DE1086836B - Process for avoiding the formation of mercaptans during the desulphurisation of petrol hydrocarbons - Google Patents
Process for avoiding the formation of mercaptans during the desulphurisation of petrol hydrocarbonsInfo
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- DE1086836B DE1086836B DEE12894A DEE0012894A DE1086836B DE 1086836 B DE1086836 B DE 1086836B DE E12894 A DEE12894 A DE E12894A DE E0012894 A DEE0012894 A DE E0012894A DE 1086836 B DE1086836 B DE 1086836B
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entschwefelung von im Bereich des Rohbenzins siedenden Erdöl-Kohlenwasserstoff-Produkten, wobei diese mit einem Entschwefelungskatalysator in bekannter Weise in Gegenwart von Wasserstoff unter Zusatz von Schwefelwasserstoff zusammengebracht werden, und betrifft die Einhaltung bestimmter Reaktionsbedingungen hierbei, um ein entschwefeltes Produkt mit verbesserten Eigenschaften zu erhalten.The present invention relates to a method for the desulfurization of petroleum-hydrocarbon products boiling in the range of raw gasoline, whereby this with a desulfurization catalyst in a known manner in the presence of hydrogen with the addition of Hydrogen sulfide are brought together, and relates to compliance with certain reaction conditions here in order to obtain a desulphurised product with improved properties.
Die Einzelheiten dieses Verfahrens bestehen darin, daß man die (innerhalb von etwa 135 bis 225° C siedende) Beschickung aus den Benzinkohlenwasserstoffen in Gegenwart eines Entschwefelungskatalysators mit etwa 4,4 bis 35,4 (vorzugsweise 8,9 bis 17,9) m3 Wasserstoff je hl Beschickung sowie mit Schwefelwasserstoff (H2S) bei etwa 260 bis 400° C zusammenbringt, wobei die Raumgeschwindigkeit etwa 1 bis 16 Volumen Beschickung je Volumen Katalysator in der Stunde (V/V/Std.), der Reaktionsdruck zwischen etwa 3,5 und 21,2 atü und der Wasserstoffteildruck etwa 3,5 und 10,6 kg/cm2 betragen. Das Besondere des vorliegenden Verfahrens liegt dabei darin, daß man dem Reaktionsgemisch 0,1 bis 10 Molprozent Schwefelwasserstoff (bezogen auf die Gesamtbeschickung) zusetzt und man die Reaktionsbedingungen so einstellt, daß die Mercaptanzahl 0,1 bis 5 beträgt und folgender Gleichung entspricht:The details of this process are that the (boiling within about 135 to 225 ° C) feed of the gasoline hydrocarbons in the presence of a desulfurization catalyst with about 4.4 to 35.4 (preferably 8.9 to 17.9) m 3 Hydrogen per hl feed and with hydrogen sulfide (H 2 S) at about 260 to 400 ° C, the space velocity about 1 to 16 volumes of feed per volume of catalyst per hour (V / V / hour), the reaction pressure between about 3 , 5 and 21.2 atmospheres and the hydrogen partial pressure are about 3.5 and 10.6 kg / cm 2 . The special feature of the present process is that 0.1 to 10 mol percent hydrogen sulfide (based on the total charge) is added to the reaction mixture and the reaction conditions are set so that the mercapt number is 0.1 to 5 and corresponds to the following equation:
M = 17,8 + 0,43 (V/V/Std.) + 1,3 (Molprozent H2S)M = 17.8 + 0.43 (v / v / hour) + 1.3 (mole percent H 2 S)
— 0,03 (1,8 Tr+ 32),- 0.03 (1.8 Tr + 32),
wobei Tr die Temperatur in °C bedeutet.where Tr is the temperature in ° C.
Es wurde gefunden, daß beim Zusammenbringen von harzhaltigen Rohbenzinen aus Erdöl-Kohlenwasserstoffen mit Wasserstoff und Schwefelwasserstoff in Gegenwart eines Entschwefelungskatalysators eine bessere Entschwefelung und eine Verbesserung der Farbeigenschaften der Produkte nach Saybolt erreicht werden. Außerdem zeigte sich, daß die durch den Schwefelwasserstoff an sich bei dieser Reaktion bestehende Neigung zur Bildung von unerwünschten Mercaptanen durch die Regelung der Reaktionsbedingungen in der oben angegebenen Weise weitgehend ausgeschaltet werden kann. Auch der Harzgehalt der Produkte ist bei dem vorliegenden Verfahren wesentlich geringer.It has been found that when resinous raw gasolines from petroleum hydrocarbons are combined better desulfurization with hydrogen and hydrogen sulfide in the presence of a desulfurization catalyst and an improvement in the color properties of the Saybolt products can be achieved. aside from that it was found that the tendency, which is present in this reaction to form hydrogen sulphide, is present undesired mercaptans by regulating the reaction conditions in the manner indicated above can be largely switched off. The resin content of the products is also in the present process much lower.
Vermutlich neigt der vor der Entschwefelung zugesetzte Schwefelwasserstoff dazu, sich mit bestimmten Bestandteilen der Beschickung unter Bildung von tertiären Mercaptanen einer zunächst nicht in größeren Mengen in der Beschickung vorhandenen Art umzusetzen und dabei die genannten unerwünschten Verunreinigungen zu bilden; diese Neigung wird weitgehend unterdrückt, wenn die Reaktionsbedingungen etwa wie oben angegeben sind.Presumably, the hydrogen sulfide added prior to desulfurization tends to mix with certain components of the feed with the formation of tertiary mercaptans, initially not in larger quantities to implement the type present in the charge and thereby the undesired impurities mentioned to build; this tendency is largely suppressed when the reaction conditions are approximately as indicated above are.
Bei der obengenannten Mercaptanzahl handelt es sich um den üblichen potentiometrisch bestimmten Wert.The above-mentioned mercapt number is the usual potentiometrically determined value.
Verfahren zur VermeidungProcedure for avoidance
der Mercaptanbildung
bei der Entschwefelung von Benzinkohlenwasserstoffen the formation of mercaptans
in the desulfurization of gasoline hydrocarbons
Anmelder:Applicant:
ίο Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N. J. (V. St. A.)ίο Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N. J. (V. St. A.)
Vertreter: Dr. W. Beil, Rechtsanwalt,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36Representative: Dr. W. Beil, lawyer,
Frankfurt / M.-Höchst, Antoniterstr. 36
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 6. September 1955Claimed priority:
V. St. v. America 6 September 1955
Die Beschickung für das Verfahren nach der Erfindung kann von einem Roherdöl oder von einem thermisch oder katalytisch behandelten Teil solcher Öle stammen. So kann sie ein unbehandeltes Rohbenzin, eine durch thermische oder katalytische Crackung eines solchen Öls oder einer Fraktion davon erhaltene Rohbenzinfraktion oder ein solches Rohbenzin sein, das bei der Polymerisation von niedrigersiedendenungesättigten Kohlenwasserstoffen, wie Äthylen, Propylen oder Butylen, anfällt.The feed for the process according to the invention can be from a crude oil or from a thermal or catalytically treated part of such oils originate. So she can use an untreated raw gasoline, one through thermal or catalytic cracking of such an oil or a fraction thereof or a raw gasoline that is used in the polymerization of lower-boiling unsaturated hydrocarbons, such as ethylene, propylene or butylene, is obtained.
Beispiele geeigneter Katalysatoren sind die Oxyde und Sulfide solcher MetaUe, wie V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Mo, W und die Oxyde des Platins und Palladiums. Typische Beispiele sind ferner Kobaltmolybdat, Nickel-Wolfram-Sulfid, Kobaltsulfid, Molybdänoxyd, Nickelsulfid und Zinnsulfid. Alle diese Katalysatoren benutzt man vorzugsweise in zerkleinerter Form auf einem Träger, wie Tonerde oder Magnesia, die noch Kieselsäure enthalten können, oder auf Kieselsäure selbst, Kieselgur oder Zinkoxyd. Der Katalysator kann als ruhende Schicht oder auch in Form einer Wirbelschicht oder in jeder geeigneten bekannten Weise angewandt werden.Examples of suitable catalysts are the oxides and sulfides of such metals as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Mo, W and the oxides of platinum and palladium. Typical examples are also cobalt molybdate, nickel-tungsten sulfide, Cobalt sulfide, molybdenum oxide, nickel sulfide and tin sulfide. All of these catalysts are preferably used in crushed form on a carrier, such as clay or magnesia, which still contain silica can, or on silica itself, kieselguhr or zinc oxide. The catalyst can be used as a resting layer or in the form of a fluidized bed or in any suitable known manner.
Der für das Verfahren erforderliche Wasserstoff kann in reinem Zustand zugeführt werden oder auch aus einem Gemisch aus Wasserstoff und einem inerten Gas bestehen.The hydrogen required for the process can be supplied in the pure state or from a Mixture of hydrogen and an inert gas.
Auch kann man Wasserstoff, der während der Entschwefelung nicht verbraucht worden ist, wieder zurückführen. Hydrogen that was not consumed during the desulfurization can also be recycled.
Die Menge Schwefelwasserstoff, die zuzufügen ist, soll vorzugsweise etwa 0,1 bis 5 Molprozent der Gesamt-The amount of hydrogen sulfide to be added should preferably be about 0.1 to 5 mole percent of the total
009 570/369009 570/369
beschickung betragen. Unter Beschickung ist hierbei die Geämtmenge des zugegebenen Öls, des Wasserstoffes, des Schwefelwasserstoffes und etwaiger inerter gasförmiger Stoffe zu verstehen.loading amount. The total amount of the added oil, hydrogen, of hydrogen sulfide and any inert gaseous substances.
Der zuzusetzende Schwefelwasserstoff kann der normalerweise in dem gasförmigen wasserstoffhaltigen Beschickungsgas enthaltene Schwefelwasserstoff sein, oder man gibt gesondert Schwefelwasserstoff aus einer außerhalb des Systems befindlichen Quelle zu. The hydrogen sulfide to be added can be that normally in the gaseous hydrogen-containing feed gas be contained hydrogen sulfide, or you can separately add hydrogen sulfide from a source outside the system.
Bevorzugte Temperaturen bei dem Verfahren sind etwa 285 bis 3700C, bevorzugte Raumgeschwindigkeiten etwa 2 bis 6 V/V/Std. und bevorzugte Drücke etwa 10,5 bis 17,6 kg/cm2. Der Druck im Reaktor und die Wasserstoffzuleitungsgeschwindigkeit sollen zur Erreichung des gewünschten Wasserstoffteildruckes von etwa 3,5 bis 10,6 kg/cm2 in dem Reaktionsgefäß aufeinander abgestimmt werden.Preferred temperatures in the process are approximately 285 to 370 ° C., preferred space velocities approximately 2 to 6 V / V / hour. and preferred pressures about 10.5 to 17.6 kg / cm 2 . The pressure in the reactor and the hydrogen feed rate should be coordinated with one another in order to achieve the desired partial hydrogen pressure of about 3.5 to 10.6 kg / cm 2 in the reaction vessel.
Das Verfahren nach der Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen noch näher beschrieben werden.The method according to the invention will now be described in more detail with reference to the drawings.
Fig. 1 ist ein Schema einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens; Fig. 1 is a schematic of a preferred embodiment of the present process;
Fig. 2 bis 5 sind graphische Darstellungen, die den Einfluß der Reaktionsbedingungen auf den prozentualen Grad der Entschwefelung, die Farbe nach Saybolt und den Harzgehalt der Produkte erläutern.Figures 2 to 5 are graphs showing the influence of the reaction conditions on the percentage Explain the degree of desulphurisation, the Saybolt color and the resin content of the products.
In Fig. 1 wird die zu behandelnde Benzinbeschickung durch eine Zuleitung 12 zusammen mit Wasserstoff und Schwefelwasserstoff, die durch die Leitung 14 zuströmen, in einen Reaktor 10 geführt, der einen Entschwefelungskatalysator enthält und bei den gewünschten Temperaturen betrieben wird. Nach der Umsetzung gelangen die Reaktionsprodukte durch die Leitung 16 über einen Kühler 18 in einen Abscheider 22, aus dem die verflüssigten Kondensate entweder als solche entnommen werden oder durch die Leitung 24 in eine Fraktionierkolonne 28 fließen, während die gasförmigen Produkte durch die Leitung 26 abziehen. Aus der Kolonne 28 wird als Kopfprodukt das entschwefelte Benzin gewonnen, während die Rückstände bei 32 abfließen.In Fig. 1, the gasoline charge to be treated is through a feed line 12 together with hydrogen and Hydrogen sulfide flowing in through line 14 is passed into a reactor 10 which contains a desulfurization catalyst and at the desired temperatures is operated. After the reaction, the reaction products pass through line 16 via a Cooler 18 into a separator 22, from which the liquefied condensates are either taken as such or flow through line 24 into a fractionation column 28 while the gaseous products withdraw through line 26. The desulphurized gasoline is obtained as the top product from column 28, while the residue drains off at 32.
Die durch die Leitung 26 aus dem Abscheider 22 abziehenden Gase oder ein Teil davon können entweder bei 34 das System verlassen, wenn man auf ihre Wiederverwendung keinen Wert legt, oder sie werden wieder in die Leitung 14 und in den Reaktor 10 geleitet, und zwar entweder durch die Leitung 38 mit den Ventil 36 unmittelbar in die Leitung 14 oder auch durch die Leitungen 48 und 58 über einen Wäscher 52, der durch die Leitung 54 mit Alkalilauge zum Auswaschen des Schwefelwasserstoffs aus den Gasen beschickt wird; die verbrauchte Lauge fließt bei 56 ab. Man kann unter wahlweiser oder auch gleichzeitiger Benutzung der Leitungen 38 und 58 zusammen mit der Zuleitung 44 für reinen oder fast reinen Wasserstoff und der Leitung 40 für reinen Schwefelwasserstoff je nach Bedarf in der Leitung 14 das gewünschte Verhältnis von Wasserstoff und Schwefelwasserstoff unter Einhaltung der gewünschten Druckverhältnisse und des Wasserstoffteildruckes herstellen. Ventile 36 und 50 in den Überleitungen für die schwefelwasserstoffhaltigen Abgase sowie 42 und 46 in den Reingaszuleitungen dienen zur genauen Regelung der Gasströme bei der Zusammenmischung der Gase für die Entschwefelung weiteren Benzins.The gases withdrawn from the separator 22 through the line 26 or a part thereof can either at 34 leave the system if it is not important to reuse them, or they will be again into the line 14 and into the reactor 10, either through the line 38 with the valve 36 directly into the line 14 or through the lines 48 and 58 via a scrubber 52, which by the line 54 is charged with alkali to scrub the hydrogen sulfide from the gases; the spent caustic drains off at 56. You can use the Lines 38 and 58 together with the feed line 44 for pure or almost pure hydrogen and the line 40 for pure hydrogen sulfide, the desired ratio of hydrogen in line 14 as required and hydrogen sulfide while maintaining the desired pressure ratios and the partial hydrogen pressure produce. Valves 36 and 50 in the transfer lines for the exhaust gases containing hydrogen sulfide, as well as 42 and 46 in the clean gas supply lines are used to precisely regulate the gas flows when the gases are mixed together the desulfurization of other gasoline.
Einfluß des Schwefelwasserstoffs
auf die EntschwefelungInfluence of hydrogen sulfide
on desulfurization
Mischungen von katalytisch und thermisch gecrackten Rohbenzinen mit Siedebereichen von 135 bis 215°C wurden über einem Kobaltmolybdatkatalysator auf einem kieselsäurefreien Tonerdeträger in Gegenwart von Wasserstoff in einer Versuchsreihe unter verschiedenen Verfahrensbedingungen, nämlich Temperaturen von 288 bis 3710C, 6 bis 16 V/V/Std., 4,45 bis 26,50 m3 H2/hl Öl, 3,50 bis 14,05 kg/cm2 Überdruck und mit bis zu etwa 10 Molprozent H2S, bezogen auf die insgesamt zugeführten Reaktionsteilnehmer, entschwefelt. An Hand dieser Daten wurde festgestellt, daß der Grad der unter ίο sonst gleichen Verfahrensbedingungen erreichten Entschwefelung, wie in der folgenden Tabelle gezeigt wird, durch die Zuführung von H2S aus Quellen außerhalb des Systems verbessert wird.Mixtures were catalytically and thermally cracked naphthas having boiling ranges from 135 to 215 ° C over a Kobaltmolybdatkatalysator on a silica-free alumina carrier in the presence of hydrogen in a series of experiments under different operating conditions, namely temperature 288-371 0 C, 6 to 16 V / V / Hours, 4.45 to 26.50 m 3 H 2 / hl oil, 3.50 to 14.05 kg / cm 2 excess pressure and with up to about 10 mol percent H 2 S, based on the total reactants fed in, desulfurized. On the basis of these data it was found that the degree of desulfurization achieved under otherwise identical process conditions, as shown in the following table, is improved by the supply of H 2 S from sources outside the system.
Prozentuale Entschwefelung bei 315° C, 8 V/V/Std., 17,70 m3 H2/hl und 14,06 kg/cm2 ÜberdruckPercentage desulfurization at 315 ° C, 8 V / V / hour, 17.70 m 3 H 2 / hl and 14.06 kg / cm 2 overpressure
Molprozent H2S in den
eintretenden Reaktionsteilnehmer Mole percent H 2 S in the
incoming reaction participants
0
1
3
50
1
3
5
Prozentuale Verminderung
des Schwefelgehaltes der
gecrackten RohbenzinePercentage reduction
the sulfur content of the
cracked petrol
20,320.3
24,6
33,5
42,524.6
33.5
42.5
Dies besagt, daß man die prozentuale Entschwefelung durch Regulierung der Schwefelwasserstoffmenge regeln kann. Dies zeigen auch die nachstehend unter Einhaltung derselben Verfahrensbedingungen gefundenen Werte:This means that you can regulate the percentage desulfurization by regulating the amount of hydrogen sulfide can. This is also shown by the values found below under compliance with the same process conditions:
Verminderung
des Schwefel-
gehaltesPercentage
reduction
of the sulfur
salary
Molprozent
H3Sadding
Mole percent
H 3 S
Raum
geschwindigkeitRequired
space
speed
0Ctemperature
0 C
28,4
28,428.4
28.4
28.4
1,9
4,20
1.9
4.2
8
44th
8th
4th
315
287315
315
287
Der Einfluß von zusätzlichem Schwefelwasserstoff auf den erreichten Entschwefelungsgrad ist graphisch in Fig. 2 dargestellt. Es zeigt sich, daß unter sonst gleichen Verfahrensbedingungen die prozentuale Entschwefelung mit dem Gehalt an zusätzlichem Schwefelwasserstoff ansteigt.The influence of additional hydrogen sulfide on the degree of desulfurization achieved is shown graphically in Fig. 2 shown. It can be seen that the percentage desulphurization under otherwise identical process conditions increases with the content of additional hydrogen sulfide.
Wie bereits angegeben, lassen sich auch die Sayboltfarbeigenschaften des entschwefelten Rohbenzins dadurch verbessern, daß man in Gegenwart von Schwefelwasserstoff entschwefelt. Dies wird durch die folgenden Beispiele gezeigt.As already stated, the Saybolt paint properties can also be improve the desulphurized petrol by being in the presence of hydrogen sulphide desulfurized. This is shown by the following examples.
Ein Gemisch aus gecrackten Rohbenzinen mit Siedebereichen von 135 bis 225° C wurde in Gegenwart eines Kobaltmolybdatkatalysators, ein anderer Teil dieses Gemisches in Gegenwart eines Molybdänoxydkatalysators (beide Katalysatoren befanden sich auf einem Tonerdeträger) bei 315 und 3450C mit Wasserstoff in Gegenwart unterschiedlicher Mengen Schwefelwasserstoff entschwefelt. Die Farbeigenschaften nach Saybolt, einerseits der Beschickung, andererseits der Produkte, wurden gemessen, und die Differenzen der Sayboltf arbschattierungenA mixture of cracked naphthas having boiling ranges from 135 to 225 ° C in the presence of a Kobaltmolybdatkatalysators, another part of this mixture in the presence of a Molybdänoxydkatalysators (both catalysts were supported on alumina) at 315 and 345 0 C with hydrogen in the presence of different amounts of hydrogen sulphide desulfurized. The Saybolt color properties of the batch on the one hand and the products on the other were measured, and the differences in the Saybolt color shades
wurden festgestellt. Die Ergebnisse sind in den Tabellen III und IV aufgeführt.were noticed. The results are shown in Tables III and IV.
Tabelle III MolybdänoxydkatalysatorTable III Molybdenum Oxide Catalyst
Produktes minusSaybolt coloring of the
Product minus
0Ctemperature
0 C
Reaktionsteilnehmernto those entering
Respondents
BeschickungSaybolt stain the
feed
Tabelle IV KobaltmolybdatkatalysatorTable IV Cobalt Molybdate Catalyst
Produkte^ πτΐπτι«»Saybolt coloring of the
Products ^ πτΐπτι «»
0Ctemperature
0 C
Reaktionsteilnehmernto those entering
Respondents
Sayboltfärbung der
Beschickung Λ * A. ^ * V ^ U ^^ UwO II ' 111 IjI ο
Saybolt stain the
feed
Diese Ergebnisse sind graphisch in den Fig. 3 bzw. 4 der Zeichnungen dargestellt. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß bei Verwendung eines Molybdänoxydkatalysators die Verbesserung der Sayboltfarbeigenschaften fortschreitend zunimmt, wenn man den Prozentsatz an Schwefelwasserstoff auf etwa 4 Molprozent erhöht, danach zeigt sich eine leichte Neigung zur Abnahme der erreichbaren Verbesserungen. These results are shown graphically in Figures 3 and 4 of the drawings, respectively. From Fig. 3 it can be seen that when using a molybdenum oxide catalyst the improvement of the Saybolt paint properties progressively increases as the percentage of hydrogen sulfide is increased to about 4 mole percent, after which it shows a slight tendency to decrease in achievable improvements.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß sich bei Verwendung eines Kobaltmolybdatkatalysators die Farbeigenschaften nach Saybolt weniger verbessern lassen, wenn man weniger als etwa 0,5 Molprozent Schwefelwasserstoff zugibt, daß jedoch bei größeren Mengen Schwefelwasserstoff das Ausmaß der Verbesserung der Farbeigenschaften nach Saybolt fortschreitend zunimmt.It can be seen from FIG. 4 that the color properties are improved when a cobalt molybdate catalyst is used According to Saybolt, less improvement is possible if less than about 0.5 mol percent hydrogen sulfide is added, that, however, with larger amounts of hydrogen sulfide, the extent of the improvement in the color properties according to Saybolt increases progressively.
Wie vorstehend angegeben, läßt sich nach der Erfindung der Harzgehalt dadurch vermindern, daß man in Gegenwart von Wasserstoff entschwefelt und dabei den Wasserstoffteildruck zwischen etwa 3,50 und 10,55 kg/cm2 hält; dies wird durch die folgenden Beispiele erwiesen.As stated above, according to the invention, the resin content can be reduced by desulphurising in the presence of hydrogen while keeping the partial hydrogen pressure between about 3.50 and 10.55 kg / cm 2 ; this is demonstrated by the following examples.
Mit einem Molybdänkatalysator wurden mehrere Versuche unter folgenden Verfahrensbedingungen ausgeführt: Behandlungstemperatur 260 bis 370° C, Raumgeschwindigkeit 2 bis 12V/V/Std. Flüssigkeit, Gesamtdrücke 3,5 bis 17,6kg/atü, 4,4 bis 35,4m3H2/hl Öl bei Verwendung von Gemischen aus Rohbenzinen mit einem Siedebereich von etwa 135 bis 225° C, die durch katalytische und thermische Crackung hergestellt worden waren (und in einigen Fällen kleine Mengen an Rohbenzinen enthielten, die durch thermische Polymerisation von Olefinen entstanden waren); die Rohbenzine enthielten etwa 13 bis 33 mg Harz/100 cm3 (Prüfverfahren nach General Motors Gum). Bei diesen Versuchen wurde gefunden, daß der Harzgehalt der behandelten Rohbenzine hauptsächlich durch den Teildruck des Wasserstoffs im Reaktor bestimmt wird, wie die Daten der folgenden Tabelle zeigen:Several experiments were carried out with a molybdenum catalyst under the following process conditions: treatment temperature 260 to 370 ° C., space velocity 2 to 12 V / V / hour. Liquid, total pressures 3.5 to 17.6kg / atü, 4.4 to 35.4m 3 H 2 / hl oil when using mixtures of raw gasoline with a boiling range of about 135 to 225 ° C, produced by catalytic and thermal cracking (and in some cases contained small amounts of petroleum derived from the thermal polymerization of olefins); the raw gasoline contained about 13 to 33 mg resin / 100 cm 3 (test method according to General Motors Gum). In these tests it was found that the resin content of the treated raw gasoline is mainly determined by the partial pressure of the hydrogen in the reactor, as the data in the following table show:
TabeUe V
MolybdänoxydkatalysatorTable V
Molybdenum oxide catalyst
Mit einem Kobaltmolybdatkatalysator wurden ähnliche günstige Wirkungen durch Veränderungen des Wasserstoffteildrucks erreicht; bei diesem Katalysator waren jedoch auch Veränderungen der Temperatur bedeutsam. Temperaturen von 315° C und höher waren, wie festgestellt wurde, zur Verminderung des Harzgehaltes bei gleichem Wasserstoffteildruck am wirksamsten. In diesem FaE enthielt die Rohbenzinbeschikkung etwa 13 mg Harz/100 cm3 (General Motors). Die Auswirkungen von Veränderungen des Wasserstoffteildrucks über einen Temperaturbereich von 288 bis 343° C sind aus den folgenden Daten ersichtlich:With a cobalt molybdate catalyst, similar beneficial effects were achieved by changing the partial pressure of hydrogen; however, changes in temperature were also significant with this catalyst. Temperatures of 315 ° C and higher were found to be most effective in reducing the resin content for the same partial hydrogen pressure. In this FaE, the raw gasoline charge contained about 13 mg resin / 100 cm 3 (General Motors). The effects of changes in partial hydrogen pressure over a temperature range of 288 to 343 ° C can be seen from the following data:
Tabelle VI
KobaltmolybdatkatalysatorTable VI
Cobalt molybdate catalyst
im Reaktionsgefäß
kg/cm2 absolutPartial hydrogen pressure
in the reaction vessel
kg / cm 2 absolute
Motors) in mg/100 cm3 Resin content (General
Motors) in mg / 100 cm 3
7,03
9,844.22
7.03
9.84
2,9
2,03.8
2.9
2.0
Die mit dem Molybdänoxydkatalysator erhaltenen Ergebnisse sind in Fig. 5 graphisch dargestellt. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß der Harzgehalt am stärksten zurückgeht, wenn der Wasserstoff teildruck im Reaktor zwischen etwa 3,5 und 10,5 kg/cm2 liegt; die besten Ergebnisse entsprachen dabei einem Teildruck von etwa 5,6 bis 7,0 kg/cm2 absolut.The results obtained with the molybdenum oxide catalyst are shown graphically in FIG. From Fig. 5 it can be seen that the resin content decreases most when the partial hydrogen pressure in the reactor is between about 3.5 and 10.5 kg / cm 2 ; the best results corresponded to a partial pressure of about 5.6 to 7.0 kg / cm 2 absolute.
Die Bildung von tertiären Mercaptanen während der Entschwefelung wird nach der Erfindung dadurch stark unterdrückt, daß man die Reaktionsbedingungen so aus-The formation of tertiary mercaptans during the desulfurization becomes strong according to the invention suppressed that one expresses the reaction conditions
wählt, daß sie mindestens teilweise der obenerwähnten Mercaptanzahlgleichung entsprechen. Dies wird durch die folgenden Beispiele gezeigt.selects that they correspond at least in part to the above-mentioned mercaptane number equation. This is going through the following examples are shown.
Eine Mischung von katalytisch und thermisch gecrackten Rohbenzinen wurde über einem Kobaltmolybdatkatalysator auf einem kieselsäurefreien Tonerdeträger entschwefelt. Diese Mischung hatte einen Siedebereich von etwa 135 bis 225° C und eine Mercaptanzahl von etwa 0,9. Für die Entschwefelung gab man unterschiedliche MengenA mixture of catalytically and thermally cracked raw gasoline was over a cobalt molybdate catalyst desulfurized on a silica-free alumina carrier. This mixture had a boiling range of about 135 to 225 ° C and a mercapt number of about 0.9. Different amounts were used for desulfurization
Schwefelwasserstoff unter den folgenden Reaktionsbedingungen zu: Temperatur 315°C, Druck 14,1 atü, Raumgeschwindigkeit 8 V/V/Std., Wasserstoffzugabegeschwindigkeit etwa 17,70 m3 Wasserstoff je hl Beschickung. Das entschwefelte Produkt wurde auf seine Mercaptanzahl, Sayboltfärbung und seinen Harzgehalt untersucht. Die Mengen des zugesetzten Schwefelwasserstoffs und die Ergebnisse sind in Tabelle VII aufgeführt. Die berechnete Mercaptanzahl der Produkte ließ sich auch aus der Mercaptanzahlgleichung herleiten und ist in der Tabelle ebenfalls aufgeführt.Hydrogen sulfide is added under the following reaction conditions: temperature 315 ° C., pressure 14.1 atm., Space velocity 8 V / V / h, hydrogen addition rate about 17.70 m 3 of hydrogen per hl of charge. The desulfurized product was examined for its mercaptan number, Saybolt color and its resin content. The amounts of hydrogen sulfide added and the results are shown in Table VII. The calculated mercapt number of the products could also be derived from the mercapt number equation and is also listed in the table.
TabeUe VIITable VII
Ergebnisse, die bei der Entschwefelung der Rohbenzinbeschickung über Kobaltmolybdat bei 315°C, 8 V/V/Std., 14,1 atü und 17,70 m3 H2 je hl Beschickung erhalten wurdenResults obtained when the raw gasoline feed was desulphurized over cobalt molybdate at 315 ° C., 8 V / V / h, 14.1 atmospheres and 17.70 m 3 H 2 per hl feed
Menge H2SAdded
Amount of H 2 S
(mg je 100 cm3)Resin content
(mg per 100 cm 3 )
■p_n the
■ p_ n
Nr.search
No.
der gesamtenin mole percent
the whole
dukteJrXO-
dukes
(kg/cm2
Überdruck) LClI Ui UCK
(kg / cm2
Overpressure)
*) Aus der Gleichung*) From the equation
M = 17,8 + 0,43 (V/V/Std.) + Iß (Molprozent H2S) — 0,03 (1,8 Tr + 32).M = 17.8 + 0.43 (v / v / hr) + I3 (mole percent H 2 S) - 0.03 (1.8 Tr + 32).
Aus Tabelle VII ist ersichtlich, daß unter den angewendeten besonderen Reaktionsbedingungen die Mercaptanzahlen der Produkte (sowohl die gefundenen wie auch die errechneten) mit der Menge des Schwefelwasserstoffs anstiegen. Die Versuchsreihe zeigt z. B., daß man nicht mehr als etwa 1,2 Mol H2S zugeben darf, wenn das entschwefelte Produkt unter den jeweiligen Reaktionsbedingungen eine Mercaptanzahl unter etwa 5 haben soll. It can be seen from Table VII that, under the particular reaction conditions used, the mercaptan numbers of the products (both those found and those calculated) increased with the amount of hydrogen sulfide. The test series shows z. B. that one must not add more than about 1.2 mol of H 2 S if the desulfurized product is to have a mercapt number below about 5 under the respective reaction conditions.
Bei der Tabelle VII ist ferner zu beachten, daß in jedem Fall die Sayboltfärbung der Produkte, bezogen auf die Sayboltfärbung des Ausgangsbenzins, wesentlich verbessert wurde und daß ferner der Harzgehalt merklich zurückging.In Table VII it should also be noted that in each If the Saybolt color of the products, based on the Saybolt color of the starting gasoline, is significantly improved and that the resin content also decreased noticeably.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Reaktionsbedingungen beispielsweise so zu verändern, daß die Ver wendung größerer Mengen Schwefelwasserstoff ohne Erhöhung der Mercaptanzahl des Produktes möglich wird. Diese Möglichkeit wird durch folgendes Beispiel gezeigt.Another possibility is to change the reaction conditions, for example, so that the Ver It is possible to use larger amounts of hydrogen sulfide without increasing the mercapt number of the product. This possibility is shown by the following example.
3535
Das Rohbenzingemisch nach Beispiel 4 wurde über einem Kobaltmolybdatkatalysator mit Wasserstoff und verschiedenen Mengen zugesetztem Schwefelwasserstoff unter den Reaktionsbedingungen des Beispiels 4 entschwefelt, mit der Abweichung jedoch, daß die Reaktionstemperatur etwa 343° C betrug. Die Menge des zugesetzten Schwefelwasserstoffs, der Wasserstoffteildruck in der Reaktionszone und die Mercaptanzahl, die Sayboltfärbung und der Harzgehalt der Produkte sind in Tabelle VIII zusammengestellt.The raw gasoline mixture according to Example 4 was over a cobalt molybdate catalyst with hydrogen and desulfurized various amounts of added hydrogen sulfide under the reaction conditions of Example 4, with the difference, however, that the reaction temperature was about 343 ° C. The amount of added Hydrogen sulphide, the hydrogen partial pressure in the reaction zone and the mercapt number, the Saybolt color and the resin content of the products are shown in Table VIII.
TabeUe VIIITable VIII
Menge H2SAdded
Amount of H 2 S
(mg je 100 cm3)Resin content
(mg per 100 cm 3 )
Nr.search-
No.
der gesamtenin mole percent
the whole
*) Aus der Gleichung*) From the equation
M = 17,8 + 0,43 (V/V/Std.) + 1,3 (Molprozent H2S) — 0,03 (1,8 Tr +M = 17.8 + 0.43 (v / v / hr) + 1.3 (mole percent H 2 S) - 0.03 (1.8 Tr +
Aus Tabelle VIII ergibt sich, daß bei diesen Versuchen die Reaktionsbedingungen eine deutliche Verbesserung der Sayboltfärbung und eine merkliche Verminderung des Harzgehaltes zur Folge hatten.From Table VIII it can be seen that in these experiments the reaction conditions are a marked improvement the Saybolt color and a noticeable reduction in the resin content.
Bei diesem Beispiel ist weiter zu beachten, daß bei Zugabe von 1,2 Molprozent Schwefelwasserstoff ein Produkt mit einer Mercaptanzahl von etwa 2 (berechnete Mercaptanzahl 3) erhalten wurde. Wenn man diesen Versuch mit dem Versuch 3 der Tabelle VII vergleicht, ergibt sich, daß bei der höheren Temperatur eine wesentlich niedrigere Mercaptanzahl des Produktes bei derselben Beschickung und der gleichen Menge zugesetzten Schwefelwasserstoffs erhalten wurde.It should also be noted in this example that the addition of 1.2 mole percent hydrogen sulfide results in a product with a mercapt number of about 2 (calculated mercapt number 3). If you try this Comparing with Experiment 3 of Table VII, it turns out that at the higher temperature a significant lower mercaptan number of the product with the same charge and the same amount of hydrogen sulfide added was obtained.
Wie im folgenden Beispiel gezeigt wird, lassen sich ähnliche Ergebnisse auch mit anderen Entschwefelungskatalysatoren erreichen. As shown in the following example, similar results can be achieved with other desulfurization catalysts.
Das Rohbenzingemisch nach Beispiel 4 wurde in Gegenwart von Wasserstoff und verschiedenen hohen Schwefelwasserstoffzusätzen und in Gegenwart eines Molybdänoxydkatalysators unter folgenden Reaktionsbedingungen entschwefelt: Temperatur etwa 343°C, Druck etwaThe raw gasoline mixture according to Example 4 was made in the presence of hydrogen and various high levels of hydrogen sulfide and in the presence of a molybdenum oxide catalyst under the following reaction conditions desulfurized: temperature about 343 ° C, pressure about
14,1 atü, Raumgeschwindigkeit etwa 4 V/V/Std., Wasserstoffzugabegeschwindigkeit etwa 17,7 ms Wasserstoff je hl Beschickung. Wie bei den vorstehenden Beispielen wurden die entschwefelten Produkte auf ihre Mercaptanzahl, ihre Sayboltfärbung und ihren Harzgehalt untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle IX zusammengefaßt: 14.1 atmospheres, space velocity about 4 V / V / hour, hydrogen addition rate about 17.7 m s of hydrogen per hl of charge. As in the previous examples, the desulphurized products were tested for their mercapt number, Saybolt color and resin content. The results are summarized in Table IX:
Ergebnisse, die bei der Entschwefelung der Rohbenzinbeschickung über Molybdänoxyd bei 3430C, 4 V/V/Std., 14,1 atü und 17,70 m3 H8 je hl Beschickungsmaterial erhalten wurdenResults which were obtained during the desulphurization of the raw gasoline feed using molybdenum oxide at 343 ° C., 4 V / V / hour, 14.1 atmospheres and 17.70 m 3 H 8 per hl of feed material
Menge H2SAdded
Amount of H 2 S
(mg je 100 cm3)Resin content
(mg per 100 cm 3 )
Nr.search
No.
der gesamtengenerally mole percent
the whole
Überdruck)(kg / cm 2
Overpressure)
*) Aus der Gleichung*) From the equation
M = 17,8 + 0,43 (V/V/Std.) + 1,3 (Molprozent H2S) — 0,03 (1,8 Tr + 32).M = 17.8 + 0.43 (v / v / hr) + 1.3 (mole percent H 2 S) - 0.03 (1.8 Tr + 32).
Tabelle IX zeigt, daß auch hier eine merkliche Verbesserung der Sayboltfärbung und eine bedeutsame Verminderung des Harzgehaltes erreicht wurde.Table IX shows that again there was a marked improvement in Saybolt stain and a significant reduction the resin content has been reached.
Zu den Mercaptanzahlen ist noch zu bemerken, daß ebenso wie bei den vorstehenden Beispielen die Menge des in die Entschwefelungszone eingeführten Schwefelwasserstoffs die Mercaptanzahl des erhaltenen Produktes deutlich beeinflußte. Wiederum wurde bei steigender Schwefelwasserstoffmenge die Mercaptanzahl des Produktes höher.With regard to the mercaptan numbers, it should also be noted that, as in the previous examples, the amount of the hydrogen sulfide introduced into the desulfurization zone is the mercaptan number of the product obtained clearly influenced. Again, as the amount of hydrogen sulfide increased, the mercapt number of the product became higher.
Die Wasserstoffzugabegeschwindigkeit beeinflußt die Mercaptanzahl der Produkte nicht wesentlich, wie durch die Ergebnisse gezeigt wird, die bei der Entschwefelung eines Gemisches aus katalytisch und thermisch gecrackten Rohbenzinen mit einer Mercaptanzahl der Beschickung von etwa 0,6 über einem Kobaltmolybdatkatalysator erhalten wurden. Die Reaktionsbedingungen und die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle X angegeben.The rate of hydrogen addition does not significantly affect the mercapt number of the products, as by the results shown are obtained from the desulfurization of a mixture of catalytically and thermally cracked Raw gasoline with a feed mercapt number of approximately 0.6 over a cobalt molybdate catalyst were obtained. The reaction conditions and the results obtained are given in Table X.
Tabelle X
Ergebnisse, die bei der Entschwefelung der Rohbenzinbeschickung über Kobaltmolybdat erhalten wurdenTable X
Results obtained when the raw gasoline feed is desulphurized over cobalt molybdate
Versuch attempt
Zugesetzte
Menge H2SAdded
Amount of H 2 S
Temperaturtemperature
Raumgeschwindig
keit
(V/V/Std.)Space velocity
speed
(V / V / hour)
H2-Zugabegeschwindigkeit H 2 addition rate
(mä/hl Beschickung) Druck( mÄ / hl feeding) pressure
(kg/cm2 Überdruck)(kg / cm 2 overpressure)
der
Beschickungthe
feed
MercaptanzahlMercapt number
der Produkte
(gefanden)of the products
(found)
der Produkte (berechnet) *)of the products (calculated) *)
1,41.4
3,03.0
315
315315
315
6
66th
6th
35,40 17,7035.40 17.70
14,06 14,06 0,6
0,614.06 14.06 0.6
0.6
*) Aus der Gleichung*) From the equation
M = 17,8 + 0,43 (V/V/Std.) + 1,3 (Molprozent H2S) — 0,03 (1,8 Tr + 32).M = 17.8 + 0.43 (v / v / hr) + 1.3 (mole percent H 2 S) - 0.03 (1.8 Tr + 32).
1,8
5,61.8
5.6
2,7 7,32.7 7.3
Aus Tabelle X ist ersichtlich, daß bei den Versuchen 11 und 12 mit derselben Reaktionstemperatur, derselben Raumgeschwindigkeit und demselben Druck gearbeitet wurde. Bei dem Versuch 11 wurden etwa 1,4 Molprozent Schwefelwasserstoff zugesetzt. Die Wasserstoffzugabegeschwindigkeit war etwa 35,4m3/hl Beschickung. Bei dem Versuch 12 wurden etwa 3 Molprozent Schwefelwasserstoff zugegeben, und die Wasserstoffzugabegeschwindigkeit war etwa 17,70 m3/hl Benzinbeschickung. Es ist zu beachten, daß die gefundenen Mercaptanzahlen der Produkte gut mit den berechneten Mercaptanzahlen übereinstimmen und daß die (gefundene und die berechnete) Mercaptanzahl der Produkte wiederum deutlich durch die Menge des zugesetzten Schwefelwasserstoffs beeinflußt wurde.From Table X it can be seen that experiments 11 and 12 were carried out with the same reaction temperature, the same space velocity and the same pressure. Run 11 added about 1.4 mole percent hydrogen sulfide. The hydrogen addition rate was about 35.4m 3 / hL feed. In Run 12, about 3 mole percent hydrogen sulfide was added and the hydrogen addition rate was about 17.70 m 3 / hL gasoline charge. It should be noted that the mercapt numbers found for the products agree well with the calculated mercapt numbers and that the (found and calculated) mercapt numbers of the products were again clearly influenced by the amount of hydrogen sulfide added.
Claims (2)
Deutsche Patentschrift Nr. 930 223;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 020 142.Considered publications:
German Patent No. 930 223;
German interpretative document No. 1 020 142.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1086836XA | 1955-09-06 | 1955-09-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1086836B true DE1086836B (en) | 1960-08-11 |
Family
ID=22323523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEE12894A Pending DE1086836B (en) | 1955-09-06 | 1956-09-01 | Process for avoiding the formation of mercaptans during the desulphurisation of petrol hydrocarbons |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1086836B (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE930223C (en) * | 1953-05-21 | 1955-07-11 | Metallgesellschaft Ag | Method and device for the degradation of organic sulfur and / or nitrogen compounds |
DE1020142B (en) * | 1955-03-24 | 1957-11-28 | Metallgesellschaft Ag | Process for the refining of liquid hydrocarbons at normal temperature |
-
1956
- 1956-09-01 DE DEE12894A patent/DE1086836B/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE930223C (en) * | 1953-05-21 | 1955-07-11 | Metallgesellschaft Ag | Method and device for the degradation of organic sulfur and / or nitrogen compounds |
DE1020142B (en) * | 1955-03-24 | 1957-11-28 | Metallgesellschaft Ag | Process for the refining of liquid hydrocarbons at normal temperature |
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