Steuerung des Katalysator / Öl - Verhältnisses einer FCC-Pilotanlage mit intern zirkulierender Wirbelschicht

Abstract

Am Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften der Technischen Universität Wien wurde eine vollkontinuierliche, katalytische Crackanlage mit intern zirkulierender Wirbelschicht entwickelt. Hinsichtlich der Prozessparameter soll diese Technikumsanlage bei ähnlichen Bedingungen betrieben werden, wie dies bei industriellen Anlagen der Fall ist. Deswegen ist unter anderem die gezielte Beeinflussung des C/O-Verhältnisses (Katalysator/Öl-Verhältnis) von Interesse. Im Zuge dieser Arbeit wurde ein modifizierter, justierbarer Kegel konstruiert und installiert, welcher bei Bedarf die freie Querschnittsfläche am Reaktoreintritt verringert um folglich den Katalysatoreinzug zu hemmen. Unter Variation ausgewählter Betriebsparameter wurden umfangreiche Katalysator- Umlaufratenmessungen durchgeführt, um den quantitativen Arbeitsbereich unter Verwendung des neuen Kegels festzulegen. Bei diesen Versuchen kam kein Feed zum Einsatz, die Reaktorfluidisierung geschah ausschließlich mit Luft. Es konnten Katalysator-Umlaufraten von etwa 0,2-2,8kg/min erzielt werden. Nach erfolgreicher Absolvierung dieser "Trockenversuche" wurden korrelierende Crack-Versuche durchgeführt, bei denen unter anderem das C/O-Verhältnis in einem Bereich von 12-39 variiert wurde. Es konnte verifiziert werden, dass ein erhöhtes C/O-Verhältnis die Ursache für den erheblichen Anstieg von dem am Katalysator abgeschiedenen Koks ist.

At the Institute of Chemical Engineering of the Vienna University of Technology a fully continuous, catalytic cracking unit with internally circulating fluidized bed has been developed. In terms of the operating parameters, it is desirable to operate this pilot plant at similar conditions as industrial plants. This is why the adjustment of the C/O-ratio (catalyst/oil-ratio) is of specific interest. Therefore an adjustable cone was designed and installed which, if required, decreases the free cross-sectional area at the reactor inlet to inhibit the catalyst transport. Under variation of selected operating parameters extensive catalyst circulation rate measurements were performed to determine the quantitative working range of the new cone. In these experiments no feed was used and just air fluidized the reactor. Catalyst circulation rates of about 0.2-2.8kg/min were achieved. After successful completion of these experiments feed-correlated tests were carried out in which, among other things, the C/O-ratio was varied in a range of 12-39. It could be verified that a high C/O-ratio is the cause of the significant increase of the deposited coke at the catalyst.