DE102013104696A1 - Verfahren zur Entfernung von Metallen aus hochsiedenden Kohlenwasserstofffraktionen - Google Patents

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung von Metallverunreinigungen aus Kohlenwasserstofffraktionen, wie sie beispielsweise als Produkt der Fischer-Tropsch-Synthese unter Verwendung von suspendiertem Katalysator erhalten werden. Erfindungsgemäß erfolgt die Behandlung der Einsatzkohlenwasserstofffraktion durch Zugabe eines Alkanolamins und durch Zugabe eines Adsorptionsmittels oder eines Vernetzungsmittels. Die zu entfernenden Metalle werden als Niederschlag oder gebunden an das Adsorptionsmittel erhalten und können in beiden Fällen mit einem mechanischen Trennverfahren, beispielsweise der Filtration, leicht abgetrennt werden kann.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Metallen aus hochsiedenden Kohlenwasserstofffraktionen, insbesondere zur Abtrennung von katalysatorstämmigen Nickel-, Cobalt- und Aluminiumverunreinigungen aus den Primärprodukten einer Kohlenwasserstoffsynthese, beispielsweise nach dem Fischer-Tropsch-Verfahren.
  • Stand der Technik
  • Kohlenwasserstoffe können als Syntheseprodukte aus chemisch-katalytischen Prozessen, wie beispielsweise dem Fischer-Tropsch-Verfahren erhalten werden, dessen Grundlagen in der Literatur ausführlich beschrieben wurden, z. B. in Ullmann´s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, 1998 Electronic Release, Stichwort „Coal Liquefaction", Kapitel 2.2 „Fischer-Tropsch Synthesis". Eine moderne Verfahrensvariante stellt dabei die Umsetzung von Synthesegas in einer Suspension des festen, feinkörnigen Katalysators in den flüssigen Produktkohlenwasserstoffe dar (sogenannter Slurry-Prozess). Dabei werden hochaktive Katalysatoren eingesetzt, die als Aktivkomponenten Metalle, beispielsweise Cobalt, auf einem Trägermaterial, beispielsweise Aluminiumoxid, enthalten, wie es in der US-Patentschrift US 4801573 beschrieben wird. Die internationale Patentanmeldung WO 98/27181 A1 schlägt – neben zahlreichen anderen Veröffentlichungen – ein Verfahren zur Abtrennung der Katalysatorsuspension von dem Kohlenwasserstoffprodukt vor. Die dabei erhaltenen Produktkohlenwasserstoffe enthalten oftmals signifikante Mengen an Schwermetallen. Als Ursache dieser unerwünschten Schwermetallkontamination kommen Abrasions- und Korrosionsprozesse an den im Syntheseprozess verwandten Katalysatoren und/oder dem Behältermaterial in Betracht. Diese auf mechanischen Trennverfahren basierenden Methoden eignen sich allerdings nur für die Abtrennung partikelförmiger Metallverunreinigungen, nicht dagegen zur Abscheidung von in der Kohlenwasserstoffphase chemisch gebundenen oder feindispers bzw. kolloidal gelösten Metallen.
  • Zusätzlich zur Schwermetallkontamination werden auch Verunreinigungen mit dem Metall der Katalysator-Trägermatrix (z.B. Aluminium) beobachtet. Die beschriebene Metallkontamination kann bei einer weiteren chemisch-katalytischen Umsetzung der Produktkohlenwasserstoffe störend sein, da diese als Katalysatorgift wirksam werden kann. Zudem stellen Schwermetallkontaminationen, unabhängig in welchem Stoff diese beinhaltet sind, eine potentielle Umwelt- und Gesundheitsgefahr dar. Besonders sind hier Nickel und Cobalt anzuführen, welche als krebserzeugend eingestuft sind. Andererseits stellen beide Schwermetalle wertvolle Katalysatorbausteine dar, welche einem Recyclingprozess zugeführt werden sollten, um Verluste zu vermeiden.
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Verfahren zur Abscheidung von Metallkontaminationen aus Kohlenwasserstoffen bekannt. So lehren die Druckschriften AT 205229 , DD 26308 , EP 0009935 B1 , GB 1001190 , US 3449243 , US 3617530 und WO 2009113095 A2 Waschprozesse zur Entfernung von Metallverunreinigungen aus Kohlenwasserstoffphasen. Dabei werden die Kohlenwasserstoffphasen entweder mit wässrigen Lösungen bestimmter Reagenzien oder durch Reagenzienzugabe in die organische Phase mit nachfolgender Wasserwäsche behandelt, um die Metallkontaminationen zu lösen und in die wässrige Phase zu überführen. Nachteilig ist dabei der für die Behandlung und nachfolgende Auftrennung des Zweiphasengemisches aus Kohlenwasserstoffphase und wässriger Phase erforderliche Aufwand, sowie die notwendige Behandlung der wässrigen Phase vor deren Entsorgung oder Wiederverwendung.
  • Die deutsche Patentschrift DE 1212662 beschreibt ein Verfahren zur Behandlung von Kohlenwasserstoffölen zwecks Entfernung metallischer Verunreinigungen, die für die bei ihren Umwandlungen verwendeten Katalysatoren schädlich sind. Hierbei wird vorgeschlagen, die kontaminierten Kohlenwasserstofföle mit einer Lösung von Fluorwasserstoff in einem organischen Lösungsmittel zu behandeln, wodurch die Metalle in einen schwerlöslichen Niederschlag überführt werden, der nachfolgend mit einer mechanischen Trennmethode abgetrennt werden kann. Hierdurch werden die oben beschriebenen Probleme bei der Behandlung eines des Zweiphasengemisches aus Kohlenwasserstoffphase und wässriger Phase vermieden. Nachteilig ist allerdings die Verwendung des hochreaktiven, gasförmigen Fluorwasserstoffs zur Herstellung der Behandlungslösung aus Gründen der Arbeitssicherheit und der Handhabung.
  • Die DE-Offenlegungsschrift 2346058 lehrt ein Verfahren zur Entfernung metallhaltiger Fremdstoffe aus einem Kohlenwasserstoffmaterial durch Berührung dieses Materials mit einem Katalysator unter Hydrierungsbedingungen, wobei die metallhaltigen Fremdstoffe dabei zu elementarem Metall reduziert werden, das als Niederschlag aus der Kohlenwasserstoffphase abgeschieden wird. Nachteilig ist hier die aufwendige Verfahrensführung zur Gewährleistung einer möglichst vollständigen Hydrierung der metallischen Verunreinigungen bei gleichzeitiger Vermeidung der hydrierenden Crackung der Kohlenwasserstoffe.
  • Die US-Patentschrift US 4518484 gibt ein Verfahren zur Behandlung metallhaltiger Kohlenwasserstoffeinsatzströme an, das folgende Schritte umfasst: (a) Kontaktieren der Kohlenwasserstoffeinsatzströme in einer Extraktionszone mit mindestens einem Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen pro Molekül unter überkritischen Bedingungen in Anwesenheit eines Entmetallisierungsmittels auf Organophosphor-Basis, (b) Ausleiten eines Kopfproduktes aus der Extraktionszone, das die weitgehend von Metallen befreiten Kohlenwasserstoffe enthält, und eines Sumpfproduktes, das das mit den Metallen beladene Lösungsmittel enthält. Als nachteilig ist die aufwendige Verfahrensführung, insbesondere das Einstellen überkritischer Bedingungen, zu betrachten. Gegenstand der Patentanmeldung DE 10 2011 013 470 A1 ist ein Verfahren und Mittel zur Entfernung von Metallverunreinigungen aus Kohlenwasserstofffraktionen, wie sie beispielsweise als Produkt der Fischer-Tropsch-Synthese unter Verwendung von suspendiertem Katalysator erhalten werden. Die Behandlung der Einsatzkohlenwasserstofffraktion erfolgt mit einem Entmetallisierungsmittel, umfassend mindestens eine Schwefelquelle und mindestens eine basische Verbindung, unter wasserfreien Bedingungen. Die zu entfernenden Metalle werden als Niederschlag erhalten, der mit einem mechanischen Trennverfahren, beispielsweise der Filtration, leicht abgetrennt werden kann.
  • Die US-Patentschrift US 3617530 A lehrt ein Verfahren zur Abtrennung von Metallverunreinigungen wie Nickel, Vanadium oder Eisen aus hochsiedenden Kohlenwasserstofffraktionen, wobei ein aminhaltiges Lösungsmittel und eine Alkali- oder Erdalkalimetallkomponente zugegeben wird und die Metallverunreinigungen durch Wasserwäsche entfernt werden. Die mit der Verwendung wässriger Medien verbundenen Nachteile wurden bereits oben erörtert.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zur Entfernung von Metallverunreinigungen aus hochsiedenden Kohlenwasserstofffraktionen anzugeben, das sich durch eine einfache Verfahrensführung – insbesondere ohne die Verwendung wässriger Medien – auszeichnet, und das ohne die Verwendung von Stoffen mit hohem Gefahrpotential durchgeführt werden kann.
  • Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich im Wesentlichen aus den Merkmalen des Anspruchs 1 durch ein Verfahren zur Herstellung einer metallarmen Kohlenwasserstofffraktion, wobei die Metalle in der Kohlenwasserstofffraktion chemisch gebunden oder in kolloidaler oder feindisperser Form in der Kohlenwasserstofffraktion dispergiert sind, umfassend folgende Schritte:
    • (a) Bereitstellen der metallhaltigen Kohlenwasserstofffraktion in flüssiger Form,
    • (b) Inkontaktbringen der flüssigen, metallhaltigen Kohlenwasserstofffraktion mit einem Alkanolamin,
    • (c) Inkontaktbringen der flüssigen, metallhaltigen Kohlenwasserstofffraktion mit einem festen, pulverförmigen oder feinkörnigen Adsorptionsmittel oder einem Vernetzungsmittel,
    • (d) Abtrennung des metallhaltigen Niederschlags mit einem mechanischen Trennverfahren,
    • (e) Ausleiten einer an Metallen abgereicherten Kohlenwasserstofffraktion.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Für die Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren muss die Einsatzkohlenwasserstofffraktion flüssig vorliegen. Wachsartige Kohlenwasserstoffe, wie sie beispielsweise als Produkte des Fischer-Tropsch-Verfahrens erhalten werden, sind ggf. vor der Behandlung aufzuschmelzen.
  • Das Inkontaktbringen der flüssigen, metallhaltigen Kohlenwasserstofffraktion mit einem Trialkanolamin und nachfolgend mit einem festen, pulverförmigen oder feinkörnigen Adsorptionsmittel oder einem Vernetzungsmittel erfolgt durch intensives Vermischen der Komponenten, beispielsweise durch Rühren.
  • Es ist bekannt, dass Alkanolamine wie Triethanolamin (TEA) mit mehrwertigen Metallionen, beispielsweise dem Al3+-Ion, in Wechselwirkung zu treten und dabei stabile Komplexe zu bilden. Dieser Effekt wird in der Komplexometrie benutzt, um in wässrigen Lösungen Aluminiumionen zu maskieren. Der dabei entstehende Komplex ist durch eine hohe Wasserlöslichkeit und eine feste ionische Bindung zwischen den Reaktionspartnern gekennzeichnet.
  • Es wurde gefunden, dass Alkanolamine auch unter wasserfreien Bedingungen, wie sie in hochsiedenden Kohlenwasserstofffraktionen vorliegen, in der Lage sind, mit Aluminiumionen unter Ausbildung eines Aluminium-Alkanolamin-Komplexes in Wechselwirkung zu treten. In solche Komplexe können auch andere Metalle, beispielsweise Nickel, einbezogen werden. So beschreiben Hasin et al. in Mj. Int. J. Sci. Tech. 2008, 2(01), 140–149, solche Nickel-Aluminium-Komplexe als Vorstufe zur Synthese von Nickel-Aluminat-Spinellen.
  • Die Mehrfunktionalität der Alkanolamine gestattet es, die genannten Metallkomplexe entweder an polare Feststoffoberflächen geeigneter Adsorptionsmittel zu binden oder sie durch Zugabe von Vernetzungsmitteln miteinander zu koppeln und somit größere Partikel oder Agglomerate zu bilden, die die Bildung metallhaltiger Ausflockungen oder Niederschläge begünstigen. In beiden Fällen wird eine Immobilisierung des Metall-Alkanolamin-Komplexes erreicht und eine Abtrennung aus der Kohlenwasserstofffraktion erreicht. Als mehrfunktionale Alkanolamine können Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin sowie die Mono-, Di und Trialkanolamine höherer Alkohole verwendet werden. Die gebildeten Niederschläge oder die mit den Metall-Alkanolamin-Komplexen beladenen Adsorptionsmittel können dann mittels eines geeigneten mechanischen Trennverfahrens, beispielsweise der Filtration, von der Kohlenwasserstofffraktion abgetrennt werden, wodurch eine Abreicherung des Metallgehalts der Kohlenwasserstofffraktion erreicht wird. Möglich ist aber auch die Abscheidung mittels Sedimentation, Dekantation, Zentrifugation, Ad- und Absorptionsprozesse sowie durch elektrostatische oder elektrochemische Abscheideprozesse.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird als Alkanolamin ein Trialkanolamin wie Triethanolamin (TEA) verwendet. Dieses kann der zu behandelnden Kohlenwasserstofffraktion unter Rühren zugesetzt werden, wobei es sich homogen im Kohlenwasserstoff löst. Aufgrund der im TEA-Molekül vorhandenen drei Alkanolgruppen kann es besonders effektiv an polare Adsorbentien binden oder mit geeigneten Vernetzungsmitteln vernetzt werden.
  • In einem Aspekt der Erfindung erfolgt die Bindung der Metall-Alkanolamin-Komplexe an polare Adsorbentien, wobei bevorzugt SiO2-haltige Adsorptionsmittel natürlicher oder synthetischer Herkunft verwendet werden. Solche Adsorbentien sind gegenüber der zu behandelnden Kohlenwasserstofffraktion unter Behandlungsbedingungen inert.
  • Besonders bevorzugt werden SiO2-haltige Adsorptionsmittel auf Basis säurebehandelter Bentonite oder auf Basis von Silicagel verwendet. Sie sind kommerziell erhältlich, beispielsweise unter den Handelsnamen Tonsil® (Clariant) oder Trisyl® (Grace).
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung erfolgt die Zugabe eines Vernetzungsmittels auf Diisocyanatbasis. Hierdurch werden die OH-Gruppen der Alkanolreste über Urethan-Bindungen an den Grundkörper des Diisocyanats gebunden und so miteinander verknüpft.
  • Die Abtrennung des metallhaltigen, schwerlöslichen Niederschlags erfolgt erfindungsgemäß mittels eines mechanischen Trennverfahrens, bevorzugt der Filtration, Sedimentation, Dekantation oder Zentrifugation oder mit Kombinationen dieser Verfahren. Möglich ist aber auch die Abscheidung durch Anwendung von Ad- und Absorptionsprozessen sowie elektrostatischer oder elektrochemischer Abscheideprozesse.
  • Ausführungs- und Zahlenbeispiele
  • Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von nicht beschränkenden Ausführungs- und Zahlenbeispielen. Dabei bilden alle beschriebenen Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination die Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Allgemeine Vorgehensweise bei der Ausführung der Erfindung
  • Die zu entmetallisierende Kohlenwasserstofffraktion wird in einem geeigneten Behälter mit einem Alkanolamin versetzt und bei gleichzeitiger guter Durchmischung auf eine Temperatur von 100 bis 200 °C gebracht, um wachsartige Produkte in den flüssigen Zustand zu überführen. In diesem Temperaturbereich erfolgt nach Zugabe des Alkanolamins die Bildung eines Metall-Alkanolamin-Komplexes. Dieser liegt zunächst in feinster Verteilung vor, was in einer deutlichen Trübung im Vergleich zur Ausgangsprobe zu erkennen ist. Nach einer längeren Temperierungsphase über einige Minuten bis zu einer Stunde bei der genannten Temperatur ist eine teilweise Aggregation der Trübung zu beobachten. Hierbei entstehen Ausflockungen, die durch Fitration leicht, jedoch nicht quatitativ abtrennbar sind. Zur ihrer vollständigen Entfernung ist, wie oben beschrieben, ein weiterer chemischer oder physikalischer Arbeitsschritt notwendig, der entweder als separater Prozess nachgeschaltet wird oder in demselben Reaktionsbehälter durchgeführt wird. Im letztgenannten Fall kann der weitere chemische oder physikalische Arbeitsschritt zeitlich parallel oder im Anschluss an die Zugabe des Alkanolamins durchgeführt werden.
  • Beispiel 1: Bildung und teilweise Abtrennung des Metall-Alkanolamin-Komplexes
  • 1 kg eines Kohlenwasserstoffgemisches (Wachsfraktion aus der Fischer-Tropsch-Synthese), mit einem Gesamtmetallgehalt von 485 ppm (Nickel 140 ppm, Cobalt 35 ppm, Aluminium 310 ppm) wurden bei 100 °C aufgeschmolzen. Die Schmelze wurde mit 4 g Triethanolamin versetzt, welches sich durch kräftiges Rühren während des Aufheizens auf 190°C in der flüssigen Kohlenwasserstoff-Phase homogen verteilte. Im Anschluss wurde die Mischung unter Rühren bei dieser Temperatur für 15 Minuten gehalten. Schon bei Erreichen dieser Temperatur konnte eine deutliche Trübung beobachtet werden. Während der Abkühlphase (bei ca. 140°C) bildeten sich Ausflockungen aus, die im Reaktionsgemisch in Schwebe verblieben. Diese Ausflockungen ließen sich teilweise mit Hilfe eines Faltenfilters vom gesamten Reaktionsgemisch abtrennen. Die Analyse des noch getrübten Filtrates zeigte einen Gesamtmetallgehalt von 213 ppm (Nickel = 63 ppm, Cobalt = 20 ppm und Aluminium = 130 ppm).
  • Bei der Wiederholung des Versuches unter identischen Bedingungen, jedoch mit reduzierter Triethanolamin-Zugabe von 2 g/kg wurde lediglich eine Trübungsbildung und keine Bildung von Ausflockungen beobachtet.
  • Beispiel 2: Bildung eines Metall-Alkanolamin-Komplexes und anschließende Adsorption an aktive Oberflächen
  • Analog zum Ausführungsbeispiel 1 wurde jeweils 1 kg Kohlenwasserstoffgemisch (Wachsfraktion aus der Fischer-Tropsch-Synthese) mit 2 g/kg sowie mit 4 g/kg Triethanolamin vorbehandelt. Auf einen Filtrationsschritt zur Abtrennung der gebildeten Ausflockungen wurde verzichtet. Der auf 150 °C abgekühlten Schmelze wurden jeweils 5 g Trisyl® (Kieselsäureprodukt, Handelspräparat der W.R. Grace Corporation) zugesetzt. Im Anschluss wurden die Mischungen 10 min bei 150°C gerührt. Danach ließ sich die Suspension sehr leicht mit Hilfe eines Faltenfilters vom gesamten Reaktionsgemisch trennen.
  • Die Analyse der Filtrate zeigte keine nachweisbare Konzentration von Nickel, Cobalt und Aluminium (<10 ppm Nachweisgrenze).
  • Bei einem analog durchgeführtes Experiment am Originalwachs unter Zugabe der doppelten Menge Trisyl® (10 g/kg) und ohne die im Ausführungsbeispiel 1 durchgeführte Vorbehandlung, wurde im Filtrat ein Gesamtmetallgehalt von ca. 93 ppm (Nickel 12 ppm, Kobalt 6 ppm, Aluminium 75 ppm) analysiert.
  • Beispiel 3: Bildung eines Metall-Alkanolamin-Komplexes und anschließende Adsorption an aktive Oberflächen
  • Analog zum Ausführungsbeispiel 1 wurde jeweils 1 kg Kohlenwasserstoffgemisch (Wachsfraktion aus der Fischer-Tropsch-Synthese) mit 2 g/kg sowie mit 4 g/kg Triethanolamin vorbehandelt. Auf einen Filtrationsschritt zur Abtrennung der gebildeten Ausflockungen wurde verzichtet. Der auf 150 °C abgekühlten Schmelze wurden jeweils 5 g Tonsil® (Bleichprodukt, Handelspräparat der Clariant AG) zugesetzt. Im Anschluss wurden die Mischungen 10 min bei 150°C gerührt. Danach ließ sich die Suspension sehr leicht mit Hilfe eines Faltenfilters vom gesamten Reaktionsgemisch trennen.
  • Die Analyse der Filtrate zeigte keine nachweisbare Konzentration von Nickel und Cobalt (<10 ppm Nachweisgrenze). Die Aluminiumkonzentration betrug 13 ppm bei der Vorbehandlung mit 2 g/kg Triethanolamin sowie 7 ppm bei der Vorbehandlung mit 4 g/kg Triethanolamin.
  • Bei einem analog durchgeführtes Experiment am Originalwachs unter Zugabe der gleichen Menge Tonsil® (5 g/kg) und ohne die im Ausführungsbeispiel 1 durchgeführte Vorbehandlung, wurde im Filtrat ein Gesamtmetallgehalt von ca. 344 ppm (Nickel 86 ppm, Kobalt 18 ppm, Aluminium 240 ppm) analysiert.
  • Beispiel 4: Bildung eines Metall-Alkanolamin-Komplexes und anschließende Vernetzung durch Zusatz eines Diisocyanates
  • Analog zum Ausführungsbeispiel 1 wurde jeweils 1 kg Kohlenwasserstoffgemisch (Wachsfraktion aus der Fischer-Tropsch-Synthese) mit 4 g/kg Triethanolamin vorbehandelt. Auf einen Filtrationsschritt zur Abtrennung der gebildeten Ausflockungen wurde verzichtet. Der 180 °C heissen Schmelze wurden jeweils 4 g Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat (Methylen-bis-phenyl-isocyanat, MDI, CAS-Nr. 101-68-8) zugesetzt. Im An- schluss wurden die Mischungen 10 min bei 180°C gerührt. Danach ließ sich die ausgebildete grobflockige Trübung sehr leicht mit Hilfe eines Faltenfilters vom gesamten Reaktionsgemisch trennen.
  • Die Analyse des Filtrates zeigte keine nachweisbare Konzentration von Nickel, Cobalt und Aluminium (<10 ppm Nachweisgrenze).
  • Bei einem analog durchgeführtes Experiment an demselben Kohlenwasserstoffgemisch unter Zugabe der gleichen Menge MDI (4 g/kg) und ohne die im Ausführungsbeispiel 1 durchgeführte Triethanolamin-Zugabe wurde im Filtrat ein im Vergleich zur Ausgangsprobe fast unveränderter Gesamtmetallgehalt von 407 ppm (Nickel 129 ppm, Cobalt 28 ppm, Aluminium 250 ppm) analysiert.
  • Beispiel 5: Bildung eines Metall-Alkanolamin-Komplexes und anschließende Vernetzung durch Zusatzt eines Diisocyanates
  • Analog zum Ausführungsbeispiel 1 wurde jeweils 1 kg Kohlenwasserstoffgemisch (Wachsfraktion aus der Fischer-Tropsch-Synthese) mit 2 g/kg sowie mit 4 g/kg Triethanolamin vorbehandelt. Auf einen Filtrationsschritt zur Abtrennung der gebildeten Ausflockungen wurde verzichtet. Den 180 °C heißen Schmelzen wurde jeweils die gleiche Menge wie die Triethanolamingabe (2 g/kg bzw. 4 g/kg) Lupranat M20 S® (Methylen-bis-phenyl-isocyanat, BASF SE) unter Rühren zugesetzt. Im Anschluss wurden die Mischungen 1 min bei 180°C gerührt, wobei sich bei beiden Versuchsansätzen eine deutliche Flockenbildung beobachten ließ. Danach ließen sich die ausgebildeten grobflockigen Trübungen sehr leicht mit Hilfe eines Faltenfilters vom gesamten Reaktionsgemisch trennen.
  • Die Analyse der beiden Filtrate zeigte keine nachweisbare Konzentration von Nickel, Cobalt und Aluminium (<10 ppm Nachweisgrenze).
  • Bei einem analog durchgeführtes Experiment an demselben Kohlenwasserstoffgemisch unter Zugabe unter Zugabe von 4 g/kg Lupranat M20 S® und ohne die im Ausführungsbeispiel 1 durchgeführte Triethanolamin-Zugabe wurde im Filtrat ein Gesamtmetallgehalt von 364 ppm (Nickel 120 ppm, Cobalt 24 ppm, Aluminium 220 ppm) analysiert.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Mit der Erfindung wird ein Verfahren zur Entfernung von Metallverunreinigungen aus Kohlenwasserstofffraktionen zur Verfügung gestellt, das sich im Vergleich zu den im Stand der Technik bekannten Verfahren durch seine apparative Einfachheit sowie durch die Abwesenheit zusätzlicher, insbesondere verfahrensfremder, Extraktionsmittel wie wässrige Lösungen auszeichnet. Ferner ist es vorteilhaft, dass nur Stoffe mit geringem bis mittlerem Gefährdungspotential zum Einsatz kommen, und der Einsatz von Stoffen mit hohem Gefährdungspotential, wie beispielsweise Fluorwasserstoff, vermieden wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 4801573 [0002]
    • WO 98/27181 A1 [0002]
    • AT 205229 [0004]
    • DD 26308 [0004]
    • EP 0009935 B1 [0004]
    • GB 1001190 [0004]
    • US 3449243 [0004]
    • US 3617530 [0004]
    • WO 2009113095 A2 [0004]
    • DE 1212662 [0005]
    • DE 2346058 A [0006]
    • US 4518484 [0007]
    • DE 102011013470 A1 [0007]
    • US 3617530 A [0008]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Ullmann´s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, 1998 Electronic Release, Stichwort „Coal Liquefaction“, Kapitel 2.2 „Fischer-Tropsch Synthesis“ [0002]
    • Hasin et al. in Mj. Int. J. Sci. Tech. 2008, 2(01), 140–149 [0015]

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung einer metallarmen Kohlenwasserstofffraktion, wobei die Metalle in der Kohlenwasserstofffraktion chemisch gebunden oder in kolloidaler oder feindisperser Form in der Kohlenwasserstofffraktion dispergiert sind, umfassend folgende Schritte: (a) Bereitstellen der metallhaltigen Kohlenwasserstofffraktion in flüssiger Form, (b) Inkontaktbringen der flüssigen, metallhaltigen Kohlenwasserstofffraktion mit einem Alkanolamin, (c) Inkontaktbringen der flüssigen, metallhaltigen Kohlenwasserstofffraktion mit einem festen, pulverförmigen oder feinkörnigen Adsorptionsmittel oder einem Vernetzungsmittel, (d) Abtrennung des metallhaltigen Niederschlags mit einem mechanischen Trennverfahren, (e) Ausleiten einer an Metallen abgereicherten Kohlenwasserstofffraktion.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Alkanolamin ein Trialkanolamin wie Triethanolamin (TEA) verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein SiO2-haltiges Adsorptionsmittel verwendet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Adsorptionsmittel auf Basis eines säurebehandelten Bentonits verwendet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Adsorptionsmittel auf Basis eines Silicagels verwendet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vernetzungsmittel auf Diisocyanatbasis verwendet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Vernetzungsmittel Diphenylmethan-4,4´-diisocyanat (MDI) verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als mechanisches Trennverfahren die Filtration, Sedimentation, Dekantation oder Zentrifugation oder Kombinationen davon eingesetzt werden.
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