DE1811911B1 - Verfahren zum Hydrocracken schwerer Mineraloele - Google Patents
Verfahren zum Hydrocracken schwerer MineraloeleInfo
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G47/00—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Dagegen gelingt es, nach dem beanspruchten Ver-
Hydrocracken schwerer Mineralöle, bei dem die fahren diese Schwierigkeiten dadurch zu überwinden,
schweren Mineralöle in einer Hydrocrackzone unter daß der hohe Druck in dem Strom höhersiedender
hohem Druck und bei hoher Temperatur mit Wasser- flüssiger Kohlenwasserstoffe vermindert und entweder
stoff behandelt und ein Strom höhersiedender fiüs- 5 vor, während oder unmittelbar nach der Druckversiger
Kohlenwasserstoffe, der ebenfalls unter hohem minderung der Strom höhersiedender flüssiger Koh-Druck
steht und eine hohe Temperatur aufweist und lenwasserstoffe mit einer ausreichenden Menge eines
polymerisierbare Bestandteile enthält, sowie ein Kühlstromes flüssiger Kohlenwasserstoffe gemischt
Strom gasförmiger Produkte erhalten wird. wird, um eine Temperatur von höchstens 35O0C zu
Hydrocrackverfahren zur Umwandlung schwerer io erzielen.
Mineralöle in erwünschtere Produkte sind allgemein Durch diese Entspannung und Abkühlung des
bekannt. Die Hydrocrackung hat sich besonders für Stromes höhersiedender flüssiger Kohlenwasserstoffe
die Behandlung schwerer Mineralöle als geeignet er- wird die Polymerisation der polymerisierbaren Bewiesen,
bei der die Behandlung unter hohem Druck, standteile verhindert oder zumindest stark verzögert,
vorzugsweise einem Druck von mehr als 70 atü, und 15 Infolgedessen werden bei Anwendung des erfindungsbei
hohen, normalerweise über etwa 350° C liegen- gemäßen Verfahrens auch die Verunreinigungen und
den Temperaturen mit oder ohne Gegenwart von Verstopfung der Raffinerieanlagen vermieden.
Katalysatoren ausgeführt wird. Solche Verfahren Ausgangsstoffe in Form shwerer Kohlenwasser-
Katalysatoren ausgeführt wird. Solche Verfahren Ausgangsstoffe in Form shwerer Kohlenwasser-
hatten eine erhöhte Ausbeute der erwünschten Pro- stoffe, wie beispielsweise von Destillationsrückständukte,
wie beispielsweise Schwerbenzin und Benzin, 20 den, werden allgemein einer Hydrocrackung unter
bei einer gegebenen Menge des Ausgangsstoffes zur sehr schweren Temperatur- und Druckbedingungen
Folge. Ein solches Hydrocrackverfahren ist beispiels- unterworfen. Solche Ausgangsstoffe werden in Gegenweise
in der USA.-Patentschrift 3 215 617 beschrieben, wart von Katalysatoren bei Temperaturen über etwa
das ein zweistufiges Hydrocrackverfahren behandelt. 3500C und Drücken, die vorzugsweise zwischen 70
Die Anwendung hoher Temperaturen bei schweren 25 und 210 atü liegen, mit Wasserstoff umgesetzt, um
Mineralölen ohne die gleichzeitige Anwendung hoher die Mineralöle, die ein hohes Melekulargewicht und
Wasserstoffdrucke hätte einen thermischen Abbau, meist ungesättigte Kohlenwasserstoffmoleküle aufein
unerwünschtes Cracken, eine Polymerisation und weisen, in stärker gesättigte Mineralöle mit einem
eine Koksbildung zur Folge. Während bei den Hy- geringeren Molekulargewicht und niedrigerem Siededrocrackverfahren,
wie sie beispielsweise in der 30 punkt umzusetzen. Das Cracken, das während der obenerwähnten USA.-Patentschrift 3 215 617 be- Hydrierung stattfindet, ist vornehmlich auf therschrieben
sind, allgemein zusammen mit den hohen mische Wirkungen zurückzuführen, jedoch findet
Temperaturen in der Reaktionszone auch hohe Was- auch wegen der Anwesenheit von Wasserstoff mit
serstoffdrucke vorliegen, enthalten die flüssigen Re- hohem Partialdruck und eines Hydrierungskatalyaktionsprodukte
polymerisierbare Bestandteile, die zu 35 sators eine Unterdrückung der Polymerisation statt,
einer Polymerisation neigen, wenn sie die Reaktions- die wie bei üblichen Wärmecrackverfahren normalerzone
verlassen. Es wurde allgemein angenommen, weise stattfinden und eine beträchtliche Verkohlung
daß die Bedingungen, die in solchen Hydrocrackungs- oder Koksbildung zur Folge haben würde,
strömen vorliegen, das Ausmaß der Polymerisation Die Produkte der Hydrocrackung werden ge-
strömen vorliegen, das Ausmaß der Polymerisation Die Produkte der Hydrocrackung werden ge-
und der Koksbildung gering halten, weil die Bedin- 40 wohnlich in Form zweier Ströme abgeführt, von
gungen im Strom den Bedingungen in der Hydro- denen der eine ein gasförmiger Strom im wesentcrackzone
gleich sind und Wasserstoff zur Sättigung liehen gesättigter Kohlenwasserstoffe mit niedrigem
thermisch gecrackter Moleküle zur Verfügung steht. Siedepunkt ist, wogegen der andere einen flüssigen
Es bildet jedoch jegliche Polymerisation ein schwer- Strom von Kohlenwasserstoffen mit höherem Siedewiegendes
Problem für Raffinerieanlagen und hat 45 punkt darstellt, der ungesättigte Moleküle enthält,
offensichtlich eine Verminderung der Ausbeute zur Der niedrigsiedende, abfließende Strom wird gekühlt
Folge. Das polymerisierte Material häuft sich infolge und in flüssige Leichtölfraktionen und gasförmige
der hohen Durchflußmenge sehr schnell an und ver- Fraktionen aufgespalten. Bei dem erfindungsgemäßen
stopft erheblich die verschiedensten Bestandteile der Verfahren wird der Strom höhersiedender flüssiger
Raffinerieanlage, vermindert ihren Wirkungsgrad 50 Kohlenwasserstoffe unter dem Reaktionsdruck und
und macht sie zuweilen sogar unbrauchbar. Infolge- bei der Reaktionstemperatur zu einem Druckverdessen
wäre es sehr vorteilhaft, wenn diese den be- minderer geleitet, und es wird der Flüssigkeitsstrom
kannten Verfahren anhaftenden Schwierigkeiten über- entweder vor, während oder unmittelbar nach der
wunden werden könnten. Druckverminderung oder Entspannung mit der oben-
Es ist ferner aus der deutschen Patentschrift 924 228 55 erwähnten flüssigen Leichtölfraktion in Kontakt geein
Verfahren zum Viskositätsbrechen schwerer Rück- bracht, so daß die Temperatur des Stromes höherstandsöle
bekannt, das zu einer erhöhten Ausbeute siedender flüssiger Kohlenwasserstoffe auf eine Teman
Motor- und Destillatkraftstoffen führen soll, ohne peratur, beispielsweise 350° C, vermindert wird,
daß der Rückstand an schwerem Heizöl unbefrie- unterhalb der ein thermisches Cracken und eine PoIydigende
Eigenschaften annimmt. Zu diesem Zweck 60 merisation in beträchtlichem Maße nicht mehr stattwerden
bei diesem Verfahren die Spaltprodukte mit finden. Wenn auch eine Reduktion der Temperatur
den beim Viskositätsbrechen anfallenden Rückstän- der höhersiedenden Kohlenwasserstoffe auf eine geden
auf eine Temperatur von etwa 260 bis 426° C rade unterhalb von etwa 350° C liegende Temperatur
abgeschreckt. Durch dieses Abschrecken der Spalt- ausreichend ist, wird eine verminderte Temperatur
produkte mit diesen Rückständen, die von extrem 65 von etwa 2900C bevorzugt. Bei der zur Kühlung
schweren Mineralölen gebildet werden, könen die dienenden flüssigen Leichtölfraktion, die im folgenoben
behandelten Schwierigkeiten nicht überwunden den als Kühlstrom flüssiger Kohlenwasserstoffe bewerden.
zeichnet wird, handelt es sich um einen Ölstrom, der
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über etwa 2900C siedet und bei einem Hydrocrack- Zusätzlicher Wasserstoff und zurückgeführtes Gas
Vorgang, der noch beschrieben werden wird, Vorzugs- werden von einer nicht näher dargestellten Quelle
weise bei Temperaturen von etwa 29O0C gewonnen durch einen Erhitzer 22 und eine Leitung 24 zur
wird. Demnach wird auch als Ausführungsform des Speiseleitung 20 geführt, in der sie mit dem vorgeerfindunggemäßen
Verfahrens die Verwendung eines 5 wärmten Ausgangsstoff in einer Menge zwischen
Kühlstromes flüssiger Kohlenwasserstoffe als Kon- etwa 200 bis 12000 m3 Wasserstoff pro Kubikmeter
taktstrom betrachtet und beschrieben, der vom Ausgangsstoff vermischt werden. Ein bevorzugtes
Mischen zweier Ströme der flüssigen Leichtölfraktion Verhältnis liegt über etwa 1400 m3 Wasserstoff pro
herstammt, welche Ströme von getrennten Stufen Kubikmeter Ausgangsstoff. Die Gasmengen sind auf
des Hydrocrackverfahrens bei verschiedenen niederen i° Normalbedingungen bezogen.
Temperaturen herstammen. In diesem Falle hängt Die aus dem Ausgangsstoff und dem Wasserstoffdie
Temperatur des Kühlstromes flüssiger Kohlen- gas bestehende Mischung wird in einer Hydrocrackwasserstoffe
nicht von der Temperatur in einer ein- zone 26 einer Temperatur zwischen etwa 350 und
zigen Stufe des Verfahrens ab und ist daher innerhalb 4800C und Drücken zwischen etwa 50 und 280 atü
der Grenzen einstellbar, die durch beide Stufen ge- 15 ausgesetzt. In der Hydrocrackzone 26 ist ein geeiggeben
sind. Vorzugsweise wird der Strom höhersie- neter Hydrocrackkatalysator vorhanden. Solche Hydender
flüssiger Kohlenwasserstoffe mit dem Kühl- drocrackungskatalysatoren sind bekannt und bestehen
strom unmittelbar nach dem Reduzieren des Druckes beispielsweise aus Kobalt, Eisen, Molybdän, Nickel,
des höhersiedenden Stromes in Kontakt gebracht. Wolfram und Kobaltmolybdat. Diese Katalysatoren,
Das Mischen des Stromes der höhersiedenden Koh- 20 einschließlich ihrer Oxide und Sulfide, können allein
lenwasserstoffe mit dem Kühlstrom flüssiger Kohlen- oder in Kombinationen miteinander verwendet werwasserstoffe
unmittelbar nach dem Absenken des den und sich auf verschiedene Trägerstoffe befinden,
Druckes im erstgenannten Strom wird aus mehreren wie beispielsweise Aluminiumoxid, Siliziumdioxid
Gründen bevorzugt. Die Pumpen und Leitungen, die oder Aluminiumoxid-Siliziumdioxid. Die Hydrobenötigt
werden, um den Druck des Kühlstromes auf 25 craclczone 26 kann von einem Katalysereaktor gebilden
Druck des Stromes der höhersiedenden Kohlen- det werden, der entweder ein festes Bett, ein Fließwasserstoffe
anzuheben, brauchen keine Hochdruck- bett oder ein Wirbelbett enthält. Ein Beispiel für
aggregate zu sein. Weiterhin ist der Massenfluß durch einen geeigneten Hydrocrackreaktor, der als Hydrodie
der Druckverminderung dienende Anordnung ge- crackzone 26 verwendet werden kann, ist in der
ringer. Daher wird nur eine einfachere, billigere und 30 USA.-Patentschrift 3 278 420 beschrieben. Obwohl
leichter zu wartende Ausrüstung benötigt, und es in der Zeichnung nur eine Hydrocrackzone 26 dargekann
die gewünschte Temperatur erzielt werden, in- stellt ist, wird es als im Rahmen der Erfindung liegend
dem die Zuflußmenge jedes der getrennten Leichtöl- betrachtet, daß eine solche Hydrocrackzone mehr als
Flüssigkeitsströme verändert wird. einen Hydrocrackreaktor oder eine Hydrocrackstufe
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nun 35 umfaßt und daß in solchem Falle die Hydrocrackreauf
die Zeichnung Bezug genommen, die eine dia- aktoren in Serie betrieben werden, also das von dem
grammartige Darstellung des Verfahrens wiedergibt. einen Reaktor abgegebene Material zur Speisung des
Der als Ausgangsstoff eingesetzte schwere Kohlen- nächsten Hydrocrackreaktors benutzt wird,
wasserstoff gelangt in das Verfahren durch die Lei- Die Produkte der Hydrocrackung werden aus der tung 12. Als Ausgangsstoff können alle geeigneten 40 Hydrocrackzone 26 in zwei getrennten Strömen abMineralöle dienen. Bevorzugt werden solche mit geführt. Der eine Strom, der aus niedrigsiedenden, einem Siedepunkt im Bereich zwischen etwa 180 und gasförmigen Kohlenwasserstoffen besteht, verläßt die 600° C, wie beispielsweise natürliches und ther- Hydrocrackzone durch die Gasstromleitung 28 und misches oder katalytisches gecracktes Schwerbenzin, gelangt zum Kondensator 18, in dem der Gasstrom Zyklusöle, natürliche oder thermische Gasöle, Koke- 45 zunächst kondensiert und bei hohem Druck gekühlt reidestillate, Vakuumgasöle, asphaltfreie Gasöle und wird, indem er seine Wärme an den Strom der Ausandere Fraktionen, die von Rohöl oder von natür- gangsstoffe abgibt. Der kondensierte Abfiußstrom lieh vorkommenden Teeren, Schieferölen oder von wird durch eine Leitung 30 einem Separator 32 zusynthetischen Rohprodukten abgeleitet sind, die von geführt, in dem der Druck reduziert und Gas und Erdölrückständen, natürlichem Teer, Schieferöl, Teer- 50 Flüssigkeit voneinander als gasförmige Kohlenwassersand oder Kohle gewonnen worden sind. Relativ stoffe und flüssiges Zyklus-Leichtöl bei einer Tempeschwere Mineralöle, die über etwa 350° C sieden, ratur von etwa 290° C voneinander getrennt werden, sind besonders für eine Behandlung nach diesem Ver- Der zweite, von der Hydrocrackzone 26 ausgehende fahren geeignet. Der Ausgangsstoff, der normaler- Strom besteht aus höhersiedenden flüssigen Kohlenweise eine Temperatur von etwa 90° C aufweist, wird 55 Wasserstoffen bei hoher Temperatur (über 350° C) durch einen Vorwärmer 14 geleitet, der dem doppel- und hohem Druck (beispielsweise über 70 atü) und ten Zweck dient, den Ausgangsstoff auf eine Tempe- verläßt die Hydrocrackzone 26 durch eine Leitung ratur von etwa 2200C vorzuwärmen und zugleich 34, die zu einer Druck- und Temperatur-Reduzierden als Verfahrensprodukt anfallenden Leichtöl- zone 36 führt, in der der hohe Druck durch übliche Flüssigkeitsstrom von etwa 290 auf etwa 180° C ab- 60 Mittel, beispielsweise ein Drosselventil 38, erheblich zukühlen. Der vorgewärmte Ausgangsstoff wird durch reduziert wird. Unmittelbar danach wird die Temeine Leitung 16 zu einem Wärmeaustauscher 18 ge- peratur in einer Mischzone 40 schnell vermindert, führt, der zugleich als Kondensator für das gasförmige indem der Flüssigkeitsstrom hoher Temperatur mit Reaktionsprodukt dient und in dem der Ausgangs- einem kälteren Kühlstrom eines flüssigen Kohlenstoff weiter auf etwa 42O0C vorgewärmt wird, bevor 65 Wasserstoffes, der in dem Hydrocrackverfahren in er den Austauscher durch die Reaktor-Speiseleitung noch zu beschreibender Weise gewonnen wird, ge-20 verläßt, während die den Reaktor verlassenden mischt wird (Abschrecken). Es wird eine ausreichende Gase gleichzeitig kondensiert und gekühlt werden. Menge des als Abschreckflüssigkeit dienenden Kühl-
wasserstoff gelangt in das Verfahren durch die Lei- Die Produkte der Hydrocrackung werden aus der tung 12. Als Ausgangsstoff können alle geeigneten 40 Hydrocrackzone 26 in zwei getrennten Strömen abMineralöle dienen. Bevorzugt werden solche mit geführt. Der eine Strom, der aus niedrigsiedenden, einem Siedepunkt im Bereich zwischen etwa 180 und gasförmigen Kohlenwasserstoffen besteht, verläßt die 600° C, wie beispielsweise natürliches und ther- Hydrocrackzone durch die Gasstromleitung 28 und misches oder katalytisches gecracktes Schwerbenzin, gelangt zum Kondensator 18, in dem der Gasstrom Zyklusöle, natürliche oder thermische Gasöle, Koke- 45 zunächst kondensiert und bei hohem Druck gekühlt reidestillate, Vakuumgasöle, asphaltfreie Gasöle und wird, indem er seine Wärme an den Strom der Ausandere Fraktionen, die von Rohöl oder von natür- gangsstoffe abgibt. Der kondensierte Abfiußstrom lieh vorkommenden Teeren, Schieferölen oder von wird durch eine Leitung 30 einem Separator 32 zusynthetischen Rohprodukten abgeleitet sind, die von geführt, in dem der Druck reduziert und Gas und Erdölrückständen, natürlichem Teer, Schieferöl, Teer- 50 Flüssigkeit voneinander als gasförmige Kohlenwassersand oder Kohle gewonnen worden sind. Relativ stoffe und flüssiges Zyklus-Leichtöl bei einer Tempeschwere Mineralöle, die über etwa 350° C sieden, ratur von etwa 290° C voneinander getrennt werden, sind besonders für eine Behandlung nach diesem Ver- Der zweite, von der Hydrocrackzone 26 ausgehende fahren geeignet. Der Ausgangsstoff, der normaler- Strom besteht aus höhersiedenden flüssigen Kohlenweise eine Temperatur von etwa 90° C aufweist, wird 55 Wasserstoffen bei hoher Temperatur (über 350° C) durch einen Vorwärmer 14 geleitet, der dem doppel- und hohem Druck (beispielsweise über 70 atü) und ten Zweck dient, den Ausgangsstoff auf eine Tempe- verläßt die Hydrocrackzone 26 durch eine Leitung ratur von etwa 2200C vorzuwärmen und zugleich 34, die zu einer Druck- und Temperatur-Reduzierden als Verfahrensprodukt anfallenden Leichtöl- zone 36 führt, in der der hohe Druck durch übliche Flüssigkeitsstrom von etwa 290 auf etwa 180° C ab- 60 Mittel, beispielsweise ein Drosselventil 38, erheblich zukühlen. Der vorgewärmte Ausgangsstoff wird durch reduziert wird. Unmittelbar danach wird die Temeine Leitung 16 zu einem Wärmeaustauscher 18 ge- peratur in einer Mischzone 40 schnell vermindert, führt, der zugleich als Kondensator für das gasförmige indem der Flüssigkeitsstrom hoher Temperatur mit Reaktionsprodukt dient und in dem der Ausgangs- einem kälteren Kühlstrom eines flüssigen Kohlenstoff weiter auf etwa 42O0C vorgewärmt wird, bevor 65 Wasserstoffes, der in dem Hydrocrackverfahren in er den Austauscher durch die Reaktor-Speiseleitung noch zu beschreibender Weise gewonnen wird, ge-20 verläßt, während die den Reaktor verlassenden mischt wird (Abschrecken). Es wird eine ausreichende Gase gleichzeitig kondensiert und gekühlt werden. Menge des als Abschreckflüssigkeit dienenden Kühl-
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stromes flüssigen Mineralöles in die Mischzone 40 niederen Temperatur gemischt werden. Ventile 52
eingeleitet und mit der heißen Flüssigkeit schwerer und 54 bilden die Mittel zur Wahl der Quelle, der
Kohlenwasserstoffe gemischt, um einen gemischten Menge und damit der Temperatur des zurückgeflüssigen
Kohlenwasserstoffstrom zu erhalten, dessen führten Kühlstromes flüssiger Kohlenwasserstoffe. So
Temperatur tief genug ist, um im wesentlichen ein 5 können gleiche Mengen des ersten und des zweiten
thermisches Cracken und eine Polymerisation der Stromes des flüssigen Zyklusöles mit niederer Tem-Moleküle
der schweren Kohlenwasserstoffe in dem peratur durch die Ventile 52 und 54 zugemessen
Mischstrom zu vermeiden. Obwohl es vorzuziehen ist, werden, um einen Kühlstrom flüssiger Kohlenwasserden
Kühlstrom flüssiger Kohlenwasserstoffe mit dem stoffe zu erzielen, der eine mittlere Temperatur aufheißen
Strom unmittelbar nach der Druckreduzierung io weist. Wenn die Temperatur des ersten Ölstromes
in dem Strom hoher Temperatur zu mischen, können etwa 29()c C und die Temperatur des zweiten Stromes
die Ströme auch vor oder gleichzeitig mit der Re- etwa 18O0C aufweist, wird ein Kühlstrom flüssiger
duktion des Druckes gemischt werden. In den beiden Kohlenwasserstoffe erzielt, der eine Temperatur von
letztgenannten Fällen müßte der Kühlstrom flüssiger etwa 2350C aufweist. Das Verfahren gibt demnach
Kohlenwasserstoffe unter Verwendung einer Hoch- 15 die Möglichkeit, die Temperatur des Kühlstromes
druckpumpe auf die Hochdruckseite der Druck- und flüssiger Kohlenwasserstoffe und des resultierenden
Temperatur-Reduktionszone 36 gepumpt werden. Mischstromes flüssiger Kohlenwasserstoffe zu vari-Außer
der Verwendung einer Hochdruckpumpe und ieren.
von Hochdruckleitungen müßte die Druck- und Tem- Der Strom der gemischten flüssigen Kohlenwasserperatur-Reduktionszone
36 die größere Durchfluß- 20 stoffe wird aus der Druck- und Temperatur-Reduziermenge
der gemischten Kohlenwasserstoffströme be- zone 36 mit Hilfe einer Leitung 56 abgeführt und zu
wältigen. einem Nachkühler 58 geleitet, in dem die Temperatur
Wenn die Temperatur nicht unmittelbar nach der des Misch-Flüssigkeitsstromes durch Wärmeüber-Druckreduzierung
schnell gesenkt wird, dann finden tragung auf ein Kühlmittel, dessen Quelle nicht näher
in dem flüssigen Kohlenwasserstoffstrom ein ther- 35 dargestellt ist, auf die Temperatur des gekühlten Abmisches
Cracken und eine gleichzeitige Polymerisa- flußstromes reduziert wird. Von dem Nachkühler 58
tion statt. Das Cracken und die Polymerisation er- gelangt der Misch-Flüssigkeitsstrom mittels einer
folgen in ausreichendem Maße, um die Betriebs- Leitung 60 zur Leitung 30, in der er mit dem gekühlwirksamkeit
von Anlagenteilen wie Rohrleitungen, ten Abflußstrom gemischt wird.
Ventilen und insbesondere Wärmeaustauschern erheb- 3<> Der Anteil vom Strom des ersten Zyklus-Leichtlich zu beeinträchtigen, indem an deren Wänden Öles mit niederer Temperatur, der den Separator 32 polymerisiertes Material abgelagert wird. Es sind verläßt und nicht zur Druck- und Temperatur-Redukschon sehr geringe Mengen solchen polymerisierten tionszone36 zurückgeführt wird, gelangt zum VorMaterials in den relativ großen Mengen der flüssigen wärmer 14. Im Vorwärmer 14 wird Wärme auf den Kohlenwasserstoffe, die durch solche Verfahrensan- 35 Ausgangsstoff übertragen, und es verläßt der gekühlte lagen hindurchfließen, ausreichend, um die Anlagen Strom den Vorwärmer als Produktstrom oder zweiter schnell zu verunreinigen und sie unbrauchbar zu Strom flüssiger Zyklus-Leichtöle, von dem ein Teil, machen oder zumindest ihre Wirksamkeit zu ver- wie oben beschrieben, gemäß dem erfindungsgemäßen mindern. Dies gilt insbesondere für die Wärmeaus- Verfahren zur Mischzone 40 zurückgeführt werden tauscher, in denen der Strom der flüssigen Kohlen- 40 kann. Der nicht zurückgeführte Teil des zweiten Wasserstoffe durch Rohrbündel fließt und sich jeg- Stromes flüssiger Zyklus-Leichtöle wird aus dem liches polymerisiertes Material an den Wandungen Verfahren als Produkt hinausgeleitet und bildet ein der Rohre abscheidet und zu einem ungenügenden verbessertes Mineralöl mit niederem Siedepunkt. Wärmeübergang, einer zusätzlichen Polymerisation Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Ver- und einem schnellen Zuwachsen des Wärmeaus- 45 anschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens, tauschers führt. . .
Ventilen und insbesondere Wärmeaustauschern erheb- 3<> Der Anteil vom Strom des ersten Zyklus-Leichtlich zu beeinträchtigen, indem an deren Wänden Öles mit niederer Temperatur, der den Separator 32 polymerisiertes Material abgelagert wird. Es sind verläßt und nicht zur Druck- und Temperatur-Redukschon sehr geringe Mengen solchen polymerisierten tionszone36 zurückgeführt wird, gelangt zum VorMaterials in den relativ großen Mengen der flüssigen wärmer 14. Im Vorwärmer 14 wird Wärme auf den Kohlenwasserstoffe, die durch solche Verfahrensan- 35 Ausgangsstoff übertragen, und es verläßt der gekühlte lagen hindurchfließen, ausreichend, um die Anlagen Strom den Vorwärmer als Produktstrom oder zweiter schnell zu verunreinigen und sie unbrauchbar zu Strom flüssiger Zyklus-Leichtöle, von dem ein Teil, machen oder zumindest ihre Wirksamkeit zu ver- wie oben beschrieben, gemäß dem erfindungsgemäßen mindern. Dies gilt insbesondere für die Wärmeaus- Verfahren zur Mischzone 40 zurückgeführt werden tauscher, in denen der Strom der flüssigen Kohlen- 40 kann. Der nicht zurückgeführte Teil des zweiten Wasserstoffe durch Rohrbündel fließt und sich jeg- Stromes flüssiger Zyklus-Leichtöle wird aus dem liches polymerisiertes Material an den Wandungen Verfahren als Produkt hinausgeleitet und bildet ein der Rohre abscheidet und zu einem ungenügenden verbessertes Mineralöl mit niederem Siedepunkt. Wärmeübergang, einer zusätzlichen Polymerisation Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Ver- und einem schnellen Zuwachsen des Wärmeaus- 45 anschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens, tauschers führt. . .
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wird ein Teil Beispiel 1
des Stromes flüssigen Zyklusöles vom Separator 32 Es werden etwa 300 m3 des Ausgangsstoffes bei
als Kühlstrom flüssiger Kohlenwasserstoffe durch die einer Temperatur von 93° C der Leitung 12 zuge-
Leitungen 42 und 44 mittels der Pumpe 46 zur Misch- 50 führt und im Vorwärmer 14 aus 22O0C und an-
zone 40 zurückgeführt, in der der zurückgeführte schließend in dem Kondensator-Wärmeaustauscher
Kühlstrom mit dem Strom höhersiedender flüssiger 18 auf 4150C erwärmt. In dem Erhitzer 22 werden
Kohlenwasserstoffe gemischt wird, um die Temperatur täglich 570 000 m3 Wasserstoff auf 433° C erwärmt
des resultierenden Kohlenwasserstoff-Mischstromes und mit dem erwärmten Ausgangsstoff vermischt,
schnell zu reduzieren. Statt dessen könnte ein Teil 55 Die resultierende Mischung, die eine Temperatur
eines zweiten Stromes flüssigen Zyklusöles mit nie- von etwa 42O0C aufweist, wird der Hydrocrackzone
derer Temperatur (etwa 1800C) in genügender 26 zugeführt. Die Hydrocrackzone 26 besteht aus
Menge, um einen Mineralöl-Mischstrom mit einer zwei Reaktoren, die einen Hydrocrackkatalysator
Temperatur von höchstens 350° C zu erhalten, als enthalten und in Serie arbeiten, so daß also der Ab-
der Kühlstrom flüssiger Kohlenwasserstoffe von dem 60 fluß des ersten Reaktors zur Speisung des zweiten
Vorwärmer 14 durch eine Leitung 48 und eine Pumpe Reaktors benutzt wird. In beiden Reaktoren betragen
50 zur Mischzone 40 zurückgeführt und mit dem die Reaktionstemperatur etwa 4400C und der
höhersiedenden Strom flüssiger Kohlenwasserstoffe Druck etwa 255 atü. Die Hydrocrackung ergibt etwa
gemischt werden. Je nach den Arbeitsbedingungen 12 000 ka/fi eines gasförmigen Abflußproduktes, das
des Verfahrens kann ein Anteil von beiden Strömen 65 mit 440° C durch die Abflußleitung 28 zum Konden-
flüssiger Zyklus-Leichtöle geringer Temperatur als sator-Wärmeaustauscher 18 gelangt, und 13 500 kg/h
Quelle für den Kühlstrom flüssiger Kohlenwasser- flüssiger Kohlenwasserstoffe mit hohem Siedepunkt,
stoffe gewählt und zum Erreichen der gewünschten die unter einem Druck von etwa 254 atü stehen, eine
Temperatur von etwa 4400C aufweisen und durch
die Leitung 34 zur Druck- und Temperatur-Reduzierzone 34 gelangen. Der Mischzone 40 werden von
dem Gas-Flüssigkeits-Separator 32 als Kühlstrom flüssiger Kohlenwasserstoffe etwa 25 000 kg/h des
ersten Stromes flüssiger Zyklus-Leichtöle mit einer Temperatur von etwa 2880C zugeführt. Die höhersiedenden
flüssigen Kohlenwasserstoffe werden von etwa 254 atü auf etwa 14 atü entspannt und unmittelbar
danach mit dem Kühlstrom flüssiger Kohlen-Wasserstoffe gemischt, so daß sich ein Strom einer
gemischten Flüssigkeit ergibt, der eine Temperatur von etwa 340° C aufweist. Der Misch-Flüssigkeitsstrom
wird dann durch den Nachkühler 58 geleitet, in dem die Temperatur auf etwa 2900C gesenkt
wird. Der Mischstrom mit niederer Temperatur wird dann in den gekühlten Abflußstrom eingeleitet, bevor
er in den Separator gelangt. Durch die Reduktion der Temperatur des heißen Stromes von 440° C auf
etwa 3400C werden das thermische Cracken und ao
die gleichzeitige Polymerisation und Verkohlung im wesentlichen ausgeschaltet, und es wird dadurch ein
schnelles Verunreinigen des Nachkühlers vermieden.
Beispiel Π
Das bei diesem Beispiel verfolgte Verfahren ist im wesentlichen das gleiche wie im Beispiel I, abgesehen
davon, daß von dem Separator 32 kein Anteil der ersten flüssigen Zyklus-Leichtöle niedriger
Temperatur als Kühlstrom flüssiger Kohlenwasserstoffe zur Druck- und Temperatur-Reduzierzone 36
zurückgeführt wird, sondern daß etwa 18 000 kg/h des zweiten Stromes flüssiger Zyklus-Leichtöle vom
Vorwärmer 14 als Kühlstrom flüssiger Kohlenwasserstoffe zurückgeführt und in die Mischzone 40 gepumpt
wird. Die Temperatur des Kühlstromes flüssiger Kohlenwasserstoffe beträgt etwa 177° C, und es
entstehen durch Mischen mit dem Strom der schweren Mineralöle in der Druck- und Temperatur-Reduzierzone
36 etwa 27 000 kg/h der gemischten flüssigen Kohlenwasserstoffe mit einer Temperatur von etwa
288° C.
Beispiel ΙΠ
Auch in diesem Beispiel wird im wesentlichen das gleiche Verfahren wie Ln den vorhergehenden Beispielen
ausgeführt. Es werden jedoch sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Strom der
flüssigen Zyklus-Leichtöle jeweils 6800 kg/h als Kühlstrom flüssiger Kohlenwasserstoffe zur Mischzone
40 zurückgeführt. Der erste Strom hat eine Temperatur von etwa 288 und der zweite von etwa
177° C, so daß der resultierende Mischstrom eine Temperatur von etwa 330° C besitzt.
Außer einer weitgehenden Ausschaltung der Polymerisation
polymerisierbarer Bestandteile des Stromes höhersiedender flüssiger Kohlenwasserstoffe
werden durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens verschiedene andere Vorteile erzielt. Bei
Anwendung geeigneter Mengen des zweiten Stromes flüssiger Zyklus-Leichtöle, wie sie im Beispiel II
beschrieben worden ist, kann der Bedarf für eine Nachkühlung entfallen, und es wird ein Nachkühler
nicht mehr benötigt. Weiterhin werden durch Mischen des Kühlstromes flüssiger Kohlenwasserstoffe
mit dem Strom höhersiedender Kohlenwasserstoffe spätestens unmittelbar nach der Druckreduktion
Bestandteile des Stromes höhersiedender Kohlenwasserstoffe, die bei dem geringeren Druck verdampft
wären, in der flüssigen Phase zurückgehalten und führen zu einer bedeutend besseren Wärmeübertragung.
Claims (5)
1. Verfahren zum Hydrocracken schwerer Mineralöle, bei dem die schweren Mineralöle in
einer Hydrocrackzone unter hohem Druck und bei hoher Temperatur mit Wasserstoff behandelt
und ein Strom höhersiedender flüssiger Kohlenwasserstoffe, der ebenfalls unter hohem Druck
steht und eine hohe Temperatur aufweist und polymerisierbare Bestandteile enthält, sowie ein
Strom gasförmiger Produkte erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der hohe Druck in dem Strom höhersiedender flüssiger
Kohlenwasserstoffe vermindert und entweder vor, während oder unmittelbar nach der Druckverminderung
der Strom höhersiedender flüssiger Kohlenwasserstoffe mit einer ausreichenden Menge eines Kühlstromes flüssiger Kohlenwasserstoffe
gemischt wird, um eine Temperatur von höchstens 350° C zu erzielen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom gasförmiger Produkte
kondensiert und gekühlt wird und daß ein Teil des dabei erhaltenen flüssigen Zyklus-Leichtölstromes
abgezweigt und als Kühlstrom flüssiger Kohlenwasserstoffe mit dem Strom der höhersiedenden
flüssigen Kohlenwasserstoffe vermischt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus den höhersiedenden
flüssigen Kohlenwasserstoffen und dem Kühlstrom flüssiger Kohlenwasserstoffe bestehende
Mischstrom nachgekühlt, der nachgekühlte Mischstrom mit dem Strom der flüssigen Zyklus-Leichtöle
gemischt und ein Teil des so erhaltenen zweiten Mischstromes als Kühlstrom flüssiger
Kohlenwasserstoffe abgezweigt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von dem zweiten
Mischstrom gasförmige und flüssige Komponenten abgezweigt und in einen Gasstrom und einen
ersten Strom flüssiger Zyklus-Leichtöle getrennt werden und der erste Strom flüssiger Zyklus-Leichtöle
gekühlt und in einen das Produkt darstellenden zweiten Strom flüssiger Zyklus-Leichtöle
und den Kühlstrom flüssiger Kohlenwasserstoffe aufgespalten wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des zweiten
Stromes flüssiger Zyklus-Leichtöle abgetrennt und mit einem Teil des ersten Stromes flüssiger
Zyklus-Leichtöle zum Kühlstrom flüssiger Kohlenwasserstoffe gemischt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 0©39'534/2j74
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