DE713524C - Verfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffoelen, wie Erdoelen oder Teeren, in der Dampfphase - Google Patents

Verfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffoelen, wie Erdoelen oder Teeren, in der Dampfphase

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DE713524C
DE713524C DEG85551D DEG0085551D DE713524C DE 713524 C DE713524 C DE 713524C DE G85551 D DEG85551 D DE G85551D DE G0085551 D DEG0085551 D DE G0085551D DE 713524 C DE713524 C DE 713524C
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    • 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
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/02Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils characterised by the catalyst used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10CWORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
    • C10C1/00Working-up tar
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Description

  • Verfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffölen, wie Erdölen oder Teeren, in der Dampfphase Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffölen, z. B. Erdölen, Teeren usw., zwecks Gewinnung niedrigsiedender Brennstoffe in Gegenwart von Katalysatoren. Durch die Erfindung ist es möglich, die Anlage dauernd der Beschaffenheit der zu beha:ndelnden Öle anzupassen, wobei die Art der Öle im Laufe des kontinuierlichen Betriebs der Anlage aus verschiedenen Gründen, u. a. durch Zusatz von nicht umgewandelten Rückständen zum Ausgangsöl, wechseln kann.
  • Bei der Umwandlung von Kohlenwasserstoffen unter der Einwirkung von Kontaktmassen ist diejenige Behandlungsweise die beste, bei der die Öle bei einer gegebenen Temperatur durch die Apparatur geleitet werden und die bei der Fraktionierung der Spaltprodukte anfallenden hochsiedenden Rückstände bei erhöhten Temperaturen von neuem die Anlage durchlaufen. Die Behandlung wird unterbrochen, wenn bei der höchsten vorgesehenen Arbeitstemperatur eine weitere Umwandlung nicht mehr eintritt. -Die Umwandlung ist so zu leiten, daß, bei größtmöglichem Durchsatz eine höchste Ausbeute erzielt wird und ein Verlust durcl Abscheidung von Kohlenstoff und durch Bildung von Gasen weitestgehend vermieden wird. Dies ,erreicht man durch eine der Art des Kontaktstoffes angepaßte, nicht zu hoch bemessene Temperaturhöhe. Die erforderliche Temperatur ist naturgemäß verschieden; sie liegt meist etwas über 4oo'. Dabei zeigt sich, daß ein- großer Teil der durchzusetzenden Kohlenwasserstoffe nach Druchgang durch die Apparatur unzersetzt ist und das Rückstandsöl erneut durch die gleiche oder eine zweite Apparatur zwecks einer weiteren Spaltung geleitet werden muß. Um eine erneute Spaltung zu erzielen, muß man nunmehr die Temperatur erhöhen, denn die bei niederer Temperatur spaltbaren Stoffe sind bereits bei der ersten Behandlung -gespalten und ab= getrennt worden. Durch Wiederholen des Prozesses mit dem Rückstandsöl bei höheren Temperaturstufen erreicht man so nach jeweiligem Abscheiden des .gewÄnschten Endprodukts eine mehr oder weniger fortschreitende Umwandlung des Ausgangsprodukts.
  • I:s wurde nun gefunden, daß mit der Erhöhung der Temperatur die Aktivität der Katalysatoren so stark steigt, daß. andere als die gewünschten Verbindungen entstehen. Wenn also die Berührungszeit des Materials mit dem Katalysator, die bei einer bestimmten Temperatur die besten Resultate gibt, bei der Rückführung des Rückstandsöls bei höherer Temperatur beibehalten wird, so schießt die Umwandlungsreaktion über das Optimum fyi1:. die Erreichung eines bestimmten Produkts bzw. der besten Ausbeute hinaus. In betriebstechnischen anlagen traten hierdurch erhebliche Schwierigkeiten auf, denn eine Änderung im Durchsatz erforderte Apparate verschiedener Größe mit hohen Unterhaltungskosten, und außerdem arbeitete hierdurch die Anlage mindestens während eines Teils der Produktion ungleichmäßig.
  • Erfindungsgemäß wird zur Vermeidung der geschilderten Mil'-stänle die Berührungszeit des zu behandelnden Stoffes mit der Kontaktmasse verkürzt. d. h. die Metzge an Kontaktmasse, die in Betrieb ist, wird stufenweise durch Zu- und Abschalten einzelner Kammern verringert, um sie so der Natur der zugegebenen Ausgangssubstanz anzupassen, während gleichzeitig die Temperatur der Kammern erhöht wird. Dadurch kann die behandelte )lrnenge ('sowohl an Ausgansöl als auch an Rücklauföl) pro Zeiteinheit' praktisch während der aufeinanderfolgenden Arbeitsstufen konstant gehalten werden. Diese technische Regel gilt auch für andere als die oben beschriebene)- ÄnderungendesAusgangsstoffes.
  • Auf diese Weise Werden Ausbeuten von Cis, ;o, ja sogar bis 76()'o ohne Anwendung von hohem Druck, beispielsweise bei Gasöl. als Ausgangsmaterial erreicht.
  • Lie Erfindung ist auch anwendbar auf solche Fälle, wo eine Änderung der Ausgangsöle eine Änderung der Umwandlungsreaktion erforderlich machte, so daß trotz Wechsels in der Ausgangssubstanz der Durchsatz nicht verändert ztt werden braucht. Es ist dann nötig, für die veränderte Zusammensetzung des Ausgangsmaterials eine andere Spalttemperatur einzustellen und danach die Kontaktmasse entweder zu vergrößern oder zu verringern, damit auch hier wiederum die griilitmögliche Ausbeute erzielt -wird.
  • Ein einfaches Mittel dazu besteht in der Verwendung von Behältergruppen, die. mit Kontaktmasse gefüllt sind und so untereinander und mit einer gemeinsamen Speiseleitung durch Rohre und Hähne verbunden sind, da1,; . eine mehr oder weniger große Anzahl von ihnen mit ihr in Verbindung gesetzt --erden kann.
  • Die Anlage umfaßt weiter ein tnit Hähnen versehenes Rohrleitungsnetz, durch das die einzelnen Behälter der Gruppe in den Zeitabschnitten, in denen diese Behälter außer Betrieb sind, mit einem Regenera.tionsmittel für die Katalysatoren beschickt werden. Die Kontaktmasse, die in den Behältern enthalten ist, wandelt bei einer gegebenen Temperatur eine gewisse Menge der zugegebenen Charge in leichtere Produkte um, ,ei #p ""-aus Gasen und flüssigen Kohlenwasser-S.@ffen bestehen. Die Gasmenge -wächst auf kosten der flüssigen Kohlenwasserstoffe in dem Maß; wie die Berührungszeit zwischen dem behandelten Produkt und dem Katalysator vergrößert wird. Daraus folgt. daß für die gleiche, in dem Verdampfer behandelte Ausgangsmenge der Prozentsatz an Gasen erheblich wird, wenn das Volumen der Kontaktmasse vergrößert wird, während bei geringer Kontaktmasse die Produkte den Katalysator verlassen, bevor sie hinreichend umgewandelt sind. Man wird daher nicht allein eine verringerte Ausbeute, sondern auch nicht das gewünschte Endprodukt erzielen.
  • Zwecks Gewinnung einer besseren Ausbeute an leichtsiedenden Kohlenwasserstotfen aus einer bestimmten Ausgangsmenge Werden nacheinander im Verdampfer zunächst die Ausgangsöle und dann die aus den vorhergehenden Umsetzungen angesammelten hochsiedenden Rückstandsprodukte behandelt. Man erreicht so die Umwandlung durch mehrere Umläufe, während derer die Behandlungstemperaturen von etwa 43o auf etwa 5.1o anwachsen.
  • Wenn die Reaktionstemperatur steigt, -wird der Katalysator aktiver, und die Umwandlung sreaktion verläuft schneller. Um eine gleichmäßige Umsetzung in dem gewünschten Unifang zu erzielen, muß, man daher die Berührungszeit zwischen Cif und Katalysator abkürzen. Das ist die außerordentlich wichtige Erkenntnis, die zum Gegenstand der Erfindung geführt hat.
  • Die mit der Kontaktmasse gefülitett Behälter, von denen je nach der Natur der zu behandelnden igle eine mehr oder Weniger große "Zahl in Betrieb ist, können zueinander verschieden angeordnet sein. So ist ihre Aufstellung Seite an Seite öder übereinander möglich. Jeder einzelne Behälter kann aus einer besonderen Kammer oder die Gesamtheit aus einer einzigen Kammer bestehen. die durch horizontale oder vertikale Scheidewände in mehrere Abschnitte unterteilt ist, wobei der Strom der zu behandelnden Gase und Dämpfe den Bedürfnissen entsprechend verteilt wird.
  • Ein Beispiel einer solchen Anlage ist schematisch in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. In ihr ist die Abb. 1 eine Aufsicht und Abb. z ein Längsschnitt.
  • Die Anlage umfa13t einen Verdampfer --1 bekannter Bauart.
  • Zwischen dem Verdampfer, von dem das Gemisch von Gasen und Lämpfer ausgeht, das man einer katalytischen Behandlung unterwerfen -will, und einem Fraktionierturm B für die Spaltprodukte sind die Kontaktbehälter eingeschaltet, in denen man in Abhängigkeit von der Temperatur die für die Behandlung-, verwendete Katalysatormenge verändern kann. Die Anlage ist für eine praktisch gleichbleibende Menge an aus dem Verdampfer A kommenden Gasen und Dämpfen :eingerichtet.
  • In dem dargestellten Beispiel sind die die Kontaktmasse enthaltenden Elemente, deren in Betrieb: befindliche Zahl von der Natur des zu behandelnden Gemisches bestimmt wird, voneinander getrennt und Seite an Seite angeordnet. Die Zahl der Elemente beträgt am besten vier, sechs oder zwölf. Davon sei die Hälfte auf Regeneration geschaltet. Dann mag die andere Hälfte ioo% der Berührungszeit mit der katalytischen Masse darstellen. Werden vier Behälter verwendet, so sinkt die Berührungszeit auf 5o%, wenn nur ein Behälter statt zwei in Betrieb ist, während die anderen drei regeneriert werden. Bei sechs Behältern kann. die Berührungszeit auf 662/3% bei Verwendung von zwei statt drei Behältern für die Spaltung, während vier regenerieren, abgesenkt werden. Bei Benutzung nur eines Behälters für die Katalyse, während fünf regeneriert werden, sinkt die Berührungszeit auf 331/3o;0. Mit zwölf Behältern sinkt die Berührungszeit bei Verwendung von jeweils vier Behältern für die Spaltung an Stelle von sechs Behältern auf 662/,3%, bei Verwendung von jeweils drei Behältern für die Spaltung auf 5o%, bei zwei Behältern auf 33i/34`0. Die Verwendung von insgesamt acht Behältern bedeutet keinen Vorteil gegenüber vier Behütern, und zehn Behälter ermöglichen nur eine i oo oiöige oder eine 400;öige Berührungszeit. Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus ist die Sechs-Behälter-Anordnung die beste, und sie ist ,als die bevorzugte Form in den beiliegenden Abbildungen dar= gestellt.
  • Die Behälter sind mit 3, 4, 5, 6, 7 und 8 bezeichnet und in zwei Reihen angeordnet. 9 ist eine Sammelleitung, durch die das zu behandelnde Gas-Dampf-Gemisch verteilt wird. Sie geht von dem Apparat A aus und ist mit den verschiedenen Behältern 3 bis 8 durch Verbindungsleitungen 3a, 4 ... . 8a verbunden. Das Gas-Dampf-Gemisch gelangt nach Verlassen der Behälter 3 his 8 durch die Rohrleitungen 3" 4b ... 8b, in die beiden parallelen Zweige der Austrittsleitung i o und von da in den Fraktionierturm B. Wie die Zeichnung erkennen läßt, sind in den Rohren 3"... 8" ebenso wie in jedem der Rohre 3b ... 8U jeweils Absperrhähne eingebaut.
  • Zu der Anlage gehört ferner eine Sammelleitung i i für die Zugabe des Regenerierungsmittels, das im geeigneten Zeitpunkt den verschiedenen Behältern durch die Rohrzweige;3,. . . 8" die gleichfalls Absperrhähne tragen, zugeleitet werden kann. Die aus dem Reimgungsprozeß: der Kontaktmassen stammenden Abgase werden durch eine Rohrleitung 12 abgeführt, an welche die Behälter 3 ... 8 jeweils durch die Rohrstücke ...8d, :die gleichfalls Absperrhähne tragen, angeschlossen sind.
  • Dias Ausgangsöl gelangt aus :dem Vorratsbehälter 15 in den Verdampferapparat A mittels einer Pumpe 14, die das Rohr 13 speist. Die Rohrleitung 16 verbindet die Pumpe 14 mit dem Vorratsbehälter 15. Ein Dephlegmator oder Abscheider 17 kann in die Rohrleitung 9 hinter dem Verdampferapparat A ,eingebaut sein, von wo etwa abgetrennte Flüssigkeit in .eine Sammelkammer 18 gelangt. Diese kann durch eine mit Hahn versehene Rohrleitung i 9 an die Pumpe 14 angeschlossen sein. Das Gemisch aus Gasen und Dämpfen, das den Abscheider 17 verläß,t, gelangt direkt in die Verteilerleitung 9, von wo aus es der jeweils :erforderlichen Zahl von Elementen 3. 4...8 zugeteilt wird.
  • Die in dem Fraktionierturm B kondensierten Produkte (Rücklauföle) werden einem Sammelbehälter 2o zugeführt, der mit der Pumpe 14 durch die absperrbare Rohrleitung a i verbunden ist.
  • Die Dämpfe, die den Turm B verlassen, entweichen durch eine Rohrleitung 22 und können in an sich bekannter Weise entweder kondensiert und ,aufgefangen oder direkt einer (nicht gezeichneten) Anlage zur Stabilisierung und Raffination zugeleitet werden.
  • Nimmt man z. B. an, daß, die Behandlung mit viermaligem Wiederaufgeben der Rücklauföle in den Verdampfer A erfolgt, wird das Ausgangsöl in drei Kontaktbehältern 3, <i, 5 bei 455' gespalten. Die anderen drei Katalysatorelemente 6, 7, 8 werden während dieser Zeit regeneriert.
  • Für den zweiten Durchgang arbeitet man bei 470' unter Verwendung der gleichen Zahl voii wirksamen Kammern.
  • Der dritte Durchgang erfolgt bei 49o`, wobei nur zwei der Katalysatorbehälter, beispielsweise 3 und 4, in Tätigkeit sind, während die anderen vier, 5, 6, 7 und 8, regeneriert werden. Diese Beschränkung der Zahl der Elemente bewirkt eine Herabsetzung der Berübrungszeit zwischen der Ausgangssubstanz und dem Katalysator um etwa 1;'3 von derjenigen, die sie bei den ersten zwei Durchgängen hatte, denn die Menge aus dem Verdampfer A bleibt konstant, und die gleiche Menge von Gasen und Dämpfen geht jetzt in der gleichen Zeit durch zwei parallel geschalte$e Katalysatorhehälter statt durch drei, um von A nach B zu gelangen. Mit steigender Behandlungstemperatur wächst auch die Regenerationsdauer der Kontaktmasse, weil die Abscheidungen auf den Katalysatoren angestiegen sind.
  • Für den vierten Durchgang kann man wie für den dritten zwei in Tätigkeit befindliehe Elemente benutzen. Wenn man eine noch größere Zahl von Durchläufen anwendet, bei denen die letzten bei gesteigerter Temperatur erfolgen, so wird man die in dea Prozeß eingeschaltete Katalysatormenge für die letzten Durchläufe noch mehr herabsetzen, mit anderen Worten, man wird nur einen Kata.lysatorbehälter benutzen, während die anderen fünf regeneriert werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRL'C'II: `'erfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffölen, wie Erdölen oder Teeren, in der Dampfphase in Gegenwart von Katalysatoren in mehreren Stufen, wobei in der zweiten bzw. in den folgenden Stufen nur das Rücklauföl aus den Spaltprodukten aus der bzw. aus den vorhergehenden Stufen ohne Beimischung von frischem Ausgangsöl gespalten wird, dadurch gekennzeichnet, dar die den aus gleichbleibendem Durchsatz stammenden ()]dämpfen ausgesetzten Katalysatorenmengen stufenweise verringert und die Temperaturen der Katalysatoren stufenweise entsprechend erhöht werden.
DEG85551D 1932-05-18 1933-05-18 Verfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffoelen, wie Erdoelen oder Teeren, in der Dampfphase Expired DE713524C (de)

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