DE962631C - Vorrichtung fuer die katalytische Spaltung von Kohlenwasserstoffoelen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein neues und verbessertes System für die katalytische Spaltung mit Wirbelschichtkatalysatoren, das eine neue Anordnung der Strömung und wesentliche Bauteile aufweist, die einer speziellen Arbeitsweise angepaßt sind, die ein wesentlich erhöhtes Optimum der Umsetzung, wesentlich erhöhte Ben'zinausbeuten und Produktwerte erzielen läßt und zu wesentlich verringerter Koksbildung führt.

Nach einem älteren Vorschlag wird die katalytische Spaltung hochsiedender Kohlenwasserstofföle in mehreren Stufen derart durchgeführt, daß man das Ausgangsöl zunächst in der Dampfphase bei mindestens etwa 538⁰ mit einem frisch generierten, feinverteilten Spaltkatalysator in Berührung bringt, wobei die Verweilzeit des Katalysators mehr als 12 Sekunden betragen soll, aber der Katalysator sich nicht zu einer pseudoflüssigen Phase abscheiden darf. Die Umwandlung des Öles soll mindestens 40% betragen. Anschließend werden die öldämpfe vom Katalysator befreit und fraktioniert. Die höher als Benzin siedenden Teile werden dann mit <ler Katalysatormasse aus der ersten Zone bei einer um etwa 55° niedrigeren Tem-

peratur in- einer zweiten Zone behandelt, in der die Katalysatorverweilzeit mindestens 2 Minuten beträgt und die Umwandlung des Beschickungsöles etwa 10 bis 40% beträgt, worauf man die öldämpfe aus der zweiten Zone gesondert fraktioniert. Dieses als »gesteuerte katalytische Spaltung« bezeichnete Verfahren liefert ein wesentlich erhöhtes Umsetzungsoptimum, wesentlich erhöhte Benzinausbeuten und Produktwerte bei wesentlich reduzierter Koksbiddung. Diese Art von. Spaltung kann nicht in den üblichen katalytischen Spaltsystemen durchgeführt werden, Das katalytische Spaltsystem nach der Erfindung ermöglicht es, daß diese Arbeitsweise sowohl technisch als auch wirtschaftlich bei geringer Kapitalinvestierung und geringen Betriebskosten durchgeführt werden kann. Dieses System wird in Verbindung mit de.r Zeichnung erläutert.

Fig. I zeigt eine Anordnung der wichtigsten Behälter und Leitungen der Anlage in Schrägdarstellung ;

Fig. II zeigt eine Ansicht der Anordnung von oben.

Nach Fig. II ist die Anordnung eine solche, daß der Katalysator (in Richtung gegen den Uhrzeigersinn bei dem speziell erläuterten Fall) durch vier Behälter im Kreislauf strömt, die in einer Ebene mehr oder weniger in einem Kreis oder Viereck angeordnet sind. Während seines Kreislaufes erleidet der Katalysator eine Anzahl von Höhenverschiebungen. In allen Fällen wird das Heben des Katalysators auf einen höheren Punkt in einem engen senkrechten Wegstück in Form einer verdünnten Suspension bewirkt, und eine Horizontalbewegung über den Kreislauf, wie in der Ansicht von oben gezeigt, wird in allen Fällen durch Bewegung des Katalysators durch seine Schwere in einem geneigten engen Wegstück in Form einer dichten pseudoflüssigen Phase bewirkt.

Gemäß Fig. I enthält die Anlage vier senkrecht angeordnete, im wesentlichen zylindrische Behälter i, 2, 3 und 4, die einen Regenerierbehälter für Wirbelschichtkatalysatoren, einen Katalysatorscheidetrichter, einen Reaktionsbehälter für Wirbelschichtkatalysatoren und einen Abstreifer für Wirbelschichtkatalysatoren darstellen. Der Abscheidetrichterbehälter 2 ist am höchsten von den Behältern angeordnet, wobei er sich nahezu gleich hoch wie das Oberteil des Regenerierbehälters befindet. Der Reaktionsbehälter 3 ist tiefer gelegen, und der Abscheidetrichter 4 ist vorzugsweise noch tiefer angeordnet. Jeder dieser Behälter ist vorzugsweise praktisch an seinem Boden mit einem geneigten Standrohr 5, 6, 7 und 8 ausgerüstet, welche Standrohre· gerade und vorzugsweise in einem spitzen Winkel von etwa 20 bis 45 ° gegen die Vertikale geneigt sind.

Beginnend beim hochgelegenen Scheidetrichterbehälter 2 fällt der Katalysator durch seine Schwere als dichter pseudoflüssiger Strom durch das geneigte Rohr 6, das nahe dem Boden des Reaktionsbehälters 3 ausmündet, in den das zu spaltende Öl bei A eingeführt wird, wodurch der Katalysator einen Teilweg des horizontalen Reiseweges durchläuft. Von. hier fällt der Katalysator wieder durch Schwere als dichter pseudoflüssiger Strom durch das geneigte Rohr 7 auf eine Stellung, die in der Ebene direkt· unter dem Abstreifer liegt, wobei er ein zweites Teilstück des horizontalen Reiseweges durchläuft.

Er wird dann über die senkrechte Leitung 9 in den Abstreiferbehälter gehoben, z. B. mit Hilfe von bei B eingeführtem Dampf. Def Katalysator strömt dann durch Schwere und als dichte Phase durch das geneigte Rohr 8 auf eine Stellung, die in der Ebene unter dem Regenerierbehälter liegt, wodurch er einen dritten Teilweg des horizontalen Reiseweges durchläuft. Nachdem er aus dem Regenerierbehälter durch die senkrechte Leitung 10 mit Hilfe von Luft und/oder Wasserdampf, die bei C eingeführt werden, gehoben ist, fließt der Katalysator wieder durch Schwere in der dichten Phase durch ein geneigtes Rohr S zu einem Punkt, der nahe unter dem Abscheidetrichterbehälter 2 liegt. Von diesem Punkt wird er durch Hilfe von bei D eingeführtem Wasserdampf in den Abscheidetrichterbehälter 2 über Leitung 11 gehoben, die, mit Ausnahme der Krümmung am oberen Ende, senkrecht verläuft, die notwendig ist, um einen tangentialen Eintritt in diesen Behälter zu ermöglichen. Somit strömt der Katalysator durch Schwere und in dichter Phase durch geneigte Leitungen, um den Kreislauf zu vollenden, und wird an dazwischenliegenden Stellen durch vertikale Leitungen nach oben gehoben.

Die Leitungen 9 und 10 erstrecken sich in dem Abstreiferbehälter bzw. in dem Regenerierbehälter bis auf eine Höhe höher als der Normalspiegel der Katalysatorwirbelschicht in diesen Behältern, wie durch die Höhen B' bzw. A' angezeigt ist, und somit münden sie in den oberen oder Trennungsraum dieser Behälter. Diese Leitungen 9 und 10 und auch die Leitung 11, die so gerade wie möglich und praktisch senkrecht gebaut werden, sind von einem solchen Durchmesser, daß bei der Strömungsgeschwindigkeit, für die die Anlage entwickelt ist, die Lineargeschwindigkeit in ihnen gut oberhalb der kritischen Gesd .vindigkeit liegt. Die letztgenannte ist die Oberflächengeschwindigkeit, oberhalb der eine sogenannte dichte oder pseudoflüssige Katalysatorphase sich nicht abscheiden kann. In den Standrohren 5, 6, 7 und 8 strömt der Katalysator stets auf Grund seiner Schwere und als dichte oder pseudoflüssige Phase.

Um ein richtiges Druckgleichgewicht zu erhalten, so daß die Zirkulation des Katalysators erzielt werden kann, ist es notwendig, daß die geneigte Leitung 6 nahe dem Boden des Reaktionsbehälters, so wie dargestellt, einmündet. Die Strömungssteuerventile 12 und 13 sind nur vor- iao gesehen an den Abstreifer- und Regeneratorstandröhren. Die anderen Standrohre erfordern keine solchen Ventile. Ein Rückschlagsicherheitsventil 14 ist in der Dampfabströmleitung in dem Reaktionsbehälter nahe seinem oberen Ende vorgesehen. Am oberen Ende des Abscheidetrichter-

behälters 2 und des Reaktionsbehälters 3 sind Auslaßrohre 16 bzw. 17 vorgesehen, durch die die Abströmdämpfe aus diesen Behältern zu gesonderten Fraktionierkolonnen strömen. Regeneriergase, die aus dem Regenerierbehälter strömen, werden über Leitung 18 zum Schornstein geleitet.

Es sind nur die wichtigen Leitungen und Merkmale der Anordnung in der Zeichnung dargestellt. Tatsächlich sind alle vier Behälter nahe ihrem

ίο oberen Ende mit Zyklonenabscheidern üblicher Bauart ausgerüstet mit nach unten gehenden Tauchröhren. Auch sind Dampfverteiler, z. B. gelochte Rohrverteiler, am Boden der zylindrischen Teile von Regenerator und Abstreiferbehälter für die Verteilung von Luft, die bei E eingeführt ist, bzw. für Abstreifdampf vorgesehen. Der Klarheit und Einfachheit wegen sind diese und andere übliche Merkmale in der Zeichnung nicht dargestellt.

Es sei jedoch verstanden, daß diese Merkmale sowohl wie zahlreiche kleinere Ventil«, Belüftungsleitungen, Regelinstrumente u. dgl. Hilfsausrüstung normalerweise einen Teil der Anlage darstellen·. Während die Behälter in einer Ebene im Rechteck in dem erläuterten Fall, und dieses ist die bevorzugte Form, angeordnet sind, so ist es doch möglich, den Abscheidetrichterbehälter ganz oder teilweise innerhalb des oberen Teiles des Reaktionsbehälters - einzubauen, wodurch man die Behälter in einem Dreiecksplan anordnet mit dem Abscheidetrichterbehälter direkt oberhalb der Reaktionszone. Bei dieser Anordnung ist es wesentlich, daß, wie im beschriebenen Fall, zwischen den beiden Behältern außer durch die Katalysatorleitung 6, die nahe am Boden des Reaktionsbehälters ausmündet, keine Verbindung vorhanden ist.

Das Spaltsystem nach der Erfindung ist anwendbar und vorteilhaft für die gesteuerte Katalysatorspaltung von Kohlenwasserstoffen.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung für die katalytisch^ Spaltung von Kohlenwasserstoffölen, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kombination enthält einen Regenerierbehälter für Wirbelschichtkatalysatoren, einen, Katalysatorabscheidetrichterbehälter, einen Katalysatorabstreifbehälter und einen Reaktionsbehälter für Wirbelschichtikaitalysatoren, die alle praktisch senkrecht angeordnet und mehr oder minder in einer Kreis- oder Rechtecksebene aufgestellt sind, wobei der Katalysatorabscheider sich an der höchsten Stelle befindet und mit einem Standrohr ausgerüstet ist, das in der Nähe des Bodens des tiefer gelegenen Reaktionsbehälters für Wirbelschichtkatalysatoren einmündet, der Reaktionsbehälter für Wi.rbelschichtkatalysatoren miteinem geneigten Standrohr ausgerüstet ist, das mit einer praktisch senkrecnten Steigleitung in Verbindung steht, die oberhalb der normalen Höhe der Katalysatorschicht in den Abstreiferbehälter einmündet, der Abstreiferbehälter mit einem geneigten Standrohr ausgerüstet ist, das mit einer praktisch senkrechten Steigleitung verbunden ist, die oberhalb der normalen Höhe der Katalysatorschicht in den Regenerierbehälter einmündet, und der Regenerierbehäliter mit einem geneigten Steigrohr versehen ist, das in Verbindung steht mit einer praktisch senkrechten Steigleitung, die in den erwähnten hochliegenden Katalysatorabscheidetrichterbehälter einmündet.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Standrohre mit den Steigleitungen in einem spitzen Winkel von etwa 20 bis 45° in Verbindung stehen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Steigrohre des Abstreifers und des Regenerierbehälters mit Strömungsventilen ausgerüstet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreiferbehälter noch tiefer gelegen ist als der Reaktionsbehälter und an seinem offenen Teil mit einer Dampfabzugsleitung ausgerüstet ist, die in den Reaktionsbehälter nahe am oberen Ende einmündet, wobei diese Leitung mit einem Rückschlagventil ausgerüstet ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Standrohre bei allen Behältern praktisch an deren Bodenteilen angeschlossen sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch. 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsbehälter mit Mitteln zur unmittelbaren Einführung des zu spaltenden Öles in die Nähe des Bodens des Reaktionsbehälters versehen ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheidetrichterbehälter ganz oder teilweise innerhalb des oberen Teiles des Reaktionsbehälters gelegen ist, wobei die Behälter in einer Dreiecksebene an Stelle einer Vierecksebene angeordnet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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