DE69100927T2

DE69100927T2 - Verfahren zur Erzeugung von Benzinkomponenten.

Info

Publication number: DE69100927T2
Application number: DE91201516T
Authority: DE
Inventors: Otter Gerrit Jan Den; Ian Ernest Maxwell; Gregory Vincent Tonks
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1991-06-17
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2011-06-18
Also published as: FI912935A; DE69100927D1; FI104259B1; US5139645A; ATE99732T1; JP2987600B2; EP0462673B1; AU7847391A; JPH04226189A; NO912343D0; AU639113B2; GB9013566D0; CA2043254C; DK0462673T3; NO303131B1; FI912935A0; FI104259B; ES2049521T3; NO912343L; CA2043254A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Benzinkomponenten aus einem Kohlenwasserstoff-hältigen Einsatzmaterial, das wenigstens 4 Kohlenstoffatome aufweisende Kohlenwasserstoffe enthält.
In der US-Patentschrift 3 761 392 wird ein Verfahren zur Herstellung von Benzinkomponenten beschrieben. In diesem Verfahren wird ein Kohlenwasserstoff-hältiges Einsatzmaterial in eine erste Fraktion, die Kohlenwasserstoffe mit 5 Kohlenstoffatomen enthält, und in eine zweite Fraktion aufgetrennt, die Kohlenwasserstoffe mit wenigstens 6 Kohlenstoffatomen enthält. Die erste Fraktion wird einer katalytischen Isomerisierung unterworfen. Die zweite Fraktion wird einem katalytischen Reformieren unterzogen. Durch das Reformieren der zweiten, 6 Kohlenstoffatome enthaltenden Fraktion wird eine beträchtliche Menge an Benzol gebildet. Es ist nun abzusehen, daß aus Umweltgründen der erlaubte Benzolgehalt von Benzin vermindert werden muß. Anderseits hat Benzol eine verhältnismäßig hohe Oktanzahl Es wird daher im steigenden Ausmaße erforderlich werden, Benzol durch andere weniger schädliche, hochoktanige Komponente zu ersetzen. Derartige Komponenten werden gemäß dem vorliegenden Verfahren gebildet.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich somit auf ein Verfahren zur Herstellung von Benzinkomponenten aus einem Kohlenwasserstoff-hältigen Einsatzmaterial, das Kohlenwasserstoffe mit wenigstens 4 Kohlenstoffatomen enthält, welches Verfahren die folgenden Stufen umfaßt:
a) Auftrennen des Einsatzmaterials durch fraktionierte Destillation in wenigstens eine schwere Fraktion mit einem Gehalt an Kohlenwasserstoffen, die wenigstens 7 Kohlenstoffatome aufweisen, und eine leichte Fraktion mit einem Gehalt an Kohlenwasserstoffen, die höchstens 7 Kohlenstoffatome aufweisen,
b) Isomerisieren wenigstens eines Teiles der leichten Fraktion bei einer Temperatur zwischen 50 und 300ºC,
c) Auftrennen des Abstroms aus Stufe b) in einen verzweigte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Strom und einen Normalkohlenwasserstoffe enthaltenden Strom und
d) Isomerisieren wenigstens eines Teiles des die Normalkoh lenwasserstoffe enthaltenden Stroms bei einer Temperatur, die höher ist als die in Stufe b) angewandte Temperatur. Zweckmäßig umfaßt das Verfahren weiterhin eine Stufe e), worin wenigstens ein Teil der schweren Fraktion katalytisch reformiert wird.
Im Isomerisierungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hat die schwere Fraktion, die einem katalytischen Reformieren unterworfen werden kann, einen niedrigen Gehalt an Verbindungen, die als Benzol im Abstrom aus der katalytischen Reformierstufe vorliegen werden, wie (Cyclo)hexane und Benzol selbst, verglichen mit einem konventionellen Isomerisierungs verfahren. Die leichte Fraktion des Verfahrens gemäß der Erfindung enthält jedoch Verbindungen, die 7 Kohlenstoffatome umfassen, welche Kohlenwasserstoffe die Koksbildung in der konventionellen Isomerisierung fördern. Im Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Menge dieser Kohlenwasserstoffe dadurch reduziert, daß zunächst die leichte Fraktion einer Isomerisierungsstufe unterworfen wird, die bei einer niedrigeren Temperatur als üblicherweise angewandt ausgeführt wird. In dieser Isomerisierungsstufe werden bevorzugt Kohlenwasserstoffe isomerisiert, die 7 Kohlenstoffatome aufweisen. Anschließend wird das erhaltene Produkt einer Trennstufe zugeführt, worin ein verzweigte und cyklische Kohlenwasserstoffe enthaltender Strom und ein Normalkohlenwasserstoffe enthaltender Strom abgetrennt werden. Wenigstens ein Teil des die Normalkohlenwasserstoffe enthaltender Strom wird einer Isomerisierungstufe zugeführt, die bei einer in konventioneller Weise angewandten Temperatur ausgeführt wird. In dieser Weise wird die Menge an Kohlenwasserstoffen, die 7 Kohlenstoffatome aufweisen und die zu einer konventionellen Isomerisierungsstufe geführt werden, vermindert und die Koksbildung kann vermieden werden.
Das der Fraktionierungsstufe a) zugeführte Kohlenwasserstoff-hältige Einsatzmaterial enthält Kohlenwasserstoffe, die wenigstens 4 Kohlenstoffatome aufweisen. Im allgemeinen enthält das Einsatzmaterial vorwiegend Kohlenwasserstoffe, die wenigstens 5 Kohlenstoffatome aufweisen. In einigen Fällen können kleine Mengen leichterer Kohlenwasserstoffe zugegen sein. Aus wirtschaftlichen Gründen kann es vorteilhaft sein, daß die Auftrennung durch fraktionierte Destillation nicht sehr strikt ausgeführt wird, was dazu führt, daß einige leichtere oder schwerere Verbindungen in der schweren oder leichten Fraktion vorliegen können.
Der Abstrom aus der zweiten Isomerisierungsstufe d) kann zur ersten Isomerisierungsstufe b) geführt werden. Vorzugsweise wird wenigstens ein Teil des Abstroms der zweiten Isomerisierungsstufe, zusammen mit dem Abstrom der ersten Isomerisierungsstufe, der Trennstufe c) zugeführt.
Das katalytische Reformieren kann zweckmäßig bei einer Temperatur zwischen 400 und 600ºC und einem Druck zwischen 1 und 50 bar vorgenommen werden. Zweckmäßig wird die schwere Fraktion durch Inkontaktbringen mit einem Reformierkatalysator, der Platin und gegebenenfalls wenigstens ein weiteres Metall enthält, katalytisch reformiert.
Für das Produktfinishen kann der Abstrom aus der katalytischen Reformierstufe destilliert und in wenigstens einen Strom, der Kohlenwasserstoffe mit höchstens 4 Kohlenstoffatomen enthält, und in einen Strom, der Kohlenwasserstoffe mit wenigstens 4 Kohlenstoffatomen enthält, aufgetrennt werden.
Eine weitere Steigerung der Oktanzahl der letztlich im Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltenen Benzinkomponenten kann dadurch erreicht werden, daß wenigstens ein Teil des Abstroms der katalytischen Reformierstufe zur Trennstufe c) geführt wird, zusammen mit dem Abstrom der ersten und der zweiten Isomerisierungsstufe. Vorzugsweise wird wenigstens ein Teil des Abstroms der katalytischen Reformierstufe destilliert und in einen Strom, der Kohlenwasserstoffe mit höchstens 4 Kohlenstoffatomen enthält, einen Reformatstrom, der überwiegend Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen enthält, und in einen Strom, der Kohlenwasserstoffe mit wenigstens 7 Kohlenstoffatomen enthält, aufgetrennt, wobei wenigstens ein Teil des Reformatstroms der Trennstufe c) zugeführt wird.
Gewünschtenfalls wird der Abstrom aus der katalytischen Reformierstufe, vorzugsweise ein Reformat, das überwiegend Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen enthält, zur Isomerisierungsstufe b) geführt.
Die erste Isomerisierungsstufe wird bei einer Temperatur zwischen 50 und 300ºC ausgeführt. Es hat sich gezeigt, daß bei einer zu hohen Temperatur die verhältnismäßig schweren Kohlenwasserstoffe die Koksbildung begünstigen und deshalb zu einer Katalysatordesaktivierung führen. Vorzugsweise wird die erste Isomerisierungsstufe bei einer Temperatur zwischen 100 und 240ºC und bei einem Druck zwischen 10 und 60 bar ausgeführt.
Stärker bevorzugt wird das Verfahren bei einer Temperatur zwischen 180 und 240ºC und bei einem Druck zwischen 15 und 50 bar ausgeführt.
In der ersten Isomerisierungsstufe liegt ein Isomerisierungskatalysator vor. Zwewckmäßig ist dieser Isomerisierungskatalysator für die Isomerisierung von 7 Kohlenstoffatome aufweisenden Kohlenwasserstoffen katalytisch aktiv. Weiterhin kann es in einigen Fällen vorteilhaft sein, daß ein Katalysator vorliegt, der sowohl hinsichtlich der Isomerisierung von 6 oder 7 Kohlenstoffatome aufweisenden Kohlenwasserstoffen als auch zur Hydrierung von aromatischen Verbindungen katalytisch aktiv ist.
Der in der zweiten Isomerisierungsstufe vorliegende Katalysator ist zweckmäßig hinsichtlich der Isomerisierung von 5 oder 6 Kohlenstoffatome aufweisenden Kohlenwasserstoffen katalytisch aktiv. Die zweite Isomerisierungsstufe wird zweckmäßig bei einer Temperatur zwischen 120 und 320ºC und bei einem Druck zwischen 10 und 60 bar ausgeführt.
Die eingesetzten Isomerisierungskatalysatoren sind zweckmäßig heterogene Hydroisomerisierungskatalysatoren, die eine Säureaktivität und eine Hydrieraktivität aufweisen und ein oder mehrere Metalle aus der Gruppe VIII des Periodensystems der Elemente auf einem Trägermaterial umfassen. Das Trägermaterial hat saure Eigenschaften und kann zweckmäßig aus Siliziumdioxid- Aluminiumoxid, insbesondere aus Zeolithen (beispielsweise Mordenit, Faujasit oder Zeolith Y) in der Wasserstofform oder ausgetauscht mit Seltenerdionen, oder aus Aluminiumoxid bestehen, das durch Kombination mit Malogen (beispielsweise Chlor) sauer gemacht worden ist. Vorzugsweise umfassen die eingesetzten Katalysatoren wenigstens ein Edelmetall aus der Gruppe VIII auf Mordenit als Trägermaterial. Zweckmäßig umfaßt der in der ersten oder zweiten Isomerisierungsstufe vorliegende Katalysator Platin auf Mordenit. Stärker bevorzugt wird H-Mordenit verwendet, der durch einmaliges oder mehrmaliges Behandeln von Mordenit mit einer wäßrigen Lösung einer Ammoniumverbindung (beispielsweise Ammoniumnitrat), gefolgt von einem Trocknen (beispielsweise bei 100 bis 200ºC) und einem Calcinieren (beispielsweise bei 400 bis 700ºC) des behandelten Mordenits hergestellt wird. Der Isomerisierungskatalysator kann zusätzlich ein Bindemittelmaterial aufweisen, wie Aluminiumoxid, Siliziumdioxid oder Siliziumdioxid-Aluminiumoxid.
In der Trennstufe kann von einem Molekulartrennsieb Gebrauch gemacht werden, das zur Abtrennung einer Kohlenwasserstoffspezies über die selektive Adsorption befähigt ist. Zweckmäßig ist das angewandte Molekularsieb hinsichtlich des Verzweigungsgrades der eingesetzten Kohlenwasserstoffe selektiv, d.h. unverzweigte Kohlenwasserstoffe sollten im wesentlichen adsorbiert werden, wogegen cyclische und verzweigte Kohlenwasserstoffe nicht in erheblicher Menge im Molekularsieb zurückgehalten werden sollten. Die Selektivität häng im großen Ausmaß vom Porendurchmesser des Molekularsiebs ab. Zweckmäßig wird ein Molekulartrennsieb mit einer Porengröße verwendet, die ausreicht, um das Eintreten normaler Kohlenwasserstoffe mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen zu gestatten, hinsichtlich eines Eintretens von derartigen Monomethyl-verzweigten, Diemthyl-verzweigten und cyclischen Kohlenwasserstoffen aber restriktiv ist. Geeignete Porendurchmesser liegen im Bereich von 0,3 bis 0,8 nm und betragen vorzugsweise von 0,4 bis 0,6 nm. Als Molekularsiebe können synthetische oder natürliche Zeolithe verwendet werden; zweckmäßig wird ein Zeolith 5A eingesetzt. Die Teilchen, die das Molekularsiebmaterial umfassen, können zusätzlich ein Bindemittelmaterial, wie Aluminiumoxid, Siliziumdioxid oder Siliziumdioxid-Aluminiumoxid aufweisen, um die Druckfestigkeit der Teilchen zu verbessern, diese Teilchen können auch mit solchen Teilchen vermischt werden, die kein Molekularsiebmaterial enthalten.
Die Erfindung bezieht sich auch auf Kohlenwasserstoffe, wann immer sie nach einem Verfahren gemäß der vorstehenden Beschreibung erhalten werden.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einer Reihe alternativer Möglichkeiten ausgetührt werden, und einige Prozeßschemata gemäß der Erfindung werden in der Folge im einzelnen dargelegt werden, unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen. Welches Prozeßschema bevorzugt verwendet wird, hängt unter anderem von der gewünschten Benzolkonzentration des Produktes und von der gewünschten Oktanzahl ab, sowie von der Konzentration von Benzol und Benzolvorläufern im Einsatzmaterial.
Die Verfahren gemäß der Figuren umfassen eine Fraktioniereinheit (10), eine erste Isomerisierungseinheit (20), eine Trenneinheit (30), eine zweite Isomerisierungseinheit (40) eine katalytische Reformiereinheit (50) und gegebenenfalls eine Destillationseinheit (60), worin der Abstrom aus der Reformiereinheit in mehrere Ströme aufgetrennt wird.
In dem schematisch in Figur 1 dargestellten Verfahren wird ein Einsatzmaterial (1) der Fraktioniereinheit (10) zugeführt, worin das Einsatzmaterial in eine schwere Fraktion (9), die Kohlenwasserstoffe mit wenigstens 7 Kohlenstoffatomen enthält, und in eine leichte Fraktion (2), die Kohlenwasserstoffe mit höchstens 7 Kohlenstoffatomen enthält, aufgetrennt wird. Die leichte Fraktion (2) wird der ersten Isomerisierungseinheit (20) zugeführt. Höchstens 4 Kohlenstoffatome aufweisende Kohlenwasserstoffe (3) werden abgenommen, und der verbleibende Abstrom aus der ersten Isomerisierungseinheit (4) wird der Trenneinheit (30) zugeführt, die ein Molekulartrennsieb enthält, mit dem Normalkohlenwasserstoffe von cyclischen, einfach- und mehrfach-verzweigten Kohlenwasserstoffen abgetrennt werden, wodurch ein Produktstrom (5) ausgebildet wird, der hauptsächlich cyclische und einfach- und mehrfach-verzweigte Kohlenwasserstoffe umfaßt, und ein hauptsächlich Normalkohlenwasserstoffe umfassender Strom (6) gebildet wird. Der Strom (6) wird der zweiten Isomerisierungseinheit (40) zugeführt, die bei einer Temperatur betrieben wird, die höher als die in der ersten Isomerisierungseinheit angewandte Temperatur ist. Die höchstens 4 Kohlenstoffatome aufweisenden Kohlenwasserstoffe (7) werden abgetrennt und der restliche Abstrom (8) aus der zweiten Isomerisierungseinheit wird zur Trenneinheit (30) geführt. Die schwere Fraktion (9) wird zur katalytischen Reformiereinheit (50) geführt, der aus der Reformiereinheit (50) erhaltene Abstrom kann zur Destillationseinheit (60) geführt werden, worin der Strom (10) in einen Strom (11), der Kohlenwasserstoffe mit höchstens 4 Kohlenstoffatomen enthält, und in einen Strom (12) aufgeteilt wird, der überwiegend Kohlenwasserstoffe mit 5 oder mehr Atomen enthält.
Das in Figur 2 schematisch dargestellte Verfahren ähnelt dem in Figur 1 gezeigten Verfahren. Das in Figur 2 gezeigte Verfahren ist eine stärker bevorzugte Ausführungsform, insoweit als der Abstrom aus der Reformiereinheit (50) der Destillationseinheit (60) zugeführt wird, worin der Strom (10) in einen Strom (13), der höchstens 4 Kohlenstoffatome umfassende Kohlenwasserstoffe enhält, in einen Reformatstrom (14), der hauptsächlich 5 bis 7 Kohlenstoffatome umfassende Kohlenwasserstoffe enthält, und in einen Strom (15) aufgetrennt wird, der wenigstens 7 Kohlenstoffatome aufweisende Kohlenwasserstoffe enthält. Der Reformatstrom (14) wird der Trenneinheit (30) zugeführt, zusammen mit dem Abstrom (8) aus der zweiten Isomerisierungseinheit.
Das schematisch in Figur 3 dargestellte Verfahren ähnelt dem in Figur 1 gezeigten Verfahren, und es wird gegebenenfalls an Stelle des in Figur 2 gezeigten Verfahrens angewendet. Das in Figur 3 gezeigte Verfahren unterscheidet sich von dem in Figur 2 dargestellten Verfahren insoweit, als der Reformatstrom (18) der ersten Isomerisierungseinheit (20) zugeführt wird, zusammen mit der leichten Fraktion (2).
Die Erfindung wird nunmehr unter Zuhilfenahme der nachfolgenden Beispiele erläutert werden, in welchen Beispielen ein Wasserstoffzusatz und eine Wasserstoffabtrennung nicht angegeben worden sind. Das verwendete Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial hatte eine Research-Oktanzahl RON von 58 und einen Benzolgehalt von 1,1 Gew.-%.

BEISPIEL 1 (gemäß dem Verfahrensschema von Figur 1)

Ein Einsatzmaterial, das 100 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe mit wenigstens 4 Kohlenstoffatomen enthält und das einen Endsiedepunkt von 200ºC aufweist, wurde durch fraktionierte Destillation in eine schwere, über 93ºC siedende und 52 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe, von denen 91 Gew.-% wenigstens 7 Kohlenstoffatome aufwiesen, enthaltende Fraktion und in eine leichte, unter 93ºC und 48 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe, die praktisch zur Gänze höchstens 7 Kohlenstoffatome aufwiesen, enthaltende Fraktion aufgetrennt. Die leichte Fraktion wurde in einer ersten Isomerisierungsstufe bei einer Temperatur von 220ºC und bei einem Druck von 25 bar in Anwesenheit eines Katalysators, der 0,3 Gewichtsteile Platin auf Mordenit enthielt (Metallmenge auf Mordenitmenge bezogen), isomerisiert. Aus dem erhaltenen Abstrom wurden höchstens 4 Kohlenstoffatome enthaltende Kohlenwasserstoffe abgetrennt und der restliche Abstrom wurde, zusammen mit einem Strom (8), der 14 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe enthielt, mit Hilfe von Zeolith 5A als Molekulartrennsieb aufgetrennt. Ein verzweigte und cyklische Kohlenwasserstoffe enthaltender Strom wurde abgetrennt, welcher Strom 45 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe und 0,0 Gewichtsteile Benzol enthielt, und ein Normalkohlenwasserstoffe enthaltender Strom wurde abgetrennt, welcher Strom 14 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe enthielt. Der die Normalkohlenwasserstoffe enthaltende Strom wurde in einer zweiten Isomerisierungsstufe bei einer Temperatur von 260ºC und bei einem Druck von 25 bar mit Hilfe eines Katalysators, der 0,3 Gewichtsteile Platin auf Mordenit enthielt (Metallmenge auf Mordenitmenge bezogen), isomerisiert. Aus dem erhaltenen Abstrom wurden die höchstens 4 Kohlenstoffatome umfassenden Kohlenwasserstoffe abgetrennt und der restliche Abstrom, das ist der Kohlenwasserstoffstrom (8), wurde mit dem Abstrom aus der ersten Isomerisierungsstufe vereinigt.
Die schwere Fraktion wurde bei einer Temperatur von 500ºC und bei einem Druck von 8 bar mit der Hilfe eines 0,3 Gewichtsteile Platin auf Aluminiumoxid enthaltenden Katalysators (Platinmenge auf Aluminiumoxidmenge bezogen) reformiert. Der erhaltene Abstrom wurde destilliert, um einen Kohlenwasserstoffstrom zu ergeben, der höchstens 4 Kohlenstoffatome aufweisende Kohlenwasserstoffe enthält, welcher Strom 3 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe enthielt, und einen Strom zu ergeben, der wenigstens 4 Kohlenstoffatome aufweisende Kohlenwasserstoffe enthält, welcher letztgenannte Strom 47 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe und 0,8 Gew.-% Benzol enthielt.
In dem vorstehenden Verfahren wurden insgesamt 92 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe mit einem Gehalt an wenigstens 5 Kohlenstoffatomen gebildet, welche Kohlenwasserstoffe einen Benzolgehalt von 0,4 Gewichts.-% und eine RON von 90 aufwiesen.

BEISPIEL 2 (Gemäß dem Verfahrensschema von Figur 2)

Ein 100 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe mit einem Gehalt an wenigstens 4 Kohlenstoffatomen enthaltendes Einsatzmaterial, das einen Endsiedepunkt von 200ºC aufwies, wurde durch fraktionierte Destillation in eine schwere, über 93ºC siedende und 52 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe, von denen 91 Gew.-% wenigstens 7 Kohlenstoffatome aufwiesen, enthaltende Fraktion und in eine leichte, unter 93ºC siedende und 48 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe, die im wesentlichen höchstens 7 Kohlenstoffatome aufweisen, enthaltende Fraktion aufgetrennt. Die leichte Fraktion wurde in einer ersten Isomerisierungsstufe bei einer Temperatur von 220ºC und bei einem Druck von 25 bar in Anwesenheit eines Katalysators isomerisiert, der 0,3 Gewichtsteile Platin auf Mordenit enthielt (Metallmenge auf Mordenitmenge bezogen). Aus dem erhaltenen Abstrom wurden die höchstens 4 Kohlenstoffatome umfassenden Kohlenwasserstoffe abgetrennt und der verbliebene Abstrom wurde, zusammen mit dem Strom (16), der 24 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe enthielt, mit Hilfe von Zeolith 5A als Molekulartrennsieb aufgetrennt. Ein verzweigte und cyclische Kohlenwasserstoffe enthaltender Strom wurde abgetrennt, welcher Strom 53 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe und 0,7 Gew.-% Benzol enthielt, und ein Normalkohlenwasserstoffe enthaltender Strom wurde abgetrennt, der 17 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe enthielt. Der die Normalkohlenwasserstoffe enthaltende Strom wurde in einer zweiten Isomerisierungsstufe bei einer Temperatur von 260ºC und bei einem Druck von 25 bar mit Hilfe eines Katalysators isomerisiert, der 0,3 Gewichtsteile Platin auf Mordenit enthielt (Metallmenge auf Mordenitmenge bezogen). Aus dem erhaltenen Abstrom wurden höchstens 4 Kohlenstoffatome umfassende Kohlenwasserstoffe abgetrennt. Der restliche Abstrom, das ist der Kohlenwasserstoffstrom (8), wurde mit dem Abstrom aus der ersten Isomerisierungsstufe und mit dem Reformatstrom (14) vereinigt.
Die schwere Fraktion wurde bei einer Temperatur von 500ºC und bei einem Druck von 8 bar mit Hilfe eines Katalysators reformiert, der 0,3 Gewichtsteile Platin auf Aluminiumoxid enthielt (Platinmenge auf Aluminiumoxidmenge bezogen) Der erhaltene Abstrom wurde destilliert, um einen Strom zu ergeben, der Kohlenwasserstoffe mit höchstens 4 Kohlenstoffatomen enthielt, welcher Strom 3 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe enthielt; einen Reformatstrom zu ergeben, der 5 bis 7 Kohlenstoffatome umfassende Kohlenwasserstoffe enthielt, welcher Strom 9 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe enthielt; und einen Strom zu ergeben, der wenigstens 7 Kohlenstoffatome umfassende Kohlenwasserstoffe enthielt, welcher letztgenannte Strom 38 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe und 0,0 Gew.-% Benzol enthielt. Der Reformatstrom (14) wurde mit dem Abstrom aus der ersten Isomerisierungsstufe und dem Kohlenwasserstoffstrom (8) vereinigt.
Im vorstehenden Verfahren wurden insgesamt 91 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe mit einem Gehalt an wenigstens 5 Kohlenstoffatomen gebildet, die einen Benzolgehalt von 0,4 Gew.-% und eine RON von 91 aufwiesen.

BEISPIEL 3 (Gemäß dem Verfahrensschema von Figur 3)

Ein 100 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe mit wenigstens 4 Kohlenstoffatomen enthaltendes Einsatzmaterial, das einen Endsiedepunkt von 200ºC aufwies, wurde durch fraktionierte Destillation in eine schwere, über 93ºC siedende und 92 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe, von denen 91 Gew.-% wenigstens 7 Kohlenstoffatome aufweisen, enthaltende Fraktion und in eine leichte, unter 93ºC siedende und 48 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe, die im wesentlichen höchstens 7 Kohlenstoffatome aufweisen, enthaltende Fraktion aufgetrennt. Die leichte Fraktion wurde zusammen mit dem Reformatstrom (18), der 9 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe umfaßte, in einer ersten Isomerisierungsstufe bei einer Temperatur von 220ºC und bei einem Druck von 25 bar in Anwesenheit eines Katalysators isomerisiert, der 0,3 Gewichtsteile Platin auf Mordenit (Metallmenge auf Mordenitmenge bezogen) enthielt. Aus dem erhaltenen Abstrom wurden die höchstens 4 Kohlenstoffatome umfassenden Kohlenwasserstoffe abgetrennt und der restliche Abstrom wurde, zusammen mit dem Strom (8), der 15 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe enthielt, mit Hilfe von Zeolith 5A als Molekulartrennsieb aufgetrennt. Es wurde ein verzweigte und cyclische Kohlenwasserstoffe enthaltender Strom abgetrennt, welcher Strom 52 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe und 0,0 Gew.-% Benzol enthielt, und ein Normalkohlenwasserstoffe enthaltender Strom abgetrennt, welcher letztgenannte Strom 16 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe enthielt. Der die Normalkohlenwasserstoffe enthaltende Strom wurde in einer zweiten Isomerisierungsstufe bei einer Temperatur von 260ºC und bei einem Druck von 25 bar mit Hilfe eines Katalysators isomerisiert, der 0,3 Gewichtsteile Platin auf Mordenit enthielt (Metallmenge auf Mordenitmenge bezogen) . Aus dem erhaltenen Abstrom wurden höchstens 4 Kohlenstoffatome umfassende Kohlenwasserstoffe abgetrennt. Der restliche Abstrom, der Kohlenwasserstoffstrom (8), wurde mit dem Abstrom aus der ersten Isomerisierungsstufe vereinigt.
Die schwere Fraktion wurde bei einer Temperatur von 500ºC und bei einem Druck von 8 bar mit Hilfe eines Katalysators reformiert, der 0,3 Gewichtsteile Platin auf Aluminiumoxid enthielt (Platinmenge auf Aluminiumoxidmenge bezogen). Der erhaltene Abstrom wurde destilliert, um einen Strom zu ergeben, der höchstens 4 Kohlenstoffatome aufweisende Kohlenwasserstoffe enthielt, welcher Strom 3 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe enthielt; einen Reformatstrom zu ergeben, der 5 bis 7 Kohlenstoffatome umfassende Kohlenwasserstoffe enthielt, welcher Strom 9 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe enthielt; und einen Strom zu ergeben, der wenigstens 7 Kohlenstoffatome umfassende Kohlenwasserstoffe enthielt, welcher letztgenannte Strom 38 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe und 0,0 Gew.-% Benzol enthielt. Der Reformatstrom (18) wurde mit der leichten Fraktion (2) vereinigt.
Im vorstehenden Verfahren wurden insgesamt 91 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe mit einem Gehalt an wenigstens 5 Kohlenstoffatomen gebildet, welche Kohlenwasserstoffe einen Benzolgehalt von 0,0 Gew.-% und eine RCN von 91 aufwiesen.

BEISPIEL 4 (Nicht erfindungsgemäß)

Ein Einsatzmaterial, das 100 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe mit wenigstens 4 Kohlenstoffatomen enthielt und das einen Endsiedepunkt von 200ºC aufwies, wurde durch fraktionierte Destillation in eine schwere, über 70ºC siedende und 72 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe, die im wesentlichen alle wenigstens 6 Kohlenstoffatome aufwiesen, enthaltende Fraktion und in eine leichte, unter 70ºC siedende und 28 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe, die im wesentlichen alle höchstens 6 Kohlenstoffatome aufwiesen, enthaltende Fraktion aufgetrennt. Die leichte Fraktion wurde in einer ersten Isomerisierungsstufe bei einer Temperatur von 260ºC und einem Druck von 25 bar in Anwesenheit eines Katalysators isomerisiert, der 0,3 Gewichtsteile Platin auf Mordenit (Metallemgne auf Mordenitmenge bezogen) enthielt. Aus dem erhaltenen Abstrom wurden die höchstens 4 Kohlenstoffatome umfassenden Kohlenwasserstoffe abgetrennt und der restliche Abstrom wurde mit Hilfe von Zeolith 5A als Molekulartrennsieb aufgetrennt. Es wurde ein verzweigte und cyclische Kohlenwasserstoffe enthaltender Strom, der 26 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe und 0,0 Gew.-% Benzol enthielt, abgetrennt, sowie ein Normalkohlenwasserstoffe enthaltender Strom abgetrennt, der 9 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe enthielt.
Die schwere Fraktion wurde bei einer Temperatur von 500ºC und bei einem Druck von 8 bar mit Hilfe eines Katalysators reformiert, der 0,3 Gewichtsteile Platin auf Aluminiumoxid (Platinmenge auf Aluminiumoxidmenge bezogen) enthielt. Der erhaltene Abstrom wurde destilliert, um einen Strom zu ergeben, der höchstens 4 Kohlenstoffatome aufweisende Kohlenwasserstoffe enthielt, welcher Strom 4 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe ausmachte, und einen Strom zu ergeben, der wenigstens 4 Kohlenstoffatome umfasssende Kohlenwasserstoffe enthielt, welcher letztgenannte Strom 66 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe und 9,7 Gew.-% Benzol enthielt.
Im vorstehenden Verfahren wurden insgesamt 92 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe mit einem Gehalt an wenigstens 5 Kohlenstoffatomen gebildet, welche Kohlenwasserstoffe einen Benzolgehalt von 6,5 Gew.-% und eine RON von 93 aufwiesen.

Claims

1. Verfahren zur Bildung von Benzinkomponenten aus einem Kohlenwasserstoff-hältigen Einsatzmaterial, das wenigstens 4 Kohlenstoffatome umfassende Kohlenwasserstoffe enthält, welches Verfahren die folgenden Stufen umfaßt:

a) Auftrennen des Einsatzmaterials durch fraktionierte Destillation in wenigstens eine schwere Fraktion, die wenigstens 7 Kohlenstoffatome umfassende Kohlenwasserstoffe enthält, und in eine leichte Fraktion, die höchstens 7 Kohlenstoffatome umfassende Kohlenwasserstoffe enthält,

b) Isomerisieren wenigstens eines Teiles der leichten Fraktion bei einer Temperatur zwischen 50 und 300ºC,

c) Auftrennen des Abstroms aus Stufe b) in einen verzweigte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Strom und einen Normalkohlenwasserstoffe enthaltenden Strom und

d) Isomerisieren wenigstens eines Teiles des die Normalkohlenwasserstoffe enthaltenden Stroms bei einer Temperatur, die höher als die in Stufe b) angewandte Temperatur ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, welches Verfahren weiterhin eine Stufe e) umfaßt worin wenigstens ein Teil der schweren Fraktion katalytisch reformiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, in welchem Verfahren wenigstens ein Teil des Abstroms aus der zweiten Isomerisierungsstufe d) zur Trennstufe c) geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, worin wenigstens ein Teil des Abstroms aus der katalytischen Reformierstufe destilliert und in einen Strom, der Kohlenwasserstoffe mit höchstens 4 Kohlenstoffatomen enthält, einen Reformatstrom, der hauptsächlich Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen enthält, und in einen Strom aufgetrennt wird, der Kohlenwasserstoffe mit wenigstens 7 Kohlenstoffatomen enthält, wobei wenigstens ein Teil des Reformatstroms der Trennstufe c) zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, worin wenigstens ein Teil des Abstroms aus der katalytischen Reformierstufe destilliert und in einen Strom, der Kohlenwasserstoffe mit höchstens 4 Kohlenstof fatomen enthält, einen Reformatstrom, der vorwiegend Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen enthält, und in einen Strom aufgetrennt wird, der wenigstens 7 Kohlenstoffatome aufweisende Kohlenwasserstoffe enthält, wobei wenigstens ein Teil des Reformatstroms der Isomerisierungsstufe b) zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die erste Isomerisierungsstufe bei einer Temperatur zwischen 100 und 240ºC und bei einem Druck zwischen 10 und 60 bar ausgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin der in der ersten Isomerisierungsstufe vorliegende Katalysator Platin auf Mordenit umfaßt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin der in der ersten Isomerisierungsstufe vorliegende Katalysator zur Isomerisierung von 6 oder 7 Kohlenstoffatome enthaltenden Kohlenwasserstoffen und zur Hydrierung von aromatischen Verbindungen katalytisch aktiv ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin der in der zweiten Isomerisierungsstufe vorliegende Katalysator Platin auf Mordenit umfaßt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die zweite Isomerisierungsstufe bei einer Temperatur zwischen 120 und 320ºC und bei einem Druck zwischen 10 und 60 bar betrieben wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin in der Trennstufe von einem Molekulartrennsieb Gebrauch gemacht wird, das zum Abtrennen einer Kohlenwasserstoffspezies über selektive Adsorption befähigt ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11 worin die Porengröße des Molekulartrennsiebs ausreichend ist, um das Eintreten von 4 bis 7 Kohlenstoffatome enthaltenden Normalkohlenwasserstoffen zu ermöglichen, aber restriktiv ist, um den Eintritt derartiger Monomethyl-verzweigter, Dimethylverzweigter oder cyclischer Kohlenwasserstoffe zu verhindern.

13. Kohlenwasserstoffe, erhalten nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.