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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE69733487 T2
Publication typeGrant
Application numberDE1997633487
Publication date16 Mar 2006
Filing date22 Aug 1997
Priority date23 Aug 1996
Also published asCA2262370A1, CA2262370C, DE69733487D1, EP0946231A1, EP0946231A4, EP0946231B1, US6007787, WO1998007490A1
Publication number1997633487, 97633487, DE 69733487 T2, DE 69733487T2, DE-T2-69733487, DE1997633487, DE69733487 T2, DE69733487T2, DE97633487
InventorsC. David DANKWORTH, S. Edward ELLIS, D. Dennis FLEMING, Ramesh Gupta, J. James SCHORFHEIDE
ApplicantExxonmobil Research And Engineering Co.
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Gegenstrom-reaktionsgefäss Countercurrent reaction vessel translated from German
DE 69733487 T2
Abstract  available in
Claims(11)  translated from German
  1. Reaktor zur Umsetzung von flüssigem Erdöl- und chemischen Strömen mit einem wasserstoffhaltigen Behandlungsgas in Gegenwart eines Katalysators in mindestens einer Gegenstromreaktionszone, wobei der Reaktor (a) einen zylindrischen Außenmantel (R) mit einem angefügten oberen Abschnitt und einem angefügten unteren Abschnitt, wobei (b) der zylindrische Außenmantel mindestens eine Gegenstromreaktionszone (r 1 , r 2 , r 3 ) zur Aufnahme eines Katalysatorbetts einschließt, wobei jede Reaktionszone eine Nicht-Reaktionszone (nr 1 , nr 2 , nr 3 , nr 4 ) unmittelbar darüber und unmittelbar darunter aufweist, (c) mindestens ein Flüssigkeitseinlassmittel (LI) und mindestens ein Gasauslassmittel (GO) an einem Stelle, die bezogen auf den Strom des flüssigen Einsatzmaterialstroms stromaufwärts von der obersten Gegenstromreaktionszone liegt, (d) mindestens ein Flüssigkeitsauslassmittel und mindestens ein Gaseinlassmittel an einer Stelle, die stromabwärts von der untersten Gegenstromreaktionszone liegt, (e) mindestens ein Dampfdurchlassmittel (VB 1 , VB 2 , VB 3 , VB 4 , VB 5 ), das mindestens einen Teil von mindestens einer Gegenstromreaktionszone umgeht, sodass sowohl bei normalem Betrieb als auch bei Flutungsstörungen ein Teil des Dampfes innerhalb des Reaktors von einer Nicht-Reaktionszone unterhalb der Gegenstromreaktionszone zu einer Nicht-Reaktionszone oberhalb der Gegenstromreaktionszone aufwärts fließen kann, ohne mit mindestens einem Teil des Katalysators der Gegenstromreaktionszone in Kontakt zu kommen, und (f) mindestens ein Flüssigkeitsablassmittel (LD) umfasst, das mindestens eine Reaktionszone umgeht und für den Dampfstrom aus einer unteren Nicht-Reaktionszone zu einer oberen Nicht-Reaktionszone während des normalen Betriebs sorgt, wodurch bei Flutungsstörungen Flüssigkeit die Reaktionszone passieren kann, ohne den Katalysator der Reaktionszone zu kontaktieren. A reactor for reacting liquid petroleum and chemical streams with a hydrogen-containing treat gas in the presence of a catalyst in at least one countercurrent reaction zone, wherein the reactor (a) a cylindrical outer shell (R) having an attached upper portion and an attached lower portion, wherein (b) the outer cylinder surface at least one countercurrent reaction zone (r 1, r 2, r 3) includes for holding a catalyst bed, each reaction zone, a non-reaction zone (number 1, number 2, number 3, number 4) above and just below it, which directly ( c) at least one liquid inlet means (LI) and at least one gas outlet (GO) at a location which in relation to the flow of the liquid feed stream is upstream from the uppermost countercurrent reaction zone, (d) at least one liquid outlet and at least one gas inlet means at a location downstream of is of the lowermost countercurrent reaction zone, (e) at least one vapor passageway means (VB 1, VB 2, VB 3, VB 4, VB 5) which bypasses at least a portion of at least one countercurrent reaction zone so that, both during normal operation and during flooding disorders part the vapor can flow within the reactor by a non-reaction zone below the countercurrent reaction zone to a non-reaction zone above said countercurrent reaction zone upwards, without coming into contact with at least a portion of the catalyst of the countercurrent reaction zone and (f) at least one liquid drain means (LD) that bypasses at least one reaction zone and provides for vapor flow from a lower non-reaction zone to an upper non-reaction zone during normal operation, whereby in flooding disorders liquid, the reaction zone may pass without the catalyst of the reaction zone to contact.
  2. Reaktor nach Anspruch 1, der ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass er mindestens zwei Gegenstromreaktionszonen aufweist. Reactor according to claim 1 which is further characterized in that it comprises at least two countercurrent reaction zones.
  3. Reaktor nach Anspruch 2, der ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass jede Gegenstromreaktionszone mindestens ein Dampfdurchlassmittel enthält. Reactor according to claim 2, further characterized in that each countercurrent reaction zone contains at least one vapor passageway means.
  4. Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, der ferner mindestens eine Gleichstromreaktionszone umfasst, die bezogen auf abwärts fließende Flüssigkeit stromaufwärts von der mindestens einen Gegenstromreaktionszone liegt. Reactor according to claim 1 or 2, further comprising at least one co-current reaction zone, which is based on down-flowing liquid upstream of the at least one countercurrent reaction zone.
  5. Reaktor nach Anspruch 1, bei dem sich mindestens ein Dampfdurchlassmittel vollständig über mindestens eine Gegenstromreaktionszone erstreckt. Reactor according to claim 1, wherein extending at least one vapor passageway means completely through at least one countercurrent reaction zone.
  6. Reaktor nach Anspruch 5, bei dem sich sämtliche Dampfdurchlassmittel vollständig über die Gegenstromreaktionszonen erstrecken, in denen sie angeordnet sind. Reactor according to claim 5, in which all the vapor passageway means extend entirely through the countercurrent reaction zones in which they are disposed.
  7. Reaktor nach Anspruch 4, bei dem das Flüssigkeitseinlassmittel und ein Dampfeinlassmittel stromaufwärts von der obersten Gleichstromreaktionszone angeordnet sind und ein Dampfauslassmittel zwischen der untersten Gleichstromreaktionszone und der obersten Gegenstromreaktionszone angeordnet ist. Reactor according to claim 4, wherein said liquid inlet means and a vapor inlet means are located upstream of the uppermost co-current reaction zone and a steam outlet between the lowermost co-current reaction zone and the uppermost countercurrent reaction zone is located.
  8. Reaktor nach Anspruch 1, bei dem mindestens ein Dampfdurchlassmittel außerhalb von mindestens einer Gegenstromreaktionszone angeordnet ist. Reactor according to claim 1, wherein said at least one vapor passageway means outside of at least one countercurrent reaction zone is located.
  9. Reaktor nach Anspruch 8, bei dem der mindestens eine Dampfdurchlass, der außerhalb von mindestens einer Reaktionszone angeordnet ist, ein Mittel enthält, um die Größe des Dampfstroms durch das mindestens eine Dampfdurchlassmittel einzustellen. Reactor according to claim 8, wherein the at least one vapor passageway which is located outside of at least one reaction zone contains a means for adjusting the size of the vapor stream through the at least one vapor passageway means.
  10. Reaktor nach Anspruch 1 oder 4, bei dem die Dampfdurchlassmittel röhrenförmig sind. Reactor according to claim 1 or 4, wherein said vapor passageway means are tubular.
  11. Reaktor nach Anspruch 1, bei dem mindestens ein Dampfdurchlassmittel zwei oder mehrere aufeinanderfolgende Reaktionszonen umgeht. Reactor according to claim 1, bypasses at least a vapor passageway means two or more consecutive reaction zones.
Description  translated from German
  • Gebiet der Erfindung Field of the Invention
  • [0001] [0001]
    Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reaktor zur Verarbeitung von flüssigen Erdöl- oder chemischen Strömen, wobei der Strom im Gegenstrom zu der Strömung eines Behandlungsgases, wie eines wasserstoffhaltigen Gases, in mindestens einer Wechselwirkungszone fließt. The present invention relates to a reactor for processing liquid petroleum or chemical streams wherein the stream countercurrent to the flow of a treat gas such as a hydrogen-containing gas, in at least one interaction zone flows. Der Reaktor enthält Dampf- und Flüssigkeitsdurchlässe, um ein oder mehrere gepackte Katalysatorbetten zu umgehen. The reactor contains vapor and liquid passages to bypass one or more packed catalyst beds. Dies ermöglicht einen stabileren und effizienteren Betrieb des Reaktors. This enables a more stable and efficient operation of the reactor.
  • Hintergrund der Erfindung Background of the Invention
  • [0002] [0002]
    In den Erdölraffinierungs- und chemischen Industrien besteht ein stetiger Bedarf nach verbesserten Katalysatoren und verbesserter Verfahrenstechnik. Add to Erdölraffinierungs- and chemical industries, there is a continuing need for improved catalysts and improved process technology. An eine solche Verfahrenstechnik, die Hydroverarbeitung (Hydroprocessing), sind wachsende Anforderungen nach verbesserter Heteroatomentfernung, Aromatensättigung und Siedepunktsverringerung gestellt worden. At such a process technology, hydroprocessing (hydroprocessing), increasing demands have been made for improved heteroatom removal, aromatic and boiling point reduction. Es sind aktivere Katalysatoren und verbesserte Reaktorkonstruktionen erforderlich, um diesen Bedarf zu erfüllen. There are more active catalysts and improved reactor designs required to meet this need. Gegenstromreaktoren haben das Potential, zur Erfüllung dieser Anforderungen beizutragen, weil sie gegenüber Gleichstromreaktoren bestimmte Vorteile bieten. Countercurrent reactors have the potential to contribute to the fulfillment of these requirements because they offer certain advantages over DC reactors. Die Gegenstrom-Hydroverarbeitung ist wohl bekannt, hat jedoch eine sehr eingeschränkte kommerzielle Verwendung. Countercurrent hydroprocessing is well known, however, has a very limited commercial use. Ein Gegenstromverfahren ist in US-A-3 147 210 offenbart, die ein Zweistufenverfahren für die Hydroverarbeitung-Hydrierung von hochsiedenden aromatischen Kohlenwasserstoffen lehrt. A countercurrent process is disclosed in US Patent 3,147,210, which teaches a two-stage process for the hydroprocessing-hydrogenation of high boiling aromatic hydrocarbons. Das Einsatzmaterial wird zuerst katalytischer Hydroverarbeitung unterzogen, vorzugsweise im Gleichstrom mit Wasserstoff. The feedstock is first subjected to catalytic hydroprocessing, preferably in co-current with hydrogen. Es wird dann über einen schwefelempfindlichen Edelmetall-Hydrierkatalysator im Gegenstrom zu der Strömung von wasserstoffreichem Gas einer Hydrierung unterzogen. It is then subjected to a sulfur-sensitive noble metal hydrogenation catalyst countercurrent to the flow of hydrogen-rich gas to a hydrogenation. US-A-3 767 562 und US-A-3 775 291 offenbaren ein ähnliches Verfahren zur Herstellung von Düsentreibstoffen, au ßer dass der Düsentreibstoff zuerst vor der zweistufigen Hydrierung hydroentschwefelt wird. US-A-3,767,562 and US-A-3,775,291 disclose a similar process for producing jet fuels, except the jet fuel is SSER first hydrodesulfurized prior to two-stage hydrogenation. US-A-5 183 556 offenbart auch ein zweistufiges Gleichstrom-/Gegenstromverfahren zum Hydrofining/Hydrieren von Aromaten in einem Dieselkraftstroffstrom. US-A-5,183,556 discloses a two-stage DC / countercurrent process for hydrofining / hydrogenation of aromatics in a Dieselkraftstroffstrom.
  • [0003] [0003]
    In US-A-5 449 501 ist eine Vorrichtung offenbart, die für die katalytische Destillation vorgesehen ist. US-A-5,449,501 discloses a device is provided for the catalytic distillation. Die Destillationsvorrichtung, die ein Reaktor ist, enthält Dampfdurchlässe, die ein Mittel zur Dampfkommunikation zwischen Fraktionierabschnitten liefern, die oberhalb und unterhalb von Katalysatorbetten angeordnet sind. The distillation apparatus, which is a reactor, contains vapor passageways which provide a means for vapor communication between fractionation sections located above and below catalyst beds. Im Wesentlichen der gesamte Dampf in dem Reaktor steigt durch die Dampfdurchlässe, und das gewünschte Inkontaktbringen zwischen Dampf und Flüssigkeit findet in den Fraktionierabschnitten statt. Substantially all of the steam in the reactor rises through the vapor passageways and the desired contacting between vapor and liquid occurs in the fractionation sections.
  • [0004] [0004]
    US-A-3 425 810 offenbart einen Gegenstromreaktor mit einer Anzahl von Behandlungsbetten und -verteilern oberhalb der Betten sowie Dampf-/Flüssigkeitseinlass- und Dampf-/Flüssigkeitsentnahmevorrichtungen, die zwischen Reaktionszonen angeordnet sind. US-A-3,425,810 discloses a countercurrent reactor with a number of treatment beds and distributors above the beds and vapor / liquid inlet and steam / liquid extraction devices are disposed between reaction zones. Die Druckschrift beschreibt Mittel zur Entnahme von Flüssigkeit (Öl) oberhalb der letzten Reaktionszone, sodass das Öl diese Reaktionszone umgeht, und schließt die erneute Einbringung des Öls in den Reaktor unterhalb der obersten Reaktionszone ein, wodurch sie umgangen wird. The document describes means of withdrawing liquid (oil) above the last reaction zone, so that the oil bypasses said reaction zone, and includes the reintroduction of the oil into the reactor below the topmost reaction zone, which makes them is bypassed. In ähnlicher Weise umgeht das Mittel zur Dampfentnahme, das unterhalb der oberen Reaktionszonen angeordnet ist, sämtliche Zwischenzonen, um den Dampf vollständig aus dem Reaktor abzugeben. Similarly, the means for bypassing steam extraction, which is arranged below the upper reaction zones, all the intermediate zones, in order to completely discharge the steam from the reactor.
  • [0005] [0005]
    US-A-4 604 261 offenbart eine Hydroprocessing-Rieselreaktorkonstruktion, die die katalytische Entparaffinierung von flüssigem Erdöl- oder Schmierstoffeinsatzmaterialien auf eine höchst effiziente und wirtschaftliche Weise durch die Verwendung von Reaktoren erleichtert, die ein stationäres Bett aus einem definierten, formselektiven kristallinen Aluminosilikat-Zeolithkatalysator, vorzugsweise ZSM-5, verwenden. US-A-4,604,261 discloses a hydroprocessing Rieselreaktorkonstruktion that facilitates the catalytic dewaxing of liquid oil or lubricant feedstocks in a most efficient and economical way by using reactors which a stationary bed of a defined shape-selective crystalline aluminosilicate zeolite catalyst , preferably ZSM-5 to use. Gemäß einer Ausführungsform des Hydroprocessing-Reaktors ist letzterer im Wesentlichen aus einem Rieselbettreaktor zusammengesetzt, worin eine Vielzahl von vertikal übereinander angeordneten und versetzt angeordneten Böden die Betten aus Katalysatormaterial, wie dem kristallinen Zeolithen, trägt und durch die das flüssige Erdöleinsatzmaterial von dem oberen Ende des Reaktors abwärts rieselt, während Wasserstoff gleichzeitig in den Katalysator auf jedem der Böden injiziert wird. According to one embodiment of the hydroprocessing reactor, the latter is essentially composed of a trickle bed reactor wherein a plurality of vertically stacked and staggered trays, the beds of catalyst material, such as the crystalline zeolite, wearing and through which the liquid petroleum feedstock from the upper end of the reactor trickles down, while hydrogen is injected simultaneously into the catalyst on each of the floors. Dies führt dazu, dass der Wasserstoff das Katalysatorbett durchdringt und den abwärts rieselnden Strom von flüssigem Erdöleinsatzmaterial aus niedrig siedenden Umwandlungsprodukten oder wachsartigen Komponenten, wie Naphtha, kontaktiert und strippt. This results in that the hydrogen permeating the catalyst bed and the downwardly trickling stream of liquid petroleum feedstock of low-boiling conversion products or waxy components, such as naphtha contacted, and stripped. Gemäß einer zweiten Ausführungsform der katalytischen Hydroprocessing-Reaktorkonstruktion werden geneigte tragende Festbetten des Katalysators vertikal übereinander angeordnet, wobei das flüssige Erdöleinsatzmaterial durch den Reaktor herunterrieselt, um so in den oberen Teil des in jedem Boden enthaltenen Betts einzutreten, entlang der geneigten Bodenoberfläche davon fließt, eine flüssige Versiegelung entlang der Unterseite von jedem Boden bildet und den in jeden Boden eingebrachten Wasserstoff dazu zwingt, durch das Katalysatorbett aufwärts zu fließen und sich mit dem flüssigen Erdöleinsatzmaterial umzusetzen. According to a second embodiment of the catalytic hydroprocessing reactor construction inclined bearing fixed beds of catalyst are vertically arranged one above the other, wherein the liquid petroleum feedstock trickles down through the reactor so as to enter the upper portion of the bed contained in each tray, along the inclined bottom surface flows thereof, a liquid seal along the bottom of each tray is formed and introduced into the bottom of each forcing hydrogen to flow upwardly through the catalyst bed and react with the liquid petroleum feedstock. Die Flüssigkeit wird geleitet, um durch die Einfügung von geeigneten Ablenkplatten zu einem unteren Katalysatorbett abwärts zu rieseln, wohingegen Wasserstoffgas einschließlich niedrig siedender, flüchtiger Umwandlungsprodukte, die aus dem flüssigen Erdöl in den Katalysatorbetten gestrippt werden, über Durchlässe unterhalb der Ablenkplatten in eine zentrale vertikale Rohrleitung in dem Reaktor aufwärts fließt, von wo sie aus dem oberen Ende des Reaktors abgeführt werden, indem sie in einem aufwärts fließenden Trägergas mitgerissen werden. The liquid is passed to trickle through the insertion of suitable baffles at a lower catalyst bed down, whereas hydrogen gas, including a low boiling point volatile degradation products, which are stripped from the liquid petroleum in the catalyst beds, via passages beneath the baffles in a central vertical pipe flows upward in the reactor, from where they are discharged from the top of the reactor by being entrained in an upwardly-flowing carrier gas.
  • [0006] [0006]
    US-A-5 183 556 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Dieselkraftstoff aus einem Dieselkohlenwasserstoff-Einsatzmaterial. US-A-5,183,556 discloses a process for the production of diesel fuel from a diesel hydrocarbon feedstock. Es wird Wasserstoff im Gleichstrom mit dem Einsatzmaterial in eine erste Hydrierungszone in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators eingespeist. It is fed in co-current with the feedstock into a first hydrogenation zone in the presence of a hydrogenation catalyst hydrogen. Ein flüssiger Abstrom aus der ersten Hydrierungszone wird dann zu einer zweiten Hydrierungszone geleitet, worin der flüssige Abstrom im Gegenstrom zu Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators kontaktiert wird. A liquid effluent from the first hydrogenation zone is then passed to a second hydrogenation zone wherein the liquid effluent is countercurrently contacted to hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst. Bevorzugte Hydrierungskatalysatoren sind jene, die Nicht-Edelmetalle in der ersten Hydrierungszone umfassen, und können Edel- oder Nicht-Edelmetalle in der zweiten Hydrierungszone umfassen. Preferred hydrogenation catalysts are those comprising non-noble metals in the first hydrogenation zone, and may comprise noble or non-noble metals in the second hydrogenation zone.
  • [0007] [0007]
    Obwohl das Konzept der Gegenstrom-Hydroverarbeitung seit einiger Zeit bekannt ist, werden Gegenstromreaktoren in der Erdölindustrie in der Regel nicht verwendet, vor allem weil herkömmliche Gegenstromreaktoren für ein Fluten des Katalysatorbetts anfällig sind. While the concept of countercurrent hydroprocessing has been known for some time, countercurrent flow reactors are not used in the petroleum industry in general, primarily because conventional countercurrent reaction vessels are susceptible to flooding of the catalyst bed. Dies bedeutet, dass die relativ hohe Geschwindigkeit des aufwärts fließenden Behandlungsgases den abwärts gerichteten Strom der Flüssigkeit verhindert. This means that the relatively high velocity of the upflowing treat gas prevents the downward flow of the liquid. Die Flüssigkeit kann somit das Katalysatorbett nicht passieren. The liquid thus can not pass through the catalyst bed. Obwohl das Fluten unerwünscht ist, verbessert sich das Kontaktieren des Katalysators mit der Reaktantflüssigkeit, wenn sich das Bett einem gefluteten Zustand annähert. While flooding is undesirable, the contacting the catalyst with the reactant liquid improves as the bed approaches a flooded condition. Jedoch macht ein Betrieb nahe dem Punkt des beginnenden Flutens das Verfahren gegenüber Schwankungen des Drucks oder der Temperatur oder der Flüssigkeits- oder Gasströmungsgeschwindigkeiten anfällig. However, operation makes close to the point of incipient flooding the method to variations in pressure or temperature, or liquid or gas flow velocities prone. Dies kann zu einer Störung führen, die groß genug ist, um ein Fluten und ein Abschalten der Verfahrensanlage einzuleiten, um zu einem stabilen Betrieb zurückzukehren. This can lead to a disturbance large enough to initiate flooding, and a shutdown of the process unit to return to a stable operation. Solche Unterbrechungen sind in einem kontinuierlichen kommerziellen Betrieb im hohen Maße unerwünscht. Such interruptions are undesirable in a continuous commercial operation in a high degree.
  • [0008] [0008]
    Daher besteht nach wie vor ein Bedarf an verbesserten Gegenstromreaktorkonstruktionen, die nicht so leicht für das Fluten anfällig sind oder die sich leichter ohne ein Abschalten erholen können, wenn ein Fluten auftreten sollte. Therefore, there remains a need for improved countercurrent reactor designs that are so easy for flooding are not vulnerable or unable to recover easily without a shutdown if flooding should occur.
  • Zusammenfassung der Erfindung Summary of the Invention
  • [0009] [0009]
    Erfindungsgemäß wird ein Reaktor wie in Anspruch 1 definiert zur Umsetzung von flüssigen Erdöl- und chemischen Strömen mit einem wasserstoffhaltigen Behandlungsgas in Gegenwart eines Katalysators in mindestens einer Gegenstromreaktionszone bereitgestellt. According to the invention a reactor as in claim 1 is defined for the implementation of liquid petroleum and chemical streams with a hydrogen-containing treat gas in the presence of a catalyst provided in at least one countercurrent reaction zone.
  • [0010] [0010]
    In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform enthält der Reaktor zwei oder mehrere Reaktionszonen. In one embodiment of the invention, the reactor contains two or more reaction zones.
  • [0011] [0011]
    In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform liegt mindestens einer der Dampfdurchlässe außerhalb des Reaktors. In a further embodiment of the invention at least one of the vapor passageways is external to the reactor.
  • Kurze Beschreibung der Figuren Brief Description of the Figures
  • [0012] [0012]
    1 1 ist ein erfindungsgemäßer Reaktor, welche drei Reaktionszonen zeigt, von denen jede Dampfdurchlässe, sodass aufwärts fließender Dampf eine Reaktionszone umgehen kann, und ein Flüssigkeitsablassmittel enthält. is a reactor according to the invention showing three reaction zones, each of which vapor passageways so that upwardly flowing vapor can bypass a reaction zone, and includes a liquid drain means.
  • [0013] [0013]
    2 2 ist eine Darstellung, wie der Reaktor der is a representation of how the reaction vessel of the 1 1 auf einen Flutzustand reagiert, während Maßnahmen getroffen werden, um die Hydrodynamik des Betts zum Normalzustand zurückzuführen. responsive to a flood state, while measures are taken to return bed hydrodynamics to normal.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung Detailed Description of the Invention
  • [0014] [0014]
    Die erfindungsgemäßen Reaktoren sind für die Verwendung in einem beliebigen Erdöl- oder chemischen Verfahren geeignet, bei dem es vorteilhaft ist, ein Gas, wie ein wasserstoffhaltiges Behandlungsgas, im Gegenstrom zu dem Strom von flüssigem Einsatzmaterial zu leiten. The reactors according to the invention are suitable for use in any petroleum or chemical process wherein it is advantageous to use a gas such as a hydrogen-containing treatment gas to direct counter-current to the flow of liquid feedstock. Nicht-einschränkende Beispiele für Raffinierverfahren, bei denen die vorliegenden Reaktoren verwendet werden können, schließen die Hydroumwandlung von schwe ren Erdöleinsatzmaterialien in niedriger siedende Produkte, das Hydrocracken von Einsatzmaterialien im Destillatsiedebereich, die Hydrobehandlung (Hydrotreating) von verschiedenen Erdöleinsatzmaterialien zur Entfernung von Heteroatomen wie Schwefel, Stickstoff und Sauerstoff, die Hydrierung von Aromaten, die Hydroisomerisierung und/oder katalytische Entparaffinierung von Wachsen, insbesondere Fischer-Tropsch-Wachsen, und die Entmetallisierung von schweren Strömen ein. Non-limiting examples of refinery processes in which the present reactors can be employed include the hydroconversion of pivoting Ren petroleum feedstocks to lower boiling products, the hydrocracking of feedstocks in the distillate boiling range, the hydrotreating (hydrotreating) of various petroleum feedstocks to remove heteroatoms such as sulfur, nitrogen and oxygen, the hydrogenation of aromatics, hydroisomerization and / or catalytic dewaxing of waxes, particularly Fischer-Tropsch waxes, and the demetallation of heavy streams a. Es ist bevorzugt, dass die erfindungsgemäßen Reaktoren jene sind, in denen ein Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial hydrobehandelt und hydriert wird, insbesondere wenn Heteroatome entfernt werden und wenn mindestens ein Teil der Aromatenfraktion des Einsatzmaterials hydriert wird. It is preferred that the reactors of the invention are those in which a hydrocarbon feedstock is hydrotreated and hydrogenated, in particular when heteroatoms are removed and when at least a portion of the aromatic fraction of the feed is hydrogenated.
  • [0015] [0015]
    Bei der Gegenstromverarbeitung behindert das vertikal aufwärts strömende Gas die abwärts gerichtete Bewegung der Flüssigkeit. In countercurrent processing, the vertically upflowing gas hinders the downward movement of the liquid. Bei geringen Flüssigkeits- und Gasgeschwindigkeiten reicht die Behinderung durch das sich langsam bewegende Gas nicht aus, um ein Fluten hervorzurufen, und die Flüssigkeit in dem Reaktor ist in der Lage, durch das Katalysatorbett oder die Katalysatorbetten abzulaufen. At low liquid and gas velocities, the hindrance from the slowly moving gas is not enough to cause flooding and the liquid in the reactor is able, through the catalyst bed, or the catalyst beds to drain.
  • [0016] [0016]
    Wenn jedoch entweder die Geschwindigkeit des aufwärts strömenden Gases oder die Geschwindigkeit der abwärts strömenden Flüssigkeit zu hoch ist, kann die Flüssigkeit nicht durch das Katalysatorbett ablaufen. However, if the speed of the upwards flowing gas or the speed of the downflowing liquid rate is either too high, liquid can not drain through the catalyst bed. Dies ist als "Fluten" bekannt. This is known as "flooding". Die Verweilzeit der Flüssigkeit in dem Bett nimmt zu und die Flüssigkeit kann beginnen, sich oberhalb der Oberseite des Betts anzusammeln. The residence time of the liquid in the bed increases and liquid may begin to accumulate above the top of the bed. Die Geschwindigkeit des aufwärts strömenden Gases, bei der ein Fluten in einem gegebenen Bett stattfindet, hängt von solchen Faktoren wie der Geschwindigkeit und den physikalischen Eigenschaften der abwärts strömenden Flüssigkeit ab. The velocity of the upwardly flowing gas at which flooding occurs in a given bed will depend on such factors as the speed and the physical properties of the downflowing liquid. Ebenso hängt die Geschwindigkeit der abwärts strömenden Flüssigkeit, bei der ein Fluten in einem gegebenen Bett auftritt, in gleicher Weise von der Geschwindigkeit und den Eigenschaften des aufwärts strömenden Gases ab. Likewise, if the pace of the downflowing liquid rate at which flooding occurs in a given bed, in the same way from the speed and the properties of upflowing gas.
  • [0017] [0017]
    Die erfindungsgemäßen Reaktoren sind in Folge von Dampfdurchlässen, die bewirken, dass ein Teil des aufwärts strömenden Behandlungsgases durch ein oder mehrere der Katalysatorbetten selektiv umgeleitet wird, weniger für ein Fluten anfällig als herkömmliche Gegenstromreaktoren. The reactors according to the invention are as a result of vapor passages, which cause a portion of the upflowing treat gas is selectively redirected by one or more of the catalyst beds, less susceptible to flooding than conventional countercurrent reactors. Der Teil des aufwärts strömenden Behandlungsgases, der ein Katalysatorbett umgeht, nimmt zu, wenn der Dampfdruckabfall über das Katalysatorbett zunimmt. The part of the upflowing treat gas that bypasses a catalyst bed increases as vapor pressure drop increases through the catalyst bed. Somit liefern die Dampfdurchlässe eine selbst einstellende Regulierung von aufwärts strömendem Dampf, wodurch das Fenster des hydrodynamischen Betriebs des Reaktors erweitert wird. Thus, the vapor passageways provide a self-adjusting regulation of upward flowing steam, causing the window of the hydrodynamic operation of the reactor is expanded. Eine weitere Erweiterung dieses Bereichs kann erhalten werden, indem ein oder mehrere äußere Dampfdurchlässe mit Strömungskontrollmitteln eingefügt werden. A further extension of this range can be obtained by one or more external vapor passageways with flow control means are inserted. Ein solches System liefert ein Mittel, wodurch der Druckabfall des Katalysatorbetts und daher die Wirksamkeit des Kontaktierens mit dem Katalysator kontrolliert werden können. Such a system provides a means whereby the pressure drop of the catalyst bed and, therefore, the effectiveness of contacting with the catalyst can be controlled. Wenn vorzugsweise sowohl innere als auch äußere Dampfdurchlässe bereitgestellt werden, können die äußeren Dampfdurchlässe mit einem Steuerungsmittel gesteuert werden, vorzugsweise ein Ventil für die sogenannte "Abgleichs"umleitung. Preferably, when both internal and external vapor passageways are provided, the external vapor passageways can be controlled with a control means, preferably a valve for so-called "balance" redirection. Das Ventil kann selbstverständlich automatisch gesteuert werden, sodass es sich bis zu einem geeigneten Grad als Antwort auf ein Signal öffnet und schließt, das als Antwort auf Änderungen des Druckabfalls in dem Katalysatorbett/den Katalysatorbetten übermittelt wird. The valve of course can be automatically controlled so that it opens in response to a suitable degree to a signal and closes, which is transmitted in response to changes in the pressure drop in the catalyst bed / the catalyst beds. Dies bedeutet, dass die Abgleichsumleitung verwendet wird, um den Reaktor so nahe am Fluten wie erwünscht arbeiten zu lassen. This means that the balance redirection is used to make the reactor work as desired on the floods so close. Das Behandlungsgas, das ein bestimmtes Katalysatorbett oder bestimmte Katalysatorbetten nicht umgeht, passiert das andere Katalysatorbett/die anderen Katalysatorbetten und dient dazu, an den erwünschten Hydroprocessing-Reaktionen teilzunehmen, leichte oder verdampfte Reaktionsprodukte abzuführen und Katalysatorgifte wie Schwefelwasserstoff, Wasser und/oder Ammoniak usw. zu strippen. The treatment gas which does not bypass a particular catalyst bed or certain catalyst beds, passing through the other catalyst bed / the other catalyst beds and is used to take part in the desired hydroprocessing reactions, remove light or vaporized reaction products and catalyst poisons such as hydrogen sulfide, water and / or ammonia, etc. to strip.
  • [0018] [0018]
    Somit bieten die Dampfdurchlässe einen erweiterten Betriebsbereich und eine Möglichkeit, nahe am Flutpunkt des Reaktors zu arbeiten. Thus, the vapor passageways provide an extended operating range and an opportunity to work close to the flooding point of the reactor. Dies ermöglicht ein stabileres, effizienteres Reaktorbetriebsregime. This enables a more stable, more efficient reactor operating regime. Ferner kann der Reaktor sicher und kontinuierlich betrieben werden und spricht gleichzeitig auf normale Prozessschwankungen der Flüssigkeits- und Dampfströmungsgeschwindigkeit und der Temperatur an. Further, the reactor can safely and continuously operate while responsive to normal process fluctuations in liquid and vapor flow rate and temperature. Der Bereich von Gesamtströmungsgeschwindigkeiten, die toleriert werden können, wird dadurch erweitert. The range of total flow rates that can be tolerated is thereby extended. Der Betrieb nahe am Flutpunkt führt zu sehr wirksamem Kontaktieren, weil die Katalysatorteilchen durch die abwärts strömende Flüssigkeit gut berieselt werden. The operating close to the flooding point results in very effective contacting because the catalyst particles are well irrigated by the downward flowing liquid. Bei einem Fehlen von Dampfdurchlässen müsste man einen herkömmlichen Gegenstromreaktor bei geringerer Effizienz betreiben, um betriebsbereit zu bleiben. In the absence of vapor passageways would have to operate a conventional countercurrent reactor at lower efficiency in order to remain operational.
  • [0019] [0019]
    Die höhere Kapazität der Dampfströmungsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Reaktoren sorgt für Flexibilität hinsichtlich der Verwendung von höheren Quenchgasgeschwindigkeiten und/oder Behandlungsgasgeschwindigkeiten, was eine größere Anwendungsbreite bei Reaktionen mit einem hohen Wasserstoffverbrauch und einer hohen Wärmefreisetzung wie der Aromatensättigung ermöglicht. The higher capacity of the steam flow rate of the reactors according to the invention provides flexibility with regard to the use of higher Quenchgasgeschwindigkeiten and / or treat gas rates, enabling a greater range of application for reactions involving high hydrogen consumption and a high heat release, such as the aromatics saturation. Außerdem ermöglicht die höhere Gashandhabungskapazität die Verwendung der Gegenstromreaktionsverfahrenstechnik bei Reaktionen mit Entwicklung von Dampfphasenprodukten, die in Folge von überschüssigem, während der Reaktion erzeugtem Dampf andernfalls zum Fluten führen können, zB dem Hydrocracken. In addition, the higher gas handling capacity enables the use of countercurrent reaction process engineering in reactions with development of vapor phase products which otherwise may result in flooding as a result of excess steam produced during the reaction, such as hydrocracking.
  • [0020] [0020]
    Falls ein Fluten stattfindet, erholen sich die erfindungsgemäßen Reaktoren auch leichter und werden zurück zum Normalbetrieb gebracht. If flooding takes place, reactors, the invention also easier to recover and returned to normal operation. Während des Flutens nimmt der Flüssigkeitsbestand in dem Bett zu, und Flüssigkeit kann beginnen, sich oberhalb der Oberseite des Betts anzusammeln. During flooding the liquid component increases in the bed, and liquid may begin to accumulate above the top of the bed. Dieser Flüssigkeitsstau muss abgelassen werden, damit eine Erholung von dem Fluten erfolgt. This liquid backup must be drained to allow recovery from flooding occurs. Die Dampfdurchlässe verringern die Gasströmungsgeschwindigkeit durch das Katalysatorbett/die Katalysatorbetten, wodurch die Flüssigkeit leichter durch das Katalysatorbett/die Katalysatorbetten ablaufen kann. The vapor passageways reduce the gas flow rate through the catalyst bed / the catalyst beds, so that the liquid can easily drain through the catalyst bed / the catalyst beds. Das erfindungsgemäße Flüssigkeitsablassmittel trägt auch zur Erholung des Reaktors von dem Fluten bei. The liquid drain means according to the invention also contributes to the recovery of the reactor by the floods.
  • [0021] [0021]
    Wenn hier nicht anders angegeben, beziehen sich die Begriffe "stromabwärts" und "stromaufwärts" auf den Flüssigkeitsstrom, der abwärts fließt. Here, if not otherwise indicated, the terms "downstream" and "upstream" in the liquid flow that flows downward.
  • [0022] [0022]
    Die erfindungsgemäßen Reaktoren werden anhand einer Beschreibung eines Beispielreaktors besser verständlich, der hier in den The reactors of this invention will become apparent from a description of an example reactor better understood in the here 1 1 und and 2 2 gezeigt ist. is shown. Verschiedene Reaktoreinbauten, wie Strömungsverteilermittel, Thermoelemente, Wärmeübertragungsvorrichtungen usw., sind in den Figuren der Einfachheit halber nicht gezeigt. Various reactor internals, such as flow distributor means, thermocouples, heat transfer devices etc. are not shown in the figures for simplicity. 1 1 zeigt Reaktor R, der einen Flüssigkeitseinlass LI zur Aufnahme eines zu behandelnden Einsatzmaterials R indicates the reactor having a liquid inlet LI for receiving a feedstock to be treated 10 10 und einen Flüssigkeitsauslass LO zur Entfernung von flüssigem Reaktionsprodukt enthält. and a liquid outlet LO for removing liquid reaction product contains. Es wird auch ein Behandlungsgaseinlass GI und ein Gasauslass GO bereitgestellt. There is also provided a treating gas inlet GI and gas outlet GO a. Der Reaktor enthält drei in Reihe angeordnete Reaktionszonen r 1 , r 2 und r 3 . The reactor contains three serially arranged reaction zones r 1, r 2 and r third Jeder Reaktionszone geht unmittelbar voraus und folgt unmittelbar eine Nicht-Rekationszone nr 1 , nr 2 , nr 3 und nr 4 . Each reaction zone is immediately preceded and immediately followed by a non-Rekationszone number 1, number 2, number 3 and no. 4 Die Nicht-Reaktionszone kann ein Hohlraum oder ein leerer Abschnitt in dem Reaktor sein. The non-reaction zone may be a void, or an empty section in the reactor. Ein Flüssigkeitsverteilungsmittel LR (das in A liquid distribution means LR (which in 2 2 der Einfachheit halber nicht gezeigt ist) kann oberhalb von jeder Reaktionszone angeordnet sein, um abwärts fließende Flüssigkeit gleichmäßiger in der nächsten stromabwärts liegenden Reaktionszone zu verteilen. for simplicity not shown) may be disposed above each reaction zone down to distribute liquid flowing evenly in the next downstream reaction zone. Jede Reaktionszone ist aus einem Katalysatorbett zusammengesetzt, das für die erwünschte Reaktion geeignet ist. Each reaction zone is composed of a catalyst bed which is suitable for the desired reaction.
  • [0023] [0023]
    Fünf Dampfdurchlässe VB 1 , VB 2 , VB 3 , VB 4 und VB 5 und ein Flüssigkeitsablassmittel LD sind bei den Reaktoren der Figuren gezeigt, auch wenn irgendeine Anzahl und Größe der Dampfdurchlässe in Abhängigkeit von dem Anteil des Dampfes verwendet werden kann, den man die Reaktionszone(n) zu umgehen wünscht. Five vapor passageways VB 1, VB 2, VB 3, VB 4 and VB 5 and one liquid drain means LD are shown for the reactors of the figures, although any number and size of the vapor passageways in dependence can be used by the proportion of the steam, which one the reaction zone (s) wishes to avoid. Für erfindungsgemäße Zwecke ist es erwünscht, dass nur ein Teil des Dampfes ein oder mehrere Gegenstromreaktionszonen umgeht. For purposes of this invention, it is desirable that only a portion of the vapor one or more countercurrent reaction zones bypasses. Es ist bevorzugt, dass weniger als etwa 50 Vol.%, soweit möglich, umgeleitet werden. It is preferred that less than about 50 vol.%, If possible, be diverted. Das Flüssigkeitsablassmittel dient als Dampfdurchlass während des Normalbetriebs, kann jedoch das Ablassen von Flüssigkeit bei Flutungsstörungen ermöglichen. The liquid drain means serves as a vapor passageway during normal operation but can allow the discharge of liquid at flooding disorders. Es ist selbstverständlich, dass mehr als ein Flüssigkeitsablassmittel in einer beliebigen oder mehreren beliebigen Reaktionszonen verwendet werden können. It is to be understood that more than one liquid drain means in a any one or more reaction zones can be used. Die Größe und Anzahl von sol- chen Flüssigkeitsablassmitteln hängt von solchen Faktoren wie der Größe des Reaktors, der Packung des Katalysators in dem Katalysatorbett/den Katalysatorbetten und der Strömungsgeschwindigkeit von Flüssigkeit durch das Katalysatorbett ab. The size and number of such a liquid drain means will depend on such factors as the size of the reactor, the packing of the catalyst in the catalyst bed / the catalyst beds and the flow rate of liquid through the catalyst bed from.
  • [0024] [0024]
    Der Reaktor der The reactor of the 1 1 wird betrieben, indem das zu behandelnde Einsatzmaterial in Flüssigkeitseinlass LI des Reaktors R eingebracht wird. is operated by the feedstock to be treated is introduced into liquid inlet LI of the reactor R. Ein geeignetes Behandlungsgas, wie ein wasserstoffhaltiges Gas, wird durch Öffnung GI im Gegenstrom zu dem abwärts gerichteten Strom des flüssigen Einsatzmaterials in den Reaktor eingebracht. A suitable treat gas, such as a hydrogen-containing gas is introduced by opening GI in countercurrent to the downward flow of the liquid feedstock into the reactor. Es ist selbstverständlich, dass das Behandlungsgas nicht allein an dem unteren Teil des Reaktors bei GI eingebracht werden muss, sondern auch in eine beliebige oder mehrere beliebige der Nicht-Reaktionszonen eingebracht werden kann, beispielsweise bei GI a und/oder GI b . It is to be understood that the treat gas need not be introduced solely at the lower part of the reactor at GI, but may also be introduced in any one or more of any of the non-reaction zones, for example at GI A and / or GI b. Das Behandlungsgas kann auch in ein beliebiges oder mehrere beliebige der Katalysatorbetten injiziert werden. The treatment gas may also be injected into any one or more of any of the catalyst beds. Ein Vorteil des Einbringens von Behandlungsgas an verschiedenen Stellen in dem Reaktor besteht darin, die Temperatur innerhalb des Reaktors zu kontrollieren. An advantage of introducing treat gas at various points in the reactor is to control the temperature within the reactor. Beispielsweise kann kaltes Behandlungsgas an verschiedenen Stellen in den Reaktor injiziert werden, um jegliche exotherme Reaktionswärme abzumildern. For example, cold treat gas can be injected at various points in the reactor in order to mitigate any exothermic heat of reaction. Es liegt auch im Bereich dieser Erfindung, dass das gesamte Behandlungsgas an irgendeiner der zuvor genannten Stellen eingebracht werden kann, solange mindestens ein Teil davon im Gegenstrom zu der Flüssigkeitsströmung in mindestens einer Reaktionszone strömt. It is also within the scope of this invention that all of the treat gas can be introduced at any of the aforesaid points as long as at least a part of it in counter-current to the fluid stream flows in at least one reaction zone.
  • [0025] [0025]
    Die Reaktoren, die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden bei für die gewünschte Reaktion geeigneten Temperaturen und Drücken betrieben. The reactors which are used in the practice of the present invention are operated at suitable for the desired reaction temperatures and pressures. Beispielsweise liegen typische Hydroprocessing-Temperaturen im Bereich von etwa 40°C bis etwa 450°C bei Drücken von etwa 50 psig (0,3 MPa) bis etwa 3.000 psig (20,7 MPa), vorzugsweise 50 bis 2.500 psig (0,3 bis 17,2 MPa). For example, typical hydroprocessing temperatures will range from about 40 ° C to about 450 ° C at pressures from about 50 psig (0.3 MPa) to about 3000 psig (20.7 MPa), preferably from 50 to 2500 psig (0.3 to 17.2 MPa). Das flüssige Einsatzmaterial passiert abwärts gerichtet das Katalysatorbett von Reaktionszone r 1 , in der es sich auf der Katalysatoroberfläche mit dem Behandlungsgas umsetzt. The liquid feedstock passes downward directed, the catalyst bed of reaction zone r1, where it reacts on the catalyst surface with the treatment gas. Jegliche erhaltenen Dampfphasenreaktionsprodukte werden durch das aufwärts strömende Behandlungsgas nach oben gespült. Any resulting vapor-phase reaction products are flushed through the upflowing gas treatment upwards. Diese Dampfphasenreaktionsprodukte können relativ niedrig siedende Kohlenwasserstoffe und Heteroatomkomponenten wie H 2 S und NH 3 einschließen. This vapor phase reaction products may include relatively low boiling hydrocarbons and heteroatom components, such as H 2 S and NH 3. Jegliches unumgesetztes Einsatzmaterial sowie flüssiges Reaktionsprodukt passiert abwärts gerichtet jedes aufeinanderfolgende Katalysatorbett von jeder aufeinanderfolgenden Reaktionszone r 2 und r 3 . Any unreacted feedstock, as well as liquid reaction product passes downwardly each successive catalyst bed of each successive reaction zone r 2 and r third Diese Figur zeigt ein optionales Flüssigkeitsverteilungsmittel LR, das oberhalb von jedem Katalysatorbett angeordnet werden kann. This Figure shows an optional liquid distribution means LR which can be positioned above each catalyst bed. Die Enden der Dampfdurchlässe können oberhalb oder unterhalb des Flüssigkeitsverteilungsmittels angeordnet sein. The ends of the vapor passageways may be situated above or below the liquid distribution means. Beispielsweise zeigt For example, shows 1 1 das obere Ende von Dampfdurchlass VB3, der an einer Stelle oberhalb von Flüssigkeitsverteilungsmittel LR endet. the upper end of vapor passageway VB3 terminating at a point above liquid distribution means LR. Das untere Ende von Dampfdurchlässen VB 1 und VB 2 endet an einer Stelle unterhalb von dem Flüssigkeitswiederverteilungsmittel LR. The lower end of vapor passageways VB 1 and VB 2 terminates at a point below the liquid redistribution means LR. Diese Anordnung ermöglicht eine selektive Umleitung von in Reaktionszone r 2 erzeugten Dämpfen zu dem Reaktorgasauslass, wobei gleichzeitig wasserstoffhaltiges Be handlungsgas höherer Reinheit in Katalysatorbett r 1 eingebracht wird, indem wasserstoffhaltiges Gas höherer Reinheit aus nr 3 zu dem Einlass von Katalysatorbett r 1 selektiv umgeleitet wird. This arrangement allows for selective diversion of produced in reaction zone r 2 vapors to the reactor gas outlet, while at the same hydrogen-containing Be is introduced treatment gas having a higher purity in the catalyst bed r1 by hydrogen-containing gas of higher purity is selectively diverted from 3 to the inlet of catalyst bed r1. Es liegt im Bereich dieser Erfindung, dass die oberen oder unteren Enden von einem oder mehreren der Dampfdurchlässe an einer Stelle innerhalb der Reaktionszone enden, wie wenn beispielsweise Katalysatorteilchen mit zwei unterschiedlichen Größen oder Geometrien in einer einzelnen Reaktionszone in Schichten verwendet werden. It is within the scope of this invention that the upper or lower ends of one or more ends of the vapor passageways at a location within the reaction zone, as for example, when catalyst particles of two different sizes or geometries in a single reaction zone may be used in layers. Es wird nicht angenommen, dass der exakte Typ von Flüssigkeitsverteilungsboden die Durchführung der vorliegenden Erfindung einschränkt und der Reaktor daher beliebige herkömmliche Verteilungsböden wie Siebböden, Glockenböden usw. verwenden kann. It is not believed that the exact type of liquid distribution tray carrying out the present invention restricts the reactor and therefore any conventional distribution trays such as sieve trays, bubble cap trays, etc. can use. Der Flüssigkeitsabstrom verlässt den Reaktor über Öffnung LO und Dampfabstom über Öffnung GO. The liquid effluent exits the reactor via opening LO and Dampfabstom on opening GO. Die bevorzugte Betriebsweise der erfindungsgemäß verwendeten Reaktoren besteht darin, dass lediglich ein Teil des Dampfes umgeleitet wird, wobei gleichzeitig ausreichend durch das Katalysatorbett/die Katalysatorbetten aufwärts strömender Dampf nach wie vor gewährleistet wird, um die Nachfrage an Behandlungsgas (Wasserstoff) für diese Katalysatorbetten mit relativ hoher kinetischer Effizienz zu erfüllen. The preferred mode of operation of the reactors used in the invention is that only a part of the steam is diverted, is at the same time sufficiently ensured through the catalyst bed / the catalyst beds upwardly flowing vapor still to meet the demand of treatment gas (hydrogen) for that catalyst beds with relatively high kinetic efficiency to meet.
  • [0026] [0026]
    Wie zuvor erwähnt, sind Gegenstromreaktoren typischerweise für eine Störung durch Flutung anfällig. As previously mentioned, countercurrent reaction vessels are typically susceptible to interference from flooding. Dies bedeutet, dass das aufwärts strömende Behandlungsgas das flüssige Einsatzmaterial und den Flüssigkeitsabstrom daran hindert, durch ein oder mehrere Katalysatorbetten abwärts zu fließen. That is, the upflowing treat gas, the liquid feedstock and liquid effluent to prevent from flowing downward through one or more catalyst beds. 2 2 zeigt hier, wie der Reaktor der here shows how the reactor of the 1 1 während eines Flutzustands arbeiten würde, um den Reaktor ohne erhebliche Ausfallzeit zum Betrieb zurückzubringen. would operate during a flooding situation, to return the reactor without significant downtime for operation. Beispielsweise steigt während eines Flutzustands in Reaktionszone r2 der Flüssigkeitsbestand in dem Bett an und Flüssigkeit LF kann beginnen, sich oberhalb der Oberseite des Katalysatorbetts anzusammeln. For example, increases during a flooding situation in reaction zone r2 of the liquid inventory in the bed and liquid LF may begin to accumulate above the top of the catalyst bed. Ein oder mehrere Flüssigkeitsablassmittel LD. One or more liquid drain means LD. werden bereitgestellt, damit die Flüssigkeit ein oder mehrere Katalysatorbet ten umgehen kann. are provided so that the liquid can handle one or more Katalysatorbet th. Vor dem Fluten kann das Flüssigkeitsablassmittel als Dampfdurchlass fungieren. Before flooding the liquid drain means can act as a vapor transmission. Der obere Teil des Flüssigkeitsablassmittels kann mit dem Katalysatorbett bündig abschließen oder sich auf irgendeiner Höhe oberhalb der Oberseite des Katalysatorbetts befinden. The top of the liquid drain means can be flush with the catalyst bed or located on any height above the top of the catalyst bed. Es ist bevorzugt, dass der obere Teil des Flüssigkeitsablassmittels mit der Oberseite des Katalysatorbetts im Wesentlichen bündig abschließt. It is preferred that the upper part of the liquid discharge means with the top of the catalyst bed substantially flush. Jegliche Flüssigkeit, die das Ablassmittel passiert, kann zu dem nächsten stromabwärts liegenden Bett geleitet werden, oder sie kann vorzugsweise in eine beliebige oder mehrere beliebige der stromaufwärts liegenden Reaktionszonen zurückgeführt werden. Any liquid that passes through the drain means can be passed to the next downstream bed or it can preferably be recycled to any one or more of any of the upstream reaction zones.
  • [0027] [0027]
    Die Dampf- und Flüssigkeitsablassdurchlässe können irgendein geeignetes Gefüge sein, das aus einem Material konstruiert ist, das die Betriebsbedingungen des Reaktors überstehen kann. The vapor and liquid drain passages may be any suitable structure that is constructed of a material that can withstand the operating conditions of the reactor. Geeignete Materialien schließen Metalle, wie rostfreie und Kohlenstoffstähle, keramische Materialien sowie Hochleistungsverbundmaterialien wie Kohlefasermaterialien ein. Suitable materials include metals such as stainless and carbon steels, ceramic materials and advanced composite materials such as carbon fiber materials. Bevorzugt sind röhrenförmige Durchlässe. Preferably tubular passages. Die Durchlässe müssen nicht völlig senkrecht sein. The passages need not be perfectly vertical. Das heißt, dass sie geneigt oder gekrümmt sein können oder sogar in Form einer Spirale vorliegen können. That is, they may be inclined or curved, or may even be in the form of a spiral. Es ist selbstverständlich, dass die Durchlässe irgendeine geeignete Größe in Abhängigkeit von der Menge und der Geschwindigkeit von Dampf aufweisen können, den man von einer Nicht-Reaktionszone zu einer anderen umzuleiten wünscht. It is to be understood that the passageways can be of any suitable size depending on the amount and rate of vapor one wishes to redirect from a non-reaction zone to another. Ferner können ein oder mehrere der Durchlässe oder Ablassmittel ein flaches, im Wesentlichen horizontales Teil, wie eine Ablenkplatte, darüber aufweisen, um zu verhindern, dass Flüssigkeit aus einem stromaufwärts liegenden Bett in die Durchlässe fällt. Furthermore, one or more of the passages or discharge means is a flat, substantially horizontal portion, such as a baffle, above have to prevent liquid drops from an upstream bed in the passages. Ebenso können sich mehr als ein Durchlass über mindestens einen Teil von einer beliebigen oder mehreren beliebigen Reaktionszonen erstrecken. More than one passage may also extend over at least a portion of one any one or more reaction zones. Es ist bevorzugt, dass sich die Dampfdurchlässe über die eine oder mehreren Reaktionszonen vollständig erstrecken. It is preferred that the vapor passageways extend completely through the one or more reaction zones. Wenn eine Vielzahl verwendet wird, ist es bevorzugt, dass sie um die vertikale Achse des Reaktors herum konzentrisch angeordnet sind. When a plurality is used it is preferred that they are arranged concentrically about the vertical axis of the reactor around. Ein oder mehrere Dampfdurchlässe können auch außerhalb der Reaktionszone geführt werden. One or more steam passages may be conducted outside the reaction zone. Beispielsweise kann eine röhrenförmige Anordnung auf der Außenseite des Reaktors verwendet werden, sodass sich eine oder mehrere Nicht-Reaktionszonen in Fluidkommunikation mit einer beliebigen oder mehreren beliebigen anderen Nicht-Reaktionszonen befinden. For example, a tubular arrangement can be used on the outside of the reactor, so that there are one or more non-reaction zones in fluid communication with any one or more other non-reaction zones. Die Dampfdurchlässe können ein Strömungskontrollmittel enthalten, um den Teil von Dämpfen zu kontrollieren, der aus einer Nicht-Reaktionszone zu einer anderen Nicht-Reaktionszone geleitet wird. The vapor passageways may contain a flow control agent to control the portion of vapors which is passed from one non-reaction zone to another non-reaction zone. Wenn sich die Dampfdurchlässe außerhalb des Reaktors befinden, dann ist es bevorzugt, dass das Strömungskontrollmittel einfach ein Strömungskontrollventil ist. When the steam passages outside the reactor are, it is preferred that the flow control means is simply a flow control valve.
  • [0028] [0028]
    Es liegt im Bereich der vorliegenden Erfindung, dass die Dampfdurchlässe zwei oder mehrere Katalysatorbetten oder Reaktionszonen umgehen. It is within the scope of the present invention that the vapor passageways, two or more catalyst beds or reaction zones round. Ferner müssen die Dampfdurchlässe keine hohlen Gefüge wie vollwandige Rohre sein, jedoch können sie ein Packungsmaterial enthalten, wie inerte Kugeln oder Katalysatorteilchen oder beides. Further, the vapor passageways need not be hollow structures, such as solid-walled tubes, but they may contain a packing material, such as inert balls, or catalyst, or both. Wenn Katalysatorteilchen zumindest einen Teil des Packungsmaterials in den Dampfdurchlässen ausmachen, können sie verwendet werden, um die Dampfphasenreaktanden weiter umzusetzen. If the catalyst at least make up part of the packing material in the vapor passageways, they can be used to further implement the Dampfphasenreaktanden. Das Packungsmaterial und/oder die Katalysatorteilchen in den Dampfdurchlässen können eine Größe aufweisen, die von den Katalyatorteilchen in den Katalysatorbetten der Reaktionszonen verschieden sind. The packing material and / or the catalyst particles in the vapor passageways can be of a size which are different from the Katalyatorteilchen in the catalyst beds of the reaction zones. Eine solche Packung kann dazu beitragen, die Umleitungseigenschaften der Rohre zu verbessern. Such packing may help to improve the redirection properties of the tubes. Die Dampfdurchlässe können auch perforiert sein, damit Dampf entlang verschiedener Niveaus des Katalysatorbetts verteilt werden kann. The vapor passageways may also perforated to allow vapor to be distributed along various levels of the catalyst bed. Es ist bevorzugt, dass sich ein oder mehrere Gleichstromreaktionszonen stromaufwärts von einer oder mehreren Gegenstromreaktionszonen befinden. It is preferred that one or more co-current reaction zones be located upstream of one or more countercurrent reaction zones. Die Zonen können in separaten Reaktoren oder zwei oder mehrere Zonen können in demselben Reaktor vorliegen. The zones can be in separate reactors, or two or more zones can be in the same reactor. Es ist bevorzugt, dass sämtliche Gegenstromzonen in demselben Reaktor vorliegen. It is preferred that all countercurrent zones be in the same reactor.
  • [0029] [0029]
    Die Durchführung der vorliegenden Erfindung ist auf alle Flüssigkeits-Dampf-Gegenstromraffinier- und chemischen Systeme anwendbar. The practice of the present invention is applicable to all liquid-vapor Gegenstromraffinier- and chemical systems. Einsatzmaterialien, die für die Verwendung in solchen Systemen geeignet sind, schließen jene im Naphtha-Siedebereich bis hin zu schweren Einsatzmaterialien, wie Gasöle und Rückstände, ein. Feedstocks which are suitable for use in such systems include those in the naphtha boiling range to heavy feedstocks, such as gas oils and residues, a. Typischerweise liegt der Siedebereich von etwa 40°C bis etwa 1000°C. Typically, the boiling range is from about 40 ° C to about 1000 ° C. Nicht-einschränkende Beispiele für solche Einsatzmaterialien, die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen Vakuumrückstand, atmosphärischen Rückstand, Vakuumgasöl (VGO), atmosphärisches Gasöl (AGO), schweres atmosphärisches Gasöl (HAGO), dampfgecracktes Gasöl (steam cracked gas oil, SCGO), entasphaltiertes Öl (deasphalted oil, DAO) und leichtes Katalysezyklusöl (light cat cycle oil, LCCO) ein. Non-limiting examples of such feeds which can be used in the practice of the present invention include vacuum resid, atmospheric resid, vacuum gas oil (VGO), atmospheric gas oil (AGO), heavy atmospheric gas oil (HAGO), steam cracked gas oil (steam cracked gas oil , SCGO), deasphalted oil (deasphalted oil, DAO) and light catalytic cycle oil (light cat cycle oil, LCCO) a.
  • [0030] [0030]
    Einsatzmaterialien, die durch den erfindungsgemäßen Reaktor behandelt werden, enthalten höchstwahrscheinlich unerwünschte hohe Gehalte an Heteroatomen, wie Schwefel und Stickstoff. Feedstocks treated by the reactor according to the invention, most likely contain undesirable high levels of heteroatoms, such as sulfur and nitrogen. In solchen Fällen ist es häufig bevorzugt, dass die erste Reaktionszone eine solche ist, in der der flüssige Einsatzmaterialstrom im Gleichstrom mit einem Strom von wasserstoffhaltigem Behandlungsgas durch ein Festbett aus einem geeigneten Hydrotreating-Katalysator fließt. In such cases, it is often preferred that the first reaction zone is one in which the liquid feed stream in the co-current with a stream of hydrogen-containing treat gas flows through a fixed bed of suitable hydrotreating catalyst. Der Begriff "Hydrotreating" (Hydrobehandlung), wie hier verwendet, bezieht sich auf Verfahren, bei denen ein wasserstoffhaltiges Behandlungsgas in Gegenwart eines Katalysators verwendet wird, der vorwiegend zur Entfernung von Heteroatomen wie Schwefel und Stickstoff unter einer gewissen Hydrierung von Aromaten wirksam ist. The term "hydrotreating" (hydrotreating), as used herein, refers to processes wherein a hydrogen-containing treat gas is used in the presence of a catalyst which is primarily active for the removal of heteroatoms, such as sulfur and nitrogen with some hydrogenation of aromatics. Der Begriff "Hydroprocessing" (Hydroverarbeitung) schließt das Hydrotreating ein, schließt jedoch auch Verfahren ein, die vorwiegend in Richtung Hydrierung, Hydrocracken und Hydroisomerisierung wirksam sind. The term "hydroprocessing" (hydroprocessing) includes hydrotreating, but also includes processes which are primarily active toward hydrogenation, hydrocracking and hydroisomerization. Ringöffnung, insbesondere von naphthenischen Ringen, kann für erfindungsgemäße Zwecke ebenfalls in den Begriff "Hydroprocessing" eingeschlossen sein. Ring opening, particularly of naphthenic rings may be for purposes of this invention are also included in the term "hydroprocessing". Geeignete Hydrotreating-Katalysatoren zur erfindungsgemäßen Verwendung sind jegliche herkömmlichen Hydrotreating-Katalysatoren und schließen jene ein, die aus mindestens einem Gruppe VIII-Metall, vorzugsweise Fe, Co und Ni, insbesondere Co und/oder Ni und am meisten bevorzugt Co sowie mindestens einem Gruppe VI-Metall, vorzugsweise Mo und W, insbesondere Mo auf einem Trägermaterial mit großer Oberfläche, vorzugsweise Aluminiumoxid, zusammengesetzt sind. Suitable hydrotreating catalysts for use in the invention are any conventional hydrotreating catalysts and include those which are comprised of at least one Group VIII metal, preferably Fe, Co and Ni, more preferably Co and / or Ni, and most preferably Co, and at least one Group VI -metal, preferably Mo and W, more preferably Mo on a support material having high surface area, preferably alumina, are assembled. Andere geeignete Hydrotreating-Katalysatoren schließen Zeolithkatalysatoren sowie Edelmetallkatalysatoren ein, wobei das Edelmetall aus Pd und Pt ausgewählt ist. Other suitable hydrotreating catalysts include zeolitic catalysts, as well as noble metal catalysts where the noble metal is selected from Pd and Pt. Es liegt im Bereich der vorliegenden Erfindung, dass mehr als ein Typ von Hydrotreating-Katalysator in demselben Reaktor verwendet wird. It is within the scope of the present invention that more than one type of hydrotreating catalyst is used in the same reactor. Das Gruppe VIII-Metall ist typischerweise in einer Menge im Bereich von etwa 2 bis 20 Gew.%, vorzugsweise von etwa 4 bis 12 Gew.% vorhanden. The Group VIII metal is typically present in an amount in the range of about 2 to 20.%, Preferably from about 4 to 12 wt.% Present. Das Gruppe VI-Metall ist typischerweise in einer Menge im Bereich von etwa 5 bis 50 Gew.%, vorzugsweise von etwa 10 bis 40 Gew.% und insbesondere von etwa 20 bis 30 Gew.% vorhanden. The Group VI metal will typically be present in an amount in the range of about 5 to 50.%, Preferably from about 10 to 40 wt.% And especially from about 20 to 30 wt.% Present. Sämtliche Gewichtsprozentsätze der Metalle beziehen sich auf den Träger. All weight percentages of the metals are based on the carrier. Mit "auf den Träger" meinen wir, dass die Prozentsätze auf das Gewicht des Trägers bezogen sind. By "on support" we mean that the percentages are based on the weight of the carrier. Wenn der Träger beispielsweise 100 g wiegt, bedeuten 20 Gew.% Gruppe VIII-Metall, dass sich 20 g Gruppe VIII-Metall auf dem Träger befinden. If the carrier for example, weighs 100 g, mean 20 wt.% Group VIII metal that 20 g of Group VIII metal is on the carrier. Typische Hydrotreating-Temperaturen liegen im Bereich von etwa 100°C bis etwa 400°C mit Drücken von etwa 50 psig (0,3 MPa) bis etwa 3.000 psig (20,7 MPa), vorzugsweise von etwa 50 psig (0,3 MPa) bis etwa 2.500 psig (17,2 MPa). Typical hydrotreating temperatures range from about 100 ° C to about 400 ° C with pressures from about 50 psig (0.3 MPa) to about 3000 psig (20.7 MPa), preferably from about 50 psig (0.3 MPa ) to about 2500 psig (17.2 MPa). Wenn das Einsatzmaterial relativ geringe Gehalte an Heteroatomen enthält, kann die Gleichstrom-Hydrobehandlungsstufe wegfallen und das Einsatzmaterial direkt zu einer Aromatensättigungs-, Hydrocrack- und/oder Ringöffnungsreaktionszone geleitet werden. If the feedstock contains relatively low levels of heteroatoms, the DC hydrotreating step may be eliminated and the feedstock are passed directly to a Aromatensättigungs-, hydrocracking and / or ring-opening reaction zone.
  • [0031] [0031]
    Zu Zwecken der Hydroverarbeitung bedeutet der Begriff "wasserstoffhaltiges Behandlungsgas" einen Behandlungsgasstrom, der mindestens eine wirksame Menge an Wasserstoff für die vorgesehene Reaktion enthält. For purposes of hydroprocessing, the term "hydrogen-containing treat gas" means a treat gas stream containing at least an effective amount of hydrogen for the intended reaction. Der in den Reaktor eingebrachte Behandlungsgasstrom enthält vorzugsweise mindestens etwa 50 Vol.%, insbesondere mindestens etwa 75 Vol.% Wasserstoff. The introduced into the reactor treat gas stream preferably contains at least about 50 vol.%, Preferably at least about 75 vol.% Hydrogen. Es ist bevorzugt, dass das wasserstoffhaltige Behandlungsgas wasserstoffreiches Frischgas, vorzugsweise Wasserstoff ist. It is preferred that the hydrogen-containing treat gas hydrogen-rich fresh gas, preferably hydrogen.
  • [0032] [0032]
    Im Falle, dass die erste Reaktionszone eine Gleichstrom-Hydrotreating-Reaktionszone ist, wird der flüssige Abstrom aus der Hydrotreating-Reaktionszone zu mindestens einer stromabwärts liegenden Reaktionszone geleitet, in der die Flüssigkeit im Gegenstrom zu dem Strom von aufwärts strömenden wasserstoffhaltigem Behandlungsgas durch ein Katalysatorbett geleitet wird. In the case where the first reaction zone is a direct-current hydrotreating reaction zone, the liquid effluent from the hydrotreating reaction zone is passed to at least one downstream reaction zone where the charge of the liquid in counter-current to the flow of upflowing hydrogen-containing treat gas through a catalyst bed will. In Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Einsatzmaterials und dem gewünschten Veredelungsgrad kann mehr als eine Reaktionszone erforderlich sein. Depending on the nature of the feedstock and the desired degree of processing may be required more than one reaction zone. Die am meisten gewünschten Reaktionsprodukte, die aus der Hydroverarbeitung erhalten werden, sind, insbesondere wenn Gasöle die Einsatzmaterialien sind, jene, die verringerte Gehalte an Schwefel und Stickstoff enthalten. The most desirable reaction products which are obtained from the hydro-processing operations, particularly when gas oils are the feedstocks, include those that decreased levels of sulfur and nitrogen. Produktströme, die Paraffine, insbesondere lineare Paraffine enthalten, sind oft gegenüber Naphthenen bevorzugt, die oft gegenüber Aromaten bevorzugt sind. Product streams containing paraffins, especially linear paraffins contain, are often preferred over naphthenes, which are often preferred over aromatics. Um dies zu erreichen, wird mindestens ein stromabwärts liegender Katalysator aus der Gruppe bestehend aus Hydrotreating-Katalysatoren, Hydrocrack-Katalysatoren, Aromatensättigungskatalysatoren und Ringöffnungskatalysatoren ausgewählt. To achieve this, a downstream catalyst is selected from the group consisting of at least selected from hydrotreating catalysts, hydrocracking catalysts, and ring opening catalysts Aromatensättigungskatalysatoren. Wenn es wirtschaftlich machbar ist, einen Produktstrom mit höheren Gehalten an Paraffinen herzustellen, schließen die stromabwärts liegenden Zonen dann vorzugsweise eine Aromatensättigungszone und eine Ringöffnungszone ein. If it is economically feasible to produce a product stream with higher levels of paraffins, then close the downstream zones preferably an aromatic saturation and ring opening zone.
  • [0033] [0033]
    Wenn eine der stromabwärts liegenden Reaktionszonen eine Hydrocrackzone ist, kann der Katalysator irgendein geeigneter herkömmlicher Hydrocrack-Katalysator sein, der unter typischen Hydrocrack-Bedingungen eingesetzt wird. If one of the downstream reaction zones is a hydrocracking zone, the catalyst can be any suitable conventional hydrocracking catalyst, which is used under typical hydrocracking conditions. Typische Hydrocrack- Katalysatoren sind in US-A-4 921 595 (UOP) beschrieben. Typical hydrocracking catalysts are described in US-A-4,921,595 (UOP). Solche Katalysatoren sind typischerweise aus einer Gruppe VIII-Metall-Hydrierkomponente auf einem Zeolith-Crackbasismaterial zusammengesetzt. Such catalysts are typically composed of a Group VIII metal hydrogenation component on a zeolite cracking base. Die Zeolith-Crackbasismaterialien werden in der Technik auch mitunter als Molekularsiebe bezeichnet und sind im Allgemeinen aus Siliciumdioxid, Alumiumoxid und einem oder mehreren austauschbaren Kationen zusammengesetzt, wie Natrium, Magnesium, Calcium, Seltenerdmetallen usw. Sie sind ferner durch Kristallporen mit relativ gleichmäßigem Durchmesser zwischen etwa 4 und 12 Å gekennzeichnet. The zeolite cracking base materials are also sometimes referred to in the art as molecular sieves, and are generally composed of silica, alumina and one or more exchangeable cations composed, such as sodium, magnesium, calcium, rare earth metals, etc. They are further characterized by crystal pores of relatively uniform diameter between about 4 and 12 Å in. Es ist bevorzugt, Zeolithe mit einem relativ hohen Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Molverhältnis größer als etwa 3, vorzugsweise größer als etwa 6 zu verwenden. It is preferred to use zeolites greater than about 3, preferably greater than about 6 with a relatively high silica / alumina mole ratio. Geeignete in der Natur vorkommende Zeolithe schließen Mordenit, Clinoptiliolit, Ferrierit, Dachiardit, Chabasit, Erionit und Faujasit ein. Suitable naturally occurring zeolites include mordenite, clinoptiliolite, ferrierite, dachiardite, chabazite, erionite and faujasite. Geeignete synthetische Zeolithe schließen die Kristalltypen β, X, Y und L, zB synthetischen Faujasit, Mordenit, ZSM-5, MCM-22 und die größerporigen Varianten der ZSM- und MCM-Reihen ein. Suitable synthetic zeolites include the β crystal type, X, Y and L, eg, synthetic faujasite, mordenite, ZSM-5, MCM-22 and the größerporigen variants of the ZSM and MCM series a. Ein besonders bevorzugter Zeolith ist ein beliebiges Mitglied der Faujasit-Familie, siehe Tracy et al. A particularly preferred zeolite is any member of the faujasite family, see Tracy et al. Proc. Proc. of the Royal Soc., 1996, Band 452, Seite 813. Es ist selbstverständlich, dass diese Zeolithe entmetallisierte Zeolithe einschließen können, die selbstverständlich ein signifikantes Porenvolumen im Mesoporenbereich, dh 20 bis 500 Å, einschließen. of the Royal Soc., 1996, Volume 452, page 813. It is to be understood that these zeolites may include demetallated zeolites, which of course is a significant pore volume in the mesopore range, ie 20 to 500 Å include. Nichteinschränkende Beispiele für Gruppe VIII-Metalle, die auf den Hydrocrack-Katalysatoren . Nonlimiting examples of Group VIII metals. On the hydrocracking catalysts verwendet werden können, schließen Eisen, Kobalt, Nickel, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin ein. may be used include iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium and platinum. Bevorzugt sind Platin und Palladium, wobei Platin bevorzugter ist. Preferred are platinum and palladium, with platinum being more preferred. Die Menge an Gruppe VIII-Metall liegt im Bereich von etwa 0,05 Gew.% bis 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators. The amount of Group VIII metal is in the range from about 0.05 wt.% To 30 wt.%, Based on the total weight of the catalyst. Wenn das Metall ein Gruppe VIII-Edelmetall ist, ist es bevorzugt, etwa 0,05 bis etwa 2 Gew.% zu verwenden. If the metal is a Group VIII noble metal, it is preferable%, about 0.05 to about 2 wt. To use. Hydrocrack-Bedingungen schließen Temperaturen von etwa 200°C bis 425°C, vorzugsweise von etwa 220°C bis 330°C, insbesondere von etwa 245°C bis 315°C, einen Druck von etwa 200 psig (1,4 MPa) bis etwa 3.000 psig (20,7 MPa) und einen stündlichen Flüssigkeitsdurchsatz von etwa 0,5 bis 10 V/V/h, vorzugsweise von etwa 1 bis 5 V/V/h ein. Hydrocracking conditions include temperatures from about 200 ° C to 425 ° C, preferably from about 220 ° C to 330 ° C, especially about 245 ° C to 315 ° C, a pressure of about 200 psig (1.4 MPa) to about 3000 psig (20.7 MPa) and a liquid hourly space velocity of about 0.5 to 10 V / V / Hr, preferably from about 1 to 5 V / V / h.
  • [0034] [0034]
    Nicht-einschränkende Beispiele für Aromaten-Hydrierkatalysatoren schließen Nickel, Kobalt-Molybdän, Nikkel-Molybdän und Nickel-Wolfram ein. Non-limiting examples of aromatics hydrogenation catalysts include nickel, cobalt-molybdenum, nickel-molybdenum and nickel-tungsten. Nicht-einschränkende Beispiele für Edelmetall-Katalysatoren schließen jene auf Basis von Platin und/oder Palladium ein, das vorzugsweise auf einem geeigneten Trägermaterial aufgebracht ist, typischerweise ein hitzebeständiges Oxidmaterial wie Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid-Siliciumdidxid, Kieselgur, Diatomeenerde, Magnesiumoxid und Zirconiumdioxid. Non-limiting examples of noble metal catalysts include those based on platinum and / or palladium, which is preferably supported on a suitable support material, typically a refractory oxide material such as alumina, silica, alumina-Siliciumdidxid, kieselguhr, diatomaceous earth, magnesia, and zirconia. Zeolithträger können ebenfalls verwendet werden. Zeolite can also be used. Solche Katalysatoren sind typischerweise für eine Vergiftung durch Schwefel und Stickstoff anfällig. Such catalysts are typically susceptible to poisoning by sulfur and nitrogen. Die Aromatensättigungszone wird vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 40°C bis etwa 400°C, insbesondere von etwa 260°C bis etwa 350°C, bei einem Druck von etwa 100 psig (0,7 MPa) bis etwa 3.000 psig (20,7 MPa), vorzugsweise von etwa 200 psig (1,4 MPa) bis etwa 1.200 psig (8,3 MPa) und bei einem stündlichen Flüssigkeitsdurchsatz (LHSV) von etwa 0,3 V/V/h bis etwa 2,0 V/V/h betrieben. The aromatic saturation zone is preferably operated at a temperature of about 40 ° C to about 400 ° C, especially about 260 ° C to about 350 ° C, at a pressure of about 100 psig (0.7 MPa) to about 3000 psig (20, 7 MPa), preferably from about 200 psig (1.4 MPa) to about 1,200 psig (8.3 MPa) and at a liquid hourly space velocity (LHSV) of about 0.3 V / V / Hr to about 2.0 V / V / h operated.
  • [0035] [0035]
    Die flüssige Phase in den erfindungsgemäßen Reaktoren sind typischerweise die Komponenten des Einsatzmaterials mit höherem Siedepunkt. The liquid phase in the reactors according to the invention are typically the components of the feedstock having a higher boiling point. Die Dampfphase ist typischerweise eine Mischung aus wasserstoffhaltigem Behandlungsgas, Heteroatom-Verunreinigungen und verdampften, niedriger siedenden Komponenten in dem frischen Einsatzmaterial sowie leichten Produkten von Hydroprocessing-Reaktionen. The vapor phase is typically a mixture of hydrogen-containing treat gas, heteroatom impurities, and vaporized lower-boiling components in the fresh feed, as well as light products of hydroprocessing reactions. Die Dampfphase in dem Katalysatorbett mit einer Gegenstromreaktionszone wird mit dem aufwärts strömenden wasserstoffhaltigen Behandlungsgas nach oben gespült und gesammelt, fraktioniert oder zur weiteren Verarbeitung weitergeführt. The vapor phase in the catalyst bed of a countercurrent reaction zone is purged with the upflowing hydrogen-containing treat gas upwardly and collected, fractionated, or continue for further processing. Wenn der Dampfphasenabstrom noch weitere Hydroverarbeitung benötigt, kann er zu einer Dampfpha senreaktionszone, die zusätzlichen Hydroprocessing-Katalysator enthält, geleitet werden und geeigneten Hydroprocessing-Bedingungen für eine weitere Umsetzung unterzogen werden. If the vapor phase effluent still requires further hydroprocessing, it can senreaktionszone to a vapor phase, the additional hydroprocessing catalyst, are conducted and appropriate hydroprocessing conditions are subjected for further reaction. Es ist selbstverständlich, dass sämtliche Reaktionszonen entweder in demselben Reaktor durch Nicht-Reaktionszonen voneinander getrennt vorliegen oder beliebige in separaten Reaktoren vorliegen können. It is to be understood that all reaction zones be present either in the same reactor by non-reaction zones separately from one another or may be any present in separate reactors. Die Nicht-Reaktionszonen sind im letzteren Fall typischerweise die Überführungsleitungen, die von einem Reaktor in einen anderen führen. The non-reaction zones are typically in the latter case the transfer lines leading from one reactor to another. Es liegt auch im Bereich der vorliegenden Erfindung, dass ein Einsatzmaterial, das bereits hinreichend niedrige Gehalte an Heteroatomen enthält, direkt in eine Gegenstrom-Hydroprocessing-Reaktionszone zur Aromatensättigung und/oder zum Cracken eingespeist wird. It is also within the scope of the present invention that a feedstock which already contains adequately low levels of heteroatoms, is fed directly into a countercurrent hydroprocessing reaction zone for aromatic saturation and / or cracking. Wenn eine Vorverarbeitungsstufe durchgeführt wird, um den Gehalt an Heteroatomen zu verringern, können der Dampf und die Flüssigkeit getrennt und der flüssige Abstrom zu dem oberen Teil eines Gegenstromreaktors geleitet werden. If a preprocessing step is performed to reduce the level of heteroatoms, the vapor and liquid can be separated and the liquid effluent to be passed to the upper part of a countercurrent reactor. Der Dampf aus der Vorverarbeitungsstufe kann separat verarbeitet oder mit dem Dampfphasenprodukt aus dem erfindungsgemäßen Reaktor kombiniert werden. The vapor from the preprocessing step can be processed separately or combined with the vapor phase product from the reactor of the invention. Das Dampfphasenprodukt/die Dampfphasenprodukte können eine weitere Dampfphasen-Hydroverarbeitung durchlaufen, falls eine größere Verringerung von Heteroatom- und Aromatenspezies erwünscht ist oder direkt zu einem Gewinnungssystem geleitet werden. The vapor phase product / the vapor phase products may undergo further vapor phase hydroprocessing if greater reduction in heteroatom and Aromatenspezies is desired or passed directly to a recovery system.
  • [0036] [0036]
    In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform kann das Einsatzmaterial in eine erste Reaktionszone im Gleichstrom mit dem Strom von wasserstoffhaltigem Behandlungsgas eingebracht werden. In one embodiment of the invention, the feedstock may be introduced into a first reaction zone in cocurrent with the stream of hydrogen-containing treat gas. Eine Dampfphasenabstrom-Fraktion kann dann zwischen Reaktionszonen von der Abstromfraktion der flüssigen Phase getrennt werden. A vapor phase effluent fraction can then be separated from the reaction zones of the Abstromfraktion the liquid phase. Das heißt in einer Nicht-Reaktionszone. That is, in a non-reaction zone. Der Dampfphasenabstrom kann zu einer zusätzlichen Hydrobehandlung geleitet oder gesammelt oder weiter fraktioniert werden. The vapor phase effluent can be passed to additional hydrotreating, or collected, or further fractionated. Der Abstrom der flüssigen Phase wird dann zur nächsten stromabwärts liegenden Reaktionszone geleitet, die vorzugsweise eine Gegenstromreaktionszone ist. The effluent of the liquid phase is then passed to the next downstream reaction zone, which preferably is a countercurrent reaction zone. In anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann der Dampfphasenabstrom und/oder das Behandlungsgas zwischen beliebigen Reaktionszonen entnommen oder injiziert werden. In other embodiments of the invention, the vapor phase effluent and / or treat gas can be withdrawn or injected between any reaction zones.
  • [0037] [0037]
    Das Gegenstromkontaktieren von Flüssigkeit aus einer stromaufwärts liegenden Reaktionszone mit aufwärts strömendem Behandlungsgas strippt gelöste H 2 S- und NH 3 -Verunreinigungen aus dem Abstrom-Strom, wodurch sowohl der Wasserstoffpartialdruck als auch die Katalysatorleistung verbessert wird. The countercurrent contacting of liquid from an upstream reaction zone with upward flowing treat gas strips dissolved H 2 S and NH 3 impurities from the effluent stream, whereby both the hydrogen partial pressure and the catalyst performance is improved. Das resultierende flüssige Endprodukt enthält einen wesentlich geringeren Gehalt an Heteroatomen und wesentlich mehr Wasserstoff als das ursprüngliche Einsatzmaterial. The resulting final liquid product containing a substantially lower level of heteroatoms and substantially more hydrogen than the original feedstock. Dieser flüssige Produktstrom kann zu stromabwärts liegenden Hydroprocessing- oder Umwandlungsverfahren geleitet werden. This liquid product stream may be sent to downstream hydroprocessing or conversion processes.
Classifications
International ClassificationB01J8/00, B01D3/26, B01D3/16, B01J8/04, C10G47/00, C10G49/00, B01J19/24, B01J10/00, C10G65/02, C10G45/02, B01J8/02, C10G45/44, C10G45/00, B01D3/00
Cooperative ClassificationB01J8/0453, C10G49/002, B01D3/16, B01J8/0492
European ClassificationC10G49/00B, B01J8/04F, B01J8/04D2D, B01D3/16