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Verfahren zum Spalten von Mittelölen und Schwerölen in flüssiger Phase
Es ist bekannt, Afittelöle und Schweröle unter so hohem Druck zu spalten, daß die
flüssige Phase während der Reaktion weitgehend -erhalten bleibt. Man. verwendet
hierbei meist pulverförmige Katalysatoren, die in dem flüssigen Öl feinverteilt
sind. Aus den Reaktionserzeugnissen wird dann der Katalysator durch mechanische
Behandlung, z. B. Zentrifugieren oder Filtrieren, abgeschieden.
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Es ist auch schon bekannt, beim katalvtischen Spalten, bei dein sich
die Reaktionsstoffe zum größten Teil in der Gasphase befinden, den feinverteilten
Katalysator aus den Reaktionsgasen und -dämpfen abzuscheiden. Diese Arbeitsweise
hat aber, abgesehen von dem sehr erheblichen Raumbedarf, den großen Nachteil, daß
bei ihr der Katalysator gleichzeitig mit Flüssigkeit und Dampf in Berührung kommt,
was zu besonders starken Ahscheidungen und Verkokungen führt.
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Gemäß vorliegender Erfindung wird nun so gearbeitet, daß die Spaltung
ausschließlich in flüssiger Phase durchgeführt, anschließend aber das gesamte Reaktionsprodukt
unter solchen Bedingungen entspannt wird, daß es praktisch vollständig verdampft,
so daß der Katalysator feinverteilt mit in die Dämpfe übergeht, aus denen er dann
in einfacher Weise und mit verhältnismäßig wenig
verminderter Wirksamkeit
abgeschieden wird, worauf die Dämpfe kondensiert werden.
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Zur Ausführung des Verfahrens wird ein Mittelöl oder Schweröl, das
aus Mineralölen, Teeren oder Druckhydrierungserzeugnissen stammen und auch asphalthaltig
sein kann, mit einem feinverteilten Katalysator gemischt und Ohne wesentliche Verdampfung
unter .Drücken von( 20 bis 3oo at, insbesondere 3o bis ioo at, so lange auf etwa
400 bis 6oo° erhitzt, bis der gewünschte Spaltungsgrad erzielt ist.
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Als Katalysator kommen hauptsächlich Bleicherde oder künstlich erzeugte
Silicate; z. B. Magnesium-und bzw. oder Aluminiumsilicate, insbesondere solche,
die bei einem PH unter 7 erzeugt sind, in Betracht. Man kann auch aktive Tonerde
oder aktive Kieselsäure, auf die Oxyde der seltenen Erdirnetalle oder der Metalle
der 5. bis B. Gruppe des periodischen Systemsoder Gemischesdieserauf gebradhtsind,
verwenden. Der Katalysator wird in einer Menge von 5 bis 6o%, insbesondere io bis
30%, auf das Öl bezogen, angewandt. Die Reaktionstemperatur liegt im allgemeinen
in einem Bereich von 420 bis 500°. Bei der Spaltung entsteht Benzin in einer Menge
von z. B. 15 bis 6o "/o, insbesondere 2o bis 45%. Bei der Verarbeitung hochsiedender,
insbesondere asphalthaltiger Öle muß die Spaltung durch Wahl genügend scharfer Reaktionsbedinr
gungen, d. h. hoher Temperatur, z. B. über 4300, langer Verweilzeit, z. B. über
30 Sekunden, und insbesondere großer Katalysatormenge von über io%, insbesondere
über 200/0, so weit getrieben werden, daß bei der nachfolgenden Entspannung eine
völlige Verdampfung erfolgen kann.
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Nach der Spaltung werden die flüssigen Re-, aktionserzeugnisse auf
Atmosphärendruck entspannt. Dieser wird abhängig von der Temperatur und der Siedelage
des Produkts so tief gewählt, daß dieses praktisch vollständig in Dampfform übergeht.
Um die Verdampfung zu vervollständigen, kann man Gase, wie Wasserstoff, Stickstoff
u. dgl., oder gasförmige Kohlenwasserstoffe vor oder während der Entspannung zugeben.
Diese Gase können auch während der Spaltung anwesend sein.
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Die bei der Entspannung entweichenden Dämpfe enthalten den Katalysator
in feiner Verteilung im Schwebezustand. Er wird vor der Abkühlung und Kondensation
der Dämpfe aus diesen in mechanischen Vorrichtungen, wie z. B. in Cyclonabsc'heidern
oder in mit Prallblechen versehenen Gefäßen, die gegen Wärmeabstrahlung isoliert
und,b.#heizt sein können, zum größten Teil abgeschieden. Die in den Dämpfen noch
verbliebenen kleinsten Katalysatorteilchen können dann noch, z. B. auf elektrischem
Weg, abgeschieden werden.
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Erst wenn die Entfernung des 'Katalysators praktisch vollständig ist,
erfolgt die Abkühlung der Reaktionserzeugnisse auf eine Temperatur, bei der die
Kondensation der Dämpfe stattfindet.
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Die neue Arbeitsweise gestattet, den Katalysator in einfacher Weise
aus den Spalterzeugnissen zu gewinnen ohne die sonst übliche umständliche Entfernung
aus den flüssigen Reaktionsstoffen.
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Beispiel Ein durch Druckhydrierung von Braunkohle in der Gasphase
erhaltenes Mittelöl wird mit 150/0 künstlich hergestelltem Aluminiumhydrosilicat
bei 50 at Druck und 445° in einer Rohrschlange gespalten. Beim Entspannen
der Reaktionsprodukte auf 7 at tritt völlige Verdampfung ein. Nun wird durch einen
Cyclonabscheider und anschließend durch einen elektrischen Staubabscheider der Katalysator
abgeschieden und durch Behandeln mit Wasserdampf von Oldämpfen befreit. Die Öldämpfe
werden abgekühlt, und das Öl wird stabilisiert und destilliert. Man erhält in einer
Ausbeute von 36% ein Benzin mit der Oktanzahl 78 und außerdem ein Mittelöl, das
sich sehr gut zur Herstellung klopffester Benzine durch katalytische Druckhydrierung
eignet.