DE2528554A1 - Ethylene and methane prodn. - by combined hydropyrolysis and cracking of higher hydrocarbons - Google Patents

Ethylene and methane prodn. - by combined hydropyrolysis and cracking of higher hydrocarbons

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DE2528554A1 DE19752528554 DE2528554A DE2528554A1 DE 2528554 A1 DE2528554 A1 DE 2528554A1 DE 19752528554 DE19752528554 DE 19752528554 DE 2528554 A DE2528554 A DE 2528554A DE 2528554 A1 DE2528554 A1 DE 2528554A1
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Abstract

Ethylene is produced by integrated hydropyrolysis-cracking process comprising (a) reacting H2 and hydrocarbon oil (density 0.99 and Conradson 20% wt.) in mol ratio at least 1:1 (3-30:1) at 600-900(700-850) degrees C and >=5(5-100) atmos. gauge with residence time 0.60(0.5-20) secs., (b) treating effluent from hydropyrolysis in cracking zone at 750-900 degrees C(800-850 degrees C) and =2(=1) atmos. with residence time 0.01-10(0.1-1) secs., (c) sepg. effluent into H2, CH4, C2H4, C2H6 and higher hydrocarbon streams, (d) recycling H2 to stage (a) and recycling C2H6 to stage (b), and (e) recovering methane and ethylene streams. In a pref. system water is injected into first-stage hydropyrolysis zone. Higher hydrocarbon stream from stage (c) is generally hydrogenated and recycled to stage (a); alternatively aromatics may be recovered from this stream and the residue recycled (after hydrogenation) to stage (a). Process yields methane as well as ethylene with total recycle of unconverted materials.

Description

Zwei-St en-Hydropyro lys e-Crackverahren zur Herstellung von Äthylen Die Erfindung betrifft ein zusammengefaßtes Verfahren zur Herstellung von Äthylen. Die ErSindung betrifft insbesondere ein zusammengefaßtes bzw. integriertes Zwei-Stufen-Hydropyrolyse-Crack- bzw. -Spaltverfahren zur Herstellung von Äthylen aus höheren Kohlenwasserstoffen.Two-st en hydropyro lysis cracking process for the production of ethylene The invention relates to a combined process for the production of ethylene. The invention relates in particular to a combined or integrated two-stage hydropyrolysis cracking or cracking process for the production of ethylene from higher hydrocarbons.

Die Spaltung oder das Cracken verschiedener Erdölfraktionen zur Herstellung von Äthylen ist gut bekannt. Allgemein werden für diese Crackverfahren Fraktionen im Bereich von Äthan. bis zu schwerem Gasöl und selbst Gesamtrohöl als Ausgangsmaterialien vertrendet, Das Cracken erfolgt in vielen verschiedenen Vorrichtungen, beispielsweise geheizten, röhrenförmigen Heizvorrichtungen, Heizvorrichtungen mit Kieselschichten, Crackvorrichtungen mit Wirbelschicht u.ä. Viele Verfahrenssysteme amrden ebenfalls eulewickelt, die auch die Recyclisierung verschiedener Komponenten umfassen, um die Äthylenausbeuten zu erhöhen.The splitting or cracking of various petroleum fractions for production of ethylene is well known. In general, fractions are used for these cracking processes in the area of Ethan. to heavy gas oil and even total crude oil as raw materials The cracking takes place in many different devices, for example heated tubular heating devices, heating devices with layers of silica, Cracking devices with fluidized bed, etc. Many procedural systems amrden also owl wrapped, which also include the recycling of various components, to increase the ethylene yields.

Die Erfindung betrifft . . ein zusammengefaßtes Verfahren zur Herstellung von Äthylen zusammen mit Methan, bei dem zuerst in einer ersten Stufe ein Kohlenwasserstofföl in Anwesenheit von Wasserstoff hydropyrolysiert wird, und dann wird das bei der Hydropyrolyse abströmende Material gespalten. Anschließend werden der Wasserstoff und das Äthan abgetrennt und recyclisiert und das Methan und Äthylen gewonnen.The invention relates to. . a summarized method of manufacture of ethylene together with methane, first in a first stage a hydrocarbon oil is hydropyrolysed in the presence of hydrogen, and then this is done at the Hydropyrolysis split material flowing off. Subsequently, the hydrogen and the ethane separated and recycled and the methane and ethylene recovered.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Äthylen aus höheren Kohlenwasserstoffen, das dadurch gekenpzeichnet ist, daß man (a) ein Kohlenwasserstofföl und Wasserstoff in eine Hydropyrolysezone der ersten Stufe einleitet, wobei das Molverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenwasserstofföl mindestens 1/1 beträgt, (b) das Kohlenwasserstofföl in Anwesenheit von Wasserstoff m ieser Zone bei Temperaturbedingungen im Bereich von ungefähr 600 bis 900°C, Drucken von mindestens ungefähr 5 atü und Verweilzeiten im Bereich von ungefähr 0,1 bis 60 Sekunden hydropyrolysiert, wobei ein Hydropyrolyseabstrom erhalten wird, (c) den Hydropyrolyseabstrom in eine Crackzone der zweiten Stufe einleitet und den Abstrom Crackbedingungen unterwirft wie Temperaturen im Bereich von ungefähr 750 bis 900°C, Drucken nicht über ungefähr 2 atü und Verweilzeiten im Bereich von ungefähr 0,01 bis 10 Sekunden, wobei ein Crackzonenabstrom gebildet wird, (d) den Crackzonenabstrom in einen Wasserstoffstrom, einen Methanstrom, einen Äthylenstrom, einen Äthanstrom und einen höheren Kohlenwasserstoffstrom trennt, (e) den Wasserstoffstrom in die Hydropyrolysezone der ersten Stufe recyclisiert und den Äthanstrom in die Crackzone der zweiten Stufe recyclisiert und (f) den Methanstrom-und den Äthylenstrom gewinnt.The invention relates to a process for the production of ethylene from higher hydrocarbons, which is characterized by the fact that one (a) a Introducing hydrocarbon oil and hydrogen into a hydropyrolysis zone of the first stage, wherein the molar ratio of hydrogen to hydrocarbon oil is at least 1/1, (b) the hydrocarbon oil in the presence of hydrogen in this zone at temperature conditions in the range of about 600 to 900 ° C, pressures of at least about 5 atmospheres and Hydropyrolysed residence times ranging from about 0.1 to 60 seconds, wherein a hydropyrolysis effluent is obtained, (c) the hydropyrolysis effluent to a cracking zone the second stage and subjects the effluent to cracking conditions such as temperatures in the range of about 750 to 900 ° C, pressures not exceeding about 2 atmospheres and dwell times in the range of about 0.01 to 10 seconds, forming a cracking zone effluent (d) the cracking zone effluent into a hydrogen stream, a methane stream, a Separates an ethylene stream, an ethane stream and a higher hydrocarbon stream, (e) recycling the hydrogen stream to the first stage hydropyrolysis zone and the ethane stream is recycled to the cracking zone of the second stage and (f) the methane stream and the ethylene stream wins.

Erfindungsgemäß wird somit ein neues, zusammengefaßtes bzw.According to the invention, a new, combined or

integriertes Zwei-StuSen-Hydropyrolyse-Crackverfahren geschaffen, bei dem höhere Kohlenwasserstoffe einschließlich Gesamtrohöl und hydrierten Kohleflüssigkeiten unter Bildung von Äthylen pyrolysiert werden. Bei dem integrierten Verfahren wird nicht nur Äthylen, sondern ebenfalls auch Methan gebildet, welches in synthetischem Naturgas verwendet werden kann. Das serstoff und alle anderen höherorganischen Stoffe können in das Verfahren recyclisiert werden, so daß sie schließlich in Äthylen und Methan überführt werden, obgleich es ebenfalls möglich ist, einen schweren organischen Strom abzutrennen, aus dem man aromatische Verbindungen wie Benzol, Toluol und/ oder Xylole gewinnen kann. Werden die aromatischen Verbindungen nicht von demlsdhweren organischen Strom vor der Recyclisierung abgetre , ist es amnschenswert, den Strom zu hydrieren, um un esättigte Verbindungen in gesättigte Verbindungen zu überführen.Integrated two-stage hydropyrolysis cracking process created, in which higher hydrocarbons including whole crude and hydrogenated coal liquids be pyrolyzed to form ethylene. In the case of the integrated procedure not only ethylene, but also methane, which in synthetic Natural gas can be used. The hydrogen and all other higher organic substances can be recycled into the process, ultimately converting them to ethylene and Methane can be converted, although it is also possible to use a heavy organic Separate electricity from which aromatic compounds such as benzene, toluene and / or can win xylenes. Will the aromatic compounds not be affected by this? If organic electricity is disposed of before recycling, it is desirable to use the electricity to hydrogenate in order to convert unsaturated compounds into saturated compounds.

Das erfindungsgemåBe integrierte Verfahren wird in der beigefügten Zeichnung schematisch erläutert zusammen mit bestimmten, möglichen Merkmalen, die durch gestrichelte Linien dargestellt sind.The integrated method according to the invention is shown in the attached Drawing explained schematically together with certain possible features that are shown by dashed lines.

Die Kohlenwasserstofföle, die für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sind, können als solche definiert werden, die Dichten unter ungefähr 0,99, bevorzugt unter ungefähr 0,95, besitzen und einen Conradson-Kohlenstpffgehalt von ;weniger als ungefähr 20 Gew.Vc, bevorzugt weniger als ungefähr 2 Gew.0/a, aufweisen. Sowohl Nicht-Destillat- als auch Destillat-Kohlenwasserstofföle sind geeignet, wie sie in der US-Reissue-Patentschrift 27599 und der US-PS 3 363 024 beschrieben werden.The hydrocarbon oils which are suitable for the process according to the invention can be defined as having densities below about 0.99, preferred below about 0.95, and have a Conradson carbon content of; less than about 20% by weight Vc, preferably less than about 2% by weight per year. As well as Both non-distillate and distillate hydrocarbon oils are suitable, as are them in U.S. Reissue Patent 27599 and U.S. Patent 3,363,024.

Beispielsweise können rohes Erdöl und andere Öle, die ähnliche Dichte- und Flüchtigkeitseigenschaften besitzen, verwendet werden wie auch Öle, die sich von Kohle ableiten wie hydriertes Kohleöl. Destillatöle, die im Bereich von 30 bis 3600c sie den, können verwendet werden. Ähnlich können Kohleteerdestillate, die unsubstituierte oder hydroxysubstituierte Kohlenwasserstoffe enthalten, verwendet werden. Gase, die hauptsächlich Butan und Propan enthalten, sind zufriedenstellende Beschickungsmaterialien. Alle oben aufgefährten Substanzen sollen von dem Ausdruck "Kohlenwasserstofföle" mitumfaßt werden.For example, crude petroleum and other oils that have similar density and volatility properties can be used as well as oils that are derive from coal like hydrogenated Coal oil. Distillate oils that are im The range from 30 to 3600c can be used. Similarly, coal tar distillates, which contain unsubstituted or hydroxy-substituted hydrocarbons are used will. Gases mainly containing butane and propane are satisfactory Feed materials. All of the substances listed above are intended to be derived from the expression "Hydrocarbon oils" are included.

Die oben beschriebenen Kohlenwasserstofföle werden in die Hydropyrolysezone der ersten Stufe zusammen mit Wasserstoff eingeleitet. In der Hydropyrolysezone werden die Kohlenwasserstofföle pyrolytisch. in Anwesenheit von Wasserstoff zu niederen Kohlenwasserstoffen gespalten. Was die erforderlichen Einrichtungen betrifft, so wird ein geeigneter Reaktor, in dem die Hydropyrolyse durchgeführt werden kann, in der oben erwähnten US-PS 3 363 024 beschrieben. Eine andere geeignete Einrichtung ist ein üblicher röhrenförmiger Ofen, der bei üblichen Crackverfahren verwendet wird.The hydrocarbon oils described above are used in the hydropyrolysis zone the first stage initiated together with hydrogen. In the hydropyrolysis zone the hydrocarbon oils become pyrolytic. to lower in the presence of hydrogen Split hydrocarbons. As for the facilities required, so becomes a suitable reactor in which the hydropyrolyse can be carried out, in U.S. Patent 3,363,024 noted above. Another suitable facility is a common tubular furnace used in common cracking processes will.

Die Hydropyrolyse wird mit einem Molverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenwasserstoffölen von mindestens 1/1, bevorzugt mindestens 3/1, durchgeführt. In der Zone wird umso weniger Kohle gebildet je mehr Wasserstoff vorhanden ist, wenn andere wesentliche Faktoren konstantgehalten werden wie die Temperatur, der Druck usw. Ein weiterer Faktor, der bei der Bestimmung der Wasserstoffmenge, die bei einem besonderen Verfahren verwendet wird, beachtet werden muß, ist der, daß bei steigendem Wasserstoffgehalt die Äthanbildung gegenüber der Äthylenbildung begünstigt wird. Dieser Faktor besitzt im Zusammenhang mit dem Cracken der zweiten Stufe Bedeutung, da bei dieser Stufe Äthan zu Äthylen dehydriert wird. Es.ist weiterhin zu beachten, daß der überschüssige Wasserstoff durch das integrierte Verfahren geleitet und recyclisiert werden muß. Zieht man alle Faktoren in Betracht, so ist es bevorzugt, mit Wasserstoff-zu-Kohlenwasserstofföl-Molverhältnissen im Bereich von ungefähr 3/1 bis 30/1 zu arbeiten.The hydropyrolysis is done with a molar ratio of hydrogen too Hydrocarbon oils of at least 1/1, preferably at least 3/1, carried out. In the zone, the less coal is formed the more hydrogen is present, if other essential factors are kept constant such as temperature, the Pressure etc. Another factor to consider when determining the amount of hydrogen that which must be observed in a particular procedure is that with increasing hydrogen content, the formation of ethane favors the formation of ethylene will. This factor is important in connection with the second stage cracking, because at this stage ethane is dehydrated to ethylene. It is also important to note that the excess hydrogen passed through the integrated process and recycled must become. Taking all factors into account, it is preferred to use hydrogen to hydrocarbon oil mole ratios to work in the range of about 3/1 to 30/1.

Der Wasserstoff für die Hydropyrolysestufe wird durch Recyclisierung des Wasserstoffs, der bei der anschließenden Trennstufe abgetrennt wird, geliefert, wie im folgenden näher erläutert wird, und zusätzlich von einer geeigneten Außenquelle.The hydrogen for the hydropyrolysis stage is recycled the hydrogen, which is separated off in the subsequent separation stage, is supplied, as will be explained in more detail below, and additionally from a suitable external source.

Der Wasserstoff und das Kohlenwasserstofföl können getrennt in die Hydropyrolysestufe eingeführt werden oder sie können vermischt und als Mischung eingeleitet werden. Der Kohlenwasserstoff kann durch eine Zerstäubungsdüse unter Verwendung von Wasserstoff als Zerstäubungsgas eingeleitet werden. Bevorzugt wird das Kohlenwasserstofföl auf eine Temperatur nahe an der Betriebstemperatur der Hydropyrolysezone, beispielsweise auf 3000C bis so hoch wie 550 0C erwärmt Die Hydropyrolyse wird bei einer Temperatur im Bereich von 600 bis 9000C, bevorzugt 700 bis 850°C, durchgeführt. Höhere Temperaturen begünstigen Äthylen gegenüber Üthan. Drucke von mindestens 5 atü werden verwendet, üblicherweise werden Drucke im Bereich von 5 bis 100 atü und bevorzugt im Bereich von 15 bis 30 atü verwendet. Niedrigere Drucke begünstigen Äthylen gegenüber Äthan. Verweilzeiten im Bereich von 0,1 bis 60 Sekunden, bevorzugt 0,5 bis 20 Sekunden, werden verwendet.The hydrogen and the hydrocarbon oil can be separated into the Hydropyrolysis step can be introduced or they can be mixed and mixed as a mixture be initiated. The hydrocarbon can be taken through an atomizing nozzle Use of hydrogen as the atomizing gas can be initiated. Is preferred the hydrocarbon oil to a temperature close to the operating temperature of the hydropyrolyse zone, for example heated to 3000C to as high as 550 ° C. The hydropyrolyse is at at a temperature in the range from 600 to 900 ° C., preferably from 700 to 850 ° C. Higher temperatures favor ethylene over Üthan. Prints of at least 5 atmospheres are used, usually pressures in the range from 5 to 100 atmospheres and preferably used in the range from 15 to 30 atmospheres. Favor lower pressures Ethylene versus ethane. Residence times in the range from 0.1 to 60 seconds are preferred 0.5 to 20 seconds are used.

Kürzere Verweilzeiten begünstigen Äthylen gegenüber Äthan.Shorter residence times favor ethylene over ethane.

Die Kohleabscheidung, die durch Nebenreaktionen in der Hydropyrolysezone auftreten kann, kann inhibiert werden, indem man eine geringe Konzentration an Schwefelverbindungen in dem Kohlenwasserstofföl-Beschickungsmaterial vorsieht, sofern Schwefelverbindungen noch nicht vorhanden sind, beispielsweise 10 ppm. Dies ist gut bekannt und wird im allgemeinen als Passivierung bezeichnet. Üblicherweise erfolgt die Zugabe der Schwefelverbindungen kontinuierlich.The coal deposition caused by side reactions in the hydropyrolysis zone can occur can be inhibited by adding a low concentration of sulfur compounds in the hydrocarbon oil feed if sulfur compounds are not yet present, for example 10 ppm. This is and is well known commonly referred to as passivation. Usually the addition takes place Sulfur compounds continuously.

Eine Alternative für die Verwendung der Schwefelverbindungen ist Wasser oder Dampf, obgleich für die gleiche Wirksamkeit bei der Inhibierung der Carbonisierung größere Mengen an Wasser erforderlich sind, verglichen mit Schwefelverbindungen.Ublicherweise sind bis zu ungefähr 3 Mol Wasser/Mol Kohlenwasserstofföl wirksam, obgleich größere Mengen verwendet werden können. Wasser inhibiert nicht nur die Carbonisierung, sondern es wurde weiterhin gefunden, daß Wasser die Hydropyrolyse beeinflußt und die Bildung von Äthylen gegenüber Äthan begünstigt.An alternative to using the sulfur compounds is water or steam, albeit for the same effectiveness in inhibiting carbonization larger amounts of water are required compared to sulfur compounds. Usually up to about 3 moles of water / mole of hydrocarbon oil are effective, although larger Quantities can be used. Water not only inhibits carbonization, but it has also been found that water affects hydropyrolysis and formation favored by ethylene over ethane.

Der Abstrom von der Hydropyrolysezone der ersten Stufe wird dann in die Crackzone der zweiten Stufe eingeleitet. In der Crackzone der zweiten Stufe wird der Abstrom bei niedrigem Druck gespalten bzw. gecrackt. Temperaturen im Bereich von 750 bis 9000C, bevorzugt 800 bis 8500C,werden verwendet.The effluent from the hydropyrolysis zone of the first stage is then in initiated the cracking zone of the second stage. In the second stage crack zone the effluent is split or cracked at low pressure. Temperatures in the area from 750 to 9000C, preferably from 800 to 8500C, are used.

Drucke, üblicherweise nicht über ungefähr 2 atü und bevorzugt nicht über 1 atü werden verwendet. Die Verweilzeit kann im Bereich von ungefähr 0,01 bis 10 Sekunden, wobei 0,1 bis 1 Sekunde bevorzugt sind, liegen Da die Bedingungen in der Crackzone der zweiten Stufe ebenfalls ideal sind, um äthan zu Äthylen zu dehydrieren, wird das Äthan von der Trennzone in die Crackzone der zweiten Stufe recyclisiert. Die Zone der zweiten Stufe dient nicht nur dazu, die höheren Kohlenwasserstoffe in dem Abstrom von der Hydropyrolysezone der ersten Stufe zu spalten, sondern ebenfalls dazu, Äthan, welches in der ersten und der zweiten Stufe gebildet wird, wie auch das, das recyclisiert wird, zu dehydrieren.Prints, usually not over about 2 atmospheres, and preferably not over 1 atm are used. The residence time can range from about 0.01 to 10 seconds, with 0.1 to 1 second being preferred, since the conditions are in the crack zone of the second stage are also ideal for dehydrogenating ethane to ethylene, the ethane is recycled from the separation zone into the cracking zone of the second stage. The zone of the second stage serves not only to contain the higher hydrocarbons in the effluent from the first stage hydropyrolysis zone, but also in addition, ethane, which is formed in the first and second stages, as well as dehydrate that which is recycled.

Die Abstromproduktmischung von der Crackzone der zweiten Stufe wird dann aufgearbeitet, um Methan und Äthylen in einer Trennzone zu gewinnen. Ubliche Verfahren für die Trennung von Wasserstoff, Methan, Äthylen, Äthan und höheren Kohlenwasserstoffen können verwendet werden. Bei einem geeigneten Trenn- und Gewinnungssystem wird die Produktmischung unmittelbar, wenn sie von der Crackzone der zweiten Stufe austritt, abgekühlt oder abgeschreckt und dann wird die abgekühlte Mischung durch eine Reihe von Fraktionierdestillationssäulen mit niedrigen Temperaturen geleitet. Der Wasserstoff wird zuerst abgetrennt und in die Hydropyrolysezone der ersten Stufe, wie zuvor erwähnt wurde, recyclisiert.The effluent mixture from the second stage cracking zone is then worked up to recover methane and ethylene in a separation zone. Usual Process for the separation of hydrogen, methane, ethylene, ethane and higher hydrocarbons can be used. With a suitable Separation and extraction system the product mixture becomes immediate when it leaves the second stage cracking zone exits, cooled or quenched and then the cooled mixture is passed through passed a series of fractional distillation columns at low temperatures. The hydrogen is first separated and fed into the hydropyrolyse zone of the first stage, as previously mentioned, recycled.

Das Methan wird dann abgetrennt und gewonnen, und es kann zweckdienlicherweise als synthetische Komponente für Naturgas verwendet werden. Anschließend wird Äthylen abgetrennt, und dieses kann als Handelsprodukt gelagert oder abtransportiert werden. Äthan wird als nächstes abgetrennt und in die Crackzone der zweiten Stufe, wie zuvor angegeben, recyclisiert.The methane is then separated and recovered, and it can conveniently can be used as a synthetic component for natural gas. Then it becomes ethylene separated, and this can be stored or transported away as a commercial product. Ethane is next separated and sent to the second stage cracking zone as before specified, recycled.

Die verbleibenden höheren Kohlenwasserstoffe werden dann auf übliche Weise hydriert, um die Unsättigung zu beseitigen, und in die Hydropyrolysezone der ersten Stufe recyclisiert, wo sie erneut bandelt und in niedrigere Kohlenwasserstoffe und schließlich Äthylen und Methan überführt werden.The remaining higher hydrocarbons are then on usual Way hydrogenated to eliminate the unsaturation, and in the hydropyrolyse zone of the recycled in the first stage, where it is re-bound and converted into lower hydrocarbons and finally ethylene and methane are transferred.

Das oben beschriebene Trennverfahren ist im wesentlichen eine selektive, stufenweise Destillation; man kann auch ein umgekehrtes Verfahren, d.h. eine selektive, stufenweise Kondensation, verwenden.The separation process described above is essentially a selective, stepwise distillation; one can also use a reverse process, i.e. a selective, gradual condensation.

Da die höheren Kohlenwasserstoffe unterschiedliche Mengen an aromatischen Verbindungen, hauptsächlich Benzol, Toluol und Xylole, enthalten, kann vor der Hydrierung und Recyclisierung eine weitere Trennstufe durchgeführt werden. Eine solche Trennung kann auf bekannte Weise erfolgen, um im wesent chen alle aromatischen Verbindungen abzutrennen, oder es können nur die gewünschten Komponenten abgetrennt werden.Because the higher hydrocarbons have different amounts of aromatic Compounds, mainly benzene, toluene and xylenes, may contain prior to hydrogenation and recycling a further separation stage can be carried out. Such a separation can be done in a known manner to remove essentially all aromatic compounds to be separated, or only the desired components can be separated.

Wenn im wesentlichen alle aromatische Verbindungen abgetrennt werden, kann der verbleibende Strom aus höheren Kohlenwasserstoffen in die Hydropyrolysezone ohne Hydrierung der ersten Stufe recyclisiert werden. Es ist jedoch bevorzugt, den Strom aus höheren Kohlenwasserstoffen vor der Recyclisierung zu hydrieren, selbst wenn die aromatischen Verbindungen oder ein Teil der aromatischen Verbindungen entfernt wurden.When essentially all aromatic compounds are separated, the remaining stream of higher hydrocarbons can be fed into the hydropyrolysis zone be recycled without hydrogenation of the first stage. However, it is preferred to use the current from higher hydrocarbons before recycling hydrogenate even if the aromatic compounds or part of the aromatic Connections have been removed.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.The following examples illustrate the invention.

Beisiel 1 Eine Mischung aus 2,3 Vol/min flüssigem Kerosin (Siedepunktsbereich von 190 bis 2700C und spezifisches Gewicht von 2,65 Vol/min flüssigem Wasser und 161 Vol/min Wasserstoffgas (Molverhältnis von H2 zu Kohlenwasserstoff = ungefähr 18,0) wird in die Hydropyrolysezone der ersten Stufe, wie in der US-PS 3 363 024 beschrieben, eingeleitet. Einlaßöffnungen für den recyclisierten Wasserstoff und den recyclisierten höheren Kohlenwasserstoff sind ebenfalls vorgesehen. Die Hydropyrolyse wird bei einer Temperatur im Bereich von 750 bis 8000C, einem Druck von 20,4 atü und einer Venreilzeit von 7 bis 10 Sekunden durchgeführt.Example 1 A mixture of 2.3 vol / min liquid kerosene (boiling point range from 190 to 2700C and specific gravity of 2.65 vol / min liquid water and 161 vol / min hydrogen gas (molar ratio of H2 to hydrocarbon = approx 18.0) is fed into the first stage hydropyrolysis zone, as in US Pat. No. 3,363,024 described, initiated. Inlets for the recycled hydrogen and the recycled higher hydrocarbon are also contemplated. The hydropyrolysis is at a temperature in the range from 750 to 8000C, a pressure of 20.4 atü and a ventilation time of 7 to 10 seconds.

Der Abstrom von der Hydropyrolysezone der ersten Stufe wird dann entspannt in die Crackzone des röhrenförmigen Ofens der zweiten Stufe geleitet. In dieser Zone ist ebenfalls eine Einlaßöffnung für recyclisiertes Äthan vorgesehen. Die Spaltung der zweiten Stufe wird bei Temperaturen von 850 bis 9000C, Drucken von 0,7 bis 1,7 atü und einer Verweilzeit von 0,1 bis 0,5 Sekunden durchgeführt.The effluent from the hydropyrolysis zone of the first stage is then depressurized passed into the cracking zone of the tubular second stage furnace. In this Zone is also provided with an inlet for recycled ethane. The split the second stage is at temperatures from 850 to 9000C, pressures from 0.7 to 1.7 atü and a dwell time of 0.1 to 0.5 seconds.

Die Produktmischung von der Hydropyrolysezone der zweiten Stufe wird schnell abgekühlt oder abgeschreckt und in eine Reihe von Fraktionierdestillationssäulen geleitet. Der Wasser stoff wird abgetrennt und in die Hydropyrolysezone der ersten Stufe recyclisiert. Das Methan wird abgetrennt und gelagert.The product mixture from the second stage hydropyrolysis zone becomes rapidly cooled or quenched and transferred to a series of fractional distillation columns directed. The hydrogen is separated off and transferred to the hydropyrolysis zone of the first Stage recycled. The methane is separated and stored.

Äthylen wird abgetrennt und gelagert. Äthan wird abgetrennt und in die Crackzone der zweiten Stufen recyclisiert. Der verbleibende Strom aus höheren Kohlenwasserstoffen wird hydriert und in die Hydropyrolysezone der ersten Stufe recyclisiert.Ethylene is separated and stored. Ethane is separated and in the cracking zone of the second stage is recycled. The remaining electricity from higher Hydrocarbons are hydrogenated and transferred to the first stage hydropyrolysis zone recycled.

B e i s p 1 e 1 2 In eine Hydropyrolysezone, die von einem 0,96 cm (3/8 inch) rostfreien Stahlröhrenreaktor mit einer Länge von 0,3 in (1 ft.) gebildet wird, der ein Volumen von ungefähr 16 ccm im Innenbereich enthält, das die erhitzte Zone ergibt, werden ein leichtes Naphtha (BP 85 bis 1500C) mit einer Geschwindigkeit von 0,034 ml/min und Wasserstoff mit einer Geschwindigkeit von 100 ccm/min (Molverhältnis von Tdasserstoff zu Kohlenwasserstoff = ungefähr 16,2) eingeleitet. Die Hydropyrolyse wird bei einer Temperatur von 7500C (heiße Stelle bzw. heiße Spitze), einem Druck von 6,8 atü und einer durchschnittlichen Verweilzeit von 2,5 Sekunden durchgefuhrt.B e i s p 1 e 1 2 In a hydropyrolysis zone, which is 0.96 cm (3/8 inch) stainless steel tubular reactor 0.3 in (1 ft.) In length which contains a volume of about 16 cc in the interior area that the heated Zone results will be a light naphtha (BP 85 to 1500C) at a rate of 0.034 ml / min and hydrogen at a rate of 100 ccm / min (molar ratio from hydrogen to hydrocarbon = approximately 16.2). The hydropyrolysis is at a temperature of 7500C (hot spot or hot tip), a pressure of 6.8 atmospheres and an average residence time of 2.5 seconds.

Der Abstrom aus der Hydropyrolysezone wird gaschromatographisch analysiert; er enthält 12,4 Gew.,tó H2, 36,3 Gew.% Methan, 1,1 Gew.OO Äthylen, 41,4 Gew.,Ó Äthan und 9,0 Gew.% höhere Kohlenwasserstoffe.The effluent from the hydropyrolysis zone is analyzed by gas chromatography; it contains 12.4% by weight of H2, 36.3% by weight of methane, 1.1% by weight of ethylene, 41.4% by weight of Ó ethane and 9.0 weight percent higher hydrocarbons.

Der Abstrom von der Hydropyrolyse wird dann in die zweite Crackstufe eingeleitet, die bei A-tmosphärendruck und 800 bis 850°C betrieben wird. Berechnungen aufgrund des thermodynamischen Gleichgewichts bei 8500C ergeben ein Produkt, das die folgende Fuohlenwasserstoffverteilung besitzt: 41 Gew.% Methan, 23,4 Gew.9b Äthylen, 26,6 Ges.45 Äthan, 4,9 Gew.% Benzol und 4,1 Gew.% höhere Kohlenwasserstoffe.The effluent from the hydropyrolysis is then sent to the second cracking stage initiated, which is operated at atmospheric pressure and 800 to 850 ° C. Calculations due to the thermodynamic equilibrium at 8500C result in a product that has the following hydrocarbon distribution: 41% by weight methane, 23.4% by weight 9b Ethylene, 26.6 total 45 ethane, 4.9% by weight benzene and 4.1% by weight higher hydrocarbons.

Das Methan, Äthylen und Benzol werden gewonnen, und der Wasserstoff und die höheren Kohlenwasserstoffe werden in die Hydropyrolysezone recyclisiert und das Äthan wird in die Crackzone der zweiten Stufe recyclisiert.The methane, ethylene and benzene are extracted, and the hydrogen and the higher hydrocarbons are recycled to the hydropyrolysis zone and the ethane is recycled to the second stage cracking zone.

Claims (9)

Patentansprüche Claims Verfahren zur Herstellung von Äthylen aus höheren Kohlenwasserstoffen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß man (a) ein Kohlenwasserstofföl und Wasserstoff in eine Hydropyrolysezone der ersten Stufe einleitet, wobei das Molverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenwasserstofföl mindestens 1/1 beträgt, (b) das Kohlenwasserstofföl in Anwesenheit von Wasser stoff in iEarZone bei Temperaturbedingungen im Bereich von ungefähr 600 bis 9000C, Drucken von mindestens ungefähr 5 atü und Verweilzeiten im Bereich von ungefähr 0,1 bis 60 Sekunden hydropyrolysiert, wobei ein Hydropyrolyseabstrom erhalten wird, (c) den Hydropyrolyseabstrom in eine Crackzone der zweiten Stufe einleitet und den Ab strom Crackbedingungen unterwirEtlwie Temperaturen im Bereich von ungefähr 750 bis 90O0c, Drucken nicht über ungefähr 2 atü und Verweilzeiten im Bereich von ungefähr 0,01 bis 10 Sekunden, wobei ein Crackzonenabstrom gebildet wird, (d) den Crackzonenabstrom in einen Wasserstoffstrom, einen Methanstrom, einen Äthylenstrom, einen Äthanstrom und einen höheren Kohlenwasserstoffstrom trennt, (e) den Wasserstoffstrom in die Hydropyrolysezone der ersten Stufe recyclisiert und den Äthanstrom in die Crackzone der zweiten Stufe recyclisiert und (f) den Methanstrom und den Äthylenstrom gewinnt.Process for the production of ethylene from higher hydrocarbons, It is noted that (a) a hydrocarbon oil and hydrogen is introduced into a hydropyrolysis zone of the first stage, the molar ratio of Hydrogen to hydrocarbon oil is at least 1/1, (b) the hydrocarbon oil in the presence of hydrogen in the iEarZone at temperature conditions in the area from about 600 to 900C, pressures of at least about 5 atmospheres and dwell times hydropyrolysed in the range of about 0.1 to 60 seconds with a hydropyrolysis effluent (c) the hydropyrolysis effluent to a second stage cracking zone initiates and the effluent cracking conditions under current temperatures in the range from about 750 to 90O0c, pressures not exceeding about 2 atm and dwell times in the range of about 0.01 to 10 seconds, forming a cracking zone effluent (d) the cracking zone effluent into a hydrogen stream, a methane stream, a Separates an ethylene stream, an ethane stream and a higher hydrocarbon stream, (e) recycling the hydrogen stream to the first stage hydropyrolysis zone and recycling the ethane stream to the second stage cracking zone and (f) the methane stream and wins the ethylene stream. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Kohlenwasserstofföl eine Dichte von weniger als ungefähr 0,99 und einen Conradson-Kohlenstoffgehalt von weniger als ungefähr 20 Gew.% besitzt. 2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the hydrocarbon oil has a density less than about 0.99 and a Conradson carbon content of less than about 20 weight percent. 3. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei der Hydropyrolyse die folgenden Bedingungen verwendet werden: Temperaturen im Bereich von ungefähr 700 bis 8500C, Drucke im Bereich von ungefähr 5 bis 100 atü und Verweilzeiten im Bereich von 0,5 bis 20 Sekunden. 3. The method according to one or more of claims 1 and 2, characterized It is not noted that the following conditions apply to hydropyrolysis be used: Temperatures ranging from about 700 to 8500C, pressures in the range of about 5 to 100 atmospheres and dwell times in the range from 0.5 to 20 seconds. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wasserstoff-zu-Kohlenwasserstofföl-Molverhältnis im Bereich von ungefähr 3/1 bis 30/1 liegt.4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized Note that the hydrogen to hydrocarbon oil molar ratio ranges from about 3/1 to 30/1. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in die Hydropyrolysezone der ersten Stufe ebenfalls Wasser eingeleitet wird.5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized it is not noted that in the hydropyrolysis zone of the first stage as well Water is introduced. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Crackzone der zweiten Stufe die folgenden Bedingungen verwendet werden: Temperaturen im Bereich von ungefähr 800 bis 8500C, Drucke nicht über ungefähr 1 atü und Verweilzeiten im Bereich von 0,1 bis 1 Sekunden.6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized It is not noted that in the cracking zone of the second stage the following Conditions to be used: temperatures in the range of approximately 800 to 8500C, Do not print above about 1 atm and dwell times in the range of 0.1 to 1 second. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der höhere Kohlenmrasserßtoff hydriert und in die Hydropyrolysezone der ersten Stufe recyclisiert wird.7. The method according to one or more of claims 1 to 6, characterized NOTICE that the higher carbon mass hydrogenates and becomes in the hydropyrolysis zone of the first stage is recycled. 8 Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Strom aus höheren Kohlenwasserstoffen in einen Strom aus aromatischen Verbindungen und einen restlichen Strom getrennt wird, daß der Strom aus aromatischen Verbindungen gewonnen wird und daß der verbleibende Strom in die Hydropyrolysezone der ersten Stufe recyclisiert wird.8 The method according to one or more of claims 1 to 7, characterized it is not noted that the flow of higher hydrocarbons into one Stream of aromatic compounds and a remaining stream is separated that the stream is obtained from aromatic compounds and that the remaining stream is recycled to the hydropyrolysis zone of the first stage. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der verbleibende Strom vor der Recyclisierung hydriert wird.9. The method according to one or more of claims 1 to 8, characterized it is not noted that the remaining stream is to be recycled is hydrogenated. L e e r s e i t eL e r s e i t e
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0011874A1 (en) * 1978-12-04 1980-06-11 Hoechst Aktiengesellschaft Process for the preparation of ethylene by hydropyrolysis

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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