DE1470666A1 - Verfahren zur Herstellung eines Erdoeldestillates mit verbessertem Rauchpunkt - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Erdoeldestillates mit verbessertem RauchpunktInfo
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Description
- Verfahren.zur Herstellung eines Erdöldestillates mit verbessertem Rauchpunkt 11 Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Erdöldestillates, dessen Rauch- oder Euespunkt infolge einer Entschwefelunge- und Entaromatieierungebehandlung verbessert worden isG, Erdölfraktionen, deren Verbrennungseigenschaften von Interesse sind, wie Leuchtöl oder Kerosin für Düsenmotoren, können durch den Rauch- oder Rusepunkt charakterisiert werden, der ein Nase für die NeigunL zum russenden Verbrennen darstellt; der Rauchpunkt gibt die
Flammenhöhe in- Millime-Lern an, bei eine Flamme gerade zu russen :>egixh-itc. Es ist- bekannt, dass dieser Rauchpunkt unter anderem voril JL7omatengehalt de.-. betreffenden Erdöl- fraktion abhängt, Es ist weiterhin bekannt, dass der Aromatengelialt, eine i7T-ydrierun,-- vermindert und damit der Rauchp--m--,t bzer# verbessert werden kann, Es ist auch bekannt. daso, d-te bei einer solchen Hydrierung von Aromate-n zu Katalysatoren im all- gemeinen, auf die in den Erdölfraktionen ent- haltenexi Schiiefelvorbindung-,ni reagieren -und dass ihre Hy- be-trächtlich abfällt.) wen-n die zu hydrierendie solche Sch-viefelverbindungen in einer Konzentration 'von. mehr als wenigen. Tausendstel Pro- zent enthä--At.- in Bier britischen Patentschrift 794 8092 wird beisp:;-el.swa-tre festgestellt, dass die Hydrierung der Aromaten zweCks 12',-,?3--töhtLng des Rauchpunktes von Erdölfrak- tionen mit«;-2#.:z eines Katalysators durchgeführt werden kanng der Platin alztt Eta-A-_iumixiiumoxyd niedergeschlagen enthält." und dass d-'-e ge-,gebene-nfalls, In dem Ausgangsmaterial -3nt- haltenen Sch-"iefelverbiiidu-iipen vor der Hydrierung durch eine hydriarende Entschviefelungsbehandlu-ng über einem Kobalt-Ilolirbdän-K-ita'-,#ysator werden müssen. In der britischen Patentschrift 838 751 wird ein Verfahren zur Herstellung von Erdö'#l-desti.1.1,nepen mit hohem Rauchpunk-tt', be- schrieben, gemäsz welchem das Destillat zunächst mittels Wasserstoff tind In, Anwesetiheit eines nicht schwefelempfind- lichen Kai,-al.vs.ators bis Nu 2inem Schiaefelgehalt'- von höch- stens O#OO2 Gei4.59' und mischliessend über einem Nickelkataljsa-t%.or hydriert wird, bis der Aromatengehalt auf einen Wert von höchsI'-.ons 1 Gew.% abgesunken ist, materi-"ls nur mässig veTbessert wird, so ist es nicht wirt- sahaf tlj.chg das gresam.te Aungangsmate:rial. den vorstehend e.ri"jähnj;-,en kombinierten Massnahmen einer Exitschwefelung und Entaromatisierung zu Es wäre dann vorteil- hafter. nur einen Teil des .(,.uogangsm,-itavi"zils auf diese Weise zu behandeln und da,- so verbc-s5c---ILj lr,-idulct mit einem anderen Teil das n.icht behancieltv-.# -Ausgangsmaterials zu vermischen, Es -vmrde jedoch gefiuiden, dass s#'#.ch eine solche Lösung in der Pro.---j.n richt durchführen lässtg weil dann das Endprodiüz-t der im uribehandelten Teil des E.rdöld-as-'U-illa-tes noch vorhandenen Schwefelverbindungen nicht den einschlägigen und Anlforderungen entsnricht, Überr##2chenderwe--ise emrde ri.tui. gefunden, dass sich dieses Durch diese Tei).e-Yitschi-iefe.-L%),ng wo4-den die Schwefelkoinponen- ten wenigstens zum Teil uand So.-1wefel- wasserstoff überfWirt. Vorzugsweise werden dIe Verfa#irens- bedingungen oo gewählt, dass der Schwefelgehalt des '!'rdöl- destillates auf einen Wert von 0,01 Gew.% und ir,-sbeo,:)ndere von 0.005 Gew.-% Schwefel absinkt, - Es werden Katalysatoren bevorzugt" die niöht chwefelwasserstoffempfindlich sinQ, wie Kobalt-- und Kolybdänverbindungen auf einem Aluminiumoxydträger oder Wolfram- und Nickelaultid auf einem Alumini-i2moxydttägero Die Teilentschwefelung kann innerhalb. einen weiten Druck4-bereiches durchge±Mirt werden. Drucke zwischen 20 und 80 at sind für diesen Zweck sehr geeignet und ein Druck im Bereich von 35. bis 60 at wird bevorzugt, Als Waeserstoffquelle kann reiner Wasserstoff oder ein wasserstoffhaltiges Gemisch verwendet werden, wie es bei spielsweise bei katalytischen Reformierungaverfahren in Gasform anfällt" Die Entschwefelungstemperatur liegt vorteilhaft im Bereich von etwa 275 bis 360 00, wobei Temperaturen zwischen 300 und 350 00 besonders geeignet sind..
- Die Raumgeschwindigkeit des zugeführten Ausgangsmaterials weist vorteilhaft Werte zwischen beispielsweise 095 bis 12 Tonnen Öl pro m3 Katalysator pro Stunde aufn Das Was-Berstoff/Kohlenwasserstoff-Verhältnie kann beispielsweise zwisohen 10 und 250 m3 (gemessen bei-0 00 und ninem Druck Von'760 Torr)pro Tonne öl liegen.
- Die Auftrennung des teilentschwetelten Produktes in zwei oder mehr Anteilemengen erfolgt beispielsweise durch Destillation, so daso die Anteilamengen sich in ihren Eigenschaften unterscheiden, Im letzteren Fall kömnen beispielsweise die während der Teileutschwefolung gebildeten leichtau Komponenten abdestilliert werden, während der Rückitand destillativ in zwei oder mehrere Fraktionen aufgetrennt wird<, Die erfindungsgemäsEe Arbeitsweise wird da= vorzugsweise 80 durchä6fÜhrtt dass das aus einer oder mehreren leichten Fraktionen bestehende Destillat durch Hydrierung von den Aromaten befreit und das dabei erhaltene Raffinat mit einer schweren Fraktiong beispielsweise dem Bodenprodukt der Destillation, vermischt wird, So kann z,B. ein aus Kerosin Unj niedrigersiedenden Fraktionen bestehendes Ausgangsmaterial nach der Teilentschwefelung destillativ in eine Benzinfraktion mit einem Siedepunkt unterhalb 155 00s eine Kerosinfraktion mit einem Siedebereich von 155 bin 200 00 und ein oberhalb 200 00 siedendes Bodenprodukt aufgetrennt werden. Die leichte Kerosinfraktion wird dann entaromatisiert und das Raffinat mit dem Bodenprodukt vermischt, Falle als Auagangematerial eine Praktion mit einem Siedepunkt bis 350 00 eingesetzt wird, welche also auch Gandlkomponenten enthältg und als Endprodukt ein Keroein mit verbessertem Rauchplulkt ge-wünscht wird, so kann die De- stillation auch so durchgeführt verdeng daas eine Benzinfraktion, eine leichte Kerosinfraktiong eine schwere Kerosintraktion und - als Bodenprodukt - eine Gasölfraktion erhalten werden. Man entaromatisiert dann die leichte Kerosinfraktion und vermischt sie anschliessend mit der schweren Koroeinfraktion.
- Bei der katalytischen Hydrierung kann der Grad der Entarematisierung je nach Wunsch variiert werden" Um jedoch mit der geringstmöglichen Menge an Raffinatein Endprodukt mit einem möglichst hohen Rauchpunkt zu erhalten, wird die Hydrierung vorzugsweise in solchem Ausmaas durchgeführt, daso wenigstens 75 9o' der ursprünglich vorhandenen Aromaten In nicht-aromatische Verbindungen umgewandelt werden. Es werden Raffinate bevorzugt% deren Aromatengehalt 3 Gew.% oder weniger beträgt, Geeignete Katalysatoren für die Entaromatisierung sind beispielsweise die im Handel erhältlichen Hydrierungskatalysatoreng insbesondere Katalysatoren, welche Niokel'oder Metalle der Platingruppe oder Verbindungen solcher Metalle enthalten. In den meisten Fällen sind die aktiven Komponenten auf einem Trägermiaterial niedergeschlagen', f Beispiele für solche Katalysatoren sind ein Nickel-Kieselgur-Katalysator mit einem Nickelgehalt von 40 bis 65 Gew.%q ein Rhodium-Aluminiumoxyd-Katalysator mit einem Rhodiumgehalt von 095 % oder ein Platin-Aluminiumoxyd-Katalysator mit einem Platingehalt von Oll bis 2 Gewo%* Die Platinkatalysatoren enthalten öfters auch noch 091 bis 10 Gew,% eines Halogens* wie Fluor oder Chlors und zusätglieh Brdalkal.i- oder Alkalioxyde als Verunreinigungene Die hydrierende Behandlung zwecks Entfernung von Aromaten kann innerhalb eines weiten Druckbereiohes durchgefUhrt werden, wobei ein Gesamtdruck zwischen 20 und 90 at bevorzugt wird. Bei einem solchen Gesamtdruck kann ein-Wasserstoffpartialdruck von 5 at schon ausreichend seing doch wird dieser in der Regel etwas höher gewählt, beispielsweise im Bereich zwischen 10 und 50 at" Bei Durchführung der Hydrierung mit Gaarückführung ist es zweckmäaaig, im Reaktor einen Druck von 60 bis 70 at aufrechtzuerhalten.
- Die Hydrierungstemperatur liegt vorzugsweise zwischen 100 und 350 00, wobei eine Temperatur zwischen 200 und 300 00 besonders geeignet ist.
- Dig Reaktion kann z,B, bei einer Raumgeschwindigkeit von 095 bis 10 Tonnen Öl pro m3 Katalysator je Stunde durch. geführt werden. Das Gas/öl-Verhältnie liegt vorzugsweise im Bereich von 25 bis 300 m3 (gemessen bei 0 0 0 und 760 Torr) Je Tonne ÖL,-Als Wasserstoffquelle kann reiner Wasoerstoff oder eine waseerstoffhaltige Mischung eingesetzt werden, wie sie beispielsweise bei katalytischen Reformierungsverfahren in Gaofoim aufällt. In der Regel werden dabei Mischungen mit einem Iffasserstoffgehalt von 50 %.oder höher angew'endet. Im.Eiüblick auf die Katalysatorlebensdauer iat'es sehr erwünscht., wenn die Gasmischung keinen Sohwefelwasserstoff enthält-3 Falle das teilentaohwefelte Produkt nicht destillativ sondern nach einer'anderen Methode in Anteilemengen aufgetrennt wird, so findet vor der Entaromatisierung eine erschöpfende Entaohwetelung mitielo Wasserstoff in Gegenwart eines. Katalysators statt.
- Diese erschöpfende Entschwefelung wird vorzugsweise unter solchen Bedingungen durchgeführt" daso der Schwefelgehalt den Erdöldestillates höchstens 0.001 Gewo% beträgt*' Insbesondere wird mittels einer solchen Eutschwefelung der Soheefolgehalt auf einen Wert von 090001 Gew.% oder weniger heratseeetzt. -Pf-ir*dieae erschöpfende Entsohwefelung können die gleichen Katalysatoren'zur Anwendung kommen, wie sie vorstehend für die Teilentschwefelung beschrieben worden sind* Es werden Katalysatoren bevorzugt, welche =empfindlich gegenüber Schwefelwasaerstoff sindv z.B. Kobalt- und Molybdänverbindungen auf einem Aluminiumoxydträgerp Nickel- und Itolybdänverbindungen auf einem Aluminium.oxydträger oder Wolfram- und Nickelaulfid auf einem Aluminiumoxydträger.
- Die erschöpfende Ihitschwefelung kann innerhalb eines weiten Druckbereicheo durchgeführt werdeng wobei Drucke zwisohen 20 und 80 at und insbesondere zwischen 35 und 60 at bevorzugt werden, Als Wasserstoffquelle kann dabei reiner Wasserstoff oder eine waseerstoffhaltige Mischung eingesetzt werdent wie sie beispielsweise bei Platformierungsverfahren als Endgas anfällt. In der Regel werden Gaagezische mit einem Wasseratoffgehalt von 40 % oder mehr verwendet.
- Geeignete Entschwefolungetemperaturen liegen zwischen z.B. 350 und 400 00p wobei für die Raumgeschwindigkeit des Behandlungsgutes Werte entsprechend 095 bis 12 Tonnen Öl pro m3 Katalysator pro Stunde bevorzugt werden, Mit beaonderem Vorteil wird eine Raumgeachwindigkeit von 1 bis 3 Tonnen Öl pro m3 Katalysator pro Stunde-angewendet.
- Das Wasserstoff/kohlenwasserstoff-Verhältnis liegt zweckmässig im Bereich von 10 bis 250 m3 (gemessen bei 0 00 und 760 Torr) je Tonne Öl, Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erlä-a4u-oet Beisgiel 1 Ein Kerosin mit einem Rauchpunkt von 22 mm wurda in der folgenden Weise hergestellt.
- Ein Erdöldestillat mit einem Siedebereich von 150 bis 290 OG, einem Schwefelgehalt von 0,25 Gew.%, einem Lromatengehalt von 18 Gew.% und einem Rauchpunkt von 20 mm, welches durch Destillation eines südamerikanisohen Rohbls erhalten worden war, wurde unter Anwendung der Träufeltechnik unter den nachstehenden BedinpjL,.igen teilentechwefelt :
Reaktordruckt 25 at Temperaturt 340 00 Raumgeschwindigkeit: 5 t Öl je m3 Kata- lysator-je Std, Gas:Öl-Verhältnis: 100 NM3 Wasserstoff je t öl. - Es wurde dabei ein handelsüblicher Katalysator verwendet, der in frischem Zustand aus Nickeloxyd auf einem Kieselg=-träger mit einem Nickelgehalt von 44 Gew.% beatand, Die Rydrierungsbehandlung wurde unter den nachstehenden Bedingungen durchgeführt :
EAaktordruck: 63 at Wasserstoffpartialdruak: 35 at Temperatur: 275 00 RaumgeschwIndigkeitt 4 t Öl Je m 3 Kataly- sator je StunAe Gas:Öl-Verhältnis: 100 Nm3 je t Öl. - Die Natalyaatorlebensdauer betrugt etwa 1000 Stundeno Als Parameter der Katalysatoraktivität diente der Rauchpunkt des entaramatisierten Produktse der nach 1000 Stunden rasch zu fallen begann5 weshalb der Versuch nach 1050 Stunden abgebrochen wurde, Dieses hydrierte Produkt wurde dann mit der Anteilemange 0 in einem Volumeaverhältnie von 1 : 3 gemischt und die MIschung zeigte einen Rauchpunkt von 22 mm, Bei2miel 2 Zum Vergleich wurde ein Versuch durchgeführt, bei dem ZU-nächst ein Gemisch der durch Teilentschwefelung und Fraktionieren gemäas Beispiel 1 erhaltenen Anteilomengen B und 0 in einem Volumenverhältnie von 1 : 3 hergestellt wurde- Ein Viertel dieses Gemisches wurde In der in Bei-
spiel 1 beschriebenen Wvise entavoma.-t',isiert und an- schliessend mit den restlichen unboh.nndelten drei Vierteln verse-'U-zt" Die so erhaltene Mischung Jiatte während der ersten 200 Stunden des Verauchs wie ias gemäse Beispiel 1 erhaltene Produkt eInen Rauchpunkt von 22 mm, Darin be- gann jedoch der Rauchpunkt rasch zu so daos der Versuch nach 250 Stunden abgebrocherk. ##rurde" Die Kattily- satorlebensäauer betrug bei diesem Vzrsuch also nur etwa 20 bis 25 935 der bei der erfindtrigsgemässen Arbeitswinise von Beispiel 1 erzielten., Beis12iel Unter Verwendung eines Erdöldestilla-Iies mit einem S-.ede- bereich von 150 bis 250 00 und einem Rauchpunkt von 20 um als Ausgangsmaterial wurde ein Kerosin mit einem Rauch- punkt von 22 m in der nachstehenden Weise hergestel"..t Z D#s Erdöldestillat, welches einen Schwefelgehalt von 0,20 Gew"% und e:Lne--.'.t Aroraatengehalt von 18 aW.wies tuid durch Destillation oines südamerikanischen Rohö'##-a erhalten worden war, wurde imter Anwendung der Träufel- technik unter den nacktstehenden Bedingungen teilent-- schwefelt : Reaktordruckp. 25 at Temperatur: 340 00 Raumge zchwindigke It t 5 t öl je m3 Katfilysa-. tor je Stundo loo NM3 wageerstofj" je t 10 Als "IU-Päzi #Ja-si"arstoff ajigew(indet-, Na irarde ein Im Hitr-Clel V"##talysator a ingveetzt, der im =gebraucht= a--Liz Eobaltoxyd und DIolyl)dänÄ- ohlorid auf einen, bo;,zji--and.; Der Gehalt an 5 Geirt.% bzw., Kobaltoxyd und #iolybdär,-.o1.iI.ori.d 3, -in Porm klei-n-r Z, lin- 41 13,5 Gew,% und der - r der mit eiziem 1,5 #ni-m und ainer Mange von 3 bie 5 mm vor., Ibe Proli#0--r#t einen Schwefelgehalt von 0v005 der betrug 20 mm, Dieues Produkt wurtle in 1 : 3 in mrei Antoils- mengen A und 201 Die uYi#jer Axwendwig der Träu:Cel,;eohnik und der nachritehenden erschöpfend entsch#lefelts Raaktordrucks. 50 at Temperatur: 3170 00 Ra-(m g, e, o, c h ii.-,:Ln d i gk e i 1; 3 t Öl Je M 3 K,9 taly.- Sator je Stunde 100 -1,),13 Wassgrotoff j.3 t öl G reiner wasser to f Als Kat - Al s 11,-toaerstoftauelle te , 9 f 0 a lyT:##tor wurde das ochall für die o,Lnge- se-Lute im Hendal v,3ri#Fendet, Das iei dar grichöpfendon 2rodukt latte einen Schtvefelgcll";#.1--# vori Yi7a:," noeb Or001 Dieses produ,#c-t wurde dann in der flüssigen Phase unter Gaarüokftihrit.ifr 3,s erarde ein Jm Handel erhält- licher Katalysatox# der im Ungebrauchten Zu- stand aus Nicholczy#, c:biem K-i.G#,3elglirtläger mit eInen Nickelgehalt von Gv# "t'3o#iter,#.d. Diese hydr-LereMde wurde unter den folgenden BedLrgunger. 63 at 35 at Temperatur 275 00 A t Öl j e M3 Ka-taly-. sator je Stimde Gas:Öl-Vezb-ältiils: 100 NM3 je t öl - Der Rauch.,punkt deo so erhaltenen Gemisches betrig 23re, m,
Claims (1)
-
verfai.t1,ei-, Mr r-.-,#tlöldestillates mit verbe:Isertem R Ichrja..aIrk luater einer Ent- dadurch dass eIne ialo Ausgangematerial mittels Wasaerstoff und in aj %7 Ige.. _t7.r te.Llentschwefelt #o #'a 0 I#e` fülte rod. i entweder de- #ijxdg da, U -#t,-#,chwo 3? 1, kt 4. cüler einer 1-,aliobJ.rc#,1 enderen Methode in cA'er aiuVi etrepunt wird, dass im i.#-iiftreioi iiiit#7, eine aials einer oder bestehende -Anteile- me-age in. #p-n. F-Ich Weioe durch katalytische 113rdriorui--,r- vird, während im Falle einer nech V.füthode eine Anteilemenge Laerst einer erschöpfen in. unterworfen und daru-- zur in an sich bekannter Weise w.i-rd" tIass die äromatenarme mit einer weiteren Anteilemenge de,-5 n= te-#*i*.'.or#-#!-7,c':c#ic;Zeiten. kradukles gemischt wird& 2,c Vei##eahren nach Aiip.I).-eiteh, 1. dad-erch gekennzeichnet% daos der dea ÖI.<j iv.rch eie Ofeilentschwefelung bis anf 0"#.)1 oder we#Iliger 1-,le:t#ab("e#i3et7,t wird, 7. Verfaahren nach i#.n-sprueli-i 1 bis 61 dadurch gekennzeichnete rly ti«-,i##g das Aromaten- dass die 'i , L3rieru-ng bis zur Herabsetz gehaltes attf'eir--en Werlt Yon 3 Gew-% ocier weniger durch- geführt wird,., 8. Verfal-Lren --nach A-aspruch 1 bio T# c#a-durch gekennzeichnet,) dass die Hydrierung einee Kata:Lysatorii durchge- führt wird, der ein.a auf einem Kiesel- garträgeil er-th;.4,lt ina-f-' oinen, von AW bis 65 Gew.% aufweiste g. Verfahren nach Amspruch 1 bis 7, deeturah g.-ekei-i-nzeichnet, daso die Sydrierirng mi-11-!5els ei-Eies Kata.,lysatorß durchge- führt w-ird" der 091 bis 2 Platin auf einem oxydträger enthält-. 10. Verfahren nach Anspruch. 9,; -Iadurch Zel#:o-nn.,7.eichnet" dass der Katalysator -auch Oel bis 10 Gewz,% eines Halogens enthält. 11. Verfahren nach -Anspruch 1 bis 10#4 dadurch gekennzeichnet9 daso die h,",vi-"rlerende Behandlung bei einem Gesamtdruck von 20 bis 90 at" bei etner 'Temperatur von 100 bis 350 005 bei einer Raumgeschwindi I gkeit von 0,5 bis 10 t Öl je m3 Katalysator pro Stur-de und mit einer Wasserstofftenge von 25 bis 300 NJ je t Öl dm-chgeführt wird,
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