DE2425001A1 - Katalytisches crackverfahren mit verringerter emission an schwefeloxyden - Google Patents
Katalytisches crackverfahren mit verringerter emission an schwefeloxydenInfo
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Description
Dr. F. Zurnsteir. san. - Dr. E. Aasmann
Dr. R. Koenlgsberger - Dlpi.-Phys. R. Hoizbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.
. TELEX 529Θ78 TELEGRAMME: ZUMPAT
POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 91t 39 -809. BLZ 700100 8O
BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHÄUSER KTO-NR. 397997. BLZ 70O3O000
97/N
Case US 363 082
8 MÜNCHEN 2.
STANDARD 0IL COMPANY, Chicago, I11.6O6Ot/uSA
Katalytisches Crackverfahren
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.
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.
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.
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,
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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
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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·
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
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.
.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
Testverfahren Katalysator
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)
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
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)
- 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.)_ 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·) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall der Gruppe II A Magnesium ist.409850/0895
- 4.) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung der .Metalle der Gruppe II Ä mindestens etwa 50 Mol-% Magnesium umfaßt.
- 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.) 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.) 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.) 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.) Katalysatorzusammensetzung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall der Gruppe II A Magnesium ist.40985Ü/G898
- 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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