DE1003191B - Verfahren und Vorrichtung zur wechselweisen UEberfuehrung von im fluidisierten Zustand befindlichen Festkoerperteilchen zwischen zwei Gefaessen durch eine Foerderleitung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft die wechselweise Überführung von im fluidisierten Zustand befindlicher Festkörperteilchen zwischen zwei Gefäßen durch eine Förderleitung bei Wirbelschichtverfahren, bei denen f einteilige Festkörperteilchen mittels eines Gasstromes, der ein Absetzen der Teilchen verhindert, in Form eines Fließbetts oder einer Wirbelschicht suspendiert werden.

Die Wirbelschichttechnik ist insbesondere bei solchen Verfahren, vorteilhaft, bei denen die Festkörperteilchen wechselweise zwischen Reaktionsgefäßen hin- und hergefördert werden, die unterschiedlichen Druck- und Reaktionsverhältnissen unterworfen sind. Der Zweck der Förderung der Festkörperteilchen aus dem einen Gefäß in das andere liegt liäufig darin, die Teilchen in dem einen Gefäß aufzuheizen und dann mit der fluidisierten Festkörpersuspension Wärme in das andere Gefäß zu überführen. In anderen Fällen, besonders bei katalytischen Krackverfahren mit Wirbelschicht, werden Katalysatorteilchen aus einem Reaktor in einen Regenerator, in dem die Aktivität des Katalysators wiederhergestellt wird, und dann wieder zurück in den Reaktor gefördert. In wieder anderen Verfahren können die fluidisierten Festkörperteilchen eine der zur Reaktion kommenden Komponenten darstellen, die während des Betriebes verbraucht und nachgefüllt werden.

Die treibende Kraft für die Umwälzung der feinteiligen Festkörperteilchen zwischen den beiden Gefäßen ist gewöhnlich: der statische Druck einer verhältnismäßig kompakten fluidisierten Festkörperteilchensäule in einem Standrohr. Die Teilchen werden vom unteren Ende des Standrohres durch ein Fördergas abgezogen, in dem sie in Form einer verdünnten Suspension pneumatisch zum anderen Gefäß gefördert werden. Die Geschwindigkeit, mit der die Teilchen aus dem Standrohr abgezogen werden, wird gewöhnlich mittels am Boden des Standrohrs angebrachter Schieber geregelt.

Ein unter hoher Geschwindigkeit durch die Schieber tretender Strom von Festkörperteilchen führt häufig zu weitgehendem Abrieb der Ventile, insbesondere wenn die Festkörperteilchen hart sind und Schleifmittelcharakter aufweisen. Gleichfalls ist es oft schwierig, Ventile herzustellen, die hohen Temperaturen oder korrodierenden Betriebsbedingungen, wie sie bei vielen Reaktionen vorliegen, befriedigend widerstehen. Darüber hinaus wird durch die Schieber infolge des unvermeidlichen Druckabfalls die Höhe des Standrohrs, die zur Ausbildung einer für die gewünschten Strömungsgeschwindigkeiten notwendigen Drucksäule erforderlich ist, vergrößert.

In vielen Verfahren unter Anwendung der Wirbelschichttechnik ist es erforderlich, große Volumina an

Verfahren und Vorrichtung

zur wechselweisen Überführung

von im fluidisierten Zustand befindlichen Festkörperteilchen zwischen zwei Gefäßen

durch eine Förderleitung

Anmelder:

GuIf Research & Development Company, Pittsburgh, Pa (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. B. Bloch, Patentanwalt, Berlin-Wilmersdorf, Ballenstedter Str. 17

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 29. Dezember 1953

Jerry McAfee, Oakmont, Pa. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

Festkörpern zwischen den beiden: Reaktionsgefäßen zu überführen. Die geringe Festkörperkonzentration in der verdünnten Suspension, bedingt wiederum große A^olumina an Fördergas mit hoher Strömungsgeschwindigkeit, um die Festkörperteilchen, von einem Gefäß in das andere zu tragen. Die Förderung der Festkörperteilchen in verdünnter Suspension erfordert daher große Förderrohre, die infolge der hohen Strömungsgeschwindigkeit der verdünnten Mischung aus Gas- und Festkörperteilchen oft einen starken Abrieb unterworfen sind.

Um die Schwierigkeiten beim Betrieb mit Schiebern zu vermeiden, ist es bekannt, senkrecht oder annähernd senkrecht angeordnete Standrohre, die von einem höhergelegenen Reaktionisgefäß zu einem tiefer angeordneten Reaktionsgefäß führen, zu verwenden. Bei dieser Anordnung fließen die fluidisierten Festkörperteilchen unter der Einwirkung der Schwerkraft direkt aus der verhältnismäßig dichten Schicht des höher angeordneten Reaktionsgefäßes in die verhältnismäßig dichte Schicht des tiefer angeordneten Reaktionsgefäßes. Die Rückführung der Festkörperteilchen vom unteren Reaktionsgefäß in das obere Gefäß erfolgt durch Abzug der Festkörperteilchen aus der dichten Schicht des unteren Gefäßes in eine Förderröhre, Einführung eines Fördergases in die Förderröhre zur Verringerung der Dichte des darin enthaltenen fluidisierten Systems und Rückforderung der ar>

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gezogenen Teilchen zur oberen Reaktionszone. Es besteht hierbei ein sehr empfindliches Gleichgewicht zwischen dem Druck in den beiden Gefäßen, der Dichte der Wirbelschicht in den Reaktoren und der weniger dichten Suspension in den Förderrohren einer derartigen Vorrichtung. Der Bereich der Betriebsbedingungen ist daher sehr eng begrenzt.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Förderung von fluidisierten Festkörperteilchen durch eine Förderleitung wechselweise aus einem ersten Reaktionsgefäß in ein zweites und zurück durch Umschaltung dies Druckgefälles zwischen den beiden Gefäßen, um hierdurch eine periodische Umkehrung der Strömungsrichtung der fluidisierten Festkörperteilchen zwischen den beiden Gefäßen zu bewirken. Eine beiderseits offene Transportröhre dient für den Durchfluß von Teilchen in die dichte Phase der fluidisierten Schichten in den beiden Gefäßen und gestattet jederzeit einen Abfluß der Festkörperteilchen aus dem unter höheren Druck stehenden Gefäß in das Gefäß niederen Druckes.

Die Erfindung kann bei vielen verschiedenen Wirbelschichtverfahren Anwendung finden, bei denen Festkörperteilchen im Kreisstrom aus einem Reaktionsgefäß in ein anderes übergeführt werden, unabhängig davon, ob die Festkörperteilchen als Reaktanten, als Katalysator oder nur als Wärmeträger dienen. Das Verfahren der Förderung fiuidisierter Festkörperteilchen gemäß der Erfindung ist insbesondere für Reaktionen unter hohen Drucken von Bedeutung. Bei den meisten Hochdruckverfahren wird die Druckdifferenz zwischen den beiden Gefäßen nur einen sehr kleinen Prozentsatz des. Gesamtdrucks in den Gefäßen ausmachen, um eine Überführung der Festkörperteilchen ohne Anordnung von Standröhren übermäßiger Höhe zu gestatten. Änderungen des Gesamtdrucks um nur wenige Prozent in einem der Gefäße haben dann große prozentuale Änderungen der Druckdifferenz zur Folge, so daß bei den üblichen Apparaten, für Wirbelschichtverfahren dann große Änderungen der Fließgeschwindigkeit zwischen den beiden Gefäßen auftreten.

Die Festkörperteilchen der Wirbelschichten können eine Teilchengröße zwischen 0 bis 1000 Mikron aufweisen, sie liegen gewöhnlich zwischen 2 und 200 Mikrön. Die Teilchen, die entweder als feinvermahlenes Pulver oder in Form von sehr kleinen Kugelchen vorliegen können, werden innerhalb der Reaktionsgefäße mittels aufsteigenden Reaktions- oder Wirbelgasen zu einer verhältnismäßig dichten Wirbelschicht suspendiert gehalten. Die Dichte der kompakten Wirbelschicht kann in weiten Grenzen schwanken, sie hängt von der Strömungsgeschwindigkeit des Wirbelgases und der Dichte der in Frage kommenden Festkörperteilchen ab. Für Wirbelschicht-Kraekkatalysatoren liegen die Dichten der kompakten Wirbelschicht meist im Bereich zwischen 240 bis 560 kg/cbm.

Das Verfahren zur Förderung von Festkörperteilchen in fluidisiertem Zustand gemäß der Erfindung ist allgemein anwendbar für beliebige Verfahren der Wirbelschichttechnik. Es kann beispielsweise bei der katalytischen Konvertierung von Kohlenwasserstoffen, wie der Krackung oder Reformierung von Erdölkohlenwasserstoffen, der Hydrodesulfierung von schweren Erdöl rüdes tänden, .bei Hydrierungsprozessen, beim Verkoken von Kohlen und Rückstandßölen oder bei der Herstellung von Synthesegas Anwendung finden.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der Herstellung von Wassergas beschrieben. In der Fig. 1 sind zwei Reaktionsgefäße 10 und 12 dargestellt, wobei das eine, 10, als Reaktor und das andere, 12, als Erhitzer dient. Die Gefäße sind durch eine offene Transportröhre 14 miteinander verbunden:, die in. die unteren Teile des Reaktors 10 und des Erhitzers 12 mündet. Der Reaktor 10 ist an seinem unteren Ende mit einer Dampfzuführungsleitung 16 und am seinem oberen Ende mit einer Ableitung 18 zur Entfernung der Reaktionsgase aus dem Reaktor versehen. Ein Drucksteuerventil 20 in der Ableitung 18 gestattet eine Regulierung des Drucks im Reaktor.

In der Darstellung ist die Ableitung 18 umstellbar mit einem Zyklonabscheider 22 verbunden, der innerhall) des Reaktors 10 angebracht ist. Der Abscheider 22 kann wahlweise auch außerhalb des Reaktors angeordnet und mit Verbindungen zum Reaktor 10 und der Ableitung 18 versehen sein. Ein Tauchrohr 24 zur Rückführung von im Abscheider 22 abgeschiedenen Festkörperteilchen in die im Reaktor vorliegende Wirbelschicht erstreckt sich vom Abscheider 22 abwärts.

Der Erhitzer 12 ist an seinem unteren Ende mit einer Luftzuführungsleitung 26 und an seinem oberen Ende mit einer Abgasleitung 27 verbunden. In der Abgasleitung 27 ist ein Drucksteuerventil 28 angeordnet, um den Druck im Erhitzer zu regeln. Ein am Reaktor 10 und am Erhitzer 12 durch Druckverbindungen 30 und 31 angeschlossener Druckdifferenzregler 29 betätigt das Ventil 28 über eine Verbindung 32. Von einem Zeitgeber 33 werden Steuersignale auf den Druckdifferenzregler 29 übertragen, um die Richtung der Druckdifferenz umzukehren.

Innerhalb des Erhitzers 12 ist ein Zyklonabscheider 34 mit einem Tauchrohr 36 angeordnet, das abwärts in eine tiefer liegende Zone des Erhitzers 12 reicht und zur Rückführung von aus dem Abgas des Erhitzers abgetrennten Festkörperteilchen in die Wirbelschicht dient. Der Zyklonabscheider 22 kann auch wie der Zyklonabscheider 34 außerhalb des Gefäßes angeordnet werden. In manchen Fällen kann es wünschenswert sein, das Tauchrohr 36 des Zyklonabscheiders 34 außerhalb des Erhitzers 12 enden zu lassen und zu entleeren, um hierdurch Asche aus dem System auszutragen.

Der Reaktor 10 und der Erhitzer 12 können mit innen angeordneten Prallflachen 38 und 40 versehen sein, die die Öffnungen des Förderrohrs 14 an den beiden Reaktionsgefäßen überdecken, um einen unmittelbaren Eintritt von Gasblasen des Reaktionsgases aus den Reaktionsgefäßen in das Förderrohr zu vermeiden.

In den beiden Reaktionsgefäßen 10 und 12 wird eine dichte fluidisierte Schicht von Festkörperteilchen aus Kohle aufrechterhalten. Im Reaktor 10 werden die festen Kohleteilchen durch einen aufsteigenden, durch die Rohrleitung 16 am Boden des Reaktors zugeführten Dampfstrom und durch die gasförmigen Produkte der Reaktion des Dampfes mit den Kohleteilchen in fluidisiertem Zustand gehalten unter Ausbildung einer Wirbelschicht, deren obere Begrenzungsfläche mit 42 bezeichnet ist. In gleicher Weise hält ein aufsteigender, durch die Rohrleitung 26 in das untere Ende des Erhitzers 12 eingeführter Luftstrom in diesem Erhitzer eine Wirbelschicht von Kohleteilchen mit einem oberen Schichtspiegel 44 aufrecht.

Durch die Rohrleitung 46 werden Kobleteilchen in die Wirbelschicht des Erhitzers 12 eingeführt" und durch Verbrennung und Vermischung mit den heißen Bestandteilen der Wirbelschicht in dem Erhitzer 12 auf die Reaktionstemperatur aufgeheizt, die gewöhn-

lieh im Bereich zwischen 980 und 1370° C liegt. Die Verbrennungsprodukte strömen durch den Abscheider 34, in dem mitgerissene Festkörperteilchen aus dem Abgas ausgeschieden und durch die Rohrleitung 27 zu einem nicht dargestellten Schornstein hin abgezogen werden. Der Druck im Erhitzer wird mittels des Regelventils 28 eingestellt. Bei der Wassergas reaktion werden normalerweise Drucke in Nähe des Atmosphärendrucks, beispielsweise bis zu 5 kg/cm², angewendet.

Nach Durchführung einer bestimmten Brenndauer, deten Länge durch die Temperatur im Erhitzer 12 bestimmt wird, betätigt der Zeitgeber 33 den Druckdifferenzregler 29, der das Ventil 28 teilweise schließt, so daß der Druck im Erhitzer 12 ansteigt. Wenn der Druck im Erhitzer den Druck im Reaktor 10 überschreitet, fließen die Kohleteilchen zwischen dem Prallblech 40 und der Wand des Erhitzers 12 abwärts und durch die Förderröhre¹ 14 in den Reaktor 10. Das Prallblech 40 sorgt dafür, daß die vom Erhitzer 12 in den Reaktor 10 mitgeführte Gasmenge auf die Menge beschränkt bleibt, die im fluidisierten Festkörperteilchenstrom enthalten ist. Diese ist jedoch.verhältnismäßig gering im Vergleich zur Menge des in den aufsteigenden Glasblasen vorhandenen Gases. Gegebenenfalls können die zwischen dem Prallblech 40 und der Reaktorwand abfließenden Teilchen mittels eines durch eine Rohrleitung 48 in den Erhitzer 12 eingeführten Inertgases sowohl von mitgeführten Reaktionsgasen befreit als auch aufgewirbelt werden. Nach Überführung der gewünschten Menge an Kohleteilchen sendet der Zeitgeber 33 ein Signal zum Druckdifferenzregler 29, der das Ventil 28 öffnet, um die Förderung von Erhitzer 12 zum Reaktor 10 stillzusetzen. Gewöhnlich wird die Dauer der Förderung von einem Gefäß zum anderen verhältnismäßig kurz sein, um nur einen geringen Prozentsatz der in den Reaktoren enthaltenen Teilchen zu überführen, so daß im wesentlichen gleichbleibende Betriebsbedingungen in den Reaktoren aufrechterhalten werden.

Der in den Reaktor 10 durch die Rohrleitung 16 eingeführte Dampf reagiert mit den durch die Förderrohre 14 in den Reaktor übergeführten weißglühenden Festkörperteilchen unter Bildung einer gasförmigen Mischung, die zur Hauptsache aus Kohlenmonoxyd und Wasserstoff besteht. Die gasförmigen Reaktionsprodukte strömen durch den Abscheider 22 in die Abführungsleitung 18 und werden durch diese Leitung zu nicht dargestellten Vorrats- oder Verarbeitungsanlagen abgeführt. Mit den aus der Wirbelschicht im Reaktor 10 austretenden gasförmigen Reaktionsprodukten mitgerissene feste Kohleteilchen werden, durch das Tauchrohr 24 zurückgeführt. In einigen Fällen kann es notwendig sein, einen Zweigstrom an Festkörperteilchen aus dem Reaktor 10 abzuziehen, um eine Ansammlung von Asche in den Reaktionsgefäßen zu vermeiden. Hierfür ist ein Festkörperabzugsrohr 50 vorgesehen.

Die Reaktion von Dampf mit weißglühenden Kohleteilchen ist stark endotherm, und die dauernde Zuführung von Dampf in den Reaktor 10 führt zu einem Absinken der Temperatur im Reaktor bis zu Temperaturen, die für die Wassergasreaktion zu tief sind. Es ist daher notwendig, Festkörperteilchen in den Erhitzer 12 zurückzuführen, um sie periodisch auf eine hohe Reaktionstemperatur aufzuheizen. Das wird durch Einwirkung des Zeitgebers 33 auf den Druckdifferenzregler 29 erreicht, der das Druckregelventil 28 öffnet und damit den Druck im Erhitzer 12 unter den Druck des Reaktors 10 absenkt. Dann fließen fluidisderte Festkörperteilchen durch die Förderröhre 14 in den. Erhitzer 12, wo sie durch Verbrennung wieder auf eine für die Wassergasreaktion hinreichende Temperatur aufgeheizt werden, worauf sich der Kreislauf wiederholt. Gegebenenfalls kann ein Inertgas durch eine Rohrleitung 52 zugeführt werden, um mitgeführte Gase aus den Festkörperteilchen auszuwaschen.

Es ist klar, daß die Dauer des Kreislaufs von den Eigenschaften der in den Reaktionsgefäßen! stattfindenden Reaktionen bestimmt wird. Wenn die Reaktion wie die Wassergasreaktion in dem einen Gefäß stark endotherm ist, so wird zur Zuführung der Wärme zu diesem Gefäß eine häufige Umkehrung der Strömungsrichtung erforderlich sein. Andernfalls können die Zeitspannen zwischen der Umkehrung der Strömungsrichtung in der Überfuhrungsröhre groß sein.

Bei der Wassergasreaktion ist die Höhe der Wirbelschicht aus Kohleteilchen im Reaktor 10 ohne großen Einfluß, solange die Schicht überhaupt ausreichend hoch ist, um einen im wesentlichen vollständigen Umsatz zwischen Dampf und Kohleteilchen zuzulassen. Der zeitweise Fluß von Festkörperteilchen in und aus dem Reaktor 10 und das hierdurch bedingte Ansteigen und Abfallen des Schichtspiegels 42 hat keine nachteiligen Einwirkungen auf die Zusammensetzung der Reaktionsprodukte.

Die beiden Gefäße, zwischen denen Festkörperteilchen übergeführt werden, können konzentrisch zueinander angeordnet sein, wie das in Fig. 2 dargestellt ist. Diese Anordnung wird nachfolgend in Anwendung auf ein Verfahren zur Hydrodesulfurierung von Rückstandsölen der Erdölaufbereitung in Gegenwart einer Katalysatorwirbelschicht beschrieben. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein äußeres Gefäß 60 an seinem oberen Ende mittels einer Deckplatte 62 und an seinem unteren Ende mittels eines kegelförmigen Bodens 64 abgeschlossen. Eine innere Hülse 66 erstreckt sich von der Innenseite der Deckplatte 62 abwärts und ist an dieser befestigt. Das untere Ende der inneren Hülse 66 endet kurz vor dem Bodenteil 64. In dieser Weise bilden die innere Hülse 66 und das äußere Gefäß 60 zusammen mit der Deckplatte 62 und dem Bodenteil 64 einen konzentrisch angeordneten Reaktor 68 und den Regenerator 70, die an ihrem unteren Ende miteinander in offener Verbindung stehen. Die Lagen von Generator und Reaktor können umgekehrt werden, und in manchen Fällen ist es zweckmäßig, daß der Reaktor den Regenerator umgibt.

Im oberen Ende des Reaktors 68 ist ein Abscheider 72 angeordnet, der zur Abscheidung von mitgerissenen Katalysatorteilchen aus den. Reaktionsprodukten und Abführung der Reaktionsprodukte in eine Abführungsleitung 74 zur Entfernung aus dem System dient. In gleicher Weise befinden sich zur Abtrennung von Katalysatorteilchen aus den Abgasen Abscheider 76 im Regenerator 70, die in Abgaslaitungen 78 einmünden und dann in einer einzigen Abgasleitung 80 vereinigt werden.

Die Regelorgane zur Steuerung des Druckes im Reaktor 68 und. Regenerator 70 sind ähnlich wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. Ein Druckregelventil 82 in der Rohrleitung 74 steuert den Druck im Reaktor. Ein Drucksteuerventil 84 in der Rohrleitung 80 steht in Arbeitsverbindung mit einem Druckdifferenzregler 86, der von einem Zeitgeber 33 und dem Druck im Reaktor 68 und Regenerator 70 betätigt wird, um den Druck im Regenerator zu regeln.

Eine Rohrleitung 90 zur Zuführung der Rückstandsöle mündet in den Reaktor 68 oberhalb des unteren Endes der inneren Hülse 66; ebenfalls oberhalb des unteren Endes der inneren Hülse mündet eine Rohrleitung 92 zur Zuführung sauerstoffhaltigen Gases in den Regenerator 70. Unterhalb der Rohrleitungen 90 und 92 führt eine Rohrleitung 94 zur Zuführung von Spülgas sowohl in den Reaktor 68 als auch in den Regenerator 70. Als Spülgas kann irgendein Inertgas,

Menge beträgt gewöhnlich nur einen geringen Bruchteil des gesamten Katalysators im Reaktor 68, um die Aufrechterhaltung einer im wesentlichen gleichförmigen Höhe der Wirbelschicht zu erlauben —, betätigt der Zeitgeber 33 über den Druckdifferenzregler 29 das Ventil 84, um den, Katalysatorfluß zum Regenerator 70 zu unterbrechen. Der Überführung von Katalysator in den Regenerator 70 kann eine Zeitspanne folgen, während der kein Fluß zwischen dem

beispielsweise Dampf, Verwendung finden. Das Gas io Reaktor 68 und dem Regenerator 70 besteht, oder das zur Ausbildung der Wirbelschicht wird durch eine Ventil 64 kann durch den Druckdifferenzregler 29 und

den Zeitgeber 33 derartig betätigt werden, daß der Druck im Regenerator 70 ansteigt und ein Fluß von Katalysator vom Regenerator 70 unter der Innenhülse den 15 66 aufwärts in den Reaktor 68 beginnt.

Dde Hydrodesulfurierung des Rückstandsöls vollzieht sich im Reaktor 68 ohne Unterbrechung sowohl während der Förderung des Katalysators zwischen dem Reaktor 68 und dem Regenerator 70 als auch

Beim Betrieb wird das zu hydrodesulfurierende 20 während der Zeit zwischen den Fördervorgängen. Rückstandsöl durch die Speiseleitung 90 in die dichte In gleicher Weise wird dauernd sauerstoffhaltiges Wirbelschicht im Reaktor 68 eingeführt. Durch die Gas durch die Rohrleitung 92 in den Regenerator 70 Rohrleitung 98 wird ein wasserstoffhaltiges Gas in eingeführt, um die Kohlenstoffabscheidungen auf dem einer Menge von 175 bis 3500 cbm/1000 1 Ölbeschik- Katalysator bei einer Temperatur zwischen etwa 425 kung in den Reaktor eingeführt, es streicht aufwärts 25 und 700° C zu verbrennen. Der zwischen dem Reaktor durch die Katalysatorwirbelschicht mit einer Ge- 68 und dem Regenerator 70 geförderte Katalysator schwindigkeit, die gewöhnlich zwischen 1,5 bis wird mittels eines durch die Rohrleitung 94 ein-91,4 cm/sec beträgt. Diei Temperatur im Reaktor wird gebrachten Spülgases von anhaftenden Reaktionsgasen im Bereich zwischen etwa 400 und 510° C gehalten, befreit.

während der Druck im Bereich zwischen 17,5 bis 30 Eine Ausführungsform der Erfindung unter Ver-175 kg/cm², insbesondere zwischen 35 und 70 kg/cm² wendung von zwei Förderrohrleitungen für die Förderung von Katalysator ist in Fig. 3 dargestellt. Ein erster Reaktor 110 und ein zweiter Reaktor 112 sind

Rohrleitung 96 in den unteren Teil des Bodenteils 64 eingeführt. Ein wasserstoffhaltiges Gas wird durch eine Rohrleitung 98, die vorzugsweise zwischen den Rohrleitungen 90 und 94 angeordnet ist, in
Reaktor 68 eingebracht.

Im Reaktor 68 und im Regenerator 70 wird, eine Wirbelschicht aus feinen Teilchen eines Hydrierkatalysators aufrechterhalten.

mittels zweier Förderleitungen 114 und 116 mitein-

liegt. Ein Inertgas, gewöhnlich Dampf, wird durch die Rohrleitung 96 zugeführt, um den Katalysator im unteren Teil des Reaktors in fluidisiertem Zustand zu

halten. Die durch Umsatz der Kohlenwasserstoffe bei 35 ander verbunden. Die Förderleitung 114 dient zur hohen Temperaturen mit dem Katalysator gebildeten Einbringung von am oberen Ende des ersten Reaktors

110 abgezogenen Teilchen in das untere Ende des zweiten Reaktors 112. Das kann dadurch erreicht werden, daß die Förderleitung 114 gemäß der Dar-

Reaktionsprodukte treten durch den oberen Schichtspiegel der Wirbelschicht im Reaktor 68 und strömen
durch den Abscheider 72 und die Produktabzugsleitung 74 zur Aufbereitungsanlage. Die aus den 40 stellung in Fig. 3 an einen Trichter 118 im Reaktor Reaktionsprodukten abgeschiedenen Katalysatorteil- 110 mündet, der zum Abzug von Festkörperteilchen

vom oberen Ende der Wirbelschicht 120 dient. Die Förderleitung 114 kann jedoch auch unmittelbar in die obere Zone der Wirbelschicht 120 führen. Durch

chen werden durch das Tauchrohr des Abscheiders in die Wirbelschicht im Reaktor zurückgeführt.

Die Reaktion der Hydrodesulfurierung ist weder

stark endotherm noch exotherm, so daß die Wärme- 45 eine Rohrleitung 122 wird ein Spülgas in den Trichter

menge, die der Reaktion zugeführt oder aus ihr 118 eingeführt. Die Förderleitung 116 führt vom

abgeführt werden muß, verhältnismäßig klein ist. oberen Teil des zweiten Reaktors 112 von einer Stelle

Darüber hinaus- ist das Ausmaß des Krackvorgangs, unterhalb des oberen Spiegels der Wirbelschicht 124

der im Reaktor 68 stattfindet, beschränkt, so daß eine in diesem Reaktor zum unteren Teil des Reaktors 110.

Verunreinigung des Katalysators mit Koksabscheidüngen nicht sehr groß ist. Demzufolge kann der Reaktor über verhältnismäßig lange Zeitspannen unter Betriebsbedingungen mit befriedigenden Ausbeuten an Reaktionsprodukten betrieben werden, bevor eine Überführung von Katalysator zum
erforderlich ist.

Ein Einwegventil 126 in der Förderleitung 114 gestattet einen Fluß nur vom ersten Reaktor 110 zum zweiten Reaktor 112 durch die Förderleitung 114. Ein gleichartiges Einwegventil 128 in der Förderleitung 116 gestattet den Fluß durch diese Rohrleitung vom Regenerator 55 zweiten Reaktor 112 zum ersten Reaktor 110.

Der erste Reaktor 110 ist mit einer Zuführungs-

Eine Überführung von Katalysator vom Reaktor 68 leitung 130 zur Einführung der Reaktanten und einer

zum Regenerator 70 wird durch den Zeitgeber 33 ein- Abführungsleitung 132 zur Entfernung der Reaktions-

geleitet, der den Druckdifferenzregler 29 betätigt, der produkte ausgestattet. Der zweite Reaktor 112 hat eine

wiederum das Ventil 84 weiter öffnet. Der Druck im 60 Zuführungsleitung 134 an seinem unteren Ende und

Regenerator 70 wird hierdurch gesenkt, so daß die eine Abführungsleitung 136 an seinem Oberende. Die

Katalysatorteilchen im Reaktor 68 abwärts und dann Steuerung der Druckdifferenz zwischen den beiden

um die untere Kante der Innenhülse 66 herum wieder Reaktoren wird durch Steuerventile 138 und 140 in

aufwärts in den Regenerator 70 fließen. Infolge der den Abführungsleitungen 132 bzw. 136, einen mit dem

turbulenten Strömungen der Katalysatorwirbelschicht 65 Steuerventil 136 verbundenen Druckdifferenzregler 29

im Regenerator 70 werden die gerade übergeführten und einen Zeitgeber 33 erreicht.

Teilchen mit den anderen Teilchen der Wirbelschicht Wenn der Druck im Reaktor 110 höher ist als der

sofort vermischt. Druck im Reaktor 112, fließen fluidisierte Festkörper-

Nachdem die gewünschte Menge an Katalysator in teilchen abwärts durch den Trichter 118, durch die

den Regenerator 70 gefördert worden ist — diese 70 Rohrleitung 114 und das Ventil 126 in den unteren

Teil des Reaktors 112. Der Fluß durch die Förderleitung 116 ist durch das Einwegventil 128 ausgeschlossen. Wenn die Richtung der Druckdifferenz umgekehrt wird, fließen die Festkörperteilchen durch die Rohrleitung 116 aus dem oberen Gebiet der Wirbelschicht 124 im Reaktor 112 zum unteren Teil des Reaktors 110. Ein Fluß vom Reaktor 112 zum Reaktor 110 durch die Rohrleitung 114 ist durch das Einwegventil 126 ausgeschlossen.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur wechselweisen Überführung von im fluidisierten Zustand befindlichen Festkörperteilchen zwischen zwei Gefäßen, in· denen die Teilchen unterschiedlichen Reaktions- oder Betriebsbedingungen unterworfen sind durch eine Förderleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Druckgefälles zwischen den beiden Gefäßen in gewünschten. Zeitabständen geändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des fluidisierten Teilchenstromes durch die Höhe der Druckdifferenz zwischen den beiden Gefäßen gesteuert wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Druckgefälles durch gleichzeitige Steigerung des Druckes in dem einen und Senkung des Druckes in dem anderen Gefäß erfolgt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur der Druck in einem der Gefäße periodisch geändert wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Gefäß abfließenden Festkörperteilchen vor oder bei Eintritt in die Fördlerleitung mit einem Inertgas, z. B. Wasserdampf, gespült werden.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörperteilchen vom ersten in das zweite· Gefäß durch eine erste Förderleitung und vom zweiten zurück in das erste Gefäß durch eine andere gesonderte Förderleitung geführt werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 mit zwei durch eine Förderleitung verbundenen, Gefäßen mit ventilgesteuerten Gaszu- und -ableitungen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gefäße (10, 12) an eine aus einem Zeitgeber (33) und einem Druckdifferenzregler (29) bestehende, automatisch arbeitende Steuervorrichtung angeschlossen sind, deren Druckregler in Arbeitsverbindung mit Regelventilen (20, 28) in einer oder beiden Abgasleitungen (18, 27) der beiden Gefäße steht und zur Übertragung von Steuerimpulsen vom Zeitgeber durch Änderung der Ventilstellung bzw. der Ventilstellungen zur periodischen Änderung und ίο Umkehrung des Druckgefälles zwischen den beiden Gefäßen eingerichtet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung aus einem einzigen, ventilfreien, beiderseits offenen Rohr

(14) besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gefäßen (10 und 12) vor den öffnungen der Förderleitung (14) Prallbleche (38 und 40) und in den Räumen zwischen Prall-

ao blechen und Gefäßwand Zuführungsleitungen (48 und 52) für Inertgase angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gefäße von konzentrisch zueinander angeordneten, im wesentlichen

as zylindrischen Rohren (60, 66) gebildet werden, die am Oberende durch einen gemeinsamen Deckel (62) voneinander abgeschlossen und mit eigenen, ventilgesteuerten Abgasleitungen (74 bzw. 78) versehen sindi, während sich das Unterende des Innenrohres

(66) in den Unterteil des unten geschlossenen Außenrohres (60, 64) öffnet, und die Zuführungsleitungen für die Reaktanten (90 und 98 bzw. 92) im, unteren Abschnitt des Doppelzylinders oberhalb des unteren offenen Endes des Innenrohres (66) münden, wobei am Unterende des Außenrohres (64) eine zusätzliche Spülgasleitung (96) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefäße durch zwei Förderrohre (114 bzw. 116) verbunden sind, die jeweils vom oberen Teil der Wirbelschicht des einen Gefäßes zum Boden der Wirbelschicht im anderen Gefäß führen und mit Einwegventilen (126 bzw. 128) ausgestattet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 867 844;
USA-Patentschriften Nr. 2 398 489, 2 420 129,
601 676, 2 464 812.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen