DE1795548B2 - Verfahren zur erhoehung der oktanzahl einer normalparaffinhaltigen benzinkohlenwasserstofffraktion - Google Patents

Description

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5,1 Angström, die etwas größer als der Durchmesser Kühler 4 duich Leitung 5 in den Auffangbehälter 6.

von Normalparaffinmolekülen, aber etwas kleiner als Hier trennen sich die Gasphase und die flüssige Phase

der Durchmesser von Isoparaffinen, Cycloparaffinen des Kopfprodukts. Die Gasphase wird durch Lei-

und Aromaten sind. tung 7 aus dem System abgezogen. Die Fraktionier-

Das alsDesorbens verwendete Normalparaffin kann 5 kolonne wird durch den Aufkocher 10 und die Ver-

beispielsweise Normalbutan, Normalpentan, Normal- bindungsleitungen 9 und 11 mit Wärme versorgt. Die

hexan oder Normalheptan sein. Normalbutan ist da- Fraktionierkolonne 2 und der Auffangbehälter 6

bei besonders bevorzugt, da es leicht zugänglich und werden bei ausreichendem Druck betrieben, um mii-

ein verhältnismäßig billiges Raffinierprodukt ist. destens einen Teil des Kopfprodukts zu verflüssigen,

Hinzu kommt, daß man bei seiner Verwendung nied- in so daß ein flüssiger Rückflußstrom zur Verfügung

rigere Temperaturen und im allgemeinen auch nied- steht, um den Betrieb in der Fraktionierkolonne 2 zu

rigere Drücke anwenden kann, was zu einer Energie- verbessern. Der Rückflußstrom gelangt vom Auffang-

erspamis und einer Verbilligung der Investitions- behälter 6 durch die Leitung 8 in den oberen Teil

kosten für die Apparatur führt. Bei Verwendung von der Fraktionierkolonne 2.

Normalbutan liegt der Druck bei der Desorption des 15 Das Bodenprodukt, das aus der Fraktionieradsorbierten Kohlenwasserstoffs vorzugsweise im Be- kolonne 2 durch Leitung 12 abgezogen wird, enthält reich von 18 bis 42 at. Die Temperatur liegt Vorzugs- oberhalb des Siedepunkts von Isobutan siedende weise bei 121 bis 152° C, da die kritische Tempera- Kohlenwasserstoffe, und diese Kohlenwasserstoffe tür für Normalbutan 152° C beträgt. Der kritische bectehen aus paraffinischen, isoparaffimschen, cyclo-Druck liegt für Normalbutan bei 37,4 at. ίο paraffinischen und aronv Jschen Kohlenwasscrstof-

Nachdem das als Adsorbens verwendete kristalline fen. Das Kohlemvasserstoffpemisch in Leitung 12 entwässerte Metallaluminiumsilikat in der einen An- kann entweder in die Kammer 19 oder die Kammer lage eine wesentliche Menge der Normalparaffine 20 fließen, die beide kristallines Calciumaluminiumadsorbiert hat, wird die Zufuhr zu dieser Anlage silikat als Adsorptionsmittel enthalten. Wenn die Beunterbrochen und auf die räumlich hiervon getrennte as Schickung aus Leitung 12 vorher zur Kammer 20 zweite Anlage umgestellt, und Normalbutan in flüs- gelenkt worden ist, wird sie jetzt in die Kammer 19 sigem Zustand wird bei praktisch der gleichen Tem- geleitet. Das Ventil 16 in Leitung 14 ist daher geperatur und dem gleichen Druck in die erste Anlage schlossen und das Ventil 15 in Leitung 13 ist offen, eingeleitet. Das Normalbutan verdrängt die adsor- Das Kohlenwasserstoffgemisch fließt aus Leitung 12 Werten Normalparaffine, und nach erfolgter Desorp- 30 durch Leitung 13, Ventil 15 und Leitung 17 weiter tion wird zweckmäßig der Druck in der ersten An- in die Kammer 19. Hier tritt die Kohlenwasserstofflage genügend vermindert, um das Normalbutan in mischung mit einem kristallinen Calclumaluminiumdieser Zone zu verdampfen und vor der Einführung silikat in Berührung, das vorher erhitzt worden ist, frischer Beschickung aus dieser Anlage zu entfernen. um das Hydratwasser zu entfernen. Dieses Adsorp-Da diese Verdampfung nahezu bei den kritischen 35 tionsmittel adsorbiert Normalparaffine aus dem Koh-Temperatur- und Druckbedingungen des Normal- lenwasserstoffgemisch und läßt die Isoparaffine, butanstroms durchgeführt wird, tritt praktisch keine Cycloparaffine und Aromaten aus der Kammer 19 Verdampfung auf. Das erfindungsgemäße Verfahren durch Leitung 21 austreten. Die Kammer wird auf gewährleistet bei apparativer Einfachheit einen im 156° C und 37,5 at gehalten. Die Raumströmungswesentlichen isothermen Betrieb. 40 geschwindigkeit beträgt 1,0 Raumteile flüssige Koh-

Der Auslauf aus der Desorpüonszone, der aus lenwasserstoffbeschickung je Raumteil Adsorptions-

Normalparaffinen und Desorbens besteht, wird in mittel je Stunde.

eine Fraktionierkolonne geleitet. Hierin wird das Der Auslauf aus der Kammer 19 hat in Leitung 21 No.malbutan von den schwereren Kohlenwasser- einen verminderten Normalparaffingehalt im Verstoffen getrennt. Das Normalbutan aus der Fraktio- 45 gleich zu der Beschickung in Leitung 17. Das Matenierkolonne kann als Desorbens zu einer Adsorp- rial in Leitung 21 setzt seinen Weg durch Leitung 23 tionszone zurückgeführt werden. Wenn etwas Nor- und dann durch Leitung 31 über das offene Ventil 25 malbutan in dei Benzinkohlenwasserstoffbeschickung fort. Das Material in Leitung 31 besteht vorherri'ür die Adsorptionszone vorhanden ist, wird dieses sehend aas Aromaten, Cycloparaffinen und Isoparaf-Normalbutan bei der Fraktionierung des Desorp- 50 finen und enthält weniger als 1 °/o Normalparaffine. iionsauslaufs gewonnen und anschließend in der Es hat eine höhere Oktanzahl als die Beschickung in Desorption ausgenutzt. Leitung 12.

Die Erfindung wird weiterhin in der Figur er- Während die Kammer 19 auf Adsorption geschalläutert. Aus Gründen der Einfachheit sind apparative tet ist, erfolgt in der Kammer 20 die Desorption der Einzelheiten, wie Ventile, Pumpen und Wärmeaus- 55 im vorangehenden Zyklus adsorbierten Normaltauscher, in der Zeichnung fortgelassen, da ihre paraffine. Dazu werden Ventil 35 in Leitung 33 und Wiedergabe für das Verständnis der Erfindung nicht Ventil *5 in Leitung 14 geschlossen gehalten, und erforderlich ist, ein Normalbutanstrom fließt aus Leitung 50 durch

Gemäß der Erfindung wird eine direkt gewonnene Leitung 34, das offene Ventil 36 und Leitung 18 in

Mittelkontinent-Benzinfraktion mit einem Anfangs- 60 den unteren Teil der Kammer 20. Dieses flüssige

siedepunkt von 92° C und einem Endsiedepunkt von Normalbutan verdrängt die C₅- und höheren adsor-

203° C mit 8 °/o Normalparaffinen durch Leistung 1 bierten Normalparaffine aus dem kristallinen CaI-

in den Fraktionierturm 2 geschickt. In diesem werden ciumaluminiumsilikat. Während dieses Desorptions-

Isobutan und leichtere Kohlenwasserstoffe ab- Vorgangs wird die Kammer 20 auf einer Temperatur

getrennt. 65 von 156° C und einem Druck von 37,5 at gehalten.

Das gasförmige Material tritt oben durch Leitung 3 Der Auslauf aus Kammer 20, der durch Leitung 22

in den Kühler 1. wo ein Teil des Materials konden- während der Desorption abgezogen wird, enthält vor-

siert wird, und das gesamte Material gelangt vom herrschend normalparaffinische Kohlenwasserstoffe.

Das flüssige Normalbutan wird in die Kammer 20 durch Leitung 18 so lange eingeleitet, bis praktisch alle adsorbierten C5- und schwereren Normalparaffine aus dem festen Adsorbens verdrängt sind. Die C₆- und schwereren Normalparaffine werden durch Leitung 28 und das offene Ventil 30 dann durch Leitung 32 zur Fraktionierkolonne 40 geleitet. Wenn die adsorbierten Normalparaffine aus dem festen Adsorbens in der Kammer 20 durch flüssiges Normalbutan im wesentlichen verdrängt sind, wird der Druck in der Kammer 20 auf 20,4 at reduziert, so daß das flüssige Normalbutan in dieser Kammer verdampft.

Nach diesem Desorptionsvorgang wird die Beschickung von Leitung 12 in die Kammer 20 eingeführt und die Kammer 19 auf Desorption umgeschaltet. Dies wird dadurch erreicht, daß das Ventil 36 in Leitung 34 und die Ventile 15 und 30 geschlossen werden, während die Ventile 16 und 26 geöffnet werden. Bei dieser Stellung geht die Beschickung durch Leitung 14, das offene Ventil 16 und die Leitung 18 in die Kammer 20. Der Auslauf aus der Kommer 20 geht weiter durch Leitung 22, Leitung 24 mit dem offenen Ventil 26 und dann durch Leitung 31, von wo das Kohlenwasserstoffmaterial mit herabgesetztem Normalparaffingehalt als Produkt gewonnen wird.

Kammer 19 wird dadurch in den Desorptionsvorgang eingeschaltet, daß man die Ventile 14 und 25 schließt und die Ventile 35 und 29 öffnet. Dabei gelangt das flüssige Normalbutan in Leitung 50 durch Leitung 33, das offene Ventil 35, Leitung 17 und in die Kammer 19. Der Auslauf, der während der Desorption hauptsächlich aus normalparaffinischen Kohlenwasserstoffen besteht, wird durch Leitung 21 abgezogen und wandert durch Leitung 27 mit dem offenen Ventil 29 und dann durch Leitung 32 in die Fraktionierkolonne 40. Nachdem man den Druck in der Kammer 19 reduziert hat, um das flüssige Normalbutan zu verdampfen, ist die Kammer 19 wieder für einen Adsorptionszyklus bereit.

Da die Fraktionierkolonne 2 so betrieben wurde, daß Isobutan und leichtere Stoffe aus der Beschickung für die Adsorptionszone entfernt wurden, ist Normalbutan das leichteste Kohlenwasserstoffmaterial, das in dem der Fraktionierkolonne 40, durch Leitung 32 zugeführten Material vorhanden ist. Die Fraktionierkolonne 40 wird bei dieser Darstellung zur Abtrennung von Butan verwendet, und von dem Aufkocher 52 wird über die Verbindungsleitungen 51 und 53 Wärme zugeführt. Das Kopfprodukt wird aus der Fraktionierkolonne 40 durch Leitung 41 abgezogen und geht durch den Kühler 42, worin die ganze Normalbutanfraktion kondensiert wird, über Leitung 43

ao in den Kopfproduktauffangbehälter 44. Das flüssige Normalbutan wird aus dem Auffangbehälter 44 durch Leitung 45 abgezogen. Ein Teil dieses Materials kann als Rückfluß für die Fraktionierkolonne 40 verwendet werden und geht durch Leitung 46 in deren oberen Teil. Ein Teil des Normalbutans in Leitung 47 kann durch ^rfiitung48 mit Ventil 49 abgezogen werden. Der Rest des flüssigen Normalbutanstroms nimmt seinen Weg durch Leitung 50 und wird als Desorptionsflüssigkeit verwendet.

Ein Strom von Cs- und schwereren Normalparaffinen wird von der Fraktionierkolonne 40 durch Leitung 54 abgezogen. Dieser Normalparaffinstrom wird einer Isomerisierung oder Aromatisierung unterworfen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 lungszonen stellt einen wesentlichen Nachteil infolge Patentansprüche: Energieverlusts dar. Ein anderer Nachteil ist darin zu sehen, daß bei der Desorption in einer Wirbel-

1. Verfahren zur Erhöhung der Oktanzahl schicht gearbeitet werden muß, was zu einem schneleiner normalparaffinhaltigen Benzinkohlenwas- 5 len Unbrauchbarwerden der Metallaluminiumsilikate serstofffraktion durch Adsorption der Normal- infolge Abriebs führt.

paraffine bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Aufgabe der Erfindung war es, ein verbessertes,

Druck an kristallinen entwässerten Metallalumi- kontinuierlich durchführbares Verfahren zur Erniumsilikaten mit einem mittleren Porendurch- höhung der Oktanzahl einer normalpaiaffinhaltigen messer von 5,1 Angström im Wechsel mit der io Benzinkohlenwasserstofffraktion zu bekommen, das Desorption des Adsorbats mit Kohlenwasserstof- eine apparative Vereinfachung und einen geringeren fen in der gleichen Fließrichtung wie die des Be- Energiebedarf ermöglicht und Produkte mit besserer schickungsstroms, dadurch gekennzeich- Oktanzahl als die bisherigen Verfahren liefert,
net, daß man vor der Adsorption Isobutan und Dieses erfindungsgemäße Verfahren zur Erhöhung

die flüchtigeren Bestandteile von der Benzin- .5 der Oktanzahl einer normalparaffinhaltigen Benzinkohlenwasserstcfffraktion durch Fraktionierung kohlenwasserstofffraktion durch Adsorption der Norabtrennt, die Desorption ausschließlich mit einem malparaffine bei erhöhter Temperatur und erhöhtem flüssigen Normalparaffin mit wenigstens vier Druck an kristallinen entwässerten Metallaluminium-Kohlenstoffatomen im Molekül und einem niedri- silikaten mit einem mittleren Porendurchmesser von gen.n M--'ekulargewicht als das der adsorbierten 20 5,1 Angström im Wechsel mit der Desorption des Normalparaffine durchführt, wobei in räumlich Adsorbats mit Kohlenwasserstoffen in der gleichen getrennten Anlagen bei praktisch der gleichen Fließrichtung wie die des Beschickungsstroms ist da-Temperatur und dem gleichen Druck bei einer durch gekennzeichnet, daß man vor der Adsorption Temperatur von 80 bis 152° C und einem Druck Isobutan und die flüchtigeren Bestandteile von der von 13,5 bis 68 at in flüssiger Phase gleichzeitig 25 Benzinkohlenwasserstofffraktion durch Fraktionieadsorbiert und desorbiert vird, man die aus dem rung abtrennt, die Desorption ausschließlich mit Auslauf der Desorption nach Abtrennung des einem flüssigen Normalparaffin mit wenigstens vier Desorbens durch fraktionierte Destillation er- Kohlenstoffatomen im Molekül und einem niedrigehaltenen Normalparaffine einer Isomerisierung ren Molekulargewicht als das der adsorbierten Nor- oder Aromatisierung unterzieht und die isomerisier- 30 malparaffine durchführt, wobei in räumlich getrennten oder Tomatisierten Kohlenwasserstoffpro- ten Anlagen bei praktisch der gleichen Temperatur dukte sodann der von den Normalparaffinen be- und dem gleichen Druck bei einer Temperatur von freiten Benzinkohlepwasserstofffraktion wieder 80 bis 152° C und bei einem Druck von 13,5 bis zusetzt. 68 at i.i flüssiger Phase gleichzeitig adsorbiert und

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 35 desorbiert wird, man die aus dem Auslauf der kennzeichnet, daß man als Benzinkohlenwasser- Desorption nach Abtrennung des Desorbens durch stoff fraktion das Produkt eines Benzinreformier- fraktionierte Destilla'ion erhaltenen Normalparaffine Verfahrens verwendet. einer Isomerisierung oder Are nitrierung unterzieht

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch und die isomerisierten oder aromatisierten Kohlengekennzeichnet, daß man als Desorbens Normal- 40 Wasserstoffprodukte sodann der von den Normalbutan verwendet. paraffinen befreiten Benzinkohlenwasserstofffraktion

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge- wieder zusetzt.

kennzeichnet, daß man die Adsorption und De- Zweckmäßig verwendet man als Benzinkohlenwas-

sorption bei einer Temperatur durchführt, die nur serstofffraktion das Produkt eines Benzinreformierwenig unterhalb der kritisci.en Temperatur des 45 Verfahrens. Als Desorbens wird vorzugsweise Nor-Desorbens liegt. malbutan verwendet. Bei der Verwendung von

Normalbutan als Desorbens führt man die Adsorption und Desorption zweckmäßigerweise bei einer

Temperatur durch, die nur wenig unterhalb der

50 kritischen Temperatur des Desorbens liegt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es

In der USA.-Patentschrift 2 522 426 wird ein kon- beispielsweise bei einer Benzinkohlenwasserstofffraktinuierliches Verfahren zur Erhöhung der Oktanzahl tion mit einer Oktanzahl von 85 F-I und einem Gedurch Abtrennung von Normalparaffinen aus ver- halt von 10% an Normalparaffinen, deren mittlere zweigtkettige und zyklische Kohlenwasserstoffe ent- 55 Oktanzahl 0 ist, durch Entfernung dieser Normalhaltenden Gemischen mittels Adsorption der Normal- paraffine auf eine Oktanzahl von 94,5 zu kommen,
paraffine bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Die zu behandelnden Benzinkohlenwasserstoff-

Druck an kristallinen entwässerten Metallaluminium- fraktionen können Kohlenwasserstoffgemische aus Silikaten geeigneten Porendurchmessers beschrieben, Isoparaffinen, Cycloparaffinen und Aromaten mit bei dem die mit dem Adsorbat beladenen Metallalu- 60 einem Normalparaffingehalt sein,
miniumsilikate zur Desorption mit einem gasförmigen Die als Adsorptionsmittel verwendeten kristallinen

Desorbens, wie Wasserdampf, Stickstoff, Wasserstoff, entwässerten Metallaluminiumsilikate, sind beispiels-Methan, Kohlendioxyd oder einem anderen nicht weise Calciumaluminiumsilikat, Magnesiumalumioxydierenden Gas in eine von der Adsorptionszone niumsilikat, Bariumaluminiumsilikat, Strontiumalugetrennte Desorptionszone überführt werden. GemäT 65 miniumsilikat, Natriumaluminiumsilikat und Kaliumdiesem Verfahren erfolgt die Desorption bei wesent- aluminiumsilikat, wobei kristalline entwässerte Hch höheren Temperaturen als die Adsorption. Die- Calciumaluminiumsilikate besonders bevorzugt sind, ser Temperaturwechsel zwischen den beiden Behänd- Diese besitzen mittlere Porendurchmesser von