DE3420197C2 - - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/002—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dieselkraftstoffes,
bei dem ein kohlestämmiges Mittelöl als Vorprodukt
für die nachfolgende Weiterbehandlung in einer Raffinations-
und Hydrocrackstufe unter Gewinnung eines Dieselkraftstoffes
gewonnen wird durch
- a) hydrierende Kohleverflüssigung in Anwesenheit von prozeßstämmigem
Anreiböl (Anmaischöl), wasserstoffhaltigem
Kreislaufgas und feinteiligem Katalysator (Sumpfphase),
b) Abtrennen der nicht verflüssigten Feststoffe aus der Sumpfphase in einem Heißabscheider bei etwa den gleichen Temperaturen und Drücken wie im Verflüssigungsreaktor,
c) Kondensieren des dampfförmigen Kopfproduktes des Heißabscheiders in einem Zwischen- und einem Kaltabscheider unter gleichzeitiger Rückgewinnung des Kreislaufgases sowie Rückführen eines Teiles des dabei anfallenden Mittel- und Schweröles als Anmaischöl,
Bei dieser bekannten, im wesentlichen in der DE-Zeitschrift
"Erdöl und Kohle", Bd. 36 (1983), Seiten 373 bis 376 sowie
a.a.O. Seiten 370 bis 372 beschriebenen, Vorgehensweise wird
ein unterhalb 200°C siedendes Leichtöl und ein zwischen 200
und 325°C siedendes Mittelöl (als Vorprodukt) sowie das Anreiböl
gewonnen. Die Nachteile dieser Vorgehensweise bestehen
darin, daß nur 65 bis 70% der gesamten Ölausbeute aus
der Kohle aus Mittelöl bestehen, und daß bei der Weiterverarbeitung
dieses Mittelöls zu einem Dieselkraftstoff
wesentliche Anteile, nämlich 60 bis 65%, an unter 185°C
siedenden Produkten entstehen, die für den Einsatz in
Dieselmotoren nicht mehr geeignet sind.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, bei gleichbleibender Gesamtölausbeute der Kohle
(etwa 50%, bezogen auf wasser- und aschefreie Kohle)
den Mittelölanteil zu erhöhen und insbesondere den als Dieselkraftstoff
verwendbaren Anteil des Mittelöls gleichzeitig
zu erhöhen.
Als technische Lösung werden für ein Verfahren der
eingangs genannten Art folgende Maßnahmen vorgeschlagen:
- d) das Kondensat aus dem Zwischen- und aus dem
Kaltabscheider einer unter atmosphärischem Druck
arbeitenden Destillationskolonne zugeführt und
dort in die vier Siedeschritte:
Schnitt Iunter 180°C siedend,
Schnitt IIzwischen 180 und 250°C siedend,
Schnitt IIIzwischen 250 und 350°C siedend und
Schnitt IVüber 350°C siedendzerlegt und
e) die Schnitte II und IV als Anreiböl, der Schnitt I als weiterzuverarbeitendes Kohleleichtöl und der Schnitt III als das Vorprodukt für die nachfolgende Weiterbehandlung unter Gewinnung des Dieselkraftstoffes verwendet werden.
Die Erfindung basiert demnach auf dem Grundgedanken, die
Siedelage des aus dem Zwischenabscheider und dem Kaltabscheider
gewonnenen Mittelöls im Vergleich zum Stand
der Technik anzuheben, die Siedelage des gleichzeitig gewonnenen
Leichtöls zu senken sowie die durch diesen Schritt
geschaffene Zwischenfraktion (Schnitt II) zusammen mit der
höchstsiedenden Fraktion als wichtige Komponente des Anreiböls
dem Hydrierprozeß der Kohle wieder zuzuführen.
Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise werden folgende
Vorteile überraschend erzielt:
- - Der Anteil des so gewonnenen Mittelöls wird ohne Veränderung
der Gesamtölausbeute aus der Kohle größer
und beträgt nunmehr etwa 80 bis 85% der Gesamtölausbeute;
entsprechend geringer wird der Anteil an
Leichtöl (15 bis 20%);
- die Ausbeute an Dieselöl aus dem erfindungsgemäßen Mittelöl erhöht sichauf 50 bis 55%;
- durch Verwendung des neu geschaffenen Siedeschnitts II als wesentlicher Bestandteil des Anreiböls verbessert sich die Gesamtölausbeute um ca. 2 bis 3% - bezogen auf die wasser- und aschefreie Kohle -, d. h. daß sich die Gesamtölausbeute gegenüber den bisher erreichten Ergebnissen um 4 bis 6% erhöht;
- in der nachfolgenden Raffinationsstufe werden etwa 5 bis 10% weniger Wasserstoff verbraucht;
- die Prozeßführung der nachfolgenden Raffinationsstufe wird insofern begünstigt, als die Wasserbildung und die Katalysatordesaktivierung geringer als bei der bekannten Verfahrensweise ist.
Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes,
die insbesondere eine Ausbeuteverbesserung an zu Dieselkraftstoff
weiterverarbeitbarem Mittelöl sowie eine
Ergänzung des dem Hydrierprozeß zurückgeführten Anreiböls
gewährleisten, sind in weiteren Ansprüchen enthalten.
Die vorgenannten, erfindungsgemäß einzusetzenden Verfahrensschritte
unterliegen in ihren Druck-, Temperatur-,
und anderen Parametern keinen besonderen Ausnahmebedingungen,
so daß die in dem betreffenden Anwendungsgebiet bekannten
Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale des Gegenstandes
der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispieles
anhand des beigefügten Verfahrensschemas:
Der Produktstrom 1 aus dem Kohlehydrierreaktor HR wird im
Heißabscheider HA in einen Kopfstrom 2 und einen Stumpfstrom
3 aufgetrennt. Der Sumpfstrom 3 wird in einer Vakuumdestillationsanlage
(Vakuumflash) VD in einen Vakuumrückstandsstrom
4, bestehend aus Kohle, Asche, Katalysator,
Asphalten und hochsiedenden Ölen, und in einen Kopfstrom 5,
bestehend aus zwischen 200 und 450°C siedenden Destillatöl
aufgetrennt, welch letzteres dem Anreiböl (Lösungsmittel)
für die Kohle zugesetzt wird.
Der Kopfstrom 2 des Heißabscheiders HA wird nach Kühlung
auf etwa 250 bis 300°C in einem Zwischenabscheider ZA
partiell kondensiert. Das Kondensat wird als Strom 6 einer
unter atmosphärischem Druck arbeitenden Destillationskolonne
AD zugeführt. Der Kopfstrom 7 wird nach Kühlung
auf etwa 20 bis 40°C in einem Kaltabscheider KA kondensiert.
Das Kondensat wird als Strom 8 nach Entwässerung
gemeinsam mit dem Strom 6 als Strom 9 der unter atmosphärischem
Druck arbeitenden Destillationskolonne AD zugeführt.
Der Kopfstrom 10 des Kaltabscheiders KA wird als
Kreislaufgas einer Hochdruckwäsche und anschließend wieder
dem Hydrierreaktor HR zugeführt.
Der Strom 9 wird in der unter atmosphärischem Druck arbeitenden
Destillationskolonne AD in die Siedefraktionen
<180°C=Strom 11
180-250°C=Strom 12
250-350°C=Strom 13
<350°C=Strom 14
zerlegt.
Die Ströme 12 und 14 werden mit dem Strom 5 als das gesamte
benötigte Anreiböl (Strom 15) wieder Hydrierprozeß zugeführt.
Die Temperaturen im Hydrierreaktor HR betragen etwa 450 bis
500°C und die Drücke im Hydrierreaktor, Heißabscheider,
Zwischenabscheider sowie Kaltabscheider liegen bevorzugt
zwischen 150 und 350 bar.
In einer im Zusammenhang mit dem Verfahrensschema beschriebenen
Anlage wurde folgender Versuch gefahren:
Aus 22 458 kg Reaktionsprodukt des Hydrierreaktors (Strom
1) ergibt sich im Heißabscheider HA, welcher üblicherweise
zwischen 400 und 480°C betrieben wird, bei einer Temperatur
von 450°C folgende Aufteilung:
Über Kopf fallen als Strom 2 16 491 kg Kohlenwasserstoffgas
und bis 450°C siedende Destillatöle an, die im Zwischenabscheider
bei einer Temperatur von 250 bis 300°C
partiell kondensiert werden. Das Kondensat (4396 kg Strom
6) besteht überwiegend aus Mittel- und Schweröl mit geringen
Anteilen an Leichtöl (5%). Das Kopfprodukt (12 095 kg
Strom 7) besteht aus 9075 kg C₁-C₄-Kohlenwasserstoffgasen
sowie H₂S und NH₃, die als Strom 10 im Kaltabscheider bei
einer Temperatur von ca. 20°C als Kopfprodukt abgeführt
werden, während gleichzeitig als Kondensat (Strom 8) 2727 kg
Leicht- und Mittelöl sowie 293 kg Wasser aus dem Kaltabscheider
abgeführt werden.
Die Ströme 6 aus dem Zwischenabscheider ZA und 8 aus dem
Kaltabscheider KA werden zusammengeführt (7123 kg Strom 9)
und unter Normaldruck in der Destillationskolonne AD
zerlegt. Dabei entstehen als Strom 11 548 kg Leichtöl
(unter 180°C siedend), als Strom 12 1 100 kg Anreiböl
(zwischen 180 und 250°C siedend), als Strom 13 2202 kg
Mittelöl (zwischen 250 und 350°C siedend) sowie als
Strom 14 3273 kg (über 350°C siedend).
Als Strom 3 fallen im Heißabscheider 5967 kg nicht verflüssigten
Sumpfproduktes an, welches in der Vakuumdestillationsanlage
VD in 2090 kg Vakuumrückstand (Strom 4) und
3877 kg Kopfprodukt (Strom 5) zerlegt wird, welch letzteres
als Bestandteil des insgesamt 8250 kg umfassenden Stromes
15 mit als Anreiböl dient. Die Fahrweise der Vakuumdestillationsanlage
kann dahingehend geändert werden, daß statt
des Stromes 15 ein Kopfstrom 5 a und an einem Mittelabzug
ein Strom 16 ein Kopfstrom 5 a und an einem Mittelabzug
am Mittelabzug als Strom 16 abgeführte Destillatöl siedet
bevorzugt über 350°C und wird ausschließlich mit als Anreiböl
verwendet. Gleichzeitig liegt der Siedebereich des Kopfproduktes
der Vakuumdestillationsanlage (Strom 5 a) zwischen
180 und 350°C; er wird dem Eingangsstrom 9 der unter atmosphärischem
Druck arbeitenden Destillationskolonne AD noch
hinzugefügt.
Bei dieser Verfahrensweise werden die weiter oben erwähnten
Mittelölanteile und Dieselkraftstoffausbeuten erzielt, wobei
die Weiterbehandlung des als Vorprodukt verwendeten
Mittelöls in einer Raffinations- und Hydrocrackstufe unter
Gewinnung des Dieselkraftstoffes in an sich bekannter Weise
erfolgt.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung eines Dieselkraftstoffes,
bei dem ein kohlestämmiges Mittelöl als Vorprodukt für
die nachfolgende Weiterbehandlung in einer Raffinations-
und Hydrocrackstufe unter Gewinnung des Dieselkraftstoffes
gewonnen wird durch
- a) hydrierende Kohleverflüssigung in Anwesenheit von
prozeßstämmigem Anreiböl (Anmaischöl), wasserstoffhaltigem
Kreislaufgas und feinteiligem Katalysator
(Sumpfphase),
b) Abtrennen der nicht verflüssigten Feststoffe aus der Sumpfphase in einem Heißabscheider bei etwa den gleichen Temperaturen und Drücken wie im Verflüssigungsreaktor,
c) Kondensieren des dampfförmigen Kopfproduktes des Heißabscheiders in einem Zwischen- und einem Kaltabscheider unter gleichzeitiger Rückgewinnung des Kreislaufgases sowie Rückführen eines Teiles des dabei anfallenden Mittel- und Schweröles als Anmaischöl,
dadurch gekennzeichnet, daß
- d) das Kondensat aus dem Zwischen- und aus dem Kaltabscheider
einer unter atmosphärischem Druck
arbeitenden Destillationskolonne zugeführt und
dort in die vier Siedeschritte
Schnitt Iunter 180°C siedend,
Schnitt IIzwischen 180 und 250°C siedend,
Schnitt IIIzwischen 250 und 350°C siedend und
Schnitt IVüber 350°C siedendzerlegt wird,
e) die Schnitte II und IV als Anreiböl, der Schnitt I als weiterzuverarbeitendes Kohleleichtöl und der Schnitt III als das Vorprodukt für die nachfolgende Weiterbehandlung unter Gewinnung des Dieselkraftstoffes verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die in dem Heißabscheider anfallenden flüssigen und
festen Sumpfprodukte nachfolgend in einer Vakuumdestillationsanlage
unter Gewinnung weiteren Anreiböls behandelt
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
in der Vakuumdestillationsanlage ein unterhalb 350°C,
vorzugsweise zwischen 180 und 350°C, siedendes Kopfprodukt
gewonnen und gemeinsam mit dem Kondensat aus
dem Zwischen- und dem Kaltabscheider, der unter atmosphärischem
Druck arbeitenden Destillationskolonne
zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Vakuumdestillationsanlage ein oberhalb
350°C siedendes Mittelprodukt gewonnen und als das
weitere Anreiböl verwendet wird.
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