DE1926478A1 - Integrated low pressure hydrogen refining hydrocracking process - Google Patents
Integrated low pressure hydrogen refining hydrocracking processInfo
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Description
DR. BERG DIPL-ING. STAPFDR. BERG DIPL-ING. STAPF
PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 2. H I LBLESTRASSE 2OPATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 2. H I LBLESTRASSE 2O
DahimDahim
25. Mai 1969May 25, 1969
Anwaltsakte Io 4,2ο
Be/ALawyer file Io 4 , 2ο
Be / A
ESSO Research and. Engineering Company,Linden,IT. J., USAESSO Research and. Engineering Company, Linden, IT. J., USA
"Integriertes Hiederdruck-YJasserst off raff inierungs-Hydrokrack-"Integrated low pressure Y first off refining hydrocracking
YerfahrenYerfahren
Frühere Hydrokrack-Verfahren wurden bei Drücken über ungefähr 140 atü (2000 psig) durchgeführt, wobei Katalysatoren verwendet wurden, die verschiedene Metallhydrierungskomponenten, kombiniert mit amorphen Matalloxid-Krackbasisiaaterialien, enthielten. Es wurden dann neuere Hydrokrack-Earlier hydrocracking processes were operated at pressures above approximately 140 atmospheres (2000 psig) using catalysts used, the various metal hydrogenation components, combined with amorphous metal oxide cracking base materials, contained. Then newer hydrocracking
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009881/1301009881/1301
β [081T) *5 16 20 81 Telegramme ι PATENTEUIE Mönchen Sanki Bayerreehe Vereltubank MOndien 453 TOO Pp«t»ch«ckt MOndien i53β [081T) * 5 16 20 81 telegrams ι PATENTEUIE Mönchen Sanki Bayerreehe Vereltubank MOndien 453 TOO Pp «t» ch «ckt MOndien i53
Katalysatoren entwickelt, die ein oder mehrere Angehörige der Gruppe der Platinmetalle enthielten, die auf einem großporigen, kristallinen Aluminiumsilikat-Zeolithträger abgelagert waren. Mit diesen Katalysatoren war es möglich, geeignete Umwandlungen zu Benzin und anderen Premium-Erdölfraktionen bei ungefähr 105 atü (1500 psig) zu erhalten. Neuerdings wurde ein Katalysator, der eine ITichtedelmetall-Hydrierungskomponente auf einem synthetischen Zeolithmaterial enthielt, zum Hydrokracken verwendet, (siehe beispielsweise US-Pa tent schrift 3 394 074) <> So ist es nunmehr.bekannt, daß ein Nickel-Wolfram-Zeolith-Katalysator einem Palladium-Katalysator bei der Behandlung von Rohbeschickungen, die große Mengen Stickstoff enthalten, bei 105 atü (1500 psig) weitgehend überlegen ist.Catalysts developed by one or more relatives the group of platinum metals contained on a large-pore, crystalline aluminum silicate zeolite carriers were deposited. With these catalysts it was possible suitable conversions to gasoline and other premium petroleum fractions at about 105 atmospheres (1500 psig). Recently, there has been a catalyst that uses a low-noble metal hydrogenation component contained on a synthetic zeolite material, used for hydrocracking (see for example U.S. Patent 3,394,074) <> It is now known that a nickel-tungsten-zeolite catalyst is a Palladium catalyst in the treatment of raw feeds containing large amounts of nitrogen at 105 atmospheres (1500 psig) is largely superior.
Gegenstand dieser Erfindung ist ein V/a ss er st off-Umwandlungsverfahren, das eine gute Umwandlung von Erdölfraktionen beiThe subject of this invention is a V / a ss he st off conversion process, that contributes to a good conversion of petroleum fractions
ο
Drücken unter ca, 74 kg/cm (1050 psig), vorzugsweise beiο
Pressures below about 74 kg / cm (1050 psig), preferably at
20 - 70 kg/cm2 (300 - 1000 psig) liefert. Dieser Druckbereich ermöglicht die Verwendung einer Ausrüstung, bei der mit geringeren Kosten zur Verfügung stehende Fabrikationsmetalle und andere Materialien für Reaktionsgefäße, Röhren, Ventile uswo verwendet werden können. Darüberhinaus kann der Wasserstoffraffinierer und Hydrokracker bei dem gleichen Druck und innerhalb Im wesentlichen dem gleichen Temperaturbereich betrieben werden» Ein einziges Katalysator-Akti-Provides 20-70 kg / cm 2 (300-1000 psig). This pressure range enables equipment to be used in which manufacturing metals and other materials that are available at a lower cost can be used for reaction vessels, tubes, valves, etc. In addition, the hydrogen refiner and hydrocracker can be operated at the same pressure and within essentially the same temperature range.
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vierungssyatem, d. h, Ausgangssystem j und ein einziges Katalyaator-Reaktivierungssystem, d. h. Regenerierungsaystem, kann für beide Behandlungseinheiten verwendet werden, besonders dann, wenn die beiden Behandlungen innerhalb einer einzigen Reaktionsgefäßumhüllung durchgeführt werden.vierungssyatem, d. h, starting system j and a single one Catalyst reactivation system, d. H. Regeneration system, can be used for both treatment units, especially when the two treatments are within a single reaction vessel envelope.
Die Verwendung von Hydrokrackdrücken unter 70 atü (1000 psig) macht es möglich, vorhandene Wasserstoffraffinierer zu Wasserstoffraffinierungs- und Wasserstoffkrack-Anlagen mit einem Minimum an Kapitalinvestierung und zusätzlichen Arbeitskosten umzuwandeln. Wenn der tägliche Ausstoß größer als die Kapazität der vorhandenen Wasserstoffraffinierungs-Anlage sein sollte, wird die Einheit mit einem "Grass-RootsM-Hydrokrackreaktionsgefäß in Serie gekuppelt, das zum Arbeiten innerhalb der gleichen Arbeitsgrenzen ausgelegt ist.The use of hydrocracking pressures below 70 atmospheres (1000 psig) makes it possible to convert existing hydrogen refiners to hydrogen refiners and hydrogen crackers with a minimum of capital investment and additional labor costs. If the daily output should be greater than the capacity of the existing hydrogen refining facility, the unit is coupled in series with a Grass-Roots M hydrocracking reactor designed to operate within the same operating limits.
Um ein zufriedenstellendes Beibehalten der Katalysatoraktivität in Hydrokrack-Verfahren zu erreichen, ist es notwendig, einen großen Teil der organischen Stickstoff-Tarbindungen der Beschickung zu entfernen, weil diese Materialien dauernd den Hydrokrack-Katalysator desaktivier«n. Man war bisher überzeugt, daß zur Entfernung des Stickstoffs scharfe Bedingungen wesentlich sind, einschließlich Drücken über ca. 75 kg/cm (1000 psig). Es wurde nunmehr gefunden, daß ein Hieierdruck-Wasserstoffraffinierungs- undTo maintain the catalyst activity satisfactorily in hydrocracking is to achieve it necessary for a large part of the organic nitrogen compounds from the feed because these materials will permanently deactivate the hydrocracking catalyst. It has heretofore been believed that severe conditions are essential to remove nitrogen, including Pressures in excess of about 75 kg / cm (1000 psig). It has now been found that a pressurized hydrogen refining and
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Niederdruekhydrokrack-Verfahren über sehr lange Betriebszeitdauer bei Beschickungen des typischen mittleren Siede bereichs mit einer sehr geringen Temperaturerhöhung durch-Low-pressure hydrocracking process over a very long operating time with feeds of the typical medium boiling point area with a very low temperature increase through
ih]
(4000F) Produkten beizubehalten.ih]
Maintain (400 0 F) products.
geführt werden kann, um eine gute Umwandlung zu Cc-204°C-can be led to a good conversion to Cc-204 ° C-
Das Fließdiagramm zeigt eine der zumeist bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung.The flow diagram shows one of the most preferred embodiments the invention.
Kurz zusammengefaßt leitet man nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eine Stickstoff enthaltende Erdölbeschickung, wie ein Gasöl, und Wasserstoff über ein Bett des' herkömmlichen Wasserstoffraffinierungs-Katalysators bei einer milden Wasserstoffraffinierungs-Temperatur und niederem Druck, z. B. 21 - 74 atü (300 - 1000 psig), und leitet dann den Abstrom aus der Wasserstoffraffinierungs-Anlage über ein Bett aus einem Hydrokrack-Katalysator, wobei dieser Nickel und Wolfram auf einem kristallinen Aluminiumoxidsilikat-Zeolith enthält, bei im wesentlichen den gleichen Bedingungen und gewinnt so ümwandlungsprodukte einschließlich Benzin. Die Wasserstoffraffinierungs- und Hydrokrack-Katalysatoren werden beide gleichzeitig und mit den gleichen Materialien aktiviert.Briefly summarized, the method of the present is directed to Invention of a nitrogen-containing petroleum feed, such as a gas oil, and hydrogen over a bed of the ' conventional hydrogen refining catalyst a mild hydrogen refining temperature and pressure, e.g. B. 21-74 atm (300-1000 psig), and conducts then the effluent from the hydrogen refining unit via a bed of hydrocracking catalyst, which Nickel and tungsten on a crystalline alumina silicate zeolite are essentially the same Conditions and thus wins conversion products including gasoline. The hydrogen refining and hydrocracking catalysts are both activated at the same time and with the same materials.
Geeignete Beschickungen für Umwandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sind Kohlenwasserstoff-Fraktionen mit einem Siedebereich von 150 - 54O0C (300 - 10000F), Vorzugs-909881/1308 Suitable feeds for conversion by the present process are hydrocarbon fractions having a boiling range of 150 - 54O 0 C (300 to 1000 0 F), preferential 909881/1308
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weise 200 - 4000C (400 - 75O0F), oder Herzschnitte solcher Fraktionen. Die Fraktionen enthalten bis zu 800 ppm, gewöhnlich von 10 - 300 ppm, Stickstoff in Form von organischen Stickstoffverbindungen. Die Fraktionen stammen gewöhnlich aus "Virgin"-Erdölfraktionen oder teilraffinierten Erdölfraktionen. Zu spezifischen Schnitten gehören katalytische Rückflußöle, Virgin-Gasölfraktionen, Verkokungsgasöle, Fraktionen aus Viskositätsbrechen usw.. Die Beschickung kann etwas Schwefel, gewöhnlich 0,25 bis 2 Gew0^, enthalten. Die Fraktionen enthalten von 20 bis 60 $ aromatische .Kohlenwasserstoffe, und es ist ein Vorteil des Verfahrens, daß . diese Materialien bei der Behandlung unter den verwendeten Bedingungen nicht in einem merklichen Ausmaß hydrogekrackt oder gesättigt werden;wise 200-400 0 C (400-750 0 F), or heart slices of such fractions. The fractions contain up to 800 ppm, usually from 10-300 ppm, nitrogen in the form of organic nitrogen compounds. The fractions usually come from "virgin" petroleum fractions or partially refined petroleum fractions. Specific sections include catalytic etc Rückflußöle, Virgin gas oil fractions Verkokungsgasöle, fractions from visbreaking .. The feed may some sulfur, usually 0.25 to 2 wt 0 ^ included. The fractions contain from $ 20 to $ 60 aromatic hydrocarbons, and it is an advantage of the process that. these materials do not become hydrocracked or saturated to any appreciable extent when treated under the conditions used;
Typische Uhtersuchungsergebnisse für Beschickungen sind:Typical examination results for loads are:
Tabelle T Beschiokungs-PrüfergebnisseTable T Description test results
Gewicht, ÜAPI
Stickstoff, ppm
Schwefel, Gew„$
Anilin-Punkt, 0G1(0F)
Brom,- g/100 g
ZahlWeight, Ü API
Nitrogen, ppm
Sulfur, wt "$
Aniline Point, 0 G 1 ( 0 F)
Bromine, - g / 100 g
number
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Fortsetzung Tabelle 1Table 1 continued
Destillation (ASTM) Leichtes' katalyt. Leichtes "Virgin"- On /Ό^,-ν Rückflußöl Ga s ölDistillation (ASTM) Light 'catalyt. Light "virgin" - O n / Ό ^, - ν reflux oil Ga s oil
Zu den für Verwendung in der Wasserstoffraffinierungsstufe fc des Verfahrens vorgesehenen Katalysatoren gehören eine Hydrierungskomponente wie die Oxide und/oder Sulfide von Metallen der Gruppe VI-B und/oder VIII, die auf einem geeigneten Trägermaterial, wie Aluminiumoxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Bauxit, Kieselgur u· ä. gelagert sind. Salze von Kobalt, Molybdän, Nickel, Wolfram werden bevorzugt, und besonders bevorzugt werden Katalysatoren aus Nickelmolybdat oder Kobaltmolybdat auf Aluminiumoxid oder SiIiciumdioxid-stabilisiertem Aluminiumoxid. Herkömmliche, imCatalysts contemplated for use in the hydrogen refining step fc of the process include a hydrogenation component such as the oxides and / or sulfides of metals of Group VI-B and / or VIII, which on a suitable Carrier material, such as aluminum oxide, silicon dioxide-aluminum oxide, Bauxite, diatomite and the like are stored. Salts of cobalt, molybdenum, nickel, tungsten are preferred, and nickel molybdate catalysts are particularly preferred or cobalt molybdate on aluminum oxide or silicon dioxide stabilized Alumina. Conventional, im
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Handel erhältliche Wasserstoffraffinierungs-Katalysatoren sind zur Stickstoffentfernung zufriedenstellend.Commercially Available Hydrogen Refining Catalysts are satisfactory for nitrogen removal.
Der Katalysator, der" zur Durchführung der Hydrokrackstufe der vorliegenden Erfindung, wie vorausgehend angegeben, verwendet wird, enthält eine Nickel-Wolfram-Hydrierungskomponente, kombiniert mit einem krackenden Grundmaterial aus einem kristallinen Aluminiumoxid-Silikat-Zeolith mit einer Faujasit-Kristallstruktur, einer einheitlichen Porengröße und einem Siliciumdioxid-zu-Aluminiumoxid-Molverhältnis, das größer als ungefähr 3 ist. Zeolithe mit der gewünschten Faujasit-Struktur sind entweder natürlichen oder synthetischen Ursprungs und sollen in dehydratisiertem Zustand der nachfolgenden Formel entsprechen?The catalyst "used to carry out the hydrocracking step of the present invention as indicated above contains a nickel-tungsten hydrogenation component combined with a cracking base material of a crystalline alumina-silicate zeolite having a faujasite crystal structure, a uniform pore size and a silica to alumina molar ratio greater than about 3. Zeolites having the desired faujasite structure are either natural or synthetic in origin and, when dehydrated, should conform to the following formula?
0,9 i 0,2 Na2O ι Al2O5 : X SlO2,0.9 i 0.2 Na 2 O ι Al 2 O 5 : X SlO 2 ,
worin X 3 bis ungefähr 6 oder sogar mehr sein kann, wenn der Zeolith selektiven Aluminiumoxid-Entfernungsverfahren unterworfen wird· Geeignete Verfahren zur Bewirkung der Aluminiumoxid-Entfernung aus kristallinen Zeolithen sind dem Fachmann bekannt. Eine besonders bevorzugte Form des kristallinen Aluminiumoxid-Silikat-Zeoliths ist der Zeolith Y, der im Handel von der "Linde Division" der "Union Carbide Corporation" erhältlich ist.wherein X can be 3 to about 6 or even more when the Zeolite subjected to selective alumina removal processes Suitable methods for effecting the removal of alumina from crystalline zeolites are known to those skilled in the art known. A particularly preferred form of the crystalline alumina-silicate zeolite is the zeolite Y, the commercially available from the "Linde Division" of the "Union Carbide Corporation" is available.
Um eine brauchbare Form für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erhalten, wird die Natriumform desTo find a useful form for carrying out the invention Procedure to obtain the sodium form of the
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Zeolithe durch Kationenaustausch mit einem Wasserstoffion oder in ein Wasserstoffion umwandelbares Ion, wie Ammoniumion, nach dem Fachmann bekannten Austauschverfahren modifiziert. Es ist im allgemeinen wünschenswert, eine ausreichende Menge des Anfangs-Natriumions zu ersetzen, so daß die ausgetauschte Zeolithzubereitung einen Natriumgehalt von weniger als 1,8 Gew.$, vorzugsweise weniger als 1,3 Gevi.fo enthält.Zeolites modified by cation exchange with a hydrogen ion or an ion that can be converted into a hydrogen ion, such as ammonium ion, according to exchange processes known to the person skilled in the art. It is generally desirable to replace a sufficient amount of the initial sodium ion so that the exchanged zeolite preparation contains less than 1.8% by weight of sodium, preferably less than 1.3% by weight.
Pie Nickel-Wolfram-Hydrierungskomponente wird in den kristallinen Aluminiumoxid-Silikat-Zeolith nach verschiedenen wahlweisen Methoden eingeführt. Beispielsweise ist es möglich, die bisher gebräuchlichen Imprägnierungsverfahren zu verwenden, um Katalysatoren vom Typ Nickel-Wolfram auf amorpher Basis herzustellen. Bei diesen Verfahren wird das Katalysator-Basismaterial mit Lösungen behandelt, die Nickel und Wolfram, entweder getrennt oder kombiniert in einer einzigen Lösung enthalten, so daß diese ketalytisehen Materialien auf der Oberfläche des Basismaterials abgelagert werden. Auf die US-Patentschriften 2 690 433, 3 232 887 und 3 280 04-0 wird bezüglich der Einführung von Nickel und Wolfram in verschiedene Arten von katalytischen Trägermaterialien hingewiesen.Pie nickel-tungsten hydrogenation component is different in the crystalline alumina-silicate zeolite optional methods introduced. For example, it is possible to use the impregnation processes that have been customary up to now use to produce amorphous-based nickel-tungsten-type catalysts. With these procedures, the Catalyst base material treated with solutions containing nickel and tungsten, either separately or combined in a single solution, so that these ketalytisehen materials be deposited on the surface of the base material. See U.S. Patents 2,690,433, 3,232,887 and 3 280 04-0 refers to the introduction of nickel and tungsten into various types of catalytic support materials pointed out.
Es ist weiterhin möglich, den Nickel-Wolfram-Katalysator dadurch herzustellen, daß man das Nickel in die Kationen-It is also possible to use the nickel-tungsten catalyst by converting the nickel into the cation
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austauschstellen der Natrium- oder bevorzugter der Ammoniumform des kristallinen Aluminiumoxid-Silikat-Zeoliths einführte Dies wird erreicht, wenn man den Zeolith mit einer wäßrigen lösung eines austauschbaren Nickelsalzes, wie Hiekelchlorid, behandelte Der sich ergebende Nickel-ausgetauschte Ammonium-Zeolith wird dann mit einer Ammoniumwolframatlösung behandelt, wodurch man eine fein verteilte innige Uickel-Wolframablagerung bei oder nahe den Austausch» stellen der Ammoniumform des Aluminiumoxid-Silikats erreichto Diese kann dann zum Zerfall gebracht werden, wodurch man ein Ni ekel-Wo"Ifram auf der Y/asserstoff-SOrm des Aluminiumoxid-Silikat-Zeoliths erhält.Substitution sites for the sodium or, more preferably, the ammonium form of the crystalline aluminum oxide-silicate zeolite This is achieved when you mix the zeolite with a aqueous solution of an exchangeable nickel salt, such as Hiekel chloride, treated. The resulting nickel-exchanged Ammonium zeolite is then mixed with an ammonium tungstate solution treated, whereby a finely distributed intimate Uickel tungsten deposit at or near the exchange » represent the ammonium form of the aluminum oxide silicate achievedo This can then be brought to disintegration, as a result of which one disgusting ifram on the hydrogen SOrm of the alumina-silicate-zeolite receives.
Während das Herstellungsverfahren des Katalysators für die Arbeitsfähigkeit der Hydrokrackstufe der vorliegenden Erfindung nicht kritisch ist, nimmt man an, daß bei dem let-zteren Verfahren, bei dem man eine erste Austauschstufe mit Niekelionen und anschließende Behandlung mit Ammoniumwolframat verwendet, Katalysatoren erhalten werden, die überlegene Eigenschaften hinsichtlich des Beibehaltene der Aktivität aufweisen, und es ist demgemäß ein solches Herstellungsverfahren bevorzugt. . .While the manufacturing process of the catalyst for the Operability of the hydrocracking stage of the present invention is not critical, it is assumed that the latter Process in which one has a first exchange stage with Low-carbon ions and subsequent treatment with ammonium tungstate are used to obtain catalysts that are superior Have properties of maintaining activity, and accordingly it is such a manufacturing method preferred. . .
In jedem Palle sollte das Herstellungsverfahren einen Katalysator liefern, der von 1 bis 8 Gew.$, vorzugsweise 1 bis 4 Gew.$ Nickel, (bezogen auf die Metallform, obgleich nichtIn every palle, the manufacturing process should have a catalyst provide from 1 to 8 wt. $, preferably 1 to 4 wt. $ nickel, (based on the metal form, although not
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- ίο -'- ίο - '
notwendigerweise als solche vorhanden) und von 3 bis 18 Gew.^, vorzugsweise 6 bis 12 Gew.$ Wolfram, (bezogen auf das Metall wie oben), enthält.necessarily present as such) and from 3 to 18 wt. ^, preferably 6 to 12 wt. $ tungsten, (based on the metal as above).
Die Ausführungsform der Erfindung, bei der das Wasserstoffraffinieren, Hydrokracken, die Aktivierung und Regenerierung in demselben Reaktionsgefäß durchgeführt werden, wird nunmehr in Verbindung mit dem Fließschema beschrieben«The embodiment of the invention in which the hydrogen refining, Hydrocracking, activation and regeneration are performed in the same reaction vessel now described in connection with the flow diagram «
Ein leichtes "Virgin"-Gasöl mit ähnlichen Eigenschaften, wie denen der tabelle 1, wird über die Leitungen 1 und 2 in den Kopf des Reaktionsgefäßes 3 geleitet«, Frischer Wasserstoff aus der Leitung 4 und Umlaufwasserstoff aus der Leitung 5 werden mit dem Öl zur Bildung des Beschickungsgemischs gemischt. Ein flüssiger Kreislaufstrom kann ebenso dem Beschickungsgemisch zugeführt werden. Das Behandlungsgas enthält 70 bis 100 Vol.$ Wasserstoff. Das Beschickungsgemisch wird abwärts in der gemischten Flüssig-Dampf-G-as-Phase über das Wasserstoff-Katalysatorbett in die Wasserstoffraffinierungszone 6 geleitet. Ein geeigneter Katalysator ist sulfidiertes Nickelmolybdat auf Aluminiumoxid» Vor dem Sulfidieren enthält der Katalysator 5,7 Gew.$ NiO, 13,0 Grew.# LIoO-z und den Rest mit Siliciumdioxid stabilisiertes Aluminiumoxid. Der Katalysator kann die Form eines Extrudats, von Tabletten oder irgendeine andere geeignete Form haben. Typische Wasserstoffraffinierungs- und Hydrokraok-'-A light "virgin" gas oil with similar properties, like those in table 1, lines 1 and 2 passed into the head of the reaction vessel 3 «, fresh hydrogen from line 4 and circulating hydrogen from the Line 5 is filled with the oil to form the feed mixture mixed. A liquid recycle stream can also be added to the feed mixture. The treatment gas contains 70 to 100 vol. $ hydrogen. The feed mix becomes downward in the mixed liquid-vapor-gas-as-phase via the hydrogen catalyst bed into the hydrogen refining zone 6 headed. A suitable catalyst is sulfided nickel molybdate on aluminum oxide »Before After sulfiding, the catalyst contains 5.7% by weight NiO, 13.0 Grew. # LIoO-z and the rest silica stabilized Alumina. The catalyst can be in the form of an extrudate, tablets, or any other suitable form to have. Typical hydrogen refining and hydrocraok -'-
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-.11 --.11 -
Bedingungen Bind in der nachfolgenden Tabelle 2 angegeben.Conditions bind given in Table 2 below.
Breiter•
Wider
Durchsatzgeschwindigkeit
Vol./Std./¥ol.Throughput speed
Vol./hour./enol.
1-51-5
Gasgeschwindigkeit NmVm5 712 - 1780Gas velocity NmVm 5 712 - 1780
SCF/bbl. 4000 - 10 000SCF / bbl. 4,000-10,000
1,5 - 2,51.5-2.5
1068 - 1424 6000 - 80001068-1424 6000-8000
Anfange beträgt die Verfahrenstemperatur von 300 bis 400 C
(600 - 74O0P). In dem Maß, wie der Katalysator langsam desaktiviert
wird, wird die Temperatur des Reaktionsgefäßes erhöht, um die Umwandlung in der gewünschten Höhe, d. h.
in der Hydrokrackzone eine 30 bis 70 #ige Umwandlung des
Materials mit einem Siedepunkt oberhalb ungefähr 20O0G
(4-0O0P) zu einem Material mit einem Siedepunkt unterhalb
ungefähr 2000G (4000P) zu erreichen. Initially , the process temperature is from 300 to 400 C (600-740 0 P). In proportion as the catalyst is deactivated slowly, the temperature of the reaction vessel is increased to convert to the desired height, a 30 to 70 conversion #ige ie in the hydrocracking zone of the material having a boiling point above about 20O 0 G
(4-0O 0 P) to achieve a material with a boiling point below approximately 200 0 G (400 0 P).
Das WasBerstoffraffinieren ist eine exotherme Reaktion, und wenn die Beschickung für den Kontakt mit dem Vfasserstoffraffinierungs-Katalysator zu heiß wird, wird mittelsHydrogen refining is an exothermic reaction and if the feed becomes too hot to contact the pulp refining catalyst, the medium will be activated
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einem über die Leitung 7 eingeführten Abschreckmedium gekühlte Das Abschreckmedium kann ein Gas oder eine flüssige Erdölfraktion sein.a quenching medium introduced via line 7 The quench medium can be a gas or a liquid petroleum fraction.
In der Wasserstoffraffinierungszone wird der Stickstoffgehalt der Beschickung um 50 bis 99 °/° verringert. Der Schwefelgehalt wird um 50 bis 99 °/° verringert und die anderen Nichtkohlenwasserstoff-Komponenten werden ebenso gut ent- ^ fernt. Es erfolgt eine geringfügige Hydrierung der aromatischen Verbindungen und eine von sehr geringem Ausmaß an Umwandlung, gewöhnlich weniger als 5 $, in ein Material mit einem Siedepunkt unter 2000G (4000P).In the hydrogen refining zone, the nitrogen content of the feed is reduced by 50 to 99 ° / °. The sulfur content is reduced by 50 to 99 ° / ° and the other non-hydrocarbon components are removed just as well. There is a slight hydrogenation of the aromatic compounds and one of very little conversion, usually less than 5 $, to a material having a boiling point below 200 ° G (400 ° P).
Die Wasserstoff-raffinierte Beschickung, die beispielsweise noch immer 40 - 200 ppm Stickstoff enthalt, wird nun in die Hydrokrackzone 8 geleitet. Die Behandlungsbedingungen in dieser unteren Zone sind im wesentlichen die gleichen, wie sie in der vorstehenden Tabelle 2 angegeben sind« Es wird " ein Hydrokrack-Katalysator verwendet, der Nickel und Wolfram auf kristallinem Aluminium-Silikat-Zeolith enthält und dem vorausgehend erwähnten ähnlich ist. Die erste Reaktion besteht im Kracken in Gegenwart von Wasserstoff. Der Wasserstoff sättigt das Kettenfragment, wenn es abgebrochen ist. Polyaromatische Verbindungen werden hydrierte■ 'The hydrogen refined feed, which still contains 40-200 ppm nitrogen, for example, is now fed into the Hydrocracking zone 8 passed. The treatment conditions in this lower zone are essentially the same as they are given in Table 2 above «It will "a hydrocracking catalyst that uses nickel and tungsten on crystalline aluminum silicate zeolite and is similar to that previously mentioned. The first reaction is cracking in the presence of hydrogen. The hydrogen saturates the chain fragment when it is broken off. Polyaromatic compounds are hydrogenated
Der behandelte Abstrom wird über die Leitung 9 zum Abscheider 10 geleitet. Aus dem Abscheider wird die Gas-PhaseThe treated effluent is passed through line 9 to the separator 10 headed. The separator becomes the gas phase
9 0 9 8 8 1/13 0 89 0 9 8 8 1/13 0 8
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über die Leitung 11 zur Gasreinigungseinheit 12 geleitet, Nach Abtrennung mit herkömmlichen Mitteln werden H?S und UH, aus dem System, über die Leitung 13 entfernt„ Gereinigter Wasserstoff wird dem Kreislauf über die Leitung 5 zugeführt. Aus dem Abscheider 10 werden die flüssigen Produkte über die Leitung 14 zum Fraktionierer 15 geleitete Eine Gasfraktion wird über die Leitung 16 gewonnen. Eine Benzinfraktion ,mit einem Siedebereich von C,--82OC (1800I1) wird über die Leitung 17» eine schwere Kraftstoff-Fraktion mit einem Siedebereich von 82 - 2210C (180 - 43O0P) wird über die Leitung 18 und eine Sumpf-Fraktion mit einem Siedebereich über 2210O (43O0I1) über die Leitung 19 gewonnen. Das gesamte oder ein Teil dieses 2210C- (430°F)+Materials kann im Kreislauf zurück zu dem Einlaß des Reaktionsgefäßes über die Leitungen 20 und 1 geführt werden. Das im Bereich 0,--2210C (4300F) siedende Material enthält wenigstens 10 fo aromatische Kohlenwasserstoffe« Die Kohlenwasserstoffe können der Benzinfraktion zur Oktanverbesserung zugegeben werden, oder es kann eine aromatische Fraktion zum Reformieren und zur Lösungsmittelextraktion geleitet werden, um reine Aromaten zu gewinnen.via the line 11 to the gas cleaning unit 12. After separation using conventional means, H ? S and UH, removed from the system via line 13. “Purified hydrogen is fed into the circuit via line 5. The liquid products are conveyed from the separator 10 to the fractionator 15 via the line 14. A gas fraction is obtained via the line 16. A gasoline fraction, with a boiling range of C, - 82 O C (180 0 I 1) through the line 17 'a heavy fuel fraction having a boiling range from 82 to 221 0 C (180 - 43o 0 P) is the Line 18 and a bottom fraction with a boiling range above 221 0 O (43O 0 I 1 ) via line 19 obtained. The whole or any part of 221 0 C (430 ° F) + material can be circulated back to the inlet of the reaction vessel via the lines 20 and are guided. 1 The in the range 0 - 221 0 C (430 0 F) boiling material contains at least 10 fo aromatic hydrocarbons "The hydrocarbons may be the gasoline fraction are added for octane improvement, or it may be an aromatic fraction are passed to reforming and solvent extraction to give pure To win aromatics.
Wenn neue Katalysatoren oder frisch regenerierte Katalysatoren aktiviert werden sollen, können sie mit den gleichen Behandlungsmitteln bearbeitet werden. Beispielsweise können sowohl der Wasserstoffraffinierungs-Katalysator alsIf new catalysts or freshly regenerated catalysts are to be activated, they can be activated with the same Treatment agents are processed. For example, both the hydrogen refining catalyst and
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auch der Hydrokrack-Katalysator dadurch aktiviert v/erden, daß man ein 0,5 bis 5,0 G-ew.% Schwefel enthaltendes öl über das-Katalysatorbett leitet, wobei die Temperatur langsam auf ungefähr 37O0C (7000P) erhöht wird« Sulfidierungsmittel, wie HpS und CSp, können ebenso verwendet werden. Es kann daher das Sulfidieren und das Konditionieren des Wasserstoffraffinierungs-Katalysators und des Hydrokrack-Katalysators gleichzeitig unter gleichen Bedingungen ohne SpezialVorrichtungen durchgeführt werden.and the hydrocracking catalyst activated by v / ground in that a 0.5 to 5.0 G-ew.% of sulfur-containing oil over the catalyst bed passes, with the temperature slowly raised to about 37o 0 C (700 0 P) Sulphiding agents such as HpS and CSp can also be used. Therefore, the sulfiding and conditioning of the hydrogen refining catalyst and the hydrocracking catalyst can be carried out simultaneously under the same conditions without special equipment.
In ähnlicher Weise werden die beiden Katalysatoren gleichzeitig regeneriert. Unter Bezugnahme auf das Fließdiagramm wird das I1Iießen des Beschickungsgemischs beendet und ein inertes Gas aus der Leitung 21 und Luft aus der Leitung 22 aufwärts über das Hydrokrack-Katalysatorbett und dann über das Wasserstoffraffinierungs-Katalysatorbett geleitet. Das Gas wird im Kreislauf über die Leitung 23 und den Kompressor 24 geleitet. Ein Teil des Gases wird über die Leitung 25 gereinigt. Die Regenerierung kann partiell, d. h. durch ein Abstrippgas, oder vollständig erfolgen, d. h. unter Verwendung eines Sauerstoff enthaltenden Gases, um den Koks von den Katalysatoren abzubrennen. Die Temperatur wird bei dem Regenerieren unter ungefähr 480 C (900 F) gehalten.Similarly, the two catalysts are regenerated at the same time. Referring to the flow diagram of the I 1 Iießen of the feed mixture is stopped and an inert gas from line 21 and air from the line 22 up through the hydrocracking catalyst bed and then passed over the catalyst bed Wasserstoffraffinierungs. The gas is circulated via line 23 and compressor 24. Part of the gas is cleaned via line 25. The regeneration can be carried out partially, ie by a stripping gas, or completely, ie using an oxygen-containing gas in order to burn off the coke from the catalysts. The temperature is maintained below about 480 C (900 F) during regeneration.
Das Verfahren wurde in einer kontinuierlich bei gleichenThe procedure was carried out in a continuous at the same time
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.- 15 -.- 15 -
Temperaturen arbeitenden Versuchsanlage geprüft» Ein Bett mit 20 g Wasserstoffraffinierungs-Katalysator, der KiO
(5,7 Gew.?6) und MoO, (13,0 Gew.#) auf mit Siliciumdioxid
stabilisiertem Aluminiumoxid enthielt, wurde in dem Reaktionsgefäß
über einem Bett angebracht, das 50 g Hydrokrack-Katalysator enthielt, wobei dieser aus 1,4 Gew.$ Ui und
9,8 Gew.f6 W auf einem Faujasitbasismaterial bestand. Ein
leichtes katalytisches Rückführöl (40 ppm Stickstoff) und ein leichtes "Virgin"-Gasöl (100 ppm Stickstoff) wurden
mit Wasserstoff in einem Arbeitsverfahren, das während Tagen ablief, in Kontakt gebracht. Während der ersten 50
Tage des Arbeitsverfahrens wurden 70 atü (1000 psig) und der zweiten 50 Tage 38,7 atü (550 psig) verwendet. Die durch
die Verwendung des niederen Drucks erhaltenen Ergebnisse sind in den Spalten 1 bis 3 der Tabelle 3 angegeben, und
diese Ergebnisse können mit dem Hochdruck-Arbeitsverfahren bei 105 atü (1500 psig) in Spalte 4 verglichen werden.Temperatures working test facility tested »A bed with 20 g of hydrogen refining catalyst, the KiO
(5.7 wt. 6) and MoO, (13.0 wt. #) On silica stabilized alumina was placed in the reaction vessel over a bed containing 50 g of hydrocracking catalyst, this being 1.4 Wt. $ Ui and
9.8 wt. F6 W on a faujasite base material. A light catalytic recycle oil (40 ppm nitrogen) and a light "virgin" gas oil (100 ppm nitrogen) were used
brought into contact with hydrogen in a process which took place for days. 70 atmospheres (1000 psig) were used during the first 50 days of the procedure and 38.7 atmospheres (550 psig) for the second 50 days. The results obtained using the lower pressure are reported in columns 1-3 of Table 3 and these results can be compared to the high pressure operating method at 105 atmospheres (1500 psig) in column 4.
Tabelle 3
' " ' _1 2 3 4 Table 3
'"' _1 2 3 4
Beschickung '"' LCCO LVGO LVGO LVGO
Arbeitsbedingungen —'"—'
Temperatur 0C. ..." JLoading '"' LCCO LVGO LVGO LVGO
Working conditions - '"-'
Temperature 0 C. ... "J
Il J!Il J!
Durchsatzgeschwindigkeit • Vol./Std./Vol.Throughput rate • Vol./hour/vol.
Druck atü " psigPressure atü "psig
909881/1308 -16-909881/1308 -16-
Fortsetzung Tabelle 3Continuation of table 3
1 2 3 41 2 3 4
o Aromaten, Volum$ in C5-2OO°C (4000F) o Aromatics, volume $ in C 5 -2OO ° C (400 0 F)
14,2 17,4 13,414.2 17.4 13.4
Nach 100 Arbeitstagen, (50 Tagen bei 70 atü = 1000 psig und 50 Tagen bei 38,7 atü = 550 psig), entsprach der maximale Aktivitätsverlust 11.,.10C (20°F) oder weniger, wodurch sich die 2iotwendigkeit der Erhöhung der Gesamttemperatur (Gesamt-Temperatur-Erhöhungs-Bedürfnis = GTEB) von 0,110C/ Tag (0,20F) oder weniger ergibt. Das GTEB bei 38 atü (550 psig) war mit nur ungefähr O,11°C/Tag (0,20F) unbedeutend von dem bei 70 atü (1000 psig) unterschieden. Dies zeigt, daß die Aktivität sehr gut bei sehr niederen Temperaturen beibehalten wird. Die Aktivitätshöhe ist für vernünftige Durchsatzgescinwindigkeiten über 1,0 ausreichend.After 100 working days (50 days at 70 atmospheres = 1000 psig and 50 days at 38.7 atmospheres = 550 psig), corresponded to the maximum loss of activity 11.,. 1 0 C (20 ° F) or less, whereby the 2iotwendigkeit the increase in the overall temperature (bulk temperature-increasing need = GTEB) of 0.11 0 C / day (0.2 0 F) or less results. The GTEB at 38 atm was discriminated with only about O, 11 ° C / day (0.2 0 F) from the insignificant at 70 atm (1000 psig) (550 psig). This shows that the activity is retained very well at very low temperatures. The activity level is sufficient for reasonable throughput rates above 1.0.
Es kann daher eine ausgezeichnete Umwandlung zu Produkten mit einem Siedebereich von 0,--2000C (4000F) aus Ansätzen erreicht werden, die im Bereich von 200 - 37O0C (400 -An excellent conversion to products with a boiling range of 0, - 200 0 C (400 0 F) can therefore be achieved from batches which are in the range of 200 - 370 0 C (400 -
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700 3?) sieden« Weiterhin ist zu ersehen, daß das Verfahren bei Beschickungen, die 10 - 200 ppm Stickstoff enthalten, wirksam ist.700 3?) Simmer «Furthermore it can be seen that the procedure is effective on feeds containing 10-200 ppm nitrogen.
Es ist weiterhin festzustellen, daß sich die Menge an Aromaten in den Produkten in dem Maße erhöht, wie der Druck gesenkt wird. Bei 105 atü (1500 psig) enthielt das Produkt 13,4 # Aromaten, bei 70 atü (1000 psig) 14,2 # Aromaten und bei 38 atü (550 psig) 17,4 rf> Aromaten. Das Niederdruck-Arbeitsverfahren bietet sich daher als ein Mittel an, die Aromaten für Benzine mit höherer Oktanzahl oder zur petrochemischen Verwendung zu erhöhen„It can also be seen that the amount of aromatics in the products increases as the pressure is decreased. At 105 atm (1500 psig) the product contained 13.4 # aromatics, at 70 atm (1000 psig) 14.2 # aromatics, and at 38 atm (550 psig) 17.4 rf aromatics. The low-pressure working method is therefore a suitable means of increasing the aromatics for gasoline with a higher octane number or for petrochemical use "
Das Niederdruck-Arbeitsverfahren führt ebenso zur Abnahme des Wasserstoffverbrauchsο Dieser Paktor ist ein weiterer Pluspunkt für das Verfahren.The low-pressure working process also leads to acceptance the hydrogen consumption o This factor is a further plus point for the process.
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Claims (13)
abgestellt und die Stufen (a) und (b) von Anspruch 1 wieder durchgeführt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the flow of the feed mixture is stopped periodically, a regeneration gas is passed in sequence through the bed of the hydrocracking catalyst and the bed of Was.serst.offraffinierungs-catalyst until the catalyst is reactivated, then the regeneration gas flow
turned off and steps (a) and (b) of claim 1 are carried out again.
(Wasserdampf) ist. .4. The method according to claim 2, characterized in that the regeneration gas is a mixture of air and steam
(Water vapor) is. .
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