DE1054624B - Process for the dehydrocyclization and dehydrogenation of starting materials consisting entirely or partially of non-aromatic hydrocarbons - Google Patents
Process for the dehydrocyclization and dehydrogenation of starting materials consisting entirely or partially of non-aromatic hydrocarbonsInfo
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- C10G35/00—Reforming naphtha
- C10G35/04—Catalytic reforming
- C10G35/06—Catalytic reforming characterised by the catalyst used
Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Dehydrocyclisierung und Dehydrierung von Erdölkohlenwasserstoffen zur Herstellung von Aromaten oder Motorenbenzinen..The invention relates to the dehydrocyclization and dehydrogenation of petroleum hydrocarbons for the production of aromatics or petrol.
Es ist bekannt, Erdölfraktionen, z. B. im Benzinsiedebereich, durch katalytische Reformierungsbehandlungen in ihrer Oktanzahl zu erhöhen. Hierzu wurden verschiedene Katalysatoren vorgeschlagen, wobei häufig Metallverbindungen der VI. oder VIII. Gruppe des Periodischen Systems auf einem ganz oder teilweise aus Aluminiumoxyd bestehenden Träger verwendet werden. So wurde bereits die Umwandlung von aliphatischen zu aromatischen. Kohlenwasserstoffen unter Verwendung von Katalysatoren beschrieben, die aus einer kleinen Menge Chromoxyd auf einem Träger aus einer größeren Menge Aluminiumoxyd bestehen. Es wurde auch vorgeschlagen,, paraffinische und olefinische Kohlenwasserstoffe in aromatische Verbindungen durch in Kontakt bringen mit Katalysatoren umzuwandeln, die eine cyclisierend wirkende Verbindung, wie Chromoxyd, auf einem Aluminiumoxydträger enthalten und mit 2,5 bis 20% einer seltenen Erde und 6 bis 30% Kalium, Rubidium oder Cäsium, jeweils bezogen auf das Gewicht der cyclisierenid wirkenden Metallverbindung, aktiviert sind.It is known to use petroleum fractions, e.g. B. in the gasoline boiling range, through catalytic reforming treatments to increase their octane number. Various catalysts have been proposed for this purpose, whereby often metal compounds of VI. or VIII. Group of the Periodic Table on one completely or partially made of aluminum oxide can be used. So was the conversion from aliphatic to aromatic. Hydrocarbons using catalysts described, which consists of a small amount of chromium oxide on a carrier of a larger amount of aluminum oxide exist. It has also been suggested, paraffinic and olefinic hydrocarbons in convert aromatic compounds by bringing them into contact with catalysts that are cyclizing active compound, such as chromium oxide, contained on an aluminum oxide carrier and with 2.5 to 20% a rare earth and 6 to 30% potassium, rubidium or cesium, each based on the weight of the cyclizing metal compound, are activated.
Es wurde schon vorgeschlagen, borhaltig« Katalysatoren zur Dehydrierung von Naphthenen, d. h. von gesättigten ringförmigen Verbindungen unter gleichzeitiger Überführung in die entsprechenden aromatisch ungesättigten ringförmigen Verbindungen zu verwenden. Die Erfindung bezieiht sich demgegenüber auf die Dehydrocyclisierung, d. h. auf die Neubildung von Ringsystemen aus offenen Kohlenwasserstoffketten in dem Ausgangsmaterial.It has already been proposed to use boron-containing catalysts for the dehydrogenation of naphthenes, i. H. from saturated ring-shaped compounds with simultaneous conversion into the corresponding aromatic to use unsaturated ring-shaped compounds. The invention relates to this to dehydrocyclization, d. H. on the formation of new ring systems from open hydrocarbon chains in the starting material.
Gegenstand der Erfindung ist eine weitere Verbesserung von Reformierungsverfahren, die mit Chromoxyd-Aluminiumoxyd-Katalysatoren. durchgeführt werden.The invention is a further improvement of reforming processes with Chromium oxide-aluminum oxide catalysts. be performed.
Gemäß der Erfindung wird ein ganz oder zum Teil aus nkhtaromatischen Kohlenwasserstoffen bestehendes Ausgangsmaterial bei Temperaturen zwischen 450 und 580° C und Drücken bis zu 4,55 kg/cm2 ohne in die Reaktionszone zurückgeführten oder von außen zugesetzten Wasserstoff über Katalysatoren aus Chromoxyd, Aluminiumoxyd und einer geringen +5 Menge Bor geleitet und dabei zu einem Produkt umgewandelt, dessen Aromatengehalt höher als der des Ausgangsmaterials ist.According to the invention, a starting material consisting entirely or in part of non-aromatic hydrocarbons is used at temperatures between 450 and 580 ° C. and pressures up to 4.55 kg / cm 2 without hydrogen fed back into the reaction zone or added externally over catalysts made of chromium oxide, aluminum oxide and a small +5 amount of boron and converted into a product whose aromatic content is higher than that of the starting material.
Bei dem erfindungsgemäUen Verfahren fällt zusätzlich zu dem unter Normalbedingungen flüssigen Produkt mit einem nennenswerten Gehalt an Aromaten und einigen Olfinen eine erhebliche Menge an wasserstoffreichem Gas als wertvolles Nebenprodukt an. Der Ausdruck »bei Drücken bis zu 4,55 kg/cm2« umfaßt Verfahren zur Dehydro cyclisierung und Dehydrierung von ganz oder teilweise aus nichtaroHiatischen Kohlenwasserstoffen bestehenden AusgangsmaterialienIn the process according to the invention, in addition to the product which is liquid under normal conditions and has a significant content of aromatics and some olfins, a considerable amount of hydrogen-rich gas is obtained as a valuable by-product. The expression "at pressures up to 4.55 kg / cm 2 " encompasses processes for the dehydrocyclization and dehydrogenation of starting materials consisting entirely or in part of non-aromatic hydrocarbons
Anmelder:Applicant:
The British Petroleum Company Limited, LondonThe British Petroleum Company Limited, London
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald, Dr.-Ing. Th. Meyer und Dipl.-Chem. Dr. phil. H. Siebeneicher, Patentanwälte, Köln 1, DeichmannhausDr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald, Dr.-Ing. Th. Meyer and Dipl.-Chem. Dr. phil. H. Siebeneicher, Patent attorneys, Cologne 1, Deichmannhaus
Beanspruchte Priorität; Großbritannien vom 7. Dezember 1956Claimed priority; Great Britain 7 December 1956
John Arthur Edgar Moy und Bernard Whiting Burbidge, Sunbury-on-Thames, Middlesex (Großbritannien), sind als Erfinder genannt wordenJohn Arthur Edgar Moy and Bernard Whiting Burbidge, Sunbury-on-Thames, Middlesex (Great Britain), have been named as inventors
Normaldruck und darunterliegende Drücke. Normaldruck wi.rd bevorzugt. Vorzugsweise arbeitet man bei Temperaturen in der Nähe von 525° C und mit Raumströmungsgeschwindigkeiten des flüssigen Ausgangsmaterials von insbesondere 0,1 bis 1,0 V/V/Std. Normal pressure and pressures below. Normal pressure is preferred. Preferably one works at Temperatures in the vicinity of 525 ° C. and with room flow rates of the liquid starting material of in particular 0.1 to 1.0 V / V / hour.
Das Bor liegt im Katalysator vorzugsweise als Oxyd vor. Vorzugsweise enthält der Katalysator außerdem eine geringe Menge einer Alkalimetallverbindung, z.B. des Kaliums, insbesondere als Oxyd.The boron is preferably present in the catalyst as an oxide. The catalyst preferably contains also a small amount of an alkali metal compound, e.g. potassium, especially as an oxide.
Die Bestandteile des Katalysators Hegen vorzugsweise in folgenden Mengenverhältnissen vor, bezogen auf den gesamten, bei 550° C stabilen Katalysator:The constituents of the catalyst are preferably present in the following proportions on the entire catalyst stable at 550 ° C:
Chromoxyd 5 bis 25%Chromium oxide 5 to 25%
Bor (als Oxyd) 0,1 bis 5%Boron (as oxide) 0.1 to 5%
Alkalimetall (als Oxyd) 0,1 bis 5%Alkali metal (as oxide) 0.1 to 5%
Aluminiumoxyd RestAlumina remainder
809 789/458809 789/458
Die Katalysatoren können in Form von Festbett-, Fließbett- oder Wirbelschiclit-Katalysatoren verwendet werden. Da sich die Katalysatoren durch Verbrennen der kohlehaltigen Ablagerungen in einem Strom von sauerstoffhaltigem Gas leicht regenerieren lassen, eignen sich für das Verfahren insbesondere Fließbett- oder Wirbelschicht-Katalysatoren.The catalysts can be used in the form of fixed bed, fluidized bed or fluidized bed catalysts will. Since the catalytic converters burn off the carbonaceous deposits in a Allowing streams of oxygen-containing gas to be easily regenerated are particularly suitable for the process Fluidized bed or fluidized bed catalysts.
Wie bereits angegeben, fallen bei dem Verfahren große Mengen an wasserstoffreichem Gas als wertvolles Nebenprodukt an.As previously indicated, the process drops large amounts of hydrogen-rich gas as valuable By-product.
Das verwendete Ausgangsmaterial soll im Leichtbenzin- oder Benzinbereich (Leicht- oder Schwerbenzin') sieden. Insbesondere werden Fraktionen, die vorwiegend' aus einer Mischung von Kohlenwasserstoffen mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen bestehen, bevorzugt. The raw material used should be in the light petrol or petrol sector (light or heavy petrol) boil. In particular, fractions that 'predominantly consist of a mixture of hydrocarbons with 5 to 7 carbon atoms are preferred.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird als Ausgangsmaterial ein Straight-run-Benzin, insbesondere eine im allgemeinen als primäres rasches Destillat bezeichnete niedrigsiedende Fraktion einer Direktdestillation verwendet. Durch die erfmdungsgemäße Behandlung können aus solchen Ausgangsmaterialien Benzinmischkomponenten mit hoher Oktanzahl und hoher Flüchtigkeit, insbesondere mit Researchoktanzahlen (ohne Zusatz) von wenigstens 90 und einer Flüchtigkeit von wenigstens 70% bei 1 00° C hergestellt werden.According to one embodiment of the invention, a straight-run gasoline, in particular a low boiling fraction of a, commonly referred to as the primary rapid distillate Direct distillation used. The treatment according to the invention can produce gasoline blending components with a high octane number from such starting materials and high volatility, especially with research octane numbers (without addition) of at least 90 and a volatility of at least 70% at 100 ° C.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann als Ausgangsmaterial das Produkt aus einem vorhergehenden katalytischen Reformierungsverfahren verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt somit ein 2-Stufen-Reformierungsverfahren, nach dem Aromaten und Benzinfraktionen mit hoher Researchoktanzahl, vorzugsweise von etwa 100 (ohne Zusatz), gewonnen werden können. In der ersten Stufe kann jedes geeignete Reformierungsverfahren angewendet werden. Ein Verfahren., bei dem Platinkatalysatoren auf einem Träger aus Aluminiumoxyd mit oder ohne gebundenem Halogen verwendet werden, wird jedoch bevorzugt. Solche Verfahren werden als Platinreformierungsverfahren und die Produkte als Platinreformate bezeichnet.According to another embodiment, the product of a preceding can be used as the starting material catalytic reforming processes can be used. The inventive method comprises thus a 2-stage reforming process, according to which aromatics and gasoline fractions with a high research octane number, preferably of about 100 (without addition) can be obtained. In the first stage any suitable reforming method can be used. A process. In which platinum catalysts be used on an aluminum oxide carrier with or without bound halogen, however, it is preferred. Such processes are called the platinum reforming process and the products referred to as platinum reformates.
Bei einem solchen 2-Stufen-Verfahren kann das gesamte Reformat aus der ersten Stufe in der zweiten Stufe reformiert werden. Da aber seine höhersiedende Endfraktion reich an Aromaten ist, die nicht weiter umgewandelt werden können, wird das Reformat vorzugsweise fraktioniert und hierbei eine tiefersiedende, verhältnismäßig aromatenfreie Fraktion gewonnen, die dann der weiteren Behandlung zugeführt wird.In such a 2-stage process, the entire reformate can be transferred from the first stage to the second Stage to be reformed. But since its higher-boiling end fraction is rich in aromatics, it doesn't go any further can be converted, the reformate is preferably fractionated and a lower-boiling, relatively aromatic-free fraction obtained, which is then fed to further treatment.
Wahlweise kann das Reformat auch einer Lösungsmittelextraktion unterworfen und das Raffinat oder ein Teil des Raffinats weiter behandelt werden. Gegebenenfalls kann das Produkt auch mit der höhersiedenden Fraktion oder mit dem Extrakt aus der Lösungsmittelextraktion oder aber auch mit anderen Komponenten mit hohen Oktanzahlen, z. B. hochsiedenden, katalytisch gecrackten Benzinen oder Alkylaten vermischt werden.Optionally, the reformate can also be subjected to solvent extraction and the raffinate or some of the raffinate can be treated further. If necessary, the product can also be used with the higher-boiling Fraction or with the extract from the solvent extraction or else with others Components with high octane ratings, e.g. B. high-boiling, catalytically cracked gasoline or Alkylates are mixed.
Die Katalysatoren können auf jede geeignete Weise, z. B. durch Imprägnieren des Aluminiumoxyds mit einer Chrom, Bor und vorzugsweise Kalium enthaltenden Lösung, hergestellt werden. Die Erfindung wird in den nachstehenden Beispielen erläutert.The catalysts can be used in any suitable manner, e.g. B. by impregnating the aluminum oxide with a solution containing chromium, boron and preferably potassium. The invention will explained in the examples below.
Ein Platformat wird in niedrig- und hochsiedende Fraktionen getrennt, wobei die niedrigsiedende Frakao tion einen Endsiedepunkt von 108° C und eine Researchoktanzahl (ohne Zusatz) von 76,1 aufweist. Diese leichte Fraktion des Platformats wird unter folgenden Bedingungen weiter reformiert:A platform is separated into low-boiling and high-boiling fractions, with the low-boiling Frakao tion has a final boiling point of 108 ° C and a research octane number (without addition) of 76.1. This light fraction of the Platformats will be further reformed under the following conditions:
Druck NormaldruckPressure normal pressure
Raumströnrungsgeschwindigkeit .... 0,2 V/V/Std.Room flow rate .... 0.2 V / V / hour.
Zurückgeführte Gasmenge ■—Recirculated gas volume ■ -
Verfahrensdauer 5 StundenDuration of the procedure 5 hours
Reaktionstemperatur 530° C.Reaction temperature 530 ° C.
Es werden vier Versuche unter den vorstehenden Bedingungen mit den folgenden verschiedenen Katalysatoren durchgeführt:There are four runs under the above conditions with the following different catalysts carried out:
1. 10% Chromoxyd auf Aluminiumoxyd.1. 10% chromium oxide on aluminum oxide.
2. 10% Chromoxyd auf Aluminiumoxyd mit 1 % Ceroxyd und 1 % Kaliumoxyd.2. 10% chromium oxide on aluminum oxide with 1% ceria and 1% potassium oxide.
3. 10% Chromoxyd auf Aluminiumoxyd mit 1% Boroxyd.3. 10% chromium oxide on aluminum oxide with 1% boron oxide.
4. 10% Chromoxyd auf Aluminiumoxyd mit 1% Boroxyd und 1% Kaliumoxyd.4. 10% chromium oxide on aluminum oxide with 1% boron oxide and 1% potassium oxide.
Alle Prozentangaben beziehen sich auf ein bei 550° C stabiles Material. Die Vergleichswerte für die vier Versuche sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt. All percentages relate to a material stable at 550 ° C. The comparison values for the four attempts are listed in the table below.
Ein niedrigsiedendes Straight-run-Benzin mit einem ASTM Siedebereich von 41 bis 87° C und einer Researchoktanzahl von 63,3 (ohne Zusatz) wird unter den folgenden Bedingungen behandelt:A straight run, low boiling point gasoline with an ASTM boiling range of 41 to 87 ° C and a research octane number of 63.3 (without addition) is treated under the following conditions:
Druck NormaldruckPressure normal pressure
Raumströmungsgeschwindigkeit .... 0,2 V/V/Std.Room flow velocity .... 0.2 V / V / hour.
Zurückgeführte Gasmenge —Recirculated gas volume -
Behandlungsdauer 5 StundenDuration of treatment 5 hours
Claims (5)
Deutsche Patentschriften Nr. 814 293, 855 705.Considered publications:
German patent specifications No. 814 293, 855 705.
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