DE1105088B - Process for removing mercaptans from hydrocarbon mixtures - Google Patents
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Umsetzung von Merkaptanen mit Sauerstoff gemäß der GleichungThe conversion of mercaptans with oxygen according to the equation
2 RSH + 0-^R- S — S — R + H2O2 RSH + 0- ^ R- S-S-R + H 2 O
wird bekanntlich durch substituierte, aromatische Diamine, beispielsweise von Di-sek.-butyl-p-phenylendiamin, beschleunigt. Die technische Durchführung dieser Umsetzung erfolgt in der Weise, daß man auf die merkaptanhaltigen Kohlenwasserstoffe wie Straight-run- und Krackbenzine sowie auf Gasöle Luft einwirken läßt und die Kohlenwasserstoffe gleichzeitig mit wäßrigen Laugen behandelt. Dabei genügt es im allgemeinen, 0,005 bis 0,02 Gewichtsprozent an Di-sek.-butyl-p-phenylendiamin in den zu behandelnden Kohlenwasserstoffen vorher zu lösen.is known to be substituted by aromatic diamines, for example di-sec-butyl-p-phenylenediamine, accelerated. The technical implementation of this reaction takes place in such a way that one on the mercaptan-containing Hydrocarbons such as straight-run and cracked gasoline as well as gas oils allow air to act and the hydrocarbons are treated simultaneously with aqueous alkalis. It is generally sufficient to add 0.005 to 0.02 percent by weight of di-sec-butyl-p-phenylenediamine to be dissolved beforehand in the hydrocarbons to be treated.
Die vollständige Umwandlung der Merkaptane in unschädliche Disulfide braucht aber längere Zeit, die meistens in der Größenordnung von 48 bis 80 Stunden liegt. Man muß daher die Kohlenwasserstoffe mehrere Tage in Tanks lagern, ehe sie völlig frei von Merkaptanen sind, und benötigt hierfür einen großen Tankraum.The complete conversion of the mercaptans into harmless disulfides takes a long time usually in the order of 48 to 80 hours. One must therefore use the hydrocarbons several Store in tanks for days before they are completely free of mercaptans, and this requires a large tank room.
Außerdem wird durch die lange Berührungszeit zwischen dem Luftsauerstoff und den olefinhaltigen Komponenten vieler Benzine die Bildung von Peroxyden begünstigt, wodurch die Benzine geschädigt werden, wie ihr verschlechterter ASTM-Bombentest zeigt.In addition, the long contact time between the atmospheric oxygen and the olefin-containing Components of many gasoline favors the formation of peroxides, which damages the gasoline, such as her degraded ASTM bomb test shows.
Nach einem anderen bekannten Verfahren behandelt man die merkaptanhaltigen Kohlenwasserstoffe mit einer Lösung von Kupfer(2)-chlorid, wobei die Merkaptane nach folgender Gleichung in Disulfide übergeführt werden:According to another known method, the hydrocarbons containing mercaptan are treated with a Solution of copper (2) chloride, whereby the mercaptans are converted into disulfides according to the following equation will:
4RSH + 4CuCl2 4RSH + 4CuCl 2
— S — S — R + 4 CuCl + 4 HCl- S - S - R + 4 CuCl + 4 HCl
Die Kupferchloridlösung muß dann in einer getrennten Stufe mit Luft oxydiert werden, ehe man sie wieder verwenden kann. Man benötigt dafür teure Glasapparaturen, gummiausgeldeidete Anlagen, Kunststoffschutzüberzüge u. dgl., um die korrosive Wirkung der Salzsäure zu vermeiden.The copper chloride solution must then be oxidized with air in a separate step before it can be restored can use. Expensive glass equipment, rubber-lined systems and protective plastic coatings are required for this and the like to avoid the corrosive effects of hydrochloric acid.
Außerdem wurde bei dieser Arbeitsweise immer wieder festgestellt, daß gewisse Mengen an Kupfer von den Benzinen gelöst werden, die die Qualität der Benzine verschlechtern. Die Benzine erleiden durch die Aufnahme selbst von Spuren an Kupfer eine Verminderung der Lagerfähigkeit, wie der niedrigere ASTM-Bombentest und die Erhöhung des ASTM-Glasschalentests zeigt. Man ist daher gezwungen, solche mit Kupfer behandelten Benzine mit teuren Metalldesaktivatoren zu versetzen.In addition, it was found again and again in this procedure that certain amounts of copper from the Gasolines are dissolved, which degrade the quality of the gasoline. The gasolines suffer from ingestion even traces of copper reduce shelf life, like the lower ASTM bomb test and shows the elevation of the ASTM glass cup test. Man is therefore forced to add expensive metal deactivators to such copper-treated gasoline.
Erfindungsgemäß können Restmerkaptane aus Kohlenwasserstoffgemischen unter gleichzeitiger Anwendung von Derivaten der Phenylendiamine, wäßriger Alkalilösungen und Luft besonders vorteilhaft entfernt werden, wenn man bei der Raffination weiterhin geringe Mengen anAccording to the invention, residual mercaptans can be obtained from hydrocarbon mixtures with simultaneous use of derivatives of phenylenediamines, aqueous alkali solutions and air can be removed particularly advantageously if small amounts of oil are used in the refining process
Verfahren zum Entfernen
von Merkaptanen aus Kohlenwasserstoffgemischen Removal procedure
of mercaptans from hydrocarbon mixtures
Anmelder:Applicant:
Badische Anilin- & Soda-FabrikAniline & Soda Factory in Baden
Aktienges ells chaf t,Aktiengesellschaft,
Ludwigshafen/RheinLudwigshafen / Rhine
Dr. Günter Nottes, Ludwigshafen/Rhein,
und Dr. Gert Liebold, Mannheim,
sind als Erfinder genannt wordenDr. Günter Nottes, Ludwigshafen / Rhine,
and Dr. Gert Liebold, Mannheim,
have been named as inventors
Verbindungen solcher Schwermetalle anwendet, deren Oxyhydrate im Überschuß von Alkali löslich sind.Compounds of those heavy metals uses whose oxyhydrates are soluble in excess of alkali.
Für die erfindungsgemäß beanspruchte Arbeitsweise eignen sich z. B. die Verbindungen folgender Schwermetalle: Kupfer, Kobalt, Nickel, Titan, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, Mangan, Zinn, Blei und Antimon.For the method claimed according to the invention are suitable, for. B. the compounds of the following heavy metals: Copper, cobalt, nickel, titanium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, tin, lead and antimony.
Die genannten Schwermetallverbindungen bewirken eine starke Beschleunigung der Entfernung der Restmerkaptane. Die Beschleunigung ist so stark, daß man mit wesentlich geringeren Mengen an Phenylendiaminderivaten auskommt als bisher. Außerdem sind die erforderlichen Mengen an Metallverbindungen, wie beispielsweise Kupfersalze, sehr viel geringer, als der stöchiometrischen Menge entspricht, die zur vollständigen Umsetzung der Merkaptane zu Disulfiden gemäß der obigen Gleichung II nötig wäre.The heavy metal compounds mentioned have the effect of greatly accelerating the removal of the residual mercaptans. The acceleration is so strong that one can use much smaller amounts of phenylenediamine derivatives gets along than before. In addition, the required amounts of metal compounds, such as for example copper salts, much less than the stoichiometric amount required for complete Implementation of the mercaptans to disulfides according to the above equation II would be necessary.
Da die genannten Metallverbindungen in alkalischer Lösung zur Anwendung gelangen, nehmen die damit behandelten Benzine, Dieselöle usw. keine Metalle auf und sind nicht wie bei den bisher üblichen Kupfersüßverfahren einer Schädigung ausgesetzt. Die zur Verwendung gelangenden Mengen an Metallverbindungen sind sehr gering. So aktiviert Kupfer die Umsetzung schon in einer Menge von 2 pro Mille und darunter. Es könnenSince the metal compounds mentioned are used in an alkaline solution, they take it with them treated gasoline, diesel oil, etc. do not contain any metals and are not like the usual copper-sweet processes exposed to damage. The amounts of metal compounds to be used are very low. Copper activates the conversion in an amount of 2 per mille and below. It can
z. B. je nach der chemischen Natur der Benzine Mengen von 1, 0,5, 0,2, 0,02 oder 0,002 pro Mille angewandt werden.z. B. amounts depending on the chemical nature of the gasoline of 1, 0.5, 0.2, 0.02 or 0.002 per mille can be used.
Als Phenylendiaminderivate eignen sich z. B. N,N'-Disek. - butyl - ρ - phenylendiamin, N - Propyl - N' - butyl ρ - phenylendiamin, N - Isoamyl - N' - propyl - phenylen diamin, N-Butyl-N'-äthyl-p-phenylendiamin, N-Propyl - N' - propyl - ρ - phenylendiamin, N - Hexyl - N' - isopropyl-p-phenylendiamin und andere.Suitable phenylenediamine derivatives are, for. B. N, N'-Disek. - butyl - ρ - phenylenediamine, N - propyl - N '- butyl ρ - phenylenediamine, N - isoamyl - N '- propyl - phenylenediamine, N-butyl-N'-ethyl-p-phenylenediamine, N-propyl - N '- propyl - ρ - phenylenediamine, N - hexyl - N' - isopropyl-p-phenylenediamine and other.
109 577/353109 577/353
Der Merkaptangehalt eines Krackbenzins aus einem Mittelostrohöl konnte durch zweimaliges Waschen mit Natronlauge nicht weiter erniedrigt werden. Das Benzin zeigte eine stark doctorsaure Reaktion durch Restmerkaptane, die in Natronlauge unlöslich waren.The mercaptan content of a cracked gasoline from a Middle Eastern crude oil could be reduced by washing twice with Caustic soda can not be lowered any further. The gasoline showed a strong doctoraure reaction due to residual mercaptans, which were insoluble in sodium hydroxide solution.
Eine Titration dieser Restmerkaptane gemäß C. Zerbe, »Mineralöle und verwandte Produkte«, Springer Verlag, 1952, S. 536, zeigte, daß 20 ecm dieses Benzins 17 ecm an 0,005 n-AgNO3-Lösung verbrauchen.A titration of these residual mercaptans according to C. Zerbe, "Mineralöle und related Products", Springer Verlag, 1952, p. 536, showed that 20 ecm of this gasoline consumed 17 ecm of 0.005 n-AgNO 3 solution.
Je 100 Gewichtsteile des Krackbenzins wurden mit 10 Gewichtsprozent einer 20°/0igen wäßrigen Natronlauge 30 Sekunden lang in Glasflaschen geschüttelt, die nur halbvoll waren und Luft über dem Benzin enthielten.Per 100 parts by weight of the cracked-gasoline were added to a 0 strength aqueous sodium hydroxide shaken with 10 weight percent of 20 ° / 30 seconds in glass bottles, which were only half full, and contained air above the gasoline.
Verschiedene gleiche Proben dieses Benzins wurden behandelt, und zwar:Several identical samples of this gasoline were treated, namely:
a) mit 10 Gewichtsprozent einer 20gewichtsprozentigen Lauge,a) with 10 percent by weight of a 20 percent by weight lye,
b) außerdem mit 0,02 °/0 Di-sek.-butyl-p-phenylendiamin, b) addition of 0.02 ° / 0 Di-sec-butyl-p-phenylenediamine,
In der Tabelle 1 ist die Abnahme der Merkaptane im Benzin nach 30 Minuten eingetragen.Table 1 shows the decrease in mercaptans in gasoline after 30 minutes.
Behandelt man Benzin wie im Beispiel 1 unter Anwendung von Schwermetallsalzen, deren Oxyhydrate in überschüssiger Lauge löslich sind, so erhält man, wie Tabelle 2 zeigt, ähnliche Ergebnisse.If gasoline is treated as in Example 1 using heavy metal salts, the oxyhydrates of which are in As Table 2 shows, similar results are obtained.
Es wurden verschiedene Benzine wie Krackbenzine, Straight-run-Benzine sowie ein Gasöl, die alle einen Gehalt an Restmerkaptanen aufweisen, mit einer Kombination aus N,N'-Di-sek.-butyl-p-phenylendiamin und alkalischer Kupfersalzlösung mit einer sehr niedrigen Kupferkonzentration unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 behandelt. Tabelle 3 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.There were different gasoline such as cracked gasoline, straight-run gasoline as well as a gas oil, all one Have residual mercaptan content, with a combination of N, N'-di-sec.-butyl-p-phenylenediamine and alkaline copper salt solution with a very low copper concentration under the same conditions as treated in example 1. Table 3 shows the results obtained.
c) wie Probe a) mit lO°/o einer Natronlauge, worin wie aus Tabelle 4 zu ersehen ist, haben auch andere 2,5 mg CuSO4-5 aq gelöst waren. benzinlösliche, am Stickstoff substituierte Phenylen-c) as in sample a) with 10% of a sodium hydroxide solution, in which, as can be seen from Table 4, other 2.5 mg CuSO 4 -5 aq were also dissolved. gasoline-soluble, nitrogen-substituted phenylene
d) Im Benzin wurden 0,02 Gewichtsprozent Di-sek.- diamine zusammen mit Metallsalzen eine deutlich butyl-p-phenylendiamin gelöst, und in der Lauge 25 stärkere Wirkung, als der Summe der einzelnen Kompo-0,5 mg CuSO4 · 5 aq gelöst. nenten entspricht.d) In petrol, 0.02 percent by weight of di-sec-diamine was dissolved together with metal salts to give a distinctly butyl-p-phenylenediamine, and in the lye 25 a stronger effect than the sum of the individual components - 0.5 mg CuSO 4 · 5 aq solved. nents corresponds.
Merkaptangehalt vor der Süßung der Probe entsprechend ecm 0,005 n-AgNO3 Mercaptan content before sweetening the sample corresponds to ecm 0.005 n-AgNO 3
MerkaptangehaltMercaptan content
nach 30 Minutenafter 30 minutes
SüßungszeitSweetening time
DoctorreaktionDoctor reaction
a) Benzin nur mit Lauge behandelt a) Petrol treated with lye only
b) wie a), jedoch + 0,02°/0 N,N'-Di-sek.-butyl-p-paraphenylendiaminzusatz b) as a), but + 0.02 ° / 0 N, N'-di-sec-butyl-p-paraphenylenediamine addition
c) wie a), jedoch 2,5 mg CuSO4 · 5 aq in der Lauge gelöstc) as a), but 2.5 mg CuSO 4 · 5 aq dissolved in the lye
d) wie a), jedoch + 0,01 °/0 N,N'-Di-sek.-butyl-p-phenylendiamin im Benzin und 0,5 mg CuSO4 · 5 aq in der Lauge gelöst d) as a), but + 0.01 ° / 0 N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine dissolved in gasoline and 0.5 mg CuSO 4 · 5 aq in the liquor
17,0 ecm17.0 ecm
17,0 ecm 17,0 ecm17.0 ecm 17.0 ecm
17,0 ecm17.0 ecm
16,8 ecm16.8 ecm
11,2 ecm 12,6 ecm11.2 ecm 12.6 ecm
stark positiv sauerstrongly positive sour
stark positiv sauer stark positiv sauerstrongly positive acidic strongly positive acidic
negativ süßnegative sweet
Merkaptangehalt vor der Süßung der Probe entsprechend ecm 0,005 n-AgNO3 Mercaptan content before sweetening the sample corresponds to ecm 0.005 n-AgNO 3
Merkaptangehalt nach 30 MinutenMercaptan content after 30 minutes
Süßungszeit ecm 0,005 n-AgNO3 Sweetening time ecm 0.005 n-AgNO 3
DoctortestreaktionDoctor test reaction
a) Benzin nur mit Lauge behandelt a) Petrol treated with lye only
b) wie b) Beispiel 1 b) as b) example 1
c) wie a), jedoch 5 mg Vanadin in der Lauge enthaltenc) as a), but contain 5 mg vanadium in the lye
d) wie c) -j- 0,01 °/0 Ν,Ν'-Di-sek.-butyl-p-phenylendiamin d) as in c) -j- 0.01 ° / 0 Ν, Ν'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine
e) wie a), jedoch 5 mg Cr in der Lauge enthalten e) as a), but contains 5 mg of Cr in the lye
f) wie e) + 0,01 °/0 N.N'-Di-sek.-butyl-p-phenylendiaminf) as for e) + 0.01 ° / 0 N.N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine
g) wie a), jedoch 5 mg Titan in der Lauge enthalten ...g) as a), but contains 5 mg of titanium in the lye ...
h) wie g), jedoch -f 0,01 °/0 N,N'-Di-sek.-butyl-p-phenylendiamin h) as in g), but -f 0.01 ° / 0 N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine
17,0 ecm 17,0 ecm 17,0 ecm17.0 ecm 17.0 ecm 17.0 ecm
17,0 ecm 17,0 ecm 17,0 ecm 17,0 ecm17.0 ecm 17.0 ecm 17.0 ecm 17.0 ecm
17,0 ecm17.0 ecm
16,8 ecm16.8 ecm
11.2 ecm11.2 ecm
14.3 ecm14.3 ecm
0,6 ecm0.6 ecm
13,8 ecm13.8 ecm
0,5 ecm0.5 ecm
9,6 ecm9.6 ecm
stark positiv sauer stark positiv sauer stark positiv sauerstrongly positive acidic strongly positive acidic strongly positive acidic
negativ süß stark positiv sauernegative sweet strong positive sour
negativ süß stark positiv sauernegative sweet strong positive sour
negativ süßnegative sweet
Die gemeinsame Verwendung von N,N'-Di-sek.-butyl-p-phenylendiamin mit in überschüssiger Alkalilauge gelösten Schwermetallhydroxyden zeigt also eine bedeutend stärkere Wirkung, als aus der Anwendung der Summe beider Komponenten zu erwarten wäre.The joint use of N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine with dissolved in excess alkali Heavy metal hydroxides have a significantly stronger effect than using the sum of the two Components would be expected.
BlindBlind
lmg Cu 0,02% BPD1 mg Cu 0.02% BPD
Doctortest nach 30 Minuten SüßungszeitDoctor test after 30 minutes of sweetening time
0,05 mg Cu + 0,01% BPD0.05 mg Cu + 0.01% BPD
Thermisches ReformatbenzinThermal reformate gasoline
Straight-run-Benzin Straight-run gasoline
Katalytisches Krackbenzin .Catalytic cracked gasoline.
Schweres Naphtha Heavy naphtha
Recycle-Gasöl Recycle gas oil
sauer sauer sauer sauer sauersour sour sour sour sour
sauer
sauer
sauer
sauer
sauerangry
angry
angry
angry
angry
schwach sauerweakly acidic
sauerangry
schwach sauer schwach sauer schwach sauerslightly acidic slightly acidic slightly acidic
negativ süß negativ süß negativ süß negativ süß negativ süßnegative sweet negative sweet negative sweet negative sweet negative sweet
Süßung der Probe entsprechend
ecm 0,005 n-AgNO3-LösungMercaptan content before
Sweeten the sample accordingly
ecm 0.005 n-AgNO 3 solution
nach 30 Minuten
SüßungszeitMercaptan content
after 30 minutes
Sweetening time
diamin c) as a), but 0.02 ° / 0 N, N'-di-benzyl-p-phenylene-
diamine
diamin mit 0,7 mg CuSO4 · 5 aq zugesetzt d) as a), but 0.01 ° / 0 Ν, Ν'-di-sec-benzyl-p-phenylene-
diamine with 0.7 mg CuSO 4 x 5 aq added
diamin e) like a), but 0.02 ecm Ν, Ν'-di-isobutyl-p-phenylene-
diamine
diamin und 0,8 mg CuSO4 · 5 aq zugesetzt f) as a), but 0.01 ° / 0 Ν, Ν'-di-isobutyl-p-phenylene-
diamine and 0.8 mg CuSO 4 x 5 aq added
lendiamin im Krackbenzin gelöst g) as a) but 0.02 ° / 0 N-butyl, N'-isopropyl-p-phenylene
Lenediamine dissolved in cracked gasoline
lendiamin im· Benzin gelöst und 1 mg CuSO4 · 5 aq
der Lauge zugesetzt h) as a), but 0.01% N-butyl-.N'-isopropyl-p-pheny-
Lenediamine dissolved in gasoline and 1 mg CuSO 4 · 5 aq
added to the lye
Claims (2)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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1960
- 1960-11-18 GB GB3967060A patent/GB955836A/en not_active Expired
- 1960-11-21 FR FR844514A patent/FR1274079A/en not_active Expired
Patent Citations (1)
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GB800984A (en) * | 1955-06-06 | 1958-09-03 | Standard Oil Co | Improvements in or relating to sweetening petroleum naphthas |
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