DE69929906T2

DE69929906T2 - Zweistufiges hydrocrackverfahren mit zwischenkontaktphase von dampf und flüssigkeit zur entfernung von heteroatomen

Info

Publication number: DE69929906T2
Application number: DE69929906T
Authority: DE
Inventors: Henry Chatham JUNG; Ramesh Berkeley Heights GUPTA; Stanley Edward Basking Ridge ELLIS; Ernest William Baton Rouge LEWIS
Original assignee: ExxonMobil Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1999-09-08
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: DK1062301T3; ATE317887T1; JP4422905B2; AU755519B2; WO2000015735A8; NO20002514D0; NO20002514L; AU6026899A; EP1062301A4; EP1062301A1; US5968346A; JP2002524652A; EP1062301B1; DE69929906D1; WO2000015735A1; CA2309972C; CA2309972A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Hydroprocessing von kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzmaterialströmen unter Verwendung von zwei Hydroprocessing-Reaktionsstufen, wobei in Zwischenstufen Dampf/Flüssigkeits-Kontaktieren zur Entfernung von Dampfverunreinigung stattfindet. Spezieller betrifft die Erfindung katalytisches Hydroprocessing eines kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzmaterials in zwei aufeinanderfolgenden Reaktionsstufen, von denen beide einen Flüssigkeits- und einen Dampfausfluss erzeugen. Verunreinigungen wie beispielsweise Heteroatombestandteile (z. B. Schwefel) werden aus dem Dampf der ersten Stufe durch Kontaktieren mit einer Hydroprocessing unterworfenen (nachstehend auch: wasserstoffbehandelten) Flüssigkeit entfernt, die dann für Hydroprocessing in die zweite Stufe geleitet wird, und der um Verunreinigungen verminderte Dampf der ersten Stufe wird zur Gewinnung des Produkts mit dem Ausfluss der zweiten Stufe vereinigt.
Hintergrund der Erfindung
Mit dem Schwinden des Angebots von leichteren und saubereren Einsatzmaterialien wird sich die Erdölindustrie stärker auf relativ hochsiedende Einsatzmaterialien stützen müssen, die aus solchen Materialien wie Kohle, Teersande, Schieferöl und Schweröle abgeleitet werden, wobei alle, insbesondere von einem Umweltstandpunkt aus gesehen, typischerweise erheblich mehr unerwünschte Bestandteile enthalten. Diese Bestandteile umfassen Halogene, Metalle, ungesättigte Verbindungen und Heteroatome, wie Schwefel, Stickstoff und Sauerstoff. Darüber hinaus werden aus umweltbedingten Gründen Spezifikationen für Brenn(Kraft-)stoffe, Schmierstoffe und chemische Produkte hinsichtlich solcher unerwünschten Komponenten kontinuierlich strenger. Folglich erfordern solche Einsatzmaterialien und Produktströme eine höhere Veredelung, um den Gehalt solcher unerwünschter Bestandteile zu vermindern, und dies steigert die Kosten der fertigen Produkte.
In einem Hydroprocessing-Verfahren werden mindestens ein Teil der Heteroatomverbindungen entfernt, die molekulare Struktur des Einsatzmaterials wird verändert, oder beides tritt bei der Umsetzung des Einsatzmaterials mit Wasserstoff in Anwesenheit eines geeigneten Hydroprocessing-Katalysators auf. Hydroprocessing beinhaltet Hydrierung, Hydrocracken, Hydrotreating, Hydroisomerisierung und Hydro-Entparaffinierung und spielt daher eine wichtige Rolle beim Veredeln von Erdölströmen, um die strengeren Qualitätsanforderungen zu erfüllen. Zum Beispiel gibt es einen wachsenden Bedarf für eine verbesserte Entfernung von Heteroatomen, Aromatenabsättigung und Siedepunktverringerung. Um diese Ziele ökonomischer zu erreichen, sind verschiedene Verfahrensgestaltungen entwickelt worden, einschließlich der Verwendung von mehreren Hydroprocessing-Stufen wie zum Beispiel in der US-A-2 952 626, der US-A-4 021 330, der US-A-4 243 519 und der US-A-5 522 983 offenbart.
Die US-A-5 705 052 und die US-A-5 720 872 offenbaren Verfahren für das Hydroprocessing von Einsatzmaterialströmen unter Verwendung von zwei oder mehreren Reaktionsstufen. Das flüssige Produkt aus der ersten Reaktionsstufe wird von H₂S, NH₃ und anderen gelösten Gasen gestrippt und dann zur nächsten stromabwärts gelegenen Reaktionsstufe befördert. Das flüssige Produkt aus der stromabwärts gelegenen Reaktionsstufe wird auch von gelösten Gasen gestrippt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung betrifft katalytisches Hydroprocessing von kohlenwasserstoffhaltigem Einsatzmaterial in zwei aufeinanderfolgenden Reaktionsstufen, von denen beide einen Flüssigkeits- und einen Dampfausfluss erzeugen. Verunreinigungen wie Heteroatomverbindungen (z. B. Schwefel) oder andere unerwünschte Einsatzmaterialbestandteile werden aus dem Dampf erster Stufe entfernt, indem er mit kohlenwasserstoffhaltiger Flüssigkeit kontaktiert wird, so dass die Verunreinigungen aus dem Dampf in die Flüssigkeit überführt werden. Nach dem Kontaktieren werden der Dampf und die Flüssigkeit getrennt und die verunreinigungsbeladene Kontaktierflüssigkeit wird zusammen mit dem Flüssigkeitsausfluss erster Stufe in einer zweiten Reaktionsstufe weiterem Hydroprocessing geführt. Der Ausfluss zweiter Stufe umfasst wasserstoffbehandelten Dampf und Flüssigkeit, die einen Verunreinigungsgehalt von weniger als dem der Ausflüsse erster Stufe aufweisen, wobei der Flüssigkeitsausfluss zweiter Stufe wasserstoffbehandelte Produktflüssigkeit umfasst. Die Dampfausflüsse der ersten Stufe und der Kontaktierstufe, die beide ein Verunreinigungsniveau aufweisen, das geringer als das des Einsatzmaterials und der Ausflüsse der ersten Stufe ist, werden gekühlt, um mindestens etwas von dem kohlenwasserstoffhaltigen Material in dem Dampf zu Flüssigkeit zu kondensieren. Diese Flüssigkeit kann mit dem Flüssigkeitsausfluss zweiter Stufe als wasserstoffbehandelte Produktflüssigkeit kombiniert werden. Das Kontaktieren wird in einer Gegenstrom- oder einer Querströmungs-Kontaktierstufe oder -zone erreicht, in der der Dampf aufwärts strömt. Die Kontaktierzone umfasst Flüssigkeits/Dampf-Kontaktiermedien. Die kohlenwasserstoffhaltige Kontaktierflüssigkeit ist vorzugsweise ein durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellter Flüssigkeitsausfluss, der mindestens teilweise wasserstoffbehandelt worden ist, wie unten detaillierter erklärt wird. Die erste Reakti onsstufe ist vorzugsweise eine Stufe, bei der Gas und Flüssigkeit gleichströmend fließen, während die zweite Reaktionsstufe eine Stufe ist, bei der Gas und Flüssigkeit entweder gleichströmend oder gegeneinander strömend fließen können. In einer Ausführungsform werden die Dampfausflüsse der Kontaktierstufe und der zweiten Stufe kombiniert und gekühlt, so dass das wasserstoffbehandelte kohlenwasserstoffhaltige Material, das in den Dämpfen vorhanden ist, kondensiert und gewonnen wird. In einer anderen Ausführungsform wird der Dampfausfluss der Kontaktierstufe mit den Dampf- und Flüssigkeitsausflüssen der zweiten Stufe vereinigt und die Mischung wird einem Abscheider zugeführt, so dass der Dampf von der wasserstoffbehandelten Flüssigkeit abgetrennt wird. Die abgetrennten Dämpfe werden dann gekühlt, um das verdampfte wasserstoffbehandelte kohlenwasserstoffhaltige Material als Flüssigkeit zu kondensieren und abzutrennen, die dann als zusätzliche Produktflüssigkeit mit dem Flüssigkeitsausfluss der zweiten Stufe vereinigt wird. Falls gewünscht, kann der um Verunreinigungen verminderte Dampfausfluss der Kontaktierstufe von dem Flüssigkeitsausfluss der zweiten Stufe getrennt verarbeitet werden. Einstufige oder mehrstufige Kühlung und Flüssigkeits/Dampf-Trennung können verwendet werden. Die Verwendung einer Flüssigkeits/Dampf-Kontaktierstufe oder -zone zur Entfernung von Verunreinigungen oder anderen Bestandteilen aus dem Dampf ist bei der Verringerung des Bedarfs nach einer dritten Reaktionsstufe signifikant, die eine große Dampfreaktionsstufe zur Entfernung der Verunreinigungen aus dem Dampfausfluss der ersten Stufe darstellen würde.
Die Flüssigkeits und Dampfausflüsse erster Stufe sind hinsichtlich des Verunreinigungsgehaltes in jeder Phase miteinander im Gleichgewicht. Dementsprechend ist daher mit kohlenwasserstoffhaltiger Kontaktierflüssigkeit eine kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeit gemeint, die ein Verunreinigungs niveau aufweist, das nicht größer und vorzugsweise geringer ist als das, das in dem Flüssigkeitsausfluss erster Stufe vorhanden ist. Wenn das Verunreinigungsniveau der Kontaktierflüssigkeit das gleiche ist wie das des Flüssigkeitsausflusses in der ersten Stufe, dann wird die Flüssigkeit vor dem Kontakt mit dem Dampf erster Stufe gekühlt, um Verunreinigungen aus dem Dampf in die Flüssigkeit zu überführen. Vorzugsweise ist das Verunreinigungsniveau in der Kontaktierflüssigkeit geringer als das in dem Flüssigkeitsausfluss erster Stufe, und wird bevorzugter vor dem Kontaktieren auch auf eine Temperatur unter der des Dampfes erster Stufe gekühlt. Dies gewährleistet eine wirksamere und größere Verunreinigungsüberführung aus dem Dampf in die Flüssigkeit. Typischerweise wird die Kontaktierflüssigkeit entweder Flüssigkeitsausflüsse der ersten oder zweiten Reaktionsstufe oder aus beiden umfassen. In den Reaktionsstufen wird das kohlenwasserstoffhaltige Einsatzmaterial in Anwesenheit von geeignetem Hydroprocessing-Katalysator mit Wasserstoff bei Reaktionsbedingungen umgesetzt, die ausreichend sind, um das gewünschte Hydroprocessing zu erreichen. Der Wasserstoff ist Wasserstoffgas, das mit anderen Gas- oder Dampfbestandteilen, die die Umsetzung, die Produkte oder das Verfahren nicht nachteilig beeinflussen, gemischt oder verdünnt sein kann oder nicht. Wenn das Wasserstoffgas solche anderen Bestandteile enthält, wird es oft als Wasserstoffbehandlungsgas bezeichnet. Wenn frischer Wasserstoff oder im Wesentlichen reiner Wasserstoff verfügbar ist, wird er bevorzugt mindestens in der zweiten Reaktionsstufe verwendet. Mindestens ein Teil und typischer das meiste (z. B. > 50 Gew.-%) des in jeder Stufe wasserstoffbehandelten kohlenwasserstoffhaltigen Materials ist bei Reaktionsbedingungen flüssig. Das Hydroprocessing führt dazu, dass ein Teil der Flüssigkeit in jeder Stufe in Dampf überführt wird. In den meisten Fällen wird das kohlenwasserstoffhaltige Material Kohlenwasserstoffe enthalten.
In weiterem Sinne umfasst die Erfindung ein Hydroprocessing-Verfahren zur Entfernung von einer oder mehreren Verunreinigungen aus einem kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzmaterial, bei dem in Stufen

(a) Einsatzmaterial mit Wasserstoff in einer ersten Hydroprocessing-Reaktionsstufe in Anwesenheit von Hydroprocessing-Katalysator umgesetzt wird, so dass ein Ausfluss erster Stufe mit einem geringeren Verunreinigungsgehalt als dem des Einsatzmaterials gebildet wird, wobei der Ausfluss Hydroprocessing unterworfene kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeit erster Stufe und Dampf umfasst, der Hydroprocessing unterworfene kohlenwasserstoffhaltige Einsatzmaterialbestandteile enthält, wobei sowohl der Flüssigkeits- als auch der Dampfausfluss Verunreinigungen enthalten, wobei sich die Verunreinigungen zwischen dem Flüssigkeits- und dem Dampfausfluss im Gleichgewicht befinden,
(b) der Flüssigkeitsausfluss erster Stufe und der Dampfausfluss getrennt werden,
(c) der Dampfausfluss in einer Kontaktierstufe mit kohlenwasserstoffhaltiger Flüssigkeit unter solchen Bedingungen kontaktiert wird, dass Verunreinigungen in dem Dampf in die Flüssigkeit übergehen, so dass ein Kontaktierstufenausfluss gebildet wird, der kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeit mit erhöhtem Verunreinigungsgehalt und Dampf umfasst, der Hydroprocessing unterworfene kohlenwasserstoffhaltige Einsatzmaterialbestandteile mit einem Verunreinigungsgehalt umfasst, der geringer ist als der des Dampfausflusses erster Stufe, und
(d) die Flüssigkeitsausflüsse der ersten Stufe und der Kontaktierstufe mit Wasserstoff in einer zweiten Hydroprocessing-Reaktionsstufe in Anwesenheit von Hydroprocessing-Katalysator umgesetzt werden, so dass ein Ausfluss zweiter Stufe gebildet wird, der Hydroprocessing unterworfene kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeit und Dampf umfasst, der Hydroprocessing unterworfene kohlenwasserstoffhaltige Einsatzmaterialbestandteile umfasst, wobei die Flüssigkeit einen Verunreinigungsgehalt aufweist, der geringer ist als der des Einsatzmaterials und des Flüssigkeitsausflusses erster Stufe.

Der Flüssigkeitsausfluss zweiter Stufe, der das Strippen erforderlich machen kann, umfasst eine Hydroprocessing unterworfene (d.h. wasserstoffbehandelte) Produktflüssigkeit. Falls erwünscht, können durch eine gleichströmende zweite Reaktionsstufe die vereinigten Flüssigkeits- und Dampfausflüsse lediglich in eine Trennungszone geleitet werden, um die Dampf- und die Flüssigkeitsphase ohne vorhergehende Kühlung zu trennen. Die abgetrennte Dampfphase, die entweder ganz oder teilweise (i) Dampf der zweiten Stufe oder (ii) eine Kombination von Dämpfen sowohl der zweiten Stufe als auch der Kontaktierstufe sein kann, wird dann gekühlt, so dass ein Teil der wasserstoffbehandelten Dämpfe als Flüssigkeit kondensiert, die dann abgetrennt und als zusätzliche wasserstoffbehandelte Flüssigkeit gewonnen wird. Ein spezifisches Beispiel dieses Verfahrens ist ein Hydrotreating-Verfahren zur Entfernung von Heteroatomverunreinigungen, wie Schwefel, Stickstoff und sauerstoffhaltige Verbindungen aus Einsatzmaterialien, wie Mitteldestillat-Brennstofffraktionen und schwereren Einsatzmaterialien. Es ist jedoch klar, dass die Erfindung nicht auf Hydrotreating-Verfahren begrenzt ist. Dies ist nachstehend im Detail erläutert. Ferner und aus einem praktischen Grund wird der Dampfausfluss aus jeder Reaktionsstufe unreagierten Wasserstoff enthalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 veranschaulicht schematisch ein Flussdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung von gleichströmenden ersten Reaktionsstufen, wobei die Kontaktierstufe in einem abgetrennten Kessel stattfindet.
2 ist ein einfaches schematisches Flussdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung mit einer gleichströmenden ersten Reaktionsstufe, einer gegenströmenden zweiten Reaktionsstufe und mit der Kontaktierstufe, die sich in dem zweiten Reaktionsstufenkessel befindet.
Detaillierte Beschreibung
Mit Hydroprocessing ist ein Verfahren gemeint, in dem Wasserstoff mit einem kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzmaterial umgesetzt wird, so dass ein oder mehrere Verunreinigungen entfernt werden; die molekulare Sruktur von mindestens einem Teil des Einsatzmaterials verändert oder umgewandelt wird oder beides. Ein veranschaulichendes, aber nicht begrenzendes Beispiel von Verunreinigungen kann (i) Heteroatomverunreinigungen, wie Schwefel, Stickstoff und Sauerstoff, (ii) Ringverbindungen, wie Naphthene, aromatische Bestandteile, kondensierte aromatische Verbindungen und andere zyklische ungesättigte Verbindungen, (iii) Metalle, (iv) andere ungesättigte Verbindungen, (v) paraffinartige Materialien und dergleichen umfassen. So ist mit Verunreinigung ein beliebiger Einsatzmaterialbestandteil gemeint, von dem gewünscht ist, dass er aus dem Einsatzmate rial durch Hydroprocessing entfernt wird. Veranschaulichende, aber nicht begrenzende Beispiele von Hydroprocessing-Verfahren, die mit der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, beinhalten die Bildung niedriger siedenden Fraktionen aus leichten und schweren Einsatzmaterialien durch Hydrocrakken, Hydrierung von aromatischen und anderen ungesättigten Verbindungen, Hydroisomerisierung und/oder katalytisches Entparaffinieren von Paraffinen und paraffinartigen Einsatzmaterialien und Demetallierung von schweren Strömen. Ringöffnung, insbesondere von naphthenischen Ringen, kann auch als ein Hydroprocessing-Verfahren betrachtet werden. Mit kohlenwasserstoffhaltigem Einsatzmaterial ist vornehmlich Kohlenwasserstoffmaterial gemeint, das aus Roherdöl, aus Teersanden, aus Kohlenverflüssigung, Schieferöl und der Kohlenwasserstoffsynthese erhalten oder abgeleitet wird. Die Reaktionsstufen, die in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden bei für die gewünschte Reaktion geeigneten Temperaturen und Drücken durchgeführt. Zum Beispiel liegen typische Hydroprocessing-Temperaturen im Bereich von etwa 40°C bis etwa 450°C bei Drücken von etwa 345 bis 20 684 kPa (50 psig bis etwa 3000 psig), vorzugsweise von 345 bis 17 237 kPa (50 bis 2500 psig). Der Dampfausfluss erster Reaktionsstufe kann Verunreinigungen oder unerwünschte Einsatzmaterialbestandteile enthalten, wie Schwefel oder andere Heteroatomverbindungen, die aus dem Dampf erster Stufe entfernt werden sollen. Die kohlenwasserstoffhaltige Kontaktierflüssigkeit wird eine Verunreinigungskonzentration von nicht größer und vorzugsweise geringer als die Verunreinigungskonzentration des Flüssigkeitsausflusses erster Stufe aufweisen, der im Gleichgewicht mit dem Dampf erster Stufe ist. Während diese Kontaktierflüssigkeit jede beliebige kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeit sein kann, die nicht nachteilig entweder das Verfahren oder die gewünschte wasserstoffbehandelte Produktflüssigkeit beeinflusst und in die die Dampfverunreinigungen überführt werden, wird sie typischer entweder Flüssigkeitsausflüsse der ersten Reaktionsstufe oder der zweiten Reaktionsstufe oder beide umfassen. Vorzugsweise wird sie auf Temperaturen gekühlt, die geringer sind als die des Dampfausflusses erster Stufe vor dem Kontaktieren. Während eine geringere Verunreinigungskonzentration in der Flüssigkeit zu einer Überführung von einigen Verunreinigungen in diese aus dem Dampf erster Stufe führen wird, wird das Halten der Kontaktierflüssigkeit auf einer Temperatur, die geringer ist als die des Dampfes, zu einer Überführung von mehr Verunreinigungen führen, als wenn sie auf derselben Temperatur wie der Dampf wäre.
Einsatzmaterialien, die für die Verwendung in solchen Systemen geeignet sind, schließen jene ein, die im Bereich des Siedebereiches von Naphtha bis zu schweren Einsatzmaterialien, wie beispielsweise Gasöle und Rückstände, liegen. Nicht einschränkende Beispiele von solchen Einsatzmaterialien, die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Vakuumrückstand, atmosphärischen Rückstand, Vakuumgasöl (VGO), atmosphärisches Gasöl (AGO), schweres atmosphärisches Gasöl (HAGO), dampfgecracktes Gasöl (SCGO), deasphaltiertes Öl (DAO), leichtes Katalysatorkreislauföl (LCCO), natürliche und synthetische Einsatzmaterialien, die aus Teersanden, Schieferöl, aus der Kohleverflüssigung, aus Kohlenwasserstoffen, die aus einer Mischung von H₂ und CO über einen Fischer-Tropsch-Typ der Kohlenwasserstoffsynthese synthetisiert worden sind, und aus Mischungen dergleichen abgeleitet sind.
Für die Zwecke des Hydroprocessing und im Zusammenhang dieser Erfindung sind die Begriffe "frischer Wasserstoff" und "Wasserstoff enthaltendes Behandlungsgas" synonym und können entweder reinen Wasserstoff oder ein Wasserstoff enthaltendes Behandlungsgas darstellen, das ein Behandlungsgasstrom dar stellt, der Wasserstoff in einer Menge enthält, die mindestens für die beabsichtigte Umsetzung ausreicht, plus anderes Gas oder Gase (z. B. Stickstoff und leichtere Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Methan), die nicht nachteilig entweder die Umsetzungen oder die Produkte beeinflussen oder mit ihnen wechselwirken. Diese Begriffe schließen zurückgeführten Dampfausfluss aus einer weiteren Stufe aus, der nicht behandelt worden ist, um Verunreinigungen und mindestens ein Teil von beliebigen vorhandenen kohlenwasserstoffhaltigen Dämpfen zu entfernen. Sie sollen entweder Wasserstoff oder Wasserstoff enthaltendes Gas aus einer beliebigen zweckmäßigen Quelle einschließen, wobei Wasserstoff enthaltendes Gas einschlossen ist, das nicht umgesetzten Wasserstoff umfasst, der aus wasserstoffbehandelten Dampfausflüssen zurückgewonnen wird, nachdem zuerst mindestens ein Teil und vorzugsweise die meisten Kohlenwasserstoffe (z. B. C₄₊ bis C₅₊) oder kohlenwasserstoffhaltiges Material und beliebige Verunreinigungen (z. B. H₂S und NH₃) aus dem Dampf entfernt worden ist, um reines, an Wasserstoff reiches Behandlungsgas zu erzeugen. Der Behandlungsgasstrom, der in eine Reaktionsstufe eingeführt wird, enthält vorzugsweise mindestens etwa 50 Vol.-%, bevorzugter mindestens etwa 75 Vol.-% Wasserstoff. In Betriebsweisen, in denen nicht umgesetzter Wasserstoff in dem Dampfausfluss einer beliebigen speziellen Stufe für Hydroprocessing in einer beliebigen Stufe verwendet wird, muss ausreichend Wasserstoff in dem frischen Behandlungsgas, das in diese Stufe für den Dampfausfluss dieser Stufe eingeführt wird, vorhanden sein, so dass ausreichend Wasserstoff für die nachfolgende Stufe oder die nachfolgenden Stufen enthalten ist.
Die Erfindung kann ferner mit Bezug auf die Figuren verstanden werden. Dort wird also, zuerst auf 1 bezogen, ein schematisches Flussdiagramm einer Hydroprocessing-Einheit gezeigt, die bei der Durchführung der Erfindung brauchbar ist.
In dieser besonderen Ausführungsform ist das Hydroprocessing-Verfahren ein Hydrotreating-Verfahren und die Reaktionsstufen sind Hydrotreating-Stufen. Der Einfachheit halber sind nicht alle Reaktionskesseleinbauten des Verfahrens, Ventile, Pumpen, Wärmeübergangseinheiten usw. gezeigt. So umfasst eine Hydrotreating-Einheit 10 Hydrotreating-Reaktionskessel erster und zweiter Stufe 12 bzw. 14, die Festbett-Katalysatoren 16 bzw. 18 für das Hydrotreating von Destillat- oder Dieselbrennstoffeinsatzmaterial enthalten. Ein dritter Kessel 20, der den Flüssigkeits/Dampf-Kontaktierstufenkessel darstellt, enthält eine Zone 22 zum Herauslösen und Abtrennen von Gas und Flüssigkeit am Boden und ein Bett von Flüssigkeits/Gas-Kontaktierungsmaterial 24 für die Kontaktierstufe in seinem oberen Teil. In dieser Ausführungsform ist auch eine Flüssigkeitsüberführungspumpe 26, ein optionaler Wärmeaustauscher 28, ein Zwei-Stufen-Abtrennungskessel 30 mit heißen und kalten Trennungszonen 32 und 34, zusammen mit vorhandenen Wärmetauschern 36 und 38 zum Kühlen gezeigt. Das dem Hydrotreating zu unterziehende, Heteroatom enthaltende Kohlenwasserstoff-Einsatzmaterial tritt in den Reaktionskessel erster Stufe 12 über die Leitungen 36 und 38 ein. In dieser besonderen Darstellung der Erfindung ist das Einsatzmaterial eine aus Erdöl abgeleitete Destillat- oder Dieselbrennstofffraktion, die Heteroatomverbindungen aus Schwefel, Stickstoff und vielleicht Sauerstoff enthält. Frischer Durchlauf-Wasserstoff oder ein Wasserstoff umfassendes Behandlungsgas tritt über Leitungen 40 und 38 ein. Das Einsatzmaterial und Wasserstoff werden in Kessel 12 geleitet und fließen im Gleichstrom hinunter durch das Katalysatorbett 16, das einen gegenüber Schwefel toleranten Katalysator enthält, in dem das Einsatzmaterial mit dem Wasserstoff in Anwesenheit des Katalysators umgesetzt wird, so dass sauerstoffhaltige Verbindungen, Schwefel- und Stickstoffverbindungen, die in dem Einsatzmaterial vorhanden sind, als H₂S und NH₃, Wasser entfernt werden, und Olefine und Aromaten ge sättigt werden, so dass ein Ausfluss erster Stufe gebildet wird, der eine Mischung von teilweise wasserstoffbehandelter Kohlenwasserstoffflüssigkeit und Dampf umfasst, wobei der Dampf verdampfte Einsatzmaterialbestandteile, unreagierten Wasserstoff, H₂S und NH₃ enthält. Wie Fachleute wissen, ist bei Hydrotreating- und anderen Hydroprocessing-Verfahren die Menge des Wasserstoffs, der in eine Hydroprocessing-Reaktionsstufe geleitet wird, im Überschuss zu der Menge vorhanden, die theoretisch erforderlich ist, um den gewünschten Grad der Umsetzung zu erreichen. Dies geschieht, um einen ausreichenden Wasserstoffpartialdruck in der gesamten Reaktionszone aufrecht zu erhalten. Daher wird der Dampfausfluss aus jeder Hydroprocessing-Reaktionszone nicht umgesetzten Wasserstoff enthalten. Der größte Teil (z. B. ≥ 50%) des Einsatzmaterial-Hydrotreatings wird in der ersten Stufe vollendet. Bei zweistufigen Hydrotreating-Verfahren ist es nicht ungewöhnlich, dass 60%, 75% und sogar ≥ 90% der Heteroatom-(S, N und O)-Verbindungen in dem Einsatzmaterial aus der Flüssigkeit in der ersten Stufe entfernt werden, indem sie zu H₂S, NH₃ und H₂O umgewandelt werden. Daher kann der Katalysator der zweiten Stufe ein kinetisch aktiverer, aber weniger schwefeltoleranter Katalysator sein, als der Katalysator der ersten Stufe zur Heteroatomentfernung und kann auch zusätzlich größere Aromatensättigung erreichen. In dieser Ausführungsform kann der Katalysator der ersten Stufe katalytische Bestandteile aus Kobalt und Molybdän umfassen, die auf Aluminiumoxid geträgert sind, und der Katalysator zweiter Stufe kann katalytische Metallbestandteile aus Nickel-Molybdän oder Nickel-Wolfram auf einem Träger aus Aluminiumoxid umfassen. Der Flüssigkeitsausfluss und der Dampfausfluss der ersten Stufe sind hinsichtlich der Verunreinigungskonzentration in jeder Phase im Gleichtgewicht und werden vom Boden des Kessels 12 entfernt und über Leitung 42 in die Zone 22 zum Herauslösen und Abtrennen von Gas und Flüssigkeit im Boden des Kontaktstufenkessels 20 geleitet. Die teilweise wasserstoffbehandelte Flüssigkeit trennt sich vom Dampfausfluss, wird vom Boden des Kessels entfernt und über Leitungen 44 und 46 in die Spitze des Reaktionskessels der zweiten Stufe 14 geleitet. In dieser Ausführungsform wird die erste Reaktionsstufe bei einem höheren Druck als die zweite Reaktionsstufe betrieben. Dafür ist eine Flüssigkeitsübertragungspumpe nicht erforderlich. Der herausgelöste und abgetrennte Dampf erster Stufe wird durch die Kontaktbetteinrichtung 24 für Gas und Flüssigkeit geleitet, in der er mit der herunterströmenden Kohlenwasserstoffflüssigkeit zusammentrifft, die mindestens teilweise wasserstoffbehandelt worden ist, und in der die Konzentration von Verunreinigungsverbindungen nicht größer und vorzugsweise geringer ist als die des Flüssigkeitsausflusses erster Stufe, der sich im Gleichgewicht mit dem Dampfausfluss erster Stufe befindet. Vor dem Kontaktieren wird die Flüssigkeit vorzugsweise auf eine Temperatur gekühlt, die geringer ist als die des Dampfes erster Stufe in der Kontaktierstufe. Die Kontaktiereinrichtung umfasst eine beliebige bekannte Einrichtung zum Kontaktieren von Flüssigkeit und Dampf, wie beispielsweise Raschig-Ringe, Berl-Füllkörper, Drahtgewebe, Streifen, offene Waben und Gas/Flüssigkeits-Kontaktierböden wie beispielsweise Glockenböden und andere Vorrichtungen usw. In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform repräsentieren die gestrichelten Linien Gas/Flüssigkeits-Kontaktierböden, gezeigt als Einrichtung zum Kontaktieren 24. Der optionale Wärmetauscher 28 kühlt die Kohlenwasserstoffflüssigkeit, falls erforderlich, auf eine Temperatur, die geringer ist als die des Dampfes. Die Temperatur der Flüssigkeit wird durch die Dampftemperatur und die relativen Konzentrationen, Löslichkeiten und Kondensationstemperaturen der Heteroatomverbindungen in jeder Phase bestimmt. Die Kombination von Temperaturen und Konzentrationen ist so, dass die gewünschte Menge dieser Verbindungen durch Absorption, Kondensation und Gleichgewichtskonzentrationsunterschiede in die Flüssigkeit transferiert wird, um die gewünschte Dampfreinheit zu erreichen. Wie gezeigt, kann in dieser Ausführungsform die Kontaktflüssigkeit einen Flüssigkeitsausfluss zweiter Stufe umfassen, der vor dem Kontaktieren durch Wärmetauscher 28 gekühlt werden kann oder nicht. Sie kann auch einen Kontaktierstufenausfluss umfassen, der zurückgeführt wird und durch Wärmetauscher 28 auf eine Temperatur unter der des Dampfausflusses erster Stufe in der Kontaktierstufe gekühlt wird. Sie kann auch eine Mischung dieser beiden Flüssigkeiten mit oder ohne Kühlen darstellen. Ferner und wie in 1 gezeigt, kann die gesamte oder ein Teil der kondensierten, dem Hydrotreating unterworfenen Flüssigkeit, die aus den Dampfausflüssen der Kontaktierstufe und der zweiten Stufe gewonnen werden, als Kontaktierflüssigkeit verwendet werden, und zwar entweder mit oder ohne Flüssigkeitausfluss der ersten, zweiten und/oder Kontaktierstufe. Die Kontaktierflüssigkeit, die jetzt mehr von diesen Verunreinigungen enthält als bevor sie den Dampfausfluss erster Stufe kontaktierte, wird in die Zone 22 zum Abtrennen und Herauslösen heruntergeleitet, in der sie sich mit dem Flüssigkeitsausfluss erster Stufe vermischt, mit der sie in eine zweite Reaktionsstufe geleitet wird. Gleichzeitig wird frischer Wasserstoff und ein Wasserstoffbehandlungsgas über Leitungen 40, 48 und 46 in die Spitze der zweiten Reaktionsstufe geleitet. In der zweiten Reaktionsstufe werden sowohl die Kohlenwasserstoffflüssigkeit als auch der Wasserstoff zusammen im Gleichstrom durch das Katalysatorbett 18 heruntergeleitet. Während der Umsetzung zweiter Stufe wird das Meiste der restlichen Heteroatomverbindungen des Einsatzmaterials, die jetzt Schwefel- und Stickstoffverbindungen darstellen, aus der Flüssigkeit entfernt, wobei der Schwefel und Stickstoff H₂S und NH₃ bilden. H₂S und NH₃ gehen in den Dampf zweiter Stufe über. Die Dampfausflüsse sowohl der Kontaktier- als auch der zweiten Stufe enthalten C₄₊- bis C₅₊-Kohlenwasserstoffdämpfe und normalerweise gasförmige C₄₊- bis C₅₊-Kohlenwasserstoffe. Die an Heteroatomen verminderte Kohlenwasserstoffflüssigkeit und der Heteroatom enthaltende Dampf werden beide durch den Boden des Kessels 18 heruntergeleitet, von wo sie gemeinsam über Leitung 50 entfernt werden, und vereinigen sich mit dem an Heteroatomen verminderten Dampf der ersten Reaktionsstufe, der über Leitung 52 aus dem Kessel 20 entfernt wird. Der vereinigte Flüssigkeits- und Dampfausfluss wird dann über Leitung 54 in Wärmetauscher 36 geleitet und gekühlt, so dass das Meiste der schwereren Kohlenwasserstoffbestandteile in dem Dampf kondensiert, wobei die sich ergebende Dampf- und Flüssigkeitsmischung dann über Leitung 56 in die erste oder in die Heißtrennungszone 32 in Kessel 30 geleitet wird. In Zone 32 wird der Dampf herausgelöst und von der Flüssigkeit getrennt, wobei die dem Hydrotreating unterworfene Flüssigkeit über Leitung 58 entfernt wird und zu einem Produktstripper befördert wird. Der Dampf wird über Leitung 60 aus Zone 32 entfernt und durch einen zweiten oder kalten Wärmetauscher 38 geleitet, in dem er weiter heruntergekühlt wird, um als flüssige, in einem höheren Maß Hydrotreating unterworfene Kohlenwasserstoffe (z. B. C₄₊ bis C₅₊) auszukondensieren. Der restliche Dampf umfasst hauptsächlich Methan und Wasserstoff zusammen mit dem meisten H₂S und NH₃. Die kondensierten Kohlenwasserstoffe und der Dampf, der H₂S und NH₃ enthält, werden über Leitung 62 in die kalte Trennungszone 34 geleitet, um sie zu trennen, wobei die Flüssigkeit über Leitung 64 entfernt wird und zum Produktstripper geleitet wird. Der restliche Dampf wird als Schlussgas über Leitung 66 entfernt und weiterer Verarbeitung zur Entfernung von H₂S und NH₃ zugeführt. Da entweder der Flüssigkeitsausfluss der ersten Stufe und der zweiten Stufe oder beide als Kontaktierflüssigkeit für die Kontaktierstufe verwendet werden können, sind die Rückführleitungen für diese Ströme als gepunktete Linien gezeigt. Somit ist Leitung 68 eine Anschlussstelle für die Rückführung eines Nachstroms der Flüssigkeit, die aus dem Boden des Kessels 20 gewonnen wird und über Flüssigkeits pumpe 26 durch den Wärmeaustauscher 28 geleitet wird, der sie auf eine Temperatur kühlt, die hinreichend unter der des Dampfausflusses erster Stufe liegt, damit die Verunreinigungen aus dem Dampf in die Kontaktflüssigkeit überführt werden. Die gekühlte Flüssigkeit wird dann über Leitung 29 zurück in die Spitze des Kessels 20 geleitet. Die Leitungen 70, 72 und 74 sind gezeigt als optionale Überführungs- und Rückführleitungen für die Rückführung des Hydrotreating unterworfenen (nachstehend auch: wasserstoffbehandelt) Flüssigkeitsausflusses zweiter Stufe und/oder der wasserstoffbehandelten Flüssigkeit, die aus den Dämpfen der zweiten und/oder der Kontaktierstufe gewonnen wurde, in die Pumpe 26, den optionalen Wärmetauscher 28, die Leitung 29 und in die Spitze von 20, als gesamte oder als ein Teil der Kontaktierflüssigkeit.
2 veranschaulicht schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem sowohl die Flüssigkeits/Dampf-Kontaktierstufe als auch die zweiten Hydrotreating-Reaktionsstufen in demselben Kessel angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Reaktionsstufe Stufen darstellen, bei denen Gas und Flüssigkeit gleichströmend sind bzw. Gas und Flüssigkeit gegeneinander strömen. Wie im Fall der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, wird auch diese Ausführungsform mit besonderem Bezug auf das Hydrotreating einer Heteroatom enthaltenden Brennstoffdestillatfraktion erklärt. Dementsprechend haben die gleichen Kessel, Wärmetauscher, Leitungen und die gleiche Pumpe, die in 1 gezeigt sind und die gleiche Funktion haben, die gleichen Nummern sowohl in 1 als auch in 2. Es gibt auch wesentliche Unterschiede in der Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, indem der Flüssigkeitsausfluss erster Stufe nicht als gesamte oder als ein Teil der Kontaktierflüssigkeit verwendet wird und ferner die vereinigten Dämpfe erster und zweiter Stufe mit der Flüssigkeit in der Kontaktierstufe kontaktiert werden. Sonst ist das Verfahren ähnlich der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist.
Bezogen auf 2 wird das Einsatzmaterial in der Hydrotreating-Einheit 100 über Leitungen 36 und 38 in die Spitze des Kessels 12 der ersten Reaktionsstufe geleitet. Zur gleichen Zeit wird frischer Wasserstoff oder Wasserstoff enthaltendes Behandlungsgas über Leitungen 40 und 38 in den Kessel geleitet. Das Einsatzmaterial und der Wasserstoff werden im Gleichstrom durch das Katalysatorbett 16 hindurch nach unten geleitet, in dem die Heteroatomverbindungen entfernt werden und einige Bestandteile gesättigt werden, wie bei der Ausführungsform von 1. Die Heteroatomverbindungen werden in erster Linie durch Umwandlung in H₂S, NH₃ und Wasser entfernt. Das erzeugt einen Ausfluss erster Stufe, der eine teilweise wasserstoffbehandelte Flüssigkeit und Dampf umfasst, wobei der Dampf teilweise wasserstoffbehandelte und verdampfte Einsatzmaterialbestandteile, Wasserstoff, H₂S, NH₃ und leichtere Kohlenwasserstoffe (mehrheitlich Methan) umfasst. Die Flüssigkeits- und Dampfausflüsse werden nach unten zum Boden des Kessels geleitet, von wo sie über Leitung 42 entfernt werden und in den Einsatzmaterialeinlass und Dampfraum 82 in Kessel 80 geleitet werden. Kessel 80 enthält sowohl die Einrichtungen 24 zum Kontaktieren von Flüssigkeit und Dampf für die Kontaktierstufe als auch darunter ein Hydrotreating-Katalysatorbett 18 für die zweite Hydrotreatingstufe. Der Flüssigkeitsausfluss erster Stufe wird nach unten geleitet und der Wasserstoff und der Dampfausfluss werden durch die zweite Hydrotreating-Reaktionsstufe nach oben geleitet, die in erster Linie durch das Hydrotreating-Katalysatorbett 18 definiert ist. Somit fließen die Flüssigkeit und der Wasserstoff im Gegenstrom zueinander in die zweite Reaktionsstufe. Der wasserstoffbehandelte Dampfausfluss zweiter Stufe fließt von Bett 18 nach oben in Kontaktierstufenzone 24, in der er sich mit dem Dampfausfluss erster Stufe vereinigt. Die vereinigten Dampfausflüsse erster und zweiter Stufe fließen durch Bett 24 nach oben, in dem sie nach unten fließende, wasserstoffbehandelte Flüssigkeit zweiter Stufe kontaktieren, die über Leitung 29 oberhalb des Bettes eintritt. Wie bei der Ausführungsform in 1 werden Heteroatomverbindungen, die in den vereinigten Dämpfen übrig bleiben, durch Absorption, Kondensation und/oder Übergang durch Gleichgewichtsdifferential zu der herunterfließenden Flüssigkeit entfernt. Der Dampfausfluss der Kontaktierstufe, der jetzt H₂S, NH₃ und Einsatzmaterialbestandteile enthält, die um Heteroatombestandteile wesentlich verringert sind, wird dann in Leitung 86 geführt, wo er mit dem wasserstoffbehandelten Flüssigkeitsausfluss der zweiten Stufe aus Leitung 84 vereinigt wird. Der Flüssigkeitsausfluss der Kontaktierstufe fließt durch 24 nach unten und in Katalysatorbett 18 herein, in dem er sich mit dem nach unten fließenden Flüssigkeitsausfluss erster Stufe vermischt. Wasserstoff oder ein Wasserstoffbehandlungsgas wird über Leitung 85 in die Hydrotreating-Zone der zweiten Stufe hinaufgeleitet und reagiert mit den Heteroatomverbindungen in der nach unten fließenden Flüssigkeit des Einsatzmaterials, wodurch sie aus der Flüssigkeit durch Umsetzung zu in erster Linie H₂S und NH₃ entfernt werden. Der wasserstoffbehandelte Flüssigkeitsausfluss zweiter Stufe wird über Leitung 84 entfernt, vereinigt sich mit dem Dampfausfluss der Kontaktierstufe, und die Mischung wird über Leitung 54, wie im Fall für die Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, durch einen heißen Wärmetauscher geleitet usw. Wasserstoffbehandelte Kontaktierflüssigkeit kann aus einem oder mehreren aus (i) dem Flüssigkeitsausfluss zweiter Stufe und (ii) den wasserstoffbehandelten Kohlenwasserstoff-Dampfkomponenten, die zu Flüssigkeit kondensiert und gewonnen worden ist, abgeleitet werden. Dies ist durch die optionalen Verbindungsleitungen 70, 74, 72 und 68 gezeigt. Wie im Fall für die Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, werden die wasserstoff behandelten Flüssigkeiten in Leitungen 58 und 64 typischerweise zu einem Stripper geleitet, und die Kontaktierflüssigkeit kann auch aus der gestrippten Flüssigkeit abgeleitet werden.
Fachleute werden erkennen, dass die Erfindung auf mehr als zwei Reaktionsstufen und eine Kontaktierstufe ausgedehnt werden kann. So kann man auch drei oder mehr Reaktionsstufen einsetzen, in denen der teilweise verarbeitete Flüssigkeitsausfluss aus der ersten Stufe das Einsatzmaterial der zweiten Stufe darstellt, der Flüssigkeitsausfluss zweiter Stufe das Einsatzmaterial der dritten Stufe darstellt und so weiter, mit begleitendem Dampfstufenkontaktieren, in einer oder mehreren Flüssigkeits/Dampf-Kontaktierstufen. Mit Reaktionsstufe ist mindestens eine katalytische Reaktionszone gemeint, in der die Flüssigkeit oder die Mischung von Flüssigkeit und Dampf mit Wasserstoff in Anwesenheit eines geeigneten Hydroprocessing-Katalysators umgesetzt wird, so dass ein mindestens teilweise wasserstoffbehandelter Ausfluss erzeugt wird. Der Katalysator in der Reaktionszone kann in Form eines Festbettes, eines Wirbelbettes oder in einer Aufschlämmungsflüssigkeit dispergiert vorliegen. Es kann auch mehr als ein Katalysator in einer bestimmten Zone als Mischung oder in Form von Schichten (für ein Festbett) verwendet werden. Ferner können, wenn Festbetten verwendet werden, mehr als ein Bett des gleichen oder eines unterschiedlichen Katalysators verwendet werden, so dass dort mehr als eine Reaktionszone vorhanden ist. Die Betten können räumlich getrennt sein, mit optionalen Gas- und Flüssigkeitsverteilungseinrichtungen stromaufwärts von jedem Bett, oder es kann ein Bett aus zwei oder mehreren getrennten Katalysatoren verwendet werden, in dem jeder Katalysator in Form einer Schicht mit geringem oder keinem Abstand zwischen den Schichten vorliegt. Die Flüssigkeit wird aufeinanderfolgend von einer Zone zur nächsten geleitet.
Der Begriff "Hydrotreating", wie hierin verwendet, betrifft Verfahren, in denen ein Wasserstoff enthaltendes Behandlungsgas in Anwesenheit eines geeigneten Katalysators, der in erster Linie zur Entfernung von Heteroatomen, wie Schwefel und Stickstoff, zur Sättigung von nicht-aromatischen Verbindungen und wahlweise zur Sättigung von aromatischen Verbindungen aktiv ist, verwendet wird. Geeignete Hydrotreating-Katalysatoren für die Verwendung in einer erfindungsgemäßen Hydrotreating-Ausführungsform schließen beliebige konventionelle Hydrotreating-Katalysatoren ein. Beispiele schließen Katalysatoren ein, die mindestens einen katalytischen Bestandteil eines Gruppe VIII-Metalls, vorzugsweise Fe, Co und Ni, bevorzugter Co und/oder Ni und am meisten bevorzugt Co umfassen und mindestens einen katalytischen Bestandteil eines Gruppe VI-Metalls, vorzugsweise Mo und W, bevorzugter Mo auf einem Trägermaterial mit großer Oberfläche wie beispielsweise Aluminiumoxid. Andere geeignete Hydrotreating-Katalysatoren schließen zeolithische Katalysatoren ein sowie Edelmetall-Katalysatoren, wobei das Edelmetall ausgewählt ist aus Pd und Pt. Die hier bezeichneten Gruppen sind jene, die im Periodensystem der Elemente gefunden werden, das urheberrechtlich 1968 durch die Sargent-Welch Scientific Company geschützt wurde. Wie oben erwähnt, gehört es zum Bereich der vorliegenden Erfindung, dass mehr als ein Typ von Hydrotreating-Katalysatoren in derselben Reaktionsstufe oder -zone verwendet werden kann. Typische Hydrotreating-Temperaturen liegen im Bereich von etwa 100°C bis etwa 400°C mit Drücken von 345 bis 20 684 kPa (50 psig bis 3000 psig), vorzugsweise von 345 bis 17 237 kPa (50 psig bis 2500 psig). Falls eine oder mehrere Reaktionsstufen eine Hydrocrack-Stufe sind, kann der Katalysator ein beliebiger geeigneter konventioneller Hydrocrack-Katalysator sein, der bei typischen Hydrocrack-Bedingungen gefahren wird. Typische Hydrocrack-Katalysatoren sind in der US-A-4 921 595 von UOP beschrieben. Solche Katalysatoren bestehen typischerweise aus einem hydrierenden Bestandteil eines Gruppe VIII-Metalls auf einer Zeolith-Crack-Basis. Hydrocrack-Bedingungen schliessen Temperaturen von etwa 200°C bis 425°C, einen Druck von 1379 bis 20 684 kPa (200 psig bis 3000 psig) und einen stündlichen Flüssigkeitsdurchsatz von etwa 0,5 bis 10 Volumen/Volumen/h, vorzugsweise von etwa 1 bis 5 Volumen/Volumen/h ein. Nicht einschränkende Beispiele von aromatischen Hydrierungskatalysatoren schließen Nickel, Kobalt-Molybdän, Nickel-Molybdän und Nickel-Wolfram ein. Edelmetall (z. B. Platin und/oder Palladium) enthaltende Katalysatoren können auch verwendet werden. Die aromatische Sättigungszone wird vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 40°C bis etwa 400°C, bevorzugter von etwa 260°C bis etwa 350°C und einem Druck von 690 bis 20 684 kPa (100 psig bis 3000 psig), vorzugsweise von 1379 bis 8274 kPa (200 psig bis 1200 psig) und einem stündlichen Flüssigkeitsdurchsatz (LHSV) von etwa 0,3 Volumen/Volumen/h bis etwa 2 Volumen/Volumen/h betrieben.

Claims

Hydroprocessing-Verfahren zur Entfernung von mindestens einer Verunreinigung aus kohlenwasserstoffhaltigem Einsatzmaterial, bei dem in Stufen (a) Einsatzmaterial mit Wasserstoff in einer ersten Hydroprocessing-Reaktionsstufe in Anwesenheit von Hydroprocessing-Katalysator umgesetzt wird, so dass ein Ausfluss erster Stufe gebildet wird, der Hydroprocessing unterworfene kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeit erster Stufe und Dampf umfasst, der Hydroprocessing unterworfene kohlenwasserstoffhaltige Einsatzmaterialbestandteile enthält, wobei sowohl der Flüssigkeits- als auch der Dampfausfluss Verunreinigungen enthalten, wobei sich die Verunreinigungen zwischen dem Flüssigkeits- und dem Dampfausfluss im Gleichgewicht befinden, (b) der Flüssigkeitsausfluss erster Stufe und der Dampfausfluss getrennt werden, (c) der Dampfausfluss mit kohlenwasserstoffhaltiger Flüssigkeit in einer Kontaktierungsstufe, die Einrichtungen zum Kontaktieren von Flüssigkeit und Dampf umfasst, unter solchen Bedingungen kontaktiert wird, dass Verunreinigungen in dem Dampf in die Flüssigkeit übergehen, so dass ein Kontaktierstufenausfluss gebildet wird, der kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeit mit erhöhtem Verunreinigungsgehalt und Dampf umfasst, der Hydroproces sing unterworfene kohlenwasserstoffhaltige Einsatzmaterialbestandteile umfasst, und (d) die Flüssigkeitsausflüsse der ersten Stufe und der Kontaktierstufe mit Wasserstoff in einer zweiten Hydroprocessing-Reaktionsstufe in Anwesenheit von Hydroprocessing-Katalysator umgesetzt werden, so dass ein Ausfluss zweiter Stufe gebildet wird, der Hydroprocessing unterworfene kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeit und Dampf umfasst, der Hydroprocessing unterworfene kohlenwasserstoffhaltige Einsatzmaterialbestandteile umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtungen zum Kontaktieren von Flüssigkeit und Dampf ausgewählt sind aus Raschig-Ringen, Berl-Füllkörpern, Drahtgewebe, Streifen, offenen Waben und Gas/Flüssigkeits-Kontaktierböden.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei dem der Flüssigkeitsausfluss der zweiten Reaktionsstufe Produktflüssigkeit umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Katalysatoren der ersten und zweiten Reaktionsstufe gleich oder verschieden sind.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Einsatzmaterial und Wasserstoff im Gleichstrom durch die erste Reaktionsstufe fliessen.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem mindestens einer der Dampfausflüsse der Kontaktierstufe und der zweiten Stufe gekühlt wird, so dass die verdampften, Hydroprocessing unterworfenen kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzmaterialbe standteile kondensiert und als Hydroprocessing unterworfene Flüssigkeit gewonnen werden, die einen Verunreinigungsgehalt aufweist, der geringer ist als der des Einsatzmaterials und der Flüssigkeitsausflüsse erster Stufe.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Kontaktierflüssigkeit mindestens eines aus (i) dem Flüssigkeitsausfluss der ersten Reaktionsstufe, (ii) dem Flüssigkeitsausfluss der zweiten Reaktionsstufe, (iii) den kondensierten kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzmaterialdampfbestandteilen mit einem Verunreinigungsniveau, das geringer ist als das des Einsatzmaterials, oder Mischungen davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Flüssigkeit des kondensierten kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzmaterialbestandteils, die einen Verunreiniungsgehalt aufweist, der geringer ist als der des Einsatzmaterials und der Flüssigkeitsausflüsse der ersten Stufe, sowohl aus den Dampfausflüssen der Kontaktier- als auch der zweiten Stufe erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Flüssigkeit und der Wasserstoff im Gegenstrom durch die zweite Reaktionsstufe fließen.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die kondensierte kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeit, die ein Verunreinigungsniveau aufweist, das geringer ist als das des Einsatzmaterials und des Flüssigkeitsausflusses der ersten Stufe, aus dem Dampfausfluss der Kontaktierstufe erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 10, bei dem die Kontaktierflüssigkeit auf eine Temperatur gekühlt wird, die geringer ist als die des Dampfes in der Kontaktierzone vor dem Kontaktieren.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Übergangsbedingungen die Kontaktierflüssigkeit einschliessen, die einen Verunreinigungsgehalt aufweist, der nicht größer ist als der des Flüssigkeitsausflusses der ersten Reaktionsstufe.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Einsatzmaterial Heteroatom-Verbindungen und ungesättigte Verbindungen umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zusätzliche Produktflüssigkeit erhalten wird, indem der dem Hydrotreating unterworfene Dampfausfluss aus mindestens einer der Kontaktierstufe und der zweiten Reaktionsstufe kondensiert wird.