DE1470533C - Process for reducing the content of sulfur, nitrogen, metal impurities and aromatic compounds as well as the coking tendency in high-boiling liquid hydrocarbons by two-stage treatment with hydrogen - Google Patents

Process for reducing the content of sulfur, nitrogen, metal impurities and aromatic compounds as well as the coking tendency in high-boiling liquid hydrocarbons by two-stage treatment with hydrogen

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DE1470533C
DE1470533C DE1470533C DE 1470533 C DE1470533 C DE 1470533C DE 1470533 C DE1470533 C DE 1470533C
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Jack R. Baytown; Reynolds jun. George P. Houston; Franklin William B. Baytown; Tex. Hoepper (V.St.A.)
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ExxonMobil Technology and Engineering Co
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Esso Research and Engineering Co
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verringerung des Gehalts an Schwefel, Stickstoff, Metallverunreinigungen und aromatischen Verbindungen sowie der Verkokungsneigung in hochsiedenden flüssigen Kohlenwasserstoffen durch zweistufige Behandlung mit Wasserstoff. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man die erste Stufe bei einer Temperatur von 388 bis 425° C und bei einem Druck von 45,5 bis 210 at, die zweite Stufe bei einer Temperatur, die 26 bis 76° C unter der Temperatur der ersten Stufe liegt, und einem Druck, der 5,9 bis 9,8 at höher ist als der Druck in der ersten Stufe, durchführt, ein frisches, an Wasserstoff reiches Gas mit einem Wasserstoffgehalt von mindestens 65 Volumprozent in die zweite Stufe, die gasförmigen Wasserstoff enthaltenden Anteile aus der zweiten Stufe als wasserstoffhaltiges Gas in die erste Stufe einführt und als Katalysator für beide Stufen einen an sich bekannten Kobaltmolybdatkatalysator verwendet. The invention relates to a method for reducing the content of sulfur, nitrogen, Metal impurities and aromatic compounds as well as the tendency to coke in high-boiling points liquid hydrocarbons through two-stage treatment with hydrogen. This procedure is thereby characterized in that the first stage at a temperature of 388 to 425 ° C and at a Pressure from 45.5 to 210 at, the second stage at a temperature that is 26 to 76 ° C below the temperature the first stage, and a pressure that is 5.9 to 9.8 at higher than the pressure in the first stage, performs, a fresh gas rich in hydrogen with a hydrogen content of at least 65 percent by volume in the second stage, the gaseous Hydrogen-containing fractions from the second stage as a hydrogen-containing gas in the first stage introduces and used as a catalyst for both stages a known cobalt molybdate catalyst.

• Die in- dieser" Weise behandelten hochsiedenden flüssigen Kohlenwasserstoffe sind im wesentlichen schwefelfrei und haben nur einen geringen Gehalt an verunreinigenden Metallen und aromatischen Verbindungen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dementsprechend besonders geeignet für die Vorbehandlung von Beschickungen für katalytische Krackverfahren. • The high boiling points treated in this way liquid hydrocarbons are essentially sulfur-free and have only a low content of contaminating metals and aromatic compounds. The method according to the invention is accordingly particularly suitable for the pretreatment of feeds for catalytic cracking processes.

Eine Verunreinigung des Katalysators im katalytischen Krackverfahren verursacht die Bildung gasförmiger Kohlenwasserstoffe, die als Motorkraftstoffe ungeeignet sind, ferner die Bildung von ungesättigten Kohlenwasserstoffen, die bei der Lagerung unbeständig und in manchen Fällen als Motorkraftstoffe weniger geeignet sind als gesättigte Kohlenwasserstoffe, und die Bildung von Koks, was einem Verlust an Ausgangsmaterial gleichkommt. -Diese Nachteile er- ·. geben sich, sobald die Ausgangsmaterialien für das Krackverfahren die oben erwähnten Verunreinigungen enthalten. Es ist daher wichtig, den Gehalt des Ausgangsmaterials an Verunreinigungen auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß sich die Verunreinigung des Katalysators mit Metallen kumulativ auswirkt, d. h., die Metalle werden bei der Regenerierung nicht verbrannt und vom Katalysator entfernt, sondern müssen bei der üblichen Durchführung katalytischer Krackverfahren dadurch auf annehmbarer Höhe gehalten werden, daß man kontinuierlich einen Teil des Katalysators entfernt und diesen durch frischen, nicht verunreinigten Krackkatalysator ersetzt. Diese Maßnahme ist selbstverständlich kostspielig. Durch Verringerung der mit dem Ausgangsmaterial eingeführten Menge an MetaUverunreinigungen könnte auch die zu entfernende Katalysatormenge herabgesetzt werden.Contamination of the catalyst in the catalytic cracking process causes the formation of gases Hydrocarbons, which are unsuitable as motor fuels, also the formation of unsaturated Hydrocarbons, which are fickle when stored and in some cases less than motor fuels are suitable as saturated hydrocarbons, and the formation of coke, causing a loss Source material equals. -These disadvantages- ·. arise as soon as the starting materials for the Cracking processes contain the impurities mentioned above. It is therefore important to check the content of the The starting material to reduce impurities to a minimum. It is important to consider that the contamination of the catalyst with metals is cumulative, d. i.e., the metals are not burned during regeneration and removed from the catalyst, but must be used during the normal implementation of catalytic cracking processes are thereby kept at an acceptable level, that one continuously removes part of the catalyst and this by fresh, uncontaminated Replaced cracking catalyst. This measure is of course costly. By reducing the amount of metal impurities introduced with the starting material could also be the amount to be removed Amount of catalyst can be reduced.

Erfindungsgemäß wird das einer katalytischen Krackanlage zuzuführende Material in der Weise vorbehandelt, daß man aus den in ihm enthaltenen Schwefelverbindungen den Schwefel unter Bildung von gasförmigem Schwefelwasserstoff, der sich leicht von den flüssigen Kohlenwasserstoffen trennen läßt, entfernt und den entfernten Schwefel durch Wasserstoff ersetzt. Normalerweise handelt es sich bei den im Ausgangsmaterial enthaltenen Schwefelverbindungen um Thiophenverbindungen. Durch die Entschwefelung mit Wasserstoff werden jedoch auch andere Schwefelverbindungen entfernt. Auch die Menge der in den Kohlenwasserstoffen enthaltenen Metallverunreinigungen wird verringert. Diese metallischen Verunreinigungen stellen normalerweise metallorganische, im Kohlenwasserstoffmaterial lösliche Verbindungen dar, die sich nicht durch Absetzen oder Filtrieren entfernen lassen. Zu den Metallen, die den Katalysator verunreinigen und erfindungsgemäß teilweise entfernt werden, gehören unter anderem Nickel, Vanadium und Eisen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ferner eine erhebliche MengeAccording to the invention, the material to be fed to a catalytic cracking plant is in the manner pretreated so that sulfur can be formed from the sulfur compounds it contains of gaseous hydrogen sulfide, which can easily be separated from the liquid hydrocarbons, removed and replaced the removed sulfur with hydrogen. Usually these are the sulfur compounds contained in the starting material to thiophene compounds. By desulfurization however, other sulfur compounds are also removed with hydrogen. The crowd too the metal impurities contained in the hydrocarbons is reduced. These metallic ones Impurities are normally organometallic compounds that are soluble in the hydrocarbon material that cannot be removed by settling or filtering. The metals that make up the Contaminating the catalyst and being partially removed according to the invention include, among other things Nickel, vanadium and iron. The method according to the invention also produces a considerable amount

ίο der in den hochsiedenden Kohlenwasserstoffen enthaltenen schweren aromatischen Verbindungen vollständig oder teilweise zu Naphthenen hydriert.ίο those contained in the high-boiling hydrocarbons heavy aromatic compounds fully or partially hydrogenated to naphthenes.

Die Verwendung der wasserstoffhaltigen gasförmigen Anteile aus einer zweiten Stufe als wasserstoffhaltiges Reaktionsgas für eine erste Umsetzungsstufe ist an sich bekannt und wird z. B. in der britischen Patentschrift 824 635 beschrieben. Auch Kobaltmolybdatkatalysatoren sind an sich bekannt. In der USA.-Patentschrift 2 758 957, in der diese Katalysatoren neben anderen erwähnt sind, werden für die Hydrierung von Aromaten und Schwefel enthaltenden Kohlenwasserstoffen jedoch bestimmte Ni-Mo/Al2O3-Katalysatoren vorgeschlagen, die eine wirksamere Hydrierung der Aromaten bewirken sollen als die Kobaltmolybdatkatalysatoren. Auch nach der britischen Patentschrift 834 776 werden für die Hydrierung die wirksameren und gegen Schwefel gewöhnlich empfindlichen Hydrierungskatalysatoren verwendet, während in der vorangehenden Entschwefelungsstufe gegen Schwefel unempfindliche Katalysatoren eingesetzt werden.The use of the hydrogen-containing gaseous components from a second stage as a hydrogen-containing reaction gas for a first reaction stage is known per se and is e.g. As described in British Patent 824,635. Cobalt molybdate catalysts are also known per se. In US Pat. No. 2,758,957, in which these catalysts are mentioned among others, however, certain Ni-Mo / Al 2 O 3 catalysts are proposed for the hydrogenation of aromatics and sulfur-containing hydrocarbons, which bring about a more effective hydrogenation of the aromatics supposed to be used as the cobalt molybdate catalysts. According to British patent specification 834 776, the more effective hydrogenation catalysts which are usually sensitive to sulfur are used for the hydrogenation, while catalysts which are insensitive to sulfur are used in the preceding desulphurisation stage.

Im Hinblick auf diesen Stand der Technik war es überraschend, daß durch die Anwendung zweier Verfahrensstufen, aber ein- und desselben Katalysators für beide Stufen, bei Einhaltung verschiedener Reak- ■ tionsbedingungen in den beiden Stufen eine wirksame Entschwefelung sowie eine Hydrierung der aromatischen Verbindungen und eine Verringerung der metallischen Verunreinigungen in der hochsiedenden Beschickung erreicht werden kann.In view of this state of the art, it was surprising that by using two process stages, but one and the same catalyst for both stages, while maintaining different reac- ■ tion conditions in the two stages an effective desulfurization and a hydrogenation of the aromatic Compounds and a reduction in metallic impurities in the high-boiling point Loading can be achieved.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun an Hand der Zeichnung erläutert. Sie zeigt den Reaktor 10 als erste Stufe und den Reaktor 12 als zweite Stufe. Die Frischbeschickung wird der Anlage über die Leitung 14 zugeführt. Über die Leitung 16 wird ein wasserstoffreiches Gas mit ihr gemischt. Das erhaltene Gemisch wird über die Leitung 18 in den Reaktor 10 geleitet. Hier erfolgt die Entschwefelung mit Wasserstoff unter verhältnismäßig scharfen Bedingungen. Das mittels Wasserstoff entschwefelte Produkt wird über die Leitung 20 abgezogen und in einer Kühlvorrichtung 22 gekühlt, von wo es über die Leitung 24 in einen Abscheider 26 gelangt. In diesem werden .die leichten Gase aus der Entschwefelungsstufe als Kopffraktion über die Leitung 28 abgezogen. Diese Gase bestehen aus leichten Kohlenwasserstoffen und dem im Reaktor 10 gebildeten Schwefelwasserstoff, ferner aus nicht umgesetztem Wasserstoff ;" und den leichten Kohlenwasserstoffen, die über die Leitung 16 eingeführt wurden. Das flüssige Produkt fließt aus dem Abscheider durch die Leitung 30 und:· " wird mittels der Pumpe 32 über die Leitung 34 und 38 in den Reaktor 12 geführt. Vor dem Eintritt in···'·· diesen Reaktor wird frischer erhitzter Wasserstoff über die Leitung 36 zugemischt. Im Reaktor 12 wird die Umsetzung mit Wasserstoff unter verhältnismäßig milden Bedingungen durchgeführt. Das entstandene Produkt wird über die Leitung 40 abgezogen und inThe method according to the invention will now be explained with reference to the drawing. It shows the reactor 10 as the first stage and the reactor 12 as the second stage. The fresh batch is fed to the system via line 14. A hydrogen-rich gas is mixed with it via line 16. The mixture obtained is passed into the reactor 10 via line 18. Here, the desulphurisation with hydrogen takes place under relatively severe conditions. The product desulphurized by means of hydrogen is drawn off via line 20 and cooled in a cooling device 22, from where it passes via line 24 into a separator 26. In this, the light gases from the desulfurization stage are drawn off as the top fraction via line 28. These gases consist of light hydrocarbons and the hydrogen sulfide formed in reactor 10, and also unreacted hydrogen; "and the light hydrocarbons introduced via line 16. The liquid product flows out of the separator through line 30 and : " becomes fed into the reactor 12 by means of the pump 32 via the lines 34 and 38. Before entering this reactor, fresh, heated hydrogen is added via line 36. In reactor 12, the reaction with hydrogen is carried out under relatively mild conditions. The resulting product is drawn off via line 40 and in

einen Abscheider 42 geleitet, in dem das flüssige Material abgeschieden und dann als im wesentlichen schwefelfreies Produkt mit wesentlich verringertem Gehalt an metallischen Verunreinigungen und aromatischen Verbindungen entfernt' wird. Wenigstens ein Teil der aus dem Abscheider 42 abgezogenen Gasphase wird über die Leitung 16 der Frischbeschickung zugemischt. Gegebenenfalls kann auch ein Teil der gasförmigen Phase über die Leitung 44 und das Ventil 46 aus der Anlage'genommen werden. Die aus dem Abscheider 42 austretende flüssige Phase wird über die Leitung 48 einer kätalytischen Krackanlage 50 zugeführt, die eine Anlage mit Wirbelschicht oder Ruheschüttung sein kann. Sie kann auch einem anderen kätalytischen Verfahren zugeführt werden, das in Gegenwart eines gegenüber den obengenannten Verunreinigungen empfindlichen Katalysators durchgeführt wird.a separator 42 is passed in which the liquid material is separated and then considered to be essentially Sulfur-free product with significantly reduced levels of metallic and aromatic impurities Connections' is removed. At least some of those withdrawn from the separator 42 The gas phase is fed via line 16 to the fresh feed mixed in. If necessary, part of the gaseous phase can also be passed via line 44 and the valve 46 can be removed from the system. the Liquid phase emerging from separator 42 is fed via line 48 to a catalytic cracking plant 50 supplied, which can be a system with fluidized bed or quiescent bed. She can too fed to another catalytic process in the presence of a catalyst which is sensitive to the above-mentioned impurities is carried out.

Alternativ zu dem oben beschriebenen bevorzugten Verfahren, bei dem die Flüssigkeit gepumpt und das Gas durch Anwendung von Druck weitergeleitet wird, kann es unter bestimmten Bedingungen zweckmäßig seih, durch Druck sowohl das flüssige Mate-' rial aus der ersten Stufe aus dem Abscheider 26 in den Reaktor 12 als auch-das Gas aus dem Abscheider 42 in den Reaktor 10 derersten Stufe zu führen.As an alternative to the preferred method described above, in which the liquid is pumped and the Gas is passed through the application of pressure, it can be expedient under certain conditions both the liquid material from the first stage from the separator 26 in the reactor 12 as well as the gas from the separator 42 into the reactor 10 of the first stage.

Im Reaktor 10 der ersten Stufe,, in dem die Beschickung mit ,den gasförmigen, wasserstoff reichen Anteilen aus der Umsetzung in der zweiten Stufe gemischt wird, herrschen scharfe Entschwefelungsbedingungen mit. Temperaturen zwischen 388 und 425° C und einem Druck von 45,5 bis 210 at. Die im Reaktionsgefäß der ersten Stufe angewendete Raumströmungsgeschwindigkeit liegt zwischen 1,0 und 4,5 Volumteilen Beschickung je Volumteil Katalysator je Stunde. Im Reaktionsgefäß der ersten Stufe wird zweckmäßig eine Wasserstoffmenge von 6,24 bis 26,8 m3/hl Beschickung" verwendet, wobei der Wasserstoffgehalt im Beschickungsgas normalerweise zwischen 65 und 85 Volumprozent liegt, aber auch nur 60 Volumprozent betragen kann. In dieser Stufe werden etwa 2,14 bis 4,46 m3 Wasserstoff je Hektoliter ölbeschickung verbraucht. Der Schwefelgehalt des Ausgangsmaterials beträgt normalerweise 0,5 bis 3 Gewichtsprozent.In the first stage reactor 10, in which the feed is mixed with the gaseous, hydrogen-rich fractions from the reaction in the second stage, severe desulfurization conditions also prevail. Temperatures between 388 and 425 ° C. and a pressure of 45.5 to 210 at. The space flow rate used in the reaction vessel of the first stage is between 1.0 and 4.5 parts by volume of charge per part by volume of catalyst per hour. In the reaction vessel of the first stage, an amount of hydrogen of 6.24 to 26.8 m 3 / hl of charge is expediently used, the hydrogen content in the charge gas normally being between 65 and 85 percent by volume, but can also be only 60 percent by volume about 2.14 to 4.46 m 3 of hydrogen per hectolitre of oil charge is consumed The sulfur content of the feedstock is normally 0.5 to 3 percent by weight.

Im Reaktor 12 der zweiten Stufe wird bei 315 bis 385° C, d. h. bei einer Temperatur, die 26 bis 76° C unter der Temperatur der ersten Stufe liegt, eine verhältnismäßig milde-Entschwefelung mit Wasserstoff durchgeführt. Der Druck in der zweiten Stufe ist um 5,9 bis 9,8 at höher als der Druck in der ersten Stufe und liegt zwischen 53,5 und 211 at: Die Raumströmungsgeschwindigkeit in der zweiten- Stufe stimmt zweckmäßig mit der in der ersten Stufe überein. Im Reaktionsgefäß der zweiten Stufe kann die zur Behandlung erforderliche Wasserstoffmenge zwischen 7,14 und 26,8 m3 je Hektoliter Beschickung liegen, wobei die Wasserstoffkonzentration um etwa .5- bis 15 % höher ist als in der ersten Stufe, also vorzugsweise bei 70 bis 90 °/o liegt. Der Wasserstoffverbrauch in der zweiten Stufe kann zwischen 0,36 und 2,14 m3 je Hektoliter Beschickung betragen: Der geringere Wasserstoffverbrauch in dieser Stufe beruht auf der Vorbehandlung in der ersten Stufe, in welcher der überwiegende Teil der hydrierenden Entschwefelung vor sich geht. Je nach dem in der ersten Stufe, erreichten Entschwefelungsgrad beträgt der Schwefelgehalt' . in der Beschickung für die zweite Stufe 0 bis 2 Gewichtsprozent. In the reactor 12 of the second stage, a relatively mild desulfurization with hydrogen is carried out at 315 to 385 ° C., ie at a temperature which is 26 to 76 ° C. below the temperature of the first stage. The pressure in the second stage is 5.9 to 9.8 at higher than the pressure in the first stage and is between 53.5 and 211 at: the space flow velocity in the second stage expediently corresponds to that in the first stage . In the reaction vessel of the second stage, the amount of hydrogen required for treatment can be between 7.14 and 26.8 m 3 per hectolitre of charge, the hydrogen concentration being about .5 to 15% higher than in the first stage, i.e. preferably 70 to 90 ° / o. The hydrogen consumption in the second stage can be between 0.36 and 2.14 m 3 per hectolitre of charge: The lower hydrogen consumption in this stage is due to the pretreatment in the first stage, in which the majority of the hydrogenating desulfurization takes place. Depending on the degree of desulfurization achieved in the first stage, the sulfur content is'. in the feed for the second stage 0 to 2 percent by weight.

Im Gegensatz zum erfindungsgemäßen zweistufigen Verfahren, bei dem der frische Wasserstoff in eine zweite Stufe und die gasförmigen wasserstoffhaltigen Anteile aus der zweiten Stufe in die erste Stufe geleitet werden, hat man die hydrierende Entschwefelung bisher in einem Durchgang durchgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet gegenüber diesem Verfahren wesentliche Vorteile.In contrast to the two-stage process according to the invention, in which the fresh hydrogen in a second stage and the gaseous hydrogen-containing components passed from the second stage into the first stage are, you have so far carried out the hydrogenative desulphurization in one pass. The The method according to the invention offers significant advantages over this method.

Zum Vergleich wurde eine Reihe von VersuchenFor comparison, a series of experiments was made

durchgeführt, davon drei Versuchsreihen in erfindungsgemäßer Weise (A, B, C) unter Änderung dercarried out, including three test series in the manner according to the invention (A, B, C) with changing the

■ in der ersten und zweiten Stufe angewendeten Temperaturen, und eine Versuchsreihe in bekannter Weise mit einmaligem Durchsatz. Um gleiche Reaktionszeiten zu erreichen, wurde die Raumströmungsgeschwindigkeit für die Kohlenwasserstoffbeschickung bei den in erfindungsgemäßer Weise durchgeführten Versuchen etwa doppelt so hoch gehalten wie bei ■ dem in. bekannter Weise durchgeführten Versuch. Der Druck sowie die Wasserstoff- und H2S-Verhältnisse wurden bei beiden Versuchsarten im wesentlichen auf dem gleichen Wert gehalten. Die Verfahrensbedingungen sind in der Tabelle I zusammengestellt: ■ temperatures used in the first and second stage, and a series of tests in a known manner with a single throughput. In order to achieve the same reaction times, the space flow rate for the hydrocarbon feed was kept about twice as high in the experiments carried out according to the invention as in the experiment carried out in a known manner. The pressure and the hydrogen and H 2 S ratios were kept essentially at the same value in both types of experiment. The process conditions are summarized in Table I:

Tabelle I
Verfahrensbedingungen
Table I.
Procedural conditions

In bekannter WeiseIn a familiar way

durchgeführtercarried out

Versuchattempt

Reihe
B
row
B.

Raumströmungsgeschwindigkeit,Space velocity,

Vol/Vol/Std..·... v.., .. r ; Vol / Vol / h .. · ... v .., .. r ;

Temperatur, 0C ..............Temperature, 0 C ..............

Druck, at ...-. : Pressure, at ...-. :

H2-Menge, m3/hl ...... ....H 2 amount, m 3 / hl ...... ....

H2S-Menge, m3/hl H 2 S amount, m 3 / hl

0,980.98

374
57
IO43 1,96
374
57
IO43 1.96

.52
8,24
0,27
.52
8.24
0.27

1,93
373
57
10,13
1.93
373
57
10.13

0,160.16

1,92
418
52
1.92
418
52

.10,17
0,27
.10.17
0.27

1,991.99

342 '342 '

57 ■ ..57 ■ ..

9,839.83

0,160.16

1,951.95

401 '· 52 9,67 0,27401 'x 52 9.67 0.27

-2,00 346-2.00 346

57 9.51 0.1657 9.51 0.16

Das Ausgangsmaterial für diese Versuche wurde 65 fahren verwendeten Ausgangsmaterial entsprach. EsThe starting material for these experiments was equivalent to 65 starting materials used. It

dadurch hergestellt, daß man ein Verfahrensgasöl hatte einen mittleren Siedepunkt (Temperatur, bei derproduced by a process gas oil having a medium boiling point (temperature at which

und ein entasphaltiertes öl zu einem Gemisch ver- 50 Volumprozent überdestillieren) von 463° C, eineand a deasphalted oil to a mixture distilled over 50 percent by volume) of 463 ° C, a

arbeitete, das einem normalerweise für solche .Ver- Dichte von 7,9194 .und einen Schwefelgehalt vonusually worked for such a .Ver density of 7.9194. and a sulfur content of

1,78 Gewichtsprozent. Der Metallgehalt betrug 0,85 Teile je Million (ppm) Nickel, 0,88 ppm Vanadium und 0,55 ppm Eisen. Der Aromatengehalt betrug 12,31 Gewichtsprozent. Der in die zweite Stufe eingeführte Wasserstoff hatte eine Reinheit von 98 Volumprozent und darüber und wurde unter einem Druck von 57 at in die Anlage geleitet. Der angegebene Schwefelgehalt wurde in der Weise erreicht, daß man der Beschickung eine bestimmte Menge Schwefelwasserstoff zusetzte.1.78 percent by weight. The metal content was 0.85 parts per million (ppm) nickel, 0.88 ppm vanadium and 0.55 ppm iron. The aromatic content was 12.31 percent by weight. The one in the second stage imported hydrogen had a purity of 98 percent by volume and above and was below a pressure of 57 at in the system. The specified sulfur content was achieved in the way that a certain amount of hydrogen sulfide was added to the charge.

Der Katalysator wurde in Form stranggepreßter,The catalyst was extruded in the form of

0,32 cm großer Kügelchen verwendet. Er bestand aus Kobaltmolybdat auf Aluminiumoxyd als inertem Träger und enthielt 12,4% MoO3 und 3,4% CoO. Der Katalysator für den in bekannter Weise durch-' geführten Versuch und für die Versuchsreihen A und B stammte aus der gleichen Charge. Für die Versuchsreihe C wurde der Katalysator jedoch aus einer anderen Charge verwendet. In der Tabelle II stellen, falls nichts anderes vermerkt ist, die für die Versuchsreihen A, B und C angegebenen Werte die Ergebnisse der zweiten Stufe dar.0.32 cm beads were used. It consisted of cobalt molybdate on aluminum oxide as an inert carrier and contained 12.4% MoO 3 and 3.4% CoO. The catalyst for the test carried out in a known manner and for test series A and B came from the same batch. For test series C, however, the catalyst was used from a different batch. In Table II, unless otherwise noted, the values given for test series A, B and C represent the results of the second stage.

Tabelle II
Schwefelgehalt des Endproduktes (Gewichtsprozent)
Table II
Sulfur content of the end product (percent by weight)

Beschickungfeed 11 22 33 4'4 ' Durchschnittaverage Entschwe
felung, 0Zo
Dissolve
felung, 0 zo
In bekannter Weise
durchgeführt
A
In a familiar way
accomplished
A.
1,781.78 0,25
0,135
0,14
0,15
0.25
0.135
0.14
0.15
0,30
0,12
0,12
0.30
0.12
0.12
0,25
0,12
0,16*)
0.25
0.12
0.16 *)
0,250.25 0,26
0,12
0,14
0,14
0.26
0.12
0.14
0.14
85,4
93,3
85.4
93.3
B B. 92,192.1 C C.

*) Durchschnitt aus der ersten und zweiten Stufe.*) Average of the first and second level.

Verkokungsrückstand nach Conradson (Gewichtsprozent)Coking residue according to Conradson (percent by weight)

Beschickungfeed 11 22 33 44th Durchschnittaverage Verringe
rung, °/o
Decrease
tion, ° / o
In bekannter Weise
durchgeführt
A
In a familiar way
accomplished
A.
1,631.63 0,84
0,64
0,62
0,80
0.84
0.64
0.62
0.80
0,68
0,52
0,69
0.68
0.52
0.69
0,79
0,80
0,54*)
0.79
0.80
0.54 *)
0,830.83 0,79
0,65
0,62
0,68
0.79
0.65
0.62
0.68
51,5
60,1
51.5
60.1
B B. 58,358.3 C C.

*) Durchschnitt aus der ersten und zweiten Stufe.*) Average of the first and second level.

Stickstoffgehalt (Gewichtsprozent)Nitrogen content (weight percent)

Beschickungfeed 11 22 33 44th Durchschnittaverage Verringe
rung, %
Decrease
tion,%
In bekannter Weise
durchgeführt
A
In a familiar way
accomplished
A.
0,140.14 0,11
0,08
0,07
0,09
0.11
0.08
0.07
0.09
0,10
0,08
0,07
0.10
0.08
0.07
0,08
0,136
0,08 ·)
0.08
0.136
0.08)
0,070.07 0,09
0,10
0,08
0.09
0.10
0.08
35,7
29,3
35.7
29.3
B B. 42,142.1 C C.

*) Durchschnitt aus der ersten und zweiten Stufe.*) Average of the first and second level.

Nickelgehalt (Teile je Million Teile)Nickel content (parts per million parts)

Beschickungfeed 11 22 33 44th Durchschnittaverage Verringe
rung, °/o
Decrease
tion, ° / o
In bekannter Weise
durchgeführt
A
In a familiar way
accomplished
A.
0,650.65 0,21
0,24
0,24
0,10
0.21
0.24
0.24
0.10
0,14
0,08
0,11
0.14
0.08
0.11
0,14
0,07
0,11 *)
0.14
0.07
0.11 *)
0,080.08 0,14
0,08
0,24
0,105
0.14
0.08
0.24
0.105
78,5
87,7
78.5
87.7
B B. 83,883.8 C C.

*) Durchschnitt aus der ersten und zweiten Stufe.*) Average of the first and second level.

Gehalt an aromatischen Verbindungen (Gewichtsprozent)Content of aromatic compounds (percent by weight)

Beschickungfeed 11 2 .2. . . 3. . 3 4 · ,4 ·, Durchschnittaverage Verringe
rung,'0/!)
Decrease
tion, ' 0 /!)
In bekannter Weise :
durchgeführt
A
In a known way:
accomplished
A.
12,3112.31 10,09
10,16
8,81
9,27
10.09
10.16
8.81
9.27
9,22
9,53
' 8,94
9.22
9.53
'8.94
9,21
9,84 .
8,80*)
9.21
9.84.
8.80 *)
10,0410.04 9,64
■: 9,84.
: 9,00
9.64
■: 9.84.
: 9.00
21,7
20,1
21.7
20.1
B B. . 26,9. 26.9 C C.

*) Durchschnitt aus der ersten und zweiten Stufe.*) Average of the first and second level.

Im Versuch B wurden nach dem ersten Versuch keine weiteren Ergebnisse aufgezeichnet.In experiment B, no further results were recorded after the first experiment.

Aus den in der obigen Tabelle zusammengestellten Werten ist ersichtlich, daß die. erfindungsgemäß erzielte prozentuale Entschwefelung in den Versuchsreihen A und C über 90 % liegt. Es wurde auch gefunden, daß während der Entschwefelung die zur Verkokung neigenden Verbindungen in starkem Maße reduziert werden und die prozentuale Verringerung mindestens 58,3 % beträgt. Die Verringerung des Stickstoffgehaltes ist ebenfalls wesentlich; sie liegt zwischen 29,3 und 42,1 %>. ■From the values compiled in the table above it can be seen that the. achieved according to the invention percentage desulfurization in test series A and C is over 90%. It was also found that during the desulfurization the compounds which tend to coke in strong Dimensions are reduced and the percentage reduction is at least 58.3%. The reduction the nitrogen content is also essential; she lies between 29.3 and 42.1%>. ■

Die metallischen Verunreinigungen bestehen ausNickel, Vanadium und Eisen. Da bekanntlich das Vanadium und Eisen in einer Menge vermindert werden, die zur Menge des entfernten Nickels in einem bestimmten Verhältnis steht, ist die Nickelanalyse kennzeichnend für die Analyse der anderen Metalle. Das Verfahren zur Ermittlung der Verminderung der Metallverunreinigungen besteht also darin, daß man die Verminderung des Nickelgehaltes feststellt. In der Versuchsreihe A wurden 87,7 °/o des Nickels entfernt, in der Versuchsreihe C 83,8 %. Im Vergleich hierzu wurde mit dem in bekannter Weise durchgeführten Versuch nur eine Verringerung von 78,5 °/o erzielt.The metallic impurities consist of nickel, vanadium and iron. As is well known Vanadium and iron are reduced in an amount equal to the amount of nickel removed in one If there is a certain ratio, the nickel analysis is characteristic of the analysis of the other metals. Thus, the method of determining the reduction in metal contamination is that one determines the reduction in the nickel content. In test series A, 87.7% of the nickel was removed, in the test series C 83.8%. In comparison, the procedure was carried out in a known manner Attempt only achieved a reduction of 78,5 ° / o.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß der Wert 0,24 ppm nach dem ersten Versuch der Versuchsreihe A bei der Ermittlung des Durchschnittswertes vernachlässigt wurde, da die bis zur Ermittlung verstrichene Zeit wahrscheinlich nicht für eine gute Verteilung des Öls auf dem Katalysator ausreichte. In this connection it should be noted that the value 0.24 ppm after the first attempt of the Test series A was neglected in determining the average value, since the up to Determining elapsed time likely was insufficient for the oil to spread well over the catalyst.

Die Tabelle zeigt auch, daß die erreichte Verringerung des Gehaltes an aromatischen Verbindungen recht gut ist. Sie lag zwischen 20,1 und 26,9 %. Es ist anzunehmen, daß sich der in dieser Hinsicht aus der Versuchsreihe C ergebende Vorteil zwei Ursachen hat. Einmal ermöglicht es die in erster Stufe erfolgende Schwefelentfernung dem Katalysator, seine Wirksamkeit in der zweiten Stufe besser zu entfalten. Zum anderen verschiebt die in der Versuchsreihe C angewendete niedrigere Temperatur das Gleichgewicht zugunsten der Hydrierung der polycyclischen aromatischen Verbindungen.The table also shows that the reduction in aromatic compound content achieved is quite good. It was between 20.1 and 26.9%. It can be assumed that in this respect the The advantage resulting from test series C has two causes. On the one hand, it enables the first stage Sulfur removal allows the catalyst to develop its effectiveness better in the second stage. On the other hand, the lower temperature used in test series C shifts the equilibrium in favor of the hydrogenation of the polycyclic aromatic compounds.

Vergleicht man die erfindungsgemäß erreichte Entschwefelung mit der in bekannter Weise erzielten, so ergibt sich ein Entschwefelungsgrad von mehr als 92% im Vergleich zu einem Entschwefelungsgrad von nur 85%. Die prozentuale Verminderung der Verkokungsprodukte bildenden Verbindungen beträgt 58 bis 60 % gegenüber etwa 52 % beim bekannten Verfahren. Die Verringerung des Stickstoffgehaltes ist mit den Ergebnissen des bisherigen Verfahrens mindestens vergleichbar. Die prozentuale Verminderung der metallischen Verunreinigungen wird auf :87,7 % erhöht. Sie betrug bisher 78,5 %. Auch der Gehalt an aromatischen Verbindungen wird stärker verringert als bisher. ...If one compares the desulfurization achieved according to the invention with that achieved in a known manner, so the result is a degree of desulphurisation of more than 92% compared to a degree of desulphurisation of only 85%. The percentage reduction in the compounds forming coke products is 58 to 60% compared to about 52% in the known method. The reduction of the nitrogen content is at least comparable with the results of the previous procedure. The percentage decrease of metallic impurities is increased to: 87.7%. So far it has been 78.5%. Also the The content of aromatic compounds is reduced more than before. ...

Der überraschende und nicht vorhersehbare Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht wahrscheinlich auf der Anwendung höherer Temperaturen, in.der ersten Wasserstoffbehandlungsstufe, wodurch die Entfernung der Schwefelverbindungen begünstigtThe surprising and unforeseeable advantage of the method according to the invention is likely to be based on the application of higher temperatures, in the first hydrotreatment stage, whereby favors the removal of the sulfur compounds

wird. -. Außerdem wird durch die Entfernung. des" größten Teils des Schwefelwasserstoffs und der leichten Kohlenwasserstoffe nach der ersten Stufe, d. h. im Abscheider 26 im Reaktor für die zweite Stufe der Partialdruck des Wasserstoffs erhöht und der Partialdruck des Schwefelwasserstoffs herabgesetzt, so daß das Gleichgewicht für die Umwandlung der Schwefel-, Stickstoff-, kondensierten aromatischen und sonstigen in der ölbeschickung enthaltenen schädlichen Verbindungen verbessert wird. Hinzu kommt, daß durch die Herabsetzung der Temperatur in der zweiten Stufe die Hydrierung und damit insbesondere die Entfernung der aromatischen Verbindungen begünstigt wird. Von Bedeutung ist ferner, daß durch die Zuführung von frischem Wasserstoff in die zweite, unter milderen Bedingungen betriebene Stufe ein höherer Wasserstoffpartialdruck an der Stelle des Verfahrens entsteht, an der die Konzentration der nichthydrierten Verbindungen durch die vorhergehende Entschwefelung mit Wasserstoff verringertwill. -. Also, because of the distance. of" most of the hydrogen sulfide and light hydrocarbons after the first stage, d. H. in the separator 26 in the reactor for the second stage the partial pressure of the hydrogen is increased and the partial pressure is increased of hydrogen sulfide, so that the equilibrium for the conversion of the sulfur, Nitrogen, condensed aromatic and other harmful ones contained in the oil feed Connections is improved. In addition, by lowering the temperature in the second stage the hydrogenation and thus in particular the removal of the aromatic compounds is favored. It is also important that the addition of fresh hydrogen to the second, operated under milder conditions a higher hydrogen partial pressure at the point of the stage Process arises at which the concentration of non-hydrogenated compounds by the preceding Desulfurization with hydrogen decreased

ist. Das Ergebnis ist eine vollständigere Umwandlung der bereits teilweise mit Wasserstoff entschwefelten Beschickung, als dies bisher möglich war.is. The result is a more complete conversion of what has already been partially desulfurized with hydrogen Loading than was previously possible.

Das für die erfindungsgemäße Behandlung vorzugsweise in Frage kommende Ausgangsmaterial istPreferably for the treatment according to the invention is the starting material in question

im allgemeinen ein Kohlenwasserstoffmaterial mit einer Dichte zwischen 0,876 und 1,007 und einem Siedebereich zwischen 205 und 705° C. Ein geeignetes Ausgangsmaterial könnte z. B. ein zwischen 400 und 705° C siedendes Gemisch aus Produktgasöl, das zwischen 205 und 565° C siedet, und einem entasphaltierten öl, das z. B. durch Propanextraktion von rohen Rückständen hergestellt worden ist, sein. Der rohe, durch plötzliches Anlegen von Vakuum verdampfte Rückstand kann vor der Entschwefelung mit Wasserstoff auch mit einem leichten katalytischen Umlauföl gewaschen werden, um den Gehalt an metallischen Verunreinigungen herabzusetzen. Das Verhältnis von Gasöl zu entasphaltiertem öl in diesem Gemisch kann zwischen 1,5 :1 und 5 :1 liegen.generally a hydrocarbon material having a density between 0.876 and 1.007 and one Boiling range between 205 and 705 ° C. A suitable starting material could e.g. B. a between 400 Mixture of product gas oil boiling between 205 and 565 ° C and a deasphalted mixture boiling at 705 ° C oil, the z. B. has been produced by propane extraction of crude residues. The crude residue, which is evaporated by the sudden application of a vacuum, can be removed before desulfurization Hydrogen can also be washed with a light catalytic circulating oil to reduce the metallic content Reduce impurities. The ratio of gas oil to deasphalted oil in this one Mixture can be between 1.5: 1 and 5: 1.

Der Reinheitsgrad des in den Reaktor für die erste Stufe eingeleiteten Wasserstoffs kann im Abscheider 42 gesteuert werden, er kann aber auch durch den Reinheitsgrad des frischen Wasserstoffs, der in den Reaktor 12 für die zweite Stufe eingeführt wird, beeinfiußt werden. Eine geeignete Wasserstoffquelle für den Reaktor der zweiten Stufe ist Wasserstoff aus einer katalytischen Reformieranlage..The degree of purity of the hydrogen introduced into the reactor for the first stage can be determined in the separator 42 can be controlled, but it can also be controlled by the degree of purity of the fresh hydrogen in the Reactor 12 is introduced for the second stage, be influenced. A suitable source of hydrogen for the second stage reactor is hydrogen from a catalytic reformer ..

Das erfindungsgemäße Verfahren ist, wie erwähnt,As mentioned, the method according to the invention is

besonders wertvoll für die Vorbehandlung von Beschickungen für die katalytisch^ Krackung, es kann aber auch für die Behandlung von Endprodukten, die als Schmieröle oder Motorenkraftstoffe verwendet werden sollen, angewendet werden. - -especially valuable for the pretreatment of feeds for catalytic cracking, it can but also for the treatment of end products used as lubricating oils or motor fuels should be applied. - -

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Verringerung des Gehalts an Schwefel, Stickstoff, Metallverunreinigungen und aromatischen Verbindungen sowie der Verkokungsneigung in hochsiedenden flüssigen Kohlenwasserstoffen durch zweistufige Behandlung mit Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste Stufe bei einer Temperatur von 388 bis 425° C und bei einem Druck von 45,5 bis 210 at, die zweite Stufe bei einer Temperatur, die 26 bis 76° C unter der Temperatur der ersten Stufe liegt, und einem Druck, der 5,9 bis 9,8 at höher ist als der Drück in der ersten Stufe, durchführt, ein frisches, an Wasserstoff, reiches Gas mit einem Wasserstoffgehalt von mindestens 65 Volumprozent in die zw,eite Stufe, die gasförmigen Wasserstoff enthaltenden Anteile aus der zweiten Stufe als wasserstoffhaltiges Gas in die erste Stufe einführt und als Katalysator für beide Stufen einen an sich bekannten Kobaltmolybdatkatalysator verwendet. -,-1. Process for reducing the content of sulfur, nitrogen, and metal impurities aromatic compounds and the tendency to coke in high-boiling liquid hydrocarbons by two-stage treatment with hydrogen, characterized in that that the first stage at a temperature of 388 to 425 ° C and at a pressure of 45.5 to 210 at, the second stage at a temperature that is 26 to 76 ° C below the temperature of the first stage, and a pressure that is 5.9 to 9.8 at higher than the pressure in the first stage, performs, a fresh, hydrogen-rich gas with a hydrogen content of at least 65 percent by volume in the second stage, the gaseous Hydrogen-containing portions from the second stage as a hydrogen-containing gas into the introduces first stage and as a catalyst for both stages a known cobalt molybdate catalyst used. -, - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinheitsgrad des Wasserstoffs für die zweite Stufe um 5 bis 15 Volumprozent höher ist als der Reinheitsgrad des Wasserstoffs für die erste Stufe".2. The method according to claim 1, characterized in that the degree of purity of the hydrogen for the second stage is 5 to 15 percent by volume higher than the degree of purity of the hydrogen for the first stage ". 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß "die Raumströmungsgeschwindigkeit in der ersten und zweiten Stufe zwischen 1,0 und 4,5 Votumteilen Kohlenwasserstoff je Volumteil Katalysator pro Stunde liegt.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that "the space flow velocity in the first and second stage between 1.0 and 4.5 parts by weight hydrocarbon per part by volume of catalyst per hour. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff in einem Verhältnis von 6,24 bis" 26,8 m3 Wasserstoff. je Hektoliter flüssigen Kohlenwasserstoff in die erste Stufe und in einem Verhältnis von 7,14 bis 26,8 ms Wasserstoff je Hektoliter flüssigen Kohlenwasserstoff in" die-zweite Stufe eingeleitet wird.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the hydrogen in a ratio of 6.24 to "26.8 m 3 of hydrogen. Per hectolitre of liquid hydrocarbon in the first stage and in a ratio of 7.14 to 26, 8 ms of hydrogen per hectolitre of liquid hydrocarbon is introduced into "the second stage. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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