Entwicklung einer neuartigen FCC-Anlage mit intern zirkulierendem Wirbelschichtsystem

摘要

An internally circulating fluidized bed system was developedfor use as a catalytic cracking system. The plant (hot unit) was conceived for a feed rate of 1 to 4 kg/h. The hot unit was developed based on data obtained from literature (e. g. temperature, cat to oil ratio and contact time). Important fluid dynamic parameters, such as the circulation rate and the gas separation efficiency between reaction and regeneration zone were determined in an acrylic model (cold unit) at room temperature. Scaling relationships based on the theory ofGlicksman were used as much as possible to design the cold unit in order to give similitude between cold and hot unit. Important parameters influencing the catalyst circulation rate could be determined exactly. Gas separation efficiency measurements between reaction and regeneration zone proved the safety of the system. The setting of the parameters during the trials was determined based on data from the cold unit and literature (e. g. temperature, cat to oil ratio, and contact time). The trials in the hot unit were carried out with vacuum gas oil and FCC-equilibrium catalyst. The experiments ran successfully and the analysis of the cracking products matched expectations. Furthermo-re the new system can also be used as a plant for other reactions such as catalytic alkyla-tion and isomerisation.%Ein intern zirkulierendes Wirbelschichtsystem zur Durchführung des Fluid Catalytic Cracking Verfahrens wurde entwickelt. Die Technikumsanlage wurde für eine Feedrate von ca. 1 bis 4 kg/h ausgelegt. Basierend auf Daten aus der Literatur (z. B. Temperatur, Kat-Öl-Verhältnis und Kontaktzeit) wurde das Heißmodell aus einer Spezialstahllegie-rung gefertigt und aufgebaut. Wichtige strömungsmechanische Parameter, wie die Umlaufrate und Gastrenneffizienz zwischen dem Reaktor und dem Regenerator, wurden in einem Modell aus Acrylglas (sogenanntes Kaltmodell) bei Raumtemperatur bestimmt. Um die Ähnlichkeit zwischen dem Kalt- und dem Heißmodell zu gewährleisten, wurden bei der Errichtung des Kaltmodells so weit wie möglich die Ähnlichkeitskriterien nach Glicksman verwendet. Wichtige Parameter, die die Katalysator-Umlaufrate beeinflußten, wurden exakt bestimmt. Messungen der Gastrenneffizienz zwischen der Reakti-ons- und der Regenerationszone bestätigten die Erfüllung der notwendigen sicherheitstechnischen Erfordernisse des neuen Systems. Unter Zuhilfenahme der Daten vom Kaltmodell und aus der Literatur (Temperaturen, Katalysator-Öl-Verhältnis und Kontaktzeit) konnten die für den Betrieb des Heißmodells einzustellenden Parameter ermittelt werden. Die Heißmodellversuche wurden mit Vakuumgasöl als Feed und einem Equilibrium-Katalysator durchgeführt. Die Versuche wurden erfolgreich durchgeführt, und die erzielten Produktverteilungen erfüllten die Erwartungen. Weiters kann dieses neuartige System auch für weitere Reakti-ons/Regenerationsverfahren eingesetzt werden (z. B. Alkylierung und Isomerisierung).