DE2034184C

DE2034184C - Verfahren zur Umwandlung von Kohlen Wasserstoffen in Anwesenheit von Wasser stoff

Info

Publication number: DE2034184C
Authority: DE
Inventors: James Theodore Arlington Heights IU Forbes (V St A )
Original assignee: Universal Oil Products Co
Current assignee: Universal Oil Products Co
Publication date: 1972-12-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in Anwesenheit von Wasserstoff, insbesonders zur Reformierung, bei dem man eine Kohlenwasserstoffbeschickung in einer Reaktionszone unter wasserstofferzeugenden Bedingungen einschließlich eines vergleichsweise niedrigen Drucks der Umwandlung unterwirft, den Ausfluß aus der Reaktionszone bei dem vergleichsweise niedrigen Druck in eine erste flüssige Kohlenwasserstoffphase und eine erste wasserstoffhaltige Gasphase trennt, den Druck der ersten flüssigen Kohlenwasserstoffphase und der ersten wasserstoffhaltigen Gasphase auf einen vergleichsweise hohen Druck steigert und die beiden Phasen wieder vereinigt, aus dem anfallenden Gemisch eine zweite Wasserstoffgasphase von erhöhter Wasserstoffreinheit und eine zweite flüssige Kohlen- , Wasserstoffphase abtrennt, einen Teil der zweiten Wasserstoffgasphase als Rückführmaterial zu der Reaktionszone zurückführt, den restlichen Anteil der zweiten Wasserstoffgasphase abzieht und die zweite flüssige Kohlenwasserstoffphase einer weiteren Trennbehandlung zur Auftrennung in Produktströme unterwirft.

Bekanntlich können im Benzinbereich siedende Produkte hoher Qualität, z. B. aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol und Xylol, durch katalytische Reformierverfahren erzeugt werden, bei denen Schwerbenzin-Einsatzmaterialien in Anwesenheit von Wasserstoff über einen platinhaltigen Katalysator geleitet werden, um mindestens einen Teil der Beschickung in aromatische Kohlenwasserstoffe umzuwandeln. Eine der vorherrschenden Reaktionen bei der katalytischen Reformierung ist die Dehydrierung von naphthemschen Kohlenwasserstoffen. Die Dehydrierung erzeugt einen Nettoüberschuß an Wasserstoff, der für andere Zwecke verfügbar ist, z. B. für Hydrodesulfurierungsreaktionen u. dgl. Ein beträchtlicher Teil des erzeugten Wasserstoffs wird zurückgeführt, um einen geeigneten Wasserstoffpartialdruck in der katalytischen Reformierzone aufrechtzuerhalten. Bei der katalytischen Reformierung erfolgt auch eine Hydrokrackung, bei der Kohlenwasserstoffe in andere Kohlenwasserstoffe verhältnismäßig niedrigen Molekulargewichts aufgespalten werden, z. B. in bei Normalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe, wie Methan, Äthan, Propan und Butan; diese stellen Verunreinigungen des gasförmigen Wasserstoffs dar, der von dem Ausfluß der Reaktionszone abgetrennt wird. Diese Verunreinigungen bewirken eine Verringerung der Wasserstoffreinheit in einem solchen Ausmaß, daß häufig eine gesonderte Reinigung erforderlich ist, bevor der als Nettoprodukt erzeugte Wasserstoff aus der Reformieranlage in anderen Verfahren, die Wasserstoff verhältnismäßig hoher Reinheit benötigen, verwendet werden kann. Eine niedrige Wasserstoffreinheit hat auch unerwünschte Wirkungen auf die Reformierung selbst, da größere Mengen des Wasserstoffs geringerer Reinheit zurückgeführt werden müssen, um den Wasserstoffpartialdruck in der Reaktionszone auf der erforderlichen Höhe zu halten. Darüber hinaus muß infolge des großen Druckabfalls beim Fluß durch eine herkömmliche katalytische Reformieranlagc. die normalerweise mehrere kalalylische Reaktoren und Abscheider oder Trenn-

gefäße umfaßt, das Tür die Rückführung abgetrennte Gas auf mindestens den Druck der Reaktionszone verdichtet werden, bevor es zurückgeführt werden kann. Der oder die großen Rückführgaskompressoren und der Energieaufwand für die Verdichtung stellen wesentliche Posten der Investitions- und Betriebskosten und des verfahrenstechnischen Aufwandes einer jeden katalytischen Reformieranlage dar.

Die Entwicklung auf dem Gebiet der katalytischen Reformierung geht dahin, die Reaktion bei einem vergleichsweise niedrigen Druck durchzuführen, d. h. bei einem Reaktionszonendruck unterhalb 13,6 at. Da andere wasserstoffverbrauchende Umsetzungen, z. B. die Hydrodesulfurierung, häufig bei Drücken beträchtlich oberhalb dieser Werte durchgeführt werden, müssen demgemäß auch der zusätzliche verfahrenstechnische Aufwand und die zusätzlichen kosten der Verdichtung des Nettoproduktgases aus der katalytischen Reformieranlage auf den Betriebsdruck dieser anderen wasserstoffverbrauchenden Umsetzungen berücksichtigt werden.

Es besteht daher ein ausgeprägtes technisches Bedürfnis an einer Verfahrensweise, die es gestattet, die katalytische Reformierung unter Erzeugung von Wasserstoff verhältnismäßig hoher Reinheit, nicht nur für die Rückführung im Verfahren selbst, sondern auch für andere Verwendungszwecke außerhalb der katalytischen Reformieranlage, durchzuführen.

Es ist bereits ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt (USA.-Patentschrift 3 431 195), bei dem der restliche Anteil des aus dem Hochdruckabscheider kommenden wasserstoffreichen Gases, der nicht zu der katalytischen Reformierzone zurückgeführt wird, direkt aus dem Verfahren entfernt wird, um für andere wasserstofferfordernde Zwecke, beispielsweise eine Hydrodesulfurierung, verwendet zu werden. Die erzielte Wasserstoffreinheit läßt dabei zu wünschen übrig, und es gehen wertvolle Kohlenwasserstoffe verloren.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den restlichen Anteil der zweiten Wasserstoffgasphase kühlt und mindestens einen Teil der darin enthaltenen Kohlenwasserstoffe kondensiert, aus dem erhaltenen gekühlten Gas-Kondensat-Gemisch einen gasförmigen Wasserstoffstrom abtrennt und diesen als Verfahr rensprodukt abzieht und gewinnt, die kondensierten Kohlenwasserstoffe mit der zweiten flüssigen Kohlenwasserstoffphase vermischt und das gebildete Gemisch in an sich bekannter Weise fraktioniert und dabei einen zweiten Produktstrom, der bei Normalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe umfaßt, und einen dritten Produktstrom, der bei Normalbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffurnwandlungsprodukte umfaßt, abzieht und gewinnt.

Durch diese Maßnahmen wird eine Reihe wesentlicher technischer Vorteile erzielt. Das ganze Verfahren weist eine gute Anpassungsfähigkeit an die im Einzelfall vorliegenden Bedingungen auf. Beispielsweise können das zu der katalytischen Reaktionszone zurückgeführte wasserstoffreiche Gas einerseits und das für andere Verwendungszwecke entnommene wasserstoffreiche Gas andererseits ohne jede Schwierigkeit auf ihre Optimalwerte hinsichtlich des Wasserstoffgehaltes eingestellt werden, was beträchtliche verfahrenstechnische und kostenmäßige Vorteile mit sich bringt. Bei der Phasentrennung nach der Kühlung der zweiten Wassersioffgasphase werden flüssige Kohlenwasserstoffe gewonnen, die die Ausbeute an den gewünschten Endprodukten erhöhen. Die Trennung in dem ersten Hochdruckabscheider brauch! nicht so sorgfältig gesteuert und überwacht zu werden, wie dies bei bekannten Arbeitsweisen der Fall ist. Diese Vorteile werden mit einem nur sehr geringen zusätzlichen Aufwand erreicht, & h. einem Kühler und einem Abscheider, die bei einer derartigen Anlage praktisch kaum ins Gewicht fallen. Dabei sind die gesamten Arbeitsmaßnahmen zu einer sehr einfachen einheitlichen Betriebsweise integriert. Insgesamt wird ein Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in Anwesenheit von Wasserstoff, insbesondere zur Reformierung, geschaffen, das in einer verfahrenstechnisch einfacheren und wirtschaftlicheren Weise bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung oder Verbesserung der Produktqualität und -menge durchzuführen ist als bekannte Verfahren.

Vorzugsweise kühlt man den restlichen Anteil der zweiten Wasserstoffgasphase um mindestens 11°C auf eine Temperatur von etwa -18 bis etwa 18X. Bei der darauf folgenden weiteren Phasentrennung des erhaltenen gekühlten Gas-Kondensat-Gemisches fällt ein in seinem Wasserstoffgehalt weiter verbesserter Wasserstoffstrom als Produkt für andere wasserstoffverbrauchende Verwendungszwecke an. ferner eine flüssige Kohlenwasserstoffphase, die in bestimmter Weise wieder in den Verfahrensgang eingegliedert wird.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man den restlichen Anteil einer zweiten Wasserstoffgasphase, die durch Trennung des Ausflusses der Reaktionszone bei einer Temperatur von 16 bis 49° C und einem Druck von 6,8 bis 14.6 ata und Trennung des durch Wiedervereinigung der ersten flüssigen Kohlenwasserstoffphase und der ersten wasserstoffhaltigen Gasphase gebildeten Gemischs bei einer Temperatur von 16 bis 49° C und einem Druck von 10,2 bis 21,4 ata, der jedoch um mindestens 3,4 at höher ist als der Druck bei der Trennung des Ausflusses der Reaktionszone, gebildet worden ist, der Kühlung unterwirft. Dabei muß die flüssige Phase aus der bei vergleichsweise niedrigem Druck arbeitenden Trennzone in die bei vergleichsweise hohem Druck arbeitende Trennzone gepumpt werden.

Die katalytische Dehydrierung und Reformierung von Kohlenwasserstoffen sind bekannt und brauchen daher hier nur kurz erläutert zu werden. Geeignete Einsatzmaterialien für die katalytische Reformierung zur Erzeugung von Produkten im Benzinsiedebereich, einschließlich aromatischer Kohlenwasserstoffe, sind Beschickungen, die sowohl Naphthene als auch Paraffine in verhältnismäßig hohen Konzentrationen enthalten. Derartige Einsatzmaterialien umfassen Benzinfraktionen engen Siedebereichs sowie weitgehend reine Materialien, z. B. Cyclohexan, Methylcyclohexan 11. dgl. Zu bevorzugten Einsatzmaterialien für die katalytische Reformierung gehören insbesondere Straightrun-Benzine, z. B. leichte und schwere Benzine. Vorzugsweise werden als Einsatzmaterialien für die katalytische Reformierung Ben'zinfraktionen verwendet, die innerhalb des Bereichs von 32 bis 232⁰C sieden.

Die bevorzugten Katalysatortypen für die katalytische Reformierung sind ebenfalls bekannt, normalerweise umfassen sie Platin auf einem Aluminiumoxydträger. Diese Katalysatoren können beträchtliche

Mengen an Platin enthalten, aus wirtschaftlichen und Qualitätsgründen liegt der Platingehalt jedoch normalerweise im Bereich von etwa 0,05 bis 5 Gewichtsprozent Platin.

Geeignete Betriebsbedingungen für die katalytische Reformierung umfassen, neben der Anwesenheit der vorstehend erläuterten Katalysatoren, Temperaturen von 260 bis 566° C, vorzugsweise 316 bis 538⁰C, Drücke von 4,4 bis 83 ata, vorzugsweise 7,8 bis 21,4 ata, eine auf das Gewicht bezogene stündliche Raumströmungsgeschwindigkeit (Tonnen Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial je Stunde und je Tonne Katalysator) im Bereich von 0,2 bis 40, und die Anwesenheit eines wasserstoffhaltigen Gases entsprechend einem Wasserstoff/Kohlen wasserstoff- Molverhältnis von 0,5 bis 15.

Normalerweise wird die katalylische Reformierung in einer Reaktionszone mit Katalysatorfestbett durchgeführt. Es kann ein einziger Reaktor mit einem einzigen Katalysatorbett benutzt werden, gewöhnlich wird jedoch eine Mehrzahl von Katalysatorbetten angewendet, entweder in etagenweiser Anordnung in einem einzigen Reaktormantel oder, vorzugsweise, in getrennten Reaktoren. Besonders bevorzugt werden zwei bis fünf Katalysatorbetten in getrennten Reaktorgefäßen.

Die Menge des in jedem Reaktorbett angewendeten Katalysators kann in beträchtlichen Bereichen geändert werden, je nach den Eigenschaften des Einsatzmaterials und des angestrebten Produkts. Beispielsweise kann der Katalysator in einer Reihe von vier getrennten Reaktoren in folgenden Mengenanteilen angeordnet werden: 10, 15, 25 bzw. 50% des Katalysators, bezogen auf das Gesamtgewicht. Andere Abwandlungen der Reaktorauslegung und des Katalysatorvolumens sind für den Fachmann auf Grund des allgemeinen Fachwissens und der hier vermittelten spezifischen Angaben ersichtlich.

Die besondere Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens wird am besten durch einen Vergleich mit bekannten Verfahren deutlich. Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art wird der restliche Anteil des aus dem Hochdruckabscheider kommenden wasserstoffreichen Gases, der nicht zu der kataiytischen Reformierzone zurückgeführt wird, aus dem Verfahren für andere wasserstofferfordernde Verwendungszwecke, z. B. eine Hydrodesulfurierung, entfernt. Demgegenüber wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dieser restliche Anteil des wasserstoffreichen Gases ohne Veränderung des Drucks einer weiteren Kühlung, vorzugsweise um mindestens 11 ° C auf eine Temperatur zwischen —18 und +18⁰C, unterworfen, worauf das erhaltene gekühlte Gase-Kondensat-Gemisch einer weiteren Phasentrennung unterzogen wird. Bei dieser Phasentrennung fällt ein in seinem Wasserstoffgehalt weiter verbesserter Wasser-Stoffstrom als Produkt für andere wasserstoffverbrauchende Verwendungszwecke an sowie eine flüssige Kohlenwasserstoffphase, die mit anderen flüssigen Produkten des Verfahrens vermischt und herkömmlichen Aufarbeitungs- und Gewinnungseinrichtungen zugeführt wird. Es erfolgt also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur eine Fraktionierung des aus dem Hochdruckabscheider kommenden flüssigen Anteils, sonders es wird der aus der Wasserstoffphase nach Kühlung und Phasentrennung erhaltene flüssige Kohlenwasserstoffanteil vor dem Eintritt in die Fraktionierung zugemischt und dann das Gemisch gemeinsam fraktioniert. Hierdurch ergibt sich eine sehr einfache und günstige Betriebsweise. Durch die vorgesehenen Verfahrensmaßnahmen, insbesondere der Verdichtung, Wiedervereinigung und Kühlung der erwähnten Materialströme, gelingt die Entfernung eines wesentlichen Teils der verunreinigenden Kohlenwasserstoffe aus dem Wasserstoffgasstrom ohne nennenswerte Steigerung des verfahrenstechnischen Aufwandes und der Investitions- oder Betrieskosten.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung weiter veranschaulicht. Die Zeichnung zeigt ein schematisches Fließbild einer Vorrichtung zur Durchführung einer Ausführungsform des Verfahrens.

Ein aus Erdöl stammendes Schwerbenzin wird durch eine Leitung 10 in eine katalytische Reformierzone 11 eingeführt, die einen Platinkatalysator enthält und bei herkömmlichen Reformierbedingungen betrieben wird; hierzu gehört ein vergleichsweise niedriger Druck von etwa 12,9 ata am Einlaß der kataiytischen Reaktoren. Diese und die nachstehend angegebenen speziellen Werte haben beispielhaften Charakter. Der Gesamtausfluß aus der kataiytischen Reformierzone wird durch eine Leitung 13 abgezogen, in nicht dargestellten Kondensatoren gekühlt und dann in eine Niederdrucktrennzone, etwa einen Abscheider 14, eingeführt, z. B. bei einem Druck von etwa 7,8 ata.

Der Druck der Trennzone 14 ist etwa geringer als der Druck in der Reaktionszone 11, infolge des Druckabfalls in der Anlage. Ein verhältnismäßig unreiner Wassers!offstrom wird aus der Trennzone 14 durch eine Leitung 15 abgenommen, ein flüssiger Strom wird durch eine Leitung 16 entfernt. Das Material in der Leitung 16 enthält die reformierten Kohlenwasserstoffe des Benzinsiedebereichs, z. B. Benzol. Toluol und Xylol.

Der verhältnismäßig unreine wasserstoffhaltige Strom der Leitung 15 wird in einen Kompressor 17 geleitet, in dem der Druck auf etwa 16 ata gesteigert wird. Das flüssige Material der Leitung 16 wird mittels einer Pumpe 36 in die Kompressoraustrittsleitung 18 eingepumpt. Das Gemisch aus verdichtetem wasserstoffhaltigem Gas und flüssigen Kohlenwasserstoffen fließt dann durch eine Leitung 19 in einen Kühler 20. Das gekühlte und verdichtete Gemisch aus flüssigen Kohlenwasserstoffen und Wasserstoff sowie verunreinigenden Anteilen an bei Normalbedingungen gasförmigen Kohlenwasserstoffen wird anschließend in eine bei vergleichsweise hohem Druck arbeitende Trennzone, etwa in Form eines Abscheiders 21, eingeführt.

Ein gasförmiger Strom aus Wasserstoff mit einem verringerten Gehalt an Verunreinigungen wird aus der Trennzone 21 durch eine Leitung 22 abgezogen, während ein flüssiger Strom, der reformierte Kohlenwasserstoffe enthält, durch eine Leitung 23 abgenommen wird.

Ein Teil des in seiner Wasserstoffreinheit verbesserten Wasserstoffstroms wird durch eine Leitung 12 zu der kataiytischen Reformierzone zurückgeführt. Der Rest des qualitätsverbesserten Wasserstoffstroms umfaßt den als Nettoprodukt erzeugten Wasserstoff; er wird durch eine Leitung 22 in einen Kühler 24 geleitet, wo die Temperatur um mindester<: etwa 11°C oder mehr verringert wird. Es ergibt sich ie Auslaßtemperatur von etwa —18 bis etwa 18 C Der abgekühlte Wasserstoffstrom wird dann durch eine Leitung 37 in eine Trennzone, etwa einen Abscheider 25,

geleitet, aus der als Nettoprodukt ein gereinigter Wasserstoffslrom durch eine Leitung 26 für andere Wasserstoff erfordernde Verwendungszwecke, z. B. ein Hydrodesulfurierungsverfahren, abgezogen wird. Aus dem Abscheider 25 wird weiterhin ein flüssiger Strom durch eine Leitung 27 abgenommen und mit dem unter hohem Druck siehenden flüssigen Strom der Leitung 23 vermischt. Dieses Gemisch wird dann durch eine Leitung 28 in eine Fraktioniereinrichtung 29 eingespeist, die bei einem Druck von 18 bis 21.4 ata, einer Kopftemperatur von 77 bis 149°C und einer Bodentemperatur von 149 bis 204⁰C gehalten wird. Eine Uberkopffraktion wird aus der Fraktioniereinrichtung 29 durch eine Leitung 31 abgezogen und dann in einen Kondensator 32 und anschließend in eine Trenneinrichtung, etwa einen Abscheider 33, geleitet. Ein gasförmiger Anteil, der zuvor gelösten Wasserstoff, Methan und Äthan sowie andere bei Normalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe umfaßt, wird durch eine Leitung 35 zur Verwendung als Brenngas oder für andere Zwecke abgezogen.

Die restlichen leichten Kohlenwasserstoffe, in erster Linie Äthan, Propan und Butan, werden durch eine Leitung 34 aus der Anlage abgezogen. Ein Bodenproduktstrom, der in erster Linie Kohlenwasserstoffe mit sechs und mehr Kohlenstoffatomen umfaßt, wird durch eine Leitung 30 aus der Anlage abgeführt. Die nachstehenden Beispiele dienen zur weiteren Veranschaulichung des Verfahrens und einiger der dabei erzielten technischen Vorteile.

Beispiel 1

Es wurde in einer technischen katalytischen Reformieranlage zur Verarbeitung eines Schwerbenzins gearbeitet. Die nachstehenden Werte zeigen die Zusammensetzung der verschiedenen Materialströme, wie sie bei einer Durchführungsform des hier beschriebenen Verfahrens abgetrennt werden können. Alle Werte sind in kg-Mol je Stunde angegeben, bezüglich der Entnahmestellen im Verfahrensgang, d. h. der einzelnen Leitungen, sei auf die Zeichnung verwiesen.

Bestandteil, kg-Mol/h

H₂

C₁

C₂

C₃

i-Q

n-C₄

i-C_s

n-C₅

C₆ +

Summe

Molgewicht

Leitung

13	16	15	1 .
11 244,2	5,0	11 239,2	1 .
921,6	3,3	918,3
723,4	11,4	712,0
599,7	33,0	566,7
155,4	22,1	133,3
205,9	39,5	166,4
118,1	47,4	70,7
72,1	33,6	38,5
1 418,6	1 275,9	142,7
15 459,0	1 471,2	13 987,8
16,7	92,4	8,7

23

10,8
7,0'
21,9
55,2
31,4
53,1
55,3
38,1

90,1

12	22
9 350,2	1 883,2
761,3	153,3
583,9	117,6
453,2	91,3
103,2	20,8
127,2 ■	25,6
52,3	10,5
28,3	5,7
103,7	20,9
11 563,3	•2 328,9
8,4	8.4

Fortsetzung

Bestandteil, kg-Mol/h

H₂

C₁

C₂

C₃

n-C₄

n-C₅

C₆+
Summe
Molgewicht

Leitung

26

1 883,1 153,2 117,3

90,4

20,2

24,6

9,5

5,0

11,4

2 314,7

8,0

27

0,1

0,1

0,3 0,9 0,6 1,0 1,0 0,7 9,5

14,2 81,4

28	35
10,9	10,3
7,0	5,1
22,2	9,3
56,1	11,2
32,0	3,3
54,1	3,2
56,2	—
38,8	—
1 304,7	—
1 582,0	42,4
90,0	29,6

	30

	—

	—

	14,0
	55,3
	38,2
	1304,7
	1 412,1
	95,5 ·
34
0,6
1,9
12,9
44,9
28,7
36,9
0,9
0,7
—
127,5
49,6

Es ist zu beachten, daß bei einem Betrieb des Kühlers 24 zur Herbeiführung einer Abscheidertemperatur von 15° C etwa 14 kg-Mol/h Kohlenwasserstoffe als zusätzliche wertvolle Produkte gewonnen werden. Diese Ausscheidung und Gewinnung von Kohlenwasserstoffen bedeutet andererseits natürlich eine wesentliche Steigerung der Reinheit des al Nettoprodukt erhaltenen Wasserstoffs. Weiterhin siJit da der Abscheider 25 bei etwa dem gleichen Druck wie der Abscheider 21 betrieben wird, dieser gereinigte Was-

serstoffgasstrom bei einem beträchtlich höheren Druck zur Verfugung als ein vergleichbarer Strom, wie er bei bisher bekannten Verarbeitungsmethoden unter Anwendung einer Niederdruckreformierimg erzeugt wird.

Beispiel 2

Bei einer typischen bekannten Arbeitsweise wird der Ausfluß aus der Reformierreaktionszone in eine WasserslofTfraktion und eine flüssige Produktfraktion getrennt. Die Wasserstofffraktion wird dann verdichtet und zu der Reaktionszone zurückgeführt. Die reformierten Kohlenwasserstoffe werden aus dem flüssigen Produkt gewonnen, gewöhnlich durch Frak tionierung. Zum Vergleich sind die nachstehender Daten aufgeführt; sie zeigen Betriebszustände für eine typische bekannte Arbeitsweise und für eine Betriebs weise nach den Regeln der Erfindung. Zur Erleichterung des Vergleichs ist dabei auf die Zeichnung Bezuj genommen; für die bekannte Arbeitsweise wurde das Material der Leitung 18 direkt in die Leitung 12, zui Rückführung, und direkt in die Leitung 26, zur Liefe-

ίο rung des Netto-Wassersloffgases. eingeführt. Diese Betriebsweise ist mit der Betriebsweise gemäß der Zeichnung, die eine Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wiedergibt, verglichen.

Bestandteil, kg-Mol/h

H₂

C,

C₂

C,

i-C₄

n-C₄

i-C₅

n-C,

Summe
Molprozent H₂

Bekannte Arbeitsweise Erfindung

12

350.2

776,7

634,4

561,9

149.2

194,4

91,2

50,6

198,9

12 007,5
77,87

Aus den vorstehenden Werten gehl' klar hervor. daß eine sehr beträchtliche Verbesserung der Wasserstoffreinheit, in diesem Falle etwa um 3 Molprozent, erzielt wird.

Die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung führt praktisch in jedem Falle zu einer bcträchtlichen Verbesserung der Reinheit des Neltowasserstoffgases gegenüber bisher bekannten Arbeitsmethoden. Das Verfahren ist besonders vorteilhaft bei solchen Betriebsdurchführungen, bei denen ein Wasserstoffabgas mit einer Reinheit von etwa 50 bis etwa 80 Volumprozent erzeugt wird und die bei vergleichsweise niedrigen Drücken, z. B. etwa 6.8 bis etwa 14.6 ata. im Reaktionssystem durchgeführt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßcn Arbeitsweise geht man im einzelnen derart vor, daß man

(a) den wasserstoffhaltigen Ausfluß aus der Reformierreaktionszone in eine erste Trennzone einführt, die bei einer Temperatur von etwa 16 bis etwa 49° C und einem Druck von etwa 6,8 bis etwa 14,6 ata gehalten wird,

(b) aus der ersten Trennzone einen gasförmigen Strom, der mit Kohlenwasserstoffen verunreinig- ten Wasserstoff umfaßt und einen flüssigen Strom, der im Benzinbereich siedende Produkte vergleichsweise hoher Qualität enthält, abzieht,

(c) den gasförmigen Strom auf einen Druck, der mindestens um 3,4 at höher als der Druck der ersten Trennzone ist, verdichtet,

(d) den verdichteten gasförmigen Strom mindestens

Leitung

26	12	26
1 889,0	9 350,2	1 883,1
156,9	761,3	153.2
128,2	583,9	117,3
113,5	453,2	90.4
30,2	103,2	20,2
39,3	127.2	24,6
18,4	52.3	9,5
10,2	28,3	5.0
40,2	103,7	11.4
2 425,9	11 563,3	2 314.7
77,87	80.86	81.35

mit einem überwiegenden Anteil des flüssigen Strom der Stufe (b) vermischt,

(c) das Gemisch in eine zweite Trennzone einführt, die bei einer Temperatur von etwa 16 bis etwa' 49 C und bei einem Druck von etwa 10.2 bis etwa 21.4 ata. wobei dieser Druck um mindestens 3,4 al höher als der Druck der ersten Trennzone ist. gehalten wird.

(Γ) aus der zweiten Trennzone einen Wasserstoffstrom. der einen verringerten Gehalt an Verunreinigungen aufweist, und eine flüssige Fraktion, die im Bcn/.inbercich siedende Produkte vergleichsweise hoher Qualität enthält, abzieht.

(g) einen Teil des Wasserstoffstroms der Stufe (f) zu der Reformierreaktionszone zurückführt.

(h) den Rest des Wasserstoffstroms der Stufe (Γ) in eine Kühlzone leitet und dort die Temperatur um mindestens 11 "C auf eine Temperatur von etwa - 18 bis etwa 18° C absenkt,

(i) den gekühlten Wasserstoffstrom in eine dritte Trennzone einführt und dort einen Wasserstoffnettoproduktstrom und einen flüssigen Strom, der leichte Kohlenwasserstoffe und Kohlenwasserstoffe mit 6 und mehr Kohlenstoffatomen ent hält, bildet,

(j) den flüssigen Strom der Stufe (i) und die flüssige Fraktion der Stufe (f) in eine Fraktionierzone leitet, und

(k) einen Produktstrom, der im'Benzinbsreich sie dende Produkte hoher Qualität umfaßt, unr! einen weiteren Produktstrom, der bei Nor η Sedingungen gasförmige Kohlenwasserstoff odukte umfaßt, abzieht und gewinnt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in Anwesenheit von Wasserstoff, insbesondere zur Reformierung, bei dem man eine Kohlenwasserstoffbeschickung in einer Reaktionszone unter wasserstofferzeugenden Bedingungen einschließlich eines vergleichsweise niedrigen Drucks der Umwandlung unterwirft, den Ausfluß aus der Reaktionszone bei dem vergleichsweise niedrigen Druck in eine erste flüssige Kohlenwasserstoffphase und eine erstf. wasserstoffh altige Gasphase trennt, den Druck der ersten flüssigen Kohlenwasserstoffphase und der ersten wasserstoffhaltigen Gasphase auf einen vergleichsweise hohen Druck steigert und die beiden Phasen wieder vereinigt, aus dem anfallenden Gemisch eine zweite Wasserstoffgasphase von erhöhter Wasserstoffreinheit und eine zweite flüssige K ohlenwasserstoffphase abtrennt, einen Teil der zweiten Wasserstoffgasphase als Rückführmaterial zu der Reaktionszone zurückführt, den restlichen Anteil der zweiten Wasserstoffgasphase abzieht und die zweite flüssige Kohlenwasserstoffphase einer weiteren Trennbehandlung zur Auftrennung in Produktströme unterwirft, -dadurch gekennzeichnet, daß man den restlichen Anteil der zweiten Wasserstoffgasphase kühlt und mindestens einen Teil der darin enthaltenen Kohlenwasserstoffe kondensiert, aus dem erhaltenen gekühlten Gas-Kondensat-Gemisch einen gasförmigen Wasserstoffstrom abtrennt und diesen als Verfahrensprodukt abzieht und gewinnt, die kondensierten Kohlenwasserstoffe mit der zweiten flüssigen Kohlenwasserstoffphase vermischt und das gebildete Gemisch in an sich bekannter Weise fraktioniert und dabei einen zweiten Produktstrom, der bei Normalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe umfaßt, und einen dritten Produktstrom, der bei Normalbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffumwandlungsprodukte umfaßt, abzieht und gewinnt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den restlichen Anteil der zweiten Wasserstoffgasphase um mindestens ITC auf eine Temperatur von etwa -18 bis etwa 18° C kühlt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den restlichen Anteil einer zweiten Wasserstoffgasphase, die durch Tren nung des Ausflusses der Reaktionszone bei einei Temperatur von 16 bis 49°C und einem Diuck von 6,8 bis 14,6 ata und Trennung des durch Wiedervereinigung der ersten flüssigen Kohlenwassetstoffphase und der ersten wasserstoffhaltigen Gasphase gebildeten Gemisches bei einer Temperatur von 16 bis 49¹C und einem Druck von 10,2 bis 21,4 ata, der jedoch um mindestens 3.4 at höher ist als der Druck bei der Trennung des Ausflusses der Reaktionszone, gebildet worden ist, der Kühlung unterwirft.