DE2934679A1

DE2934679A1 - Verfahren zur trennung eines gemischtphasigen kohlenwasserstoffhaltigen reaktionsproduktauslaufes

Info

Publication number: DE2934679A1
Application number: DE19792934679
Authority: DE
Inventors: Norman Henry Scott
Original assignee: UOP LLC
Current assignee: Honeywell UOP LLC
Priority date: 1978-08-30
Filing date: 1979-08-28
Publication date: 1980-03-13
Also published as: ES483690A1; JPS585958B2; CA1127580A; DE2934679C2; IT1193498B; JPS5569694A; FR2434859B1; GB2034745B; US4159937A; IT7925393A0; GB2034745A; FR2434859A1

Description

Verfahren zur Trennung eines gemisch tphasigen kohlenwasserstoffhaltigen Reaktionsproduktauslaufes

293467S

Die Erfindung betrifft die Trennung eines gemischphasigen KohlenwasserstoffUmwandlungsauslaufes. Spezieller befaßt sich die Erfindung mit einem besonderen Schema zur Trennung eines gemischtphasigen kohlenwasserstoffhaltigen Produktauslaufes, welcher aus der Umwandlung einer Kohlenwasserstoffbeschickung schwerer als Benzin stammt. Das Gemischtphasentrennverfahren nach der Erfindung ist anwendbar auf ein Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren, das als Wasserstoff verbrauchend klassifiziert werden kann und in welchem die Rückführung einer wasserstoffreichen Gasphase zu einer oder mehreren Reaktionszonen erforderlich ist. Solche Wasserstoff verbrauchenden Verfahren sind beispielsweise das Hydrofinieren oder die Wasserstoff behandlung von Kerosinfraktionen, Mitteldestillatfraktionen, leichten und schweren Vakuumgasölen, leichten und schweren Kreislaufmaterialien usw. zum Hauptzweck einer Verminderung der Konzentration verschiedener darin enthaltener verunreinigender Einflüsse. Ein anderes typisches Wasserstoff verbrauchendes Umwandlungsverfahren ist in der Erdölraffinerietechnik als "Hydrokracken" bekannt. Hauptsächlich werden Hydrokrackverfahren verwendet, um relativ schweres kohlenwasserstof fhaltiges Material in niedriger siedende Kohlenwasserstoff produkte, wie Benzin, Kerosin und Brennöl, umzuwandeln.

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Relativ junge Entwicklungen auf dem Gebiet der Erdöltechnologie zeigten, daß die Hydrokrackreaktionen erfolgreich auf Rückstandsmaterialien oder sogenannte "Schwarzöle" angewendet werden können. Beispiele solcher Materialien sind Bodenprodukte von unter Atmosphärendruck arbeitenden Türmen, Bodenprodukte von unter Vakuum arbeitenden Türmen (Vakuumrückstände) , Destillationsrohrückstände, getoppte Rohöle und aus Teersand extrahierte Rohöle. Das Trennverfahren nach der Erfindung bietet Vorteile bei Einbeziehung in ein Verfahren für die Umwandlung von Schwarzölen. Es sei jedoch festgestellt, daß die obige kurze Beschreibung von Erdölverfahren, auf die das vorliegende Trennverfahren anwendbar ist, kohlenwasserstof fhaltige Beschickungsmaterialien benutzt, die oberhalb des Benzinsiedebereiches sieden, d.h. mit einem Anfangssiedepunkt oberhalb 2O4,4 C.

Ein Hauptziel der Erfindung ist es, eine Abnahme des Wasserstoffverlustes bei der Durchführung eines Wasserstoff verbrauchenden Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahrens zu bewirken. Ein Folgeziel ist es, eine Methode zur Trennung eines gemischtphasigen Reaktionsproduktaus laufes zu erhalten, welcher aus der Umwandlung von kohlenwasserstoffhaltigem Material schwerer als Benzin stammt.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Trennung eines gemischtphasigen kohlenwasserstof fhaltigen Reaktionsproduktauslaufes zu bekommen, welcher Wasserstoff, normalerweise flüssige Kohlenwasserstoffe und normalerweise gasförmige Kohlenwasserstoffe enthält.

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ORIGINAL INSPECTED

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Nach einer breiten Ausführungsform ist daher die Erfindung auf ein Verfahren zur Trennung eines gemischtphasigen KohlenwasserstoffreaktionsproduktausLaufes gerichtet, welcher

1. aus der Umwandlung einer oberhalb einer Temperatur von 204,4 C siedenden Kohlenwasserstoffbeschickung stammt und

2. zu der Umwandlungszone zurückzuführenden Wasserstoff, normalerweise flüssige Kohlenwasserstoffe und normalerweise dampfförmige Kohlenwasserstoffe enthält, und dieses Trennverfahren besitzt eine Stufenfolge, die darin besteht, daß man a) den Produktauslauf in einer ersten Trennzone bei im wesentlichen dem gleichen Druck wie dem des Auslaufes trennt und so (I) eine erste flüssige Phase und (II) eine erste dampfförmige Phase bekommt, b) die erste dampfförmige Phase auf eine Temperatur im Bereich von 10 bis 65,6° C kühlt und die gekühlte dampfförmige Phase in einer zweiten Trennzone bei im wesentlichen dem gleichen Druck wie dem der ersten Trennzone auftrennt und so (I) eine wasserstoffreiche zweite dampfförmige Phase und (II) eine methanhaltige zweite flüssige Phase bekommt, c) die Temperatur der zweiten flüssigen Phase erhöht und die erhitzte flüssige Phase in einer dritten Trennzone bei wesentlich vermindertem Druck trennt, wobei die Temperatur und der Druck so ausgewählt werden, daß man (I) eine dritte flüssige Phase und (II) eine dritte dampfförmige Phase, die wenigstens 70,0 % des Methans in der zweiten flüssigen Phase enthält, bekommt und d) wenigstens einen Teil dieser dritten flüssigen Phase mit der ersten dampfförmigen Phase vermischt.

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In einer anderen Ausführungsform wird dieser Anteil der dritten flüssigen Phase mit der ersten dampfförmigen Phase vor deren Kühlung vermischt.

Bei einer anderen Ausführungsform wird die zweite flüssige Phase auf eine Temperatur im Bereich von 121,1 bis 260° C erhitzt, und die dritte Trennzone arbeitet bei einem Druck von 14,61 atm bis 31,63 atm.

Es sei festgestellt, daß das vorliegende gemischtphasige Trennverfahren in drei oder vier einzelnen Trennzonen durchgeführt wird. Der Reaktionsproduktauslauf wird in eine heiße Trennvorrichtung bei im wesentlichen dem gleichen Druck eingeführt, wie er aus der Umwandlungsreaktionszone kommt. Vorzugsweise liegt die Temperatur im Bereich von 371 bis 399° C. Die dampfförmige Phase aus der heißen Trennvorrichtung wird auf eine Temperatur im Bereich von 10 bis 65,6° C gekühlt und in eine kalte Trennvorrichtung bei im wesentlichen dem gleichen Druck, unter welchem die heiße Trennvorrichtung arbeitet, eingeführt. Material in flüssiger Phase aus der kalten Trennvorrichtung wird auf eine Temperatur im Bereich von 121,1 bis 260° C erhitzt und in eine warme Entspannungsoder Schnellverdampfungszone mit einem wesentlich verminderten Druck im Bereich von 14,61 atm bis 31,63 atm eingeführt. Wenn die vierte Trennzone benutzt wird, arbeitet sie bei im wesentlichen der gleichen Temperatur wie die heiße Trennvorrichtung, doch bei einem wesentlich verminderten Druck im Bereich von 7,81 atm bis 28,23 atm. Diese vierte Zone ist in der Technik als eine heiße Entspannungs- oder Schnellverdampfungszone bekannt. Das Trennverfahren nach der Erfindung

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P.

beruht auf der warmen Entspannungs- oder Schnei1verdampfungszone. In ähnlichen bekannten Trennmethoden wird die Temperatur der flüssigen Phase aus der kalten Trennvorrichtung nicht erhöht, sondern die flüssige Phase wird bei im wesentlichen der gleichen Temperatur und einem stark verminderten Druck in eine kalte Entspannungszone eingeführt.

Es sei bemerkt, daß es nach dem Stand der Technik eine Fülle von Methoden gibt, um einen gemischtphasigen Reaktionsproduktauslauf zu trennen, besonders jene, die mit einem Schwarzölumwandlungsverfahren verbunden sind.

In der US-PS 3 364 134 ist ein Schwarzölumwandlungsverfahren beschrieben, das vier Trennzonen (von denen eine anfangs das frische Beschickungsmaterial trennt) und zwei Reaktionsbehälter einschließt. Die dortige Erfindung ist als eine Methode beschrieben, bei der das Asphaltmaterial in der Beschickung in einem dispergierten Zustand in einer flüssigen Phase gehalten wird, welche reich an Wasserstoff ist. Das frische Beschickungsmaterial wird anfangs in der ersten Trennzone (Entspannungszone bei Atmosphärendruck) getrennt und ergibt eine leichte Fraktion mit einem Endsiedepunkt von 343,3° C bis etwa 454,4° C und eine schwere Fraktion mit einem Anfangssiedepunkt oberhalb etwa 343,3 C. Die schwere Fraktion wird mit ergänzendem und dem gesamten rückgeführten Wasserstoff vermischt und in einer ersten Reaktionszone umgesetzt, deren Auslauf in eine heiße Trennvorrichtung eingeführt wird, welche bei einer Temperatur von etwa 371,1 C bis 399 C und bei im wesentlichen dem gleichen Druck arbeitet. Heiße Trennvorrichtungsflüssigkeit wird in eine heiße Ent-

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spannungstrennzone bei einem wesentlich verminderten Druck
unterhalb etwa 7,81 atm und bei einer Temperatur von etwa
287,8 bis etwa 482,2° C eingeführt. Heiße Entspannungs- oder Sehne11verdampfungsflüssigkeit wird aus dem Verfahren als
Rückstand abgezogen, während die heißen Entspannungsdämpfe
mit den heißen Trennvorrichtungsdämpfen und der leichten
Fraktion der Schnellverdampfung bei Atmosphärendruck vermischt und in der zweiten Reaktionszone umgesetzt werden. Produktauslauf aus der zweiten Reaktionszone wird in eine kalte
Trennvorrichtung bei im wesentlichen dem gleichen Druck und bei einer Temperatur von etwa 15,6 bis etwa 54,4 C eingeführt. Eine wasserstoffreiche Dampfphase wird von der kalten Trennvorrichtung abgezogen und zu der ersten Reaktionszone
zurückgeführt. Die kalte flüssige Phase der Trennvorrichtung wird als das Produkt des Verfahrens gewonnen.

Eine heiße Trennvorrichtung, eine kalte Trennvorrichtung und eine heiße Entspannungs- oder Schnellverdampfungszone werden in Verbindung mit einer Vakuumkolonne in der US-PS 3 371 O3O benutzt. Reaktionsproduktaus lauf wird in die heiße Trennvorrichtung eingeführt, von der die Dampfphase kondensiert und in die kalte Trennvorrichtung eingeführt wird. Heiße Trennvorrichtungsflüssigkeit wird in die heiße Entspannungs- oder Schnellverdampfungszone unterhalb einer darin enthaltenen
Drahtnetzdecke eingeführt. Die heiße Entspannungszone arbeitet bei einer Temperatur, die im wesentlichen gleich der der heißen Trennvorrichtung ist, doch bei einem verminderten Druck unterhalb etwa 14,61 atm. Dieser Behälter dient, dazu, die
oberhalb 204,4° C siedenden Kohlenwasserstoffe in einer flüs-

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ORiGIiX¹AL INSPECTED

sigen Phase zu konzentrieren, die ihrerseits in die Vakuumkolonne eingeführt wird. Ein Teil des gewonnenen schweren Vakuumgasöls wird wieder in die heiße Entspannungszone oberhalb der Maschendrahtdecke eingeführt, um als ein Waschöl zu wirken. Flüssigkeit der kalten Trennvorrichtung wird mit heißen Entspannungsdämpfen vermischt und als Produkt des Verfahrens gewonnen.

Das in der US-PS 3 375 189 beschriebene Verfahren ist ähnlich dem der oben zusammengefaßten US-PS 3 364 134. Hier werden jedoch die Dämpfe der heißen Trennvorrichtung und die heißen Entspannungsdämpfe aus einem ersten Reaktionszonenauslauf miteinander vereinigt und in einer zweiten Reaktionszone umgesetzt. Der Auslauf aus der letzteren wird in eine kalte Trennvorrichtung eingeführt, von der die wasserstoffreichen Dämpfe zu der ersten Reaktionszone zurückgeführt werden. Flüssige Komponenten der kalten Trennvorrichtung werden fraktioniert und ergeben eine oberhalb 204,4° C siedende Fraktion, die in einer dritten Reaktionszone umgesetzt wird, aus welcher der Produktaus lauf in eine zweite kalte Trennvorrichtung eingeführt wird. Die flüssige Phase aus der letzteren wird im Gemisch mit der flüssigen Phase aus der ersten kalten Trennvorrichtung fraktioniert.

Die US-PS 3 402 122 beschreibt eine Trennmethode zur Gewinnung eines Absorptionsmediums aus einem Schwarzöl-Reaktionsproduktauslauf. Benutzt werden eine heiße Trennvorrichtung, eine kalte Trennvorrichtung, eine heiße Entspannungszone und eine kalte Entspannungszone. Hervorstechende Merkmale sind die Gewinnung des Absorptionsmediums aus kondensierten hei-

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Ben Entspannungsdämpfen und auch die Einführung von kalter Entspannungsflüssigkeit in die kalte Trennvorrichtung.

Eine etwas ähnliche Trennmethode zeigt die US-PS 3 371 029. Wiederum sind vier Trennzonen vorgesehen: Eine heiße Trennvorrichtung, eine heiße Entspannungsvorrxchtung, eine kalte Trennvorrichtung und eine kalte Entspannungsvorrichtung. Dämpfe der heißen Trennvorrichtung werden kondensiert und in die kalte Trennvorrichtung eingeführt, während die flüssige Phase der heißen Trennvorrichtung in die heiße Entspannungszone geht. Dämpfe der heißen Entspannungszone werden kondensiert, mit der flüssigen Phase der kalten Trennvorrichtung vermischt und in die kalte Entspannungszone bei einer Temperatur von 40,6° C und einem Druck unterhalb etwa 14,61 atm eingeführt. Ein Teil der flüssigen Phase der kalten Entspannungszone wird zu der kalten Trennvorrichtung zurückgeführt. Der Rest wird mit der flüssigen Phase der heißen Entspannungszone vermischt und fraktioniert, um das erwünschte Produkt zu gewinnen.

Die Erfindung schließt eine Reihe miteinander integrierter Stufen für die Trennung eines gemischtphasigen Reaktionsproduktaus lauf es in einer relativ einfachen und wirtschaftlichen Weise ein. Die vorliegende Trennmethode ist einzigartig anpaßbar an Verfahren, die für die Umwandlung von kohlenwasserstoffhaltigen Schwarzölen bestimmt sind. Es sei jedoch festgestellt, daß das neue Trennverfahren gleichermaßen auch auf die verschiedenen Reaktionsproduktauslaufströme anwendbar ist, die aus anderen Quellen als der Umwandlung solcher kohlenwasserstoffhaltigen Schwarzöle erhalten werden können. Bei der

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weiteren Beschreibung der vorliegenden gemischtphasigen Trennmethode wird als erläuterndes Beispiel die Umwandlung der oben beschriebenen Schwarzöle benutzt. Die Umwandlung von Schwarzölen ist dazu bestimmt, hauptsächlich zwei Ziele zu erreichen: 1. Um die Beschickung so weit zu entschwefeln, wie durch das erwünschte Endprodukt bestimmt wird je nach dem, ob Kohlenwasserstoffe im Brennöl- oder Benzinsiedebereich maximiert werden sollen, und 2. um "destillierbare Kohlenwasserstoffe" zu erzeugen, welche jene normalerweise flüssigen Kohlenwasserstoffe sind, die normale Siedepunkte unterhalb 565,6 C haben.

Die vorliegende Trennmethode hängt nicht von den genauen Bedingungen ab, die in den katalytischen Umwandlungszonen benutzt werden. Jene Bedingungen, die bei bekannten Verfahren benutzt werden, sind geeignet. Kurz gesagt sind die Umwandlungsbedingungen beispielsweise Temperaturen oberhalb

371.1 C mit einer oberen Grenze von 426,7° C, gemessen am Einlaß der feststehenden Katalysatorteilchenschicht in der Reaktionszone. Da die Masse der durchzuführenden Reaktionen exothermer Natur ist, zeigt der Auslauf der Reaktionszone eine höhere Temperatur. Damit die Katalysatorstabilität bewahrt wird, ist es bevorzugt, die Einlaßtemperatur derart zu steuern, daß die Temperatur des Reaktionsproduktauslaufs

482.2 C nicht übersteigt. Wasserstoff wird mit der Schwarzölbeschickung in einer Menge gewöhnlich geringer als 1778 Standard-m /m bei dem ausgewählten Betriebsdruck vermischt. Wasserstoff ist in der rückgeführten Gasphase in einer Menge von 80,8 Volumen-% oder mehr enthalten. Ein bevorzug-

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ter Bereich für die Wasserstoffmenge, die mit der Schwarzölbeschiekung vermischt wird, ist 533 bis 1067 Standard-m /m . Die Schwarzö!umwandlung erfordert Drücke, die allgemein 69,07 atm übersteigen und gewöhnlich im Bereich von 103,11 atm bis 205,22 atm liegen» Das Schwärzöl wird in die katalytische Reaktionszone mit einer stündlichen Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit (definiert als Volumenteile der flüssigen Kohlenwasserstoffbeschickung je Stunde je Volumenteil Katalysator in der Reaktionszone) von 0,25 bis 2,0 h eingeführt.

Gemäß der vorliegenden Trennmethode wird der Schwärzöl-Reaktionsproduktauslauf in eine erste Trennzone, die heiße Trennvorrichtung bei im wesentlichen dem gleichen Druck eingeführt, wie er aus der Reaktionszone oder den Reaktionszonen kommt. So arbeitet die heiße Trennvorrichtung bei einem Druck von 69,07 atm bis 205,22 atm. Vorzugsweise liegt die Temperatur des Reaktionsproduktaus laufes nicht wesentlich oberhalb 399° C. Bei höheren Temperaturen neigen die schwereren, normalerweise flüssigen Kohlenwasserstoffe dazu, in die Dampfphase überzugehen. Ähnlich neigen bei Temperaturen unterhalb etwa 371,1 C Ammoniumsalze, die als Ergebnis der Umwandlung von stickstoffhaltigen Verbindungen gebildet werden, dazu, in der flüssigen Phase auszufallen. Wenn eine Verminderung der Reaktionsaus lauftemperatur erforderlich ist, kann mit ihm ein Abkühl- oder Abschreckstrom aus einer nachfolgenden kälteren Trennzone vermischt werden. Wie in der beigefügten Zeichnung gezeigt ist, wird dieser Abschreckstrom vorzugsweise als ein Teil der flüssigen Phase zugeführt, die aus der iiäumeiv Entspannungszone abgezogen wird.

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Die dampfförmige Phase aus der heißen Trennvorrichtung wird gekühlt und bei einer Temperatur im Bereich von 10,0 bis 65,6° C kondensiert und in eine zweite Trennzone, die kalte Trennvorrichtung, bei im wesentlichem dem gleichen Druck eingeführt. Eine wasserstoffreiche Dampfphase wird wenigstens teilweise als rückgeführter Wasserstoff zu der Umwandlungsreaktionszone gewonnen und benutzt. Allgemein jedoch wird zunächst die dampfförmige Phase behandelt, um Schwefelwasserstoff zu entfernen. Die Temperatur der Flüssigkeit der kalten Trennvorrichtung wird auf einen Bereich von 121,1 bis 260° C erhöht und in eine dritte Trennzone, die warme Entspannungs- oder Schnellverdampfungszone, mit einem verminderten Druck im Bereich von 14,61 atm bis 31,63 atm eingeführt. Es sei wiederholt, daß diese Methode im Gegensatz zu jener steht, die in dem bisher beschriebenen Stand der Technik praktiziert wurde, worin diese dritte Trennzone eine kalte Entspannungszone ist, welche im wesentlichen bei der Temperatur der kalten Trennvorrichtung und bei einem Druck unterhalb 14,61 atm arbeitet. Typischerweise wird eine kalte Entspannungszone bzw. Schnellverdampfungszone auf einer Temperatur von 51,6° C und einem Druck von 4,40 atm gehalten. Beim Vergleich begünstigt die höhere Temperatur und der höhere Druck die WasserstoffZurückhaltung und die Methanabweisung. Der Druck der Flussigphasenkomponenten der warmen Entspannungszone wird erhöht, und diese Komponenten werden teilweise zurückgeführt, um mit den Dämpfen der heißen Trennvorrichtung vor deren Kondensation vereinigt zu werden, wobei der Rest verwendet wird, um den Reaktionszonenablauf abzuschrecken bzw. abzukühlen, der zuerst in die heiße Trennvorrichtung einge-

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führt, wird.' Flüssige Komponenten aus der heißen Trennvorrichtung werden in die vierte Trennzone, die heiße Entspannungszone, bei im wesentlichen der gleichen Temperatur und einem verminderten Druck im Bereich von 7,81 atm bis 28,23 atm eingeführt. Die Dämpfe der heißen Entspannungszone werden allgemein in eine geeignete Wasserstoffgewinnungsanlage eingeführt. Die flüssige Phase kann zur Gewinnung normalerweise flüssigen Produktes fraktioniert oder in zusätzlichen Reaktionszonen weiter umgewandelt werden.

Der Hauptvorteil der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ist eine Verminderung des Wasserstofflösungsverlustes. Zur Erläuterung der Bedeutung dieses Vorteils wird ein Vergleich gemacht zwischen 1. den bekannten Methoden, die eine kalte Entspannungszone an der flüssigen Phase der kalten Trennvorrichtung verwenden, und 2. dem vorliegenden Verfahrensschema, in welchem Flüssigkeit der kalten Trennvorrichtung in eine warme Entspannungszone eingeführt wird. Auf der Basis einer Beschickung von 7949 m /Tag zu dem Reaktionsabschnitt (mit üblicher Größe für eine Schwarzölanlage) ergibt das bekannte Verfahrensschema unter Verwendung einer kalten Entspannungszone bei 4,40 atm und 51,7 C einen Wasserstofflösungsverlust

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von etwa 20,4 Standard-m /m Beschickung. In einer Anlage, in der die Produkttrennanlage mit der warmen Entspannungszone

bei 21,42 atm und 183,9° C integriert ist, wird der Wasser-

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stofflösungsverlust auf 18,2 Standard-m /m Beschickung vermindert.

Die weitere Beschreibung der Erfindung erfolgt nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, die lediglich der Er-

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läuterung des Erfindungsgedankens dient. Die Zeichnung zeigt ein vereinfachtes schematisches Fließbild, in welchem Einzelheiten, wie Pumpen, Instrumente und Kontrolleinrichtungen, Abschrecksysteme, Wärmeaustausch- und Wärmegewinnungskreisläufe, Ventile, Anlaßleitungen und ähnliche Hardware weggelassen oder als nicht wesentlich für das Verständnis des Verfahrens zahlenmäßig vermindert wurden. Die Verwendung solcher Zubehörteile zur Modifizierung des erläuterten Verfahrens liegt für den Fachmann auf dem Gebiet der Erdölraffinerietechnologie auf der Hand.

Das Verfahrensschema gemäß der Zeichnung wird in Verbindung mit einer gewerblichen Anlage beschrieben, die dazu bestimmt ist, etwa 331,2 m /Std. Schwarzöl mit einer API-Schwere von 16,3 und einem mittleren Molekulargewicht von etwa 430 zu verarbeiten. Der Reaktionsproduktauslauf wird von dem Reaktionsabschnitt durch die Leitung 1 mit einer Temperatur von etwa 426,7° C und einem Druck in der Nähe von 153,48 atm und in einer Menge von etwa 486 444 kg/Std. abgezogen. Der Auslauf wird mit 79 056 kg/Std. eines flüssigen Abschreckstromes in Leitung 2 mit einer Temperatur von etwa 82,2° C vermischt. Das resultierende Gemisch geht weiter durch die Leitung 1 und wird in die heiße Trennvorrichtung 3 mit einer Temperatur von etwa 398,9° C und einem Druck von etwa 153,48 atm eingeführt. Die heiße Trennvorrichtung 3 dient dazu, eine flüssige Phase in der Leitung 4 und eine wasserstoffreiche Dampfphase in der Leitung 8 zu bekommen. Wie erläutert, kann die erstere über die Leitung 4 in die heiße Entspannungszone 5 bei im wesentlichen der gleichen Temperatur, 396,1° C, aber bei einem vermin-

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derten Druck von 17,68 atm. eingeführt werden. Komponentenanalysen der gesamten Beschickung zu der heißen Trennvorrichtung 3, der Dampfphase in der Leitung 8 und der flüssigen Phase in Leitung 4 sind in der nachfolgenden Tabelle I wiedergegeben, worin die Mengen jeder Komponente als Kilomol je Stunde ausgedrückt sind.

Tabelle I
Analysen des Stromes der heißen Trennvorrichtung

Komponente	Gesamte Beschickung	Leitung 4	Leitung 8
Wasser	957,98	-	957,98
Schwefelwasserstoff	407,83	15,13	392,70
Wasserstoff	15 970,48	442,03	15 528,45
Methan	2 744,19	85,02	2 659,17
Äthan	224,00	13,68	210,32
Propan	103,58	6,68	96,90
Butane	58,13	4,44	53,69
Pentane	27,78	2,60	25,18
Hexane	25,11	2,80	22,31
Heptan - 204,4° C	273,63	46,23	227,40
204,4 bis 343,3° C	371,79	206,82	164,97
343,3 bis 565,6° C	606,14	576,04	30,10
565,6° C - plus	72,19	72,19	_

Die heiße Entspannungszone 5 ergibt eine wasserstoffreiche Dampfphase in Leitung 6 und eine hauptsächlich flüssige Phase in Leitung 7, wobei die letztere im wesentlich das gesamte unumgewandelte Material, das oberhalb 565° C siedet, enthalten

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soll. Wasserstoff wird aus der Dampfphase in Leitung 6 (hier nicht erläutert) gewonnen, während die flüssige Phase in der Leitung 7 weiterer katalytischer Umwandlung (hier nicht erläutert) unterzogen wird, Komponentenanalysen der beiden Ströme der heißen Entspannungszonen sind in der nachfolgenden Tabelle II zusammengestellt. Wiederum sind die numerischen Werte
in Kilomol je Stunde angegeben.

Tabelle II

Ana2y_sen des Stromes der heißen Entspannungszone Komponente Leitung 6 Leitung 7

Wasser

Schwefelwasserstoff 13,69 1,44

Viasserstoff 411,47 30,56

6,O8 2,16 1,20

0,98 0,71 0,89

20,28 169,74 561,37 72,19

Dämpfe der heißen Trennvorrichtung in Leitung 8 werden mit
1152,98 kgMol/Std. einer Anreicherungsflüssigkeit in Leitung vermischt, deren Quelle nachfolgend beschrieben wird. Die An-

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Methan	204,4° C	78,94
A'than	343,3° C	11 ,52
Propan	565,6° C	5,48
Butane	- plus	3,46
Pentane	1,89
Hexane	1,91
Heptan -	25,95
204,4 bis	37,08
343,3 bis	14,67
565,6° C	_

reicherungsflüssigkeit wird mit einer Temperatur von etwa 82,2 C und einem Druck von etwa 157,57 atin zugeführt. Das resultierende Gemisch wird mit einer Temperatur von 282,2° C und einem Druck von etwa 150,76 atm in den Kühler/Kondensator 10 eingeführt, worin die Temperatur auf etwa 54,4° C gesenkt wird. Die so gekühlten Dämpfe werden mit Hilfe der Leitung 11 in die kalte Drucktrennvorrichtung 12 eingeführt.

Hauptsächlich ist die Funktion der kalten Trennvorrichtung 12 jene, eine wasserstoffreiche Dampfphase zu bekommen, die nach Entfernung des größeren Teils von Schwefelwasserstoff wenigstens teilweise zu dem Reaktionszonensystem zurückgeführt wird, und außerdem Wasser von den normalerweise flüssigen Kohlenwasserstoffen zu trennen. Kalte Trennvorrichtungsdämpfe werden durch die Leitung 13 gewonnen und umfassen etwa 82,8 Volumen-% Wasserstoff. Dieser steigt auf einer Schwefelwasserstoff freien Basis auf etwa 84,3 %. Von den 957,98 kgMol/Std. Wasser, die in die kalte Trennvorrichtung 12 eintreten, werden etwa 939,32 kgMol (98,1 %) durch die Leitung 14 abgezogen. Die hauptsächlich flüssige Phase wird über die Leitung 15 entfernt und dabei in den Wärmeaustauscher 16 eingeführt. Durch die Verwendung eines geeigneten Wärmeaustauschmediums in der Leitung 17, wie eines heißen Verfahrensstromes oder von Wasserdampf, wird die Temperatur der flüssigen Phase der kalten Trennvorrichtung auf etwa 183,9° C angehoben. Das gekühlte Wärmeaustauschmedium wird aus der Trennanlage durch Leitung 18 abgezogen. Analysen des Stromes der kalten Trennvorrichtung in Kilomol je Stunde sind durch die folgende Tabelle III wiedergegeben.

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Tabelle III Analysen des Stromes der kalten Trennvorrichtung

Leitung 15

98,01 202,88

145,60 36,39 37,59

39,70 33,63 41,79

71O,4O 601,71

343,3 bis 565,6° C - 109,99

565,6° C - plus

Die erhitzte flüssige Phase der kalten Trennvorrichtung wird über die Leitung 19 in die wärme Entspannungszone 20 mit einem verminderten Druck von etwa 21,42 atm eingeführt. Wie oben festgestellt wurde, begünstigen die Bedingungen der warmen Entspannungszone im Vergleich mit jenen der kalten Entspannungszone bekannter Trennverfahren das Zurückhalten von Wasserstoff und die Abweisung von Methan. Das Ziel besteht darin, wenigstens 70,0 % Methan zu entfernen, so daß keine Notwendigkeit besteht, einen Seitenstrom oder Reinigungsstrom von warmer Entspannungsflüssigkeit über Leitung 22 abzuziehen. Dämpfe der warmen Entspannungszone werden durch Leitung 21 ge-

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Komponente	Leitung 13
Wasser	18,68
• Schwefelwasserstoff	319,46
Viasserstoff	15 340,46
Methan	2 533,33
Äthan	183,84
Propan	73,41
Butane	32,47
Pentane	9,93
Hexane	5,48
Heptan - 2O4,4° C	8,07
204,4 bis 343,3° C	0,01

wonnen, während die flüssige Phase über Leitung 2 abgezogen wird. Wie durch die Analysen des Stromes der warmen Entspannungszone in Tabelle IV erläutert ist, werden 81,3 % des Methans in der flüssigen Phase der kalten Trennvorrichtung, Leitung 19, aus dem Verfahren durch Leitung 21 entfernt. Es besteht somit keine Notwendigkeit, einen Seitenstrom über Leitung 22 abzuziehen.

Tabelle IV Analysen des Stromes der warmen Entspannungszone

Leitung 2

34,11 20,50

27,22 13,65 19,41

25,43 25,32 34,37

676,16 601,31

343,3 bis 565,6° C - 109,99

565,6° C - plus

Flüssigphasenkomponenten der warmen Entspannungszone werden durch Leitung 2 in der Menge von etwa 1587,48 kgMol/Std. abgezogen und in die Saugseite der Anreicherungspumpe 23 einge-

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Komponente	Leitung 21
Wasser	-
Schwefelwasserstoff	6 3,90
Wasserstoff	182,38
Methan	118,38
Äthan	22,74
Propan	18_f 18
Butane	14,27
Pentane	8,31
Hexane	7,42
Heptan - 204,4° C	34,24
204,4 bis 343,3° C	0,40

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führt, die einen Ausstoßdruck von etwa 157,57 atm hat. Etwa 1152,98 kgMol/Std. oder etwa 72,6 % werden durch Leitung als Anreicherungsabschreckmittel der Dämpfe der heißen Trennvorrichtung in Leitung 8 umgeleitet. Der Rest geht weiter durch Leitung 2, um mit dem Reaktionsproduktauslauf in Leitung 1 vereinigt zu werden, wodurch dessen Temperatur auf etwa 39 8,9° C gesenkt wird.

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Claims

Dr. Hans-Heinrich Willrath f Dr. Dieter Weber Dipl.-Phys. Klaus Seifiert PATENTANWÄLTE D - 6200 WIESBADEN 1 27.8.19 79 Postfach 6145 Gustav-Freyrag-Straße 25 Dr (g> (0 61 21) 37 27 20 Telegrammadresse: WILLPATENT Telex: 4-186 247 . We /Wh Case 1855 UOP Inc., Ten UOP Plaza - Algonquin & Mt. Prospect Roads, Des Piaines, Illinois 60016, USA Verfahren zur Trennung eines gemisch tphas igen kohlenwasserstoffhaltigen Reaktionsproduktauslaufes Priorität: Serial No. 938 182 vom 30. August 1978 in USA Patentansprüche

1. Verfahren zur Trennung eines gemischphasigen kohlenwasserstoff haltigen Reaktionsproduktauslaufes, der aus der Umwandlung einer oberhalb einer Temperatur von 204,4 C siedenden Kohlenwasserstoffbeschickung resultiert und zu der

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Umwandlungszone zurückzuführenden Wasserstoff, normalerweise flüssige Kohlenwasserstoffe und normalerweise dampfförmige Kohlenwasserstoffe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) den Produktaus lauf in einer ersten Trennzone bei im wesentlichen dem gleichen Druck wie dem des Aus laufes trennt und so (I) eine erste flüssige Phase und (II) eine erste Dampfphase bekommt,

b) die erste Dampfphase auf eine Temperatur im Bereich von 10° C bis 65,6 C kühlt und die gekühlte Dampfphase in einer zweiten Trennzone bei im wesentlichen dem gleichen Druck wie dem der ersten Trennzone trennt und so (I) eine wasserstoffreiche zweite Dampfphase und (II) eine methanhaltige zweite flüssige Phase bekommt,

c) die Temperatur der zweiten flüssigen Phase erhöht und die erhitzte flüssige Phase in einer dritten Trennzone bei einem wesentlich verminderten Druck trennt, wobei die Temperatur und der Druck so ausgewählt werden, daß man

(I) eine dritte flüssige Phase und (II) eine dritte dampfförmige Phase, die wenigstens etwa 70,0 % des Methans in der zweiten flüssigen Phase enthält, bekommt und

d) wenigstens einen Teil der dritten flüssigen Phase mit der ersten Dampfphase vermischt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Teil der dritten flüssigen Phase mit der ersten Dampfphase vor dem Kühlen derselben vermischt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die zweite flüssige Phase auf eine Temperatur im Bereich

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von 121,1° C bis 260 C erhitzt und die dritte Trennzone bei einem Druck von 14,61 atm bis 31,63 atm arbeiten läßt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen zweiten Anteil der dritten flüssigen Phase mit dem kohlenwasserstoffhaltigen Re ak ti on spr oduk taus lauf vermischt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens einen Teil der ersten flüssigen Phase in einer vierten Trennzone bei im wesentlichen der gleichen Temperatur wie jener der ersten Trennzone unter einem wesentlich verminderten Druck trennt und so (I) eine vierte flüssige Phase und (II) eine vierte Dampfphase bekommt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den Produktauslauf in der ersten Trennzone bei einem Druck von 69,07 atm bis 205,22 atm trennt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den Produktauslauf in der ersten Trennzone bei einer Temperatur nicht wesentlich oberhalb 399° C trennt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den verminderten Druck in der vierten Trennzone im Bereich von 7,81 atm bis 28,23 atm einstellt.

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