DE977587C - Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen

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DE977587C
DE977587C DEK9495A DEK0009495A DE977587C DE 977587 C DE977587 C DE 977587C DE K9495 A DEK9495 A DE K9495A DE K0009495 A DEK0009495 A DE K0009495A DE 977587 C DE977587 C DE 977587C
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Joseph Wright Moorman
Henry Pettiner Wickham
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Pullman Inc
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Pullman Inc
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique

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  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, wobei sich die Katalysatoren während der Umwandlung desaktivieren und deshalb periodisch regeneriert werden müssen. Besonders hochsiedende Kohlenwasserstoffe, wie Erdölgasöl sollen in niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe vom Siedebereich des Benzins umgewandelt werden.
  • Dies wurde bereits dadurch versucht, daß man die Dämpfe der hochsiedenden Kohlenwasserstoffe unter geeigneten Reaktionsbedingungen in Berührung mit einem stationären Bett eines Crack-Katalysators in eine Katalysatorkammer schickte. Dabei wird die durch kohlige Ablagerungen beeinträchtigte Aktivität des Katalysators dadurch wiederhergestellt, daß man den Strom der Oldämpfe zur Kammer abstoppt und durch Abbrennen des erschöpften Katalysators mit einem sauerstoffhaltigen Gas diesen regeneriert. Obwohl dieses bekannte Verfahren wirtschaftlich praktisch ist, unterliegt es einer Anzahl von Beschränkungen und Nachteilen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vermieden werden, z. B. der intermittierende Betrieb, die Änderungen in der Qualität und Quantität des Erzeugnisses während der Reaktionsperiode und die Schwierigkeit der Temperaturkontrolle, insbesondere bei der Regeneration.
  • Bei einem weiteren Verfahren werden ein kontinuierlicher Betrieb und Gleichmäßigkeit an Ausbeute und Qualität der Erzeugnisse bei katalytischen Reaktionen, beispielsweise dem katalytischen Cracken, dadurch erzielt, daß die zu behandelnden Öldämpfe in Berührung mit einer dichten Phase feinverteilten katalytischen Materials durch eine Reaktionszone hindurchgeschickt werden und die Aktivität der Katalysatoren dadurch erhalten wird, daß aktiver Katalysator zugeführt und verbrauchter Katalysator mit den dampfförmigen Reaktionsprodukten abgeführt wird.
  • Bei dem Verfahren der USA.-Patentschrift I 98438o und der USA.-Reissue-Patentschrift 21 526 läßt man die gasförmigen Reaktionsteilnehmer mit ausreichender Geschwindigkeit durch ein Bett aus Katalysatorgranalien mit einer Korngröße von 0,3 bis 1,9 cm streichen, daß eine wirbelnde Katalysatormasse entsteht, und zieht die Reaktionsprodukte oben aus dem Reaktor ab. Gemäß den Fig. a dieser beiden USA.-Patentschriften kann man dabei die Katalysatormasse durch zwei Reaktoren umlaufen lassen, indem man die wirbelnde Masse aus dem einen Reaktionsraum in eine Leitung überfließen läßt, durch die sie in den zweiten Reaktionsraum gelangt, und sie vom unteren Teil dieses zweiten Reaktionsraumes wieder in den ersten zurückfließen läßt. Bei diesem Verfahren und insbesondere bei Verwendung von Katalysatorgranalien der angegebenen Größe kann sich aber nicht, wie bei dem Verfahren der Erfindung, unter Verwendung eines pulverförmigen Katalysators eine durch eine Grenzfläche von einer verhältnismäßig dichten Phase deutlich getrennte verdünntere Phase ausbilden, und der Katalysator wird nicht, wie bei dem Verfahren der Erfindung, von einer Zone unter Aufrechterhalten des Wirbelbettzustandes durch ein Standrohr nach unten abgezogen und in die dichte Wirbelschicht der anderen Zone befördert.
  • Die USA.-Patentschrift 1845 o58 betrifft die Entfernung von Staub, der von einem Katalysator entwickelt wird, und kommt weder in der Zielsetzung noch in den Maßnahmen zur Erreichung des Zieles dem Verfahren der Erfindung nahe.
  • Auch die britische Patentschrift 301 975 betrifft kein Verfahren zur Behandlung von Gasen und Dämpfen mit feinverteilten Kontaktmaterialien, sondern ein Verfahren zur Tieftemperaturverkokung von Kohle. Das Verkokungsprodukt wird nicht wie der Katalysator bei dem Verfahren der Erfindung von einer Stelle unterhalb der Oberfläche eines dichten Bettes der pulverförmigen Teilchen nach unten, sondern von ihrem oberen Ende, beispielsweise mittels einer Überströmvorrichtung, nach oben abgezogen.
  • Die britische Patentschrift 498 094 betrifft zwar, wie das Verfahren der Erfindung, die Behandlung von Gasen und Dämpfen mit festen Kontaktteilchen. Jedoch liegen diese Kontaktteilchen in granularer Form vor, so daß hinsichtlich dieser Patentschrift auf die oben im Zusammenhang mit der USA.-Patentschrift 1984 380 gemachten Ausführungen verwiesen werden kann.
  • Gegenstand des deutschen Patents 974451 ist ein Verfahren, bei dem in einen Reaktor von unten ein Gemisch aus pulverförmigen Feststoffteilchen und Öldämpfen eingeleitet wird, wobei im Reaktor die Feststoffteilchen vom Öldampf in Bewegung (Wirbelung) gehalten werden und die Geschwindigkeit der Öldämpfe so eingestellt wird, daß die Feststoffteilchen nicht vollständig absitzen können und von den Öldämpfen aus der Spaltzone ausgetragen werden. Von der Spaltzone gelangen die Feststoffteilchen in einen Zyklon und von dort in einen zweiten Zyklon und einen Speicher. Die in diesem Speicher gesammelten Feststoffteilchen werden durch ein senkrechtes Standrohr entleert, wobei sie durch Aufwirbelungsgase in Bewegung gehalten werden. Während bei dem Verfahren der Erfindung aber die Geschwindigkeit des Öldampf-Feststoffteilchen-Gemisches so eingestellt wird, daß ein Wirbelbett mit zwei Schichten in der Spaltzone vorhanden ist, und die Feststoffteilchen aus der dichteren Wirbelschicht in einem senkrechten Standrohr nach unten abgezogen werden, ist beim Verfahren nach Patent 97q.451 diese Geschwindigkeit so, groß, daß sich die Feststoffteilchen nicht vollständig absetzen können und mit den Kohlenwasserstoffteilchen oben aus der Spaltzone ausgetragen werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen besteht darin, daß der feinverteilte pulverförmige Katalysator zusammen mit den Kohlenwasserstoffdämpfen in einen Reaktor eingeführt wird, daß die Kohlenwasserstoffdämpfe mit einer solchen Geschwindigkeit nach oben strömen, daß sich in diesem Reaktor ein dichtes Katalysatorwirbelbett bildet, über dem sich, durch eine Grenzfläche davon getrennt, eine Katalysatorwirbelschicht geringerer Dichte befindet, daß in das dichte Katalysatorwirbelbett Katalysator in solcher Menge eingeführt und daraus entnommen wird, daß eine konstante Menge feinverteilter Katalysator in dem dichten Katalysatorwirbelbett vorhanden ist, und daß die gas- bzw. dampfförmigen Reaktionsprodukte nach dem Durchströmen des Wirbelbettes oben aus dem Reaktor entnommen werden, während der Katalysator aus dem dichten Katalysatorwirbelbett durch ein Standrohr unter Aufrechterhaltung des Wirbelbettzustandes nach unten abgezogen und mit Hilfe eines Fördergases in die dichte Wirbelschicht des Regenerators gefördert wird, worauf der regenerierte Katalysator durch ein Standrohr unter Aufrechterhaltung des wirbelnden Zustandes aus dem Regenerator abgezogen und nach :Mischung mit den Kohlenwasserstoffdämpfen in den. Reaktor zurückgeführt wird.
  • Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem senkrechten zylindrischen Reaktor und einem ebensolchen Regenerator, die mit Zuführungsleitungen nebst Ventilen für die Gase bzw. Dämpfe und Abführungsleitungen für den verbrauchten bzw. regenerierten Katalysator sowie Abscheidern und Wärmeaustauschern versehen sind.
  • Die Zeichnungen zeigen in Fig. I eine schematische Anordnung gemäß der Erfindung einschließlich Reaktor und Regenerator und deren Verbindungen, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Reaktor längs der Linie 11-11 'der Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt durch den Regenerator längs der Linie III-III der Fig. i, Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. i einer etwas abgeänderten Ausführungsform des Reaktors und Regenerators.
  • Gemäß Fig. i wird aktiver Katalysator durch Leitung 2 und Austrittsventil 46 in einen Strom zugeführter Dämpfe eingeführt, die mit hoher Geschwindigkeit durch die Reaktoreinlaßleitung 3 strömen. Katalysator und Dämpfe werden vor ihrer Mischung in Leitung 3 auf Umwandlungstemperatur erhitzt. Die Dämpfe können mit Wasserdampf der Leitung 3 durch Zuleitung 4 zugeführt werden. Der so aus Leitung 2 kommende Katalysator wird von den Dämpfen aufgenommen und mit ihnen durch Leitung 3 einem konischen Einlaß 5 des unteren Teiles des Reaktors 6 zugeführt. Reaktor 6 hat einen großen Querschnitt gegenüber dem der Einlaßleitung 3, so daß eine Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit der Dämpfe in dem Reaktor eintritt. Sie wird in solchen Grenzen gehalten, daß im Reaktor eine dichte Phase des Katalysators entsteht.
  • Dabei erstreckt sich die dichte Katalysatorphase (Zone A) nur teilweise durch den Reaktionsraum, wobei ihre Oberfläche durch die punktierte Linie 7 angedeutet ist. Die darüberliegende Zone B bildet einen Trennraum, wobei nur ein geringer Teil der eingeführten Katalysatormenge mit den dampfförmigen Produkten aus Zone B durch den Auslaß 8 abgeführt wird. Verbrauchter Katalysator wird aus der Reaktionszone durch einen Katalysatorabzug g abgezogen, der in die dichte Katalysatorphase in Zone A mündet. Die Querschnittsverhältnisse des Katalysatorabzuges 9 und des Reaktors 6 sind in Fig. 2 dargestellt. Ein inertes Gas, z. B. Wasserdampf, wird in den unteren Teil des Katalysatorabzuges 9 durch Leitung io eingeführt, um die auf dem abgetrennten Katalysator adsorbierten Kohlenwasserstoffdämpfe abzustreifen und den Katalysator in einem lockeren, quasi flüssigen Zustand zu erhalten. Der verbrauchte und abgestreifte Katalysator wird aus Abzug 9 durch Leitung i i abgeführt, in die inerte lockernde Gase durch Zuführungsleitungen 12 eingeführt werden, die in geeigneten Abständen angebracht sind.
  • Die dampfförmigen Umwandlungsprodukte, die nur noch wenig Katalysator enthalten (i 5 % und weniger), gelangen aus Zone B durch Auslaß 8 zu einem Abscheider. Der wiedergewonnene Katalysator gelangt entweder unmittelbar in den Reaktor oder in die Abzugszone im Katalysatorabzug9. Die Zyklonabscheider 13 und 14 sind in Reihe angeordnet, wobei in jedem ein Teil des Katalysators von den Dämpfen abgetrennt wird, die den folgenden Trennstufen zugeführt werden. Der Katalysator wird aus den Abscheidern durch die Leitungen i4' und 15 abgezogen, die sich ein kurzes Stück unter die Oberfläche der dichten Katalysatorphase im Reaktor erstrecken. In den Leitungen 14 und 15 kann durch Rohre 16 ebenfalls ein lockerndes Gas eingeführt werden. Die aus dem letzten Abscheider durch Leitung 17 abgezogenen Produktdämpfe werden in geeigneter Weise aufgefangen, z. B. in einem Fraktionierturtn, wo sie in die gewünschten Fraktionen, wie Benzin, Brennstofföl und Schmieröl, getrennt werden können. Katalysatorreste lassen sich durch Kondensation dieser Dämpfe wiedergewinnen, wodurch sie in dem schwersiedenden Kondensat konzentriert werden, das durch die Leitung 4 dem Reaktor erneut zugeführt werden kann.
  • In Tabelle i ist ein Beispiel für geeignete Abmessungen des Reaktors 6 und der Betriebsbedingungen für die Umwandlung eines Erdölgasöls zusammengestellt, die zumeist aus niedrigsiedenden Benzinen bestehen und eine hohe Oktanzahl aufweisen. In diesem besonderen Fall war der Reaktor zur Behandlung von 440 000 1 pro Tag einer Gasölmischung mit 63,7% Rohgasöl mit einem spezifischen Gewicht von o,8866 und 38,3"/o Koksofengasöl mit einem spezifischen Gewicht von o,8681 bestimmt.
    Tabelle i
    Gasölzuführung in 1/Tag . . . . . . . . . . . . 440000,0
    Dampfzuführung in Gewichtsprozent,
    basierend auf der Ölzuführung .... 10,0
    Reaktorabmessungen:
    a) Zone A, Höhe in m . . . . . . . . . . . . 6,o
    Zone A, Durchmesser in m ..... 4,5
    b) Zone B, Höhe in m . . . . . . . . . . . . 4,5
    Zone B, Durchmesser in m ..... 5,7
    Gewichtsverhältnis Katalysator zu 01 5 : 1
    Öldainpftemperatur (Leitung 4) in ° C 480
    Temperatur des regenerierten Kataly-
    sators (Leitung 2) in ° C . . . . . . . . . . 535
    Durchschnittliche Katalysatorkonzen-
    tration
    a) Zone A, in kg/m3 . . . . . . . . . . . . . . 250,0
    b) Zone B, in kg/m3 . . . . . . . . . . . . . . 6,66
    c) Katalysatorabzug 9, in kg/m3 .. 308,0
    d) Dampfleitung 17, Körner pro m3 222,0
    Dampfgeschwindigkeit:
    a) Zone A, in m/Sek. . . . . . . . . . . . . . 4,95
    b) Zone B, in m/Sek.............. 4,29
    Durchschnittliche Ölkontaktzeit in Sek. 10,0
    Katalysatorkontaktzeit (im Durch-
    schnitt) in Sek. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222,0
    Verhältnis des Gewichts der Ölzufuhr
    pro Std. zum Gewicht des Kataly-
    sators in Zone A .................. 3,23
    Reaktoraustrittstemperatur (Zone A)
    in ° C ........................... 482
    Reaktordruck:
    a) Einlaßzone A, in kg/cm2 ....... 0,735
    b) Austrittszone B, in kg/cm2 ..... o,56
    Die Verteilung des Produkts .und die Ausbeuten bei diesem Prozeß waren folgende:
    Benzin in Volumprozent ............ 42,5
    Nr. 3 Heizöl in Volumprozent ....... 11,7
    Schweres Gasöl in Gewichtsprozent . . 30,4
    Nr. 5 Brennstofföl in Volumprozent . . 9,6
    Überschüssiges Butan in Gewichts-
    prozent .......................... 3,0
    Trockengas in Gewichtsprozent ..... 5,0
    Koks in Gewichtsprozent . . . . . . . . . . . . 4,2
    Beim Umlauf des erschöpften Katalysators zwischen der Umwandlungszone und der Regenerationszone muß ein Druckunterschied zwischen den Abzugsstellen und den Einführungstellen des Katalysators herrschen.
  • Der Gesamtdruck am Boden der Katalysatoraustrittsleitung i i setzt sich aus dem statischen Druck des Katalysators in der Leitung, dem statischen Druck des Katalysators in der Zone A und dem statischen Druck in der Zone B zusammen.
  • Vom unteren Ende der Leitung il gelangt der verbrauchte Katalysator unter diesem Druck durch eine geeignete Einrichtung, z. B. ein Schieberventil 18, in den Strom des durch die Regeneratoreinlaßleitung i9 strömenden Gases. Er wird mit Luft oder einem anderen Fördermittel, z. B. durch in Leitung 2o eingeführten Wasserdampf, gemischt. Man führt durch Leitung 2o so viel Luft ein, daß beim Abbrennen des verbrauchten Katalysators in Leitung i9 seine Temperatur nicht über die maximale Regenerationstemperatur steigt.
  • Die Mischung des heißen, verbrauchten Katalysators und des Fördermittels strömt durch Leitung i9 in den Bodeneinlaß 2ö des Regenerators 21, wo sie mit einem Strom verhältnismäßig kühlen, regenerierten Katalysators und zusätzlicher Luft vom Kühler 22 gemischt wird und damit durch den Regenerator 21 strömt. Die Arbeitsbedingungen im Regenerator werden in ähnlichen Grenzen gehalten wie im Reaktor. Man erhält ebenfalls eine hohe Konzentration des Katalysators und niedrige Dampfgeschwindigkeiten in der unteren Zone A' des Regenerators 21 aufrecht wie in der Zone A des Reaktors 6. Während des Durchtritts des erschöpften Katalysators durch den Regenerator werden die kohligen Beläge abgebrannt. Durch gekühlten zurückgeführten Katalysator wird die Temperatur unterhalb der maximalen Regenerationstemperatur gehalten.
  • In Tabelle 2 ist ein Ausführungsbeispiel für geeignete Abmessungen des Regenerators 2i und für dessen Betriebsbedingungen gegeben, die den Umwandlungsbedingungen nach Tabelle i entsprechen.
    Tabelle 2
    Regeneratorabmessungen:
    a) Zone A', Höhe in m . . . . . . . . . 12,0
    Zone A', Durchmesser in m .. 7,05
    b) Zone B', Höhe in m . . . . . . . . . 5,4
    Zone B', Durchmesser in m . . 8,1
    Verbrauchter Katalysator
    in kg/Std....................... 353000,0
    Gekühlter zurückgeführter
    Katalysator in kg/Std. . . . . . . . . . . 562 ooo,o
    Gewichtsverhältnis zurückgeführter
    verbrauchter Katalysator ....... 1,6
    Eintrittstemperatur des verbrauchten
    Katalysators in ° C ............. 480,0
    Eintrittstemperatur des zurück-
    geführten Katalysators in ° C .... 444 bis 451
    Temperatur in der Regenerations-
    zonein ° C ..................... 537
    Durchschnittliche Katalysator-
    konzentration
    a) Zone A' in kg/m3 . . . . . . . . . . . . 248,5
    b) Zone B' in kg/ms . . . . . . . . . . . . 9119
    c) Katalysatorabzüge 23 und 24
    in kg/m3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301,0
    d) Fördergaseinlaßleitung 25,
    Körner pro m3 . . . . . . . . . . . . . . 15000,0
    Gasgeschwindigkeit m/Sek.:
    a) Zone A' .................... 5,4
    b) Zone B' .................... 5,15
    Durchschnittliche Katalysator-
    kontaktzeit in Sek. ............. 300
    Regeneratordruck in kg/cm2:
    a) Einlaß zur Zone A........... 0,575
    b) Austritt aus Zone B' . . . . . . . . . 0,27
    Der regenerierte Katalysator wird unmittelbar aus der Zone A' der dichten Katalysatorphase abgezogen und vom Regenerationsgas durch einen Katalysatorabzug oder durch Abzugsöffnungen getrennt. In der in F ig. i dargestellten Ausführungsform erstrecken sich zwei solcher Abzüge 23 und 24 bis zur Mitte der Zone A'. Der Auslaß 23 dient zum Abziehen des regenerierten Katalysators, der durch Leitung 43 und 55 über einen Wärmeaustauscher oder Kühler 22 zurückgeführt wird. Durch den Kühler läuft ein Kühlmedium durch die Leitungen 6o und 61. Der regenerierte Katalysator wird zwecks Temperaturregelung in den Regenerator 21 zurückgeführt. Auslaß 24 dient zum Abziehen regenerierten Katalysators, der über Katalysatorleitung 2 dem Reaktor zugeführt wird.
  • Die gasförmigen Verbrennungsprodukte (Schwebegas), die noch einen geringen Teil des gesamten, in den Regnerator eingeführten Katalysators enthalten, werden durch Leitung 25 abgezogen, die in Zone B' führt. Die Mischung wird abgezogen., der darin enthaltene Katalysator abgetrennt und in das System, z. B. der Zone A', aus dichtem Katalysator durch Abscheider zurückgeführt. Die Mischung aus Schwebegas und suspendiertem Katalysator wird durch die zentral im Regenerator angeordnete Austrittsleitung 25 abgezogen und geht durch die seitlich verlaufende Leitung 26 ab. Von Leitung 26 wird die Mischung durch einen Kühler oder Wärmeaustauscher 27 geführt (Kühlmedium über die Leitungen 28 und 29). Diese Kühlstufe kann jedoch auch in Wegfall kommen. Die gekühlte, gasförmige Mischung strömt dann durch Leitung 30 zu einer Reihe geeigneter Abscheider zur Abtrennung der Festkörper vom Gas, z. B. die Zyklone 3 i a, 3 i b und 3 i C und einen Cotrell-Abscheider 32. In jedem Zyklon werden Festkörper abgeschieden und durch Leitungen 33a., 33b und 33 C abgezogen. Diese Zweigleitungen münden unter die Oberfläche des Katalysators im Trog 33, der um den Rand des Abscheiders führt. Das Schwebegas wird durch obere Leitungen 34a, 34b und 34c abgezogen und gelangt in die nächste Trennzone, durch die es frei von suspendiertem Katalysator am Oberteil des Cotrell-Abscheiders durch Austrittsleitung 35 abgezogen wird.
  • Der vom Abscheider 32 abgetrennte und durch die Leitungen 33 a, 33 b und 33 C abgezogene Katalysator strömt durch Schwerkraft zum Trichter 36 und wird aus diesem durch Katalysatorleitung 37 abgezogen. Die Leitung 37 wird mit auflockernden Gasen durch Leitungen 38 versorgt und arbeitet ähnlich wie Leitung i i.
  • Aus Leitung 37 gelangt der Katalysator durch Ventil 39 in einen Strom eines Fördergases, z. B. Wasserdampf, der in die Rückleitung 4o durch Leitung 41 eingeführt wird und in Zone A' der dichten Phase des Regenerators zurückgelangt. Die Katalysatorabzüge 23 und 24 am unteren Teil des Regenerators sind mit Leitungen 51 und 52 zum Einführen von Wasserdampf oder einem anderen Abstreifgas verbunden, um das adsorbierte Regenerationsgas zu verdrängen und den Katalysator in einem dichten, jedoch fließenden Zustand zu erhalten. Die Menge der in den Katalysatorabzug und die Abzugszonen 23 und 24 sowie in Zone 9 eingeführten lockernden Gase ist vorzugsweise. so bemessen, daß die Konzentration des Katalysators im Vergleich der Reaktionszone dort verhältnismäßig hoch ist, beispielsweise 300 kg/m3 gegenüber 234 kg/m3 in den Zonen A und A'. Die Katalysatorleitungen 2 und 43, die von den Abzügen 23 und 24 wegführen, sind mit Leitungen 44 bzw. 45 zur Einführung von Wasserdampf oder anderer inerter, lockernder Gase versehen und dienen zur Aufrechterhaltung einer fließbaren dichten Phase des Katalysators wie in der Leitung i i.
  • Die Niveauhöhen der dichten Phasen in den Zonen A und A' sind abhängig von der Gesamtmenge des im System zirkulierenden Katalysators. Diese Menge läßt sich durch Abziehen des Katalysators aus dem System durch die Leitung 49 zum Vorratsbehälter regulieren, falls man eine Absenkung der Oberfläche wünscht. ;Ulan kann auch dem System Katalysator durch Leitung 48 zufügen, wenn eine Hebung der Oberfläche erwünscht ist. Die Höhe der Oberflächen in den Zonen A und A' wird für eine konstante Menge zirkulierenden Katalysators durch geeignete Katalysatoraustrittsgeschwindigkeiten mittels der Ventile 18, 46 und 47 geregelt.
  • Die in Fig. 4 dargestellte, abgeänderte Vorrichtung entspricht im wesentlichen der nach Fig. i, und ihre Elemente, die denen der nach Fig. i ähnlieh sind, haben die gleichen Bezugszeichen mit dem Zusatz ca. Eine Beschreibung dürfte sich erübrigen. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der nach Fig. i dadurch, daß der Katalysator aus der dichten Phase im Reaktor oder im Regenerator an Stellen unterhalb des Einlasses für die Öldämpfe oder des Eintritts für das Regenerationsgas abgezogen wird. Im Reaktor 6a wird der Katalysator in einen Trichter 9 a am Boden des Reaktors abgezogen, dem ein lockerndes Abstreifgas durch Leitung ioa zugeführt wird. Die eintretenden Öldämpfe und der regenerierte Katalysator werden dem Reaktor 6 a durch Leitung 3 a zugeführt, die in den Reaktor über der Katalysatorabzugszone 9 a mündet. In ähnlicher Weise ist im Regenerator eine Katalysatorabzugszone 24a vorgesehen, deren Funktionen denen der Abzüge 23 und 24 nach Fig. i entsprechen. In der Zone 24a sind Verteiler 5i a für lockernde und Abstreifgase vorgesehen, die den Leitungen 51 und 52 nach Fig. i analog sind.
  • Statt den Katalysator in die dichte Phase B und B' einzuführen, kann er zuweilen am oberen Teil derselben zugeführt werden, wie es durch die Leitungen 55a', ig ä und 3 ä angedeutet ist. Diese Art der Verrohrung hat den Vorteil, daß der Katalysator in diese Zonen gegen einen geringeren Druck eingeführt wird. Bei einer abgeänderten Verrohrung kann der regenerierte Katalysator durch Leitung 3 ä durch einen Wasserdampfstrom oder einen Teil der durch Leitung 63 zugeführten Öldämpfe gefördert werden, wobei der Großteil des Öldampfes durch Leitung 3 a zugeführt wird und Ventil 46a entweder geschlossen ist oder in Wegfall kommt.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur katalytischen Umwandlung von Kohlemu asserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der feinverteilte pulverförmige Katalysator zusammen mit den Kohlenwasserstoffdämpfen in einen Reaktor eingeführt wird, daß die Kohlenwasserstoffdämpfe mit einer solchen Geschwindigkeit nach oben strömen, daß sich in diesem Reaktor ein dichtes- Katalysatorwirbelbett bildet, über dem sich, durch eine Grenzfläche davon getrennt, eine Katalysatorwirbelschicht geringerer Dichte befindet, daß in das dichte Katalysatorwirbelbett Katalysator in solcher Menge eingeführt und daraus entnommen wird, daß eine konstante Menge feinverteilter Katalysator in dem dichten Katalysatorwirbelbett vorhanden ist, und daß die gas- bzwdampfförmigen Reaktionsprodukte nach dem Durchströmen des Wirbelbettes oben aus dem Reaktor entnommen werden, während der Katalysator aus dem dichten Katalysatorwirbelbett durch ein Standrohr unter Aufrechterhaltung des Wirbelbettzustandes nach unten abgezogen und mit Hilfe eines Fördergases in die dichte Wirbelschicht des Regenerators gefördert wird, worauf der regenerierte Katalysator durch ein Standrohr unter Aufrechterhaltung des wirbelnden Zustandes aus dem Regenerator abgezogen und nach Mischung mit den Kohlenwasserstoffdämpfen in den Reaktor zurückgeführt wird.
  2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, bestehend aus einem senkrechten zylindrischen Reaktor (6) und einem ebensolchen Regenerator (2I), die mit Zuführungsleitungen nebst Ventilen für die Gase bzw. Dämpfe und Abführungsleitungen für den verbrauchten bzw. regenerierten Katalysator sowie Abscheidern und Wärmeaustauschern versehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 3019.75, 498094; USA.-Patentschriften Nr. I 98438o und Re 21526, 1845 058. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 974451.
DEK9495A 1941-07-31 1951-04-01 Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen Expired DE977587C (de)

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