DE2437037A1 - HYDROCRACK PROCESS AND ASSOCIATED CATALYST - Google Patents
HYDROCRACK PROCESS AND ASSOCIATED CATALYSTInfo
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Description
Hydrocrackverfahren und dazugehöriger KatalysatorHydrocracking process and associated catalyst
Die Erfindung betriift das Hydrocracken von Schweröleinsatzprodukten zur Gewinnung eines Mittelclestillats und hat sich die Aufgabe gesetzt, ein Hydrocrackverfahren und einen dazugehörigen Katalysator, vorzuschlagen.The invention relates to the hydrocracking of heavy oil feedstocks for the production of a middle clestillate and has set itself the task of a hydrocracking process and an associated one Catalyst to propose.
In den letzten Jahren richtete sich ein großer Teil der Anstrengungen auf dem Gebiet des katalytischen Hydrocrackens auf die Entwicklung von Katalysatoren zur Umwandlung von Gasölen in im Benzinbereich siedende Prodvtkte. Aufgrund der im Vergleich zu den Beschickungsmaterialien solcher Hydrocrackanlagen besseren Verwendungsmöglichkeit von Mitteldestillaten und anderer auf saisonbedingten und geographischen Faktoren basierender, wirtschaftlicher Erwägungen ist ein Bedarf nach zusätzlichen Mitteldestillaten entstanden", unv die Nachfrage nach Produkten wie Turbinen-und Dieselkraftstoffen zu befriedigen. Eine hauptsächliche Quelle für Mitteldc^stillateMuch of the effort in the field of catalytic hydrocracking in recent years has been directed to the development of catalysts for converting gas oils to gasoline-boiling products. Because of the better use of middle distillates compared to the feed materials of such hydrocracking plants and other economic considerations based on seasonal and geographical factors, a need for additional middle distillates has arisen "in order to satisfy the demand for products such as turbine and diesel fuels. A major source of Middle c ^ stillate
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sind Materialien, die hoch siedende Destillate mit einem Siedepunkt zwischen 340 bis 370 und 59O°C enthalten.are materials that contain high-boiling distillates with a boiling point between 340 to 370 and 59O ° C.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Hydrocrackkatalysatoren zu entwickeln, die solche hochsiedenden Öle wie unter Atmosphärendruck und unter Vakuum hochsiedende, schv/ere Gasöle und Umlauföle derart umwandeln, daß der Anteil an Benzin und leichteren Produkten möglichst gering und der Anteil an Mitteldestillat möglichst groß ist. Zur Umwandlung von Mitteldestillat in Benzin eignen sich am besten Katalysatoren, die eine hochaktive Cracksubstanz, wie zum· Beispiel kristallinen Zeolith, kombiniert mit einer hochaktiven Hydrierungskomponente wie Palladium oder Platin enthalten. Diese Katalysatoren sind am wenigsten geeignet zum umwandeln von Schweröleinsatzprodukten in Mitteldestillate. Herkömmliche Hydrofining-Katalysatoren wie Nickel-Molybdän-Aluminiumoxidkatalysatoren haben eine begrenzte Anwendung auf diesem Gebiet gefunden, ergeben jedoch nur geringe Ausbeuten. Bei dem Versuch, die Nickel-Molybdän-Aluminiumoxid-Katalysatoren für eine vollständige Umwandlung von Schweröleinsatzprodukten in Mitteldestillate zu verwenden, indem das nicht umgewandelte öl vollständig zurückgeführt wurde, trat das Problem auf, stabile Hydrocracktemperaturen aufrechtzuerhalten, die eine wirtschaftlich brauchbare Laufzeit ermöglichen. Analysen des rückgeführten Öls ergaben eine zunehmende Bildung von schweren polycyclischen kondensiertenThe invention has the object of hydrocracking catalysts to develop the high-boiling oils such as high-boiling under atmospheric pressure and high-boiling under vacuum, heavy Convert gas oils and circulating oils in such a way that the proportion of gasoline and lighter products as low as possible and the proportion of middle distillate is as large as possible. For converting middle distillate In gasoline, the best catalysts are those that contain a highly active cracking substance, such as crystalline Zeolite combined with a highly active hydrogenation component such as palladium or platinum. These catalysts are the least suitable for converting heavy oil feedstocks in middle distillates. Conventional hydrofining catalysts such as nickel-molybdenum-alumina catalysts have one Found limited application in this area but give low yields. When trying the nickel-molybdenum-alumina catalysts to be used for a complete conversion of heavy oil feedstocks into middle distillates, by completely recycling the unconverted oil, the problem arose of maintaining stable hydrocracking temperatures, which enable an economically viable term. Analyzes of the returned oil showed an increasing Formation of heavy polycyclic condensed
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Aromaten, die als Koksvorläufer und Katalysatorgifte bekannt sind. Diese Katalysatorgifte entstehen nicht aus den Bestandteilen wie Heizöl oder einer der anderen ursprünglichen Fraktionen des eingesetzten Schweröls. Ebensowenig sind sie in größerer Menge in nicht umgesetzten Ölen von herkömmlichen katalytischen Crack-, Verkokungs-, Thermocrack- oder ähnlichen Prozessen zu finden. Der zur Zeit vorhandene Befund deutet darauf hin, daß solche Verbindungen aufgrund der verhältnismäßig hohen Arbeitstemperaturen und der verhältnismäßig geringen Hydrier- und Crackaktivität des eingesetzten Katalysators in der ersten katalytischen Reaktionszone gebildet werden.Aromatics known as coke precursors and catalyst poisons. These catalyst poisons do not arise from the components such as heating oil or one of the other original fractions of the heavy oil used. Nor are they in larger amount in unreacted oils from conventional catalytic cracking, coking, thermocracking or the like Find processes. The evidence currently available suggests that such connections are due to the proportionate high working temperatures and the relatively low hydrogenation and cracking activity of the catalyst used are formed in the first catalytic reaction zone.
Es wurde gefunden, daß man einen hochaktiven und selektiven Hydrocrackkatalysator für Mitteldestillate herstellen kann, indem man ein Gruppe Vla-tibergangsmetall - vorzugsweise ein Nickel-Molybdän-Aluminiumoxidsystem mit einem amorphen anorganischen Gel aktiviert, das durch Kationenaustausch eines Gels mit der Formel 0,9 - 1,3K2O .3-8 SiO2 . Al3O3 . 0 20 H0O mit Calcium-, Magnesium-, Edelmetall- oder Übergangsmetallionen zusammen mit Ammoniumionen, die beim Erhitzen zu Wasserstoffionen (unter Abgabe von NH3) umgesetzt werden können, hergestellt wird. Zur Vereinfachung wird dieses amorphe, eine große Oberfläche besitzende, anorganische Gel im folgenden mit VK-3 bezeichnet. Wie weiter unten beschrieben,It has been found that a highly active and selective hydrocracking catalyst for middle distillates can be produced by activating a Group Vla transition metal - preferably a nickel-molybdenum-aluminum oxide system with an amorphous inorganic gel, which is formed by cation exchange of a gel with the formula 0.9 - 1.3K 2 O. 3-8 SiO 2 . Al 3 O 3 . 0 20 H 0 O with calcium, magnesium, noble metal or transition metal ions together with ammonium ions, which can be converted into hydrogen ions (releasing NH 3 ) when heated. For the sake of simplicity, this amorphous, large surface area, inorganic gel is referred to below as VK-3. As described below,
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kann das VK-3 auch in einer Form hergestellt werden, bei der anstelle des K„O als Kation ein Gemisch von K„O und Na„0 vorliegt. the VK-3 can also be manufactured in a shape where instead of the K “O as a cation, a mixture of K“ O and Na “0 is present.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Umwandlung eines Mineralöleinsatzproduktes mit einem verhältnismäßig hohen Siedebereich in ein Mitteldestillat mit einem niedrigeren Siedebereich, indem das Einsatzprodukt in Gegenwart von Wasserstoff unter Hydrocrackbedxngungen mit einem Hydrocrackkatalysator in Berührung gebracht wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator eine Mischung verwendet wird, die (a) Aluminiumoxid, (b) ein Oxid oder Sulfid eines Metalls der Gruppe VIa und eines Übergangsmetalls und. (c) ein amorphes anorganisches Gel mit der allgemeinen Formel 0,9 - 1,3 M2O . 0,3-8 SiO3 . Al3O3 .0-20 H3O enthält, wobei M ein Kation bedeutet, das zumindest teilweise Calcium, Magnesium, Edel- oder Übergangsmetall und außerdem Ammonium und Wasserstoff und unter Umständen restliches Kalium oder restliches Kalium und Natrium ist.The process of the invention serves to convert a mineral oil feedstock with a relatively high boiling range into a middle distillate with a lower boiling range by bringing the feedstock into contact with a hydrocracking catalyst in the presence of hydrogen under hydrocracking conditions. The method is characterized in that a mixture is used as the catalyst, which (a) aluminum oxide, (b) an oxide or sulfide of a metal of group VIa and a transition metal and. (c) an amorphous inorganic gel with the general formula 0.9-1.3 M 2 O. 0.3-8 SiO 3 . Al 3 O 3 .0-20 H 3 O, where M is a cation which is at least partially calcium, magnesium, noble or transition metal and also ammonium and hydrogen and possibly residual potassium or residual potassium and sodium.
Mit Metallen der Gruppe VIa sind Chrom, Wolfram und Molybdän und mit Übergangsmetallen andere Metalle als Chrom, Wolfram und Molybdän, die normalerweise als Übergangsmetalle bezeichnet werden, und besonders Nickel, Chrom und Eisen gemeint.With Group VIa metals are chromium, tungsten and molybdenum, and with transition metals are metals other than chromium, tungsten and molybdenum, commonly referred to as transition metals, and particularly meant nickel, chromium and iron.
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Der erfindungsgemäße Katalysator ist zugeschnitten auf Hydrocrackeinsatzprodukte, die einen größeren Anteil von Kohlenwasserstoffen mit einem Siedepunkt oberhalb ungefähr 340 bis 370 C und bis herauf zu 590 C enthalten, um ein Produkt zu erhalten, das unterhalb 340 C siedet, wobei ein möglichst großer Anteil der Produkte zwischen 160 und 340 C siedet. Einsatzprodukte dieser Art sind normalerweise Produkte von Rohölvakuumdestillationen und von Endasphaltierungen von Rückstandsölen, sowie Crackumlauföle "vom katalytischen Cracken oder Verkokungsdestillate. Der Begriff "Umwandlung zu 34O°C" wird definiert als tatsächlich umgesetztes. Einsatzprodukt, das heißt 100 abzüglich der Gewichtsprozente an Einsatzprodukt, die als ein Produkt Tmi-t einem Siedebeginn bei 340 C zurückerhalten werden. Die Selektivität bezieht sich auf das Gewichtsverhältnis, ausgedrückt in %, der Prodiakte mit einemThe catalyst according to the invention is tailored to hydrocracking feedstocks, which have a larger proportion of hydrocarbons with a boiling point above about 340-370 C and up to 590 C to give a product obtained that boils below 340 C, with as large a proportion of the products as possible boiling between 160 and 340 C. Feedstocks of this type are usually products of crude oil vacuum distillations and final asphalting of residual oils, as well as cracking circulating oils "from catalytic cracking or coking distillates. The term "conversion to 340 ° C" is defined as actually converted. Input product, that is to say 100 minus the percent by weight of input product which, as a product Tmi-t, has an onset of boiling at 340.degree get back. The selectivity refers to the weight ratio, expressed in%, of the products with a
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Siedebereich zwischen 160 und 340- C zu allen Produkten mit einem Siedepunkt unterhalb 340 C. - - .Boiling range between 160 and 340- C for all products a boiling point below 340 C. - -.
Ein typisches Einsatzprodukt hat die in Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung.A typical feed product has that shown in Table 1 Composition.
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Kuwait Vakuumgasöl
API-Grade 21,0Kuwait vacuum gas oil
API grade 21.0
Siedebereich ASTM D-1160, Siedetemperaturen umgerechnet von 1 Torr auf AtmosphärendruckBoiling range ASTM D-1160, boiling temperatures converted from 1 torr at atmospheric pressure
Ein wesentliches und erfindungsgemäßes Merkmal der Erfindung ist die Verwendung eines amorphen, eine große Oberfläche besitzenden, anorganischen Gels, das oben beschrieben und mit VK-3 bezeichnet worden ist. Ein großer Teil der Poren an der Oberfläche dieses Siliciumdioxidalurainats hat einen Durchmesser von 40 bis 50 S. Das VK-3 und seine Ionenaustauschformen sind gekennzeichnet durch eine große im Bereich zwischenAn essential and inventive feature of the invention is the use of an amorphous, large surface area, inorganic gel described above and with VK-3 has been designated. A large part of the pores on the surface of this silica alurainate has a diameter from 40 to 50 S. The VK-3 and its ion exchange forms are characterized by a large in the area between
300 und 900 m /g liegende Oberfläche. Ferner besitzt das VK-3 keine kristalline Struktur, was die Abwesenheit von Maxima bei der Rontgenbeugungsanalyse zeigt. Die breite Oberflächenverteilung des VK--3 ist ähnlich der eines amorphen Silicium-300 and 900 m / g horizontal surface. Furthermore, the VK-3 has no crystalline structure, which means the absence of maxima shows in the X-ray diffraction analysis. The wide surface distribution of the VK - 3 is similar to that of an amorphous silicon
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dioxiä-Aluminiumoxid-Hydrogel-Crackkatalysators mit dem Unterschied, daß ein größerer Teil der Poren in den Bereich mit einem Durchmesser zwischen 15 und 50 A fällt. Eine Porengrößeverteilung, bei der ein großer Prozentsatz der Porendurchmesser im Bereich zwischen 15 und 50 A liegt, ist für Crackkatalysatormischungen sehr vorteilhaft. Die breite Oberflächenverteilung des VK-3 steht im scharfen Gegensatz zu den typischen kristallinen Zeolithen des Faujasittyps, die immer ein scharfes Verteilungsmaximum unterhalb 14 A aufweisen.dioxia-alumina hydrogel cracking catalyst with the difference, that a larger part of the pores falls in the range with a diameter between 15 and 50 Å. A pore size distribution, at which a large percentage of the pore diameter is in the range between 15 and 50 A is for cracking catalyst mixtures very advantageous. The broad surface distribution of the VK-3 is in sharp contrast to the typical ones crystalline zeolites of the faujasite type, which always have a sharp distribution maximum below 14 A.
Das Herstellungsverfahren für dieses Aluminiumoxidsilicat ist kein Teil der Erfindung und ist schon früher beschrieben· worden. (US-PS 3 775 345) Es ist gekennzeichnet durch die Erzeugung einer Aufschlämmung, die Si09/Al„0_/K90 in Wasser enthält. Die Reaktionspartner werden derart kombiniert, daß sich folgende Bestandteilverhältnisse ergeben:The manufacturing process for this alumina silicate does not form part of the invention and has been described earlier. (US Pat. No. 3,775,345) It is characterized by the production of a slurry which contains Si0 9 / Al “0_ / K 9 0 in water. The reactants are combined in such a way that the following constituent ratios result:
0_ - 8 bis 30 K2O/SiO2 - 0,30 bis 0,80_ - 8 to 30 K 2 O / SiO 2 - 0.30 to 0.8
H 0/K2O - 20 bis 45H 0 / K 2 O - 20 to 45
./ - ■ Diese Aufschlämmung der Reaktionspartner läßt man zwischen 1 Stunde und 4 Tage lang bei Temperaturen zwischen 16 und 43 C reagieren. ·./ - ■ This slurry of reactants is left between 1 hour and 4 days at temperatures between 16 and 43 C react. ·
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Das Aluminiumsilikat VK-3 wird normalerweise aus einer SiO9/ Al2O3/K2O-haltigen Aufschlämmung in der Kaliumform hergestellt. Es kann aber auch in der Natrium-Kaliumform hergestellt werden, das heißt das Metall der Gruppe I ist nicht nur Kalium sondern ein Gemisch von Natrium und Kalium. Die Natrium-Kaliumform des VK-3 wird durch Erzeugung einer SiO2/Al O3/K„O/Na2CO3~ haltigen Aufschlämmung hergestellt und kann ebenfalls zur Herstellung des ionenausgetauschten VK-3, das eine. Komponente der erfindungsgemäßen Katalysatormischung ist, verwendet werden. In der kationenausgetauschten Form, die für die erfindungsgemäße Mischung verwendet wird, ist das Kation Calcium, Magnesium, Edel- oder Übergangsmetall, insbesondere ein Übergangsmetall der 4. und 5. Periode oder aber Ammonium. Ein Teil der Kationen kann aber auch Kalium oder ein Gemisch von Natrium und Kalium sein, das von der Herstellung des VK-3-Ausgangsproduktes zurückgeblieben ist. Die Herstellung des VK-3 in der Natrium-Kaliumform ist beschrieben in der US-Anmeldung 419 154, die auch in Deutschland angemeldet werden soll.The aluminum silicate VK-3 is normally produced from a slurry containing SiO 9 / Al 2 O 3 / K 2 O in the potassium form. However, it can also be produced in the sodium-potassium form, which means that the Group I metal is not just potassium but a mixture of sodium and potassium. The sodium-potassium form of VK-3 is produced by producing a slurry containing SiO 2 / Al O 3 / K "O / Na 2 CO 3 ~ and can also be used to produce the ion-exchanged VK-3, the one. Component of the catalyst mixture according to the invention is used. In the cation-exchanged form that is used for the mixture according to the invention, the cation is calcium, magnesium, noble or transition metal, in particular a transition metal of the 4th and 5th periods or else ammonium. However, some of the cations can also be potassium or a mixture of sodium and potassium left over from the manufacture of the VK-3 starting product. The production of VK-3 in the sodium-potassium form is described in US application 419 154, which is also to be registered in Germany.
Das VK-3 wird überführt in die Calcium/Ammonium-Form, indem es mit einer calciumchloridhaltigen Ammoniumchloridlösung behandelt wird. Die Lösung wird zusammen mit dem VK-3 eine Stunde lang bei erhöhter Temperatur gerührt, filtriert und gewaschen. Das Calcium-Ammonium~Austausch-VK-3~Produkt wird unter Verwendung von Aimnoniumchlorid einer weiteren Ammonium-The VK-3 is converted into the calcium / ammonium form by adding it is treated with an ammonium chloride solution containing calcium chloride. The solution together with the VK-3 becomes a Stirred for hour at elevated temperature, filtered and washed. The calcium-ammonium ~ exchange-VK-3 ~ product becomes using ammonium chloride of another ammonium
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austauschbehandlung unterworfen. Das Endprodukt wird dann filtriert, chloridfrei gewaschen, getrocknet und bei 427 C geröstet. Andere Formen wie die Mg-, Gruppe VIII- oder Übergangsmetallformen können auf die gleiche Welse hergestellt, v/erden, wobei anstelle des Calciums diese- Metalle verwendet werden.subject to exchange treatment. The end product is then filtered, washed free of chloride, dried and heated at 427.degree roasted. Other forms such as the Mg, Group VIII, or transition metal forms can be made in the same way v / earth, using these metals instead of calcium will.
Der VK-3-Promotor wird mit dem als Basismaterial fungierenden Aluminiumoxidhydrofiningkatalysator vermischt. Der VK-3-Anteil der zusammengesetzten Mischung beträgt 5 bis 90 Gew.%. Jedes Verfahren zum Mischen der beiden Materialien ergibt befriedigende Ergebnisse. Ein besonders gutes Verfahren ist das etwa 1/2 Stunde lange Trockenmischen in einem herkömmlichen im Handel erhältlichen Mischer mit anschließendem Mahlen und Strangpressen der gemahlenen aus Promotor und Aluminiumoxid bestehenden Mischung. - "The VK-3 promoter will work with the one acting as the base material Alumina hydrofining catalyst mixed. The VK-3 portion of the composite mixture is 5 to 90% by weight. Any method of mixing the two materials will give satisfactory results Results. A particularly good method is dry blending for about 1/2 hour in a conventional commercially available one Mixer followed by milling and extrusion of the milled ones consisting of promoter and alumina Mixture. - "
Im nächsten Verfahrensschritt werden die Preßlinge 2 bis 16 Stunden bei 120 bis 165°C getrocknet und anschließend 2 bis 16 Stunden bei 510 bis 565 C geröstet. Die gerösteten Preßlinge werden dann mit einer Lösung, die das Salz eines Metalls der VIII. Gruppe enthält, vorzugsweise mit einer Nickelmolybdänsalzlösung imprägniert. Der Nickelgehalt beträgt 1 bis 6, vorzugsweise 3,5 %, berechnet als NiO, und der Molybdängehalt 5 bis 2 5 %, vorzugsweise 16,5 %', berechnet als MoO3. Obwohl NickelIn the next process step, the compacts are dried at 120 to 165 ° C. for 2 to 16 hours and then roasted at 510 to 565 ° C. for 2 to 16 hours. The roasted compacts are then impregnated with a solution containing the salt of a metal of Group VIII, preferably with a nickel molybdenum salt solution. The nickel content is 1 to 6, preferably 3.5%, calculated as NiO, and the molybdenum content is 5 to 25%, preferably 16.5%, calculated as MoO 3 . Although nickel
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und Molybdän vorzugsweise als Oxide vorliegen, werden auch mit den Sulfiden befriedigende Ergebnisse erhalten.and molybdenum, preferably present as oxides, are also used the sulfides obtained satisfactory results.
Die im allgemeinen als am vorteilhaftesten geltenden Hydrocrackbedingungen liegen vor bei einer Reaktionstemperatur zwischen 260 und 48O°C, vorzugsweise 260 und 455°C bei einem Druck von mindestens 35 atü, vorzugsweise 70 bis 350 atü und einer Flüssigkeitsdurchsatzgeschwindigkeit von ungefähr 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,3 bis 5 je Stunde (LHSV). Der Anteil an freiem Wasserstoff in der Reaktionszone soll mindestens 14, im allgemeinen etwa 14 bis 566, vorzugsweise 28 bis 140 Normalkubikmeter je 0,1156 m Reaktorbeschickung betragen.Hydrocracking conditions generally believed to be most advantageous are at a reaction temperature between 260 and 480 ° C, preferably 260 and 455 ° C at a Pressure of at least 35 atmospheres, preferably 70 to 350 atmospheres, and a liquid flow rate of about 0.1 up to 10, preferably 0.3 to 5 per hour (LHSV). The proportion of free hydrogen in the reaction zone should be at least 14 generally about 14 to 566, preferably 28 to 140 normal cubic meters per 0.1156 m of reactor charge.
Der erfindungsgemäße Hydrocrackkatalysator wurde in einer Hydrocrackanlage bei einer Temperatur von 400 C und einer Gewichtsdurchsatzgeschwindigkeit (WHSV) von 1 je Stunde erprobt, Der Druck betrug 140,6 atü und der Umsatz und die Selektivität wurden registriert.The inventive hydrocracking catalyst was in a Hydrocracking plant tested at a temperature of 400 C and a weight throughput rate (WHSV) of 1 per hour, The pressure was 140.6 atmospheres and the conversion and the selectivity were recorded.
100 g eines amorphen VK-3 Promotors wurden zu einer Lösung von 100 g Ammoniumchlorid (NH.Cl) in 800 g Wasser gegeben. Die Lösung wurde sorgfältig gerührt und mit einer Lösung von 10 g Calciumchlorid (CaCl2.2H2O) in 200 g Wasser versetzt. Die Lösung wurde dann eine Stunde bei 60 C gerührt, filtriert100 g of an amorphous VK-3 promoter were added to a solution of 100 g of ammonium chloride (NH.Cl) in 800 g of water. The solution was carefully stirred and a solution of 10 g calcium chloride (CaCl 2 .2H 2 O) in 200 g water was added. The solution was then stirred at 60 ° C. for one hour, filtered
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und gewaschen. Dieses VK-3-Produkt wurde dann einer weiteren Ammoniumaustauschbehandlung unterworfen, wobei eine Lösung von 10Og VK-3 und 100 g Ammoniumchlorid in 1000 g Wasser verwendet wurde. Die Austauschbehandlung dauerte eine Stunde bei 600C. Das (Ca, K, NH4)-VK-3-Endprodukt wurde dann filtriert, chloridfrei gewaschen, getrocknet und bei 427°C geröstet.and washed. This VK-3 product was then subjected to a further ammonium exchange treatment using a solution of 100 g of VK-3 and 100 g of ammonium chloride in 1000 g of water. The exchange treatment lasted one hour at 60 0 C. The (Ca, K, NH 4) -VK-3-finished product was then filtered, washed free of chloride, dried and roasted at 427 ° C.
Die Katalysatormischung wurde hergestellt durch einstündiges Trockenmischen von 87,5 g (80 g Trockensubstanz) dieses VK-3-Produktes mit 421 g (240 g Trockensubstanz) einer Aufschlämmung von Aluminiumoxid in einen Pattersori-Kelly-Mischer. Die resul-The catalyst mixture was prepared by dry mixing 87.5 g (80 g dry matter) of this VK-3 product for one hour with 421 g (240 g dry matter) of a slurry of alumina in a Pattersori-Kelly mixer. The resulting
tierende Mischung wurde unter Zugabe von 25 cm Glycerin undanimal mixture was with the addition of 25 cm glycerol and
3
54 cm entionisiertem Wasser eine halbe Stunde lang gemahlen.3
Milled 54 cm of deionized water for half an hour.
Die Paste wurde zu 1,6 mm starken Preßlingen gepreßt, 14 Stunden bei 149 C getrocknet und drei Stunden bei 538 C geröstet. Die gerösteten Preßlinge wurden mit einer ammoniumhaltigen Nickel/Molybdän-Lösung imprägniert, vier Stunden bei 149 C getrocknet und drei Stunden bei 538 C geröstet. Das Produkt enthielt 3,5 % NiO, 16,5 % MoO3 und 25 % VK-3-Ca++ im fertigen Katalysator. Der Rest war Aluminiumoxid.The paste was pressed into 1.6 mm thick pellets, dried at 149 ° C. for 14 hours and roasted at 538 ° C. for three hours. The roasted compacts were impregnated with an ammonium-containing nickel / molybdenum solution, dried at 149 ° C. for four hours and roasted at 538 ° C. for three hours. The product contained 3.5% NiO, 16.5% MoO 3 and 25% VK-3-Ca ++ in the finished catalyst. The rest was alumina.
Das Kuwait-Vakuumgasöl gemäß Tabelle 1 wurde bei einem Durchsatz von 1 Gewichtsteil je Stunde, einem Druck von 140,6 atü und einer Temperatur von-399 C der Hydrocrackung unterworfen. Der Katalysator wurde in Form von 1,6 mm starken Preßlingen .The Kuwait vacuum gas oil shown in Table 1 was at one throughput of 1 part by weight per hour, a pressure of 140.6 atü and a temperature of -399 C subjected to hydrocracking. The catalyst was in the form of 1.6 mm thick pellets.
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verwendet. Die Versuchsanlage wurde 24 Stunden betrieben. Es wurde eine Reihe von Versuchen mit einem VK-3-Katalysator, einem Katalysator mit 20 % besonders stabilem Zeolith vom Faujasittyp und einem Katalysator ohne Promotor durchgeführt. Die bei dieser Versuchsreihe erhaltenen Werte sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengefaßt.used. The test facility was operated for 24 hours. A series of experiments was carried out with a VK-3 catalyst, carried out a catalyst with 20% particularly stable zeolite of the faujasite type and a catalyst without a promoter. The values obtained in this series of tests are summarized in Table 2 below.
G ew.% Promo tor im
AluminiumoxidG ew.% PhD in
Alumina
Gew.% NiO
Gew.% MoO3
Katalysatoralter (Std.)Wt% NiO
Wt% MoO 3
Catalyst age (hrs.)
Durchsatz (Gewichtsteile je Stunde) Throughput (parts by weight per hour)
Temperatur in 0CTemperature in 0 C
Druck (atü)Pressure (atü)
JmwandlungTransformation
(Gew.%) 38,7 39,6 23,4(Wt%) 38.7 39.6 23.4
Umwandlung zu 340 CConversion to 340 C
Mitteldestillat
(160 bis 34O°C)
Selektivität (Gew.%) 77,5 52,6 76,5Middle distillate
(160 to 34O ° C)
Selectivity (wt%) 77.5 52.6 76.5
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Die erhaltenen Werte zeigen deutlich, daß der VK-3-Katalysator ungefähr die gleiche Menge Einsatzprodukt umwandelt, daß aber die Ausbeute an gewünschtem Mitteldestillat wesentlich höher · ist, als bei dem Katalysator mit dem besonders stabilen Zeolith als Proiaotor. Die Selektivität des Katalysators ohne Promotor ist zwar mit der des VK~3~Kataylsators vergleichbar, aber die Ausbeute liegt wesentlich tiefer.The values obtained clearly show that the VK-3 catalyst converts approximately the same amount of feedstock, but that the yield of the desired middle distillate is significantly higher than with the catalyst with the particularly stable zeolite as proiaotor. The selectivity of the catalyst without a promoter Although it is comparable to that of the VK ~ 3 ~ catalyst, the yield is much lower.
10Og des amorphen VK-3-Promotors wurden einer Lösung zugesetzt, die 100 g Ammoniumchlorid in 800 g Wasser enthielt. . · Die resultierende Lösung wurde sorgfältig gerührt. Es wurde ein Magnesiumchloridlösung hergestellt, indem 10 g Magnesiumchlorid (MgCl„) zu 200 g Wasser gegeben wurden. Diese Lösung wurde der VK-3-Ammoniurachloridlösung zugesetzt. Die Lösung wurde dann auf 6O°C erwärmt, bei dieser Temperatur eine Stunde gerührt, filtriert und gewaschen-. Das magnesium- und ammoniumhaltige VK~3 wurde dann einer weiteren Ammoniumaustauschbehandlung unterworfen, wobei eine Lösung von 100 g VK-3 und 100 g Ammoniumchlorid in 1000 g Wasser verwendet wurde. Diese ■Behandlung wurde 1 Stunde lang bei 60°C durchgeführt. Das Endprodukt (Mg, K, NHJ.-VK-3 wurde ...dann filtriert, chloridfrei gewaschen, getrocknet und bei 425°C geröstet. Das .VK-3--Produkt wurde in einem Patterson-Kelly-Mischer "mit Aluminiumoxid .ge~100 g of the amorphous VK-3 promoter were added to a solution which contained 100 g of ammonium chloride in 800 g of water. . · The resulting solution was carefully stirred. It was a magnesium chloride solution prepared by adding 10 g of magnesium chloride (MgCl “) were added to 200 g of water. This solution was added to the VK-3 ammonium chloride solution. The solution was then heated to 60 ° C., stirred at this temperature for one hour, filtered and washed. The magnesium and ammonium containing VK ~ 3 then underwent another ammonium exchange treatment subjected using a solution of 100 g of VK-3 and 100 g of ammonium chloride in 1000 g of water. These ■ Treatment was carried out at 60 ° C for 1 hour. The end product (Mg, K, NHJ.-VK-3 was ... then filtered, chloride-free washed, dried and roasted at 425 ° C. The .VK-3 product was in a Patterson-Kelly mixer "with aluminum oxide .ge ~
8077090780770907
mischt, indem zu 89 g (70 g Trockensubstanz) des VK~3-Produktes 162,5 g (130 g Trockensubstanz) eines Aluminiumoxids vom Boehmittyp zugegeben wurden. Das tischen wurde eine Stunde lang fortgesetzt. Die resultierende Mischung wurde unter Zugabemixed by adding to 89 g (70 g dry matter) of the VK ~ 3 product 162.5 g (130 g dry matter) of an aluminum oxide from Boehmitt type were added. The table continued for an hour. The resulting mixture was added
3 33 3
von 25 cm Glycerin und 54 cm entionisiertem Wasser eine halbe Stunde gemahlen. Die entstandene Paste wurde zu 1,6 mm starken Preßlingen gepreßt. Diese wurden dann 14 Stunden lang bei 149°C getrocknet und anschließend drei Stunden lang bei 538°C geröstet. Die gerösteten Preßlinge wurden mit einer ammoniumhaltigen Nickel-Molybdän-Lösung imprägniert, bei 149 C getrocknet und drei Stunden lang bei 538°C geröstet, so daß sich ein Katalysator mit 3,5 % NiO und 16,5 % MoO3 ergab. Der fertige Katalysator enthielt außerdem 35 % VK-3-Mg . Der Rest war Aluminiumoxid. ground by 25 cm of glycerine and 54 cm of deionized water for half an hour. The resulting paste was pressed into 1.6 mm thick compacts. These were then dried at 149 ° C for 14 hours and then roasted at 538 ° C for three hours. The roasted compacts were impregnated with an ammonium-containing nickel-molybdenum solution, dried at 149 ° C. and roasted for three hours at 538 ° C., so that a catalyst with 3.5% NiO and 16.5% MoO 3 resulted. The finished catalyst also contained 35% VK-3-Mg. The rest was alumina.
Der Katalysator wurde unter Verwendung des Einsatzproduktes gemäß Tabelle 1 in einer Hydrocrackanlage auf seine Aktivität getestet und mit einem Katalysator verglichen, der die gleichen Mengen an Nickel und Molybdänoxiden und als Promotor 40 % eines in der H -Form vorliegenden Zeoliths vom Faujasittyp mit einem SiO2/Al„O^-Verhältnis von 4,8:1 enthielt.The activity of the catalyst was tested using the feedstock according to Table 1 in a hydrocracking plant and compared with a catalyst which contained the same amounts of nickel and molybdenum oxides and, as a promoter, 40% of a zeolite of the faujasite type in the H form with an SiO 2 / Al "O" ratio of 4.8: 1.
Die Anlage wurde mit einem Durchsatz von 1 Gewichtsteil je Stunde und unter einem Druck von 140,6 atü betrieben. Der Vergleich wurde derart angestellt, daß die Temperaturen verglichenThe plant was operated with a throughput of 1 part by weight per hour and under a pressure of 140.6 atmospheres. The comparison was set up to compare the temperatures
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wurden, bei" denen gleich große Ausbeuten erhalten wurden. Außerdem wurde die Selektivität beider Katalysatoren in Bezug auf das zwischen 160 und 34p°C siedende Mitteldestillat verglichen. Die Ergebnisse gibt Tabelle 3 wieder.were "in which equally large yields were obtained. In addition, the selectivity of both catalysts in relation to the middle distillate boiling between 160 and 34 ° C. compared. Table 3 shows the results.
Promotor im Aluminiumoxid (Gew.%) ■ 35 40 Promoter in aluminum oxide (% by weight) ■ 35 40
Katalysatoralter (Stunden) 50 50Catalyst age (hours) 50 50
Temperatur (0C) 399 371Temperature ( 0 C) 399 371
Umwandlung zu 34O°C (Gew.%) ■ 36 35,6Conversion to 340 ° C (wt%) ■ 36 35.6
Siedebeginn bis 160°C (Gew.%) 4,O 20,1Onset of boiling up to 160 ° C. (% by weight) 4, O 20.1
160 bis 34O°C (Gew.%) ' . 30,9 14,6160 to 340 ° C (wt%) '. 30.9 14.6
+ 34O°C (Gew.%) 64,0 64,4+ 340 ° C (% by weight) 64.0 64.4
Mitteldestillat (160 bisMiddle distillate (160 to
34O°C) Selektivität (Gew.%) 86,0 = 41,0340 ° C) selectivity (wt.%) 86.0 = 41.0
Die Werte zeigen, daß obwohl der wasserstoffaktivierte Faujasitzeolithkatalysator aktiver war, das heißt er ergab die gleiche Ausbeute bei einer tieferen Temperatur, die Selektivität des VK-3-magnesiumaktivierten Katalysators wesentlich besser ist. Mehr als die doppelte Menge Einsatzprodukt wurde in die erwünschte Mitteldestillatfraktion umgewandelt.The data show that although the hydrogen activated faujas sitolite catalyst was more active, i.e. it gave the same yield at a lower temperature, the selectivity of the VK-3 magnesium activated catalyst is much better. More than double the amount of input product was required Converted middle distillate fraction.
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