NL8403551A

NL8403551A - Werkwijze voor de bereiding van benzine.

Info

Publication number: NL8403551A
Application number: NL8403551A
Authority: NL
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1984-11-22
Filing date: 1984-11-22
Publication date: 1986-06-16
Also published as: EP0182436A3; DE3579294D1; US4620920A; AR242625A1; AU576027B2; AU5020685A; EP0182436A2; JPS61127789A; EP0182436B1; CA1258245A; ZA858889B

Description

* i

K 9709 NET

WERKWIJZE VOOR DE BEREIDING VAN BENZINE

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de bereiding van benzine uit koolwaterstofoliën kokend boven het benzinetrajekt.

Voor de bereid ing van benzine uit koolwaters tofoliën kokend 5 boven het benzinetrajekt wordt op grote schaal gebruik gemaakt van katalytisch kraken. De benzinebereiding door katalytisch kraken vindt plaats door de te kraken koolwaterstofolie bij verhoogde temperatuur in kontakt te brengen met een kraakkatalysator. Het katalytisch kraken op technische schaal wordt als regel uitgevoerd 10 in een continue werkwijze onder toepassing van een inrichting welke in hoofdzaak bestaat uit een vertikaal opgestelde kraakreaktor en een katalysatorregenerator. Uit de regenerator afkomstige hete geregenereerde katalysator wordt in de te kraken olie gesuspendeerd en het mengsel wordt in opwaarste richting door de kraakreaktor ge-15 leid. De door afzetting van kool gedeaktiveerde katalysator wordt gescheiden van het gekraakte produkt en na stripping overgebracht naar de regenerator waar de op de katalysator afgezette kool door afbranden wordt verwijderd. Het gekraakte produkt wordt gescheiden in een lichte fraktie welke een hoog gehalte aan C3 en C4 olefinen 20 bezit, een benzinefraktie en meerdere zware frakties zoals een lichte cycle olie, een middelzware cycle olie, een zware cycle olie en een slurry olie. Ter verhoging van de opbrengst aan benzine kunnen èèn of meer van de zware produktfrakties worden gerecircu-leerd naar de kraakreaktor en kunnen de in de lichte fraktie aan-25 wezige C3 en C4 olefinen door alkylatie met isobutaan worden omgezet tot alkvlatiebenzine.

Bij het katalytisch kraken op technische schaal wordt ernaar gestreefd dat de hoeveelheid warmte welke vrijk'omt in de regenerator bij het afbranden van de op de katalysator afgezette kool in 30 hoofdzaak overeenstemt met de hoeveelheid warmte benodigd in de 8403551 ï i - 2 - kraakreaktor zodat het proces kan worden uitgevoerd zonder dat extra verwarmings- of koelvoorzieningen behoeven te worden geïnstalleerd. Bij het vaststellen van de reaktiecondities waaronder het katalytisch kraakproces dient te worden uitgevoerd spelen de 5 reaktorkoolbehoefte van de kraakinstallatie en de Conradson carbon test waarde van de voeding een belangrijke rol. Onder de reaktorkoolbehoefte van de kraakinstallatie (R in gew.% betrokken op katalysator) wordt verstaan de hoeveelheid kool welke in de kraakreaktor op de katalysator dient te worden afgezet teneinde er voor 10 zorg te dragen dat de hoeveelheid warmte welke vrij komt in de regenerator in hoofdzaak overeenstemt met de hoeveelheid warmte benodigd in de kraakreaktor. Voor een gegeven voeding is de hoeveelheid kool welke in de kraakreaktor op de katalysator wordt afgezet in het algemeen groter naarmate de kraking onder zwaardere 15 condities wordt uitgevoerd. Naarmate een voeding een hogere Conradson carbon test waarde bezit (C in gew.% betrokken op voeding) zal bij het kraken van deze voeding in een katalytische kraakinstallatie welke onder gegeven condities wordt bedreven in het algemeen in de kraakreaktor een grotere hoeveelheid kool op de katalysator 20 worden afgezet.

Een geschikt criterium voor het beoordelen van voedingen voor een katalytische kraakinstallatie welke onder zodanige condities wordt bedreven dat de hoeveelheid kool welke in de kraakreaktor op de katalysator wordt afgezet overeenstemt met R, is het quotient 25 C/R. Algemeen geldt dat een voeding meer benzine zal opleveren naarmate het quotient C/R lager is.

Bij een onderzoek inzake de bereiding van benzine door katalytisch kraken van koolwaterstofoliën kokend boven het benzine-, trajekt bij temperaturen tussen 475 en 550eC in een katalytische 30 kraakinstallatie met een R tussen 3 en 8 gew.%, is thans verras-senderwijze gevonden dat in sommige gevallen bij het kraken van een mengsel van twee koolwaterstofoliën een benzineopbrengst kan worden verkregen welke veel hoger is dan die welke wordt verwacht onder aanname van lineaire menging. Voor het bereiken van de ge- 84 0 355 1 e * - 3 - noemde verhoging van de benzineopbrengst dient één van de beide mengcomponenten te worden gekozen uit de groep gevormd door kool-waterstofoliën met een C/R > 0,8, terwijl de andere mengcomponent gekozen dient te worden uit de groep gevormd door koolwaterstof-5 oliën met een C/R <0,2, welke bovendien een basisch stikstofge-halte (N) van minder dan 150 gdpm en een tetra+ aromaatgehalte (T) van minder dan 3 gew.% bezitten. Gebleken is dat, mits de beide mengcomponenten op de juiste wijze zijn gekozen, mengsels kunnen worden samengesteld waaruit 20% meer benzine kan worden bereid dan 10 onder aanname van lineaire menging tot nu toe werd verwacht.

De onderhavige octrooiaanvrage heeft derhalve betrekking op een werkwijze voor de bereiding van benzine waarbij een mengsel van twee koolwaterstofoliën welke beide koken boven het benzine-trajekt katalytisch wordt gekraakt bij een temperatuur tussen 475 15 en 550eC in een katalytische kraakinstallatie met een R tussen 3 en 8 gew.%, waarbij de ene koolwaterstofolie een zodanige C bezit dat het quotient C/R meer dan 0,8 bedraagt, waarbij de andere koolwaterstofolie een zodanige C bezit dat het quotient C/R minder dan 0,2 bedraagt en waarbij laatstgenoemde koolwaterstofolie bovendien 20 een N van minder dan 150 gdpm en een T van minder dan 3 gew.% bezit.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding dienen de beide mengcomponenten een zodanige C te bezitten dat het verschil tussen de quotiënten C/R van de mengcomponenten meer dan 0,6 bedraagt. Bij voorkeur bezitten de mengcomponenten een zodanige C dat dit verschil 25 meer dan 0,8 bedraagt. De ene mengcomponent bezit bij voorkeur een zodanige C dat het quotient C/R meer dan 0,9 bedraagt, terwijl de andere mengcomponent bij voorkeur een zodanige C bezit dat het quotient C/R minder dan 0,1 bedraagt. Voor wat betreft N en T van de mengcomponent met zodanige C dat het quotient C/R minder dan 0,2 30 bedraagt, geldt dat de voorkeur uitgaat naar koolwaterstofoliën met een N van minder dan 100 gdpm alsmede koolwaterstofoliën met een T van minder dan 2 gew.%.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt als mengcomponent met. zodanige C dat het quotient C/R meer dan 0,8 bedraagt, 3403551 * * - 4 - bij voorkeur gebruik gemaakt van een residu verkregen bij de destillatie van een ruwe aardolie, op welk residu desgewenst een ontasfaltering is toegepast. Voor dit doel komen zowel destillatie-residuen in aanmerking verkregen bij de atmosferische destillatie 5 van een ruwe aardolie als destillatieresiduen verkregen bij de vacuumdestillatie van een atmosferisch residu van een ruwe aardolie. De bijzondere voorkeur gaat uit naar atmosferische destillatieresiduen. Als mengcoraponent met zodanige C dat het quotient C/R minder dan 0,2 bedraagt, wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van 10 een zwaar destillaat verkregen bij de destillatie van een ruwe aardolie, op welk destillaat desgewenst een katalytische waterstof-behandeling is toegepast. Voor dit doel komen zowel zware destillaten in aanmerking verkregen bij de atmosferische destillatie van een ruwe aardolie als destillaten verkregen bij de vacuumdestil-15 latie van een atmosferisch residu van een ruwe aardolie. De bijzondere voorkeur gaat uit naar koolwaterstofoliën welke zijn bereid door toepassing van een katalytische waterstofbehandeling op een destillaat verkregen bij de vacuumdestillatie van een atmosferisch destillatieresidu van een ruwe aardolie. Het vacuumdestil-20 laat waarop de katalytische waterstofbehandeling wordt toegepast bezit bij voorkeur een zodanige C dat het quotient C/R minder dan 0,4 bedraagt alsmede een N van meer dan 300 gdpra en een T van meer dan 2,9 gew.%. De katalytische waterstofbehandeling van het vacuum-destillaat wordt bij voorkeur uitgevoerd bij een temperatuur van 25 275-450°C en in het bijzonder van 300-425°C, een waterstofdruk van 25-80 bar en in het bijzonder van 30-70 bar, een ruimtelijke door-voersnelheid van 0,1-5 1..uur-·*· en in het bijzonder van 0,2-3 1.1-·*· .uur-l en een ^/voeding verhouding van 100-2000 Nl.kg-^· en in het bijzonder van 200-1500 Nl.kg-^. Als katalysator wordt 30 bij de waterstofbehandeling bij voorkeur een sulfidische katalysator toegepast welke nikkel en/of cobalt tezamen met molybdeen en/of wolfraam op alumina, silica of silica-alumina als drager bevat.

De gewichtsverhouding van de beide componenten in het mengsel dat volgens de uitvinding katalytisch wordt gekraakt, kan 0 * 0 3 v 5 i « * - 5 - binnen ruime grenzen variëren. Bij voorkeur worden mengsels toegepast waarin de gewichtsverhouding van de beide componenten ligt tussen 30:70 en 70:30 en in het bijzonder tussen 40:60 en 60:40.

De katalytische kraking volgens de uitvinding wordt bij voor-5 keur uitgevoerd bij een temperatuur van 485-54Q°C en in het bijzonder van 495-530°C, een druk van 1-10 bar en in het bijzonder van 1,5-7,5 bar, een ruimtelijke doorvoersnelheid van 0,25-4 kg.kg“l.uur-l en in het bijzonder van 0,5-2,5 kg.kg”!.uur~^ en een katalysator verversingssnelheid van 0,1-5 en in het bij-10 zonder van 0,2-2 kg katalysator per 1000 kg voeding. Bij de katalytische kraking wordt bij voorkeur een zeolitische katalysator toegepast.

De uitvinding wordt thans toegelicht aan de hand van het volgende voorbeeld.

15 Voorbeeld

Ter bereiding van benzine met kooktrajekt C5-22l°C werden in een katalytische kraakinstallatie met een R van 5 gew.%, een negental experimenten (experimenten 1-9) uitgevoerd waarbij een voeding 1, een voeding 2 en mengsels van de'voedingen 1 en 2 bij een terapera-20 tuur van 510eC, een druk van 2 bar en bij verschillende ruimtelijke doorvoersnelheden in kontakt werden gebracht met een zeolitische kraakkatalysator.

Voeding 1 was een 370°C+ residu verkregen bij de atmosferische destillatie van een ruwe aardolie. Voeding 1 had de volgende 25 eigenschappen: T = 5,32 gew.%; N = 731 gdpm; C = 5,1 gew.% en derhalve C/R = 1,02.

Voeding 2 werd bereid uitgaande van een 370-520°C destillaat verkregen bij de vacuumdestillatie van een atmosferisch destilla-tieresidu van een ruwe aardolie. Het vacuumdestillaat waaruit 30 voeding 2 werd bereid had de volgende eigenschappen: T = 4,65 gew.%; N = 461 gdpm; G = 1,1 gew.%. Ter bereiding van voeding 2 werd op dit vacuumdesti Haat een katalytische waterstofbehandeling toegepast door het bij een temperatuur van 380°C, een waterstofdruk van 54 bar, een ruimtelijke doorvoersnelheid van 0,9 g.g-^.uur-^ en 35 een Hg/voeding verhouding van 400 NI.kg-·*· in kontakt te brengen met een N1/M0/AI2O3 katalysator. Voeding 2 werd verkregen als het §403551 - 6 - . -¼ 370“C+ residu bij de atmosferische destillatie van het met waterstof behandelde produkt. Voeding 2 had de volgende eigenschappen: T = 2,55 gew.%; N = 30 gdpm; C = 0,4 gew.% en derhalve C/R = 0,08.

De resultaten van de katalytische kraakexperimenten alsmede 5 de bij elk experiment toegepaste ruimtelijke doorvoersnelheid zijn vermeld in de tabel. In de tabel is bij elk experiment opgegeven de experimenteel gevonden opbrengst aan C5-221°C benzine, de verwachte opbrengst aan benzine berekend onder aanname van lineaire menging met de formule 10 (gew.% voeding 1) x 31,1 + (gew.% voeding 2) x 49,0 benzineopbrengst = - 100 en de winst in benzineopbrengst uitgedrukt als: gevonden - verwacht winst (gew.%) = - x 100 verwacht 8403551

- 1 -I

cu 6-ί •S a N CU C M> 0)

•° J* I m on o o oo <1· . σ'- I

g(0 I—I ·—I Ol I—1 ^ •,-i Ö0 c

*0 CU

<0 u a

•H CL

C£ O___ 0c c eo

•rl M

Ό <U

<U *d C tsC

0 c ra c

> Ο > I

n. <rj a) m co ·—t co vo <t· <U § μ ^f-vocoo-ico^

^ g iri (η Μ Π <f -i <) N

. <u G rt 5 μ to a) 01 <d co d öC cp ·μ r-f

+J

CO

60 r-t

C <U

0) 0) μ -u tf X» C 0)

Qg’g H O' -ί Ή H M ® N

5j "u > Hflc nOcomom» Ή <U 0J ΟΠ'ί'ί'ί'ί'ί'ί'^ N CL Μ

C X

μ) <u W

Η Μ ca < ------ Η 'τ'

cu I

μ ι μ

.1-1 μ O' S

-μ cu ·η β ω > J* -ι' Ν-ίιΛΜΝΝ-ίΟΐη S_| ,—r I ·*»**“"“·*Γ

gOOJöO ocvDlA-i-iClCOON

Ή O C X

3 tJ Μ · ai ö£ a

CS

ÖO

•Ss 1 o O O O O o o o η-. Zj esco<f-ir»vop^ooo cu öo ^ ÖC o c > •p4 Ό " 1 --1—-

<D

0 *—c > Ö0 •5 a ooooo-ooo ι -QO) OJ ÖC ·-< o > rj 01 2 «r-t ^ ^CNCOvj-LOOr-COcr

V

8403551 t 1_

Claims

1. Werkwijze voor de bereiding van benzine, met het kenmerk, dat een mengsel van twee koolwaterstofoliën welke beide koken boven het benzinetrajekt katalytisch wordt gekraakt bij een temperatuur tussen 475 en 550°C in een katalytische kraakinstallatie 5 met een reaktorkoolbehoefte (R) tussen 3 en 8 gew.%, dat de ene koolwaterstofolie een zodanige Conradson carbon test waarde (C in gew.%) bezit dat het quotient C/R meer dan 0,8 bedraagt, dat de andere koolwaterstofolie een zodanige C bezit dat het quotient C/R minder dan 0,2 bedraagt en dat laatstgenoemde koolwaterstofolie 10 bovendien een basisch stikstofgehalte (N) van minder dan 150 gdpm en een tetra+ aromaatgehalte (T) van minder dan 3 gew.% bezit.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kool-waterstofoüën een zodanige C bezitten dat het verschil tussen de quotiënten C/R meer dan 0,8 bedraagt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de ene koolwaterstofolie een zodanige C bezit dat het quotient C/R meer dan 0,9 bedraagt, terwijl de andere koolwaterstofolie een zodanige C bezit dat het quotient C/R minder dan 0,1 bedraagt.

4. Werkwijze volgens èèn der conclusies 1-3, met het kenmerk, 20 dat de koolwaterstofolie met zodanige C dat het quotient C/R minder dan 0,2 bedraagt een N van minder dan 100 gdpm en een T van minder dan 2 gew.% bezit.

5. Werkwijze volgens èèn der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat als koolwaterstofolie met zodanige C dat het quotient C/R 25 meer dan 0,8 bedraagt, gebruik wordt gemaakt van een residu verkregen bij de destillatie van een ruwe aardolie, op welk residu desgewenst een ontasfalterïng is toegepast.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat als koolwaterstofolie met zodanige C dat het quotient C/R meer dan 0,8 30 bedraagt, gebruik wordt gemaakt van een atmosferisch destillatie-residu van de ruwe aardolie. 8403551 - 9 -

7. Werkwijze volgens èèn der conclusies 1-6, mei het kenmerk, dat als koolwaterstofolie met zodanige C dat het quotient C/R minder dan 0,2 bedraagt, gebruik wordt gemaakt van een zwaar destillaat verkregen bij de destillatie van een ruwe aardolie, op welk des- 5 tillaat desgewenst een katalytische waterstofbehandeling is toegepast.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat als koolwaterstofolie met zodanige C dat het quotient C/R minder dan 0,2 bedraagt, gebruik wordt gemaakt van een koolwaterstofolie, 10 welke is bereid door toepassing van een katalytische waterstofbehandeling op een destillaat verkregen bij de vacuumdestillatie van een atmosferisch destillatieresidu van een ruwe aardolie.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het vacuumdestillaat waarop de katalytische waterstofbehandeling wordt 15 toegepast een zodanige C bezit dat het quotiënt C/R minder dan 0,4 bedraagt alsmede een N van meer dan 300 gdpm en een T van meer dan 2,9 gew.%.

10. Werkwijze volgens èèn der conclusies 7-9, met het kenmerk, dat de katalytische waterstofbehandeling wordt uitgevoerd bij een 20 temperatuur van 275-450eC, een waterstofdruk van 25-80 bar, een ruimtelijke doorvoer snelheid van 0,1-5 l.l“l.uur“l en een Ή.^/ voeding verhouding van 100-2000 Nl.kg-!.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de katalytische waterstofbehandeling wordt uitgevoerd bij een tempe- 25 ratuur van 300-425eC, een waterstofdruk van 30-70 bar, een ruimtelijke doorvoersnelheid van 0,2-3 l.l-^.uur~^ en een i^/voeding verhouding van 200-1500 Nl.kg-^·.

12. Werkwijze volgens één der conclusies 7-11, met het kenmerk, dat bij de katalytische waterstofbehandeling een sulfidische kata- 30 lysator wordt toegepast welke nikkel en/of cobalt tezamen met molyb-deen en/of wolfraam op alumina, silica of silica-alumina als drager bevat.

13. Werkwijze volgens één der conclusies 1-12, met het kenmerk, dat in het te kraken mengsel de gewichtsverhouding van de beide componenten ligt tussen 30:70 en 70:30. 8403551 »' **· - 10 -

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat in het te kraken mengsel de gewichtsverhouding van de beide componenten ligt tussen 40:60 en 60:40.

15. Werkwijze volgens èén der conclusies 1-14, met het kenmerk, 5 dat de katalytische kraking wordt uitgevoerd bij een temperatuur yan 485-54Q°C, een druk van 1-10 bar, een ruimtelijke doorvoersnel-heid van 0,25-4 kg.kg-·*- .uur-·*· en een katalysatorverversingssnel-heid van 0,1-5 kg katalysator per 1000 kg voeding.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de 10 katalytische kraking wordt uitgevoerd bij een temperatuur van 495-530eC, een druk van 1,5-7,5 bar, een ruimtelijke doorvoersnelheid van 0,5-2,5 kg.kg-*.uur-* en een katalysatorverversingssnelheid van 0,2-2 kg katalysator per 1000 kg voeding.

17. Werkwijze volgens èèn der conclusies 1-16, met het kenmerk, 15 dat bij de katalytische kraking een zeolitische katalysator wordt toegepast.

18. Werkwijze voor de bereiding van benzine volgens conclusie 1, in hoofdzaak zoals in het voorafgaande beschreven en in het bijzonder onder verwijzing naar het voorbeeld.

19. Benzine bereid volgens een werkwijze zoals beschreven in conclusie 18. 8403551