DE69506565T2 - METHOD FOR THERMALLY CLEAVING RESIDUAL HYDROCARBON OIL - Google Patents

METHOD FOR THERMALLY CLEAVING RESIDUAL HYDROCARBON OIL

Info

Publication number
DE69506565T2
DE69506565T2 DE69506565T DE69506565T DE69506565T2 DE 69506565 T2 DE69506565 T2 DE 69506565T2 DE 69506565 T DE69506565 T DE 69506565T DE 69506565 T DE69506565 T DE 69506565T DE 69506565 T2 DE69506565 T2 DE 69506565T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
soaker
hydrogen
hydrocarbon
hot
furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69506565T
Other languages
German (de)
Other versions
DE69506565D1 (en
Inventor
Cornelis Adrianus Maria Nl-1031 Cm Amsterdam Oudshoorn
Danny Gaston Rene Nl-1031 Cm Amsterdam Peferoen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Internationale Research Maatschappij BV filed Critical Shell Internationale Research Maatschappij BV
Publication of DE69506565D1 publication Critical patent/DE69506565D1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE69506565T2 publication Critical patent/DE69506565T2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C10G69/00Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process
    • C10G69/02Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process plural serial stages only
    • C10G69/06Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process plural serial stages only including at least one step of thermal cracking in the absence of hydrogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum thermischen Cracken eines Kohlenwasserstoffrückstandsöls. Im spezielleren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum thermischen Cracken eines Kohlenwasserstoffrückstandsöls, in dem das thermische Cracken mit einer Vergasungsbehandlung eines von diesem thermischen Cracken abgeleiteten asphaltenreichen Sumpfproduktes integriert wird.The present invention relates to a process for thermal cracking a hydrocarbon residual oil. More specifically, the present invention relates to a process for thermal cracking a hydrocarbon residual oil in which the thermal cracking is integrated with a gasification treatment of an asphaltene-rich bottoms product derived from said thermal cracking.

Kohlenwasserstoffrückstandsöle können als Sumpfprodukt der Destillation von Rohöl bei Atmosphärendruck ("atmosphärischer" oder "langer" Rückstand) oder bei verringertem Druck ("Vakuum"- oder "kurzer" Rückstand) erhalten werden.Residual hydrocarbon oils can be obtained as the bottoms product of the distillation of crude oil at atmospheric pressure (“atmospheric” or “long” residue) or at reduced pressure (“vacuum” or “short” residue).

Das Umwandeln von Kohlenwasserstoffrückstandsölen durch thermisches Cracken ist schon seit langem bekannt. Im Grunde ist das thermische Cracken ein endothermes, nichtkatalytisches Verfahren, in dem größere Kohlenwasserstoffmoleküle von Rückstandsölfraktionen zu kleineren Molekülen aufgebrochen werden. Die zum Spalten der größeren Moleküle zu kleineren Molekülen notwendige Energie wird durch Erhitzen des Kohlenwasserstoffrückstandsöl- Einsatzmaterials auf eine ausreichend hohe Temperatur geliefert. Ein allgemein beachtetes Problem bei thermischen Crackverfahren ist jedoch die Bildung von Koks, insbesondere bei schärferen Crackbedingungen. Es sind mehrere Möglichkeiten in der Technik bekannt, um diese Koksbildung zu unterdrücken. Wenn beispielsweise der Umwandlungsgrad der schweren Kohlenwasserstoffe, d.s. jene Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt von 520ºC und darüber (520ºC+ Kohlenwasserstoffe), ausreichend niedrig gehalten wird, dann kann die Koksbildung weitgehend vermieden werden. In Abhängigkeit von der Art des Einsatzmaterials und der Schärfe des thermischen Crackens sollte dieser Umwandlungsgrad (im weiteren als 520ºC+Umwandlung bezeichnet, d.i. der im Einsatzmaterial vorliegende Gewichtsprozentsatz der Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt von 520ºC und darüber, die in niedriger siedende Komponenten umgewandelt werden) unter etwa 30 Gew. - % gehalten werden. Ein anderer Weg, um die Koksbildung im wesentlichen zu verhindern, ist das Entasphaltieren des Kohlenwasserstoffrückstandsöls vor dem thermischen Cracken, in welchem Falle 520ºC&spplus;-Umwandlungen von 30 Gew.-% oder höher erreichbar sind. Ein Nachteil ist jedoch, daß die abgetrennten Asphaltene nicht länger zur Produktion von Destillaten ohne weitere Aufbessern, unabhänging vom entasphaltierten Öl, beitragen können.The conversion of hydrocarbon residue oils by thermal cracking has long been known. Basically, thermal cracking is an endothermic, non-catalytic process in which larger hydrocarbon molecules from residue oil fractions are broken down into smaller molecules. The energy required to break the larger molecules into smaller molecules is provided by heating the hydrocarbon residue oil feedstock to a sufficiently high temperature. However, a widely recognized problem with thermal cracking processes is the formation of coke, particularly under more severe cracking conditions. Several ways are known in the art to suppress this coke formation. For example, if the degree of conversion of the heavy hydrocarbons, i.e. those hydrocarbons with a boiling point of 520ºC and above (520ºC+ hydrocarbons), is kept sufficiently low, then coke formation can be largely avoided. Depending on the nature of the feedstock and the severity of the thermal cracking, this conversion rate (hereinafter referred to as 520ºC+conversion, i.e. the weight percentage of hydrocarbons boiling at 520ºC and above present in the feedstock that are converted to lower boiling components) should be kept below about 30 wt.%. Another way to substantially prevent coke formation is to deasphalt the residual hydrocarbon oil prior to thermal cracking, in which case 520ºC+ conversions of 30 wt% or higher are achievable. A disadvantage, however, is that the separated asphaltenes can no longer contribute to the production of distillates without further upgrading, independent of the deasphalted oil.

Die Ofen-Soaker-Konfiguration ist auf dem Gebiet des thermischen Crackens sehr bekannt. Im Inneren des Ofens findet das Erhitzen des Kohlenwasserstoffrückstandsöl-Einsatzmaterials statt und ein wesentlicher Teil des Kohlenwasserstofföleinsatzmaterials wird bereits zu niedriger siedenden Komponenten gecrackt. Das erhitzte Öl wird dann in den Soaker oder in die "Reaktionskammer" eingespeist. In diesem Soaker laufen die Crackreaktionen weiter. Da das Cracken im Ofen ziemlich kostengünstig und einfach ist, ist es ein übliches Ziel, so viel hochsiedendes Material wie möglich im Ofen umzuwandeln und den Soaker für eine weitere Steigerung des Umwandlungsgrades zu verwenden. Der erreichbare Umwandlungsgrad im Ofen ist jedoch durch die Koksbildung beschränkt. In der herkömmlichen Ofen- Soaker-Konfiguration, in der eine 520ºC&spplus;-Umwandlung von etwa 30 Gew. -% erzielt werden kann, erfolgt daher etwa die Hälfte der Gesamtumwandlung (d. s. etwa 15 Gew.-%) im Ofen und die andere Hälfte im Soaker. Wenn der Umwandlungsgrad im Ofen höher wäre, was schärfere Crackbedingungen bedeutet, dann käme es zu einer raschen Koksbildung und Ablagerung an den Ofeninnenwänden, was eine rasche Verminderung der Erhitzungswirksamkeit des Ofens und daher zu einer Abnahme der Gesamtumwandlung führt.The furnace-soaker configuration is well known in the field of thermal cracking. Inside the furnace, the heating of the residual hydrocarbon oil feedstock takes place and a significant portion of the hydrocarbon oil feedstock is already cracked to lower boiling components. The heated oil is then fed into the soaker or "reaction chamber". In this soaker, the cracking reactions continue. Since furnace cracking is fairly inexpensive and simple, a common goal is to convert as much high boiling material as possible in the furnace and use the soaker to further increase the conversion level. However, the achievable conversion level in the furnace is limited by coke formation. Therefore, in the conventional furnace-soaker configuration, where a 520ºC+ conversion of about 30 wt% can be achieved, about half of the total conversion (i.e. about 15 wt%) occurs in the furnace and the other half in the soaker. If the degree of conversion in the furnace were higher, meaning more severe cracking conditions, then rapid coke formation and deposition on the furnace interior walls would occur, leading to a rapid reduction in the heating efficiency of the furnace and therefore a decrease in the total conversion.

Andererseits sind die Koksbildung und die darauffolgende Koksablagerung auf den Metallteilen im Soaker ebenfalls ein allgemein anerkanntes Problem in herkömmlichen thermischen Crackverfahren. Aus diesem Grund ist die 520ºC&spplus;-Umwandlung im Soaker auch an ein Maximum gebunden. Es versteht sich, daß eine zu schnelle Koksbildung im Soaker auch die Betriebszeit des Verfahrens nach jedem Reinigungsvorgang der Anlage negativ beeinflußt.On the other hand, coke formation and the subsequent coke deposition on the metal parts in the soaker are also a generally recognized problem in conventional thermal cracking processes. For this reason, the 520ºC⁺ conversion in the soaker is also tied to a maximum. It is understood that too rapid coke formation in the soaker also negatively affects the operating time of the process after each cleaning operation of the plant.

Da überdies normalerweise dem Soaker keine Wärme zugeführt wird, nimmt die Temperatur des erhitzten und teilweise umgewandelten Öls um etwa 15-30ºC während des Durchlaufens des Soakers noch ab. Diese Temperaturabnahme wird hauptsächlich durch den endothermen Charakter der Crackreaktionen, des Verdampfens der leichten Destillate und des Wärmeverlusts an die Umgebung über die Soakerwände verursacht. Als Ergebnis dieses Temperaturabfalls im Soaker kommt es zu einer Abnahme der Crackreaktionen in Richtung des Ölflusses. Demnach befindet sich die Crackeffizienz innerhalb des Soakers nicht auf einem optimalen Niveau.Moreover, since no heat is normally applied to the soaker, the temperature of the heated and partially converted oil decreases by about 15-30ºC as it passes through the soaker This temperature decrease is mainly caused by the endothermic nature of the cracking reactions, the evaporation of the light distillates and the loss of heat to the environment via the soaker walls. As a result of this temperature drop in the soaker, there is a decrease in the cracking reactions in the direction of the oil flow. Accordingly, the cracking efficiency within the soaker is not at an optimal level.

In der EP-A-0 328 216 wird ein Verfahren zum thermischen Cracken von Kohlenwasserstoffrückstandsölen geoffenbart, worin kein Ofen zum Einsatz gelangt und worin das Kohlenwasserstoffrückstandsöl-Einsatzmaterial direkt in einen Soaker zusammen mit heißem Synthesegas eingespeist wird. Dieses Synthesegas stammt aus der Vergasung eines asphaltenreichen schweren Kohlenwasserstofföls, das aus dem gecrackten Rückstand des thermischen Cracken stammt. Demnach wird das Erhitzen des Kohlenwässerstoffrückstandsöl-Einsatzmaterials durch direkten Wärmeaustausch mit dem heißen Synthesegas vorgenommen. Obwohl dieses Verfahren gut verläuft und eine sehr hohes Maß an Integration zwischen thermischem Cracken und Vergasung liefert, kann es nicht leicht in einer bestehenden Raffinerie mit einer thermischen Crackeinheit und einer Vergasungsanlage durchgeführt werden, da es sowohl in der Raffinerieanlage als auch im speziellen bei der Anlage für das thermische Cracken grundlegende Änderungen erfordern würde. Eine solche Ausrüstung wäre folglich sehr kostspielig und würde die wirtschaftliche Machbarkeit in Frage stellen.EP-A-0 328 216 discloses a process for thermal cracking of hydrocarbon residue oils in which no furnace is used and in which the hydrocarbon residue oil feedstock is fed directly into a soaker together with hot synthesis gas. This synthesis gas originates from the gasification of an asphaltene-rich heavy hydrocarbon oil derived from the cracked residue of thermal cracking. Accordingly, the heating of the hydrocarbon residue oil feedstock is carried out by direct heat exchange with the hot synthesis gas. Although this process works well and provides a very high degree of integration between thermal cracking and gasification, it cannot be easily carried out in an existing refinery with a thermal cracking unit and a gasification plant, since it would require fundamental changes in both the refinery plant and in particular in the thermal cracking plant. Such equipment would therefore be very expensive and would call into question its economic feasibility.

Die vorliegende Erfindung zielt auf die Verbesserung der 520ºC&spplus;-Gesamtumwandlung von thermischen Crackverfahren, die in Ofen-Soaker-Konfigurationen durchgeführt werden, auf ein Ausmaß von mindestens 35 Gew.-% ab. Außerdem zielt die vorliegende Erfindung auf die Schaffung eines thermischen Crackverfahrens ab, das relativ leicht und relativ billig in einer bestehenden Raffinerie mit mindestens einer thermischen Crack- und gegebenenfalls einer Vergasungsanlage implementiert werden kann. Im spezielleren zielt die vorliegende Erfindung auf die Unterdrückung der Koksbildung und der Ablagerung sowohl im Ofen als auch im Soaker ab, während gleichzeitig die Crackeffizienz innerhalb des Soakers verbessert wird, wodurch sowohl die 520ºC&spplus;-Umwand lung als auch die Betriebszeit ansteigen, was offensichtlich vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt her vorteilhaft ist.The present invention aims to improve the overall 520°C⁺ conversion of thermal cracking processes carried out in furnace-soaker configurations to a level of at least 35 wt.%. Furthermore, the present invention aims to provide a thermal cracking process that can be implemented relatively easily and relatively inexpensively in an existing refinery having at least one thermal cracking and optionally one gasification unit. More specifically, the present invention aims to suppress coke formation and deposition in both the furnace and the soaker, while at the same time improving the cracking efficiency within the soaker, thereby improving both the 520°C⁺ conversion Both the operating time and the operating time increase, which is obviously advantageous from an economic point of view.

All die zuvor genannten Ziele werden durch die vorliegende Erfindung erfüllt, die sich auf ein Verfahren zum thermischen Cracken eines Kohlenwasserstoffrückstandsöls bezieht, in dem eine 520ºC&spplus;-Gesamtumwandlung von mindestens 35 Gew.-% erzielt wird, d. h. worin mindestens 35 Gew.-% der im Kohlenwasserstoffrückstandsöl vorhandenen Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt von 520ºC und höher in niedriger siedende Komponenten umgewandelt werden, wobei dieses Verfahren die folgenden Stufen aufweist:All the above-mentioned objects are met by the present invention, which relates to a process for thermally cracking a residual hydrocarbon oil in which a 520°C+ total conversion of at least 35% by weight is achieved, i.e. wherein at least 35% by weight of the hydrocarbons present in the residual hydrocarbon oil having a boiling point of 520°C and higher are converted to lower boiling components, said process comprising the following steps:

(a) Erhitzen des Kohlenwasserstoffrückstandsöl-Einsatzmaterials in einem Ofen auf eine Temperatur im Bereich von 400 bis 510ºC für eine ausreichende Zeit, um 30 bis 45% der 520ºC&spplus;-Gesamtumwandlung zu erzielen;(a) heating the hydrocarbon residual oil feedstock in a furnace to a temperature in the range of 400 to 510°C for a time sufficient to achieve 30 to 45% of the 520°C+ total conversion;

(b) Einspeisen des in Stufe (a) gebildeten, partiell umgewandelten heißen Kohlenwasserstoffrückstandsöls und eines heißen wasserstoffhältigen Gases in einen Soaker, wobei dieses wasserstoffhältige Gas eine genügend hohe Temperatur besitzt, um die Temperatur des Kohlenwasserstofföls im Soaker durch direkten Wärmeaustausch auf einem Wert im Bereich von 420 bis 650ºC zu halten, in welchem Soaker der Rest auf 100% der 520ºC&spplus;-Gesamtumwandlung stattfindet; und(b) feeding the partially converted hot hydrocarbon residue oil formed in step (a) and a hot hydrogen-containing gas into a soaker, said hydrogen-containing gas being of a sufficiently high temperature to maintain the temperature of the hydrocarbon oil in the soaker by direct heat exchange at a value in the range of 420 to 650°C, in which soaker the remainder to 100% of the 520°C+ total conversion takes place; and

(c) Gewinnen einer gasförmigen Fraktion mit einem Gehalt an dem wasserstoffhältigen Gas und eines gecrackten Rückstandes aus dem Soaker.(c) recovering a gaseous fraction containing the hydrogen-containing gas and a cracked residue from the soaker.

Geeignete Kohlenwasserstoffrückstandsöl-Einsatzmaterialien, welche in Stufe (a) verwendet werden können, sind schwere kohlenwasserstoffhältige Einsatzmaterialien, die mindestens 25 Gew.-% der 520ºC&spplus;-Kohlenwasserstoffe ausmachen, vorzugsweise mehr als 37,5 Gew.-% der 520ºC&spplus;-Kohlenwasserstoffe und vorzugsweise sogar mehr als 75 Gew.-% der 520ºC&spplus;-Kohlenwasserstoffe. Einsatzmaterialien, die mehr als 90 Gew.-% an 520ºC&spplus;-Kohlenwasserstoffen enthalten, werden am vorteilhaftesten verwendet. Geeignete Einsatzmaterialien schließen somit atmosphärische Rückstände und Vakuumrückstände ein. Gewünschtenfalls kann das Koh lenwasserstoffrückstandsöl mit einer schweren Destillatfraktion vermischt werden, wie beispielsweise einem Kreislauföl, das durch katalytisches Cracken einer Kohlenwasserstoffölfraktion erhalten wird, oder mit einem schweren Kohlenwasserstofföl, das durch Extrahieren aus einem Kohlenwasserstoffrückstandsöl erhalten wird.Suitable hydrocarbon residual oil feedstocks which can be used in step (a) are heavy hydrocarbon containing feedstocks which constitute at least 25 wt.% of the 520°C+ hydrocarbons, preferably more than 37.5 wt.% of the 520°C+ hydrocarbons and preferably even more than 75 wt.% of the 520°C+ hydrocarbons. Feedstocks containing more than 90 wt.% of 520°C+ hydrocarbons are most advantageously used. Suitable feedstocks thus include atmospheric residuals and vacuum residuals. If desired, the coke can The residual hydrocarbon oil may be mixed with a heavy distillate fraction, such as a cycle oil obtained by catalytic cracking of a hydrocarbon oil fraction or with a heavy hydrocarbon oil obtained by extraction from a residual hydrocarbon oil.

In Stufe (a) des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Kohlenwasserstoffrückstand während einer ausreichenden Zeit im Ofen auf eine Temperatur im Bereich von 400 bis 510ºC erhitzt, um 30 bis 45% der 520ºC&spplus;-Umwandlung zu erzielen. Die genaue Kombination von Temperatur und Verweilzeit im Ofen muß auf jeden Fall so sein, daß 30-40% der 520ºC&spplus;-Gesamtumwandlung in diesem Ofen stattfinden. Da bei normalen thermischen Crackvorgängen, in denen ein Ofen und anschließend ein Soaker vorgesehen sind, etwa 50% der Gesamtumwandlung im Ofen stattfinden, macht dies die Anwendung von relativ milden thermischen Crackbedingungen notwendig, beispielsweise von jenen Bedingungen, die üblicherweise in Visbreakingvorgängen angewendet werden. Das Ergebnis der Anwendung von relativ milden Bedingungen im Ofen ist jenes, daß eine geringere Koksbildung in diesem Ofen stattfindet, und dadurch längere Betriebszeiten ermöglicht. Es versteht sich, daß dies wirtschaftlich höchst attraktiv ist.In step (a) of the process according to the present invention, the hydrocarbon residue is heated in the furnace to a temperature in the range of 400 to 510°C for a sufficient time to achieve 30 to 45% of the 520°C+ conversion. The exact combination of temperature and residence time in the furnace must in any event be such that 30-40% of the total 520°C+ conversion takes place in this furnace. Since in normal thermal cracking operations involving a furnace followed by a soaker, about 50% of the total conversion takes place in the furnace, this necessitates the use of relatively mild thermal cracking conditions, for example those conditions usually used in visbreaking operations. The result of using relatively mild conditions in the furnace is that less coke formation occurs in the furnace, thereby allowing longer operating times. It goes without saying that this is highly attractive economically.

Um den relativ geringen Umwandlungsgrad im Ofen zu kompensieren, muß der Umwandlungsgrad im Soaker höher als gewöhnlich sein, d. h. höher als 50 % der 520ºC&spplus;-Gesamtumwandlung. In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird dies durch Einführen von heißem wasserstoffhältigem Gas in den Soaker erreicht. Auf diese Weise wird der früher erwähnte Temperaturabfall über den Soaker in Richtung der Ölströmung vermieden und die thermischen Crackreaktionen können demnach entlang der gesamten Soakerlänge mit einer ähnlichen Geschwindigkeit ablaufen. Das heiße wasserstoffhältige Gas kann in den Soaker bei einem oder mehreren seiner Inneneinlässe und/oder am Boden des Soakers eingeführt werden. Im Falle, daß das erhitzte Kohlenwasserstofföleinsatzmaterial aus dem Ofen am Boden des Soakers eingespeist wird, wird das heiße Gas vorzugsweise bei einem oder bei mehreren Einlaßöffnung(en) des Soakers eingeführt, um eine effiziente Erhitzung zu garantieren. Wenn andererseits diese Öleinspeisung am Kopf des Soakers eintritt, können die heißen Gase zweckmäßig im Sumpf des Soakers angeführt werden, da bei dieser Betriebsweise sich das heiße Gas und der Ölstrom im Gegenstrom durch den Soaker bewegen, was einen wirksamen Wärmeaustausch zwischen dem heißen Gas und dem Öl ermöglicht.In order to compensate for the relatively low degree of conversion in the furnace, the degree of conversion in the soaker must be higher than usual, i.e. higher than 50% of the 520°C+ total conversion. In the process of the present invention this is achieved by introducing hot hydrogen-containing gas into the soaker. In this way the previously mentioned temperature drop across the soaker in the direction of the oil flow is avoided and the thermal cracking reactions can thus proceed at a similar rate along the entire length of the soaker. The hot hydrogen-containing gas can be introduced into the soaker at one or more of its internal inlets and/or at the bottom of the soaker. In case the heated hydrocarbon oil feedstock from the furnace is fed at the bottom of the soaker, the hot gas is preferably introduced at one or more inlet openings of the soaker in order to guarantee efficient heating. On the other hand, if this oil feed at the top of the soaker, the hot gases can conveniently be discharged into the sump of the soaker, since in this mode of operation the hot gas and the oil stream move in countercurrent through the soaker, allowing effective heat exchange between the hot gas and the oil.

Neben seiner Funktion als Heizmedium dient das heiße Gas auch als ein Strippmedium zum Abführen der leichteren Fraktionen aus dem gecrackten Öl, wodurch die Stabilität der verbleibenden Flüssigkeit steigt, was wiederum zu einer Abnahme der Koksbildung auf den Metallteilen im Inneren des Soakers führt, welche direkt mit dem heißen Gas in Berührung stehen. Auf diese Weise können längere Betriebszeiten und eine weitgehende 520ºC&spplus;-Gesamtumwandlung erzielt werden. Die Verwendung von wasserstoffhältigem Gas als Strippmedium im thermischen Crackverfahren der vorliegenden Erfindung bildet auch einen gesonderten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Das Vorhandensein von Wasserstoff während des thermischen Crackens wird auch für die Stabilität der verbleibenden Flüssigkeit und daher für das Unterdrücken der Koksbildung als günstig angesehen. Thermisches Cracken in Gegenwart von Wasserstoff ist nämlich bekannt dafür, daß es die Ausbildung von kohlenstoffähnlichen Produkten während des thermischen Crackens von schweren Kohlenwasserstoffölen reduziert und für die Stabilität der gebildeten Öle günstig ist, wie beispielsweise in JP-A-62-96589 berichtet.In addition to its function as a heating medium, the hot gas also serves as a stripping medium to remove the lighter fractions from the cracked oil, thereby increasing the stability of the remaining liquid, which in turn leads to a decrease in coke formation on the metal parts inside the soaker which are in direct contact with the hot gas. In this way, longer operating times and a high 520ºC⁺ total conversion can be achieved. The use of hydrogen-containing gas as a stripping medium in the thermal cracking process of the present invention also forms a separate aspect of the present invention. The presence of hydrogen during thermal cracking is also considered beneficial for the stability of the remaining liquid and therefore for suppressing coke formation. Thermal cracking in the presence of hydrogen is known to reduce the formation of carbon-like products during thermal cracking of heavy hydrocarbon oils and to be beneficial for the stability of the oils formed, as reported, for example, in JP-A-62-96589.

Das in Stufe (b) verwendete wasserstoffhältige Gas kann im Prinzip jedes beliebige Gas sein, das bei erhöhten Temperaturen beständig ist und welches Wasserstoff enthält. Es kann beispielsweise reiner Wasserstoff oder ein wasserstoffreiches Gas sein. Insbesondere in einer Raffinerie, in der Hydrotreating- Einheiten vorhanden sind, kann die Verwendung derartiger Gase nützlich sein. Heißes Synthesegas kann ebenfalls als das heiße wasserstoffhältige Gas angewendet werden. Dies ist eine sehr machbare Option, wenn die betreffende Raffinerie eine Vergasungseinheit besitzt, in der heißes Synthesegas durch Vergasung produziert wird, d. h. durch partielle Oxidation von schweren asphaltenreichen Ölfraktionen. Weiters kann Synthesegas aus einer Vergasungseinheit auch Ruß enthalten. Ohne an eine spezielle Theorie gebunden sein zu wollen, kann das Vorliegen von Ruß im Soaker sehr nützlich sein, da er eine Oferfläche für die Ablagerung von Koks und Koksvorläufern bietet, wodurch das Fouling der Metallteile im Soaker verhindert wird, und er kann katalytisch wirken, indem er den im Synthesegas vorhandenen Wasserstoff aufgrund der im Ruß vorhandenen Metalle aktiviert. In diesem Zusammenhang wird das Vorliegen von Nickel (als Nickelsulfid) als besonders wichtig angesehen. Es versteht sich, daß aufgrund der zuvor erwähnten vorteilhaften Auswirkungen in den thermischen Crackreaktionen Wasserstoff auch in Stufe (a) des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung vorhanden sein kann, d. h. im Ofen.The hydrogen-containing gas used in step (b) may in principle be any gas which is stable at elevated temperatures and which contains hydrogen. It may, for example, be pure hydrogen or a hydrogen-rich gas. In particular, in a refinery in which hydrotreating units are present, the use of such gases may be useful. Hot synthesis gas may also be applied as the hot hydrogen-containing gas. This is a very feasible option if the refinery in question has a gasification unit in which hot synthesis gas is produced by gasification, i.e. by partial oxidation of heavy asphaltene-rich oil fractions. Furthermore, synthesis gas from a gasification unit may also contain soot. Without wishing to be bound to any particular theory, the presence of Soot can be very useful in the soaker as it provides a furnace surface for the deposition of coke and coke precursors, thereby preventing fouling of the metal parts in the soaker, and it can act catalytically by activating the hydrogen present in the synthesis gas due to the metals present in the soot. In this context, the presence of nickel (as nickel sulphide) is considered to be particularly important. It will be understood that due to the previously mentioned beneficial effects in the thermal cracking reactions, hydrogen can also be present in stage (a) of the process according to the present invention, i.e. in the furnace.

Auf jeden Fall muß das wasserstoffhältige Gas bei den hohen Temperaturen beständig sein, welche notwendig sind, um die Temperatur des Kohlenwasserstofföls im Soaker auf einem Wert im Bereich von 420 bis 650ºC, vorzugsweise 450 bis 600ºC durch direkten Wärmeaustausch zu halten. Wie zuvor erwähnt, wird durch Einbringen von Wärme und Wasserstoff in den Soaker in Form von heißem wasserstoffhältigen Gas ein Temperaturabfall über den Soaker zumindestens deutlich vermindert und die Koksbildung auf den Metallteilen im Inneren des Soakers, die im direkten Kontakt mit dem wasserstoffhältigen Gas stehen, wird unterdrückt, wobei als Ergebnis 55% oder mehr der Gesamtumwandlung im Soaker ohne übermäßige Koksbildung verwirklicht werden können. Da die Koksbildung im Ofen auch aufgrund der milderen Crackbedingungen deutlich verringert wird, ist das Gesamtergebnis eine geringere Koksablagerung auf den Einlässen des Ofens und des Soakers und es können daher längere Betriebszeiten erzielt werden. Mit anderen Worten: durch Verlagern der Umwandlung in gewissem Ausmaß und unter bestimmten Bedingungen vom Ofen in den Soaker wird die Koksbildung verringert und längere Betriebszeiten werden erreicht.In any event, the hydrogen-containing gas must be stable at the high temperatures necessary to maintain the temperature of the hydrocarbon oil in the soaker at a value in the range of 420 to 650°C, preferably 450 to 600°C, by direct heat exchange. As previously mentioned, by introducing heat and hydrogen into the soaker in the form of hot hydrogen-containing gas, a temperature drop across the soaker is at least significantly reduced and coke formation on the metal parts inside the soaker which are in direct contact with the hydrogen-containing gas is suppressed, as a result of which 55% or more of the total conversion in the soaker can be accomplished without excessive coke formation. Since coke formation in the furnace is also significantly reduced due to the milder cracking conditions, the overall result is less coke deposition on the furnace and soaker inlets and therefore longer operating times can be achieved. In other words, by shifting the conversion from the furnace to the soaker to a certain extent and under certain conditions, coke formation is reduced and longer operating times are achieved.

Der Gesamtdruck im Soaker kann von 2 bis 100 bar variieren. Aus wirtschaftlichen Gründen wird es jedoch bevorzugt, Gesamtdrücke im Bereich von 2 bis 65 bar anzuwenden. Bei Drücken über 65 bar und insbesondere bei Drücken über 100 bar wird die erforderliche Hochdruckanlage so teuer, daß ein wirtschaftlicher Betrieb des Verfahrens zunehmend schwieriger wird.The total pressure in the soaker can vary from 2 to 100 bar. For economic reasons, however, it is preferred to use total pressures in the range of 2 to 65 bar. At pressures above 65 bar, and especially at pressures above 100 bar, the high-pressure system required becomes so expensive that it becomes increasingly difficult to operate the process economically.

Nach dem erfolgten thermischen Cracken werden eine das wasserstoffhältige Gas enthaltende gasförmige Fraktion und ein gecrackter Rückstand aus dem Soaker in Stufe (c) gewonnen. Diese gasförmige Fraktion kann in der Folge in einem Fraktionator weiter in eine Kopffraktion, die Methan, Ethan und das wasserstoffhältige Gas enthält, in einen oder in mehrere gasförmige niedrige Kohlenwasserstoffe, nämlich Propan, Butan und dgl., und in eine Sumpffraktion aufgetrennt werden. Gewünschtenfalls kann das wasserstoffhältige Gas dann aus dieser Kopffraktion beispielsweise durch Druckwechseladsorption abgetrennt werden. Der gecrackte Rückstand kann verschiedene Bestimmungen haben. Er kann beispielsweise partiell oder zur Gänze recycliert und mit dem Ofen- und/oder Soakereinsatzmaterial vermischt werden, um nochmals den thermischen Crackbedingungen ausgesetzt zu werden. Es wird jedoch bevorzugt, daß der gecrackte Rückstand in einer nachfolgenden Stufe (d) in eine oder mehrere asphaltenarme Fraktionen und eine asphaltenreiche Sumpffraktion weiter aufgetrennt wird. Diese Auftrennung kann zweckmäßig durch Vakuumflashen oder Vakuumdestillation durchgeführt werden. Bei dieser Betriebsart kann die erhaltene Sumpffraktion aus dem Fraktionieren der gasförmigen Fraktion, die aus dem Soaker gewonnen wird, gegebenenfalls zusammen mit diesem gecrackten Rückstand vakuumgeflasht werden.After thermal cracking has taken place, a gaseous fraction containing the hydrogen-containing gas and a cracked residue are recovered from the soaker in step (c). This gaseous fraction can then be further separated in a fractionator into a top fraction containing methane, ethane and the hydrogen-containing gas, into one or more gaseous lower hydrocarbons, namely propane, butane and the like, and into a bottom fraction. If desired, the hydrogen-containing gas can then be separated from this top fraction, for example by pressure swing adsorption. The cracked residue can have various purposes. For example, it can be partially or completely recycled and mixed with the furnace and/or soaker feedstock to be subjected to the thermal cracking conditions again. However, it is preferred that the cracked residue is further separated in a subsequent step (d) into one or more asphaltene-poor fractions and an asphaltene-rich bottom fraction. This separation can be conveniently carried out by vacuum flashing or vacuum distillation. In this mode of operation, the bottom fraction obtained from the fractionation of the gaseous fraction obtained from the soaker can optionally be vacuum flashed together with this cracked residue.

Die asphaltenreiche Sumpffraktion kann anschließend auf verschiedene Arten verwendet werden. Sie kann beispielsweise in Bitumen für Straßenbau und für Bedachungen verwendet werden, in Emulsionsbrennstoffen oder in festen Brennstoffen durch Pelletieren. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die asphaltenreiche Sumpffraktion jedoch in einer zusätzlichen Stufe (e) in Gegenwart von Sauerstoff und Dampf, üblicherweise Hochdruckdampf, partiell oxidiert (vergast), wodurch heißes Synthesegas entsteht. Dieses Synthesegas kann seinerseits als sauberes Brenngas in der Raffinerie oder für die gleichzeitige Gewinnung von Strom und Dampf, zur Wasserstoffherstellung und für Kohlenwasserstoffsyntheseverfahren angewendet werden. Für den Zweck der vorliegenden Erfindung wird es jedoch bevorzugt, daß wenigstens ein Teil des in Stufe (e) gebildeten heißen Synthesegases gemäß Stufe (b) des Verfahrens der vorliegenden Erfindung in den Soaker eingeführt wird.The asphaltene-rich bottoms fraction can then be used in various ways. For example, it can be used in bitumen for road construction and roofing, in emulsion fuels or in solid fuels by pelletizing. However, in a preferred embodiment of the present invention, the asphaltene-rich bottoms fraction is partially oxidized (gasified) in an additional step (e) in the presence of oxygen and steam, usually high pressure steam, thereby producing hot synthesis gas. This synthesis gas can in turn be used as clean fuel gas in the refinery or for the simultaneous production of electricity and steam, for hydrogen production and for hydrocarbon synthesis processes. However, for the purpose of the present invention, it is preferred that at least part of the hot synthesis gas formed in step (e) is introduced into the soaker according to step (b) of the process of the present invention.

In Fig. 1 wird ein Beispiel einer Raffinerieanlage abgebildet, der eine bevorzugte Ausführungsform des thermischen Crackverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, nämlich eine Ofen-Soaker-Konfiguration, die mit einer Vergasungseinheit integriert ist.Figure 1 depicts an example of a refinery plant incorporating a preferred embodiment of the thermal cracking process according to the present invention, namely a furnace-soaker configuration integrated with a gasification unit.

Das Kohlenwasserstoffrückstandsöl-Einsatzmaterial (6) wird in den Ofen (2) eingespeist, in dem es auf eine Temperatur von 400 bis 510ºC erhitzt wird und wo 30-45% der Gesamtumwandlung stattfinden. Das heiße, partiell umgewandelte Kohlenwasserstofföl (7) tritt aus dem Ofen aus und wird in den Soaker (3) zusammen mit dem in der Vergasungseinheit (1) durch die partielle Oxidation der asphaltenreichen Sumpffraktion (19) in Gegenwart von Sauerstoff/Dampf (8) gebildeten heißen Synthesegas (9) eingespeist. Die gasförmige Fraktion (10) und der gecrackte Rückstand (15) werden aus dem Soaker (3) gewonnen. Die gasförmige Fraktion (10) wird im Fraktionator (4) in die Kopffraktion (11) - die Methan, Ethan und Synthesegas enthält - in leichte Kohlenwasserstofffraktionen (12) und (13) und die Sumpffraktion (14) aufgetrennt. Diese Sumpffraktion (14) wird in den Vakuumflasher (5) zusammen mit dem gecrackten Rückstand (15) eingespeist, in dem die Auftrennung in die asphaltenarmen Fraktionen (16), (17) und (18) und in die asphaltenreiche Sumpffraktion (19) stattfindet. Ein Teil der Sumpffraktion (19) wird anschließend als Einspeisematerial für die Vergasungseinheit (1) verwendet.The hydrocarbon residue oil feedstock (6) is fed into the furnace (2) where it is heated to a temperature of 400-510ºC and where 30-45% of the total conversion takes place. The hot partially converted hydrocarbon oil (7) exits the furnace and is fed into the soaker (3) together with the hot syngas (9) formed in the gasification unit (1) by the partial oxidation of the asphaltene-rich bottoms fraction (19) in the presence of oxygen/steam (8). The gaseous fraction (10) and the cracked residue (15) are recovered from the soaker (3). The gaseous fraction (10) is separated in the fractionator (4) into the head fraction (11) - which contains methane, ethane and synthesis gas - into light hydrocarbon fractions (12) and (13) and the bottom fraction (14). This bottom fraction (14) is fed into the vacuum flasher (5) together with the cracked residue (15) where the separation into the asphaltene-poor fractions (16), (17) and (18) and the asphaltene-rich bottom fraction (19) takes place. Part of the bottom fraction (19) is subsequently used as feed material for the gasification unit (1).

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.The invention is further explained by the following examples.

Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1Example 1 and comparative example 1

Wird ein kurzer Middle East-Rückstand mit den in Tabelle I angegebenen Eigenschaften dem thermischen Cracken ausgesetzt, kann eine 520ºC&spplus;-Gesamtumwandlung von 40 Gew.-% erzielt werden, wenn das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt wird, wie in Fig. 1 (Beispiel 1) erläutert. Unter ähnlichen Bedingungen ergibt ein konventionelles thermisches Crackverfahren nur eine 520ºC&spplus;-Gesamtumwandlung von 31 Gew.-% (Vergleichsbeispiel 1). Der Druck im Soaker in Beispiel 1 beträgt etwa 10 bar. Die anderen Bedingungen, unter welchen beide thermischen Crackverfahren stattfinden, sowie der Umwandlungsgrade im Ofen und im Soaker und die Ausbeuten der Produktströme sind in Tabelle II angeführt. Die Zahlen in Spalte "Strom/Einheit Nr." beziehen sich auf die in Fig. 1 verwendeten Bezugsziffern.When a short Middle East residue having the properties given in Table I is subjected to thermal cracking, a 520°C+ total conversion of 40 wt.% can be achieved when the process according to the present invention is applied as illustrated in Figure 1 (Example 1). Under similar conditions, a conventional thermal cracking process only gives a 520°C+ total conversion of 31 wt.% (Comparative Example 1). The pressure in the soaker in Example 1 is about 10 bar. The other conditions under which both thermal cracking processes, as well as the conversion rates in the furnace and soaker and the yields of the product streams are given in Table II. The numbers in the column "Stream/Unit No." refer to the reference numbers used in Fig. 1.

Aus den in Tabelle II angegebenen Ergebnissen kann geschlossen werden, daß im Vergleich zu dem konventionellen thermischen Crackverfahren mit Ofen-Soaker das Verfahren der vorliegenden Erfindung eine höhere 520ºC&spplus;-Gesamtumwandlung ermöglicht, was zu höheren Ausbeuten an nützlichen Produktströmen, welche unter 520ºC sieden, und zu weniger Kohlenwasserstoffrückständen führt.From the results presented in Table II, it can be concluded that, compared to the conventional furnace soaker thermal cracking process, the process of the present invention enables higher 520°C+ overall conversion, resulting in higher yields of useful product streams boiling below 520°C and less hydrocarbon residues.

Tabelle I - Eigenschaften des EinsatzmaterialsTable I - Properties of the feedstock

350-520ºC-Fraktion (Gew.-%) 5,0350-520ºC fraction (wt%) 5.0

520ºC&spplus;-Fraktion (Gew.-%) 95,0520ºC+ fraction (wt%) 95.0

Schwefel (Gew. -%) 5,4Sulphur (wt.%) 5.4

Conradson Kohlenstoffzahl (Gew.-%) 20,3Conradson carbon number (wt%) 20.3

C7-Asphaltene (Gew.-%) 10,2C7 asphaltenes (wt.%) 10.2

Viskosität bei 100ºC (mm²/s) 2350Viscosity at 100ºC (mm²/s) 2350

Dichte 70/4 0,998 Tabelle II - Thermische Crackversuche Density 70/4 0.998 Table II - Thermal cracking tests

Die in Tabelle II verwendeten Abkürzungen und Ausdrücke haben die folgende Bedeutung:The abbreviations and expressions used in Table II have the following meaning:

t/Tag: Tonnen/Tagt/day: tons/day

Gew.-%: Gewichtsprozent% by weight: percent by weight

Speisegas: Synthesegas aus der VergasungseinheitFeed gas: Synthesis gas from the gasification unit

T Gas: Temperatur des SpeisegasesT Gas: Temperature of the feed gas

FOT: Ofen-AuslaßtemperaturFOT: Furnace outlet temperature

SOT: Soaker-Auslaßtemperatur.SOT: Soaker outlet temperature.

Die Produktströme sind nach ihrem Siedepunktbereich angegeben und zu der 520ºC&spplus;-Umwandlung wird angegeben, wie hoch die Gesamtumwandlung ist ("Gesamt") und welcher Teil im Ofen erreicht wird. Der Prozentsatz in Klammern gibt den Prozentsatz der 520ºC&spplus;-Gesamtumwandlung an, der im Ofen stattfindet.The product streams are listed by their boiling point range and the 520ºC⁺ conversion is indicated by how much the total conversion is ("Total") and what portion is achieved in the furnace. The percentage in parentheses indicates the percentage of the 520ºC⁺ total conversion that occurs in the furnace.

Beispiel 2Example 2

Ein Rührautoklav mit 100 ml Fassungsvermögen wurde mit etwa 25 g des gleichen kurzen Middle East-Rückstands, wie in Beispiel 1 verwendet, beschickt. Der gefüllte Autoklav wurde mit Synthesegas auf 50 bar unter Druck gesetzt. Der Reaktor und sein Inhalt wurden dann rasch auf 450ºC erhitzt (innerhalb von 2 Minuten, ausgehend von 350ºC) und auf dieser Temperatur 20 Minuten gehalten, um die thermischen Crackreaktionen ablaufen zu lassen. Danach wurde der Reaktor rasch auf Raumtemperatur abgekühlt. Der Autoklav wurde anschließend vom Druck befreit und das Gas und die Flüssigkeit wurden gesammelt und für die Analyse wurden Proben gezogen. Die Menge an Koks wurde durch Extrahieren mit Tetrahydrofuran bestimmt. Es wurde gefunden, daß nur 4,7 Gew.-% der Gesamtmenge an gewonnenem Gas gewonnener Flüssigkeit Koks waren. Außerdem blieben die Oberflächen des Autoklaven und die Rührerteile im Kontakt mit dem Synthesegas frei von Koksablagerungen.A 100 ml stirred autoclave was charged with about 25 g of the same short Middle East residue as used in Example 1. The filled autoclave was pressurized with synthesis gas to 50 bar. The reactor and its contents were then rapidly heated to 450ºC (within 2 minutes, starting from 350ºC) and held at this temperature for 20 minutes to allow the thermal cracking reactions to proceed. The reactor was then rapidly cooled to room temperature. The autoclave was then depressurized and the gas and liquid were collected and samples taken for analysis. The amount of coke was determined by extraction with tetrahydrofuran. It was found that only 4.7% by weight of the total amount of gas and liquid recovered was coke. In addition, the surfaces of the autoclave and the stirrer parts in contact with the synthesis gas remained free of coke deposits.

Vergleichsbeispiel 2Comparison example 2

Die Vorgangsweise von Beispiel 2 wurde wiederholt, nur wurde diesmal Stickstoff zum Beaufschlagen des gefüllten Autoklaven auf 50 bar anstelle von Synthesegas verwendet. Es wurde gefunden, daß der Koks 7,8 Gew.-% der Gesamtmenge Gas und Flüssigkeit ausmachte und daß Koks an den Oberflächen des Autoklaven und an den Rührerteilen im Kontakt mit dem Stickstoff gebildet wurde.The procedure of Example 2 was repeated, only this time nitrogen was used to pressurize the filled autoclave to 50 bar instead of synthesis gas. It was found that the coke represented 7.8% by weight of the total amount of gas and liquid and that coke was formed on the surfaces of the autoclave and on the agitator parts in contact with the nitrogen.

Beim Vergleich der Ergebnisse von Beispiel 2, in dem die Bedingungen in einem Soaker gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung imitiert wurden, mit jenen von Vergleichsbeispiel 2 ergibt sich, daß bei thermischen Crackbedingungen in Gegenwart eines heißen wasserstoffhältigen Gases die Koksbildung deutlich verringert ist und eine Ablagerung von Koks auf den Metalltei len im Inneren des Soakers, welche in direktem Kontakt mit diesem heißen Gas stehen, sogar vollständig vermieden wird.When comparing the results of Example 2, in which the conditions in a soaker were imitated according to the process of the present invention, with those of Comparative Example 2, it is found that under thermal cracking conditions in the presence of a hot hydrogen-containing gas, coke formation is significantly reduced and deposition of coke on the metal part inside the soaker, which are in direct contact with this hot gas, is even completely avoided.

Beispiel 3Example 3

Ein Rührautoklav mit 100 ml Fassungsvermögen wurde mit etwa 25 g des gleichen kurzen Middle East-Rückstands, wie in Beispiel 1 verwendet, beschickt. Der gefüllte Autoklav wurde mit reinem Wasserstoffgas auf 10 bar unter Druck gesetzt. Der Autoklav wurde bei konstantem Druck unter Verwendung eines Druckreglers in der Auslaßleitung des Autoklaven und mit einer kontinuierlichen Gaszufuhr durch den flüssigen Rückstand über einen hohlen Rührer betrieben. Der Gasstrom wurde konstant auf 200 Nl/kg.h gehalten. Der Rückstand wurde dann auf eine Temperatur von 340ºC unter Rühren vorerhitzt und dort 15 Minuten gehalten. Danach wurde er mit einer Geschwindigkeit von 45ºC/min auf die gewünschte Reaktionstemperatur (450ºC) erhitzt und dort 15 Minuten gehalten, um die thermischen Crackreaktionen ablaufen zu lassen. Danach wurde der Autoklav mit einer Geschwindigkeit von 90ºC/min auf Raumtemperatur abgekühlt. Der Autoklav wurde anschließend vom Druck befreit und das Gas und die Flüssigkeit wurden gesammelt und für die Analyse wurden Proben gezogen. Die Menge an Koks wurde durch Extrahieren mit Tetrahydrofuran bestimmt. Es wurde gefunden, daß nur 3,5 Gew.-% der Gesamtmenge an gewonnenem Gas und an gewonnener Flüssigkeit Koks waren. Außerdem blieben die Innenflächen des Autoklaven und die Rührerteile im Kontakt mit dem Synthesegas frei von Koksablagerungen.A stirred autoclave of 100 ml capacity was charged with about 25 g of the same short Middle East residue as used in Example 1. The filled autoclave was pressurized to 10 bar with pure hydrogen gas. The autoclave was operated at constant pressure using a pressure regulator in the outlet line of the autoclave and with a continuous gas supply through the liquid residue via a hollow stirrer. The gas flow was kept constant at 200 Nl/kg.h. The residue was then preheated to a temperature of 340ºC with stirring and held there for 15 minutes. It was then heated to the desired reaction temperature (450ºC) at a rate of 45ºC/min and held there for 15 minutes to allow the thermal cracking reactions to proceed. The autoclave was then cooled to room temperature at a rate of 90ºC/min. The autoclave was then depressurized and the gas and liquid were collected and samples taken for analysis. The amount of coke was determined by extraction with tetrahydrofuran. It was found that only 3.5% by weight of the total amount of gas and liquid recovered was coke. In addition, the internal surfaces of the autoclave and the agitator parts in contact with the synthesis gas remained free of coke deposits.

Die Ergebnisse dieses Beispiels zeigen, daß unter thermischen Crackbedingungen in Gegenwart von Wasserstoff, sogar bei einem so niedrigen Druck von 10 bar, die Koksbildung deutlich verringert ist, während eine Ablagerung von Koks auf den Metallteilen im Inneren des Soaker, welche in direktem Kontakt mit dem Wasserstoff stehen, vollständig vermieden wird.The results of this example show that under thermal cracking conditions in the presence of hydrogen, even at a pressure as low as 10 bar, coke formation is significantly reduced, while coke deposition on the metal parts inside the soaker which are in direct contact with the hydrogen is completely avoided.

Claims (5)

1. Verfahren zum thermischen Cracken eines Kohlenwasserstoffrückstandsöls, in welchem eine 520ºC&spplus;-Gesamtumwandlung von zumindestens 35 Gew.-% erreicht wird, welches Verfahren die folgenden Stufen umfaßt:1. A process for thermally cracking a hydrocarbon residual oil in which a 520ºC⁺ total conversion of at least 35 wt.% is achieved, which process comprises the following steps: (a) Erhitzen des Kohlenwasserstoffrückstandsöl-Einsatzmaterials in einem Ofen auf eine Temperatur im Bereich von 400 bis 510ºC für eine ausreichende Zeit, um 30 bis 45% der 520ºC&spplus;-Gesamtumwandlung zu erzielen;(a) heating the hydrocarbon residual oil feedstock in a furnace to a temperature in the range of 400 to 510°C for a time sufficient to achieve 30 to 45% of the 520°C+ total conversion; (b) Einspeisen des in Stufe (a) gebildeten partiell umgewandelten heißen Kohlenwasserstoffrückstandsöls und eines heißen wasserstoffhältigen Gases in einen Soaker, wobei dieses wasserstoffhältige Gas eine genügend hohe Temperatur besitzt, um die Temperatur des Kohlenwasserstofföls im Soaker durch direkten Wärmeaustausch auf einem Wert im Bereich von 420 bis 650ºC zu halten, in welchem Soaker der Rest auf 100% der 520ºC&spplus;-Gesamtumwandlung stattfindet; und(b) feeding the partially converted hot hydrocarbon residue oil formed in step (a) and a hot hydrogen-containing gas into a soaker, said hydrogen-containing gas being of a sufficiently high temperature to maintain the temperature of the hydrocarbon oil in the soaker by direct heat exchange at a value in the range of 420 to 650°C, in which soaker the remainder to 100% of the 520°C+ total conversion takes place; and (c) Gewinnen einer gasförmigen Fraktion mit einem Gehalt an dem wasserstoffhältigen Gas und eines gecrackten Rückstandes aus, dem Soaker.(c) recovering a gaseous fraction containing the hydrogen-containing gas and a cracked residue from the soaker. 2. Verfahren nach Anspruch 1, welches außerdem die Stufen (d) Auftrennen des in Stufe (c) gewonnenen gecrackten Rückstands in eine oder mehrere asphaltenarme Fraktionen und in eine asphaltenreiche Sumpffraktion umfaßt.2. The process of claim 1, further comprising the steps of (d) separating the cracked residue obtained in step (c) into one or more asphaltene-poor fractions and an asphaltene-rich bottoms fraction. 3. Verfahren nach Anspruch 2, welches zusätzlich die Stufe (e) partielles Oxidieren der in Stufe (d) gebildeten asphaltenreichen Sumpffraktion in Gegenwart von Sauerstoff und Dampf umfaßt, wodurch heißes Synthesegas gebildet wird.3. The process of claim 2, which additionally comprises the step (e) of partially oxidizing the asphaltene-rich bottoms fraction formed in step (d) in the presence of oxygen and steam, thereby forming hot synthesis gas. 4. Verfahren nach Anspruch 3, worin wenigstens ein Teil des in Stufe (e) gebildeten heißen Synthesegases als das heiße wasserstoffhältige Gas in Stufe (b) verwendet wird.4. A process according to claim 3, wherein at least a portion of the hot synthesis gas formed in step (e) is used as the hot hydrogen-containing gas in step (b). 5. Verwendung eines wasserstoffhältigen Gases als Strippmedium in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4.5. Use of a hydrogen-containing gas as a stripping medium in a process according to one of claims 1 to 4.
DE69506565T 1994-09-05 1995-09-04 METHOD FOR THERMALLY CLEAVING RESIDUAL HYDROCARBON OIL Expired - Fee Related DE69506565T2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP94202527 1994-09-05
PCT/EP1995/003504 WO1996007716A1 (en) 1994-09-05 1995-09-04 Process for the thermal cracking of a residual hydrocarbon oil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69506565D1 DE69506565D1 (en) 1999-01-21
DE69506565T2 true DE69506565T2 (en) 1999-06-17

Family

ID=8217160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69506565T Expired - Fee Related DE69506565T2 (en) 1994-09-05 1995-09-04 METHOD FOR THERMALLY CLEAVING RESIDUAL HYDROCARBON OIL

Country Status (13)

Country Link
EP (1) EP0779916B1 (en)
JP (1) JP3764480B2 (en)
CN (1) CN1122705C (en)
AU (1) AU694799B2 (en)
BR (1) BR9508692A (en)
CA (1) CA2199045C (en)
DE (1) DE69506565T2 (en)
DK (1) DK0779916T3 (en)
FI (1) FI119843B (en)
MX (1) MX9701616A (en)
NO (1) NO317941B1 (en)
WO (1) WO1996007716A1 (en)
ZA (1) ZA957400B (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4495791B2 (en) * 1998-07-03 2010-07-07 日揮株式会社 Combined cycle power generation system
CN1090668C (en) * 1999-09-10 2002-09-11 中国石油化工集团公司北京化工研究院 Method for inhibiting ethylene cracking device from coking
KR101356947B1 (en) * 2006-03-29 2014-02-06 셀 인터나쵸나아레 레사아치 마아츠샤피 비이부이 Process for producing lower olefins
US8231775B2 (en) 2009-06-25 2012-07-31 Uop Llc Pitch composition
US8202480B2 (en) 2009-06-25 2012-06-19 Uop Llc Apparatus for separating pitch from slurry hydrocracked vacuum gas oil
US8540870B2 (en) 2009-06-25 2013-09-24 Uop Llc Process for separating pitch from slurry hydrocracked vacuum gas oil
EP2792729A1 (en) 2013-04-17 2014-10-22 XTLgroup bv Process for hydroprocessing a liquid feed comprising hydrocarbons into fuel components
CN108723064A (en) * 2018-05-28 2018-11-02 四川锐源能环科技有限公司 A kind of oil-containing solid waste harmless resource treatment technology equipment

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3714282A (en) * 1970-07-09 1973-01-30 Monsanto Co Production of propylene and aromatic compounds from liquid feed streams
NL8201243A (en) * 1982-03-25 1983-10-17 Shell Int Research PROCESS FOR THE PREPARATION OF LOW ASPHALTANE HYDROCARBON MIXTURE.
DE3479225D1 (en) * 1983-04-18 1989-09-07 Shell Int Research A process for the production of low-asphaltenes hydrocarbon mixtures
US4569752A (en) * 1983-12-14 1986-02-11 Exxon Research And Engineering Co. Combination coking and hydroconversion process
CA1312033C (en) * 1987-09-16 1992-12-29 Clarence M. Eidt, Jr. Combination coking and hydroconversion process
GB8803156D0 (en) * 1988-02-11 1988-03-09 Shell Int Research Process for thermal cracking of residual hydrocarbon oils

Also Published As

Publication number Publication date
MX9701616A (en) 1997-06-28
WO1996007716A1 (en) 1996-03-14
JP3764480B2 (en) 2006-04-05
FI970908A (en) 1997-03-03
CA2199045C (en) 2007-02-20
FI119843B (en) 2009-04-15
NO970975L (en) 1997-05-05
FI970908A0 (en) 1997-03-03
AU3522695A (en) 1996-03-27
DK0779916T3 (en) 1999-07-19
NO317941B1 (en) 2005-01-10
CN1122705C (en) 2003-10-01
JPH10505126A (en) 1998-05-19
DE69506565D1 (en) 1999-01-21
CN1157006A (en) 1997-08-13
AU694799B2 (en) 1998-07-30
ZA957400B (en) 1996-04-17
NO970975D0 (en) 1997-03-03
EP0779916B1 (en) 1998-12-09
CA2199045A1 (en) 1996-03-14
EP0779916A1 (en) 1997-06-25
BR9508692A (en) 1998-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2627678C2 (en) Process for converting hydrocarbons to obtain light hydrocarbon distillate fractions
DE2824765C2 (en) Multi-stage continuous process for the removal of asphalts and heavy metals from a heavy hydrocarbon mixture containing them and the hydrocarbon oils obtained
DE69609355T2 (en) HYDROCRACKING OF HEAVY HYDROCARBON OILS WITH CONTROL OF POLAR FLAVORS
DE2953190C2 (en)
DE69126638T2 (en) Refining sludge heavy oil fractions
DE60001349T2 (en) Hydrocracking process
DE69304583T2 (en) Polycyclic aromatic ring splitting process
DE3207069C2 (en) Cracking process using a hydrogen-releasing solvent to improve the quality of high-boiling, carbon-containing liquids
DE2601875A1 (en) OVERALL PROCESS FOR THE PRODUCTION OF GASOLINE OLEFINS UNDER NORMAL CONDITIONS
EP0372276B1 (en) Process for the recuperation of contaminated oils
DE2739078A1 (en) PROCESS FOR CONVERSION OF HYDROCARBONS
DE2754948A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING HYDROCARBON DISTILLATES AND LUBRICATING OIL BASE MATERIALS
DE2941851C2 (en)
DE2602383B2 (en) Process for the production of pure coke and at the same time a raw material for the production of carbon black
DE3434819A1 (en) METHOD FOR THERMALLY CONVERTING AN EXTRACTION RESIDUE
DE2927251C2 (en)
EP0009809A1 (en) A process for producing olefines
DE69601346T2 (en) DESOLFURATION PROCESS FOR CATALYTIC CRACKING GASOLINE
DE69506565T2 (en) METHOD FOR THERMALLY CLEAVING RESIDUAL HYDROCARBON OIL
DE2149370A1 (en) Process for the conversion of residue-containing petroleum fractions
DE1470628A1 (en) Process for removing contaminants from hydrocarbon oils
DE1080718B (en) Process for the desulphurization of raw fuel
DE2840986C2 (en) Process for the processing of hydrocarbon fractions boiling above 200 °C resulting from the splitting of hydrocarbons
DE69522769T2 (en) Process for producing a hydro wax
DE3242727A1 (en) METHOD FOR CONVERTING HEAVY OILS OR PETROLEUM RESIDUES TO GASEOUS AND DISTILLABLE HYDROCARBONS

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: JUNG, SCHIRDEWAHN, GRUENBERG, SCHNEIDER PATENTANWAELTE

8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: ADVOTEC. PATENT- UND RECHTSANWAELTE, 80538 MUENCHE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee