DE704232C

DE704232C - Verfahren zur Beheizung des Hydriergutes bei der katalytischen Druckhydrierung kohlenstoffhaltiger Stoffe in zwei Stufen

Info

Publication number: DE704232C
Application number: DEI58937D
Authority: DE
Inventors: Dr Mathias Pier; Dr Albert Pross; Dipl-Ing Hans Schappert
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1937-08-28
Filing date: 1937-08-28
Publication date: 1941-03-26

Description

Verfahren zur Beheizung des Hydriergutes bei der katalytischen Druckhydrierung kohlenstoffhaltiger Stoffe in zwei Stufen Bei der katalytischen Druckhydrierung kohlenstoffhaltiger Ausgangsstoffe ist es bekannt, die Ausgangsstoffe durch Wärmeaustausch mit den aus dem Reaktionsraum abziehenden Reaktionsteilnehmern und anschließend in einem gasbeheizten Röhrenvorheizer bis zur Reaktionstemperaturzu-erhitzen. Diese Arbeitsweise wird im allgemeinen auch beider Verarbeitung der Ausgangsstoffe in mehreren Stufen verwendet, wo Teile der gebildeten Reaktionsprodükte nach erfolgter Kondensation und gegebenenfalls Destillation einer nochmaligen Druckhydrierung, beispielsweise zwecks Gewinnung niedrigsiedender Produkte, unterworfen werden.
Es wurde nun gefunden, daß man bei der katalytischen Druckhydrierung kohlenstoffhaltiger Stoffe in zwei Stufen, von denen die erste unter vorwiegend hydrierenden, die zweite unter vorwiegend spaltenden Bedingungen durchgeführt wird, unter Vermeidung von Heizgasen, die leicht zu Überhitzungen mit unerwünschten Veränderungen der Produkte Anlaß geben, arbeiten kann, wenn man unter bestimmter Ausnutzung der in den verschiedenen Stufen auftretenden Produkte von verschiedener Temperatur in folgender Weise:' arbeitet Ein Teil der aus dem Reaktionsraum der ersten Stufe abziehenden Reaktionsteilnehmer, der eine verhältnismäßig hohe Temperatur besitzt, wird zum Aufheizen der in der nächstfolgenden Stufe zu behandelnden Ausgangsstoffe auf Reaktionstemperatur benutzt, während ein anderer Teil der heißen Reaktionsteilnehmer der ersten Stufe, der zweckmäßig kleiner ist als der vorerwähnte, zum Erhitzen der in der ersten Stufe zti verarbeitenden Ausgangsstoffe dient; hierbei werden die aus dem Reaktionsraum der folgenden Stufe abziehenden weniger heißen Reaktionsteilnehmer mitverwendet.
Die Arbeitsweise nach der Erfindung unterscheidet sich grundsätzlich von einem bekannten Verfahren, nach dem den Ausgangsstoffen, nachdem sie bis nahe an die Reaktionstemperatur erhitzt wurden, die noch fehlende Wärme dadurch zugeführt wird, daß ihnen Stoffe zugesetzt werden, die sich mit ihnen unter Wärmeentwicklung umsetzen. Während im bekannten Fall zusätzliche Wärme durch besondere Maßnahmen erzeugt werden muß, findet im vorliegenden Falle ausschließlich ein Wärmeaustausch zwischen den Produkten und den zu hydrierenden oder zu spaltenden Stoffen statt.
Als Ausgangsstoffe kommen angepastete Kohle, Teere, Mineralöle, deren hochsiedende oder Mittelölfraktionen oder Umwandlungsprodukte sowie Kohleextraktionsprodukte in Betracht.
Diese werden in einer ersten Stufe, die aus einem oder mehreren Reaktionsräumen bestehen kann, mit Wasserstoff unter einem Druck von zoo bis i ooo at und bei einer Temperatur von 3oo bis 55o° behandelt. DerKatalysator kann im Reaktionsraum fest angeordnet sein oder den Ausgangsstoffen, wenn es sich um hochsiedende Stoffe, wie Kohlebrei, oder hochsiedende Erdöl-, Teer- oder Krackrückstände handelt, in fein verteiltem Zustand zugegeben werden.
Die erste Stufe wird unter vorwiegend hydrierenden Bedingungen ausgeführt. Hierzu verwendet man im. allgemeinen stark hydrierende Katalysatoren, wie z. B. Schwermetallsulfide, insbesondere Sulfide der fünften und sechsten Gruppe, gegebenenfalls in Mischung mit Sulfiden der achten Gruppe, des Zinks oder Mangans. Man kann auch die Oxyde oder Phosphate der Metalle der fünften und sechsten Gruppe verwenden, wobei zweckmäßig verhältnismäßig hohe Wasserstoffdrucke angewandt werden. Man kann dabei beispielsweise Schweröle oder Mittelöle spaltend und bzw. oder raffinierend druckhydrieren -oder Teere oder Asphalt enthaltende Mineralöle einer Tieftemperaturhydrierung unterwerfen.
In der nächstfolgenden Stufe werden die aus den Reaktionsprodukten der ersten Stufe abgetrennten Fraktionen mittleren oder niedrigeren Siedebereichs, z. B. von Mittelöl-, Schwerbenzin- oder Benzinart, vorwiegend spaltend druckhydriert, um aus ihnen klopffeste Treibstoffe zu gewinnen. Zu diesem Zweck werden sie in dampfförmigem Zustand über vorwiegend spaltend wirkende Katalysatoren bei Temperaturen von 35o bis 6oo° unter einem Wasserstoffdruck von ioo bis 3ooat geleitet.
Hierfür eignen sich Verbindungen, wie z. B. Oxyde, Sulfide, Phosphate, Halogenide der Metalle der vierten bis achten Gruppe. Bei stark hydrierend wirkenden Katalysatoren werden zur Herbeiführung oder Verstärkung der Spaltwirkung höhere Temperaturen als in der ersten Stufe verwendet. Besonders geeignet sind solche Katalysatoren, die auf Trägern, z. B. aktiver Kohle, oder vorteilhaft'mit Säuren, insbesondere mit Fluorwasserstoffsäure vorbehandelten Bleicherden, Wie Terrana, Fullererde, Floridaerde u. dgl., aufgetragen sind.
Die Aufheizung der Ausgangsstoffe in den beiden Stufen geschieht nun beispielsweise folgendermaßen (vgl. Zeichnung) Das aus dein Reaktionsraum der ersten Stufe, der aus zwei Öfen A und A' bestehen kann, abziehende Gemisch von Wasserstoff, dampfförmigen und gegebenenfalls auch flüssigen Reaktionsprodukten, das z. B. eine Temperatur von q.15° hat, wird in zwei Teilströme a und a' zerlegt, von denen der eine, a, in einer solchen Menge (6o bis 9o %) durch einen zur zweiten Stufe gehörigen Röhrenregenerator B geschickt wird, in dem er seine Wärme an das in der zweiten Stufe in C zu behandelnde Ausgangsprodukt abgibt, daß dieses hierdurch die für die Reaktion notwendige Temperatur von z. B. 36o° erhält. Ein zusätzlicher Vorwärmer fällt also weg.
Der verbleibende Teil a' der aus der ersten Stufe abziehenden Reaktionsteilnehmer wird in einem oder mehreren zur ersten Stufe gehörigen Regeneratoren 1?, E den in der ersten Stufe zu behandelnden Ausgangsstoffen entgegengeschickt. Die aus der zweiten Stufe abziehenden Reaktionsteilnehmer werdenebenfalls den Regeneratoren für die erste Stufe zugeführt, um ihre Wärme an die Ausgangsstoffe für diese abzugeben. Die in den beiden Reaktionsgasen enthaltenen kondensierbaren Anteile werden dann in G gekühlt und in gewünschter Weise durch Destillation zerlegt.
Da im allgemeinen die aus dem Reaktionsraum der folgenden Stufe abziehenden Stoffe eine niedrigere Temperatur haben als die Reaktionsteilnehmer der ersten Stufe, werden sie zweckmäßig an einer kälteren Stelle der Regeneration, also in D, den zu -erhitzenden Ausgangsstoffen entgegengeleitet.
Bei Inbetriebnahme des Systems ist es erforderlich, die Ausgangsstoffe durch einen zu diesem Zweck vorgesehenen gas- oder elektrisch beheizten Vorwärmer F zu leiben, um sie auf Reaktionstemperatur zu erwärmen. Ist die Vorrichtung einmal in Gang gebracht, wird im allgemeinen dieser Vorheizer ausgeschaltet werden können, doch ist die erste Stufe im allgemeinen weniger empfindlich gegen etwaige Schädigungen der Ausgangsstoffe im Vorheizer. Bei der Aufheizung der Ausgangsstoffe für die nachfolgenden Stufen sind dagegen Vorheizer neben der Regeneration zu vermeiden, da sie leicht schädigend auf den wasserstoffreichen Ausgangsstoff einwirken. Sie dürfen nur, falls erforderlich, für kurze Zeit bei Inbetriebnahme der ganzen Vorrichtung angewandt werden.
Zur Regelung der durch die Regeneratoren geführten Teilströme der Reaktionsteilnehmer verwendet man Ventile r, Y', die hinter den Wärmeaustauschern angeordnet sind. Man erzielt so bei weitgehender Ausnutzung der bei der Druckhydrierung frei werdenden Wärmemenge und praktisch ohne zusätzliche Energie und unter möglichster Schonung der zu behandelnden Stoffe eine gute Ausbeute an klopffesten Motortreibstoffen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Beheizung des Hydriergutes bei der katalytischen Druckhydrierung kohlenstoffhaltiger Stoffe in zwei Stufen, von denen die erste unter varwiegend hydrierenden, die zweite unter vorwiegend spaltenden Bedingungen durchgeführt wird, wobei die Ausgangsstoffe durch Wärmeaustausch mit den abziehenden Reaktionsteilnehmern erhitzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil der aus dem Reaktionsraum. der ersten Stufe abziehenden l@eaktionsteilnehmer zum Aufheizen der in der zweiten Stufe zu behandelnden Stoffe auf Reaktionstemperatur und einen anderen Teil gemeinsam mit den aus dem Reaktionsraum der zweiten Stufe kommenden Reaktionsteilnehmern zum Erhitzen der in der ersten Stufe zu verarbeitenden Ausgangsstoffe verwendet.