DE69003534T2 - Reaktor für das miteinander in berührung bringen von festteilchen und fluid. - Google Patents

Reaktor für das miteinander in berührung bringen von festteilchen und fluid.

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DE69003534T2
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Philip Esso Engineering Holmes (Europe) Limited, Leatherhead Kt22 8Xe
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    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818Feeding of the fluidising gas

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das in Kontakt Bringen fester Teilchen mit einer Flüssigkeit. Spezieller, aber nicht ausschließlich, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das in Kontakt Bringen fester Teilchen mit einer Flüssigkeit in einem Reaktor, wie beispielsweise einem Reaktor einer katalytischen Spaltanlage.
  • Das in Kontakt Bringen fester Teilchen mit Flüssigkeiten (Dampf, Gas und/oder Flüssigkeit) ist eine verhältnismäßig übliche Operation in der Praxis der chemischen Technik. Sie wird bei Adsorptions- und Desorptionsprozessen und in Varianten davon verwendet, bei denen thermische und/oder katalytische Umwandlungen bewerkstelligt werden. Die Kontaktzeit zwischen den festen Teilchen und der Flüssigkeit ist einer aus einer Anzahl von Betriebsparametern, welche Aufmerksamkeit erhalten, da ja die Kennwerte einer damit verwandten und/oder zugehörigen chemischen und/oder physikalischen Änderung und die Größe der in Kontakt bringenden Ausrüstung durch die Zeit des in Kontakt Bringens beeinflußt wird. Ein weiterer interessierender Betriebsparameter ist die Effektivität des in Kontakt Bringens der Feststoffe mit der Flüssigkeit, da ja diese ebenfalls bedeutende Prozeß- und Ausrüstungsmerkmale beeinflussen kann. Bei Prozessen, die das in Kontakt Bringen einer Flüssigkeit mit einem Wirbelbett der festen Teilchen beinhalten, tendieren die Teilchen angrenzend an die seitliche Einfassungswand des Betts dazu, nicht so effektiv beim in Kontakt Bringen mit Flüssigkeit zu sein, wie jene, die von der seitlichen Einfassungswand weiter entfernt sind, und dies kann zu einem übermäßigen Kontakt von Feststoffen und Flüssigkeit weiter entfernt von der Wand führen, um einen gewünschten durchschnittlichen Grad an in Kontakt Bringen von Feststoffen und Flüssigkeit zu erreichen. Im Fall eines katalytischen Wirbelschichtkrackens einer Kohlenwasserstoffcharge tendiert eine zu geringe Nutzung von Katalysatorteilchen angrenzend an die seitliche Gehäusewand und ein übermäßiges in Kontakt Bringen von Kohlenwasserstoffcharge und Spaltprodukten mit Katalysator in einer Entfernung von der Wand dazu, daß sich ein unzureichendes Spalten eines Teils der Charge und ein zu starkes Spalten eines anderen Teils ergibt, so daß die Gesamteffektivität des katalytischen Spaltprozesses geringer ist, als dies anderenfalls möglich wäre.
  • Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, für ein in Kontakt Bringen von festen Teilchen und Flüssigkeit mit der Sicht auf die Verbesserung zumindest einiger der vorstehenden Mängel zu sorgen. Es ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, für ein solches verbessertes in Kontakt Bringen zu sorgen, welches in einem Reaktor implementiert werden kann, um das in Kontakt Bringen zwischen festen Teilchen und Flüssigkeit zu bewerkstelligen und insbesondere (aber nicht ausschließlich) in einem Reaktor, der ein Teil einer katalytischen Wirbelschicht-Spalteinheit ist.
  • Die UK-Patentschrift GB-A-859246 beschreibt und beansprucht eine Vorrichtung für das katalytische Wirbelschichtkracken von Kohlenwasserstoffen, die einen unteren röhrenförmigen Fluidisationabschnitt, einen nach außen divergierenden konischen Übergangsabschnitt über dem Fluidisierungsabschnitt, der einen Divergenzwinkel innerhalb des Bereichs von 0,5º bis 2,5º hat und einen röhrenförmigen Spaltabschnitt über dem Übergangsabschnitt, wobei das Gesamtverhältnis von Länge zu mittlerem Durchmesser des Übergangsabschnitts und des Spaltabschnitts innerhalb des Bereichs von 10 : 1 bis 20 : 1 liegt, ein erstes Leitungsmittel an der Unterseite des Fluidisierungsabschnitts für das Einspritzen eines gasförmigen Fluidisierungsmittels darin, ein zweites Leitungsmittel in Strömungsrichtung abwärts von dem ersten Leitungsmittel für das Einleiten feinverteilter Festkörper in den Fluidisierungsabschnitt und ein Einspritzungsmittel in Strömungsrichtung abwärts von dem zweiten Leitungsmittel umfaßt, um eine flüssige Grundstoffcharge in den Fluidisierungsabschnitt einzuleiten.
  • Der oberste Durchmesser des Übergangsabschnitts hat vorzugsweise den 2- bis 3-fachen Wert des untersten Durchmessers davon.
  • Die Vorrichtung von GB-A-859246 umfaßt folglich eine Zone für das in Kontakt Bringen von Erdöl-Kohlenwasserstoffen (vorzugsweise Treibölfraktionen im Bereich 650 - 1050 ºF (343,3 - 565,5 ºC), die mindestens 30 Volumenprozente an Bestandteilen haben, die über 800 ºF (426,7 ºC) sieden) mit einem feinverteilten Spaltkatalysator, wobei diese Zone ein erstes zylindrisches Steigrohr, auf das an seinem obersten Ende ein vertikaler divergierender Abschnitt aufgesetzt ist und ein zweites vertikales zylindrisches Steigrohr umfaßt. Die Kohlenwasserstoffcharge wird in das erste zylindrische Steigrohr von einer Vielzahl von Einspritzdüsen geleitet, und die Düsen sind so dargestellt, daß sie in einem Winkel von ungefähr 45º zur gemeinsamen vertikalen Achse des Steigrohrs liegen. Der divergierende Abschnitt liegt in einer verhältnismäßig beträchtlichen Entfernung stromauf von (d.h. über) der Ebene, in welcher die Charge in das erste zylindrische Steigrohr eintritt. Es wird offenbart, daß eine Katalysatorsuspension in gasförmigen Kohlenwasserstoffen in dem ersten Steigrohr gebildet wird, in welchem eine erste Umwandlungsreaktion ausgelöst wird, und während des anschließenden Strömens nach oben durch den divergierenden Abschnitt erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit progressiv, um eine rückwärts gerichtete Bewegung des verflüssigten Katalysators zur Wand des divergierenden Abschnitts zu hezmnen. Der verdampfte Kohlenwasserstoff und der suspendierte Katalysator werden in einem Ausmaß beschleunigt, das ausreicht, um für eine Katalysatorsuspension in disperser Phase in verdampften Kohlenwasserstoffbestandteilen am oberen Ende des divergierenden Abschnitts zu sorgen.
  • UK-Patentschrift GB-A-10007248 beschreibt und beansprucht ein Verfahren für das Spalten von Kohlenwasserstoffen, welches das Leiten einer Suspension von Katalysatorteilchen als im wesentlichen nach oben fließender Strom durch eine im wesentlichen vertikale längliche Umwandlungszone, das Trennen der verbrauchten Katalysatorteilchen von den gekrackten Kohlenwasser stoffdämpfen, die diese Umwandlungszone verlassen, das Leiten der verbrauchten Katalysatorteilchen zum oberen Teil einer im wesentlichen vertikalen länglichen Desorptionszone durch Dichtungsmittel, um einen Rückstrom von Dämpfen von der Desorptionszone zu der Umwandlungszone zu verhindern, das Leiten des Desorptionsgases nach oben im Gegenstrom zu den nach unten fließenden Katalysatorteilchen in der Desorptionszone, das Entfernen von gasförmigem Material über dieser Desorptionszone, das Abziehen dichter fluidisierter desorbierter Katalysatorteilchen durch ein Standrohr vom Bodenteil der Desorptionszone und das Leiten derselben zum unteren Teil einer Regenerationszone, das Leiten von Regenerationsgas nach oben durch die Katalysatorteilchen, um ein dichtes Wirbelbett von Katalysatorteilchen aufrechtzuerhalten, während sie regeneriert werden, das Abziehen regenerierter Katalysatorteilchen vom unteren Teil der Regenerationszone und das Leiten derselben zum oberen Teil der länglichen Umwandlungszone und das Einleiten von Kohlenwasserstofföl in den unteren Teil der Umwandlungszone, um es den eingeleiteten regenerierten Katalysatorteilchen zuzumischen, um die vorstehend erwähnte Suspension von Katalysatorteilchen zu bilden und das Zirkulieren von Feststoffen aus der Desorptionszone in die Regenerationszone durch Aufrechterhalten eines höheren Drucks der Katalysatorteilchen im unteren Teil der Desorptionszone als im unteren Teil der Regenerationszone umfaßt. Bei der veranschaulichten Ausführungsform umfaßt die im wesentlichen vertikale längliche Umwandlungszone einen verhältnismäßig langen hohlen zylindrischen Reaktor, der die Form eines verhältnismäßig weiten Rohres hat, auf welches ein engeres, verhältnismäßig kurzes Rohr aufgebaut ist, das als Einspritzabschnitt beschrieben wird. Heiße regenerierte Katalysatorteilchen werden im Bodenbereich des Einspritzabschnitts empfangen, und sie werden nach oben in den Reaktor durch Dampf mitgenommen, welcher an der Basis des Einspritzabschnitts eingespritzt wird. Die Charge, welche zu spalten ist, wird in den Bodenteil des Reaktors zwecks Zumischen zu der nach oben strömenden Suspension von Katalysatorteilchen im Dampf vom Einspritzabschnitt eingespritzt. Das zugeführte Öl wird zerstäubt und verdampft und mit den Katalysatorteilchen gemischt, so daß die Suspension von Katalysatorteilchen in Öl nach oben in den Reaktor mit einer Geschwindigkeit zwischen ungefähr 3 und 12 m/s geleitet wird. In in einem gewissen Abstand voneinander liegenden Höhen entlang der Innenseite des Reaktors sind venturiförmig gestaltete Kontakteinrichtungen vorgesehen. Die Venturi-Kontakteinrichtungen gewährleisten ein im Gleichstrom verlaufendes in Kontakt Bringen zwischen den festen und den dampfförmigen Materialien und insbesondere des hauptsächlich Feststoffe enthaltenden Stroms, welcher entlang den Wänden nach unten verläuft und des Hauptstroms aus der Suspension fester Katalysatorteilchen, welcher nach oben durch das Zentrum des Reaktors verläuft. Es gibt keine Offenbarung oder Vorschlag in GB-A-10007248 bezüglich des in Kontakt Bringens von Ölchargentröpfchen und Katalysatorteilchen in irgendeinem der Venturigeräte oder in einem speziellen Bereich irgendeines der selben.
  • In der europäischen Patentschrift EP-A1-0180291 wird ein Betreiben einer Krackeinheit im Wirbelbett offenbart, bei welcher eine Kohlenwasserstoffcharge in ein Venturirohr in der Nähe der Basis des Steigrohrs der Einheit eingespritzt und ein erstes Inkrement eines heißen regenerierten Kataiysators in dem Venturirohr mit Chargentröpfchen gemischt wird. Der Zweck davon ist, Tröpfchen zu verdampfen, aber nicht, sie zu spalten. Der so gebildete Strom von Katalysator und verdampftem Öl wird zu einer zweiten Zone geführt und darin mit einem zweiten Inkrement an heißem Katalysator gemischt. Die Kohlenwasserstoffcharge wird danach in dem Steigrohr der Einheit gekrackt.
  • Die vorliegende Erfindung sorgt bei einem Aspekt für ein katalytisches Spaltverfahren, das das in Kontakt Bringen einer Kohlenwasserstoffcharge mit Teilchen eines Kohlenwasserstoffe spaltenden Katalysators in einem Spaltreaktor unter katalytischen Spaltbedingungen, das separate Rückgewinnen von gekrackten Kohlenwasserstoff-Produkten und verbrauchtem Katalysator aus dem Reaktor, das Erhitzen und Regenerieren des zurückgewonnenen verbrauchten Katalysators und das Zirkulieren des erhitzten und regenerierten Katalysators in Kontakt mit weiteren Chargenmengen, wobei im wesentlichen die Gesamtheit des zirkulierten regenerierten Katalysators in den Eintritt eines Venturirohrs geleitet wird, das einen konvergierenden Eintrittsteil, eine Einschnürung und einen divergierenden Austrittsteil hat, das Leiten der Charge in der Form flüssiger Tröpfchen in die Einschnürung und/oder den Austrittsteil des Venturirohrs, das Verdampfen der flüssigen Chargentröpfchen in der Einschnürung und/oder dem Austrittsteil durch Wärmeaustausch mit den heißen regenerierten Katalysatorteilchen, das Rückgewinnen einer Dispersion von Katalysatorteilchen im Chargendampf in einem Rohr, das mit dem Austrittsteil des Venturirohrs verbunden ist und das katalytische Spalten der Dampfphasencharge in einem Bereich des Venturirohrs und des Rohrs umfaßt, der im wesentlichen nicht weiter stromauf (bezogen auf die Richtung oder den Sinn der Strömung von Charge und Katalysatorteilchen durch das Venturirohr) als die Einschürung des Venturirohrs liegt.
  • Vorzugsweise werden kohlenstof fhaltige Ablagerungen an zurückgewonnen verbrauchten Katalysatorteilchen zumindest teilweise durch in Kontakt Bringen der zurückgewonnenen Teilchen in einer Regenerationszone mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas in einer erhöhten, die Ablagerung entfernenden Temperatur entfernt.
  • Vorzugsweise werden die Teilchen durch den Eintrittsteil des Venturirohrs durch die Energie der Flüssigkeit beschleunigt und werden im wesentlichen gründlich mit flüssigem Dampf in der Einschnürung und/oder dem Austrittsteil des Venturirohrs gemischt.
  • Bei einem anderen Aspekt sorgt die Erfindung für eine Einheit zum katalytischen Kracken im Wirbelbett (FGCU), die einen Reaktor, in welchem eine Kohlenwasserstoffcharge mit Teilchen eines heißen regenerierten Katalysators unter katalytischen Spaltbedingungen in Kontakt gebracht wird, ein Trennmittel für das Trennen von gekrackten Chargenprodukten von verbrauchten Katalysatorteilchen, einen Regenerator für das Regenerieren und Erhitzen von verbrauchten Katalysatorteilchen und ein Leitungsmittel umfaßt, um heiße regenerierte Katalysatorteilchen vom Regenerator in den Reaktor zurückzuführen, wobei der Reaktor ein Mittel für das in Kontakt Bringen des von dem Regenerator zurückgeführten regenerierten Katalysators mit der Kohlenwasserstoffcharge umfaßt, wobei dieses Mittel ein Venturirohr, welches einen konvergiernden Eintrittsteil, eine Einschnürung und einen divergierenden Austrittsteil, ein Einlaßrohr für die Leitung von im wensentlichen der Gesamtheit des heißen regenerierten Katalysators von dem Leitungsmittel in den Eintrittsteil des Venturirohrs zu leiten, mindestens eine Düse für die Abgabe flüssiger Tröpfchen der Kohlenwasserstoffcharge in die Einschnürung und/oder den Austrittsteil des Venturirohrs, wodurch flüssige Tröpfchen in der Einschnürung und/oder dem Austrittsteil durch Wärmeaustausch mit den heißen regenerierten Katalysatorteilchen von dem Leitungsmittel verdampft werden und dadurch eine Dispersion von Katalysatorteilchen in der verdampften Charge gebildet wird und ein Rohr umfaßt, um diese Dispersion von dem Austrittsteil des Venturirohrs zu einer die Dispersion aufnehmenden und/oder Rückgewinnungszone zu leiten.
  • Es kann eine Desorptionszone vorgesehen sein, die funktioniert, um desorbierbares Kohlenwasserstoffmaterial von verbrauchtem Katalysator zu desorbieren, der von dem Trennmittel zurückgewonnen wird. Die Vorrichtung kann eine Regenerationszone umfassen, die angeschlossen ist, um Teilchen von dem Trennmittel aufzunehmen und die funktioniert, um die darin aufgenommenen Teilchen zu erhitzen. Vorzugsweise ist das Einlaßrohr mit der Regenerationszone für die Aufnahme und Leitung erhitzter Teilchen davon verbunden.
  • Vorzugsweise umfaßt die Regenerationszone ein Mittel für das in Kontakt Bringen der von dem Trennmittel empfangenen Teilchen mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas, um brennbare Ablagerungen von den Teilchen in einer exothermen Oxidationsreaktion zu entfernen, welche die Teilchen erhitzt.
  • Das Venturirohr kann durch eine venturiförmige feuerfeste Masse, wahlweise verstärkt, zwischen dem Einlaßrohr und dem Rohr gebildet werden.
  • Vorzugsweise ist die Düse eine Abgabedüse für die Kohlenwasserstoffcharge, deren Abgabeöffnung in einer gewählten Entfernung von der Einschnürung liegt, so daß die davon abgegebene Kohlenwassestoffcharge die Form von Öltröpfchen an der Einschnürung und/oder dem Austrittsteil des Venturirohrs hat.
  • Vorzugsweise wird die Länge dieses Rohrs so gewählt, daß sich eine Kontaktzeit von Teilchen und Dampf von weniger als 15 Sekunden ergibt.
  • Die vorliegende Erfindung sorgt auch für eine katalytische Spalteinheit, die die Vorrichtung wie beschrieben umfaßt.
  • Die Düsen können für das Leiten einer Flüssigkeit in das Venturirohr mit einer Geschwindigkeitskomponente in der Strömungsrichtung von Feststoffen und Dampf angeordnet sein.
  • Bei manchen Aubführungsformen verläuft die Strömungsrichtung von Feststoffen und Dampf durch das Venturirohr nach oben und bei anderen Ausführungsformen nach unten.
  • Die Düsen können relativ zu dem Rohr für das Einspritzen der Flüssigkeit in das Rohr im wesentlichen radial bezogen auf die Mittelachse des Venturirohrs angeordnet sein. Als Alternative kann die Düse oder jede davon relativ zu dem Venturirohr so angeordnet sein, daß Flüssigkeit dorthin in einem Winkel geleitet wird, der 0º bezogen auf einen Radius von der Mittelachse des Venturirohrs überschreitet. Bei diesem Ausführungstyp ist jede Düse vorzugsweise so angeordnet, daß Flüssigkeit in das Venturirohr mit mindestens einer tangentialen Geschwindigkeitskomponente geleitet wird.
  • Die Erfindung wird jetzt unter Verweis auf einige nicht-einschränkende Ausführungsformen davon und unter Verweis auf die beigefügten schematischen Zeichnungen weiter beschrieben, bei welchen:
  • Fig. 1 ein Schema (nicht maßstabsgerecht) der Hauptmerkmale einer bekannten katalytischen Wirbelbett-Spalteinheit ("FCCU") ist;
  • Fig. 2 ein schematischer Querschnitt durch einen Teil der FCCU von Fig. 1 ist, aber in einem größeren Maßstab;
  • Fig. 3 ein schematischer Querschnitt desselben Teils wie bei Fig. 2 ist, der aber stattdessen eine Ausführungsform entsprechend der Erfindung zeigt;
  • Fig. 4 ein schematischer Querschnitt desselben Teils wie bei Fig. 2 ist, der aber stattdessen eine Ausführungsform entsprechend der Erfindung zeigt;
  • Fig. 5 ein schematischer Querschnitt einer anderen Ausführungsform oder Variante des in Fig. 2 gezeigten Teils ist;
  • Fig. 6 ein schematischer Querschnitt noch einer anderen Ausführungsform oder Variante des in Fig. 2 gezeigten Teils ist.
  • Bei den Zeichnungen werden nur jene Merkmale gezeigt oder abgebildet, welche für ein Verstehen der Erfindung notwendig sind.
  • Zuerst wird auf die FCCU 10 von Fig. 1 verwiesen, welche ein Reaktorgefäß 12 umfaßt, das auf einen Stripper 13 aufgebaut ist, dessen konischer Boden mit einem U-Rohr 14 mit einem sich nach oben erstreckenden Steigrohr 15 verbunden ist, dessen oberes Ende innerhalb eines Regeneratorgefäßes 16 in einer Höhe über dem konischen Boden davon und geringfügig über einem perforierten Gitter 17 liegt, welches sich quer über die Oberseite des konischen Bodens erstreckt. Der Regenerator 16 enthält fluidisierte Teilchen eines Spaltkatalysators in einem Bett 18, welches sich bis zu einer oberen Ebene 19 in dem Regenerator erstreckt. Der Katalysator, welcher dazu tendiert, über Ebene 19 anzusteigen, fließt in den oberen Bereich 20 eines Rückflußrohrs 21, welches mit einem Ende eines U-Rohrs 22 verbunden ist. Das andere Ende des Rohrs 22 ist mit einem Steigrohr 23 verbunden, welches sich im wesentlichen vertikal und generell nach oben bis zu einer Abschlußeinrichtung 24 an ihrem oberen Ende erstreckt, um eine obere Grenze des Steigrohrs 23 zu definieren. Jedes U-Rohr 14 und 22 hat ein entsprechendes Schließventil 26, 27 für ein Verschließen der Strömungskanäle in einem Notfall und während der Wartung.
  • Die U-Rohre 14 und 22 werden jeweils in Fig. 1 als im wesentlichen symmetrische Konstruktionen gezeigt. Jedoch werden diejenigen, die entsprechende Kenntnisse haben oder mit der Technik vertraut sind, wissen oder einschätzen, daß das eine U-Rohr oder beide 14 und 22 auch asymmetrisch sein können. Beispielsweise kann sich bei einer allgemein bekannten Variante des symmetrischen U-Rohrs 22 das Steigrohr 23 vertikal weiter nach unten erstrecken, als in Fig. 1 gezeigt, und es kann das Rohr 22 nach unten von dem Fallrohr 21 aus geneigt sein, so daß die Verbindungsstelle des Steigrohrs 23 und des Rohrs 22 eine Form hat, die sich dem Buchstaben "J" oder der Form eines Hockeyschlägers nähert. Wie vorstehend angegeben, sind diese Varianten jenen, die Kenntnisse haben oder mit der Technik vertraut sind, bekannt oder werden von ihnen eingeschätzt.
  • Mit allgemeinen Worten gesagt geht die Funktionsweise der FCCU 10 wie folgt vor sich: eine Kohlenwasserstoffcharge, die gewöhnlich aus Fraktionen besteht oder solche enthält, die im Gasölbereich und höher sieden, wird in einen unteren Teil von Steigrohr 23 aus einer Zuführungsleitung 30 geleitet. Gewöhnlich wird die Zuführungsleitung 30 über eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Einspritzdüsen eingeleitet, die in gleichen Winkelabständen um das Steigrohr 23 angeordnet sind. Heiße regenerierte Katalysatorteilchen, die nach oben durch das Steigrohr 23 gelangen, vermischen sich mit der eingespritzten Charge in dem Steigrohr und erhitzen diese auf der Höhe der Chargen-Einspritzdüsen und höher, was eine selektive katalytische Umwandlung der Charge in Spaltprodukte verursacht, welche gespaltene Dampfphasenprodukte und kohlenstoffhaltige und teerhaltige Spaltprodukte, welche sich auf den Katalysatorteilchen und in den Poren davon absetzen, umfassen. Die Charge wird gewöhnlich zu dispergierten Flüssigkeitströpfchen durch Dampf zerstäubt, welcher in die Einspritzdüsen 23 von einem (nicht gezeigten) Dampf-Sammelrohr eingeleitet wird. Die Mischung aus Katalysatorteilchen und Dampfphasenprodukten tritt in das Reaktorgefäß 12 aus dem Steigrohr 23 über (nicht gezeigte) horizontale Öffnungen in der Abschlußeinrichtung 24 ein. Dies fördert die Trennung von Feststoffen vom Dampf in dem Reaktorgefäß 12. Die Dämpfe gelangen zusammen mit mitgerissenen Feststoffen in ein Zyklon-Abscheidungssystem, welches hierin so gezeigt wird, daß es zwei Zyklone 31 und 32 enthält. Der Zyklon 31 sorgt für eine primäre Trennung von Dämpfen und mitgerissenen Feststoffen, wobei ein größerer Teil der letzteren zur Basis von Gefäß 12 über einen Tauchschenkel 33 zurück
  • geführt wird. Die von Feststoffen entleerten Dämpfe vom Primärzyklon 31 werden über das Rohr 34 zum Sekundärzyklon 32 für ein weiteres Abscheiden von Feststoffen geleitet, wobei die abgeschiedenen Feststoffe vom Zyklon über Leitung 36, Mischkammer 37 und Produktleitung 38 zurückgewonnen werden.
  • Die Katalysatorteilchen von Steigrohr 23 gelangen zusammen mit abgeschiedenen Feststoffen aus den Zyklonen 31 und 32 nach unten in die Oberseite des Strippers 13, in welchem sie mit dem nach oben steigenden Dampf, der von Leitung 40 in der Nähe der Basis davon eingespritzt wird, in Kontakt gebracht werden. Der Dampf desorbiert von den adsorbierten und okkludierten desorbierbaren Kohlenwasserstoffen, und diese werden zusammen mit den Spaltprodukten in Produktleitung 38 zurückgewonnen.
  • Desorbierte Katalysatorteilchen, die kohlenstoffhaltige Ablagerungen tragen, zirkulieren von der konischen Basis von Stripper 13 über das U-Rohr 14 und das Steigrohr 15 in das Bett 18 von Katalysatorteilchen, das in dem Regeneratorgefäß enthalten ist. Die Zirkulation von Teilchen über das Rohr 14 wird durch Steuerluft gefördert, welche in einen unteren Bereich der Steigleitung 15 von Leitung 42 geleitet wird.
  • Die Katalysatorteilchen in dem Bett 18 werden durch Luft fluidisiert, die in die Basis von Regeneratorgefäß 16 von Leitung 43 geleitet wird. Die Luft beseitigt durch Oxidation kohlenstoffhaltige Ablagerungen von den Teilchen, und die Reaktionswärme (z.B. durch Verbrennung und/oder teilweise Verbrennung) erhöht die Temperatur der Teilchen in dem Bett auf Temperaturen, die für ein Spalten der zugeführten Kohlenwasserstoffe geeignet sind. Heißer regenerierter Katalysator überströmt den oberen Bereich 20 des Fallrohrs 21 und gelangt über das Fallrohr 21 in das U-Rohr 22 zum Zweck eines Kontakts mit weiteren Chargenmengen, die von Leitung 30 zugeführt werden.
  • Die verbrauchte Luft, die von der oberen Ebene 19 des Betts 18 im Regeneratorgefäß 16 nach oben gelangt, tritt in den Primärzyklon 45 zum Abscheiden mitgerissener Teilchen ein, wobei die letzteren über einen Tauchschenkel 46 zum Bett 18 zurückgeführt werden. Eine weitere Stufe des Abscheidens von Festkörpern wird durch den Sekundärzyklon 47 bewerkstelligt, welcher das von Festkörpern befreite Gas von dem Primärzyklon 45 empfängt, wobei die abgeschiedenen Feststoffe über einen Tauchschenkel 48 zum Bett 18 zurückgeführt werden. Die verbrauchte Luft wird von der Oberseite der Regeneratorgefäßleitung 49 zurückgewonnen.
  • Jetzt wird auf Fig. 2 der Zeichnung verwiesen, welche schematisch und in einem größeren Maßstab die Hauptmerkmale des Bereichs des Steigrohrs 23 abbildet, in dem die Charge von Leitung 30 aus eingespritzt wird.
  • Das Steigrohr 23 hat ein oberes Teil 23a, welches auf einem unteren Teil 23b von geringerer horizontaler Querschnitts- Strömungsfläche aufgesetzt ist. Ein nach oben divergierendes Verbindungsteil 23c verbindet die obere Seite des unteren Teils 23b mit dem Boden des oberen Teils 23a. Eine Vielzahl von Chargen-Einspritzdüsen ist symmetrisch um das Steigrohr 23 herum angeordnet, um die Charge in der Form von durch Dampf zerstäubten flüssigen Kohlenwasserstofftröpfchen von der Zuleitung 30 (Fig. 1) in das Steigrohr einzuspritzen. Die Düsen erhalten die Zuführung über einen (nicht gezeigten) Verteiler. In Fig. 2 wird aus Gründen der Einfachheit eine einzige von den Einspritzdüsen gezeigt. Die Einspritzdüse 50 ist mit dem Verbindungsteil 23c von Steigrohr 23 so verbunden, daß ihre Achse in der radialen Ebene des Steigrohrs liegt und ist so nach oben geneigt, daß die Charge mit einer nach oben gerichteten Geschwindigkeitskomponente in das Steigrohr eintritt. Das in Kontakt Bringen der Charge mit dem heißen regenerierten Katalysator verursacht eine Umwandlung der Charge in Dämpfe, die Spaltprodukte enthalten, und das vergrößerte Volumen infolge der Dampfphasenkomponenten tendiert dazu, den Katalysator nach oben zu beschleunigen.
  • Es ist beobachtet worden, daß die Dichte und die Geschwindigkeit der Dämpfe und der Katalysatorteilchen in dem Steigrohr 23 in beträchtlicher Weide uneinheitlich sein können. Das Ergebnis ist, daß in manchen Bereichen die Katalysatorteilchen einen verhältnismäßig zu starken und in anderen Bereichen einen verhältnismäßig unzureichenden Kontakt mit der Charge und den Dampfprodukten haben können. Dies ergibt einen breiten Bereich von Reaktionsbedingungen, welche im Extremfall ein unerwünschtes thermisches Spalten, ein übermäßiges katalytisches Spalten und eine einfache Verdampfung der Charge verursachen. Die Trockgasausbeute (d.h. C&sub2;-Kohlenwasserstoffe und Wasserstoff) und die Menge an kohlenstoffhaltigen Ablagerungen ("Koks") auf den Katalysatorteilchen (Koksausbeute) werden dadurch zu Lasten der wertvolleren leichteren Flüssigprodukte erhöht.
  • Jetzt wird auf Fig. 3 der Zeichnungen verwiesen, welche denselben Bereich von Steigrohr 23 darstellt, wie er in Fig. 2 gezeigt wird, aber aufgebaut in Übereinstimmung mit der Erfindung.
  • Bei der in Fig. 3 gezeigten Anordnung sind Teilen, welche jenen von Fig. 2 äquivalent sind, dieselben Bezugszeichen gegeben.
  • Man sieht, daß der untere Teil 23b von Steigrohr 23 unmittelbar unter den Chargen-Einspritzdüsen 50 eine Querschnittsform hat, welche sich progressiv und sanft in einer Richtung nach oben reduziert und sich dann in der Richtung nach oben innerhalb des oberen Teils 23a des Steigrohrs 23 progressiv und sanft erweitert, um so eine Venturirohr-ähnliche Anordnung zu bilden, die ihren engsten Teil oder ihre Einschnürung im wesentlichen in derselben horizontalen Ebene wie die Einspritzdüsen hat. Bei der gezeigten Ausführungsform wird die Venturirohr-ähnliche Anordnung dadurch gebildet, daß der untere Teil 23b, der Verbindungsteil 23c und der obere Teil 23a des Steigrohrs mit einer Auskleidung 60 versehen ist, welcher die gewünschte Innenform hat und in angemessener Weise beständig gegenüber den Betriebsbedingungen unter dem Gesichtspunkt einer ökonomischen Lebensdauer ist. Als Alternative kann die Wand des Steigrohrs 23 selbst so ausgebildet werden, daß sie für die Venturirohr-ähnliche Anordnung sorgt.
  • Die Düsen 50 (von denen in Fig. 3 nur eine gezeigt wird) liegen so und sind so angeordnet, daß die Kohlenwasserstoffölcharge in der Form von Öltröpfchen in die Einschnürung und den Austrittsteil des Venturirohrs eingespritzt wird, so daß der hauptsächliche Anfangsbereich des Kontakts der Öltröpfchen mit den heißen Katalysatorteilchen im wesentlichen nicht weiter stromauf bezogen auf die Bewegungsrichtung der Katalysatorteilchen und des Dampfs durch das Venturirohr als die Einschnürung des Venturirohrs liegt. Das Ergebnis dieser Anordnung ist, daß die Energie der Charge mit den Katalysatorteilchen in dem Venturirohr geteilt wird, was eine schnelle Beschleunigung der Katalysatorteilchen auf eine Geschwindigkeit verursacht, die sich der Geschwindigkeit der Charge in dem Venturirohr annähert und dann das in Kontakt Bringen von Öltröpfchen mit Katalysatorteilchen in der Einschnürung des Venturirohrs und stromab davon zu einer Verdampfung von Öltröpfchen führt, die im wesentlichen an der Einschnürung des Venturirohrs oder stromab davon beginnt. Die Verdampfung von Öltröpfchen führt zur Produktion großer Volumina Öldampf in dem Venturirohr hauptsächlich in der Einschnürung und/oder stromab davon. Katalysatorteilchen werden durch den hohen Turbulenzgrad, der im wesentlichen in der Einschnürung und/oder dem divergierenden Abschnitt des Venturirohrs beginnt, im wesentlichen einheitlich in dem Öldampf dispergiert. Folglich ist die Katalysator/Dampf-Mischung, die das stromab liegende Ende des Venturirohrs in den Teil 23a des Steigrohrs hinein verläßt, in hohem Maße turbulent und von im wesentlichen einheitlicher Zusammensetzung in radialen Ebenen des Steigrohrs und bewegen sich die Katalysatortei1chen nach oben in dem Steigrohrteil 23a mit einer Geschwindigkeit, die sich der örtlichen Geschwindigkeit des Dampfes darin annähert.
  • Die Venturirohr-ähnliche Anordnung fördert eine verhältnismäßig einheitliche Beschleunigung der Katalysatorteilchen durch eine effektivere Energieübertragung von der als Tröpfchen in die sich langsamer bewegende Katalysatorphase eingespritzten flüssigen Kohlenwasserstoffcharge. Die sich ergebende Turbulenz in dem divergenten Abschnitt erhöht die Kontaktbildung von Katalysator und Öl und sorgt für eine einheitlichere Verdampfung. Folglich haben die Katalysatorteilchen an der oberen Seite des oberen Teils 23a des Steigrohrs 23 eine höhere nach oben gerichtete Geschwindigkeit (d.h. einen reduzierten Schlupf bezogen auf die mitreißende Flüssigkeit) mit einem verhältnismäßig flacheren Geschwindigkeitsprofil quer zum Steigrohr 23 und werden verhältnismäßig stärker einheitlich mit der verdampften Charge gemischt, als im Fall des in Fig. 2 abgebildeten Steigrohrs, wenn dies unter denselben Bedingungen (von Chargengeschwindigkeit, Katalysatorgeschwindigkeit, Temperatur und Druck) arbeitet. Das Ergebnis ist, daß verdampfte Kohlenwasserstoffe der Charge einheitlicher in der stärker wünschenswerten und gesteuerten katalytischen Weise gespalten werden, wenn Katalysator und Dampf ihren Weg über das Steigrohr in den Reaktor und dessen Abscheidungseinrichtungen fortsetzen. Demgemäß werden die Produktion von Trockengas (C&sub2;-Kohlenwasserstoffe und Wasserstoff) und die Menge an kohlenstoffhaltigen Ablagerungen (Koksausbeute) an dem Katalysator reduziert, und es gibt eine entsprechende Erhöhung bei den wertvolleren leichteren Flüssigprodukten bezogen auf jene, die man bei der Ausführungsform in Fig. 2 unter denselben Bedingungen erhält.
  • In Fig. 3 ist die Chargen-Einspritzdüse so dargestellt, daß sie ihre Achse in der radialen Ebene des Steigrohrs 23 hat, in derselben Art und Weise wie bei Fig. 2. Bei einer (nicht gezeigten) Variante der Anordnung von Fig. 3 können die Achsen der Chargen-Einspritzdüsen gleichsinnig so gedreht sein, daß sie die entsprechende radiale Ebene des Steigrohrs 23 unter einem Winkel schneiden, der 0º überschreitet (d.h. im Bereich 30 bis 85º liegt), wodurch die eingespritzte Charge und die daraus resultierenden Dämpfe eine tangentiale Geschwindigkeitskomponente erhalten. Die Dämpfe tendieren dazu, spiralförmig bis zum Venturirohr-ähnlichen Bereich des oberen Teils 23a des Steigrohrs 23 aufzusteigen und tendieren dadurch dazu, die Dicke des Dampfbereichs geringer Geschwindigkeit, der an die Innenwand des oberen Teils 23a des Steigrohrs angrenzt, zu reduzieren, so daß die Tendenz der Katalysatorteilchen, einen dichten, sich langsam bewegenden Film oder eine solche Schicht über der Innenwand des oberen Teils 23a des Steigrohrs 23 zu bilden, herabgesetzt wird.
  • Jetzt wird auf die Ausführungsform von Fig. 4 verwiesen, bei welcher die stetig oder progressiv konvergierende und divergierende Venturirohr-ähnliche Anordnung 61 in dem Steigrohr 23 ähnlich der in Fig. 3 abgebildeten ist; jedoch spritzen die Düsen 50 die Charge stromauf von der Anordnung 61 in dem unteren Teil 23b des Steigrohrs 23 ein und nicht in dem engsten Teil oder der Einschnürung davon. Diese Anordnung sorgt für ähnliche Vorteile, wie jene der Ausführungsform von Fig. 3, sorgt aber für eine Verdampfung der flüssigen Kohlenwasserstofftröpfchen der Charge, die im wesentlichen mit dem Bereich des Eintritts in den divergierenden Abschnitt zusammenfällt. Dies bietet Vorteile, wenn man sehr schwere Chargen mit hohem Siedepunkt verarbeitet, welche nicht so leicht verdampfen und eine größere Mischlänge in dem Steigrohr erfordern.
  • Bei einer (nicht gezeigten) Variante der Ausführungsform von Fig. 4 sind die Einspritzdüsen der Charge 50 so angeordnet, daß ihre entsprechenden Achsen eine entsprechende radiale Ebene des Steigrohrs in einem Winkel schneiden, der den Wert Null überschreitet (z.B. im Bereich 30 bis 85º liegt), so daß die eingespritzte Charge eine tangentiale Geschwindigkeitskomponente hat.
  • Jetzt wird auf die Ausführungsform von Fig. 5 verwiesen, welche ähnlich der Ausführungsform von Fig. 4 mit der Ausnahme ist, daß die Charge in einer axialen Richtung das Steigrohr 23 hinauf von einer oder mehreren zentralen Düsen (von denen nur eine in Fig. 5 gezeigt wird) eingespritzt wird, deren Abgabespitze in einer horizontalen Ebene geringfügig über der horizontalen Ebene des unteren Endes der Venturirohranordnung in dem Steigrohr liegt. Die Charge wird in das Steigrohr als zerstäubte Tröpfchen der flüssigen Charge unter der Wirkung von Dampf (in der bekannten Weise) eingeleitet, und die relative Lage der Spitze der Düse(n) 50 und des Venturirohrs sind derart, daß die Ölchargentröpfchen mit der Verdampfung nicht weiter stromauf als an der Einschnürung oder dem Beginn des divergenten Abschnitts des Venturirohrs beginnen. Das Ergebnis ist, daß im wesentlichen unverdampfte Tröpfchen ihre Energie mit Katalysatorteilchen teilen, die in das Venturirohr eintreten und sie dadurch in das Venturirohr hinein beschleunigen, und die Verdampfung von Öltröpfchen in der Einschnürung und/oder dem divergierenden Abschnitt davon führt zu einem höheren Grad an Turbulenz und einer guten Dispersion von Katalysatorteilchen im Öldampf.
  • Jetzt wird auf die Ausführungsform von Fig. 6 verwiesen. Bei dieser Ausführungsform hat das Rücklaufrohr 22 für den regenerierten Katalysator nicht die Form eines im wesentlichen symmetrischen "U", wie in Fig. 1 dargestellt, sondern neigt sich nach unten von dem unteren Ende des Fallrohrs 21 (Fig. 1) bis zu seiner Verbindungsstelle mit dem unteren Ende von Steigrohr 23. Verbindungen dieses Typs sind allgemein bekannt und werden "J- Bogen" genannt, weil sie dem Buchstaben J ähneln.
  • Der untere Teil 23b des Steigrohrs ist mit dem unteren Ende von Rohr 22 so verbunden, daß für eine verhältnismäßig sanfte Richtungsänderung für Katalysatorteilchen gesorgt wird, die von dem Rohr 22 in das Steigrohr 23 gelangen. Der weitere obere Teil 23a des Steigrohrs ist mit dem obersten Ende des unteren Teils 23a verbunden. Wie bei der Ausführungsform von Fig. 3, 4 und 5 liefert ein kurzer divergenter Übergangsabschnitt 23c für eine mechanische Verbindung zwischen dem unteren und dem oberen Teil 23b, 23a des Steigrohrs 23. Eine Venturirohr-ähnliche Anordnung wird im Innern von Steigrohr 23 durch eine feuerfeste Masse 60 gebildet, welche so geformt ist, daß der Innendurchmesser des Innern von Steigrohr 23 progressiv in einer Richtung nach oben reduziert wird, wenn vom unteren Teil 23b zum oberen Teil 23a übergegangen wird, bis die Einschnürung 62 des Venturirohrs (gerade über dem Übergangsabschnitt 23c, wie in Fig. 6 abgebildet) erreicht ist und danach progressiv erweitert wird, bis der Innendurchmesser gleich dem des oberen Teils 23a des Steigrohrs 23 am oberen Ende der feuerfesten Masse 60 ist.
  • Eine vertikale Chargen-Einspritzdüse 50 erstreckt sich nach oben durch den Boden des J-Bogens und endet geringfügig über dem unteren Ende der Venturirohr-ähnlichen Anordnung und unter der Einschnürung 62 davon.
  • Während des Betriebs gelangen heiße regenerierte Katalysatorteilchen das Rohr 22 hinunter vom Regeneratorbett 18 (Fig. 1) und vom Fallrohr 21 (Fig. 1) und zirkulieren dann nach oben in das Steigrohr 23, wie durch die Pfeile gezeigt. Die heißen Katalysatorteilchen werden nach oben in die Einschnürung des Venturirohrs beschleunigt, wobei ihnen die Energie der Tröpfchen der Kohlenwasserstoffcharge mitgeteilt wird, die von der Spitze der Einspritzdüse 50 innerhalb des konvergierenden Teils des Venturirohrs abgegeben werden. Die resultierende effektive Energieübertragung zwischen den Kohlenwasserstofftröpfchen und den Katalysatorteilchen bewirkt, daß die letzteren auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden, die sich jener der Kohlenwasserstofftröpfchen annähert, die in die Einschnürung des Venturirohrs eintreten. Die Abgabespitze der Einspritzdüse 50 liegt bezogen auf das Venturirohr so, daß eine Verdampfung von Öltröpfchen, die von der Einspritzdüsenspitze abgegeben werden, wegen der Wärmeübetragung in diesem Bereich im wesentlichen nicht weiter stromauf im dem Venturirohr beginnt, als in der Einschnürung davon. Das Ergebnis ist, daß eine verhältnismäßig starke Zunahme an Dampfphasenmaterial im wesentlichen nicht weiter stromauf von der Einschnürung des Venturirohrs beginnt, was ein gutes Vermischen von Katalysator und Öldampf nicht weiter stromauf als in der Einschnürung des Venturirohrs verursacht. Die Mischung aus Katalysator und Öldampf, die das stromab liegende Ende des Venturirohrs verläßt, ist im Ergebnis dessen verhältnismäßig einheitlich in radialen Ebenen des Steigrohrs 23, und die Katalysatorteilchen gelangen das Steigrohr hinauf mit einer Geschwindigkeit, die sich der örtlichen Geschwindigkeit von Kohlenwasserstoffdämpfen annähert.
  • Um zu verhüten, daß Katalysatorteilchen sich in dem J-Bogen der Ausführungsform von Fig. 6 ansammeln und packen, wird ein "belüftendes" oder fluidisierendes Gas oder ein solcher Dampf (vor zugsweise Wasserdampf) in die Unterseite von Rohr 22 (und der J- Bogen-Verbindung zum Steigrohr 23) von den Leitungen 70 geleitet. Der J-Bogen wird durch geeignete konstruktive Teile getragen, von denen einige als Position 75 in Fig. 6 abgebildet sind.
  • Obwohl die Massendichte von Katalysatorteilchen durch Einleiten von Gas oder Dampf (wie beispielsweise Wasserdampf) in das Steigrohr 23 (z.B. ein Steigrohr 23 eines bekannten Typs, wie das in Fig. 2 abgebildete) reduziert und dadurch auch eine Beschleunigung von Katalysatorteilchen auf eine Geschwindigkeit, die sich jener der Dämpfe der Kohlenwasserstoffcharge annähert, erreicht werden kann, würde das Gas oder der Dampf etwas von der Kapazität des Reaktors 12 und der damit zusammenhängenden (nicht gezeigten) Produkt-Rückgewinnungs- und Abscheidungsausrüstung aufnehmen und dadurch die maximale Chargendurchsatzkapazität der FCCU herabsetzen. Der Reaktor der vorliegenden Erfindung vermeidet diesen Nachteil.
  • Jene, die mit der Technik vertraut sind, werden die Typen von Chargen-Einspritzdüsen einschätzen oder kennen, die für ein optimales Betreiben der Vorrichtung der Erfindung am besten geeignet sind. Beispielsweise wäre bei der Ausführungsform von Fig. 3 der bevorzugte Düsentyp jener, welcher Öltröpfchen in der Form eines fächerförmigen ebenen Nebels abgibt, z.B. sich in einem Bogen bis zur gegenüberliegenden Wand des Venturirohrs erstreckt. Bei den Ausführungsformen von Fig. 4, 5 und 6 würde bevorzugt, Düsen des Typs zu verwenden, welcher einen massiven Kegel von Öltröpfchen abgibt.
  • Bei den beschriebenen Ausführungsformen ist der untere Teil 23b des Steigrohrs 23 als enger als der obere Teil 23a dargestellt.
  • Jedoch kann die Erfindung auch auf Ausführungsformen angewendet werden, bei denen der obere Teil 23a im wesentlichen denselben Durchmesser wie der untere Teil 23b hat oder sogar wenn er einen kleineren Durchmesser hat.
  • Man wird einschätzen, daß der Reaktor der Erfindung zusätzlich zu neuen FCCU's auch auf bereits bestehende FCCU's Anwendung finden kann.
  • Man wird auch einschätzen, daß obwohl spezielle Ausführungsformen, die hierin beschrieben und veranschaulicht worden sind, sich auf Reaktoren des Steigrohrtyps beziehen, bei welchem die Katalysatorteilchen und die mitreißende Flüssigkeit durch dasselbe nach oben gelangen, es innerhalb des Ziels der Erfindung liegt, Steigrohre zu verwenden, in welchen die Katalysatorteilchen und die mitreißende Flüssigkeit nach unten verlaufen, so daß eine vorteilhafte Nutzung der Schwerkraft bei den Katalysatorteilchen erfolgen kann, die nach unten durch das Steigrohr gelangen, um Verweil- und Kontaktzeiten darin zu reduzieren. Im Wesen sind solche nach unten wirkenden Steigrohre ähnlich den beschriebenen und abgebildeten, nur umgekehrt, wobei es gleichgültig ist, welche Anpassung zum Zweck ihrer effektiven Betriebsfunktion notwendig und/oder wünschenswert ist, wie es für jene, die mit der Technik vertraut sind, offenkundig ist.
  • Ein Merkmal oder eine Kombination von Merkmalen, die hierin bezüglich einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben sind, kann in Verbindung mit einer anderen Ausführungsform verwendet werden, ohne von dem Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims (12)

1. Katalytisches Spaltverfahren, das das in Kontakt Bringen einer Kohlenwasserstoffcharge mit Teilchen eines Kohlenwasserstoffe spaltenden Katalysators in einem Spaltreaktor unter katalytischen Spaltbedingungen, das separate Rückgewinnen von gekrackten Kohlenwasserstoff-Produkten und verbrauchtein Katalysator aus dem Reaktor, das Erhitzen und Regenerieren des zurückgewonnenen verbrauchten Katalysators und das Zirkulieren des erhitzten und regenerierten Katalysators in Kontakt mit weiteren Chargenmengen, wobei im wesentlichen die Gesamtheit des zirkulierten regenerierten Katalysators in den Eintritt eines Venturirohrs geleitet wird, das einen konvergierenden Eintrittsteil, eine Einschnürung und einen divergierenden Austrittsteil hat, das Leiten der Charge in der Form flüssiger Tröpfchen in die Einschnürung und/oder den Austrittsteil des Venturirohrs, das Verdampfen der flüssigen Chargentröpfchen in der Einschnürung und/oder dem Austrittsteil durch Wärmeaustausch mit den heißen regenerierten Katalysatorteilchen, das Rückgewinnen einer Dispersion von Katalysatorteilchen im Chargendampf in einem Rohr, das mit dem Austrittsteil des Venturirohrs verbunden ist und das katalytische Spalten der Dampfphasencharge in einem Bereich des Venturirohrs und des Rohrs umfaßt, der im wesentlichen nicht weiter stromauf (bezogen auf die Richtung oder den Sinn der Strömung von Charge und Katalysatorteilchen durch das Venturirohr) als die Einschürung des Venturirohrs liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, welches den Schritt des Desorbierens von desorbierbarem Material von verbrauchtem Katalysator umfaßt, der aus dem Reaktor zurückgewonnen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem kohlenstoffhaltige Ablagerungen auf verbrauchten Katalysatorteilchen, die aus dem Reaktor zurückgewonnen werden, zumindest teilweise dadurch entfernt werden, daß man sie mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas in einer erhöhten die Ablagerung entfernenden Temperatur in dem Regenerator in Kontakt bringt.
4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Katalysatorteilchen durch den Eintrittsteil des Venturirohrs durch die Energie der Kohlenwasserstoffcharge beschleunigt und im wesentlichen in der Einschnürung und/oder dem Austrittsteil des Venturirohrs mit Flüssigkeitsdampf gründlich gemischt werden.
5. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem das Venturirohr und das Rohr zumindest einen Teil des Reaktors bilden.
6. Wirbelbett-Spalteinheit (FCCU), welche einen Reaktor, in welchem eine Kohlenwasserstoffcharge mit Teilchen von heißem regeneriertem Katalysator unter katalytischen Spaltbedingungen in Kontakt gebracht wird, ein Abscheidungsmittel, für das Trennen von Chargen-Spaltprodukten von verbrauchten Katalysatorteilchen, einen Regenerator für das Regenerieren und Erhitzen von verbrauchten Katalysatorteilchen und Leitungsmittel umfaßt, um heiße regenerierte Katalysatorteilchen vom Regenerator zum Reaktor zurückzuleiten, wobei der Reaktor ein Mittel für das in Kontakt Bringen des von dem Regenerator zurückgeführten heißen regenerierten Katalysators mit der Kohlenwasserstoffcharge umfaßt, wobei dieses Mittel ein Venturirohr, das einen konvergierenden Eintrittsteil, eine Einschnürung und einen divergenten Austrittsteil hat, ein Einlaßrohr für das Leiten von im wesentlichen der Gesamtheit des heißen regenerierten Katalysators von dem Leitungsmittel in den Eintrittsteil das Venturirohrs zu leiten, mindestens eine Düse für die Abgabe flüssiger Tröpfchen einer Kohlenwasserstoffcharge in die Einschnürung und/oder den Austrittsteil des Venturirohrs, wodurch flüssige Tröpfchen in der Einschnürung und/oder dem Austrittsteil durch Wärmeaustausch mit den heißen regenerierten Katalysatorteilchen von dem Leitungsmittel verdampft werden und dadurch eine Dispersion von Katalysatorteilchen in der verdampften Charge gebildet wird und ein Rohr umfaßt, um diese Dispersion von dem Austrittsteil des Venturirohrs zu einer die Dispersion aufnehmenden und/oder Rückgewinnungszone zu leiten.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, welche eine Desorptionszone für das Desorbieren von desorbierbarem Material von verbrauchtem Katalysator umfaßt, der aus dem Abscheidungsmittel zurückgewonnen worden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei welcher das Leitungsmittel mit der Regenerationszone für die Aufnahme und die Leitung erhitzter Teilchen davon verbunden ist.
9. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 8, bei welcher die Regenerationszone ein Mittel für das in Kontakt Bringen von Teilchen, die von dem Abscheidungsmittel empfangen worden sind, mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas umfaßt, um brennbare Ablagerungen von den Teilchen in einer exothermen Reaktion zu entfernen, welche die Teilchen erhitzt.
10. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, bei welcher das Venturirohr durch eine venturiförmig ausgebildete feuerfeste Masse, wahlweise verstärkt, zwischen dem Einlaßrohr und dem Rohr gebildet wird.
11. Vorrichtung wie in irgendeinem der Ansprüche 6 bis 10, bei welcher die Düse eine Abgabedüse für eine Kohlenwasserstoffcharge ist, deren Abgabeöffnung in einer gewählten Entfernung von der Einschnürung des Venturirohrs liegt und davon einen Abstand hat, sodaß eine davon abgegebene Kohlenwasserstoffcharge die Form von Öltröpfchen an der Einschnürung und/oder dem Austrittsteil des Venturirohrs hat.
12. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die Länge des Rohrs so gewählt wird, daß sich eine Kontaktzeit von Teilchen und Dampf von weniger als 15 Sekunden ergibt.
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