DE868202C

DE868202C - Process and apparatus for converting liquid hydrocarbons

Info

Publication number: DE868202C
Application number: DEH9321A
Authority: DE
Inventors: Willis Jollif Cross Jun
Original assignee: Houdry Process Corp
Current assignee: Houdry Process Corp
Priority date: 1950-08-11
Filing date: 1951-08-04
Publication date: 1953-02-23

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung flüssiger Kohlenwasserstoffe Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umwandlung flüssiger Kohlenwasserstoffe durch Inberührungbringen derselben mit körnigen Kontaktstoffen, insbesondere zum Kracken von flüssigen Kohlenwasserstoffen mit verhältnismäßig hohem Siedebereich zu Benzinen mittels körniger, adsorbierender Kontaktstoffe sowie zur Verminderung der Viskosität oder zur Verkokung derartiger Kohlenwasserstoffe mittels verhältnismäßig träger, körniger, fester Kontaktstoffe, die als Hitzeträger bekannt sind.Process and device for converting liquid hydrocarbons The present invention relates to a method and an apparatus for Conversion of liquid hydrocarbons by bringing them into contact with granular ones Contact materials, especially for cracking liquid hydrocarbons with relatively high boiling range to gasoline by means of granular, adsorbent contact substances and to reduce the viscosity or to coke such hydrocarbons by means of relatively inert, granular, solid contact substances that act as heat carriers are known.

Die Verwendung der Rohölfraktionen mit höherem Siedebereich, wie Teerabschei-derückstände, getopte Rohöle, Schweröle u. dgl., als Ausgangsmaterial für die Gewinnung von Benzinen und bzw. oder Leichttreibstoffen bietet wegen der Neigung dieser Fraktionen, sich unter Bildung von Koks bei Wärmeeinwirkung zu zersetzen, ob dabei auch flüchtige Krackprodukte gebildet werden oder nicht, Schwierigkeiten. So verstopfen z. B. viele dieser Fraktionen bei Erhitzung auf 450° und mehr die Roh-re der Heizöfen mit Koks und können daher, selbst wenn sie hei Temper.aturen von So bis 530 verdampfen, nicht als Gas behandelt werden. dem1 diese Arbeitsweise würde eine zu häufige Stilllegung der Heizanlage nach sich ziehen. Es ist daher üblich, dieses Ausgangsmaterial in flüssiger Form mit heißen, körnigen Kontaktstoffen unter Bedingungen in Berührung zu bringen, die die flüssigen Kohlenwasserstoffe unter gleichzeitiger Bildung einer kohlenwasserstoffihaItiugen Ablagerung auf den Kontaktstoffen, idiie sehr schwere, nicht verdampfbare Kohlenwasserstoffe enthält, zu flüchtigen zerfallen lassen. Die kohlenwasserstoff haltigen Ablagerungen auf den Kontaktstoffien zerfallen gewöhnlich während der Umwandlungsperiode weiter und bilden flüchtige Kohlenwasserstoffe und Koks, der duroh Verbrennung mit einem sauerstoffhaltigen Gas in einem anschließenden Regenera tionsprozeß entfernt wird. The use of the crude oil fractions with a higher boiling range, such as Tar residue, topped crude oils, heavy oils and the like as starting material for the production of gasoline and / or light fuels because of the Tendency of these fractions to decompose with the formation of coke when exposed to heat, whether or not volatile cracking products are also formed, difficulties. So clog z. B. many of these fractions when heated to 450 ° and more die Roh-re the heating stoves with coke and can therefore, even when they are hot temper.atures Vaporize from So to 530, not be treated as a gas. dem1 this way of working would result in too frequent shutdown of the heating system. It is therefore It is common to use this starting material in liquid form with hot, granular contact substances under Contact conditions that affect the liquid hydrocarbons with simultaneous formation of a hydrocarbon-containing deposit on the Contact materials that contain very heavy, non-evaporable hydrocarbons, disintegrate into volatile. The deposits containing hydrocarbons the contact materials usually continue to disintegrate during the transformation period form volatile hydrocarbons and coke, which duroh combustion with an oxygen-containing one Gas is removed in a subsequent regeneration process.

Wenn jedoch flüssige Kohlenwasserstoffe, einschließlich der obenerwähnten schweren und anderen flüssigen Ausgangsstoffe, z. B. unverarbeitete oder gekrackte Beichttreibstoffe und Erdölarten, mit den Wänden des Reaktionskessels und anderen metallischen Oberflächen im Kessel in Berührung kommen, die eine die Flüssigkeit krackende Temperatur besitzen, dann hat der sich daraus ergehende Krackprozeß die Neigung, eine sich ansammelnde Koksablagerung an den Wänden zu erzeugen. Derartige Ablagerungen bilden sich über die Oherflädre der festen Kontaktstoffe in dem Reaktionskessel, durch den sich die Kontaktstoffe bewegen, und brechen von Zeit zu Zeit i.n großen Stücken oder Brocken los, die in die in Bewegung befindlichen Kontal<tstoffe fallen. Diese Koksstücke behindern danach die ordnungsgemäße Bewegung der Kontaktstoffe sogar in dem Maße, daß sie eine Unterbrechung Ides Flusses der Kontaktstoffe aus dem Reaktionskessel verursachen. Von Ider Technik sind mit Eifer und Tatkraft Verfahren zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten gesucht worden. Bei einem praktisch erfolgreich angewandten Verfahren werden flüssige Kohlenwasserstoffe gegen einen gleichförmigen Vorhang fallender Teilchen körnigen Kontaktstoffes geworfen, der eine genügende Dichte und Tiefe besitzt, die auf ihn gerichteten Kohlenwasserstoffe abzufangen, wie in der amerikanischen Patentschrift 2 520 I46 beschrieben wurde. However, when liquid hydrocarbons, including those mentioned above heavy and other liquid starting materials, e.g. B. unprocessed or cracked Confessional propellants and types of petroleum, with the walls of the reaction vessel and others metallic surfaces in the boiler come into contact, one of which is the liquid have cracking temperature, then the resulting cracking process has the Tendency to create a build-up of coke on the walls. Such Deposits form over the surface of the solid contact materials in the reaction vessel, through which the contact materials move, and break from time to time i.n large Pieces or chunks loose in the contaminants that are in motion fall. These coke pieces then hinder the proper movement of the contact materials even to the extent that they interrupt the flow of contact substances cause the reaction vessel. Ider techniques are carried out with diligence and energy to avoid these difficulties has been sought. Practically successful with one The processes used are liquid hydrocarbons versus a uniform one A curtain of falling particles of granular contact material is thrown, which is a sufficient Has density and depth to intercept the hydrocarbons directed at it, as described in US Pat. No. 2,520,146.

Mit diesem Verfahren gelingt es, die Berührung zwischen den flüssigen Kohlenwasserstoffen und den sich bewegenden Kontaktstoffen zu vollziehen, während die Bildung einer Koksabiagerung an der Wand des Reaktionskessels vermieden wird; dabei werden zum Versprühen der Kohlenwasserstoffe besonders ausgebildete Sprühdüsen verwendet. Man hat jedoch festgestellt, daß die Bedingungen sich verändern, unter denen sich die Berührung vollzieht, wenn der durch die Düse gehende Kohlenwasserstoffstrom unterschiedliche Mengen Dampf enthält, wie sie innerhalb der praktischen Anwendungsbereiche liegen, und zu unerwünschten, hauptsächlich durch den unterschiedlichen Fluß durch die Düse verursachten Wirkungen führen. Bei übermäßigen Düsenaustrittsgeschwindigkeiten werden die Kontaktstoffe im Vorhang fallender Teilchen einer nach außen gerichteten Belegung unterworfen, wodurch die Teilchen aneinander und an die Wand schlagen und abgenutzt werden. Bei sehr niedrigen Düsenaiistrittsgeschwindigkeiten erreicht die Flüssigkeit zumindest teilweise den Vorhang nicht und wird daher nicht in der gewünschten Weise auf den Kontaktstoffen verteilt. Diese 5 chwierigkeiten werden durch die vorliegende Erfindung überwunden, bei der die Dispergierung des flüssigen Kohlenwasserstoffs und die Geschwindigkeit, mit der der flüssige Kohlenwasserstoff auf die Kontaktstoffe trifft, von den physikalischen Eigen schaften und der Menge des flüssigen Kohlenwasserstoffs unabhängig sind, und so eine verbessere und vielseitigere Arbeitsweise ermöglicht. With this procedure it is possible to keep the contact between the liquid Hydrocarbons and the moving contact materials to take place while the formation of a deposit of coke on the wall of the reaction vessel is avoided; specially designed spray nozzles are used for spraying the hydrocarbons used. It has been found, however, that conditions change under which contact occurs when the hydrocarbon stream passing through the nozzle contains different amounts of steam as they come within practical application areas lie, and too undesirable, mainly due to the different flow through effects caused by the nozzle. At excessive nozzle exit speeds the contact substances in the curtain of falling particles become outwardly directed Subjected to occupancy, causing the particles to hit each other and the wall and to be worn out. At very low nozzle exit speeds, the Liquid at least partially does not cover the curtain and is therefore not as desired Way distributed on the contact fabrics. These 5 difficulties are addressed by the present Invention overcome in which the dispersion of the liquid hydrocarbon and the rate at which the liquid hydrocarbon hits the contact materials meets the physical properties and the amount of liquid hydrocarbon are independent, thus enabling an improved and more versatile way of working.

Erfindungsgemäß wirld ein Strom fließender Kontaktstoffe, der flüssige Kohlenwasserstoffe enthält, durch eine umschlossene Zone abwärts geführt, die über Ider Oberfläche eines aus Kontaktstoffen bestehenden Bettes im unteren Teil der Behandlungszone endet, wobei dieser Strom in drehende Bewegung versetzt wird; das fließ'ende Gemisch wird vom Boden der umschlossenen Zone als sich drehender Strom ausgelassen, so daß sich die flüssigen Kohlenwasserstoffe abwärts und nach außen in Iden Raum zwischen der umschlossenen Zone und der Oberfläche des Bettes bewegen. Der in Drehung befindliche Strom flüssiger Kohlenwasser -stoffe kommt mit den körnigen Kontaktstoffen in Berührung, bevor die Kohlenwasserstoffe die Wände der Umwandlungszone erreichen. Die sich nach außen bewegenden flüssigen Kohlenwasserstoffe können mit den körnigen Kontaktstoffen in Berührung gebracht werden, indem man diese Kohlenwasserstoffe durch einen Vorhang fallender Teilchen der oben beschriebenen Kontaktstoffe auffängt. According to the invention, a stream of flowing contact substances, the liquid one, swirls Containing hydrocarbons, passed down through an enclosed zone that is over The surface of a bed made of contact materials in the lower part of the Treatment zone ends, this stream being set in rotating motion; the The flowing mixture emerges from the bottom of the enclosed zone as a rotating stream omitted so that the liquid hydrocarbons move down and out Move in the space between the enclosed area and the surface of the bed. The rotating stream of liquid hydrocarbons comes with the granular ones Contact materials come into contact before the hydrocarbons hit the walls of the conversion zone reach. The outward moving liquid hydrocarbons can with The granular contact materials are brought into contact by these hydrocarbons catches falling particles of the contact substances described above through a curtain.

Unter diesen Bedingungen ist die seitliche Geschwindigkeit der flüssigen Kohlenwasserstoffe so niedrig, daß der Anprall der flüssigen Kohlenwasserstoffe auf die Teilchen der Kontaktstoffe selbst bei hohen Fließgeschwindigkeiten des Kohlenwasserstoffs keine Abnutzung der Teilchen hervorruft. Indem man Gas mit den flüssigen Kohlenwasserstoffen durch die umschlossene Zone führt, in der die Drehbewegung hervorgerufen wird, kann man sehr verschiedene Fließgeschwindigkeiten des flüssigen Kohlenwasserstoffs anwenden, während die seitliche Geschwindigkeit der flüssigen Kohlenwasserstoffe in der Umwandlungszone dabei innerhalb erwünscht enger Grenzen bleibt, indem man lediglich die Gasmenge in ihrem Verhältnis zur Menge der flüssigen Kohlenwasserstoffe ändert.Under these conditions the lateral velocity is the most liquid Hydrocarbons so low that the impact of liquid hydrocarbons on the particles of the contact substances even at high flow rates of the hydrocarbon does not cause wear of the particles. By taking gas with the liquid hydrocarbons leads through the enclosed zone in which the rotary movement is caused, can very different flow rates of the liquid hydrocarbon are used, while the lateral velocity of the liquid hydrocarbons in the conversion zone it remains within desired narrow limits by only changing the amount of gas changes in their relationship to the amount of liquid hydrocarbons.

Im folgenden werden die in der Erfindung enthaltenen Grundgedanken in Verbindung mit der Erläuterung der Zeichnung näher dargelegt, in der die Anwendung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei einer katalytischen Umwandlung gezeigt wird. Diese bevor zugte Ausführungisform der Anwendung der Erfindung in einer katalytischen Krackanlage ist lediglich als Erläuterung der vorliegenden Erfindung zu verstehen. The following are the principles contained in the invention in connection with the explanation of the drawing, in which the application a preferred embodiment of the present invention in a catalytic Conversion is shown. This preferred embodiment of the application of the invention in a catalytic cracking unit is merely illustrative of the present Invention to understand.

- Fig. 1 ist eine senkrechte Ansicht eines Behälters, der ein sich bewegendes Bett fester Teilchen enthält, die mit flüssigen Kohlenwasserstoffen in Berührung gebracht wurden, wobei Teile des Gefäßes zur besseren Ansicht der Beziehungen der Einzelteile zueinander weggelassen sind; Fig. 2 ist ein Querschnitt des in der Fig. I dargestellten Behälters entlang der Linie 2-2, Ider die Beziehungen der Einzelteile in dieser Ebene zeigt; Fig. 3 ist ein vergrößerter senkrechter Schnitt der in Fig. 1 und 2 gezeigten Einlaßvorrichtulig des Gases und der flüssigen Kohlenwasserstoffe; Fig. 4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Leitschaufeln und des damit verbundenen Rohrs der in Fig. 3 gezeigten Einlaßvorrichtung des Gases und der flüssigen Kohlenwasserstoffe. - Fig. 1 is a vertical view of a container which is a moving bed contains solid particles that interact with liquid hydrocarbons in Were brought into contact, with parts of the vessel for a better view of the relationships the items are omitted from each other; Fig. 2 is a cross section of the container shown in Fig. I along the line 2-2, Ider the relationships which shows the individual parts in this level; Fig. 3 is an enlarged vertical section the inlet device of the gas and liquid hydrocarbons shown in Figs. 1 and 2; 4 is an enlarged perspective view of the guide vanes and therewith connected pipe of the inlet device shown in Fig. 3 of the gas and the liquid Hydrocarbons.

In Fig. I wird ein geschlossener, senkrecht verlängerter Reaktionskessel, Gehäuse oder Behälter 20 gezeigt, der eine Rontakt- oder Krackkammer oder -zone umfaßt, die ein sich abwärts bewegendes Bett 21 fester Teilchen oder eines kohlenwasserstoffkrackenden Katalysators enthält. Fließende feste Teilchen in der Größenordnung von ungefähr 0,I3 bis 1,27 cm, die aus frisch regenerierten Kontaktstoffen, wie körnigem durch Säure aktivierten Montmorillonitton, synthetischen Kieselerde-Tonerde-G.el in Kügelchen- oder Perlenform oder anderen feuerfesten in der Technik als Kraddatalysatoren bekannte Zusammensetzungen bestehen, werden durch das Rohr 22 in den oberen Teil des Kessels 20 gebracht und bilden dort ein Bett 23 in einer Kontakteinlaß-, -sammel- oder -sperrkammer 24, die sich im oberen Teil des Kessels 20 über der waagerechten Trennwand 25 @ befindet. Ein Teil der durch das Rohr 22 zugeführten Teilchen fließt von der Sammelkammer 24 durch die in gleichem Abstand vom WIittelpunkt der Trennwand 25 angebrachten Rohre 26 in die Krack- oder Kontaktkammer auf die Oberfläche des Bettes 21. Ein anderer, vorzugsweise der größere Teil, wie z. B. 50 bis 90%, und, falls erwünscht, die Gesamtheit der durch Rohr 22 zugeführten Teilchen sinkt durch die Gitterhaube 27, die dazu dient, den Durchgang großer Fremdkörper, die den Fluß der Teilchen durch die folgenden engeren Passierstellen hemmen würden, zu verhindern, und gelangt abwärts in das Rohr 28. Der Fluß der Teilchen im Rohr 28 kann, wenn z. B. die Anlage wegen einer Überholung stillgelegt wird, durch Schließung des Nhsperrschiebers 29 versperrt werden. In Fig. I a closed, vertically elongated reaction vessel, Housing or container 20 is shown having a contact or cracking chamber or zone comprising a descending bed 21 of solid particles or a hydrocarbon cracking tail Contains catalyst. Flowing solid particles on the order of approximately 0.13 to 1.27 cm, made from freshly regenerated contact materials, such as granular through Acid activated montmorillonite clay, synthetic silica-alumina gel in globules- or bead shape or other refractories known in the art as motorcycle catalysts Compositions are made through the pipe 22 in the upper part of the boiler 20 and there form a bed 23 in a contact inlet, collecting or blocking chamber 24, which is located in the upper part of the boiler 20 above the horizontal partition 25 @ is located. A portion of the particles supplied through the pipe 22 flows from the collection chamber 24 through the same distance from the central point of the partition 25 Tubes 26 into the cracking or contact chamber on the surface of the bed 21. A other, preferably the greater part, such as. B. 50 to 90%, and, if desired, the totality of the particles fed in through pipe 22 sinks through the mesh hood 27, which serves to prevent the passage of large foreign bodies that impede the flow of particles through the following narrower passages would inhibit, prevent, and get down into the tube 28. The flow of particles in the tube 28 can, if e.g. B. the plant is shut down due to an overhaul, by closing the sewing gate valve 29 be locked.

Die Teilchen fließen vom Ende des Rohres 28 aus und bilden ein Bett 30; das Rohr 28 endet innerhalb der Crackzone oder -kammer, als deren oberes Ende man die Sperrwand 25 betrachten kann, und über die Oberfläche des Bettes 2!I. Die Seiten des Bettes 30 werden von einer zylindrischen Prallwand 31 umschlossen. Am äußeren Umfang der Prallwand 3I sind Ansätze 32 befestigt, die au.f waagerechten Trägern oder Balken 33 und 34 ruhen, von Idenen die ersteren an der Wand 35 des Kessels 20 befestigt sind. Am unteren Ende der zylindrischen Wand 31 befinden sich flache kreisförmige Platten oder Ringe 36 und 37 in überlappender angrenzender Stellung zueinander, von denen der Ring 36 an der Wand 3I z. B. durch Schweißen befestigt ist. The particles flow out from the end of the tube 28 and form a bed 30; tube 28 terminates within the cracking zone or chamber as the top thereof one can see the barrier wall 25, and across the surface of the bed 2! I. the Sides of the bed 30 are enclosed by a cylindrical baffle 31. At the the outer circumference of the baffle 3I are attachments 32 that are horizontal on the au.f Girders or beams 33 and 34 rest, the former of the ides on the wall 35 of the Boiler 20 are attached. At the lower end of the cylindrical wall 31 are flat circular plates or rings 36 and 37 in overlapping adjacent position to each other, of which the ring 36 on the wall 3I z. B. attached by welding is.

Konzentrisch in der Mitte des inneren Umfanges von Ring 37 ist vermittels der Stangen 38 eine Einlaßvorrichtung39 für Gase und flüssige Kohlenwasserstoffe angeordnet. An der äußeren Umhüllung dieser Vorrichtung 38 ist ein kreisförmiger Ring 4I befestigt, in Fig. 3 gezeigt, der zusammen mit Ring 37 eine ringförmige Regulierzone oder einen Regulierdurchlaß 42 ergibt.Concentric in the middle of the inner circumference of ring 37 is mediated of the rods 38, an inlet device 39 for gases and liquid hydrocarbons arranged. On the outer envelope of this device 38 is a circular one Ring 4I attached, shown in Fig. 3, which together with ring 37 is an annular Regulating zone or a regulating passage 42 results.

Der ringförmige Durchlaß 42 hat ein geringeres Auslaßvermögen als das Rohr 28, so daß sich die Kontaktteilchen vom Bett 23 zu dem Durchlaß in zusammengedrängtem, dicht geschlossenem Fluß bewegen. Die Weite und Fläche des ringförmigen Durchlasses 42 sind so bemessen, daß ein dicker, dichter, gleichförmiger Vorhang 43 von Kontaktteilchen aus ihm austritt und frei und unbehindert abwärts zur Oberfläche des Bettes fällt. Während des Falls werden die Teilchen, wie weiter unten näher beschrieben, mit flüssigen Kohlenwasserstoffen in Berührung gebracht. Die Kontaktteilchen haben eine höhere Temperatur, wie etwa 28 bis 2800 oder mehr, als die Kohlenwasserstoffe, die gewöhnlich eine Temperatur von ungefähr 200 bis 4550 bes,itzen, und verdampfen daher einen beträchtlichen Teil der flüssigen Kohlenwasserstoffe beim Kontakt. Diese Dämpfe wandern zusammen mit anderen Dämpfen, die durch das Rohr 44 in den oberen Teil der Umwandlnngszone eingelassen werden können, abwärts durch das Bett 21 und werden vom Bett der Teilchen am unteren Ende der Krackzone oder -kammer durch in der Technik bekannte Verfahren und Anlagen (nicht gezeigt) entbunden. The annular passage 42 has a lower discharge capacity than the tube 28, so that the contact particles move from the bed 23 to the passage in a compressed, move in a tightly closed river. The width and area of the annular passage 42 are sized so that a thick, dense, uniform curtain 43 of contact particles emerges from it and falls freely and freely down to the surface of the bed. During the fall, the particles become liquid, as described in more detail below Brought into contact with hydrocarbons. The contact particles have a higher one Temperature, such as about 28 to 2800 or more, than the hydrocarbons that are common have a temperature of about 200 to 4550, and therefore evaporate one considerable part of the liquid hydrocarbons on contact. These fumes migrate along with other vapors emitted through pipe 44 into the upper part of the Conversion zone can be admitted through the bed 21 and downwards from the bed of particles at the bottom of the cracking zone or chamber through in the art known methods and systems (not shown).

Die entbundenen Dämpfe werden dadurch das Rohr 45 zur entsprechenden Behandlung für die Herstellung von Benzin und bzw. oder Leichttreibstoff und anderer Erzeugnisse abgeführt. Die Kohlenwasserstoffdämpfe werden durch das durch die Leitung 46 bei einem leicht über dem in der Track zone herrsdienden Druck erfolgenden Einlassen eines Sperrgases, wie Dampf, inerte Abgase u. dgl., in der Krackzone oder -kammer 24 festgehalten.The released vapors are thereby the pipe 45 to the appropriate Treatment for the production of gasoline and / or light fuel and others Products carried away. The hydrocarbon vapors are carried through the pipe 46 when the pressure is slightly above the pressure prevailing in the track zone a barrier gas such as steam, inert exhaust gases and the like in the cracking zone or chamber 24 recorded.

Ein Teil des Sperrgases strömt aufwärts durch die geschlossene Kontaktsäule in dem Rohr 22, während sich der Rest abwärts durch die geschlossenen Kontaktsäulen in den Rohren 26 und 28 bewegt.Part of the sealing gas flows upwards through the closed contact column in the tube 22, while the remainder goes down through the closed contact pillars in the tubes 26 and 28 moved.

Die Kontaktteilchen wandern danach a,bnvärts durch eine Reinigungszone, in der sie mit einem Reinigungsgas, wie Dampf, verbrauchten Abgasen oder trägen, nicht oxydierenden Gasen, in Berührung gebracht werden, das durch das Rohr 47 vermittels der Technik bekannten Gasverteilungsanlagen (nicht gezeigt) eingeführt wird. Die Reinigungsgase dienen ebenfalls dazu, die Kohlenwasserstoffe ähnlich wie oben im Zusammenhang mit der Kammer 24 beschrieben auf die Umwandlungszone zu beschränken. Die gereinigten Kontaktstoffe, die eine Koksablagerung enthalten, werden vom Kessel 20 durch das Rohr 48 entfernt und zu einem Regenerationskessel oder einer Regenerationszone gebracht, wo die Koksablagerung mittels Verbrennung durch Berührung mit einem sauerstoffhaltigen Gas entfernt wird; die regenerierten Kontaktstoffe werden danach zum Kessel 20 zur Weiterverwendung zurückgebracht. The contact particles then migrate a, b forward through a cleaning zone, in which they use a cleaning gas, such as steam, spent exhaust gases or inert, non-oxidizing gases, are brought into contact, through the pipe 47 mediated known in the art gas distribution systems (not shown) is introduced. the Cleaning gases are also used to remove the hydrocarbons in a similar way to the above Relation to the chamber 24 described to restrict to the conversion zone. The cleaned contact materials, which contain a coke deposit, are removed from the boiler 20 through pipe 48 and to a regeneration vessel or zone brought where the coke deposit means combustion through contact with an oxygen-containing one Gas is removed; the regenerated contact materials are then to the boiler 20 Re-use brought back.

Ein Strom fließender Kontaktstoffe, der aus Gas mit im folgenden zu beschreibenden Eigenschaften und flüssigen Kohlenwässerstoffen besteht, wird von außerhalb des Kessels 20 durch Leitung 49 in die Crackzone eingeführt. Das Rohr 49 kann in jeder zweckentsprechenden Weise in die Krackkammer eingeführt werden, so z. B. wie es in Fig. I gezeigt wird, wo es durch die Kontaktsammelkammer 24 geht. Um eine Überhitzung des flüssigen Stromes durch die beißen Kontaktstoffe zu vermeiden, ist der in der Kammer 24 befindliche Teil des Rohres 49 mit einer Isoliermuffe 50 versehen. A stream of flowing contact substances consisting of gas with the following properties to be described and liquid hydrocarbons is introduced from outside the kettle 20 through line 49 into the cracking zone. The tube 49 can be inserted into the cracking chamber in any convenient manner be, so z. B. as shown in Fig. I where it passes through the contact plenum 24 goes. To overheat the liquid flow through the bite contact substances to avoid, the part of the tube 49 located in the chamber 24 is provided with a Insulating sleeve 50 is provided.

In Übereinstimmung mit der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung steht das Ausladende ,des Rohres 49 mit einem s,enkrechten, zylindrischen Rohr, einer Leitung oder einem Durchlaß 51 in Verbindung, das, die bzw, der unterhalb des ringförmigen Regulierdurchlasses 42 für die Teilchen endet und, auf diesen bezogen, konzentrisch angeordnet ist. Das Rohr 51 kann ein Teil des Rohres 49 oder ein getrenntes Rohr sein, das an dem Rohr 49- entweder dauerhaft, wie dadurch Schweißen, oder-in lösbarer Verbindung, wie durch die in Fig. 3 gezeigte Anbringung eines Gewindes, befestigt wird. Innerhalb des Rohres 5? befinden sich eine Mehrzahl, z. B. drei in Abständen von I20° angeordnete und geneigt angebrachte Gleitschaufeln oder Prallflächen wie halbelliptisch geformte Platten 52, die so eingestellt sind, daß sie dem das Rohr 51 durchströmenden fließenden Stoff auf eine im folgenden näher beschriebene Weise eine Drehbewegung verleihen. Die Platten oder Leitschaufeln 52 sind in benachbarter Stellung an der Innenseite des Rohres 51 wie durch dauerhaftes Anschweißen befestigt und sind um den Stab 53 mit z. B. 20 bis 70°, vorzugsweise etwa 45° Neigung zu ihm angebracht. Der Stab 53 liegt koaxial mit dem Rohr 51, die Gleitschaufeln 52 sind um ein gemeinsames Achsenstück des Rohres 51 in schräger, einander übers chnei'dender Stellung angeordnet. In accordance with the embodiment shown in the drawing of the invention is the projecting end of the tube 49 with a s, vertical, cylindrical Tube, a conduit or a passage 51 in connection, the, the or, the below of the annular regulating passage 42 for the particles ends and, based on this, is arranged concentrically. The tube 51 may be a part of the tube 49 or a separate one Be tube attached to tube 49- either permanently, such as by welding, or -in detachable connection, as shown in Fig. 3 by attaching a thread, is attached. Inside the pipe 5? there are a plurality, e.g. B. three Sliding blades or baffles arranged at an angle of I20 ° like semi-elliptical shaped plates 52 which are adjusted to suit the Tube 51 flowing through flowing substance to a described in more detail below Give a twisting motion. The plates or vanes 52 are in adjacent Position attached to the inside of the tube 51 as if by permanent welding and are around the rod 53 with z. B. 20 to 70 °, preferably about 45 ° inclination to him appropriate. The rod 53 is coaxial with the tube 51, which are sliding blades 52 about a common axis piece of the tube 51 in an oblique, mutually over chnei'dender Position arranged.

Andere Arten von Ablenkungsschaufeln oder Prallflächen, die dem durch das Rohr 51 fließenden Stoff eine drehende Bewegung erteilen, können an Stelle der Platten 52 verwendet werden. So kann eine Mehrzahl schneckenförmiger, mit gekrümmter Oberfläche versehener, um einen gemeinsamen Achsenteil des Rohres 5:I angeordneter Schaufeln oder eine Mehrzahl geneigter Leitschaufeln, die entlang der Gesamtheit oder eines Teils der senkrechten Höhe des Rohres 51 angebracht sind, verwandt werden. Wenn die geneigten Schaufeln die in der Fig. 3 gezeigte Form haben, bringt man sie vorteilhafterweise nahe dem unteren Ende des Rohres 51 an, so daß sich die unteren Enden der Gleitflächen in geringer Entfernung, wie zwei oder mehr, vorzugsweise wenigstens einen Rohrdurchmesser vom Rohrende befinden. Eine derartige räumliche Anordnung läßt einen Rohrteil entstehen, in dem die durch den Vorbeifluß an Iden geneigten Schaufeln 52 hervorgerufene Wirbelbildung im Strom fließenden Stoffes sich glättet, bevor der Strom aus Rohr 51 austritt. Wie in Fig. 3 gezeigt, umgibt ein Dampfkasten older hohler Mantel 54 das Rohr 5I, wobei das untere Ende des Mantels 54 in einem geringen Abstand über dem unteren Ende des Rohres 51 angeordnet ist. Dampf oder ein anderes trägers das wird durch {die Leitung 55 in den Mantel 54 eingeführt und tritt am Boden desselben Idurch Luftschlitze 56 aus. Der durch die Luftschlitze 56 austretende Dampf strömt zum Rohr 5,I und führt Kohlenwasserstoffdämpfe und bzw. oder wandernde Tropfen flüssigen Kohlenwasserstoffs vom freien Endteil des Rohres 51 fort, neigt also dazu, die Ablagerung von Koks auf ihm zu verhindern. Other types of deflector vanes or baffles that allow this to happen the tube 51 can give the flowing material a rotating movement instead of the Plates 52 are used. So can a plurality of helical, with curved Surface provided around a common axis part of the tube 5: I arranged Vanes or a plurality of inclined guide vanes running along the whole or part of the vertical height of the tube 51 are used. When the inclined blades have the shape shown in FIG. 3, they are brought up advantageously near the lower end of the tube 51, so that the lower Ends of the sliding surfaces at a short distance, such as two or more, preferably are at least one pipe diameter from the end of the pipe. Such a spatial Arrangement creates a pipe part in which the by-flow of Iden inclined blades 52 caused vortex formation in the stream of flowing material smooths out before the flow exits tube 51. As shown in Fig. 3, surrounds a steam box older hollow jacket 54 the tube 5I, the lower end of the jacket 54 is arranged at a small distance above the lower end of the tube 51. Steam or other carrier that is introduced into jacket 54 through line 55 and exits through louvers 56 at the bottom of the same. The one through the louvers 56 escaping steam flows to pipe 5, I and leads hydrocarbon vapors and resp. or wandering drops of liquid hydrocarbon from the free end portion of the tube 51, so tends to prevent coke from being deposited on it.

Wie oben angegeben, werden erfindungsgemäß die zu krackenden flüssigen Kohlenwasserstoffe und Gas in das Rohr 49 eingeführt. Als Ausgangsmaterial verwendet man gewöhnlich flüssige Kohlenwasserstoffe, die nicht bei den im Strom fließenden Kontaktstoffe in Rohr 49 herrschenden Temperaturen verdampfen und im allgemeinen einen Siedepunkt und bzw. oder Taupunkt über ungefähr 4500 haben, obwohl leichtere Kohlenwasserstoffe wie leichtes Brennöl oder schweres Erdöl verarbeitet werden können. Derartige flüssige Kohlenwasserstoffe kann man aus unbehandeltem oder unverarbeitetem Ausgansgsmateri.al gewinnen, oder man kann eine Fraktion verwenden, dile zuvor thermisch oder katalytisch gekrackt worden ist. Bei dem Gas kann es sich um gasförmige oder dampfförmige Kohlenwasserstoffe oder um jedes Gas handeln, das leicht verfügbar und billig ist und mit Kohlenwasserstoffen keine Reaktion eingeht, wie Wasserdampf, verbrauchte Abgase, Stickstoff u. dgl., wobei Wasserdampf vorzuziehen ist, oder um eine Mischung von Kohlenwasserstoffgas oder -dampf und nicht reagierendem Gas. As indicated above, in accordance with the present invention, the liquid to be cracked becomes Hydrocarbons and gas introduced into the pipe 49. Used as raw material one usually liquid hydrocarbons, which is not the case with those flowing in the stream Contact substances in tube 49 and temperatures prevailing evaporate in general have a boiling point and / or dew point above about 4500, although lighter Hydrocarbons such as light fuel oil or heavy petroleum can be processed. Such liquid hydrocarbons can be obtained from untreated or unprocessed Obtain starting material, or you can use a fraction that is previously thermally or has been catalytically cracked. The gas can be gaseous or vaporous hydrocarbons or any gas that is readily available and is cheap and does not react with hydrocarbons, such as water vapor, spent exhaust gases, nitrogen and the like, with water vapor being preferred, or a mixture of hydrocarbon gas or vapor and non-reactive gas.

Man kann Kohlenwasserstoffdämpfe verwenden, die aus einer Fraktion des gleichen Ursprungsmaterials stammen wie die flüssigen Kohlenwasserstoffe; so kann z. B. ein weitgefaßter Bereich Rohöls erhitzt werden, um Dämpfe und Flüssigkeit zu ergeben. Die Kohlenwasserstoffdämpfe können abwechselnd von verschiedenem Ursprung oder Verfahren, wie z. B. vom gleichen oder anderen Krackverfahren, stammen und können leichte Kohlenwasserstoffe, wie Propan oder Butan, enthalten. Das Gas und die flüssigen Kohlenwasserstoffe können bei der Mischung die gleiche oder verschiedene Temperatur haben, wenn sie von verschiedenem Ursprung sind, oder sie können gemischt und danach zusammen erhitzt werden. One can use hydrocarbon vapors that come from a fraction originate from the same material as the liquid hydrocarbons; so can e.g. B. A wide range of crude oil can be heated to vapor and liquid to surrender. The hydrocarbon vapors can alternate from different origins or methods such as B. from the same or different cracking process, and may contain light hydrocarbons such as propane or butane. The gas and the liquid hydrocarbons can be the same or different when mixed Temperature if they are of different origins, or they can be mixed and then heated together.

Wie oben angeführt, bewegt sich der Strom fließenden Stoffes (Gas und flüssige Kohlenwasserstoffe) senkrecht durch das Rohr oder den Durchlaß 5'I abwärts, welches bzw. welcher als umschlos-sene Zone wirkt, durch die ider Strom fließenden Stoffes in durch die geneigten Leitschaufeln 52 bewirkter spiralförmiger Bewegung abwärts gelangt, so daß dem Strom eine Drehbewegung mitgeteilt wird. As stated above, the stream of flowing matter (gas and liquid hydrocarbons) vertically through the pipe or passage 5'I downwards, which acts as an enclosed zone, through the ider stream flowing material in caused by the inclined guide vanes 52 spiral Movement comes downward so that the stream is imparted a rotary motion.

Darüber hinaus erhöht sich beim Vorbeifluß an den Leitschaufeln 52 die Geschwindigkeit des aus fließenden Stoffen bestehenden Stromes, da diese Leitschaufeln die für den Fluß fließenden Stoffes vorhandene Fläche genügend verkleinern, um eine derartige Wirbelbildung zu erzeugen, daß die flüssigen Kohlenwasserstoffe in Tröpfchen dispergiert werden. Auf Grund der Drehbewegung des Stromes fließenden Materials unterhalb der Leitschaufeln sammeln oder konzentrieren sich diese Tröpfchen an der Außenseite des abwärts fließenden Stromes. Dementsprechend entlädt sich der Strom fließenden Stoffes vom Ende des Rohres 51 als zwei Ströme, die sichtlich voneinander verschiedene physikalische Eigenschaften haben. Ein Strom, der im wesentlichen nur aus Gas besteht, mit wenigem oder keinem flüssigen Kohlenwasserstoff, tritt in der Mitte aus dem Rohr, während ein umgebender Strom aus Tröpfchen flüssigen Kohlenwasserstoffs zusammen mit etwas Gas vom ringförmigen, dem inneren Umfang des Rohres angrenzenden Bereich ausfließt. Der in der Mitte befindliche Gasstrom dehnt sich nach außen, während er sich in einem im wesentlichen kegelförmigen Fließbereich nach unten auf das Bett 21 zu bewegt. Der ringförmige, Teilchen flüssigen Kohlenwasserstoffs enthaltende Strom ist noch in drehender Bewegung begriffen, wenn er aus dem Rohr austritt, und daher bewegen sich die Tröpfchen strahlenförmig mit sehr niedriger Geschwindigkeit nach außen oder nach der Seite und werden durch die Kontaktteilchen im Vorhang 43 unter Bedingungen aufgefangen, die keine Wirbelbil"dung im Vorhang entstehen lassen. Die Seit'värtsbewegung der flüssigen Tröpfchen wird durch den sich ausdehnenden Fluß des in der Mitte befindlichen Gases unterstützt; die Tröpfchen werden durch das Gas in der Oberfläche des Gasstromes nach außen getragen oder gedrängt.In addition, the flow increases past the guide vanes 52 the speed of the stream consisting of flowing substances, as these guide vanes reduce the area available for the river flowing material sufficiently to such vortex formation to generate that the liquid hydrocarbons in droplets be dispersed. Due to the rotation of the Current flowing These droplets collect or concentrate material below the guide vanes on the outside of the downward flowing stream. Accordingly, the discharges Stream flowing substance from the end of the tube 51 as two streams that are visually separate from each other have different physical properties. A stream that is essentially just consists of gas, with little or no liquid hydrocarbon, occurs in the Middle of the pipe while a surrounding stream of droplets of liquid hydrocarbon along with some gas from the annular, the inner circumference of the tube adjacent Area flows out. The gas flow in the middle expands outwards, while moving downward in a substantially conical flow area the bed 21 is moved too. The ring-shaped containing particles of liquid hydrocarbon Electricity is still rotating when it emerges from the pipe, and therefore the droplets are moving in a radial fashion at a very low speed to the outside or to the side and are affected by the contact particles in the curtain 43 caught under conditions that do not allow vortices to form in the curtain. The sideways movement of the liquid droplets is caused by the expanding Assisted flow of gas in the center; the droplets are through the gas in the surface of the gas flow is carried or forced outwards.

Einer der Hauptvorteile der vorliegenden Erfindung i-st, daß unter den oben beschriebenen Fließbedingungen die Geschwindigkeiten der Flüssigkeit und des Gases in beträchtlichem Umfang voneinander unabhängig sind. Dementsprechend trifft die Flüssigkeit auf die Teilchen im Vorhang mit sehr niedrigen Geschwindigkeiten und mit ausreichender Verteilung, obwohl die Flüssigkeit am vorteilhaftfesten mit hohen Geschwindigkeiten dadurch das Gas im Rohr 49 mitgeführt wird. Der Fluß des Gases in der I5mwandlnngszone ist so beschaffen, daß auf Grund der nach unten gerichteten Bewegung verhältnismäßig hohe Fließgeschwindigkeiten den Vorhang nicht aufrühren. One of the main advantages of the present invention is that among the flow conditions described above, the velocities of the liquid and of the gas are to a considerable extent independent of one another. Accordingly the liquid hits the particles in the curtain at very low speeds and with sufficient distribution, although the liquid is most advantageously solid with high speeds thereby the gas in the pipe 49 is entrained. The river of the Gas in the I5mwandlngszone is such that due to the downward directed Movement relatively high flow velocities do not stir the curtain.

Dadurch, daß man die Oberfläche des Bettes 2I in nur kleinem Abstand, wie z. B. etwa 0,3 bis I,5 m, unter dien ringförmigen Regulierdurchlaß 42 anordnet, ist die Entfernung, die die Kontaktteilchen fallen, so gering, daß ,die auf die Beschleunigung durch die Schwerkraft zurückführende Geschwindigkeit der fallenden Teilchen beim Aufprall auf die verhältnismäßig statischen Teilchen in der Oberfläche des Bettes 21 niedrig ist. Der sich daraus ergebende Aufschlag ist gering mit einem daraus folgenden niedrigen Abnutzungslverhältnis der Teilchen, die bei zu starkem Aufprall zerbrechlich sind. Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung wird eine wirksame Berührung zwischen den flüssigen Kohlenwasserstoffen und den Kontaktteilchen auf der oben beschriebenen kurzen Fallstrecke erreicht. By the fact that the surface of the bed 2I at only a small distance, such as B. about 0.3 to 1.5 m, arranged under the annular regulating passage 42, the distance that the contact particles fall is so small that that which falls on the Acceleration due to the force of gravity returning the speed of the falling Particles upon impact with the relatively static particles in the surface of bed 21 is low. The resulting premium is small with one consequent low wear ratio of the particles, which if too strong Impact are fragile. Using the present invention becomes an effective one Contact between the liquid hydrocarbons and the contact particles the short fall distance described above.

Die zur Beförderung der flüssigen Kohlenwasserstoffe als Strom benutzte Gasmenge wird im Vergleich zur Menge der flüssigen Kohlenwasserstoffe vorzugsweise verhältnismäß!ig groß gemacht, um eine wesentliche Geschwindigkeit des Stromes fließenden Stoffes im Rohr 51 zu erreichen. Man hat gefunden, d.aß in Kesseln der handelsüblichen Größe, in denen der Durchmesser des Rohres 51 10 bis 30 cm und der Durchmesser des Bettes 21 1,2 bis 3,6 m beträgt, eine wirksame Dispergierung der flüssigen Kohlenwasserstoffe erreicht wird, wenn die lineare Geschwindigkeit des fließenden Stoffes im Rohr vor Erreichung der Leitschaufeln 52 vorzug'swe ise mehr als 3 m/sec, wie z. B. 6 bis 30 m/sec beträgt. Derartige Geschwindigkeiten können imierhalb eines weiten Bereiches des Verhältnisses von Dampfvolumen zum Volumen der Flüssigkeit, wie z. B. von etwa I0 :I bis 1000 : 1, angewendet werden. Die wirksame Anwendung der vorliegenden Erfindung innerhalb eines weiten Bereiches im Verhältnis des Dampfvolumens zum Volumen der Flüssigkeit ist darin außerordentlich vorteilhaft, daß ohn irgendwelche physikalische Veränderungen in der Anlage die Menge der eingeführten Kohlenwasserstoffe schnell und ohne Verluste in der Wirksamkeit des Kontaktes und ohne andere unerwünschte Nebeneffekte, wie hohe Kontaktabnutzung, verändert werden kann. The electricity used to carry the liquid hydrocarbons The amount of gas becomes preferable compared to the amount of liquid hydrocarbons Made relatively large to allow for a substantial velocity of the current flowing To achieve substance in the tube 51. It has been found that in boilers the commercially available Size in which the diameter of the pipe 51 is 10 to 30 cm and the diameter of the Bed 21 is 1.2 to 3.6 m, an effective dispersion of the liquid hydrocarbons is achieved when the linear velocity of the flowing substance in the pipe is in front Reaching the guide vanes 52 vorzug'swe ise more than 3 m / sec, such as. B. 6 to 30 m / sec. Such speeds can be within a wide range the ratio of the volume of vapor to the volume of the liquid, e.g. B. of about I0: I to 1000: 1 can be used. Effective Use of the Present Invention within a wide range in the ratio of the volume of steam to the volume of the Liquid is extremely advantageous in that it does not contain any physical Changes in the plant the amount of imported hydrocarbons quickly and without losses in the effectiveness of the contact and without other undesirable Side effects, such as high contact wear, can be changed.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Process for the conversion of hydrocarbons, in which flowing solid contact materials in a flow caused by gravity are passed through a conversion zone, characterized in that the stream flowing contact material, which contains liquid hydrocarbons, delimited by a Zone led in the upper part of the conversion zone and from the lower end of the delimited Zone is omitted, with the liquid hydrocarbons from the lower perimeter (the delimited zone is notified of an outward and downward movement and the liquid hydrocarbons in contact with the solid contact materials to be brought.

2. The method according to claim jI, characterized in that the current flowing contact substances also contains a gas.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the Gas contains a substantial proportion of water vapor.

4. The method according to claim I to 3, characterized in that the Contact materials from a distance below the lower end of the bounding zone the remaining part of the conversion zone as a closed area Bed flow.

5. The method according to claim I to 4, characterized in that the Electricity from flowing contact materials during its movement through the bounded Zone a rotary motion is communicated, so that the liquid hydrocarbons from the lower end of the same with Direction down and out as remove an expanding toroidal stream of tiny droplets.

6. Veriahren according to claim 5, characterized in that the gas flows down from the circumscribed zone in the center and essentially all of it Droplets of the liquid hydrocarbon are caught by the particles of the contact substances before the liquid hydrocarbons touch the sides of the conversion zone.

7. The method according to claim 1, characterized in that the current flowing contact substances within the delimited zone a spiral path is performed to give this current a rotary motion.

8. The method according to claim 6, characterized in that the particles of the contact substances that collect the liquid hydrocarbons through free Case from an annular regulating passage zone which, in relation to the delimited zone, mounted concentrically above the lower end thereof, into the conversion zone to be introduced.

9. The method according to claim 8, characterized in that the surface of the closed bed only at a comparatively small distance below the ring-shaped bed Regulating passage is located and the hydrocarbon vapors including the through Contact of the liquid hydrocarbons with the particles of the contact substances Vapors are drawn down through the bed.

10. Apparatus for performing the method according to claim I to 9, consisting of a contact chamber, the particles of the contact substances as a closed Bed with surface contains arrangements for introducing and removing the contact materials from the chamber, lines for venting the gas from the bed and from the chamber and supply lines for liquids in the upper part of the chamber, the small droplets of the liquid from a point above the bed one downwards and one outwards give directional movement, these feed lines a pipe for the discharge of the Containing flowing contact substances down into the chamber, as well as a plurality inclined guide vanes arranged by this pipe, which emerge from the downward direction Communicate a rotary motion to the current of flowing contact materials.

II. Device according to claim 10, characterized in that! That the Arrangements for supplying the contact substances a horizontal annular regulating passage included, which is concentric to the supply lines for the liquids and above the the lower end of the same is attached.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the Guide vanes consist of semi-elliptical plates that are in adjacent position attached to the inner circumference of the pipe and inclined on and around a common Part of the axis of the tube are arranged.

13. The apparatus according to claim 10, characterized in that three Guide vanes are pre-banded around the axis of the pipe at an angle of 1200 are appropriate