DE900333C - Verfahren und Vorrichtung zum Kuehlen von koernigen Kontaktstoffen, insbesondere von koernigen Katalysatoren bei der Umwandlung von Kohlenwasserstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kühlen von körnigen Kontaktstoffen und die dazu erforderlichen Kühlvorrichtungen.

Bei der Umwandlung von Kohlenwasserstoffen werden bekanntlich häufig Katalysatoren benutzt. Diese Katalysatoren werden in gekörntem Zustand verwendet und füllen das Reaktionsgefäß an. Während der Umwandlung des Kohlemvasserstoffs scheiden sich auf den Katalysatorkörnern kohle- bzw. teerhaltige Niederschläge ab, so daß der Katalysator nach einiger Zeit verunreinigt ist und seine Wirkung nachläßt bzw. ganz aufhört. Es muß dann ein Regenerierungsvorgang stattfinden, wobei Luft durch den Katalysator geblasen wird, um die Niederschläge zu verbrennen. Dadurch entsteht eine erhebliche Wärmeentwicklung, die eine nachfolgende Kühlung des Katalysators erforderlich macht.

Im Gegensatz zu früheren Anlagen, wobei ein Katalysator das Reaktionsgefäß dauernd ausfüllte ao und die Regenerierung des Katalysators durch Umschalten des Reaktionsgefäßes auf Regenerierung erfolgen mußte, werden neuerdings Anlagen mit bewegtem Katalysator verwendet. Der Katalysator durchläuft in kompakter Masse das Reaktionsgefäß, as wird von diesem in ein Regenerierungsgefäß über-

geführt und nach der Regenerierung wieder in das Reaktionsgefäß geleitet, so daß ein geschlossener Kreislauf des Katalysators entsteht. Nach dem Austritt aus dem Regenerierungsgefäß muß der durch die Regenerierung stark erhitzte Katalysator gekühlt werden.

Es gibt auch Verfahren, beispielsweise die Umwandlung hochsiedender Kohlenwasserstoffe in Äthylen, bei denen eine sehr kurze Reaktionszeit ίο von etwa 2 Sekunden, verbunden mit einer hohen Temperatur von etwa 815°, vorliegt. Um die sehr kurze Reaktionszeit einstellen zu können, muß die hocherhitzte Reaktionsmischung schnell auf niedrige Temperatur abgekühlt werden. Hierzu- wird die Reaktionsmischung in ein mit kaltem, körnigem Kontaktstoff gefülltes Kühlgefäß geleitet. Auch in ■diesem Fall wird der Kontaktstoff dem Kühlgefäß laufend zugeführt und der durch die Kühlung der Reaktionsmischung erhitzte Kontaktstoff abgezogen, der nun seinerseits in einen Kühler wieder heruntergekühlt werden muß.

In allen diesen Fällen der Kühlung von körnigen Kontaktstoffen, die bei beliebigen Verfahren, beispielsweise also auch bei Hydrierung, Zyklisierung usw., verwendet werden, ist die Erfindung anwendbar. Die bisher verwendeten Kühler zur Kühlung solcher Kontaktstoffe haben sich im Betrieb als nachteilig, insbesondere als nicht genügend widerstandsfähig erwiesen. Wesentlich ist, daß ein derartiger Kühler in seiner Kühlwirkung in gewissen Grenzen geregelt werden muß, da allein schon durch Schwankungen im Betrieb von dem Kontaktstoff einmal mehr und einmal weniger Wärme abgezogen werden muß. Es sind daher Kühler verwendet worden, bei denen das Kühlmittel durch ein Kühlrohrsystem strömt, das in einzelne Abschnitte unterteilt ist, so daß durch Regeleinrichtungen einzelne Teile des Kühlsystems abgeschaltet werden können, wenn die Kühlwirkung auf den Kontaktstoff vermindert werden soll. Bei Abschaltung einer Reihe von Kühlrohren nehmen diese aber von dem weiter durchlaufenden Kontaktstoff dessen Temperatur an, d.h. sie werden sehr heiß. Wenn nun die Kühlwirkung wieder erhöht werden muß, so strömt das Kühlmittel in die bisher leeren und sehr heißen Kühlrohre ein, wodurch sich infolge der plötzlichen Temperaturunterschiede starke Spannungen und daher leicht Rohrbrüche und Undichtigkeiten in den Rohrhalterungen ergeben. Die bisherigen Kühler waren aus diesem Grunde sehr reparaturanfällig und vertrugen auch keine unter höherem Druck stehenden Kühlmittel, da sie infolge der hohen Beanspruchungen durch wechselnde Temperaturen leicht zum Lecken neigten. Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht demgegenüber darin, daß der Kühler für den durchgehenden Kontaktstoff mit der durchfließenden Kühlflüssigkeit voll gefüllt gehalten wird, während die Kühlwirkung und damit die Temperatur des den Kühler verlassenden Kontaktstoffes dadurch eingestellt wird, daß die Kontaktstoffmenge, die im Kühler mit dessen Kühlflächen in Berührung tritt, geregelt wird.

Dieses Verfahren für den Betrieb des Kühlers hat den Vorteil, daß bei der Verwendung von Kühlrohren, durch die das Kühlmittel fließt, diese Rohre immer voll mit Kühlmittel gefüllt sind. Es erfolgt also keine Abschaltung, so daß die Kühlrohre immer im wesentlichen auf gleicher Temperatur verbleiben. Spannungen im Kühler durch Temperaturunterschiede bei der Regelung der Kühlwirkung sind daher ausgeschlossen.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt mithin darin, nicht den Kühlwasserumlauf durch Abschalten einzelner Kühlrohre zu regeln, sondern die Kontaktstoffmenge, die innerhalb des Kühlers mit dessen Kühlflächen in Berührung steht, veränderlich zu machen.

Die Verwirklichung des Grundgedankens kann in verschiedener Weise erfolgen. Man kann die den Kühler durchlaufende Kontaktstoffmasse innerhalb desselben in einzelne für sich gekühlte Ströme aufteilen und die Zahl dieser einzelnen Kontaktstoffströme regeln. Bei geringer Zahl der durchgehenden Ströme ist die Kühlwirkung klein, weil die Wärmeübertragungsfläche ebenfalls gering ist. Bei eingestellter großer Anzahl der Kontaktstoffströme ist die Kühlwirkung durch die Erhöhung der Wärmeübertragungsfläche entsprechend größer.

Eine weitere Durchführungsmöglichkeit des Verfahrens besteht darin, die den Kühler durchlaufende Kontaktstoffmasse in ihrem Durchlaufquerschnitt zu regeln. Wenn hierbei die Kontaktstoffmasse nicht den ganzen Querschnitt des Kühlers ausfüllt, so ist ebenfalls die Kühlwirkung geringer, als wenn der ganze Querschnitt des Kühlers von der Kontaktstoffmasse durchströmt wird.

Eine andere Möglichkeit zur Ausführung des Verfahrens ist ferner 'darin zu sehen, die Niveauhöhe der Kontaktstoffmasse im Kühler zu regeln, derart, daß der Kühler entweder ganz oder nur teilweise mit durchlaufendem Kontaktstoff gefüllt ist. Auch hierbei wird bei nicht vollgefülltem Kühler die Kühlwirkung geringer, als wenn der durchgehende Kontaktstoff den ganzen Kühler bis oben hin erfüllt.

Das Verfahren nach der Erfindung hat schließlich noch den Vorteil, daß unter Druck stehende Kühlmittel benutzt werden können. So kann z. B. Wasser mit Druck von etwa 21 bis 24,5 at verwendet werden. Das Kühlwasser nimmt dabei im Betrieb die diesen Drücken entsprechende Siedetemperatur an.

Im übrigen können auch andere Kühlmittel, beispielsweise geschmolzene Salze,' wie Kaliumnitrat oder Kaliumnitrit, verwendet werden, ferner auch Metalle in flüssigem Zustand.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für das Verfahren nach der Erfindung dargestellt. Aus der Beschreibung dieser Ausführungsbeispiele ergeben sich auch die konstruktiven Ausführungsarten für die beim Verfahren der Erfindung zu verwendenden Kühlvorrichtungen. Es zeigt

Fig. ι das Schema einer Anlage zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in Äthylen,

Fig. 2 im Schnitt den einen Kühler der Anlage nach Fig. 1,

Fig. 3 das Schema einer Anlage zum katalytischen Kracken von Kohlenwasserstoffen, Fig. 4 im Schnitt den Kühler der Anlage nach

Fig._3,

Fig. 5 im Schnitt eine andere Ausführung des Kühlers,

Fig. 6 ebenfalls im Schnitt eine weitere Kühlerform,

Fig. 7 eine Ansicht nach der Linie 7-7 der Fig. 6, Fig. 8 eine andere Bauart des Kühlers zur Anlage nach Fig. 1,

Fig. 9 das Schema einer anderen Anlage zum katalytischen Kracken von Kohlenwasserstoffen,

Fig. 10 im Schnitt den Kühler zur Anlage nach ¹S Fig.9,

Fig. 11 im Schnitt eine weitere Kühlerbauart. Nach Abb. 1 wird ein heißer, körniger Katalysator in einer Erhitzungsvorrichtung 10 auf eine geeignete Temperatur erhitzt und durch die Leitung 11 über eine Schleuse 12 von oben in ein Reaktionsgefäß 13 eingeführt. Der Reaktionsstoff wird ebenfalls oben durch eine Anzahl von Einlaßrohren 14 eingeleitet, die von den Rohrringen 15 nach unten führen. Im Reaktionsgefäß 13 kommt die Reaktionsmischung in direkte Berührung mit dem erhitzten Katalysator und wird schnell in die Dampfphase übergeführt, so daß die für die Reaktion gewünschte Temperatur erreicht wird. Nach Verlassen des Katalysatorbettes wird die Reaktionsmischung durch Wasser schnell abgekühlt, das durch den Einlaß 16 eingespritzt wird, und kommt durch das Rohr 17 zu einem Kühlgefäß 18, in dem die Mischung durch ein bewegtes Bett aus verhältnismäßig kühlem, körnigem Stoff hindurchgeht, um die Temperatur weiter zu vermindern. Die abgekühlte Reaktionsmischung wird dann durch die Leitung 19 in einen Sprühkondensator 20 geführt, aus dem erzeugte Dämpfe oben durch die Leitung 21 abgeleitet werden und zu einer Gasanlage zur Reinigung und Gewinnung der gasförmigen Produkte der Reaktion gelangen. Öl und Wasser werden unten am Kondensator 20 abgezogen und kommen in einen Abscheider 22, aus dem die obere Ölschicht über einen Kühler 23 entnommen wird, während die untere, wässerige Schicht nach Kühlung in einem Kühler 24 teilweise in den Sprühkondensator durch die Leitung 25 zurückgeleitet wird.

In das Reaktionsgefäß 13 wird ein Reinigungsgas, wie Dampf, unten durch Einlaß 26 eingeleitet, und ein Druckmittel, das auch Dampf sein kann, wird durch Einlaß 27 eingeführt, um einen Druckabschluß in der Isolierung des Gefäßes gegenüber dem Reaktionsraum vorzusehen, so daß Aus-Scheidungen von kohlehaltigen Stoffen in der Isolierung des Reaktionsgefäßes verhindert werden. Der körnige Katalysator wird unten aus dem Reaktionsgefäß 13 durch das Rohr 28 abgeleitet und gelangt über einen Kühler 29 und eine Druckschleuse 30 zu einem Elevator 31. Dieser fördert den Katalysator in das Zuführrohr 32 der Erhitzungsvorrichtung 10, wobei entstandener Abrieb durch die Siebeinrichtung 33 entfernt wird. In der Erhitzungsvorrichtung I ο wird Brennstoff, der bei 34 zugeführt wird, mit vorerhitzter Luft, die bei 35 eingeleitet wird, verbrannt. Die Abgase treten bei 36 aus.

Das Kühlgefäß 18 für die Reaktionsmischung bildet einen Teil eines zweiten Kreislaufsystems, wobei der körnige Kontaktstoff durch Dampf gereinigt wird, der bei 2>7 einströmt. Durch das Rohr 38 gelangt der Kontaktstoff über Kühler 39 und Druckschleuse 40 zu einem Elevator 41. Dieser fördert ihn in das Rohr 42 und über die Siebeinrichtung 43 in den Fülltrichter 44. Durch die Leitung 45 kommt der Kontaktstoff dann in einen Luftvorerhitzer 46, durch den Luft aus dem Gebläse 47 strömt, um diese vorzuerhitzen. Die Luft strömt dann durch die Leitung 48 zum Einlaß 3 5 des Erhitzers 10. Koks- und teerartige Niederschläge auf dem Kontaktstoff werden in dem Luftvorerhitzer 46 verbrannt. Durch großen Luftüberschuß wird gleichzeitig die Abkühlung des Kontaktstoffes erzielt. Dieser gelangt dann durch das Zuführrohr 49 über eine Dampfreinigungszone 50 zum Kühlgefäß 18.

In Fig. 2 ist der innere Aufbau der Kühler 29 und 39 dargestellt. Das Auslaßrohr des Reaktionsgefäßes ragt in den Kühler 29 hinein und hat ein aufgestecktes Rohrstück 51 mit Zahnstange 52, mit der das Zahnrad 53 kämmt, so daß durch Drehen desselben die Austrittsmündung in der Höhe eingestellt werden kann. Im unteren Teil des Kühlers sind die Rohrhalterungen in Form von Platten 54, 55 angebracht, zwischen denen senkrechte Rohre 56 angeordnet sind, durch die der Katalysator hindurchgeht, wobei die Durchgangsmenge durch das Ventil 8 (vgl. Fig. 1) geregelt wird. Ein Kühlmittel durchströmt den Kühler nach dem Thermosiphonprinzip. Gasförmiges Kühlmittel steigt durch die Leitung 57 nach oben in einen höher liegenden Behälter 58, in dem das gasförmige Kühlmittel kondensiert, während das flüssige Kühlmittel durch die Leitung 59 zum Kühler 29 fließt. Eine Kühlflüssigkeit wird durch eine Leitung 60 in den Behält er 58 eingeführt und durch Leitung 61 abgeleitet. Hierdurch wird der Kühler 29 immer voll mit Kühlmittel und auf konstanter Temperatur gehalten. Die vom Katalysator abgegebene Wärmemenge ist von verschiedenen Faktoren, beispielsweise der Zusammensetzung und Menge der Reaktionsmischung, abhängig. Es ist erwünscht, nur so viel Wärme aus dem Katalysator abzuführen, daß der Elevator durch zu hohe Temperatur des Katalysators nicht beschädigt wird. Durch Drehen des Zahnrades 53 wird erreicht, daß der Schüttkegel 6o^a entweder die ganze Fläche der Rohrhalterung 54 oder nur einen mittleren Teil derselben bedeckt. Im letzteren Fall werden nur wenige Rohre 56 in der Mitte zur Führung des Katalysators benutzt, und die Kühlung ist bei gleichem Kühlmitteldurchfluß entsprechend geringer.

Die Temperatur des Katalysators kann also sehr leicht eingestellt werden, wobei der Kühler vom Kühlmittel mit konstanter Temperatur durchflossen wird.

In Fig. 3 ist eine Anlage. zur Ausführung adiabatischer Regenerierung bei einem katalytischen Krackverfahren dargestellt. Der Katalysator durchläuft das Reaktionsgefäß 70 von oben nach unten. Der Kohlenwasserstoff wird durch die Leitung 71 zugeführt. Die Spaltprodukte werden durch die Leitung 72 abgezogen. Der verunreinigte Katalysator wird unten durch die Leitung 73 mit Regelventil 7 5 abgeführt und zum Regenerator 74 geleitet. Luft wird in den Regenerator 74 durch die Leitung 76 eingeblasen, um die kohlehaltigen Verunreinigungen des Katalysators zu verbrennen. Die Abgase werden durch die Leitung 77 abgeführt. Bei diesem Verfahren ist die Geschwindigkeit des Katalysatorflusses genügend groß, um zu verhindern, daß der Katalysator im Regenerator überhitzt wird. Er tritt beispielsweise mit etwa 455⁰ ein und mit 650⁰ aus, so daß Kühlrohre nicht erforderlich sind. Außerdem kann die Zuführung des Regene-■ rierungsgases durch ein Ventil so geregelt werden, daß dieses nur mit geringem Überschuß zu der für die Verbrennung der Verunreinigungen erforderlichen Menge zuströmt, beispielsweise mit 20 0/0 Überschuß.

Der aus dem Regenerator 74 kommende Katalysator gelangt durch die Leitung 78 in einen Kühler 80. Durch die Leitung 81 wird er weiter in einen Druckluftförderer 82 geleitet, wobei das Ventil 83 den Abfluß aus dem Kühler 80 regelt. Die Druckluft, gegebenenfalls auch Dampf oder Abgas, zur Förderung nach oben wird durch die Leitung 84 eingeführt. Der Katalysator wird oben in der Trennkammer 85 von der Druckluft getrennt und durch die Leitung 86 in den Fülltrichter 87 geleitet. Die Druckluft strömt bei 88 ab. Während der Regenerierung des Katalysators wird aus diesem Wasser ausgetrieben. Kommt der wasserfreie Katalysator wieder mit Dampf in Berührung, so adsorbiert er Dampf unter beträchtlicher Wärmeentwicklung. Bei bestimmten Katalysatoren kann dies eine Wärmemenge sein, die gleich oder größer als die Wärme der Kohlenwasserstoffumwandlung ist. Bestimmte synthetische Katalysatoren ergeben jedoch eine viel geringere Wärmeentwicklung. Die Befeuchtung des Katalysators wird in dem Trichter 87 durch Einführung von Dampf durch die Leitung 87* mit Regelventil 87* vorgenommen. Der Kata-. lysator fließt dann von dem Trichter 87 durch die Zufuhrleitung 89 in das Reaktionsgefäß 70, womit der Kreislauf geschlossen ist.

Infolge des großen Bedarfs an Benzin ist es erforderlich, schwerere Rohöle, beispielsweise solche, die normalerweise bei der Einlaßtemperatur des Reaktionsgefäßes flüssig sind, in Benzin umzuwandeln. Da diese schwereren Öle gegen Wärme empfindlicher sind und bei oder nach der Reaktionstemperatur thermetisch gekrackt werden, müssen sie bei niedrigerer Temperatur in flüssiger Form eingebracht werden. Beispielsweise kann die flüssige oder auch dampfförmige Förderung in das Reaktionsgefäß bei etwa 370⁰ erfolgen. Die geeigneten Reaktionstemperaturen liegen bei etwa bis etwa 510°, je nach der Art des Katalysators, den Reaktionsbedingungen, der Art des Kohlenwasserstofföls usw. Im Kühler 80 wird nur so viel Wärme entzogen, daß der Katalysator beim Eintritt in das Reaktionsgefäß 70 'noch die für die Reaktion erforderliche Wärme zuführt. Das Reaktionsgefäß kann nach dem Gegenstrom- oder Gleichstromprinzip betrieben werden.

Im Betrieb beträgt das Gewichtsverhältnis von Katalysator zu Öl ungefähr 1:20 und die Raumgeschwindigkeit etwa 0,5 bis ro Ölvolumen, gemessen bei 15,5°, pro Stunde und Katalysatorvolumen. Die Bedingungen ändern sich je nach der Art des Katalysators, dem verwendeten Ausgangsöl usw. Die Korngröße des Katalysators liegt im Bereich von 0,147 bis 6,68 mm, vorzugsweise zwischen 0,83 und 4,7 mm.

In Fig. 4 ist in vergrößertem Maßstab der schräg liegende Kühler 80 der Abb. 3 im Schnitt dargestellt. Der Katalysator bildet unter der Leitung 78 einen Schüttkegel. Das Rohrstück 79 unter der Leitung 78 ist etwas weiter als diese und kann durch einen bei 66 gelagerten Hebel 65 in Verbindung mit einem Lenker 64 mittels des über den Schneckentrieb 68, 69 wirkenden Handrades 67 in der Höhe verstellt werden. Das Kühlmittel wird den Kühlerrohren 90 durch Leitung 91 zugeführt und durch Leitung 92 abgeleitet.

Bei der Ausführung nach Fig. 5 gelangt der Katalysator bzw. der Kontaktstoff durch die Leitung 95 in den Kühler 96. Aus der Kammer 96 wird er durch eine Anzahl Rohre 97 mit Ventilen 98 abgeleitet und gleichmäßig über den Querschnitt des Kühlers verteilt. Durch Schließen der Ventile in den äußeren Rohren kann die Beschickung des Kühlerquerschnittes verringert werden. In dem unteren Teil des Kühlers sind obere und untere Halterungen in Form von Platten 99, 100 für die Rohre 101 vorgesehen, die je nach Einstellung der Ventile 98 mehr oder weniger mit Katalysator beschickt werden. Die die Rohre umspielende Kühlflüssigkeit wird durch die Leitung 102 zugeleitet und durch die Leitung 103 abgeleitet. Die Temperatur des Kühlmittels kann durch Steuerung der Ventile 104 und 105 im wesentlichen konstant gehalten werden. Dies geschieht zweckmäßig durch den Thermostatregler 106 mit Temperaturfühler 107. Der gekühlte Katalysator wird aus dem Kühler 96 durch die Leitung 108 abgeleitet. Wie dargestellt, können die Ventile 98 durch eine Zentralkontrolle 109 gesteuert werden, um eine im wesentlichen konstante Temperatur des ausgehenden Katalysators einzuhalten.

In den Kühler 110 nach Fig. 6 gelangt der Katalysator durch die Leitung 111 zunächst auf die Platte 112. Diese hat eine mittlere Öffnung, durch die der Katalysator auf eine einstellbare Durchlaßeinrichtung 113 kommt, die nach Art einer Irisblende arbeitet. Im unteren Teil des Kühlers 110 befinden sich auch hier die vom Kühlmittel umspülten Rohre, durch die der Katalysator nach unten durchgeht. Die Durchlaßeinrichtung 113 wird durch einen Motor 114 über ein Untersetzungsgetriebe 115 eingestellt, so daß eine größere oder geringere An-

zahl der Kühlrohre mit Katalysator beschickt wird. Der Motor 114 wird durch einen Regler 116 gesteuert, so daß die Temperatur des durch Leitung 117 abgezogenen Katalysators im wesentliehen konstant bleibt.

Wie Fig. 7 zeigt, sind die Lamellen 118 der Durchlaßeinrichtung 113 durch Zapfen 119 an einem Rahmen angelenkte der seinerseits durch die Querträger 120 an der inneren Wand des Kühlers angebracht ist. Ein Stellring 121 ist an einem zweiten Rahmen durch Schrauben 122 befestigt, und die Lamellen sind an diesem Rahmen durch die Schrauben 123 gehalten. Ein Zahnsegment 124 ist an dem Ring 121 durch den Hebel 125 angebracht, so daß bei Drehung des Motors 114 der Ring 121 über das in Fig. 6 angedeutete Getriebe gedreht wird und dadurch die Lamellen 113 um die Zapfen 119 geschwenkt werden, wodurch der Durchlaß je nach Drehrichtung größer oder kleiner wird.

Bei der Ausführung nach Fig. 8 ragt der Auslaß 28 aus dem Reaktionsgefäß 13 in den Kühler 29 hinein, so daß sich auf der Platte 126 ein Schüttkegel bildet. Im unteren Teil des Kühlers befinden sich vom Kühlmittel durchflossene Rohre 127. Von der Platte 126 erstrecken sich Rohre 128 nach unten, die den Katalysator in den unteren Teil des Kühlers leiten. Jedes Rohr 128 hat ein teleskopartig aufgeschobenes Rohrstück 129, um die Länge der Rohre 128 zu verändern. Die Rohrstücke 128 haben Ösen 130, an denen Drahtseile 131 angreifen, die auf Rollen 132 befestigt sind. Diese Rollen befinden sich auf waagerecht angeordneten Wellen 133, die durdi den Motor 134 über ein Untersetzungsgetriebe 13 S gedreht werden.

Die Regelung der Temperatur des Katalysators wird also hier durch die Änderung der Länge der Rohre 128, 129 erhalten. Soll die Kühlung weniger wirksam sein, so werden die Rohre 128, 129 nach unten verlängert und dadurch das gekühlte Katalysatorbett verkleinert, und umgekehrt.

In Fig. 9 ist eine andere Anlage zur Ausführung adiabatischer Regenerierung bei einem katalytischen Krackverfahren dargestellt. Im Reaktionsgefäß 136 bewegt sich der Katalysator nach unten, der Kohlenwasserstoff, flüssig oder dampfförmig oder ein Gemisch beider Phasen, wird durch die Leitung 137 zugeführt, und die Spaltprodukte werden durch die Leitung 138 abgezogen. Der verunreinigte Katalysator wird unten durch die Leitung 139 abgeführt und kommt in einen Mischer 140. In diesen wird bei 141, 142 Druckluft eingeführt, die den Katalysator durch den Druckluftförderer 143 nach oben in den Abscheider 144 fördert. Hier wird die Druckluft bei 145 abgeführt, und der Katalysator gelangt durch die Leitung 146 in den Regenerator 147. Der Regenerator 147 ist ein einfaches Gefäß und hat keine Kühlschlangen. Bei 148 wird Verbrennungsluft eingeleitet, um die Niederschläge auf dem Katalysator zu verbrennen; die Abgase ziehen bei 149 ab.

Der regenerierte Katalysator geht aus dem Regenerator direkt in den Kühler 150 und von hier aus durch die Leitung 151 in einen zweiten Mischer 152, wo wieder Druckluft zuströmt, die den Katalysator durch den Druckluftförderer 153 nach oben in den Abscheider 154 fördert. Von hier aus gelangt der Katalysator durch Leitung 155 wieder in das Reaktionsgefäß 136 zurück. Im Abscheider 154 wird dem wasserfreien, regenerierten Katalysator Dampf durch Leitung 155 zugeführt (vgl. hierzu Fig. 3, Dampfzufuhr durch Leitung 87°). Die Temperaturen des Katalysators und die sonstigen Bedingungen entsprechen denen der Anlage nach Fig· .3·

Die Kreislaufgeschwindigkeit des Katalysators kann groß genug gehalten werden, um starke Niederschläge von Koks auf dem Katalysator zu verhindern und die Regenerierung in einer Zone zu erlauben. Gegebenenfalls können zwei oder mehr Regenerierungszonen mit einer Kühlzone zwischen jeder Regenerierungszone benutzt werden,- es können auch Kühlschlangen im Regenerator vorgesehen werden. Bevorzugt wird die getrennte Anordnung von Regenerator und Kühler.

Aus Fig. 10 ist die Überleitung des Katalysators aus dem Regenerator 147 in den Kühler 150 ersichtlich. Im oberen Teil des Kühlers befindet sich eine waagerechte Platte 156, von der aus Rohre 157 nach unten gehen. Auf jedes Rohr 157 ist ein Rohrstück 158 drehbar aufgeschoben, das auf einem Flansch 159 aufsitzt, der das Rohr 157 unten verschließt. Die Rohre 157 haben in Achsrichtung übereinanderliegende Öffnungen, die jedoch in Umfangsrichtung gegeneinander etwas versetzt sind. Entsprechende Öffnungen, jedoch nicht versetzt, sind in den Rohrstücken 158 vorhanden, derart, daß bei Drehen der Rohrstücke höher oder tiefer liegende Öffnungen zum Fluchten kommen, wodurch der Katalysator aus den Rohren 157 in verschiedener Höhe austritt und sich ein mehr oder weniger hohes Katalysatorbett im Kühler bildet. Der Katalysator fließt durch Schwerkraft an den Kühlrohren

160 vorbei, durch die eine Kühlflüssigkeit fließt. Je nach der Niveauhöhe des Katalysatorbettes ist die Kühlwirkung größer oder kleiner. Eine Welle

161 wird durch Kette 162 und Kettenrad 163 gedreht. Dabei werden über Kegelräder 164 senkrechte Wellen 165 gedreht, die ihrerseits über schräg verzahnte Räder 166 die Rohrstücke 158 verdrehen. Durch den Kettenantrieb werden also alle Rohrstücke 158 und damit die Niveauhöhe des Katalysatorbettes eingestellt.

Der Kühler ist ständig mit Kühlmittel vollgefüllt, wodurch viele Schwierigkeiten, wie sie bei bisherigen Kühlern auftraten, vermieden werden. Es besteht keine Gefahr, daß die Rohre an den Stellen brechen, wo sie in den Halterungen sitzen, und infolgedessen können Kühlmittel mit erhöhtem Druck verwendet werden. Das ist vorteilhaft, wenn Wasser als Kühlmittel verwendet wird. Durch Einregelung des Druckes auf einen bestimmten Wert, beispielsweise 24,5 at, wird die Temperatur des Kühlmittels auf dem Siedepunkt bei diesem Druck gehalten, und hoher Dampfdruck wird an vielen Stellen einer Raffinieranlage erzeugt Andere Kühl- las mittel als Wasser können ohne weiteres verwendet

werden;, wie Salz in geschmolzenem Zustand, Mischungen von Kaliumnitrat oder KaUumnitrit, geschmolzene Legierungen und Dampf, jedoch wird Wasser bevorzugt.

In Fig. 11 ist noch eine Ausführungsform dargestellt, die zeigt, daß die Erfindung auch bei seitlicher Bewegung des Katalysators durch den Kühler verwendbar ist. Der Katalysator wird hier in den oberen Teil des Kühlers 167 durch das Rohr 168 eingeführt. Das Rohr 168 ist im Querschnitt rechtwinklig und hat unten seitlich einen Schlitz, dessen Öffnungsgröße durch den Schieber 169, der in den Führungen 170 gleitet, verstellbar ist. Dadurch kann wieder die Niveauhöhe des Katalysators .im Kühler 167 geregelt werden. Kühlflüssigkeit wird in das Kühlrohrsystem 171, 172, 173 durch die Leitung 174 eingeführt · und fließt durch die Leitung ab. Der gekühlte Katalysator wird unten durch die Auslaßleitung 114 abgeführt. Der Schieber 169 wird von Hand durch den Seilzug 176 eingestellt., der über das Rad 177 läuft.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Kühlen von körnigen Kontaktstoffen, inabesondere von körnigen Katalysatoren bei der Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, wobei der Kontaktstoff einen durch ein Kühlmittel gespeisten Kühler durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler mit der durchfließenden Kühlflüssigkeit vollgefüllt gehalten wird, während die Kühlwirkung und damit die Temperatur des den Kühler verlassenden Kontaktstoffes dadurch eingestellt wird, daß die Kontaktstoffmenge, die im Kühler mit dessen Kühlflächen in Berührung tritt, geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstoff den Kühler unter Wirkung der Schwerkraft als kompakte Masse durchläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel Wasser unter einem Druck von etwa 21 bis 24,5 at verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch - gekennzeichnet, daß die im Kühler absinkende Masse des Kontaktstoffes in einzelne· für sich gekühlte Ströme aufgeteilt wird,, deren Zahl geregelt wird, wobei - die ^? Einzelströme am Austritt des Kühlers wieder vereinigt werden (Fig. 2, 5, 6). ^: ■. . * -

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kühler absinkende "Masse des Kontaktstoffes in ihrem Durchfluß-; querschnitt geregelt wird, derart, daß der KontaktstofffLuß den Kühlerquerschnitt ganz oder nur teilweise ausfüllt. (Fig. 4, 11).

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kühler absinkende Masse des Kontaktstoffes in ihrer Niveauhöhe im Kühler geregelt wird, derart, daß der Kühler ganz oder nur teilweise mit Kontaktstoff ausgefüllt ist (Fig. 8, 10).

7. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen senkrecht angeordnete Kühler für den Durchgang des Kontaktstoffes über den Kühler quer schnitt verteilte, vom Kühlmittel umspülte Rohre (56, 101) hat, die von einer oberen Platte (54, 99) ausgehen, auf die der Kontaktstoff in geregelter Bedeckung der Platte gelangt, indem die Größe des Schüttkegels (6o^a) durch ein verstellbares Rohrstück (51) an der Einlaßleitung geregelt wird (Fig. 2) oder mehrere mit Ventilen (98) versehene Rohre (97) die vollständige bzw. teilweise Beschickung der Platte (99) regeln (Fig. 5) oder eine nach Art einer Irisblende arbeitende Durchlaßeihrichtung (113) die Größe des Schüttkegels regelt (Fig. 6).

8. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler schräg angeordnet ist und vom Kühlmittel durchflossene Kühlrohre (90, 172) hat, wobei der Querschnitt des durch den Kühler gehenden Kontaktstoffflusses durch ein verstellbares Rohrstück (79) an der Einlaßleitung (78) geregelt wird (Fig. 4) oder durch einen seitlichen, verstellbaren Schieber (169) an der mit einem seitlichen Schlitz versehenen Einlaß- go leitung (168) eingestellt wird (Fig. 11).

9. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen senkrecht angeordnete Kühler vom Kühlmittel durchflossene Kühlrohre (127, 160) hat, wobei in die Kühlzone von einer mit dem Kontaktstoff beschickten Platte (126, 156) ausgehende Rohre (128, 157) zur Zuführung des Kontaktstoffes hineinragen, die in ihrer Länge durch ein aufgesetztes Rohrstück (129) veränderlich die Niveauhöhe des Kontaktstoffes im Kühler regeln (Fig. 8) oder drehbare Rohrstücke (158) haben, die bei Drehen hoher oder tiefer liegende Austrittsöffnungen der Rohre 157 für den Kontaktstoff freigeben (Fig. 10).

-Hierzu: 3 Blatt Zeichnungen

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