KR910010095B1 - Process for preparation of an isomerization process feedstock containing light hydrocarbons - Google Patents

Process for preparation of an isomerization process feedstock containing light hydrocarbons Download PDF

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Abstract

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Description

경질의 탄화수소 원료의 이성질화 방법중 예처리 방법Pretreatment method of isomerization method of light hydrocarbon raw material

제1도는 비처리된 경나프타 원료중에 존재하는 황 화합물을 크로마토그래피로 분석한 것이며,1 is a chromatographic analysis of sulfur compounds present in untreated light naphtha feedstock.

제2도는 분자체에 의한 처리 이후 경나프타 원료중에 포함된 황 화합물을 크로마토그레피로 분석한 것이다.Figure 2 is a chromatographic analysis of sulfur compounds contained in the light naphtha raw material after treatment with molecular sieves.

본 발명은 황, 물 및 산소함유 화합물을 제거하기 위해 경질 탄화수소를 예처리하는 공정에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 C4-C8탄화수소를 함유한 경질의 탄화수소 원료를 분자체가 존재하는 일차 흡착대역내로 보낸 뒤 활성화된 알루미나가 존재하는 이차 흡착대역으로 보내는 것에 관한 것이다. 본 발명은 경질 탄화수소 이성질화 공정의 예처리 방법으로서의 용도를 제공한다.The present invention relates to a process for pretreating light hydrocarbons to remove sulfur, water and oxygen containing compounds. In particular, the present invention relates to sending a light hydrocarbon feed containing a C 4 -C 8 hydrocarbon into a first adsorption zone in which molecular sieves are present and then into a second adsorption zone in which activated alumina is present. The present invention provides a use as a pretreatment method for a light hydrocarbon isomerization process.

경질 탄화수소로부터 황 화합물, 물, 및 산소함유 화합물을 제거하는 것은 정제된 최종 생성물의 지정된 용도에 따라 부분적으로 결정되는 많은 이유에 적합하다. 많은 경우에 있어서, 경질 탄화수소는 이성질화 반응같은 촉매반응을 통해 처리되어 다른 탄화수소를 생성하고, 옥탄가를 증가시키거나 생성물 가치를 쉽게 개선시킬 수 있다. 촉매 복합체를 이용하는 반응은 황, 물, 산소함유 화합물 같은 오염물등에 매우 민감하다. 이러한 오염물은 촉매를 불활성화시키거나 손상시킴으로써 촉매 수명을 경감시키고, 촉매 재생횟수를 증가시키거나, 어떤 경우 촉매를 완전히 교체하게 된다.The removal of sulfur compounds, water, and oxygen-containing compounds from light hydrocarbons is suitable for a number of reasons, depending in part on the intended use of the purified final product. In many cases, light hydrocarbons can be treated through catalysis, such as isomerization, to produce other hydrocarbons, increase octane number, or easily improve product value. Reactions using catalyst complexes are very sensitive to contaminants such as sulfur, water and oxygen-containing compounds. These contaminants reduce catalyst life by inactivating or damaging the catalyst, increasing catalyst regeneration or in some cases completely replacing the catalyst.

제올라이트, 알루미나, 탄소 및 분자체를 포함하는 다양한 수착제를 이용하여 탄화수소 스트림으로부터 오염물을 제거하는 기술이 개발되었다. 예를 들면, 미합중국 특허 제4,098,684호는 흡착대역중에서 두 개의 서로 다른 흡착물질을 이용하여 파라핀함유 원료로부터 황 화합물만을 제거하는 공정에 대하여 교시하고 있다. 일차 물질은 제올라이트성 분자체를 함유하고 이차물질은 제올라이트 A를 함유한다. 하지만, 물 또는 산소함유 화합물을 제거하는 것에 대하여서는 언급이 없었다. 미합중국 특허 제3,931,350호에서는 산소-함유 화합물을 액체 또는 고체 수착제를 사용함으로써 n-파라핀 원료로부터 선택적으로 제거할 수 있다는 것을 기술하고 있다.Techniques have been developed to remove contaminants from hydrocarbon streams using various sorbents, including zeolites, alumina, carbon and molecular sieves. For example, US Pat. No. 4,098,684 teaches a process for removing only sulfur compounds from paraffin-containing raw materials using two different adsorbents in the adsorption zone. The primary material contains zeolitic molecular sieves and the secondary material contains zeolite A. However, there is no mention of removing water or oxygen-containing compounds. U.S. Patent No. 3,931,350 describes that the oxygen-containing compounds can be selectively removed from the n-paraffin stock by using liquid or solid sorbents.

상기 참고문헌은 두 개의 흡착대역의 사용을 제시하지 않았을 뿐 아니라, 물 또는 황 화합물의 제거도 교수하지 않고 있다.The reference does not suggest the use of two adsorption zones, nor does it teach the removal of water or sulfur compounds.

탄화수소 원료로부터 불순성분들을 다단계로 제거하는 것에 대한 참고문헌으로는 미합중국 특허 제4,313,821호 및 제4,374,654호가 있다. 미합중국 특허 ′821호 특허의 “Solvent Refined Coal”방법은 얻은 유기성 액체로부터 금속, 질소, 황 및 산소를 함유한 카르보이드, 카르벤 및 아스팔렌을 제거하는 것에 대한 방법이다. 오염물 제거는 이온교환 수지에 의해 일차 접촉시킨후 제올라이트에 의해 이차 접촉시킴으로써 실시된다. 미합중국 특허 ′654호에 있어서 2단계의 저온흡착 분리방법을 개질제인 배기가스로부터 HCl 및 H2S를 제거하는데 사용되는 것으로 밝혀졌다. 일차단계는 HCl을 흡착하기 위해 분자체를 사용하고, 이차단계에서는 H2S를 제거하기 위해 산화아연을 사용한다.References to the multi-step removal of impurities from hydrocarbon feedstocks include US Pat. Nos. 4,313,821 and 4,374,654. The “Solvent Refined Coal” method of US Pat. Contaminant removal is carried out by primary contact with an ion exchange resin followed by secondary contact with zeolite. In US Pat. No. 654, a two-stage low temperature adsorptive separation method was found to be used to remove HCl and H 2 S from the reformer exhaust gas. The first step uses molecular sieves to adsorb HCl and the second step uses zinc oxide to remove H 2 S.

상술된 종래 기술이 본 발명의 장점을 고려하였다 하더라도, 지금까지 알려진 바로는 종래 기술이 흡착대역의 특수배합을 이용하여 오염물 민감성 이성질화 방법중 원료를 예처리하기 위한 절차로서 사용하는 것에 대하여 언급한 것은 없었다.Although the above-described prior art takes into account the advantages of the present invention, it is known so far that the prior art refers to the use as a procedure for pretreatment of raw materials in a contaminant sensitive isomerization method using a special combination of adsorption zones. There was nothing.

본 발명은 탄소수소 전환공정에 사용되는 탄화수소 전환공정으로부터 황 화합물, 물 및 산소함유 화합물 같은 불순성분을 제거하는 2단계의 원료 예처리 방법에 관한 것이다. 이러한 원료물은 1분자당 4-8개의 탄소수를 함유한다. 특히, 예처리 방법은 다음의 단계로 구성된다. 분자체 함유의 일차 흡착대역에 원료를 보내는 단계; 활성화된 알루미나 함유의 이차 흡착대역내로 일차 흡착대역에서 나온 용출액을 보내고; 황화합물, 산소함유 화합물 및 물이 실질적으로 유리된 이차 흡착대역으로부터 용출액을 회수하는 것이다.The present invention relates to a two-stage pretreatment method for removing impurities such as sulfur compounds, water, and oxygen-containing compounds from hydrocarbon conversion processes used in the hydrogen conversion process. These feedstocks contain 4-8 carbon atoms per molecule. In particular, the pretreatment method consists of the following steps. Sending the raw material to the primary adsorption zone containing molecular sieves; Sending the eluate from the primary adsorption zone into a secondary adsorption zone containing activated alumina; The eluate is recovered from the secondary adsorption zone in which sulfur compounds, oxygen-containing compounds and water are substantially free.

특히, 본 발명은 경질 탄화수소 전환방법의 예처리 방법에 관한 것으로서 여기서 원료는 1분자당 4-6개 탄소수의 파라핀 탄화수소 함유의 경질 나프타이다. 본 발명은 원료를 통상적으로 수소처리하는 필요성을 제거하고 설비비 및 사용가를 절감한다.In particular, the present invention relates to a pretreatment method of a light hydrocarbon conversion method, wherein the raw material is light naphtha containing 4 to 6 carbon atoms of paraffin hydrocarbon per molecule. The present invention eliminates the need for conventional hydrotreating of raw materials and saves equipment costs and use.

본 발명은 탄화수소 전환공정에 사용된 원료의 예처리 방법에 관한 것이다. C4-C8탄화수소 함유의 원료로부터 황 화합물, 산소함유 화합물 및 물 같은 불순성분을 제거하는 것은 두 개의 흡착대역 함유의 공정에 의해 수행된다. 일차대역은 이황화탄소 이외의 물 및 황 화합물을 제거하기 위한 분자체를 함유하며, 이차대역은 이황화탄소 및 산소함유 화합물을 제거하기 위한 활성화된 알루미나를 함유한다. 이러한 불순성분 중에서, 상기와 같은 흡착대역의 특정한 배합으로 불순성분을 제거하면, 이와 같이 처리된 원료를 사용하여 탄화수소 전환공정을 개선할 수 있다. 본 발명의 방법에 의해 처리되는 원료는 1분자당 4-8개 탄소수의 경질 탄화수소로서 비시클릭 파라핀 및 시클릭 나프텐이다. 또한 원료의 예로는 직쇄 또는 부분적 측쇄 파라핀으로서 n-부탄, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, 2-메틸펜탄, 3-메틸펜탄, 3-에틸펜탄등이 있다. 또한, 방향족 화합물인 벤젠 및 톨루엔도 소량 존재할 수 있다. 알킬시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로펜탄, 디메틸시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 디메틸시클로헥산등의 시클로 파라핀류가 원료중에 존재할 수 있다. 원료는 파라핀 및/또는 나프텐 혼합물로 구성되는 것으로서, 이들은 천연 가솔린과 나프타를 선택적으로 분별증류하여 유출한 것을 포함한다. 바람직한 원료는 1분자당 4-6개 탄소수를 파라핀 탄화수소 함유의 경질 나프타이다.The present invention relates to a method for pretreatment of raw materials used in a hydrocarbon conversion process. Removal of impurities such as sulfur compounds, oxygen-containing compounds and water from C 4 -C 8 hydrocarbon-containing raw materials is carried out by a process containing two adsorption zones. The primary zone contains molecular sieves for removing water and sulfur compounds other than carbon disulfide, and the secondary zone contains activated alumina for removing carbon disulfide and oxygen containing compounds. Among these impurities, when the impurities are removed by the specific combination of the adsorption bands as described above, the hydrocarbon conversion process can be improved by using the raw materials thus treated. Raw materials treated by the process of the present invention are bicyclic paraffins and cyclic naphthenes as light hydrocarbons having 4-8 carbon atoms per molecule. Further examples of the raw material include n-butane, n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, 2-methylpentane, 3-methylpentane, 3-ethylpentane and the like as linear or partially branched paraffins. In addition, small amounts of aromatic compounds benzene and toluene may also be present. Cyclo paraffins such as alkylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclopentane, dimethylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane and dimethylcyclohexane may be present in the raw materials. The raw materials consist of a mixture of paraffins and / or naphthenes, which include the selective fractional distillation of natural gasoline and naphtha. Preferred raw materials are hard naphtha containing 4 to 6 carbon atoms per molecule containing paraffin hydrocarbons.

본 발명은 원료로부터 불순성분을 제거하는 방법에 관한 것으로서 오염물을 측정가능한 양으로 포함하고 있어야 한다. 이러한 오염물은 황 화합물, 물 및/또는 산소함유 화합물을 포함한다. “황 화합물”이란 원소형태든 또는 화합물 형태든간에 황을 함유한 모든 화합물을 의미한다. 이것의 예로는 황화수소, 메르캅탄, 카르보닐 설파이드 및 이황화탄소를 포함한다. 황 화합물은 황원자로 계산하여 약 0.5-약 300중량 ppm의 양으로 원료중에 존재한다. 물 및 이의 전구체는 ppm로 측정했을 때 5-250중량 ppm의 양으로 원료중에 존재한다. 또한 오염물은 알코올, 에테르, 케톤 및 산등의 산소함유 화합물로 공지된 산화된 탄화수소 화합물일 수 있다. 이러한 산소함유 화함물의 특정 예로는 에탄올, 메탄올, 삼차부틸알콜, 디메틸에테르 및 메틸 삼차부틸에티르이다. 일반적으로, 원료중에 존재하는 화합물의 양은 약 0.1-약 10,000중량ppm이다. 또한, 본 발명은 카분디옥사이드같은 원료중의 산소함유 물질을 제거할 수 있다. 원료는 본 발명의 예처리 공정에 사용되기전에 통상적인 수소처리 공정처리를 받거나 또는 받지 않을 수 있다.The present invention relates to a method for removing impurity components from raw materials and should include contaminants in a measurable amount. Such contaminants include sulfur compounds, water and / or oxygen containing compounds. "Sulfur compound" means any compound containing sulfur, whether in elemental or compound form. Examples of this include hydrogen sulfide, mercaptan, carbonyl sulfide and carbon disulfide. Sulfur compounds are present in the feed in amounts of about 0.5 to about 300 weight ppm, calculated as sulfur atoms. Water and its precursors are present in the raw materials in amounts of 5-250 ppm by weight, as measured in ppm. The contaminants may also be oxidized hydrocarbon compounds known as oxygen containing compounds such as alcohols, ethers, ketones and acids. Specific examples of such oxygen-containing compounds are ethanol, methanol, tertiary butyl alcohol, dimethyl ether and methyl tertiary butyl ether. Generally, the amount of compound present in the raw materials is about 0.1- about 10,000 ppm by weight. In addition, the present invention can remove the oxygen-containing material in the raw material, such as carboxide. The raw material may or may not undergo conventional hydrotreating before being used in the pretreatment process of the present invention.

본 발명에 따라, 원료는 분자체 함유의 일차 흡착처리를 받게 된다. 여기서 사용된 “분자체”는 감마-알루미나같은 비결정질 물질로부터 얻은 천연 결정질 형태인 흡착건조제의 부류로 정의된다. 결정질 흡착제 분류내에 분자체의 바람직한 형태는 알루미노 실리케이트 물질로서 제올라이트로 공지되어 있다.According to the invention, the raw material is subjected to primary adsorption treatment containing molecular sieves. As used herein, "molecular sieve" is defined as a class of adsorptive desiccants, which are naturally crystalline forms obtained from amorphous materials such as gamma-alumina. Preferred forms of molecular sieves within the crystalline adsorbent fraction are known as zeolites as aluminosilicate materials.

“제올라이트”란 용어는 일반적으로 주로 결정될 구조의 천연 및 합성수화 금속 알루미노 실리케이트그룹을 의미한다. 하지만, 화학적 조성, 결정구조 및 X-레이 분말 회절 패턴같은 물리적 특성에 있어서 합성과 천연사이에는 상당한 차이가 있다.The term “zeolite” generally refers to a group of natural and synthetic hydrated metal aluminosilicates of mainly structure to be determined. However, there are significant differences between synthesis and nature in physical properties such as chemical composition, crystal structure and X-ray powder diffraction pattern.

결정질 제올라이트 분자체의 구조는 SiO4및 AlO4사면체같은 개방형 입체구조로 기술할 수 있다. 사면체 구조는 산소원자에 의해 가교되어 산소원자 : 알루미늄과 실리콘 원자의 중량비가 2, 즉 O/(Al+Si)=2가 되도록 한다. 나트륨, 칼륨, 칼슘 및 마그네슘 이온같은 알카리 금속 및 알카리 토금속의 양이온이 결정체내에 포함됨으로써 알루미늄을 함유한 사면체의 음이온 전자가에 의해 형평화된다. 하나의 양이온은 이온교환법에 의해 다른 양이온으로 교환될 수 있다.The structure of crystalline zeolite molecular sieves can be described as open conformations such as SiO 4 and AlO 4 tetrahedra. The tetrahedral structure is crosslinked by oxygen atoms so that the weight ratio of oxygen atoms: aluminum and silicon atoms is 2, that is, O / (Al + Si) = 2. The cations of alkali metals and alkaline earth metals, such as sodium, potassium, calcium and magnesium ions, are contained in the crystals, thereby equilibrating by the anionic electron valence of the tetrahedron containing aluminum. One cation can be exchanged for another cation by ion exchange.

제올라이트는 수화반응의 물 모두를 배출시킴으로써 활성화될 수 있다. 활성화 반응이후 결정체내의 공간은 흡수분자의 흡착에 유용하다. 감소된 성분의 금속원자에 의해서 채워지지 않은 이러한 공간은 흡착분자가 분자체 세공으로 유입될 수 있는 에너지와 적당한 크기, 형태를 지닌 분자에 의해 흡착된다.Zeolites can be activated by releasing all of the water of the hydration reaction. The space in the crystals after the activation reaction is useful for the adsorption of absorbed molecules. These spaces, which are not filled by the reduced constituent metal atoms, are adsorbed by molecules of suitable size and shape and the energy that the adsorbed molecules can enter the molecular sieve pores.

제올라이트는 미세한 결정성 응집체로서 산출되거나 또는 미세한 분말로 합성되어 바람직하게는 대규모 흡착용도에 적합하도록 정제화되거나 또는 펠릿화된다. 펠릿화 방법은 매우 만족스럽다. 왜냐하면 제올라이트의 흡착특성이 선택도 및 용량과 비교해 볼 때 실질적으로 불변하기 때문이다.Zeolites are either produced as fine crystalline aggregates or synthesized into fine powders and are preferably purified or pelletized to be suitable for large scale adsorption applications. The pelletization method is very satisfactory. This is because the adsorption characteristics of the zeolite are substantially unchanged in comparison with the selectivity and capacity.

제올라이트 분자체의 세공크기는 다양한 금속 양이온을 사용함에 따라 변형될 수 있다. 예를들면, 소듐 제올라이트 A는 약 4Å 유니트의 세공크기를 갖는 반면, 칼슘 제올라이트 A는 약 5Å 유니트의 세공크기를 갖는다.The pore size of the zeolite molecular sieve can be modified by using various metal cations. For example, sodium zeolite A has a pore size of about 4 mm 3 units, while calcium zeolite A has a pore size of about 5 mm 3 units.

13X 분자체가 일차 흡착상에 사용된다. 13X 형으로서 상업적으로 시판되는 분자체 조성물의 일반 화학식은 다음과 같다; 0.83±0.05 Na2O 1.00 Al2O32.48±0.038 SiO2와 수소반응의 물, 13X 형은 입방체 구조이다. 이 구조는 10Å이하 크기의 분자를 통과시킬 수 있는 세공을 지니며 내부 결정체 공극이 서로 연결된 3차원의 그물망을 특징으로 한다. 공극 부피는 제올라이트의 51 부피%이며 모든 흡착은 결정체 공극내에서 일어난다.13X molecular sieve is used in the primary adsorption phase. The general formula of the commercially available molecular sieve composition as form 13X is as follows; 0.83 ± 0.05 Na 2 O 1.00 Al 2 O 3 2.48 ± 0.038 The water of SiO 2 and hydrogen reaction, form 13X, is a cubic structure. The structure is characterized by a three-dimensional mesh with pores capable of passing molecules up to 10 microns in size and interconnecting internal crystalline pores. The pore volume is 51% by volume of the zeolite and all adsorption takes place in the crystalline pores.

일차 흡착대역은 원료중에 존재하는 물을 제거하며, 황 화합물도 제거하지만 이황화탄소는 감지될 수 있을만한 양으로 흡착되지 않는다. 이와 비슷하게, CO2같은 경질 산소함유 화합물은 일차 흡착대역에 의해 제거되지 않는다.The primary adsorption zone removes water present in the feed and also removes sulfur compounds but does not adsorb carbon disulfide in a detectable amount. Similarly, hard oxygen-containing compounds such as CO 2 are not removed by the primary adsorption zone.

일차 흡착대역에서 나온 용출액을 활성화 알루미나 함유의 이차 흡착대역에 통과시킨다. 이차 흡착대역의 사용은 일차 흡착대역의 불능에 의해 일어난 문제를 해결하여 이황화탄소 및 경질 산소함유 화합물을 효율적으로 제거할 수 있다. 이차 흡착대역에 사용된 활성화 알루미나는 휘발성 물질이 없는 상태를 기준으로 Al2O3의 90중량% 이상의 높은 다공성과 고표면적의 알루미나 옥사이드를 갖는 산화알루미늄이다. 활성화된 알루미나는 조절가열에 의해 여러 수화형태의 알루미나로부터 물성분을 제거함으로써 수득할 수 있다. 가열은 공기 또는 다른 기체중에서 400-800℃ 온도로 매우 급속하게 수행되어 키(chi)형태 및 감마형태의 비결정성 X-레이 회절상을 나타내는 알루미나를 생성하며, 250-1200℃의 온도에서 연소시 약 5중량%의 휘발물을 감소시킨다. 또한 활성화된 알루미나는 1중량% 이하의 소량의 SiO2, Na2O 및 Fe2O3를 함유하며 0.5-0.9g/cc의 벌크밀도를 갖는다. 활성화된 알루미나의 총 표면적은 200-500㎡/g이며, 세공부피는 0.20-0.75cc/g이다. 가장 바람직한 특성은 약 325㎡/g의 표면적과, 총 세공부피 약 0.5cc/g과 약 0.75g/cc의 벌크밀도를 함유한다.The eluate from the primary adsorption zone is passed through a secondary adsorption zone containing activated alumina. The use of secondary adsorption zones solves the problems caused by the inability of primary adsorption zones to efficiently remove carbon disulfide and light oxygen-containing compounds. The activated alumina used in the secondary adsorption zone is aluminum oxide having a high porosity and high surface area alumina oxide of at least 90% by weight of Al 2 O 3 based on the absence of volatiles. Activated alumina can be obtained by removing water components from various hydrated aluminas by controlled heating. The heating is carried out very rapidly at 400-800 ° C. in air or other gases to produce alumina exhibiting chi- and gamma-shaped amorphous X-ray diffraction images, which are weak at combustion at temperatures of 250-1200 ° C. Reduce 5% by weight volatiles. Activated alumina also contains small amounts of SiO 2 , Na 2 O and Fe 2 O 3 of up to 1% by weight and has a bulk density of 0.5-0.9 g / cc. The total surface area of the activated alumina is 200-500 m 2 / g and the pore volume is 0.20-0.75 cc / g. The most preferred properties contain a surface area of about 325 m 2 / g, a total pore volume of about 0.5 cc / g and a bulk density of about 0.75 g / cc.

활성화된 알루미나는 변형 화합물을 포함하여 황 화합물인 이황화탄소를 제거하기 위한 효율도를 개선시킨다. 변형제의 바람직한 종류는 IA족 알카리 금속으로서 리튬, 소듐, 칼륨, 루비듐 및 세슘을 포함한다. 소듐은 바람직한 변형제이다. 활성화된 알루미나는 휘발성을 제외한 양을 기준으로 했을 때, 10중량% 이하 바람직하게는 1-5중량%의 변형제를 함유한다. 활성화된 알루미나의 효율도가 물질의 형태와 무관하지만 유용한 형태는 직경 1/16-1/14인치(1.6-5.6mm)의 구형 및 실린더형이다.Activated alumina includes modified compounds to improve the efficiency for removing carbon disulfide, a sulfur compound. Preferred kinds of modifiers include lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium as group IA alkali metals. Sodium is a preferred modifier. Activated alumina contains up to 10% by weight, preferably 1-5% by weight, of modifier based on amounts excluding volatiles. Although the efficiency of activated alumina is independent of the shape of the material, useful forms are spherical and cylindrical in diameter 1 / 16-1 / 14 inch (1.6-5.6 mm).

이차 흡착대역에서 용출액중에 존재하는 오염물의 양은 일차 흡착대역내로 유입된 원료중에 존재한 오염물의 양과 특성에 따라 상이하다. 또한, 예처리 공정에 소요되는 시간은 오염물 제거효율에 영향을 끼친다. 예처리 공정이 일차 온-스트림일 때 이차 흡착대역 용출액에서 황 화합물, 산소함유 화합물 및 물이 실질적으로 유리된다. 바람직하게는, 이 용출액은 황 화합물, 산소함유 화합물 및 물을 1중량 ppm이하로 함유한다.The amount of contaminants present in the eluate in the secondary adsorption zone differs depending on the amount and characteristics of the contaminants present in the raw materials introduced into the primary adsorption zone. In addition, the time taken for the pretreatment process affects the removal efficiency of contaminants. Sulfur compounds, oxygen-containing compounds and water are substantially liberated in the secondary adsorption zone eluent when the pretreatment process is primary on-stream. Preferably, this eluate contains less than 1 ppm by weight of sulfur compound, oxygen-containing compound and water.

두 개의 대역에 필요한 흡착조건은 사용된 흡착제의 양과, 원료로부터 제거되는 오염물등의 요인에 의하여 결정된다. 적합한 흡착조건의 일반적 범위는, 고압이 사용될 수는 있지만, 약 3448kPa(ga)이하의 초고압이 사용될 때, 온도는 약 150℃이다. 10hr-1이하의 시간당 액체 공간속도가 사용된다. 두 개의 대역에 적합한 흡착조건의 바람직한 범위는 101-1379kPa(ga), 온도 25-100℃, 공간속도는 1-5부피%의 원료/시/흡착대역 부피.The adsorption conditions required for the two zones are determined by factors such as the amount of adsorbent used and the contaminants removed from the raw materials. The general range of suitable adsorption conditions is that although high pressure may be used, when an ultrahigh pressure of about 3448 kPa (ga) or less is used, the temperature is about 150 ° C. An hourly liquid space velocity of less than 10 hr −1 is used. The preferred range of adsorption conditions for the two zones is 101-1379 kPa (ga), temperature 25-100 ° C., space velocity 1-5 vol% of raw material / hour / adsorption band volume.

원료를 예처리 공정에 계속해서 통과시키며, 두 흡착제중 하나 또는 둘다의 용량이 다할 때까지 실시하다. 이차 흡착대역의 용출액중에서 요염물이 상당량 나타나는 것은 용량이 다했다는 것을 의미한다. 이 시점에서 흡착대역을 탈착 또는 재생시키는 것이 필요하다. 재생단계전에, 원료는 재생을 필요로 하는 두 개의 흡착대역으로부터 새롭게 재생된 두 개의 흡착대역으로 스위치된다. 재생단계는 고온의, 거의 비흡착성인 퍼지기체를 175-315℃의 온도에서 대역내로 통과시킴으로써 수행된다. 적합한 퍼지기체는 천연기체, 메탄, 수소, 질소 및 일산화탄소를 포함한다. 또한 비흡착성 액체 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물로 재생하는 것도 가능하다. 예를들면, 본 발명이 경질 탄화수소의 이성화시에 예처리 공정으로서 사용될 때 펜탄 및 헥센을 함유하는 안정제 컬럼 하단으로부터 나온 스트림이 사용될 수 있다.The raw material is continuously passed through a pretreatment process and carried out until the capacity of one or both of the two adsorbents is reached. The presence of significant amounts of contaminants in the eluate of the secondary adsorption zones means that the capacity is exhausted. At this point, it is necessary to desorb or regenerate the adsorption zone. Before the regeneration step, the raw material is switched from the two adsorption zones that require regeneration to the two newly regenerated adsorption zones. The regeneration step is performed by passing a hot, almost non-adsorbable purge gas into the zone at a temperature of 175-315 ° C. Suitable purge gases include natural gas, methane, hydrogen, nitrogen and carbon monoxide. It is also possible to regenerate with nonadsorbable liquid hydrocarbons or hydrocarbon mixtures. For example, when the present invention is used as a pretreatment process in the isomerization of light hydrocarbons, a stream from the bottom of the stabilizer column containing pentane and hexene can be used.

상술된 것처럼, 본 발명은 탄화수소 전환공정 이전에 원료 예처리 공정으로서 바람직하게 사용된다. “탄화수소 전환공정”이란 탄화수소의 물리적 또는 화학적 조성을 변형시키는 모든 반응을 포함한다. 바람직한 탄화수소 전환공정은 경질 탄화수소의 촉매 이성질화이다. 경질 탄화수소의 그룹에 포함될 수 있는 것으로는 포화된 탄화수소, 특히 1분자당 4이상의 탄소원자를 함유하는 직쇄 또는 부분적 측쇄 파라핀이 있다. 이성질화 반응은 약 93-약 427℃의 광범위한 온도로 수행된다. 약 0.25 내지 약 5의 상기 이성질화 탄화수소 액체 부피/시간/상기 촉매 복합체의 부피는 반응대역의 압력이 약 690 내지 약 6900kPa(ga)이내에서 바람직하다. 경질 나프타 탄화수소의 이성화에 대한 자세한 설명이 미합중국 특허 제4,665,272호에 교시되어 있다. 1몰의 이성화 탄화수소에 대하여 약 0.05-약 5몰의 H2존재하에 바람직하게 이성화 반응을 수행하는 것이 특히 바람직하다. 수소의 기능은 촉매의 수명을 개선시키는 것으로서, 이 수명개선은 촉매 복합체상에서 주입되어 침전될 반응 중간생성물의 중합반응을 방지한다. 정제 수소를 사용할 필요는 없으며, 수소-함유 가스이면 적당하다. 나프타의 촉매적 전환반응 같은 이성질화 방법 또는 다른 방법의 생성물 분리용이성은, 저급 탄화수소(C1-C3)을 함유하며, 황과 같은 기타 화합물을 포함하기도 하는 H2가 다량인 가스 제공원으로 적당하다.As mentioned above, the present invention is preferably used as a raw material pretreatment process before the hydrocarbon conversion process. The term "hydrocarbon conversion process" includes all reactions that modify the physical or chemical composition of a hydrocarbon. Preferred hydrocarbon conversion processes are catalytic isomerization of light hydrocarbons. Among the groups of light hydrocarbons that may be included are saturated hydrocarbons, in particular straight or partially branched chain paraffins containing at least 4 carbon atoms per molecule. The isomerization reaction is carried out over a wide range of temperatures from about 93 to about 427 ° C. The isomerized hydrocarbon liquid volume / hour / volume of the catalyst composite of about 0.25 to about 5 preferably has a pressure in the reaction zone within about 690 to about 6900 kPa (ga). A detailed description of the isomerization of light naphtha hydrocarbons is taught in US Pat. No. 4,665,272. Particular preference is given to carrying out the isomerization reaction preferably in the presence of about 0.05 to about 5 moles of H 2 against one mole of isomerized hydrocarbon. The function of hydrogen is to improve the life of the catalyst, which improves the life of the catalyst and prevents the polymerization of the reaction intermediates to be precipitated. It is not necessary to use purified hydrogen, and a hydrogen-containing gas is suitable. Isomerization methods, such as catalytic conversion of naphtha or other product separation solubility, are gaseous sources with high H 2 , which contain lower hydrocarbons (C 1 -C 3 ) and may also contain other compounds such as sulfur. It is suitable.

본 발명은 후술되는 실시예에 의해 구체화된다. 후술되는 실시예는 구체화의 목적만 지니는 본 발명이 이것에 의해서만 제한되는 것은 아니다.The invention is embodied by the following examples. The examples described below are not intended to limit the present invention, which is intended to be specific only.

[실시예]EXAMPLE

황 화합물 약 158ppm(황원소로 분석함)함유의 C5및 C6파라핀 탄화수소 혼합물로 구성된 비처리 원료를 13X 분자체 함유의 흡착대역중에 접촉한다. 흡착대역 공정조건은 약 25℃ 온도, 약 2413kPa(ga)의 압력, 약 1.0hr-1의 액체시속 공간속도를 포함한다.An untreated feed consisting of a mixture of C 5 and C 6 paraffin hydrocarbons containing about 158 ppm of sulfur compound (analyzed by sulfur element) is contacted in an adsorption zone containing 13X molecular sieves. Adsorption zone process conditions include a temperature of about 25 ° C., a pressure of about 2413 kPa (ga), and a liquid speed velocity of about 1.0 hr −1 .

제1도는 비처리된 원료중의 여러 가지 황 화합물을 그래프로 도시한 것이다. 제2도는 용출액중에 존재하는 황 화합물을 도시하는 것이다. 약 6중량 ppm의 황 농도를 산출하는 카르보닐 디설파이드만 제외하고는 실질적으로 모든 황 화합물이 제거됨이 밝혀졌다.1 graphically illustrates various sulfur compounds in untreated raw materials. 2 shows the sulfur compounds present in the eluate. It has been found that substantially all sulfur compounds are removed except carbonyl disulfide, which yields a sulfur concentration of about 6 ppm by weight.

C5및 C6파라핀 탄화수소로 구성된 이차 원료에 약 20중량 ppm의 이황화탄소를 가한다. 13X 형 분자체함유의 일차 흡착대역에서 배출된 용출액을 나타내는 원료를 활성화된 알루미나 함유의 흡착대역에 통과시켰다. 흡착대역 공정조건은 약 175℃의 온도, 약 2413kPa(ga)의 압력, 1.0의 액체 시속 공간속도를 포함한다. 이 흡착대역에서 나온 용출액의 황분석은 이황화탄소 1wt. ppm이하를 나타냈다.About 20 ppm by weight of carbon disulfide is added to a secondary feed consisting of C 5 and C 6 paraffinic hydrocarbons. The raw material representing the eluate discharged from the primary adsorption zone containing 13X type molecular sieve was passed through the adsorption zone containing activated alumina. Adsorption zone process conditions include a temperature of about 175 ° C., a pressure of about 2413 kPa (ga), and a liquid speed velocity of 1.0. Sulfur analysis of the eluate from this adsorption zone showed 1 wt. ppm or less was shown.

Claims (1)

원료에 비해 옥탄가가 증가된 생성물을 생성하기 위한 이성질화 조건하에 이성질화 촉매가 존재하는 반응대역에서 상기 원료를 이성질화시킬 때 황 화합물, 산소함유 화합물 및 물에 민감한 촉매 시스템을 사용하여 1분자당 4-6 탄소수의 원료 탄화수소를 촉매적으로 이성질화시키는 방법에 있어서, (a) 황 화합물, 산소함유 화합물, 물 또는 이의 혼합물을 함유하는 경질 나프타가 함유된 탄화수소 스트림을 25-100℃ 온도, 3448kPa(ga) 이하의 압력 및 1-5부피의 나프타/시간/일차 흡착대역 부피의 공간속도로 유지되는 13X 제올라이트함유의 일차 흡착대역내로 역류 통과시키고; (b) 일차 흡착대역에서 배출된 용출액을 25-100℃ 온도, 3448kPa(ga) 이하의 압력, 1-5부피의 원료/시간/이차 흡착대역 부피의 공간속도하에 유지되는 활성화된 알루미나함유의 이차 흡착대역내로 역류 통과시키고; (c) 황 화합물, 산소함유 화합물 및 물이 1ppm 이하로 포함된 이차 흡착대역으로부터 용출액을 회수한 뒤, 이를 상기의 반응대역에 통과시키는 것을 포함한 예처리 방법으로 상기 원료 탄화수소를 처리하는 것을 특징으로 하는 원료 탄화수소의 촉매적 이성질화 방법.Per molecule isomerized using sulfur-, oxygen-containing and water-sensitive catalyst systems when isomerizing the feed in the reaction zone where isomerization catalysts exist under isomerization conditions to produce products with increased octane numbers compared to the feed. A process for catalytic isomerization of 4-6 carbon number raw hydrocarbons, comprising: (a) a hard naphtha containing hydrocarbon stream containing sulfur compounds, oxygen containing compounds, water or mixtures thereof at a temperature of 25-100 ° C., 3448 kPa; (ga) countercurrent flow into a 13X zeolite-containing primary adsorption zone maintained at a pressure of less than or equal to 1-5 volumes of naphtha / hour / primary adsorption zone volume; (b) Secondary activated alumina-containing eluate discharged from the primary adsorption zone is maintained at a temperature of 25-100 ° C., a pressure of up to 3448 kPa (ga), and a space velocity of 1-5 volumes of raw material / hour / secondary adsorption zone volume. Passing backflow into the adsorption zone; (c) recovering the eluate from the secondary adsorption zone containing less than 1 ppm of sulfur compound, oxygen-containing compound and water, and then treating the raw material hydrocarbon by a pretreatment method including passing the eluate through the reaction zone. Catalytic isomerization method of raw hydrocarbon.
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