converted into less than 220 ^0-boiling products and a small amount of coke, which is about 5 weight percent, based on the original hydrocarbon gas oil does not exceed.

Anschließend erwärmt man die erhaltenen dampfförmigen Reaktionsprodukte aus der katalytischen Krackstufe auf 565 bis 620⁰ und hält sie 0,5 bis 10 Sekunden lang in diesem Temperaturbereich, so daß weitere 5 bis 20% des ursprünglichen Kohlenwasserstoffgasöls in unter 220° siedende Produkte und eine kleine Menge Koks umgewandelt werden, die wieder 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das ursprüngliche Kohlenwasserstoff-Gasöl, nicht übersteigt; danach werden die erhaltenen weiterumgewandelten dampfförmigen Kohlenwasserstoffprodukte in die gewünschten Produktfraktionen getrennt. Beim Arbeiten mit ruhender oder bewegter Katalysatoraufschüttung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung würde letztere insofern etwas vereinfacht, als die bei den Wirbelschichtsystemen auftretenden Schwierigkeiten durch Verschleppung von Katalysatoren in den dampfförmigen Kohlenwasserstoffprodukten hier kaum auftreten. Im allgemeinen weisen jedoch die Wirbelschichtsysteme bestimmte Vorteile gegenüber den mit ruhenden oder bewegten Aufschüttungen arbeitenden Systemen auf, wie z. B. bessere Ausnutzung der Wärme aus der Regenerierkammer, leichtere Regelbarkeit der Verfahrensvariablen usw.The vaporous reaction products obtained from the catalytic cracking stage are then heated to 565 to 620 ⁰ and kept in this temperature range for 0.5 to 10 seconds, so that a further 5 to 20% of the original hydrocarbon gas oil in products boiling below 220 ° and a small amount Coke are converted, which again does not exceed 0.5 percent by weight, based on the original hydrocarbon gas oil; then the obtained further converted vaporous hydrocarbon products are separated into the desired product fractions. When working with stationary or moving catalyst bed according to the first embodiment of the present invention, the latter would be somewhat simplified insofar as the difficulties arising in the fluidized bed systems due to the entrainment of catalysts in the vaporous hydrocarbon products hardly occur here. In general, however, the fluidized bed systems have certain advantages over the systems working with static or moving embankments, such as, for. B. better utilization of the heat from the regeneration chamber, easier controllability of the process variables, etc.

Folgende Arbeitsweise wurde praktisch durchgeführt und wird nachstehend zur Erläuterung der Vorteile des Verfahrens nach der ersten Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zu üblichen katalytischen Krackverfahren beschrieben. Die Versuchsdaten erhielt man in einer diskontinuierlichen (68 g) kataly-The following operation has been practically carried out and will be explained below to explain the advantages of the method according to the first embodiment of the invention in comparison to conventional catalytic cracking processes. Received the experimental data one in a discontinuous (68 g) cataly-

Übliches
katalytisches
KrackverfahrenUsual
catalytic
Cracking process Erfindungsgemäß
kombiniertes
katalytisches
WärmekrackverfahrenAccording to the invention
combined
catalytic
Heat cracking process Temperatur der Katalysator-Wirbelschicht, ° C
Temperatur der Dampfphase, ° C (Wärmezone)
Katalysator-Verweilzeit, Minuten
Ölverweilzeit in der Wärmezone, Sekunden
Druck, kg/cm² (beide Zonen)
Umwandlung, Volumprozent, Beschickung
Kohle, Gewichtsprozent, bezogen auf die Beschickung
Benzin, Gewichtsprozent, bezogen auf die Beschickung
Verhältnis von Benzin zu Kohle
Kohleanfall bei gleichem Umwandlungsgrad (45 °/₀) Catalyst fluidized bed temperature, ° C
Temperature of the vapor phase, ° C (heat zone)
Catalyst residence time, minutes
Oil residence time in the heating zone, seconds
Pressure, kg / cm ² (both zones)
Conversion, volume percentage, charging
Coal, weight percent based on the charge
Gasoline, weight percent based on the charge
Ratio of gasoline to coal
Coal accumulation with the same degree of conversion (45 ° / ₀ ) 496,0
496,0
2,0
0,0
42,0
31.0
7.5
5.1496.0
496.0
2.0
0.0
42.0
31.0
7.5
5.1 496,0
592.0
2,0
etwa ι Sekunde
0,0
56,0
4,5
39,°
8.7
2,6496.0
592.0
2.0
about ι second
0.0
56.0
4.5
39, °
8.7
2.6

tischen Wirbelschichtkrackanlage, in der man ein schweres Gasöl aus dem Elchbecken, das einen typisehen Ausgangsstoff für katalytische Krackverfahren darstellt, mit einem handelsüblichen Kieselsäure-Magnesia-Katalysator, der eine Größe von etwa 44 bis 147 μ hatte, katalytisch krackte. Der Siedebereich des schweren Gasöls aus dem Elchbecken lag zwischen etwa 204 und 565°, sein spezifisches Gewicht war 0,916 bei 15 ° C. Im allgemeinen wurden die feinen Kieselsäure-Magnesia-Katalysatorteilchen während dieses Versuches im Unterteil der Reaktionskammer der katalytischen Krackanlage in Form einer dichten Wirbelschicht gehalten. Oberhalb dieser dichten Wirbelschicht befand sich eine verdünnte Phase oder ein Dampfraum, in dem die Konzentration des Katalysators' nur etwa 0,6 kg/m³ betrug. Diese verdünnte Phase enthielt eine elektrische Heizvorrichtung, so 80' daß die Temperatur dort höher als in der dichten Wirbelschicht war. Die dampfförmigen Kohlenwasserstoffprodukte wurden von der Krackanlage durch einen mit einem Wassermantel umgebenen Kühler geleitet und in einem in einem Kohlensäureschneebad befindlichen Behälter gesammelt. Die kondensierten flüssigen Kohlenwasserstoffprodukte wurden sodann noch zur Ermittlung der Produktausbeuten in einem kleinen Destillierkolben diskontinuierlich fraktioniert, gotable fluidized bed cracking plant, in which a heavy gas oil from the moose basin, which is a typical starting material for catalytic cracking processes, is catalytically cracked with a commercially available silica-magnesia catalyst, which was about 44 to 147 μ in size. The boiling range of the heavy gas oil from the elk tank was between about 204 and 565 °, its specific gravity was 0.916 at 15 ° C. In general, the fine silica-magnesia catalyst particles were in the lower part of the reaction chamber of the catalytic cracking plant in the form of a dense during this experiment Maintained fluidized bed. Above this dense fluidized bed there was a dilute phase or a vapor space in which the concentration of the catalyst was only about 0.6 kg / m ³ . This dilute phase contained an electric heater so that the temperature there was higher than in the dense fluidized bed. The vaporous hydrocarbon products were passed from the cracking plant through a cooler surrounded by a water jacket and collected in a container located in a carbonic acid snow bath. The condensed liquid hydrocarbon products were then discontinuously fractionated in a small still to determine the product yields, go

Beim ersten Teil dieses Versuches wurden die dichte Schicht und die verdünnte Phase auf derselben Temperatur, nämlich bei 496°, gehalten, und das Gasöl aus dem Elchbecken wurde unter den in der untenstehenden Tabelle aufgeführten Bedingungen katalytisch gekrackt. Nach Ermittlung der Benzin- und Kohlenstoffausbeuten und der Umwandlung unter diesen Arbeitsbedingungen wurden die Arbeitsbedingungen so geändert, daß im zweiten Teil des Versuchs die dichte Schicht mit den obenerwähnten Heizvorrichtungen bei etwa 496⁰ und die verdünnte oder Dampfphase oberhalb der dichten Schicht auf 592° gehalten wurde. Wieder wurden die Kohle- und Benzinausbeuten sowie die Umwandlung bei diesem zweiten Versuch ermittelt. Es wurden folgende Ergebnisse für erstens das übliche katalytische Krackverfahren und zweitens das katalytische Wärmekrackverfahren nach vorliegender Erfindung erzielt:In the first part of this experiment, the dense layer and the dilute phase were kept at the same temperature, namely at 496 °, and the gas oil from the elk tank was catalytically cracked under the conditions listed in the table below. After determining the petrol and carbon yields and conversion under these working conditions, the working conditions were changed so as to keep the dense layer with the above-mentioned heating devices at approximately 496 ⁰ and the diluted or vapor phase above the dense layer to 592 ° in the second part of the experiment . Again, the coal and gasoline yields and conversion were determined on this second run. The following results were obtained for firstly the usual catalytic cracking process and secondly the catalytic heat cracking process according to the present invention:

Aus diesen Versuchsdaten geht hervor, daß die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte prozentuale Umwandlung (°/₀ der in unter 220⁰ siedende Produkte und Koks umgewandelten Gasölbeschickung) wesentlieh höher als die unter vergleichbaren Arbeitsbedingungen beim üblichen katalytischen Krackverfahren erzielte war. Insbesondere war die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte Umwandlung um 14 °/₀ höher als die unter ähnlichen Arbeitsbedingungen beim normalen katalytischen Krackverfahren erzielte. Aus der Tabelle geht weiterhin hervor, daß dieser wesentliche Anstieg der Umwandlung unter nur geringer Zunahme der Menge des erzeugten Kokses zustande kam. Diese höhere Umwandlung zeigte sich teilweise in einem 8°/_oigen Anstieg der Menge des erzeugten Benzins. Daraus geht hervor, daß das Benzin-Koks-Verhältnis für die vorliegende Erfindung wesentlich höher als bei dem üblichen katalytischen Krackverfahren ist, nämlich 8,7 im Vergleich zu 7,5. so Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird noch deutlicher durch die in der obigen Tabelle aufgeführte letzte Zahlenreihe, in der die Koksausbeuten der beiden Verfahren für den gleichen Umwandlungsgrad, nämlich 45 °/₀, verglichen wurden. Daraus geht hervor, daß beim Verfahren der ersten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens für dieselbe Umwandlung nur etwa halb soviel Koks wie beim üblichen katalytischen Krackverfahren entsteht. Diese wesentliche Verminderung des Koksanfalls ist insofern von Wichtigkeit, als sie bedeutet, daß man bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Katalysatorregenerierkammer mit nur etwa halb so großem Fassungsvermögen wie bei einem normalen katalytischen Krackverfahren benötigt. Daraus ist ersichtlich, daß dieses Verfahren wesentliche Einsparungen bei den für die Regenerationsstufe des katalytischen Kracksystems erforderlichen Ausgaben ermöglicht. Es versteht sich von selbst, daß die durch die vorliegende Erfindung erzielten besseren Ergebnisse sich entweder als erhöhte Benzinausbeute oder als verringerter Koksanfall oder als beides gleichzeitig bemerkbar machen.From these experimental data show that the obtained in the inventive method conversion percentage (° / ₀ of the converted in under 220 ⁰ boiling products and coke gas oil feed) wesentlieh higher than that achieved under comparable working conditions in the usual catalytic cracking process was. In particular, the conversion achieved by the inventive method was scored ₀ to 14 ° / higher than the under similar working conditions in the normal catalytic cracking process. The table also shows that this substantial increase in conversion came about with little increase in the amount of coke produced. This higher conversion appeared partially in an 8 ° / _o by weight increase in the quantity of gasoline produced. It can be seen that the gasoline to coke ratio for the present invention is significantly higher than the conventional catalytic cracking process, 8.7 compared to 7.5. The advantage of the process according to the invention is made even clearer by the last series of numbers listed in the table above, in which the coke yields of the two processes for the same degree of conversion, namely 45 ° / ₀ , were compared. It can be seen from this that in the process of the first embodiment of the process according to the invention, only about half as much coke is produced for the same conversion as in the conventional catalytic cracking process. This substantial reduction in coke production is important in that it means that using the process of the present invention requires a catalyst regeneration chamber of only about half the capacity of a normal catalytic cracking process. It can thus be seen that this process enables substantial savings in the expenses required for the regeneration stage of the catalytic cracking system. It goes without saying that the better results achieved by the present invention will manifest themselves as either increased gasoline yield or decreased coke production, or both at the same time.

Fig. 3 dient zur Erläuterung einer Form einer Anlage zur Durchführung des abgeänderten erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der ein feinkörniger Katalysator in Form einer Wirbelschicht Verwendung findet. Als Katalysator kann man einen Kieselsäure-Tonerde-, Kieselsäure-Magnesia- oder einen anderen Katalysator von solcher Teilchengröße verwenden, daß nahezu der gesamte Katalysator eine Größe von etwa 10 bis 100 μ besitzt. Es versteht sich jedoch von selbst, daß sich die vorliegende Erfindung auch auf katalytische Kracksysteme mit ruhenden und bewegten Katalysatoraufschüttungen anwenden läßt. In Fig. 3 bezeichnet die Zahl 210 eine Reaktionskammer zur Durchführung eines Teils des abgeänderten erfindungsgemäßen Verfahrens, und die Zahl 211 bezeichnet eine Regenerierkammer zum Wegbrennen der kohlenstoffhaltigen Ablagerungen auf dem aufgewirbelten Katalysator zur Wiederherstellung seiner katalytischen Wirksamkeit. Das Kohlenwasserstoff-Gasöl und der frisch regenerierte Katalysator werden zuerst in dem Förderleitungsreaktor 212 miteinander in Berührung gebracht, in dem eine beträchtliche Aufwirbelung vorliegt. Der frisch regenerierte Katalysator tritt etwa 540 bis 705° warm durch das von der Regenerierkammer 211 kommende Fallrohr 213 an einem Ende des Reaktors 212 in diesen ein und ebenso das Kohlenwasserstoff-Gasöl durch das Rohr 214 am gleichen Ende. Der Reaktor 212 ist bei dieser besonderen Ausführungsform der Erfindung in einem bestimmten Winkel aufwärts geneigt und stellt eine Kontaktzone für die anfängliche Umwandlung oder Krackung des Kohlenwasserstoff-Gasöls in niedriger siedende Bestandteile dar.3 serves to explain one form of a plant for carrying out the modified method according to the invention, in which a fine-grain catalyst in the form of a fluidized bed is used. A silica-alumina, silica-magnesia or other catalyst of such a particle size that almost the entire catalyst has a size of about 10 to 100 μ can be used as the catalyst. It goes without saying, however, that the present invention can also be applied to catalytic cracking systems with static and agitated catalyst beds. In Fig. 3, the numeral 210 denotes a reaction chamber for carrying out part of the modified method according to the invention, and the numeral 211 denotes a regeneration chamber for burning away the carbonaceous deposits on the fluidized catalyst to restore its catalytic effectiveness. The hydrocarbon gas oil and the freshly regenerated catalyst are first contacted in the production line reactor 212, in which there is significant fluidization. The freshly regenerated catalyst enters the reactor 212 at a temperature of about 540 to 705 ° through the downpipe 213 coming from the regeneration chamber 211 at one end of the reactor 212, and likewise the hydrocarbon gas oil through the pipe 214 at the same end. The reactor 212 in this particular embodiment of the invention is inclined upward at a certain angle and provides a contact zone for the initial conversion or cracking of the hydrocarbon gas oil to lower boiling components.

Die Temperatur des Reaktors 212 wird bei 455 bis 565⁰, vorzugsweise bei 480 bis 540⁰, gehalten. Dies erreicht man durch genügende Vorwärmung des Kohlenwasserstoff-Gasöls, so daß bei Vereinigung mit dem aus der Regenerierkammer 211 kommenden heißen, frisch regenerierten Katalysator das erhaltene Öl-Katalysator-Gemisch die erwähnte Temperatur aufweist. Die Fließgeschwindigkeit des frisch regenerierten Katalysators von der Regenerierkammer 211 durch das Fallrohr 213 wird durch ein Ventil 216 geregelt, und zur Aufwirbelung des frisch regenerierten Katalysators in dem Fallrohr 213 wird durch die Leitung 215 Luft oder Dampf eingeblasen. Länge und Durchmesser des Reaktors 212 reichen aus, um etwa 30 bis 5o°/₀ des Kohlenwasserstoff-Gasöls in Benzin, andere niedrig siedende Bestandteile und Koks umzuwandeln, ohne daß mehr als etwa 5 °/₀ Koks, bezogen auf das Kohlenwasserstoff-Gasöl, erzeugt werden. Der hier gebrauchte Ausdruck »Benzin« bezieht sich auf unter 220⁰ siedende Kohlenwasserstoffanteile und umfaßt Kohlenwasserstoffe mit 4 Kohlenstoffatomen, jedoch nicht mehr solche mit 3 Kohlenstoffatomen oder noch leichtere Fraktionen. Der Ausdruck «andere niedrig siedende Bestandteile«- bedeutet Kohlenwasserstoffe mit 3 und weniger Kohlenstoffatomen. Die Raumgeschwindigkeif des dampfförmigen Kohlenwasserstoff-Gasöls in dem Reaktor 212 beträgt vorzugsweise zwischen 10 bis 100 Gew./Gew./Std. (Gewicht der Kohlenwasserstoffbeschickung/Gewicht Katalysator/Stunde), und der Druck im Reaktor 212 liegt vorzugsweise zwischen 1 und 3,5 kg/cm². Weiterhin beträgt die Oberflächengeschwindigkeit der dampfförmigen Kohlenwasserstoffe im Reaktor 212 vorzugsweise etwa 3 bis 15 m/Sek. und das Katalysator-Öl-Verhältnis vorzugsweise etwa 5 bis 30 Gewichtsteile. The temperature of the reactor 212 is maintained at 455 to 565 ⁰ , preferably at 480 to 540 ⁰ . This is achieved by sufficiently preheating the hydrocarbon gas oil so that when combined with the hot, freshly regenerated catalyst coming from the regeneration chamber 211, the oil / catalyst mixture obtained has the temperature mentioned. The flow rate of the freshly regenerated catalyst from the regeneration chamber 211 through the downcomer 213 is regulated by a valve 216, and air or steam is blown in through the line 215 to fluidize the freshly regenerated catalyst in the downcomer 213. The length and diameter of the reactor 212 is sufficient, ₀ to convert about 30 to 5o ° / of the hydrocarbon gas oil into gasoline, other low-boiling constituents and coke, without more than about 5 ° / ₀ coke, based on the hydrocarbon gas oil, be generated. The term "petrol" used here refers to ^{hydrocarbons boiling below 220 0} and includes hydrocarbons with 4 carbon atoms, but no longer those with 3 carbon atoms or even lighter fractions. The term "other low-boiling components" means hydrocarbons with 3 or fewer carbon atoms. The space velocity of the vaporous hydrocarbon gas oil in the reactor 212 is preferably between 10 to 100 w / w / h. (Weight of hydrocarbon feed / weight of catalyst / hour) and the pressure in reactor 212 is preferably between 1 and 3.5 kg / cm ² . Furthermore, the superficial velocity of the vaporous hydrocarbons in the reactor 212 is preferably about 3 to 15 m / sec. and the catalyst to oil ratio is preferably about 5 to 30 parts by weight.

Die teilweise umgewandelten Kohlenwasserstoffe und der teilweise verbrauchte Katalysator aus dem Reaktor 212 werden in die Trennzone 217 der Kammer 210 weitergeleitet. Das Reaktorrohr 212 mündet tangential in die Kammer 210, so daß auf die Kohlenwasserstoffdämpfe und den teilweise verbrauchten Katalysator eine Schleuderwirkung ausgeübt wird. Die Katalysatorteilchen werden auf diese Weise durch die Zentrifugalkraft an die Wand der Kammer 210 in der Trennzone 217 gepreßt. Die ringförmige Platte 218 bildet die obere Begrenzung der Trennzone 217, ist auf der Innenseite der Kammer 210 waagerecht angebracht und dient zur Abtrennung des Katalysators von den dampfförmigen Kohlenwasserstoffen. Nicht mehr als 20% des Querschnittes der Kammer 210The partially converted hydrocarbons and the partially consumed catalyst from the Reactors 212 are passed into the separation zone 217 of the chamber 210. The reactor tube 212 opens tangentially into the chamber 210, exposing the hydrocarbon vapors and a centrifugal action is applied to the partially consumed catalyst. The catalyst particles get through in this way the centrifugal force is pressed against the wall of the chamber 210 in the separation zone 217. The annular plate 218 forms the upper limit of the separation zone 217, is mounted horizontally on the inside of the chamber 210 and serves to separate the catalyst from the vaporous hydrocarbons. not more than 20% of the cross-section of chamber 210

werden durch die ringförmige Platte 218 begrenzt. Die ringförmige Platte 218 soll verhüten, daß die Schicht des Katalysators auf der der Kammer 210 durch die aufsteigenden Kohlenwasserstoffdämpfe nach oben mitgerissen wird. Die Oberflächengeschwindigkeit der Kohlenwasserstoffdämpfe ist in der Trennzone 217 beträchtlich niedriger als im Reaktor 212, nämlich etwa 0,15 bis 1,5 m/Sek. In der Trennzone 217 werden die teilweise umgewandelten dampfförmigen Kohlenwasserstoffe derart von dem teilweise verbrauchten Katalysator abgetrennt, daß die teilweise umgewandelten dampfförmigen Kohlenwasserstoffe in der Kammer 210 aufwärts durch die Öffnung in der ringförmigen Platte und der teilweise verbrauchte Katalysator durch sein Gewicht abwärts entlang der Kammerwand in die Trennzone 217 fließen. Die Weiterbearbeitung dieser teilweise umgewandelten Kohlenwasserstoffe wird anschließend ausführlich erläutert.are delimited by the annular plate 218. The annular plate 218 is intended to prevent the layer of catalyst on that of the chamber 210 is carried upwards by the rising hydrocarbon vapors. The surface speed the hydrocarbon vapors are considerably lower in separation zone 217 than in the reactor 212, namely about 0.15 to 1.5 m / sec. In the Separation zone 217 are the partially converted vaporous hydrocarbons from the partially consumed catalyst separated that the partially converted vaporous hydrocarbons in chamber 210 upwards through the opening in the annular plate and the partial spent catalyst by its weight down along the chamber wall into separation zone 217 flow. The further processing of these partially converted hydrocarbons is then detailed explained.

Die von der Trennzone 217 abwärts fließenden Katalysatorteilchen treten in einen Teil der Kammer 210 ein, der einen kleineren Querschnitt als die Trennzone 217 besitzt und als Abstreifzone 219 dient. Der Katalysator wird in dieser Reinigungszone 219 in Form einer dichten Wirbelschicht gehalten. In den unteren Teil der Abstreifzone 219 führt man aus der Leitung 220 Dampf oder ein anderes geeignetes Gas ein, so daß nahezu sämtliche von dem abwärts fließenden Katalysator mitgeführten Kohlenwasserstoffe von dem teilweise verbrauchten Katalysator ausgetrieben werden. Der Dampf und die abgestreiften Kohlenwasserstoffdämpfe aus der Abstreifzone 219 steigen aufwärts zur Trennzone 217. In der Zone 219 sind Prallwände 221 vorgesehen, um die Wirksamkeit des Abstreifvorganges zu erhöhen. Der größte Teil, nämlich 50 bis 95 %, des teilweise verbrauchten Katalysators aus der Abstreifzone 219 fließt durch das Fallrohr 222 hinab und in das Steigrohr 223. Das Fallrohr 222 besitzt ein Ventil 226, das den Abfluß des teilweise verbrauchten Katalysators aus der Kammer 210 nach dem Steigrohr 223 hin drosselt. Das Fallrohr 222 ist außerdem mit einer Zuleitung 227 versehen, durch die zur Aufrechterhaltung des aufgewirbelten Zustandes des teilweise verbrauchten Katalysators ein Aufwirbelungsgas, z. B. Dampf, eingeführt wird.The catalyst particles flowing down from separation zone 217 enter part of the chamber 210, which has a smaller cross section than the separation zone 217 and serves as a stripping zone 219. The catalyst is kept in this cleaning zone 219 in the form of a dense fluidized bed. In the The lower part of the stripping zone 219 is fed from line 220 with steam or another suitable gas so that nearly all of the hydrocarbons carried by the downward flowing catalyst are removed from driven off the partially used catalyst. The steam and the stripped hydrocarbon vapors from the stripping zone 219 rise up to the separation zone 217. In the zone 219 are Impact walls 221 are provided in order to increase the effectiveness of the stripping process. Most of it, viz 50 to 95% of the partially used catalyst from the stripping zone 219 flows down through the downpipe 222 and into the riser 223. The downpipe 222 has a valve 226 which controls the drainage of the partially used catalyst from the chamber 210 throttles towards the riser 223. The downpipe 222 is also provided with a supply line 227, by the maintenance of the whirled-up state of the partially used catalyst a fluidizing gas, e.g. B. steam is introduced.

Ein sauerstoffhaltiges Gas tritt durch das Rohr 224 unten in das Steigrohr 223 ein, und das Gemisch aus diesem Gas und dem teilweise verbrauchten Katalysator fließt durch das Steigrohr 223 in den Unterteil der Regenerierkammer 211. Ein Gitter 225 am Auslaßende des Steigrohrs 223 dient zur gleichmäßigen Verteilung des Katalysator-Gas-Gemischs über die Regenerierkammer 211. Eine kleine Menge Koks wird von dem Katalysator in dem Steigrohr 223 durch Wegbrennen entfernt.An oxygen-containing gas enters riser 223 through tube 224 and the mixture exits This gas and the partially used catalyst flows through the riser pipe 223 into the lower part the regeneration chamber 211. A grid 225 at the outlet end of the riser pipe 223 serves to evenly distribute the catalyst-gas mixture over the Regeneration chamber 211. A small amount of coke is carried by the catalyst in riser tube 223 Burn away.

In der Regenerierkammer 211 wird der Rest der koksartigen Abscheidungen . auf dem Katalysator durch das sauerstoffhaltige Gas verbrannt. Eine dichte Wirbelschicht aus Katalysatorteilchen wird im unteren Teil der Regenerierkammer 211 auf 540 bis 705 ° gehalten. Eine bestimmte Menge des Katalysators wird mit den während der Oxydation gebildeten Verbrennungsgasen aus der dichten Wirbelschicht nach oben durch die Kammer 211 getragen. Diese mitgeführten Katalysatorteilchen, werden durch den Zyklonabscheider 245 oder ähnliche, am oberen Ende der Kammer 211 befindliche Trennvorrichtungen abgeschieden. Die Verbrennungsgase ziehen durch das Rohr 246 ab, während die von ihnen abgetrennten Katalysatorteilchen durch das Fallrohr 247 wieder in die Schicht in der Kammer 211 zurückfallen.In the regeneration chamber 211, the rest of the coke-like deposits. on the catalyst burned by the oxygen-containing gas. A dense fluidized bed of catalyst particles is im lower part of the regeneration chamber 211 held at 540 to 705 °. A certain amount of the catalyst is removed from the dense fluidized bed with the combustion gases formed during the oxidation carried upward through chamber 211. These catalyst particles carried along by the Cyclone separator 245 or similar, located at the upper end of the chamber 211 separators separated. The combustion gases withdraw through tube 246 while those separated from them Catalyst particles fall back through the downpipe 247 into the layer in the chamber 211.

Nach der Abtrennung von dem teilweise verbrauchten Katalysator in der Trennzone 217 der Kammer 210 strömen die teilweise umgewandelten dampfförmigen Kohlenwasserstoffe aufwärts durch die Öffnung in der ringförmigen Platte 218 nach der Wärmebehandlungszone 229 in der Reaktionskammer 210. Die ringförmige Platte 218 stellt tatsächlich die Grenze zwischen der Trennzone 217 und der Wärmebehandlungszone 229 in der Kammer 210 dar. In der Wärmebehandlungszone 229 wird eine Temperatur von 455 bis 565°, vorzugsweise 480 bis 540⁰, aufrechterhalten. Die Durchschnittstemperatur in der Wärmebehandlungszone 229 ist annähernd um 8 bis 15° niedriger als diejenige in dem Reaktor 212. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die katalytische Krackung im Reaktor 212 und die Wärmekrackung in der Wärmebehandlungszone 229 endothermische Reaktionen sind, bei denen die Kohlenwasserstoff- go dämpfe gekühlt werden. Die Zufuhr weiterer Wärme zu den Kohlenwasserstoffdämpfen in der Wärmebehandlungszone 229 ist nicht unbedingt erforderlich, ist jedoch bei der abgeänderten Form der vorliegenden Erfindung möglich. Bei vorzugsweise 480 bis 540⁰ werden die teilweise umgewandelten dampfförmigen Kohlenwasserstoffe in der Wärmebehandlungszone 229 gekrackt, so daß weitere 5 bis 20 % der Kohlenwasserstoffe bei einer Verweilzeit von etwa 0,5 bis 5 Minuten in der Wärmebehandlungszone 229 in Benzin und niedriger siedende Bestandteile umgewandelt werden. Nach Trennung der Kohlenwasserstoffdämpfe vom Katalysator und während des Aufsteigens dieser Dämpfe nach der Wärmebehandlungszone 229 hin ist auch in der Trennzone 217 eine geringe Wärmekrackung festzustellen. In der Wärmebehandlungszone 229 entsteht praktisch kein Koks. Während der Wärmekrackung in der Wärmebehandlungszone 229 bildet sich zwar etwas Koks, aber im Vergleich zu dem im Reaktor 212 entstehenden Koks ist diese Menge unbedeutend. Da eine kleine Menge Katalysator von den aus der Trennzone 217 zur Wärmebehandlungszone 229 strömenden Kohlenwasserstoffdämpfen mitgeführt wird, setzt sich außerdem eine kleine Menge Koks auf dem mitgerissenen Katalysator ab.After separation from the partially spent catalyst in separation zone 217 of chamber 210, the partially converted vaporous hydrocarbons flow up through the opening in annular plate 218 to heat treatment zone 229 in reaction chamber 210. Annular plate 218 actually defines the boundary between the separation zone 217 and the heat treatment zone 229 in the chamber 210. In the heat treatment zone 229, a temperature of 455 to 565 °, preferably 480 to 540 ⁰ , is maintained. The average temperature in the heat treatment zone 229 is approximately 8 to 15 ° lower than that in the reactor 212. This is due to the fact that the catalytic cracking in the reactor 212 and the heat cracking in the heat treatment zone 229 are endothermic reactions in which the hydrocarbons go vapors are cooled. The addition of additional heat to the hydrocarbon vapors in the heat treatment zone 229 is not essential, but is possible with the modified form of the present invention. At preferably 480 to 540 ⁰ , the partially converted vaporous hydrocarbons are cracked in the heat treatment zone 229 so that an additional 5 to 20% of the hydrocarbons are converted to gasoline and lower boiling components with a residence time of about 0.5 to 5 minutes in the heat treatment zone 229 . After the hydrocarbon vapors have been separated from the catalyst and during the rise of these vapors towards the heat treatment zone 229, slight heat cracking can also be observed in the separation zone 217. Virtually no coke is produced in the heat treatment zone 229. While some coke is formed during the heat cracking in the heat treatment zone 229, this amount is insignificant compared to the coke formed in the reactor 212. In addition, since a small amount of catalyst is entrained in the hydrocarbon vapors flowing from separation zone 217 to heat treatment zone 229, a small amount of coke will settle on the entrained catalyst.

Die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe aus der Wärmebehandlungszone 229 fließen aufwärts in eine zweite Kontaktzone 230 in der Kammer 210, in der die dampfförmigen Kohlenwasserstoffprodukte mit dem teilweise verbrauchten Katalysator in Berührung gebracht werden. Eine kleine Menge des teilweise verbrauchten Katalysators, nämlich 5 bis 50 °/₀ davon aus der Abstreifzone 219 wird durch das Rohr 231 aus dem Fallrohr 222 abgezogen. Das Rohr 231 hat ein Ventil 232 zur Regelung der FließgeschwindigkeitThe vaporous hydrocarbons from the heat treatment zone 229 flow upward into a second contact zone 230 in the chamber 210 in which the vaporous hydrocarbon products are contacted with the partially consumed catalyst. A small amount of partially spent catalyst, namely 5 to 50 ° / ₀ thereof from the stripping zone 219 is withdrawn through the tube 231 from the downpipe 222nd The pipe 231 has a valve 232 for regulating the flow rate

der teilweise verbrauchten Katalysatorteilchen; es ist außerdem mit einer Zuleitung 233 versehen, durch die man zur Aufrechterhaltung des Wirbelzustandes der teilweise verbrauchten Katalysatorteilchen in dem Rohr 231 ein aufwirbelndes Gas, z. B. Dampf, einbläst. Die teilweise verbrauchten Katalysatorteilchen treten aus dem Rohr 231 von unten in das Steigrohr 234 ein, in dem sie mit einem aufwirbelnden Gas, z. B. Dampf, vermengt werden, das durch eine Leitung 235 von unten in das Steigrohr 234 eintritt. Die teilweise verbrauchten Katalysatorteilchen werden durch die Steigleitung 234 nach oben getragen und in den Oberteil der zweiten Kontaktzone 230 der Kammer 210 oberhalb der oberen Platte 236 gedrückt. Zur Erreichung inniger Berührung zwischen den Kohlenwasserstoffdämpfen und dem teilweise verbrauchten Katalysator sind in der Kontaktzone 230 waagerechte gelochte Böden oder Fächer 236, 237 und 238 vorgesehen. Der Katalysator in der Zone 230 wird in getrennten dichten Wirbelschichten auf den Böden 236, 237 und 238 gehalten.the partially consumed catalyst particles; it is also provided with a lead 233 through which one to maintain the fluidity of the partially consumed catalyst particles in the pipe 231 a fluidizing gas, e.g. B. steam, blows. The partially consumed catalyst particles emerge from the pipe 231 from below into the riser pipe 234, in which they are swirled with a Gas, e.g. B. steam, which enters the riser pipe 234 through a line 235 from below. The partially consumed catalyst particles are carried up the riser 234 and pressed into the top of the second contact zone 230 of the chamber 210 above the top plate 236. To achieve intimate contact between the hydrocarbon vapors and the partially consumed Catalyst are horizontal perforated floors or compartments 236, 237 and in the contact zone 230 238 provided. The catalyst in zone 230 is in separate dense fluidized beds on the Floors 236, 237 and 238 held.

Die aufsteigenden Kohlenwasserstoffdämpfe strömen durch die Öffnungen der Böden und ziehen sodann durch die dichte Wirbelschicht auf allen Böden. Jeder gelochte Boden besitzt einen Abflußkanal, der den Katalysator in einer bestimmten Höhe auf jedem Boden aufrechterhält und auch die Weiterleitung des Katalysators von einem Boden zu dem nächsten darunterliegenden Boden ermöglicht. Das obere Ende des Abflußkanals eines jeden Bodens befindet sich in ausreichender Höhe über dem Boden, so daß die obere Begrenzung der Wirbelschicht des Katalysators auf dem Boden oberhalb des unteren Endes des Abflußkanals von dem darüberliegenden Boden her liegt, um zu verhüten, daß die Kohlenwasserstoffdämpfe unmittelbar durch den Abflußkanal aufwärts zu dem darüberliegenden Boden strömen. In Fig. 3 bildet der teilweise verbrauchte, durch das Steigrohr 234 kommende Katalysator eine dichte Wirbelschicht über dem Boden 236. Bei weiterem Zulauf von Katalysator aus dem Steigrohr 234 fließt ein Teil davon auf dem Boden 236 in den Abflußkanal 239 und von da auf den Boden 237, wo er nach links (in Fig. 3) in den Abflußkanal 240 fließt; und von da auf den Boden 238, auf diesem wieder nach rechts (in Fig. 3) und zuletzt in den Abflußkanal 241. Der Abflußkanal 241 unterscheidet sich insofern von den anderen Abflußkanälen, als durch ihn der Katalysator in die Abtrennzone 217 abläuft; er steht durch eine Öffnung in der ringförmigen Platte 218 mit der Trennzone 217 in Verbindung. Der den Abflußkanal 241 verlassende Katalysator wird auf diese Weise in die Trennzone 217 nahe der Wand der Kammer 210 eingeführt, in der sich der Katalysator mit dem in der Trennzone 217 abgetrennten Katalysator vereinigt und anschließend durch sein Gewicht in die dichte Wirbelschicht in Abstreifzone 219 strömt.The rising hydrocarbon vapors flow through the openings in the trays and then pull due to the dense fluidized bed on all soils. Each perforated floor has a drainage channel that maintains the catalyst at a certain height on each floor and also the forwarding of the Catalyst from one tray to the next tray below allows. The top The end of the drainage channel of each floor is at a sufficient height above the floor so that the upper limit of the fluidized bed of the catalyst on the tray above the lower end of the drain is from the floor above to prevent the hydrocarbon vapors flow immediately up through the drainage channel to the floor above. In Fig. 3 the partially consumed catalyst coming through the riser pipe 234 forms a dense fluidized bed the bottom 236. As the catalyst continues to flow in from the riser pipe 234, part of it flows out the floor 236 into the drainage channel 239 and from there to the floor 237, where it goes to the left (in Fig. 3) in the drainage channel 240 flows; and from there to the floor 238, on this again to the right (in Fig. 3) and finally in the drainage channel 241. The drainage channel 241 differs from the others in this respect Drainage channels as the catalyst drains through it into separation zone 217; he stands by one Opening in the annular plate 218 in communication with the separation zone 217. The drainage channel 241 leaving catalyst is thus introduced into separation zone 217 near the wall of chamber 210, in which the catalyst combines with the catalyst separated off in the separation zone 217 and then flows through its weight into the dense fluidized bed in stripping zone 219.

Diese Durchführungsform der Erfindung beschränkt sich nicht auf die in Fig. 3 gezeigten Anordnung dreier Böden, da sich für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ein oder mehrere Böden verwenden lassen. Außerdem kann man für die Kontaktzone 230 jede gleichwertige Kontaktvorrichtung anwenden. Außerdem wäre es möglich, den aus der Kontaktzone 230 abgezogenen, teilweise verbrauchten Katalysator nach 6g einzelner Abtrennung sämtlicher mitgerissener Kohlenwasserstoffe gleich in das Steigrohr 223 oder in die Regenerierkammer 211 zu leiten. Vorzugsweise verwendet man in der Kontaktzone 230 verbrauchten Katalysator, da der Zweck der katalytischen Nachbehandlung in der Kontaktzone 230 die Erreichung einer milden Krackung mit geringer Koksbildung ist, so daß die bei der Wärmekrackung in der Wärmebehandlungszone 229 entstehenden Diolefine in gesättigte Kohlenwasserstoffe umgewandelt werden. Durch Anwendung dieser Stufe wird die Oktanzahl der Benzinfraktion und außerdem die Stabilität sämtlicher nach vorliegender Erfindung erzeugter Kohlenwasserstoffprodukte einschließlich der Benzin- und mittleren Destillatfraktionen verbessert. Außerdem kommt es auch während der katalytischen Nachbehandlungsstufe noch in geringem Umfange zu einer weiteren Umwandlung, nämlich zu 2 bis 6 °/₀.This embodiment of the invention is not limited to the arrangement of three floors shown in FIG. 3, since one or more floors can be used for the purposes of the present invention. In addition, any equivalent contact device can be used for the contact zone 230. In addition, it would be possible to direct the partially used catalyst withdrawn from the contact zone 230 immediately into the riser pipe 223 or into the regeneration chamber 211 after 6 g of individual separation of all entrained hydrocarbons. It is preferred to use spent catalyst in contact zone 230, since the purpose of the catalytic aftertreatment in contact zone 230 is to achieve mild cracking with little coke formation so that the diolefins formed during heat cracking in heat treatment zone 229 are converted into saturated hydrocarbons. Use of this stage improves the octane number of the gasoline fraction and also improves the stability of all hydrocarbon products produced in accordance with the present invention, including the gasoline and middle distillate fractions. In addition, there is also during the catalytic after-treatment stage to a minor extent, to a further conversion, namely to 2 to 6 ° / _0th

Die Kohlenwasserstoffdämpfe oder die erhaltenen beständigen niedriger siedenden Bestandteile aus dem ursprünglichen Kohlenwasserstoff-Gasöl steigen aus der Kontaktzone 230 zusammen mit einer kleineren Menge mitgerissener Katalysatorteilchen aufwärts und strömen durch den Zyklonabscheider 242 oder eine ähnliche Trennvorrichtung, in der die dampfförmigen Kohlenwasserstoffprodukte vor dem mitgeführten Katalysator befreit werden. Die nahezu katalysatorfreien Kohlenwasserstoffdämpfe verlassen den oberen Teil der Kammer 210 durch das Rohr 243, und die von den Kohlenwasserstoffdämpfen in dem Abscheider 242 getrennten Katalysatorteilchen fallen durch das Fallrohr 244 in die dichte Wirbelschicht auf dem Boden 236 der Kontaktzone 230 zurück.The hydrocarbon vapors or persistent lower boiling components obtained from the original hydrocarbon gas oil rise from contact zone 230 along with a smaller one Amount of entrained catalyst particles upwards and flow through the cyclone separator 242 or a similar separation device in which the vaporous Hydrocarbon products are freed before the carried catalyst. The almost catalyst-free Hydrocarbon vapors exit the top of chamber 210 through tube 243 and the Catalyst particles separated from the hydrocarbon vapors in separator 242 fall through the downpipe 244 back into the dense fluidized bed on the floor 236 of the contact zone 230.

Weitere Ausführungsformen von Anlagen, die sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen, werden durch Fig. 3 erläutert. Es ist z. B. nicht erforderlich, daß die Wärmebehandlung und die katalytische Nachbehandlung, wie in Fig. 3 gezeigt, in nur einer einzigen Kammer durchgeführt werden, da man auch in zwei getrennten Kammern die gleichen Ergebnisse erzielt. Weiterhin ist es z. B. möglich, praktisch die ganze erste katalytische Krackung in derselben Kammer wie die Wärmekrackung und die katalytische Nachbehandlung durchzuführen anstatt, wie in Fig. 3 gezeigt, in einem besonderen Förderleitungsreaktor. Die Verwendung einer oder beliebig vieler einzelner Kammern für das neue Verfahren liegt deshalb auch im Bereich der vorliegenden Erfindung.Further embodiments of systems which can be used to carry out the method according to the invention are illustrated by FIG. 3. It is Z. B. not required that the heat treatment and the catalytic aftertreatment, as shown in Fig. 3, can be carried out in only a single chamber, because the same results are obtained in two separate chambers. Furthermore, it is z. B. possible practically all of the first catalytic cracking in the same chamber as the thermal cracking and the Carry out catalytic aftertreatment instead of, as shown in Fig. 3, in a special conveyor line reactor. The use of one or any number of individual chambers for the new procedure is therefore also within the scope of the present invention.

Außerdem ist es möglich, in der katalytischen Nachbehandlungsstufe frisch regenerierten Katalysator zu verwenden; wie jedoch bereits erwähnt wurde, zieht man es vor, hier einen teilweise verbrauchten Katalysator zu verwenden, so daß die Koksbildung auf dem für die katalytische Nachbehandlung verwendeten Katalysator auf ein Mindestmaß beschränkt wird. Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft für die Umwandlung solcher Gasöle, die ein hohes Verhältnis von Koks zu Benzin ergeben, z. B. von Gasölen, die reich an Aromaten oder stickstoffhaltigen Verbindungen sind; sie läßt sich jedoch auch vorteil-It is also possible in the catalytic aftertreatment stage to use freshly regenerated catalyst; however, as already mentioned, pulls you before to use a partially used catalyst here, so that the coke formation on the Catalyst used for the catalytic aftertreatment is kept to a minimum. The present invention is particularly advantageous for the conversion of those gas oils which have a high Result in ratio of coke to gasoline, e.g. B. of gas oils that are rich in aromatics or nitrogenous Connections are; however, it can also be

haft bei jeder anderen Kohlenwasserstoifkrackbeschickung anwenden.adheres to any other hydrocarbon cracking feed use.

Das folgende Beispiel einer abgeänderten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens soll die vorliegende Erfindung nicht beschränken, sondern dient zur Erläuterung seiner Ausführungsweise und seiner Vorteile gegenüber normalen katalytischen Krackverfahren. Bei diesem Beispiel werden 1587,6 hl Kohlenwasserstoff-Gasöl stündlich auf 315 ° erwärmt und sodann in den Reaktor 212 eingeführt. Das Gasöl hat einen Siedebereich von 315 bis 565° und stammt von einem Rohöl aus dem Los-Angeles-Becken. Gleichzeitig führt man auch stündlich 1800 Tonnen eines synthetischen Kieselsäure-Tonerde-Katalysators mit einer Teilchengröße von 10 bis 100 μ 592⁰ warm aus der Regenerieranlage 211 in den Reaktor 212 ein, so daß die Temperatur des erhaltenen Katalysator-Öl-Gemischs bei 526° liegt. Unter diesen Bedingungen beträgt das Gewichtsverhältnis von Katalysatoröl in dem Reaktor 212 etwa 11 :i. Der Reaktor 212 hat einen Durchmesser von 1,8 m und eine Länge von 15 m. Die Raumgeschwindigkeit der Kohlenwasserstoffdämpfe darin beträgt 40 Gew./Gew./Stunde und die Oberflächengeschwindigkeit der Kohlenwasserstoffdämpfe 4,5 m/Sek. Der Druck in dem Reaktor 212 liegt bei 1,4 kg/cm². Unter den obengenannten Krackbedingungen beträgt die Umwandlung des Kohlenwasserstoff-Gasöls in Benzin, andere niedrigsiedende Bestandteile und Koks 40 Volumprozent, wobei 5 Gewichtsprozent des Kohlenwasserstoff-Gasöls in Koks umgewandelt werden. Auf diese Weise scheiden sich auf dem Katalysator im Reaktor 212 stündlich etwa 8 Tonnen Koks ab.The following example of a modified embodiment of the process according to the invention is not intended to limit the present invention, but rather serves to explain its mode of implementation and its advantages over normal catalytic cracking processes. In this example, 1587.6 hl of hydrocarbon gas oil is heated to 315 ° per hour and then introduced into reactor 212. The gas oil has a boiling range of 315 to 565 ° and comes from a crude oil from the Los Angeles basin. At the same time, 1800 tons per hour of a synthetic silica-alumina catalyst with a particle size of 10 to 100 μ 592 ⁰ warm from the regeneration system 211 into the reactor 212, so that the temperature of the catalyst-oil mixture obtained is 526 ° . Under these conditions, the weight ratio of catalyst oil in reactor 212 is about 11: i. The reactor 212 is 1.8 m in diameter and 15 m in length, the space velocity of the hydrocarbon vapors therein is 40 w / w / hour and the superficial velocity of the hydrocarbon vapors is 4.5 m / sec. The pressure in the reactor 212 is 1.4 kg / cm ² . Under the above cracking conditions, the conversion of the hydrocarbon gas oil to gasoline, other low boilers and coke is 40 volume percent, with 5 weight percent of the hydrocarbon gas oil being converted to coke. In this way, about 8 tons of coke per hour are deposited on the catalyst in reactor 212.

Die teilweise umgewandelten Kohlenwasserstoffe und der teilweise verbrauchte Katalysator aus dem Reaktor 212 gelangen 515⁰ warm unter 1,2 kg/cm² in die Trennzone 217. Die Oberflächengeschwindigkeit der Kohlenwasserstoffdämpfe in dieser Zone beträgt 0,3 m/Sek. und ihre Verweilzeit in der Zone 10 Sekunden. Die Kohlenwasserstoffdämpfe strömen aus der Trennzone 217 aufwärts in die Wärmebehandlungszone 229, in der die durchschnittliche Temperatur der Kohlenwasserstoffdämpfe 510° und der Druck bei 1,05 kg/cm² beträgt. Die Verweilzeit der Kohlenwasserstoffdämpfe in der Wärmebehandlungszone 229 beträgt 30 Sekunden, die Oberflächengeschwindigkeit der Kohlenwasserstoffdämpfe wiederum 0,3 m/Sek. Weitere 10 Volumprozent der Kohlenwasserstoffdämpfe werden in Benzin und andere niedrigere siedende Bestandteile umgewandelt, wobei etwa 4% der gesamten Kohlenwasserstoffdämpfe aus der Wärmebehandlungszone 229 Diolefine sind.The partially converted hydrocarbons and the partially used catalyst from the reactor 212 reach ^{the separation zone 217 at 515 °} C. below 1.2 kg / cm ^2. The superficial velocity of the hydrocarbon vapors in this zone is 0.3 m / sec. and their dwell time in the zone 10 seconds. The hydrocarbon vapors flow upward from the separation zone 217 into the heat treatment zone 229, in which the average temperature of the hydrocarbon vapors is 510 ° and the pressure is 1.05 kg / cm ² . The residence time of the hydrocarbon vapors in the heat treatment zone 229 is 30 seconds, and the surface velocity of the hydrocarbon vapors is again 0.3 m / sec. Another 10 percent by volume of the hydrocarbon vapors is converted to gasoline and other lower boiling components, with approximately 4% of the total hydrocarbon vapors from the heat treatment zone 229 being diolefins.

Stündlich werden annähernd 1600 Tonnen Katalysator, berechnet auf koksfreie Grundlage, aus dem Standrohr 222 abgezogen und in dem Steigrohr 223 mit 1,84 m³ Luft in der Minute vereinigt. Bei der Regeneration werden stündlich 10,5 Tonnen Koks in dem Steigrohr 223 und der Regenerierkammer 211 durch Verbrennung bei 592° vom Katalysator entfernt.Every hour, approximately 1600 tons of catalyst, calculated on a coke-free basis, are withdrawn from the standpipe 222 and combined in the riser pipe 223 with 1.84 m ^{3 of} air per minute. During the regeneration, 10.5 tons of coke per hour in the riser pipe 223 and the regeneration chamber 211 are removed from the catalyst by combustion at 592 °.

Gleichzeitig zieht man stündlich noch 200 Tonnen Katalysator, berechnet auf koksfreie Grundlage, durch das Rohr 231 aus dem Fallrohr 222 ab und vermischt sie in dem Steigrohr 234 mit stündlich 3200 kg Dampf aus dem Rohr 235. Die 200 Tonnen teilweise verbrauchter Katalysator in der Stunde werden von dem Steigrohr 234 auf den oberen Boden 236 einer Gruppe von Böden 236, 237 und 238 der Kontaktzone 230 geführt, wobei auf jedem der Böden eine Katalysatorwirbelschicht von 20 cm Höhe gehalten wird. Die Temperatur in der Kontaktzone 230 beträgt 510°, der Druck 0,985 kg/cm². Etwa 2,5 Tonnen Koks bilden sich stündlich auf dem Katalysator in der Kontaktzone 230, und eine weitere Umwandlung von 4% kommt noch in dieser Zone zustande. Aus der Kontaktzone 230 werden stündlich etwa 200 Tonnen Katalysator, auf koksfreier Grundlage berechnet, durch den Abflußkanal 241 abgezogen und in die Trennzone 217 geleitet. Die Kohlenwasserstoffprodukte werden vom Oberteil der Kammer 210 durch das Rohr 243 abgezogen; weniger als 1% der gesamten Kohlenwasserstoffprodukte sind unerwünschte Diolefine. Die Benzinfraktion der fertigen Kohlenwasserstoffprodukte hat die Oktanzahl (F-i) 95, und die gesamte nach diesem Beispiel erreichte Umwandlung beträgt 54°/₀.At the same time, an hourly 200 tons of catalyst, calculated on a coke-free basis, are withdrawn from the downpipe 222 through the pipe 231 and mixed in the riser pipe 234 with 3200 kg of steam per hour from the pipe 235. The 200 tons of partially consumed catalyst per hour are from the riser pipe 234 to the upper tray 236 of a group of trays 236, 237 and 238 of the contact zone 230, a fluidized catalyst bed of 20 cm height being maintained on each of the trays. The temperature in the contact zone 230 is 510 °, the pressure 0.985 kg / cm ² . About 2.5 tons of coke per hour are formed on the catalyst in contact zone 230, and another 4% conversion still occurs in this zone. About 200 tons of catalyst per hour, calculated on a coke-free basis, are withdrawn from the contact zone 230 through the discharge channel 241 and passed into the separation zone 217. The hydrocarbon products are withdrawn from the top of chamber 210 through tube 243; less than 1% of the total hydrocarbon products are undesirable diolefins. The gasoline fraction of the finished hydrocarbon products has the octane number (Fi) 95, and the total conversion reached in this example is 54 ° / _0th

Zur Erzielung der gleichen prozentualen Umwandlung bei dem im oben beschriebenen Beispiel verwendeten Gasöl und Katalysator und bei der gleichen Beschickungsgeschwindigkeit für das Kohlenwasserstoff-Gasöl, wie oben erwähnt, würden sich bei der normalen katalytischen Krackung auf dem Katalysator 16,5 Tonnen Koks stündlich bilden, und die Benzinfraktion würde die Oktanzahl (F-i) 95 aufweisen, wäre somit also nicht höher als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, und der Diolefingehalt der gesamten Kohlenwasserstoffprodukte würde 1% betragen. To get the same percentage conversion for that used in the example described above Gas oil and catalyst and at the same feed rate for the hydrocarbon gas oil, As mentioned above, normal catalytic cracking would occur on the catalyst Form 16.5 tons of coke per hour, and the gasoline fraction would have the octane number (F-i) 95, would therefore not be higher than in the process according to the invention, and the diolefin content of the entire Hydrocarbon products would be 1%.

Daraus geht hervor, daß die Güte der flüssigen Produkte und die Ausbeuten bei der normalen katalytischen Krackung und bei der abgeänderten Form nach vorliegender Erfindung für alle praktischen Zwecke durchaus gleichwertig sind. Bei normaler katalytischer Krackung jedoch werden für die gleiche prozentuale Umwandlung 55% rnehr Koks erzeugt, so daß eine um 55% höhere Regenerierleistung erforderlich wäre, um den Koks durch Verbrennen vom Katalysator zu entfernen. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen sich insofern, als die Umwandlung von Kohlenwasserstoffea in Benzin, andere niedrigsiedende Bestandteile und Koks in einem normalen katalytischen Kracksystem nur einer etwa 44°/₀igen Umwandlung entspricht, wenn man die Leistung der Katalysator-Regenerieranlagen auf die Verbrennung von 10,5 Tonnen Koks in der Stunde beschränkt, während bei dem modifizierten Verfahren nach der Erfindung eine 54°/_oige Umwandlung möglich ist.From this it can be seen that the quality of the liquid products and the yields in normal catalytic cracking and in the modified form of the present invention are absolutely equivalent for all practical purposes. With normal catalytic cracking, however, 55% more coke is produced for the same percentage conversion, so a 55% higher regeneration rate would be required to remove the coke from the catalyst by burning. Further advantages of the method according to the invention show themselves in that the conversion of Kohlenwasserstoffea in gasoline, other low-boiling constituents and coke in a normal catalytic cracking system, only an about 44 ° / ₀ by weight conversion corresponds to when the performance of the catalyst-regeneration systems for the combustion is of 10.5 tons of coke limited hour, whereas in the modified method according to the invention, a 54 ° / _o by weight conversion is possible.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Process for the conversion of hydrocarbons in lower-boiling components, characterized in that the hydrocarbons with freshly regenerated catalyst in a contact zone at about 450 to 540 ° so keeps in contact with the catalyst for a long time until about 30 to 50 percent by volume of the hydrocarbon

Substances are converted into ^{components boiling below 220 0} and coke, but not more than about 5 percent by weight of the hydrocarbons in coke, then separating the partially converted hydrocarbons obtained from the spent catalyst, which passes the partially converted hydrocarbons, which are practically free from the spent catalyst, into a heat treatment zone , in which they are ^{heated to about 565 to 620 0} and held at at least about 450 ⁰ until a further 5 to 20% of the hydrocarbons mentioned are converted into components boiling below 220 ° and a small amount of coke, whereupon the resulting heat treatment zone leaving further converted hydrocarbons wins.

2. The method according to claim 1, 'characterized in that the temperature in the heat treatment zone is about 565 to 620 ⁰ , preferably

about 580 to 6io °.

Process for treating hydrocarbon gas oils according to Claim 1, characterized in that the vaporous, practically catalyst-free carbon-hydrogen products coming from the contact zone are kept ^{at about 565 to 620 0 in the heat treatment zone for about 0.5 to 10 seconds.}

4. A method for the treatment of hydrocarbon gas oils with boiling ranges between about 200 and 540 ° according to claim 1 to 3, characterized in that the hydrocarbon gas oil is brought together with a hot fine-grain catalyst, the resulting mixture of catalyst and vaporous gas oil about 450 to 540 ^{0 is introduced} warm into the lower part of the reaction zone, in which the catalyst is in the form of a dense fluidized bed, the vaporous gas oil at a surface velocity of about 0.3 to 0.9 m / sec. flows upwards that the partially converted hydrocarbons entering the heat treatment zone ^{contain less than about 1.6 kg of entrained catalyst per m 3} , and that the hydrocarbons obtained at the end are fractionated in a recovery zone into at least two fractions.

5. The method according to claim 4, characterized in that that the surface velocity of the mixture of catalyst and vapor Hydrocarbon gas oil in the reaction zone about 1.8 to 4.5 m / sec. amounts to.

6. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the converted Hydrocarbons from the heat treatment zone with part of the separated, partially spent catalyst in a second contact zone to produce the above-mentioned stable, brings lower-boiling components into contact, the permanent lower-boiling ones Separating constituents from the partially consumed catalyst from the second contact zone and the partially used catalyst from both contact zones in a regeneration zone regenerated.

7. The method according to claim 6, characterized in that there is a conveyor line reactor as the contact zone used.

8. The method according to claim 1 to 7 for the treatment of hydrocarbon gas oils, characterized in that the partially converted hydrocarbons in the heat treatment zone is kept at at least 480 ⁰ .

9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that that the partially consumed catalyst after separation of the more stable regenerates lower-boiling components.

10. The method according to claim 7, characterized in that that coming from the first reaction zone, partially converted vaporous Hydrocarbons and the partially used catalyst in a separation zone separates from each other, the catalyst to remove the absorbed, partially converted directs vaporous hydrocarbons into a stripping zone, a smaller part of them into a contact zone with the further converted vaporous hydrocarbons from the Heat treatment zone and brings together said hydrocarbons with the catalyst so converts that practically all diolefins present in these hydrocarbons converted into stable, lower-boiling saturated hydrocarbons, which one can also do how the further partially consumed catalyst withdraws individually from the contact zone, whereupon one strips the absorbed hydrocarbons from the catalyst and any catalyst regenerated in a regeneration zone.

Considered publications:

Pohlische Patent No. 22 204, reported in the Chemisches Zentralblatt, 1937, I. 1343.

1 sheet of drawings