DD239952A5

DD239952A5 - Vielstufiges reaktorsystem fuer ein bewegliches katalysatorbett

Info

Publication number: DD239952A5
Application number: DD85273601A
Authority: DD
Inventors: Arthur R Greenwood; Jeffrey E Burgard; Roger L Throndson
Original assignee: ��@��Kk��
Priority date: 1984-02-27
Filing date: 1985-02-27
Publication date: 1986-10-15
Also published as: YU30685A; EP0154492A2; FI80388C; ES8607752A1; ES540703A0; NO163358C; CS247194B2; HU197854B; JPS60209240A; IN160757B; EP0154492B1; DE3562459D1; NO163358B; PT80023B; KR890002150B1; TR22925A; CA1219734A; DK87185A; ATE33947T1; DK87185D0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mehrstufen-Reaktorsystem fuer ein bewegtes Katalysatorbett. Das Mehrstufen-Reaktorsystem wird bei Dampfphasenumwandlungsprozessen von Kohlenwasserstoffprodukten eingesetzt. Typische Kohlenwasserstoff-Umwandlungsprozesse, wie sie in derartigen Reaktorsystemen vollzogen werden, sind katalytische Reforming-Verfahren, die katalytische Dehydrierung von Paraffinen und die katalytische Dehydrierung von Alkylaromaten. Das erfindungsgemaesse Mehrstufen-Reaktorsystem besteht aus einer vertikalen Kammer und mindestens zwei in vertikaler Richtung hintereinander angeordneter Reaktorsektionen. Mindestens eine der Reaktorsektionen enthaelt je ein vertikal angeordnetes inneres und aeusseres Katalysatorrueckhaltesieb, die oben und unten durch Platten abgeschlossen sind. Dadurch bilden sich Katalysatorrueckhalteraeume, in denen die Umsetzung der Kohlenwasserstoffe ueber dem Katalysator stattfindet. Unterhalb der Katalysatorrueckhalteraeume befinden sich Katalysatorsammelraeume aus denen der Katalysator in die naechste Reaktorsektion geleitet wird. Zur guten Verteilung des Katalysators wird er ueber eine Vielzahl von Verteilerleitungen schwerkraftbedingt eingeleitet. Die umgesetzten Produkte werden sowohl nach oben als auch nach unten abgezogen. Dadurch wird ein gleichmaessiger Druckabfall entlang des Katalysatorbettes erreicht. Weitere Einzelheiten lassen sich aus der Fig. 1 entnehmen. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mehrstufiges katalytisches Radialfluß-Reaktorsystem, welches sich speziell für die Dampfphasenumwandlung verschiedener Kohlenwasserstoffprodukte eignet. Das Reaktorsystem sieht den Durchsatz eines Produktstromes durch zwei oder mehr in einer verlängerten Reaktorkammer vertikal in Abständen voneinander angeordnete ReaktoraTbschnitte vor, wobei der genannte Produktstrom durch" Kontakt mit Katalysatorpartikeln bearbeitet wird, welche durch Schwerkraft durch die genannten R^aktorsektionen in Form eines kreisförmigen Bettes bewegt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die US-Patentschrift 2 683 654 beschreibt ein Einstufen-Reaktorsystem, bei dem ein Reaktantenstrom lateral und radial über ein vertikal angeordnetes ringförmiges Katalysatorbett strömt. Das Reaktorsystem weist eine Aufnahme für ein festes Katalysatorbett auf, wobei der Reaktantenstrom in den zwischen den Reaktorwänden und dem ringförmigen Katalysatorbett gebildeten ringförmigen Raum eingeleitet wird und radial über das Bett in eine perforierte Zentralleitung strömt. Der Reaktantenstrom wird dann abwärts weitergeleitet, und aus dem Reaktorsystem ausgetragen. Die US-Patentschrift 3 692 496 beschreibt ein verwandtes Roalitnroirotom hoi rlom ain einer Rpalitnrliammor 71 inoloitotor Raalitantonctrnm raHial anc sinpm äußeren rinnfnrminfin Raum rilirnh

ein ringförmiges Katalysatorbett hindurch in einen inneren Verteilerleitungsraum strömt. Bei dem Reaktorsystem handelt es sich um ein Mehrstufen-Reaktorsystem, das aus übereinander angeordneten Reaktorsektionen und demzufolge übereinander angeordneten ringförmigen Katalysatorbetten, die die Katalysatorpartikel mittels Schwerkraft abwärts von einer ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion zur nächsten darunterliegenden ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion bringen. Die Katalysatorpartikel aus der untersten Reaktorsektion werden durch Regeneration zurückgewonnen. Eine Varistion dieses Mehrstufen-Reaktorsystems wird in der US-Patentschrift 3 725 248 beschrieben, bei dem die ringförmigen Katalysatorbetten einzeln in seitlich aneinandergereihten Reaktionskammern untergebracht sind. Aus der US-Patentschrift 3 882 015 ist ein Reaktor bekannt, bei dem der Reaktantenstrom radial von einer zentralen Reaktantenleitung durch ein ringförmiges Katalysatorbett strömt, um in dem durch das Katalysatorbett sowie die Wände der Reaktorkammer gebildeten ringförmigen Raum abgeleitet zu werden. Um einen gleichmäßigeren Fluß der Katalysatorpartikel durch ein Mehrstufen-Reaktorsystem zu fördern, wurde bisher eine Vielzahl gleichmäßig über den Boden der ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion verteilter und äquidistant von den inneren und äußeren Katalysator-Rückhaltegittern angeordnete Katalysator-Abzugsleitungen vorgesehen, wobei das obere Ende einer jeden Leitung durch eine konische Kappe verdeckt wird, die einen gleichmäßigen Zustrom von Katalysatorpartikeln in die genannte Leitung aus allen Richtungen ermöglicht. Diese konstruktive Ausgestaltung wie auch andere konstruktive Details eines Bewegtbettreaktors im hier zu behandelnden Sinne sind in der US-Patentschrift 3 706 536 veranschaulicht. Diese Konstruktion bewirkt einen gleichmäßigeren Katalysatordurchfluß. Die US-Patentschrift 4 110 081 weist auf Katalysatoranhäufungen hin, die zu Nachteilen im gesamten Reaktorsystem führen. So neigen Katalysatorpartikel, die schwerkraftbedingt durch die dem inneren Katalysator-Rückhaltegitter benachbarte ringförmige Katalysator-Rückhaltesektion strömen, dazu, sich durch den einwärts gerichteten radialen Fluß des Reaktantenstroms.in jener Position abzulagern. Bei Ablagerung von Partikeln auf dem Boden der Katalysator-Rückhaltesektion unter dem radialen Strömungseinfluß des Reaktantenstromes wird der Zugang zu den Katalysator-Rückhalteleitungen verhindert. Die Partikel bleiben am Bodenteil des inneren Katalysator-Rückhaltegitters haften und bauen sich zu einer festen Katalysatormasse auf, was allgemein durch ejne dreieckige Querschnittsfläche gekennzeichnet ist, die auf dem Boden der Katalysator-Rückhaltesektion aufliegt und sich nach oben in Richtung auf das genannte innere Gitter verjüngt. Dieses Problem wird in der US-Patentschrift 4 110 081 durch den Einsatz einer Vielzahl von Katalysator-Sammelschaufeln oder einer einzelnen scheibenförmigen Deckplatte unmittelbar über den Katalysator-Abzugsleitungen gelöst, welche den Katalysator von der ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion durch eine ringförmige oder nahezu ringförmige Öffnung zum inneren Katalysator-Rückhaltegitter leitet. Ein Hauptnachteil dieser Konstruktion besteht darin, daß sich eine verhältnismäßig große Menge an Katalysator im unteren Teil der ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion unter dem Oberteil der Katalysatorschaufeln oder der den kreisförmigen Katalysator-Durchgangsweg bildenden scheibenförmigen Platte stauen kann. In diesem Gebiet bleibt der Katalysator den Verfahrensdämpfen ausgesetzt und wird einer außerordentlichen Entgasung und Deaktivierung unterzogen. Neben dem Verlust an wertvollem Katalysator kann derartiger angestauter Katalysator eine Koksmasse bilden, die den Katalysatorfluß blockieren oder dieses Gebiet des Reaktorsystems schädigen kann.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, eine gleichmäßigere Strömung von Katalysatorteilchen durch die ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektionen des Mehrstufenreaktorsystems und eine verbesserte Verteilung von Prozeßdämpfen über das ringförmige Katalysatorbett zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt'die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Katalysator-Übertragungssystem, bei dem sich Katalysatorpartikel von einer obersten Reaktorsektion durch das Mehrstufen-Reaktorsystem bewegen und dabei jedwede Möglichkeit für eine Katalysatorstauung im Prozeß eliminiert oder in großem Maße reduziert ist und ein verbessertes Mehrstufenreaktorsystem zur Verarbeitung eines Reaktantenstromes in Radialströmung über ein bewegtes ringförmiges Katalysatorbett zu schaffen. Erfindungsgemäß wird ein Mehrstufen-Reaktorsystem geschaffen, das die Realisierung eines Radialflußkontaktes eines Reaktantenstromes mit Katalysatorpartikeln, die sich durch Schwerkraftströmung als ringförmiges.Bett durch das genannte System hindurch bewegen, ermöglicht. Das System setzt sich erfindungsgemäß aus einer vertikal verlängerten begrenzten Kammer und mindestens zwei in vertikaler Richtung hintereinander angeordneter Reaktorsektionen in der genannten Kammer zusammen. Mindestens eine der Reaktorsektionen enthält ein am Boden eingeschlossenes, innerhalb eines vertikal angeordneten äußeren ringförmigen Katalysator-Rückhaltesiebes koaxial gelagertes inneres ringförmiges Katalysator-Rückhaltesieb, das eine ringförmige Katalysator-Rückhaltesektion bildet. Die Katalysator-Rückhaltesektion weist einen Verteilerraum um ihre Außenbegrenzung herum wie auch innerhalb ihres Innenraumes entsprechend des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes auf. Ein die ringförmige Katalysator-Rückhaltesektion abdeckendes oberes Querteilstück sowie ein unter der genannten Katalysator-Rückhaltesektion befindliches zweites Querteilstück, wobei dieses Teil eine Öffnung aufweist, welche einen ringförmigen Katalysator-Durchgangsweg neben dem genannten inneren Katalysator-Rückhaltesieb bietet, sind vorgesehen. Weiter ist erfindungsgemäß eine Katalysator-Übertragungsvorrichtung, bestehend aus einer sich unterhalb des genannten zweiten Querteilstück erstreckenden röhrenförmigen Vertiefung; einem das innere Katalysator-Rückhaltesieb in der Vertiefung haltendes Boden-Querteilstück vorgesehen, um eine ringförmige Katalysator-Sammelzone unterhalb der ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion sowie eine gleiche Ausdehnung mit dem ringförmigen Katalysator-Durchgangsweg zu schaffen. Desweiteren sind eine Vielzahl gleichmäßig im Boden der ringförmigen Katalysator-Sammelzone sowie an den inneren und äußeren Wandungen angeordneten Katalysator-Auslaßvorrichtungen; und eine Vielzahl von mit den Auslaßvorrichtungen sowie mit der nächsten Katalysator-Rückhaltesektion verbundene verlängerte Katalysator-Übertragungsleitungen vorgesehen, wodurch Katalysatorpartikel schwerkraftbedingt von einer oberen Reaktorsektion in die darunterliegende Reaktorsektion strömen. Im oberen Teil einer jeden Reaktorsektion sind Reaktantenstrom-Einlaßöffnungen angeordnet, wobei sich die Einlaßöffnungen in offener Verbindung mit dem Verteilerraum befinden. Eine Reaktantenstrom-Auslaßöffnung ist in jeder Reaktorsektion, die sich an das obere Ende des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes anschließt und in offener Verbindung mit dem durch das genannte Sieb beschriebenen inneren Verteilerraum befindet, vorgesehen. Desweiteren ist eine mit dem oberen Teil der Kammer verbundene

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die.unterste Reaktorsektion aus einem koaxial innerhalb eines äußeren, vertikal angeordneten ringförmigen Katalysator-Rückhaltesiebes befindlichen, am Boden eingeschlossenen inneren ringförmigen Katalysator-Rückhaltesieb, das eine ringförmige Katalysator-Rückhaltesektion schafft, wobei die Katalysator-Rückhaltesektion einen Verteilerraum um ihre Außenbegrenzung herum, wie auch innerhalb eintsprechend des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes aufweist, ein die ringförmige Katalysator-Rückhaltesektion abdeckendes oberes Querteilstück und einen das innere ringförmige Katalysator-Rückhaltesieb und die angrenzende Kammer verbindenden ringförmigen Katalysator-Durchgangsweg.

Ebenfalls umfaßt die vorliegende Erfindung ein Mehrstufenreaktorsystem zur Realisierung eines Radialflußkontaktes eines Reaktantenstromes mit Katalysatorpartikeln, die durch Schwerkraft als ringförmiges Bett durch das System hindurch bewegt werden, wobei sich das System aus einer vertikal verlängerten begrenzten Kammer, drei vertikal in Abständen voneinander angebrachten Reaktorsektionen in der Kammer einer mit dem oberen Teil der Kammer verbundenen Katalysator-Einlaßvorrichtung und einer mit dem unteren Teil der Kammer verbundenen Katalysator-Auslaßvorrichtung zusammensetzt. Zwei der Reaktorsektionen bestehen aus einem am Boden eingeschlossenen, innerhalb eines vertikal angeordneten äußeren ringförmigen Katalysator-Rückhaltesiebes koaxial gelagerten inneren ringförmigen Katalysator-Rückhaltesiebes zur Ausbildung einer ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion, wobei die Katalysator-Rückhaltesektion einen Verteilerraum um ihre Außenbegrenzung herum wie auch innerhalb ihres Innenraumes entsprechend des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes aufweist, einem die ringförmige Katalysator-Rückhaltesektion abdeckenden oberen Querteilstück, einem unteren der Katalysator-Rückhaltesektion befindlichen zweiten Querteilstück, wobei dieses Teil eine Öffnung aufweist, welche einen ringförmigen Katalysator-Durchgangsweg neben dem inneren Katalysator-Rückhaltesieb bietet, einer Katalysator-Übertragungsvorrichtung, einer in einem oberen Teil einer jeden der Reaktorsektionen angebrachten Reaktantenstrom-Einlaßvorrichtung, wobei sich die Einlaßvorrichtung in offener Verbindung mit dem Verteilerraum um die darin befindliche Katalysator-Rückhaltesektion befindet; und einer Reaktantenstrom-Auslaßvorrichtung aus jeder der Reaktorsektionen, die sich an das obere Ende des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes anschließt und sich in offener Verbindung mit dem durch das Sieb beschriebenen inneren Verteilerraum befindet.

Die Katalysator-Übertragungsvorrichtung besteht aus einer sich unterhalb des genannten zweiten Querteilstücks erstreckenden röhrenförmigen Vertiefung, einem das innere Katalysator-Rückhaltesieb in der Vertiefung haltende Boden-Querteilstück, um eine ringförmige Katalysator-Sammelzone unterhalb der ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion sowie in gleicher Ausdehnung mit dem ringförmigen Katalysator-Durchgangsweg zu schaffen, einer Vielzahl gleichmäßig im Boden der ringförmigen Katalysator-Sammelzone sowie in deren inneren und äußeren Wandungen angeordneter Katalysator-Auslaßvorrichtungen und einer Vielzahl von mit den Auslaßvorrichtungen sowie mit der nächsten Katalysator-Rückhaltesektion verbundener verlängerter Katalysator-Übertragungsleitungen, durch die Katalysatorpartikel schwerkraftbedingt von einer oberen Reaktorsektion zur darunterliegenden Reaktorsektion strömen können.

Desweiteren umfaßt die Erfindung ein Mehrstufen-Reaktorsystem zur Realisierung eines Radialflußkontaktes eines Reaktantenstromes mit Katalysatorpartikeln, die durch Schwerkraft als ringförmiges Bett durch das System hindurch beweglich sind, wobei sich das System aus einer vertikal verlängerten begrenzten Kammer, vier vertikal in Abständen voneinander angebrachten Reaktorsektionen in der Kammer, einer mit dem oberen Teil der Kammer verbundenen Katalysator-Einlaßvorrichtung, und einer mit dem unteren Teil der Kammer verbundenen Katalysator-Auslaßvorrichtung zusammensetzt. Drei der genannten Reaktorsektionen, bestehend aus einem am Boden eingeschlossenen, innerhalb eines vertikal angeordneten äußeren ringförmigen Katalysator-Rückhaltesiebes koaxial gelagerten inneren ringförmigen Katalysator-Rückhaltesiebes zur Gestaltung einer ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion, wobei die Katalysator-Rückhaltesektion einen Verteilerraum um ihre Außenbegrenzung herum wie auch innerhalb ihres Innenraumes entsprechend des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes aufweist, einem die ringförmige Katalysator-Rückhaltesektion abdeckenden oberen Querteilstück, einem unter der Katalysator-Rückhaltesektion befindlichen zweiten Querteilstück, wobei dieses Teil eine Öffnung aufweist, welche einen ringförmigen Katalysator-Durchgangsweg neben dem inneren Katalysator-Rückhaltesieb bietet, einer Katalysator-Übertragungsvorrichtung, die aus einer sich unterhalb des zweiten Querteilstück erstreckenden röhrenförmigen Vertiefung, einem das innere Katalysator-Rückhaltesieb in der genannten Vertiefung haltenden Boden-Querteilstück, um eine ringförmige Katalysator-Sammelzone unterhalb der ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion sowie in gleicher Ausdehnung mit dem ringförmigen Katalysator-Durchgangsweg zu schaffen, einer Vielzahl gleichmäßig im Boden der ringförmigen Katalysator-Sammelzone sowie deren inneren und äußeren Wandungen benachbart angeordneter Katalysator-Auslaßvorrichtungen und einer Vielzahl mit den Auslaßvorrichtungen sowie mit der nächsten Katalysator-Rückhaltesektion verbundener verlängerter Katalysator-Übertragungsleitungen, wodurch Katalysatorpartikel schwerkraftbedingt von einer oberen Reaktorsektion zu einer nächstdarunterliegenden Reaktorsektion strömen können, einer im oberen Teil einer jeden der Reaktorsektionen angebrachten Reaktantenstrom-Einlaßvorrichtung, wobei sich die Einlaßvorrichtung in offener Verbindung mit dem Verteilerraum um die darin befindliche Katalysator-Rückhaltesektion befindet, und einer Reaktantenstrom-Auslaßvorrichtung aus jeder der Reaktorsektionen, die sich an das obere Ende des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes anschließt und in offener Verbindung mit dem durch das Sieb beschriebenen inneren Verteilerraum befindet.

Wie bereits geschrieben, eignet sich das erfindungsgemäße Mehrstufen-Reaktorsystem insbesondere für den Einsatz bei kontinuierlichen Reformingprozessen eines erdöldestillates unter konventionellen Reformingbedingungen. Der kontinuierliche Reformingprozeß wird generell in Anwesenheit eines Platin-Katalysators mit Aluminiumoxid als Träger realisiert. Typischerweise handelt es sich bei dem Katalysator um einen kugelförmigen Katalysator im Bereich von 1/32" bis 1/8" Durchmesser, mit verbesserter Rieseleigenschaft, wobei das Reaktorsystem einer Brückenbildung und Verstopfen durch die durch das Reaktorsystem laufenden Katalysatorsäule vorbeugt. Im Zusammenhang mit der Vielzahl von Katalysator-Übertragungsleitungen mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser, die zwischen den im System zusammengefaßten Reaktorsektionen genutzt werden, ist es von Bedeutung, daß die kugelförmigen Katalysatorteilchen einen kleinen Durchmesser - vorzugsweise weniger als etwa 1/8" aufweisen, um die Schwerkraftströmung von einer Reaktorsektion zur anderen zu fördern. In der vorliegenden Erfindung soll der Begriff „Sieb" im Zusammenhang mit der Beschreibung der ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektionen so verstanden werden, daß die geeigneten Mittel zum Festhalten des Katalysators im Katalysatorbett bei gleichzeitig freiem Fluß der Reaktanten über das Bett hinweg möglich ist. Zahlreiche Möglichkeiten sind dem Fachmann bekannt, und da die durch die ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektionen abwärts wandernden Katalysatorpartikel

zerbrechlich sind, werden die inneren und äußeren Katalysator-Rückhaltesiebe vorzugsweise so konstruiert, daß sie einen Katalysatorabrieb so gering wie möglich halten. Ein Typ eines derartigen Siebes besteht aus Flachdrähten, die im Inneren der Katalysator-Rückhaltesektion anliegen. Speziell kann das Siebteil aus parallelen, vertikal angeordneten keilförmigen Flachdrähten bestehen, die eng aneinandergereiht sind, um ein Verklemmen von Katalysatorteilchen zwischen den Drähten und deren Verlust auszuschließen. Die senkrecht ausgerichteten Flachdrähte gestatten einen Abwärtsfluß der Katalysatorpartikel durch die ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektionen bei minimalem Abrieb. Die eng aneinandergereihten keilförmigen'Flachdrähte schaffen keilförmige Öffnungen zwischen den Drähten. In die keilförmigen Öffnungen eintretende Teilchen neigen dann auch weniger dazu, dort festgehalten zu werden, sondern werden nach außen freigegeben. So wird in beträchtlichem Maße einem Verstopfen der Rückhaltesiebe und einer daraus resultierenden Unterbrechung des Dampfstromes über das Katalysatorbett hinweg vorgebeugt. Die bevorzugten Katalysator-Rückhaltesiebe des Flachdrahttyps sind im einzelnen in der US-Patentschrift Nr. 3 706 beschrieben. Andererseits können die Siebe auch Stanzplatten, perforierte Platten oder perforierte Röhren sein. Die Perforationen werden in ihrer Größe so bemessen, daß sie ein Hindurchtreten von Katalysatorteilchen verhindern, während gleichzeitig ein leichtes Hindurchströmen von Reaktanten durch das Sieb ermöglicht wird. Die Profile können jedwede geeignete Form aufweisen, wobei es sich um Kreisformen, Quadrate, Rechtecke, Dreiecke, enge horizontale oder vertikale Schlitze usw. handeln kann. Es sei angemerkt, daß die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbaren Siebe nicht allein auf zylindrische Siebformen begrenzt sind. Bei den Sieben kann es sich auch um eine Gruppe ebenflächiger Segmente handeln, die so zusammengesetzt sind, daß sie eine zylinderähnliche teilchenzurückhaltende Struktur ergeben. Im Gegensatz zu planflächigen Elementen kann sich das Sieb andererseits aus einer Gruppe zackenförmiger Elemente zusammensetzen, wie dies in den US-Patentschriften 2 693 654 und

4 110 081 beschrieben wird. Diese gezackte Konfiguration kann verschiedene Anordnungen aufweisen, wie dies in der US-Patentschrift 4 167 553 dargelegt ist. Die Gestaltung des eigentlichen ringförmigen Fließmedium-Verteilungsraumes, sowie die zylindrische Verteilungsraumgestaltung werden von der jeweiligen Konstruktion der Katalysator-Rückhaltesiebe bestimmt. Dementsprechend ist der auf die erfindungsgemäßen Katalysator-Rückhaltesiebe angewandte Begriff „röhrenförmig" jede mögliche geeignete Querschnittskonfiguration einschließlich der Kombination von kreisförmigen, winkligen oder zackenförmigen Konfigurationen, und die ringförmige Katalysator-Rückhaltesektion, wie auch die äußere ringförmige Reaktanten-Verteilungszone werden einen dementsprechenden Querschnitt aufweisen. Die zackenförmige Konfiguration ist insbesondere in bezug auf das äußere Katalysator-Rückhaltesieb eine bevorzugte Querschnittskonfiguration, dies insbesondere in Kombination mit einem inneren Katalysator-Rückhaltesieb von kreisförmiger Konfiguration, wie es im wesentlichen in der US-Patentschrift 4 110 081 dargestellt ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen in einem Beispiel näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: einen seitlichen Querschnitt des vollständig in der verlängerten umgrenzten Kammer eingeschlossenen Reaktorsystems;

Fig. 2: eine Schnittdarstellung der Draufsicht auf die Reaktorsektion.

Fig. 3: eine Schnittdarstellung der Draufsicht auf den unteren Teil der Reaktorsektion;

Fig. 4: eine Seitenschnittdarstellung des unteren Teiles der Reaktorsektion.

Im Beispiel wird auf die Fig. Bezug genommen, die der Veranschaulichung einer oder mehrerer Varianten der erfindungsgemäßen Lehre dienen sollen.

Wenn auch die Fig. eine spezielle Ausgestaltung für das dargelegte Mehrstufen-Reaktorsystem der vorliegenden Erfindung zeigen, so kann doch ein derartiges Reaktorsystem eine in Abhängigkeit von den in einem speziellen Anwendungsfalle vorherrschenden jeweiligen Umständen variierte Konfiguration aufweisen, womit die breite Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht auf die im folgenden erörterten Beispiele zu begrenzen ist. Des weiteren stellen die Zeichnungen ein vereinfachtes schematisches Bild des erfindungsgemäßen Mehrstufen-Reaktorsystems~dar, bei dem lediglich die Hauptbestandteile und -stücke dargestellt sind. Einzelheiten wie etwa verschiedene Pumpen, Anfahrleitungen, Ventile, Mannlöcher, Zugänge und andere Bestandteile sind als für ein eindeutiges Verständnis des erfindungsgemäßen Reaktorsystems unwesentlich weggelassen worden. Die Nutzung derartiger Zubehörelemente zur Modifizierung des beschriebenen Reaktorsystems liegt durchaus innerhalb des Könnens eines Fachmannes und liegt im Schutzbereich der erfindungsgemäßen Lehre. Speziell zeigen die Fig. eine vertikal verlängerte umgrenzte Kammer bzw. einen Behälter 1, zwei vertikal in Abständen voneinander angeordnete und generell mit 2 und 3 bezeichnete Reaktorsektionen" enthaltend. Am oberen Ende des Behälters 1 oberhalb der ersten Reaktorsektion 2 befindet sich eine Wärmeaustauschersektion 4 mit einer Reaktantenstrom-Einlaßöffnung 5 sowie einer Katalysator-Einlaßöffnung 6. Die Öffnung 6 führt zu einer von einem Flansch 8 gehaltenen Katalysator-Einlaßsektion 7, wobei der Katalysator von der genannten Einlaßsektion 7 in eine Vielzahl von Katalysator-Übertragungsröhren 9 hinein verteilt wird. Die Katalysator-Übertragungsröhren 9 geben den Katalysator in einen Weiterverteilungsabschnitt 10 ab, welcher eine Vielzahl gleichmäßig voneinander entfernt angeordneter Auslaufvorrichtungen 11 aufweist, an die ihrerseits Katalysator-Übertragungsleitungen 12 angeschlossen sind. Ein vorgewärmter und über die Einlaßöffnung

5 eingeführter Reaktantenstrom kommt mit der Vielzahl der Katalysator-Übertragungsröhren 9 in Berührung, um einen indirekten Wärmeaustausch mit den durch diese Röhren hindurchgehenden Katalysatorteilchen zu vollziehen. Der auf diese Weise vorgewärmte Katalysator wird bei Anwesenheit von Wasserstoff vorzugsweise in den Röhren 9 sowie in dem Katalysator-Weiterverteilungsabschnitt 10 reduziert. Bei der bereits erwähnten katalytischen Reforming eines Naphtha-Aufgabegutes beispielsweise können frische und/oder regenerierte platinhaltige Reformingkatalysatoren über die Einlaßöffnung 6 eingeleitet und in Anwesenheit von Wasserstoff durch die Katalysator-Übertragungsröhren 9 geleitet werden, wobei der Katalysator auf Grund des indirekten Wärmeaustausches mit dem auf eine Temperatur von etwa 470⁰C bis 520 ³C oder darüber vorgewärmten über die Einlaßöffnung 5 zugeführten Erdöldet tillat-Aufgabegut erwärmt und reduziert wird.

Die obere Reaktorsektion 2 ist mit einem inneren röhrenförmigen Katalysator-Rückhaltesieb 13 ausgestattet, dessen Boden umschlossen ist. Das Rückhaltesieb 13 befindet sich koaxial innerhalb eines äußeren, vertikal angeordneten röhrenförmigen katalysator-Rückhaltesiebes 14, um auf diese Weise eine ringförmige katalysatorrückhaltende Sektion 15 zu ergeben. Weiter existiert eine äußere ringförmige Reaktantenverteilungszone 16, die durch den Umfang des äußeren Katalysator-Rückhaltesiebes und die Wandung des Behälters 1 gebildet wird. Der Reaktantenstrom von der oberen Katalysator-Durchgangssektion 17 wird

gesammelt und über die ringförmige Reaktanten-Verteilungszone 16 hinweg verteilt. Die Reaktanten strömen dann von der ringförmigen Reaktanten-Verteilungszone 16 sowie radial über den Katalysator innerhalb der Katalysator-Rückhaltesektion 15. Über der ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion 15 ist die Deckplatte 18 vorgesehen, um zu gewährleisten, daß die Reaktanten radial über das Katalysatorbett und nicht von oberhalb des Bettes abwärts strömen. Die Reaktanten strömen in einem radialen Muster über das Katalysatorbett, während der Katalysator durch die Rückhaltesektion 15 fließt, und sich innerhalb der Katalysatorrückhaltesektion 15 nicht ablagert. Wie bereits angemerkt, soll die Beschreibung „röhrenförmig", wie sie für die Rückhaltesiebe 13 gegeben wurde, jegliche geeignete Querschnittskonfiguration umfassen, einschließlich jedweder Kombination von kreisförmigen, winkelförmigen oder zackenförmigen Konfigurationen, wodurch dann die ringförmige Katalysator-Rückhaltesektion 15 wie auch die äußere ringförmige Reaktanten-Verteilungszone 16 eine dementsprechende Querschnittsgestaltung aufweisen werden. Insbesondere im Hinblick auf die äußere Katalysator-Rückhaltesektion 15 stellt die zackenförmige Konfiguration eine bevorzugte Querschnittsgestaltung dar, dies insbesondere in Kombination mit einem inneren Katalysator-Rückhaltesieb 13 von kreisförmiger Gestaltung, wie es in der US-Patentschrift 4 110 081 dargestellt ist. Unabhängig von der exakten Gestaltung der röhrenförmigen Katalysator-Rückhaltesiebe 13 ist eine Vielzahl von abstandsweise angeordneten Katalysatorübertragungsleitungen 12 vorgesehen, um eine gleichmäßige Überführung des Katalysators von der Weiterverteilungssektion 10 zur ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion 15 zu erreichen. Die Anzahl der verwendeten Übertragungsleitungen 12 wird sich nach dem Durchmesser des Reaktorabschnittes richten. Vorzugsweise wird der radiale Abstand zwischen den Katalysator-Rückhaltesieben 13 und 14 verhältnismäßig kurz sein, was die Katalysator-Rückhaltesektion 15 verhältnismäßig eng gestaltet, um den Druckabfall der Reaktantenströme zu minimieren, die durch das Katalysatorbett zu dem vom inneren Katalysator-Rückhaltesieb 13 definierten inneren Verteilerraum 19 gelangen. Demzufolge wird im allgemeinen eine einfache kreisförmige Anordnung der Katalysator-Übertragungsleitungen 12 für eine gleichmäßige Verteilung des Katalysators in die Katalysator-Rückhaltesektion 15 ausreichen. In Fig. 2 ist eine bevorzugte Anordnung dargestellt. Hier sind die Katalysator-Übertragungsleitungen 12 kreisförmig entlang des durch die gestrichelte Linie markierten Kreises „C" angeordnet. Der Kreis „C" ist hinsichtlich der Katalysator-Rückhaltesiebe 13 und 14 in einer Weise angeordnet, die ein Abwärtsaustragen des Katalysators dergestalt ermöglicht, daß etwa die Hälfte des Katalysators innerhalb des Kreises „C" ausgetragen und der Rest außerhalb des genannten Kreises ausgetragen wird.

Die Reaktantenstrom-Abzugsleitung 20 verbindet das obere Ende des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes 13 mit einer Auslaßöffnung 21. Das erfindungsgemäße Reaktorsystem ermöglicht auf diese Weise das Abführen des Reaktantenstromes aus dem Oberteil des inneren Verteilerraumes 19 im Gegensatz zur üblicheren Praxis des Abführens des genannten Stromes aus dessen Unterteil. Durch das Abführen des Reaktantenstromes aus dem Oberteil des inneren Verteilerraumes 19 kann im Gegensatz zur Untenabführung ein gleichmäßigerer Druckabfall entlang des Katalysatorbettes erreicht werden, wodurch es zu einer besseren Verteilung des Reaktantenstromes über das Katalysatorbett hinweg kommt. Der verbesserte Druckabfall entlang des Katalysatorbettes resultiert aus der Tatsache, daß die Geschwindigkeitsdruckhöhe der Reaktantenstromes im inneren Verteilerraum 19 die Geschwindigkeitsdruckhöhe des Reaktantenstromes in der ringförmigen Reaktanten-Verteilerzone 16 ausgleicht. Dieses Ausgleichen schafft einen gleichmäßigeren Druckabfall über die gesamte Länge des ringförmigen Katalysatorbettes hinweg. Dieses Phänomen wird bei Berücksichtigung der Geschwindigkeitsdruckhöhen des Reaktantenstromes an zwei unterschiedlichen Stellen entlang des Katalysatorbettes verständlicher. Am obersten Teil der Reaktantenverteilerzone 16 befindet sich die Geschwindigkeitsdruckhöhe des Reaktantenstromes an einem Maximum. Am unteren Ende der Verteilerzone 16 ist der Geschwindigkeitsdruckhöhenwert der Reaktanten gleich null. Demzufolge liegt eine allmähliche Verlangsamung des Reaktantenstromes, von der Einlaßstelle der Verteilerzone 16 zum unteren Ende der Verteilerzone 16 vor. Diese Verlangsamung resultiert in einer entsprechenden Steigerung des Druckes vom Einlaß der Verteilerzone 16 bis zum unteren Endabschnitt der Verteilerzone 16. Um diesen Druckgradienten aufzuheben, werden die. Reaktanten so aus dem inneren Verteilerraum 19 abgezogen, daß es zu einem steigenden Druckgefälle vom oberen Auslaß des inneren Verteilerraumes 19 zum unteren Endabschnitt des Verteilerraumes 19 kommt. Dies wird erreicht, wenn die Reaktanten im Gegensatz zur üblicheren Praxis des Untenabzugs aus dem oberen Teil des Verteilerraumes 19 abgezogen werden. Durch das Abziehen der Reaktanten ist die Geschwindigkeitsdruckhöhe am oberen Ende des Verteilerraumes 19 an einem Maximum, während die Geschwindigkeitsdruckhöhe der Reaktanten am unteren Endabschnitt des Verteilerraumes 19 im wesentlichen gleich null ist. Mithin sind die Geschwindigkeitsdruckhöhen innerhalb der Verteilerzone 16 und des Verteilerraumes 19 annähernd ausgeglichen gegenüber der am unteren Ende der Verteilerzone 16 und dem unteren Ende des Verteilerraumes 19 auftretenden niedrigsten Geschwindigkeitsdruckhöhe, sowie gegenüber der am oberen Einlaß zur Verteilungszone 16 und dem oberen Auslaß des Verteilerraumes 19 auftretenden höchsten Geschwindigkeitsdruckhöhe. Dementsprechend tauchen die höchsten Drücke am unteren Ende der Verteilerzone 16 und des Verteilerraumes 19 auf, während der niedrigste Druck am oberen Ende der Zone 16 sowie am oberen Ende des Verteilerraumes 19 existiert. Mithin sind die Druckgradienten entlang des Katalysatorbettes den am unteren Ende des Katalysatorbettes anliegenden höchsten Drücken sowie den am oberen Ende des Katalysatorbettes anliegenden niedrigeren Drücken verhältnismäßig angeglichen. Das Ergebnis ist ein relativ ausgewogener Druckabfall entlang des Katalysatorbettes, wodurch eine bessere Verteilung der Reaktanten über das Katalysatorbett hinweg, sowie eine wirksamere Katalysatorausnutzung gewährleistet wird.

Die untere Oberteil-Trennvorrichtung 22 der Reaktorsektion 2 bildet einen unmittelbar neben dem inneren Katalysator-Rückhaltesieb 13 befindlichen ringförmigen Katalysatordurchgang 23. Eine allgemein mit 24 bezeichnete Katalysator-Übergangssektion ragt unterhalb der genannten Trennvorrichtung 22 heraus, wobei die Übergangssektion 24 die vom inneren Umfang der Trennvorrichtung 22 gehaltene röhrenförmige Vertiefung 25 bildet. Das innere Katalysator-Rückhaltesieb 13 wird auf das Querteilstück 26 am Boden der röhrenförmigen Vertiefung 25 gestützt und bietet so eine ringförmige Katalysator-Sammelzone 27 unterhalb der ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion 15 sowie in gleicher Ausdehnung den ringförmigen Katalysator-Durchgang 23. Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen eine bevorzugte Anordnung der genannten Katalysator-Übertragungssektion 24 sowie der Halterung des genannten inneren Katalysator-Rückhaltesiebes 13. In den Fig. 3 und 4 wird eine röhrenförmige, am unteren Querteilstück 26 befestigte Sockelvorrichtung 28 dargestellt. Das innere Katalysator-Rückhaltesieb 13 ist seinerseits mit einem Bodenquei;teilstück 29 vergehen, desgleichen ist die Verlängerung 30 am Boden des genannten Querteilstück 29 befestigt, wodurch das Innensieb 13 einsetzbar in der Sockelvorrichtung 28 steckt. Die Katalysator-Übergangssektion 24 enthält desweiteren Katalysator-Auslaßöffnung 31 vom Boden der ringförmigen Katalysator-Sammelzone 27, wobei die Auslaßöffnungen 31 in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind, um ein gleichmäßiges Abziehen des Katalysators aus der ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion 15 zu ermöglichen. Wie in Fig. 3 gezeigt, befinden sich innerhalb der ringförmigen Katalysator-Sammelzone 27 zwischen den

Katalysator-Auslaßvorrichtungen 31 angeordnete schräggestellte Leitvorrichtungen 48, wodurch die Katalysatorteilchen aus dem ringförmigen Katalysator-Durchgang 23 in die Auslaßöffnungen 31 geleitet werden. Der Übergang vom ringförmigen Katalysatordurchgang 23 zur Vielzahl der Katalysatorleitungen 32 ist insofern wünschenswert, als die Querschnittsfläche des Katalysatordurchganges zwischen den Reaktorsektionen 2 und 3 reduziert ist, und das Entweichen von Reaktordampf zwischen den Reaktorsektionen 2; 3 über den Durchgang 23 dementsprechend minimiert wird. Es darf sich kein Katalysator in der Nähe des äußeren Rückhaltesiebes 14 stauen, da der radiale Dampfstrom den Katalysator zum inneren Rückhaltesieb 13 führt und die Schwerkraft den Katalysator in die ringförmige Katalysator-Sammelzone 27 zieht. Die vorangehende Katalysator-Übergangssektion 24 läßt nur eine geringe - wenn überhaupt - Stagnation von Katalystor an irgendeinem Punkt des Übergangs von der ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion 15 zur darunterliegenden Katalysator-Rückhaltesektion 33 zu. In Fig. 1 ist zu erkennen, daß die sich abwärts von der Katalysator-Leitung 32 den Übergang und die gleichmäßige Verteilung von Katalysator von der Katalysator-Rückhaltesektion 15 zur darunterliegenden ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion 33 innerhalb der Reaktorsektion 3 ermöglicht.

Der Aufbau und die Anordnung der untersten Reaktorsektion 3 ähnelt dem der Reaktorsektion 2 insofern, als ein inneres röhrenförmiges Katalysator-Rückhaltesieb 34 koaxial innerhalb eines äußeren, vertikal ausgerichteten röhrenförmigen Katalysator-Rückhaltesiebes 35 angeordnet ist, um die ringförmige Katalysator-Rückhaltesektion 33 zu schaffen. Die Reaktorsektion 3 umfaßt des weiteren eine äußere ringförmige Reaktantenstrom-Verteilerzone 36, über die ganze Länge der Katalysator-Rückhaltesektion 33 herum sowie einen durch das innere Katalysator-Rückhaltesieb 34 begrenzten inneren Verteilerraum 37 wie auch eine Abdeckplatte 38 über der Katalysator-Rückhaltesektion 33, um jedweden direkten Überkopffluß des Reaktantenstroms in die Katalysator-Rückhaltesektion 33 auszuschließen. Eine Reaktantenstrom-Einlaßöffnung 39 befindet sich in offener Verbindung mit der Reaktantenstrom-Verteilerzone 36, und eine Reaktantenstrom-Auslaßöffnung 40 ist in offener Verbindung mit dem inneren Verteilerraum 37 über eine Reaktantenstrom-Abzugsleitung 41 dargestellt. Wie bei der Reaktorsektion 2 befindet sich die Reaktantenstrom-Auslaßöffnung 40 der Sektion 3 in deren oberen Teil, um den Ausgleich der Geschwindigkeitsdruckhöhen in der Reaktantenstrom-Verteilerzone 36 und dem inneren Verteilerraum 37 zu ermöglichen. Die durch die Auslaßöffnung 21 von der Reaktorsektion 2 abgezogenen Reaktantenströme können in einer in den Figuren nicht dargestellten Heizvorrichtung von ihrer Wiedereinführung in die Reaktorsektion 3 durch die Einlaßöffnung 39 erwärmt werden. Dementspechend wird ein von der Auslaßöffnung 21 der Reaktorsektion 2 abfließender Reaktantenstrom erneut erwärmt und durch die Einlaßöffnung 39 in die Reaktorsektion 3 über die Verteilerzone 36 eingeführt, worauf der Reaktantenstrom dann in radialem Fluß die Katalysator-Rückhaltesektion 33 passiert, um im inneren Verteilerraum 37 gesammelt und anschließend durch Leitung 41 sowie Auslaßöffnung 40 über Kopf ausgetragen zu werden.

Am Boden der untersten Reaktorsektion 3 ist eine röhrenförmige Katalysator-Auslaßöffnung 42 vorgesehen. Das äußerste untere Ende des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes 34 ist koaxial innerhalb der Auslaßöffnung 42 montiert, um einen ringförmigen Katalysator-Durchgang 43 unmittelbar neben dem inneren Katalysator-Rückhaltesieb 34 sowie unter der Katalysator-Rückhaltesektion 33 zu bilden. Das untere Ende des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes 34 ist von dem mit einem konischen Stopfen 45 versehenen Bodenquerabtrennteil 44 verschlossen, wodurch das Sieb 34 einsetzbar in einer Sockelvorrichtung 46 montiert ist und auf diese Weise das innere Katalysator-Rückhaltesieb 34 vollständig getragen wird. Die Sockelvorrichtung 46 ist konzentrisch innerhalb der Auslaßöffnung 42 angeordnet und mit den Wänden durch eine Vielzahl von radial voneinander angeordneten, vertikal ausgerichteten Rippen 47 befestigt.

Zur besseren Veranschaulichung der Benutzbarkeit des erfindungsgemäßen Reaktorsystems wird ein katalytisches Reformingverfahren angegeben, wie sie in der in Fig. 1 dargestellten Kammer 1 abläuft. Dabei wird eine Destillationsbenzinfraktion des Siedebereiches 80-190⁰G der Kammer 1 über die Einlaßöffnung 5 unter Beimischung eines wasserstoffreichen Kreislaufgases eingetragen. Das katalytische Reformingverfahren der mit Wasserstoff versetzten Benzinfraktion erfolgt in Kontakt mit einem kugelförmigen Reformingkatalysator, der über die Katalysator-Einlaßöffnung 6 in die obere Reaktorsektion 2 der Reaktorkammer 1 eingeführt wurde. Die kugelförmigen Katalysatorteilchen werden in Anwesenheit von Wasserstoff durch die Einlaßöffnung 6 eingeleitet, wobei der Wasserstoff dazu dient, einen fluidisiertes Förderweg für die Katalysatorteilchen von der Frischkatalysator-Speichervorrichtung und/oder einer geeigneten Katalysator-Regenerierungsvorrichtung zu schaffen. Entsprechend wird der mit einer Temperatur im Bereich von etwa 470-520⁰C durch die Einlaßöffnung 5 eintretende Reaktantenstrom um die Übertragungsröhren 9 herum eingeführt. Dabei wird ein Wärmeaustausch mit den darin befindlichen Katalysatorteilchen vorgenommen. Der Katalysator wird erwärmt und durch den Wasserstoff reduziert. Der Katalysator wird dann aus der Verteilungssektion 10 durch die Katalysator-Übertragungsleitungen 12 in die Katalysator-Rückhaltesektion 15 verteilt. In der Katalysator-Rückhaltesektion 15 kommen die Katalysatorteilchen mit dem in Radialfluß von der Reaktanten-Verteilerzone 16 her eingeleiteten Reaktantenstrom in Berührung, wenn er das Katalysatorbett in Richtung des inneren Verteilerraumes 19 überquert. Der Reaktantenstrom wird aus der Reaktorsektion 2 aufwärts aus dem inneren Verteilerraum 19 zur Rückgewinnung durch die Auslaßöffnung 21 entfernt. Wie bereits geschrieben, schafft diese Anordnung eine gleichmäßigere Verteilung des Reaktantenstromes über das innerhalb der Katalysator-Rückhaltesektion 15 befindliche Katalysatorbett. Dies resultiert aus der Tatsache, daß sich die Geschwindigkeitsdruckhöhe des Reaktantenstromes im inneren Verteilerraum 19 im Gleichgewicht mit der Geschwindigkeitsdruckhöhe des Reaktantenstromes in der Verteilerzone 16 befindet, wodurch über die gesamte Länge der ringförmigen Kataiysatorrückhaltesektion 15 ein im wesentlichen gleichmäßiger Druckabfall erreicht wird.

Auf Grund der endothermen Natur des Gesamt-Reformingprozesses wird das von der Reaktorsektion 2 abfließende Medium vor der Einleitung in die Reaktorsektion 3 vorzugsweise erneut erwärmt. Generell sollte der Heizvorgang ausreichen, um den Reaktantenstrom auf eine Temperatur in der Größenordnung von etwa 470⁰C oder darüber zu bringen. Der erneut erwärmte Reaktantenstrom wird über die Einlaßöffnung 39 eingeleitet, von welcher er in die ringförmige Verteilerzone 36 gelangt. Die Reaktanten strömen dann durch die Verteilerzone 36 radial einwärts, wobei sie den innerhalb der ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion 33 eingebetteten Katalysator in einer ähnlichen Weise berühren, wie dies bei dem Reaktantenstrom in . der Reaktorsektion 2 der Fall war. Der Reaktantenstrom gelangt dann in den inneren Verteilerraum 37 und wird über die Auslaßöffnung 40 abgezogen.

Unter dem Einfluß der radial einwärts gerichteten Strömung des Reaktantenstromes durch die ringförmige Katalysator-Rückhaltesektion 15 werden die Katalysatorteilchen in den ringförmigen Durchgang 23 unmittelbar neben dem inneren Katalysator-Rückhaltesieb 13 gefördert. Die Katalysatorteilchen bewegen sich abwärts durch die ringförmige Katalysatorsammeizone 27, wo sie auf eine Vielzahl von Katalysator-Übertragungsleitungen 31 aufgeteilt werden. Der ungehinderte

Übergang von der Sammelzone 27 zur Vielzahl der Katalysator-Übertragungsleitung 31 reduziert die Querschnittsfläche des Katalysator-Durchganges zwischen den Reaktorsektionen 2; 3, was das Entweichen von Prozeßdämpfen durch den genannten Durchgang 43 ebenfalls reduziert. Dieser Übergang erfolgt mit nur geringer, wenn überhaupt vorhandener, Verminderung des Katalysatorflusses auf Grund des Vorhandenseins der zwischen den Katalysator-Auslaßöffnungen 31 angeordneten, bis zu deren Umfang hin verlängerten und in den Fig. 3; 4 deutlicher dargestellten geneigten Leitelemente 48, wobei die Katalysator-Auslaßvorrichtung 40 vorzugsweise einen Durchmesser aufweist, der im wesentlichen dem Durchmesser der Katalysator-Sammelzone 27 entspricht.

Die Katalysatorteilchen aus der unteren Katalysator-Rückhaltesektion 33 werden dem ringförmigen Katalysator-Durchgang 43 zugeleitet, der vom Bodenquerabtrennteil 44 des inneren Katalysatorrückhaltesiebes 34 sowie den Wandungen der ringförmigen Katalysator-Auslaßöffnung 42 gebildet wird. Die vertikal ausgerichteten Rippen 47 bieten nicht nur dem inneren Katalysator-Rückhaltesieb 34 Halt, sondern bewirken auch eine Pfropfenströmung des Katalysators im ringförmigen Durchgang vor dem Austrag in eine nicht in den Figuren dargestellte Katalysator-Sammelvorrichtung. Die Katalysator-Sammelvorrichtung kann sich in offener Verbindung mit der Auslaßöffnung 42 befinden und kann besonders zur Spülung des Katalysators mit dem wasserstoff reichen Kreislaufstrom vor dessen Austrag zu Wiedereinsatz- und/oder Regenerationszwecken genutzt werden.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Mehrstufenreaktorsystem zur Realisierung eines Radialflußkontaktes eines Reaktantenstromes mit Katalysatorteilchen, die durch Schwerkraftströmung als ringförmiges Bett durch das System hindurch beweglich sind, gekennzeichnet dadurch, daß sich das System aus

einer vertikal verlängerten begrenzten Kammer (1),

mindestens zwei vertikal hintereinander angeordneten Reaktorsektionen (2; 3) in der Kammer (1), einer mit dem oberen Teil der Kammer (1) verbundenen Katalysator-Einlaßöffnung (6) und einer mit dem unteren Teil der Kammer (1) verbundenen Katalysator-Auslaßöffnung (42) zusammensetzt, und mindestens eine der Reaktorsektionen (2; 3),

ein am Boden eingeschlossenes, innerhalb eines vertikal angeordneten äußeren ringförmigen Katalysator-Rückhaltesiebes (14) koaxial gelagertes inneres ringförmiges Katalysator-Rückhaltesieb (13) zwecks Ausbildung einer ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion (15), wobei die Katalysator-Rückhaltesektion (15) einen Verteilerraum (16) um ihre Außenbegrenzung herum wie auch innerhalb ihres Innenraumes entsprechend des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes (13) aufweist,

eine die ringförmige Katalysätor-Rückhaltesektion (15) abdeckende obere Platte (18), ein unter der Katalysator-Rückhaltesektion (15) befindliches zweites Bodenquerteilstück (29), wobei dieses Teil eine Öffnung aufweist, welche eine ringförmige Katalysator-Sammelzone (27) neben dem inneren Katalysator-Rückhaltesieb (13) bietet, eine Katalysator-Übergangssektion (24), bestehend aus einer sich unterhalb des zweiten Bodenquerteilstück (29) erstreckenden röhrenförmigen Vertiefung (25),

einem das innere Katalysator-Rückhaltesieb (13) in der Vertiefung (25) haltenden Querteilstück (26), um eine ringförmige Katalysator-Sammelzone (27) unterhalb der ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion (15) sowie in gleicher Ausdehnung mit der ringförmigen Katalysatorübergangssektion (24) zu schaffen,

einer Vielzahl gleichmäßig im Boden der ringförmigen Katalysator-Sammelzone (27) zwischen deren inneren und äußeren Wandungen angeordneter Katalysator-Auslaßöffnungen (31) und

einer Vielzahl von mit den Katalysator-Auslaßöffnungen (31) sowie mit einer nächsten Katalysator-Rückhaltesektion (33) verbundenen verlängerten Katalysatorleitungen (32), wodurch Katalysatorteilchen schwerkraftbedingt von einer oberen Reaktorsektion (2) zur darunterliegenden Reaktorsektion (3) strömen können,

einer in einem oberen Teil einer jeden der Reaktorsektionen (2; 3) angebrachten Reaktantenstrom-Einlaßöffnung (5; 39), wobei sich die Einlaßvorrichtung (5; 39) in offener Verbindung mit dem Verteilerraum (19; 37) um die darum befindliche Katalysator-Rückhaltesektion (15; 33) befindet, und

einer Reaktantenstrom-Auslaßöffnung (21; 40) aus jeder der Reaktorsektionen (2; 3), die sich an das obere Ende des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes (13; 34) anschließt und in offener Verbindung mit dem durch das Sieb (13; 34) beschriebenen inneren Verteilerraum (19; 37) befindet, aufweist.
2. Reaktorsystem nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sich die unterste Reaktorsektion (3) aus

einem koaxial innerhalb eines äußeren, vertikal angeordneten ringförmigen Katalysator-Rückhaltesiebes (35) befindlichen, am Boden eingeschlossenen inneren ringförmigen Katalysator-Rückhaltesieb (34), um auf diese Weise eine ringförmige Katalysator-Rückhaltesektion (33) zu schaffen, wobei die Katalysator-Rückhaltesektion (33) einen Verteilerraum (37) umschließt, einer die ringförmige Katalysator-Rückhaltesektion (33) abdeckende, obere Abdeckplatte (38), und einem dem inneren ringförmigen Katalysator-Rückhaltesieb (34) und der begrenzten Kammer (1) benachbarten und durch diesen definierten ringförmigen Katalysator-Durchgang (43) zusammensetzt.
3. Reaktorsystem nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß das innere Katalysator-Rückhaltesieb (34) innerhalb der Katalysator-Auslaßöffnung (42) gehalten ist.
4. IReaktorsystem nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Katalysator-Übertragungssektion (24) desweiteren zwischen der Auslaßöffnung (31) angeordnete schräggestellte Leitvorrichtungen (48) aufweist, wodurch absinkende Katalysatorteilchen in die Auslaßöffnungen (31) geleitet werden.
5. Reaktorsystem nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß konzentrisch in der genannten röhrenförmigen Vertiefung (25) eine röhrenförmige Sockelvorrichtung (28) angeordnet ist, welche die gleiche Ausdehnung wie das innere Katalysator-Rückhaltesieb (13) aufweist und in der das innere Sieb (13) einsteckbar montiert ist.
6. Raktorsystem nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Katalysator-Auslaßöffnung (42) röhrenförmig ausgebildet ist, wobei das untere Ende des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes (34) der untersten Reaktorsektion (3) innerhalb der Auslaßöffnung (42) gehalten wird, um einen ringförmigen Katalysator-Strömungsweg unmittelbar unterhalb des ringförmigen Katalysator-Durchganges (43) sowie neben dem inneren Katalysator-Rückhaltesieb (34) zu schaffen.
7. Reaktorsystem nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß das untere Ende des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes (34) durch eine Abgrenzung eingeschlossen wird, die einen konischen Stopfen (45) umfaßt, wobei der Stopfen (45) einsteckbar in einer Sockelvorrichtung (46) innerhalb der röhrenförmigen Katalysator-Auslaßöffnung (42) befestigt ist und wobei die Sockelvorrichtung (46) konzentrisch innerhalb der Auslaßöffnung (42) angeordnet und an deren Wänden vermittels einer Vielzahl von radial voneinander befindlichen, vertikal ausgerichteten Rippen (47) befestigt ist.
8. Mehrstufenreaktorsystem zur Realisierung eines Radialflußkontaktes eines Reaktantenstromes mit Katalysatorteilchen, die durch Schwerkraftströmung als ringförmiges Bett durch das System hindurch beweglich sind, gekennzeichnet dadurch, daß sich das System aus

einer vertikal verlängerten begrenzten Kammer (1),

drei vertikal hintereinander angeordneten Reaktorsektionen (2; 3) in der genannten Kammer (1), einer mit dem oberen Teil der Karr ner (1) verbundenen Katalysator-Einlaßöffnung (6), und einer mit dem unteren Teil der Kammer (1) verbundenen Katalysator-Auslaßvorrichtung (42) zusammensetzt, und zwei der Reaktorsektionen (2; 3), aus

einem am Boden eingeschlossenen, innerhalb eines vertikal angeordneten äußeren ringförmigen Katalysator-Rückhaltesiebes (14) koaxial gelagerten inneren ringförmigen Katalysator-Rückhaltesieb (13) zur Ausbildung einer ringförmigen Katalysator-Rückhaltesektion (15), die einen Verteilerraum (16), um ihre Außenbegrenzung herum sowie einen inneren Verteilerraum (19) entsprechend des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes (13) aufweist,

einem die ringförmige Katalysator-Rückhaltesektion (15) abdeckenden oberen Querteiistück (26), einem unter der Kataiysator-Rückhaltesektion (15) befindlichen zweiten Bodenquerteilstück (29), wobei dieses Teil eine Öffnung aufweist, welche eine ringförmige Katalysator-Sammelzone (27) neben dem inneren Katalysator-Rückhaltesieb (13) bietet, einer Katalysator-Übergangssektion (24), bestehend aus einer sich unterhalb des zweiten Querteilstück (29) erstreckenden röhrenförmigen Vertiefung (25),

einem das innere Katalysator-Rückhaltesieb (13) in der Vertiefung (25) haltenden Querteilstück (26), um eine ringförmige Katalysator-Sammelzone (27) unterhalb der ringförmigen Kataiysator-Rückhaltesektion (15) sowie in gleicher Ausdehnung mit dem ringförmigen Katalysator-Übergangssektion (24) zu schaffen,

einer Vielzahl gleichmäßig im Boden der ringförmigen Katalysator-Sammelzone (27), zwischen deren inneren und äußeren Wandungen angeordneter Katalysator-Auslaßöffnungen (31) und

einer Vielzahl von mit den Auslaßöffnungen (31) sowie mit der nächsten Kataiysator-Rückhaltesektion (33) verbundenen verlängerten Katalysatorleitungen (32), wodurch Katalysatorpartikel schwerkraftbedingt von einer oberen Reaktorsektion (2) zur darunterliegenden Reaktorsektion (3) strömen können,

einer in einem oberen Teil einer jeden der Reaktorsektionen (2; 3) angebrachten Reaktantenstrom-Einlaßöffnung (5; 39), die in offener Verbindung mit dem Verteilerraum (19; 37) um die darum befindliche Kataiysator-Rückhaltesektion (15; 33) befindet, und

einer Reaktantenstrom-Auslaßöffnung (21; 40) aus jeder der Reaktorsektionen (2; 3), die sich an das obere Ende des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes (13; 34) anschließt und in offener Verbindung mit dem durch das Sieb (13; 34) beschriebenen inneren Verteilerraum (19; 37) befindet, bestehen.
9. Mehrstufenreaktorsystem zur Realisierung eines Radialflußkontaktes eines Reaktantenstromes mit Katalysatorteilchen, die durch Schwerkraftströmung als ringförmiges Bett durch das System hindurch beweglich sind, gekennzeichnet dadurch, daß sich das System aus

einer vertikal verlängerten begrenzten Kammer (1),

vier vertikal hintereinander angeordneter Reaktorsektionen (2; 3) in der Kammer (1), einer mit dem oberen Teil der Kammer (1) verbundenen Katalysator-Einlaßöffnung (6), und einer mit dem unteren Teil der Kammer (1) verbundenen Katalysator-Auslaßöffnung (42) zusammensetzt, und drei der ' Reaktorsektionen (2; 3) aus einem am Boden eingeschlossenen, innerhalb eines vertikal angeordneten äußeren ringförmigen Katalysator-Rückhaltesiebes (14) koaxial gelagerten inneren Katalysator-Rückhaltesiebes (13) zwecks Ausbildung einer ringförmigen Kataiysator-Rückhaltesektion (15), die einen Verteilerraum (16) um ihre Außenbegrenzung herum wie auch innerhalb ihres Innenraumes entsprechend des inneren Katalysatör-Rückhaltesiebes (13) aufweist, einem die ringförmige Kataiysator-Rückhaltesektion (15) abdeckende, obere Platte (18), einem unter der Kataiysator-Rückhaltesektion (15) befindlichen zweiten Bodenquerteilstück (29), wobei dieses Teil eine Öffnung aufweist, welche eine ringförmige Katalysator-Sammelzone (27) neben dem inneren Katalysator-Rückhaltesieb (13) bietet, einer Katalysator-Übergangssektion (24), bestehend aus einer sich unterhalb des zweiten Bodenquerteilstück (29) erstreckenden röhrenförmigen Vertiefung (25),

eines das innere Katalysator-Rückhaltesieb (13) in der Vertiefung (25) haltenden Querteilstück (26), um eine ringförmige Katalysator-Sammelzone (27) unterhalb der ringförmigen Kataiysator-Rückhaltesektion (15) sowie in gleicher Ausdehnung mit der ringförmigen Katalysator-Übergangssektion (24) zu schaffen,

einer Vielzahl gleichmäßig im Boden der ringförmigen Katalysator-Sammelzone (27) zwischen deren inneren und äußeren Wandungen angeordneter Katalysator-Auslaßöffnungen (31), und

einer Vielzahl von mit den Auslaßöffnungen (31) sowie mit der darunterliegenden Kataiysator-Rückhaltesektion (33) verbundenen verlängerten Katalysatorleitungen (32), wodurch Katalysatorteilchen schwerkraftbedingt von einer oberen Reaktorsektion (2) zur darunterliegenden Reaktorsektion (3) strömen können,

einer in einem oberen Teil einer jeden der Reaktorsektionen (2; 3) angebrachten Reaktantenstrom-Einlaßöffnung (5; 39), die in offener Verbindung mit dem Verteilerraum (19; 37) um die darum befindliche Kataiysator-Rückhaltesektion (15; 33) befindet, und

einer Reaktantenstrom-Auslaßöffnung (21; 40) aus jeder der Reaktorsektionen (2; 3), die sich an das obers Ende des inneren Katalysator-Rückhaltesiebes (13; 34) anschließt und in offener Verbindung mit dem durch das Sieb (13; 34) beschriebenen inneren Verteilerraum (19; 37) befindet, bestehen.