NL9301130A - Geintegreerde membraan/hydrokraakwerkwijze voor een verbeterde benutting van toevoermateriaal bij de bereiding van lage-emissie benzine. - Google Patents

Description

GEÏNTEGREERDE MEMBRAAN/HYDROKRAAKWERKWIJZE VOOR EEN VERBETERDE BENUTTING VAN TOEVQERMATERIAAL BIJ DE BEREIDING VAN LAGE-EMISSIE BENZINE

Achtergrond van de Uitvinding

Gebied van de Uitvinding

De onderhavige uitvinding betreft een werkwijze voor een verbeterde benutting van koolwaterstoftoevoermateriaal bij de bereiding van lage-emissie benzine uit katkrakereffluent. De werkwijze omvat (1) het fractioneren van katkrakereffluent in een gereduceerde emissie benzinemengstroom, een zware katnaftastroom en een lichte katrecir-culaatolie, (2) het passeren van de zware katnaftastroom en naar keuze een deel van de lichte katrecirculaatolie naar een selectieve membraan-scheidingseenheid, (3) het uit de membraanscheidingseenheid winnen van een aan aromaten, zwavel en andere heteroatomen rijk permeaat en een aan verzadigde materialen rijk retentaat, (4) het passeren van het aan verzadigde materialen rijke retentaat naar het straalbrandstof- of destillaatdepot, het naar keuze laten volgen van een behandeling in een hydrobehandelaar en (5) het passeren van het aromaten/zwavel/hetero-atomen rijke permeaat naar een hydrokraker voor omzetting in hydro-gekraakt materiaal en gas.

In verband de beperkingen, die worden gesteld aan benzine met verminderde emissie wat betreft aromaten, polaire materialen en hetero-atoomgehalte, mag men niet langer zware katnafta, dat volgens traditie in het mogas-depot wordt gemengd, toepassen. Waardevolle moleculen zouden verloren gaan of in een lager waardevol produkt worden omgezet indien de HCN naar de hydrokraker zou worden gezonden en in hydro-ge-kraakt materiaal en gas omgezet. Met de onderhavige werkwijze is een maximale winning van waardevolle moleculen uit de HCN mogelijk door gebruik van een membraanscheiding, waarbij een retentaat geschikt als straalbrandstof of destillaat na een keuze hydrobehandeling wordt gewonnen, terwijl de nadelige aromaten, zwavel en andere heteroatoom-moleculen als een permeaat worden gewonnen dat geschikt is als hydro-krakertoevoer ter omzetting in hydrogekraakt materiaal en gas.

Beschrijving van de Figuren

Figuur 1 is een typerend huidig benzineproduktieschema.

Figuur 2 betekent een werkwijze voor het produceren van benzine met verminderde emissie door uitsluiting van zware katnafta uit het mogas-depot.

Figuur 3 geeft de onderhavige uitvinding aan waarin benzine met verminderde emissie - geproduceerd door de waardevolle moleculen in de HCN wordt gewonnen als een straal brandstof met hoge waarde en destillaat via membraanscheiding en hydrobehandeling.

De Onderhavige Uitvinding

De bereiding van benzine met verminderde emissie is momenteel het doel van milieuactivisten en regeringen met het doel de luchtkwaliteit te verbeteren.

De bereiding van benzine met verminderde emissie vereist dat bepaalde componenten, die momenteel in benzine aanwezig zijn zoals aromaten, zwavel en andere heteroatoommoleculen in het benzine-depot worden beperkt.

De huidige benzineproduktie bevat typerend het gebruik van bepaalde fracties van katkrakereffluent als benzinetoevoermateriaal.

De katkrakereffluentfracties worden toegepast omdat directe benzine verkregen door destillatie van ruwe olie niet aan de vraag kan voldoen. Katkrakereffluent bevat significante hoeveelheden van koolwaterstoffen die in het benzinetraject koken. Katkrakereffluent wordt gefractioneerd voor het winnen van de fractie die in dat traject kookt. De katkrakereffluent wordt gefractioneerd in fracties die koken in het naftatraject (ongeveer 232°C (450°F-)) en destillaatkooktraject (ongeveer 232°C+ (450°F+)) tevens genaamd lichte katrecirculaatolie. Zoals momenteel toegepast, produceert de fractionering van de katkrakereffluent een benzinemengcomponent die aromatische koolwaterstoffen bevat. Deze componenten zijn in hoofdzaak de lichte en tussenkatnaftafracties die direct in het mogas-depot worden gemengd en zware katnafta en lichte katrecirculaatolie. Een deel van de zware katnaftafractie wordt in het mogas-depot gemengd vanwege zijn hoge aromaatgehalte dat significant bijdraagt aan het octaanniveau van het depot. De aanwezigheid van aromaten is echter in benzine met gereduceerde emissie bezwaarlijk.

Bij toekomstige mengschema's zal dit zware katnafta, vanwege zijn gehalte aan aromaten, zwavel en andere heteroatoommoleculen uit het mogas-depot worden uitgesloten.

Bijgevolg zal de HCN tezamen met de LCCO typerend in een hydro-kraker in aanwezigheid van waterstof worden behandeld onder vorming van hydro-gekraakt materiaal en gas. Het hydro-gekraakte materiaal kan in het gereduceerde emissie mogas-depot worden gemengd met of zonder tussenverwerking, zoals katalytisch reformen.

Dit is echter economisch geen aantrekkelijk alternatief omdat sommige van de meer waardevolle koolwaterstofmoleculen, die in de HCN aanwezig zijn, in de hydrokraakwerkwijze verloren gaan en worden omgezet in hydrokraakmateriaal met lagere waarde of als gas met lagere waarde verloren gaan. Daarnaast is de huidige hydrokraakcapaciteit niet voldoende om de extra volumes HCN op te nemen die beschikbaar komen voor behandeling wanneer eenmaal het gebruik van HCN als een mogas-mengcomponent is verboden. Dit zou dure nieuwe hydrokraak-constructies noodzakelijk maken of een eveneens dure hydrokraakexpan-sie, hetgeen tevens extra kosten voor het garanderen van de vereiste hoeveelheden waterstof, die door dergelijke expansies worden gevraagd, met zich mee zou brengen.

De onderhavige uitvinding maximaliseert de benutting van kool-waterstoftoevoer bij de bereiding van benzine met verminderde emissie door het terugwinnen van de koolwaterstofcomponenten met hoge waarde die in de HCN en LCCO vóór de hydrokraking aanwezig zijn.

In de onderhavige uitvinding wordt de katkrakereffluent nog steeds gefractioneerd in lichte en tussenkatnafta die geschikt is om direct te mengen in het gereduceerde emissie benzine mogas-depot en HCN. De HCN, die kookt in het 149°C+ (300°F+) traject (I49*C-232eC) (300-450°F), die niet direct in mogas tezamen met een deel van de lichte katrecirculaatolie kan worden gemengd, wordt naar een selectieve membraanscheidingseenheid gezonden. Dit wordt tot stand gebracht niet door fysisch mengen van een deel van LCCO in het HCN, maar door verbreding van de HCN afsnijpunt en aldus wordt voor het opnemen van een deel van de LCCO in de HCN het fractionatorafsnijpunt hoger ingesteld, zodat het lager-kokende deel daarvan nu geclasseerd als LCCO in de HCN passeert, d.w.z. de naftafractie zal in bijvoorbeeld het 288eC (550°F) ;raject koken, terwijl de HCN, die een bredere afsnijfractie is, kookt in het 149eC-288°C (300eF-550*F) in plaats in het 149eC-232“c (300-I50“F) traject. De membraaneenheid verdeelt de HCN/LCCO stroom in een iromaten/zwavel/heteroatoom-rijk permeaat en een verzadigde materiaal-'ijk retentaat.

Het verzadigde materiaal-rijke retentaat kan naar keuze bij 150-100°C, bij voorkeur 250-350°C, 340-17200 KPa (50 tot 2500 psig), bij /oorkeur 580-3400 KPa (100-500 psig), 0,1 tot 10 LHSV, bij voorkeur 1 tot 5 LHSV, 8,4-252 m3H3/m3 (50 tot 1500 scf H3/bbl), bij voorkeur 16,9-34,5 mH/m3 (100-500 scf H3/bbl) boven een katalysator actief voor iydro-ontzwaveling, hydrodenitrogenering, hydrodeoxygenering en/of aromaten- en/of olefinehydrogenering worden hydrobehandeld, welke katalysatoren Ni/Mo, Co/Mo, Ni/Co/Mo, Co/W of Ni/W of andere overgangsmetalen op alumina-, silica- of zeolietdragers kunnen bevatten. Men kan zuivere of fabriekswaterstof toepassen.

Dit verzadigde materiaal-rijke retentaat (naar keuze hydrobehandeld) is geschikt als straalbrandstofmengmateriaal met hoge waarde of als destillaat.

Het permeaat wordt naar hydrokraken gezonden dat wordt uitgevoerd bij 200 tot 500*C, bij voorkeur 300 tot 400“c, 680-17200 KPa (100 tot 2500 psi), bij voorkeur 3400-10200 KPa (500 tot 1500 psig), 0,1 tot 10 LHSV, bij voorkeur 1 tot 5 LHSV en 84,5 tot 1690 m3H2/m3 (500 tot 10.000 SCF Hj/bbl), bij voorkeur 338 tot 1014 m'H/m3 (2000 tot 6000 SCF H^bbl) boven een katalysator gekozen uit die als boven aangehaald als geschikt voor de facultatieve hydrobehandelingstrap, in hetzij een enkele trap of multi-trapswerkwijze. Men kan zuiver of fabriekswaterstof toepassen. Het permeaat wordt in hydro-gekraakt materiaal en gas omgezet.

Een geschikte fractie van het hydro-gekraakte materiaal kan in het REG mogas-depot worden gemengd.

Naar keuze kan het permeaat voor de bereiding van een destillaat-produkt worden gehydrogeneerd of direct als een chemisch toevoermateri-aal worden toegepast.

De selectieve membraanscheidingszone werkt onder omgekeerde osmose, perstractie of pervaporatie omstandigheden, bij voorkeur pervaporatie omstandigheden.

De membraanscheidingszone kan het systeem beschreven in II.S. octrooi 3.370.102 omvatten waarmee aromaten uit verzadigde materialen in een groot aantal toevoermaterialen met inbegrip van verschillende petroleumfracties, nafta's, oliën en andere koolwaterstofmengsels worden gescheiden. In het bijzonder vermeld in '102 is de afscheiding van aromaten uit kerosine. De werkwijze produceert een permeaatstroom en een retentaatstroom, waarbij gebruik wordt gemaakt van een veeg-vloeistof om het permeaat van het vóórvlak van het membraan te verwijderen en daardoor de concentratiegradiëntdrijfkracht te handhaven. Het Amerikaanse octrooi 2.958.656 leert de afscheiding van koolwaterstoffen volgens type, d.w.z. aromaten, onverzadigde, verzadigde door een deel van het mengsel door een niet-poreus cellulose-ethermembraan te laten lopen en het permeaat aan de permeaatkant van het membraan te verwijderen met behulp van een veeggas of -vloeistof. Het Amerikaanse octrooi 2.930.754 leert een werkwijze voor het afscheiden van koolwaterstoffen volgens type, d.w.z. aromaten en/of olefinen uit benzinekooktraject-mengsels door de selectieve permeatie van de aromaten door bepaalde cellulose-ester niet-poreuze membranen. De gepermeëerde koolwaterstoffen worden continu uit de permeaatzone met behulp van een veeggas of vloeistof verwijderd. Het Amerikaanse octrooi 4.115.465 leert de toepassing van polyurethaanmembranen voor het selectief afscheiden van aromaten uit verzadigde materialen via pervaporatie.

Het Amerikaanse octrooi 4.914.064 beschrijft polyureum/urethaan-membranen en de toepassing daarvan voor het afscheiden van aromaten uit niet-aromatische koolwaterstoffen. Het membraan wordt gekenmerkt doordat dit een ureumindex van tenminste 20%, maar minder dan 100%, een aromatisch koolstofgehalte van tenminste 15 mol%, een functionele groep dichtheid van tenminste ongeveer 10 per 1000 gram polymeer en een C=0/NH verhouding van minder dan ongeveer 8 heeft.

Dunne-filmcombinaties kan men bereiden hetzij uit suspensiedepo-sitie als vermeld in het Amerikaanse octrooi 4.861.628 of uit oplos-singsdepositie als beschreven in het Amerikaanse octrooi 4.837.054.

Het maken van een anisotroop polyureum/urethaanmerabraan is het onderwerp van de Amerikaanse octrooien 4.828.773 en 4.879.044. Het anisotrope membraan bezit een drie-lagenstructuur, een dunne dichte laag gevormd op het film/dragergrensvlak, een dunne, niet-doorlopende toplaag die wordt gevormd bij het membraan-afschrikoplosmiddelgrensvlak en een open, poreuze structuur die tussen de voornoemde dunne dichte laag en de dunne niet-doorlopende toplaag bestaat.

Polyurethaanimiden worden geproduceerd door een polyol gekozen uit die als boven vermeld af te sluiten met een polyisocyanaat tevens gekozen uit die welke boven zijn genoemd gevolgd door ketenverlenging door reactie met een polyanhydride dat het imide direct produceert of met di- of polycarbonzuren die aminezuurgroepen produceren die chemisch of thermisch met het imide gecondenseerd/gecycliseerd kunnen worden. Alifatische en cycloalifatische di- en polyisocyanaten zijn bruikbaar, evenals mengsels van alifatische, cycloalifatische, aralkyl- en aromatische polyisocyanaten. Polyurethaanimidemembranen en de toepassing daarvan voor aromaten/niet-aromatenscheiding zijn het onderwerp van het Amerikaanse octrooi 4.929.358.

Isocyanuraat-verknoopte polyurethaanmembranen en de toepassing daarvan voor de afscheiding van aromaten uit niet-aromaten is het onderwerp van het Amerikaanse octrooi 4.929.357.

Acrylzuuresterhomopolymeren of de copolymeren daarvan met elkaar of met acrylzuur zijn tevens bruikbaar voor het maken van membranen voor aromaten/verzadigde materialenscheidingen. De acrylzuurmonomeer-eenheden kunnen in vrije zuurvorm zijn of ten dele of totaal geneutraliseerd door metaal- of alkylammoniumionen. De membranen kunnen covalent of ionisch verknoopt zijn.

Polyimide/alifatische polyestercopolymeermembranen zijn voorbeelden van hoge-temperatuurstabiele membranen die men in deze scheiding bij voorkeur gebruikt.

Membranen van dit type worden beschreven in de Amerikaanse octrooien 4.944.880 en 4.990.275.

De polyesterimidemembranen zijn gemaakt uit een copolymeer dat een polyimidesegment en een oligomeer alifatisch polyestersegment omvat, waarbij het polyimide is afgeleid van een dianhydride met tussen 8 en 20 koolstofatomen en een diamine met tussen 2 en 30 koolstofatomen en de oligomere alifatische polyester een polyadipaat, een polysucci-naat, een polymalonaat, een polyoxalaat of een polyglutaraat is.

Het diamine is bij voorkeur diamine met inbegrip van fenyleen-diamine, methyleendianiline (MDA), methyleen-di-o-chlooraniline (MOCA), methyleen-bis(dichlooraniline)(tetrachloor MDA), methyleendicyclohexyl-amine (H12-MDA), methyleendichloorcyclohexylamine (HuM0CA), methyleen-bis(dichloorcyclohexylamine) (tetrachloor H12MDA), 4,4'-(hexafluoriso-propylideen)-bisaniline (6F diamine), 3,3'-diaminofenylsulfon (3,3' DAPSON), 4,4'-diaminofenylsulfon (4,4' DAPSON), 4,4'-dimethyl-3,3'-diaminofenylsulfon (4,4'-dimethyl-3,3' DAPSON), 2,4-diaminocumeen, methyl-bis(di-o-toluidine), oxydianiline (ODA), busaniline A, bisani-line M, bisaniline P, thiodianiline, 2,2-bis[4-(4-aminofenoxy)-fenyl]propaan (BAPP), bis[4-(4-aminofenoxyfenyl)sulfon (BAPS), 4,4'-bis(4-aminofenoxy)bifenyl (BAPB), l,4-bis(4-aminofenoxy)benzeen (TPE-Q) en l,3-bis(4-aminofenoxy)benzeen (TPE-R).

Het dianhydride is bij voorkeur een aromatisch dianhydride en is met de meeste voorkeur gekozen uit de groep bestaande uit pyromelliet-zuurdianhydride, 3,3',4,4'-benzofenontetracarbonzuurdianhydride, 4,4'-(hexafluorisopropylideen)-bis(ftaalzuuranhydride), 4,4'-oxydiftaalzuur-anhydride, difenylsulfon-3,3',4,4'-tetracarbonzuurdianhydride en 3,3',4,4'-bi feny1-tetracarbonzuurdi anhydri de.

Voorbeelden van voorkeurspolyesters omvatten polyethyleenadipaat, polyethyleensuccinaat.

De gebruikte polyesters hebben algemeen molecuulgewichten in het traject van 500 tot 4000, bij voorkeur 1000 tot 2000.

In de praktijk kan het polyesterimidemembraan als volgt worden gesynthetiseerd. Eén mol van een polyesterpolyadipaatpolysuccinaat, polyoxalaat, polyglutaraat of polymalonaat, bij voorkeur polyethyleenadipaat of polyethyleensuccinaat, wordt met twee molen van het dianhydride, bijvoorbeeld pyrome11ietzuurdianhydride, omgezet voor het maken van een prepolymeer in de eindafsluitingstrap. Eén mol van dit prepolymeer wordt dan met één mol diamine, b.v. methyleen-di-o-chloor-aniline (M0CA) omgezet voor het maken van een copolymeer. Tenslotte leidt verhitting van het copolymeer bij 260-300*0 gedurende ongeveer een half uur tot het copolymeer dat polyester- en polyimidesegmenten bevat. Door de verhittingstrap wordt het polyaminezuur via de imide-ringsluiting onder verwijdering van water in het overeenkomstige polyimide omgezet.

In de synthese wordt een aprotisch oplosmiddel, zoals dimethyl-formamide (DMF) in de ketenverlengingstrap toegepast. DMF is een voorkeursoplosmiddel maar ook andere aprotische oplosmiddelen zijn geschikt en bruikbaar. Er wordt een geconcentreerde oplossing van het polyaminezuur/polyestercopolymeer in oplosmiddel verkregen. Deze oplossing wordt gebruikt voor het gieten van het membraan. De oplossing wordt op een glasplaat of een hoge-temperatuur poreuze ondersteu- ning uitgespreid, waarbij de laagdikte wordt ingesteld door middel van een gietmes. Het membraan wordt eerst bij kamertemperatuur gedroogd ter verwijdering van het merendeel van het oplosmiddel, en daarna bij 120°C gedurende de nacht. Indien het membraan op een glasplaat is gegoten, wordt het van de gietplaat verwijderd door weken in water. Indien gegoten op een poreuze drager wordt het als zodanig in tact gelaten. Tenslotte resulteert verhitting van het membraan bij 300*C gedurende ongeveer 0,5 uur in de vorming van het polyimide. Uiteraard vereist verhitting tot 300°C dat indien een ondersteuning wordt toegepast, de ondersteuning thermisch stabiel is, zoals teflon, fiberglas-gesinterd metaal of vuurvast materiaal van een hoge-temperatuur poly-meersteunlaag.

Als eerder vermeld wordt de scheiding tot stand gebracht onder omgekeerde osmose, perstractieve of pervaporatie omstandigheden.

Bij omgekeerde osmose gebruikt men een membraan met poriën in het traject van 0,0001 tot 1,0 /an, bij voorkeur 0,0001 tot 0,001 fm en maakt men gebruik van een voldoende hoog aangelegde druk om de osmotische druk van één van de componenten in de toevoer te overwinnen teneinde die component door het membraan te laten lopen. Een typerende omgekeerde osmose wordt uitgevoerd bij temperaturen van O tot 50°C bij drukken tot aan 6800 KPa (1000 psig).

Perstractie betreft de selectieve oplossing van bepaalde componenten aanwezig in een mengsel in het membraan, de diffusie van die componenten door het membraan en de verwijdering van de gediffundeerde componenten aan de stroomafwaartse kant van het membraan door toepassing van een vloeibare veegstroom. In de perstractieve afscheiding van aromaten uit verzadigde stoffen in petroleum of chemicaliënstromen (in het bijzonder zwaar katnaftastromen), lossen de aromatische moleculen aanwezig in de toevoerstroom op in de membraanfilm door de gelijksoortigheid tussen de membraanoplosbaarheidsparameter en die van de aromatische verbindingssoorten in de toevoer. De aromaten lopen dan door het membraan (diffunderen) en worden weggeveegd door een veegvloeistóf met een laag aromaatgehalte. Dit houdt de concentratie van aromaten aan de permeaatkant van de membraanfilm laag en onderhoudt de concen-tratiegradiënt die verantwoordelijk is voor de permeatie van de aromaten door het membraan.

De veegvloeistof is bij voorkeur een verzadigde koolwaterstof- vloeistof met een kookpunt dat veel lager of veel hoger is dan dat van de doorgelaten aromaten. Onder voorwaarde dat het veegvloeistofkook-traject veel lager of hoger is dan dat van de doorgelaten aromaten, zal de aanwezigheid van aromaten in die veegvloeistof de permeaataromaten-concentratiegradiënt niet beïnvloeden (d.w.z. ze zullen in een ander kooktraject liggen en derhalve andere aromaten zijn). Dit zal de scheiding, zoals door eenvoudige destillatie, vergemakkelijken. Geschikte veegvloeistoffen omvatten derhalve bijvoorbeeld C3-C6 verzadigde koolwaterstoffen en smeeroliebasismaterialen (C15-Ca,).

De perstractiemethode wordt bij elke geschikte temperatuur bij voorkeur zo laag mogelijk uitgevoerd.

De keuze van de druk is niet kritisch aangezien het perstractie-proces niet van de druk afhangt, maar van het vermogen van de aromatische component in het toevoermateriaal op te lossen in en te migreren door het membraan onder een concentratie drijfkracht. Bijgevolg kan elke geschikte druk worden toegepast, des te lager des te beter ter vermijding van ongewenste verdichting, indien het membraan op een poreuze steunlaag is gesteund, of scheuren van het membraan, indien het niet aldus is gesteund.

Indien C3 of Ct veegvloeistoffen bij 25*C of hoger in de vloeibare toestand worden toegepast, moet de druk worden verhoogd om ze in de vloeibare fase te handhaven.

Pervaporatie wordt in vergelijking bij algemeen hogere temperaturen uitgevoerd dan perstractie, waarbij het toevoermateriaal hetzij in vloeibare of dampvorm is en deze steunt op vacuüm of een veeggas aan de permeaatkant om het permeaat te verdampen of anderszins te verwijderen van het oppervlak van het membraan en de concentratiegradiëntdrijf-kracht die het scheidingsproces aandrijft te handhaven. Zoals in perstractie lossen de aromaatmoleculen, die in de toevoer aanwezig zijn, in de membraanfilm op, migreren door genoemde film en komen weer aan de permeaatkant onder invloed van een concentratiegradiënt tevoorschijn. Hoewel pervaporatiescheiding van aromaten uit verzadigde materialen bij een temperatuur van ongeveer 25"C voor de afscheiding van benzeen uit hexaan kan worden uitgevoerd, vereist de scheiding van zwaardere aromaten/verzadigde stoffenmengsels, zoals zware katnafta, dat hogere temperaturen van tenminste 80°C en hoger, bij voorkeur tenminste 100°C en hoger, met de meeste voorkeur 120‘C en hoger (tot aan ongeveer 170 tot 200*0 en hoger) worden toegepast, waarbij de maximale bovengrens die temperatuur is waarbij het membraan fysiek zal worden beschadigd. Er wordt vacuüm van de orde van 1-200 mm Hg aan de permeaatkant getrokken. De vacuümstroom, die het permeaat bevat, wordt gekoeld om het sterk aromatische permeaat te laten uitcondenseren. De condensatietemperatuur dient beneden het dauwpunt van het permeaat bij een bepaald vacuümniveau te zijn.

Het membraan zelf kan elke geschikte vorm aannemen onder toepassing van elk geschikt module-ontwerp. Aldus kunnen vellen van mem-braanmateriaal in een spiraal-gewikkelde of plaat en framepermeatiecel-modulevorm worden toegepast. Buizen en holle vezels van membranen zijn bruikbaar in gebundelde configuraties, waarbij hetzij de toevoer of de veegvloeistof (of vacuüm) in de inwendige ruimte van de buis of de vezel is, waarbij het andere materiaal uiteraard aan de andere kant ligt.

Het meest geschikt wordt het membraan in perstractie toegepast in een holle-vezelconfiguratie, waarbij de toevoer aan de buitenkant van de vezel wordt ingevoerd, de veegvloeistof aan de binnenkant van de holle vezel stroomt om de doorgelaten sterk aromatische verbindings-soort weg te vegen, waardoor de gewenste concentratiegradiënt wordt gehandhaafd. De veegvloeistof, tezamen met de daarin aanwezige aromaten, wordt naar een scheidingsorgaan gepasseerd, typerend een destilla-tie-orgaan, indien echter een veegvloeistof met een voldoende laag molecuulgewicht wordt toegepast, zoals vloeibaar gemaakt propaan of butaan, kan men de veegvloeistof eenvoudig laten verdampen, waarbij de vloeibare aromaten worden gewonnen en gasvormig propaan of butaan (bijvoorbeeld) worden gewonnen en opnieuw vloeibaar gemaakt door het aanleggen van druk of het verlagen van de temperatuur.

De praktijk van de onderhavige uitvinding biedt de volgende voordelen.

In situaties waarin de raffinadeur niet voldoende capaciteit heeft om de volledige HCN stroom op te nemen, kan de membraanscheiding een alternatief met lagere investering leveren dan een herverdampings-of nieuwe hydrokraker, in het bijzonder indien de bestaande hydro-krakers gebruikt kunnen worden voor het zonodig afwerken van de reten-taatstroom.

Het totale waterstofverbruik en de waterstofdrukomstandigheden zullen voor het onderhavige processchema lager zijn. Dit komt omdat de door de membraaneenheid uit de hydrokraker afgetakte moleculen (d.w.z. het retentaat) onderworpen zijn aan een lagere drukhydrobehandeling en tevens omdat' de membraanscheiding veel van de zwavel- en stikstofhoudende verbindingssoorten uit deze stroom heeft verwijderd (retentaat) en die moleculen in het permeaat heeft gebracht dat naar de hydrokraker wordt gezonden waarin ze aan hogere druk-hydrogenering kunnen worden onderworpen.

De membraan-hydrobehandelingswerkwijze zal resulteren in totale hogere opbrengsten van vloeibare koolwaterstoffen aangezien het in hoofdzaak uit verzadigde stoffen bestaande retentaatdeel van de HCN-LCCO stroom niet door de hydrokraker passeert, waarin enige omzetting tot gas zou kunnen plaatsvinden.

Het membraan-hydrobehandelingssysteem zal resulteren in een minder totale achteruitgang in produktwaarde aangezien vroegere mogas HCN moleculen worden omgezet in hydrokraakmateriaal en sommige destil-laatprodukten in plaats van alleen hydrokraakmateriaal. Er ontstaat tevens een produktveredeling indien lage-waarde LCCO componenten in de membraantoevoer voor afscheiding worden opgenomen en hogere-waarde destillaatprodukten geven. In de toekomstige REG omgeving, waarin destillaatmarges worden verwacht die rivaliseren met die van mogas, zullen deze verbeteringen en voordelen zelfs nog groter zijn.

Figuur 1 geeft het typische huidige processtroomschema aan. Effluent uit de katkrakereenheid wordt via leiding 1 naar een fractio-neerkolom (2) gezonden waarin de effluent wordt gesplitst in lichte en tussenkatnafta (3) en zware katnafta (4), die in het mogas-depot (5) worden gemengd. Lichte katrecireulaatgasolie wordt via leiding (6) naar een hydrokraker (7) gezonden voor omzetting in hydrokraakmateriaal (8) en gas (9).

Figuur 2 geeft een variatie van de huidige typerende processtroom gemodificeerd voor de produktie van lage-emissie benzine. Effluent uit een katkraker wordt via leiding 1 naar een fractioneerkolom (2) gezonden waarin deze wordt gesplitst in lichte en tussenkatnafta die via leiding (3) naar het gereduceerde emissiebenzine-depot (4) wordt gezonden. Zware katnafta, die kookt in een 149°C (300°F+) traject (leiding 5), en lichte katrecirculaatolie (leiding 6) worden naar een hydrokraker (7) voor omzetting in gas (8) en hydrokraakmateriaal (9) gezon- den.

Figuur 3 geeft de onderhavige uitvinding weer.

Effluent uit een katkraker wordt via leiding 1 naar een fractio-neerkolom 2 gezonden waarin het wordt gesplitst in lichte en tussen-katnafta gezonden via leiding 3 naar het gereduceerde emissiebenzine-depot 4. Zware katnafta, dat kookt in het 149-288°C (300-450°F) traject, of een brede fractie van een 149-288°C (300-550’F) traject, wordt via leiding 5 naar membraaneenheid 6 gezonden. Lichte katrecirculaat-olie wordt uit fractioneerkolom 2 via leiding 7 gewonnen. LCCO wordt via leiding 7 naar de hydrokraker 8 gezonden. In membraaneenheid 6 wordt de HCN gescheiden in een verzadigde materialen rijk retentaat dat via leiding 9 naar de keuzehydrobehandelaar 10 wordt gezonden voor afwerking tot een straalbrandstofmengvoorraad of destillaat (11) of om de hydrobehandeling heenloopt en via leiding 9a direct wordt gezonden naar het straalbrandstof- of destillaat-depot. Een permeaat (12) rijk aan aromaten, polaire stoffen en heteroatoomverbindingen uit de mem-braanscheidingseenheid wordt naar de hydrokraker 8 gezonden waarin dit tezamen met de LCCO uit leiding 7 wordt omgezet in hydrokraakmateriaal (13) en gas (14).

Claims (6)

1. Werkwijze voor het maximaliseren van de benutting van een kool-waterstoftoevoer bij de bereiding van benzine met verminderde emissie, welke werkwijze de volgende trappen omvat: (1) het fractioneren van katkrakereffluent in een gereduceerde emissiebenzine-mengstroom, een zware katnaftastroom en een lichte katrec i reu1aato1i estroom; (2) het passeren van de zware katnafta naar een selectieve membraansche i di ngseenhe i d; (3) het uit de membraanscheidingseenheid winnen van een aan aromaten, zwavel en andere heteroatomen rijk permeaat en een aan verzadigde materialen rijk retentaat; (4) het passeren van het aan verzadigde materialen rijke retentaat naar het straalbrandstof- of destillaatdepot; en (5) het winnen van het aromaten-, zwavel- en andere heteroatomen-rijke permeaat voor verdere behandeling.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het verzadigde materialen-rijke retentaat gewonnen uit de membraanscheidingseenheid aan een behandeling in een hydrobehandelaar wordt onderworpen voordat deze naar het straalbrandstof- of destillaatdepot wordt gezonden.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de zware katnaftafractie gezonden naar de membraanscheidingseenheid een brede fractie is die kookt in het traject van 149-288°C (300 tot 550°F).

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het aromaten-, zwavel- en andere heteroatomen-rijke permeaat voor de bereiding van hydrokraakmateriaal en gas wordt gehydrokraakt.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het aromaten-, zwavel- en andere heteroatomen-rijke permeaat wordt gehydroge-neerd voor de bereiding van een destillaatprodukt of chemisch toevoer-materiaal.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men de membraanscheidingseenheid laat werken onder omgekeerde osmose, per-stractie of pervaporatie omstandigheden.