DE1103492B - Verfahren zur Abtrennung und Fraktionierung von homologen Kohlenwasserstoffen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Für die Industrie, besonders die Erdölindustrie, ist es von großem Wert, Produkte durch Abtrennung von Kohlenwasserstoffen aufzubessern und gleichzeitig diese Kohlenwasserstoffe, die an sich nicht sehr wertvoll sind, in Wertprodukte, wie aromatische oder acyclische ungesättigte Kohlenwasserstoffe, umzuwandeln.

Ziel der Erfindung ist es, ein einfaches und wirksames Verfahren zur Abtrennung homologer Kohlenwasserstoffe aus Gemischen, zur Fraktionierung dieser Kohlenwasserstoffe und Aufarbeitung der einzelnen Fraktionen anzugeben.

Es wurde nun gefunden., daß eine wirksame Abtrennung und Aufarbeitung homologer Kohlenwasserstoffe aus Gemischen erreicht wird, wenn man die Gemische durch hintereinandergeschaltete Siebstufen mit Molekülsieben, zweckmäßig verschiedener Porenweite, leitet und die dabei anfallenden, einzelnen Fraktionen getrennt einem direkt an die Siebstufe anschließenden Umwandlungsprozeß unterwirft.

Unter Kohlenwasserstoffen einer homologen Reihe werden gesättigte cyclische bzw. acyclische Kohlenwasserstoffe verstanden.

Als Molekülsiebe kommen natürliche Zeolithe wie Chabazit oder auch künstliche Zeolithe in Frage. Wichtig für ihre Verwendung ist die Porengröße. Sie liegt zwischen 4 und 11 A.

Es sind zwar schon einstufige Verfahren bekannt, bei denen die η-Paraffine als ganze Gruppe mit Hilfe eines Molekülsiebes aus den Gemischen herausgenommen und getrennt von den nicht adsorbierten Teilen des Gemisches umgewandelt werden. Die hierbei anfallenden Umwandlungsprodukte bestehen immer aus einer großen Zahl von Stoffen.

Demgegenüber unterscheidet sich die vorliegende Erfindung dadurch, daß die Um Wandlungsprodukte nur aus sehr wenigen Individuen, meistens zwei, aber in gewissen Fällen auch nur aus einem Individuum bestehen. Diese scharfe Auftrennung ist aus zwei Gründen möglich:

Einmal durch die Verwendung von mehreren, mindestens zwei hintereinandergeschalteten Moiekülsiebstufen. Hierdurch wird nicht nur die homologe Reihe als solche aus dem Gemisch herausgenommen, sondern gleichzeitig in enge Fraktionen bzw. in Individuen aufgetrennt. Werden diese engen Schnitte oder Individuen jede für sich einem Umwandlungsprozeß zugeführt, so entstehen scharf definierte Produkte, die nicht mit Stoffen der anderen Fraktionen verunreinigt sind.

Zum anderen wird die Schärfe der Auftrennung nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung noch dadurch erhöht, daß die Desorption der Fraktionen mit den nicht kondensierbaren Abgasen der Spaltprodukte Verfahren zur Abtrennung

und Fraktionierung von homologen

Kohlenwasserstoffen

Anmelder:

Deutsche Erdöl -Aktiengesellschaft,
Hamburg

Dr.-Ing. Ernst Weingaertüer, Hamburg,
ist als Erfinder genannt worden

stattfindet. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Siebfraktionen nicht mit Stoffen verunreinigt werden, die ihre Weiterbehandlung und -verwendung erschweren.
Wesentlich ist, daß die Molekülsiebe in Kolonnen angeordnet werden, die hintereinandergeschaltet sind. Die Zahl der Kolonnen muß mindestens zwei betragen. Um stets Mengen im gleichen Verhältnis aufnehmen zu können, muß die zweite Stufe größer ausgelegt sein als die erste.

Die Auftrennung einer homologen Reihe findet nach der Molekülgröße statt. Die kohlenwasserstoffhaltigen Gemische werden am Kopf der ersten Kolonne eingeführt. In dieser ersten Kolonne werden die schwereren Anteile der betreffenden Kohleiiwasserstoffreihe adsorbiert, die leichteren treten in die zweite und eventuell folgende Kolonne über, wo sie ebenfalls adsorbiert werden. Die Beladung der ersten Kolonne wird so lange fortgesetzt, bis die leichtesten Anteile am Ende der letzten Kolonne durchzuschlagen beginnen.

Nach der Desorption der einzelnen Fraktionen werden die betreffenden Fraktionen direkt einem Umwandlungsprozeß zugeführt. Als solche kommen in Frage Crackverfahren der verschiedensten Grade, wo-

4-5 bei je nach Art der Fraktion und des gewünschten Endproduktes schwere Bedingungen wie bei der Pyrolyse oder leichte Bedingungen wie bei Reformierungsverfahren angewendet werden können.

Es ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne weiteres möglich, sämtliche Fraktionen oder nur die leichteren oder nur die schwereren einem Umwandlungsprozeß zu unterwerfen.

Die Kohlenwasserstofffraktionen werden — wie oben schon gesagt — mit den nicht kondensierbaren

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Anteilen der Spaltprodukte desorbiert, die entweder aus der gleichen Fraktion oder aus den anderen Molekülsiebfraktionen, d. h. einer vor- oder nachgeschalteten Siebstufe, hervorgegangen sind.

Zur Desorption der leichteren und leichtesten Kohlenwasserstoffanteile kann auch manchmal ein besonderes Spülgas, wie inerte Gase, herangezogen werden.

Zur kontinuierlichen Durchführung des erfindungsgemäßen Kombinationsverfahrens wird weiter vorgeschlagen, in jeder Siebstufe zwei oder mehrere parallel geschaltete Kolonnensysteme zu verwenden. Dabei wird in jeder Siebstufe nur jeweils eine Kolonne beladen und, nachdem der Durchbruch der leichtesten Anteile in der letzten Siebstufe erfolgt ist, sämtliche beladenen Kolonnen auf Spülung umgeschaltet. Die Spülung erfolgt — gemäß dem Vorhergehenden — entweder mit Spaltprodukten der leichteren Kohlenwasserstoffe oder mit Spülgas. Während der Desorption der beladenen Kolonnen wird die zweite bzw. folgende parallel geschaltete Kolonne in jeder Siebstufe beladen.

Die Erfindung wird an Hand von Fig. 1, die ein Kombinationsverfahren aus zwei Adsorptionsstufen mit je einem System von zwei parallel geschalteten Kolonnen und einer an die erste Siebstufe angeschlossenen Platformierungsstufe sawie einer an die zweite Siebstufe angeschlossenen Pyrolysestufe darstellt, erläutert.

Hierbei bedeuten 2 und 2a sowie 3 und 3a je ein parallel geschaltetes Kolonnensystem mit den Molekülsieben 6 und 7, die eine verschieden große Porenweite besitzen, und zwar ist die Porenweite von 7 kleiner als die von 6,4 einen Platformer üblicher Bauart, 5 einen feuerfesten Reaktor.

Das Einsatzprodukt, z. B. Benzin, aus dem die η-Paraffine entfernt und umgewandelt werden sollen, wird über Leitung 1 bei geöffnetem Ventil la und geschlossenem Ventil 1 b in Kolonne 2 geleitet, wo die schwereren η-Paraffine durch die Molekülsiebe 6 abgetrennt werden, das teilweise entparaffinierte Benzin fließt über Leitung 8 und Ventil 8a in Kolonne 3 und wird nach Herausnahme der leichten η-Paraffine über Leitung 9 und 10 (bei geschlossenem Ventil 11a und geöffnetem Ventil 9 er) abgenommen. Die leichten n-Paraffine gelangen über Leitung 11 bei geschlossenem Ventil 9α und 24c? und geöffnetem Ventil 11a, 11?' und lic in den feuerfesten Reaktor5, der mit Heizgas über Leitung 12 beheizt und in den als Verdünnungsmittel über Leitung" 13 Dampf eingeleitet wird. Die Pyrolyse findet oberhalb 700° C und drucklos statt. Die Spaltprodukte werden über 14 abgenommen, die kondensierbaren Anteile im Kondensator 15 kondensiert und abgetrennt und ein Teil des gasförmigen Restes (hauptsächlich Wasserstoff, Methan, Kohlenmonoxyd) über Leitung 14 als Desorptionsmittel in Kolonne 2 (bei geöffnetem Ventil 14a) gedruckt. Der andere Teil verläßt über Leitung 16 das System.

Die schwereren η-Paraffine werden über Leitung 8 bei geschlossenem Ventil Sa und geöffnetem Ventil 20 a in den Platformer 4 geleitet und verlassen nach der Umwandlung über Leitung 21 das System.

Gleichzeitig mit der Spülung von Kolonne 2 durch einen Teil des nicht kondensierbaren Spaltgases werden die leichteren η-Paraffine mit Spülgas über Leitung 19 (bei geöffnetem Ventil 19 α und geschlossenem Ventil 195) aus Kolonne 3 ausgetrieben.

Während der Spülung der Kolonnen 2 und 3 werden die Kolonnen 2a und 3 a auf Beladen umgeschaltet.

Es ist auch möglich, Platformer 4 durch Schließen von Ventil 20 b bzw. Reaktor 5 durch Schließen von Ventil 11 c abzuschalten und die schwereren Paraffine ohne weitere Umwandlung über Leitung 23 bei ίο geöffnetem Ventil 23 er. bzw. die leichteren ohne Pyrolyse über Leitung 24 bei geöffnetem Ventil 24a abzunehmen.

Weiter ist es auch in manchen Fällen möglich, die

schwereren Paraffine als solche oder die Restgase nach ihrer Umwandlung zur Spülung für die leichten Paraffine oder auch die nach der Umwandlung der leichten Paraffine anfallenden Restgase zu verwenden.

Claims (7)

PAT E NT A NS P R (ICH E:

1. Verfahren zur Abtrennung und Fraktionierung von homologen Kohlenwasserstoffen und deren Umwandlung in aromatische bzw. ungesättigte acyclische Kohlenwasserstoffe durch Verwendung von Molekülsieben, dadurch gekennzeichnet, daß die kohlenwasserstoffhaltigen Gemische durch hintereinandergeschaltete Molekülsiebe von vorzugsweise verschiedener Porenweite geleitet, die dabei gewonnenen Fraktionen desorbiert und getrennt aufgefangen und in einer direkt an die betreffende Siebstufe anschließenden Verfahrensstufe einem Crackprozeß unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung und Zerlegung der homologen Kohlenwasserstoffe in zwei hintereinandergeschalteten Adsorptionsstufen vorgenommen wird, wobei die zweite Adsorptionsstufe größer als die erste ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülung der leichteren Fraktionen mit einem inerten Gas vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kohlenwasserstoffhaltigen Gemische über mehrere hintereinandergeschaltete, jede aus mindestens zwei parallel geschalteten Adsorptionskolonnen bestehende Adsorptionsstufen geleitet und die Kolonnen innerhalb der Adsorptionsstufen abwechselnd beladen bzw. desorbiert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung und Zerlegung vorzugsweise an natürlichen oder synthetischen Zeolithen der Porengröße von 4 bis 11 Ä vorgenommen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung und Zerlegung

in aufeinanderfolgenden Stufen mit Molekülsieben abnehmender Porengröße vorgenommen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schweren Kohlenwasserstoffe einer Platformierung, die leichteren einer Pyrolyse unterworfen werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 061 016.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen