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Verfahren zur Herstellung von Stoffen mit erhöhter
Oktanzahl
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen Reformierung von Erdölkohlenwasserstoffen und besteht darin, dass Kohlenwasserstoffe bei erhöhter Temperatur und Druck mit einem Katalysator für die verschiedenen chemischen Reaktionen zur Bildung von Aromaten in Verbindung gebracht werden, wobei ein Produkt mit einem, gegenüber dem Ausgangsprodukt erhöhten Aromatengehalt erhalten wird.
Das katalytische Reformierungsverfahren ist insbesondere für die Erdölindustrie zur Behandlung von Naphthafraktionen mit geringem Aromatengehalt und niederer Oktanzahl zur Herstellung von Naphtha mit einem höheren Aromatengehalt und höherer Oktanzahl von Wichtigkeit und daher besonders geeignet zur Herstellung von Motorbenzinen. Ein derartiges Verfahren ist das sogenannte"Platforming"-Verfahren, bei welchem ein Katalysator mit geringem Platingehalt und gegebenenfalls einem Halogen auf einer Tonerdebasis verwendet wird. Um ein Produkt mit noch höherer Oktanzahl herzustellen, wurde neuerdings vorgeschlagen, das Ausgangsreformat einer Lösungsmittelextraktion zu-unterwerfen, wobei ein Extrakt mit einem hohen Gehalt am Aromaten entsteht und das Raffinat hierauf in die Reformierungszone zurückgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren dieser letzteren Art und bezweckt, die Lösungsmittelextraktionsstufe in wirtschaftlicherer Weise durchzuführen.
Wenn ein entbutanisiertes, katalytisch hergestelltes Reformat destilliert wird, besteht die bis zu etwa 95 C übergehende Fraktion zu etwa 30 Vol. -0/0 aus dem Reformat und ist weitgehend paraffinhältig, während es weniger als 10 Vol. -0/0 an Aromaten enthält. Ausserdem enthält die über etwa 1400 C übergehende Fraktion hauptsächlich aromatische Bestandteile mit sehr hoher Oktanzahl.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein katalytisch hergestelltes Reformat unter Bildung einer niedrig siedenden Fraktion, die weitgehend aus normalen Paraffinen besteht, einer Mittelfraktion und einer hoch siedenden Fraktion, die weitgehend aus aromatischen Bestandteilen mit hoher Oktanzahl besteht, destilliert. Die Mittelfraktion wird einer Lösungsmittelextraktion zur Bildung eines Extraktes mit hoher Oktanzahl unterworfen, worauf dieser Extrakt mit der hoch siedenden Fraktion zur Herstellung eines Benzins mit hoher Oktanzahl vermischt wird.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die niedrig siedende Fraktion und/oder das Raffinat aus der Lösungsmittelextraktion der Mittelfraktion thermisch reformiert werden, um ein Produkt erhöhter Oktanzahl zu erhalten, das der oben beschriebenen Mischung von aromatischen Stoffen zu- gesetzt werden kann. werden kann.
Die Erfindung ist besonders auf Reformate anwendbar, die durch Verfahren, die einen platinhältigen Katalysator benützen, hergestellt wurden und das bevorzugte Lösungsmittel für die Extraktionsstufe besteht aus einer Mischung von Di- und/oder Tri-Äthy1en-G1ycol und 5 - 20 Vol. -Ufo Wasser.
Bei Benützung des vorerwähnten Lösungsmittels, wird die Extraktion am vorteilhaftesten unter folgenden Bedingungen ausgeführt :
EMI1.1
<tb>
<tb> Druck <SEP> . <SEP> 0-etwa <SEP> 35 <SEP> at <SEP>
<tb> Temperatur <SEP> etwa <SEP> 90 <SEP> - <SEP> 2000 <SEP> C
<tb> Theoretische <SEP> Extraktionsstufen.................. <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 40 <SEP>
<tb> Volumsverhältnis <SEP> vom <SEP> Lösungsmittel <SEP> zum
<tb> Ausgangsmaterial <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> zu <SEP> 1 <SEP>
<tb>
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Eil1 Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Das entbutanisierte Reformat aus der katalytischen Reformierungszone 10 strömt durch die Leitung 11 ai einer Trennkolonne 12. Die über Kopf abgehende Fraktion von Kolonne 12, die hauptsächlich aus niedrig siedenden Paraffinen besteht, wird durch Leitung 13 zu der thermischen Reformierungszone 14 geleitet. Eine Mittelfraktion wird von Kolonne 12 durch die Leitung 15 entnommen und zur Lösungsmittelextraktionszone 16 geleitet, während die an der Unterseite der Kolonne 12 abgezogene Fraktion weitgehend aus Aromaten hoher Oktanzahl besteht und über Leitung 17 entfernt wird.
Der Extrakt mit hoher Oktanzahl von Zone 16 wird durch Leitung 18 entnommen und mit der vorerwähnten Fraktion in Leitung 17 vermischt, während das Raffinat von Zone 16 durch Leitung 19 entnommen und mit dem über Kopf abgehenden Produkt der Kolonne 12 in der Leitung 13 vermischt und die Mischung zur thermischen Reformierungszone 14 geleitet wird. Ein Reformat mit hoher Oktanzahl wird durch Leitung 20 aus Zone 14 entnommen. Gegebenenfalls kann das thermische Reformat mit dem am Boden der Kolonne 12 abgezogenen Produkt und dem Extrakt aus Zone 14, wie es durch die strichlierten Linien angedeutet ist, gemischt werden.
Nachstehend ist ein spezielles Beispiel des erfindungsgemässen Verfahrens angeführt :
Tabelle 1
EMI2.1
<tb>
<tb> Produkt <SEP> Destillations-Debutanisiettes <SEP> Arematen-Gehalt <SEP> Oktanzahl
<tb> bereich <SEP> OC <SEP> Reformat <SEP> Vol.-' <SEP> Vol.-% <SEP> (Forschungsmethode)
<tb> Debutanisiertes
<tb> Reformat <SEP> 44-207 <SEP> 100, <SEP> 0 <SEP> 46, <SEP> 0 <SEP> 88,8
<tb> Trennoperation <SEP> :
<SEP>
<tb> Kopf <SEP> 44- <SEP> 75 <SEP> 26,4 <SEP> 6, <SEP> 4 <SEP> 71,3
<tb> Seiten <SEP> 75 <SEP> - <SEP> 140 <SEP> 37,5 <SEP> 36, <SEP> 8 <SEP> 74, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Boden <SEP> 140-207 <SEP> 36, <SEP> 1 <SEP> 85,5 <SEP> 103,2 <SEP> x
<tb>
Tabelle 2
EMI2.2
<tb>
<tb> Produkt <SEP> Extraktions-Aus- <SEP> Debutanisiertes <SEP> Aromaten-Gehalt <SEP> Oktanzahl
<tb> gangsmaterial <SEP> Reformat <SEP> Vol. <SEP> Vol. <SEP> (ForschungsViol.-% <SEP> methode)
<tb> Debutanisiertes
<tb> Reformat
<tb> Extrakt <SEP> 58,6 <SEP> 58, <SEP> 6 <SEP> 78,5 <SEP> 102, <SEP> 1 <SEP> x <SEP>
<tb> Seitenfraktion
<tb> Extrakt <SEP> 46,9 <SEP> 17,6 <SEP> 78, <SEP> 5 <SEP> 102. <SEP> 0 <SEP> x <SEP>
<tb>
Tabelle 3
EMI2.3
<tb>
<tb> Produkt <SEP> Lösungsmittelumlaufverhältnis <SEP> Lösungsmittelumlaufverhältnis
<tb> Basis <SEP> : <SEP> Extraktionsausgangsmaterial <SEP> Basis:
<SEP> Debutanisiertes <SEP> Reformat
<tb> (Vol.-Teile) <SEP> (Vol.-Teile)
<tb> Debutanisiertes
<tb> Reformat <SEP> 5, <SEP> 10 <SEP> 5, <SEP> 10 <SEP>
<tb> Seitenfraktion <SEP> 4, <SEP> 35 <SEP> 1, <SEP> 63
<tb>
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Tabelle 4
EMI3.1
<tb>
<tb> Produkt <SEP> Destillationsbereich <SEP> Debutanisiertes <SEP> Reformat <SEP> Oktanzahl
<tb> oc <SEP> Vol.-% <SEP> (Forschungsmethode)
<tb> Kopffraktion <SEP> + <SEP> Seitenfraktionsraffinat <SEP> 44 <SEP> - <SEP> 138 <SEP> 46,3 <SEP> 61, <SEP> 2
<tb> Kopffraktion <SEP> + <SEP> thermisch <SEP> raffiniertes
<tb> Reformat <SEP> 42 <SEP> - <SEP> 161 <SEP> 23,6 <SEP> 77,2
<tb>
Tabelle 5
EMI3.2
<tb>
<tb> Produkt <SEP> Debutanisiertes <SEP> Oktanzahl <SEP> Mischung <SEP> Vol.-% <SEP> Mischung
<tb> Reformat <SEP> Vol.-% <SEP> (Forschungs- <SEP> Oktanzahl
<tb> methode) <SEP> (Forschungsmethode)
<tb> Debutanisiertes
<tb> Reformat <SEP> 58,6 <SEP> 102,1x <SEP> 100,0 <SEP> 102, <SEP> 1 <SEP> x <SEP>
<tb> Extrakt
<tb> Seitenfraktion
<tb> Extrakt <SEP> 17,6 <SEP> 102,0 <SEP> x <SEP> 32, <SEP> 8 <SEP> 102,8 <SEP> x
<tb> Bodenfraktion <SEP> 36, <SEP> 1 <SEP> 103,2 <SEP> x <SEP> 67,2
<tb> Summe <SEP> 53, <SEP> 7 <SEP> - <SEP> 100,0
<tb> Seitenfraktion
<tb> Extrakt <SEP> 17,6 <SEP> 102, <SEP> 0 <SEP> x <SEP> 22,8
<tb> Bodenfraktion <SEP> 36, <SEP> 1 <SEP> 103,2 <SEP> x <SEP> 46, <SEP> 7
<tb> Kopffraktion <SEP> + <SEP> 23,6 <SEP> 77,2 <SEP> 30,5 <SEP> 95,0
<tb> SeitenfraktionRaffinat <SEP> therm.
<tb> reformiert
<tb> Summe <SEP> 77,3 <SEP> - <SEP> 100,0
<tb>
x Wissenschaftliche Bestimmungsmethode für Oktanzahlenverhältnisse über 100 nach Deters J. F.
(Pet. Refiner 30, 1951, p. 127)
Beispiel: Ein mit Hilfe von Platinkatalysatoren gewonnenes Produkt mit einem Destillationsbereich von 44G bis 2070 C ASTM, wurde durch Destillation in Kopf-, Seiten-und Boden-Fraktionen im Verhältnis 26,38 bzw. 36 Vol. -0/0 getrennt (Tabelle 1). Eine Probe des ursprünglichen, mit Hilfe von Platinkatalysatoren gewonnetienprodtiktes sowie die abgetrennte Seitenfraktion wurden durch ein Lösungs mittel, wie oben beschrieben, extrahiert, wobei Produkte mit einem Aromatengehalt von 78, 5% Vol.- Teilen gebildet wurden (Tabelle 2).
Die erforderlichen Verhältnisse vom Lösungsmittel zu dem zu extrahierenden Material waren 5, 10 und 4,35 zu 1 VOL. -Teile, bei Behandlung des ursprünglichen, mit Hilfe von Platinkatalysatoren'gewonnenen Produktes bzw. der abgetrennten Seitenfraktion (Tabelle 3). Die letztere Ziffer würde einen Lösungsmittelumlauf von 1, 63 Vol. -Teilen, bezogen auf die ursprüngliche Charge des mit Hilfe von Platinkatalysatoren gewonnenen Produkts, auf Grund des reduzierten Volumens der abgetrennten Seitenfraktion darstellen (Tabellen 1 und 3), wodurch sich eine allgemeine Reduktion von 68% des Lösungsmittelumlaufes ergibt. Der Extrakt der abgetrennten Seitenfraktion und die abgetrennte Bodenfraktion werden gemischt, unter Bildung eines Motorbenzin-Bestandteiles mit der Oktanzahl 102,8 (Forschungsmethode) (Tabelle 5).
Die Oktanzahl wurde gemäss einer wissenschaftlichen Bestimmungsmethode von Oktanzahlen über 100 nach Deters J. F. (Pet. Refiner 30, 1951, p. 127) ermittelt.
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Die abgetrennte Kopf-Fraktion und das Raffinat der Seitenfraktion aus dem Extraktions-Verfahren wurden gemischt und unter geeigneten Bedingungen zur Steigerung des Oktanzahlverhlltnisses der Mischung von 61 auf 77 (Forschungsmethode) thermisch reformiert (Tabelle 4). Dieses Produkt wurde mit den in Beispiel 1) erhaltenen, aromatischen Konzentraten gemischt, um einen Motorbenzin-Bestandteil mit der Oktanzahl 95 (Forschungsmethode) zu ergeben (Tabelle 5).
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Stoffen mit erhöhter Oktanzahl aus Produkten eines katalytischen Reformierungsverfahrens, wobei das Reformat fraktioniert und eine Fraktion einer Losungsmittelextrak- tion unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte des katalytischen Reformierungsverfahrens in eine niedrig siedende Fraktion, die weitgehend aus normalen Paraffinen besteht, eine Mittelfraktion und eine hoch siedende Fraktion, die weitgehend aus aromatischen Bestandteilen mit hoher Oktanzahl besteht, getrennt, die Mittelfraktion einer Behandlung mit einem Lösungsmittel für Aromaten unterworfen wird, wobei ein Aromatenextrakt mit hoher Oktanzahl erhalten wird und dieser Extrakt mit der hoch siedenden Fraktion gemischt wird.