DE2425001A1 - Katalytisches crackverfahren mit verringerter emission an schwefeloxyden - Google Patents

Katalytisches crackverfahren mit verringerter emission an schwefeloxyden

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DE2425001A1 DE19742425001 DE2425001A DE2425001A1 DE 2425001 A1 DE2425001 A1 DE 2425001A1 DE 19742425001 DE19742425001 DE 19742425001 DE 2425001 A DE2425001 A DE 2425001A DE 2425001 A1 DE2425001 A1 DE 2425001A1
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Dr. F. Zurnsteir. san. - Dr. E. Aasmann Dr. R. Koenlgsberger - Dlpi.-Phys. R. Hoizbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.
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97/N
Case US 363 082
8 MÜNCHEN 2.
BRAUHAUSSTRASSE 4
STANDARD 0IL COMPANY, Chicago, I11.6O6Ot/uSA
Katalytisches Crackverfahren
SBic=s:sss::===:ssssssxs3iII
mit verringerter Emission an Schwefeloxyden
Die Erfindung betrifft ein cyclisches katalytisches Crackverfahren unter Einsatz eines Katalysators, der ein Molekularsieb in einer Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Matrix umfaßt, der mit einem oder mehreren Metalloxyden der Gruppe II A imprägniert wurde, um etwa 0,25 bis etwa 5,0 Gewichts-% des Metalls oder der Metalle der Gruppe II A zu ergeben. Die Emission von bzw. der Gehalt an Schwefeloxyden in den Regeneratorabgasen bzw. den Abgasen der Regeneriervorrichtung wird um mindestens 50 % verringert.
Der Verringerung der Emission von verschiedenen Verbrennungsprodukt en und Teilchen in bzw. aus Regeneratorabströmen, die.. mit Erdölcrackanlagen in Zusammenhang stehen, wurde große Aufmerksamkeit geschenkt. Für die Emission von Kohlenmonoxyd und für teilchenförmiges Material wurden zur Kontrolle der Umweltverschmutzung Standardgrenzwerte festgelegt, und es wird erwartet, daß dies auch für die Emission von anderen Substanzen, wie Schwefeloxyde, insbesondere Schwefelöioxyd, erfolgen wird.
409850/0895
"2 " 2A25001
Wenn eine katalytische Crackanlage mit Ausgangsmaterialien, die einen hohen Schwefelgehalt aufweisen, z.B. Erdölkohlenwasser stoff -Fraktionen , die organische Schwefelverbindungen, enthalten, beschickt wird, wird Schwefel in dem Koks auf dem Katalysator abgelagert. Während der Regenerierung" des Koks enthaltenden entaktivierten Katalysators wird der Koks von den Katalysatoroberflächen-.verbrannt, wobei in diesem Verbrennung s verfahr en der anwesende Schwefel in Schwefeldioxyd, zusammen mit einem geringeren Anteil Schwefeltrioxyd, umgewandelt wird und so in das Abgas, das aus der Regeneriervorrichtung bzw. dem Regenerator abströmt, gelangt. Die Emission an Schwefeloxyden liegt oft im Bereich von etwa 1200 ppm, wenn man Ausgangsmaterialien mit hohem Schwefelgehalt verarbeitet* Zur Zeit versucht man, die Emission solcher Schwefeloxyde (SOx) auf eine Menge von nicht mehr als etwa 500 ppm zu verringern, so daß Raumluft-Qualitätsnormen klar erfüllt werden können.
Obwohl verschiedene Verfahren zur Behandlung von Abgasen bzw. Rauchgasen (flue gas) entwickelt wurden, wie z.B. Waschen oder Skrubben, chemische Absorption, Neutralisation und chemische Reaktion oder Umwandlung, bedürfen alle diese Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxyden einer umfangreichen und teuren Zusatzausrüstung bzw. zusätzlicher Vorrichtungen, so daß sowohl die Betriebs- als auch die Kapital-Kosten erhöht werden. Andererseits schlägt die US-PS 3 699 037 die Zugabe mindestens einer stöchioraetrischen Menge einer Calcium- oder Magnesium-Verbindung, bezogen auf die Menge der -Schwefelablagerung auf dem Katalysator, zu dem Crackcyclus vor· Dieses zugegebene Material soll mit den Schwefeloxyden reagieren und dann in einem feinstverteilten Zustand (finely subdivided condition) aus dem Crackcyclus als teilchenförmiges Material im Regeneratorabgas entfernt werdet. Die kontinuierliche Zugabe eines derartigen Materials erhöht offensichtlich die Betriebskosten.
4098S0/0895
Es ist notwendig, daß das zur Verringerung solcher Emissionen ausgewählte Verfahren ohne Erniedrigung der Aktivität und Selektivität des Crackkatalysators wirksam ist. Amorphe Katalysatoren, wie Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd und Siliciumdioxyd-Magnesiumoxyd, wurden seit langem im allgemeinen durch Katalysatoren von weitaus höherer Aktivität verdrängt, die einen
kristallinen Aluminosilicat- oder "Molekularsieb"-Bestandteil, der vorzugsweise in einer Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Matrix anwesend ist, umfassen.
Es ist ebenfalls notwendig, daß das ausgewählte Verfahren nicht eine Art einer unerwünschten Emission durch eine andere ersetzt, z.B. daß die Reduktion der Schwefeloxydemiss^on mit einer Zunähme der Emission an teilchenförmigen Materialien einhergeht. ■
Im Hinblick auf die vorstehenden Erwägungen liegt eine sehr
erwünschte Lösung der Aufgabe, die Emission von Schwefeloxyden aus Erdölcrackanlagen zu verringern, in einem hochaktiven Crackkatalysator, derart modifiziert, daß er unter üblichen
Crackbedingungen in sowohl bestehenden als auch neuen Crackeinheiten unter Beibehaltung der hohen katalytischen Aktivität, gepaart mit einer Beibehaltung der Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrieb (attrition) Schwefelemissio-ηen auf einem Minimum hält.
Die Erfindung betrifft ein cyclisches katalytisches Crackverfahren in fluider Phase (cyclic fluidized catalytic cracking process) und einen Katalysator dafür, der zur Verwendung mit Schwefel enthaltenden Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterialien
geeignet ist, wodurch eine beträchtliche Verringerung der
Emission von Schwefeloxyden in den Regeneratorabgasen erzielt wird.
409850/0895
Zur Erzielung einer hohen Umwandlung wird ein Katalysator von hoher Aktivität, der einen kristallinen Aluminosilicat-(oder Molekularsieb-)Bestandteil, verteilt in einer aktiven Crackkatalysatormatrix, umfaßt, verwendet. Der Katalysator wird durch Imprägnieren bzw. Tränken mit einer oder mehreren Metallverbindungen der Gruppe II A, insbesondere mit Verbindungen des Magnesiums, mit anschließendem Calcinieren, um etwa 0,25 bis etwa 5,0 Gewichts-% des Metalls oder der Metalle der Gruppe II A" in Form des Oxyds auf dem Katalysator bereitzustellen bzw. zu ergeben, modifiziert. Die Regenerierung des durch Koksablagerungen entaktivierten Katalysators wird durch Abbrennen des Kokses von dem Katalysator in Gegenwart eines Sauerstoff enthaltenden Gasstroms bewirkt.
Der Gehalt an Schwefeloxyden (Dioxyd und Trioxyd) im Abgasstrom aus dem Regenerator wird wesentlich verringert und beträgt im allgemeinen etwa 5Ö % oder weniger der mit Katalysatoren, die nicht erfindungsgemäß imprägniert wurden, erhaltenen Menge.
Die Emission von Schwefeloxyden wird beim Regenerieren eines Katalysators, der für ein cyclisches katalytisches Crackverfahren in fluider Phase bestimmt ist, erfindungsgemäß dadurch erheblich verringert, daß man einen Katalysator verwendet, der eine oder mehrere Verbindungen von Metallen , abgeleitet von den Metallen der Gruppe II A,und insbesondere Verbindungen des Magnesiums, in einer Menge, um etwa 0,25 bis etwa 5,0 Gewichts-%, vorzugsweise etwa 0,5 bis etwa 2,0 Gew.-% des Metalls oder der Metalle der Gruppe II A zu ergeben, umfaßt, wobei die Metallverbindungen durch Imprägnieren und anschließendes Calcinieren in die bzw. auf der Oberfläche des sonst für das Cracken in fluider Phase hochaktiven Katalysators ein- bzw. aufgebracht werden. Dieses Verfahren und der Katalysator können in jedem System zum Cracken in fluider Phase, das üblicherweise unter Verwendung eines fluidizierten (verwirbelten) Crackkatalysators betrieben wird, verwendet werden.
4098S0/089S'
Geeignete Erdölfraktionen umfassen Schwefel enthaltende leichte Gasöle, schwere Gasöle, Grobschnittöle, Vakuumgasöle, Kerosine, dekantierte Öle (decanted oils), Rückstandsfraktionen bzw. Rückstandsöle und Cycle-Öle bzw. Zirkulationsöle (cycle oils), die von irgendeinem der vorstehenden abgeleitet werden. Solche Fraktionen können allein oder in Jeder gewünschten Kombination eingesetzt werden. Der Gehalt an organischen Schwefelverbindungen kann in einem großen Bereich schwanken, um in der Erdölfraktion etwa 0,1 bis etwa 3,0 Gewichts-% qder mehr Schwefel zu ergeben.
Geeignete Katalysatoren umfassen jeden fluid!sierbaren bzw. νerwirbelbaren Crackkatalysator mit hoher Aktivität - wobei die einzige Beschränkung nur hinsichtlich der Fähigkeit, unter den gewählten Bedingungen wirksam regeneriert zu werden, besteht -, der Kombinationen aus Siliciumdioxyd und Aluminiumoxyd, enthaltend 10 bis 50 Gewichts-% Aluminiumoxyd, gemischt mit "Molekularsieben" oder kristallinen Alumlnosillcaten, wobei die letzteren in einer Menge im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 10 Gewichts-% der Gesamtmeng· anwesend sind, umfaßt. Es können auch Zumischungen von mit Ton gestrecktem Aluminiumoxyd verwendet werden· Solche Katalysatoren können nach jedem geeigneten Verfahren, wie Vermählen, Cogelieren und der-.gleichen, hergestellt werden, mit der einzigen Maßgabe, daß der fertige·Katalysator in einer zur Fluidisi«rung bzw. Verwirbelung baw· für ein Wirbelbettverfahren geeigneten physikalischen Form vorliegt. Geeignet· "Molekularsieb·1* schließen sowohl natürlich vorkommende als auch synthetisch· Aluminosilicat-Materiallen ein,wl« Faujasit, Chabasit, Aluminoiilicatiiaterialien von X» und Y-Typ und ultrastabil·, großporige, kristalline AluminosiIicatmaterial!en. Di· in diesen Materialien enthaltenen; MetalHonen werden in große» Haß· gegen Selten« Erdntetall-, Ammonium- oder Wasserstoff-Ionen nach bekannten Tech» niken ausgetauscht, so daß der Gehalt an Natriumionen weniger als 0,5 Gewichts-% beträgt.
409850/0895
Solche Katalysatoren werden anschließend mit einer Verbindung oder einer Mischung aus Verbindungen eines oder mehrerer Metalle der Gruppe II A imprägniert. Das bevorzugte Metall ist Magnesium, obwohl Calcium, Strontium oder Barium ebenfalls verwendet werden können· Das Imprägnieren kann mit einer wäßrigen Lösung oder einer Lösung in einem organischen Lösungsmittel erfolgen, wobei in beiden Fällen eine geeignete Menge einer löslichen Verbindung in ausreichendem Lösungsmittel, um gerade die ausgewählte katalytische Masse vollständig zu benetzen, d.h. das Porenvolumen der katalytischen Masse zu füllen, verwendet wird. Die bentzte feste Masse wird dann getrocknet und schließlich, z.B. bei etwa.538°C (100O0F) während etwa 1 bis 5 Stunden, vorzugsweise etwa 3 Stunden, calciniert.
Bevorzugte wasserlösliche Verbindungen umfassen die Acetate, Nitrate und ähnliches. Bevorzugte organische Verbindungen umfassen z.B. die Acetylacetonate in einem Lösungsmittel, wie Benzol. In der Praxis kann jedes lösliche Salz in Lösung in einen geeigneten Lösungsmittel, das in der anschließenden Trocknungsstufe leicht entfernt werden kann, verwendet werden.
Nach dem Calcinieren 1st das zugegebene Metall der Gruppe II A hauptsächlich.als Oxyd vorhanden. Die Verwendung eines derart behandelten hochaktiven Crackkatalysators hat geringen Einfluß sowohl auf den Anteil des zu Koks umgewandelten Erdölausgangsntaterials als auch auf den Schwefelgehalt des üblicherweise .dabei gebildeten Kokses. Jedoch,istrüblicherweise das Abbrennen von Kok« vom verbrauchten Katalysator von der Verbrennung von Schwefel begleitet, so daß das Abgas aus dem Regenerator bzw. der Regeneriervorrichtung normalerweise Schwefeloxyde, hauptsächlich Schwefeldioxyd, sowie Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd enthält· Die. Verwendung erfindungsgemäß behandelter hochaktiver Crackkatalysatoren ermöglicht es, ein bestimmtes Crackaktivitatsausmaß aufrechtzuerhalten, während die Emission von Schwefeloxyden in den Regeneratorabgasen erheblich ver- . ringert wird.
409950/0895
Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren nicht dadurch beschränkt werden soll, wird angenommen, daß die Schwefelablagerungen auf dem verbrauchten „Katalysator in der Regenerierungszone größtenteils zu Sulfat des Metalls der Gruppe II A umgewandelt werden und somit für den Austritt als gasförmiges Schwefeldioxyd im Abgas nicht zur Verfugung stehen. Das gebildete Sulfat ver- . bleibt auf dem reaktivierten Katalysator, während es in die Crackzone überführt wird, und wird in der dort vorherrschenden reduzierenden Atmosphäre zu Metallsulfid umgewandelt. Beim Abstreifen wird das Metallsulfid mit Dampf hydrolysiert, und der Schwefel tritt im Abstrom des Abstreifgefäßes als Schwefelwasserstoff aus. Das Metall der Gruppe II A wird dabei zum Oxyd umgewandelt und steht wieder für die Reaktion mit Schwefeloxyden im nächsten Regenerierungscyclus zur Verfügung. Schwefelwasserstoff wird mit den Crackprodukten aus dem Abstreifgefäß mit üblichen Vorrichtungen gewonnen, abgetrennt und zu elementarem Schwefel umgewandelt.
Diese Reaktionen können wie folgt zusammengefaßt werden:
Regenerator MgO.+ SO2 + l/2 Op = MgSO4
Reaktor - . MgSO4 + 4H2 =.MgS + 4H2O = MgO+ H3S + 3H2O Abstreifer (Stripper) MgS + H3O = MgO + H3S
Diese Reaktionen werden durch das durch Imprägnieren in den Crackkatalysator eingearbeitete Metalloxyd ermöglicht. Die hohe Crackaktivität,.die der "Molekularsieb"-Katalysator üblicherweise aufweist,, bleibt durch die Imprägnierungsbehandlung im wesentlichen unbeeinflußt, so daß die gewünschte Umwandlung der Beschickung und,die Ausbeute an gecrackten Produkten gleichzeitig mit der vorstehend beschriebenen Verringerung an Schwefeloxyden erfolgt.
Die Bereitstellung eines Katalysators,- insbesondere eines regenerierten Katalysators, zur Verwendung in einem solchen cyclischen Wirbelbett-ErdÖlumwandlungs-Verfahren mit einem geeignet niedrigen Koksgehalt, ohne das er Bedingungen unterworfen wurde,
• 409850/0895
die die katalytische Aktivität permanent beeinträchtigen, erfolgt durch eine rasche Abtrennung des fluidisierten bzw. verwirbelten Katalysators von den Erdölumwandlungsprodukten mit anschließender Regenerierung des gestrippten Katalysators unter geeigneten Abbrennungs- bzw. Verbrennungs-Bedingungen.
Die Umwandlung einer ausgewählten Erdölfraktion erfolgt katalytisch, vorzugsweise in einem oder mehreren verwirbelten Transport-Reaktoren (fluidized transport reactors) bei einer Umwandlungstemperatur und einer Fluidisierungs- bzw. Verwirbelungsgeschwindigkeit, die die Umwandlungszeit auf nicht mehr als 10 Sekunden beschränkt.
Der Reaktorabstrom, der Erdöldämpfe und den Katalysator, der eine entaktivierende Menge Koks enthält, umfaßt, wird dann in eine Abtrennzone überführt. Die Erdöldämpfe werden dann vom verbrauchten Katalysator abgetrennt. Letzterer wird dann mit inertem Stripp-Gas, wie Dampf, Rauchgas oder Stickstoff, vermischt, und die gestrippten Erdöldämpfe werden in einer Zyklonabtrennvorrichtung in ähnlicher Weise von dem Katalysator abgetrennt. Das Strippgefäß wird geeigneterweise bei einer Temperatur im Bereich von 454 bis 566°C (850 bis 1050°F) gehalten und vorzugsweise bei etwa 510 C (950 F) betrieben. Das bevorzugte Strippgas ist Dampf, obwohl Stickstoff oder Rauchgas bzw. Abgas verwendet werden können, wobei diese Gase bei einem Druck im Bereich von 0,7 bis 2,46 atü (10 bis 35 psig) zugeführt werden, wodurch eine im wesentlichen vollständige Abtrennung der flüchtigen Bestandteile von dem verbrauchten Katalysator bewirkt wird. Der gestrippte verbrauchte Katalysator wird dann aus dem Zyklonseparator in ein übliches Regenerierungsgefäß überführt.
Der gestrippte Katalysator wird bei Strippertemperatur nach jeder üblichen Methode in eine Regenerierungszone eingebracht, wo der Gesamtfluß des Regenerierungsgases im Gegenstrom zu demjenigen des Katalysators erfolgt. Frisches Sauerstoff enthaltendes Regenerierungsgas wird in den unteren Teil der Katalysatorregenierungszone zugeführt. Die Regenerierungstemperatur in
409850/0895
mindestens einer Wirbelbettstufe mit dichter Phase ist ausreichend hoch, um ein im wesentlichen vollständiges Abbrennen der Koksablagerungen zu erzielen. Eine im wesentlichen vollständige Entfernung des Kokses von dem Katalysator ist wesentlich, wenn die Aktivität eines ein kristallines Aluminosilcat umfassenden Katalysators in angemessener Weise wiederhergestellt werden -soll. Der regenerierte Katalysator steht dann\ - ■ für die Recyclisierung in den Crackreaktor bereit.
Die Regenerierungsstufe (oder ^stufen) wird bei -einem Druck - : im Bereich von 0,7 bis 2,46 atü (10 bis 35 p*ig) und bei einer Temperatur im Bereich von 566 bis 732°C (1050 bis 135O°F), vorzugsweise bei etwa 593 bis etwa 6?7°C (1100 bis 125O0F) gehalten. Das Regenerierungsgas kann Luft oder jedes -Sauerstoff ent- -haltende Gasgemisch, das zum Abbrennen von auf.Siliciumdioxyd- und/oder Aluntiniumoxyd-Oberflächen abgelagertem Koks geeignet ist, sein. Das Regenerierungsgas.wird mit Hilfe eines Gebläses oder eines Kompressors in den unteren Teil des Regenerators bzw. der Regenerierungseinrichtung^eingeführt*-Es wird -eine Wirbelgeschwindigkeit im Bereich von 30,5 bis 122 cm/sek. (1 bis 4 feet/Sek.) aufrechterhalten. Der regeneriert« hochäkti ve, Katalyse tor wird dann bei itn ..wesentlichen der Temperatur- .... der letzten-,Regenerierung*etufe zur, (.Recyelieiarung in den tiller*-. . tragungs-Kettenreaktor (tranefer-lloe. reactor).bereitgestellt. Ein regenerierter Siliciumdioxyd-Aluminlunioxyd-Katalysator, dar -einen Molekularaieb-Bestandteil enthält, «olite einen Gehalt,. -von nicht me$j?ral* «twa Q*t Gfwfchj;|7)t.Kok· aufweisen. ._ ,,_t , i
Im Hipblicknauf die wirksame.Anwendung der vorliegenden Erfin- - .-dung in eine«-fluiden kataly tisch en Cr ackver fahren 1)bw· in t.~ < einem katalytischen Crackverfahren unter Verwirbelung«bedingungen können die Crackbedingungen in großem Umfang variiert werden, Im üblichen Fall, ,wenn ein.Gasdl-Ausgangsniaterial verwendet wird^JcaoöL-sich das. Durchs a te verhältnis (TPR) oder d*% -Volumenverhältnis von Gesamtbeschickung smaterlal »u-frisch em-..... > -. Bejschickungsmatßcial von 1,0. bis 2*0, er st recken. Der Umwand-? . . ; lungsgrad kann zwischen 40 und 100 % liegen· Die Umwandlung bedeutet hierbei den Prozentsatz der Reduktion bzw. der Ver-
• 4098S0/Q895
ringerung von Kohlenwasserstoffen, die bei atmosphärischem Druck oberhalb 221°C (43O°F) sieden, durch Ausbildung leichterer Materfallen oder Koks. Das Katalysator/Öl-Gewichtsver- · hältnfs 'im tfeaktor kann im Bereich von 2 bis 10 liegen, so daß die aufgewirbelte bzw. fluidisierte Dispersion eine Dichte im Bereich von 0,016 bis 0,072 g/cm (1 bis 5 pounds/cubic foot) aufweist· Die Wirbelgeschwindigkeit kann sich von etwa 6,10 m/Sek, bis etwa 18,3 m/Sek. (20 bis 60 feet/sek.) erstrecken. Das Crackverfahren wird vorzugsweise in einem vertikalen Transportreaktor bzw. Steigreaktor (vertical transport reactor) durchgeführt, bei dem das Verhältnis von Länge zu durchschnittlichem Durchmesser mindestens etwa 25 beträgt.
Die folgenden Seispiele erläutern die Erfindung, ohne sie einzuschränken·
Beispiel 1
50 g eines calcinierten und koksfreien Wirbel-Crack-Katalysators Equilibrium DZ-5 (Davison Chemical Division, W.H· Grace & Co.) wurden mit einer Lösung, hergestellt.durch Auflösen von 5,2 g Hagnesiumnitrat [Mg(NO3)2·3Ηρθ] in 50 ml destilliertem Wasser, die ausreichte, um den Crackkatalysator vollständig zu benetzen * imprägniert. Der benetzte Katalysator wurde dann 3 Stunden, bei .12 1°C (2500F) getrocknet und danach 3 Stunden bei 538°c (1000 F) calciniert. Die Berechnung .ergab, daß der calcinierte Katalysator J.,0 Gewichts-% Magnesium, anwesend in Form des Oxyd», enthielt.
Mit_ einem. Gasöl-Ausgangsmaterial, enthaltend 2,4 Gewichts-% . Schwefel in For» von organischen Schwefelverbindungen, wurden Laboratoriums-Crack-Tests in fluider Phase im Labortisch-Maßstab durchgeführt· In Vergjeichs-Crack-Tests bei konstanter Strenge des Crackens bzw. bei konstanten Crackbedingungen mit dem koks- freien calcinierten Equilibrium-Katalysator und mit dem imprägnierten Katalysator dieses Beispiels wurde die von dem verbrauchten Katalysator bei der anschließenden Regenerierung freigesetzte Schwefeldioxydmenge gemessen und als ppm Schwefel auf den Katalysator berechnet« Der durch Regenerierung von dem
• 40$tS0/0895
DZ-5-Katalysator entfernbare Schwefel betrug 134 ppm, während der von dem imprägnierten DZ-5-Katalysator entfernbare Schwefel 52. ppm betrug, was einerVerringerung bzw» Reduktion von -61 % entsprichti
Beispiel 2
Das Vorgehen von Beispiel 1 wurde wiederholt, um einen imprägnierten Katalysator herzustellen, der 0,5 Gewichts-% Magnesium, anwesend in Form des Oxyds, enthielt. Beim Einsatz in dem Cracktest und beim anschließenden Regenerieren betrug der entfernbare Schwefel 73 ppm, was einer Verringerung von 46 % entspricht.
Beispiel 3
.36.,3 kg (80 pounds) eines calcinierten und koksfreien Equili-. brium TS-280-Katalysators (American Cyanamid Co.) für das Crakken in fluider Phase wurden in drei Ansätzen mit 2,037 kg (4,2 pounds) Magnesiumnitrat, gelöst in 12 1 destilliertem Wasser, was dazu ausreichte, um das Porenvolumen des Katalysators gerade aufzufüllen, imprägniert. Der benetzte Katalysator wurde bei 121°C (25O°F) getrocknet "und anschließend 3 Stunden bei 538°C (10000F) calciniert, um 0,5 Gewichts-% Ma-: griesium, anwesend als Magnesiumoxyd, zu liefern. - -■ -
Unter Verwendung des Equilibrium TS-280-Katalysators und "des" imprägnierten und calcinierten Katalysators dieses Beispielsund unter Einsatz eines Gasöl-Ausgangsmaterials mit einem Schwefelgehalt von 2,4 Gewichts-% wurden cyclische katalyti— sehe Cracktests in fluider Phase mit einer Versuchsanlage durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind vergleichend in der Tabelle gegenübergestellt. Der Imprägnierte Katalysator ' ' " führte zu einer Verringerung der SO^-Emission von 520 auf " -L · " 22O1PPm im Regenerator abgas, was eifier Verringerung von 57,5 % entsprich-fc. Die Umwandlung und die Produktausbeuten waren mitjedem Katalysator im wesentlichen identisch.
409850/0895
Tabelle
Testverfahren Katalysator
Crackbedinqungen
Beschickungsgeschwindigkeit, kg/std. (lbs./std.) TPR Katalysatorzirkulierung, kg/std. (lbs./std.) Reaktortemperatur, 0C (0F) Regenerierter Katalysator, 0C (0F) WHSV
Strenge (severity) Katalysatorverweilzeit, Minuten Reaktordruck, kg/cm (psig)
Stripp-Bedingunqen
Temperatur, 0C (0F) Dampf, kg/t Katalysator (lbs./ton Katalysator) Katalysatorverweilzeit, Minuten
A B I
TS-280
+ 0,5 % Mg
TS-280 ro
I
10,62 (23,4) 10,80 (23,8)
1,0 1,0
117,58 (259) 121,67 (268)
521,6 (971) 520 (968) N)
^*
N)
cn
O
O
620 (1148) 616 (1140)
33,41 33,28
2,52 2,62
0,16 0,16
2,41 (20,0) 2,41 (20,0)
520,5 (969) 518,8 (966)
8,76 (19,3) ' 8,44 (18,6)
0,62 0,64
Tabelle (Fortsetzung)
Testverfahren
Katalysator
Regenerierungsbedingungen
Temperatur, 0C (0F) C auf verbrauchtem Katalysator, Gewichts-% C auf regeneriertem Katalysator, Gewichts-% Abgaszusammensetzung, Mol-%
co2
CO
S auf verbrauchtem Katalysator, Gewichts-% SOp im Abgas, ppm
Produkte
Umwandlung, Volumen-% Ausbeute
Cp und leichter, Gewichts-% C^, .Volumen-% C4, Volumen-%
C5-223,8°C (C5-435°F), Volumen-% Rückgewinnung, Volumen-%
Organischer S, der in den Regenerator getragen wird. S,. der in die Atmosphäre emittiert wurde.
A B
TS-280 TS-280
+ 0,5 % Mg
587 (1089) 585,5 (1086)
0,44 0,43
0,03 0,04
4,5 • 3,9
2,2 2,6
5,1 5,1
2,08 2,03 .
220 520
71,6
72,4
3,76 2,89
10,67 10,19
14,61 14,90
52,11 54,77
105,38 107,11

Claims (10)

  1. Patentansprüche
    ). Cyclisch es katalytische Crackv erfahren in fluider bzw. verwirbelter Phase, das sich durch verringerte Emission von Schwefeloxyden in die Regeneratorabgase auszeichnet, wobei ein organische Schwefelverbindungen enthaltendes Kohlenwasserstoff--Ausgangsmaterial unter fluidisierenden (verwirbelnden) Bedingungen in einer Reaktionszone mit einem hochaktiven fluiden bzw. verwirbelten Crackkatalysator gecrackt wird, der durch Koksablagerungen entaktivierte Crackkatalysator vom Abstrom des geerackten Kohlenwasserstoffs aus der Reaktionszone abgetrennt wird und in einer Katalysator-Regenerierungszone durch Abbrennen der Koksablagerungen von dem sich in Kontakt mit einem Sauerstoff enthaltenden Gasstrom befindenden fluiden bzw. verwirbelten Katalysator zu hoher Aktivität regeneriert wird und der regenerierte fluide bzw. verwirbelte Katalysator in die Reaktionszone recyclisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das organische Schwefelverbindungen enthaltende Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterial in Gegenwart eines regenerierbaren fluiden bzw. verwirbelten Crackkatalysators, der einen kristallinen Aluminosilicat-Bestandteil aufweist, crackt, wobei der Katalysator zusätzlich mit einer Verbindung eines Metalls der Gruppe II A oder einer Mischung aus Metallverbindungen der Gruppe II A imprägniert und anschließend calciniert, um etwa 0,25 bis etwa 5,0 Gewichts-% des Metalls der Gruppe II A oder der Mischung der Metalle der Gruppe II A1 anwesend als Oxyd oder Oxyde, zu ergeben.
  2. 2.)_ Verfahren gemäß Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Crackkatalysator imprägniert wird, um etwa 0,5 bis etwa 2,0 Gewichts-% des Metalls der Gruppe II A oder der Mischung der Metalle der Gruppe II A zu ergeben.
  3. 3·) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall der Gruppe II A Magnesium ist.
    409850/0895
  4. 4.) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung der .Metalle der Gruppe II Ä mindestens etwa 50 Mol-% Magnesium umfaßt.
  5. 5.) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorregenerierung bei einer Temperatur im Bereich von 566 bis 732°C (1050 bis 135O°F) erfolgt.
  6. 6.) Fluidisierbare feste Crackkatalysator-Zusammensetzung für.das Cracken von Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterialien, die organische Schwefelverbindungen enthalten, unter fluidisierenden bzw. verwirbelnden Bedingungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Crackkatalysatormatrix umfaßt, wobei die Matrix etwa 10 bis etwa 50 Gewichts-% Aluminiumoxyd, etwa 0,1 bis etwa 10,0 Gewichts-% eines kristallinen Aluminosilicats, das gleichmäßig über die ganze' Matrix verteilt ist, und etwa 0,25 bis etwa 5,0 Gewichts-% eines Metalls der Gruppe II A oder einer Mischung von Metallen der Gruppe II A, anwesend als Oxyd oder Oxyde, umfaßt, wobei das Metall oder die Metalle der Gruppe II A über die Oberfläche der Matrix verteilt wurden.
  7. 7.) Katalysatorzusammensetzung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall oder die Metalle der Gruppe II A durch Imprägnieren mit einer Verbindung eines Metalls der Gruppe II A oder einer Mischung von Verbindungen von Metallen der Gruppe II A und anschließende Calcinierung über die Oberfläche der Matrix verteilt sind.
  8. 8.) Katalysatorzusammensetzung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Imprägnierung etwa 0,5 bis etwa 2,0 Gewichts-% eines Metalls der Gruppe II A oder einer Mischung von Metallen der Gruppe II A enthält.
  9. 9.) Katalysatorzusammensetzung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall der Gruppe II A Magnesium ist.
    40985Ü/G898
  10. 10.) Katalysatorzusammensetzung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Imprägnierung aufgebrachte Mischung von Metallen der Gruppe II A mindestens 50 Mol-% Magnesium enthält.
    4098bü/ü89b
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