DE1645828C - Verfahren zur Aufarbeitung eines mischphasigen Produktausflusses einer Kohlenwasserstoffumwandlung - Google Patents

Description

Einsatzmaterial für das Verfahren der Erfindung enthält somit Wasserstoff, Schwefelwasserstoff, Ammoniak, unter Normalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe, wie Methan, Äthan und Propan, unter Normalbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffe im Benzinsiedebereich, d. h. von Butan bis herauf zu einem Siedepunkt von etwa 204⁰C, Mitteldestillatkohlenwasserstoffe, Kohlenwasserstoffe im Gasölsiedebereich sowie oberhalb 566° C siedende Kohlenwasserstoffmaterialien mit beträchtlichen Mengen an asphaltisehen Substatizen. Butane werden hier zu den unter Normalbedingungen flüssigen Kohlenwasserstoffen gerechnet, da sie im allgemeinen als Mischbestandteile für Motorbrennstoffe ein erwünschtes Produkt darstellen. Kohlenwasserstoffe mit Siedepunkten, bei Normalbedingungen, oberhalb 566"C werden als »Nichtdestillierbare« bezeichnet

Aus Produktausflüssen dieses Typs sollen im allgemeinen die nachstehenden Produktslröme gewonnen werden: (1) Eine Brenn- oder Heizölfraktion im Siede- »ο bereich von 343°C und höher; (2) eine Mitteldestillatfraktion im Siedebereich von 204 bis 343° C als Brennoder Heizöl oder als Einsatzmaterial für eine zu größtmöglicher Flüssiggaserzeugung betriebene Hydrokrackanlage; (3) eine Fraktion im Benzinsiede- »5 bereich, mit oder ohne Butanen und Pentanen; (4) ein Butan-Pentan-Konzentrat als Motorkrafistcffmischkomponente oder als Einsatzmaterial für eine Tsomerisierungsanlage; (5) eine wasserstoffreiche Gasphase zur Rückführung in die Umwandlungszone; (6) ein Heizgas, das Methan und Äthan umfaßt und im wesentlichen frei von wertvolleren schweren Kohlenwasserstoffen ist.

Üblicherweise werden derartige mischphasige Produktausflüsse einer Kohlenwasserstoffumwandlung nach entsprechender Kühlung in eine bei hohem Druck und tiefer Temperatur arbeitende Phasentrenneinrichtung eingeführt. Die anfallende Gasphase, überwiegend nicht umgesetzter Wasserstoff, wird als innerer Rückfühxstrom in das Umwandlungsverfahren zurückgeführt. Die flüssige Phase wird zur Gewinnung destillierbarer Kohlenwasserstoffprodukte in einer Fraktioniereinrichtung weiter getrennt. Diese Arbeitsweise hat mindestens zwei wesentliche technische Nachteile bei Aufarbeitung von Produktausflüssen der angegebenen Art: Es werden beträchtliche Mengen an Wasserstoff und unter Normalbedingungen gasförmigen Kohlenwasserstoffen in der bei der Phasentrennung anfallenden flüssigen Phase mitgeführt, was unter anderen zu einer starken dampfseitigen Belastung der Destillationseinrichtung führt. Der flüssige Anteil des Produktausflusses enthält weiterhin die nicht umgesetzten Nichtdestillierbaren, und diese neigen dazu, Leitungen und Einrichtungsteile zu verstopfen.

Ein Aufarbeitungsverfahren der vorstehend genannten Art ist z.B. in der USA.-Patentschrift 3 254 017 beschrieben. Dort wird der Produktausfluß einer Hydrokrackung direkt oder über einen Hochdruckabscheider zur Gas-Flüssigkeits-Phasentrennung in eine Fraktionierkolonne eingeführt. Bei Einschaltung des Hochdruckabscheiders besteht Übereinstimmung mit der vorstehend geschilderten üblichen Aufarbeitungsweise, so daß die genannten Schwierigkeiten gegeben sind. Bei Fortlassung des Hochdruckabscheiders, d. h. direkter Einführung des Produktausflusses in die Fraktionierkolonne, gelten diese Gesichtspunkte erst recht. Dann gelangt der gesamte ill«

führungsformen ™ "^¹* "Jdkf_eine Kolonne

LlonM-teilen durch Abladungen■

in einfacher Arbeitsweise zu

daß man

(a) den mischphasigen Produktausfluß in einer ersten Trennzone bei einer Temperatur über 371° C und einem Druck über 68 atü in eine erste Gasphase und eine erste Flüssigkeitsphase trennt,

(b) die erste Gasphase kühlt und in einer zweiten Trennzone bei einer Temperatui unterhalb 6O⁰C und etwa dem gleichen Druck wie in der ersten Trennzone in eine wasserstoffreiche zweite Gasphase und eine zweite, zur Hauptsache Propan und schwerere Kohlenwasserstoffe umfassende Flüssigkeitsphase trennt,

(c) mindestens einen Teil der ersten Flüssigkeitsphase bei etwa der gleichen Temperatur wie in der ersten Trennzone und einem Druck von weniger als 13,6 atü in eine dritte Trennzone an einer Stelle unterhalb eines Siebeinsatzes, der sich quer durch einen oberen Abschnitt der dritten Trennzone erstreckt, einführt und dort in eine dritte Gasphase und eine dritte, oberhalb 566° C siedende Kohlenwasserstoffe enthaltende Flüssigkeitsphase trennt,

(d) die dritte Flüssigkeitsphase in eine vierte Trennzone bei einer Temperatur über 371⁰C und einem unteratmosphärischen Druck einführt und dort eine Rückstandsfraktion, die oberhalb 566° C siedende Kohlenwasserstoffe enthält, und eine unterhalb 566° C siedende schwere Gasölfraktion abtrennt und

(e) einen Teil der schweren Gasölfraktion in die dritte Trennzone an einer Stelle oberhalb des Siebeinsatzes einführt.

Diese Verfahrensweise hat eine Reihe wesentlicher Vorteile. In der ersten Trennzone wird nicht nur Wasserstoff, sondern auch ein beträchtlicher Anteil der bei Normalbedingungen gasförmigen Kohlenwasserstoffe gasförmig ausgetrieben, und aus dem verbleibenden flüssigen Material werden in der dritten Trennzone durch die starke Druckverringerung rest-

liehe gasförmige und im Bereich bis zu Benzin siedende Druck in der Heißtrenneinrichtung und der KaIt-Kohlenwasserstoffe durch eine einfache Flashver- trenneinrichtung. Der Maximaldruck; in der dritten dampfung abgetrennt, so daß im wesentlichen nur Trennzone beträgt weniger als 13,6 atü, und diese Kohlenwasserstoffe im Gasölsiedebertich und die Trennzone arbeitet bei einer erhöhten Temperatur hochsiedenden Rückstandskomponenten in die vierte 5 etwas unterhalb der Temperatur der ersten Flüssig-Trennzone, vorzugsweise eine bei Unterdruck arbei- keitsphase, die aus der Heißtrenneinrichtung abfließt, tende Kolonne, gelangen. Diese Kolonne hat somit Die vierte Trennzone wird als Vakuumkolonne und nur eine Trennung in Gasöl und Rückstand zu leisten vorzugsweise bei einem Druck von weniger als etwa und kann daher bei gleichem Durchsatz an Produkt- 100 mm Hg absolut betrieben. Die dritte Flüssigkeitsausfluß durch die Trennlage wesentlich kleiner und io phase, die aus der dritten Trennzone abgezogen wird, mit geringerem Durchmesser ausgebildet sein, als bei kann bei einer Temperatur von weniger als etwa bekannten Arbeitsweisen. Dies führt zu einer wesent- 371⁰C vorliegen und wird daher vor der Einführung liehen Senkung der Bau-, Betriebs-und Wartungskosten in die Vakuumkolonne auf eine Temperatur oberhalb und vereinfacht die betriebstechnische Durchführung 371° C erhitzt, mit einer oberen Grenze von etwa des Verfahrens beträchtlich. 15 482°C.

Eine Störung der destillativen Trennung durch zu Vor einer weiteren ins einzelne gehenden Erläute-

starke Gasbelastung der Kolonne ist ausgeschlossen. rung des Verfahrens gemäß der Erfindung seien im Die hochsiedenden flüssigen Anteile, die die Nicht- Sinne eines klaren und eindeutigen Verständnisses destillierbaren und Asphaltene enthalten, werden bis verschiedene Ausdrücke und Bezeichnungen definiert, zu der endgültigen Trennung in der vierten Trennzone 20 Siedepunkte und Siedebereiche der verschiedenen durchweg in heißem Zustand gehalten, und es sind Kohlenwasserstoffe und Kohlenwasserstoffgemische bei dieser Trennung auch keine tiefsiedenden Anteile beziehen sich auf die Werte, die bei Anwendung der mehr zugegen, so daß keinerlei Abscheidungs- und ASTM-Standarddestillationsmethoden erhalten wer-Verstopfungsgefahr vorliegt. Darüber hinaus ist eine den. Der Ausdruck »Hexan bis 204° C« kennzeichnet Abscheidungs- und Verstopfungsgefahr bei der Flash- 25 einen unter Normalbedingungen flüssigen Strom, der verdampfung in der dritten Trennzone durch Aufgabe unterhalb einer Temperatur von 204° C siedet und des schweren Gasöls auf den Siebeinsatz der dritten Hexane einschließt. Entsprechend bedeutet der Aus-Trennzone vollständig beseitigt, druck »343°C+« einen flüssigen Strom, der die bei Andere bevorzugte Merkmale des Verfahrens be- 343° C und darüber siedenden Kohlenwasserstoffe treffen die Anwendung besonderer Betriebsbedingun- 30 enthält.

gen und verschiedener innerer Rückführströme. So Die Bezeichnung »Kohlenwasserstoffe im Benzinliegt die Menge an schwerem Gasöl, die in die dritte siedebereich« schließt unter Normalbedingungen flüs-Trennzone (nachstehend auch als Heißflashzone be- sige Kohlenwasserstoffe im Siedebereich bis herauf zeichnet) eingeführt wird, im Bereich von 1,0 bis etwa zu etwa 204° C ein.

10,0 Volumprozent des insgesamt erzeugten schweren 35 Der Ausdruck »etwa der gleiche Druck wie in« Gasöls. Ein Mittelbereich von etwa 3,0 bis etwa bedeutet, daß der in dem betreffenden Gefäß auf-8,0 °/₀ wird besonders bevorzugt. Weiterhin kann ein rechterhaltene Druck dem Druck in einem strom-Teil der ersten Flüssigkeitsphase zur Vereinigung mit aufwärts befindlichen Gefäß entspricht, abweichend dem L'mwandlungsproduktausfluß vor dessen Tren- nur nach Maßgabe des normalen Druckverlustes nung in der ersten Trennzone (nachstehend auch als 40 infolge des Medienflusses durch die Anlage von einem Heißtrenneinrichtung oder Heißabscheider bezeichnet) Gefäß zu dem anderen. Entsprechend gibt der Auszurückgeführt werden. Die Heißtrenneinrichtung wird druck »etwa die gleiche Temperatur wie ...» an, daß bei etwa dem gleichen Druck wie der Umwandlungs- jegliche Temperaturverringerung auf normalen Strahproduktausfluß gehalten, und dieser Druck liegt im lungsverlusten infolge des Materialflusses oder auf Bereich von etwa 68 bis 272 atü. Vorzugsweise liegt 45 der Umwandlung von fühlbarer in latente Wärme die Temperatur des in die Heißtrenneihrichtung ein- durch »Flashverdampfung«, wo ein Druckabfall auftretenden Produktausflusses unterhalb etwa 399° C. tritt, beruht.

Bei höheren Temperaturen besteht die Neigung eines Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung dient die

Mitführens von schwereren, unter Normalbedingun- Heißtrenneinrichtung in erster linie dazu, eine erste gen flüssigen Kohlenwasserstoffen in die erste Gas- 50 Gasphase zu schaffen, die praktisch vollständig fre phase, während bei Temperaturen unterhalb 371°C von 566°C+-Material ist; letzteres ist in der erster Ammoniumsalze (aus der Umwandlung von stick- Flüssigkeitsphase angereichert. Die Kalttrennein stoffhaltigen Verbindungen) zu einem Übergang in richtung, die bei etwa dem gleichen Druck wie di( die Flüssigkeitsphase neigen. Demgemäß wird der Heißtrenneinrichtung, aber bei einer tieferen Tem Anteil der ersten Flüssigkeitsphase, der zur Ver- 55 peratur im Bereich von 16 bis unterhalb 6O⁰C arbeitet einigung mit dem ProduktausfluB zurückgeführt dient zur Anreicherung des in der ersten Gasphase wird, zunächst als Wärmeaustauschmedium benutzt, anwesenden Wasserstoffs. Wie aus den nachstehende! in dem erforderlichen Ausmaß, um seine Temperatur Angaben hervorgeht, wird eine wasserstoffreiche zweit so weit zu verringern, daß die vereinigte Beschickung Gasphase, die etwa 82,5 Molprozent Wasserstoff un» "zu der Heißtrenneinrichtung allgemein eine Tempera-60 nur etwa 2,3 Molprozent Propan und schwerer tür im Bereich von 371 bis etwa 399° C hat. Kohlenwasserstoffe umfaßt, zur Verwendung al

Die zweite Trennzone (nachstehend auch als Kalt- Rückführstrom zur Vereinigung mit der frisch© trenneinrichtung oder Kaltabscheider bezeichnet) ar- Schwarzolbeschickung zur Verfugung gestellt. Di beitet bei etwa dem gleichen Druck wie die Heiß- Flüssigkeitsphase aus der Kalttrenneinrichtung umfaE trenneinrichtung und wird vorzugsweise bei einer 65 etwa 66,7 Volumprozent Butane und schwerere Koh Temperatur von etwa 16 bis unterhalb 6O⁰C gehalten. lenwasscrstoffe, und sie enthält nur etwa 1,9 Volum Die in der dritten und der vierten Trennzone aufrecht- prozent an Bestandteilen, die im Bereich von 343 bi erhaltenen Drücke sind wesentlich geringer als der 566° C sieden.

■·ί

Die Heißflashzone arbeitet bei etwa der gleichen dem Siebeinsatz und trägt sie in die Vakuumkolonne, Temperatur wie die Heißtrenneinrichtung, aber bei von wo sie in dem Rückstand aus dem Verfahren enteinem wesentlich geringeren Druck von weniger als fernt werden. Das nach dem vorliegenden Verfahren 13,6 atü. Die Heißflashzone dient in erster Linie zur gebildete Waschöl kann als schweres Vakuumgasöl Konzentrierung der 204°C+~Kohlenwasserstoffe in 5 bezeichnet werden. Die Menge, die zur Rückführung einer dritten Flüssigkeitsphase, bei gleichzeitiger zu der Heißflashzone an einer Stelle oberhalb des Erzeugung einer dritten Gasphase, die im wesentlichen Siebeinsatzes benutzt wird, beträgt vorzugsweise frei von 566°C+-Anteilen ist und nur eine geringe 1,0 bis etwa 10,0 Volumprozent der insgesamt erzeug-Menge an 343 bis 566°C Kohlenwasserstoffen enthält. ten Menge an schwerem Gasöl.
Um sicherzustellen, daß die in dem Umwandlungs- io Das Trennverfahren gemäß der Erfindung führt produktausfluß anwesenden Asphaltene nicht die somit zu fünf verschiedenen Hauptproduktströmen, dritte Gasphase verunreinigen., was zur Folge hätte. Der erste Produktstrom besteht aus einer zur Hauptdaß stromabwärts gelegene Fraktioniereinrichtungen sache gasförmigen Phase, die mehr als etwa 80,0 Voverstopft werden könnten, ist die Heißflashzone mit lumprozent Wasserstoff enthält; er wird daher zweckeinem Siebeinsatz versehen, unter dem die erste zur 15 mäßig als Rückführstrom benutzt, um einen Teil des Hauptsache flüssige Phase (aius der Heißtrennein- in der Umwandlungszone erforderlichen Wasserstoffs richtung) eingeführt wird. Da die Heißflashzone bei zu liefern. Ein zweiter zur Hauptsache flüssiger Proeinem wesentlich geringeren Druck (Drucksenkung duktstrom wird aus der zweiten Flüssigkeitsphase aus beispielsweise von etwa 177 at herab auf 4,4 at) der Kalttrenneinrichtung erhalten, und dieser umfaßt betrieben wird, unterliegt das in den Behälter ein- 20 mehr als etwa 60,0% Butane und schwerere Kohlentretende Material einer Flashverdampfung, was dazu Wasserstoffe.

führt, daß Asphaltbestandteile dazu neigen, mit der Der dritte Produktstrom besteht aus dem schweren

dritten zur Hauptsache dampfförmigen Phase über Vakuumgasöl, von dem ein Teil als Waschöl zu der

Kopf ausgetragen zu werden. Da die nachfolgenden Heißfiashzone zurückgeführt wird. Der Rest kann,

Trenn- und Fraktioniereinrichtungen bei beträchtlich 25 sofern gewünscht, mit dem vierten Produktstrom

tieferen Temperaturen gehalten werden, würde die (Überkopffraktion aus der Vakuumkolonne), der aus

fortgesetzte Flcishbehandlung in Anwesenheit dieser leichtem Vakuumgasöl besteht, vereinigt werden. Der

Asphaltbestandteile normalerweise schließlich zur fünfte Produktstrom ist der asphaltische Rückstand.

Verstopfung von Leitungen, Wärmeaustauscheinrich- Aus den vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich,

tungen u. dgl. führen. Um dies zu verhindern, wird ein 30 daß das Verfahren gemäß der Erfindung eine Reihe

Siebeinsatz in der Heißflashzone an einer Stelle ober- von integrierten, voneinander abhängigen und mit-

halb der Einführungsstelle der ersten Flüssigkeits- einander verflochtenen Stufen umfaßt, die zu einer

phase angeordnet. Die aus der Flashverdampfung einfachen, wirtschaftlichen und technisch vorteilhaften

kommenden Asphaltbestandteile sind nicht in der Trennung und Aufarbeitung eines mischphasigen

Lage, den Siebeinsatz zu passieren, und sie können 35 Reaktionsproduktausflusses aus einem Schwarzöl-

daher das bis herauf zu etwa 566°C siedende Material umwandlungsverfahren führen.

nicht verunreinigen; hierdurch werden Störungen Im allgemeinen wird Wasserstoff im Gemisch mit

im Betrieb der nachgeschalteten Einrichtungen zur dem Einsatzmaterial verwendet. Der wasserstoff-

T reaming des Produkts in die gewünschten Fraktionen haltige Gasstrom, der im allgemeinen als »Rückführ-

i-ermieden. *° wasserstoff« bezeichnet wird, da er zweckmäßig

Die dritte Flüssigkeitsphase, die mehr als 95,0 MoI- außerhalb der Umwandlungszone zurückgeführt wird, 'r'-Tcnt an 204°C ! -Anteilen enthält, wird einer erfüllt verschiedene Funktionen: Es wirkt als Hyv. eiteren Trennung unterworfen, um die Asphalt- drierungsmittel, als Wärmeträger und insbesondere bestandteile in einer Rückstandsfraktion zu konzen- als Mittel zur Abstreifung umgewandelten Materials tricren und ein Waschöl herzustellen, das zur ständigen 45 von den katalytisch aktiven Stellen, zugunsten des Tnifernung der abgeschiedenen Asphaltbestandteile eintretenden, noch nicht umgewandelten Kohlenvon dem in der Heißflashzone angeordneten Siebein- wassersloffeinsatzmaterials. Da eine gewisse Hydriesatz benutzt wird. Wie nachstehend in Verbindung rung herbeigeführt wird, tritt ein Nettoverbrauch ar mit der Zeichnung noch erläutert wird, erfolgt dies Wasserstoff auf. Um diesen zu ergänzen, muß Wasserunter Anwendung einer Vakuumkolonne, die besonders 50 stoff aus einer geeigneten äußeren Quelle in das vorteilhaft bei einem unteratmosphärischen Druck System eingeführt werden.

von 100 mm Hg oder weniger arbeitet. In dieser Weise Weitere Betriebsbedingungen und bevorzugte Ar·

wird der asphaltische Rückstand als gesonderter beitsmethoden werden in Verbindung mit der nach-

Bodenproduktstrom gewonnen, der im wesentlichen stehenden Erläuterung einer Ausführungsform des

frei von destillierbaren Kohlenwasserstoffen ist. Noch 55 Trennverfanrens gemäß der Erfindung angegeben

wichtiger ist, daß in dieser Weise leicht und bequem Dabei wird auf die Zeichnung Bezug genommen, die

ein Waschöl'des richtigen Typs gebildet wird. Da die ein Ausführungsbeispiel an Hand eines vereinfachter

Heißflashzone gewöhnlich bei einer Temperatur ober- Fließbildes zeigt.

halb 371°C und vorzugsweise etwas unterhalb 399°C Gemäß der Zeichnung wird der ProduktausfluO

arbeitet, sollte das Waschöl selbst ein Material sein, 60 der Schwarzölumwandlung, der in gemischter Phase

das bei'dieser Temperatur normalerweise flüssig ist. vorliegt und etwa 9,4 Gewichtsprozent asphaltischer

Das Waschöl sollte also von solcher Eigenschaft sein. Rückstand enthält, durch eine Leitung 1 in ein«

daß es in der Heißflashzone in flüssigem Zustand Heißtrenneinrichtung 3 eingeführt, und zwar nach

bleibt und somit in Form eines schweren Flüssigkeits- Vermischung mit Rückführgut aus dem Heißab-

stroms durch den Siebeinsatz fließt und mit der 65 scheider, das durch eine Leitung 2 zufließt. Dei

flüssigen Phase entfernt wird. Bei dieser Arbeitsweise Produktausfluß hat am Auslaß der Umwandlungszom

entfernt das Waschöl, das eine hohe Aufnahmefähig- eine Temperatur von etwa 468 C und einen Drucl

keil für die Asphaltbestandteile aufweist, letztere von von etwa 173 atü. Vor dem Eintritt in den Heißab

scheider 3 wird der Ausfluß der Umwandlungszone, 141 700 kg/h, als Wärmeaustauschmedium benutzt, um seine Temperatur zu senken, und dann mit 64 400 kg/h Rückführgut aus dem Heißabscheider vereinigt. Letzteres liegt nach Verwendung als Wärmeaustauschmedium bei einer Temperatur von etwa 204⁰C vor. Die Temperatur des insgesamt in die Trenneinrichtung 3 eintretenden Materials beträgt daher etwa 399°C, der Druck beträgt etwa 172 atü. Eine zur Hauptsache dampfförmige Phase in einer Menge von etwa 27 400 kg/h wird durch eine Leitung 4 in einen Kondensator 5 abgezogen, während insgesamt etwa 60 750 kg/h im heißen Zustand (etwa 468°C) zur Vereinigung mit der zur Umwahdlungszone fließenden Frischbeschickung zurückgeführt werden. Da dies jedoch kein notwendiges Merkmal des Trennverfahrens gemäß der Erfindung bildet, ist diese Rückführung in dem Fließbild nicht dargestellt. Es werden somit 64 400 kg/h durch die Leitung 2 abgezweigt und fließen, nach Verwendung als Wärmeaustauschmedium und Senkung der Temperatur auf etwa 204⁰C, weiter durch diese Leitung zur Vereinigung mit dem Produktausfluß der Umwandlung in der Leitung 1.

In der nachstehenden Tabelle I sind die Analysen der verschiedenen Materialströme, die den Betrieb der Heißtrenneinrichtung 3 kennzeichnen, zusammengestellt. Es sind die Werte für den in die Heißtrenneinrichtung eintretenden Umwandlungsproduktausfluß (Leitung 1), für die erste Gasphase (Leitung 4) und für die zur Heißflashzone 12 fließende Flüssigkeitsphase (Leitung 11) einander gegenübergestellt.

12 650 kg/h wird aus der Trenneinrichtung? durch eine Leitung 8 über eine nicht dargestellte Verdichtungseinrichtung abgenommen und zu der Reaktionszone der Umwandlung zurückgeführt. Die Flüssig- keitsphase, in einer Menge von 14 620 kg/h, wird durch eine Leitung 9 abgezogen. In der nachstehenden Tabelle Il sind die nach Komponenten aufgegliederten Analysen der wasserstoffreichen Gasphase (Leitung 8) und der zweiten im wesentlichen flüssigen Phase

ίο (Leitung 9) angegeben.

Tabelle Il

Analysen der Ströme der Kalttrenneinrichtung »5

Komponente, rvioi/h	Leitung 8 j 9	2 81 134 87 34 35 25 14 86 53 5
Ammoniak	27 136 3700 452 74 58 30 9 7	556
Stickstoff	4493
Schwefelwasserstoff Wasserstoff
Methan
Äthan
Propan
Butan ... ...
Pentan
Hexan bis 204°C 204bis343°C 343bis566°C über 566DC
Summen;

Tabelle I
Analysen der Ströme der Heißtrenneinrichtung

Komponente, Mol/h

Ammoniak

Stickstoff

Schwefelwasserstoff

Wasserstoff

Methan

Äthan

Propan

Butan

Pentan

Hexan bis 204⁰C ..

204 bis 343⁰C

343bis566°C

über566°C

Leitung 1 I 4 ι 11

17

31

247

4125

594

129

110

68

31

148

215

308

96

17

29

217

3834

539

108

93

55

23

93

53

I 45,2

Summen: | 6169 | 5066 j 518,9

Es ist keine Analyse für den Rückführstrom der Heißtrenneinrichtung in der Leitung 2 angegeben, da dieses Material im wesentlichen unverändert bleibt und die im Einzelfall angewendete Menge nach Maßgabe der Temperatur des in die Heißtrenneinrichtung 3 eintretenden Gesamtstroms festgelegt wird.

Der dampfförmige Strom der Leitung 4 (27 400kg/h) wird gekühlt und in dem Kondensators teilweise kondensiert, er fließt dann durch eine Leitung 6 in eine Kalttrenneinrichtung 7.

Ein wasserstoffreicher Gasstrom in einer Menge von Wie aus der Tabelle hervorgeht, erzeugt die Kalttrenneinrichtung 7 eine Gasphase, die etwa 82,5 Molprozent Wasserstoff aufweist. Es ist weiterhin zu beachten, daß dieser Strom nur etwa 2,3 Volumprozent Propan und schwerere Kohlenwasserstoffe enthält.

Die erste Flüssigkeitsphase fließt weiter durch die Leitung 11 in eine Heißflashzone 12, ia der ein aus einem Maschengeflecht bestehender Siebeinsatz 13 angeordnet ist. Das Material, das eine Temperatur von etwa 391⁰C hat, wird an einer Stelle unterhalb des Siebeinsatzes 13 eingeführt. Weiterhin werden in die Heißflashzone 12 ah einer Stelle oberhalb des Siebeinsatzes 968 kg/h eines schweren Vakuumgasöls aus einer Leitung 18, dessen Herkunft nachstehend noch erläutert wird, eingeführt. Eine dritte, zur Hauptsache dampfförmige Phase wird durch eine Leitung 10 in einer Menge von 8330 kg/h abgezogen und mit dem Flüssigkeitsstrom der Leitung 9 vermischt; das Gemisch bildet einen der Produktströme des in diesem Beispiel geschilderten Verfahrens. Eine dritte Flüssigkeitsphase in einer Menge von 46 300 kg/h, die die nicht umgesetzten Asphaltanteile enthält, wird durch eine Leitung 14 abgenommen und in eine Vakuumkolonne 15 geleitet. In der nachstehender Tabelle III sind die nach Komponenten aufgeglieder·

ten Analysen für den Gasstrom aus der Heißflashzom (Leitung 10) und den Flüssigkeitsstrom (Leitung 14) der in die Vakuumkolonne 15 fließt, angegeben Letzterer umfaßt 4,4 Mol/h (968 kg/h) schwer« Vakuumgasöl, das oberhalb des Siebeinsatzes V.

eingeführt wird. Die Analyse des Gemischs aus den zweiten Flüssigkeitsstrom (Leitung 9) und dem Gas strom (Leitung 10) ist in der nachstehenden Tabelli unter der Bezeichnung Leitung 9-10 aufgeführt.

Tabelle 111
Analysen der Ströme der Heißflashzone

Komponente, Mol/h	1 10	„eitung 14	9—10
Ammoniak
Stickstoff	1,0		3,0
Schwefelwasserstoff	13,5	0,2	94,5
Wasserstoff	158,4	1,6	292,4
Methan	26,1 9,5	0,3 0,3	113,1 43,5
Äthan	8,2 5,9 3,2	0,3 0,3 0,2	43,2 30,9 17,2
Propan	23,0 40,4 11,0	3,5 35,4 135,8 45,2	109,0 93,4 16,0
Butan	300,2	223,1	856,2
Pentan
Hexan bis 204cC
204 bis 343°C
343 bis566°C
über566°C
Summen:

Aus den Angaben der Tabelle 111 ist ersichtlich, daß der aus den Leitungen 9 und 10 vereinigte Produktstrom frei von Kohlenwasserstoffmaterialien im Siedebereich oberhalb etwa 566° C ist. Weiterhin umfaßt der Flüssigkeitsstrom der Leitung 14 nur geringe Mengen an Pentan und leichteren gasförmigen Kohlenwasserstoffbestandteilen. Es ist klar, daß der aus den Leitungen 9 und 10 vereinigte Produktstrom weiteren Trennungen unterworfen werden kann, gegebenenfalls nach vorausgehender Kondensation, um die unter Normalbedingungen flüssigen Kohlenwasserstoffe weiter anzureichern, so daß sie ohne die mit übermäßiger Gasbeladung der Kolonnen verbundenen Schwierigkeiten fraktioniert werden können.

Der zur Hauptsache aus unter Normalbedingungen flüssigen Komponenten bestehende Strom der Leitung 14 wird auf eine Temperatur von etwa 440° C erhitzt und in die Vakuumkolonne 15 eingeführt, die bei einem unteratmosphärischen Druck von etwa 50,0 mm Hg absolut gehalten wird. Ein schweres Vakuumgasöl wird in einer Menge von 26 143 kg/h, d. h. 118,5 Mol/h, über eine Leitung 18 abgezogen. Hiervon werden 4,4 Mol/h (968 kg/h), das sind etwa 3,7 Volumprozent der Gesamtmenge, weiter durch die Leitung 18 geführt und in die Heißflashzone 12 an einer Stelle oberhalb des Siebeinsatzes eingespeist. Der verbleibende Anteil, d. h. 114,1 Mol/h(25175kg/h), wird durch eine Leitung 19 als schweres Vakuumgasölprodukt abgezogen. Das asphaltische Material wird durch eine Leitung 16 in einer Menge von etwa 13 320 kg/h abgenommen. Ein leichtes Vakuumgasöl in einer Menge von etwa 56,2 Mol/h (6800 kg/h) wird durch eine Leitung 17 entfernt. Das in der Vakuumkolonne anfallende Gas, das zu den in dem Fließbild nicht dargestellten Vakuumsaugern fließt, beläuft sich auf etwa 45 kg/h und umfaßt den Pentan- und leichteren Anteil des durch die Leitung 14 fließenden 'Materials. In der nachstehenden Tabelle IV sind die nach Komponenten aufgegliederten Analysen des als Produkt gewonnenen schweren Vakuumgasöls (Leitung 19) und des ebenfalls als Produkt gewonnenen leichten Vakuumgasöls (Leitung 17) angegeben.

Tabelle IV
Analysen der Ströme der Vakuumkolonne

Komponente,	Mol/h	Leitung 17 j 19	114,1
Hexan bis 204° C .		3,5
204 bis 343°C		35,4 17,3	114,1
343 bis 566° C		56,2
über 566°C
	Summen:

Weitere Angaben hinsichtlich der Zusammensetzung des durch die Leitung 19 abgezogenen schweren. Vakuumgasöls und des durch die Leitung 17 abgezogenen leichten Vakuumgasöls sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt:

Tabelle V

Siedeanalysen des schweren und des leichten
Vakuumgasöls (Volumprozent)

Siedebereich	Schweres Vakuum gasöl	Leichtes Vakuum gasöl
Hexan bis 121°C	—	0,5 2,3 3,4
121 bis 177°C		26,9
177bis232°C	12,5	36,1
232bis343°C	29.0	30,8
343 bis399°C	30,3
399bis454°C	28,2
454 bis 510°C	100,0
510bis566°C	100,0
Summen:

Der 3,7 Volumprozent ausmachende Anteil des schweren Vakuumgasöls, der weiter durch die Leitung 18 als Waschöl für den Siebeinsatz 13 fließt, hat die gleiche Zusammensetzung wie das vorstehend als Produkt aufgeführte schwere Vakuumgasöl. Die gute Eignung dieses Materials zur Reinhaltung des Maschengeflechts zeigt sich unter anderem in der Tatsache daß der im Siedebereich von 343 bis 566° C liegende Anteil der dritten Gasphase in der Leitung IC (11,0Mol/h) die folgenden Siedeeigenschaften aufweist

Tabelle VI

343 bis 399°C .'. 69,0 Volumprozent

399 bis 454°C 25,4 Volumprozent

454 bis 510⁰C 4,6 Volumprozent

510 bis 566° C 1,0 Volumprozent

100,0 Volumprozent

Wie aus der vorstehenden Tabelle HJ hervorgeht enthält dieser Strom keine Kohlenwasserstoffe,· dii 6s oberhalb 566° C sieden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 ρ . . nc - . „. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Patentansprüche: ωΒΚ1ι gekoimZeichnet, daß man einen Produkt-

1. Verfahren zur Aufarbeitung eines misch- ausfluß zuführt, der aus einer Hydrokrssckphasigen Produktausflusses einer Kohlenwasser- und Hydrofinierungsbehandlung eines Schwarzöls Stoffumwandlung, der oberhalb 566° C siedende S stammt, und in der dritten Trennzone eine dritte Kohlenwasserstoffe enthält, bei dem der misch- Gasphase, die praktisch frei von über 566 C phasige Produktausfluß unter Druck einer Gas- siedenden Anteilen ist und nur eine geringe Menge flüssigkeits-Phasentrennung unterworfen und der an Kohlenwasserstoffen im Siedebereich von 343 dabei verbleibende flüssige Anteil weiter in ge- bis 566° C enthält, abtrennt

wünschte Fraktionen aufgetrennt wird, dadurch io 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn-

gekennzeichnet, daß man zeichnet, daß man die dritte Gasphase und die

, _s . -UU- OJi* on- · zweite Flüssigkeitsphase vereinigt.

(a) den nuschpnasigen Produktausnuß in einer

ersten Trennzone bei einer Temperatur über
371°C und einem Druck über 68atii in eine

erste Gasphase und eine erste Flüssigkeits-

phase trennt,

(b) die erste Gasphase kühlt und in einer zweiten

Trennzone bei einer Temperatur unterhalb rj,_e Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbei-

60⁰C und etwa dem gleichen Druck wie in _ao tung eines mischphasigen Produktausflusses einer

der ersten Trennzone in eine wasserstoff- Kohlenwasserstoffumwandlung, der oberhalb 566° C

reiche zweite Gasphase und eine zweite, siedende Kohlenwasserstoffe enthält, bei dem der

zur Hauptsache Propan und schwerere Koh- mischphasige Produktausfluß unter Druck einer Gas-

lenwasserstoffe umfassende Flüssigkeitsphase Flüssigkeits-Phasentrennung unterworfen und der

trennt, _a5 dabei verbleibende flüssige Anteil weiter in gewünschte

(c) mindestens einen Teil der ersten Flüssigkeits- Fraktionen aufgetrennt wird.

phase bei etwa der gleichen Temperatur wie Das Aufarbeitungsverfahren der Erfindung ist in der ersten Trennzone und einem Druck anwendbar auf Kohlenwasserstoff Umwandlungen, die von weniger als 13,6 atü in eine dritte Trenn- allgemein als wasserstoff verbrauchende Verfahren zone an einer Stelle unterhalb eines Sieb- 30 bezeichnet werden können, es eignet sich jedoch beeinsatzes, der sich quer durch einen oberen sonders für die Aufarbeitung der Produktäusflüsse Abschnitt der dritten Trennzone erstreckt, von Schwarzölumwandlungsverfahren. Diese Vereinführt und dort in eine dritte Gasphase und fahren bedienen sich einer Hydrokrackung-Hydroeine dritte, oberhalb 566° C siedende Koh- finierung zum Zwecke (1) einer Verringerung des lenwasserstoffe enthaltende Flüssigkeitsphase 35 Gehalts an Verunreinigungen (schwefel- und sticktrennt, stoffhaltige Verbindungen sowie Metallkomplexe) und

(d) die dritte Flüssigkeitsphase in eine vierte (2) einer Umwandlung schwerer Kohlenwasserstoffe Trennzone bei einer Temperatur über 371°C in tiefer siedende Produkte. Als Beispiel für derartige und einem unteratmosphärischen Druck ein- Schwarzöle, so benannt nach ihrer gewöhnlich tief führt und dort eine Rückstandsfraktion, die 40 dunklen bis schwarzen Farbe, seien genannt: Bodenoberhalb 566° C siedende Kohlenwasserstoffe produkte der Vakuumdestillation, z. B. mit einem enthält, und eine unterhalb 566° C siedende spezifischen Gewicht von 1,0213 bei 15,6° C und schwere Gasölfraktion abtrennt und einem Gehalt von 4,1 Gewichtsprozent Schwefel und

(e) einen Teil der schweren Gasölfraküon in die 23,7 Gewichtsprozent Asphaltenen; getoppte Mitteldritte Trennzone an einer Stelle oberhalb des « «*£?*?£ z.B. nut einem spezifischen Gewicht von

Siebeinsatzes einführt. °·^{993 bei 15}·^{6 C und einem Gehalt vo}" ¹⁰I^{1 Gewichts}"

prozent Asphaltenen und etwa 5,2 Gewichtsprozent

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Schwefel; Vakuumrückstände, z. B. mit einem spezikennzeichnet, daß man 1,0 bis 10 Volumprozent, fischen Gewicht von 1,008 bei 456⁰C, einem Gehalt insbesondere 3 bis 8 Volumprozent, der schweren 50 von 3,0 Gewichtsprozent Schwefel und 4300 ppm Gasölfraktion in die dritte Trennzone einführt. Stickstoff und einer 20,0 Volumprozent-Destillations-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch temperatur von 568° C. Gewöhnlich sieden mehr als gekennzeichnet, daß man die erste Trennzone bei 10 Volumprozent und häufig mehr als 50 Volumeiner Temperatur von über 371 bis 399° C und prozent dieser öle oberhalb 566° C.

einem Druck von über 68 bis 272 atü und die 55 In dem Umwandlungsverfahren kann nur ein Teil

zweite Trennzone bei einer Temperatur von 16 bis dieser oberhalb 566° C siedenden, praktisch kaum

unterhalb 6O⁰C und etwa dem gleichen Druck hält. destillierbaren Anteile in destillierbare Kohlenwasser-

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- stoffe, d. h. solche mit Siedepunkten unterhalb 566° C, zeichnet, daß man den Produktausfluß der Kohlen- umgewandelt werden, so daß noch beträchtliche Wasserstoffumwandlung vor der Einführung in die 60 Mengen an Nichtdestillierbaren in dem Produktauserste Trennzone durch Vermischung mit einem fluß der Umwandlung vorliegen. Die darin in größeren zurückgeführten gekühlten Anteil der ersten Flüs- Mengen befindlichen, gewöhnlich in kolloidaler Versigkeitsphase auf die Temperatur von über 371 teilung anwesenden Asphaltene neigen bei erhöhter bis 399°C kühlt. Temperatur zum Ausflocken und Polymerisieren. Die

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 65 asphaltischen Substanzen werden auch nicht durch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die vierte tiefer siedende Kohlenwasserstoffe in Lösung gehalten, Trennzone bei einem Druck von weniger als da sie z. B. in Pentan und/oder Heptan unlöslich sind. 100 mm Hg absolut hält. Ein typischer mischphasiger Produktausfluß als