DE1770904C - Process for the hydrogenation and hydrocracking of crude oils - Google Patents

Process for the hydrogenation and hydrocracking of crude oils

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DE1770904C
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Inventor
Seymour Bernard Princeton; Wölk Ronald Howard Lawrence Township; Chervenak Michael Christopher Pennington; N.J. Alpert (V.St.A.)
Original Assignee
Hydrocarbon Research Incorporation, New York, N. Y. (V.St.A.)
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Description

dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige und die flüssige Phase vor dem Abzweigen eines Rückführstromes zur Abtrennung der oberhalb etwa 3600C siedenden Fraktionen fraktioniert werden, wonach eine dieser Fraktionen in die Reaktionszone in einer Menge rückgeführt wird, die zumindest 25 Volumprozent der Beschickung entspricht.characterized in that the gaseous and the liquid phase are fractionated before branching off a recycle stream to separate the fractions boiling above about 360 0 C, after which one of these fractions is returned to the reaction zone in an amount that corresponds to at least 25 percent by volume of the charge.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der Reaktionszone etwa 454°C, der Druck zwischen 140 und 175 kp/cm2 und der Wasserstoffdurchsatz zumindest 90Nm3/hl beträgt, daß die Rückführungsmenge mindestens 50 Volumprozent der Beschikkung ausmacht, die Raumgeschwindigkeit mindestens 0,25 Vol. der frischen Beschickung/Stunde zu Volumen des Reaktionsgefäßes und die Gesamtumwandlung der oberhalb 525GC siedenden Bestandteile mehr als 90% beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature in the reaction zone is about 454 ° C, the pressure between 140 and 175 kp / cm 2 and the hydrogen throughput is at least 90Nm 3 / hl, that the recirculation amount is at least 50 percent by volume of the charge , the space velocity is at least 0.25 vol. of the fresh charge / hour to the volume of the reaction vessel and the total conversion of the constituents boiling above 525 G C is greater than 90%.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der Reaktionszone im Bereich von 426 bis 483°C und der Druck im Bereich von 105 bis 210 kp/cm2 liegt, und daß die Raumgeschwindigkeit eine Umwandlung von mehr als 50% und weniger als 75% der oberhalb 525° C siedenden Bestandteile je Arbeitsgang zuläßt, und die Gesamtumwandlung der oberhalb 525°C siedenden Bestandteile mehr als 90% beträgt.3. The method according to claim 1, characterized in that the temperature in the reaction zone is in the range of 426 to 483 ° C and the pressure in the range of 105 to 210 kp / cm 2 , and that the space velocity is a conversion of more than 50% and allows less than 75% of the constituents boiling above 525 ° C per operation, and the total conversion of the constituents boiling above 525 ° C is more than 90%.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die rückgeführte Fraktion bei über 525°C siedet.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the returned Fraction boils at over 525 ° C.

5 Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückführverhältnis rückgeführte Fraktion/Beschickung mindestens 1,0 beträgt, wodurch eine Maximalmenge von zwischen 360 und 525DC siedendem schwerem Gasöl erhalten wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the recycle ratio recirculated fraction / feed is at least 1.0, whereby a maximum amount of between 360 and 525 D C boiling heavy gas oil is obtained.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückführungsyerhältnis rückgerührte Fraktion/Beschickung mindestens 0,5 beträgt und die Temperatur in der Reaktionszone niedriger ist als bei einem Verfahren mit gleicher Umwandlung, jedoch geringerer Rückführung.6. The method according to claim 4, characterized in that the return ratio stirred back Fraction / feed is at least 0.5 and the temperature in the reaction zone is lower than a process with the same conversion but less recycle.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückführverhältnis rückgeführte Fraktion/Beschickung mindestens 0,5 beträgt und der Druck in der Reaktionszone niedriger ist als bei einem Verfahren mit gleicher Umwandlung, jedoch geringerer Rückführung.7. The method according to claim 4, characterized in that that the recycle ratio of recycled fraction / feed is at least 0.5 and the pressure in the reaction zone is lower than in a process with the same conversion, but less repatriation.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche J bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die rückgeführte Fraktion im Bereich von 360 bis 525CC siedet8. The method according to any one of claims J to 3, characterized in that the recycled fraction boils in the range from 360 to 525 C C.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß kein Teil der von 360 bis 525 C siedenden Fraktion aus dem System entfernt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that that no part of the fraction boiling from 360 to 525 C is removed from the system.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Hydrieren und Hydrokracken von Rohöl mit mindestens 25 Volumprozent oberhalb von 5250C siedender Bestandteile zur weitgehenden Umwandlung dieser Bestandteile in tiefersiedende Stoffe.The invention relates to a process for the hydrogenation and hydrocracking of crude oil with at least 25 volume percent above 525 0 C boiling components to substantially convert these ingredients in lower-boiling substances.

Bei der Umwandlung von Rohöl durch destruktive Hydrierung ist es das Hauptziel, einen so hohen Umwandlungsgrad zu erzielen, wie es auf Grund des Arbeitssystems möglich ist. Das Endziel ist die Umwandlung des gesamten über 525° C siedenden Beschickungsmaterials in ein leichter siedendes Material, wie z. B. in Benzin, Kerosin, Düsenbrennstoff, Dieselöl und schweres Gasöl, unter vollständigem Ausschluß geringwertiger höhersiedender Flüssigkeiten.When converting crude oil through destructive hydrogenation, the main goal is to have such a high degree of conversion to achieve as it is possible due to the work system. The ultimate goal is conversion all feed material boiling above 525 ° C into a lower boiling material, such as B. in gasoline, kerosene, jet fuel, diesel oil and heavy gas oil, with complete exclusion lower-quality, higher-boiling liquids.

Während der Umwandlung des Rohöls durch destruktive Hydrierung unter den notwendigen Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen finden viele Reaktionen statt, wie Sättigung, Polymerisation, Krakken, Entschwefelung, Denitrierung und Hydrierung, die sämtlich gleichzeitig erfolgen, wenn auch mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Die erhaltenen Er gebnis·sind also grundsätzlich nur empirisch zu erfassen und hängen von den Beschickungsmaterialeigenschaften, der Temperatur, dem Druck, den Geschwindigkeitsverhältnissen in dem Reaktionsgefäß, der Wasserstoffdurchflußmenge, der Katalysatorart und der Katalysatorwirksamkeit ab.During the conversion of the crude oil by destructive hydrogenation under the necessary high temperature and high pressure conditions, many reactions take place, such as saturation, polymerization, cracking, desulfurization, denitration and hydrogenation, all of which occur simultaneously, albeit at different rates. The obtained result He ·: £ are therefore generally be recognized empirically and depend on the feedstock properties, temperature, pressure, speed ratios in the reaction vessel, the Wasserstoffdurchflußmenge, the type of catalyst and the catalyst efficiency.

Ein Verfahren zur katalytischen Hydrierung von Rohöl oder von Rückständen ist z. B. aus der USA.-Patentschrift 2 987 465 bekannt. Bei diesem Verfahren wird bei Hochtemperatur und Hochdruckbedingungen Rohöl zusammen mit Wasserstoffgas im Aufwärtsstrom durch eine Katalysatorschicht in der Reaktionszone eines Reaktionsgefäßes geleitet. Die Geschwindigkeit des Aufwärtsstromes durch die Katalysatorschicht ist dabei derart, daß die Katalysatorteilchen in eine Wirbelbewegung geraten und sich die Katalysatorschicht um zumindest 10% ihres Rauminhaltes im abgesetzten Zustand ausdehnt. Die Beschickung wird nach Durchströmen der Katalysatorschicht in eineA method for the catalytic hydrogenation of crude oil or residues is e.g. B. from the USA patent 2,987,465 known. This process is carried out at high temperature and high pressure conditions Crude oil passed upstream through a catalyst layer in the reaction zone of a reaction vessel together with hydrogen gas. The speed of the upward flow through the catalyst layer is such that the catalyst particles in a Vortex movement get and the catalyst layer by at least 10% of its volume in the settled State of stretching. The feed is after flowing through the catalyst layer in a

gasförmige und in eine flüssige Phase getrennt, und Teile dieser Produkte werden zum nochmaligen Durchströmen der Katalysatorschicht zum Bouen des Reaktionsgefäßes zurückgeführt.gaseous and liquid phases are separated, and parts of these products become re-flowed the catalyst layer returned to the bouen of the reaction vessel.

Die Arbeitsbedingungen innerhalb des Reaktionsgefäßes können so geregelt werden, daß keine übertragung von Katalysatorteilchen aus der Reaktionszone verhindert wird. Infolge der Wirbelbewegung der Katalysatorteilchen in der Reaküonszone kann diese im wesentlichen unter isothermischen Bedingungen gehalter, werden. Es ist daher möglich, eine höhere Durchschnittstemperatur zu verwenden, da durch die Vermeidung hoher Ortstemperaturen eine längere Reinerhaltung des. Katalysators möglich ist. Darüber hinaus geht etwaiger sich bildender Koks dank der Ausdehnung der Katalysatorschicht mit dem Aiifwärtsstrom der ReaktionsleiJnehmer ohne Schwierigkeiten durch die Katalysatorschicht hindurch, und der Gesamtdruckabfall in der Schicht bleibt im wesentlichen konstant.The working conditions inside the reaction vessel can be controlled so that no transfer of catalyst particles from the reaction zone is prevented. As a result of the vortex movement of the catalyst particles in the reaction zone can this essentially under isothermal conditions keeper, be. It is therefore possible to use a higher average temperature since By avoiding high local temperatures, the catalyst can be kept clean for a longer period of time. In addition, any coke that forms goes with the thanks to the expansion of the catalyst layer The reaction participants flow upwards without difficulty through the catalyst bed and the total pressure drop across the bed remains essentially constant.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Hydrieren und Hydrokracken von Rohöl mit mindestens 25 Volumprozent oberhalb von 525°C siedender Bestandteile der aus der USA.-Patentschrift 2 987 465 bekannten Art derart weiterzubilden, daß bei einem hohen Durchsatz in einem gegebenen Reaktionsgefäß eine erhöhte Umwandlungsrate der oberhalb 525' C siedenden Bestandteile erhalten wird, wobei eine Ablagerung von in der Beschickung enthaltenden Asphaltenen in dem Reaktionsgefäß und damit eine Verunreinigung des Katalysators weitgehend vermieden wird, was eine weitere Verlängerung der Anslrömzeit, d. h. der Zeit bis zur Erneuerung des Katalysators, zur Folge hat.The invention is based on the object of a method for the hydrogenation and hydrocracking of crude oil with at least 25 percent by volume above 525 ° C of boiling constituents of the type known from US Pat. No. 2,987,465 in such a way that at high throughput in a given reaction vessel, an increased rate of conversion than above 525 'C boiling components is obtained, with a deposit of contained in the feed Asphaltenes in the reaction vessel and thus contamination of the catalyst are largely avoided becomes what a further extension of the Roman Age, d. H. the time until the renewal of the catalytic converter, has the consequence.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gasförmige und die flüssige Phase vor dem Abzweigen eines Rückführstromes fraktioniert werden, um die oberhalb etwa 36O0C siedenden Fraktionen abzutrennen, wonach eine dieser Fraktionen in die Reaktionszone in einer Menge rückgeführt wird, die zumindest 25 Volumprozent der Beschickung entspricht. This object is inventively achieved in that the gaseous and liquid phases before the branching a recycle stream can be fractionated, according to which one of these fractions is recycled to the reaction zone in an amount to boiling above about 36O 0 C fractions to separate, at least 25 volume percent corresponds to the load.

Im Falle einer Rückführung der obeihalb von 525° C siedenden Fraktionen würde eine höhere Raumgeschwindigkeit, d. h. Volumen der frischen Beschikkung/Stunde zu Volumen des Reaktionsgefäßes zur Erzielung der selben Rückstandsumsetzung erforderlich sein, als wenn keine Rückführung durchgeführt wird. Dabei verlagert sich die Produktausbeute mehr in den Bereich von zwischen 360 und 525' C siedendem Schwergasöl. Ist die Rückführungsfraktion das schwere Gasöl mit einem Siedebereich von 360 bis 525° C, kann eine niedrigere Raumgeschwindigkeit für die Beschikkung frischen Materials verwendet werden, wobei eine niedrigere Ausbeute an Schwergasöl mit einem Siedepunkt von 360 bis 525°C, aber eine erhöhte Ausbeute an Schwerbenzin und Brernofenöl erhalten wird. Eine wesentliche Verbesserung der Arbeitsweise wird auch dadurch erzielt, daß ein Niederschlag an Asphaltenen in der Beschickung vermieden wird.In the case of a return of the above 525 ° C boiling fractions would have a higher space velocity, i.e. H. Volume of fresh load / hour to the volume of the reaction vessel required to achieve the same residue conversion be as if no regression is being performed. The product yield shifts more in the range of between 360 and 525 ° C boiling heavy gas oil. Is the repatriate fraction the heavy one Gas oil with a boiling range of 360 to 525 ° C may have a lower space velocity for charging Fresh material can be used, with a lower yield of heavy gas oil with a boiling point from 360 to 525 ° C, but an increased yield of heavy gasoline and furnace oil is obtained. One A significant improvement in the procedure is also achieved in that a precipitate of asphaltenes is avoided in the loading.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in der diese Vorrichtung schematisch dargestellt ist. Anschließend wird an Hand von vier Tabellen gezeigt, welche Vorteile das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber bekannten Verfahren aufweist.To further explain the invention, an apparatus for carrying out the method is described below described in more detail according to the invention with reference to the drawing, in which this device is shown schematically is shown. It is then shown on the basis of four tables which advantages the inventive Process compared to known processes.

Wie näher in der Zeichnung dargestellt, kann eine Beschickung 10 eines Rückstandes mit einem Katalysator 12 vereinigt werden, der in Form einer Aufschlämmung vorhanden sein kann, und zusammen mit Wasserstoff aus der Leitung 16 durch die Leitung 14 in ein Reaktionsgefäß 18 eingeführt wird. Wie in der Lehre der obenerwähnten USA.-Patentschrift 2 987 465 beschrieben, kann das Reaktionsgefäß eine Tragfläche 20 für dsn Flüssigkeitsverteiler und den Katalysator aufweisen, so daß die Flüssigkeit und das Gas, die durch das Reaktionsgefäß 18 nach oben strömen, danach streben, den Katalysator in eine Wirbelbewegung zu versetzen.As shown in more detail in the drawing, a feed 10 can contain a residue with a catalyst 12, which may be in the form of a slurry, and together is introduced into a reaction vessel 18 with hydrogen from line 16 through line 14. As in the teaching of the aforementioned U.S. Patent 2,987,465, the reaction vessel may be a Have support surface 20 for the liquid distributor and the catalyst, so that the liquid and the Gases flowing up through the reaction vessel 18 tend to carry the catalyst into a To displace vortex movement.

Der Katalysaiorteilchengrößenbereich ist zwecks gleichmäßiger Ausdehnung unter geregelten Flüssigkeits- und Gasströmungsbedingungen gewöhnlich eng. Während der Gesamtbereich gewöhnlich zwischen 3,2 und 0,044 mm liegt, wird erfindungsgemäß eine sogenannte Zwangsdurchlauf-Arbeitsweise unter Verwendung eines Katalysators im Siebgrößenbereich 100 bis 200 (= 0,149 bis 0,075 mm) mit einer Flüssigkeitsgeschwindigkeit der Größenordnung 200 bis 40U l/min/m2 des waagerechten Reaktionsraumes in Betracht gezogen. Wahlweise kann ein Katalysator mit größeren Teilchen — gewöhnlich der Größe 0,8 mm — unter entsprechender Rückführung des schweren Öls oder Kohlenwasserstoffgases vom Oberteil zum Unterteil durch den Rost zum Erhalt von etwa 1600 bis 24501 Gesamtflüssigkeit/min/m2 des waagerechten Reaktionsraumes verwendet werden. Es ist selbstverständlich auch möglich, einen Katalysator des Siebgrößenbereiches 40 bis 80 (= 0,42 bis 0,177 mm) zu verwenden, indem die Flüssigkeitsgeschwindigkeit und die anderen Relativregelgrößen oder Arbeitsveränderlichen zweckmäßig gewählt werden. Werden größere Katalysatorteilchen verwendet, kann es notwendig werden, (nicht gezeigte) Druckregelkammern zu verwenden, wobei der Katalysator durch das Ventil 48 eingeführt und durch das Ventil 50 abgeführt wird.The catalyst particle size range is usually narrow for uniform expansion under controlled liquid and gas flow conditions. While the total range is usually between 3.2 and 0.044 mm, according to the invention a so-called forced-flow mode of operation using a catalyst in the sieve size range 100 to 200 (= 0.149 to 0.075 mm) with a liquid velocity of the order of 200 to 40U l / min / m 2 of the horizontal reaction space taken into account. Alternatively, a catalyst with larger particles - usually 0.8 mm in size - can be used with appropriate recirculation of the heavy oil or hydrocarbon gas from the upper part to the lower part through the grate to obtain about 1600 to 24501 total liquid / min / m 2 of the horizontal reaction space. It is of course also possible to use a catalyst with a sieve size range of 40 to 80 (= 0.42 to 0.177 mm) by appropriately selecting the liquid velocity and the other relative control variables or work variables. If larger catalyst particles are used, it may be necessary to use pressure regulating chambers (not shown) with the catalyst being introduced through valve 48 and discharged through valve 50.

Durch Regelung der Katalysatorteilchengröße und -dichte sowie der Flüssigkeits- und Gasgeschwindigkeiten und unter Berücksichtigung der Viskosität der Flüssigkeit und des Auftriebs des Wasserstoffes unter den Arbeitsbedingungen kann die Katalysatorschicht ausgedehnt werden, so daß sie eine bestimmte Höhe oder Grenzfläche, die bei 22 angedeutet ist, in der Flüssigkeit einnimmt. Es ist ersichtlich, daß die Höhe des Katalysators im statischen Zustand — wenn z. B. die Flüssigkeitsdurchflußmenge unterhalb eines den Katalysator tragenden Wert fällt — wesentlich niedriger als die Höhe 22 sein wird. Normalerweise muß die Schichtausdehnung zumindest 10% und selten über 300% der Höhe im statischen Zustand betragen, und die Flüssigkeitsdurchflußmenge oder -geschwindigkeit liegt gewöhnlich im Bereich 40 bis 4000 l/min/ m2 des horizontalen Querschnittes des Reaktionsgefäßes. By controlling the catalyst particle size and density as well as the liquid and gas velocities and taking into account the viscosity of the liquid and the buoyancy of the hydrogen under the working conditions, the catalyst layer can be expanded so that it has a certain height or interface, which is indicated at 22, in who ingests liquid. It can be seen that the height of the catalyst in the static state - if z. B. the liquid flow rate falls below a value supporting the catalyst - much lower than the height 22 will be. Normally the layer extension must be at least 10% and rarely more than 300% of the height in the static state, and the liquid flow rate or velocity is usually in the range 40 to 4000 l / min / m 2 of the horizontal cross-section of the reaction vessel.

Bei einem Reaktionsgefäßsystem dieser Art ist ein Dampfraum 23 vorgesehen, aus welchem ein absolut flüssigkeitsfreier Gesamtdampf über Kopf durch die Leitung 24 entfernt wird. Dieser Gesamtdampf kann auf geeignete Weise in einem Wärmeaustauscher 26 abgekühlt und teilweise kondensiert und in einem Scheider 28 in einen durch eine Leitung über Kopf abgeführten gasförmigen Anteil 30 und einen durch die Leitung 32 abgeführten flüssigen Anteil getrennt werden. Der gasförmige Anteil 30, der größtenteilsIn a reaction vessel system of this type, a vapor space 23 is provided, from which an absolute total liquid-free vapor is removed overhead through line 24. This total steam can suitably cooled and partially condensed in a heat exchanger 26 and in one Separator 28 into a gaseous portion 30 discharged overhead through a line and one through the Line 32 discharged liquid portion are separated. The gaseous portion 30, which is mostly

aus Wasserstoff besteht, kann durch herkömmliche Mittel 40 gereinigt und nachdem er wieder erhitzt wird, durch den Kompressor 42 und die Zufuhrleitung 14 in das Reaktionsgefäß 18 rückgeführt werden.consists of hydrogen, can be purified by conventional means 40 and, after being reheated, be returned to the reaction vessel 18 through the compressor 42 and the supply line 14.

Eine interne Zirkulation der Flüssigkeit innerhalb des Reaktionsgefäßes von oberhalb der Grenzfläche 22 bis unterhalb der Verteilertragfläche 20 ist gewöhnlich auch wünschenswert, um die Vollständigkeit der Umsetzung zu gewährleisten und um eine ausreichende Geschwindigkeit der aufwärts strömenden Flüssigkeit zu erzielen und somit die Aufrechterhaltung des Katalysators in einer willkürlichen Bewegung (Wirbelbewegung) in der Flüssigkeit zu fördern. Dies wird vorzugsweise durch die Verwendung einer Mittelleitung Sl erreicht, die eine erweiterte konische oder trichterartige Kappe 52 hat. Diese Leitung erstreckt sich bis zu einer Pumpe 21 unterhalb der Verteilertragfläche 20, um eine zwangläufige und geregelte Bewegung der Flüssigkeit nach unten durch die Leitung 51 zu gewährleisten.An internal circulation of the liquid within the reaction vessel from above the interface 22 to below the distributor support surface 20 is usually also desirable in order to ensure the completeness of the To ensure implementation and to ensure sufficient speed of the upward flowing liquid to achieve and thus the maintenance of the catalyst in an arbitrary movement (vortex movement) to promote in the liquid. This is preferably done through the use of a center line S1 reached, which has an enlarged conical or funnel-like cap 52. This line extends up to a pump 21 below the distributor support surface 20, to a compulsory and regulated Ensure movement of the liquid down through line 51.

Die Rückführung von Flüssigkeit durch die Innenleitung 51 hat viele mechanische Vorteile und die Tendenz, außenliegende Hochdruckverbindungen überflüssig zu machen, die sonst in einem Hydrierungsgefäß erforderlich wären. Nichtsdestoweniger kann die Rückführung — wie in der obenerwähnten USA.-Patentschrift beschrieben — durch eine Außenpumpe durchgeführt werden.The recirculation of liquid through the inner line 51 has many mechanical advantages and that Tendency to make external high-pressure connections superfluous, which would otherwise be in a hydrogenation vessel would be required. Nonetheless, repatriation can - as in the one mentioned above United States patent described - be carried out by an external pump.

Der Flüssigkeitsanteil 32 aus dem Scheider 28 wird in einem Wärmeaustauscher 34 und dann in einer Destillationssäule 36 in innerhalb des Benzinbereiches (über Kopf) siedende Fraktionen, Kerosin und Dieselöl (Seitenströme) und in schweres Gasöl mit einem Siedepunkt oberhalb 360' C in der Leitung 65 fraktioniert. ' Aus der Reaktionszone ausströmende schwere Flüssigkeit, die frei von einem Katalysator ist, wird aus der Flüssigkeiisausströmungsmenge im oberen Bereich des Reaktionsgefäßes 18 durch einen Fangtrog 43 wiedergewonnen, wobei eine solche ausströmende Flüssigkeit in der Leitung 44 durch ein Druckminderventil 53 hindurch strömt und ohne Kühlen in der Destilliersäule 60 fraktioniert wird. Vorzugsweise werden leichte Produkte, wie z. B. Leichtgas, über Kopf durch die Leitung 61 entfernt, während Materialien im Siedebereich von Kerosin und Dieselöl als Seitenströme 62 und 63 entfernt werden. Eine Heizölfraktion wird bei 64 als Bodenfraktion entfernt.The liquid portion 32 from the separator 28 is in a heat exchanger 34 and then in a Distillation column 36 in fractions boiling within the gasoline range (overhead), kerosene and diesel oil (Side streams) and fractionated into heavy gas oil with a boiling point above 360 ° C in line 65. Heavy liquid flowing out of the reaction zone, which is free of a catalyst, becomes from the Liquid outflow quantity in the upper region of the reaction vessel 18 through a catching trough 43 recovered such leakage liquid in line 44 through a pressure reducing valve 53 flows through and is fractionated in the distillation column 60 without cooling. Preferably be light products such as B. light gas, removed overhead through line 61, while materials in Boiling range of kerosene and diesel oil are removed as side streams 62 and 63. A heating oil fraction is removed as soil fraction at 64.

Die Struktur und Arbeitsweise des Dampfabschni^ tes 23 des Reaktionsgefäßes 18 ist für die erfolgreiche Arbeitsweise der Gesamtanlage insofern kritisch, als der Dampfstrom frei von Tröpfchen oder Nebel sein muß, da in hoher Konzentration in diesen Flüssigkeitströpfchen vorhandenen Asphaltene durch das paraffinische Schwerbenzin vollständig ausgefällt werden', das vorhanden ist, wenn sämtliche kondensierbaren Materialien in diesem Strom in flüssiger Form vorliegen. Dies würde selbstverständlich zum Verschmutzen aller Austauscheroberflächen, Rohroberflächen. Ventil- und Gefäßwände führen.The structure and mode of operation of the steam section 23 of the reaction vessel 18 is essential for the successful The functioning of the entire system is critical in that the steam flow must be free of droplets or mist must, since asphaltenes present in high concentrations in these liquid droplets are caused by the Paraffinic heavy gasoline to be completely precipitated ', which is present when all condensable Materials in this stream are in liquid form. This would of course lead to pollution all exchanger surfaces, pipe surfaces. Guide valve and vessel walls.

Gleichzeitig ist es notwendig diesen Dampfraum oder -abschnitt (23) klein zu halten, um den Betrag des thermischen Krackens tu vermindern: bei diesem Kracken entstehen Olefine, die zur Polymerisation neigen. Das Entfernen von katalysatorfreier Flüssigkeit durch die Leitung 44 wird durch das von einem Kontrollinstrumcnt 55 bestätigte Ventil 54 gesteuert. Das Kontrollinstrument 55 ist eine Differenzdruckmeßvorrichtung. die auf die Druckdifferenz zwischenAt the same time it is necessary to keep this vapor space or section (23) small in order to reduce the amount of thermal cracking tu : this cracking produces olefins which tend to polymerize. The removal of catalyst-free liquid through the line 44 is controlled by the valve 54, which is confirmed by a control instrument 55. The control instrument 55 is a differential pressure measuring device. based on the pressure difference between

(a) dem Dampfraum 23 und (b) einer Stelle gerade oberhalb der Grenzfläche 22, d. h. einer Stelle im untersten Teil der katalysatorfreien Flüssigkeitsschicht in dem Reaktor 18 anspricht. Dieser Diflerenzdruck ist eine direkte Funktion der Tiefe der katalysatorfreien Flüssigkeitsschicht oberhalb der Grenzfläche 22 und ist somit mehr oder weniger dem Volumen des Dampfraumes 23 umgekehrt proportional. Das Kontrollinstrument 55 ist zum Feststellen der Tiefe der(a) the vapor space 23 and (b) a location just above the interface 22, i.e.. H. a place in the lowest part of the catalyst-free liquid layer in the reactor 18 responds. This diflerential pressure is a direct function of the depth of the catalyst-free liquid layer above the interface 22 and is thus more or less inversely proportional to the volume of the vapor space 23. The control instrument 55 is for determining the depth of the

ίο katalysatorfreien Flüssigkeitsschicht angeordnet, die dem gewünschten Volumen des Dampfraumes 23 entspricht. Wenn sich die Tiefe der katalysatorfreien Flüssigkeitsschicht vermindert, sinkt auch der von dem Kontrollinstrument gemessene Differenzdruck.ίο catalyst-free liquid layer arranged, the corresponds to the desired volume of the vapor space 23. When the depth of the catalyst free If the liquid layer decreases, the differential pressure measured by the control instrument also decreases.

und bei einem vorbestimmten Wert schließt das Kontrollinstrument das Ventil 54, damit der Flüssigkeitsspiegel 56 und folglich auch der Differenzdruck auf die gewünschte Höhe ansteigen können. Steigt der Flüssigkeitsspiegel höher als gewünscht, so öffnet das Kontrollinsirument 55 das Ventil 54, so daß sich der Flüssigkeitsspiegel in dem Reaktor auf den durch das Kontrollinstrument vorgegebenen Wert absenken kann.and at a predetermined value, the control instrument closes valve 54 to lower the liquid level 56 and consequently also the differential pressure can rise to the desired level. The rising Liquid level higher than desired, the control instrument 55 opens the valve 54, so that the Lower the liquid level in the reactor to the value specified by the control instrument can.

Die größtenteils oberhalb von 360cC siedende Heizölfraktion 64 wird einem Vakuumdestillierkolben 66 zugeführt und in ein schweres Gasöl oder Kohlenwasserstoffgas, das im Bereich von 360 bis 525LC siedet und durch die Leitung 67 entfernt wird, und in ein Rückstandsmaterial fraktioniert, das oberhalb von 525C C siedet und durch die Leitung 72 entfernt wird. Ein Anteil des schweren Gasöls oder Kohlenwasserstoffgases in der Leitung 67 kann durch die Leitung 71 entfernt und mit dem Anteil in der Leitung 65 vereinigt werden und die ganze Menge oder ein Teil davon durch das Ventil 70 und die Leitung 69 in das Reaktionsgefäß 18 rückgefuhi! werden. Gegebenenfalls kann das ganze Schwergasölmaterial oder ein Teil davon durch die Leitung 82 abgeführt werden.The mostly above 360 c C-boiling oil fraction 64 is fed to a Vakuumdestillierkolben 66 and fractionated into a heavy gas oil or hydrocarbon gas which boils and in the range 360-525 L C is removed through line 67 and into a residue material that is above 525 C C boils and is removed through line 72. A portion of the heavy gas oil or hydrocarbon gas in line 67 can be removed through line 71 and combined with the portion in line 65 and returned all or part of it through valve 70 and line 69 to reaction vessel 18! will. Optionally, all or a portion of the heavy gas oil material can be discharged through line 82.

Das ganze Material, in der Leitung 72 das oberhalbAll of the material in line 72 that above

von 525rC siedet, kann durch die Leitung 68. das Ventil 76 und die Leitung 69 in die Reaktionszone rückgeführt werden. Der nicht rückgeführte Anteil wird durch die Leitung 75 entfernt.boiling of 525 r C, valve 76 and line 69 can be returned to the reaction zone through line 68. The portion that is not recycled is removed through line 75.

Die Ventilsteuermittel für eine unabhängige Rückführung und Entfernung der Fraktionen — wie oben beschrieben — sind nicht dargestellt, da ihre Anordnung und Verwendung für den Fachmann naheliegend sind.
Durch diese Arbeitsweise werden Ablagerungen von
The valve control means for an independent recirculation and removal of the fractions - as described above - are not shown, since their arrangement and use are obvious to the person skilled in the art.
This way of working, deposits of

Agglomeraten aus Koks und Katalysator im Reaktionsgefäß vermieden, wogegen bei Nichtdurchführune einer Rückführung der oberhalb von 3600C siedenden Fraktionen die Koks-Katalysatorniederschläge irr Reaktionsgefäß das Verfahren undurchführbar macher und zu kurzen Anströmzeiten führen würden.Agglomerates of coke and catalyst avoided in the reaction vessel, a recirculation of above 360 0 C whereas in Nichtdurchführune boiling fractions the coke catalyst precipitation irr reaction vessel, the process unworkable wheeler and would result in short Anströmzeiten.

Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen di< Arbeitsweise nach der Erfindung.The following examples illustrate the procedure according to the invention.

Beispiel 1example 1

Zwei Versuche wurden an Hand einer Kuwait Vakuumrückstandbeschickung durchgeführt. Beid Versuche wurden in ähnlichen Versuchsanlagen durch geführt. Jede Anlage hatte ein Reaktionsgefgß m einem Rauminhalt von 400 cm3 und einen Inner durchmesser von 15.6 mm. Der dabei verwende Katalysator war ein Kobaltmolybdatkatalysator m Katalysatorteilchen mit einem Durchmesser ve 0.8 mm in Form von 0.8 mm Gebilden. Beim ersteTwo trials were carried out using a Kuwait vacuum residue feeder. Both tests were carried out in similar test facilities. Each plant had a reaction vessel with a volume of 400 cm 3 and an inner diameter of 15.6 mm. The catalyst used was a cobalt molybdate catalyst with catalyst particles with a diameter of 0.8 mm in the form of 0.8 mm structures. The first

Versuch (bezeichnet als Fall 1) wurde ein Umwandlungsgrad von 89,3% (Umwandlung einer oberhalb von 525°C siedenden Beschickung in tiefersiedende Produkte) bei einer Temperatur von 4530C. einem Wassersloffdruck von 157,5 kp/cnr und einer Raumgeschwindigkeit der frischen Beschickung von 0,54 Volumteilen öl pro Stunde je Volumen des Reaktionsgefäßes und mit einer Wasserstoffdurchflußmenge von 108 Nm3/hl erhalten. Ein ähnlicher Versuch wurde durchgeführt, wobei jedoch in diesem Fall (Fall 2) eine Rückführung der höher als bei etwa 525°C siedenden Produktfraktionen durchgeführt wurde. Bei einer Temperatur von 454° C, einem Druck von 157,5 kp/cm2 waren eine Raumgeschwindigkeit der frischen Be-. Schickung von 1,01 Volumen öl pro Stunde je Volumen des Reaktionsgefäßes und eine Rückführungsbeschickung von 0,53 Volumen des Materials mit einem Siedepunkt von 525CC und darüber pro Stunde je Volumen der frischen Beschickung, sowie eine Wasserstoffdurchflußmenge von 92 Nm3/hl notwendig. Der Umwandlungsgrad war in diesem Fall 92,8%. also etwas höher als der im ersten Versuch erzielte.Test (referred to as a case 1) a degree of conversion of 89.3% was (conversion of above 525 ° C boiling feed to lower boiling products) at a temperature of 453 0 C. a Wassersloffdruck of 157.5 kg / cnr and a space velocity of Fresh charge of 0.54 parts by volume of oil per hour per volume of the reaction vessel and with a hydrogen flow rate of 108 Nm 3 / hl. A similar experiment was carried out, but in this case (case 2) the product fractions boiling higher than about 525 ° C. were recycled. At a temperature of 454 ° C, a pressure of 157.5 kp / cm 2 were a space velocity of the fresh loading. Destiny of 1.01 volumes of oil per hour per volume of the reaction vessel and a return feed of 0.53 volume of material with a boiling point of 525 C C and above needed per hour per volume of fresh feed, as well as a Wasserstoffdurchflußmenge of 92 Nm 3 / hl . The degree of conversion in this case was 92.8%. so a little higher than that achieved in the first attempt.

Eine auffallende Wirkung erfolgte insofern, als dieser Umwandlungsgrad bei einer etwa zweimal so hohen Raumgeschwindigkeit (1,01 Volumen pro Stunde je Volumen des Reaktionsgefäßes gegenüber 0,54 Volumen pro Stunde je Volumen des Reaktionsgefäßes) als die beim ersten Versuch verwendete erhalten wurde. Bei etwa derselben Temperatur war also der zur Erzielung des gewünschten Umwandlungsgrades erforderliche öldurchsatz höher, wenn eine Rückführung der höher als bei 525°C siedenden Produktfraktionen durchgeführt wurde. Weitere Vorteile die erzielt wurden, bestanden in der Herabsetzung der Gasausbeuten von 7,6% im ersten Fall auf 4,9% im zweiten Fall und in höheren Ausbeuten von schweremThere was a remarkable effect in that this degree of conversion was about twice as high high space velocity (1.01 volume per hour per volume of the reaction vessel compared 0.54 volume per hour per volume of the reaction vessel) than that used in the first attempt would. At approximately the same temperature, the oil throughput required to achieve the desired degree of conversion was higher, if one Return of the higher than 525 ° C boiling product fractions was carried out. Additional advantages which were achieved consisted in reducing the gas yields from 7.6% in the first case to 4.9% in the second case and in higher yields of heavier

,5 Gasöl oder Kohlenwasserstoffgas mit Siedepunkt von 360 bis 525° C, sowie in der herabgesetzten Ausbeute von C4-204°C Schwerbenzin gegenüber den im ersten Versuch erzielten. Darüber hinaus war im Rückführungsfall die Güte der Produktfraktion mit einem, 5 gas oil or hydrocarbon gas with a boiling point of 360 to 525 ° C, as well as in the reduced yield of C 4 -204 ° C heavy gasoline compared to the obtained in the first experiment. In addition, in the case of return, the quality of the product fraction was with a

ίο Siedepunkt von 525°C und darüber und der Produktfraktion mit einem Siedepunkt zwischen 360
525° C höher.
ίο Boiling point of 525 ° C and above and the product fraction with a boiling point between 360
525 ° C higher.

Einzelheiten dieser Versuchsreihen sind aus der nachfolgenden Tabelle 1 ersichtlich.Details of this series of tests are shown in Table 1 below.

Tabelle ITable I.

Hydrierungsbehandlung von öl aus Kuwait-Vakuum-Rückständen m.t einer 90%igen Umwandlungsausbeute bei Rückführung bzw. in einem· einzigen ArbeitsgangHydrogenation treatment of oil from Kuwait vacuum residues with a 90% conversion yield with recycling or in a single operation

Keine Rückführung
Falll
No repatriation
Case

Rückführung
Fall 2
return
Case 2

Frische Beschickung Fresh loading

Temperatur, 0C Temperature, 0 C

Druck in kp/cm2 Pressure in kp / cm 2

Frische Beschickung, Raumgeschwindigkeit, Volumen der frischen Beschickung/Stunde/Volumen des Reaktionsgefäßes (Vffh/Vr) Fresh charge, space velocity, volume of fresh charge / hour / volume of reaction vessel (V f fh / V r )

Rückführungsbeschickung des Materials mit einem Siedepunkt von 525°C und darüber, Volumen der Rückführungsbeschikkung/Voiumen der frischen Beschickung (VnJV1) Return feed of material with a boiling point of 525 ° C and above, volume of return feed / volume of fresh feed (V n JV 1 )

H2-Durchflußmenge, Nm3/hl H 2 flow rate, Nm 3 / hl

H2-Verbrauch, Nm3/hl H 2 consumption, Nm 3 / hl

Umwandlung der Beschickung mit einem Siedepunkt von 525° C und darüber in Beschickung, % Converting 525 ° C Boiling Point and Above Charge to Charge,%

Katalysatoralter, hl/kp · ·Catalyst age, hl / kp

Q, Gewichtsprozent, Ausbeute Q, percent by weight, yield

C2, Gewichtsprozent, Ausbeute C 2 , weight percent, yield

C3, Gewichtsprozent, Ausbeute C 3 , weight percent, yield

C4 + flüssiges Produkt C 4 + liquid product

(Fortsetzung) Kuwait-Vakuum-Rückstände(Continued) Kuwait Vacuum Residues

453
157,5
453
157.5

0,540.54

454
157,5
454
157.5

1,011.01

00 0,530.53 108108 9292 2424 2121 89,389.3 92.892.8 4,344.34 4,974.97 2,02.0 1,61.6 2,22.2 1,51.5 3,43.4 1,81.8

Beschickung Keine RückführungFeeding No return

Rückführungreturn

Volumprozent, Ausbeute Volume percent, yield

Spezifisches Gewicht, 15,5°C/15,5°C Specific gravity, 15.5 ° C / 15.5 ° C

Schwefel, Gewichtsprozent Sulfur, weight percent

(Ramsbattom Koksrückstand) RCR, % ... (Ramsbattom coke residue) RCR,% ...

C4 - 204°C, Volumprozent C 4 - 204 ° C, percent by volume

Spezifisches Gewicht, 15.5° C/15,5° C Specific gravity, 15.5 ° C / 15.5 ° C

Schwefel, Gewichtsprozent Sulfur, weight percent

Anilinpunkt (Anfangssiedepunkt -2040C). CAniline point (initial boiling point -204 0 C). C.

1,017 5,53 16,67 104,6
0,868
1,05
1.017 5.53 16.67 104.6
0.868
1.05

31,2
0,722
0,10
31.2
0.722
0.10

53.353.3

106,1
0,884
1,25
106.1
0.884
1.25

22,022.0

0,7390.739

0,11
53,7
0.11
53.7

209647209647

Fortsetzungcontinuation

Beschickungfeed

Keine RückführungNo repatriation

Rückführungreturn

204 bis 3600C, Volumprozent 204 to 360 0 C, percent by volume

Spezifisches Gewicht, 15,5°C/15,5°CSpecific gravity, 15.5 ° C / 15.5 ° C

Schwefel, Gewichtsprozent Sulfur, weight percent

Anilinpunkt, 0C Aniline point, 0 C

360 bis 525°C, Volumprozent 360 to 525 ° C, percent by volume

Spezifisches Gewicht, 15,5°C/15,5°CSpecific gravity, 15.5 ° C / 15.5 ° C

Schwefel, Gewichtsprozent Sulfur, weight percent

Anilinpunkt, 0C Aniline point, 0 C

525° C und darüber, Volumprozent. Spezifisches Gewicht, 15,5°C/15,5°C525 ° C and above, percent by volume. Specific gravity, 15.5 ° C / 15.5 ° C

Schwefel, Gewichtsprozent Sulfur, weight percent

RCR, % RCR,%

Katalysator catalyst

Beispiel 2Example 2

Die Möglichkeit, einen Umwandlungsgrad bei einer höheren Raumgeschwindigkeit zu erzielen, ist aus Beispiel 1 ersichtlich. Dieses Ergebnis kann zum Arbeiten bei einer niedrigeren Temperatur als jene, die erforderlich ist, wenn keine Rückführung der bei 5250C siedenden Produktfraktion stattfindet, verwendet werden. Bei derselben Raumgeschwindigkeit ist es möglich, mit einer niedrigeren Temperatur zu arbeiten, wenn die oberhalb von etwa 525° C siedende Produktfraktion rückgeführt wird. Diese Wirkung ist in Tabelle II gezeigt. Bei der Rückführung der oberhalb von 525° C siedenden Produktfraktion war eine Temperatur von 445° C gegenüber einer Reaktionsgefäßtemperatur von 454° C erforderlich, die not-Example 1 shows the possibility of achieving a degree of conversion at a higher space velocity. This result can be used to work at a lower temperature than that which is required if the product fraction boiling at 525 ° C. is not recycled. At the same space velocity, it is possible to work at a lower temperature if the product fraction boiling above about 525 ° C. is recycled. This effect is shown in Table II. When recycling the product fraction boiling above 525 ° C, a temperature of 445 ° C was required compared to a reaction vessel temperature of 454 ° C, the necessary

39,9
0,856
0,35
56,5
22,8
0,959
1,30
67,8
10,7
1,067
3.30
37,23
39.9
0.856
0.35
56.5
22.8
0.959
1.30
67.8
10.7
1.067
3.30
37.23

0.8 mm große
Strangpreßstücke
aus Kobaltmolybdat
auf Tonerde
0.8 mm in size
Extrusions
from cobalt molybdate
on clay

34,9 0,856 0,63 57,2 37,4 0,940 1,8 70,6 11,8 1,068 3,5 30,034.9 0.856 0.63 57.2 37.4 0.940 1.8 70.6 11.8 1.068 3.5 30.0

0,8 mm große Strangpreßstücke aus Kobaltmolybdat auf Tonerde0.8 mm extruded pieces of cobalt molybdate on alumina

wendig war, wenn keine Rückführung der oberhalb 525° C siedenden Produktfraktion stattgefunden hatte Derselbe Vorteil bei der Produktverteilung, d. h. eine niedrigere Gasausbeute, eine niedrigere Schwerbenzinausbeute und eine höhere Ausbeute an schwerem Gasö ist wieder ersichtlich.was manoeuvrable when the product fraction boiling above 525 ° C. had not been recycled Same benefit in product distribution, i.e. H. a lower gas yield, a lower heavy gasoline yield and a higher yield of heavy gas oil can be seen again.

In dem Fall, in welchem die Rückführung der ober halb 525° C siedenden Produktfraktion nicht durchge führt wurde, konnten keine langen Anströmzeiten er zielt werden. Niederschläge von Agglomeraten au: Koks und Katalysatorteilchen im Reaktionsgefäi fanden als Folge der Asphaltenenrückstände im Reak tionsgefäß statt. Lange Anströmzeiten wurden da gegen erzielt, wenn eine Rückführung der Produkt fraktion stattfand.In the case in which the recirculation of the product fraction boiling above 525 ° C does not go through long flow times could not be achieved. Precipitation from agglomerates on: Coke and catalyst particles found in the reaction vessel as a result of the asphaltene residues in the reactor tion vessel instead. On the other hand, long flow times were achieved when the product was returned faction took place.

Tabelle IITable II

Beschickungfeed

Mit RückführungWith repatriation

In einem einzigen ArbeitsgangIn a single operation

Frische Beschickung Fresh loading

Temperatur, °C Temperature, ° C

Wasserstoffteildruck, kp/cm2 Partial hydrogen pressure, kp / cm 2

Raumgeschwindigkeit, Volumen der frischen Beschickung/Stunde/Volumen des Reaktionsgefäßes (Vffti/Vr) Space velocity, volume of fresh charge / hour / volume of reaction vessel (V f fti / V r )

Rückführungsmaterial Return material

Rückführungsverhältnis, Volumen der Rückführungsbeschickung/Volumen der frischen Beschickung (V1JVf) Recycle Ratio, Recycle Charge Volume / Fresh Charge Volume (V 1 JVf)

Gesamtumwandlung der bei 525° C und darüber siedenden Materialien — Ausbeute Total conversion of materials boiling at 525 ° C and above - yield

C4 + Flüssigkeit C 4 + liquid

C1 bis C3, Gewichtsprozent C 1 to C 3 , weight percent

C4 - 204° C, Volumprozent C 4 - 204 ° C, percent by volume

204 bis 360°C 204 to 360 ° C

360 bis 5250C 360 to 525 0 C

Kuwait-Vakuum-RückständeKuwait vacuum residues

445
105
445
105

0,750.75

Produkt mit einem
Siedepunkt von
525°C und darüber
Product with a
Boiling point of
525 ° C and above

0,420.42

82,682.6 83,483.4 105,5105.5 103,1103.1 3,33.3 5,15.1 16,816.8 21,121.1 27,027.0 34,734.7 42,342.3 30,930.9

454 105454 105

0,78 keines0.78 none

■■ V ■■ V

770 904770 904

Fortsetzung 12 Continued 12

Beschickung Mit RückführungFeeding with return

In einem einzigen ArbeitsgangIn a single operation

525° C und darüber, Volumprozent ..
Spezifische Gewichte, 15,5°C/15,5°C
525 ° C and above, volume percentage ..
Specific weights, 15.5 ° C / 15.5 ° C

C4 + Flüssigkeit C 4 + liquid

C4 - 2040C C 4 - 204 0 C

204 bis 3600C 204 to 360 0 C

360 bis 525°C 360 to 525 ° C

5250C und darüber 525 0 C and above

Gewichtsprozent SWeight percent S

C4 + Flüssigkeit C 4 + liquid

C4 - 2040C C 4 - 204 0 C

204 bis 360°C 204 to 360 ° C

360 bis 525°C 360 to 525 ° C

525°C und darüber 525 ° C and above

Katalysator catalyst

100100

1.0181,018

5,4 19,45.4 19.4

0,920 0,731 0,860 0,950 1,0750.920 0.731 0.860 0.950 1.075

2,09 0,15 0,98 2,11 3,832.09 0.15 0.98 2.11 3.83

Mikrosphären aus Kobaltmolybdat auf Tonerde der Siebgröße 100 bis200 ( = 0,149 bis 0,074 mm)Cobalt molybdate microspheres on clay with a screen size of 100 to 200 (= 0.149 to 0.074 mm)

16,416.4

0,900 0,726 0,857 0,953 1,1030.900 0.726 0.857 0.953 1.103

1,561.56

0,150.15

0,410.41

1,861.86

3,683.68

Mikrosphären aus Kobaltmolybdat auf Tonerde der Siebgröße 100 bis200Cobalt molybdate microspheres on clay with a screen size of 100 to 200

Tabelle IIITable III

Hydrierungsbehandlung von öl aus Kuwait-Vakuum-Rückständen mit Rückführung des bei 360 bis 525°C siedenden schweren Gasöls gegenüber der destruktiven Behandlung und der BehandlungHydrogenation treatment of oil from Kuwait vacuum residues with recycling of the at 360 to 525 ° C boiling heavy gas oil versus destructive treatment and treatment

in einem einzigen Arbeitsgang.in a single operation.

Mit RückführungWith repatriation

In einem einzigen ArbeitsgangIn a single operation

Katalysator catalyst

VerfahrensbedingungenProcedural conditions

Wasserstoffdruck in kp/cm2 Hydrogen pressure in kp / cm 2

Raumgeschwindigkeit, Volumen der Bcschickung/Stunde/Volumen des Reaktionsgefäßes (Vf/h/Vr) Space velocity, volume of the feed / hour / volume of the reaction vessel (V f / h / V r )

Temperatur, 0C Temperature, 0 C

Rückführungsverhältnis, Volumen des bei 360 bis 525° C siedenden Materials/Volumen der frischen Beschickung (VR/Vf).... Recycle ratio, volume of material boiling at 360 to 525 ° C / volume of fresh feed (V R / V f ) ....

Wasserstoffdurchflußmenge, Nm3/hl Beschickung von Vakuumrückständen Hydrogen flow rate, Nm 3 / hl charging of vacuum residues

Menge des zugegebenen Katalysators in kp/hl Amount of catalyst added in kp / hl

Ausbeute in Volumprozent, bezogen auf BeschickungYield in percent by volume based on the charge

H2S, Gewichtsprozent H 2 S, percent by weight

Q bis C3, Gewichtsprozent Q to C 3 , weight percent

C4 - 166°C, Volumprozent C 4 - 166 ° C, percent by volume

166 bis 3600C 166 to 360 0 C

360 bis 525°C 360 to 525 ° C

525°C und darüber 525 ° C and above

C4 + Flüssigkeit, Volumprozent C 4 + liquid, percent by volume

Spezifische Gewichte, 15,5°C/15,5°CSpecific weights, 15.5 ° C / 15.5 ° C

C4 + C 4 +

166 bis 3600C 166 to 360 0 C

360 bis 525°C 360 to 525 ° C

535°C + 535 ° C +

Mikrosphären aus Kobaltmolybdat auf Ton erde, der Siebgröße 100 bis (=0,149 bis 0,074 mm)Cobalt molybdate microspheres on clay, mesh size 100 to (= 0.149 to 0.074 mm)

105105

105105

0,380.38 0.960.96 463463 463463 11 00 216216 112112 0,0320.032 0,0260.026 5,05.0 4,54.5 7,77.7 4,64.6 25,025.0 14,814.8 65,265.2 40,240.2 - 32,032.0 15,915.9 16,816.8 106,1106.1 103,8103.8 0,8620.862 0,9010.901 0,8640.864 0,8470.847 - 0,9570.957 1,1521.152 1,1311.131

Fortsetzungcontinuation

Mit RückrührungWith backward emotion In einem einzigen
Arbeitsgang
In a single
Operation
Schwefelgeha-t
C4 +
Sulfur content
C 4 +
1,09
0,52
3,91
1.09
0.52
3.91
1,741.74
166 bis 3600C 166 to 360 0 C 0,780.78 360 bis 525°C 360 to 525 ° C 2,012.01 525°C und darüber 525 ° C and above 4,024.02

Es wurde gefunden, daß bei getrennter Destillation der aus dem Reaktionsgefäß ausströmenden flüssigen 15 und dampfförmigen Anteile zum Trennen der Schwergasölfraktion (360 bis 525CC) aus beiden Strömen und durch Vereinigen der Schwergasölströme sowie durch Rückrührung des vereinigten Stromes in das Reaktionsgefäß das Schwergasölprodukt vollkommen aus- 20 geschaltet Werden konnte. Die Versuchsergebnisse für den Vergleich dieser Arbeitsweise mit der nur einen einzigen Arbeitsgang umfassenden Arbeitsweise befinden sich in Tabelle III.It has been found that for separate distillation of the effluent from the reaction vessel liquid 15 and vapor portions for separating the heavy gas oil fraction (360-525 C C) from the two streams, and by combining the heavy gas oil streams and by Rückrührung the combined stream into the reaction vessel, the heavy gas oil product completely from - 20 could be switched. The test results for the comparison of this procedure with the procedure comprising only a single operation are given in Table III.

Es sei bemerkt, daß mehr als 90% Schwerbenzin 25 und Heizöl (C4-360° C) aus Vakuumrückständen bei dieser Arbeitsweise in einem einzigen Reaktionsgefäß erhalten wurden.It should be noted that more than 90% heavy gasoline and heating oil (C 4 -360 ° C.) were obtained from vacuum residues in a single reaction vessel with this procedure.

Die Verwendung eines einzelnen Reaktionsgefäßes zur Durchführung dieser Umwandlung ist besonders in den Fällen wichtig, in denen die in die Anlage eingeführte Gesamtbeschickung klein ist. Es ist wirtschaftlich nicht vertretbar, die aus dem ersten Reaktionsgefäß ausströmende Menge in eine sogar noch kleinere Anlage für das Hochdruckhydroki ackverfahrcn zu überführen.The use of a single reaction vessel to accomplish this conversion is special important in those cases where the total charge introduced into the plant is small. It's economical not justifiable, the amount flowing out of the first reaction vessel into an even smaller one Transfer system for the high-pressure hydraulic ackverfahrcn.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der Behandlung von Rückständen nach diesem Verfahren besteht darin, daß auf Grund der hohen Konzentration von schwerem Gasöl in der Beschickung die Aufspaltung der Asphaltenc zu unerwünschten Produkten verhindert und somit deren Ablagerung im Reaktionsgefäß oder in den Stromabwärtseinrichtungen vermieden wird.Another important benefit of treating residues using this process is: that due to the high concentration of heavy gas oil in the feed, the breakdown of the Asphaltene prevents undesired products and thus their deposition in the reaction vessel or is avoided in the downstream facilities.

Tabelle IVTable IV

Hydrierungsbehandlung von Kuwait-Vakuum-Rückständen mit Rückführung des vom Reaktionsgefäßdampf kondensierten schweren Gasöls gegenüber der BehandlungHydrogenation Treatment of Kuwait Vacuum Residues with Recycle of the heavy gas oil condensed by the reaction vessel vapor versus the treatment

in einem einzigen Arbeitsgang Mil RückführungMil return in a single operation

In einem einzigen ArbeitsgangIn a single operation

Katalysatorcatalyst

Mikrosphären aus Kobaltmolybdat auf Tönerde der Siebgröße 100 bis 200 ( = 0,149 bis 0,074 mm)Cobalt molybdate microspheres on clay with a screen size of 100 to 200 (= 0.149 to 0.074 mm)

VerfahrensbedingungenProcedural conditions

Wasserstoffdruck, in kp/cm2 Hydrogen pressure, in kp / cm 2

Raumgeschwindigkeit, Volumen der frischen Beschickung/Space velocity, volume of fresh batch /

Stunde/Volumen des Reaktionsgefäßes (Vf/h/Vr) Hour / volume of the reaction vessel (V f / h / V r )

Temperatur, °C Temperature, ° C

Rückführungsverhältnis, Volumen der bei 360 bis 525°C siedenden Fraktion/Volumen der frischen Beschickung (VR/Vf) .... Wasserstoffdurchflußmenge in Nm3/hl Beschickung vonRecycle ratio, volume of the fraction boiling at 360 to 525 ° C. / volume of fresh feed (V R / V f ) .... hydrogen flow rate in Nm 3 / hl feed of

Vakuumrückständen Vacuum residue

Menge des zugegebenen Katalysators in kp/hl Amount of catalyst added in kp / hl

Ausbeute, %, bezogen auf BeschickungYield,% based on feed

H2S, Gewichtsprozent H 2 S, percent by weight

Ci bis C3, Gewichtsprozent Ci to C 3 , weight percent

C4- 1660C, Volumprozent. C 4 - 166 0 C, percent by volume.

166 bis 204°C, Volumprozent 166 to 204 ° C, percent by volume

204 bis 360°C, Volumprozent 204 to 360 ° C, percent by volume

360 bis 525°C, Volumprozent 360 to 525 ° C, percent by volume

525°C, Volumprozent 525 ° C, percent by volume

C4 + Flüssigkeit, Volumprozent C 4 + liquid, percent by volume

105105

0,62
454
0.62
454

0,270.27

130
0,04
130
0.04

4,64.6

4,94.9

16,216.2

7,87.8

41,041.0

18,718.7

19,919.9

103,6103.6

105105

0,87 4540.87 454

keinno

111 0,029111 0.029

4,54.5

4,1 12,44.1 12.4

5,95.9

32,332.3

33,233.2

20,020.0

103,8103.8

Fortsetzungcontinuation

In einem einzigen ArbeitsgangIn a single operation

Spezifische Gewichte 15,5°C/15,5°CSpecific weights 15.5 ° C / 15.5 ° C

C4+ C 4 +

166 bis 2040C 166 to 204 0 C

204 bis 3600C 204 to 360 0 C

360 bis 525°C 360 to 525 ° C

525°C 525 ° C

SchwefelgehaltSulfur content

C4+ C 4 +

166 bis 204°C 166 to 204 ° C

204 bis 3600C 204 to 360 0 C

360 bis 525°C 360 to 525 ° C

525°C und darüber 525 ° C and above

0,900
0,785
0,860
0,950
1,0175
0.900
0.785
0.860
0.950
1.0175

1,45
0,21
0,67
1,76
3,68
1.45
0.21
0.67
1.76
3.68

0,905 0,785 0,855 0,995 1,0790.905 0.785 0.855 0.995 1.079

1,26 0,20 0,41 1,57 3,01.26 0.20 0.41 1.57 3.0

Es wurde gefunden, daß durch Kondensation und Fraktionierung des aus dem Reaktionsgefäß ausströmenden Dampfes zum Erhalt eines Schwergasölproduktes und durch Rückführung dieses Stromes in das Reaktionsgefäß die Menge des Schwergasölproduktes herabgesetzt und die Menge des Schwerbenzinund Heizölproduktes erhöht werden konnte. Dieses Verfahren ist sehr brauchbar, wenn erwünscht ist, eine gewisse Nutzraenge schweren Gasöls zu gewinnen. Es ist möglich, die Vakuumfraktionierung der aus dem Reaktionsgefäß ausströmenden Flüssigkeit zum Erhalt eines Schwergasölrückführstromes auszuschalten. It has been found that by condensation and fractionation of the flowing out of the reaction vessel Steam to obtain a heavy gas oil product and by recycling this stream in the reaction vessel decreases the amount of the heavy gas oil product and the amount of the heavy gasoline Fuel oil product could be increased. This procedure is very useful if desired is to gain a certain amount of usable heavy gas oil. It is possible to use the vacuum fractionation to switch off the liquid flowing out of the reaction vessel in order to obtain a heavy gas oil recirculation stream.

In der einfachsten Ausführung dieses Systems kann der das Reaktionsgefäß verlassende Strom über Kopf teilweise kondensiert und die Schwerflüssigkeit aus der Kondensation ohne Fraktionierung rückgeführt werden. Gewisse Unterschiede werden selbstverständlich in der Struktur der Produktausbeute erfolgen. Sofern keine Rückführung der im Bereich von 360In the simplest version of this system, the flow leaving the reaction vessel can be over Head partially condensed and the heavy liquid returned from the condensation without fractionation will. Certain differences will of course be made in the structure of the product yield. Unless there is a return in the range of 360

bis 525°C siedenden Produktfraktion durchgerührt wurde, konnten keine langen Anströmzeiten erreicht werden. Bei demselben hohen Umwandlungsgrad bildeten sich Niederschläge von Koks-Katalysatoragglomeraten im Reaktionsgefäß infolge der abge-Stirred product fraction boiling up to 525 ° C long flow times could not be achieved. With the same high degree of conversion precipitates of coke catalyst agglomerates formed in the reaction vessel as a result of the

setzten Asphaltene im Reaktionsgefäß. Bei Durchführung der Rückführung dieser Produktfraktion wurden dagegen lange Anströmzeiten erzielt. Man glaubt, daß der hohe Prozentsatz an Schwergasöl in der Reaktionsgefäßflüssigkeit die Asphaltene in Lö-put asphaltenes in the reaction vessel. When carrying out the return of this product fraction on the other hand, long flow times were achieved. It is believed that the high percentage of heavy gas oil in the reaction vessel liquid, the asphaltenes in solution

sung zu halten strebt. Bei einer Arbeitsweise mit einem einzigen Arbeitsgang neigen diese Asphaltene dazu, ausgefällt zu werden.strives to keep sung. When working with a single pass, these asphaltenes tend to to be precipitated.

Die folgenden Bereiche von Arbeitsbedingungen sind besonders vorteilhaft (je nach der Art der behan-The following areas of working conditions are particularly beneficial (depending on the nature of the

delten Beschickungsmaterialien).different feed materials).

Temperatur, 0C Temperature, 0 C

Druck, kp/cm2 Pressure, kp / cm 2

Wasserstoffdurchsatz, Nm3/hl Hydrogen throughput, Nm 3 / hl

Raumgeschwindigkeit, Volumen der frischen Beschickung/Space velocity, volume of fresh batch /

Stunde/Volumen des Reaktionsgefäßes (Vf/h/Vr) Hour / volume of the reaction vessel (V f / h / V r )

Rückführung [V1JVj) Return [V 1 JVj)

Katalysator catalyst

0,25 bis 5,00.25 to 5.0

zumindest 25% frische Beschickung 3,2 mm bis Siebgröße 325 (USA -Norm) = 0,044 mmat least 25% fresh loading 3.2 mm up to sieve size 325 (USA standard) = 0.044 mm

Katalysatorart ι Kobaltmolybdat, Nickelmolybdat auf Ton-Type of catalyst ι cobalt molybdate, nickel molybdate on clay

' erdebasis oder dieselben Mengen Kieselerde enthaltende Tonerdebasis'earth base or alumina base containing the same amounts of silica

Es wurde gefunden, daß durch Veränderung des Rückführungsverhältnisses der bei 525°C und darüber siedenden Produktfraktion die Ausbeute des Schwergasöls geändert werden konnte. Bei einem Verhältnis höher als 1,0 wurde eine höhere Ausbeute des zwischen 360 und 525° C siedenden Schwergasöls als bei einem Verhältnis von 0,5 erhalten.It has been found that by changing the recycle ratio that boiling at 525 ° C and above Product fraction the yield of the heavy gas oil could be changed. If the ratio is higher than 1.0 a higher yield of the heavy gas oil boiling between 360 and 525 ° C than with a ratio of 0.5 receive.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

BereichArea

399 bis 483
70 bis 350
mindestens 45
399 to 483
70 to 350
at least 45

BevorzugtPreferred

454454

140 bis 175 90140 to 175 90

0,5 bis 1,00.5 to 1.0

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Hydrieren und Hydrokracken von Rohöl mit mindestens 25 Volumprozent oberhalb von 525° C siedender Bestandteile nach den folgenden Verfahrensschritten:1. Process for hydrogenating and hydrocracking crude oil at least 25 percent by volume above of 525 ° C boiling components according to the following process steps: a) Das Rohöl wird bei einer Temperatur im Bereich von 399 bis 483°C und bei einem Druck im Bereich von 70 bis 350 kp/cm2 zusammen mit mindestens 45 Nm3 Wasserstoff/hl im Aufwärtsstrom durch eine Katalysatorschicht in der Reaktionszone eines Reaktionsgefäßes geleitet, wobei die Korngröße des Kataiysators innerhalb eines Größenbereiches zwischen 0,044 und 3,2 mm liegt.a) The crude oil is passed at a temperature in the range from 399 to 483 ° C. and at a pressure in the range from 70 to 350 kp / cm 2 together with at least 45 Nm 3 hydrogen / hl in an upward flow through a catalyst layer in the reaction zone of a reaction vessel , the grain size of the catalyst being within a size range between 0.044 and 3.2 mm. b) Die Geschwindigkeit des Aufwärtsstromes durch die Katalysatorschicht wird so eingestellt, daß die Katalysatorteilchen in eine Wirbelbewegung geraten und sich die Kataiysatorschicht um zumindest 10% ihres Rauminhaltes im abgesetzten Zustand ausdehnt, wo- , bei die Raumgeschwindigkeit, d. h. Volumen der frischen Beschickung/Stunde zu Volumen des Reaktionsgefäßes, so hoch ist, daß mehr als 50% der oberhalb 525° C siedenden Bestandteile umgewandelt werden und Schwefel teilweise entfernt wird.b) The speed of the upward flow through the catalyst layer is adjusted so that the catalyst particles get into a vortex movement and the catalyst layer expands by at least 10% of its volume in the separated state, with the space velocity, ie volume of fresh charge / hour increasing Volume of the reaction vessel is so high that more than 50% of the constituents boiling above 525 ° C are converted and sulfur is partially removed. c) Die Beschickung wird nach Durchströmen der Katalysatorschicht in eine gasförmige und in eine flüssige Phase getrennt, und Teile dieser Produkte werden zum nochmaligen Durchströmen der Katalysatorschicht zurückgeführt, c) The charge is after flowing through the catalyst layer in a gaseous and separated into a liquid phase, and parts of these products are used again Flow back through the catalyst layer,

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