DE2457467A1 - METHOD OF CATALYTIC DEWAXING FOR THE MANUFACTURING OF INSULATING OILS OR REFRIGERATION MACHINE OILS - Google Patents
METHOD OF CATALYTIC DEWAXING FOR THE MANUFACTURING OF INSULATING OILS OR REFRIGERATION MACHINE OILSInfo
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Description
PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS
DR.-ING..VON KPclSTSI? OR,-iNG. SCHÖNWALD 2457467 DJL-ING. TH. MEYER DR. FUES DiPL-CHEM. ALKK VOM KREISLE» DJPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH DIPL-ING. SELTINQDR.-ING..VON KPclSTSI? OR, -iNG. SCHÖNWALD 2457467 DJL-ING. TH. MEYER DR. FUES DiPL-CHEM. ALKK VOM KREISLE » DJPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH DIPL-ING. SELTINQ
5 KÖLN 1, DEICHMANNHAUS5 COLOGNE 1, DEICHMANNHAUS
Köln, den J. Dezember lu/AxCologne, J. December lu / Ax
The British Petroleum Company Limited, Britannic House, Moor Lane, London SG2Y 9BU (England). The Briti s h Petroleum Company Limited, Britannic House, Moor Lane, London SG2Y 9BU (England).
Verfahren zum'katalytischer! Entwachsen zur Herstellung von Isolierölen oder Kälteinaschinenölen Process for the 'catalytic! Dewaxing for the production of insulating oils or refrigeration machine oils
Die Erfindung betrifft die Herstellung von gewissen SpezialÖlen, nämlich von Isolierölen und Kältemaschinenölen, aus Erdölfraktionen.The invention relates to the manufacture of certain Special oils, namely from insulating oils and refrigeration machine oils, from petroleum fractions.
Isolieröle, die "beispielsweise in Transformatoren, Kabeln, Schaltern und Kondensatoren verwendet "werden, müssen tiefen Fließ.punkt, gute Oxydationsbeständigkeit, gute Isoliereisenschaften und in gewissen Fällen gutes Gasabsorptionsvermögen haben» Sie werden üblicherweise, aus naphthenischen ErdölfraktIonen hergestellt, weil diese Fraktionen normalerweise tiefe Fließpunkte, niedrige Schwefelgehalte (dies ist für die Oxydationsbeständigkeit wichtig) und verhältnismäßig hohe Aromaten-" gehalte (die für das Gasabsorptionsvermögen wichtig sind) aufweisen. Kältemaschinenöle müssen ebenfalls · tiefe Fließpunkte und gute Oxydationsbeständigkeit aufweisen und werden ebenfalls normalerweise aus naphtbenischen Erdölfraktionen hergestellt. Die Verfahren, die normalerweise angewandt werden, um naphthenische Erdölfraktionen auf die hohe Qualität zu bringen, die bei Isolierölen für Zwecke der Elektrotechnik oder bei-Insulating oils that are used, for example, in transformers, cables, Switches and capacitors are used "must have a low flow point, good resistance to oxidation, good insulating properties and, in certain cases, good ones Have gas absorption capacity »They are usually made from naphthenic petroleum fractions because these fractions usually have low pour points, low levels of sulfur (this is for resistance to oxidation important) and relatively high aromatics "contents (which are important for the gas absorption capacity are). Refrigerating machine oils must also have low pour points and good resistance to oxidation and are also normally made from naphthenic petroleum fractions. The procedures that normally used to bring naphthenic petroleum fractions to the high quality required Insulating oils for electrical engineering purposes or both
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Kältemaschinenöle^ verlangt wird, sind das gegebenen- " falls notwendige Entwachsen und Entparaffinieren 2,ur Senkung des Fließpunkts und entweder die hydrokatalytische Behandlung, Säurebehandlung oder Lösungsmittelextraktion zur Entfernung von Schwefelverbindungen und anderen instabilen Verbindungen und zur Verleihung der notwendigen Stabilität.Refrigeration oils ^ is required, the given- " if necessary dewaxing and dewaxing 2, ur lowering of the pour point and either the hydrocatalytic Treatment, acid treatment or solvent extraction to remove sulfur compounds and other unstable connections and to give the necessary stability.
Dagegen wurden paraffinische Erdölfraktionen bis heute als ungeeignete Ausgangsmaterialien angesehen, weil sie gewöhnlich hohe Fließpunkte und hohe Schwefelgehalte aufweisen. Die hohen Fließpunkte verursachen besondere Schwierigkeiten, weil es schwierig wenn nicht unmöglich ist, mit Hilfe der üblichen Methoden des Entwachsene und Entparaffinierens mit lösungsmitteln oder Harnstoff "bis zu dem erforderlichen Grad zu entwachsen und zu entparaffinieren. Es ist zwar anerkannt, daß der hohe Schwefelgehalt durch hydrokatalytische Behandlung, Säurebehandlung oder Lösungsmittelextraktion gesenkt : v/erden könnte, jedoch blieben Zweifel hinsichtlich des Einflusses der Behandlung auf die Qualität des fertigenIn contrast, paraffinic petroleum fractions have been used until today considered unsuitable starting materials because they usually have high pour points and high sulfur contents exhibit. The high pour points cause particular difficulties because it is difficult if not impossible is, with the help of the usual methods of dewaxing and dewaxing with solvents or urea "to dewax and dewax to the required degree. It is recognized that the high sulfur content, through hydrocatalytic treatment, Acid treatment or solvent extraction lowered: could, but doubts remained as to how Influence of the treatment on the quality of the finished product
ÖlS. - '; OilS. - ';
Haphthenische Erdölfraktionen sind jedoch insbesondere in Europa knapp, so daß ein großes Bedürfnis für ein Verfahren besteht, das die Herstellung von Isolierölen und Kältemaschinenölen aus paraffinischen Erdölfraktionen ermöglicht. Gegenstand der Erfindung ist ein befriedigendes Verfahren, bei dem durch katalytisches Entwachsen und Entparaffinieren die erforderliche Produktqualität erzielt wird. Dies ist angesichts des Vorurteils gegen ein solches Verfahren überraschend.However, haphthenic petroleum fractions are particular scarce in Europe, so that there is a great need for a process which is the production of insulating oils and refrigeration oils from paraffinic petroleum fractions. The invention is a satisfactory process in which the required product quality is achieved through catalytic dewaxing and dewaxing is achieved. This is surprising in view of the prejudice against such a procedure.
Das Verfahren gemäß der Erfindung zum k'atalytischen Entwachsen zur Herstellung von Isolierölen oder Kältemaschinenölen ist dadurch gekennzeichnet, daß man Erdölfraktionen mit einem ursprünglichen Fließpunkt von -3° bis +210G, einem ursprünglichen Schwefel-The method according to the invention for catalytic dewaxing for the production of insulating oils or refrigeration oils is characterized in that petroleum fractions with an original pour point of -3 ° to +21 0 G, an original sulfur
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■ ■ - 3 - ■■ ■ - 3 - ■
gehalt von 0,1 "bis, 3 Gew.-^o und einer Viskosität von 1,5 bis 4 cSt bei 99°C in Gegenwart von Wasserstoff mit einem Katalysator in Berührung bringt, der einen kristallinen Mordenit mit herabgesetztem Alkalijnet-allgehalt und eine oder .mehrere, in den Mordenit eingearbeitete Hydrierkomponenten aus den Gruppen VIa und VIII des Periodensystems enthält, und hierdurch den Fließpunkt der Fraktion erniedrigt und die Fraktion e.iner Behandlung unterwirft, durch die wenigstens 50 Gew.-$ des Schwefels entfernt werden und ihre Oxydationsbeständigkeit erhöht wird, und ein Produkt gewinnt, das einen Fließpunkt von nicht mehr als -300C, vorzugsweise von nicht mehr als -50 C, und eine Viskosität von 1,5 bis 4 cSt bei 99°C hat.content of 0.1 "to .3 Gew .- ^ o and a viscosity of 1.5 to 4 cSt at 99 ° C in the presence of hydrogen with a catalyst in contact, which a crystalline mordenite with reduced alkali metal content and a or. Several hydrogenation components incorporated into the mordenite from groups VIa and VIII of the periodic table, and thereby lowering the pour point of the fraction and subjecting the fraction to a treatment by which at least 50% by weight of the sulfur are removed and its resistance to oxidation is increased, and a product wins which has a pour point of not more than -30 0 C, preferably of not more than -50 C, and a viscosity of 1.5 to 4 cSt at 99 ° C.
Der Fließpunkt und der Schwefelsehalt des Ausgangsmaterials liegen in Bereichen, die für paraffinische Erdölfraktionen mit dem genannten Viskositätsbereich normalerweise üblich sind. Die zur Gewinnung einer Fraktion mit der verlangten Viskosität erforderlichen tatsächlichen ASTM-Schnittpunkte eines paraffinischen Rohöls können etwas variieren, liegen jedoch normalerweise im Bereich von 260 bis 4000C. Besonders gut geeignete ; Fraktionen sind die Kopffraktionen von Vakuumdestillationskolonnen. .The pour point and the sulfur content of the starting material are in the ranges which are normally customary for paraffinic petroleum fractions with the viscosity range mentioned. The actual ASTM cut points of a paraffinic crude oil required to obtain a fraction with the required viscosity may vary somewhat, but are normally in the range from 260 to 400 ° C. Particularly suitable; Fractions are the top fractions of vacuum distillation columns. .
Als Verfahren zur Entfernung von Schwefel und zur Steigerung der Oxydationsbeständigkeit kommen die Säure· behandlung, Lösungsmittelextraktion oder hydrokatalytische Behandlung in Frage, wobei jedoch das erstgenannte Verfahren auf Grund der Probleme bei der Beseitigung der Säuren nicht bevorzugt wird» Es ist zu bemerken, daß das Verfahren zur Schwefelentfernung vor oder nach dem Verfahren zur Erniedrigung des Fließpunktes durchgeführt werden kann.The acid treatment, solvent extraction or hydrocatalytic treatment in question, but the former Procedure is not preferred because of the problems in removing the acids »It should be noted that that the process for sulfur removal before or after the process for lowering the pour point can be carried out.
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Alle vorstehend genannten Schwefelentfernun^sverfahren pflegen Aromaten ebenso wie Schwefelverbindungen zu. entfernen« Es wurde jedoch gefunden, daß diese Entfernung von Aromaten keine nachteilige Wirkung hat. Dies ist angesichts der Tatsache, daß Isolieröle und Kältemaschinenöle, die aus naphthenischen Ausgangsmaterialien hergestellt worden sind, im allgemeinen wesentliche Mengen an Aromaten enthalten, und dass die gemäß der Erfindung verwendeten paraffinischen Ausgangsmaterialien verhältnismäßig niedrige ursprüngliche Aromatengehalte haben, als überraschend anzusehen.All of the above sulfur removal processes take care of aromatics as well as sulfur compounds. remove «However, it was found that this removal of aromatics has no adverse effect. This is in view of the fact that insulating oils and refrigeration oils, made from naphthenic starting materials are generally substantial Containing amounts of aromatics, and that the paraffinic starting materials used according to the invention have relatively low original aromatic contents, to be regarded as surprising.
Das Verfahren zur Erniedrigung des Pließpunktes wird nachstehend als hydrokatalytiscb.es Entwachsen undThe procedure for lowering the pour point is hereinafter referred to as hydrokatalytiscb.es dewaxing and
bezeichnet. Es handelt sich hier um ein allgemein bekanntes Verfahren, das beispielsweise in den britischen Patentschriften 1 088 933 und 1 1,34.014 beschrieben wird. jdesignated. This is a well-known process, which is described, for example, in British Patents 1,088,933 and 1,134,014. j
Das Wachs in diesen leichteren Fraktionen ist ein kristallines Wachs oder Paraffinwachs. Es besteht bei- ; spielsweise aus η-Paraffinen oder leicht verzweigten Paraffinen und wird selektiv zu niedriger siedenden Paraffinen, insbesondere zu C^- und C.-Paraffinen, gekrackt. Der selektive Abbau der Paraffinwachskohlenwasserstoffe ist auf die Art des auf Mordenit basierenden Katalysators zurückzuführen, der den selektiven Angriff auf diese Kohlenwasserstoffe, aber nicht auf . die anderen im Ausgangsmaterial vorhandenen Kohlenwasserstoffe begünstigt und fördert. !The wax in these lighter fractions is a crystalline wax or paraffin wax. It consists of-; for example from η-paraffins or slightly branched paraffins and is selectively to lower-boiling Paraffins, especially to C ^ and C paraffins, cracked. The selective breakdown of the paraffin wax hydrocarbons is due to the type of mordenite based Catalyst attributed to the selective attack on these hydrocarbons, but not to. favors and promotes the other hydrocarbons present in the starting material. !
Pur das hydrokatalytische Entwachsen eignen sich die folgenden Verfahrensbedingungen: Temperatur 250 bis 50O0C, Druck 7 bis 200 Bar (Manometerdruck), Raumströmungsgeschwindigkeit 0,1 bis 20 V/V/Std., zugeführtePur the hydro catalytic dewaxing, the following process conditions are: temperature from 250 to 50O 0 C, pressure 7 to 200 bar (gauge pressure), space velocity up to 20 V / V / hr, supplied 0.1.
3 3 Wasserstoffmenge 90 bis 3600 nr/ar Ausgangsmaterial.3 3 Amount of hydrogen 90 to 3600 nr / ar starting material.
Bevorzugt werden die folgenden Bedingungen für das hydrokatalytische Entwachsen:The following conditions are preferred for hydrocatalytic dewaxing:
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Lösungsmittel- Hydrokatalyextraktion nach tische Bebaadkatalytischem lung oder Lö-Entwachsen sungsmittelex-Solvent hydrocatalyst extraction after table bath catalytic treatment or solvent dewaxing
traktion vor · katalytischem Entwachsentraction before catalytic dewaxing
Temperatur,0G 350 - 430 270 - 400 Druck (Manometer-Temperature, 0 G 350 - 430 270 - 400 pressure (manometer
druck), Bar " 50 - 200 20-100pressure), bar "50 - 200 20-100
Raumströmungsgeschwindigkeit,
V/V/Std. .0,5-5 0,5-10Space flow velocity,
V / V / h .0.5-5 0.5-10
Hp-Gasrate, m5/m5 1000-2500 500 - 1500Hp gas rate, m 5 / m 5 1000-2500 500-1500
Es wäre zwar möglich, hydrokatalytisch zu entwachsen und dann eine hydrierende Behandlung zur Entfernung : von Schwefelverbindungen vorzunehmen, jedoch besteht bei der hydrierenden Behandlung zuweilen die Neigung zur Bildung von Wachs, das zu einem potentiellen Wachs-.' trübungsproblem führt. Das Wachs kann aus dem Abbau der Schwefelverbindungen und anderer instabiler Ver- ; bindungen stammen. Ferner kann, wenn die hydrierende Behandlung zuerst vorgenommen wird, das schwefelarme Produkt unter verhältnismäßig milden Bedingungen hydrokatalytisch entwachst werden. jWhile it would be possible to outgrow hydrokatalytisch and then a hydrogenation treatment to remove: make sulfur compounds, but is used in the hydrogenating treatment at times, the tendency to formation of wax to a potential growth '. turbidity problem leads. The wax can come from the breakdown of sulfur compounds and other unstable compounds; ties originate. Furthermore, if the hydrogenation treatment is done first, the low sulfur product can be hydrocatalytically dewaxed under relatively mild conditions. j
Der Ausdruck "kristalliner Mordenit mit vermindertem Alkalimetallgehalt" bezeichnet einen Mordenit mit einem Alkalimetallgehalt von weniger als 3 Gew.-foo Der Unterschuß an Alkalimetallkationen kann durch; andere Metallkationen, z.B. Metallkationen der Gruppe II, insbesondere Magnesium- oder Seltenerdmetallkationen, ausgeglichen werden. Vorzugsweise wird jedoch ein "dekationisierter Mordenit", d.h. ein Mordenit mit einem Unterschuß an Metallkationen, verwendet. Mit einem anderen Ausdruck werden diese Mordenite in der Technik als "Wasserstoffmordenit" bezeichnet, da angenommen wird, daß Metallkationen, die entfernt werden, durch Wasser-The expression "crystalline mordenite with reduced alkali metal content" denotes a mordenite with an alkali metal content of less than 3% by weight . other metal cations, for example group II metal cations, especially magnesium or rare earth metal cations, are balanced. However, a "decationized mordenite", ie a mordenite with a deficit of metal cations, is preferably used. Using another term, these mordenites are referred to in the art as "hydrogen mordenite" since it is believed that metal cations that are removed are caused by water
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stoffionen ersetzt.werden. Da es jedoch nicht möglich ist, die Anwesenheit von Wasserstoffionen in Zeolithen nachzuweisen, bleibt die genaue Struktur zweifelhaft. Ein Kationentnangel kann dagegen durch Analyse der im Zeolith vorhandenen Metallelemente leicht gemessen werden. Substance ions are replaced. However, since it is not possible is, the presence of hydrogen ions in zeolites the exact structure remains doubtful. A cation deficiency, on the other hand, can be determined by analyzing the im Zeolite metal elements present can be easily measured.
Natürlicher oder frisch hergestellter synthetischer Mordenit hat die FormelNatural or freshly made synthetic mordenite has the formula
1 Me2O : "Al2O5:9-111 Me 2 O: "Al 2 O 5 : 9-11
in der Me ein Metallkation·, η die .Wertigkeit des : Kations ist und X in Abhängigkeit von den Temperaturen, die die Probe während ihrer Herstellung durchlaufen hat, zwischen 0 und 7 variiert. Me ist im allgemeinen Natrium, das bei einer der gebräuchlichen Form der Dekationisierung von Natriummordenit durch Basenaustausch gegen Ammoniumkationen ausgetauscht ist. Die Ammoniumform wird-dann erhitzt, wobei die Wasserstofform oder dekationisierter Mordenit zurückbleibt. Sei der zweiten · Methode kann der Mordenit mit einer Mineralsäure, z.B. Salzsäure oder Schwefelsäure, behandelt werden, um den Mordenit direkt zu dekationisieren. Eine Kombination von Säurebehandlung und Aramoniumbehandlung kann eben- " ■ falls angewandt v/erden. ;in which Me is a metal cation, η is the value of the : cation and X varies between 0 and 7 depending on the temperatures that the sample has passed through during its production. Me is generally sodium which, in one of the common forms of decationization of sodium mordenite, is exchanged for ammonium cations by means of base exchange. The ammonium form is then heated, leaving the hydrogen form or decationized mordenite. In the second method, the mordenite can be treated with a mineral acid, for example hydrochloric acid or sulfuric acid, in order to decationize the mordenite directly. A combination of acid treatment and aramonium treatment can also be used.
Der für die Zwecke der Erfindung verwendete dekationisierte Mordenit hat vorzugsweise ein Siliciumdioxyd/ Aluminiumoxyd-Verhältnis, das höher ist als normal und wenigstens 14-21 beträgt. Bei speziellen Versuchen wurden Verhältnisse bis zu 90:1 erreicht, so daß 100:1 die praktische obere Grenze sein kann. Besonders bevorzugt werden Siliciumdioxyd/Aluminiumoxyd-Verhältnisse im Bereich von 14s1 bis 50:1.The decationized one used for the purposes of the invention Mordenite preferably has a silica / alumina ratio that is higher than normal and is at least 14-21. In special attempts were Ratios up to 90: 1 reached so that 100: 1 may be the practical upper limit. Particularly preferred silica / alumina ratios are in the range from 14s1 to 50: 1.
Es wurde gefunden, daß durch gewisse Dekationisierungs-"behandlungen Aluminium sowie die erwarteten Metallka-It has been found that certain decationization "treatments Aluminum as well as the expected metal ca-
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tionen entfernt .werden. Zweckmäßig wird daher der für die Zwecke, der Erfindung verwendete Mordenit, dessen Siliciumdioxyd/Aluminiumoxyd-Verhältnis höher ist- als normal, durch Behandlung eines Metallkationen enthaltenden Mordenits, insbesondere JTatriummorden.it, mit einer starken Säure, z.B. Schwefelsäure oder Salzsäure, mit einer Stärke von 5 "bis 50 Gew.-$, vorzugsweise in 10 : "bis 20 Gew.-$>, hergestellt. Eine einzelne Behandlung oder zwei oder mehr aufeinanderfolgende Behandlungen : können mit Säuren der vorstehend genannten Konzentrationen vorgenommen werden* ·removed. The for For the purposes of the invention used mordenite, the silica / alumina ratio of which is higher than normal, by treating a mordenite containing metal cations, in particular JTatriummorden.it, with a strong acid, e.g. sulfuric acid or hydrochloric acid, with a strength of 5 "to 50 wt .- $, preferably in 10: "up to $ 20% by weight. A single treatment or two or more consecutive treatments: can be carried out with acids of the above-mentioned concentrations *
Zweckmäßig ist eine Behandlungsmethode, "bei der der Mordenit mit Säure unter Rückfluß für eine Zeit von 2 bis 12 Stunden behandelt wird.Appropriate is a method of treatment "in which the Mordenite is treated with acid under reflux for a period of 2 to 12 hours.
Im dekationisierten Mordenit sollte der Gehalt an restlichen Metallkationen, z.B. der Gehalt an Watriumkationen, weniger als 3 Gew.-$, vorzugsweise weniger als 1,5 Gew.-io des Mordenits betragen.In decationized mordenite, the content of remaining metal cations, for example, should the content of Watriumkationen, less than 3 wt .- $, preferably less than 1.5 wt. -Io amount of mordenite.
Es ist zu betonen, daß Mordenite, deren Siliciumdioxyd/ Aluminiumoxyd-Verhältnis höher sind als normal, die Kristallstruktur des Mordenits bewahren und in Bezug auf physikalische Festigkeit, Stabilität oder Kristallinität nicht wesentlich verändert sind.It should be emphasized that mordenites whose silica / alumina ratio is higher than normal, the Preserve the crystal structure of the mordenite and in terms of physical strength, stability or crystallinity are not significantly changed.
Als Hydrierkomponente wird vorzugsweise ein Platingruppenmetall, insbesondere Platin oder Palladium, verwendet, das vorzugsweise durch Ionenaustausch zugesetzt wird. Die Menge des Platingruppenmetails liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-^, insbesondere im"Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-^. Gute Ergebnisse werden jedoch auch mit Eisengruppenmetallen, insbesondere Nickel, erhalten, die in ähnlichen Mengen wie. die Platingruppenmetalle verwendet werden können. Gemische gewisser Metalle und Verbindungen der Gruppen VI und VIII, z.B. Kobalt und Molybdän, können ebenfallsA platinum group metal is preferably used as the hydrogenation component, in particular platinum or palladium, used, which is preferably added by ion exchange will. The amount of platinum group detail lies preferably in the range from 0.01 to 10 wt .- ^, in particular in the "range of 0.1 to 5% by weight. Good results however, also with iron group metals, particularly nickel, obtained in similar amounts how. the platinum group metals can be used. Mixtures of certain metals and compounds of the groups VI and VIII, e.g., cobalt and molybdenum, can also
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verwendet werden.be used.
Der Katalysator wird vor dem Gebrauch zur Entfernung •von etwaigem Wasser und von Liganden, die an die Hydrierkomponente gebunden sind, vorzu£sweise bei einer Temperatur von beispielsweise 250 bis 600 C calciniert.Before use, the catalyst is used to remove • any water and ligands that may adhere to the Hydrogenation are bound, preferably at a Calcined temperature of 250 to 600 C, for example.
Das Produkt des Entwachsens kann an jedem geeigneten und zweckmäßigen Punkt des Verfahrens destilliert werden, um leichte Enden, die unter dem Siedepunkt des Ausgangsmaterials sieden, zu entfernen. Wie bereits erwähnt, handelt es sich hierbei hauptsächlich um C~- und C.-Paraffine, die als Ausgangsmaterialien der Petrochemie oder als Flüssiggas (LPG-) geeignet sind.The product of dewaxing can be at any suitable and appropriate point of the procedure to be distilled to light ends that are below the boiling point of the Boil starting material to remove. As already mentioned, these are mainly C ~ - and C. paraffins, which are used as starting materials for Petrochemical or as liquefied petroleum gas (LPG) are suitable.
Wenn eine Lösungsmittelextraktion vorgenommen wird, eignen sich als Lösungsmittel Schwefeldioxyd/Benzol, Phenol, Glykol oder vorzugsweise Furfurol. Das Lösungsmittel kann in einer feststehenden Extraktionsapparatur oder einer Drehteller-Extraktionsapparatur mit 1 bis 20 theoretischen Extraktionsstufen verwendet werden. Die hauptsächlichen Prozessvariablen sind das Lösungsmittel/Öl-Volumenverhältnis, das 50 bis 300, insbesondere 100 bis 200 betragen kann, und der Temperaturgradient in der Kolonne, der wie folgt eingestellt werden kann:If a solvent extraction is carried out, sulfur dioxide / benzene are suitable solvents, Phenol, glycol or, preferably, furfural. The solvent can be used in a fixed extraction apparatus or a turntable extraction apparatus with 1 to 20 theoretical extraction stages can be used. The main process variables are the solvent / oil volume ratio, which can be 50 to 300, in particular 100 to 200, and the temperature gradient in the column, which can be set as follows:
Temperatur am Kopf der Kolonne maximal 11O0C Temperatur am Fuß der Kolonne 40 bis 800C Die Trennung von Extrakt und Raffinat und die Rückgewinnung und Kreislaufführung des Lösungsmittels können nach üblichen Methoden erfolgen.Temperature at the top of the column a maximum of 11O 0 C temperature at bottom of column 40 to 80 0 C. The separation of the extract and raffinate, and the recovery and recycling of the solvent can be carried out by customary methods.
Wenn zur Verbesserung der Oxydationsbeständigkeit eine hydrokatalytische Behandlung vorgenommen wird, kann diese unter den folgenden Bedingungen durchgeführt werden:If to improve the oxidation resistance a hydrocatalytic treatment is carried out, it can be carried out under the following conditions will:
5 0 9825/09355 0 9825/0935
Raumstromangsgeschwindigkeit 0,1 bis 5 V/V/Std. ,Room flow initial velocity 0.1 to 5 V / V / hour ,
Wasserstoffgasrate 360 bis 1800 nr/nr \ Hydrogen gas rate 360 to 1800 nr / nr \
Katalysator . eine oder mehrere Hydrierkomponenten aus den Gruppen
/VIa und VIII des Periodensystems auf einem feuerfesten Träger. ICatalyst. one or more hydrogenation components from the groups
/ VIa and VIII of the periodic table on a refractory support. I.
Das Hauptziel ist die Entfernung von Schwefelverbin- !
düngen und anderen instabilen Verbindungen. Die Bedingungen
sollten im Einklang mit diesem Ziel möglichst
mild sein. Der Viskositätsindex ist bei Isolierölen
und Kältemaschinenölen nicht besonders wichtig, und die
Bedingungen sollten so gewählt werden, daß eine hydrierende Krackung soweit wie möglich vermieden wird. Die .
bevorzugten Bedingungen für jedes gegebene Einsatzmate-_ rial können experimentell bestimmt werden. jThe main goal is the removal of sulfur compounds! fertilize and other unstable compounds. The conditions should be as consistent as possible with this goal
be mild. The viscosity index is for insulating oils
and refrigeration oils are not particularly important, and the
Conditions should be chosen so that hydrogenative cracking is avoided as far as possible. The . preferred conditions for any given feedstock can be determined experimentally. j
Als feuerfeste Träger für den Katalysator eignen sich, ; die Oxyde von Elementen der Gruppen II, III und IV des ' Periodensystems jeweils allein oder in Mischung, ins- ; besondere Aluminiumoxyd, Siliciumdioxyd oder ihre Ge- [ mische. Ein bevorzugter Träger kann 50 bis 90 Gew.-?S ; Al9O, und 10 bis 50 Gew.-fo SiO9 enthalten. iSuitable refractory supports for the catalyst are ; the oxides of elements of groups II, III and IV of the 'Periodic Table, each alone or in a mixture, ins-; Special aluminum oxide, silicon dioxide or their overall [mix. A preferred carrier may be 50 to 90 weight percent; Al 9 O, and 10 to 50 percent by weight SiO 9 . i
i Als Hydrierkomponenten dienen vorzugsweise ein oder !i The hydrogenation components used are preferably one or!
mehrere Oxyde oder Sulfide von Metallen der Gruppe VIa ■
(Chrom, Molybdän oder Wolfram) und der Eisengruppen- j
metalle (Eisen, Kobalt oder Nickel)» Bei Verwendung ! von Platingruppenmetallen liegen diese zweckmäßig in
metallischer Eorm vor. Die Hydrierkomponenten können ".
in folgenden Mengen, gerechnet jeweils als Metall, verwendet werden:several oxides or sulfides of metals from group VIa ■ (chromium, molybdenum or tungsten) and the iron group j metals (iron, cobalt or nickel) »When using ! of platinum group metals, these are expediently in
metallic Eorm. The hydrogenation components can be "in the following amounts, calculated in each case be used as the metal.:
Metalle.der Gruppe VIa ' 2 bis 25 Gew.-^
Eisengruppenmetalle 1 bis 15 " . :Metals of group VIa '2 to 25 wt .- ^
Iron group metals 1 to 15 ".:
509 825/0935509 825/0935
Platingruppenmetalle 0,1 "bis 5 Gew.-^Platinum group metals 0.1 "to 5 wt .- ^
Bevorzugt als Hydrierkomponenten werden 2 bis 25 Gew.-Molybdän
(ausgedrückt als Metall, jedoch als Oxyd.oder
Sulfid vorhanden) und 1 bis 15.Gew<,--$ Nickel und/oder
Kobalt (wiederum ausgedrückt als Metall, jedoch als
Oxyd oder Sulfid vorhanden).Preferred hydrogenation components are 2 to 25 wt. Molybdenum (expressed as metal, but as oxide. Or
Sulphide present) and 1 to 15 weight <, - $ nickel and / or
Cobalt (again expressed as metal, but as
Oxide or sulfide present).
Nach den vorstehend beschriebenen Hauptbehandlungsstufen kann das Produkt in-bekannter V/eise fertigbehandelt
werden. Beispielsweise kann es nach Bedarf zur Entfernung von leichten Enden destilliert und durch Perkolation
durch Bauxit oder Ton geklärt oder möglicherweise
dem Hydrofinishing oder einer milden Säurebehandlung
unterworfen werden. ;After the main treatment stages described above, the product can be finished-treated in a known manner
will. For example, it can be distilled and possibly clarified by percolation through bauxite or clay to remove light ends as needed
hydrofinishing or a mild acid treatment
be subjected. ;
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter
erläutert. |The invention is further illustrated by the following examples
explained. |
I Beispiel 1 ' . jI example 1 '. j
Als Ausgangsmaterial wurde ein Vakuumgasöl aus einem j iranischen leichten Rohöl verwendet. Das Öl hatte die ;A vacuum gas oil from a j Iranian light crude used. The oil had the;
folgenden Kennzahlen: jthe following key figures: j
Siedeanfang ) ermittelt mit TBP-Kolonne 257 °C i Siedeende < und durch Gas-FlUssigkeits-Beginning of boiling) determined with TBP column 257 ° C i End of boiling <and by gas-liquid-
Chromatographie
Kinematische Zähigkeit bei 990C 2,15 oSt \ Chromatography
Kinematic viscosity at 99 0 C 2.15 oSt \
Fließpunkt +60C jPour point +6 0 C j
Das Öl wurde unter den folgenden Bedingungen kataly- [ The oil was catalyzed under the following conditions [
tisch entwachst: jtable dewaxed: j
Temperatur 4O4°C !Temperature 4O4 ° C!
Gesamtdruck (Manometerdruck) 70 Bar ; Total pressure (gauge pressure) 70 bar ;
Raumströmungsgeschwindigkeit 1,0 Y/V/Std.Space flow rate 1.0 Y / V / hr.
3 3
Gasmenge bei geradem Durchgang 1600 m /m3 3
Amount of gas with straight passage 1600 m / m
(bei 200C und Normaldruck) (at 20 0 C and normal pressure)
509825/0935509825/0935
Als Katalysator wurde Platin auf einem dekationisierten
Mordenit mit erhöhtem SiO
den Kennzahlen verwendet:The catalyst used was platinum on a decationized mordenite with increased SiO
the key figures used:
Mordenit mit erhöhtem SiOg/AlgOj-Verhältnis und folgen-Mordenite with an increased SiOg / AlgOj ratio and the following
iI.
i
Platinplatinum
SiliciumSilicon
Aluminiumaluminum
Natriumsodium
Si02/Al205-Molverhältnis OberflächeSi0 2 / Al 2 0 5 molar ratio surface
Das Produkt wurde zur Entfernung von unter 250 C siedenden Anteilen destilliert und dann mit Furfurol unterThe product was boiling below 250C to remove Portions distilled and then with furfural under
den folgenden Bedingungen extrahiert: !extracted under the following conditions:!
Volumenverhältnis von Öl zu Lösungsmittel 100 iVolume ratio of oil to solvent 100 i
Temperatur am Fuß der Kolonne 52°CTemperature at the foot of the column 52 ° C
Temperatur am Kopf der Kolonne 75°CTemperature at the top of the column 75 ° C
Theoretische Böden . 6 !Theoretical soils. 6!
Als Fertigbehandlung wurde eine Perkolation durch Ton (2fo clay treatment) vorgenommen. Nach dem katalytisch en. Entwachsen und nach der Lösungsmittelextraktion hatte das Produkt die folgenden Kennzahlen:The final treatment was percolation by clay (2fo clay treatment). After the catalytic en. Dewaxed and after solvent extraction, the product had the following metrics:
Viskosität bei 99°0Λ cSt
Schwefel, Gew.-$ Fließpunkt, 0C
Zusammensetzung:Viscosity at 99 ° 0 Λ cSt sulfur, wt .- $ pour point, 0 C
Composition:
0A · * 0 A *
Das Öl wurde den Prüfungen für Transformatorenöle nach len Tests yon BS 148/1972 (entsprechend IEC Klasse l) and außerdem nach den Erfordernissen der InternationalThe oil has been tested for transformer oils according to the tests of BS 148/1972 (according to IEC class 1) and also according to the requirements of International
509825/0935509825/0935
behandeltes
wachstes ÖlWith furfural
treated
waxed oil
I
iI.
I.
i
ÖlDewaxed
oil
-480.65
-48
<-571.87
<-57
Electrotechnical Commission Glass II (IEC-Veröffentlichung 296/1969) unterworfen. Die Vorschriften von IEC Klasse II sind hinsichtlich des Fließpunkts be~ .sonders streng. Das Beispiel zeigt, daß ein Öl aus paraffinischem Rohöl, das nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelt worden ist, die Vorschriften aller Prüfungen erfüllen kann.Electrotechnical Commission Glass II (IEC publication 296/1969). The regulations of IEC Class II are concerned with the pour point . particularly strict. The example shows that an oil from paraffinic crude oil prepared by the method according to the Invention has been treated that can meet the requirements of all tests.
Dichte, g/cnr "bei. 200CDensity, g / cnr "at. 20 C 0
Kinematische Zähigkeit
in cStKinematic toughness
in cSt
Iranisches IEC-Spezifikation Öl ' .Iranian IEC Specification Oil '.
0,8620.862
< 0,895<0.895
Klasse I Klasse II max.40 max.25 max.800 ■ ;Class I Class II max 40 max 25 max 800 ■;
max.1800 max.-50 max.-45 min.140 min.130max.1800 max.-50 max.-45 min.140 min.130
max.0,030.03 max
— ■ζ- ■ ζ
max.5 x 10max 5 x 10
Oxydationstest
Schlamm, Oxidation test
Mud,
-°/o 0,07 - ° / o 0.07
Acidität nach Oxydation,Acidity after oxidation,
mg KOH/g ' 0,28mg KOH / g '0.28
0,10 (max.) 0,40 (max.)0.10 (max.) 0.40 (max.)
Das gleiche Einsatzmaterial wie bei dem in Beispiel 1 beschriebenen Versuch wurde verwendete Es wurde mit Furfurol unter den folgenden Bedingungen extrahiert:The same feedstock as used in the experiment described in Example 1 was used Furfural extracted under the following conditions:
Volumenverhältnis von Lösungsmittel zu ölVolume ratio of solvent to oil
Extraktionskolonne:Extraction column:
Temperatur am Fuß der Kolonne
Temperatur am Kopf der Kolonne Theoretische BödenTemperature at the bottom of the column
Temperature at the top of the column. Theoretical trays
175175
550C 850C55 0 C 85 0 C
509825/0935509825/0935
- 13 - · j- 13 - j
Das Produkt wurde dann über dem gleichen Katalysator wie in Beispiel 1 unter den folgenden Bedingungen katalytisch entwachst:The product was then over the same catalyst as in Example 1 under the following conditions catalytically dewaxed:
' ο i'ο i
Temperatur 355 C ιTemperature 355 C ι
Gesamtdruck (Manometerdruck) 69 BarTotal pressure (gauge pressure) 69 bar
Raumströmungsgeschwindigkeit 1,0 V/V/Std„Room flow velocity 1.0 V / V / hour "
- 3 "* Kreislauf gasmenge (gerechnet "bei Normal-1700 Hm /m"'- 3 "* circulation gas volume (calculated" at normal 1700 Hm / m "'
bedingungen,200C)conditions, 20 0 C)
Die Analyse des mit Furfurol "behandelten und katalytisch entwachsten Öls ergab die folgenden Werte:Analysis of the treated with furfural "and catalytic dewaxed oil gave the following values:
Viskosität bei 990O5 cStViscosity at 99 0 O 5 cSt
Schwefelgehalt, Gew.-f? Fließpunkt, 0C Zusammensetzung:Sulfur content, wt. Flow point, 0 C Composition:
behandeltWith furfural
treated
handelt und kata
lytisch entwachstWith furfurol be
acts and kata
lytically outgrowth
C p»C p »
Dieses 01 wurde dann im Hinblick auf die wichtigen Spezifikationen für Kältemaschinenöle, nämlich Flockpunkt und Freon-Unlösliehes bei -4O0C geprüft..Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:This 01 was then tested with regard to the important specifications for refrigeration oils, namely flock point and Freon insolubles at -4O 0 C. The following results were obtained:
Flockpunkt -520CFlock point -52 0 C
Freon-Unlösliches bei -400C < 0,01Freon insolubles at -40 0 C <0.01
Diese Werte schneiden bei einem Vergleich mit den Werten für Öle, die aus naphthenischen Ölen hergestellt werden, günstig ab.These values cut when compared with the values for oils made from naphthenic oils be cheap.
509825/0935509825/0935
Ein Vakuum-Gasöl aus Kirwaiii-Rohöl wurde unter den folgenden Bedingungen hydrokauälytisch behandelt?A Kirwaiii crude vacuum gas oil was made from among the following Conditions treated hydrocautically?
Temperatur ' 375 C Druck (Manometerdruck) 138 BarTemperature '375 C Pressure (gauge pressure) 138 bar
Raumströmuniisfieschwindiskeit 1,0 V/V/Std«Room air flow speed 1.0 V / V / hour «
Wasserstoffgasrate 1300 m /mHydrogen gas rate 1300 m / m
Ein Katalysatorj der Kobalt- und Molybdänoxyd auf Siliciumdioxyd/Aluminiumoxyd enthielt und die folgender Gehalte an Co, Mo und'Si (ausgedrückt als Element) hatte, wurde verwendet;A catalyst of cobalt and molybdenum oxide Silica / alumina and the following Contents of Co, Mo and'Si (expressed as an element) had was used;
Co 1,8 Gew.-°/o Co 1.8 wt -. ° / o
Mo . 12,7 " Si 9,0 "Mon 12.7 "Si 9.0"
Nach der Destillation zur Entfernung von unterhalb von 250 C siedendem Material wurde das Produkt unter Verwendung des gleichen Katalysators wie in Beispiel 1 unter den folgenden Bedingungen hydrokatalytisch entwachst: After distillation to remove material boiling below 250 ° C, the product was used of the same catalyst as in Example 1 hydrocatalytically dewaxed under the following conditions:
Temperatur 32O0CTemperature 32O 0 C
Druck (Manometerdruck) 35 BarPressure (gauge pressure) 35 bar
Raumströmungsgeschwindigkeit 1,0 V/V/Std.Room flow velocity 1.0 V / V / hour.
3 33 3
Y/ass er st off gasrate ■ 900 m /mY / ass er st off gas rate ■ 900 m / m
Das Produkt wurde zur Entfernung von unterhalb von 25O0C siedendem Material destilliert, jedoch keiner Fertigbehandlung unterworfen. Die Kennzahlen für das Einsatzmaterial, das hydrokatalytisch behandelte Öl und das entwachste Öl werden nachstehend in Tabelle genannt.The product was distilled to remove below 25O 0 C boiling material, but not subjected to treatment finished. The key figures for the feedstock, the hydrocatalytically treated oil and the dewaxed oil are given in the table below.
materialmission
material
lytisch "be
handeltes ÖlHydrocata
lytic "be
traded oil
ProduktFinished
product
tion ( durch Gas-
Flüssigkeits- -
Chromatographie)TBP Destilla
tion (by gas
Liquid -
Chromatography)
258-433-
258-433
reich, 0GASTM boiling point
rich, 0 G
990C, cSt "Viscosity "at
99 0 C, cSt "
Gew.-$Sulfur content,
Wt .- $
Die Werte in Tabelle 3 zeigen, daß das Produkt eine ähnliche Zusammensetzung wie das gemäß Beispiel 1 hergestellte Spezifikationsprodukt hatte.The values in Table 3 show that the product has a composition similar to that of Example 1 manufactured specification product.
5 0 9825/09 355 0 9825/09 35
Claims (10)
als Hydrierkomponente ein Platingruppenmetall·enthält. ·4) Process according to claim 1 to 3, characterized in that a catalyst is used which
contains a platinum group metal as a hydrogenation component. ·
das Platingruppenmetall in einer Menge von O,O1 bis
10 Gew.-fo enthält.5) Method according to claim 1 Ms 4 »characterized in that a catalyst is used which
the platinum group metal in an amount from O, O1 to
Contains 10 wt.
Druck im Bereich von 35 bis 210 Bar (Manometerdruck),:9) Method according to claim 1 to 8, characterized in that the hydrocatalytic treatment at a 1 temperature in the range of 300 ° to 45O 0 C, a
Pressure in the range from 35 to 210 bar (gauge pressure):
Periodensystems auf einem feuerfesten· Träger enthält, durchgeführt wird. ! 0. Γ to 5 V / V / hour and a hydrogen flow-! Quantity from 360 to 1800 m ^ / m ^. input material over ! a catalyst containing one or more hydrogenation components from groups' VIA and VIII of the
Periodic table on a refractory · contains, is carried out. !
daß man als Hydrierkomponente ein oder mehrere Oxyde
und/oder Sulfide eines Metalls der Gruppe VIA und/
oder eines Eisengruppenmetallsjverwendet^ ;10) Method according to claim 9, characterized in that
that one or more oxides are used as the hydrogenation component
and / or sulfides of a metal from group VIA and /
or an iron group metal is used;
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2457467A1 true DE2457467A1 (en) | 1975-06-19 |
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ID=10476965
Family Applications (1)
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- 1973-12-06 GB GB5657073A patent/GB1449515A/en not_active Expired
-
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