DE1908867C - Verfahren zur Umwandlung einer Kohlenwasserstoffbeschickung durch exotherme Umsetzung mit Wasserstoff - Google Patents
Verfahren zur Umwandlung einer Kohlenwasserstoffbeschickung durch exotherme Umsetzung mit WasserstoffInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung einer KohlcnwasserstofTbeschickung durch
xotherme Umsetzung mit Wasserstoff in einer Reaktionszone, bei dem man die Kohleirvasserstoffheschickung
mittels einer ersten Pumpeinrichtung in indirekten Wärmeaustausch mit dem Ausfluß aus der
ReakiKMis/one leitet und hierdurch die Beschickung
vorerhitzt. die Beschickung dann in die Reaktions/one einfuhrt und dort eine katalvlische exotherme Umset/ϋΠϋ
der Beschickung in Anwesenheit \on Wasserstoff und einem L mwandkmgskatalysator Herbeiführt,
aus der Reaktionszone einen Ausfluß, der l'mwandlunüsprodukte
und nicht umgesetzten Wasserstoff enthält, bei einer Temperatur von mindestens der
Reakiionsiempcratur abzieht, den Ausfluß durch indirek
ic-ii Wärmeaustausch mit der Beschick η ng und durch
indirekten Wärmeaustausch mit Wasser kühlt. Jen anfallenden gekühlten Ausfluß in eine Trenn/one
leitet und dort einen flüssigen Strom, der Lmwandlunespriidukte
enthält, und einen gasförmigen Strom. der nicht umgesetzten Wasserstoff enthält, voneinander
trennt. I mwandlungsprodukte aus dem abgetrennten flüssigen Strom gewinnt und den abgetrennten
gasförmigen Strom mittels einer zweiten Pumpeinrichtung zu der Reaktions/one zurückführt.
Bei derartigen Ilydrokrackverfahren ist e>
wichtig, ein hohes Ausmaß an Selektivität zu erzielen, um höhere
Ausbeuten an iiüssigen Produkten und geringere Koks- und Gasbildung zu erreichen. Zur Erzielung
dieser gewünschten Selektivität ist jedoch eine einwandfreie Temperatursteuerung der Hydrokrackreaklion
erforderlich. Bei bekannten Verfahren ist wegen der stark exothermen Natur des in l'rage
Siehenden Hydrokrackverfahrens bisher keine wesent liehe Verbesserung des Wärme- und Energiehaushalt.,
des Aufwandes an Betriebsmitteln und der Betriebslind Investitionskosten erreicht worden.
I'm die durch exotherme Umsetzung beim Hydrokracken erzeugte Wärme in geregelter Weise abführen
zu können, damit eine einwandfrie Temperatursteuerung und damit eine selektive Hydrokrackung
erreicht wird, benutzen bekannte Arbeitsweisen mehrstufige L'mwandlungszonen. Diese sollen verhindern,
daß der Temperaturanstieg in irgendeiner Stufe die Temperaturgren/en überschreitet, die für die Reaktorwerkstoffe
tolericrbar sind. Zu diesem Zweck wird ein Kühl- oder Abschreck medium, beispielsweise ein
verhältnismäßig kaltes, wasserstoffhaltiges Gas in
den Reaktorausfluß eingeführt, um die überschüssige Reaktionswärme vor der nächsten l'msetzungsstufe
aufzunehmen. Diese Methode der Zuspeisung führt zu keiner brauchbaren Rückgewinnung der überschüssigen
Reaktionswärme für eine Verwendung innerhalb des Verfahrens; Wirkungsgrad und Wirtschaftlichkeit
werden dadurch nicht verbessert.
Es ist bereits ein Verfahren zum Kracken von Schwerbenzin bekannt (USA.-Patentschrift 3 329 605),
bei dem man Kesselspeisewasser in einem Kessel zur Erzeugung von Wasserdampf erhitzt, mit dem Wasserdampf
eine Wasserdampfturbine antreibt, den aus der Turbine abfließenden Wasserdampf mit dem zi:
krackenden Schwerbenzin vermischt, das Gemisch aus Schwerbenzin und Wasserdampf überhitzt, das überhitzte
Gemisch adiabatisch auf eine Temperatur und einen Druck verdichtet, die zur Herbeiführung einer
thermischen Krackung des Schwerbenzins ohne Verbrennung des Schwerbenzins ausreichen, das gekrackte
Schwerbenzin zu rascher Kühlung und Verringerung des Drucks zur Verhinderung einer Polymerisation
der gekrackten Schwerbenzinbestandteile adiabatisch expandiert, und dann die gekrackten Schwerbenzin-
^!.iiuhciie uewinnl. wobei die adiahaii■·..-c V-.-rd'..:-·-
ΙίιΓ,μ mindestens /um Teil durch die Ai^-janu-e-ie^ic
tier Wa-erdampfturbine herbeigeführt λ ird. ( K-jehe"
IUi-'-:1!- kjnn bei der adiabaiischen ! \p;!"m,>:;' fr^.
ju-c:.'te I 'nergie Tür die adiah.iii-ehc Verdich·..;^· :-.-r.
;ιι·:.·.·-.'Λ·η werden. Be: I Mirchfuhrunu der ν ■ '-- ',-Ii-J
-.ι: I \p.msion in einer (iasiarhmc iüid -ν ,,·;. ..
!-,.!•■^■■■en Verdichtung in einem Komnr-e-,.Γ i,,,:-.,-.
\\.":-:--e win dem aus der CiasUirhine k.-.nnnen.ier.
Cie""--^' /;:r Wirerhil/Ling auf fri-che- Sc;■■.·.-■'■■■:; ·,,, :-
ji:-.-".!L!en werden. Weiterhin kam; Wirme ·, -■■; der
;ii;- Jer Gasturbine klimmenden (icn»H: f .■■:■.
Ire:, -de·· kcssclspeiscwasscr. das dem kes-e: jef ; r
u;r :. üben πι gen werden. Die ad ia banane \ er J :'/■■■
<·. ■ ιΐΓ: die adiahaiisehc i:nt>.ni<imunt: kr;;-.-:- r ,-.·,,"' ■-
\e: :-nnung-krarimas.chinc durchnefuhr v. er.· -
H-.-: diesem bekannten \ erfahren -oii ■.' : -j-, j,-Ve·-iiehtungs-
und l-nupannting^einnc1':-.üi er emc
a>. rgcwohnlich rasc-he lemperatursk^Lnt-_>
\,>r de;· Reaktor und Temperati:, senkrnie nacn dem
Re-.1 !"Γ dureh adiahatisehe \i-rdi.hiimi; ^/λ. aduha-H-.
j I ntspannung er/ielt werden: eip W".irt-.eai.-ta
.h /wischen dem /um Reaktor Hicik-nden Material
ui dem Reaktorausflui; direkt vor h/w. h. η :■„■.' dem
R_ -,tor soll dagegen vermieden .venk,-;. \.^h wird
K l:ni bekannten Verfahren dem Konienwa-^er-'off-I;!
it/material Wasserdampf m 1 nrm von IurNnenab
mpf /ugemischt, und na-h der Γ her>-.it/unu und
ad xitischen _ Verdichtuni; eine Krackii,,^ durchge·
nrt: dabei fließt der Wasserdampf nur einmal
ci>.-.'<■) die Anlage. F-.ine WaNserdampfpr/eiiüuni· dureh
W meaustausch mit dem Reaktiotispr.idnki erfolnt
ni !. l:ine derartige Arbeitsweise 1-· ^emäB der
Ti idling nicht vorgesehen.
ν ist auch bereits ein Isocrackingvcrfiihren bekannt
(( ■ .-mische Technik, 13. Jahrganj;. llefi / λ. Aünust
1'· . S. 455), bei dem die KohlenwasscrMoffbev.hikkii'-g
für die Reaktions/one in indin-Vu-" vvfirmcuu
i.ilisch mit dem Ausfluß aus dieser Reaktu>ns/one
gf-rächt und hierdurch vorerhit/t, dann in die Reaktu
ns/one eingeführt und dort in Anwesenheit von 1V -serstoff an einem Umwandlungskatalysator umgese'
! wird, aus der Reaktions/one ein V.isliuß, der
L riiwandlungsprodukte und nicht umgeset/ier. H assersii
ff enthält, abgezogen, durch indirekten Wärmeat'Mausch
mi; der Beschickung und durch indirekten Wärmeaustausch mit Wasser gekühlt, in eine Trenno'iie
geleitet und dort in einen Umwandlungsprodukte enthaltenden flüssigen Strom und einen nicht umgesetzten
Wasserstoff enthaltenden gasförmigen Strom getrennt wird, worauf der abgetrenn'e gasformige
Strom verdichtet und zu der Reaktionszone zurückgeführt wird. Dieses bekannte Verfahren geht über
den Rahmen des Üblichen nicht hinaus, indem der Reaktorausfluß durch indirekten Wärmeaustausch
mit der Beschickung sehr weit heruntergekühlt und ihm die Restwärme durch indirekten Wärmeaustausch
mit Kühlwasser, das dabei auf 30 bis 40 C erwärmt wird, entzogen wird, um Temperaturen zu erreichen,
bei denen eine Trennung in den Abscheidern möglich ist. Die Wärme des erzeugten Kühlwassers von 30 bis
40 C kann t/ei dieser bekannten Arbeitsweise technisch
nicht mehr ausgenutzt werden; demzufolge wird das Kühlwasser entweder als Abwasser abgeleitet oder
in Kühltürmen gekühlt, um erneut als Kühlwasser Ö5
verwendet zu werden. Dieses bekannte Verfahren hält sich damit im Rahmen der technischen Lehre bekannter
Arbeitsweisen, den heiß austretenden Produkten mreii Wärmeinhall durch Wärmeaiist.iii^·-.i in:, de11,
emiretenden Stoffen moeliclw vollkommen .livi·-
nelimen. \hn!;ch heul e- bei dem aus ..!er el.-^ ■■-.·:'.
1 :teratursieile bekannten I mcr.:cking-\ erfahret.
Her i rtmdiiriL! lieg; die \ufgabe /ucr ,n.'c e;.ier.
••'ufr.eden-tellenden W eu ,-u linden, die bei der Ii-. Jv>·-
K:ackuni! freiüe-et/te Wärme aiis/iiiva:/en i.i\: ü1
jiere^eiter Weise abführen /u können, dainil eme e;r.-w.indfreie
Temperatuisteueruny und dam:: eine -e'e!·.-':'-e
Hvdrokraekimi; erreicht wird. I i.ibe1 ^o-ü·.;-.
V. irMiny-jrad und W 'rt^chaftlichkei! de- \ erfahren«
i!'. apparativ einfach und storun-jsfrei dur^hfiil-.rbare
\rnei!~-A-ei--e verbessert werden.
!lie ! rlinduiiL' lost die iiestellte \rfi;.!'. ^;■..-.'
>i.!iaffiini; eiπe^ \ erfahren- der eiiiü.in^s genannte:'.
Xr:. da- dadurch nekenn/eichnet ist. dai'r man vle:',
indirekten Wärmeaustausch des Reaktitvis/oncnausfiusv.-N
mit Wasser iin' ; Bedingungen /ur [ r/eu^iint·
\on Wasserdampf vornimr.t und den Reaktions/onenaiistluü
dabei auf eine Temperatur unterhalb der Reakiionstemperatur kühlt, und den erzeugten W .inm.*!'-dampf
mindestens in einen mit der /weiten lYmpeinrichtung
verbundenen Kondensat tonst urbmenantneb
zum Antrieb der /weiten Pumpcinrichiung leitet.
Mi! Hilfe dieser Arbeitsweise ist e- möglich, die
Reaktionswärme vier exothermen H\c!rokrackreaktionen
in einer einfachen und neuartigen, technisch und wirtschaftlich vorteilhaften Weise zurückzugewinnen
und d.i/u auszunutzen, praktisch alle Primärantriebe zu betreiben, die als Hilfs- und Nebeneinrichtungen
für die Durchführung des Verfahrens erforderlich sind. Das Verfahren zur Umwandlung
von Kohlenwasserstoffen kann also weitgehend m thermischem Gleichgewicht ohne Zuführung wesentlicher
Mengen an Wärme von e!;ier äußeren Quelle
durchgeführt werden. Hierdurch werden Wirkungsgrad und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wesentlich
verbessert.
Bevorzugt arbeitet man mit einer Reaktion«.-temperatur
von ?30 bis 475 C und zieht den Reaktions/onenausfluß
bei inner wesentlich über der Reaktionstemperatur liegenden Temperatur ab.
Gemäß einer Ausführungsform kann man einen Teil des erzeugten Wasserdampfes einem /weiten
Kondensationsturbinenantrieh zum Antrieb der ersten
Pumpeinrichtung zuführen: man kann ilen erzeugten
Wasserdampf vor der Umführung in den Kondensationsturbinenantrieb übet hitzen.
Vorzugsweise führt man Kondensat aus dem Kondensationstiirbinenantrieb zu der Wasserdampferzeiii-iingszone
zurück.
Bei einer besonders vorteilhaften Au>führungsform
der vorliegenden Arbeitsweise, gemäß der man den abgetrennten, Umwandlungsprodukte enthaltenden,
flüssigen Strom in eine mit der ersten Pumpeinrichtung verbundene EnefgierüekgettinnuiigvTurbiiiencinrichtung
einführt, wird nicht nur die Wärmeenergie in einem optimalen Maß zurückgewonnen und ausgenutzt,
sondern es wird auch die potentielle I nergie. die in
dem u.iter hohem Druck stehenden Reaktionszonenausfluß
enthalten ist. in der t;nergieiückgewinmings-Turbineneinrichtung
zum Antrieb von integral mi· dem Verfahren verbundenen Primärantrieben gewonnen
und ausgenutzt.
Der hier verwendete Ausdruck »Rcaktionsteinpcnitur«
schließt jegliche Temperaturen ein, bei !"**
ins Gewicht fallende Umsetzung zwischen , wasserstoff beschickung und Wasserstoff einen«.
zugsweisc handelt es sich um die Einlaßtemperatur der Beschickung in den Reaktor; die Erfindung ist
jedoch hierauf nicht beschränkt.
Zu geeigneten Kohlenwasscrstoffeinsatzmaterialien
für die Durchführung des vorliegenden Verfahrens gehören Kerosinfraktionen, Gasölfraktionen, Schmieröl- und Weißölschnitte, schwere Kreislaufmaterialien,
Brenn· und Heuölschnitte, reduzierte und getoppie
Rohöle, verschiedene hochsiedende Bodenfraktionen einschließlich von Vakuumrückständen und anderen
Kohlenwasserstoffmaterialicn, die infolge der verhältnismäßig hohen Siedepunkte dieser Einsatzmaterialien, gewöhnlich begleitet durch die Anwesenheit von asphaltischen und anderen schweren Rückstandssubstanzen, einen geringeren Marktbedarf und
Marktwert haben. Die vorliegende Arbeitsweise eignet sich auch besonders für die Verarbeitung der schweren
Materialien aus der Gruppe der vorstehend genannten Kohlenwasserstoffbewhickungen, d. h. Vakuumgasölfraktionen, schweren K reislauf materialien oder reduzierten Rohölen, also solchen Kohlenwasserstoffen,
wie z. B. Kohlenwasserstofffraktionen, die einen Anfangssiedepunkt von über etwa 345 C aufweisen,
vorzugsweise einen ASTM-Siedebereich von etwa 345 bis etwa 595 C haben. Im allgemeinen enthalten alle
derartigen Kohlenwasserstoffbeschickungen stickstoffhaltige Verbindungen; es wird für die Durchführung
der Erfindung bevorzugt, den Stickstoffgehalt der Kohlenwasserstoffbeschickung unter etwa lSOOTeileje-Million (ppm) Gesamtstickstoff zu halten.
Bei dem für die Durchführung des Verfahrens gemäß
der Erfindung benutzten Katalysator kann es sich um irgendeinen Hydrokrackkatalysator handeln, der für
die Hydrokrackreaktion in Anwesenheit von stickstoffhaltigen Verbindungen, wie Ammoniak, selektiv
ist. In bezug auf stickstoffunempfindliche Hydrokrackkatalysatoren soll der Ausdruck »Metallkomponente« oder »katalytisch aktive Metallkomponente·
solche katalytisch»! Komponenten einschließen, die
wegen ihrer Hydrokrackaktivität oder wegen ihrer Eignung zur destruktiven Entfernung der stickstoffhaltigen Verbindungen verwendet werden. Diese katalytisch aktiven Metallkomponenten werden gewählt
aus den Metallen und Verbindungen der Gruppen VIa
und VIII des Periodensystems. Die katalytischen Metallkomponenten müssen unterschieden werden
von solchen Komponenten, die als festes Unterlageoder Trägermaterial oder ab saure Krackkomponente
verwendet werden. Die MetaüfcomponeMe kann /»ei
oder mehrere derartige MeUlIe umfassen. So kann der Katalysator Chrom. Molybdän, Wolfram, Eisen,
Kobalt, Nickel, Palladium, Platin, Ruthenium. Rhodium, Osmium, Iridium, oder Gemische von zwei
oder mehreren derartigen Metaller, einschliceHch Nickel-Molybdän. Nickd-Chrom, Molybdän-Palladium, Molybdän-Platin, Kobalt-Nickel-Molybdän.
Chrom-Platin, Chrom-Palladium. Molybdän Ntcket-Palladium enthalten.
l>as Verfahren gemäß der r.rfindung kann in einer
cin/jgen Rcaktiomstufe oder in zwei oder mehreren
getrennten aber miteinander verbundenen Reaklionv stufen. d. h. einer mehrstufigen Umwandlunguone
mit darin enthaltenem Katalysator, durchgeführt
werden. Im lalle der Anwendung einer mehrstufigen IJmwandlungs/one können sämtliche Stufen ein
bestimmte katalytisches Material der gleichen /u-'-arnrocRNci/ün? enthalten oder es kann in jeder Siufc
cmc andere kalalytiM.bc Zusammensetzung Anwendung finden oder es kann in den verschiedenen Stufen '
irgendeine Kombination oder Mischung von Katalysatoren benutzt werden, je nach den Bedürfnissen
und besonderen Forderungen des Einzelfalles.
S Unabhängig von der im Einzelfall angewendeten katalytisch aktiven Komponente oder Komponenten
sind diese mit einem geeigneten festen Tiägetmaterial
vereinigt, bei dem es sich entweder um ein natürlich vorkommendes oder ein synthetisch hergestelltes
ίο Material handeln kann. Zu natürlich vorkommenden
Trägermaterialien gehören verschiedene Aluminiumsilikate, insbesondere wenn diese zur Erhöhung ihrer
Aktivität mit Säure behandelt sind, zahlreiche aluminiumoxydhaltige Tone, Sunde, Erden. Die synthe-
IS tisch hergestellten Substanzen umfassen normalerweise
mindestens zum Teil sowohl Siticiumdioxyd als auch Aluminium. Andere geeignete Trägermaterial komponenten, die als integraler Teil in den Hydrokrackkatalysator einverleibt werden können, sind /. B.
ao Zirkonoxyd, Magnesiumoxyd, Thoriumoxyd, Boroxyd, Titanoxyd, Strontiumoxyd und Hafniumoxyd,
wobei die bevorzugte Krackkomponente im wesentlichen aus einer Vereinigung von Siliciumdioxyd und
Alur iniumoxyd besteht.
is Da das Verfahren gemäß der Erfindung für die
Behandlung von schweren Kohlenwasscrstoffbeschikkungen, die aligemein stickstoffhaltige Verbindungen
enthalten, besonders geeignet ist, wird es bevorzugt, das Verfahren in Kombination mit einer Hydrofei
nungsstufe durchzuführen, in der eine Umwandlung
der stickstoffhaltigen Verbindungen zu Ammoniak erfolgt. Wenn eine Hydrofeinungsbehandlung in
Verbindung mit dem Verfahren gemäß der Erfindung vorgenommen werden soll, kann diese unter Anwen
dung bekannter Katalysatoren und Betriebsbedin
gungen durchgeführt werden, derart, daß mindestens ein Teil des anwesenden Gesamtstickstoffs, ohne
wesentliche Umwandlung der Beschickungskohlenwasserstoffe in tiefer siedende Kohlenwasserstoffe, zu
Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung weiter veranschaulicht. In der
Zeichnung ist in schematicher Weise ein Fließbild einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt.
Gemäß der Zeichnung tritt die Kohlenwasserstoffbeschickung durch eine Leitung 10 in da. Verfahren
ein und wird durch eine erste Pumpeinrichtung 11 in eine Leitung 12 gedrückt, in der sie mit Wasserstoff.
4er im Verfahren uugcwftbt und durch etae Leiten« 30
So eingeführt wird, vermischt wird. Die Kohknwasserstoffbcschickiing kann beispielsweise einen ASTM-Siedebvrckh von einem Anfangssiedepunkt von 345
bis 595 C haben. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf diese Werte hinsichtlich der durch die
LdtunglOzugefebrtenKolnVnwasserstoffbeacfaickung.
Das Gemisch aas Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen wird durch die Leitung 12 in einen Wärmeaustauscher 13 geführt, in dem die Temperatur des
Gemisches biwee von CO auf 193°C erhöht
te wird. Normalerweise ist der Wasserstoff ia einer
Menge im Bereich von 89 bis 5350 Standard-Liter je Liter flüssiger Beschickung, z. B. 3560 l/l abwesend.
Das vorerhitzte Gemisch wird dann durch indirekten Wärmeaustausch mit dem endgültige·) Reaktkms-
ausflub in einem Wärmeaustauscher 16 *>d eine
Temperatur von beispictswcHe etwa 405"C gebracht
und danach durch eine Leitung 17 in einen llydrokrackreaktor 20 eingeführt. Sofern gewünscht, kann
E< L b
7 . 8
kung eingespeist werden. Weiterhin wird das Gemisch in eine Trenneinrichtung, z. B. einen Abscheider 26,
aus Wasserstoff und Beschickungskohlenwasserstoffen geleitet.
•Λ der Leitung 17 vorzugsweise auf eine Reaktions- 5 Aus dem Abscheider 26 wird das nichtumgesetzten
temperatur von z. B. 445*C erhitzt, etwa indem es Wasserstoff umfassende wasserhaltige Gas durch eine
durch einen herkömmlich beheizten Erhitzer (nicht Leitung 28 abgezogen und dann mittels einer zweiten
dargestellt) geleitet wird. Pumpeinrichtung 29 auf einen erhöhten Druck ver-
genauen Betriebsbedingungen hängen von den ver- io zur Vermischung mit den Beschickungskohlenwasser-
schiedenen physikalischen und/oder chemischen Eigen- stoffen in der Leitung 12, wie das vorstehend erläutert
schäften der im Einzelfall verarbeiteten Kohlenwasser- wurde.
stoffe sowie von der Art des in dem Reaktor 20 ent- Die normalerweise flüssigen Produkte werden aus
haltenen Katalysators 18 ab. Auf jeden Fall wird der dem Abscheider 26 durch eine Leitung 27 abgezogen
Reaktor 20 bei einer Umwandlungstemperatur von 15 und in eine Energierückgewinnungs-Turbincneinrich-345 bis 480" C, vorzugsweise etwa 445 C, und einem tung 31 geleitet, in der mindestens ein Teil der für den
Druck im Bereich von 20,4 bis 204 at, vorzugsweise Antrieb der Pumpeinrichtung 11 benötigten Kraft
etwa 150 at, gehalten. Höhere Drücke scheinen die zurückgewonnen wird. Die gewünschten tiefersiedendestruktive Entfernung von irgendwelchen zurück- den Kohlenwasserstoffe werden durch eine Leitung 32
gebliebenen stickstoffhaltigen Verbindungen sowie die ao zur Produktlagerung oder weiteren Verarbeitungs-Umwandlung von solchen Kohlenwasserstoffen, die einrichtungen abgezogen.
bei über etwa 345 C sieden, zu begünstigen. Sämtliche Aus dem Wasserdampfgenerator 23 wird der er-
in dem Reaktor 20 mit dem Katalysator 18 in innige und in beispielsweise zwei Teile aufgetrennt, zum
keit (Volumina flüssige Beschickung je Volumen märantrieben. Ein Teil wird durch eine Leitung 34
vorzugsweise etwa 0,75. unter Bedingungen, die für einen Antrieb der ange-
Der in dem Katalysatorbett i8 angcuidnetc Kalaly schlossenen Puntneinrichtung 29 geeignet sind. Ein
sator erfüllt eine doppelte Funktion: der Katalysator 30 anderer Teil des erzeugten Wasserdampfes wird durch
ist im wesentlichen unempfindlich gegen die Anwesen- eine Leitung 40 in einen weiteren Kondensationsheit von stickstoff lialtigen Verbindungen, gleichzeitig turbinenantrieb 41 geleitet, unter solchen Bedingungen,
ist er in Lage, deren destruktive Entfernung herbeizu- daß der restliche Energiebedarf zum Antrieb der angefuhren und zugleich eine Umwandlung mindestens schlossenen ersten Pumpeinrichtung 11 geliefert wird,
eines Teils jener Kohlenwasserstoffe, die beispiels- 35 Dabei ist zu beachten, daß bei der dargestellten
weise bei einer Temperatur von über 345 bis 370 C Ausführungsform die erste Pumpeinrichtung 11 durch
sieden, zu bewirken. Im allgemeinen werden die eine Kombination der Antriebsenergkn aus der
Betriebsbedingungen in dem Reaktor 20 so eingestellt, Kondensationsturbine 41 und der Energierückgewindaß sich eine etwa 20 bis 60 volumenprozentige Um- nungsturbme 31. die beide in entsprechender Weise mit
Wandlung der Beschickungskohlenwasserstoffe zu tiefer 40 der ersten Pumpeinrichtung 11 verbunden sind, angesiedenden Kohlenwasserstoffen je Durchgang ergibt. trieben wird. Sofern gewünscht, kann der erzeugte
Gewöhnlich liegt der Wasserstoffverbrauch für diese Wasserdampf in der Leitung 33 durch nicht darge-Umsetzung im Bereich von etwa 89 bis 8901 je 1 stellte Mittel überhitzt werden, um zusätzliche Leizugeführter Kohlenwasserstoffe. stung in den erläuterten Kondensationsturbinen-
hat, wird der Reaktionsausfluß aus dem Reaktor 20 Das Wasserdampfkondensat aus der Kondensations-
bei einer Temperatur von mindestens der Umwind- turbine 41 wird durch eine Leitung 42 abgezogen, m .
lurgstemperalur (typischerweise bei einer Temperatur. dem Kondensat aus der Kondensationsturbine 35, das
die wesich über der Umwandlungstemperatur liegt, durch eine Leitung 36 zufließt, vermischt und durch
z. B. 470C) durch eine Leitung 21 abgezogen und in se eine Leitung 3? in einen KondeosaUbschetder 38
den Wärmeaustauscher 16 geführt, in dem der Aus- geführt. Ein geringer Anteil an Entlüftungsgas wird
fluB auf eine Temperatur unterhalb der im Reaktor 20 aus dem Abscheider 38 durch nicht dargestellte Mittel
aufrechterhaltenen L'nrnandlungstemperatur abge- abgelassen. Das Kondensatwasser wird aus dem
kühlt bzw. abgeschreckt wird. z. B. auf etwa 270 C. Abscheider 38 durch eine Leitung 39 zu dem Wasser-
erläutert wurde. Der gekühlte Ausflußstrom wird dann Wassers. Zusätzliches Speisewasser, je nach Bedarf
durch e»ne Leitung 22 von dem Wärmeaustauscher 16 oder Wunsch, kann durch eine Leitung 43 in die
in einen Wasserdampferzeuger 23 geleitet, in dem Anlage eingeführt werden.
beispielsweise gesättigter Wasserdampf von 17atü 60 Bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform
erzeugt wird. Der gekühlte Ausflußstrom wird von befindet sich der Wasserdampferzeuger 23 im Strom
oem Wasserdampferzeuger 23 bei einer Temperatur des Ausflusses aus dem Reaktor 20 zwischen den
von etwa 235 C abgezogen und in den Wärme- Wärmeaustauschern 16 und 13. Die Erfindung ist aber
austauscher 13 geleitet, wo er durch den bereits nicht auf diese besondere Anordnung beschränkt. Es
erläuterten indirekten Wärmeaustausch mit den Be- 65 liegt genauso im Rahmen der Erfino-ing, den Wasserschickungskohlenwasserstoffen weiter auf eine Tempe- dampferzeuger vor dem Wärmeaustauscherzug, nach
ratur von etwa 150 C gekühlt wird. Der gekühlte dem Wärmeaustauscherzug, zwischen unabhängigen
Ausflußstrom wird, sofern gewünsch*.. mit zusatz- Stufen eines mehrstufigen Umwandlungsverfahrens
1 907
ίο
oder an irgendeiner anderen Stelle des Verfahrens anzuordnen, solange die Reaktionswärme durch
Wasserdampfprzeugung weitgehend zurückgewonnen wird, so daß der Wasserdampf zum Antrieb von einen
integralen Bestandteil des Verfahrens bildenden Primärantrieben
verwendet werden kann.
Aus der vorstehend erläuterten Ausführungsform ist ersichtlich, daß durch das Verfahren gemäß der
Erfindung die durch die Hydrokrackreaktion erzeugte exotherme Reaktionswärme in einem optimalen Maße
zurückgewonnen und ausgenutzt wird, und zwar einmal durch Wasserdampferzeugung zum Antrieb
von integral mit dem Verfahren verbundenen Primärantrieben und zum anderen durch die Gewinnung und
Ausnutzung der potentiellen Energie, die in dem unter 15
hohem Druck stehenden Reaktionsausfluß enthalten ist, unter Verwendung einer Energierückgewinnungs-Turbineneinrichtung
zum Antrieb von integral 'mit dem Verfahren verbundenen Primärantrieben.
Beispiel ao C4 bis C,
Die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfin- Schwerbenzin
dung wird durch das nachstehende Beispiel weiter Dieselöl
veranschaulicht, das die Produkte aufzeigt, die bei der Verarbeitung eines Vakuumgasöls erhalten werden
können. Es wurde in Übereinstimmung mit dem Fließbüd der Zeichnung unter Einhaltung typischer
Betriebsbedingungen der vorstehend angegebenen Art gearbeitet. Die Kohlenwasserstoffbeschickung hatte
ein spezifisches Gewicht von 0,9144, einen Schwefelgehalt von etwa 1,5 Gewichtsprozent, einen Stickstoffgehalt
von etwa 1200 Gewichtsteilen-je-Million, und
einen ASTM-Siedebereich von 349 bis 595°C. Die Wasserstoff reinheit betrug 97,5 Molprozent. Bei Zuführung
von 4130 m3 Beschickung je Beüiebstag wurden die folgenden Produkte erhalten:
Gewicht
(15,6OC/15,6°C)
0,6684
0,7499
0,8251
0,7499
0,8251
m'/BetriebsUg
360
580
3560
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur Hrnwandlung einer Kohlenwasserstoff
beschickung durch exotherme L msetzung
mit Wasserstoff in einer Reaktions/one, bei dem
man die KohlenwasserstofTheschickung mittels
einer ernten Pi'mpeinrichtung in indirekten Wärmeaustausch
nut dem Ausfluß a;is der Reaktions/one leitet und hier.Jurch die Beschickung vorerhiizt.
die Beschickung dann in die Reaktions/one einfuhrt
und dort eine katalytische exc'.herme I mset/ung
der Beschickung in Anwesenheit von Wasserstoff und einem l:mwandliuiüskatalvsator
hcrheifLilirt. aus der Reaklions/one eine:! AusfUiü.
der t mwandlungsproduktc und nicht umneset/ten
Wasserstoff enthält, bei einer Temperatur von
mindestens, der ReaWlionsiempcraiur uh/ielu. den
Ausfluß di. :h indirekten Wärmeaustausch mit der Beschickung und durch indirekten Wärmeaustausch
mit Wasser kühlt, den anfallenden gekühlten Ausfluß in eine Trenn/one leitet und dort einen
flüssigen Strom, der Umwandlungsprodukte enthält, und einen gasformigen Strom, der nicht
umgesetzten Wasserstoff enthält, voneinander trennt. Lmwandlungsprodukte aus dem abgetrennten
flussigen Strom gewinnt und den abgetrennten gasförmigen Strom mittels einer /weiten
Pumpcinrichtiing /u der Reaktions/one zurückführt,
dadurch gekennzeichnet. JaQ
man den indirekten Wärm austausch des Reaktions/onenausflusses
mit Wasser unter Bedingungen zur Fr/eugung von Wasserd. npf vornimmt und
den Rcaktions/onenausfluß dabei auf eine Temperatur unterhalb der Reaktionstemperatur kühlt,
und den erzeugten Wasserdampf mindestens in einen mit der zweiten Pumpeinrichtung verbundenen
Kondensationsturbr^nantrieb zum Antrieb der zweiten Pumpeinrichtung leitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer Reaktionstempcratur
von 330 bis 475"C arbeitet und den Reakuonszonenai.sfluß
bei einer wesentlich über der Reaktionstemperalur liegenden Temperatur abzieht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil des erzeugten
Wasserdampfes einem zweiten Kondensationsturbinenantrieb zum Antrieb der ersten Pumpeinrichtung
zuführt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 hjs 3,
dadurch gekennzeichnet, daß man den erzeugten Wasserdampf vor der Einführung in den Kondensationsturbinenantrieb
überhitzt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Kondensat aus
dem Kondensationsturbinenantrieb zu der Wasserdampferzeugungszonc zurückführt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den abgetrennten,
Umwandlungsproduktc enthaltenden flüssigen Strom in eine mit der ersten Pumpeinrichtung
verbundene Energierückgewinnungs-Turbineneinrichümg einführt.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US569446A US3429803A (en) | 1966-08-01 | 1966-08-01 | Method for converting hydrocarbons |
| GB863669A GB1234132A (de) | 1966-08-01 | 1969-02-18 | |
| NL6902733A NL6902733A (de) | 1966-08-01 | 1969-02-21 | |
| DE19691908867 DE1908867C (de) | 1969-02-21 | Verfahren zur Umwandlung einer Kohlenwasserstoffbeschickung durch exotherme Umsetzung mit Wasserstoff | |
| FR6904611A FR2061504A1 (de) | 1966-08-01 | 1969-02-24 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US56944666A | 1966-08-01 | 1966-08-01 | |
| GB863669 | 1969-02-18 | ||
| NL6902733A NL6902733A (de) | 1966-08-01 | 1969-02-21 | |
| DE19691908867 DE1908867C (de) | 1969-02-21 | Verfahren zur Umwandlung einer Kohlenwasserstoffbeschickung durch exotherme Umsetzung mit Wasserstoff | |
| FR6904611A FR2061504A1 (de) | 1966-08-01 | 1969-02-24 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1908867A1 DE1908867A1 (de) | 1970-09-03 |
| DE1908867B2 DE1908867B2 (de) | 1973-02-01 |
| DE1908867C true DE1908867C (de) | 1973-08-30 |
Family
ID=
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