DE202022002970U1

DE202022002970U1 - Vorrichtung Herstellung von linearem Alkylbenzol und Paraffinzufuhrzusammensetzung

Info

Publication number: DE202022002970U1
Application number: DE202022002970.5U
Authority: DE
Original assignee: UOP LLC
Current assignee: Honeywell UOP LLC
Priority date: 2021-10-28
Filing date: 2022-10-21
Publication date: 2024-03-06
Anticipated expiration: 2032-10-22
Also published as: US11898105B2; US20230137687A1; WO2023076839A1; KR20240053621A

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung von linearem Alkylbenzol, umfassend:
einen Hydrodesoxygenierungsreaktor (16) in Anbindung an eine Zufuhrleitung (12) für biologisch erneuerbare Zufuhrstoffe und eine erste Wasserstoffleitung (14);
einen hydrodesoxygenierten Strom in einer hydrodesoxygenierten Leitung (26) in Anbindung an den Hydrodesoxygenierungsreaktor (16);
einen Wasserstoffbehandlungsreaktor (22) in Anbindung an eine zweite Zufuhrleitung (18) und eine zweite Wasserstoffleitung (20);
einen wasserstoffbehandelten Strom in einer wasserstoffbehandelten Leitung (28) in Anbindung an den Wasserstoffbehandlungsreaktor (22);
einen Fraktionierer (40) in stromabwärtiger Anbindung an den Hydrodesoxygenierungsreaktor (16);
einen Dehydrierungsreaktor (210) in stromabwärtiger Anbindung an den Fraktionierer (40); und
eine Alkylierungseinheit (260) in stromabwärtiger Anbindung an den Dehydrierungsreaktor (210).

Description

GEBIET
Das Gebiet betrifft die Herstellung von Produktströmen aus Strömen erneuerbarer Zufuhrstoffe. Insbesondere betrifft das Gebiet die Herstellung von Detergensströmen und Kraftstoffströmen aus Strömen erneuerbarer Zufuhrstoffe.
STAND DER TECHNIK
Lineare Alkylbenzole sind organische Verbindungen mit der Formel C₆H₅C_nH_2n+1. Während die Alkylkohlenstoffzahl „n“ einen beliebigen praktischen Wert aufweisen kann, wünschen Detergenshersteller, dass Alkylbenzole eine Alkylkohlenstoffzahl im Bereich von 9 bis 16 und vorzugsweise im Bereich von 10 bis 13 aufweisen. Diese spezifischen Bereiche sind oftmals erforderlich, wenn die Alkylbenzole als Zwischenprodukte bei der Herstellung von Tensiden für Detergenzien verwendet werden. Die Alkylkohlenstoffzahl im Bereich von 10 bis 13 entspricht den Spezifikationen der Waschmittelindustrie.
Da die aus Alkylbenzolen erzeugten Tenside biologisch abbaubar sind, ist die Herstellung von Alkylbenzolen seit ihrer anfänglichen Verwendung in der Waschmittelproduktion in den 1960ern schnell angestiegen. Die Linearität der Paraffinkette in den Alkylbenzolen spielt eine Schlüsselrolle bei der biologischen Erneuerbarkeit und Wirksamkeit als Detergens. Ein wesentlicher Faktor bei der endgültigen Linearität der Alkylbenzole ist die Linearität der Paraffinkomponente.
Während Detergenzien, die unter Verwendung von alkylbenzolbasierten Tensiden hergestellt wurden, biologisch abbaubar sind, basieren Verfahren zum Erzeugen von Alkylbenzolen nicht auf erneuerbaren Quellen. Insbesondere werden Alkylbenzole derzeit aus Kerosin produziert, das aus dem aus der Erde extrahierten Rohöl raffiniert wurde. Aufgrund der wachsenden umweltschhutzfokussierten Vorbehalte gegen fossile Treibstoffextraktion und wirtschaftlichen Bedenken gegenüber fossilen Brennstoffvorkommen kann möglicherweise die Verwendung einer alternativen Quelle für biologisch abbaubare Tenside in Detergenzien und in anderen Branchen Unterstützung finden.
Dementsprechend ist es wünschenswert, lineare Alkylbenzole mit einem hohen Grad an Linearität und aus biologisch erneuerbaren Quellen, die nicht aus der Erde extrahiert werden, bereitzustellen. Ferner ist es wünschenswert, erneuerbare lineare Alkylbenzole aus leicht verarbeiteten Triglyceriden und Fettsäuren aus pflanzlichen, tierischen, Nuss- und/oder Samenölen bereitzustellen. Palmkernöl, Kokosöl und Babassuöl weisen eine Zusammensetzung auf, die dem in der Waschmittelindustrie gewünschten Bereich der Alkylkohlenstoffzahl entspricht.
Biotreibstoffe können zusammen mit den linearen Alkylbenzolen hergestellt werden. Weitere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich, wenn sie zusammen mit der beigefügten Zeichnung und diesem Hintergrund erschlossen werden.
KURZDARSTELLUNG
Wir haben herausgefunden, dass biologisch erneuerbare Zufuhrstoffe, in denen freie Fettsäuren mit 10-13 Kohlenstoffatomen konzentriert sind, zu Paraffinzusammensetzungen umgewandelt werden, die in der Detergensalkylierung durch ein moderates Hydrodesoxygenierungsverhältnis, das kleiner ist als das Hydrodesoxygenierungsverhältnis, welches für traditionelle biologisch erneuerbare Zufuhrstoffe wie Pflanzenöl verwendet wird, begünstigt werden. Die Offenbarung schlägt zwei Reaktoren vor, einen für die Hydrodesoxygenierung des biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffs, in dem freie Fettsäuren mit 12 und 14 Kohlenstoffatomen konzentriert sind, und den anderen für einen herkömmlichen biologisch erneuerbaren Zufuhrstoff oder sogar einen mineralischen Zufuhrstoff, der mit einem höheren Desoxygenierungsverhältnis betrieben wird.
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung Herstellung von linearem Alkylbenzol nach Anspruch 1 und eine Paraffinzufuhrzusammensetzung nach Anspruch 10 vorgesehen. Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den davon abhängigen Ansprüchen. Zusätzliche Details und Ausführungsformen der Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Offenbarung ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Ansicht einer Umwandlungseinheit der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine Schnittansicht einer Anordnung von 1; und
3 ist eine schematische Ansicht einer Benzolalkylierungseinheit, die bei der Umwandlungseinheit von entweder 1 oder 2 nützlich ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung versucht, Alkylbenzole zur Waschmittelherstellung und Kerosin und/oder Diesel aus erneuerbaren Quellen herzustellen. Viele Pflanzenöle weisen Fettsäuren auf, die, wenn sie hydrodesoxygeniert werden, normale Paraffine mit 16 bis 18 Kohlenstoffen ergeben, die länger sind als von den Detergensproduzenten gewünscht. Einige erneuerbare Quellen wie Palmkernöl (PKO), Kokosöl und Babassuöl weisen jedoch Fettsäuren auf, die, wenn sie desoxygeniert werden, normale Paraffine mit 10 bis 13 Kohlenstoffen ergeben. Normale Paraffine mit 10 bis 13 Kohlenstoffen sind die gewünschte Anzahl an Kohlenstoffen, die sich Detergensproduzenten für die Alkylgruppe in den als Detergenzien verwendeten Alkylbenzolen wünschen.
Wir haben festgestellt, dass der Grad an Hydrodesoxygenierung die Selektivität gegenüber jedem der normalen Paraffine im Bereich von 10 bis 13 Kohlenstoffen beeinflussen kann. Bei biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen, die Fettsäuren mit 12 und 14 Kohlenstoffatomen aufweisen, wandelt die Hydrodesoxygenierung in normale Paraffine mit einer entsprechenden Anzahl von 12 bzw. 14 Kohlenstoffatomen um. Zum Beispiel erzeugt die Hydrodesoxygenierung eines Triglycerids mit Fettsäuren von 14 Kohlenstoffatomen Tetradecan:
Jedoch wandelt eine Decarboxylierung oder Decarbonylierung Fettsäuren mit 12 und 14 Kohlenstoffatomen in normale Paraffine mit einem Kohlenstoffatom weniger um als in der Fettsäure mit 11 und 13 Kohlenstoffatomen. Zum Beispiel erzeugt eine Decarboxylierung des Triglycerids mit Fettsäuren von 14 Kohlenstoffatomen Tridecan und Kohlenstoffdioxid:
Ein hoher Grad an Hydrodesoxygenierung kann die hydrodesoxygenierte Zusammensetzung weitgehend zugunsten von normalem Tetradecan und normalem Dodecan beeinflussen, zum Nachteil von normalem Tridecan und normalem Undecan. Ein niedriger Grad an Hydrodesoxygenierung kann die hydrodesoxygenierte Zusammensetzung zugunsten von normalem Tridecan und normalem Undecan beeinflussen, zum Nachteil von normalem Tridecan und normalem Undecan. Das Hydrodesoxygenierungsverhältnis wird durch folgende Formel bestimmt: $\begin{matrix} Hydrodesoxygenierungsverh \ddot{a} ltnis = \\ \frac{Massendurchflussrate normaler Paraffine mit gleicher Kohlenstoffanzahl im Produkt}{Massendurchflussrate normaler Paraffine im Produkt} \end{matrix}$
Wir haben herausgefunden, dass eine Hydrodesoxygenierung in Bezug auf Prozentsätze zwischen 35 und 60 %, vorzugsweise 40 und 55 %, eine hydrodesoxygenierte Zusammensetzung mit normalem Undecan, normalem Dodecan und normalem Tridecan in dem von den Detergensspezifikationen gewünschten Bereich zumindest für diese n-Paraffine bereitstellt. Normales Decan war in diesen Fällen niedrig und muss möglicherweise ergänzt werden, um Waschmittelspezifikationen zu erfüllen.
Weitere Pflanzenöle, die Fettsäuren mit Kohlenstoffzahlen im Bereich von 15 bis 20 Kohlenstoffen aufweisen, werden üblicherweise einem hohen Grad an Hydrodesoxygenierung ausgesetzt, um Paraffine im Bereich von Kerosin oder Diesel zu erhalten. Der hohe Grad an Hydrodesoxygenierung entspricht nicht dem moderaten Grad an Hydrodesoxygenierung von PKO, Kokosöl und Babassuöl, das am besten für die Waschmittelproduktion ist. Daher schlagen wir vor, die Hydrodesoxygenierung anderer Zufuhrstoffströme von der Hydrodesoxygenierung biologisch erneuerbarer Ströme, die normale Paraffine von 10 bis 13 Kohlenstoffen, insbesondere 11 bis 13 Kohlenstoffen, erzeugen, wie PKO, Kokosöl und Babassuöl, zu entkoppeln, um eine größere Ausbeute einer hydrodesoxygenierten Zusammensetzung zu erreichen, die in der Detergenterproduktion erwünscht ist.
In 1 schlagen wir das Entkoppeln der Hydrodesoxygenierung eines Stroms an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen mit großen Mengen an Fettsäuren mit 12 und 14 Kohlenstoffen von der Hydrodesoxygenierung eines anderen Stroms an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen mit großen Mengen an Fettsäuren mit 14-20 Kohlenstoffen durch Einsatz von zwei Hydrodesoxygenierungsreaktoren vor.
Ein Verfahren 10 zur Verarbeitung eines Stroms an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen wird beschrieben. Eine erste Zufuhrleitung 12 kann einen ersten Strom an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen transportieren. Der Begriff „Strom an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen“ soll andere Rohmaterialien als die aus Rohöl erhaltenen einschließen. Der Strom an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen kann jedes dieser Rohmaterialien, die mindestens eines von Glyceriden und freien Fettsäuren umfassen, einschließen. Die meisten Glyceride sind Triglyceride, aber auch Monoglyceride und Diglyceride können vorhanden sein und verarbeitet werden. Freie Fettsäuren können aus Phospholipiden erhalten werden, die eine Phosphorquelle in den Rohmaterialien sein können. Der erste Strom an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen in der Leitung 12 kann ein biologisches Öl umfassen, in dem im Wesentlichen freie Fettsäuren mit 12 und 14 Kohlenstoffatomen konzentriert sind. Die freien Fettsäuren können von einer Glycerinbrücke abhängen. Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „wesentlich“ oder „im Wesentlichen“ mehr als 30 %, geeigneterweise mehr als 40 % und vorzugsweise mehr als 50 %.
Beispiele für solche biologisch erneuerbaren Öle schließen PKO, Kokosöl und Babassuöl ein. Die biologisch erneuerbaren Rohmaterialien können vorbehandelt werden, um Verunreinigungen zu entfernen, und gefiltert werden, um Feststoffe zu entfernen. Der Strom an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen in der Leitung 12 kann mit Wasserstoff aus der Leitung 14 kombiniert, erwärmt und einem ersten Hydrodesoxygenierungsreaktor 16 zugeführt werden.
Eine zweite Zufuhrleitung 18 transportiert einen zweiten Zufuhrstrom. Der zweite Zufuhrstrom in der Leitung 18 kann einen zweiten Strom an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen aus biologischem Öl umfassen, das freie Fettsäuren mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen umfasst, die von einer Glycerinbrücke abhängen. Der zweite Zufuhrstrom kann ein herkömmliches biologisch erneuerbares Öl sein, wie ein Pflanzenöl, in dem freie Fettsäuren mit 12 oder 14 Kohlenstoffatomen nicht konzentriert sind. Der zweite Zufuhrstrom in der Leitung 18 kann ein biologisches Öl umfassen, in dem im Wesentlichen freie Fettsäuren, die nicht 12 oder 14 Kohlenstoffatome aufweisen, konzentriert sind. Eine Vielzahl unterschiedlicher biologisch erneuerbarer Rohmaterialien kann für den zweiten Strom an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen in der zweiten Zufuhrleitung 18 geeignet sein. Beispiele für diese biologisch erneuerbaren Rohmaterialien schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf, Kamelina-Öl, Canola-Rapsöl, Maisöl, Sojaöl, Rapsöl, Sojabohnenöl, Colzaöl, Tallöl, Sonnenblumenöl, Hanföl, Olivenöl, Leinöl, Rizinusöl, Erdnussöl, Senföl, Talg, gelbe und braune Fette, Schmalz, Zugöl, Fette aus Milch, Fischöl, Algenöl, Klärschlamm und dergleichen. Zusätzliche Beispiele für biologisch erneuerbare Rohmaterialien schließen nicht essbare Pflanzenöle aus der Gruppe ein, die Jatropha curcas (Ratanjot, Wilder Rizinus, Jangli Erandi), Madhuca indica (Mohuwa), Pongamia pinnata (Karanji, Honge), Calophyllum inophyllum, Moringa oleifera and Azadirachta indica (Neem) umfassen. Die Triglyceride und FFAs des typischen Pflanzen- oder Tierfetts enthalten in ihrer Struktur aliphatische Kohlenwasserstoffketten, die etwa 8 bis etwa 30 Kohlenstoffatome aufweisen. Es versteht sich, dass die biologisch erneuerbaren Rohmaterialien eine Mischung aus einem oder mehreren der vorstehenden Beispiele umfassen können. Der zweite Zufuhrstrom in der Leitung 18 kann mit Wasserstoff aus der Leitung 20 kombiniert, erhitzt und einem Wasserstoffbehandlungsreaktor 22 zugeführt werden.
Der erste Hydrodesoxygenierungsreaktor 16 kann Betten des Hydrodesoxygenierungskatalysators für die Hydrodesoxygenierung des ersten Stroms an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen in Gegenwart von Wasserstoff für die Hydrodesoxygenierung des ersten Stroms an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen umfassen, um einen ersten hydrodesoxygenierten Strom bereitzustellen. Der Wasserstoffbehandlungsreaktor 22 kann Betten des Wasserstoffbehandlungskatalysators zum Wasserstoffbehandeln des zweiten Zufuhrstroms in Gegenwart von Wasserstoff für die Wasserstoffbehandlung des zweiten Zufuhrstroms umfassen, um einen wasserstoffbehandelten Strom bereitzustellen. In der Ausführungsform von 1 kann der Wasserstoffbehandlungsreaktor einen zweiten Hydrodesoxygenierungsreaktor 22 umfassen, der Betten des Hydrodesoxygenierungskatalysators für die Hydrodesoxygenierung des zweiten Stroms an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen in Gegenwart von Wasserstoff für die Hydrodesoxygenierung des zweiten Stroms an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen umfasst, um einen zweiten hydrodesoxygenierten Strom bereitzustellen.
Die in den Hydrodesoxygenierungsreaktoren 16, 22 auftretenden Hydrodesoxygenierungsreaktionen schließen Hydrocarbonylierungsreaktionen und Hydrodecarboxylierungsreaktionen ein. Zusätzlich treten andere Wasserstoffbehandlungsreaktionen in den Hydrodesoxygenierungsreaktoren 16, 22 auf, einschließlich Olefinsättigung, Hydrodemetallierung, was Phosphor entfernt, Hydrodesoxygenierung und Hydroentstickung.
Bedingungen in dem ersten Hydrodesoxygenierungsreaktor 16 können eine Temperatur von etwa 250°C (482°F) bis etwa 400°C (752°F) und einen Druck von etwa 700 kPa (abs) (100 psig) bis etwa 21 MPa (abs) (3000 psig) einschließen. Die Hydrodesoxygenierungsreaktortemperaturen können niedrig gehalten werden, weniger als 343°C (650°F) für typische biologisch erneuerbare Rohmaterialien und weniger als 304°C (580°F) für Rohmaterialien mit höherer freier Fettsäure (FFA)-Konzentration, um die Polymerisation von Olefinen, die in FFA vorhanden sind, zu vermeiden. Im Allgemeinen ist ein Hydrodesoxygenierungsreaktordruck von etwa 1,9 MPa (abs) (285 psia) bis etwa 14,7 MPa (abs) (2133 psia) geeignet.
Der erste Hydrodesoxygenierungsreaktor 16 und der zweite Wasserstoffbehandlungsreaktor 22 können einen Schutzbettkatalysator, der ein Basismetall auf einem Träger umfasst, einschließen. In diesem Verfahren verwendbare Basismetalle schließen Nickel, Chrom, Molybdän und Wolfram ein. Andere Basismetalle, die verwendet werden können, schließen Zinn, Indium, Germanium, Blei, Kobalt, Gallium und Zink ein. Die Basismetalle sind in der Sulfidform aktiv. In einer weiteren Ausführungsform kann der Schutzbettkatalysator ein zweites Metall umfassen, wobei das zweite Metall eines oder mehrere der folgenden Metalle enthält: Zinn, Indium, Ruthenium, Rhodium, Rhenium, Osmium, Iridium, Germanium, Blei, Kobalt, Gallium, Zink und Thallium. Ein Nickel-Molybdän auf einem Aluminiumoxid-Katalysator kann ein geeigneter Katalysator in dem Schutzbett sein. Ein Wasserstoff-Abschreckstrom kann in beabstandete oder versetzte Stellen injiziert werden, um Temperaturexotherme zu steuern.
Der erste Hydrodesoxygenierungsreaktor 16 und der zweite Wasserstoffbehandlungsreaktor 22 können auch ein Bett an Hydrodesoxygenierungskatalysator einschließen, zur weiteren Hydrodemetallierung, Hydrodesoxygenierung, einschließlich Hydrodecarbonylierung und Hydrodecarboxierung, Hydrodenitriierung und Hydroedesulfurierun des jeweiligen Zufuhrstroms. Entfernte Metalle schließen Alkalimetallmetalle und Erdalkalimetalle und Phosphor ein. Olefinische oder ungesättigte Abschnitte der n-paraffinischen Ketten in den biologisch erneuerbaren Rohmaterialien sind ebenfalls gesättigt. Hydrodesoxygenierungsreaktionen schließen Hydrodecarboxylierungs- und Hydrocarbonylierungsreaktionen ein, um oxygenierte funktionelle Gruppen aus den Molekülen der biologisch erneuerbaren Rohmaterialien zu entfernen, die in Wasser und Kohlenstoffoxide umgewandelt werden. Der Hydrodesoxygenierungskatalysator katalysiert auch die Desulfurierung von organischem Schwefel und die Denitrierung von organischem Stickstoff in dem Strom an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen.
Der Hydrodesoxygenierungskatalysator kann Nickel, Nickel/Molybdän oder Kobalt/Molybdän umfassen, der auf einem Träger mit hoher Oberfläche wie Aluminiumoxid dispergiert ist. Geeignete Wasserstoffbehandlungskatalysatoren schließen BDO 200 oder BDO 300 ein, die von UOP-LLC in Des Plaines, Illinois, verfügbar sind. Der Hydrodesoxygenierungskatalysator sollte in sulfidierter Form vorliegen. Hydrogensulfid aus einem Wasserstoffkreislaufstrom in der Leitung 24 kann Schwefel für die Katalysatorsulfidierung bereitstellen.
Der erste Hydrodesoxygenierungsreaktor 16 erzeugt einen hydrodesoxygenierten Strom in Leitung 26. Der hydrodesoxygenierte Strom umfasst eine Kohlenwasserstofffraktion, die eine wesentliche n-Paraffinkonzentration im Bereich von 10 bis 13 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise im Bereich von 11 bis 13 Kohlenstoffatomen, aufweist. Die Oxygenkonzentration in der Kohlenwasserstofffraktion ist im Wesentlichen Null, während die Olefinkonzentration in Bezug zu dem ersten Strom an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen wesentlich reduziert ist. Die organische Schwefelkonzentration in der Kohlenwasserstofffraktion kann höchstens 500 wppm betragen und die organische Stickstoffkonzentration in der Kohlenwasserstofffraktion kann weniger als 10 wppm betragen. Die Bedingungen in dem ersten Hydrodesoxygenierungsreaktor 16 werden so umgesetzt, dass ein Hydrodesoxygenierungsverhältnis von etwa 35 bis etwa 60 % und vorzugsweise etwa 40 bis etwa 55 % erreicht wird.
Der zweite Wasserstoffbehandlungsreaktor 22 erzeugt einen wasserstoffbehandelten Strom in der Leitung 28. Der wasserstoffbehandelte Strom kann ein zweiter hydrodesoxygenierter Strom in der Leitung 28 sein, wobei der hydrodesoxygenierte Strom in der Leitung 26 dann ein erster hydrodesoxygenierter Strom ist. Der wasserstoffbehandelte Strom umfasst eine Kohlenwasserstofffraktion, die im Bereich von 14 bis 20 Kohlenstoffatomen eine wesentliche n-Paraffinkonzentration aufweist. Die Oxygenkonzentration in der Kohlenwasserstofffraktion ist im Wesentlichen Null, während die Olefinkonzentration in Bezug zu dem ersten Strom an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen wesentlich reduziert ist. Die organische Schwefelkonzentration in der Kohlenwasserstofffraktion kann höchstens 500 wppm betragen und die organische Stickstoffkonzentration in der Kohlenwasserstofffraktion kann weniger als 10 wppm betragen. Die Bedingungen in dem Wasserstoffbehandlungsreaktor 22 können eine Temperatur von etwa 250°C (482°F) bis etwa 400°C (752°F) und einen Druck von etwa 700 kPa (abs) (100 psig) bis etwa 21 MPa (abs) (3000 psig) und vorzugsweise etwa 1,9 MPa (abs) (285 psia) bis etwa 14,7 MPa (abs) (2133 psia) einschließen. Die Bedingungen in dem zweiten Wasserstoffbehandlungsreaktor 22 werden so umgesetzt, dass ein höheres Hydrodesoxygenierungsverhältnis als in dem ersten Hydrodesoxygenierungsreaktor 16 erreicht wird und/oder ein Hydrodesoxygenierungsverhältnis von mehr als etwa 55 %, geeigneterweise mehr als etwa 60 % und vorzugsweise mindestens etwa 90 %.
Der hydrodesoxygenierte Strom in Leitung 26 kann in einem ersten Abscheider 30 gekühlt und getrennt werden, um einen Wasserstoffgasstrom in einer Kopfleitung 18 und einen flüssigen hydrodesoxygenierten Strom in einer Bodenleitung 32 bereitzustellen. Ein wässriger Strom kann in Abhängigkeit von dem Abscheider 30 aus einem Becken entfernt werden. Der erste Abscheider 30 kann sich in nachgeschalteter Verbindung mit dem Hydrodesoxygenierungsreaktor 16 und einem nicht abgebildeten vorgeschalteten Heißabscheider befinden. Der erste Abscheider 30 kann bei etwa 30°C (116°F) bis etwa 70°C (158°F) arbeiten. Der erste Abscheider 30 kann bei einem geringfügig niedrigeren Druck als der Hydrodesoxygenierungsreaktor 32 arbeiten, was zu Druckabfall durch dazwischenliegende Geräte führt. Der erste Abscheider 30 kann bei Drücken zwischen etwa 1,9 MPa (abs) (285 psia) bis etwa 14,7 MPa (abs) (2133 psia) betrieben werden.
Der wasserstoffbehandelte Strom in Leitung 28 kann in einem zweiten Abscheider 34 gekühlt und getrennt werden, um einen Wasserstoffgasstrom in einer Kopfleitung 18 und einen flüssigen hydrodesoxygenierten Strom in einer Bodenleitung 36 bereitzustellen. Ein wässriger Strom kann in Abhängigkeit von dem Abscheider 34 aus einem Becken entfernt werden. Der zweite Abscheider 34 kann sich in nachgeschalteter Verbindung mit dem Wasserstoffbehandlungsreaktor 28 und einem nicht abgebildeten vorgeschalteten Heißabscheider befinden. Der zweite Abscheider 34 kann bei etwa 30°C (116°F) bis etwa 70°C (158°F) arbeiten. Der zweite Abscheider 34 kann bei einem geringfügig niedrigeren Druck arbeiten als der Wasserstoffaufbereitungsreaktor 22, was zu Druckabfall durch dazwischenliegende Geräte führt. Der zweite Abscheider 34 kann bei Drücken zwischen etwa 1,9 MPa (abs) (285 psia) bis etwa 14,7 MPa (abs) (2133 psia) betrieben werden.
In einer Ausführungsform können der erste Abscheider 30 und der zweite Abscheider 34 in demselben Gefäß mit einer Trennwand, welche die Flüssigkeit in dem ersten Abscheider von der Flüssigkeit in dem zweiten Abscheider 34 trennt, liegen. Die Trennwand kann eine Bodenkante aufweisen, die mit dem Boden des Behälters verschweißt ist, aber hingegen eine Oberkante, die zur Oberseite des Behälters einen Abstand aufweist. Folglich können der erste Abscheider 30 und der zweite Abscheider 34 den gleichen Kopfauslass 24 teilen, aber isolierte Bodenauslässe 32 und 36 und isolierte Beckenauslässe aufweisen.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „Abscheider“ ein Gefäß, das einen Einlass und mindestens einen Kopfdampfauslass und einen Bodenflüssigkeitsauslass aufweist und auch einen wässrigen Strömungsauslass aus einem Becken aufweisen kann. Eine Blitztrommel ist eine Art Abscheider, die sich in nachgeschalteter Verbindung mit einem Abscheider befinden kann, der bei höherem Druck betrieben werden kann. Der Begriff „Verbindung“ bedeutet, dass ein Fluidfluss zwischen aufgezählten Komponenten operativ möglich ist, was als „Fluidverbindung“ gekennzeichnet sein kann. Der Begriff „nachgeschaltete Verbindung“ bedeutet, dass mindestens ein Teil des Fluids, das in nachgeschalteter Verbindung zum Subjekt strömt, operativ von dem Objekt, mit dem es fluidisch verbunden ist, fließen kann.
Der flüssige hydrodesoxygenierte Strom in Leitung 32 kann in einer Teilersäule 40 fraktioniert werden, um drei Ströme zu erzeugen. Alternativ können mehrere Säulen verwendet werden. Der Teilerkopfstrom wird aus der Teilersäule 40 in einer Kopfleitung abgezogen, in einem Kühler kondensiert und einem Abscheider zugeführt. Der kondensierte Kopfstrom wird in die Teilersäule 40 als Rückfluss durch eine Rückflussleitung rückgeführt, und ein Netzdampfstrom, umfassend C9- Kohlenwasserstoffe, umfassend grünes LPG und Naphtha, wird in eine Netzkopfleitung 42 abgezogen. Das grüne LPG und Naphtha können nachgeschaltet getrennt werden. Ein Flüssigkeitenseitenstrom wird von einer Seite 41 der Teilersäule 40 in Leitung 44 entnommen, was einen Strom aus leichtem normalen Paraffin im Bereich von C10- bis C13-Kohlenstoff umfasst. Die Zusammensetzung des Stroms aus leichtem normalen Paraffin erfüllt anwendbare Detergensalkylierungsspezifikationen für mindestens C11- bis C13-Normalparaffine. Der Begriff „Cx“ soll sich auf Moleküle mit der Anzahl von Kohlenstoffatomen beziehen, die durch den Index „x“ dargestellt werden. In ähnlicher Weise bezieht sich der Begriff „Cx“ auf Moleküle, die weniger als oder gleich x, und vorzugsweise x und weniger, Kohlenstoffatome enthalten. Der Begriff „C_x+“ bezieht sich auf Moleküle mit mehr als oder gleich x, und vorzugsweise x und mehr, Kohlenstoffatomen. Der Strom aus leichtem normalen Paraffin in Leitung 44 kann in 3 zu einer Detergensalkylierungseinheit 200 transportiert werden.
Ein Teilerbodenstrom wird aus der Teilersäule 40 durch eine Bodenleitung, wo ein Teil des Teilerbodenstroms durch eine Verdampferleitung, ein Verdampferheizgerät strömt, abgezogen, und kehrt erwärmt in die Teilerfraktionierungssäule 40 zurück. Der verbleibende Teil des Teilerbodenstroms fließt durch eine Netzbodenleitung 46, die einen Strom aus schwerem normalen Paraffin im Bereich von C14- bis C20-Kohlenstoff umfasst. Die Teilerfraktionierungssäule 40 arbeitet in einem Bodentemperaturbereich von etwa 230 bis etwa 270°C und einem Kopfdruck von etwa 20 kPa bis leichtem Vakuum von etwa 400 mm Hg (abs). Es ist vorgesehen, dass zwei Fraktionierungssäulen verwendet werden könnten, um die drei Ströme bereitzustellen, anstelle einer einzelnen Säule, die einen Seitenstrom erzeugt.
Der Begriff „Säule“ bezeichnet eine Destillationssäule bzw. -säulen zum Trennen einer oder mehrerer Komponenten unterschiedlicher Flüchtigkeit. Sofern nicht anders angegeben, schließt jede Säule einen Kondensator auf einem Kopfbereich der Säule ein, um einen Teil eines Kopfstroms zu kondensieren und zurück zum Kopfbereich der Säule zurückzuführen, und einen Verdampfer an einem Boden der Säule, um einen Teil eines Bodenstroms zu verdampfen und zum Boden der Säule zurückzusenden. Zufuhrstoffe zu den Säulen können vorgewärmt werden. Der obere Druck ist der Druck des Kopfdampfs am Dampfauslass der Säule. Die Bodentemperatur ist die Flüssigkeitsbodenaustrittstemperatur. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich Kopfleitungen und Bodenleitungen auf die Netzleitungen aus der Säule, einer jeden beliebigen Rückfluss- oder Verdampfungsentnahmestelle zur Säule nachgeschaltet. Die Abtrennsäulen können einen Verdampfer an einem Boden der Säule weglassen und stattdessen durch ein fluidisiertes inertes Medium wie Dampf ein erforderliches Aufwärmen und Trennimpulse bereitstellen.
Ein Teil des wasserstoffbehandelten Stroms wird mit dem Strom an schwerem normalen Paraffin in der Netzbodenleitung 46 gemischt. Insbesondere wird der flüssige wasserstoffbehandelte Strom in der zweiten Bodenleitung 36 mit dem Strom an schwerem normalen Paraffin in der Ausführungsform von 1 gemischt, um einen Hydroisomerisierungszufuhrstrom in Leitung 48 bereitzustellen. Der Hydroisomerisierungszufuhrstrom in Leitung 48 kann mit einem Rückführstrom in Leitung 56 und einem Hydroisomerisierungswasserstoffstrom in Leitung 52 kombiniert und dem Hydroisomerisierungsreaktor 50 zugeführt werden. Um die Kaltfließeigenschaften zu verbessern, kann der Hydroisomerisierungszufuhrstrom mit einem Hydroisomerisierungskatalysator in dem Hydroisomerisierungsreaktor 50 unter Hydroisomerisierungsbedingungen in Kontakt gebracht werden, um die normalen Paraffine zu verzweigten Paraffinen zu hydroisomerisieren.
Eine Hydroisomerisierung, auch bekannt als Hydroentparaffinierung, von normalen Kohlenwasserstoffen in dem Hydroisomerisierungsreaktor 50 kann über ein oder mehrere Betten an Hydroisomerisierungskatalysator erreicht werden, und die Hydroisomerisierung kann in einem Gleichstrom-Betriebsmodus betrieben werden.
Geeignete Hydroisomerisierungskatalysatoren können ein Metall der Gruppe VIII (IUPAC 8-10) des Periodensystems und ein Trägermaterial umfassen. Geeignete Metalle der Gruppe VIII schließen Platin und Palladium ein, von denen jedes allein oder in Kombination verwendet werden kann. Das Trägermaterial kann amorph oder kristallin sein. Geeignete Trägermaterialien schließen amorphes Aluminiumoxid, amorphes Siliziumdioxid-Aluminiumoxid, Ferrierit, ALPO-31, SAPO-11, SAPO-31, SAPO-37, SAPO-41, SM-3, MgAPSO-31, FU-9, NU-10, NU-23, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-50, ZSM-57, MeAPO-11, MeAPO-31, MeAPO-41, MgAPSO-11, MgAPSO-31, MgAPSO-41, MgAPSO-46, ELAPO-11, ELAPO-31, ELAPO-41, ELAPSO-11, ELAPSO-31, ELAPSO-41, Laumontit, Cancrinit, Offretit, die Wasserstoffform von Stilbit, die Magnesium- oder Calciumform von Mordenit, und die Magnesium- oder Calciumform von Partheit ein, wobei jedes davon allein oder in Kombination verwendet werden kann. ALPO-31 wird in US4,310,440 beschrieben. SAPO-11, SAPO-31, SAPO-37, und SAPO-41 sind in US4,40,871 beschrieben. SM-3 ist beschrieben in US4,943,424 ; US5,087,347 ; US5,158,665 ; und US5.208.005 . MgAPSO ist ein MeAPSO, das ein Akronym für ein Metallaluminiumphosphatmolekularsieb ist, wobei das Metall, Me, Magnesium (Mg) ist. Geeignete MgAPS-31-Katalysatoren schließen MgAPSO-31 ein. MeAPSOs werden in US4.793,984 beschrieben, und MgAPSOs sind in US4.758,419 beschrieben. MgAPSO-31 ist ein bevorzugtes MgAPSO, wobei 31 ein MgAPSO mit dem Strukturtyp 31 bedeutet. Viele natürliche Zeolithe, wie Ferrierit, die eine anfangs reduzierte Porengröße aufweisen, können in Formen umgewandelt werden, die für die Olefinskeletthydroisomerisierung geeignet sind, durch Entfernen von verbundenen Alkalimetall- oder Erdalkalimetall durch Ammoniumionenaustausch und durch Kalzinieren, um im Wesentlichen die Wasserstoffform zu erzeugen, wie in US4,795,623 und US4,924,027 gelehrt. Weitere Katalysatoren und Bedingungen für die Skeletthydroisomerisierung sind in US5.510.306 , uS5.082.956 und US5.741.759 offenbart. Der Hydroisomerisierungskatalysator kann auch einen Modifikator umfassen, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lanthan, Cerium, Praseodymium, Neodymium, Samarium, Gadolinium, Terbium und Mischungen davon, wie in US5,716,897 und US5,851,949 beschrieben. Andere geeignete Trägermaterialien schließen ZSM-22, ZSM-23 und ZSM-35 ein, die zur Verwendung bei der Entparaffinierung in US5,246,566 und in dem Artikel mit dem Titel SS. J. Miller, „New Molecular Sieve Process for Lube Dewaxing by Wax Isomerization," 2 Microporous Materials 439-449 (1994). beschrieben sind. US5,444,032 und US5,608,968 lehren einen geeigneten bifunktionellen Katalysator, der aus einem amorphen Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Gel und einem oder mehreren Metallen besteht, die zur Gruppe VIIIA gehören und bei der Hydroisomerisierung langkettiger normaler Paraffine wirksam ist, die mehr als 15 Kohlenstoffatome enthalten. US5,981,419 und US5,908,134 lehren einen geeigneten bifunktionellen Katalysator, der Folgendes umfasst: (a) eine poröse kristalline Materialisostruktur mit beta-Zeolith, ausgewählt aus Borsilikat (BOR-B) und Boraluminosilikat (Al-BOR-B), in dem das molare SiO₂:Al₂O₃-Verhältnis höher als 300:1 ist; (b) ein oder mehrere Metall(e), die zur Gruppe VIIIA gehören, ausgewählt aus Platin und Palladium, in einer Menge, die im Bereich von 0,05 bis 5 Gew.-% liegt. V. Calemma et al., App. Catal. A: Gen., 190 (2000), 207 lehrt noch einen anderen geeigneten Katalysator. DI-100, erhältlich von UOP LLC in Des Plaines, Illinois, kann ein geeigneter Katalysator sein.
Hydroisomerisierungsbedingungen schließen im Allgemeinen eine Temperatur von etwa 250°C ein (482°F) bis etwa 400°C (752°F) und einen Druck von etwa 1,9 MPa (abs) (285 psia) bis etwa 14,7 MPa (abs) (2133 psia).. In einer anderen Ausführungsform schließen die Hydroisomerisierungsbedingungen eine Temperatur von etwa 300°C (572°F) bis etwa 360°C (680°F) und einen Druck von etwa 3102 kPa (abs) (450 psia) bis etwa 6895 kPa (abs) (1000 psia) ein.
Ein Hydroisomerenstrom in einer Hydroisomerenleitung 54 aus dem Hydroisomerisierungsreaktor 50 ist ein an verzweigten Paraffinen reicher Strom. Mit dem Begriff „reich“ ist gemeint, dass der Ausflussstrom eine größere Konzentration an verzweigten Paraffinen aufweist als der Strom, der in den Hydroisomerisierungsreaktor 84 eintritt, und vorzugsweise zu mehr als 50 Masse-% verzweigte Paraffine an gesamtem Paraffingehalt umfasst. Es ist vorgesehen, dass der hydroisomerisierte Ausfluss zu 70, 80 oder 90 Masse-% verzweigte Paraffine an gesamtem Paraffingehalt enthalten kann.
Das Hydroisomerenstrom in der Leitung 54 kann in Abscheidern, die nicht abgebildet sind, getrennt werden und in einem Hydroisomerisierungsabtrenner 60 können leichte Kohlenwasserstoffe abgetrennt werden, um einen leichten gasförmigen Strom in einer Oberleitung 62 und einen grünen Kraftstoffstrom in einer Bodenleitung 64 bereitzustellen. Der Hydroisomerisierungsabtrenner 60 kann den Hydroisomerenstrom mit Dampf aus der Leitung 66 abtrennen und mit einer Bodentemperatur zwischen etwa 149°C (300°F) und etwa 288°C (550°F) und einem Kopfdruck von etwa 0,35 MPa (Dicke) (50 psig) bis höchstens etwa 2,0 MPa (Dicke) (290 psig) knapp unterhalb des Drucks des Hydroisomerisierungsreaktors 50, unter Berücksichtigung des Druckabfalls der dazwischenliegenden Ausrüstung, betrieben werden.
Der flüssige grüne Brennstoffstrom in der Leitung 64 kann in einer Produktsäule 70 getrocknet und fraktioniert werden, um drei Ströme zu erzeugen. Der Produktkopfstrom wird aus der Produktsäule 70 in einer Kopfleitung abgezogen, in einem Kühler vollständig kondensiert und einem Abscheider zugeführt. Ein Teil des kondensierten Kopfstroms wird in die Produktfraktionierungssäule 70 als Rückfluss durch eine Rückflussleitung zurückgeführt, und ein Netzflüssigkeitsstrom, der grünes Naphtha umfasst, wird in einer Netzkopfflüssigkeitsleitung 72 abgezogen. Ein Flüssigkeitenseitenstrom wird von einer Seite 71 der Produktsäule 70 in der Leitung 74, die einen Paraffinstrom im Bereich von Kerosin mit einem Anfangssiedepunkt von etwa 80°C bis etwa 120°C und einen Endpunkt von etwa 290°C bis etwa 310°C umfasst, entnommen. Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „Anfangssiedepunkt“ (IP) die Temperatur, bei der die Probe unter Verwendung von ASTM D-86 zu sieden beginnt. Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „Endpunkt“ (EP) die Temperatur, bei der die Probe unter Verwendung von ASTM D-86 vollständig verkocht wurde.
Ein Produktbodenstrom wird aus der Produktsäule 70 durch eine Bodenleitung, wo ein Teil des Teilerbodenstroms durch eine Verdampferleitung, ein Verdampferheizgerät fließt, abgezogen und kehrt erwärmt in die Produktfraktionierungssäule 70 zurück. Der verbleibende Teil des Produktbodenstroms fließt durch eine Netzbodenleitung 76, die grünes Diesel im Bereich von C17- bis C20-Kohlenstoffen umfasst. Ein Teil oder die Gesamtheit des grünen Dieselstroms kann in Leitung 56 zurückgeführt werden, um mit dem Hydroisomerisierungszufuhrstrom in Leitung 48 kombiniert zu werden und im Hydroisomerisierungsreaktor 50 hydroisomerisiert zu werden. Ein Teil oder die Gesamtheit des grünen Diesels kann in Leitung 78 zurückgewonnen werden. Die Produktfraktionierungssäule 70 arbeitet in einem Bodentemperaturbereich von 250°C (482°F) und etwa 350°C (662°F) und einem Kopfdruck von etwa 200 mm Hg (abs bei 0°C) (3,9 psia) bis höchstens etwa 1,0 MPa (abs) (145 psia).
2 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der zweite Zufuhrstrom in der Leitung 18' ein Mineralölstrom wie Kerosin ist und der zweite Wasserstoffbehandlungsreaktor 22' Wasserstoffbehandlungskatalysator enthält. Viele der Elemente in 2 weisen die gleiche Konfiguration wie in 1 auf und tragen die gleiche Referenznummer. Elemente in 2, die Elementen in 1 entsprechen, aber eine andere Konfiguration aufweisen, tragen die gleiche Bezugszahl wie in 1, sind aber mit einem Prime-Zeichen (') gekennzeichnet.
Der zweite Zufuhrstrom in Leitung 18' kann ein herkömmlicher Kohlenwasserstoffzufuhrstrom sein, der aus der Erde extrahiert wird, wie ein Mineralölstrom. In einer Ausführungsform ist der Kohlenwasserstoffzufuhrstrom in Leitung 18' vorzugsweise ein Kerosinstrom. Der zweite Zufuhrstrom kann Kohlenwasserstoffe umfassen, die im Bereich eines IBP von zwischen etwa 70°C und etwa 120°C und einem EP zwischen etwa 280°C und etwa 320°C sieden. Der erste Zufuhrstrom wird hydrodesoxygeniert und der hydrodesoxygenierte Strom wird wie für die erste Ausführungsform beschrieben zurückgewonnen und verarbeitet, jedoch wird der zweite Zufuhrstrom wasserstoffbehandelt, um Heteroatome zu entfernen und Olefine zu sättigen, die in dem Mineralölzufuhrstrom vorhanden sein können. Der wasserstoffbehandelte Strom in Leitung 28 wird einem zweiten Abscheider 34 zugeführt, der sich in demselben Gefäß wie der erste Abscheider 30 befinden kann, jedoch kann der flüssige wasserstoffbehandelte Strom in Leitung 36' einer Adsorptionstrennungseinheit 80 zugeführt werden, um normale Paraffine von Isoparaffinen zu trennen. Normale Paraffine sind für die Waschmittelalkylierung erwünscht und Isoparaffine sind für Kraftstoffströme erwünscht.
Geeignete Wasserstoffbehandlungskatalysatoren sind alle bekannten herkömmlichen Wasserstoffbehandlungskatalysatoren und schließen solche ein, die aus mindestens einem Metall der Gruppe VIII bestehen, vorzugsweise Eisen, Kobalt und Nickel, stärker bevorzugt Kobalt und/oder Nickel, und mindestens einem Gruppe VI-Metall, vorzugsweise Molybdän und Wolfram, auf einem Trägermaterial mit hoher Oberfläche, vorzugsweise Aluminiumoxid. Andere geeignete Wasserstoffbehandlungskatalysatoren schließen zeolitische Katalysatoren sowie Edelmetallkatalysatoren, bei denen das Edelmetall aus Palladium und Platin ausgewählt ist, ein. Es liegt innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Beschreibung, dass mehr als eine Art von Wasserstoffbehandlungskatalysator in dem Wasserstoffbehandlungsreaktor 22' verwendet werden kann. Das Gruppe VIII-Metall liegt üblicherweise in einer Menge im Bereich von etwa 2 bis etwa 20 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 4 bis etwa 12 Gew.-% vor. Das Metall der Gruppe VI ist üblicherweise in einer Menge im Bereich von etwa 1 bis etwa 25 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 2 bis etwa 25 Gew.-% vorhanden.
Bevorzugte Wasserstoffbehandlungsreaktionsbedingungen schließen eine Temperatur von etwa 290°C (550°F) bis etwa 455°C (850°F), geeigneterweise 316°C (600°F) bis etwa 427°C (800°F) und vorzugsweise 343°C (650°F) bis etwa 399°C (750°F), einen Druck von etwa 2,8 MPa (Dicke) (400 psig) bis etwa 17,5 MPa (Dicke) (2500 psig), eine stündliche Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit der frischen kohlenwasserstoffhaltigen Rohmaterialien von etwa 0,1 h^-1, geeigneterweise 0.5 h^-1 bis etwa 5 h^-1, vorzugsweise von etwa 1,5 bis etwa 4 h^-1, und eine Wasserstoffrate von etwa 84 Nm³/m³ (500 scf/bbl), bis etwa 1.011 Nm³/m³ Öl (6,000 scf/bbl), vorzugsweise ca. 168 Nm³/m³ Öl (1,000 scf/bbl) bis etwa 1.250 Nm³/m³ Öl (7,500 scf/bbl), mit einem Wasserstoffbehandlungskatalysator oder einer Kombination von Wasserstoffbehandlungskatalysatoren ein.
Der flüssige wasserstoffbehandelte Strom in Leitung 36' wird zu einer Adsorptionsmitteltrenneinheit 80 geleitet. Der Zufuhrstrom in Zufuhrleitung 36' wird durch ein Ventil 101 in der Adsorptionsmittelabscheidereinheit 80 geleitet, das den Zufuhrstoff zu einem geeigneten Bett in einem Adsorptionsgefäß 86 abgibt.
Der flüssige hydrodesoxygenierte Strom in Leitung 32 wird in der Teilersäule 40 fraktioniert, wie in der Ausführungsform von 1. Der Strom an normalem schweren Paraffin in der Netzbodenleitung 46' wird der Produktsäule mit einem Raffinatbodenstrom in einer Netzbodenleitung 128 zugeführt, um in Kraftstoffströme fraktioniert zu werden.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „ein komponentenreicher Strom“ oder „ein Komponentenstrom“, dass der aus einem Gefäß kommende Strom eine größere Konzentration der Komponente aufweist als der Zufuhrstoff zum Gefäß. Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „ein komponentenarmer Strom“, dass der aus einem Gefäß austretende Magerstrom eine geringere Konzentration der Komponente aufweist als der Zufuhrstoff zum Gefäß.
In der Adsorptionsmitteltrenneinheit 80 wird der flüssige wasserstoffbehandelte Strom in Leitung 36' in einen normalen Paraffinstrom und einen Isoparaffinenstrom getrennt. Normale Paraffine in dem flüssigen wasserstoffbehandelten Strom treten selektiv in die poröse Struktur der Adsorptionsmittelkomponenten ein oder verschließen diese, jedoch treten verzweigte Kohlenwasserstoffe üblicherweise nicht in die Poren ein. Die Isoparaffine verlassen das Verfahren als Raffinatstrom. Um ein nützliches Verfahren zur Trennung der normalen von den Isoparaffinen bereitzustellen, ist es notwendig, die okkludiertenen normalen Paraffine zu desorbieren. In dem beschriebenen Verfahren können Iso- oder Normalpentan, Hexan, Heptan oder Octan und Mischungen davon in geeigneter Weise als Desorbens verwendet werden, um normale Paraffine in einem Extrakt-Desorbent-Strom zu desorbieren.
Das im Adsorptionsgefäß verwendete Adsorptionsmittel umfasst vorzugsweise Aluminosilikatmolekularsiebe mit relativ einheitlichen Porendurchmessern von etwa 5 Ångström. Das bevorzugte Adsorptionsmittel wird durch handelsübliche 5A-Molekularsiebe bereitgestellt, die von UOP LLC in Des Plaines, Illinois, produziert und vertrieben werden.
Der Adsorptionsbehälter 86 kann eine Reihe von vertikal beabstandeten, separaten Betten umfassen, die durch ein Rohr 115 zwischen dem Boden eines Bettes und der Oberseite seines nachgeschalteten angrenzenden Bettes miteinander verbunden sind. Das Ventil 101 kann eine Verteileranordnung oder ein Drehventil zum Vorschieben der Punkte von Einlass und Auslass jeweiliger Ströme in einer nachgeschalteten Richtung umfassen. Der Adsorptionsbehälter 86 arbeitet in einem Abwärtsflussmodus, obwohl auch ein Aufwärtsstrom geeignet sein kann. Der Adsorptionsbehälter 86 wird der Einfachheit halber als vier Hauptzonen I-IV aufweisend dargestellt, obwohl diese Zonen bei Berücksichtigung unterschiedlicher Spülschemata weiter unterteilt werden können. Der Gesamtprozess kann andere Anzahlen von Betten aufweisen, wie acht, zwölf oder vierundzwanzig Betten, unterteilt in die vier Hauptzonen I-IV.
Der wasserstoffbehandelte Strom wird durch Leitung 36' durch das Ventil 101 eingeführt, das so positioniert ist, um den Zufuhrstrom durch Leitung 47 in den Adsorptionsbehälter 86 zwischen den Zonen I und II zu senden. Der Extrakt wird zwischen den Zonen II und III in Leitung 33 abgezogen, durch das Ventil 101 in einer Extraktionsleitung 88 zu einer Extraktfraktionierungssäule 90 transportiert, um das Desorbens vom Extrakt zu trennen. Das Desorbens wird durch die Desorbensleitung 92 durch das Ventil 101 eingeführt, das so positioniert ist, um das Desorbens durch eine Desorbensleitung 94 in das Verfahren zwischen den Zonen III und IV zu senden. Das Raffinat wird zwischen den Zonen IV und I durch eine Raffinatleitung 21, durch das Ventil 101 und durch Leitung 23 zur Raffinatfraktionierungssäule 110 abgezogen.
Eine simulierte Gegenstromströmung wird durch periodisches Vorschieben erzielt, dem Einleitungspunkt des Zufuhrstroms und des Desorbensstroms nachgeschaltet, bei gleichzeitigem Vorschieben dem Entnahmepunkt des Raffinatstroms und des Extraktstroms nachgeschaltet. Die Zone I ist definiert als die Zone, die zwischen dem Zufuhrstrom und dem Raffinatauslass begrenzt ist; die Zone II ist als die Zone definiert, die zwischen dem Ausgangsstromauslass und dem Desorbenseinlass begrenzt ist; die Zone III ist als die Zone definiert, die zwischen dem Desorbenseinlass und dem Extraktauslass begrenzt ist; und die Zone IV ist definiert als die Zone, die zwischen dem Raffinatstromauslass und dem Desorbensstromeinlass begrenzt ist. Der typische Flüssigphasenbetrieb wird beispielsweise bei Temperaturen von etwa 50°C bis etwa 300°C und insbesondere höchstens etwa 260°C und Drücken von leicht überatmosphärischem Druck bis etwa 30 Atmosphären bevorzugt.
Raffinat, gekennzeichnet als im Adsorptionsgefäß 86 weniger adsorbierte Moleküle umfassend, wird durch das Ventil 101 aus dem Adsorptionsgefäß in der Raffinationsleitung 21 abgezogen und tritt durch Leitung 23 in die Raffinatfraktionierungssäule 110 ein. Da es erwünscht ist, ein normales Paraffinprodukt zu erhalten, wird die Raffinatfraktionierungssäule 24 so betrieben, dass zwei Fraktionen abgetrennt werden, ein Raffinatbodenstrom, der reich an Isoparaffinen ist, in einer Ausführungsform, die reich an C10 bis C14-Isoparaffinen, und ein Desorbensbodenstrom, der reich an leichtem Paraffindesorbens, in einer Ausführungsform, reich an normalen C5- oder C6-Paraffinen, ist. Der Desorbenskopfbodenstrom wird aus der Raffinatfraktionierungssäule 110 in einer Kopfleitung 112 abgezogen, in einem Kühler 113 kondensiert und einem Abscheider 114 zugeführt. Ein Teil des kondensierten Raffinatkopfprodukts wird als Rückfluss durch eine Rückflussleitung 115 in die Raffinatfraktionierungssäule 110 zurückgeführt und der verbleibende Anteil des kondensierten Raffinatkopfprodukts über eine Netzraffinatkopfproduktleitung 116 abgezogen. Der Netzraffinatkopfproduktstrom ist reich an normalem Pentan- oder Hexan-Desorbens, das in Leitung 98 dem Extrakt-Desorbensstrom hinzugefügt werden kann. Beide können in der Desorbensleitung 92 durch das Ventil 101 in den Adsorptionsbehälter 86 in der Desorbensleitung 94 zurückgeführt werden.
Der Raffinatbodenstrom wird aus der Raffinatfraktionierungssäule 110 durch eine Bodenleitung 125 abgezogen, wo ein Teil des Raffinatbodenstroms durch eine Verdampferleitung 126, ein Verdampferheizgerät 127 fließt und erwärmt zur Raffinatfraktionierungssäule 110 zurückkehrt. Der verbleibende Teil des Raffinatbodenstroms fließt durch eine Netzbodenleitung 128 als isoparaffinreicher Strom, insbesondere reich an C10-C14-Isoparaffinen. Da der Raffinatbodenstrom reich an Isoparaffinen ist, stellt er einen ausgezeichneten Kraftstoffzufuhrstoff dar und wird der Produktsäule 70 zugeführt. Die Raffinatfraktionierungssäule 110 arbeitet in einem Bodentemperaturbereich von etwa 200 bis etwa 280°C und einem Kopfdruck von etwa Atmosphärendruck.
Der Extraktstrom umfasst Moleküle, die selektiver an dem Adsorptionsmittel im Adsorptionsgefäß 86 adsorbiert werden. Das Desorbens verdrängt die selektiv adsorbierten Normalparaffine aus dem festen Adsorptionsmittel im Desorbensbett III von Adsorptionsgefäß 86. Der Extrakt und das Desorbens werden in Leitung 33 abgezogen, und das Ventil 101 verbindet die Leitung 33 mit Leitung 88. Extrakt und Desorbens, abgezogen aus dem Adsorptionsgefäß in die durch das Ventil 101 verbundene Extraktleitung 33, werden in Leitung 88 zur Extraktionsfraktionierungssäule 90 geleitet. Da es erwünscht ist, ein normales Paraffinprodukt zu erhalten, wird die Extraktfraktionierungssäule 90 so betrieben, dass zwei Fraktionen abgetrennt werden, ein Extraktkopfproduktstrom, der reich an normalen Paraffinen ist, in einer Ausführungsform, reich an normalem Pentan- oder Hexan-Desorbens, und ein Bodenstrom, der reich an normalem Paraffinextrakt ist, in einer Ausführungsform reich an C10-C14-Normalparaffinen. Der Desorbenskopftrom wird aus der Extraktfraktionierungssäule 90 in einer Kopfleitung 94 abgezogen, in einem Kühler 95 kondensiert und einem Abscheider 96 zugeführt. Ein Teil des kondensierten Desorbenskopftroms wird in die Extraktfraktionierungssäule 90 als Rückfluss durch eine Rückflussleitung 97 zurückgeführt und der verbleibende Teil des kondensierten Desorbenskopfstroms wird durch eine Netzdesorbensextraktkopfleitung 98 abgezogen. Der Desorbenskopftrom ist reich an normalem Pentan- oder Hexan-Desorbens, was dem Raffinatdesorbensstrom in Leitung 116, umfssend einen Raffinatdesorbensstrom, zugegeben werden kann. Beide können in der Desorbensleitung 92 durch das Ventil 101 in den Adsorptionsbehälter 86 in Desorbensleitung 94 zurückgeführt werden.
Der Extraktbodenstrom wird aus der Extraktfraktionierungssäule 90 durch eine Bodenleitung 104 abgezogen, in der ein Teil des Extraktbodenstroms durch eine Verdampferleitung 106, eine Verdampferheizung 105 fließt und erwärmt in die Extraktfraktionierungssäule 90 zurückgeführt wird. Ein verbleibender Teil des Extraktbodenstroms fließt durch Leitung 108 als ein Strom reich an normalen Paraffinen, insbesondere reich an normalen C10-C14-Paraffinen. Die Extraktfraktionierungssäule 90 arbeitet im Bodentemperaturbereich von etwa 200 bis etwa 280°C und einem Kopfdruck von etwa Atmosphärendruck.
Der Extraktbodenstrom in einer Extraktbodenleitung 108 umfasst eine erhebliche Konzentration von normalen Paraffinen, die zu einer Detergensalkylierungseinheit in 3 transportiert werden können, zusammen mit dem Strom an leichten normalen Paraffinen in der Seitenleitung 44 von der Teilersäule 40.
3 stellt die Alkylbenzoleinheit 200 dar, zu der der Flüssigseitenstrom von einer Seite 41 der Teilersäule 40 in Leitung 44, umfassend den Strom an leichten normalen Paraffinen im Bereich von C10- bis C13-Kohlenstoffen von 1 und 2, und/oder der Extraktbodenstrom, umfassend eine wesentliche Konzentration an normalen Paraffinen in der Extraktbodenleitung 108 aus 2, in Leitung 130 eingespeist werden kann.
Wie in 3 abgebildet, wird der Strom an leichten normalen Paraffinen im Bereich von C10- bis C13-Kohlenstoffen von Leitung 44 und möglicherweise Leitung 108 nach dem Mischen mit einem Rückführparaffinstrom in Leitung 282 in die Alkylbenzoleinheit 200 eingeführt. Die Ströme an leichten normalen Paraffinen in den Leitungen 44 und 108 können auch mit einem normalen Decanstrom in Leitung 132 ergänzt werden, um Detergensalkylierungsspezifikationen zu erfüllen, und ein kombinierter Strom an leichten normalen Paraffinen in der Leitung 130 kann dem Dehydrierungsreaktor 210 in der Alkylbenzoleinheit 200 zugeführt werden. In dem Dehydrierungsreaktor 210 werden die leichten Paraffine in Leitung 130 in Monoolefine der gleichen Kohlenstoffzahlen wie im Strom an leichten normalen Paraffinen dehydriert. Üblicherweise erfolgt die Dehydrierung durch bekannte katalytische Verfahren, wie dem im Handel verbreiteten Pacol-Verfahren, erhältlich von UOP LLC in Des Plaines, Illinois. Diolefine (d. h. Diene) und Aromaten werden ebenfalls als unerwünschtes Ergebnis der Dehydrierungsreaktionen hergestellt, wie in den folgenden Gleichungen ausgedrückt:

Mono-Olefinbildung: C_XH_2X+2→C_XH_2X+H₂
Diolefin-Bildung: C_XH_2X→C_XH_2X-3+H₂
Aromaten-Bildung: C_XH_2X-2→C_XH_2X-6+2H₂

Betriebsbedingungen für den Dehydrierungsreaktor 210 schließen Raumgeschwindigkeiten von etwa 5 bis etwa 50 LHSV und von etwa 20 bis etwa 32 LHSV; Drücke von etwa 35 kPa (5 psig) bis etwa 350 kPa (50 psig) und von etwa 105 kPa (15 psig); bis etwa 175 kPa (25 psig); Temperaturen von etwa 400 bis etwa 500°C und von etwa 440 bis etwa 490°C, und Wasserstoff-zu-Kohlenwasserstoff-Molverhältnisse von etwa 1 bis etwa 12 und von etwa 3 bis etwa 7 ein. Ein Beispiel für einen geeigneten Katalysator ist ein Platin-auf-Aluminiumoxid-Katalysator, wobei das Platin mit einem Dämpfungsmetall abgeschwächt wird. Ein anderer geeigneter Katalysator ist in US 6,177,381 beschrieben. Die Einheit kann trocken oder mit Wasserinjektion bis zu etwa 2000 Masse-% Wasser betrieben werden.
In 3 verlässt ein Strom an dehydrierten leichten normalen Olefinen 212 den Dehydrierungsreaktor 210, der Monoolefine und Wasserstoff sowie einige Diolefine und Aromaten umfasst. Der dehydrierte Strom in Leitung 212 wird an einen Abscheider 220 abgegeben, um den Wasserstoff aus dem Strom an dehydrierten leichten normalen Olefinen in der Leitung 212 zu entfernen. Wie abgebildet, verlässt der Wasserstoff den Abscheider 220 in einem Rückführwasserstoffstrom 222, der in die Leitung 20 in 1 oder 2 zurückgeführt werden kann, um vorgeschaltete Hydrodesoxygenierungs- oder Wasserstoffbehandlungsverfahren zu unterstützen.
Der Abscheider 220 erzeugt einen Strom an dehydrierten flüssigen leichten normalen Olefinen in einer Bodenleitung 224, welche die Monoolefine und alle während der Dehydrierung gebildeten Diolefine und Aromaten umfasst. Der Strom an dehydrierten flüssigen leichten normalen Olefinen 224 verlässt den Abscheider 220 und tritt in einen selektiven Hydrierungsreaktor 230 ein, wie einen von UOP, LLC. verfügbaren DeFine-Reaktor. Der selektive Hydrierungsreaktor 230 hydriert selektiv mindestens einen Teil der Diolefine im Strom an dehydrierten flüssigen leichten normalen Olefinen 224, um zusätzliche Monoolefine zu bilden. Infolgedessen wird ein Strom an selektiv dehydrierten leichten normalen Olefinen 232 mit einer erhöhten Monoolefinkonzentration gebildet.
Wie abgebildet, geht der selektiv dehydrierte Strom 232 aus dem selektiven Hydrierungsreaktor 230 in einen Vorlaufabscheider 240 über, wie einer Abtrennsäule, der einen Vorlaufstrom in einer Kopfleitung 242 abzieht, die jede beliebige Art von leichten Kohlenwasserstoffen enthält, wie Butan, Propan, Ethan und Methan, die aus Spalt- oder anderen Reaktionen während der vorgelagerten Verarbeitung resultierten. Nach Entfernen des Vorlaufs kann ein Strom an leichten normalen Olefinen ohne leichte Kohlenwasserstoffe in einer Bodenleitung 244 an eine aromatische Abzieheinheit 250, wie ein von UOP, 1LC, verfügbares Pacol-Verstärkungsverfahren, geleitet werden. Die aromatische Abzieheinheit 250 entfernt Aromaten in Leitung 252 aus dem Strom an leichten normalen Olefinen ohne leichte Kohlenwasserstoffe in der Bodenleitung 244, möglicherweise durch Kontakt mit einem Lösungsmittel, um einen Strom an dearomatisierten leichten normalen Olefinen im Bereich von C10-C13 in Leitung 254 zu erzeugen.
Der Strom an leichten normalen Olefinen in Leitung 254 und ein Strom von Benzol 256 werden in eine Alkylierungseinheit 260 eingespeist. Die Alkylierungseinheit 260 enthält einen Katalysator, wie einen festen Säurekatalysator, der die Alkylierung des Benzols mit den Monoolefinen unterstützt. Fluoriertes Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Wasserstofffluorid (HF), Aluminiumchlorid (AlCl3) und zeolithische Katalysatoren sind Beispiele für Hauptkatalysatoren zum handelsüblichen Gebrauch für die Alkylierung von Benzol mit linearen Monoolefinen und können in der Alkylierungseinheit 260 verwendet werden. Als Ergebnis der Alkylierung wird Alkylbenzol, üblicherweise als lineares Alkylbenzol (LAB) bezeichnet, gemäß der folgenden Reaktion gebildet: C₆H₆+C_XH_2X→C₆H₅C_XH_2X+1 und ist in einem Alkylierungsausfluss in Leitung 262 vorhanden.
Geeignete Betriebsbedingungen für die Alkylierungseinheit schließen Raumgeschwindigkeiten von 1 bis etwa 10 LHSV ein, Drücke zum Beibehalten des Flüssigphasenbetriebs wie etwa 2,1 MPa (300 psig) bis etwa 4,2 MPa (600 psig), Temperaturen im Bereich von etwa 80°C bis etwa 180°C und vorzugsweise 120°C bis etwa 170°C und Benzol-zu-Olefin-Molverhältnisse von etwa 3 bis etwa 40 und vorzugsweise etwa 8 bis etwa 35.
Überschüssige Mengen von Benzol in Leitung 256 werden der Alkylierungseinheit 260 zugeführt, um einen hohen Grad an gewünschter Alkylierung zu erreichen. Daher enthält der Alkylierungsausfluss 262, der aus der Alkylierungseinheit 260 austritt, Alkylbenzol und nicht umgesetztes Benzol. Ferner kann der Alkylierungsausfluss in Leitung 262 auch einige nicht umgesetzte Paraffine einschließen. Der Alkylierungsausfluss in Leitung 262 wird zu einer Benzoltrenneinheit 270, wie einer Fraktionierungssäule, geleitet, um das nicht umgesetzte Benzol aus dem Alkylierungsausfluss zu trennen. Dieses nicht umgesetzte Benzol verlässt die Benzolabscheidereinheit 270 in einem Benzolrückführstrom 272, der in die Alkylierungseinheit 260 in der Benzolleitung 256 zurückgeleitet wird, um das darin erforderliche Volumen an frischem Benzol zu reduzieren.
Wie abgebildet, verlässt ein benzolgetrennter Strom die Benzoltrenneinheit 270 in Leitung 274 und tritt in eine paraffinische Trenneinheit 280 ein, wie eine Fraktionierungssäule. In der paraffinischen Trenneinheit 280 werden nicht umgesetzte Paraffine aus dem benzolgetrennten Strom 274 in einem Rückführparaffinstrom in Leitung 282 entfernt und zu dem Strom an leichten normalen Paraffinen in Leitung 44 und dem Extraktbodenstrom in Extraktbodenleitung 108 geleitet und damit gemischt, um den Strom an leichten normalen Paraffinen in der Leitung 130 für die Dehydrierung bereitzustellen, wie vorstehend beschrieben. Ferner wird ein Alkylbenzolstrom 284 durch die paraffinische Trenneinheit 280 getrennt und einer Alkylattrenneinheit 290 zugeführt. Die Alkylattrenneinheit 290, die zum Beispiel eine Mehrsäulen-Fraktionierungseinheit sein kann, trennt einen schweren Alkylatbodenstrom 294 von einem Alkylbenzolproduktstrom in Leitung 292.
Als Ergebnis der Nachalkylierungstrennverfahren wird das lineare Alkylbenzolprodukt in Leitung 292 isoliert und verlässt die Alkylbenzoleinheit 200.
Durch Hydrodesoxygenierung eines biologisch erneuerbaren Ausgangsmaterials, das konzentriert ist an freien Fettsäuren mit 12 und 14 Kohlenstoffatomen, bei einem moderaten Hydrodesoxygenierungsverhältnis, das geringer ist als das Hydrodesoxygenierungsverhältnis, das für herkömmliche biologisch erneuerbare Zufuhrstoffe wie Pflanzenöl oder sogar mineralische Rohmaterialien verwendet wird, können normale Paraffine in dem von der Detergensindustrie gewünschten Bereich erzeugt werden. Es kann entweder Hydroisomerisierung oder isonormale Trennung durchgeführt werden, um grüne Kraftstoffströme zu erzeugen.
Beispiele

Wir laden einen Zufuhrstoff von PKO in eine Hydrodesoxygenierungsanlage, die bei Hydrodesoxygenierungsverhältnissen betrieben wird, wie in Tabelle 1 abgebildet. Die Hydrodesoxygenierungsverhältnisse wurden durch Abstimmung des Katalysators und Auswählen der Reaktionstemperatur eingestellt. Tabelle 1

% HDO	92%	75%	60%	55%	50%	40%	35%	30%
nC10	6,7	5,2	4,0	3,6	3,2	2,5	2,2	1,8
nC11	6,6	19,8	30,4	33,7	37,0	43,3	46,3	49,2
nC12	83,2	64,6	49,6	44,9	40,3	31,4	27,2	23,0
nC13	3,5	10,4	16,0	17,8	19,5	22,8	24,4	26,0
Durchschn. Mol.- Gew.-%	167,3	166,7	166,2	166,0	165,9	165,6	165,5	165,4

Die Hydrodesoxygenierungsverhältnisse von 40, 50 und 55 % in der Pilotanlage stellten nC11 - 13-Selektivitäten und Molekulargewicht in den Bereichen, die durch einen beispielhaften Detergenshersteller in Tabelle 2 angegeben sind, bereit. Tabelle 2

Komponenten- Bereich, Gew.-%

C10 13,5-22

C11 29,6-44,5

C12 25,5-45,7

C13 10,5-31

Isoparaffine 1,5

Durchschn. Mol. Gew.-% 160-164
Um die Spezifikationen eines beispielhaften Waschmittelherstellers zu erfüllen, fügten wir normale C10 hinzu, um nC10-13 in den angegebenen Gewichtsbereichen von Tabelle 2 zu erzeugen, wie in Tabelle 3 abgebildet. Tabelle 3

% HDO 55% 50% 40%

nC10 13,5 13,6 13,7

nC11 30,2 33,0 38,3

nC12 40,3 36,0 27,8

nC13 16,0 17,4 20,2

Durchschn. Mol.- Gew.-% 163,2 163,0 162,5
Isoparaffine wurden unterhalb des Maximums von 1,5 Gew.-% hergestellt, und das resultierende durchschnittliche Molekulargewicht erfüllt die Waschmittelspezifikation von Tabelle 2. Durch Betreiben der Hydrodesoxygenierungsreaktion, um die gewünschten Hydrodesoxygenierungsverhältnisse zu erreichen, können geeignete biologisch erneuerbare Zufuhrstoffe der gewünschten Selektivitäten hydrodesoxygeniert werden, insbesondere um die technischen Produktionsspezifikationen zu erfüllen.
SPEZIFISCHE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Obwohl das Folgende in Verbindung mit spezifischen Ausführungsformen beschrieben wird, versteht es sich, dass diese Beschreibung den Umfang der vorstehenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen veranschaulichen und nicht einschränken soll.
Ein Verfahren zum Wasserstoffbehandeln von zwei Zufuhrströmen, umfasst die Hydrodesoxygenierung eines Stroms an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen in Gegenwart von Wasserstoff und einem Hydrodesoxygenierungskatalysator, um einen hydrodesoxygenierten Strom zu erzeugen; Wasserstoffbehandeln eines zweiten Zufuhrstroms in Gegenwart von Wasserstoff und einem Wasserstoffbehandlungskatalysator, um einen wasserstoffbehandelten Strom bereitzustellen; Fraktionieren des hydrodesoxygenierten Stroms, um einen Strom an leichten normalen Paraffinen und einen Strom an schweren normalen Paraffinen bereitzustellen; und Mischen eines Teils des wasserstoffbehandelten Stroms mit dem Strom an leichten normalen Paraffinen oder dem Strom an schweren normalen Paraffinen. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der ersten Ausführungsform in diesem Absatz, wobei der Strom von normalem schweren Paraffin mit einem flüssigen wasserstoffbehandelten Strom gemischt wird, um einen Isomerisierungszufuhrstrom bereitzustellen, und Hydroisomerisieren des Hydroisomerisierungszufuhrstroms in Gegenwart von Wasserstoff und eines Hydroisomerisierungskatalysators, um einen Hydroisomerenstrom herzustellen. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der ersten Ausführungsform in diesem Absatz, ferner umfassend das Dehydrieren des Stroms an leichten normalen Paraffinen um einen Strom an leichten normalen Olefinen zu erzeugen, und das Alkylieren des Stroms an leichten normalen Olefinen mit einem Benzolstrom, um einen Alkylbenzolstrom zu erzeugen. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der ersten Ausführungsform in diesem Absatz, wobei in dem biologisch erneuerbare Zufuhrstrom freie Fettsäuren mit 12 und 14 Kohlenstoffatomen konzentriert sind. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der ersten Ausführungsform in diesem Absatz, wobei ferner der zweite Zufuhrstrom ein biologisch erneuerbarer Zufuhrstrom ist, der herkömmliches biologisch erneuerbares Öl umfasst. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der ersten Ausführungsform in diesem Absatz, ferner umfassend das Trennen eines normalen paraffinreichen Stroms von einem flüssigen wasserstoffbehandelten Strom; Mischen des normalen paraffinreichen Stroms mit dem Strom an leichten normalen Paraffinen; Dehydrieren des Stroms an leichten normalen Paraffinen, um einen Strom an leichten normalen Olefinen zu erzeugen, und Alkylieren des Stroms an leichten normalen Olefinen mit einem Benzolstrom, um einen Alkylbenzolstrom zu erzeugen. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der ersten Ausführungsform in diesem Absatz, wobei der zweite Zufuhrstrom ein Kerosinzufuhrstrom ist. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der ersten Ausführungsform in diesem Absatz, ferner umfassend das Betreiben des Hydrodesoxygenierungsschritts bei einem Hydrodesoxygenierungsverhältnis von etwa 35 bis etwa 60 %. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der ersten Ausführungsform in diesem Absatz, ferner umfassend das Betreiben des Wasserstoffbehandlungsschritts bei einem Hydrodesoxygenierungsverhältnis, das größer ist als im Hydrodesoxygenierungsschritt. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der ersten Ausführungsform in diesem Absatz, ferner umfassend das Trennen des Hydroisomerenstroms in Naphtha und Kerosin.
Ein Verfahren zur Hydrodesoxygenierung von zwei Zufuhrströmen, umfasst das Hydrodesoxygenieren eines biologisch erneuerbaren Ausgangsmaterials in Gegenwart von Wasserstoff und einem ersten Hydrodesoxygenierungskatalysator, um einen ersten Hydrodesoxygenierung zu erzeugen; Hydrodesoxygenierung eines zweiten Zufuhrstroms in Gegenwart von Wasserstoff und einem zweiten Hydrodesoxygenierungskatalysator, um einen zweiten hydrodesoxygenierten Strom bereitzustellen; Fraktionieren des ersten hydrodesoxygenierten Stroms, um einen Strom an leichten normalen Paraffinen und einen Strom an schweren normalen Paraffinen bereitzustellen; und Mischen eines Teils des zweiten hydrodesoxygenierten Stroms mit dem Strom an leichten normalen Paraffinen oder dem Strom an schweren normalen Paraffinen. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der zweiten Ausführungsform in diesem Absatz, wobei der erste Hydrodesoxygenierungsschritt mit einem anderen Hydrodesoxygenierungsverhältnis als der zweite Hydrodesoxygenierungsschritt ausgeführt wird. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der zweiten Ausführungsform in diesem Absatz, ferner umfassend das Mischen des Strom an schweren normalen Paraffinen mit einem flüssigen zweiten Hydrodesoxygenierungsstrom, um einen Hydroisomerisierungszufuhrstrom bereitzustellen, und Hydroisomerisieren des Hydroisomerisierungszufuhrstroms in Gegenwart von Wasserstoff- und Hydroisomerisierungskatalysator, um einen Hydroisomerenstrom zu erzeugen. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der zweiten Ausführungsform in diesem Absatz, ferner umfassend das Dehydrieren des Stroms an leichten normalen Paraffinen, um einen Strom an leichten normalen Olefinen zu erzeugen, und Alkylieren des Stroms an leichten normalen Olefinen mit einem Benzolstrom, um einen Alkylbenzolstrom zu erzeugen. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der zweiten Ausführungsform in diesem Absatz, wobei in dem Strom an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen Kohlenwasserstoffe mit 12 und 14 Kohlenstoffatomen konzentriert sind. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der zweiten Ausführungsform in diesem Absatz, wobei der zweite Zufuhrstrom ein Strom an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen ist, der herkömmliches Pflanzenöl umfasst.
Ein Verfahren zur Herstellung von Alkylbenzol aus erneuerbaren Rohmaterialien, umfasst das Hydrodesoxygenieren eines Stroms an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen in Gegenwart von Wasserstoff und einen ersten Hydrodesoxygenierungskatalysator mit einem ersten Hydrodesoxygenierungsverhältnis, um einen ersten hydrodesoxygenierten Strom zu erzeugen; Hydrodesoxygenierung eines zweiten Zufuhrstroms in Gegenwart von Wasserstoff und einem zweiten Hydrodesoxygenierungskatalysator mit einem zweiten Hydrodesoxygenierungsverhältnis, um einen zweiten hydrodesoxygenierten Strom zu erzeugen; und Mischen mindestens eines Teils des ersten hydrodesoxygenierten Stroms mit mindestens einem Teil des zweiten hydrodesoxygenierten Stroms. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der dritten Ausführungsform in diesem Absatz, ferner umfassend das Fraktionieren des ersten hydrodesoxygenierten Stroms, um einen Strom an leichten normalen Paraffinen und einen Strom an schweren normalen Paraffinen bereitzustellen, und Dehydrieren des Stroms an leichten normalen Paraffinen, um einen Strom an leichten normalen Olefinen zu erzeugen, und Alkylieren des Stroms an leichten normalen Olefinen mit einem Benzolstrom, um einen Alkylbenzolstrom zu erzeugen. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der dritten Ausführungsform in diesem Absatz, ferner umfassend das Mischen eines flüssigen zweiten hydrodesoxygenierten Stroms, der dem zweiten hydrodesoxygenierten Strom mit dem Strom an schweren normalen Paraffinen entnommen wird, um einen Hydroisomerisierungszufuhrstrom bereitzustellen, und Hydroisomerisieren des Hydroisomerisierungszufuhrstroms in Gegenwart von Wasserstoff- und Hydroisomerisierungskatalysator, um einen Hydroisomerenstrom zu erzeugen, und Trennen des Hydroisomerenstroms in Naphtha und Kerosin oder Diesel. Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine, jede beliebige oder alle vorherigen Ausführungsformen in diesem Absatz bis hin zu der dritten Ausführungsform in diesem Absatz, ferner umfassend das Betreiben des ersten Hydrodesoxygenierungsschritts bei einem Hydrodesoxygenierungsverhältnis von etwa 35 bis etwa 60 %.
Ohne weitere Ausarbeitung wird angenommen, dass der Fachmann unter Verwendung der vorstehenden Beschreibung die vorliegende Offenbarung in vollem Umfang nutzen und die wesentlichen Merkmale dieser Offenbarung leicht erschließen kann, ohne vom Geist und Umfang davon abzuweichen, um verschiedene Änderungen und Modifikationen der Offenbarung vorzunehmen und sie an verschiedene Verwendungen und Bedingungen anzupassen. Die vorstehenden bevorzugten spezifischen Ausführungsformen sollen daher lediglich veranschaulichend ausgelegt werden und den Rest der Offenbarung auf beliebige Weise nicht einschränken, und es ist beabsichtigt, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche eingeschlossen sind.
Im Vorstehenden sind alle Temperaturen in Grad Celsius angegeben und alle Teile und Prozentsätze sind auf das Gewicht bezogen, sofern nicht anders angegeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4310440 [0035]
US 440871 [0035]
US 4943424 [0035]
US 5087347 [0035]
US 5158665 [0035]
US 5208005 [0035]
US 4793984 [0035]
US 4758419 [0035]
US 4795623 [0035]
US 4924027 [0035]
US 5510306 [0035]
US 5741759 [0035]
US 5716897 [0035]
US 5851949 [0035]
US 5246566 [0035]
US 5444032 [0035]
US 5608968 [0035]
US 5981419 [0035]
US 5908134 [0035]
US 6177381 [0060]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

SS. J. Miller, „New Molecular Sieve Process for Lube Dewaxing by Wax Isomerization,“ 2 Microporous Materials 439-449 [0035]
V. Calemma et al., App. Catal. A: Gen., 190 (2000), 207 [0035]

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von linearem Alkylbenzol, umfassend: einen Hydrodesoxygenierungsreaktor (16) in Anbindung an eine Zufuhrleitung (12) für biologisch erneuerbare Zufuhrstoffe und eine erste Wasserstoffleitung (14); einen hydrodesoxygenierten Strom in einer hydrodesoxygenierten Leitung (26) in Anbindung an den Hydrodesoxygenierungsreaktor (16); einen Wasserstoffbehandlungsreaktor (22) in Anbindung an eine zweite Zufuhrleitung (18) und eine zweite Wasserstoffleitung (20); einen wasserstoffbehandelten Strom in einer wasserstoffbehandelten Leitung (28) in Anbindung an den Wasserstoffbehandlungsreaktor (22); einen Fraktionierer (40) in stromabwärtiger Anbindung an den Hydrodesoxygenierungsreaktor (16); einen Dehydrierungsreaktor (210) in stromabwärtiger Anbindung an den Fraktionierer (40); und eine Alkylierungseinheit (260) in stromabwärtiger Anbindung an den Dehydrierungsreaktor (210).
Vorrichtung nach Anspruch 1 ferner umfassend einen ersten Abscheider (30) in stromabwärtiger Anbindung an den hydrodesoxygenierten Strom in der hydrodesoxygenierten Leitung (26) und einen zweiten Abscheider (34) in stromabwärtiger Anbindung an den wasserstoffbehandelten Strom in der wasserstoffbehandelten Leitung (28).
Vorrichtung nach Anspruch 2 wobei der erste Abscheider (30) und der zweite Abscheider (34) mit einer Trennwand getrennt in demselben Gefäß sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Fraktionierer (40) in stromabwärtiger Anbindung an den ersten Abscheider (30) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 ferner umfassend einen flüssighydrodesoxygenierten Strom in einer flüssighydrodesoxygenierten Leitung (32) in Anbindung an den ersten Abscheider (30) und ein flüssigen hydrodesoxygenierten Strom in einer Flüssig-Hydrodesoxygenierungsleitung (36) in Anbindung an den zweiten Abscheider (34).
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Dehydrierungsreaktor (210) in stromabwärtiger Anbindung an eine leichtes-Normalparaffin-Leitung (44) des Fraktionierers (40) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 ferner umfassend einen Hydroisomerisierungsreaktor (50) in stromabwärtiger Anbindung an eine schweres-Normalparaffin-Leitung (46) des Fraktionierers (40) und des Wasserstoffbehandlungsreaktors (22).
Vorrichtung nach Anspruch 1 ferner umfassend eine Produktsäule in stromabwärtiger Anbindung an einer schweres-Normalparaffin-Leitung (46) des Fraktionierers (40) und einer Adsorptionstrennungseinheit in stromabwärtiger Anbindung an den Wasserstoffbehandlungsreaktor.
Paraffinzufuhrzusammensetzung umfassend einen hydrodesoxygenierten Strom, erhaltbar aus der hydrodesoxygenierten Leitung (26) nach Anspruch 1, und einen wasserstoffbehandelten Strom erhaltbar aus der wasserstoffbehandelten Leitung (28) nach Anspruch 1; wobei der hydrodesoxygenierte Strom zwischen 35 und 60 Gew.-% der normalen Paraffine mit gerader Kohlenstoffanzahl umfasst und der wasserstoffbehandelte Strom zumindest 30 Gew.-% der normalen Paraffine mit 14 und 20 Kohlenstoffatomen umfasst.
Paraffinzufuhrzusammensetzung umfassend einen hydrodesoxygenierten Strom, erhaltbar aus der Flüssighydrodesoxygenierleitung (32) nach Anspruch 5, und einen wasserstoffbehandelten Strom, erhaltbar aus der Flüssig-Hydrodesoxygenierungsleitung (36) nach Anspruch 5 wobei der hydrodesoxygenierte Strom zwischen 35 und 60 Gew.-% der normalen Paraffine mit gerader Kohlenstoffanzahl umfasst und der wasserstoffbehandelte Strom zumindest 30 Gew.-% der normalen Paraffine mit 14 und 20 Kohlenstoffatomen umfasst.
Paraffinzufuhrzusammensetzung nach Anspruch 9 oder 10, wobei der hydrodesoxygenierte Strom durch Hydrodesoxygenierung eines Stroms an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen in Gegenwart von Wasserstoff und einem Hydrodesoxygenierungskatalysator erhalten ist, wobei der Strom an biologisch erneuerbaren Zufuhrstoffen zumindest 30 Gew.-% an freien Fettsäuren mit 12 und 14 Kohlenstoffatomen umfasst.
Paraffinzufuhrzusammensetzung nach Anspruch 9 oder 10, wobei der wasserstoffbehandelte Strom durch Wasserstoffbehandeln eines zweiten Zufuhrstroms in Gegenwart von Wasserstoff und einem Wasserstoffbehandlungskatalysator erhalten ist, wobei der zweite Zufuhrstrom zumindest 30 Gew.-% an freien Fettsäuren mit 15 bis 20 Kohlenstoffatomen umfasst.
Paraffinzufuhrzusammensetzung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, umfassend ca. 35 Gew.-% bis ca. 60 Gew.-% des normalen Paraffins mit einer geraden Kohlenstoffanzahl, eine Konzentration von nC10 in einem Bereich von ca. 1,8 bis ca. 6,7 Gew.- %, eine Konzentration von nC11 in dem Bereich von ca. 6,6 Gew.-% bis ca. 49,2 Gew.-%, einer Konzentration von nC12 in dem Bereich von ca. 23 Gew.-% bis ca. 83,2 Gew.-%, und einer Konzentration von nC13 in dem Bereich von ca. 3,5 Gew.-% bis ca. 26 Gew.-%, und ein durchschnittliches Molekulargewicht in dem Bereich von ca. 165,4 bis ca. 167,3.
Paraffinzufuhrzusammensetzung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, umfassend ca. 40 Gew.-% bis ca. 55 Gew.-% der normalen Paraffine mit gerader Kohlenstoffanzahl.
Paraffinzufuhrzusammensetzung umfassend einen hydrodesoxygenierten Strom und einen wasserstoffbehandelten Strom; wobei der hydrodesoxygenierte Strom zwischen 35 und 60 Gew.-% der normalen Parffine mit gerader Kohlenstoffanzahl und der wasserstoffbehandelte Strom mindestens 30 Gew.-% der normalen Paraffine mit 14 und 20 Kohlenstoffatomen umfasst.
Paraffinzufuhrzusammensetzung nach Anspruch 15, wobei der hydrodesoxygenierte Strom durch Hydrodesoxygenierung eines biologisch erneuerbaren Zufuhrstroms erhalten wird und ein Hydrodesoxygenierungskatalysten zum Erhalten des hydrodesoxygenierten Stroms, wobei der biologisch erneuerbaren Zufuhrstrom zumindest 30 Gew.-% an freien Fettsäuren mit 12 und 14 Kohlenstoffatomen umfasst.
Paraffinzufuhrzusammensetzung nach Anspruch 15 oder 16, wobei der wasserstoffbehandelte Strom durch Wasserstoffbehandlung eines zweiten Zufuhrstroms in der Gegenwart von Wasserstoff erhalten wird und eines Wasserstoffbehandlungskatalysten zur Bereitstellung des wasserstoffbehandelten Stroms, wobei der zweite Zufuhrstrom zumindest 30 Gew.-% an freien Fettsäuren mit 15 bis 20 Kohlenstoffatomen enthält.
Paraffinzufuhrzusammensetzung nach einem der Ansprüche 15-17, umfassend: ca. 35 Gew.-% bis ca. 60 Gew.-% der normalen Paraffine mit einer geraden Kohlenstoffanzahl, eine Konzentration von nC10 in einem Bereich von ca. 1,8 bis ca. 6,7 Gew.-%, eine Konzentration von nC11 in dem Bereich von ca. 6,6 Gew.-% bis ca. 49,2 Gew.-%, einer Konzentration von nC12 in dem Bereich von ca. 23 Gew.-% bis ca. 83,2 Gew.-%, und einer Konzentration von nC13 in dem Bereich von ca. 3,5 Gew.-% bis ca. 26 Gew.-%, und ein durchschnittliches Molekulargewicht in dem Bereich von ca. 165,4 bis ca. 167,3.
Paraffinzufuhrzusammensetzung nach einem der Ansprüche 15-18, umfassend ca. 40 Gew.-% bis ca. 55 Gew.-% von normalen Paraffinen mit gerader Kohlenstoffanzahl.