DE3403979A1 - METHOD FOR HYDROCRACKING HEAVY OIL - Google Patents

METHOD FOR HYDROCRACKING HEAVY OIL

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DE3403979A1
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Theo J.W. de Woodlawn Ontario Bruijn
Jaroslav F. Nepean Ontario Kriz
Adolfo E. Scarborough Ontario Silva
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G47/00Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions
    • C10G47/24Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions with moving solid particles
    • C10G47/26Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions with moving solid particles suspended in the oil, e.g. slurries

Description

Patentanwälte G RAM M + LI N S SSiSTSSJSiMamm Patent Attorneys G RAM M + LI NS SSiSTSSJSi Mamm

D-3300 BraunschweigD-3300 Braunschweig

1. Her Majesty, in rightof Canada, Telefon· (0531)80079 vertreten durch den Minister of ■ Telex· 0952620 Energy, Mines and Resources, Canada1. Her Majesty, in right of Canada, phone (0531) 80079 represented by the Minister of ■ Telex · 0952620 Energy, Mines and Resources, Canada

2. Petro-Canada Inc.2. Petro-Canada Inc.

Calgary, Alberta, Canada Anwaltsakte 823-1 DE -1Calgary, Alberta, Canada Attorney File 823-1 DE -1

Datum 1. Febr. 1984.Date Feb. 1, 1984.

Verfahren zum Hydrokracken von SchwerölProcess for hydrocracking heavy oil

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hydrokracken eines schweren Kohlenwasserstofföles, von dem ein nennenswerter Anteil einen Siedepunkt höher 524° C aufweist, wobei ein Brei aus dem genannten Kohlenwasserstofföl und einem·kohlenstoffhai ti gen Additiv in Gegenwart von 500 bis 50.COO s.c.f. Wasserstoff pro Barrel des genannten Kohlenwasserstofföl es durch eine begrenzte Hydrokrackzone geleitet wird, die gehalten wird auf einer Temperatur .zwisehen 375° und 500° C, einem Druck größer 3,5 MPa und einer Raumgeschwindigkeit bis zu 4,0 Volum des schweren Kohlenwasserstofföles pro Stunde pro Volum der Kapazität der Hydrokrackzone, aus der ein gemischter Ablauf abgezogen wird, der eine gasförmige Phase aus Wasserstoff und dampfförmigen. Kohlenwasserstoffen sowie eine flüssige Phase aus schweren· Kohlenwasserstoffen enthält, und dann aufgespalten wird in einen Gasstrom aus Wasserstoff und dampfförmigen Kohlenwasserstoffen und einen Flüssigkeitsstrom aus schweren Kohlenwasserstoffen. The invention relates to a method for hydrocracking a heavy hydrocarbon oil, a significant proportion of which has a boiling point higher than 524 ° C, with a pulp from the named hydrocarbon oil and a carbon residue Additive in the presence of 500 to 50.COO s.c.f. Hydrogen per Barrel of said hydrocarbon oil it by a limited Hydrocracking zone is passed, which is kept at a temperature .zwisehen 375 ° and 500 ° C, a pressure greater than 3.5 MPa and a space velocity of up to 4.0 volumes of the heavy Hydrocarbon oil per hour per volume of the capacity of the Hydrocracking zone from which a mixed effluent is withdrawn, comprising a gaseous phase of hydrogen and vapor. Hydrocarbons and a liquid phase of heavy Contains hydrocarbons, and then is split into a gas stream of hydrogen and vaporous hydrocarbons and a heavy hydrocarbon liquid stream.

Hyd.rokrackverfahren zur Umwandlung schwerer Kohlenwasserstofföle in leichte und mittel schwere Naphthas guter Qualität zurHydrocracking process for converting heavy hydrocarbon oils in light and medium heavy naphthas of good quality

- r- S- - r- S-

Spaltung der zugeführten Materialien in öl und Gas, sind gut bekannt. Bei diesen schweren Kohlenwasserstoffölen kann es sich um solche Materialien handeln wie Erdöl, atmosphärische Teerrückstände, Vakuumteer, schweres Kreislauföl, Kohleflüssigkeiten, Rohöl rückstände, abgetoppte Rohöle und das schwere Pechöl, das aus ölsand gewonnen wird. Von besonderem Interesse sind die aus ölsand gewonnenen öle, die Materialien mit einem weiten Siedebereich enthalten von Naphthas bis Kerosin, Gasöl, Pech u.dergl. und die einen großen Materialantei1 mit einem Siedepunkt oberhalb 524° C enthalten, Äquivalentatmosphärensiedepunkt.Splitting of the feed materials into oil and gas are well known. These heavy hydrocarbon oils can be such materials trade as petroleum, atmospheric tar residues, Vacuum tar, heavy cycle oil, coal liquids, Crude oil residues, topped off crude oils and the heavy pitch oil that is extracted from oil sands. Of particular interest are the ones from Oil sands extracted oils, the materials with a wide boiling range contain from naphthas to kerosene, gas oil, pitch and the like. and a large proportion of the material with a boiling point above 524 ° C, equivalent atmospheric boiling point.

Die schweren Kohlenwasserstofföle der vorstehend genannten Art neigen dazu, Stickstoff- und Schwefelverbindungen in großen Konzentrationen aufzuweisen. Außerdem enthalten solche schweren Kohlenwasserstoff-Fraktionen häufig große Mengen metal 1 organischer Verunreinigungen, die außerordentlich nachteilig gegenüber verschiedenen katalytisehen Prozessen sein können, die nachfolgend durchgeführt werden, wie z.B. eine Hydroraffination. Von den metallischen Verunreinigungen sind solche, die Nickel und Vanadium erhalten, am häufigsten, obwohl auch andere Metalle häufig vorkommen. Diese und andere metallische Verunreinigungen kommen häufig in bituminösen Materialien als metallorganisehe Verbindungen mit relativ hohem Molekulargewicht vor. Eine erhebliche Menge der metallorganischen Komplexe sind mit Asphaltmaterial gekoppelt und enthalten Schwefel. In katalytisehen Hydrokrackverfahren beeinträchtigt die Anwesenheit großer Mengen von Asphaltmaterial und metallorganischer Verbindungen natürlich erheblich die Aktivität des Katalysators hinsichtlich der knackenden Entfernung von Stickstoff und schwefelhaltigen und oxidierten Verbindungen. Ein typisches Athabascabitumen kann 51,5 Gew« Material mit einem Siedepunkt über 524° C, 4,48 Gew% Schwefel, 0,43 Gew% Stickstoff, 213 ppm Vanadium und 67 ppm Nickel enthalten.The heavy hydrocarbon oils of the type mentioned above tend to contain nitrogen and sulfur compounds in large concentrations to have. In addition, such heavy hydrocarbon fractions often contain large amounts of metal / organic Contaminants that are extremely detrimental to various catalytic processes that follow such as a hydro refining. from The metallic impurities are those that contain nickel and Vanadium obtained, most commonly, although other metals are also common. These and other metallic contaminants often occur in bituminous materials as organometallic Compounds with a relatively high molecular weight. A significant one Amount of organometallic complexes are made with asphalt material coupled and contain sulfur. In catalytic hydrocracking processes, the presence of large quantities is detrimental of asphalt material and organometallic compounds, of course significantly the activity of the catalyst in terms of the cracking removal of nitrogen and sulfur-containing and oxidized compounds. A typical athabascabitumen can contain 51.5% by weight of material with a boiling point above 524 ° C, 4.48% by weight Contains sulfur, 0.43 wt% nitrogen, 213 ppm vanadium and 67 ppm nickel.

Da die Reserven der konventionellen Rohöle abnehmen, müssen dieise Schweröle quälitätsverbessert werden, um den AnforderungenAs the reserves of conventional crude oils decrease, they have to Heavy oils are quality-improved to meet the requirements

j gerecht zu werden. Bei dieser Qualitätsverbesserung wird das : j meet. With this quality improvement this will :

schwerere Material in leichtere Fraktionen umgewandelt, und \ heavier material is converted into lighter fractions, and \

Schwefel, Stickstoff sowie Metalle müssen weitgehend entzogen ; werden.Sulfur, nitrogen and metals have to be largely removed; will.

Dies kann entweder durch ein Verkokungsverfahren, z.B. durch Delayed Koking oder durch Fließbettverkokung, oder aber durch ein Wasserstoffzuführverfahren durchgeführt werden wie z.B. .t durch thermisches oder katalytisches Hydrokracken. Die Destillatausbeute beim Verkokungsverfahren liegt bei etwa 70 Gew%, und dieses Verfahren führt außerdem zu etwa 23 Gew% Koks als Abfallprodukt, der wegen des niedrigen Stickstoff-Kohlenstoff-Verhältnisses sowie des hohen Mineral- und Schwefelgehaltes nicht als Brennstoff verwendet werden, kann. Je nach Verfahrensbedingungen kann das Hydrierverfahren eine Destillatausbeute von über 87 Gew% erbringen.This can either be carried out by a coking process, for example by delayed coking or by fluidized bed coking, or by a hydrogen supply process such as, for example . t by thermal or catalytic hydrocracking. The distillate yield in the coking process is about 70% by weight, and this process also results in about 23% by weight of coke as a waste product, which cannot be used as fuel because of the low nitrogen-to-carbon ratio and the high mineral and sulfur content. Depending on the process conditions, the hydrogenation process can produce a distillate yield of over 87% by weight.

Neuere Arbeiten beschäftigen sich mit einem alternierenden Verfahrensablauf, bei dem Wasserstoff bei hohen Drücken und Temperaturen zugeführt wird; die Ergebnisse waren vielversprechend. Beidiesem Verfahren werden Wasserstoff und Schweröl nach oben durch einen leeren, rohrförmigen Reaktor gepumpt und zwar ohne Beisein irgendeines Katalysators. Es wurde festgestellt, daß die Hochgewichtsmolekularverbindungen in niedriger siedende Bereiche hydrieren und/oder hydrokracken. Gleichzeitig finden Entschwefelungs-, Entmetal1isierungs- und Stickstoffentzugsreaktionen statt. Reaktionsdrücke bis zu 24 MPa und Temperaturen bis zu 490° C wurden erzielt.More recent work deals with an alternating process sequence, in which hydrogen is supplied at high pressures and temperatures; the results have been promising. In this process, hydrogen and heavy oil are pumped up through an empty, tubular reactor, without it In the presence of some kind of catalyst. It was found that the High weight molecular compounds in lower boiling areas hydrogenate and / or hydrocrack. At the same time, desulphurisation, Demetallization and nitrogen removal reactions instead of. Reaction pressures up to 24 MPa and temperatures up to 490 ° C were achieved.

Beim thermischen Hydrokracken besteht das Hauptproblem im Koks oder den Festablagerungen im Reaktor, insbesondere wenn das Verfahren bei verhältnismäßig niedrigen Drücken durchgeführt wird; dies kann zu kostspieligen Betriebsunterbrechungen führen. Ablagerungen bilden sich im Kopf des Reaktors, wo der Partialdruck des Wasserstoffs sowie der Aschegehalt am niedrigsten sind. Höhere Drücke reduzieren die Reaktorverschmutzung. Bei 24 MPaIn thermal hydrocracking, the main problem is with the coke or the solid deposits in the reactor, especially if the process is carried out at relatively low pressures; this can lead to costly business interruptions. Deposits form in the top of the reactor, where the partial pressure of hydrogen and the ash content are lowest. Higher pressures reduce reactor contamination. At 24 MPa

-r- ι--r- ι-

und 470° C läßt sich die Koksablagerung weitgehend eliminieren. Jedoch fuhren Betriebsvorfahren bei hohen Drücken zu höheren Investitions - und Verfahrenskosten.and 470 ° C, the coke deposit can largely be eliminated. However, operating ancestors at high pressures lead to higher pressures Investment and procedural costs.

Es ist bekannt, daß Mineralbestandtei1e im Ausgangsprodukt eine wesentliche Rolle bei der Koksablagerung spielen. US-Patent 3,775,296 offenbart, daß Ausgangsmaterial mit einem hohen Mineralgehalt (3,8 Gew%) eine geringere Tendenz zur Koksablagerung im Reaktor aufweist als Ausgangsmaterial mit geringem Mineralanteil (kleiner 1 Gew%). Andere Studien haben gezeigt, daß ein hoher Mineralgehalt keinen ersichtlichen Effekt auf die Pechumwandlung und Entschwefelung hat, jedoch Koksablagerung im Reaktor und generelle Reaktionsverschmutzung unterdrückt.It is known that mineral constituents are one in the starting product play an essential role in coke deposition. US patent 3,775,296 discloses that starting material has a high mineral content (3.8% by weight) have a lower tendency to deposit coke in the reactor as starting material with a low mineral content (less than 1% by weight). Other studies have shown that one high mineral content no apparent effect on pitch conversion and desulfurization, but suppressed coke build-up in the reactor and general reaction fouling.

Es wurde ebenfalls bereits früher gezeigt, daß die Koksablagerung im Reaktor unterdrückt werden kann durch Rückführung eines Teils der hochsiedenden Destillate in den unteren Bereich der Reaktionszone. Gemäß US-Patent 3,844,937 findet sich im Reaktor kein Koks, wenn die Mineral konzentration der Reaktorflüssigkeit während des thermischen Hydrokrackens zwischen 4 und 10 Gew% gehalten wird. Es hat den Anschein, daß während des Hydrokrackverfahrens kohlenstoffhaltiges Material anstatt an der Reaktorwandung an Festpartikeln abgelagert wird und dadurch mit dem Reaktorablauf ausgetragen werden kann. Dies zeigte die Möglichkeit auf, einen Koksträger kontinuierlich in den Reaktor einzuführen bzw. aus dem Reaktor abzuleiten.It has also been shown earlier that coke deposition in the reactor can be suppressed by recycling part of the high-boiling distillates in the lower area the reaction zone. According to US Pat. No. 3,844,937, there is no coke in the reactor when the mineral concentration of the reactor liquid is between during thermal hydrocracking 4 and 10 wt% is maintained. It appears that during the hydrocracking process, carbonaceous material is used instead is deposited on the reactor wall of solid particles and thereby can be discharged with the reactor drain. This indicated the possibility of a coke carrier continuously in the Introduce or derive the reactor from the reactor.

Die Zufuhr eines Koksträgers wurde vorgeschlagen in US-Patent 3,151,057, wobei als Träger Sand, Quarz , Tonerde, Magnesia, Zirkon, Beryll oder Bauxit Verwendung finden können. Diese Träger können nach ihrer Verwendung regeneriert werden durch Erhitzung des verschmutzten Trägers mit Sauerstoff und Dampf auf etwa 1090° C; man erhält so ein Regenerationsproduktgas mit einem beträchtlichen Anteil an Wasserstoff. Das kanadische Patent 1,073,389 sowie das US-Patent 4,214,977 zeigen, daß die ■ Zufuhr von Kohle oder eines Katalysators auf Kohlebasis zuThe supply of a coke carrier has been suggested in U.S. Patent 3,151,057, whereby sand, quartz, clay, magnesia, zircon, beryl or bauxite can be used as a carrier. These carriers can be regenerated after their use by heating the contaminated substrate with oxygen and steam about 1090 ° C; a regeneration product gas with a considerable proportion of hydrogen is thus obtained. The Canadian Patent 1,073,389 and US Patent 4,214,977 show that the ■ supply of coal or a coal-based catalyst to

einer Reduzierung der Koksablagerung während des Hydrokrackens ;führt. Kohleadditi ve dienen als Platz für die Ablagerung von ,Koksvorstufen und geben so die Möglichkeit zu deren Entfernung i aus dem System.a reduction in coke deposition during hydrocracking ; leads. Kohladditi ve serve as a place for the deposition of, coke precursors and thus give the possibility of their removal i from the system.

■ Die Verwendung derartiger Katalysatoren auf Kohlebasis erlaubt jein Verfahren bei niedrigeren Drücken und höheren Umwandlungen. Die Verwendung von Kohle und Kobalt, Molybdän und Aluminium auf ,Kohlekatalysatoren ist im kanadischen Patent 1,073,389 beschrieben, während US-Patent 4, 214,977 die Verwendung von Eisen-Kohle-Katalysatoren und das kanadische Patent 1,124,194 die Verwendung von Flugasche beschreiben.■ The use of such catalysts based on coal is permitted yes no process at lower pressures and higher conversions. The use of coal and cobalt, molybdenum and aluminum on carbon catalysts is described in Canadian Patent 1,073,389, while U.S. Patent 4,214,977 uses iron-carbon catalysts and Canadian Patent 1,124,194 uses of fly ash.

Im US-Patent 3,775,286 ist ein Verfahren beschrieben zum Hydrieren von Kohle, wobei die Kohle entweder imprägniert wurde mit wässrigem Eisenoxid, oder aber trockens Eisenoxidpuderhydrat physikalisch gemischt wurde mit pulverisierter Kohle. Jedoch waren die Umwandlungsraten bei Verwendung der physikalischen Mischung ziemlich schlecht im Vergleich zur imprägnierten Kohle.A process for hydrogenation is described in US Pat. No. 3,775,286 of coal, the coal either being impregnated with aqueous iron oxide or dry iron oxide powder hydrate physically mixed with powdered coal. However were the conversion rates using the physical Mixture pretty bad compared to impregnated charcoal.

Der .Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein preiswertes, verfügbares Additiv auf Kohlenstoffbasis in einem schweren Kohlenwasserstoff ausgangsmaterial zu benutzen, um so die Probleme zu verringern, die sich aus den sich während des Hydrokrackverfahrens .im Reaktor bildenden Ablagerungen ergeben.The .Erfindung is based on the task of an inexpensive, available Carbon based additive in a heavy hydrocarbon use feedstock so as to reduce the problems that arise during the hydrocracking process . Deposits forming in the reactor result.

Ausgehend von dem eingangs erläuterten Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das kohlenstoffhaltige Additiv eine Pulvermischung ist, die man durch inniges Vermischen von trocke-This task is based on the method explained at the beginning solved in that the carbonaceous additive a Powder mixture, which is obtained by intimately mixing dry

nen Kohle- oder Flugaschenpartikeln mit trockenen Partikeln einer Metal 1verbindung erhält, wobei letztere ein gemahlenes MetalIsalζ sein kann.carbon or fly ash particles with dry particles a metal compound obtained, the latter being a ground MetalIsalζ can be.

Dieses Verfahren verhindert weitgehend die Bildung von kohlenstoffhaltigen Ablagerungen in der Reaktionszone. Diese Ablagerungen, die Chinolin und unlösliches Benzolorganmaterial, Mineral-This process largely prevents the formation of carbonaceous Deposits in the reaction zone. These deposits, the quinoline and insoluble benzene organ material, mineral

bestandtei1e, Metalle, Schwefel und etwas lösliches Benzolorganmaterial enthalten können, werden nachfolgend als "Koks"-Ablagerungen bezeichnet.constituents, metals, sulfur and some soluble organ benzene material may contain are hereinafter referred to as "coke" deposits designated.

Die Trockenmischung ist natürlich erheblich billiger herzustellen als die üblichen metal 1sa1zimprägnierten Additive. Gleichzeitig ergibt sich ein günstiger Vergleich mit den imprägnierten Additiven bezüglich der Reduzierung der Koksvorstufen und hinsichtlich der Verhinderung von Koksablagerungen in der Reaktionszone. The dry mix is of course much cheaper to produce than the usual metal impregnated additives. Simultaneously there is a favorable comparison with the impregnated additives in terms of the reduction in coke precursors and in terms of the prevention of coke deposits in the reaction zone.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere geeignet für die Behandlung von Schwerölen mit einem hohen Anteil, vorzugsweise von zumindest 50 Volumen^, mit einem Siedepunkt oberhalb 524° C und mit einem weiten Siedebereich von Materialien von Naphtha bis zu Kerosin, Gasöl und Pech. Das Verfahren kann bei verhältnismäßig niedrigem Druck durchgeführt werden, vorzugsweise im Bereich von 3,5 bis 24 MPa, ohne Koksbildung in der Hydrokrackzone. The inventive method is particularly suitable for Treatment of heavy oils with a high proportion, preferably of at least 50 volumes ^, with a boiling point above 524 ° C and with a wide boiling range of materials from naphtha to kerosene, gas oil and pitch. The procedure can be proportionate low pressure, preferably in the range of 3.5 to 24 MPa, without coke formation in the hydrocracking zone.

Obwohl das Hydrokracken in verschiedenen bekannten Reaktoren entweder im Auf- oder Abstrom durchgeführt werden kann, ist es insbesondere geeignet für einen rohrförmigen Reaktor, durch den Ausgangsmaterial und Gas nach oben geführt werden. Der Ablauf am Reaktorkopf wird vorzugsweise aufgeteilt in einem heißen Abscheider, von dem der gasförmige Strom zu einem Niedrigtemperatur-Hochdruckseparator geführt werden kann, wo er aufgeteilt wird in einen gasförmigen Strom aus Wasserstoff und geringeren Anteilen gasförmiger Kohlenwasserstoffe und in einen flüssigen Produktstrom, der Leichtöl enthält.Although the hydrocracking in various known reactors in either can be carried out upstream or downstream, it is in particular suitable for a tubular reactor through which feedstock and gas are passed upwards. The expiry on The reactor head is preferably divided into a hot separator from which the gaseous stream is sent to a low temperature, high pressure separator can be conducted, where it is divided into a gaseous stream of hydrogen and lesser fractions gaseous hydrocarbons and a liquid product stream, which contains light oil.

Die für das Additiv verwendete Metallverbindung ist eine, die unter der Einwirkung von Wasserstoff und Hydrogensulfid sich in Metallsulfid verwandelt. Die Metallverbindung kann ein Oxid des Metalls, ein Metallsalz, z.B. Sulfat, Sulfid, Chlorid, Fluorid, Nitrat, Oxalat oder Karbonat oder ein Metall hydroxid sein. DasThe metal compound used for the additive is one that under the action of hydrogen and hydrogen sulfide turns into Metalsulfide transformed. The metal compound can be an oxide of the Metal, a metal salt, e.g. sulfate, sulfide, chloride, fluoride, Nitrate, oxalate or carbonate or a metal hydroxide. That

Metall ist typischer Weise ein katalytisch aktives Metall wie z.B.. Eisen, Kobalt., Nickel, Molybdän, Chrom, Wolfram, Vanadium, Zink o.dergl.. Eine insbesondere bevorzugte Verbindung ist Eisensulfat. Metal is typically a catalytically active metal such as iron, cobalt., Nickel, molybdenum, chromium, tungsten, vanadium, Zinc or the like. A particularly preferred compound is iron sulfate.

Das in Verbindung mit dieser Erfindung verwendete Metallsalz sowie das kohlenstoffhaltige Material weisen vorzugsweise sehr kleine Partikel auf beispielsweise kleiner als 60 Maschen (Canadian Standard Sieve); vorzugsweise wird ein Material verwendet, das durch ein 1OO-Maschen-Sieb hindurchgeht. Dennoch ist es möglich, die Vorteile der Erfindung mit größeren Partikeln bis zu 1/4 Zoll zu erzielen. Eine typische Additivmischung enthält 5 bis 95 Gew% Metall salz, wobei üblicherweise der Katalysator mit dem Schwerölausgangsmaterial im Verhältnis von 0,1 bis · 5 Gew% bezogen auf das Schwerölausgangsmaterial vermischt wird, obwohl dies variieren kann bis zu 0,01 bis 25 Gew-% bezogen auf das Ausgangsmaterial.The metal salt used in connection with this invention as well the carbonaceous material preferably have very small particles, for example smaller than 60 mesh (Canadian Standard Sieve); preferably a material which will pass through a 100 mesh screen is used. Still is it is possible to achieve the advantages of the invention with larger particles up to 1/4 inch. A typical additive mix contains 5 to 95 wt% metal salt, usually the catalyst is mixed with the heavy oil starting material in a ratio of 0.1 to 5% by weight based on the heavy oil starting material, although this can vary up to 0.01 to 25% by weight based on the starting material.

Das Additiv kann durch Feinzerkleinerung, Trocknung und nachfolgende Siebung einer geeigneten Kohle auf kleiner 100 Maschen hergestellt werden. Eine bestimmte Menge eines 100-Maschen-Metallsalzes wird der Kohle langsam in einem Mischer zugeführt; die Charge wird dann für etwa 10 Minuten gemischt. Einige Metallsalze müssen getrocknet werden, bevor sie auf 100 Maschen abgesiebt werden, um durch Reduzierung der Feuchtigkeit oder des Hydratwassergehaltes die hygroskopische Eigenschaft zu reduzieren. Die Trocknung kann bei etwa 90° C über drei Stunden durchgeführt werden.The additive can through fine grinding, drying and subsequent Screening of a suitable coal can be produced on a smaller than 100 mesh. A certain amount of a 100-mesh metal salt is slowly added to the coal in a mixer; the batch is then mixed for about 10 minutes. Some metal salts must be dried before they can be sieved to 100 mesh in order to reduce moisture or des To reduce the hygroscopic property of the water content of hydration. Drying can be carried out at around 90 ° C for three hours.

Die Partikelgrößen können kleiner oder größer als 100 Maschen sein und zwar in Abhängigkeit der Reaktorgeometrie und der Verkokungsneigung des schweren Kohlenwasserstoffölausgangsmaterials. Das trockene Mischverfahren ermöglicht es darüber hinaus, die Größe der Metal 1 salzpartikel sowie der Kohle unabhängig voneinander einzustellen. So kann z.B. die Partikelgröße der Kohle größer gewählt werden, um so für diese Partikel eine längereThe particle sizes can be smaller or larger than 100 mesh depending on the reactor geometry and the tendency to coke of the heavy hydrocarbon oil feedstock. The dry mixing process also enables the Adjust the size of the metal 1 salt particles and the coal independently. For example, the particle size of the coal be chosen larger, so for these particles a longer one

Verweilzeit zu erreichen, was eine größere Verflüssigung erlaubt.To achieve residence time, which allows greater liquefaction.

Im Zusammenhang mit der Erfindung wurde festgestellt, daß besonders gute Resultate dann erzielt werden, wenn das Metallsalz gemischt wird mit Kohle, vorzugsweise Braunkohle oder Moorkohle oder aber gemischt wird mit Flugasche.In connection with the invention it was found that particularly good results are achieved when the metal salt is mixed is mixed with coal, preferably lignite or bog coal, or with fly ash.

Kohle läßt sich generell definieren als Mineral bestehend aus verkokten Pflanzen. Es gibt viele verschiedene Arten von Kohle, einschließlich Braunkohle, Moorkohle und Anthrazit. Braunkohle ist ein Material, das in seinem Charakter zwischen Torf und Kohle liegt und einen wesentlichen Anteil leichtflüchtiger· Kohlenwasserstoffe aufweist. Pechkohle ist der allgemein übliche Typ und ist etwas härter als Braunkohle, mit einem höheren Kohlenstoffgehalt und einem niedrigeren Gehalt an leichtflüchtigem Kohlenwasserstoff. Moorkohle liegt in seinem Charakter zwischen Braunkohle und Pechkohle. Anthrazit ist eine sehr harte Kohle mit einem hohen Kohlenstoffgehalt und einem sehr kleinen Gehalt an leichtflüchtigen Bestandteilen. Koks ist das Festprodukt, das sich bei Erhitzung der Kohle ergibt und besteht aus einer porösen, harten Kohlenstoffmasse, die sehr wenig leichtflüchtige Anteile enthält.Coal can generally be defined as a mineral consisting of coked plants. There are many different types of coal including lignite, bog coal and anthracite. Brown coal is a material that lies between peat and coal in its character and contains a significant proportion of highly volatile · Has hydrocarbons. Pitch coal is the most common Type and is slightly harder than lignite, with a higher carbon content and a lower volatile content Hydrocarbon. Bog coal lies between in its character Brown coal and pitch coal. Anthracite is a very hard coal with a high carbon content and a very small one Content of volatile components. Coke is the solid product which results when the coal is heated and consists of a porous, hard carbon mass that is very little volatile Contains shares.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Additiv in erster Linie dazu benutzt, um Koksbildung zu unterdrücken und Koksablagerungen zu entfernen. Es wurde als besonders zweckmäßig festgestellt, Metallsalz mit Braunkohle oder Moorkohle oder Flugasche anstelle von Koks oder Semi-Koks zu verwenden. So wurde beispielsweise festgestellt, daß unter Hydrokrackbedingungen Braunkohle extensiv, Pechkohle, Koks oder Semi-Koks jedoch am wenigsten hydriert. Das Ausmaß der Hydrierung von Moorkohle liegt zwischen diesen Extrema. Deshalb sollte ein idealer breiförmiger Katalysatorträger für dieses Hydrokrackverfahren partiell hydrieren, was zu einer Reduzierung der Partikelgröße führt, woraufhin diese Partikel den Produktstrom verlassen und mit sich etwas abgelagerten Koks tragen sollten. Aus diesen Gründen istIn the method of the invention, the additive is used in the first place Line used to suppress coke formation and remove coke deposits. It was found to be particularly useful Metal salt with brown coal or bog coal or fly ash to use instead of coke or semi-coke. For example, it has been found that under hydrocracking conditions Lignite extensively, pitch coal, coke or semi-coke but the least hydrogenated. The extent of the hydrogenation of bog coal is located between these extremes. Therefore it should be an ideal pulp-shaped Partially hydrogenate the catalyst carrier for this hydrocracking process, which leads to a reduction in the particle size, whereupon these particles should leave the product stream and carry with them some deposited coke. For these reasons it is

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ersichtlich, daß ein Koks- oder Semi-Koks-Träger für'diese Aufgabe nicht zufriedenstellend arbeitet.it can be seen that a coke or semi-coke carrier for this task not working satisfactorily.

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!Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform werden das schwere Kohlenwasserstoffölausgangsmaterial und das Metal 1-Kohle-Additiv in einem Rohstofftank vermischt und zusammen mit Wasserstoff durch einen Vertikai reaktor gepumpt. Am oberen Ende der 'Hydrokrackzone kann die Flüssig-Gas-Mischung auf verschiedene iWeise separi.ert werden. Dies kann z.B. in einem Heißseparator erfolgen, der zwischen 200 und 470° C und unter dem Druck der Hydrokrackreaktion gehalten wird. Das aus dem Heißseparator kommende schwere Kohlenwasserstofföl produkt kann entweder zurückgeführt oder zu einer zweiten Behandlung geleitet werden.According to a preferred embodiment, these will be difficult Hydrocarbon oil feedstock and the metal 1 carbon additive mixed in a raw material tank and pumped through a vertical reactor together with hydrogen. At the top of the 'Hydrocracking zone can mix the liquid gas in different ways Can be separated in ways. This can be done, for example, in a hot separator, which is between 200 and 470 ° C and under the pressure of the Hydrocracking reaction is held. The heavy hydrocarbon oil product coming from the hot separator can either be recycled or be directed to a second treatment.

Der aus dem Heißseparator kommende gasförmige Strom enthält eine Mischung aus Kohlenwasserstoffgasen und Wasserstoff und wird in einem Niedrigtemperatur-Hochdruck-Separator abgekühlt und separiert. Durch Verwendung dieses Separatortyps enthält der Ausgangsgasstrom überwiegend Wasserstoff mit einigen Verunreinigungen wie Hydrogensulfid und leichten Kohlenwasserstoffgasen. Dieser Gasstrom wird durch einen Wäscher geschickt-, und der gewaschene Wasserstoff wird zurückgeführt als Teil der Wasserstoffzuführung zum Hydrokrackprozeß. Die Reinheit des zurückgeführten Wasserstoffgases wird aufrechterhalten durch·Justierung der Waschkonditionen und durch Zufügung von Zusatzwasserstoff.The gaseous stream coming from the hot separator contains a mixture of hydrocarbon gases and hydrogen and is in a low temperature high pressure separator and cooled separated. By using this type of separator, the output gas stream contains predominantly hydrogen with some impurities such as hydrogen sulfide and light hydrocarbon gases. This gas stream is passed through a scrubber and the scrubbed hydrogen is recycled as part of the hydrogen feed to the hydrocracking process. The purity of the recycled hydrogen gas is maintained by adjusting the Washing conditions and by adding additional hydrogen.

Der Flüssigkeitsstrom aus dem Niedrigtemperatur-Hochdruckseparator stellt das leichte Kohlenwasserstofföl produkt des vorliegenden Verfahrens dar und kann zu einer Zweitbehandlung geführt werfen. The liquid flow from the low temperature high pressure separator represents the light hydrocarbon product of the present Proceedings and can result in secondary treatment.

Ein Anteil des Metal 1-Kohl e-A.ddi ti vs wird zusammen mit dem Schwerölprodukt aus dem Heißseparator übertragen und findet sich in der 524° C-Pechfraktion. Da' es sich hier jedoch um ein sehr billiges Additiv handelt, lohnt keine Rückgewinnung, und es kann zusammen mit dem Pech abgebrannt oder vergast werden. Die Konzen-A portion of the Metal 1-Kohl e-A.ddi ti vs is used together with the heavy oil product transferred from the hot separator and is found in the 524 ° C pitch fraction. However, since this is a very cheap one If it is an additive, it is not worth recovering and it can be burned or gasified together with the pitch. The Concentrations

• . ' -10 -•. '-10 -

- «κ- 43-- «κ- 43-

tration des Metal 1-Kohle-Additivs im Ausgangsmaterial liegt normalerweise zwischen 0,1 und 5,0 Gew%, vorzugsweise bei etwa 1,0 Gew%. Unter Hydrokrackbedingungen verwandeln sich die Metallsalze in Metallsulfide. ;Tration of the metal 1-carbon additive in the feedstock is usually between 0.1 and 5.0% by weight, preferably at about 1.0% by weight. The metal salts transform under hydrocracking conditions in metal sulfides. ;

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird Bezug genommen auf die beigefügte Zeichnung, die in einem Diagramm eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt.For a better understanding of the invention, reference is made to the accompanying drawing, which is a preferred diagram Embodiment of the invention shows.

Schweres Kohlenwasserstoffölausgangsmaterial und ein Metallsalz-Kohle-Additiv werden miteinander in einem Rohstofftank 10 zu einem Brei vermengt, der über eine Speisepumpe 11 durch eine ZuI auf1 eitung 12 in den Boden eines leeren Turmes 13 gepumpt wird, der eine Reaktionskammer bildet. Gleichzeitig werden rückgeführter Wasserstoff und Zusatzwasserstoff über die Leitung 30 ebenfalls durch die ZuI auf1 eitung 12 in den Turm geleitet. Am oberen Ende des Turmes 13 wird eine Gas-Flüssigkeits-Mischung durch eine Leitung 14 abgezogen und in einen Heißseparator 15 eingespeist, wo der aus dem Turm 13 kommende Ablauf separiert wird in einen gasförmigen Strom 18 und einen Flüssigkeitsstrom 16. Letzterer besteht aus Schweröl, das in einer Kammer gesammelt wird.Heavy hydrocarbon oil feedstock and a metal salt-coal additive are mixed together in a raw material tank 10 to form a slurry, which is fed via a feed pump 11 by a To I on1 line 12 is pumped into the floor of an empty tower 13 which forms a reaction chamber. At the same time, recycled hydrogen and additional hydrogen are discharged via line 30 also routed through the supply line 12 into the tower. At the upper end of the tower 13 is a gas-liquid mixture withdrawn through a line 14 and fed into a hot separator 15, where the drain coming from the tower 13 is separated becomes a gaseous stream 18 and a liquid stream 16. The latter consists of heavy oil that is collected in a chamber.

Alternativ ist es möglich, an die Leitung mit dem Flüssigkeitsstrom 16 eine Abzweigleitung anzuschließen, die über eine Pumpe in die ZuI auf1 eitung 12 führt und als Rückführung dient für Rückführung des Flüssigkeitsstromes, der Metallsulfidpartikel und Kohlestoffe vom Heißseparator 15 enthält, in den Rohstoffbrei des Turmes 13.Alternatively, it is possible to connect to the line with the liquid flow 16 to connect a branch line that has a pump into the supply line 12 and serves as a return for Return of the liquid stream, the metal sulfide particles and contains carbons from the hot separator 15, into the raw material slurry of the tower 13.

In einer weiterhin abgewandelten Ausführungsform führt die Leitung des FVüssigkeitsstromes 16 in einen Zyklonabscheider, der die Metal 1sulfidpartikel und die Kohleteilchen aus dem Flüssigkeitsstrom separiert und diese separierten Teilchen in den Ausgangsbrei des Turmes 13 zurückführt, während die verbleibende Flüssigkeit in der Kammer 17 gesammelt wird.In a further modified embodiment, the line leads of the liquid stream 16 in a cyclone separator, the the metal sulfide particles and the carbon particles from the liquid stream separated and these separated particles returned to the starting pulp of the tower 13, while the remaining Liquid is collected in the chamber 17.

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Der aus dem Heißseparator 15 austretende Gasstrom wird über eine !Leitung 18 in einen Hochdruck-Niedertemperatur-Separator 19 ge-The gas stream emerging from the hot separator 15 is via a ! Line 18 in a high pressure low temperature separator 19

'leitet und hier aufgeteilt in einen Gasstrom, der reich ist an'heads and here divided into a gas stream that is rich in

Wasserstoff und über eine Leitung 22 abgezogen wird, und in ein !ölprodukt, das über eine Leitung 20 abgezogen und in einer Kam- !mer 21 aufgefangen wird.Hydrogen and is withdrawn via a line 22, and in an oil product, which is withdrawn via a line 20 and in a chamber ! mer 21 is caught.

'Der wasserstoffreiche Strom 22 wird durch einen Füllkörperwäsch-,turm 23 geleitet und hier mit einer Waschflüssigkeit 24 gewaschen, die durch den Waschturm mittels einer Pumpe 25 und einer ■ Rücklaufsch!eife 26 hindurchgeführt wird. Der gewaschene, wasser-.stoffreiche Strom tritt aus dem Wäscher über die Leitung 27 aus und wird vermischt mit frischem Zusatzwasserstoff, der über eine Leitung 28 zugeführt wird, und wird dann zurückgeführt über eine Rücklaufgaspumpe 29 und eine Leitung 30 in den Turm 13.The hydrogen-rich stream 22 is passed through a packed scrubbing tower 23 passed and washed here with a washing liquid 24, which is passed through the washing tower by means of a pump 25 and a return pipe 26. The washed, water-rich Stream exits the scrubber via line 27 and is mixed with fresh make-up hydrogen, which is via a Line 28 is fed, and is then returned via a Return gas pump 29 and a line 30 in the tower 13.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend durch nicht einschränkend verstandene Beispiele erläutert. Further preferred embodiments of the invention are provided below illustrated by non-restrictive examples.

.Beispiel 1 . example 1

Ein Additiv wurde hergestellt durch Zerkleinerung und Siebung einer Moorkohle auf kleiner 200 Maschen. Dieses Material wurde anschließend mit einer vorbestimmten Menge von Ei sensu Ifat gemischt, getrocknet, zerkleinert und abgesiebt auf kleiner 200 Maschen. Das Eisensulfat wurde vorher getrocknet, da es unter normalen Bedingungen als Heptahydrat, nämlich als FeSO4.7H2O auftritt. Dieses Salz ist hygroskopisch und formt Agglomerate, die die Sieböffnungen verstopfen. Das Heptahydrat wurde getrocknet zu einem'Monohydrat FeSO4-H^1O und zwar durch .Erhitzung auf 90° C für etwa drei Stunden. Das getrocknete Eisensulfat wurde dann zerkleinert und gesiebt und dann langsam in einem Mischer der Kohle zugegeben und etwa 10 Minuten mit dieser gemischt. Die sich so ergebende Mischung wurde in eine Trommel gefüllt und diese etwa 4 Stunden lang rotiert.An additive was produced by crushing and sieving a bog coal to a size smaller than 200 meshes. This material was then mixed with a predetermined amount of egg sensu Ifat, dried, crushed and sieved to a size smaller than 200 meshes. The iron sulfate was dried beforehand because it occurs as a heptahydrate, namely as FeSO 4 .7H 2 O under normal conditions. This salt is hygroscopic and forms agglomerates that clog the sieve openings. The heptahydrate was dried to a monohydrate FeSO 4 -H ^ 1 O by heating to 90 ° C for about three hours. The dried iron sulfate was then crushed and sieved and then slowly added to the charcoal in a blender and mixed with it for about 10 minutes. The resulting mixture was placed in a drum and rotated for about 4 hours.

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Die Eigenschaften des trocken gemischten Additivs sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt zusammen mit den Eigenschaften eines typischen imprägnierten Additivs.The properties of the dry blended additive are listed in Table 1 below along with the properties of a typical impregnated additive.

Tabelle 1 : Analyse eines trocken gemischten und eines imprägnierten AdditivsTable 1: Analysis of a dry mixed and an impregnated one Additive

trockendry gemischtmixed imprägniertimpregnated Schwefelsulfur Gew.%Weight% 4,814.81 4,724.72 Ascheash Gew.%Weight% 21 ,7621, 76 20,820.8 unlösliches Pentaninsoluble pentane Gew.%Weight% 93,693.6 -- unlösliches Tolueninsoluble toluene Gew.%Weight% 93,093.0 -- VanadiumVanadium ppmppm 180180 7979 Nickelnickel ppmppm 7272 1 191 19th Eiseniron Gew.%Weight% 8,788.78 8,968.96 Kohlenstoffcarbon Gew.%Weight% 41,3141.31 41 ,0541, 05 Wasserstoffhydrogen Gew.%Weight% 2,972.97 3,063.06 Stickstoffnitrogen Gew.%Weight% 0,510.51 0,500.50

Die Größenverteilung der beiden Additive ist in der Tabelle 2 aufgeführt.The size distribution of the two additives is shown in Table 2 listed.

Tabelle 2 : Trockensiebanalyse von trocken gemischtem Additiv und imprägniertem AdditivTable 2: Dry sieve analysis of dry mixed additive and impregnated additive

Additiv trocken gemischt imprägniert Additive dry mixed impregnation

Stand
Size
was standing
Size
arf Mesharf mesh Gewi c
pm ( σ )
Gewi c
pm (σ)
htht Austhe end beuteprey Gewi
L<L
Certainly
L <L
chtcht Austhe end beuteprey
-100-100 - +200- +200 147-74 5,147-74 5, 1717th 22 ,5, 5 4,4, 661 66 1 22 ,91 , 9 1 -200-200 - +325- +325 74-43 48,74-43 48, 3535 2323 ,0, 0 42,42, 3838 2626th ,4, 4 -325-325 <43 156,<43 156, 4343 7474 ,5, 5 113,113, 5151 7070 ,7, 7

1 . +200 Maschen1 . +200 stitches

- 13 -- 13 -

ι 2ι 2

,Als Ausgangsmaterial wurde ein Cold Lake Vakuum Residuum mitA Cold Lake vacuum residue was used as the starting material

!folgenden Eigenschaften verwendet:! uses the following properties:

:Tabelle 3 : Eigenschaften des Cold Lake Ausgangsmaterials: Table 3: Properties of the Cold Lake starting material

;Raumgewicht spezifisches Gewicht Schwefel Asche Conradson Carbon Residue unlösliches Pentan unlösliches Toluen Asphal te'ne Kohlenstoff Wasserstoff Stickstoff Vanadium Nickel Ei sen Sediment (Extraktion) Wasser (Destillation) Pech (Siedepunkt über 5240C) ; Density specific gravity sulfur ash Conradson carbon residue insoluble pentane insoluble toluene asphal te'ne carbon hydrogen nitrogen vanadium nickel iron sediment (extraction) water (distillation) pitch (boiling point above 524 0 C)

2. Ein. Gebiet in West-Kanada2. One. Territory in western Canada

0API. 0 API. 4,8 ■4.8 ■ 15/15°C15/15 ° C 1,0381.038 Gew.%Weight% 5,825.82 Gew.%Weight% 0,050.05 Gew.% .Weight%. 19,819.8 Gew.%Weight% 22,722.7 Gew.%Weight% 0,070.07 Gew.%Weight% 22,622.6 Gew.%Weight% 82,9082.90 Gew.%Weight% 9,969.96 Gew.%Weight% 0,680.68 ppmppm 251 .251. ppmppm 9393 ppmppm 1313th Gew.% .Weight%. Spurentraces Gew.%Weight% Spurentraces Gew.%Weight% 85,1 085.1 0

Ein verschnittener Brei aus obigem Ausgangsmaterial und ein Gewichtsprozent des trocken gemischten Additivs wurde hergestellt und als Ausgangsmaterial für eine Hydrokrackanlage verwendet, wie es in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist.A cut pulp from the above starting material and one percent by weight the dry blended additive was manufactured and used as feedstock for a hydrocracking plant, as shown in the accompanying drawing.

Der Reaktor wurde unter folgenden Konditionen betrieben:The reactor was operated under the following conditions:

Reaktor Temperatur - 0CReactor temperature - 0 C

Druck MPaPressure MPa

flüssige stündl.Raumgeschwindigkeitliquid hourly space velocity

450 13,9 0,75450 13.9 0.75

34Π397934Π3979

rückgeführte Gasgeschwindigekt m3/h rückgefUhrte Gasreinheit(Wasserstoff) vol% Länge des Ablaufs hrecirculated gas velocity m 3 / h recirculated gas purity (hydrogen) vol% length of the drain h

5,9 85 4225.9 85 422

Die aus diesem Verfahrensablauf erhaltenen Resultate waren wie folgt:The results obtained from this procedure were as follows:

Pech (524°C) Umwandlung Schwefel-Umwandlung FlüssigproduktausbeutetC + Flüssigproduktausbeute (CPitch (524 ° C) conversion sulfur conversion Liquid product yields C + Liquid product yield (C.

GaseGases

WasserstoffverbrauchHydrogen consumption

Gew%Weight% 87,587.5 Gew%Weight% 65,565.5 vol %vol% 106,1106.1 Gew.%Weight% 92,792.7 Gew.%Weight% 5,75.7 m3/tonnem 3 / ton 221,9221.9

Am Ende des Verfahrensablaufes wurden 143 gr fester Ablagerungen im System gefunden.At the end of the process, there were 143 grams of solid deposits found in the system.

Die Resultate lassen sich vergleichen mit einem Verfahrensablauf, bei dem ein imprägniertes Eisen-Kohle-Additiv verwendet wurde. Ein etwas anderes Cold Lake Ausgangsmaterial wurde verwendet, dessen Eigenschaften nachfolgend angegeben sind:The results can be compared with a process sequence in which an impregnated iron-carbon additive was used. A slightly different Cold Lake raw material was used, the properties of which are given below:

Tabelle 4 : Eigenschaften des Cold Lake Ausgangsmaterials (verwendet mit imprägniertem Additiv) Table 4: Properties of the Cold Lake raw material (used with impregnated additive)

Spezifisches Gewicht Schwefel AscheSpecific gravity of sulfur ash

CCR.CCR.

unlösliches Pentan Asphaltene unlösliches Toluen Kohlenstoff Wasserstoff Stickstoff Vanadium Nickelinsoluble pentane asphaltenes insoluble toluene Carbon hydrogen nitrogen vanadium nickel

15/15°C Gew.% Gew.% Gew.% Gew.% Gew.% Gew.% Gew.% Gew.% Gew.% ppm ppm15/15 ° C wt.% Wt.% Wt.% Wt.% Wt.% Wt.% Wt.% Wt.% Wt.% Ppm ppm

1 ,0261, 026

5,165.16

0,0640.064

18,218.2

21 ,021, 0

21 ,0 0,0321.0 0.03

82,9382.93

10,29 0,57 25510.29 0.57 255

9292

__

Eisen
.Viskosität '.. Viskosität , Pech
iron
"Viscosity " .. Viscosity, pitch

ppmppm 8282 0C 0 C 1010 cStcSt beiat 9999 0C 0 C 52 7 052 7 0 cStcSt beiat %% 14891489 Gew.Weight 72,9572.95

Für den Verfahrensablauf wurden folgende Verfahrensbedingungen eingehalten:-The following process conditions were used for the process sequence complied with: -

Reaktortemperatur 0CReactor temperature 0 C

Druck MPaPressure MPa

flüssige stündliche Raumgeschwi nd.igkei t zurückgeführte Gasgeschwindigkeit m3/tonne zurückgeführte Gasreinheit(Wasserstoff) vol% Dauer des Verfahrensablaufes . hliquid hourly space velocity recirculated gas velocity m 3 / ton recirculated gas purity (hydrogen) vol% duration of the process sequence. H

448 13,9 0,75 5,9 85 513448 13.9 0.75 5.9 85 513

Die folgenden Resultate wurden erzielt:The following results were obtained:

Pechumwandlung Schwefelumwandlung Flüssigproduktausbeute (C4+) Flüssigproduktausbeute (C4+)Pitch conversion Sulfur conversion Liquid product yield (C 4 +) Liquid product yield (C 4 +)

- C3 Gase- C 3 gases

WasserstoffverbrauchHydrogen consumption

Gew.%Weight% 8 5,58 5.5 Gew.%Weight% 55,955.9 vol % vol % 102,7102.7 Gew.%Weight% 92,392.3 Gew.%Weight% 5,15.1 m3/tonnem 3 / ton 196,8196.8

Die Gesamtablagerung an Feststoffen wahrend dieses Verfahrensablaufes betrug '72 gr, was sich vorteilhaft unterscheidet von den 143 gr Feststoffablagerungen beim Verfahrensabi auf mit dem trocken gemischten Additiv. Unter den gleichen Verfahrensbedingungen läßt sich ein Verfahren ohne Metal 1-Kohle-Additi ν nur über eine sehr kurze Zeit durchführen, bevor starke Ablagerungen oder Verstopfungen auftreten. Ein Verfahrensablauf mit Athabasca-Bitumen bei 450° C und einer höheren flüssigen stündlichen Raumgeschwindigkeit von 3,0 ohne Verwendung eines Additivs führte zu 6.600 g Ablagerungen nach 384 Stunden.The total build-up of solids during this process sequence was '72 gr, which differs advantageously from the 143 gr solid deposits in the process with the dry mixed additive. Under the same process conditions, a process without Metal 1-Carbon Additi ν can only be used Carry out a very short period of time before severe buildup or clogging occurs. A process with Athabasca bitumen at 450 ° C and a higher liquid hourly space velocity of 3.0 without the use of an additive resulted in 6,600 g deposits after 384 hours.

- 16 -- 16 -

Die Eigenschaften des Athabasca-Bitumens, die Verfahrensbedingun· gen und die erzielten Resultate in diesem Verfahren sind nachfolgend aufgeführt.The properties of Athabasca bitumen, the process conditions The genes and the results obtained in this procedure are as follows listed.

Eigenschaften des Athabasca* Bitumens:Properties of Athabasca * bitumen:

Spezifisches Gewicht SchwefelSpecific gravity of sulfur

Ascheash

Conradson Carbon Residue unlösliches Pentan unlösliches Benzen Vanadiumgehalt Nickel gehait G e s a m t s ä u r e ζ a h 1 Gesamtbasenzahl Kohlenstoff Wa sserstoffConradson Carbon Residue Insoluble Pentane insoluble benzene vanadium content Nickel is included T otal acidity 1 total base number carbon hydrogen

Sti ckstoff
(Dohrmann microcoulometer)
Fabric
(Dohrmann microcoulometer)

Chlorchlorine

Viskosität
Pech (5240C)
viscosity
Bad luck (524 0 C)

15/15°C15/15 ° C 1 ,0091, 009 Gew.%Weight% 4,484.48 Gew.%Weight% 0,590.59 Gew.%Weight% 13,313.3 Gew.%Weight% 15,515.5 Gew.%Weight% 0,720.72 ppmppm 213213 ppmppm 6767 mg KOH/gmg KOH / g 2,772.77 mg KOH/gmg KOH / g 1 ,891, 89 Gew.%Weight% 83,3683.36 Gew.%Weight% 10,5210.52 Gew.%Weight% 0,430.43 Gew.%Weight% 0,000.00 cst bei 38°Ccst at 38 ° C 1000010,000 Gew.%Weight% 51 ,551, 5

* Ein Gebiet in West-Kanada mit Teersanden.* An area in western Canada with tar sands.

Verfahrensbedingungen:Process conditions:

Menge des Additivs DruckAmount of additive pressure

Reaktortemperatur Dauer des Verfahrensablaufs Gew.%
MPa
0C
h
Reactor temperature Duration of the process% by weight
MPa
0 C
H

flüssige stündliche Raumgeschwindigkeit
rückgeführte Gasgeschwindigkeit m3/h rückgeführte Gasreinheit(Wasserstoff) vol%
liquid hourly space velocity
recirculated gas velocity m 3 / h recirculated gas purity (hydrogen) vol%

10,44 450 384 3,0 5,6 8510.44 450 384 3.0 5.6 85

-17 --17 -

-ao--ao-

Ergebnisse:Results:

[ Pechumwandlung
!Schwefelumwandlung j Wasserstoffverbrauch
[ Pitch conversion
! Sulfur conversion j Hydrogen consumption

I-I-

! Flüssigkeitsproduktausbeute ,Flüssigkeitsproduktausbeute I Gesamtfeststoffablagerungen im System! Liquid product yield, liquid product yield I Total solid deposits in the system

Diese Ergebnisse zeigen deutlich, daß die Eisen-Kohle-Additive sehr effektiv bei der Verhinderung von Feststoffablagerungen sind. Die trocken.gemisehten und imprägnierten Additive haben ungefähr gleiche Eigenschaften hinsichtlich der Koksunterdrückung .These results clearly show that the iron-carbon additives very effective in preventing solid build-up are. The dry, mixed and impregnated additives have approximately the same properties in terms of coke suppression.

Gew. % Weight % 60,660.6 Gew.%Weight% 29,929.9 m3 /tonnem 3 / ton 58,258.2 vol %vol% 100100 Gew.%Weight% 94,2 .94.2. gG 66006600

Gr/Gru.·Gr / Gru. ·

Claims (12)

Patentanwälte GRAMM + LINS D-3300 BraunschweigPatent attorneys GRAMM + LINS D-3300 Braunschweig 1. Her Majesty, in rightof Canada, Te|efon. (0531)8007! vertreten durch den Minister of Telex; 0952620 Energy, Mines and Resources, Canada1. Her Majesty, in right of Canada, Te | efon . (0531) 8007! represented by the Minister of Telex; 0952620 Energy, Mines and Resources, Canada 2. Petro-Canada Inc.2. Petro-Canada Inc. Calgary, Alberta, Canada Anwaltsakte 823-1 DE-1Calgary, Alberta, Canada Attorney File 823-1 DE-1 Datum 1. Febr. 198/Date Feb. 1, 198 / Patentansprüche:Patent claims: (1.JVerfahren zum Hydrokracken eines schweren Kohlenwasserstofföles, von dem ein nennenswerter Anteil einen Siedepunkt höher 524° C aufweist, wobei ein Brei aus dem genannten Kohlenwasserstofföl und einem kohlenstoffhaltigen Additiv in Gegenwart von 500 bis 50.000 s.c.f. Wasserstoff pro Barrel des genannten Kohlenwasserstofföl es durch eine begrenzte Hydrokrackzone geleitet wird, die gehalten wird auf einer Temperatur zwischen 375° und 500° C5 einem Druck größer 3;5 MPa und einer Raumgeschwindigkeit bis zu 4,0 Volum des schweren Kohlenwasserstofföl es pro Stunde pro Volum der Kapazität der Hydrokrackzone, aus der ein gemischter Ablauf abgezogen wird, der eine gasförmige Phase aus Wasserstoff und dampfförmigen Kohlenwasserstoffen sowie eine flüssige Phase aus schweren Kohlenwasserstoffen enthält, und dann aufgespalten wird in einen Gasstrom aus Wasserstoff und dampfförmigen Kohlenwasserstoffen und einen Flüssigkeitsstrom aus schweren Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige Additiv eine Pulvermischung ist, die man durch inniges Vermischen von trockenen Kohle- oder Flugaschenpartikeln mit trockenen Partikeln einer Metallverbindung erhält.(1. Process for the hydrocracking of a heavy hydrocarbon oil, a significant portion of which has a boiling point higher than 524 ° C, wherein a slurry of said hydrocarbon oil and a carbonaceous additive in the presence of 500 to 50,000 scf hydrogen per barrel of said hydrocarbon oil is passed through a Limited hydrocracking zone is passed, which is maintained at a temperature between 375 ° and 500 ° C 5, a pressure greater than 3 ; 5 MPa and a space velocity of up to 4.0 volumes of the heavy hydrocarbon oil per hour per volume of the capacity of the hydrocracking zone from which a mixed flow is withdrawn, which contains a gaseous phase of hydrogen and vaporous hydrocarbons and a liquid phase of heavy hydrocarbons, and is then split into a gas flow of hydrogen and vaporous hydrocarbons and a liquid flow of heavy hydrocarbons, characterized in that the carbonaceous additive is a powder mixture obtained by intimately mixing dry coal or fly ash particles with dry particles of a metal compound. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle eine Braun- oder Moorkohle ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the coal is a brown coal or bog coal. 3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine solche Metal 1 verbindung, die sich unter Reaktorbedingungen in Metall sulfid verwandelt.3. The method according to claim 2, characterized by such a metal 1 compound, which is in metal under reactor conditions sulfide transformed. I4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die i Metal 1verbindung ein Metallsalz ist.I4. Method according to claim 2, characterized in that the i Metal compound is a metal salt. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall verbindung ein katalytisch aktives Metall ist, ausgewählt aus Eisen, Kobalt, Nickel, Molybdän, Chrom, Wolfram,5. The method according to claim 4, characterized in that the Metal compound is a catalytically active metal, selected from iron, cobalt, nickel, molybdenum, chromium, tungsten, ■ Vanadium und Zink.■ Vanadium and zinc. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallverbindung ein Eisensalz ist.6. The method according to claim 5, characterized in that the Metal compound is an iron salt. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das7. The method according to claim 6, characterized in that the ; Eisensalz ein Eisensulfat ist.; Iron salt is an iron sulfate. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der .genannte Brei etwa 0,01 bis 25 Gew% des genannten Additivs8. The method according to claim 1, characterized in that the .Called slurry about 0.01 to 25% by weight of the additive mentioned [enthält.[contains. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der ; Brei 0,1 bis 5 Gew% des genannten Additivs enthält.9. The method according to claim 8, characterized in that the; Slurry contains 0.1 to 5% by weight of said additive. !10.Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,- daß die Additiv-Partikel kleiner 6 0 Maschen sind.! 10.Verfahren according to claim 2, characterized in that - that the Additive particles are smaller than 6 0 mesh. 11.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ' kohlenstoffhaltige Additiv Flugasche ist.11.Verfahren according to claim 1, characterized in that the 'carbonaceous additive is fly ash. 12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine solche Metal 1verbindung, die sich unter Reaktorbedingungen in Metallsulfid umwandelt.12. The method according to claim 11, characterized by such Metal 1 compound, which under reactor conditions in Converts metal sulfide. mtanwäl te
Gr^mm + Lins
Gr/Gru.
m attorneys
Gr ^ mm + Lins
Gr / Gr.
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