DE3625571A1 - Verfahren zur gewinnung von kraftstoffkomponenten - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von
Kraftstoffkomponenten durch Oligomerisierung von
FCC-Abgasen.
FCC-Abgase werden in aufwendigen Verfahren durch
Alkylierung bzw. Polymerisierung in der Flüssigphase zu
Kraftstoffkomponenten umgesetzt. Diese Komponenten
erlangen im Zuge der Einführung bleifreien Benzins
wachsende Bedeutung als Blendkomponenten.
Im einzelnen werden bei der katalytischen Polymerisierung
bzw. Oligomerisierung die verflüssigten FCC-Abgase in
einem Fraktionierturm unter Druck von den leichten
Anteilen befreit und in einer Reaktionskammer über einem
Katalysator, vor allem Schwefelsäure, Phosphorsäure oder
Fluorwasserstoff, umgesetzt. Die Reaktionsprodukte werden
in einem weiteren Fraktionierturm in Polymerisat bzw.
Alkylat als Bodenprodukt und leichte Anteile als
Kopfprodukt zerlegt. Das Sumpfprodukt wird auf
Siedegrenzen fraktioniert, die Abgase kehren in dem Prozeß
zurück.
Nachteile der bisher bekannten Verfahren sind, daß die
verwendete Säure wieder mit aufwendigen Verfahren entfernt
werden muß und die verwendeten Säuren z. T. erhebliche
Umwelt- und Korrosionsprobleme verursachen. Da auch
homogene, gelöste Katalysatoren verwendet werden können,
muß in diesem Fall der Katalysator aus dem Produkt
abgetrennt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die
Reaktionen an trägergebundenen Katalysatoren durchgeführt
werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Oligomerisierung in der Gasphase mit einem festen
Katalysator, der supersaure Fluorverbindungen der Elemente
der III., IV. und/oder V. Hauptgruppe des Periodensystems
enthält, durchgeführt wird.
C4-FCC-Abgase bestehen zum überwiegenden Teil, etwa 70%
aus Olefinen, (10 bis 15% aus i-Buten und der Rest aus
Buten -l,cis- und trans- Buten-2) sowie n- und i-Butan.
Oligomerisiert werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
die Butene, wobei eine gleichzeitige Isomerisierung der
n-Butene zu i-Buten Produkte mit höheren Oktanzahlen
ergeben.
Untersuchungen haben ergeben, daß bei einer
Oligomerisierung in der Gasphase die Nachteile der
bekannten Flüssigphasen-Polymerisierung überwunden werden
können. Dabei kann auf eine aufwendige
Produktstabilisierung, wie Hydrierung verzichtet werden.
Durch die Ausführung der Oligomerisierungsreaktion an
Festbettkatalysatoren, an die Supersäuren gebunden sind,
können milde Reaktionsbedingungen eingehalten werden.
Aufgrund der Trägerfixierung der Supersäure sind die
Reaktionsmedien nichtkorrosiv, was zusammen mit den milden
Reaktionsbedingungen zu günstigen Investitionskosten führt.
Unter Supersäuren werden dabei solche Säuren verstanden,
die stärker sauer sind als eine normale Schwefelsäure.
Supersäuren besitzen in der Regel einen pH-Wert von etwa
-0,5.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die
Oligomerisierung bei einem Druck zwischen 1 und 80 bar,
vorzugsweise 5 und 50 bar, einer Temperatur zwischen 100
und 400°C, vorzugsweise 100 und 300°C und einer
Raumgeschwindigkeit WHSV zwischen 0,1 und 5 g/g h
durchgeführt.
Unter den bekannten milden Bedingungen können FCC-Abgase
oligomerisiert und zu hochoktanigen Blendkomponenten
verarbeitet werden. Im Prüfmotor ergeben sich eine MOZ bis
zu 85 und eine ROZ bis zu 100. Die Oligomerbenzine zeigen
bei der Mischung mit bleifreiem Normalbenzin
Blendoktanzahlen bis 89 MOZ und 108 ROZ.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit Vorteil ein
Katalysator bestehend aus einem Al203-Träger mit 0,3 bis
30 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-% supersauren
Fluorverbindungen verwendet.
Als supersaure Fluorverbindungen kommen alle Säuren
infrage, die Elemente der III., IV. und/oder V.
Hauptgruppe des Periodensystems als Komponenten
enthalten. Als Vertreter derartiger Säuren seien HBF6,
H2SiF6 und HPF6 genannt. Mit gleichermaßen guten
Ergebnissen können auch Salze dieser Supersäuren verwendet
werden, wie beispielsweise NH4BF4 oder (NH4)2SiF6. Es ist
klar, daß auch andere als die speziell genannten Säuren
bzw. Salze zur Anwendung gelangen können.
Der erfindungsgemäß für die Oligomerisierung eingesetzte
Katalysator wird in an sich bekannter Weise durch Tränken
des Trägers mit der Supersäure oder deren Salze und
nachfolgender Calcinierung hergestellt, wobei die super
saure Komponente chemisch auf dem Träger gebunden wird.
Die Auswahl von supersauren Fluorverbindungen der Elemente
der III., IV. und/oder V. Hauptgruppe des Periodensystems
hat sich als besonders günstig erwiesen, da mit einem
derartig supersauren Katalysator hervorragende Ausbeuten
bei milden Reaktionsbedingungen erzielt werden können. Wie
bereits erwähnt, bewirkt der Katalysator neben der
Oligomerisierung von Butenen auch die Isomerisierung von
n-Butenen zu i-Buten. Damit kann die Kopffestigkeit der
Produkte gesteigert werden.
Nachfolgend sei das erfindungsgemäße Verfahren anhand
eines Zahlenbeispiels näher erläutert.
Ein technischer FCC-C4-Schnitt (16 Gew.-% Buten-l, 18 Gew.-%
i-Buten, 33 Gew.-% cis/trans Buten-2, 33 Gew.-% i/n-Butan)
werden bei 10 bar, 250°C und WHSV von 0,6 g/g h umgesetzt.
Die Produkte werden entspannt und in einem Abscheider in
Gas und Flüssigprodukt getrennt. Aus der Analyse und den
Mengenströmen von Gas- und Flüssigphase errechnet sich ein
Umsatz von 64 Gew.-% bezogen auf die im Einsatz enthaltenen
Olefine.
Die Produktfraktion 90-200°C (Dimere und Trimere) zeigt
im Prüfmotor eine Blendoktanzahl auf bleifreies
Normalbenzin von 104 (ROZ) und 86,6 (MOZ).
Claims (4)
1. Verfahren zur Gewinnung von Kraftstoffkomponenten
durch Oligomerisierung von FCC-Abgasen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Oligomerisierung in der
Gasphase mit einem festen Katalysator, der supersaure
Fluorverbindungen der Elemente der III., IV. und/oder
V. Hauptgruppe des Periodensystems enthält,
durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Katalysator bestehend aus einem Al203-Träger mit
0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%
supersauren Fluorverbindungen verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß als supersaure Fluorverbindungen
HBF4, NH4BF4, H2SiF6, (NH4)2SiF6 oder HPF6 verwendet
wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Oligomerisierung bei einem
Druck zwischen 1 und 80 bar, vorzugsweise 5 und 50
bar, einer Temperatur zwischen 100 und 400°C,
vorzugsweise 100 bis 300°C und einer
Raumgeschwindigkeit WHSV zwischen 0,1 und 5 g/gh
durchgeführt wird.
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE3625571A DE3625571A1 (de) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Verfahren zur gewinnung von kraftstoffkomponenten |
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Family Applications (1)
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- 1986-07-29 DE DE3625571A patent/DE3625571A1/de not_active Withdrawn
-
1987
- 1987-07-28 ZA ZA875543A patent/ZA875543B/xx unknown
Also Published As
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|---|---|
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