179330. lajstromszámú szabadalom • Eljárás benzin forráspont-tartományú szénhidrogénnek katalitikus reformálására
5 i il->JC 6 A szénhidrogénátalakító eljárások különböző típusainál alkalmaztak már többlépcsős reaktorrendszereket, egymás mellett elhelyezett, vagy függőlegesen egymás felett elhelyezett zónák alakjában, vagy az egymáson elhelyezett zónákat kombinálva egymás melletti elrendezésben egy vagy több különálló reakciózónával. Egy hagyományos, egymás felett elhelyezett reaktorrendszerben a katalizátorszemcsék a gravitáció hatása alatt lefelé áramlanak egyik katalizátortartalmú zónából a másikba, és végül bejutnak egy megfelelő regeneráló rendszerbe, amely szintén lefelé mozgó katalizátorággyal működhet. A regeneráláshoz alkalmazhatjuk a jól ismert fluidizációs krakkóié eljárásokban használatos berendezéseket. A dezaktiválódott katalizátorszemcséket átvezetjük egy konstans hőmérsékletű túlfolyó-ágyra. Amikor a tiszta, felfelé áramló oxidáló légáram eléri a megfelelő emelősebességet, a gáz a katalizátort egy elválasztóedénybe emeli, amelyből a regenerált katalizátorszemcséket az első reakciózónába átvezetjük. Az egymás felett elhelyezett zónákból álló rendszerben a katalizátorszemcsék egyik szakaszból a másikba úgy haladnak át, hogy a katalizátor áramlása folyamatos, gyakori intervallumokban vagy hosszabb intervallumokban, ahol a katalizátor mozgását a reakciózónák sorában az utolsóból eltávolított katalizátor mennyiségével ellenőrizzük. A 3 470 090 sz. Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás többlépcsős, egymás melletti elrendezésű reaktorrendszert ismertet, ahol a reagensáram közvetett fűtésű, és sorban átáramlik az egyes reakciózónákon. Egy módosított rendszert ismertet a 3 839 197 számú Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás, a reaktorok közötti katalizátor-átvezetéssel. A katalizátor átvezetése az utolsó reakciózónából a katalizátort regeneráló zóna tetejére, a 3 839 196 számú Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás szerinti technikával valósítható meg. Egymáson elhelyezett reaktorrendszert ismertet a 3 647 680 számú Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás mint kétlépcsős rendszert, amelyet kiegészít egy regeneráló berendezés, ez fogadja az alsó reakriózónából kivont katalizátort. Hasonló, egymás feletti elrendezést ismertetnek a 3 692 496 és 3 725 249 számú Egyesült Államok-beli szabadalmi leírások. Egy három reakciózónát tartalmazó, egymás felett elhelyezett reaktorrendszer főrészeit a 3 706 536 számú Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás ismerteti, ahol az egymás után következő reakciózónák egyre nagyobb térfogatú katalizátort tartalmaznak. A 3 864 240 számú Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás bemutat egy állóágyas rendszerrel kiegészített, gravitációs áramlású katalizátorszemcséket tartalmazó reakciórendszert. Egy második kompresszor alkalmazását, amely hidrogénben dús recirkulációs gáz rés-áramlását lehetővé teszi, a 3 516 924 számú Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás ismerteti. A 3 725 248 számú Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás többlépcsős rendszert mutat be egymás melletti elrendezésben, gravitációs áramlású katalizátorszemcsékkel, amelyeket az egyik reakciózóna fenekéről az utána következő reakciózóna tetejére vezetnek át, és a katalizátorszemcséket az utolsó reakciózónából megfelelő regeneráló berendezésbe juttatják. A találmány szerinti eljárás többlépcsős szénhidrogén-átalakító rendszerekhez alkalmas, ahol a katalizátorszemcsék valamennyi reakciózónán át gravitációs áramlással mozgathatók. A találmány szerinti eljárás elsősorban olyan rendszerekben történő felhasználásra alkalmas, ahol a főreakciók endotermek vagy hidrogéntermelők, és a reakciókat gőzfázisban végezzük. A következőkben az eljárást ugyan specifikusan benzin forrásponthatárú frakciók katalitikus reformálására írjuk le, de a találmány oltalmi körét nem kívánjuk izekre korlátozni. A tipikus reformáló katalizátorok gömb alakúak, és névleges átmérőjük kb. 0,79-4,0 mm. Ha a reakciókamrák függőlegesen vannak egymásra helyezve, akkor több (általában 6—16) viszonylag kis átmérőjű vezetéket alkalmazunk, hogy a katalizátorszemcséket egyik reakciózónából a következő, alacsonyabban lévő reakciózónába juttassuk. Miután a katalizátorszemcséket az utolsó reakciózónából eltávolítottuk, azokat rendszerint egy katalizátorregeneráló berendezés tetején bevezetjük, ahol a katalizátorszemcsék lefelé haladó oszlopot képeznek. A regenerált katalizátorszemcséket a legfelső reakciózóna tetején vezetjük be. Egy olyan átalakító rendszerben, ahol az egyes reakciózónák egymás melletti elrendezésben foglalnak helyet, katalizátorszállító tartályokat alkalmazunk a katalizátorszemcséknek egyik zóna fenekéről a következő zóna tetejére és az utolsó reakciózónából a regenerálóberendezés tetejére történő átszállításához. A benzin forrásponttartományú szénhidrogének katalitikus reformálása gőzfázisú művelet, amely általában olyan konverziós körülmények között megy végbe, hogy a katalizátorágy hőmérséklete kb. 371 549 °C. A nyomás általában kb. 4,4-69,0 atm., a folyadék óránkénti térsebessége (a friss alapanyag óránkénti térfogata/az összes katalizátorszemcse térfogata) 0,2 - kb. 10,0, és - a találmány szerinti eljárást megelőzően - kb. 1,0:1,0-10,0:1,0 hidrogén-szénhidrogén mólarány, az első reakciózónára vonatkoztatva. A folyamatos regeneratív reformáló rendszereknek a hagyományos állóágyas rendszerekhez viszonyítva számos előnye van. Ide tartozik az, hogy az eljárás eredményesen végezhető kisebb, például 4,4 - kb. 11,2 atm. nyomáson, és a folyadék nagyobb, például 3,0 - kb. 8,0 óránkénti térsebessége mellett. A folyamatos katalizátorregenerálás következtében továbbá a katalizátorágy belépő hőmérséklete egyenletesen magasabb, például 510 °C - kb. 543 °C-on tartható. A termékszeparátorból eltávolított gőzfázisban pedig ennek megfelelően növekedhet mind a hidrogén termelése, mind a hidrogén tisztasága. A katalitikus reformáló reakciókhoz tartozik a naftének dehidrogénezése aromásokká, a paraffinok dehidrogénező ciklizálása aromásokká, a hosszú-láncú paraffinok hidrokrakkolása alacsonyabb forráspontú, általában folyékony anyagokká, és - bizonyos mértékig — a paraffinok izomerizálása. Ezeket a reakciókat általában egy vagy több, a VIII. csoportba tartozó nemes fémek, például platina, irídium, ródium jelenlétében halogénekkel, például 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
