DE2142011C - Verfahren zur Umwandlung von Kohlen Wasserstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung eines Kohlenwasserstoffeinsalzmaterials in tiefer siedende Kohlenwasserstoffprodukte in zwei katalytischen Reaktionssystemen, vorzugsweise mit katalytischen Feslbetlreaktoren, bei dem die Kohlenwasserstoffe bzw. Kohlenwasserstoffgemische einer hydrierenden Umsetzung unterworfen werden. Die Ausdrücke »hydrierende Umsetzung« und »Hydrobehandlung«, wie sie hier benutzt werden, kennzeichnen die Um-Wandlung von Kohlenwasserstoffen bei Bedingungen, die einen chemischen Verbrauch von Wasserstoff herbeiführen, z. B. Hydrokrackung, Aromatenhydrierung, Ringöffnung, Hydrofinierung (zur Stickstoffentfernung und Olefinsältigung), Verbesserung von Kerosinfraktionen zur Düsenbrennstoffherstel-Iung, Entschwefelung (häufig zur Hydrofinierung gerechnet) und Hydrierung.

Die hydrierende Umsetzung von Kohlenwasserstoffen erfordert im allgemeinen einen Katalysator, der sowohl Hydrierwirkimg als auch Krackwirkung aufweist. Die in Betracht kommenden Verfahren arbeiten daher gewöhnlich mit einem bifunklionellen Katalysator aus einem porösen Trägermaterial und mindestens einer Metallkomponente aus den Metallen der Gruppen Va, VIa und VIII des Periodensystems. Die Wahl des im Einzelfall zu verwendenden Katalysators sowie die Konzentration an Metallkomponenten im Katalysator richten sich in erster Linie nach 1. dem im Einzelfall durchgeführten hydrierenden Verarbeitungsverfahren, 2. den physikalischen und chemischen Eigenschaften des als Frischbeschickung zugeführlen Einsatzmaterials und 3. den angestrebten Ergebnissen und Produkten.

In Verbindung mit der Hydrokrackung schafft die Erfindung eine verbesserte mehrstufig': Umwandlung von verunreinigten Einsatzmaterialien oberhalb des Benzinsiedebereichs. Das Verfahren kann aber auch mit gutem Erfolg zur Verarbeitung anderer schwerer Fraktionen herangezogen werden.

Die Hydrokrackung, die häufig auch als destruktive Hydrierung bezeichnet wird, unterscheidet sich deutlich von der einfachen Anlagerung von Wasserstoff an ungesättigte Bindungen zwischen kohlenstoffatomen, da sie bcts-ächlliche Änderungen der Mofekularstruktur der verarbeiteten Kohlenwasserstoffe herbeiführt.

Das Verfahren der Erfindung ist besonders brauchbar für die katalytische Umwandlung von Schwarzölen in destillierbare Kohlenwassersloffprodukte geringeren Molekulargewichts. Als Beispiel für ein Schwarzöl, das nach dem Verfahren verarbeitet werden kann, sei das Bodenprodukt einer Vakiiumkolonne genannt, ι. B. mit einem spezifischen Gewicht von 1,02 und einem Gehalt von 4,05 Gewichtsprozent Schwefel und 23,7 Gewichtsprozent Asphaltenen.

Hauptaufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Umwandlung von schweren Kohlenwasserstoffmaterialien in tiefer siedende Kohlenwassersloffprodukte. In Verbindung hiermit bezweckt die Erfindung insbesondere die Angabe eines Verfahrens, das sich durch eine vereinfachte Wasserstoffzirkulation auszeichnet und hierdurch zu wesentlichen verfahrenstechnischen und wirtschaftlichen Vorteilen führt.

Bei dem Verfahren der Erfindung werden gelrennte Anteile des Einsatzmaterials, jeweils 30 bis 70%, iii getrennten katalytischen Reaktionssystemen verarbeitet, die durch ein besonderes Wasserstoffzirkulationssystem miteinander verbunden sind.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Umwandlung.eines Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials in tiefer siedende Kohlenwasserstoffprodukte in zwei katalytischen Reaktionssystemen, von denen das erste katalytische Reaktionssystem 30 bis 70% des insgesamt in dem ersten und dem zweiten Reaktionssystem befindlichen Katalysators enthält, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

a) 30 bis 70% des Kohlenwasserstoffeinsalzmaterials und Wasserstoff in dem ersten kalalytischen Reaktionssystem umsetzt,

b) den anfallenden Ausfluß des ersten Reaktionssystems in einer ersten Trennzone bei etwa dem gleichen Druck und einer Temperatur von 316 bis 427 C unter Bildung einer ersten wasserstoffreichen zur Hauptsache dampfförmigen Phase und einer ersten flüssigen Phase trennt,

c) die erste dampfförmige Phase und den Rest des Kohlenwasserstoffeinsatzmalerials in dem zweiten katalytischen Reaktionssystem umsetzt,

d) den anfallenden Ausfluß des zweiten Reaktionssysteins in einer zweiten Trennzone bei etwa dem gleichen Druck und einer Temperatur von 316 bis 427¹C unter Bildung einer zweiten wasserstoffreichen zur Hauptsache dampfförmigen Phase und einer zweiten flüssigen Phase trennt,

e) mindestens einen Teil der zweiten dampfförmigen Phase zur Vereinigung mit dem Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial zu dem ersten katalytischen Reaklionssyslem zurückführt, und gegebenenfafls

f) die zweite dampfförmige Phase in einer dritten Trennzone bei etwa dem gleichen Druck und

einer Temperatur im Bereich von 16 bis 6OC weiter trennt, zur Bildung einer dritten wasserstoffreichen zur Hauptsache dampfförmigen Phase und einer dritten flüssigen Phase, und mindestens _J3 einen Teil der dritten dampfförmigen Phase dann zur Vereinigung mit 30 bis 70% des Einsatzmalerials zurückführt, sowie gegebenenfalls

g) die erste, die zweite und die dritte flüssige Phase einer Trennung zur Bildung einer vierten flüssigen

*5 Phase unterwirft und mindestens einen. Teil der - vierten flüssigen Phase zu dem ersten katalytischen Reaktionssystem zurückführt.

Weitere Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung betreffen weitere Rückführströnie, bevorzugte Katalysatoren und bevorzugte Betriebsbedingungen.

Nach einer Ausfiihriingsform umfassen das erste und das zweite katalytische Reaklionssystem mehrere Reaktionszonen, die entweder unterschiedliche oder gleiche Katalysatoren enthalten können.

Nach früheren Erfahrungen bei der hydrierenden Verarbeitung sind Arbeitsmethoden unter Verwendung eines katalylischen Feslbettreaktionssystems zu bevorzugen. Wenngleich die genaue Art des Katalysators in erster Linie von dem im Einzelfall durchzuführenden hydrierenden Verfahren abhängt, werden die katalytisch aktiven Komponenten allgemein aus den Metallen der Gruppen Va, Via und VIII des Periodensystems gewählt. Bei vielen Anwendungen enthält der Katalysator außerdem eine Halogenkomponente, und bei manchen Anwendungen außerdem eine Alkalimetall- oder Erdalkaliinetallkomponente. Die katalytisch aktiven Komponenten sind mit einem porösen Trägermaterial vereinigt, das eine Oberflächengröße von 25 bis 500 m²/g hat. Geeignete Trägermaterialien werden gewählt aus der Gruppe der synthetisch hergestellten oder natürlich vorkommenden amorphen hochschmelzenden anorganischen Oxyde, insbesondere Aluminiumoxyd, Titanoxyd, Zirkonoxyd, Magnesiumoxyd, Thoriumoxyd, ßoroxyd, Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd, Siliciumdioxyd-Magnesiuinoxyd.Chroinoxyd-AIuminiumoxyd, Aluminiumoxyd-Siliciumdioxyd-Borphosphat und Siliciumdioxyd-Zirkonoxyd. Ein bevorzugtes Trägermaterial besieht, im Falle des amorphen Typs, aus einer Zusammensetzung von Aluminiumoxyd und Siliciiimdioxyd, in der Siliciumdioxyd in einer Menge von 10 bis 90 Gewichtsprozent anwesend ist.

Das Trägermaterial kann auch ein kristallines AIuminosilicat oder Zeolilh sein. Es kann sich um ein natürlich vorkommendes oder ein synthetisch hergestelltes Material handeln, hierzu gehören z. B. Mordenk, Faujasit, Molekularsiebe vom Typ A oder Typ U. Das zeolithische Material kann in der Wasserslofform vorliegen oder in einer Form, wie sie sich durch Behandlung mit mehrwertigen Kationen ergibl, oder es kann mit amorphem Aluminiumoxyd, SiIiciumdioxyd oder Aliiminiumoxyd-Siliciumdioxyd vereinigt seiiii

Die Auswahl geeigneter Katalysatoren kann von

einem Fach ma η η nliiii» i»rfinili»ricrhi»c 7UiHn ./,->·.η«

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5 6

nominell werden, so daß eine weitere Erörterung der »etwa der gleiche Druck« bedeutet, daß die einzige Katalysatoren zum Verständnis des hier beschriebenen Druckdifferenz zwischen den in Betracht kommenden Verfahrens entbehrlich erscheint. Gefäßen der Druckabfall ist, der infolge des Medienßei dem Verfahren werden das Kohlenwasserstoff- flusscs durch das System auftritt. Wenn bcispielseinsalzmaterial und Wasserstoff in einer Kohlen- 5 weise der Druck der Umwandluugszone, gemessen wasserstoff umwandliingszone mit einem Katalysator an deren Einlaß, 181 atm beträgt, wird der Hcißabder vorstehend beschriebenen Art in Berührung ge- scheider gewöhnlich bei einem Druck von 173 atm brach). Die Umsetzung kann unter Anwendung des und der Kaltabschcider bei einem Druck von 170 atm Katalysators in Form eines Feslbetls, eines sich be- arbeiten. Es werden also keine besonderen bcabsichwegenden Betts oder eines Wirbelschichtbett er- io liglcn Mittel zur Verringerung des Drucks angewendet, folgen oder es kann ein satzweiser Betrieb durchge- Entsprechend bedeutet der Ausdruck »etwa die gleiche führt werden. Im Hinblick auf die Gefahr von Ab- Temperatur«, daß eine Tempcraturverringerung einzig riebsverlusten des wertvollen Katalysators wird die von dem normalen Wärmeverlust infolge Flusses von Anwendung eines katalylischcn Festbeltsystems be- einem Anlagetcil in einen anderen herrührt, vorzugl. Die Reaklionsteilnehmcr können in Auf- 15 In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungswärts-, Abwärts- oder Radialfluß mit dem Kataly- form an Hand eines vereinfachten Flicßbildes darsator in Berührung gebracht werden, wobei Ab- gestellt. Die Zeichnung wird nachstehend in Verwärtsfluß bevorzugt wird. bindung mit einer großtechnischen Anlage erläutert, Die Betriebsbedingungen in den verschiedenen die zur Verarbeitung von 264 m³/Stundc eines gc-Reaküonszonen sind naturgemäß von der im Einzel- 20 toppten Mittelost-Kuwail-Rohöls ausgelegt war. Die fall durchgeführten Art des hydrierenden Verfahrens Angaben bezüglich Einsaizmaterial, Zusammensetabhängig. Die Betriebsbedingungen umfassen jedoch zung der Ströme, Betriebsbedingungen, Auslegung allgemein einen Druck von 28 bis 341 atm, eine stund- der Gefäße sind nur als Beispiele anzusehen, sie liehe Raumslrömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit können in breiten Bereichen geändert werden, ohne (Volumina Flüssigkeit, gemessen bei 15 C, je Stunde 25 den Rahmen der Erfindung zu verlassen, und je Volumen Katalysator) von 0,1 bis 10,0, und Gemäß der Zeichnung wird das F.insatzmaleriai eine Wasserstoffkonzentration im Bereich von 178 durch eine Leitung 1 in das Verfahren eingeführt bis 8900 Volumina H₂, gemessen bei 15'C und 1 atm, Die Eigenschaften des bei dem Beispiel verwendeten je Volumen Flüssigkeil, gemessen bei 15"C, nach- Einsatzmaterials sind in der nachstehenden Tabelle ι stehend zur Vereinfachung als V/V abgekürzt. Im 30 aufgeführt: Hinblick darauf, daß die Reaktionen der hydrierenden Tabelle F Behandlungen exotherm sind, tritt beim Durchgang Eigenschaften des getoppten Rohöls des Wasserstoffs und des Einsatzmatenals durch das 5 κι

Katalysatorbett eine Temperalursteigerung auf. Für Spezifisches Gewicht 0,9554

irgendein gegebenes wasserstoffverbrauchendes Vcr- 35 Anfangssiedepunkl 343 C

fahren ist es gewöhnlich zweckmäßig die maximale 500/,,-DestilIationsternperatur''.'.'.'.'. 496 C

Katalysatorbctlempcratur unterhalb 482 C zu halten. '

Wasserstoffverbrauchende Verfahren werden bei einer Schwefel, Gewichtsprozent 3,80

Temperatur im Bereich von 93 bis 482 "C durch- Stickstoff, Teile je Million 2100

geführt. Die angegebene Temperatur kennzeichnet 40 Heptanunlösliche, Gewichtsprozent 2,90 die maximale Katalysalorbettemperatur. Um sicherzustellen, daß die Katalysatorbettemperatur den Die Betriebsdurchführung sollte auf eine grüßtzulässigen Höchstwert nicht überschreitet, können mögliche Erzeugung eines bei Normalbedingungen Kühlströme, in bei Normalbedingungen entweder flüssigen Produkts mit einem Gehalt von weniger flüssiger oder gasförmiger Form, an einer oder 45 als 1,0 Gewichtsprozent Schwefel gefahren werden. mehreren zwischenlicgenden Stellen des Katalysator- Nach geeignetem Wärmeaustausch mit heißen Ausbeltes eingeführt werden. Bei der Hydrokrackung flußströmen tritt das Einsatzmaterial in einen Erkann der Anteil des bei Normalbedingungen flüssigen hitzer 2 ein, in dem die Temperatur auf 343 C ge-Produktausflusses, der oberhalb des Siedeendpunktes steigert wird. Das erhitzte Einsatzmaterial wird durch des gewünschten Produkts siedet, zurückgeführt 50 eine Leitung 3 abgezogen und etwa die Hälfte, d.h. werden, entweder zur Vereinigung mit dem frischen 132 m³/Stunde wird durch eine Leitung 4 abgezweigt. Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial und/oder zur Ver- Der Rest, d. h. ebenfalls 132 m³/Slunde, fließt weiter wendung als Kühlflüssigkeit. In solchen Fällen liegt durch die Leitung 3 und wird in einer Leitung 5 mit das vereinigte flüssige Beschickungsverhältnis, definiert heißem Rückführwasserstoff, dessen Herkunft nachals Volumina flüssiger Gesamtbeschickung je Volumen 55 stehend noch erläutert wird, vermischt; das Gemisch Frischbeschickung, im Bereich von 1,1 bis 6,0. Eine wird in einen Reaktor 6 eingeführt. Der Reaktor 6 Flüssigkeitsrückführung stellt jedoch kein notwendiges und ein weiterer Reaktor 8 stellen das »erste Reak-Merkmal des Verfahrens dar. tionssystem« dar. Der Reaktor 6 enthält 133 m^a

Hydrokrackbedingungen umfassen einen Druck Katalysator, dasselbe gilt für den Reaktor 8 und

von 69 bis 341 atm, eine stündliche Raumströmungs- 60 weitere Reaktoren 12 und 14. Die beiden letztgenann-

geschwindigkeit der Flüssigkeit von 0,5 bis 5,0, und ten Reaktoren stellen das »zweite Reaktionssystem«

eine Wasserstoffzirkulationsrate von mindestens dar. Von dem in allen vier Reaktoren insgesamt ent-

535 V/V, mit einer oberen Grenze von 89(Xl V/V, haltenen Katalysator befinden sich also je 50% in

bezogen auf die Frischbeschickung zu dem Reak- jedem der beiden Reaktionssysteme,

tionssystem. Die Betriebstemperaturen liegen im 65 Bei dem in dem Reaktor 6 angeordneten Kalaly-

Bereich von 316 bis 482 C. sator handelt es sich um eine Zusammensetzung aus

Vor der Erläuterung der Zeichnung seien einige einem amorphen Aluminiumoxyd-Siliciumdioxyd-Trä-

<ler verwendeten Ausdrücke definiert. Der Ausdruck germatcrial (88,0 Gewichtsprozent Aluminiumoxyd)

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mit 18 Gewichtsprozent Nicket und 16,0 Gewichtsprozent Molybdän, berechnet als elementare Metalle. Der gleiche Katalysator ist auch in den Reaktoren 8, 12 und 14 angeordnet. Die stündliche Raumströmungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit beträgt 0,5 und die Wassersloffgeschwindigkeit der Flüssigkeit beträgt 0,5 und die Wassersloffkonzentration beträgt 890 V/V, bezogen auf die Frischbeschickung. Die Schlüsselstelle des gesamten Verfahrens für die Drucksteuerung stellt ein Kaltabscheider 18 dar. Der Druck wird so gesteuert, daß der Kaltabscheider bei 137 atm gehalten wird. Die Reaktoren 6, 8, 12 und 14 arbeiten also bei fortschreitend abnehmenden Drükken, die alle oberhalb 137 atm liegen, wobei der Reaktor 6 in dieser Reihe den höchsten Druck hat. Der Produktausfluß aus dem Reaktor 6 wird bei einer Temperatur von 371°C durch eine Leitung 7 abgezogen und mit einem durch eine Leitung 32 zufließenden Kühlstrom, dessen Herkunft nachstehend noch erläutert wird, vermischt, um die Temperatur des Ausflusses zu senken. Das Gemisch fließt weiter durch die Leitung 7 und tritt bei einer Temperatur von 343"C in den Reaktor 8 ein. Die Temperaturzunahme wird durch Anwendung eines oder mehrerer Wasserstoffkühlslröme bei 28¹C gehalten. Der Ausfluß wird durch eine Leitung 9 bei einer Temperatur von 37TC abgezogen und bei etwa der gleichen Temperatur in eine Heißtrenneinrichtung, etwa einen Heißabscheider JO, eingeführt.

Der Heißabscheider 10 dient in erster Linie zur Bildung einer heißen wassersloffreichen zur Hauptsache dampfförmigen Phase, die durch eine Leitung 11 abgenommen und mit der zweiten Hälfte der Frischbeschickung, die durch die Leitung 4 fließt, vereinigt wird; das Gemisch stellt die vereinigte Beschickung für das zweite Reaktionssystem dar. Das Gemisch fließt weiter durch die Leitung 4 in den Reaktor 12. Ergänzungswasserstoff aus irgendeiner geeigneten äußeren Quelle, z. B. einem wasserstofferzeugenden katalytischen Reformierverfahren, kann an irgendeiner geeigneten Stelle in das Verfahren eingeführt werden, um den im Gesamtverfahren verbrauchten Wasserstoff und »Verluste« durch Lösung in dem bei Normalbedingungen flüssigen Produktstrom zu ersetzen, vorzugsweise wird dieser Ergänzungswasserstoff jedoch in die Leitung 4 in die Frischbeschickung eingeführt, entweder nach oder vor der Zumischung der dampfförmigen Phase aus der Leitung 11. Bei der dargestellten Ausführungsform tritt der Ergänzungswasserstoff durch eine Leitung 21 in das Verfahren ein. Die Menge des Ergänzungswasserstoffs beträgt etwas mehr als 110 V/V, d.h. die chemisch verbrauchte Menge, um dem Lösungsverlust Rechnung zu tragen. Der Reaktor 12 enthält einen gleichartigen Katalysator wie der Reaktor 6, jedoch stellt dies kein wesentliche«. Merkmal dar. Die Einlaßtemperatur des Katalysalorbettes beträgt 343 C, die stündliche Raum-Mrömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit betiäg¹ 0,5. Der Produklausfluß, wiederum bei einer Temperatur von 371 C, wird durch eine Leitung 13 abgezogen, mit einem zurückgeführten Kühlstrom aus der Leitung 31 vermischt und in den Reaktor 14 eingeführt. Die I.inlaütcmpcratur des Reaktors 14 beträgt 343 C und die Tempcralur/unahme wird so gesteuert, daß die maximale Katalysatorbettemperatur 371 C bcträgi. Bei etwa der gleichen Temperatur und elwa dent gleichen Dnick wird der durch eine Leitung 15 abgenumnienc Ausfluß in einen ileißabschcidcr 16 eingeführt; dort wird eine zweite wasserstoff reiche, zur Hauptsache dampfförmige Phase gebildet, die durch eine Leitung 17 abfließt. Nach Verwendung als Wärmeaustauschmittel und weiterer Kühlung auf eine Temperatur im Bereich von 16 bis 60"C, z. B. 38"C, gelangt die dampfförmige Phase in den Kaltabschcider 18, d. h. die bereits erwähnte Schlüsselstelle für die Drucksteuerung des Verfahrens.

Der Kaltabscheider 18 bewirkt eine weitere Konzentrierung des Wasserstoffs durch Entfernung von kondensierten bei Normalbedingungen flüssigen Kohlenwasserstoffen, die durch eine Leitung 23 abgezogen werden. Letztere werden dann in eine Produkttrenncinrichtung 24 eingespeist, zusammen mit den zur Hauptsache flüssigen Phasen aus den Leitungen 22 und 25, d. h. aus den Heißabscheidern 10 bzw. 16. Der angereicherte Wasserstoffstrom wird aus dem Kaltabscheider 18 über eine Leitung 19 durch eine nicht dargestellte Umwälz- und Verdichtungseinrichlung abgezogen. Ebenfalls nicht dargestellt ist das üblicherweise verwendete Drucksteuerventil, das gewöhnlich in die Leitung 19 eingebaut ist, zum Ableiten von Gas zwecks Steuerung des Drucks des Kaltabscheiders. Vor der Rückführung mittels der Umwälz- und Verdichtungseinrichtung kann die dampfförmige Phase der Leitung 19 behandelt und/ oder einer zusätzlichen Trennung unterworfen werden, um Schwefelwasserstoff und andere bei Normalbedingungen gasförmige Komponenten zwecks wtiterer Erhöhung der Wasserstoffkonzentration zu entfernen. Der wasserstoffreiche Strom wird durch die Leitung 19 in den Erhitzer 20 geführt, in dem die Temperatur soweit erhöht wird, wie das zur Aufrechterhaltung der gewünschten Einlaßtemperatur des Reaktors 6 erforderlich ist. Der erhitzte Wasserstoff tritt dann durch die Leitung 5 in den Reaktor 6 ein, zusammen mit den 132 m³/Stunde Frischbeschickung aus der Leitung 3.

Die Produkttrenneinrichtung 24 ist bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel in Form einer einzigen Kolonne dargestellt. Die gewünschten Produktströme können jedoch allgemein in irgendeiner zweckmäßigen Weise gewonnen werden, z. B. unter Verwendung von einer oder mehreren Fraktionierkolonnen, Rektifizicrcinrichtungcn und/oder Fiashzoncn. in dem Fließbild ist eine übliche Trennung veranschaulicht: Butan und leichtere bei Normalbedingungen gasförmige Anteile werden als Überkopfstrom durch eine Leitung 26 abgezogen. Eine Fraktion im Siedebereich von Pentan bis 70⁰C wird durch eine Leitung 27 abgenommen. Eine Schwerbenzinfraktion im Siedebereich von 70 bis 190"C wird durch eine Leitung 28 abgezogen. Als weitere Produktströme werden ein Kerosinschnitt im Siedebereich von 190 bis 280⁰C durch eine Leitung 29, ein leichtes Gasöl im Siedebereich von 280 bis 343°C durch eine Leitung 30 und ein schweres Gasöl im Siedebereich von 343 "C und darüber durch eine Leitung 33 abgezogen. Eine nicht dargestellte Vakuum kolonne kann zur Entfernung eines schweren Bodenproduktstroms vor der abschließenden Produktaufarbeitung herangezogen werden.

Ein Teil des schweren Gasöls aus der Leitung 33 wird durch eine Leitung 31 abgezweigt; er dient als Kühlflüssigkeil für den Ausfluß aus den Reaktoren 6 und 12.

I-i ist ersichtlich, daß zahlreiche Abwandlungen des vorstehenden Ausfülmingsbcispicls vorgenommen wer-

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den können, ohne daß das sich ergebende Fließschema aus dem Rahmen der Erfindung fällt. Eine derartige Abwandlung besteht z. B. darin, einen Teil des schweren Gasöls zum Einlaß der Reaktoren 6 und 12 zurückzuführen.

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Die Produktverteilung und die Ausbeuten an den

einzelnen Komponenten sind in der nachstehenden Tabelle II zusammengestellt, die Werte schließen den Gesamtwasserstoffverbrauch, 0,99 Gewichtsprozent, bezogen auf die Frischbeschickung, ein.

Tabelle II Produktverteilung und Ausbeuten

Komponente	Gewichts prozent	Volum prozent
Ammoniak Schwefelwasserstoff Methan Äthan	0,11 3,03 0,09 0,12 0,14 0,15 0,14 1,55 2,48 2,05 68,13 23,00	Ξ
Propan Butan	100,99	0,25. 0,21 1,95 2,92 2,29 72,45 22,14
Pentan bis 700C 70 bis 1900C 190bis280°C 280 bis 343°C 3430C und darüber Vakuumrückstand

Es ist ersichtlich, daß diese Ergebnisse mit einer minimalen Bildung von bei Normalbedingungen gasförmigen Paraffinen (nur 0,35 Gewichtsprozent) erzielt werden. Die Fraktion im Siedebereich von Pentan bis 70⁰C hat ein spezifisches Gewicht von 0,651 und einen Schwefelgehalt von 0,03 Gewichtsprozent. Analysen der anderen Produktströme, ausgenommen den Vakuumbodenrückstand, sind in der Tabelle III aufgeführt:

Tabelle III Produktanalysen

Fraktion	70 bis 190° C	190 bis 280° C	280 bis 343°C	343°C und höher
Spezifisches Gewicht Paraffine, Volumprozent Naphthene, Volumprozent Aromaten, Volumprozent Schwefel, Gewichtsprozent	0,759 46,0 42,0 12,0 0,05	0,811 0,20	0,856 0,30	0,898 0,60

Bei dem erläuterten Verfahren sind also die beiden getrennten Reaktionssysteme durch ein eigentümliches Wasserstoffkreislaufsystem miteinander verknüpft. Gemäß dem Fließbild und ausgehend von der dampfförmigen Phase aus dem Kaltabscheider 18, d. h. der Schlüsselstelle für die Drucksteuerung des Verfahrens, fließt der Wasserstoff unter Verwendung eines einzigen Umwälzkompressors in der folgenden Weise: Durch die Leitung 19 zum Erhitzer 20, durch die Leitung 5 zum Reaktor 6, durch die Leitung 7 zum Reaktor 8, durch die Leitung 9 zum Heißabscheider 10, durch die Leitung 11 und die Leitung 4 zum Reaktor 12, durch die Leitung 13 zum Reaktor 14, durch die Leitung 15 zum Heißabscheider 16, und schließlich durch die Leitung 17 zum Kaltabscheider 18. Der wohl wichtigste verfahrenstechnische und wirtschaftliche Vorteil des erläuterten Verfahrens beruht darauf, daß nur etwa ein halb so großes Volumen an Wasserstoff verdichtet und umgewälzt wer- den muß, verglichen mit herkömmlichen Betriebsweisen ohne Aufspaltung der Frischbeschickung, um ein gewünschtes und/oder erforderliches Wasserstoff-Öl-Verhältnis in den Reaktionszonen aufrechtzu erhalten. Ein weiterer Vorteil, der sich aus der beschriebenen Arbeitsweise mit den beiden Reaktions systemen und Verknüpfung durch den Wasserstoffkreislauf ergibt, besteht darin, daß das Verfahrer in sich eine sehr große Anpassungsfähigkeit besitzt wie sie bei herkömmlichen Verfahren nicht gegeber

ist. So können beispielsweise in dem ersten Reaktion* system 70% (oder irgendeine andere Menge bi: herab zu 30%) der Beschickung bei einer Betriebs schärfe verarbeitet werden, die auf eine größtmöglich! Benzinerzeugung abgestimmt ist, während das zweiti Reaktionssystem, das den Rest der Frischbcschickuni verarbeitet, bei einer Betriebsschärfe gefahren werdei kann, die zu einer größtmöglichen Erzeugung eine Fraktion im Siedebereich von Düsenbrennstoff führl

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Umwandlung eines Kohlenwasserstoffeinsalzmaterials in tiefer siedende Kohlenwasserstoffprodukte in zwei katalylische Rcaktionssysleme, von denen das erste katalylische Reaktionsbystem 30 bis 70% des insgesamt in dem ersten und dem zweiten Reaktionssystem befindlichen Katalysators enthält, dadurch g e k e η nzeichnet, da'ß man

a) 30 bis 70%, des Kohlenwasserstoffekisatzmalerials und Wasserstoff in dem ersten kalalytischen Reaktionssystem umsetzt,

b) den anfallenden Ausfluß des ersten Reaktionssystems in einer ersten Trennzone bei etwa dem gleichen Druck und einer Temperatur von 316 bis 427 C unter Bildung einer ersten wasserstoffreichen zur Hauptsache dampfförmigen Phase und einer ersten flüssigen Phase trennt,

c) die erste dampfförmige Phase und den Rest des Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials in dem zweiten kalalytischen Reaktionssystem umsetzt,

d) den anfallenden Ausfluß des zweiten Reaktionssystems in einer zweiten Trennzone bei etwa dem gleichen Druck und einer Temperatur von 316 bis 427 C unter Bildung einer zweiten wasserstoffreichen zur Hauptsache dampfförmigen Phase und einer zweilen flüssigen Phase trennt,

e) mindestens einen Teil der zweiten dampfförmigen Phase zur Vereinigung mit dem Kohlenwasserstoffeinsatzmalerial zu dem ersten katalytischem Reaktionssyslem zurückführt, und gegebenenfalls

f) die zweite dampfförmige Phase in einer dritten Trennzone bei etwa dem gleichen Druck und einer Temperatur von 16 bis 60 C unter Bildung einer dritten wasserstoffreichen zur Hauptsache dampfförmigen Phase und einer dritten flüssigen Phase weiter trennt und mindestens einen Teil der dritten dampfförmigen Phase zur Vereinigung mit dem Einsatzmaterial für das erste katalytische Reaktionssystem zurückführt sowie gegebenenfalls

g) die erste, die zweite und die dritte flüssige Phase einer Trennung zur Bildung einer vierten flüssigen Phase unterwirft und mindestens einen Teil der vierten flüssigen Phase zu dem ersten katalytischen Reaktionssystem zurückführt.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens einen Teil der zweiten flüssigen Phase zu dem ersten katalytischen Reaktionssystem zurückführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens einen Teil der zweiten flüssigen Phase zu dem zweiten katalytischen Reaktionssystem zurückführt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens einen Teil der vierten flüssigen Phase zu dem zweiten katalyiischen Reaktionssystem zurückführt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Ergänzungswasserstoff zum Ersatz des im Verfahren verbrauchten Wasserstoffs in das zweite katalytische Reaktionssyslem einführt

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem ersten und dem zweiten katalytischen Reaktionssystem Betriebsbedingungen mit einer maximalen Katalysatorbettemperatur von 316 bis 482'C, einem Druck von 69 bis 273 atm, einer Wasserstoffkonzentration von etwa 535 bis 8900 V/V und einer stündlichen Raumströmungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit von 0,5 bis 5 einhält.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem ersten und dem zweiten katalytischen Reaktionssystem einen Katalysator, der ein poröses Trägermaterial und mindestens eine MetalIkomponente aus den Metalien der Gruppen Va, VIa oder VIII umfaßt, verwendet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als erstes und als zweites katalytisches Reaktionssyslem solche mit mehreren Rejjktionszonen benutzt und mindestens zwei verschiedene Katalysatoren in mindestens zwei dieser Rcaklionszonen verwende!.