DE3337623A1

DE3337623A1 - Verfahren zur gewinnung von verdampfbaren oelen aus dem rueckstand der hydrierung von schwer- oder schwerstoelen, bitumen, teer u.dgl.

Info

Publication number: DE3337623A1
Application number: DE19833337623
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Chem. Dr. 4270 Dorsten Fuhrmann; Ulrich Dipl.-Ing. Dr. 4358 Haltern Graeser; Peter Dipl.-Ing. 4270 Dorsten Wenning; Lothar Ing. Winckler (grad.), 4390 Gladbeck
Original assignee: Veba Oel Technologie und Automatisierung GmbH
Current assignee: Veba Oel Technologie und Automatisierung GmbH
Priority date: 1983-10-15
Filing date: 1983-10-15
Publication date: 1985-04-25
Also published as: EP0142043A2; DE3485411D1; EP0142043A3; CA1239105A; EP0142043B1; DD226587A5; ATE71133T1

Description

VEBA OEL Entwicklungs-Gesellschaft mbH

Verfahren zur Gewinnung von verdampfbaren ölen aus dem Rückstand der Hydrierung von Schwer- oder Schwerstölen/ Bitumen, Teer und dergl.

Zur Hydrierung von Schwer- und Schwerstölen, Bitumen, Teer, Ölen aus ölschiefer oder Teersand und dergl. sind Verfahren bekannt, bei denen diese Einsatzstoffe bei Temperaturen von 250 - 550 ⁰C, vorzugsweise 350 - 490 ⁰C und Drücken von 50 - 700 bar, vorzugsweise 100 - 350 bar, gegebenenfalls in Gegenwart von Katalysatoren hydriert werden.

Durch die Hydrierung dieser bei Normaldruck hochsiedenden Einsatzstoffe werden neben gasförmigen Kohlenwasserstoffen und bei Raumtemperatur zähviskosen bzw. festen Hydrierrückständen insbesondere niedriger siedende Flüssigprodukte des Benzin- und Mittelölsiedebereiches als Produkte erzeugt (s. W. Krönig, "Die katalytische Hydrierung von Kohlen, Teeren und Mineralölen", Springer Verlag, Berlin, Göttingen, Heidelberg 1950 insbesondere S. 77 - 91).

Die entsprechenden Technologien wurden in den Jahren 1920 bis 1965 zur technischen Reife entwickelt und eingesetzt. Das Basisverfahren war die Hydriertechnologie nach BERGIUS-PIER. Aufbauend auf dieses Verfahren wurden in neuerer Zeit spezielle Technologien entwickelt und im Pilotanlagen- bzw. großtechnischen Maßstab angewandt. Als neuere Entwicklungen sind insbesondere die H-OIL-Technologie, das LC-FINING sowie das VEBA COMBI CRACKING-Verfahren (VCC) zu nennen (s. u. a. R. M. Eccles, "Recent Technical Advances in H-OIL Upgrading of Heavy Crudes", Proc, Vol. II, 2nd World Congress of Chemical Engineering, 1981, S. 520 - 537); U. Graeser, K. Niemann, "Proven hydrogenation processes for upgrading residua being revived in Germany", Oil and Gas J., 22. März 1982, S. 121, 122, 125 - 127).

Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß die Abtrennung der Hydrierrückstände von den gasförmigen bzw. kondensierbaren Produkten in Heißabscheidern erfolgt, wobei die Phasenseparierung unter Reaktionsdruck bei Reaktionstemperatur bzw. wenig darunter liegenden Temperaturen durchgeführt wird. Schwierigkeiten bietet dabei die Aufarbeitung der Hydrierrückstände. Diese enthalten neben Feststoffen wie z. B. Katalysatoren und nicht verdampfbaren flüssigen oder pastösen Bestandteilen wie z. B. Asphaltene wertvolle verdampfbare Produktöle, deren Abtrennung aus wirtschaftlichen Gründen zwingend ist.

Zur Abtrennung dieser verdampfbaren olbeimengungen wurden verschiedene Verfahren wie Filtration, Schleudern, Vakuumdestillation usw. angewandt. Die dabei gewonnenen Öle im Siedebereich des Vakuumgasöls werden z. B. durch weitere Hydrierung in marktfähige, niedriger siedende Produkte überführt. Allerdings enthalten die durch Filtration bzw. Schleudern abgetrennten Ölmengen z. T. erhebliche Beimengungen an schwerhydrierbaren öllöslichen hochmolekularen Stoffen wie z. B. Asphaltenen, die eine weitere hydrierende Aufarbeitung ungünstig beeinflussen bzw. deren Abbau verschärfte Hydrierbedingungen erfordert.

Die vorgenannten Schwierigkeiten werden durch Einsatz der Vakuumdestillation überwunden. Die durch Vakuumdestillation gewonnenen öle können unter verhältnismäßig milden Bedingungen zu höherwertigen Produkten aufhydriert werden. Die verfahrenstechnische Durchführung der Vakuumdestillation derartiger Hydrierrückstände ist zwar bekannt, doch wirft die Handhabung des Vakuumrückstandes erhebliche Probleme auf. Insbesondere gestaltet sich das Austragen aus der Vakuumkolonne sowie der Transport zur Weiterverarbeitung aufgrund der hohen Zähigkeit des Vakuumrückstandes äußerst schwierig.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Schwierigkeiten zu überwinden. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch/ daß der Rückstand der Hydrierung von Schwer- oder Schwerstölen, Bitumen/ Teer, Schieferölen und dergl. in einer ein- oder mehrwelligen Schneckenmaschine einer Destillation unter vermindertem Druck unterworfen wird. Der während der Destillation ständig seine Viskosität erhöhende Hydrierrückstand wird durch die
Schnecke laufend umgewälzt und dabei durch die Destillationszone der Schneckenmaschine geführt, so daß ihm die verdampfbaren Bestandteile entzogen werden.

Ein- oder mehrwellige Schneckenmaschinen mit Gas- oder Dampfabführung sind bekannt, z. B. aus den US-PSen

1 156 096 und 2 615 199. Sie wurden jedoch bisher trotz der Schwierigkeiten, die schon bei der Verarbeitung der Hydrierrückstände von Kohle in den 30er und 40er Jahren dieses Jahrhunderts auftraten, nicht zur ölgewinnung aus Hydrierrückständen, sondern z. B. zur Entfernung von Gasen oder Monomeren-Dämpfen aus Kunststoffen eingesetzt (s.

M. Herrmann "Schneckenmaschinen in der Verfahrenstechnik", Berlin/Heidelberg/New York 1972). In der KunststoffIndustrie stellt die Schneckenmaschine somit einen Teil des Polymerisationsreaktors dar, wobei über die Monomerenentfernung in der Vakuumzone ein Abbruch der Polymerisationsreaktion herbeigeführt wird, wohingegen im Fall der Hydrierung vorgenannte Einsatzstoffe die Feststoffanreicherung im Hydrierrückstand zielführend ist.

Bei der Destillation des Hydrierrückstandes in der ein- oder mehrwelligen Schneckenmaschine werden insbesondere Drücke von 0,01 - 0,6 bar, vorzugsweise 0,02 - 0,1 bar angewandt. Nach einer Weiterbildung der Erfindung fällt über die Länge der Schneckenmaschine vom Eintritt des

Hydrierabschlämmes zu dessen Austritt der Druck von 0,6, vorzugsweise 0,1 bar auf 0,01, vorzugsweise 0,02 bar ab.

-κ-

Diese Maßnahme verringert die Gefahr von Störungen des Destillationsvorganges in der Schneckenmaschine.

Die Destillation des Hydrierrückstandes in der Schneckenmaschine erfolgt insbesondere bei Temperaturen von 200 400 ⁰C, vorzugsweise 250 - 350 ⁰C. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung steigt über die Länge der Schneckenmaschine vom Eintritt zum Austritt des Hydrierrückstandes die Temperatur von 200 ⁰C, vorzugsweise 250 ⁰C auf 400 ⁰C, vorzugsweise 350 ⁰C an. Hierdurch wird die Zeit/ während der Hydrierrückstand hohe, Veränderungen begünstigende Temperaturen annimmt, verkürzt und die weitere Verarbeitung des von den flüchtigen Bestandteilen befreiten Rückstandes erleichtert.

Die gasförmig aus der Schneckenmaschine abgezogenen öle werden zweckmäßigerweise mit den übrigen Hydrierölen, z. B. den die Heißabscheider gasförmig verlassenden Hydrierprodukte vereinigt und zusammen mit diesen der Weiterbehandlung, z. B. einer Hydrierung unterworfen. Das nicht verdampfte Gut kann nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung aus der Schneckenmaschine in eine Kühl- oder Granuliervorrichtung eingebracht werden, wo es verfestigt wird. Das in dieser Form lager- und transportfähige Gut kann z. B. als Brennmaterial oder als Einsatzprodukt einer Vergasungsanlage verwendet werden.

Nach einer anderen Ausbildung der Erfindung wird das nicht verdampfte Gut in der Schneckenmaschine nach der Destillation auf höhere Temperaturen, vorzugsweise 350 - 600 ⁰C erhitzt und bei dieser Temperatur, insbesondere bei Atmosphärendruck geschwelt. Zweckmäßigerweise besitzt die Schneckenmaschine hierfür neben der Destillierzone eine Schwelzone, in die der Hydrierrückstand nach Durchlaufen der ersteren durch die Schnecken gefördert wird.

-jg-

Die entstehenden Schweldämpfe werden getrennt von den öldämpfen abgezogen. Der anfallende Koks schließlich kann z. B. als Brennmaterial eingesetzt werden.

Besonders günstig ist es, das in der Schneckenmaschine nicht verdampfte Gut nach der Destillation weiter zu verdichten und direkt in einen Vergasungsreaktor einzubringen, in dem z. B. über Synthesegas der für die Hydrierung der Einsatzprodukte des Hydrierverfahrens notwendige Wasserstoff gewonnen wird. Zweckmäßigerweise besitzt die Schnekkenmaschine hierfür neben der Destillierzone eine Verdichtungszone verbunden mit einem Direkteintragssystem in einen Vergasungsreaktor.

Claims

Patentansprüche

M.Werfahren zur Gewinnung von verdampfbaren ölen aus dem Rückstand der Hydrierung von Schwer- oder Schwerstölen, Bitumen, Teer, ölen aus ölschiefer oder Teersand und dergl. durch eine Vakuumdestillation, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrierrückstand in einer ein- oder mehrwelligen Schneckenmaschine einer Destillation unter vermindertem Druck unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Destillation bei Drücken von 0,01 - 0,6 bar, vorzugsweise 0,02 - 0,1 bar erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über die Länge der Schneckenmaschine vom Eintritt zum Austritt des Hydrierrückstandes der Druck von 0,6, vorzugsweise 0,1 bar auf 0,01, vorzugsweise 0,02 bar abfällt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Destillation bei Temperaturen von 200 - 400 ⁰C, vorzugsweise 250 - 350 ⁰C erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß über die Länge der Schneckenmaschine vom Eintritt zum Austritt des Hydrierrückstandes die Temperatur von 200 ⁰C, vorzugsweise 250 ⁰C, auf 400 ⁰C, vorzugsweise 350 ⁰C ansteigt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht verdampfte Gut nach der Destillation aus der Schneckenmaschine in eine Kühloder Granuliervorrichtung eingebracht wird.

- J-
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht verdampfte Gut in der Schneckenmaschine nach der Destillation vorzugsweise bei Temperaturen von 350 - 600 ⁰C geschwelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelung bei Atmosphärendruck erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche T bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht verdampfte Gut in der Schnekkenmaschine nach der Destillation verdichtet und direkt in einen Vergasungsreaktor eingebracht wird.