Verfahren iur Entfernung von schwefel- und stickstoffhaltigen Verbindungen
aus Kohlenwasserstoffen Bei der Trennung, Aufarbeitung, Veredlung und Raffination
von Kohlenwasserstoffen ist es häufig erforderlich, in den Produkten enthaltenen
Schwefelwasserstoff und Ammoniak zu entfernen, die als Verunreinigungen zuweilen
bereits im Rohprodukt enthalten sind. In anderen Fällen entstehen sie nachträglich
durch Hydrierung der organischen Stickstoff- und Schwefelverbindungen bei den verschiedenen
Verfahren der Aufarbeitung und Veredlung. Solche Veredlungsverfahren sind beispielsweise
die Hydrierung von unbrauchbaren Olen zu hochwertigen Benzinen und Ölen, ferner
die Reformierung von Fraktionen mit niedriger Oktanzahl zu Produkten mit hoher Oktanzahl,
wobei gleichzeitig hydrierende und dehydrierende Reaktionen stattfinden. Eine Modifikation
dieser Reformierung zielt auf Gewinnung von Aromaten aus bestimmten Naphthaschnitten.
Ammoniak und Schwefelwasserstoff entstehen außerdem bei der Raffination von Benzinen
und Olen durch sogenannte selektive Hydrierung. Bei diesen Verfahren werden die
organischen Stickstoff- und Schwefelverbindungen in N H3. und H2S umgewandelt und
befinden sich zum Teil in gelöstem Zustand im Raffinat. Die sogenannte Druckraffination
von Benzol beruht auf demselben Prinzip der selektiven Hydrierung. Auch hier befindet
sich ein Teil des gebildeten H2S und N H3 im raffinierten Benzol bzw. im Aromatengemisch
des Rohbenzols. In allen genannten Fällen wird im allgemeinen eine kombinierte Wasser-Laugen-Wäsche
eingeschaltet, um Ammoniak und Schwefelwasserstoff zu entfernen. Bei einer solchen
Wäsche wird das Produkt normalerweise zuerst mit Wasser, dann mit Lauge gewaschen,
und in einer anschließenden Wasserwäsche werden die vorhandenen Laugespuren entfernt.
Für dieses Waschverfahren ist eine Serie von Behältern, Absetzbehältern, Mischstrecken
und Pumpen notwendig. Wenn auch dieses Verfahren im Prinzip einfach und ohne Schwierigkeiten
durchzuführen ist, so ist dlazsu doch ein gewisser Aufwand an Apparaturen, Energie
und Chemikalien notwendig. Auch erfordert eine solche Anlage eine Vielzahl von Kontrollinstrumenten
und Bedienungspersonal zur Wartung. Process for the removal of compounds containing sulfur and nitrogen
from hydrocarbons During separation, processing, upgrading and refining
of hydrocarbons it is often required to be contained in the products
Remove hydrogen sulfide and ammonia, which are sometimes contaminants
are already contained in the raw product. In other cases they arise afterwards
by hydrogenation of the organic nitrogen and sulfur compounds in the various
Process of processing and refinement. Such finishing processes are for example
the hydrogenation of unusable oils to high-quality gasoline and oils, furthermore
reforming low octane fractions into high octane products,
hydrogenating and dehydrating reactions taking place at the same time. A modification
This reforming is aimed at obtaining aromatics from certain naphtha cuts.
Ammonia and hydrogen sulfide are also produced during the refining of gasoline
and oils by so-called selective hydrogenation. In these procedures, the
organic nitrogen and sulfur compounds in N H3. and H2S converted and
are partly in a dissolved state in the raffinate. The so-called print refining
of benzene is based on the same principle of selective hydrogenation. Also located here
Part of the formed H2S and N H3 are in the refined benzene or in the aromatic mixture
of crude benzene. In all cases mentioned, a combined water-lye wash is generally used
switched on to remove ammonia and hydrogen sulfide. With such a
Laundry, the product is usually washed first with water, then with lye,
and the traces of alkali present are removed in a subsequent water wash.
For this washing process there is a series of containers, settling containers, mixing sections
and pumps necessary. Even if this procedure is simple and easy in principle
is to be carried out, then dlazsu requires a certain amount of equipment and energy
and chemicals necessary. Such a system also requires a large number of control instruments
and operators for maintenance.
Es ist nun bekannt, daß man ionisierbare Verbindungen aus wäßrigen
Lösungen durch Ionenaustauscher entfernen kann. Solche Ionenaustauscher sind beispielsweise
Polymerisate oder Polykondensate organischer Verbindungen mit sauren oder basischen
Funktionen. Es ist auch schon bekannt, Kohlenwasserstoffe mittels Anionenaustauschern
von sauren organischen Bestandteilen oder mittels Kationenaustauschern von basischen
organischen Verbindungen zu befreien. It is now known that ionizable compounds from aqueous
Can remove solutions through ion exchangers. Such ion exchangers are for example
Polymers or polycondensates of organic compounds with acidic or basic
Functions. It is also already known to use anion exchangers to convert hydrocarbons
of acidic organic components or, by means of cation exchangers, of basic ones
to free organic compounds.
Dabei ist auch schon vorgeschlagen worden, die Ionenaustauscher vor
ihrer Verwendung zur Reinigung der Kohlenwasserstoffe zu befeuchten.It has also already been proposed to use the ion exchanger
their use for cleaning the hydrocarbons to moisten.
Es hat sich nun überraschend gezeigt, und das ist ein wesentliches
Merkmal der Erfindung, daß solche Ionenaustauscher sich bei entsprechender Anordnung
auch für die Entfernung von schwefel- und stickstoffhaltigen Verbindungen aus Kohlenwasserstoffen
eignen, da z. B. bei den vorher beschriebenen Verfahren, in denen N H3 und H2 S
als unerwünschte Nebenprodukte auftreten, auch geringe Mengen von Wasser gebildet
werden, die vollkommen ausreichen, um den Ionenaustausch auch in organischen Lösungen
quantitativ vonstatten gehen zu lassen. In einzelnen Fällen ist es erfindungsgemäß
erforderlich, den Produkten kleine Mengen Wasser zuzusetzen, um den Austausch der
zu entfernenden Ionen über eine wäßrige Phase zu ermöglichen. Bei dem Verfahren
nach der Erfindung können die bis jetzt erforderlichen Stufen, wie die obengenannten
Behälter, Mischer, Pumpen usw., durch eine einzige Stufe, den Ionenaustauscher,
ersetzt werden, wobei die Kohlenwasserstoffe oder deren Gemische durch einfaches
Hindurchströmen von den darin enthaltenen schwefel- und stickstoffhaltigen Verbindungen,
wie beispielsweise H2S und NH3, befreit werden. It has now emerged surprisingly, and that is an essential one
Feature of the invention that such ion exchangers with an appropriate arrangement
also for the removal of sulfur- and nitrogen-containing compounds from hydrocarbons
suitable, as z. B. in the previously described processes in which N H3 and H2 S
Occurring as undesirable by-products, small amounts of water are also formed
which are completely sufficient for the ion exchange also in organic solutions
to be carried out quantitatively. In individual cases it is according to the invention
It is necessary to add small amounts of water to the products in order to exchange the
to allow ions to be removed via an aqueous phase. In the process
According to the invention, the steps required up to now, such as those mentioned above, can be carried out
Tanks, mixers, pumps, etc., through a single stage, the ion exchanger,
be replaced, the hydrocarbons or their mixtures by simple
The sulfur- and nitrogen-containing compounds contained therein flow through,
such as H2S and NH3, for example.
Die sauren Komponenten, wie H2S, werden durch einen Anionenaustauscher,
die basischen Komponenten, wie N H8, durch einen Kationenaustauscher herausgenommen.
Die Entfernung sowohl der sauren als auch der basischen Verbindungen erfolgt dabei
erfindungsgemäß in einer einzigen Stufe, einem sogenannten Mischbettaustauscher,
was das Verfahren überraschend einfach und billig gestaltet. The acidic components, such as H2S, are replaced by an anion exchanger,
the basic components, such as N H8, taken out through a cation exchanger.
Both the acidic and the basic compounds are removed
according to the invention in a single stage, a so-called mixed bed exchanger,
which makes the process surprisingly simple and cheap.
Nach Absättigung des Ionenaustauschers z. B. mit sauren Komponenten
kann dieser in sehr kurzer Zeit
durch Beaufschlagung mit entsprechenden
Regenerationsmitteln, in diesem Fall beispielsweise mit kaustischer Soda (NaOH)
wieder regeneriert werden. After saturation of the ion exchanger z. B. with acidic components
can do this in a very short time
by applying appropriate
Regenerating agents, in this case for example with caustic soda (NaOH)
can be regenerated again.
Da meist verharzende oder sonst stark verschmutzende Substanzen in
dem zu reinigenden Produkt enthalten sind, so wird erfindungsgemäß ferner ein entsprechendes
Filter, z. B. ein Kohlefilter, vor den Ionenaustauscher geschaltet, wodurch diese
Substanzen zurückgehalten werden. Die Verwendbarkeitsdauer des Austauschers wird
dadurch wesentlich gesteigert. Since mostly resinifying or otherwise heavily polluting substances in
are contained in the product to be cleaned, according to the invention there is also a corresponding one
Filter, e.g. B. a carbon filter, connected in front of the ion exchanger, whereby this
Substances are retained. The useful life of the exchanger is
thereby significantly increased.
Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den bekannten
Verfahren sind: Wegfall der Anlagekosten für eine Laugen- und Wasserwäsche bzw.
für eine kombinierte Wasser-Laugen-Wäsche; Wegfall des aufzuwendenden Energiebedarfs
und geringerer Aufwand für die Betriebsmittel; geringer Raumbedarf und schließlich
die Möglichkeit der vollautomatischen Betriebsweise des Ionenaustauschers, so daß
kein zusätzliches Bedienungspersonal für die Anlage gebraucht wird. Advantages of the method according to the invention over the known
Processes are: Elimination of the system costs for lye and water washing or
for a combined water-lye wash; Elimination of the energy requirement to be expended
and less expense for resources; little space required and finally
the possibility of fully automatic operation of the ion exchanger, so that
no additional operating personnel is required for the system.