DEST008830MA

DEST008830MA -

Info

Publication number: DEST008830MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 2. Oktober 1954 Bekannitgemaclit am 11. Oktober 1.956

DEUTSCHES PATENTAMT

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.

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,

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 und

609 657/430'

St 8830 IVc 123 b

Wegbrennen der koksartigen Abscheidungen mit 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.

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 Errichtung 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.

Eine Durchführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß man ein Kohlenwasserstofföl, dessen Hauptmenge vorzugsweise oberhalb etwa 220° siedet, bei 450 bis 540°, vorzugsweise 480 bis 510°, mit einem Krackkatalysator in Berührung bringt, so daß etwa 30 bis 50 Volumprozent des Kohlenwasserstoffgasöls in Benzin, andere unterhalb etwa 220⁰ 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 ι ,6 kg Katalysator j e m³ nicht übersteigt. Anschließend erhitzt man die praktisch katalysatorfreien Dämpfe auf 565 bis 620⁰, vorzugsweise auf 580 bis 610°, und 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.

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.

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 565⁰; 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 kein 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.

Die erwähnte Ausschaltung der Diolefinbildung 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 erfin dungsgemäßen Kohlenwasserstoffprodukte noch weiter verbessert und eine geringere zusätzliche Umwandlung erreicht. Beim Arbeiten in drei Stufen, nämlich erst mit katalytischer Krackung, Wärmebehandlung und katalytischer Nachbehandlung, erhält man ein besonders hohes Benzin-Koks-Ausbeuteverhältnis sowie besonders beständige Benzine und mittlere Destillatprodukte.

Als Beispiel für die zuletzt beschriebene modifizierte Ausführungsform der Erfindung sei angeführt, daß bei Krackung eines im Umlauf geführten Gasöls mit

'm 657/430

St 8830 IVc/23b

. 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 % vom wirtschaftlichen Standpunkt aus sehr erwünscht. Beim Arbeiten nach der modifizierten Form der vor^ liegenden Erfindung kann die Regenerieranlage kleiner sein, da das Gasöl in der ersten katalytischen Krackstufe der modifizierten Form der vorliegenden Erfindung nur zu etwa 35 °/₀ umgewandelt würde. Die Kohlenwasserstoffprodukte aus dieser ersten katalytischen Krackstufe werden etwa 1 Minute lang auf etwa 5io° gehalten. Nach Beendigung dieser Zeit beträgt die Gesamtumwandlung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren etwa 5o°/₀ und die Koksbildung nur etwa 5 Gewichtsprozent, im Vergleich zu 10 bis 13 Gewichtsprozent bei einem üblichen katalytischen Krackverfahren.

Während man bei normaler katalytischer Krackung eines Gasöls mit hohem Stickstoffgehalt bei 45°/_oiger Umwandlung 6 Gewichtsprozent Koks und bei 55 °/_oiger 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 510⁰ thermisch behandelt. Bei diesem, wie auch bei dem vorherbeschriebenen 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.

Fig. ι zeigt das Schema einer für die Durchführung der ersten Form des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlage;

Fig. 2 zeigt das Schema einer anderen für die Durchführung der ersten Form des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlage;

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.

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.

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 565⁰. 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 370⁰ vorgewärmt. Der Umfang der erforderlichen Vorwärmung hängt von einer Anzahl Faktoren ab, z. B. der Tempe^ ratur des regenerierten Katalysators in dem Rohr 11, die etwa 540 bis 620⁰ betragen kann, dem Beschikkungsverhältnis von Katalysatoröl für den Kessel 10, das etwa 5 bis 15 (in Gewichtsteilen) betragen kann, der in dem Kessel 10 benötigten Reaktionstemperatur usw.

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 540°, vorzugsweise etwa 480 bis 510°, 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-

609 657/430

St 8830 IVc/23 b

mögen der Reaktionskammer ίο 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 verbrauchten Katalysator mit Luft weggebrannt werden; anschließend leitet man den regenerierten Katalysator durch Rohr 11 in die Reaktionskammer 10 zurück.

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 °/₀ 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.

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 620⁰, vorzugsweise 580 bis 6io°, erwärmt. Es ist wichtig, daß sämtliche in der Reaktionskammer 10 entstehenden dampfförmigen Kohlenwasserstoffprodukte etwa 25 bis 120° 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 sauerstoffhaltiges 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.

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 m das Innere des Wärmeaustauschers 30 einzuführen. Beträgt z. B. die Temperatur der Abgase aus der Regenerierkammer etwa 590⁰ 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.

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 6io°, 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 Kohlenwasserstoffdampf-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 2O°/₀ 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 120 Rohr 13 in die Reaktionskammer 10 eingeführten Kohlenwasserstoffgasöls.

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. Die

60'9 657/430

St 8830 IVcI 23b

thermisch gekrackten, warmen Kohlenwasserstoff-■dämpfe 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 42 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 mitgerissenen 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

ao Kohlenwasserst off dämpfe 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.

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.

Bei dieser besonderen Durchführungsform der Erfindung werden Benzin und andere unter etwa 220⁰ siedende Bestandteile aus der Fraktionier anlage 50 durch das Rohr 51 nach oben abgezogen, während die über, etwa 220⁰ 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.

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 620° gehalten werden, so daß eine zusätzliche 5- bis 20°/₀ige 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.

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 fein- ^: körniger 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.

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 Vorw.ärmofen (beide in der Zeichnung nicht gezeigt) auf etwa 370° 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 Durchführungsform ausbildet. Auf seinem Weg aufwärts durch den Förderleitungsreaktor 100 wird das dampfförmige Kohlenwasserstoff-Gasöl bei 450 bis

609 «57/430

St 8830 IVc/23b

540° in etwa 30 bis 50 Volumprozent unter 220⁰ 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.

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 verlaisen. Die abgetrennten feinen Katalysatorteilchen fließen aus dem Gehäuse 112 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.

· 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 vorhegender Erfindung erforderlichen Wärme verbrannt wird. In diesem Falle werden die Verbrennungsprodukte durch das Auslaßrohr 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.

Der Durchmesser und die Länge der Heizschlangei2i 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 170⁰ oberhalb der in dem Reaktor 100 herrschenden Temperatur, erwärmt werden. Die Temperatur, auf die die Kohlenwasserstoffdämpfe in dem Wärmeaustauscher 120 erhitzt werden und ihre Verweilzeit im Temperaturbereich von 565 bis 620⁰ vor der Fraktionierung hängen natürlich von den Wärmekrackeigenschaften des entsprechenden, in das erfindungsgemäße System eingeführten Kohlenwasserstoff-Gasöls ab.

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 Kohlenwasserstoffprodukte 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) Auslassen versieht. Die Fraktionieranlage 131, die von normaler Bauart ist, kann zur Verbesserung ihrer Trennleistung 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 620⁰ hält, um die gewünschte zusätzliche Umwandlung zu erreichen.

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, bei

657/430

St 8830 IVc/23 b

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 Kohlenwasserstoff-Gasöldämpfe unter Krackbedingungen, nämlich bei 450 bis 540⁰ und unter 0,03 kg/cm²,

xo 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.

Anschließend erwärmt man die erhaltenen dampfförmigen Reaktionsprodukte aus der katalytischen Krackstufe auf 565 bis 620° und hält sie 0,5 bis 10 Sekunden lang in diesem Temperaturbereich, so daß weitere 5 bis 20% des ursprünglichen Kohlenwasserstoffgasöls in unter 220⁰ 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.

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) katalytischen 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 15⁰ 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 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.

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 496° und die verdünnte oder Dampfphase oberhalb der dichten Schicht auf 592⁰ 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:

	Übliches katalytisches Krackverfahren	Erfindungsgemäß kombiniertes katalytisches Wärmekrackverfahren
Temperatur der Katalysator-Wirbelschicht, ⁰C 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)	496,0 ' 496,0 2,0 0,0 42,0 4.1 31.Ο 7,5 5,i	496,0 59²>° 2,0 etwa ι Sekunde 0,0 56.0 4.5 39,0 8,7 2,6

609657/430

St 8830 IVc/23b

Aus diesen Versuchsdaten geht hervor, daß die bei dem erfrndungsgemäßen Verfahren erzielte prozentuale Umwandlung (°/₀ der in unter 220° 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 % 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.

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.

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 Kräcksysteme 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 Kohlen- .■ wasserstoff-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.

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 Raumgeschwindigkeit 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.

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°/₀ des Querschnittes der Kammer 210

«09 '657/430

St 8830 IVc/23 b

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.

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, näm-. lieh 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.

Ein sauerstoff haltiges 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.

In der Regenerierkammer 211 wird der Rest der koksartigen Abscheidungen auf dem Katalysator durch das sauerstoff haltige Gas verbrannt. Eine dichte Wirbelschicht aus Katalysatorteilchen wird im unteren Teil der Regenerierkammer 211 auf 540 bis 705⁰ 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 Trenn vorrichtungen 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.

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 565⁰, 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 Kohlenwasserstoffdämpfe 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.

Die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe aus der Wärmebehandlungszone 229 fließen aufwärts in eine zweite Kontaktzone 230 in der Kammer 210, in der die dampfförmigen Kohlen wasserstoff produkte mit dem teilweise verbrauchten Katalysator in Berührung gebracht werden. Eine kleine Menge des teilweise verbrauchten Katalysators, nämlich 5 bis 50 % 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 Fließgeschwindigkeit

609 657/430

St 8830 IVc/23 b

der teilweise verbrauchten Katalysatorteilchen; es ist außerdem mit einer Zuleitung 233 versehen, durch die man zur Aufrechterhaltung des Wirbelzustandes der teilweise verbrauchten Katalysatorteilchen in 5. 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

ao wird in getrennten dichten Wirbelschichten auf den Böden 236, 237 und 238 gehalten.

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 Abfiußkanals 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.

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 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.

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.

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.

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-

60» 657/430

St 8830 IVc/23 b

haft bei jeder anderen Kohlenwasserstoffkrackbeschickung anwenden. ν

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 315⁰ erwärmt und sodann in den Reaktor 212 eingeführt. Das Gasöl hat einen Siedebereich von 315 bis 565⁰ 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 Kohlenwasserstöff-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.

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 Kohlenwasserstoff dämpfe strömen aus der Trennzone 217 aufwärts in die Wärmebehandlungszone 229, in der die durchschnittliche Temperatur der Kohlenwasserstoffdämpfe 510⁰ und der Druck bei 1,05 kg/cm² beträgt. Die Verweilzeit der Kohlenwasserstoffdämpfe in der Wärmebehandlungszone 229 beträgt 30 Sekunden, die Oberflächengeschwiridigkeit der Kohlenwasserstoffdämpfe wiederum 0,3 m/Sek. Weitere 10 Volumprozent der Kohlenwasserstoffdämpfe werden in Benzin und andere niedrigere siedende Bestandteile umgewandelt, wobei etwa 4°/₀ der gesamten Kohlen wasserst off dämpfe aus der Wärmebehandlungszone 229 Diolefine sind.

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 592⁰ vom Katalysator entfernt.

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 510⁰, 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°/₀ 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 °/₀ 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%· »5

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 Diolefmgehalt der gesamten Kohlenwasserstoffprodukte würde 1 °/₀ betragen.

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% mehr Koks erzeugt, so daß eine um 55 °/₀ 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 Kohlenwasserstoffen 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% ige Umwandlung möglich ist.

Claims

Patentansprüche':

i. Verfahren zur Umwandlung von Kohlen-Wasserstoffen in niedriger siedende Bestandteile, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kohlenwasserstoffe mit frisch regeneriertem Katalysator in einer Kontaktzone bei etwa 450 bis 540⁰ so lange in Berührung mit dem Katalysator hält, bis etwa 30 bis 50 Volumprozent der Kohlenwasser-

6Ο9Ϊ57/430'

St 8830 IVc/23 b

stoffe in unter 220⁰ siedende Bestandteile und Koks, jedoch nicht mehr als etwa 5 Gewichtsprozent der Kohlenwasserstoffe in Koks umgewandelt sind, dann die erhaltenen teilweise umgewandelten Kohlenwasserstoffe von dem verbrauchten Katalysator abtrennt, die von verbrauchtem Katalysator praktisch freien, teilweise umgewandelten Kohlenwasserstoffe in eine Wärmebehandlungszone leitet, in der sie auf etwa 565 bis 620° erwärmt und bei mindestens etwa 450⁰ gehalten werden, bis weitere 5 bis 20 % der genannten Kohlenwasserstoffe in unter 220⁰ siedende Bestandteile und eine kleine Menge Koks umgewandelt sind, worauf man die entstandenen, die Wärmebehandlungszone verlassenden weiter umgewandelten Kohlenwasserstoffe gewinnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der Wärmebehandlungszone etwa 565 bis 620⁰, vorzugsweise

. 20 etwa 580 bis 610°, beträgt.
3. Verfahren zur Behandlung von Kohlenwasserstoff-Gasölen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Kontaktzone kommenden dampfförmigen, praktisch katalysatorfreien Kohlenwasserstoffprodukte in der Wärmebehandlungszone etwa 0,5 bis 10 Sekunden lang bei etwa 565 bis 620⁰ gehalten werden.
4. Verfahren zur Behandlung von Kohlenwasserstoff-Gasölen mit Siedebereichen zwischen etwa 200 und 540⁰ nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kohlenwasserstoff-Gasöl mit einem heißen feinkörnigen Katalysator zusammenbringt, das erhaltene Gemisch aus Katalysator und dampfförmigem Gasöl etwa 450 bis 540⁰ warm in den Unterteil der Reaktionszone einleitet, in dem sich der Katalysator in Form einer dichten Wirbelschicht befindet, wobei das dampfförmige Gasöl mit einer Oberflächengeschwindigkeit von etwa 0,3 bis 0,9 m/Sek. nach oben strömt, daß die in die Wärmebehandlungszone eintretenden, teilweise umgewandelten Kohlenwasserstoffe weniger als etwa 1,6 kg mitgerissenen Katalysator im m³ enthalten, und daß man die zum Schluß erhaltenen Kohlenwasserstoffe in einer Gewinnungszone in mindestens zwei Fraktionen fraktioniert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächengeschwindigkeit des Gemisches aus Katalysator und dampfförmigem Kohlenwasserstoff-Gasöl in der Reaktionszone etwa 1,8 bis 4,5 m/Sek. beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die umgewandelten Kohlenwasserstoffe aus der Wärmebehandlungszone mit einem Teil des abgetrennten, teilweise verbrauchten Katalysators in einer zweiten Kontaktzone unter Erzeugung der genannten beständigen, niedriger siedenden Bestandteile in Berührung bringt, die beständigen niedriger siedenden Bestandteile von dem teilweise verbrauchten Katalysator aus der zweiten Kontaktzone abtrennt und den teilweise verbrauchten Katalysator aus beiden Kontaktzonen in einer Regenerierzone regeneriert.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kontaktzone einen Förderleitungsreaktor verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7 zur Behandlung von Kohlenwasserstoff-Gasölen, dadurch gekennzeichnet, daß man die teilweise umgewandelten Kohlenwasserstoffe in der Wärmebehandlungszone auf mindestens 480⁰ hält.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man den teilweise verbrauchten Katalysator nach Abtrennung der beständigeren niedriger siedenden Bestandteile regeneriert.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus der ersten Reaktions- ■ zone kommenden, teilweise umgewandelten dampfförmigen Kohlenwasserstoffe und den teilweise verbrauchten Katalysator in einer Trennzone voneinander abtrennt, den Katalysator zur Entfernung der absorbierten, teilweise umgewandelten dampfförmigen Kohlenwasserstoffe in eine Abstreifzone leitet, einen kleineren Teil davon in einer Kontaktzone mit den weiter umgewandelten dampfförmigen Kohlenwasserstoffen aus der Wärmebehandlungszone zusammenbringt und die genannten Kohlenwasserstoffe mit dem Katalysator derart umsetzt, daß praktisch alle vorhandenen Diolefine in diesen Kohlenwasserstoffen in beständige, niedriger siedende gesättigte Kohlenwasserstoffe umgewandelt werden, die man ebenso wie den weiter teilweise verbrauchten Katalysator einzeln aus der Kontaktzone abzieht, worauf man die absorbierten Kohlenwasserstoffe von dem Katalysator abstreift und sämtlichen Katalysator in einer Regenerierzone regeneriert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Polnische Patentschrift Nr. 22 204, referiert im Chemischen Zentralblatt, 1937, I. 1343.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen