DE3402264A1 - METHOD FOR THE CONTINUOUS PRODUCTION OF HYDROCARBON OILS BY SPLITTING PRESSURE HYDROGENATION - Google Patents
METHOD FOR THE CONTINUOUS PRODUCTION OF HYDROCARBON OILS BY SPLITTING PRESSURE HYDROGENATIONInfo
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Description
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Kohlenwasserstoffölen durch spaltende DruckhydrierungProcess for the continuous production of hydrocarbon oils by splitting pressure hydrogenation
Bei den verschiedenen bekannten Verfahren zur Herstellung von Kohleölen durch spaltende Druckhydrierung von Kohle spielt die Gewinnung des sogenannten Anreibeöls aus den Verfahrensprodukten eine wesentliche Rolle. Es ist aus DE-AS 26 54 635 bekannt, gemahlene Kohle, zweckmäßig zusammen mit feinverteilten Katalysatoren mit einem bei dem Verfahren selbst anfallenden praktisch asphaltfreien Gemisch aus Mittelöl und Schweröl anzureiben und den Brei zusammen mit Wasserstoff unter einem Druck von 100 bis 400 bar durch einen oder mehrere auf 420 bis 49O0C gehaltene Reaktionsräume zu leiten. Die Reaktionsprodukte werden in einen etwas unterhalb der Reaktionstemperatur gehaltenen Heißabscheider geführt, das Sumpfprodukt (Abschlamm) in Destillatöl und Rückstand getrennt und von den am Kopf des Abscheiders abziehenden Gasen und Dämpfen, die den ölgewinn und Komponenten des Anreibeöls enthalten, eine den flüssigen ölgewinn übersteigende Menge bis zu 80 % der abziehenden Gase und Dämpfe unmittelbar oder über einen zweiten Heißabscheider, aus dem eine geringe Menge hochsiedender Anteile und Feststoffe entnommen wird, durch einen oder mehrere mit fest angeordneten Hydrierkatalysatoren versehene Reaktionsräume geleitet. Nach direkter Abkühlung auf etwa 40°C werden in einem Abstreifer Gase (Kreislaufgas) und flüssige Hydrierprodukte getrennt und aus dem als Anreibeöl vorgesehenen Teil das Benzin entfernt, der andere Teil der Gase und Dämpfe aus dem Heißabscheider direkt abgekühlt. Das flüssige Produkt, befreit vom Benzin, kann als Anreibeöl für die Kohle verwendet werden. Die abgekühlten Hydrierprodukte werden nach Abtrennung des Kreislaufgases entspannt und in Destillationskolonnen getrennt in Benzin, Mittelöl und Schweröl, Mittelöl und Schweröl werden auf ölgewinn und Anreibeöl verteilt. Das nicht hydrierte Gemisch aus Mittelöl und Schweröl geht zum Anreibeöl.In the various known processes for the production of coal oils by splitting pressure hydrogenation of coal, the extraction of the so-called grind oil from the process products plays an essential role. It is known from DE-AS 26 54 635 to rub ground coal, expediently together with finely divided catalysts, with a practically asphalt-free mixture of medium oil and heavy oil obtained in the process itself and to pass the pulp together with hydrogen under a pressure of 100 to 400 bar or to conduct several reaction spaces kept at 420 to 49O 0 C. The reaction products are fed into a hot separator that is kept slightly below the reaction temperature, the bottom product (sludge) is separated into distillate oil and residue and the gases and vapors drawn off at the top of the separator, which contain the oil and components of the grinding oil, exceed the amount of liquid oil Up to 80% of the gases and vapors being drawn off, either directly or via a second hot separator, from which a small amount of high-boiling components and solids are removed, passed through one or more reaction spaces provided with fixed hydrogenation catalysts. After direct cooling to about 40 ° C, gases (circulating gas) and liquid hydrogenation products are separated in a scraper and the gasoline is removed from the part intended as the grinding oil, while the other part of the gases and vapors from the hot separator is cooled directly. The liquid product, freed from gasoline, can be used as a grinding oil for the coal. The cooled hydrogenation products are released after separation of the circulating gas and separated in distillation columns into gasoline, medium oil and heavy oil, medium oil and heavy oil are divided into oil recovery and grind oil. The non-hydrogenated mixture of medium oil and heavy oil is used for grinding oil.
Es wurde nun gefunden, daß man dieses Verfahren zur Kohlehydrierung technisch wesentlich vereinfachen und wirtschaftlicher gestalten kann, wenn man die Produkte aus den Heißabscheidern, also den nicht hydrierten und den hydrierten Anteil in getrennten Strömen in Wärmetauschern gegen die in die Kohlehydrierung eingehenden Einsatzstoffe in Stufen abkühlt, die anfallenden Kondensate, bestehend aus Schweröl, Mittelöl und Benzin, in Abstreifern sammelt, aus diesen Kondensaten einen Anteil für das Anreibeöl und einen Anteil als ölgewinn abzieht und beide Anteile ohne zwischengeschaltete Destillation dem Anreiben von Kohle bzw. der Hydrierung in Gasphase oder Gemischtphase zuführt, dabei das in dem nicht hydrierten Anteil im Abstreifer gesammelte Benzin nach Abtrennung des Wassers in denIt has now been found that this process for carbohydrate hydrogenation can be used industrially can be made much simpler and more economical if you use the products from the hot separators, i.e. the non-hydrogenated and cools the hydrogenated portion in separate streams in heat exchangers against the feedstock going into the coal hydrogenation in stages that accumulating condensates, consisting of heavy oil, medium oil and gasoline, collects in wipers, from these condensates a portion for the grinding oil and subtracts one share as oil gain and both shares without intermediaries Distillation is fed to the grinding of coal or the hydrogenation in the gas phase or mixed phase, while that in the non-hydrogenated Percentage of petrol collected in the scraper after the water has been separated in the
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für die Festbetthydrierung vorgesehenen Strom einpumpt und das bei der anschließenden spaltenden Hydrierung des Mittelöls und Schweröls im ölgewinn anfallende Hydrierprodukt in Stufen abkühlt unter Anfall eines Rückführproduktes für die spaltende Hydrierung und eines Leichtöls, das aus der Hydrierung abgezogen wird.for the fixed bed hydrogenation is pumped in and that at the subsequent splitting hydrogenation of the middle oil and heavy oil in the oil recovery hydrogenation product obtained in stages cools down with the formation of a recycle product for the splitting hydrogenation and a light oil that is withdrawn from the hydrogenation.
Bei dem bekannten Verfahren wird dagegen das direkte Produkt aus dem Heißabscheider und das hydrierte Produkt aus dem Heißabscheider direkt auf Raumtemperatur abgekühlt, so daß man die anfallenden abgekühlten Pr odukte - zu mindestens aber die aus den hydrierten Strömen - entspannen und in einer aufwendigen drucklosen Destillation in die gewünschten Fraktionen (Schweröl, Mittelöl und Benzin) trennen muß.In the known method, however, the direct product is from the hot separator and the hydrogenated product from the hot separator is cooled directly to room temperature, so that the resulting cooled pr oducts - but at least the ones from the hydrogenated streams - relax and in a complex pressureless distillation in the desired Must separate fractions (heavy oil, medium oil and gasoline).
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man sich bei dem nicht hydrierten Produkt aus dem Heißabscheider im allgemeinen mit einer zweistufigen Abkühlung begnügen, so daß man einerseits Schweröl und Mittelöl als ein gemeinsames Abstreiferkondensat für das Anreibeöl erhält, und andererseits Benzin. Die Einstellung des gewünschten Verhältnisses von Schweröl zu Mittelöl im Anreibeöl erfolgt dann beim Zumischen der hydrierten Anteile an Schweröl und Mittelöl. Das Benzin im Abstreiferkondensat wird ohne Druckentlastung in den Eingang der Festbetthydrierung gepumpt und dann hydriert, so daß kein unraffiniertes Benzin das Kohlehydrieraggregat verläßt. Bei der Festbetthydrierung der Produkte aus den Heißabscheidern empfiehlt sich die raffinierende Hydrierung und zwar gemeinsam für den Anteil an Anreibeöl und ölgewinn. Hier ist eine dreistufige Abkühlung zweckmäßig, so daß sich in den eingeschalteten Abstreifern, ein Schwerölkondensat, das im wesentlichen oberhalb 325°C siedet, ein Mittelölkondensat, das im wesentlichen zwischen 180 und 325°C siedet, und ein Benzinkondensat, das im wesentlichen zwischen 30 und 180"C siedet als Kondensat sammeln. Von den Schweröl- und Mittelöl-Kondensaten werden solche Anteile dem Anreibeöl zugefügt, daß sich in Menge und Zusammensetzung das gewünschte Anreibeöl ergibt. Das verbleibende raffinierend hydrierte Schweröl und Mittelöl kann man - wenn Benzin als Endprodukt gewünscht wird unter Ausnutzung des vorhandenen Druckes und der verbliebenen Temperatüren - d.h. also ohne Zwischenschaltung einer aufwendigen drucklosen Destillation - in die spaltende Hydrierung einbringen, und das daraus erhaltene Hydrierprodukt zweistufig abkühlen, wobei einerseits die im wesentlichen über 180*C siedenden Anteile kondensieren und andererseits die von etwa 30 bis 180*C siedenden Anteile kondensieren. Die über 1809C siedenden Anteile kann man direkt in die spaltende Hydrierung zurückführen, die bis 180°C siedenden Anteile zusammen mit den Benzin-Anteilen aus der raffinierenden Hydrierung dem Aggregat des katalytischenIn the process according to the invention, the non-hydrogenated product from the hot separator can generally be satisfied with two-stage cooling, so that on the one hand heavy oil and medium oil are obtained as a common wiper condensate for the grind oil, and on the other hand gasoline. The setting of the desired ratio of heavy oil to medium oil in the grind oil then takes place when the hydrogenated proportions of heavy oil and medium oil are mixed in. The gasoline in the stripper condensate is pumped into the inlet of the fixed bed hydrogenation without pressure relief and then hydrogenated so that no unrefined gasoline leaves the coal hydrogenation unit. In the case of fixed bed hydrogenation of the products from the hot separators, the refined hydrogenation is recommended, namely jointly for the proportion of grinding oil and oil gain. A three-stage cooling is advisable here, so that in the scrapers that are switched on, a heavy oil condensate that boils essentially above 325 ° C, a middle oil condensate that boils essentially between 180 and 325 ° C, and a gasoline condensate that essentially boils between 30 and 180 "C boils collect as condensate. Of the heavy oil and medium oil condensates, such proportions are added to the grind oil that the desired grind oil results in quantity and composition is brought into the splitting hydrogenation using the existing pressure and the remaining temperatures - i.e. without the interposition of an expensive pressureless distillation - and the hydrogenation product obtained therefrom cools in two stages, with the components boiling essentially above 180 ° C condensing on the one hand and those of about 30 to 180 * C boiling parts condense. The fractions boiling above 180 9 C can be returned directly to the cleavage hydrogenation, while the fractions boiling up to 180 ° C together with the gasoline fractions from the refining hydrogenation can be returned to the catalytic aggregate
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Reformers zuführen. Mit der erfindungsgemäßen Arbeitsweise entfällt die sonst übliche aufwendige drucklose Destillation.Feed reformers. With the method of operation according to the invention, the otherwise usual, complex, pressureless distillation.
Man kann auch anstelle der spaltenden Hydrierung eine stark raffinierende Hydrierung einsetzen und erhält dann wasserstoffreiche Kohlenwasserstoffe im Schweröl-, Mittelöl- und Benzin-Bereich, die sich beispielsweise für die Pyrolyse zu Olefinen eignen. Wenn hier beispielsweise das Endprodukt in drei Schnitten gewünscht wird, erfolgt die Abkühlung des den Reaktor verlassenden Hydrierproduktes in drei Stufen mit zwischen den Wärmetauschern angeordneten Abstreifern.A highly refined hydrogenation can also be used instead of the splitting hydrogenation Use hydrogenation and then get hydrogen-rich hydrocarbons in the heavy oil, medium oil and gasoline sectors, which are suitable, for example, for pyrolysis to form olefins. If here, for example, the end product If three steps are desired, the hydrogenation product leaving the reactor is cooled in three stages with between the heat exchangers arranged scrapers.
117 tato (t/Tag) Steinkohle mit 10 % Wasser in Rohkohle und 5 % Asche in Trockenkohle, entsprechend 100 tato Reinkohle (wasser- und aschefrei (waf)), werden mit 1,2 tato FeSO4 . 7 H2O und 2 tato Bayermasse versetzt, einer Mahltrocknung zugeführt und mit einem Destillatölgemisch aus 60 tato Mittelöl (Sdp. 180 bis 325'C) und 110 tato Schweröl (Sdp. 325 bis 4500C) zu einem Brei angerührt, dem 0,3 tato Natriumsulfid zugegeben werden. Mittels einer Breipresse wird der Brei auf den Betriebsdruck von. 225 bar gebracht und dann versetzt mit 20 tato Abschlamm (Rückführabschlamm), der ohne Druckentlastung und ohne Temperaturerniedrigung aus dem Sumpf des Heißabscheiders zugeführt wird. Der Kohlebrei wird zusammen mit 15.000 Nmr*/h Kreislaufgas mit 80 Vol.% Wasserstoff über Wärmetauscher117 tpd (t / day) hard coal with 10% water in raw coal and 5% ash in dry coal, corresponding to 100 tpd pure coal (water- and ash-free (waf)), are produced with 1.2 tpd FeSO 4 . 7 H 2 O and 2 tpd Bayer mass offset is supplied to a mill drying and mixed with a distillate oil mixture of 60 tpd middle oil (bp. 180 to 325'C) and 110 tpd heavy oil (bp. 325-450 0 C) to form a slurry, the 0 , 3 tato sodium sulfide are added. Using a pulp press, the pulp is brought to the operating pressure of. 225 bar and then mixed with 20 tpd of sludge (return sludge), which is fed from the sump of the hot separator without pressure relief and without lowering the temperature. The coal pulp is fed together with 15,000 Nmr * / h of cycle gas with 80% by volume of hydrogen via a heat exchanger
und einen Vorheizer auf 43O°C aufgeheizt und in einen Reaktor von 7,5 m^ Volumen eingeführt, wo die Hydrierung bei 4650C erfolgt. Aus dem Reaktor gelangen die Reaktionsteilnehmer in einen Heißabscheider, wo bei 43OeC die Trennung erfolgt in ein Sumpfprodukt (Abschlamm) einerseits und den aus dem oberen Teil abziehenden Gasen und Dämpfen andererseits. Von diesen Gasen und Dämpfen gehen 37,4 % (Strom I) direkt in den Abkühlweg, wo sie in zwei hintereinander geschalteten Wärmetauschern einen Teil ihrer latenten Wärme an das eingehende Gemisch aus Kohlebrei, Kreislaufgas und Frischwasserstoff abgeben. Im ersten Wärmetauscher werden die Gase und Dämpfe auf etwa 35O*C abgekühlt, wobei 42,07 tato Schweröl kondensieren, die in einem ersten Abstreifer aufgenommen werden. Im zweiten Wärmeaustauscher erfolgt die Abkühlung auf etwa 2250C, wobei 29,23 tato Mittelöl kondensieren, die in einem zweiten Abstreifer aufgenommen werden. In der Schlußkühlung wird die Temperatur auf 400C erniedrigt, wobei 4,07 tato Benzin kondensieren, die in einem dritten Abstreifer aufgenommen werden. Die nach Entnahme von Strom I verbliebenen 62,6 % (Strom II) werden bei 42O°C über einen Hydrozyklon geführt, wobei 9 tato Schweröl ausgeschieden werden, die ohne Druckentlastung und Abkühlung in den Vorheizer zurückkehren. Das den Hydrozyklon verlassende Produkt wirda preheater and heated to 43o ° C and introduced into a reactor of 7.5 m ^ volume, where the hydrogenation takes place at 465 0 C. The reactants leave the reactor in a hot separator, where at 43O e C the separation takes place into a bottom product (sludge) on the one hand and the gases and vapors withdrawn from the upper part on the other. 37.4% of these gases and vapors (stream I) go directly to the cooling path, where they give off part of their latent heat to the incoming mixture of coal pulp, cycle gas and fresh hydrogen in two heat exchangers connected in series. In the first heat exchanger, the gases and vapors are cooled to around 350 ° C., 42.07 tpd heavy oil condensing, which is taken up in a first scraper. In the second heat exchanger, the cooling to about 225 0 C, whereby 29.23 tpd middle oil condensate, which are incorporated in a second wiper. In the final cooling, the temperature at 40 0 C is lowered, whereby 4.07 tpd gasoline condense, to be included in a third wiper. The 62.6% (stream II) remaining after the removal of stream I is passed through a hydrocyclone at 420.degree. C., 9 tpd heavy oil being separated out, which return to the preheater without pressure relief and cooling. The product leaving the hydrocyclone will
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bei 400eC liber einen Ni-Mo-Tonerde-Katalysator geleitet und dann der Abkühlung in Wärmetauschern zugeführt, wobei 65,69 tato Schweröl, 50,05 tato Mittelöl und 9,38 tato Benzin aus dem Hydrierprodukt kondensieren und in Abstreifern aufgenommen werden. Das bei der direkten Abkühlung und Wasserabtrennung erhaltene Benzinkondensat 4,07 tato wird zurückgepumpt in den Strom hinter dem Hydrozyklon und damit auch über die raffinierende Hydrierung geführt, wodurch sich die Benzinmenge auf 3,99 tato erniedrigt. Von den aus der raffinierenden Hydrierung erhaltenen Schweröl/Mittelöl-Produkten gehen zum Anreibeöl 48,63 tato Schweröl und 30,77 tato Mittelöl, für die Weiterverarbeitung stehen aus der raffinierenden Hydrierung als ölgewinn 17,06 tato Schweröl, 19,28 tato Mittelöl und 13,37 tato Benzin zur Verfügung. Zusammen gibt das 49,71 tato. Außerdem fallen 20 tato Cj- bis C^-Kohlenwasserstoffe an. Der dabei gebundene Wasserstoff beträgt 6,2 tato.passed at 400 ° C. over a Ni-Mo-alumina catalyst and then fed to cooling in heat exchangers, 65.69 tpd heavy oil, 50.05 tpd medium oil and 9.38 tpd gasoline condensing from the hydrogenation product and being taken up in strippers. The gasoline condensate obtained during direct cooling and water separation, 4.07 tpd, is pumped back into the stream behind the hydrocyclone and thus also passed through the refining hydrogenation, whereby the gasoline quantity is reduced to 3.99 tpd. Of the heavy oil / medium oil products obtained from the refining hydrogenation, 48.63 tpd heavy oil and 30.77 tpd medium oil are added to the grind oil; for further processing, the oil yield from the refining hydrogenation is 17.06 tpd heavy oil, 19.28 tpd medium oil and 13% .37 tpd of gasoline available. Together that is 49.71 tpd. In addition, there are 20 tpd of Cj to C ^ hydrocarbons. The hydrogen bound is 6.2 tpd.
Die außerdem erhaltenen 48,4 tato Abschlamm werden durch Entspannungs- -Vakuum-Destillation getrennt in 19,3 tato Destillat-Schweröl als Anreibe-61-Komponente und 29,1 tato getoppten Abschlamra zur Vergasung zu Synthesegas. The 48.4 tpd sludge that is also obtained is -Vacuum distillation separated into 19.3 tpd distillate heavy oil as grind-61 component and 29.1 tpd topped blowdown for gasification to synthesis gas.
Die Produkte des ölgewinns stehen unter dem Druck der Anlage. Die Temperaturen betragen für das Schweröl etwa 35O0C, für das Mittelöl etwa 225"C und für das Benzin etwa 40°C. Schweröl und Mittelöl werden unter dem gegebenen Druck bei 300eC über Edelmetall-Zeolith-Katalysator im eigenen Gaskreislauf mit etwa 85 % Wasserstoff spaltend hydriert und abgekühlt zunächst auf etwa 200'C, wobei im wesentlichen die über 180"C siedenden Anteile kondensieren, dann auf 40*C, wobei die von 30 bis 180"C siedenden Anteile kondensieren. Die über 180"C siedenden Anteile werden direkt in die spaltende Hydrierung zurückgeführt, die bis 1800C siedenden Anteile werden zusammen mit den Benzin-Anteilen aus der raffinierenden Hydrierung nach Entspannung auf Normaldruck in die Vordestillation des katalytischen Reformers eingebracht, wo sie in 3 Anteile fraktioniert werden: 1) 30 bis 70"C, 2) 70 bis 170°C als Reformer-Einsatz und 3) 170 bis 180eC (FraktionThe oil production products are under pressure from the plant. The temperatures for the heavy oil about 35O 0 C, for the medium oil is about 225 "C and for petrol about 40 ° C. Heavy oil and middle oil are sold under the given pressure at 300 e C over noble metal-zeolite catalyst in its own gas circuit with about 85% hydrogen splitting, hydrogenated and cooled first to about 200'C, the parts boiling above 180 "C essentially condensing, then to 40 ° C, the parts boiling from 30 to 180" C condensing. The parts boiling above 180 "C condense units are returned directly to the cleaved hydrogenation, which up to 180 0 C boiling fractions are introduced together with the gasoline fractions from the refining hydrogenation after depressurization to atmospheric pressure in the initial distillation of the catalytic reformer, where they are fractionated into 3 parts: 1) 30 to 70 "C, 2) from 70 to 170 ° C as a reformer feed and 3) 170 to 180 e C (fraction
1) und 3) können als Benzinkomponenten Verwendung finden) und Rückstand über 180"C zur Rückführung in die spaltende Hydrierung. Aus dem ölgewinn nach der raffinierenden Hydrierung von 49,71 tato werden nach der spaltenden Hydrierung ohne Reformieren, 46,23 tato Benzin mit Siedebereich bis 180°C erhalten, die chemische Wasserstoffbindung beträgt 2,5 %, wovon ein wesentlicher Teil aus dem Abgas des Reformers wiedergewonnen wird.1) and 3) can be used as gasoline components) and residue above 180 "C for return to the splitting hydrogenation. From the oil recovery After the refined hydrogenation of 49.71 tpd, after the splitting hydrogenation without reforming, 46.23 tpd of gasoline with a boiling range of up to Maintained 180 ° C, the chemical hydrogen bond is 2.5%, of which one a substantial part is recovered from the exhaust gas of the reformer.
Claims (1)
35Eliminate hydrogenation.
35
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