AT395249B - Verfahren zur hydrierung eines kohlenwasserstoff-ausgangsmaterials - Google Patents

Description

AT 395 249 B

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrierung eines Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterials mit einem Wasserstoffgas bei einem überatmosphärischen Hydrierdruck von mindestens 6800 kPa, wobei ein Hydrierungsabfluß bestehend aus einem flüssigen Teil und einem gasförmigen Teil von der Hydrierung gewonnen wird, wobei der gasförmige Teü und der flüssige Teil nicht-umgesetzten Wasserstoff enthalten. 5 Bei vielen Verfahren, bei denen ein Kohlenwasserstoff enthaltendes Ausgangsmaterial einer hydrierenden

Behandlung unterworfen wird, z. B. Hydrierung, Hydrodesulfurierung, Hydro-Cracking etc., und zwar bei erhöhtem Druck, wird ein gasförmiges Effluent erhalten, welches nicht-umgesetzten Wasserstoff enthält; um eine wirksame Verwendung des Wasserstoffs zu gewährleisten, wird in den meisten Fällen der nicht-umgesetzte Wasserstoff im Effluent als Kreislaufgas isoliert, um beim Verfahren wieder eingesetzt zu werden. 10 So ist z. B. im US-Patent Nr. 3 444 072 ein Verfahren zur Wiedergewinnung eines Wasserstoff-Kreislaufgases beschrieben, wobei das Effluent aus einem Hydrierverfahren bei der Reaktionstemperatur und dem Reaktionsdruck in einen flüssigen und gasförmigen Teil getrennt wird, wobei der gasförmige Teil, der den Kreislauf-Wasserstoff enthält, bei erhöhtem Druck behandelt und gehalten wird, so daß er schließlich in das Hydrierverfahren im Kreislauf zurückgeleitet weiden kann. Zusätzlicher Wasseistoff wild aus dem flüssig«! Teil isoliert, indem man den flüssigen 15 Teil schnell auf einen mittleren Druck bringt

Dieses Verfahren liefert zwar einen Wasserstoff-Kreislauf unter minimalem Verlust an Wasserstoff; jedoch ist das Verfahren zur Rückgewinnung von Wasserstoff aus einem Hochdruck-Hydrierverfahren verbesserungsbedürftig.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren eingangs erwähnter Art zu schaffen. 20 Das erfindungsgemäße Verfahren eingangs erwähnter Art ist dadurch gekennzeichnet, daß a) der Druck des gasförmigen Teils von einem überatmosphärischen Hydrierdruck von mindestens6800kPa auf einen verminderten Druck herabgesetzt wird, der mindestens 1360kPa (überatmosphärisch) niedriger als der Hydrierdruck und nicht höher als 10.200 kPa (überatmosphärisch) ist wobei man ein Wasserstoff und 25 Verunreinigungen enthaltendes Gas bei einem verminderten Druck erhält, b) der Druck des flüssigen Teiles von einem überatmosphärischen Hydrierdruck von mindestens 6800kPa auf einen verminderten Druck herabgesetzt wird, der mindestens 1360kPa (überatmosphärisch) niedriger als der Hydrierdruck und nicht höher als 10.200kPa (überatmosphärisch) ist wobei man aus dem flüssigen Teil ein weiteres, Wasserstoff und Verunreinigungen enthaltendes Gas bei einem verminderten Druck gewinnt 30 c) aus dem Gas von Schritt a) und dem aus Schritt b) gewonnenen weiteren Gas Verunreinigungen entfernt werden, wobei ein Wasserstoffgas erhalten wird, das mindestens 70 Vol.% Wasseistoff enthält d) der Druck des Wasserstoffgases von Schritt c) auf den Hydrierdruck erhöht wird und e) das Gas von Schritt d) im Hydrierverfahren von Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterial eingesetzt wird. 35 Eine vorteilhafte Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß der verminderte Druck in den Schritten a) und b) auf nicht höher als 5440 kPa (überatmosphärisch) eingestellt wild.

Im allgemeinen wird der Druck nicht auf einen Wert von wenig« als 971 kPa (überatmosphärisch) herabgesetzt in den meisten Fällen auf einen Wert in der Größenordnung von 1020 bis 4080 kPa (überatmosphärisch). Selbstverständlich können im Falle von Hydrierverfahren, die bei Drücken in der Größenordnung von 12.200 bis 40 20.400kPa (überatmosphärisch) und mehr betrieben werden, einige der erfindungsgemäßen Vorteile erzielt werden, indem man den Druck des Gases auf einen Wert vermindert der höher liegt als die bevorzugte Obergrenze von 5440 kPa (überatmosphärisch), aber nicht höher als 10.200 kPa (überatmosphärisch); in den meisten Fällen jedoch wird der Druck auf einen Wert vermindert der nicht höher liegt als 5440 kPa, vorzugsweise nicht höher als4080 kPa, so daß man die erfindungsgemäßen Vorteile voll ausschöpft. 45 Das Gas wird bei diesem niedrigen Druck dann gereinigt so daß man ein Wasserstoffgas erhält, das mindestens 70 Vol.% Wasserstoff enthält worauf man das Wasserstoffgas auf einen solchen Druck steigert daß es beim Hydrierverfahren verwendet weiden kann (entweder bei dem Hydrierverfahren, aus welchem das Gas stammt und/ oder einem anderen Hydrierverfahren). So wird im Gegensatz zu den bislang bekannten Verfahren das aus der Hydrierung isolierte, Wasserstoff enthaltende Gas, welches sich unter dem erhöhten Druck befindet der beim 50 Hydrierverfahren verwendet wird, einer Druckverminderung unterworfen, worauf das Gas bei diesem niedrigeren

Druck gereinigt und anschließend das gereinigte Gas wieder auf den Druck rekomprimiert wird, der bei dem Hydrierungsverfahren vorherrscht, bei welchem das Gas verwendet werden soll; d. h. das Gas wird auf einen Druck von mindestens 6800 kPa (überatmosphärisch) gebracht, der mindestens 1360 kPa höher liegt als der Druck, bei welchem das Gas gereinigt wurde. 55 Nach einer bevoizugten Ausführungsform der Erfindung wird der flüssige Teil des Hydrierungseffluents, welcher sich ebenfalls bei einem «höhten Druck befindet, (insbesondere einem Druck von mindestens 6800 kPa (überatmosphärisch)) so behandelt daß der Druck der Flüssigkeit auf einen solchen Druck vermindert wird, welch« -2-

AT 395 249 B dem Druck entspricht, auf welchen das Wasserstoffgas vermindert wurde. Diese Druckverminderung, welche vorzugsweise miteinem Abzieh-Verfahren kombiniert wird, führtzu einer zusätzlichen Wasserstoffgewinnung. Der aus der Flüssigkeit isolierte Wasserstoff kann mit dem Wasserstoffgas kombiniert werden, das man vor der Reinigung von dem Effluent abgetrennt hat. 5 Die flüssigen und gasförmigen Teile des Hydriereffluents können vor der Druckverminderung getrennt werden, in welchem Falle die gasförmigen und flüssigen Teile als getrennte Ströme der Druckverminderung unterworfen werden. Alternativ können die flüssigen und gasförmigen Teile bei erhöhtem Druck im Gemisch miteinander isoliert werden, wobei man dieGas^nüssig-Kombinatiwi der Druckverminderungunterwirftundanschließenddie gasförmigen und flüssigen Teile trennt. 10 Selbstverständlich kann die Druckverminderung der getrennten gasförmigen und flüssigen Teile oder der kombinierten Teile in einer oder mehreren Stufen durchgeführt werden, so daß man den oben beschriebenen niedrigeren Druck erhält, bei welchem der Wasserstoff gereinigt wird.

Das Wasserstoffgas, welches bei dem niedrigeren Druck gereinigt werden soll, enthält im allgemeinen als Verunreinigungen Ammoniak und/oder Schwefelwasserstoff und/oder Kohlenoxide und/oder Kohlenwasserstoffe. IS Das Gas kann in einer oder mehreren Stufen gereinigt werden, je nach dem, welche Verunreinigungen vorhanden sind; man kann eine oder mehrere bekannte Methoden benutzen, wie z. B. Säure-Gas-Adsorption, Kohlenwasserstoff-Adsorption, Kohlenoxid- Absorption etc. Im allgemeinen wird die Reinigung so durchgeführt, daß man ein Gas erhält, das mindestens 70 %, vorzugsweise mindestens 90 Vol.-% Wasserstoff enthält. In den meisten Fällen ist es möglich, das Gas so zu reinigen, daß man ein Wasserstoffgas »hält, das 99 % und mehr Wasserstoff enthält. 20 Eine bevorzugte Reinigungsmethode ist die an sich bekannten Druck-“Swing“-Adsorption. Diese Druck es wing“-Adsorption basiert auf dem Prinzip der Adsorption von Verunreinigungen auf ein adsorbierendes Medium bei einem bestimmten Druck und der Regenerierung des gesättigten adsorbierten Mediums durch Druckverminderung und Reinigung der Verunreinigungen vom adsorbierenden Medium. Das Verfahren arbeitet unter einem Schnell-Kreislauf und besteht aus den folgenden vier Basisstufen: Adsorption, Druckverminderung, Reinigung bei niedrigerem 25 Druck und Druckanstieg. Diese Methode ist beschrieben in: Hydrocarbon Processing, März 1983, Seite 91, „Use Pressure Swing Adsorption For Lowest Costs Hydrogen“, Allem M. Watson.

Die bevorzugte Methode zur Reinigung des Gases ist zwar die Druck-“Swing“-Adsorption; selbstverständlich kann man die Reinigung des Gases unter Bildung eines Wasserstoff-Kreislaufstromes aber auch durch andere Verfahren bewirken, z. B. durch Tiefsttemperatur-Techniken, Membran-Trennung etc. 30 Das erfindungsgemäße Verfahren zur Wiedergewinnung eines Wasserstoffgases aus einem Effluent eines

Hydrierungsverfahrens ist auf eine große Menge von Hydrierungsverfahren anwendbar, z. B. Hydrodesulfurierung, Hydrocrackung, Hydro-Entalkylierung und andere hydrierende Verfahren. Die Methode ist insbesondere anwendbar bei einem Verfahren zur Hydrierung hochsiedend» Kohlenwasserstoff-Materialien, die entweder aus Petroleum, Bitumen oder Kohle-Quellen stammen. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf ein Verfahren anwendbar, 35 bei dem die Hydrierung eines Kohlenwasserstoffs in einem expandierten (aufgeschäumten) Bett ein» katalytischen

Hydrierungszone bekannter Art durchgeführt wird. Eine solche Hydrierung wird bekanntlich unter Verwendung eines expandierten oder aufgeschäumten Katalysatorbettes bei ein»Temp»atiir in d» Größenordnung von etwa343 bis482°C und einem Verfahrensdruck von mindestens6800kPa durchgeführt, wobei der maximale Reaktionsdruck im allgemeinen nicht höh» als etwa 27.200 kPä ist (im allgemeinen 12.200 bis 20.400 kPa). Der v»wendete 40 Katalysator ist im allgemeinen einer aus dem breiten Bereich der Katalysatoren, die bekanntlich zur Hydrierung höhersiedend»Materialien geeignet sind; als Beispiele für derartige Katalysatoren seien genannt: Köbalt-Molybdat, Nickel-Molybdat, Kobalt-Nickel-Molybdat, Wolfram-Nickel-Molybdat, Wolfiam-Nickel-Sulfid, Wolframsulfid, etc.; diese Katalysatoren befinden sich im allgemeinen anf einem geeigneten Träger, wie Aluminiumoxid od» Siliciumdioxid-Aluminiumoxid. 45 Im allgemeinen besteht das Ausgangsmaterial für ein solches Verfahren aus hochsiedenden Komponenten und enthält mindestens 25 Vol.-% eines Materials, das oberhalb 510 °C siedet Dieses Ausgangsmaterial kann entweder aus Petroleum und/oder Bitumen und/oder Kohlequellen stammen, wobei es im allgemeinen ein Petroleumrückstand ist, wie die unten entnommenen Anteüe einer Normaldruckkolonne oder Vakuumkolonne, schwere Rohöle und Teere, die g»inge Mengen eines Materials enthalten, das unterhalb 343 °C siedet ferner lösungsmittel-raffinierte 50 Kohle; Bitumen, wie Te»sande, Schieferöl, Pyrolyse-Flüssigkeiten, etc. Die Auswahl eines geeigneten Ausgangs materials dürfte dem Fachmann ohne weiteres möglich sein, so daß diesbezüglich keine weiteren Details nötig erscheinen, um die vorliegende Erfindung völlig zu v»stehen.

Im öbig»i ist die Erfindung beispielhaft erläutert jedoch ist diese nicht hierauf beschränkt, sondern allgemein auf die Hydrierung von Kohlenwass»stoffen für jeden Zweck bei Drücken von mindestens 6800 kPa anwendbar. 35 Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnung näher erläutert w»den:

Die Zeichnung zeigt ein vereinfachtes Fließschema einer Ausführungsform d» vorliegenden Erfindung.

Gemäß d» Zeichnung wird ein zu hydrierendes Ausgangsmaterial in Leitung (10) im Erhitzer (11) erwärmt und -3-

AT 395 249 B das erhitzte Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterial in Leitung (12) mit Wasserstoff in Leitung (13) kombiniert, der wieim folgendenbeschrieben erhalten wurde. Derkombinierte Strom in Leitung (13a) wird in den Hydrierungsreaktor (14) eingeleitet.

Der Hydrierungsreaktor (14) ist vorzugsweise ein Reaktor vom Typ des aufgeschäumten Bettes und die 5 Hydrierung wird unter den oben beschriebenen Bedingungen durchgeführt.

Das Hydrierungseffluent, das gasförmige und flüssige Teile enthält, wird aus dem Hydrierungsreaktor (14) über die Leitung (15) abgezogen und in einen Gas-/Flüssig-Abscheider (16) eingeleitet.

Der Gas-/Flüssig-Abscheider (16) wird bei hohem Druck und hoher Temperatur betrieben, und zwar im allgemeinen bei einem Druck von mindestens 6800 kPa und einer Temperatur von mindestens 343 °C. 10 Im allgemeinen sind Druck und Temperatur des Abscheiders (16) im wesentlichen die gleichen wie diejenigen im Reaktor (14).

Die Ausführungsform der Abbildung ist zwar insbesondere auf die Verwendung eines getrennten Kessels (16) zur Durchführung der Abtrennung der gasförmigen und flüssigen Teile aus dem Effluent ausgerichtet; selbstverständlich kann dieseAbtrennung aber auch innerhalb des Reaktors (14) durchgeführt werden, in welchem Fall aus 15 dem Reaktor (14) getrennte flüssige und gasförmige Ströme abgezogen werden.

Der gasförmige Teil des Effluents, der aus dem Abscheider (16) über die Leitung (17) abgezogen wird, enthält Wasserstoff sowie Verunreinigungen, wie Kohlenoxide, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Kohlenwasserstoffe. Der gasförmige Teil in Leitung (17) wird durch ein Druckreduzierventil (18) geleitet, so daß der Druck des Gases von einem Druck von mehr als 6800 kPa auf den oben beschriebenen niedrigeren Druck vermindert wird, im 20 allgemeinen einen Druck von nicht mehr als 5440 kPa. Es ist zwar nur ein einziges Druckreduzierventil gezeigt; selbstverständlich kann die Druckverminderung aber auch anders als unter Verwendung eines einzigen Ventils bewirkt werden. Ferner kann die Druckverminderung auch anders als unter Verwendung eines Druckreduzierventils durchgeführt werden. Schließlich kann die Druckverminderung - wie oben erwähnt - auch in mehreren Stufen durchgeführt werden. 25 Der flüssige Teil des Effluents wird aus dem Abscheider (16) über die Leitung (21) abgezogen und durch ein

Druckreduzierventil (22) geleitet, so daß der Druck der Flüssigkeit wie oben hinsichtlich des Gases beschrieben vermindert wird. Insbesondere wird der flüssige Teil des Effluents auf einen Druck vermindert, der im wesentlichen identisch ist mit dem Druck des gasförmigen Teils des Effluents, auf welchen dies«: durch das Druckreduzierventil (18) vermindert wurde. Wie oben erwähnt, kann diese Druckverminderung in Stufen oder durch andere Mittel als 30 ein Ventil bewirkt werden.

Infolge dieser Druckverminderung wird aus der Flüssigkeit zusätzliches Gas freigesetzt und ein Gas-/Flüssig-Gemisch wird bei vermindertem Druck in Leitung (23) in einen kombinierten Abscheide-Abzieh-Apparat (24) eingeleitet. Der Apparat (24) wird vorzugsweise mit einem Abziehgas beschickt, wie z. B. Dampf in Leitung (25), um die Abtrennung des Wasserstoffs und der leichten Gase von der Flüssigkeit zu erleichtern. Der Apparat (24) wird 35 im allgemeinen bei ein«' Temperatur bei oder nahe der im Reaktor vorherrschenden Temperatur betrieben; d. h. es erfolgt keine äußere Kühlung der Flüssigkeit.

Die abgezogenen Gase werden aus dem Apparat (24) über die Leitung (26) abgezogen und mit dem Gas aus dem Druckreduzierventil (18) in Leitung (27) kombiniert

Der kombinierte Strom in Leitung (28) wird in die Abkühlzone (29) eingeleitet so daß das Gas auf eine 40 Temperatur in der Größenordnung von 121 bis 315 °C abgekühlt wird, wobei ein Teil des Gases kondensiert Ein

Gas-/Flüssig-Gemisch wird aus der Abkühlzone (29) über die Leitung (31) abgezogen und in einen kombinierten Abscheide-Abzieh-Apparat (32) eingeleitet Der Apparat (32) wird vorzugsweise mit einem Abziehgas, wie Dampf üb« die Leitung (33) beschickt um die Abtrennung des Wass«stoffs und der leichten Gase von der Flüssigkeit zu erleichtern. 45 Die Apparate(24) und (32) sind tatsächlich „Stripp«" (Kolonnen) die mit Böden versehen sind. Die Gas-/Flüssig-

Trennung des Gas-/Flüssig-Gemischs in den Leitungen (23) und (31) find« in den oberen Teilen der Apparate (24) und (32) statt und das Abziehen im unteren Teil.

Der gasförmige Strom wird aus dem Apparat (32) üb« die Leitung (34) abgezogen, mit Wasser kombiniert, das über die Leitung (35) zugesetzt wird, um Ammoniak als lösliches Ammoniumsulfid zu entfernen, und der 50 kombinierte Strom wird über den Luftkühler (36) und einen indirekten Wärmeaustauscher (37) geleitet, um das Gas durch indirekten Wärmeaustausch (z. B. Kühlwasser) weiter abzukühlen. Das Kühlen des Gases in den Kühlem (36) und (37) führt zu einer weiteren Kondensation der Verunreinigungen aus dem Gas und vermindert auch die Löslichkeitdes Wasserstoffs in den kondensierten Flüssigkeiten, so daß der Wasserstoff-Verlust dadurch vermindert wird. 55 Das Gas-/Flüssig-Gemisch in Leitung (38), wird in den Abscheider (39) eingeleitet, um das saubere Wasser abzutrennen, welches üb« die Leitung (41) abgezogen wird; auch wird hierdurch weiteres Kohlenwasserstoff-Material abgetrennt, welches üb« die Leitung (42) abgezogen wird. -4-

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Die aus dem Abscheider (39) über die Leitung (42) gewonnene Flüssigkeit und die flüssigen Kohlenwasserstoffe, welche aus den Apparaten (24) und (32) über die Leitungen (43) bzw. (44) gewonnen werden, werden in eine Fraktionierzone (45) eingeleitet, damit erforderlichenfalls verschiedene flüssige Produktfraktionen und Kreislaufströme isoliert weiden können. 5 Das aus dem Abscheider (39) über die Leitung (51) abgezogene Gas wird in eine Schwefelwasserstoff-

Entfemungszone (52) eingeleitet, die nach dem Stand der Technik zur Entfernung von Schwefelwasserstoff bekannt ist. Selbstverständlich ist in manchen Fällen eine getrennte Schwefelwasserstoff-Entfemungszone nicht nötig. Z. B. kann die Reinigung auch in einer einzigen Zone bewirkt werden.

Das aus der Schwefelwasserstoff-Entfemungszone (52) über die Leitung (53) abgezogene Gas enthält im 10 allgemeinen 60 bis 90 % Wasserstoff, wobei der Rest des Gases im wesentlichen aus Kohlenwasserstoff-Verunreinigungen besteht Das Gas in Leitung (53) wird dann in eine Wasserstoff-Reinigungszone (54) eingeleitet, die, wie teilweise gezeigt ist, aus einer Druck-“Swing“-Adsorptionszone bekannter Art besteht

Das Wasserstoff-Kreislaufgas, welches mindestens 70, vorzugsweise 90 Vol.-% Wasserstoff und in den meisten Fällen mehr als 99 % Wasserstoff enthält wirdausderZone(54) über die Leitung (55) abgezogen und im Kompressor 15 (58) auf den Druck komprimiert, der im Hydrierreaktor (14) vorherrscht, worauf man ihn mit zusätzlichem

Wasserstoff in Leitung (56) kombiniert Das komprimierte Gas in Leitung (59) wird auf die geeignete Temperatur im Wasserstofferwärmer (61) erhitzt und das erhitzte Gas in Leitung (13) wird mit dem Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterial wie oben beschrieben kombiniert.

Es ist auch möglich, den Druck des kombinierten Effluents zu vermindern und anschließend die gasförmigen und 20 flüssigen Teile bei einem niedrigeren Druck zu trennen. Bei dies»* Modifikation würde das Gas-/Flüssig-Gemisch in Leitung (15) nach der Verminderung des Drucks (z. B. in einem geeigneten Druckreduzierventil) in den Abscheider (24) eingeleitet werden, wobei der Abscheider (16) sowie die Gasreduzierventile (18) und (22) in Fortfall kämen.

Die Ausführungsform wurde zwar so beschrieben, daß der gesamte Wasserstoff im Kreislauf in das Verfahren 25 zurückgeleitet wild, aus welchem der Wasserstoff gewonnen wurde; selbstverständlich kann auch der ganze Wasserstoff oder ein Teil davon bei einem anderen Hydrierprozeß verwendet werden, welcher unter erhöhtem Druck arbeitet, d. h. bei mindestens 6800 kPa.

Die Erfindung soll nun anhand der folgenden Beispiele näher erläutert werden. 30 Beispiel

Eine Hydriervorrichtung wird betrieben, um bei kontinuierlichem Betrieb, pro Betriebstag 6359 nr Petroleumrückstand (mit einem Gehalt von 60 Vol.-% eines Materials, das oberhalb 524 °C siedet) mit 1,17 -106 nr Wasserstoff-Zusatz zu behandeln, welcher 57 Vol.-% Wasserstoff enthält Ein kombiniert» Wasserstoff-Strom und ein vorerhitzter Petroleumrückstand-Strom werden in einen Hydrierreaktor mit einem expandierten Katalysator-Bett 35 eingeleitet, das bei 17.000kPa und440°C arbeitet. Die gasförmigen und flüssigen Teile des Effluent-Stroms aus dem

Hydrierreaktor werden in einen Gas-/Flüssig- Abscheider eingeleitet, der bei praktisch der gleichen Temperatur und Druck wie im Reaktor arbeitet. Der gasförmige Teil des Effluents aus dem Abscheider hat unter den angegebenen Reaktionsbedingungen die in Tabelle A gezeigte Zusammensetzung.

Der flüssige Teil des Effluents aus dem Abscheider wird in einen Gas-/Flüssig-Abscheider eingeleitet 40 Wasserstoff und Verunreinigungen werden von derFlüssigkeitabgezogen und als Gasstrom entfernt Die Reaktions bedingungen und die Zusammensetzung des Gasstroms und des flüssigen Produktstroms sind in den Tabellen A und B angeführt.

Der Gasteil des Effluents wird durch ein Druckreduzierventil in seinem Druck vermindert und dann mit dem Gasstrom kombiniert Der kombinierte Strom hat praktisch etwa 427 °C und 2720 kPa, bevor er in die Abkühlzone 45 eingeleitet wird. Durch das Kühlen erhält man ein Gas-/Flüssig-Gemisch, welches in eine Abscheidezone eingeleitet wird.

Wasserstoff und Verunreinigungen werden von der Flüssigkeit abgezogen und als Gasstrom entfernt. Die Reaktionsbedingungen und die Zusammensetzung des Gasstroms und des unten entnommenen flüssigen Produktstroms sind in Tabelle A und B angeführt. 50 Wasser wird in den Gasstrom zugesetzt, bevor er die Luftkühlzone betritt, um Ammoniumsulfid zu lösen. Dies verhindert die Sublimation des Ammoniumsulfids und die daraus resultierende Verschmutzung der Kühlvorrichtung. Die Kühlzone liefert ein Dreiphasengemisch, welches in einen Abscheider eingeleitet wird, wo die Dreiphasen-Trennung stattfindet. Die Reaktionsbedingungen und die Zusammensetzung des Gasstroms und des flüssigen Effluents sind in Tabelle A und B angeführt 55 Der Gasstrom wird in eine saure Gas-Entfemungszone eingeleitet, um die sauren Gaskomponenten zu entfernen.

Der vom sauren Gas befreite Strom wird in eine Wasserstoffreinigungszone auf Basis des Druck-“Swing“-Adsorptions-Prinzips eingeleitet Die Wasserstoffreinigungszone liefert einen Gasstrom, der dann komprimiert und -5-

AT 395 249 B ntitderWasserstoff-Zufuhr kombiniert wird, so daß man den kombinierten Wasserstoff-Zufuhrstrom für den Reaktor erhält.

Die Reaktionsbedingungen und die Zusammensetzung dieser Gasströme sind in Tabelle A angeführt

Tabelle A

Komponenten.

Dampfstrom Nr. (Leitune in der Abb.) 13 17 26 34 51 55 Mol. % Mol. % Mol. % Mol. % MqI, % Mol. % Wasserstoff 983 65,6 273 59,0 76,0 99,9 Schwefelwasserstoff 9,6 6,6 93 10,0 Ammoniak ,8 3 ,7 Wasser 4,5 323 13,7 3 1-4 C enthaltende Kohlenwasserstoffe 1,7 10,9 8,6 10,8 12,9 ,1 Cj bis 204 °C-Kp-Kohlenwasserstoffe 5,6 113 5,8 ,8 204 bis 343 °C-Kp-Kohlenwasserstoffe 2,4 9,0 ,7 343 °C und höher siedende Kohlenwasserstoffe ,6 4,6 Gesamt 100 100 100 100 100 100 Temperatur °C 440 439 204 38 38 Druck, kPa 16500 2720 2526 2380 2312 Kg/h , f. 8300 52500 44000 53000 21500 3300 MMSCF/D (nr. 10° pro Betriebstag) 2’098 Γ396 0*4276 Γ747 Γ354 0*929

TaW.B

Komponenten, flÜSSigStronUär, (Leitung in der Abb.) 12 43 44 42 WJk Wasserstoff < lOppm < lOppm <350 ppm Schwefelwasserstoff < lOppm < 150 ppm 3,7 1-4 C enthaltende Kohlenwasserstoffe < 100 ppm ,1 5,0 C5 bis 204 °C-Kp-Kohlenwasserstoffe ,7 123 73,6 204 bis 343 °C-Kp-Kohlenwasserstoffe 7,1 49,7 173 343 °C und höher siedende Kohlenwasserstoffe 100 923 38 3 Gesamt 100 100 100 100 Temperatur °C 433 204 38 Druck, kPa 2769 2545 2380 Kg/h , , 270000 186000 44500 23000 MMSCF/D (nr. 10° pro Betriebstag) 1133 810 218 130

Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft da sie die wirksame Wiedergewinnung des nicht-umgesetz-ten Wasserstoffs aus einem Hydrierverfahren gestattet Im Vergleich zu bekannten Verfahren, bei denen der nicht-umgesetzte Wasserstoff aus dem Effluent bei hohem Druck gewonnen und bei diesem Druck weiterbehandelt im Kreislauf in den Hydrierprozeß zurückgeleitet wird, ergibt sich hier eine Verminderung der Kapitalkosten, da weniger Hochdruck-Apparaturen erforderlich sind. Ferner können die aus dem flüssigen Teil des Effluents durch Druckverminderung und Abziehen gewonnenen Gase mit dem gasförmigen Teil des Effluents, welch» unter vermindertem Druck steht kombiniert werden, wodurch es nicht mehr erforderlich ist, zwei Dampfkondensiervor- -6-

Claims (9)

1. AT 395 249 B richtungen zu beschaffen. Ferner ist der Wasserstoff-Kreislauf Strom von höherer Reinheit, so daß man den Gesamt-Druck vermindern kann und den gleichen Wasserstoff-Partialdruck «reicht Auch ist das Gesamtgas im Reaktor vermindert, so daß man eine «höhte Kapazität in einem vorgegebenen Reaktorraum erhält Schließlich kann wegen der höheren Wasserstoff-Reinheit der Gaszufuhr d« gesamte Gasfluß zum Reaktor vermindert w«den, wodurch man klein«e Reaktoren bei einer vorgegeben«! erforderlichen Reaktorraum-geschwindigkeitaufbauen kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das nicht-umgesetzte Wasserstoffgas, das im flüssigen EfQuentstrom gelöst ist, auf vemachlässigbare Mengen v«mindert ist, insbesond«e wenn ein Abziehgas, wie Dampf, v«wendet wird. Die vorliegende Erfindung ist wirtschaftlich besonders vorteilhaft hinsichtlich des möglichen Wasserstoff-verlustes, wenn das Verhältnis des in den Reaktor eingeleiteten Wasserstoffs zu dem im Reaktor verbrauchten Wasserstoff nicht zu hoch ist zum Beispiel 2 oder weniger. - Im Rahmen dieser Offenbarung bedeutet der Ausdruck „Effluent“: „das Ausströmende“ - PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Hydrierung eines Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterials mit einem Wasserstoffgas bei einem überatmosphärischen Hydri«druck von mindestens 6800 kPa, wobei ein Hydrierungsabfluß bestehend aus einem flüssigen Teil und einem gasförmigen Teil von der Hydrierung gewonnen wird, wobei der gasförmige Teil und d« flüssige Teil nicht umgesetzten Wasserstoff enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß a) d« Druck des gasförmigen Teils von einem überatmosphärischen Hydrierdruck von mindestens 6800 kPa auf einen verminderten Druck herabgesetzt wird, der mindestens 1360 kPa (überatmosphärisch) niedrig« als d« Hydrierdruck und nicht höher als 10200 kPa (überatmosphärisch) ist wobei man ein Wasserstoff und Verunreinigungen enthaltendes Gas bei einem verminderten Druck eihält, b) der Druck des flüssigen Teiles von einem überatmosphärischen Hydrierdruck von mindestens 6800kPa auf einen v«minderten Druckherabgesetzt wird,dermindestens 1360kPa(überatmosphärisch)niedrigeralsderHydrierdruck und nicht höher als 10200 kPa (überaunosphärisch) ist, wobei man aus dem flüssigen Teil ein weiteres, Wasserstoff und Verunreinigungen enthaltendes Gas bei einem verminderten Druck gewinnt, c) aus dem Gas von Schritt (a) und dem aus Schritt (b) gewonnenen weiteren Gas Verunreinigungen entfernt werden, wobei ein Wasserstoffgas erhalten wird, das mindestens 70 Vol.% Wasserstoff enthält, d) d« Druck des Wasserstoffgases von Schritt (c) auf den Hydrierdruck erhöht wird und e) das Gas von Schritt (d) im Hydrierverfahren von Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterial eingesetzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verminderte Druck in den Schritten (a) und (b) auf nicht höher als 5440 kPa (überaunosphärisch) eingestellt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt (c) die Verunreingungen entfernt werden, wobei ein Wasserstoffgas erhalten wird, das mindestens 90 Vol.% Wasserstoff enthält.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserstoffgas aus Schritt (c) eingesetzt wird, das mindestens 99 Vol.% Wasserstoff enthält.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrierung des Kohlenwasserstoffes in einem expandierten Bett bei einer Temperatur von 343 bis 482 °C vorgenommen wird, wobei ein Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterial eingesetzt wird, das mindestens 25 Vol.% Material mit einem Siedepunkt über 510 °C enthält.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterial Teersand-Bitumen eingesetzt wird. -7- AT 395 249 B
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der überatmosphärische Druck auf 1020bis4080 kPa herabgesetzt wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des bei der Hydrierung eingebiachten Wasserstoffs zu dem bei der Hydrierung verbrauchten Wasserstoff unter 2 gehalten wird.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigungen in Schritt (c) durch Druckwechseladsorption entfernt werden. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -8-