DE2227740B2 - Verfahren zur Gewinnung eines Rückführwasserstoffgasstromes hoher Reinheit bei einem wasserstoffverbrauchenden Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren - Google Patents

Description

jigen Kohlenwasserstoffen, d. h. Kohlenwasser-3n mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, hat es ein eres Ab8Oφtion8verraögen als der Flttssigkeitsaus der Niederdrucktrennzone. Bei dem In bin des bei Nolbdi flUi

Geraisch in einer Hocbdrucktreanzune der zu der Urowandlungszone zurtickzuleltende Rückführwasserstoffgasstrora von einer flüssigen Komponente abgetrennt wird. Dabei besteht die mit dem Wasserff d Niddktone zu ver

aus der Niederdrucktrennzone. Bei dem In- getrennt wird. Dabei besteht die mit dem Wasser rungbringen des bei Normalbedingungen flUssi- 5 stoffgasstrora der Niederdrucktrennzone zu ver-Kblwasserstoffmaterials der Ab ihd flüi Khlestofffraktion zum

brungbringen des bei Normalbedingungen flUssi-Koblenwasserstoffmaterials der Ausgangsbeckung mit dem aus der Niederdrucktrennzone iltenen und vorzugsweise bereits verdichteten d i esentliche it CKhl

stoffgasstrora der Niederdrucktrennzone zu ve mischende flüssige Kohlenwasserstofffraktion zum Teil aus dem in der Niederdrucktrennzone abge-

ltenen und vorzugsweise bereits verdichteten trennten Flüssigkeitsstrom, der komprimiert wurde, trom, der im wesentlichen aus rait C₁,. -Kohlen- und zum Teil aus dem Bodenprodukt eines Absorerstoffen verunreinigtem Wasserstoff besteht, ip bers, in welchem ein Teil des aus der Hochdruckchfolgender Trennung von Gas und Flüssig trennzone abgezogenen Rückführwasserstoffgasstro-

mes zur Erzeugung eines in anderen Verfahrensanlagen writerzuverarbeitenden Nettowasserstoffstro-

sserstoffgehalt gebildet, wobei die aus dem Gas mes von C_t,-Kohlenwasserstoff befreit wurde. Diefernten C₁₊-Kohlenwasserstoffe in dem flüssigen 15 ses Verfahren weist den Nachteil auf, daß die vor obleuwasserstoffeinsatzmaterial absorbiert sind. Bei der Hocbdrucktrennzone mit dem verunreinigten wendung der neuen Arbeitsweise ist selbst bei Wasserstoffgasstrora der Niederdrucktrennzone zu m Gasstrom von ursprünglich niedrigem Wastoffgehalt eine Wasserstoffreinheit des endgülti-Rückführwasserstoffgasstromes von mindestens

tesserstoffen verunreinigtem Wasserstoff besteht U nachfolgender Trennung von Gas und Flüssig "" wird ein an Wasserstoff besonders stark angeherter Gasstrom von stark verringertem Kohlenerstoffgehalt gebildet, wobei die aus dem Gas CKhltff i d flüi

relativ niedrigem Druck in einen relativ reinen Was serstoffstrom und einen Umwandlungsproduktstrom getrennt, und der gesamte relativ reine Wasserstoffstrom zu der Umwandlungszone zurückgeführt wird. Vfh thidet sich von

Wasserstoffgasstrora der Niederdrucktrennzone zu vermischende flüssige Kohlenwasserstofffraktion be-

tongenmi cmc ntuaciaiumcuuicu uc» cuuguiu- trächtliche Anteile an Kohlenwasserstoffen mit 1 bis u Rückführwasserstoffgasstromes von mindestens so 4 Kohlenstoffatomen aufweist Molprozeut Wasserstoff ohne weiteres erzielbar. Es ist ein Kohlenwasserstoffumwanülungsverfah-Handelt es sich bei dem Kohlenwasserstoff- ren in Anwesenheit von Wasserstoff bekannt (US-PS umwandlungsverfahren um eine Reformierung und 3 445 379), bei welchem der AusfiVß aus der Umbei der Ausgangsbeschickung um eine zu reformie- wandlungszone in einer ersten Trennzone unter rerende Schwerbenzinfraktion, so hat diese, Ja sie 15 lativ hohem Druck in eine flüssige und in eine Waseinen höheren Gehalt an Paraffinen und Naphthenen serstoff enthaltende gasförmige Phase getrennt wird, als das Reformatprodukt aufweist, auch hierdurch die Wasserstoff enthaltende gasförmige Phase zu der ein größeres Absorptionsvermögen für bei Normal- Umwand!-lngszone zurückgeführt wird, die flüssige bedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe als das Phase mit relativ unreinem Zusatzwasserstoff veraromatenreichere Produkt. Es wurde gefunden, daß 30 mischt, das Gemisch in einer zweiten Trennzone bei bei der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung relativ niedrigem Druck in einen relativ reinen Wasunter Verwendung der frischen Schwerbenzin- " ' " --■-'-beschickung als mit dem aus der Niederdrucktrennzone kommenden Wasserstoffgasstrom zu ver- „...„.*. *.~ ~— _B

mischende flüssige Kohlenwasserstofffraktion ein 35 Dieses bekannte Verfahren unterscheidet sich von reinerer Rückführwasserstoffgasstrom erzeugt wird, dem bereits abgehandelten Verfahren der US-PS und größere Mengen an Flüssiggas gewonnen wer- 3 520 800 nur dadurch, daß der Rückführwasserden als bei bisherigen Arbeitsweisen, bei welchen stoffgasstrom hier noch unreiner ist als dort, da er als mit dem aus der Niederdrucktrennzone kommen- sich zu einem wesentlichen Anteil aus dem sehr unden Wasserstoffgasstrom zu vermischende flüssige 40 reinen gasförmigen Anteil der ersten Trennzone zu-Kohlenwassers.offfraktion das Reformatprodukt sammensetzt. Auch bei dem Verfahren der US-PS oder ein Teil davon verwendet wird. 3 445 379 wird die Ausgangsbeschickung der Um-

Das Inberührungbringen von Gas und Flüssigkeit wandlungszone zugeführt. Auch hier wird_— wie bei bei einem höheren Druck gemäß der Ausführungs- dem bekannten Verfahren der US-PS 3 520 800 —-form nach Patentanspruch 3 führt dazu, daß die 45 der Flüssigkeitsstrom aus der ersten Trennzone nach Flüssigkeit größere Mengen an bei Normalbedingun- Vermischung -nit einem Gasstrom in einer zweiten een gasförmigen Kohlenwasserstoffen absorbiert. Trennzone getrennt.

Hierdurch kann die Reinheit des Rückführwasser- Fernei ist ein Verfahren zur Trennung des Ausstoffgasstromes noch gesteigert werden. flusses aus der Reaktionszone eines Hydrokrackver-

Das bereits genannte bekannte Verfahren unter- 50 fahrens bekannt (US-PS 3 445 378), bei welchem der scheidet sich somit von der erfindungsgemäßen Ar- Ausfluß aus der Reaktio.iszone in einer ersten Heiübeitsweise dadurch, daß d=r Umwandlungszone die trennzone in eine heiße flussige und in eine neu» Ausgangsbescnickung für die Umwandlung zugeführt dampfförmige Phase getrennt wird, die heiße dampiwird während der zweiten Trennzone als mit dem förmige Phase nach Kühlung und nach Vermischung aus der Niederdrucktrennzone kommenden Wasser- 55 mit einem wäßrigen Strom, sowie nach werterer Kunstoffgasstrom zu vermischende flüssige Kohlenwas- lung in einer Kalttrennzone in eine kalte flüssige serstofffraktion der aus der Niederdrucktrennzone Phase und in eine kalte, wasserstoffreiche dampttorkommendeFlüssigkeitsstrom zugeführt wird. mige Phase getrennt wird und die kai, — ;

Es ist auch ein mit einem Rückführwasserstoffgas- reiche dampffoj.nige Phase zu der ReakUons.one strom arbeitendes wasserstoffverbrauchendes Koh- 60 zurückgeidtet wird. Dieses bekannte Verfahren un ]enwasserstoffumwandlungsverfahrenbekannt(US-PS terscheidet sich insbesondere durch seine Verim

. —v . λ t __#___ tt . 11...— -_Λ—_Λ j:«

enwasserstoffumwandlung(
3520799), bei welchem der Umwandlungszone die Ausgangsbeschickung zugeführt wird, der Ausfluß der Umwandlungszone in einer Niederdrucktrenni i Khltff einigten

terscheidet sich insbesondere schungsmaßnahmen mit dem wäßrigen Strom von der erfindungsgemäßen A^f^JTiS den bereits abgehende ten
di Ab

der Umwandlungszone in einer Niederdrucktrenn- den bereits abgehende ten bekannten Verf zone in einen mit Kohlenwasserstoff verunreinigten 65 eine derartige Arbeitsweise wird im Rahmen der tr d i Flüikittom e findung nicht angestrebt

zone in einen mit Kohle g

Wasserstoffgasstrom und einen Flüssigkeitsstrom ge-Kennt, der WasserstoffgWstrom mit einer flüssigen Kohlenwasserstofffraktion vermischt und aus dem

eine deg

findung nicht angestrebt.

Das Verfahren wird nachstehend Verbindung mit der katalyt.schen R

5 6

anschaulicht, da es hierfür von besonderer Eignung Das verdichtete Gas kann durch eine herkömmist, jedoch kann es in entsprechender Weise für die liehe Gegenstrom-Absorptionskolonne geleitet wer-Auftrennung der Ausflüsse aus irgendwelchen an- den. Wenn das Verhältnis von Gas zu Flüssigkeil deren Kohlenwasserstoffumwandlungszonen Anwen- verhältnismäßig hoch ist, d.h. größer als etwa 2:1, dung finden, sofern der betreffende Reaktionszonen- 5 wie das bei der katalytischen Reformierung der Fall ausfluß jene Komponenten enthält, wie sie auf dem ist, wird eine Vermischung des verdichteten Gases Fachgebiet und nachstehend als »bei Normalbedin- mit dem frischen Einsatzmaterial einfach in gungen gasförmige Kohlenwasserstoffe« und »bei einer Rohrleitung mit nachfolgender Phasentren-Normalbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffe« be- nung bei einem vergleichsweise hohen Druck zeichnet werden, und zwar in Mischung mit Wasser- io bevorzugt,
stoff. Die Ausdrücke »vergleichsweise hoher Druck«

Geeignete Einsatzmaterialien für die katalytische und »Hochdrucktrenneinrichtung« u. dgl., wie sie Reformierung enthalten sowohl Naphthene als auch hier benutzt werden, bedeuten, daß der Druck um Paraffine in verhältnismäßig großen Mengen. Zu der- mindestens 3,4 atm höher ist als der Druck in der artigen Einsatzmaterialien gehören Fraktionen ver- 15 Niederdrucktrenneinrichtung, Vorzugsweise ist der hältnismäßig engen Siedebereichs, wie Schwerbenzin- hohe Druck um mindestens 6,8 atm höher als der fraktionen, weitgehend reine Beschickungen, wie niedrige Druck. Der Ausdruck »hoher Druck« ist Cyclohexan, Methylcyclohexan und Methylcyclopen- also relativ zu verstehen, er kennzeichnet eine tan, sowie Gemische davon. Bevorzugte Einsatz- Druckdifferenz zwischen den beiden Behandlungsmaterialien sind insbesondere leichte und schwere *o zonen, nicht aber einen absoluten Druck. Beispiels-Benzinfraktionen, wobei eine Benzinfraktion im weise bei der Ausführungsform einer Reformierung Siedebereich zwischen 32 und 232° C für die kata- wird, wenn die Niederdrucktrenneinrichtung bei lytische Reformierung bevorzugt wird. einem Druck von 4,4 bis 14,6 atm betrieben wird,

Die bei der katalytischen Reformierung verwen- der Druck der Hochdrucktrenneinrichtung 7,8 bis

deten Katalysatoren umfassen gewöhnlich Platin auf as ?.\A atm betragen. Wenn die Niederdrucktrenn-

einem Aluminiumoxydträger. Die Katalysatoren kön- einrichtung bei 14,6 bis 24,8 atm betrieben wird, be-

nen beträchtliche Mengen an Platin enthalten, aus trägt der Druck der Hochdrucktrenneinrichtung

Gründen der Wirtschaftlichkeit und der erzielbaren 18,0 bis 35.0 atm. Vorzugsweise werden sowohl die

Qualität beträgt die Platinmenge jedoch gewöhnlich Niederdrucktrenneinrichtung als auch die Hoch-

etwa 0,5 bis 5,0 Gewichtsprozent des Katalysators. 30 drucktrenneinrichUing bei einer Temperatur von 16

Der Katalysator kann weitere metallische Kompo- bis 49° C gehalten.

nenten als Promotor enthalten, z. B. Rhenium, um Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß bei

seine Stabilität zu verbessern. Weiterhin enthalten dem Inberührungbringen des bei Normalbedingun-

die bevorzugten Refonnierkatalysatoren gewöhnlich gen flüssigen Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials mil

eine Halogenkomponente als Promotor, um die Azi- 35 dem aus der Niederdrucktrenneinrichtung erhaltenen

dität des Katalysators zu steigern. und vorzugsweise bereits verdichteten Gasstrom, dei

Typische Betriebsbedingungen für die katalytische im wesentlichen aus mit C₁₊-Kohlenwasserstoffen

Reformierung umfassen Temperaturen von 260 bis verunreinigtem Wasserstoff besteht, und nachfolgen-

566° C, vorzugsweise 316 bis 538⁰C, Drücke von der Trennung von Gas und Flüssigkeit ein an Was-

4,4 bis 83 atm, vorzugsweise 7,8 bis 21,4 atm, eine 40 serstoff besonders stark angereicherter Gasstrom

stündliche Raumströmungsgeschwindigkeit der FIüs- von stark verringertem Kohlenwasserstoffgehalt ge-

sigkeit, d. h. Volumteile flüssige Beschickung, gemes- bildet wird und die aus dem Gas entfernten C, -

sen bei 15⁰C, je Stunde und je Volumteil Kataly- Kohlenwasserstoffe in dem flüssigen Kohlenwasser-

sator, von 0,2 bis 40, sowie die Anwesenheit eines Stoffeinsatzmaterial absorbiert sind. Vorzugsweise

wasserstoffhaltigen Gases in einer genügenden 45 wird dann mindestens ein Teil des angereicherten

Menge, um ein Wasserstoff/Kohlenwasserstoff-Mol- Wasserstoff Stroms zu der KohlenwassTstoffumwand-

verhältnis von 0,5 :1 bis 15:1 zu gewährleisten, lungszone, z.B. der katalytischen Keformierzone,

Der Katalysator kann in Form eines Festbetts zurückgeführt Bei Anwendung der hier vorgeschrie-

oder einer Folge von Festbetten vorliegen oder nach benen Arbeitsweise ist selbst bei einem Gasstrom

bekannten Arbeitsweisen in Form eines sich bewe- 50 von ursprünglich niedrigem Wasserstoffgehalt eine

genden Bettes oder eines Wirbelschichtbettes gehal- Wasserstoffreinheit des endgültigen Rückführstroms

ten werden. Für die katalytische Festbettreformie- von mindestens 80 Molprozent Wasserstoff ohne

rung kann eine Mehrzahl von Katalysatorbetten an- weiteres erzielbar.

gewendet werden, diese können in einem einzigen Das frische flüssige Kohlenwasserstoffeinsatzmate-Reaktormantel angeordnet sein, vorzugsweise befin- 55 rial, das nunmehT die absorbierten gasförmigen Kohden sie sich jedoch in mehreren aufeinanderfolgen- lenwasserstoffe enthält, kann dann direkt zu dei den getrennten Reaktoren. Drei oder vier getrennte Kohlenwasserstoffumwandlungszone geleitet werden Reaktorbetten werden meist für die Schwerbenzin- d. h. ohne zwischengeschaltete Entfernung der abreformierung benutzt. sortierten bei Normalbedingungen gasförmigen Koh-

Die in jedem einzelnen Reaktor befindliche ge- 60 lenwasserstoffe. Die absorbierten Kohlenwasserstoffe naue Katalysatormenge kann in breiten Bereichen gehen allgemein unverändert durch die Umwandgeändert werden, je nach den Eigenschaften des Ein- lungszone hindurch und liegen dann in der aus dei satzmaterials und der angestrebten Reaktionsdurch- Niederdnicktrenneinrichtung abgezogenen Flüssigführung. Bei der katalytischen Reformierung kann keit vor. Um die Gewinnung von bei Normalbedinbeispielsweise im Falle der Verwendung von vier 65 gungen gasförmigen Kohlenwasserstoffen, insbesongetrennten Reaktoren der Katalysator in den ein- dere der Flüssiggasanteile, aus dem Kohlenwasserzelnen Reaktoren in Mengen von 10, 15, 25 und Stoffumwandlungsausfluß durchzuführen, wird diesel 50% angeordnet sein. Flüssigkeitsstrom aus der Niederdrucktrenneinrich-

WM

tung in einen bei Normalbedingungen gasförmige tende Kohlenwasserstoffbeschickung einer Abstrei-Kohlenwasserstoffe umfassenden Abgasstrom, einen fung unterworfen wird, werden vorzugsweise ein C₅-C₃- und ^-Kohlenwasserstoffe umfassenden flüssigen und leichtere Kohlenwasserstoffe (C₅.-) umfassender Strom und einen die bei Normalbedingungen flüssigen Strom und ein C₆- und schwerere Kohlenwasserstoffe Kohlenwasserstoffe umfassenden Produktstrom auf- 5 (C₆₊-) umfassender bei Normalbedingungen flüssiger getrennt. Normalerweise enthält die Flüssigkeit der Strom gebildet. Zur Gewinnung des Flüssiggases wird Niederdruck^renneinrichtung geringfügige Mengen an der C₅ _ -Strom dann zusammen mit der Flüssigkeit Wasserstoff, !Dieser Wasserstoff wird zusammen mit aus der Niederdrucktrenneinrichtung der Entbutaniden bei Normalbedingungen gasförmigen Kohlenwas- sierkolonne zugeführt. Hierdurch wird vermieden, serstoffen abgeführt. Die vorgenannte Auftrennung io daß wesentliche Mengen an ^-Kohlenwasserstoffen, kann in einer Fraktionierzone erfolgen. Bei der kata- die zu einer Desaktivierung des Katalysators führen lytischen Reformierung wird hierzu zweckmäßig eine könnten, zu der Reformierzone geleitet werden. Entbutanisier- oder Produktstabilisierkolonne ver- Grundsätzlich kann jedoch, wenn eine Abstreifwendet. Der Betrieb einer solchen Entbutanisier- kolonne zur Anwendung kommt, entweder eine C₄.-kolonne ist bekannt. Die Überkopf temperatur und 15 oder eine C₅.-Abstreif kolonne mit gutem Erfolg verdie Sumpftemperatur betragen im allgemeinen 82 bis wendet werden. Der Betrieb eines Reformierverfah-93° C bzw. 232 bis 260° C, in Verbindung mit einem rens unter Anwendung der hier beschriebenen Überkopf druck von 12,9 bis 21,4 atm. Arbeitsweise kann somit mit irgendeiner Abstreif -

Alternativ kann das frische Einsatzmaterial, das kolonne der angegebenen Art oder ohne jede Abnunmehr absorbierte gasförmige Kohlenwasserstoffe 20 streifkolonne durchgeführt werden, enthält, in eine Trenn- oder Abstreifzone eingeführt Die Durchführung einer Kohlenwasserstoffum- und in ein von gasförmigen Kohlenwasserstoffen weit- Wandlung nach den erläuterten Arbeitsweisen ergibt gehend befreites Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial zur somit einen Wasserstoffstrom recht hoher Reinheit, Rückführung in die Kohlenwasserstoffumwandlungs- der ausgezeichnet zur Rückführung sowie zur Verzone, einen Abgasstrom, der bei Normalbedingungen as wendung bei anderen Raffinerieprozessen geeignet gasförmige Kohlenwasserstoffe umfaßt, und einen ist, und führt zu einer größtmöglichen Flüssiggasgeflüssigen C₃- und C₄-Kohlenwasserstoffstrom getrennt winnung aus dem Ausfluß der Umwandlungszone, werden. Um die Gewinnung von bei Normalbedin- Das Verfahren wird nachstehend in Verbindung gungen gasförmigen Kohlenwasserstoffen insbeson- mit der Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausdere in Form von Flüssiggas aus dem Kohlenwas- 30 führungsform, und zwar der Erzeugung von Motorserstoff urnwandlur gsausfluß so groß wie möglich zu kraftstoff hoher Octanzahl und Flüssiggas durch katamachen, wird der FlÜr-sigkeitssfLirri ;:ur, der Nic'c- ly'.ischc Rerormierung einer hydrierend vorbchandrucktrenneinrichtung zweckmäßig ebenfalls in der delten, entpentanisierten Straightrun-Schwerbenzinvorstehend erläuterten Weise in einer Entbutanisier- fraktion, weiter veranschaulicht, kolonne in gasförmige Kohlenwasserstoffe, Flüssig- 35 Bei der erläuterten Verfahrensdurchführung wird gas und einen bei Normalbedingungen flüssigen Koh- eine Abstreifkolonne zur Entfernung von Flüssiggas lenwasserstoffproduktstrom getrennt. und gasförmigen Kohlenwasserstoffen, die durch das

Bei der Abstreifung kann es sich um eine rohe frische Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial aus dem Fraktionierung handeln, bei der das absorbierte Koh- verdichteten Gas absorbiert worden sind, verwendet, lenwasserstoffgase enthaltende Kohlenwasserstoffein- 4° Eine aus einem Roherdöl stammende entpentasatzmaterial in eine gasförmige Cj-C₄-Fraktion und nisierte Schwerbenzinfraktion, die zuvor entschwefelt eine bei Normalbedingungen flüssige Kohlenwasser- worden ist und weitgehend frei von C₅.-Kohlenwasstoffbeschickung aus Kohlenwasserstoffen mit 5 und serstoffen ist, tritt durch eine Leitung 11 in das Vermehr Kohlenstoffatomen getrennt wird. Wenn es sich fahren ein. Bevor dieses Einsatzmaterial zu einen bei dem frischen Einsatzmaterial um ein Schwerben- 45 Reformierreaktor 4 geleitet wird, wird es zunächsi zin und bei dem Kohlenwasserstoffumwandlungsver- zur Reinigung eines durch eine Leitung 8 zufließenfahren um eine Reformierung handelt, umfassen ge- den verdichteten Wasserstoffstroms herangezogen eignete Abstreifbedingungen eine Überkopftempera- um die Gewinnung an Flüssiggas so groß wie möglicl tür von 71 bis 77 ⁰C und eine Sumpftemperatur von zu machen.

138 bis 149° C. Geeignete Überkopfdrücke für diese 50 Eine Schwerbenzinbeschickung, die in einer nach

Temperaturbereiche sind 11,2 bis 12,9 atm. stehend noch beschriebenen Weise gewonnen wird

Die Entbutanisierkolonne bewirkt eine etwas ge- fließt durch eine Leitung 1 zu dem Reaktor 4 un<

nauere Fraktionierung, da der Ausfluß einer Refor- wird dabei mit Rückführwasserstoff aus einer Lei

mierung normalerweise ein komplexeres Gemisch von tung 2 vermischt; das Gemisch tritt dann durch eim

Kohlenwasserstoffen enthält, als die Beschickung der 55 Leitung 3 in den Reformierreaktor 4 ein. Diese

Umwandlungszone; demgemäß wird eine sorgfältigere Reaktor kann aus mehreren getrennten Einzelreak

Fraktionierung durchgeführt, so daß Kohlenwasser- toren bestehen. Er enthält einen herkömmliche]

stoffe mit 5 und mehr Kohlenstoffatomen nicht über- Platinkatalysator und erzeugt aus der Schwerbenzin

kopf mit ausgetragen werden. beschickung hochwertige Kohlenwasserstoffe im Ben

Mindestens ein Teil der gasförmigen Ströme, die "o zinsiedebereich. Der den Reaktor 4 durch eine Lei

aus der Abstreifkolonne und der Entbutanisier- tung 5 verlassende Reaktionsausfiuß umfaßt Wasser

kolonne gewonnen werden, wird kondensiert und stoff, bei Normalbedingungen gasförmige Kohlen

dann in einen Abgasstrom, der Methan und Äthan Wasserstoffe und hochwertige flüssige Kohlenwasset

umfaßt, und einen Flüssiggasstrom getrennt. Vor- stoffe im Benzinsiedebereich. Der Ausfluß verlaß

zugsweise werden die Gasströme aus der Abstreif- 65 den Reaktor 4 bei erhöhter Temperatur und einer

kolonne und der Entbutanisierkolonne vor der Kon- Druck von etwa 21,4 atm. Der Ausfluß wird durc

dentation und Auftrennung miteinander vermischt. nicht dargestellte Mittel gekühlt und in eine Niedei

Wenn die absorbierte Kohlenwasserstoffe enthal- drucktrenneinrichtung 6 eingeführt. Die Niedei

dnicktrenneinrichtung 6 wird bei einer Temperatur von etwa 38° C und einem Druck von 19,4 atm gehalten. Die Druckdifferenz gegenüber dem Reaktor beruht einzig auf dem Druckabfall infolge Durchfluß durch die Leitung S. Aus der Niederdrucktrenneinrichtung 6 wird durch eine Leitung 7 ein flüssiger Strom abgezogen, der bei Normalbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffe, Restmengen an Wasserstoff und bei Normalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe umfaßt. Weiter wird aus der Niederdrucktrenneinflchtung 6 überkopf durch eine Leitung 8 ein Gasstrom abgeführt, der Wasserstoff, bei Normalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe und in geringer Menge bei Normalbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffe umfaßt. Dieses Gas wird durch einen Kompressor 9 auf 26,5 atm verdichtet und in eine Leitung 10 entlassen, in der es mit dem durch die Leitung 11 zufließenden frischen Einsatzmaterial vermischt wird. Das gebildete Gemisch fließt durch eine Leitung 12 zu einem Wärmeaustauscher 13 und wird dort auf 38"¹C gekühlt, um die Kompressionswärme abzuführen. Das gekühlte Gemisch fließt durch eine Leitung 14 in eine Hochdrucktrenneinrichtung 15.

In der Hochdrucktrenneinrichtung 15, die sich bei einem Druck von 26,2 atm befindet, wird das Gemisch aus dem frischen Schwerbenzineinsatzmaterial und den Dämpfen der Niederdrucktrenneinrichtung in Gas und Flüssigkeit getrennt. Das Gas wird durch eine Leitung 16 abgenommen. Dieses Gats hat einen höheren Wasserstoffgehalt und es enthält weniger bei Normalbedingungen gasförmige und flüssige Kohlenwasserstoffe als das Gas der Leitung 8. Ein Teil des in dieser Weise angereicherten Wasserstoffgases wird durch die Leitung 2 als Wasserstoffrückführung abgezweigt, der restliche Wasserstoff, d. h. der im Reaktor 4 überschüssig erzeugte Wasserstoff, wird durch eine Leitung 17 zur Verwendung in anderen Raffinerieanlagen abgezogen.

Vom Boden der üochdrucktrenneinrichtung wird eine angereicherte Flüssigkeit abgenommen, die aus dem frischen Schwerbenzineinsatzmaterial und darin gelösten bei Normalbedingungen gasförmigen Kohlenwasserstoffen besteht. Diese Flüssigkeit fließt durch eine Leitung 18 zu einer Abstreifkolonne 19, in der absorbierte bei Normalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe von dem frischen Schwerbenzineinsatzmaterial abgetrennt werden. Bei der Abstreifkolonne 19 kann es sich um eine herkömmliche Abstreif- oder Fraktionierkolonne handeln, die bei bekannten Bedingungen arbeitet und eine dampfförmige Überkopffraktion, welche bei Normalbedingungen gasförmige C₁₄.-Kohlenwasserstoffe umfaßt, erzeugt. Letztere wird durch eine Leitung 20 abgezogen.

Wenn die Überkopffraktion der Abstreifkolonne 19, aus C,- bis (^-Kohlenwasserstoffen und Restmengen an Wasserstoff besteht, kann das Flüssiggas gewonnen werden, indem man die Überkopffraktion durch Leitungen 20 und 20 σ zu einem Kondensator 27 führt und das Flüssiggas dann in der nachstehend noch beschriebenen Weise abtrennt und gewinnt. Vorzugsweise wird als Überkopfprodwkt der Abstreifkolonne 19 eine C₁- bis C₅-Fraktion abgenommen und diese durch die Leitung 20 einer Entbutanisierkolonne 25 zugeführt, in der das darin enthaltene Flüssiggas zusammen mit dem Flüssiggas, das in der aus der Niederdrucktrenneinrichtung 6 abgezogenen Flüssigkeit enthalten ist, gewonnen wird. Der Abstreifkolonne 19 kann durch bekannte Mittel ein Teil des Überkopfprodukts als Rückfluß zugeführt werden, um die Trennung in der Kolonne zu verbessern. .

Das abgestreifte Schwerbenzin, das nunmehr trei von bei Normalbedingungen gasförmigen Kohlenwasserstoffen und bei der bevorzugten Betriebsdurchführung frei von C_s-Kohlenwasserstoffen ist, wird ίο durch eine Leitung 21 abgezogen und einem Wiedererhitzer 22 zugeführt, um Wärme für die Ausstreifung der gasförmigen Kohlenwasserstoffe aus der der Abstreifkolonne 19 zugeführten angereicherten Flüssigkeit einzubringen. Bei dem Wiedererhitzer TLl kann es sich um einen durch nicht dargestellte Mittel befeuerten Wiedererhitzer handeln. Ein Teil des in dieser Weise erhitzten Schwerbenzins wird durch eine Leitung 23 zurückgeführt, um Verdampfungswärme einzubringen. Das verbleibende Schwerbenao zin, dessen physikalische Eigenschaften vorzugsweise mit denen des durch die Leitung 11 zugefuhrten frischen Schwerbenzineinsatzmaterials im wesentlichen übereinstimmen, wird durch die Leitung 1 abgezogen und als Beschickung für die katalj tische as Reformierung dem Reaktor 4 zugeführt.

Die aus der Niederdrucktrenneinrichtung 6 durch die Leitung 7 abgenommene Flüssigkeit wird durch indirekten Wärmeaustausch in einem Wärmeaustauscher 24 durch das Bidenprodukt der Entbutanisierkolonne 25, das durch eine Leitung 33 zufließt, erhitzt. Die erhitzte Flüssigkeit aus der Niederdrucktrenneinrichtung wird in die Entbutanisierkolonne 25 eingespeist, in der bei Normalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe von im Benzinbereich siedenden Produkten abgetrennt werden, vorzugsweise im Gemisch mit den Überkopfdämpfen aus der Abstreifkolonne 19, die durch die Leitung 20 zufließen. Bei der Entbutanisierkolonne 25 kann es sich um eine herkömmliche Fraktionierkolons.e handeln. Die 40 erforderliche Wärme für die Entbutanisier- oder Stabilisierkolonne 25 wird durch Umwälzung der Bodenfraktion über Leitungen 33 und 35 durch einen Erhitzer 36 zugebracht. Die erhitzte Flüssigkeit fließt durch eine Leitung 37 zu der Entbutanisierkolonne 45 25 zurück und deckt den Wärmebedarf für die fraktionierte Destillation. Die restliche Sumpfflüssigkeit der Entbutanisierkolonne 25 wird durch die Leitung 33 dem Wärmeaustauscher 22 zugeführt, zur Dekkung eines Teils des Wärmebedarfs für den Betrieb 50 der AbstreifkoloTine 19; danach fließt die Flüssigkeit zu dem Wärmeaustauscher 24, wo sie die aus der Niederdrucktrenneinrichtung 6 kommende und in die Entbutanisierkolonne 25 eingespeiste Flüssigkeit vorerhitzt. Die somit teilweise gekühlte Bodenfraktion 55 der Entbutanisierkolonne, bestehend aus hochwertigen Kohlenwasserstoffen im Benzinsiedebereich, wird in einem Wärmeaustauscher 34 weiter abgekühlt und durch die Leitung 33 abgezogen.

Vom Kopf der Entbutanisierkolonne 25 wird 6o durch eine Leitung 26 eine Dämpfefraktion abgenommen, die Restmengen an Wasserstoff, mitgeführt in der Flüssigkeit von der Niederdrucktrenneinrichtung 6 und in der Flüssigkeit von der Hochdrucktrenneinrichtung 15, und in diesen Flüssigkeiten ge-65 löst gewesene bei Normalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe umfaßt. Dieses Dämpfegemisch kann auch mit Dämpfen vermischt werden, die durch die Leitung 20 σ von der Abstreifkolonne

kommen. Der sich ergebende Dämpfestrom fließt zu dem Kondensator 27 zur Kondensation der C,- und ^■•Kohlenwasserstoffe. Das anfallende zweipnasige Gemisch geht durch eine Leitung 28 in einen Abscheider 29, aus dem durch eine Leitung 30 ein Abgasstrom abgeführt wird, der Wasserstoff, Methan und Äthan umfaßt. Dieser Gasstrom kann als Brenngas in anderen Teilen der Raffinerie verwendet werden. Ein flüssiger Strom, bestehend aus dem Flüssiggas, wird aus dem Abscheider 29 durch eine Leitung 31 abgezogen. Ein Teil davon wird durch eine Leitung 32 abgezweigt und als Rückfluß zum oberen Abschnitt dei Entbutanisierkolonne 25 zurückgeführt. Der verbleibende Anteil dieser Flüssigkeit fließt weiter durch die Leitung 31 ab, er stettt das Flüssiggas-Endprodukt des Verfahrens dar.

Beispiel 1

Das folgende Ausführungsbeispiel veranschaulicht die Mengen und Zusammensetzungen der verschiedenen Materialströme bei einer technischen Bstriebsdurchführung nach der in Verbindung mit der Zeichnung erläuterten Arbeitsweise. Aus den aufgeführten Werten sind die Vorteile, die durch die besondere Matenalführung nach den Regeln der Erfindung u;id

ίο die Behandlung der aus der Niederdrucktrenneinrichtung kommenden Dämpfe mit frisch'em Einsatzmaterial erzielt werden, insbesondere hinsichtlich Erzeugung von Wasserstoff recht hoher Reinheit und größtmöglicher Gewinnung von Flüssiggas, ersicht-Hch. Alle Zusammensetzungen sind in Mol/Stunde angegeben.

Komponente Mol/h	Reaktorausfluß Leitung S	Niederdrückte Flüssigkeit, Leitung 7	!nneinrichtung Dämpfe. Leitung 8	Frisch« F.insatzmaterial Leitung Π	Hochdruck*« Dämpfe, Leitung 16	nneinrichtung Flüssigkeit Leitung 18
Methan Äthan Propan Isobutan n-3untan Isopentan n-Pentan C8- und höhere Kohlenwasser stoffe	9837,32 1285,72 579,87 308,78 85,b4 111,64 109,75 65,53 1166,26	9,44 9,86 19,57 33,65 18,80 31,22 52,32 35,43 1069,06	9827,87 1275,86 560,30 275,13 66,84 80,42 57,43 30,09 97,19	0,00 0,00 0,00 0.00 O1OO 0,00 0,00 0,00 1242,00	9807,98 1255,01 521,93 221,58 43,46 46,28 21,38 9,47 48,98	19,88 20,85 38,37 53,54 23,39 34,14 36,05 20,62 1290.21
Summe	13550,51	1279,35	12271,13	1242,00	11976,07	1537,05

Beispiel 2

Das nachstehende Beispiel veranschaulicht die erläuterte abgewandelte Ausführungsform des Verfahrens. Der einzige Unterschied bestand darin, daß die Abstreifkolonne nicht zur Anwendung kam. Somit wurde auch hier das frische Einsatzmaterial mit den verdichteten Dämpfen aus der Niederdrucktrenneinrichtung 6 in der Leitung 12 in Berührung gebracht und das Gemisch aus Einsatzmaterial und Dämpfen wurde gekühlt und in die Hochdrucktrenneinrichtung 15 eingeführt, wie das vorstehend beschrieben wurde.

Durch die Leitung 18 wurde als angereicherte Flüssigkeit vom Boden der Hochdrucktrenneinrichtung 15 ein Flüssigkeitsstrom abgezogen, der aus frischem Schwerbenzineinsatzmaterial mit darin gelösten bei Normalbedingungen gasförmigen Kohlenwasserstoffen bestand. Dieser mit gelösten Gasen angereicherte Flüssigkeitsstrom wurde direkt von der Leitung 18 zur Leitung 1 geführt. Die Flüssigkeit aus der Hochdrucktrenneinrichtung ging somit direkt zu der Reaktionszone 4, ohne jemals in die Abstreifkolonne 19 einzutreten. Das Material in der Leitung 1 kam somit nur aus der Hochdrucktrenneinrichtung 15. Bei der Reformierung im Reaktor 4 gehen die bei Normalbedingungen gasförmigen Kohlenwasserstoffe einfach durch die Reaktionszone hindurch und mindestens ein Teil davon liegt schließlich in gelöster Form in der Flüssigkeit vor, die aus der Niederdrucktrenneinrichtung 6 durch die Leitung 7 abgeführt wird.

Die aus der Niederdrucktrenneinrichtung 6 abgezogene Flüssigkeit wurde mittels einer nichtdargestellten Pumpeinrichtung durch die Leitung 7 gepumpt und durch indirekten Wärmeaustausch mit heißem Reformatprodukt im Wärmeaustauscher 24 erhitzt. Die erhitzte Flüssigkeit aus der Fiederdrucktrenneinrichtung floß durch die Leitung 7 in die Entbutanisierkolonne 25, in der bei Normalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe von den in der Reaktionszone 4 erzeugten hochwertigen Kohlenwasserstoffen des Benzinsiedebereichs abgetrennt wurden Ein Teil des vom Boden der Entbutanisierkoloi» ^ 25 abgezogenen Materials wurde zu dem Wiedererhitzer oder Ofen 36 geführt und dann zu der Ent butanisterkolonne zurückgeleitet. Das Reformatprodukt wurde durch die Leitung 33 abgezogen und voi der Abführung aus dem Verfahren zur Vorerhitzunj der aus der Niederdrucktrenneinrichtung kommen den und in die Entbutanisierkolonne fließendei Flüssigkeit benutzt.

Vom Kopf der Entbutanisierkolonne 25 wurd durch die Leitung 26 eine Dämpfefraktion abgenom men, die die im flüssigen Strom aus der Niederdruck trenneinrichtung 6 enthaltenen Restmengen an Was serstoff und bei Normalbedingungen flüssigen Koh lenwasserstoffe umfaßte. Diese Dämpfefraktio wurde zur Kondensation der C₃- und C₄-Kohlenwas

serstoffe durch den Kondensator 27 geführt.

Die C₃- und ^-Kohlenwasserstoffe wurden al Rückfluß zurückgeführt bzw. als eines der Endprc dukte gewonnen.

In der nachstehenden Tabelle sind die Menge und Zusammensetzungen der verschiedenen Mat<

rialströroe bei dieser DurcMiihrungsform des Verfahrens aufgeführt Die erzielten Vorteile durch die Materjalfühnrag nach den Regeln der Erfindung und die

Behandlung des Gasstroms ans dw Niederdrucktrenneinrichtung mit dem frischen Schwerbenzin' einsatzraateriaj sind ms den Werten ersichtlich.

Komponente Mol/h	ResJctorausÜHß Leitung 5	Niederdrückt?« Flüssigkeit Leitung 7	rnnofnrfclitnwff Dämpfe Leitung 8	HochdrucJttn DSmpfe Leitung U	HHjemricfltung Flüssigkeit Leitung 18 = 1
H, Methan Ätban Propan Isobutan a-Buntan Isopentan n-Pentan Cg- und höhere Kohlenwasser stoffe	9858,00 1432,49 836,87 571,15 146,58 186,79 110,53 66,11 1165,06	10,08 11,79 30,05 64,86 33,07 53,50 53,33 36,12 1069,02	9847,92 1420,71 806,82 506^9 113,52 133,29 57,20 29,99 96,06	9827,23 1396,71 750^3 407^6 73,97 76,99 21,56 9,57 50,52	20,68 23,99 56,59 99,03 39,54 56,30 35,64 20,42 1286.46
Summe	14373,58	1361,82	13011,80	12614,04	1638,65

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

a 227 740 Es ist ein derartige» wasserstoffverbrauchendes Patentansprüche: Kohlenwasserstoffumwandlungsveifahren bekannt (US-PS 3 520 800), bei welchem ein Rückfübrwas-

1. Verfahren zur Gewinnung eines Rückiuhr- serstoffgasstrom in die Urawandlungszone zur Verwasserstoffgasstromes hoher Reinheit bei einem S erbeitung mit dor frischen Ausgangsbescbickung einwasserstoffverbrauchenden Kohlenwasserstoff- geleitet wird. Bei diesem bekannten Verfahren wird umwandlungsverfahren, bei welchem der Aus- der Ausfluß der Urawandlungszone in einer Niederfluß der Urawandlungszone in eurer Niederdruck- drucktrennzone in einen mit Kohlenwasserstoff vertrennzone in einen mit Kohlenwasserstoffen ver- unreinigten Wasserstoffgasstrora und einen Flüssigunreinigten Wasserstoffgasstrom und einen Flüs- io keits&trora getrennt. Der Wasserstoffgasstrom wird sigkeitsstrom getrennt, der Wasserstoffgasstrom dann durch einen Kompressor, der Flüssigkeitsstrom mit einer flüssigen Kobienwasserstoffreaktion ver- durch eine Pumpe auf das Druckniveau einer nachmtscht und aus dem Gemisch in einer zweiten geschalteten Hocbdrucktrennzone gebracht, worauf Trennzone der zu der Umwandlungszjne zurück- der verunreinigte Wasserstoffgasstrom und der FlüszuleitendeRückfübrwasserstoffgasstrom von einer 15 sigkeitsstrom miteinander vermischt, gekühlt und in flüssigen Komponente abgetrennt wird, da- die Hochdrucktrennzone eingeleitet werden. In der durchgekennzeichnet, daß man der Um- Hochdrucktrennzone wird aus dem Gemisch ein wandlungszone als Teil- oder Gesamtmenge der Wasserstoffgasstrom mit geringerem Gehalt an Kohmh dem Rückführwasserstoff zu verarbeitenden lenwasserstoffverunreinigungen abgetrennt und we-Kohlenwasserstoffflüssigkeit die in der zweiten 20 nigstens ein Teil davon zu der üinwandlungszonc Trennzone abgetrennte flüssige Komponente zu- zurückgeleitet. Bei dem bekannten Verfahren ist die führt, während man als mit dem aus der Nieder- Reinheit des Rückführwasserstoffgasstromes in bezug drucktrennzone kommenden Wasserstoffgasstrom auf leichte Kohlenwasserstoffe mit einem oder meh- %u vermischende flüssige Kohlenwasserstofffrak- reren Kohlenstoffatomen (zur Vereinfachung C₁-tion die Ausgangsbeschickung für das Umwand- 25 Kohlenwasserstoffe genannt) noch verbesserbar. Im längsverfahren verwendet, und daß man aus dem Ausfluß der Umwandlungszone vorliegende C₁ Flüssigkeitsstrom der Niederdrucktrennzone Kohlenwasserstoffe, wie Methan, Äthan, Propan, einen bei Normalbedingungen flüssigen und einen Butan, Isobman u. dgl., reichern sich bei ständiger bei Normalbedingungen gasförmigen Kohlenwas- Rückführung mit dem gasförmigen Wasserstoff in serstoffproduktstrom abtrennt. 30 dem Kreislaufsystem an und wirken als störende Ver-

2. Veiiahren nach Anspruch 1, dadurch ge- unreinigung. Demgemäß müssen diese Kohlenwaskennzeichnet, daß man aus der in der zweiten serstoffe möglichst vollständig aus dem Ausfluß der Trennzone abgetiennter» flüssigen Komponente Reformierzone abgetrennt werden. Denn einerseits vor deren Zuführung ur Umwandlungszone stellen diese Kohlenwasserstoffe eine Verunreinigung einen bei Normalbedingungen gasförmige Koh- 35 des zurückzuführenden Wasserstoffs dar, andererseits lenwasserstoffe umfassenden Gassirom abtrennt. handelt es sich um wertvolle Produkte. Insbesondere

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch die Kohlenwasserstoffe mit 3 und 4 Kohlenstoffgekennzeichnet, daß man den aus der Nieder- atomen (zur Vereinfachung C₃- und C₄-Kohlenwasdrucktrennzone kommenden Wasserstoffgasstrom serstoffe genannt) sind we-ivoll als Einsatzmateriavor seiner Vermischung mit der flüssigen Kohlen- 40 Hen für Alkylierungsreaktionen oder für bestimmte Wasserstofffraktion komprimiert, und als zweite andere Umsetzungen, wie die Polymerisation. Wei-Trennzone eine Hochdrucktrennzone verwendet. terhin sind C₃- und ^-Kohlenwasserstoffe auch

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge- wertvoll als Flüssiggas für Heizzwecke u. dgl.
kennzeichnet, daß man die Trennung in der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Hochdrucktrennzone bei einem Druck, der um 45 einem mit Rückführwasserstoff arbeitenden wassermindestens 3,4 atm höher ist als der Druck in stoffverbrauchenden Kohlenwasserstoffumwandlungsder Niederdrucktrennzone, durchführt. verfahren den Ausfluß der Umwandlungszone so

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 aufzutrennen, daß ein hochwertiger Rückführwasserbis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Koh- stoflgasstrom hoher Reinheit erzeugt und gleichzeitig lenwasserstoffumwandlungszone eine katalytische 50 größtmögliche Mengen an Flüssiggas gewonnen Reformierzone verwendet. werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge- Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß kennzeichnet, daß man mit einem Druck in der den Patentansprüchen gelöst. Bei der erfindungsge-Niederdrucktrennzone im Bereich von 4,4 bis mäßen Arbeitsweise wird also der aus der Nieder-14,6 atm und einem Druck in der Hochdruck- 55 drucktrennzone kommende verunreinigte Wassertrennzone im Bereich von 7,8 bis 21,4 atm ar- stoffgasstrom nicht — wie dies bei dem aus der beitet. US-PS 3 520 800 bekannten Verfahren der Fall

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge- ist — mit dem aus der Niederdrucktrennzone erhalkennzeichnet, daß man mit einem Druck in der tenen Flüssigkeitsstrom vermischt, sondern bei einer Niederdrucktrennzone im Bereich von 14,6 bis 60 ganz bestimmten Material- und Verfahrensführung 24,8 atm und einem Druck in der Hochdruck- mit mindestens einer Teilmenge der Ausgangsbetrennzone im Bereich von 18 bis 35 atm arbeitet. Schickung für das Umwandlungsverfahren. Die neue

Arbeitsweise weist gegenüber der bekannten Arbeits-

weise entscheidende Vorteile auf. Da das Kohlen-

65 wasserstoffeinsatzmaterial der Ausgangsbeschickung für das Umwandlungsverfahren aus bei Normal-Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem bedingungen flüssigen Kohlenwasserstoffen besteht Oberbegriff von Patentanspruch 1. und weitgehend frei von bei Normalbedingungen gas-