NO136155B - PROCEDURES FOR THE CONVERSION OF AN ASPHALT-CONTAINING HYDROCARBON MATERIAL TO LOWER BOILING HYDROCARBON UNDER THE ACTION OF HYDROGEN AND A NON-STICHIOMETRIC VANADIUM SULFIDATE CATALF. - Google Patents

PROCEDURES FOR THE CONVERSION OF AN ASPHALT-CONTAINING HYDROCARBON MATERIAL TO LOWER BOILING HYDROCARBON UNDER THE ACTION OF HYDROGEN AND A NON-STICHIOMETRIC VANADIUM SULFIDATE CATALF. Download PDF

Info

Publication number
NO136155B
NO136155B NO3718/72A NO371872A NO136155B NO 136155 B NO136155 B NO 136155B NO 3718/72 A NO3718/72 A NO 3718/72A NO 371872 A NO371872 A NO 371872A NO 136155 B NO136155 B NO 136155B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
hydrogen
solvent
zone
catalyst
vanadium
Prior art date
Application number
NO3718/72A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO136155C (en
Inventor
John George Gatsis
William Karl Theodore Gleim
Original Assignee
Uop Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uop Inc filed Critical Uop Inc
Publication of NO136155B publication Critical patent/NO136155B/en
Publication of NO136155C publication Critical patent/NO136155C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C10G67/00Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one process for refining in the absence of hydrogen only
    • C10G67/02Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one process for refining in the absence of hydrogen only plural serial stages only
    • C10G67/04Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one process for refining in the absence of hydrogen only plural serial stages only including solvent extraction as the refining step in the absence of hydrogen
    • C10G67/0454Solvent desasphalting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/107Atmospheric residues having a boiling point of at least about 538 °C

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en prosess for omdannelse av asfaltenholdige, hydrocarbon-tilførselsmaterialer til laverekokende hydrocarbonprodukter. Mere spesielt vedrører foreliggende oppfinnelse en kombinasjonsprosess for en kontinuerlig omdannelse av bunnfraksjoner fra vakuumtårn eller tårn som arbei-der ved atmosfæretrykk, råoljeresiduum, toppede råoljer, kull-oljeekstrakter, råoljer ekstrahert fra tjæresand og lignende oljer, som innen petroleumsraffineringsteknologien omtales som "svartoljer". The present invention relates to a process for converting asphaltene-containing hydrocarbon feed materials into lower-boiling hydrocarbon products. More particularly, the present invention relates to a combination process for a continuous transformation of bottom fractions from vacuum towers or towers operating at atmospheric pressure, crude oil residue, topped crude oils, coal oil extracts, crude oils extracted from tar sands and similar oils, which are referred to in petroleum refining technology as "black oils".

Disse svartoljer inneholder høymolekylære svovelfor-bindelser i megett store mengder, og i tillegg store mengder nitro-genholdige forbindelser, høymolekylære organometalliske komplek-ser som i det vesentlige omfatter forbindelser av nikkel og vanadium, samt asfaltmateriale. Asfaltmateriale er generelt funnet å være komplekst bundet eller knyttet til svovel og i en viss grad til organometalliske forbindelser.. Der finnes rikelig tilgang på slikt hydrocarbonholdig materiale, og det meste av dette har en spesifikk vekt større enn 1,0. Svartoljer er generelt kjennetegnet ved et kokeområde som indikerer at 10 LV% (væskevolum %), og vanligvis mere, har et normalt kokepunkt over en temperatur på These black oils contain high-molecular sulfur compounds in very large quantities, and in addition large quantities of nitrogen-containing compounds, high-molecular organometallic complexes which essentially comprise compounds of nickel and vanadium, as well as asphalt material. Asphalt material is generally found to be complexly bound or linked to sulfur and to some extent to organometallic compounds. There is an abundant supply of such hydrocarbon-containing material, and most of this has a specific gravity greater than 1.0. Black oils are generally characterized by a boiling range indicating that 10 LV% (liquid volume %), and usually more, has a normal boiling point above a temperature of

ca. 566°C. about. 566°C.

Kombinasjonen av prosesser ifølge foreliggende oppfinnelse vedrører spesielt en omdannelse av svartoljer til destil-lerbare hydrocarbonprodukter. Spesifikke eksempler på svartoljer som er illustrerende for dem som foreliggende oppfinnelse er spesielt anvendbare på-, innbefatter va&uumtårrnbunnfraksjonsprodukter med spesif ikk vekt på iL.,02L, og som inneholder 4,05 vekt-% S., Æ>g 23,7 vekt% asfaltener samt et vakuumresiduum med-spesifikk<vékt på A. O09, og som inneholder 3,0 vékt% S, 430O ippm -nitr.ogen og med 20rO LV% desti-l-lasjonstemperatur på :568°C.. Ved frjelp av foreliggende ^oppf innelse muliggj.øres der for første gang en omdannelse av størstedelen av et slikt materiale. Dette er i motsetning til den erfaring man har hittil ved behandling av et slikt materiale. Således, i henhold til teknikkens stand vil ikke slike asfalteninneholdende oljer kunne behandles i en fastskikt-prosess uten rask degradering av effektiviteten. The combination of processes according to the present invention relates in particular to a conversion of black oils into distillable hydrocarbon products. Specific examples of black oils which are illustrative of those to which the present invention is particularly applicable include water-bottom fraction products with a specific gravity of 1L.02L, and which contain 4.05 wt. asphaltenes as well as a vacuum residue with a specific <weight of A. O09, and which contains 3.0 wt% S, 430O ippm -nitr.ogen and with 20rO LV% distillation temperature of :568°C.. In the case of the present invention makes it possible for the first time to transform the majority of such material. This is in contrast to the experience one has so far when processing such material. Thus, according to the state of the art, such asphaltene-containing oils will not be able to be treated in a fixed-bed process without rapid degradation of efficiency.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å angi en mere effektiv prosess for en hydrogenerende omdannelse av tunge hydrocarbonholdige materialer inneholdende asfaltener. One purpose of the present invention is to specify a more efficient process for a hydrogenating conversion of heavy hydrocarbon-containing materials containing asphaltenes.

En ytterligere hensikt er å omdahne hydroearbon-uopp-løselige asfaltener til hydrocarbon-oppløselige, lavtkokende, normalt flytende produkter. A further purpose is to convert hydrocarbon-insoluble asphaltenes into hydrocarbon-soluble, low-boiling, normally liquid products.

En spesiell hensikt er å oppnå en kontinuerlig fjernelse av forurensninger fra asfaltenholdige svartoljer ved å angi en kombinasjonsprosess under anvendelse av en fast, bærerfri katalysator som deaktiveres minimalt. A particular purpose is to achieve a continuous removal of contaminants from asphaltene-containing black oils by providing a combination process using a solid, support-free catalyst that is minimally deactivated.

Foreliggende oppfinnelse angår følgelig en katalytisk suspensjonsprosess for omdannelse av et asfaltenholdig hydrocarbon-utgångsmateriale i nærvær av en bærerfri, ikke-støkiometrisk vanådiumsulfid katalysator i én omdannelsessone og hvor minst en del av katalysatoren resirkuleres til omdannelsessonen, hvilken prosess er kjennetegnet ved at The present invention therefore relates to a catalytic suspension process for the conversion of an asphaltene-containing hydrocarbon starting material in the presence of a carrier-free, non-stoichiometric vanadium sulphide catalyst in one conversion zone and where at least part of the catalyst is recycled to the conversion zone, which process is characterized by

(a) en resirkulasjonsstrøm omfattende en oppløsningsmiddelmager blanding av ikke-støkiometrisk vanådiumsulfid og asfaltener som er fjernet fra en oppløsningsmiddelekstraksjonssone, og (a) a recycle stream comprising a solvent-lean mixture of non-stoichiometric vanadium sulfide and asphaltenes removed from a solvent extraction zone, and

hydrogen innføres i omdannelsessonen, hydrogen is introduced into the transformation zone,

(b) resirkulasjonsstrømmen omsettes med hydrogen i omdannelses- . sonen ved slike betingelser at asfaltenene omdannes til lavere-kokende hydrocarboner, (c) en hydrogen-holdig strøm separeres fra omdannelsessoneutlø-pet, (d) den gjenværende, normalt flytende andel av omdannelsessone-utløpet, inneholdende vanådiumsulfidet, innføres i oppløs-ningsmiddelekstraks jonssohen i hvilken nevnte flytende andel avasfalteres for å gi en bppløsningsmiddelrik, normalt flytende fase som fjernes fra prosessen, og en oppiøsningsmiddel-mager blanding omfattende ikke-støkiometrisk vanådiumsulfid og"asfaltener som den nevnte resirkulasjonsstrøm, og (e) det asfaltenholdige hydrocarbonutgangsmateriale innføres i det resirkulerende system ved sammenblanding med minst én av strømmene valgt blant (b) the recirculation stream is reacted with hydrogen in the conversion . the zone under such conditions that the asphaltenes are converted to lower-boiling hydrocarbons, (c) a hydrogen-containing stream is separated from the conversion zone outlet, (d) the remaining, normally flowing portion of the conversion zone outlet, containing the vanadium sulphide, is introduced into the solvent extraction ion sohen in which said liquid portion is deasphalted to provide a bsolvent-rich, normally liquid phase which is removed from the process, and a solvent-lean mixture comprising non-stoichiometric vanadium sulfide and "asphaltenes" as said recycle stream, and (e) the asphaltene-containing hydrocarbon feedstock is introduced into the recycle system by mixing with at least one of the streams selected from among

{1) den resirkulerte strøm i trin (a), og {1) the recycled stream in step (a), and

(2) den normalt flytende andel av utløpet fra omdannelses- (2) the normally floating share of the output from conversion

sonen. the zone.

00

Ved én utførelsesform tilføres nytt tilførselsmateri-ale til omdannelsessonereaktoren, og reaktorens utløpsvæske avasfalteres, hvorefter den-oppløsningsmiddelmagre fraksjon som erholdes ved deasfaltering resirkuleres til reaktoren. In one embodiment, new feed material is supplied to the conversion zone reactor, and the reactor's effluent liquid is deasphalted, after which the solvent-lean fraction obtained by deasphalting is recycled to the reactor.

Ved en annen utførelsesform blir tilførselsmate ria-let til prosessen først avasfaltert, og den oppløsningsmiddelmag-re asfaltfraksjon tilføres reaktoren, og reaktoravløpsvæsken resirkuleres til avasfalteringssonen. In another embodiment, the feed material to the process is first deasphalted, and the solvent-lean asphalt fraction is fed to the reactor, and the reactor effluent is recycled to the deasphalting zone.

Andre utførelsesformer vedrører i første rekke opera-sjonsbetingelsene og de valgte oppløsningsmidler som anvendes i oppløsningsmiddelekstraksjonen. Other embodiments relate primarily to the operating conditions and the selected solvents used in the solvent extraction.

Det grunnleggende trekk innbefattende anvendelse av bærerfri, ikke-støkiometrisk vanådiumsulfid som katalytisk mid-del for omdannelse av asfalteninneholdende,.hydrocarboninnehol-dende svartoljer er angitt i US patent nr. 3.558.474. Som angitt i dette patent oppviser ikke-støkiometrisk vanådiumsulfid en uvan-lig aktivitetsgrad med hensyn til omdannelse av asfalten under samtidig eliminering av betydelige mengder svovelholdige og nit-rogenholdige forbindelser. I dette patent er ikke angitt noe om oppløsningsmiddelavasfaltering. The basic feature including the use of carrier-free, non-stoichiometric vanadium sulfide as a catalytic agent for the conversion of asphaltene-containing, hydrocarbon-containing black oils is stated in US patent no. 3,558,474. As indicated in this patent, non-stoichiometric vanadium sulfide exhibits an unusual degree of activity with respect to converting the asphalt while simultaneously eliminating significant amounts of sulfur-containing and nitrogen-containing compounds. In this patent nothing is stated about solvent deasphalting.

I alle eksempler i US patent 3.558.474 anvendes meget store mengder av ikke-stokiometrisk vanådiumsulfidforloper som blandes med tilforselsmaterialet i reaksjons3onen. Eksempel V i dette patent viser anvendelse av 832 g vanadiumtetrasulfid tilsatt 1200 g svartolje. En fagmann vil forstå at det ikke vil være kommersielt mulig å tilsette slike store mengder av en vanadiumforbindelse til svartolje. In all examples in US patent 3,558,474 very large amounts of non-stoichiometric vanadium sulphide precursors are used which are mixed with the feed material in the reaction zone. Example V in this patent shows the use of 832 g of vanadium tetrasulphide added to 1200 g of black oil. One skilled in the art will appreciate that it will not be commercially feasible to add such large amounts of a vanadium compound to black oil.

I et forsok på å redusere de store mengder vanadiumforbin-delser som var nodvendige for å utove oppfinnelsen ifolge US patent 3.558.474 ble der forsokt å resirkulere noe av katalysatoren og la denne resirkulerende katalysator være erstatning for tilsetning av vanadiumtetrasulfid. Det ovenfor nevnte patent anga en metode for resirkulering av katalysatoren. Reaktoravlopet fores til en "hot flash separator" (HFS) som holdes ved reaksjonssonetemperaturen, men ved et lavere trykk. HFS-væsken resirkuleres for å kombineres med nytt hydrocarbontilforselsmateriale,og vanadiumkatalysatoren fra denne strora gjenvinnes ved' filtrering fra felle-tanker eller en serie sentrifuger. In an attempt to reduce the large amounts of vanadium compounds that were necessary to carry out the invention according to US patent 3,558,474, an attempt was made to recycle some of the catalyst and let this recycled catalyst be a substitute for the addition of vanadium tetrasulphide. The above-mentioned patent indicated a method for recycling the catalyst. The reactor effluent is fed to a "hot flash separator" (HFS) which is maintained at the reaction zone temperature, but at a lower pressure. The HFS liquid is recycled to combine with new hydrocarbon feedstock, and the vanadium catalyst from this slurry is recovered by filtration from trap tanks or a series of centrifuges.

Både direkte resirkulering av HFS-væsken og resirkulering av katalysatoren gjenvunnet fra denne væske på konvensjonell måte ble provet. I alle tilfelle avtok katalysatorens aktivitet ved fornyet bruk. Both direct recycling of the HFS liquid and recycling of the catalyst recovered from this liquid in a conventional manner were tested. In all cases, the activity of the catalyst decreased upon repeated use.

Dette var et forvirrende problem. Katalysatorforloperen ble spaltet til ikke-stqkiometrisk vanådiumsulfid. Denne katalysator virket meget vel ved forste gangs gjennomlop gjennom reaktoren,, mens dens aktivitet avtok ved fornyet bruk. Kjemisk analyse av katalysatoren indikerte at der ikke var noen forandring i sammensetningen. Ytterligere ble alle prosessbetingelser holdt like under forsokene. This was a confusing problem. The catalyst precursor was cleaved to non-stoichiometric vanadium sulfide. This catalyst worked very well the first time it was passed through the reactor, while its activity decreased when it was used again. Chemical analysis of the catalyst indicated that there was no change in composition. Furthermore, all process conditions were kept the same during the experiments.

Der ble postulert at en mulig forandring i fysikalsk form av katalysatoren forårsaket nedsettelse av dennes aktivitet. Mikro-skopisk analyse av resirkulert katalysator bekreftet at dette var pro-blemet. V-5'J resirkulering bygget katalysatoren seg opp i storre og storre partikler. Det synes også å forekomme en oppbygning av carbon-aktig materiale på katalysatoren, bg disse faktorer reduserte tilsynelatende det effektive overflateareal av katalysatoren, hvilket fol-gelig nedsatte reaktorens effektivitet. Tilsynelatende er det nodvendig med en nesten kolloidal dispersjon av katalysatoren for å oppnå en effektiv ardannelse av svartoljer. Uheldigvis var konvensjonelle metoder for å erholde kolloidale dispersjoner av katalysatoren i svartoljer ikke anvendbare ved denne prosess. En enkel fysikalsk omrøring av katalysatoren i oljen lot de agglcmererte partikler praktisk talt uforminsket i størrelse. Andre mekaniske måter for å oppnå en slik kolloidal dispersjon ville bli for kostbare å anskaffe og operere, spesielt i kcrtmersiell skala. It was postulated that a possible change in the physical form of the catalyst caused a reduction in its activity. Microscopic analysis of recycled catalyst confirmed that this was the problem. V-5'J recycling, the catalyst built up into larger and larger particles. There also seems to be a build-up of carbon-like material on the catalyst, because these factors apparently reduced the effective surface area of the catalyst, which consequently reduced the reactor's efficiency. Apparently, an almost colloidal dispersion of the catalyst is necessary to achieve effective scarring of black oils. Unfortunately, conventional methods of obtaining colloidal dispersions of the catalyst in black oils were not applicable to this process. A simple physical stirring of the catalyst in the oil left the agglomerated particles practically unchanged in size. Other mechanical means of achieving such a colloidal dispersion would be too expensive to acquire and operate, especially on a commercial scale.

Samtidig ble der gjort forsøk på å fjerne det carbonholdige materiale fra katalysatoren. Vasking av katalysatoren med en "hvitolje" hadde liten effekt på det carbonholdige materiale. At the same time, attempts were made to remove the carbonaceous material from the catalyst. Washing the catalyst with a "white oil" had little effect on the carbonaceous material.

Tilslutt ble løsningen funnet. Det syntes son om asfaltene ikke bare fjernet noe av det carbonholdige materiale, men at asfaltenene også virket som et bærermateriale for katalysatoren. Overraskende absorberer eller adsorberer asfaltenene katalysatoren og øker derved meget dens overflateareal. Ytterligere virker asfaltenene som et relativt godt cppløsningsmiddel for det carbonholdige materiale som kunne sees på katalysatoren. Det er ennu ikke eksakt kjent hvorfor asfaltener virker sl ciuinstig på katalysatorresirku-leringen, men det er funnet at denne forbedring er virkelig. Det er nu mulig å operere en suspensjonsprosess for omdannelse av svartoljer på økonomisk måte hvis en avasfalteringssone opereres i forbindelse med suspensjonsprosessen. Finally, the solution was found. It seemed to son that the asphaltenes not only removed some of the carbonaceous material, but that the asphaltenes also acted as a carrier material for the catalyst. Surprisingly, the asphaltenes absorb or adsorb the catalyst and thereby greatly increase its surface area. Furthermore, the asphaltenes act as a relatively good solvent for the carbonaceous material that could be seen on the catalyst. It is not yet known exactly why asphaltenes act so favorably on catalyst recycling, but it has been found that this improvement is real. It is now possible to operate a suspension process for the conversion of black oils economically if a deasphalting zone is operated in connection with the suspension process.

Avasfalteringssonen kan enten være "oppstrøms" eller "nedstrøms" til suspensjonsreaktoren, avhengig av tilførselsmaterialet og operasjonsvari-able. Betegnelsen "oppstrøms" og "nedstrøms" er noe løst anvendt, idet der for katalysatoren alltid er en strøm fra suspensjonsreaktoren til avasfalteringssonen til suspensjonsreaktoren. The deasphalting zone can be either "upstream" or "downstream" of the suspension reactor, depending on the feed material and operational variables. The terms "upstream" and "downstream" are used somewhat loosely, since for the catalyst there is always a flow from the suspension reactor to the deasphalting zone of the suspension reactor.

I en utførelsesform er avasfalteringsprosessén opp-strøms til suspensjonsprosessen. Tilførselsmaterialet til suspensjonsreaktoren består av den asfaltenrike, oppløsningsmiddelmagre fraksjon fra avasfalteringssonen. Væskeutløpet fra suspensjonsreaktoren tilbakeføres til innløpet av avasfalteringssonen. Dette flyteskjema resulterer i en suspensjonsreaktor av minimal stør-relse, selvom dette i en viss grad oppveies av en forøkning i størrelsen for avasfalteringssonen som tar hånd om både det nye tilførselsmateriale og væskeutløpet fra suspensjonsreaktoren. Denne strøm er foretrukket når tilførselsmaterialet til prosessen er mottagelig for en slik behandling. Uheldigvis inneholder visse råoljer, slik som venezuelsk råolje, så meget metaller og asfaltmateriale at konvensjonelle avasfalteringsoperasjoner gir et produkt som fremdeles er uegnet for ytterligere behandling i konvensjonelle enheter. In one embodiment, the deasphalting process is upstream of the suspension process. The feed material to the suspension reactor consists of the asphaltene-rich, solvent-poor fraction from the deasphalting zone. The liquid outlet from the suspension reactor is returned to the inlet of the deasphalting zone. This flow chart results in a suspension reactor of minimal size, although this is offset to a certain extent by an increase in the size of the deasphalting zone, which takes care of both the new supply material and the liquid outlet from the suspension reactor. This stream is preferred when the feed material to the process is amenable to such treatment. Unfortunately, certain crude oils, such as Venezuelan crude oil, contain so much metals and asphaltic material that conventional deasphalting operations yield a product that is still unsuitable for further processing in conventional units.

Konvensjonelle fastskikt-enheter, eksempelvis avsvov-lingsenheter, kan tolerere opp til 50 ppm, og i enkelte tilfelle enda mere av metaller eller vanadium i tilførselsmaterialet. Hvis tilførselsmaterialet inneholder mere metaller enn dette, kan det ikke behandles direkte over det faste skikt av avsvovlingskataly-satoren. Avasfaltering fjerner ca. to tredjedeler av metallene, slik at svartoljer inneholdende opp til 150 ppm metaller, kan avasfalteres til å gi en asfaltfri fraksjon egnet for ytterligere behandling. Conventional fixed-bed units, for example desulphurisation units, can tolerate up to 50 ppm, and in some cases even more, of metals or vanadium in the feed material. If the feed material contains more metals than this, it cannot be treated directly over the solid layer of the desulphurisation catalyst. Deasphalting removes approx. two-thirds of the metals, so that black oils containing up to 150 ppm metals can be deasphalted to give an asphalt-free fraction suitable for further treatment.

Avasfaltering alene vil resultere i stort tap av væskeprodukt, idet de fleste avasfalteringsprosesser fjerner nesten en volumdel tungolje for hver volumdel asfalt som fjernes'. Foreliggende oppfinnelse med avasfalteringssonen oppstrøms for reaktoren, tillater produksjon av en asfal-tenfri olje med lavt metallinnhold med ca. 100 LV% utbytte. Ytterligere fordi resirkulerte asfaltener virker til å "stjele" metaller fra det nye tilfør-selsmateriale, vil avasfalteringssonen fjerne opp til 3/4 av metallene i til-førselsmaterialet, i motsetning til 2/3 slik sem erholdes ved konvensjonelle enheter. Deasphalting alone will result in a large loss of liquid product, as most deasphalting processes remove almost one part by volume of heavy oil for each part by volume of asphalt that is removed'. The present invention, with the deasphalting zone upstream of the reactor, allows the production of an asphalt-free oil with a low metal content with approx. 100 LV% dividend. Furthermore, because recycled asphaltenes act to "steal" metals from the new feed material, the deasphalting zone will remove up to 3/4 of the metals in the feed material, as opposed to 2/3 as obtained with conventional units.

Hvis svartoljetilførselsmaterialene inneholder meget høye metall-mengder, vil hverken konvensjonell avasfaltering eller avasfaltering etterfulgt av suspensjonsbehandlingen av asfaltfraksjonen gi en olje med tolererbart metallinnhold. I disse tilfelle er det nødvendig å føre svartoljen gjennom suspensjonsreaktoren før avasfaltering for derved å utnytte den metallfjernende aktivitet av suspensjonsprosessen. If the black oil feed materials contain very high amounts of metal, neither conventional deasphalting nor deasphalting followed by the suspension treatment of the asphalt fraction will produce an oil with a tolerable metal content. In these cases, it is necessary to pass the black oil through the suspension reactor before deasphalting in order to thereby utilize the metal-removing activity of the suspension process.

Disse resultater kan summeres på følgende måte: These results can be summarized as follows:

ppm metall i ppm metal i

tilførsels- supply

materialet the material

Utovelse av oppfinnelsen med avasfalteringssonen oppstroms for suspensjonsreaktoren er fremdeles mulig i visse tilfelle når avasfaltering alene ikke vil være tilstrekkelig. Det resirkulerende asfalteniske materiale fra suspensjonsreaktoren virker i visse tilfelle som en "tyv" for å fjerne noe av metallene fra råtilforsels-materialet som ellers ville forbli i den opplosningsmiddelrike fraksjon fra avasfalteringssonen. Extension of the invention with the deasphalting zone upstream of the suspension reactor is still possible in certain cases when deasphalting alone will not be sufficient. The recirculating asphaltenic material from the suspension reactor acts in certain cases as a "thief" to remove some of the metals from the feedstock that would otherwise remain in the solvent-rich fraction from the deasphalting zone.

For å behandle tilforselsmaterialer med meget hbyt metallinnhold eller for å erholde et produkt med det lavest mulige metallinnhold er det foretrukket å operere med suspensjonsreaktoren oppstroms for avasfalteringssonen for å oppnå en bedre fjernelse av metall. Således vil råfraksjonen til prosessen forst fores til suspensjonsreaktoren og derefter til avasfalteringssonen. Den opplosningsmiddelrike fase fra åvasfalteringstrinnet vil ha et meget lavt vanadi-uminnhold og kan behandles uten vanskelighet i konvensjonelle fa-st-skikt-ejiheter. Utforelsen av foreliggende oppfinnelse er fremdeles nodvendig fordi katalysatoren må brukes på nytt. Avasfaltering av av-, lopet fra suspensjonsreaktoren sikrer at der vil være en fin dispersjon av katalysatoren i asfaltfasen fra. avasfalteringssonen. Denne asfalt blir derefter resirkulert til inrilopet av suspensjonsreaktoren. To treat feed materials with a very high metal content or to obtain a product with the lowest possible metal content, it is preferred to operate with the suspension reactor upstream of the deasphalting zone to achieve a better removal of metal. Thus, the crude fraction of the process will first be fed to the suspension reactor and then to the deasphalting zone. The solvent-rich phase from the asphalting step will have a very low vanadium content and can be treated without difficulty in conventional solid-state facilities. The embodiment of the present invention is still necessary because the catalyst must be reused. Deasphalting the effluent from the suspension reactor ensures that there will be a fine dispersion of the catalyst in the asphalt phase from. the deasphalting zone. This asphalt is then recycled to the inriloop of the suspension reactor.

En ytterligere okonomisk fordel ved denne spesielle sus-pens jonsprosess består i omdannelse av tilstedeværende metall i oljen til katalysator. A further economic advantage of this special suspension ion process consists in converting the metal present in the oil into a catalyst.

Hvis andre metaller ble anvendt som katalysator, f.eks. Mo, -og hvis det ikke var mulig å omdanne metallene i oljen til katalysator, måtte én storre andel av bunnfraksjonene fra avasfalteringssonen avledes kontinuerlig til en storre katalysatorregeneringsenhet. If other metals were used as catalyst, e.g. Mo, - and if it was not possible to convert the metals in the oil into catalyst, a larger proportion of the bottom fractions from the deasphalting zone had to be continuously diverted to a larger catalyst regeneration unit.

Denne katalysatorregenereringsenhet ville består av en This catalyst regeneration unit would consist of a

stor kostbar uorganisk metallraffineringsenhet hvor forst gjenværende olje måtte oppldses fra katalysatoren, og derefter måtte katalysatoren befries for Ni, Fe og V, efterfulgt av regenerering. large expensive inorganic metal refining unit where first residual oil had to be dissolved from the catalyst, and then the catalyst had to be freed of Ni, Fe and V, followed by regeneration.

Ved utovelse av foreliggende oppfinnelse er det ikke len-ger nodvendig eller onskelig å oppnå 100 % omdannelse pr. gjennomf-or-ing av asfaltenene. Fordi asfaltenene resirkuleres, er det nu mulig å noye seg med en mindre omdannelse pr. gjennomgang og allikevel oppnå nesten 100 % omdannelse av asfaltenene som tilfores systemet. When practicing the present invention, it is no longer necessary or desirable to achieve 100% conversion per passing through the asphaltenes. Because the asphaltenes are recycled, it is now possible to make do with a smaller conversion per review and still achieve almost 100% conversion of the asphaltenes fed to the system.

Selvom en operasjon for erholdelse av nesten 100 % omdannelse pr. gjennomgang er mulig, og nesten ble erholdt ved én gjennomgang på basis av US patent nr. 3.558.474, bør dette unngåes ved ut-førelse av foreliggende oppfinnelse. Omdannelse på 15 - 85 % pr. gjennomgang av asfaltenene sikrer at det vil være tilstrekkelig asfaltmateriale i utløpet fra suspensjonsreaktoren til å bibeholde katalysatoraktiviteten og samtidig forhindre at der resirkuleres for store mengder asfaltenisk materiale. Den eksakte omdannelses-mengde pir. gjennomgang som kan være ønsket i en gitt installasjon vil være avhengig av egenskapene for svartoljen som behandles og av effektiviteten og typen av avasfalteringsenhet som anvendes. Although an operation to obtain almost 100% conversion per review is possible, and almost was obtained in one review on the basis of US patent no. 3,558,474, this should be avoided when carrying out the present invention. Conversion of 15 - 85% per review of the asphaltenes ensures that there will be sufficient asphalt material in the outlet from the suspension reactor to maintain the catalyst activity and at the same time prevent excessive amounts of asphaltenic material from being recycled. The exact conversion amount pir. review that may be desired in a given installation will depend on the characteristics of the black oil being treated and on the efficiency and type of deasphalting unit used.

Erkjennelse nødvendiggjør en anerkjennelse av det faktum at det innen teknikkens stand er kjent et antall forskjellige teknikker for å oppnå en oppløsningsmiddelavasfaltering av asfalteninneholdende hydrocarbontilfør-selsmateriale. For korthets skyld vil der ikke bli gjort forsøk på å fullstendig beskrive teknikkens stand på området cppløsnirgsmiddelavasfaltering. Acknowledgment necessitates an acknowledgment of the fact that a number of different techniques are known in the art for achieving solvent deasphalting of asphaltene-containing hydrocarbon feedstock. For the sake of brevity, no attempt will be made to fully describe the state of the art in the area of solvent deasphalting.

Egnede flytende avasfalteringsoppløsningsmidler innbefatter fly-tendegjorte, normalt gassformige hydrocarboner slik som propan, n-butan, isobutan eller blandinger derav, såvel som ethan, ethylen, propan, propylen, n-butylen, isobutylen, pantan, isopentan og blandinger derav. Suitable liquid deasphalting solvents include liquefied, normally gaseous hydrocarbons such as propane, n-butane, isobutane or mixtures thereof, as well as ethane, ethylene, propane, propylene, n-butylene, isobutylene, pentane, isopentane and mixtures thereof.

Ved en spesielt foretrukken oppløsningsmiddelavasf alter ing sopera-sjon anvendes butan eller pantan med et oppløsningsmiddel til oljeforhold på 4 - 1, og ved en temperatur på ca. 5 - 6°C under oppløsningsmidlets kritiske temperatur. In a particularly preferred solvent defatting operation, butane or panthane is used with a solvent to oil ratio of 4 - 1, and at a temperature of approx. 5 - 6°C below the solvent's critical temperature.

Konsentrasjonen av ikke-støkiometrisk vanådiumsulfid i satsen til reaktoren er fortrinsvis minst 0,5 vekt%, regnet på. basis av elementært vanadium. Anvendelse av mindre katalysator resulterer i en meget lav omdannelse pr. gjennomgang av asfalten. For høye konsentrasjoner synes ikke å fremme totalresultatene selv ved ekstremt, forurenset tilførselsmateriale som utviser et ekstremt høyt asfalteninnhold. Derfor er den øvre grense for vanadiumsulfid ca. 25 vekt%. The concentration of non-stoichiometric vanadium sulfide in the batch to the reactor is preferably at least 0.5% by weight, calculated on. base of elemental vanadium. Use of less catalyst results in a very low conversion per review of the asphalt. Excessively high concentrations do not appear to advance the overall results even with extremely contaminated feedstock exhibiting an extremely high asphaltene content. Therefore, the upper limit for vanadium sulphide is approx. 25% by weight.

Den kolloidale suspensjon av katalysator og tilførsels-materiale blandes med minst 350 V/V volumdeler hydrogen ved 15°C ved 1 ata. pr. volumdel tilført tilførselsmateriale ved 15°C. Opereres der med en mindre hydrogensirkulasjon enn dette, erholdes meget dårlige resultater. Ved den foretrukne oppstrømsoperasjon av suspensjonsreaktorprosessen bobles hydrogen opp gjennom en kontinuerlig flytende fase. På grunn av tilstedeværelsen av en kontinuerlyg flytende fase kunne det antas at kun hydrogenets partial trykk i reaksjonssonen er av betydning, men dette er ikke tilfelle. Hydrogenoverforing til væsken er i en viss grad diffusjcnsbegrenset. Det synes således at en viss minimumsmengde hydrogen som bobles gjennom væskesuspensjonen er nodvendig. Opereres der med mindre enn. den ovenfor nevnte min imuras-hydrogensirkulasjon, erholdes meget dårlige resultater. Det er foretrukket å arbeide med lOOO - 2000 V/v og ca. 1300 V/V synes å være op-timalt ved de trykk sovn for tiden anvendes . Anvendelse av mere hydrogen enn 2000 V/v er ikke skadelig, men synes ikke å forbedre driften av prosessen. Kompressoromkostningene blir meget store ved hydrogen-sirkulasjonsforhold som overstiger 10,000 V/V slik at 10,000 V/V er en praktisk ovre grense for hydrogensirkulasjon. The colloidal suspension of catalyst and feed material is mixed with at least 350 V/V parts by volume of hydrogen at 15°C at 1 ata. per volume fraction added feed material at 15°C. If you operate there with a smaller hydrogen circulation than this, very poor results are obtained. In the preferred upstream operation of the suspension reactor process, hydrogen is bubbled up through a continuous liquid phase. Due to the presence of a continuous liquid phase, it could be assumed that only the partial pressure of the hydrogen in the reaction zone is important, but this is not the case. Hydrogen transfer to the liquid is to a certain extent diffusion limited. It thus appears that a certain minimum amount of hydrogen that is bubbled through the liquid suspension is necessary. Operated there with less than. the above-mentioned mine imuras hydrogen circulation, very poor results are obtained. It is preferred to work with lOOO - 2000 V/v and approx. 1300 V/V seems to be optimal at the pressure sleepers currently used. The use of more hydrogen than 2000 V/v is not harmful, but does not seem to improve the operation of the process. The compressor costs become very large at hydrogen circulation ratios that exceed 10,000 V/V, so that 10,000 V/V is a practical upper limit for hydrogen circulation.

Reaksjonssonetrykk kan være i området 25 - 500 ata- Hoyere trykk synes å fremme de hydrogeneringsreaksjoner sonr forekommer. Hoyere trykk reduserer også noe kapitalutgiftene og operasj onsomkost-ningene for hydrogenresirkulasjonskompressorene som ofte anvendes innen prosessen. Uheldigvis vil hoyere trykk nodvendiggjore en tyngre konstruksjon av reaksjons sonen. Reaction zone pressure can be in the range 25 - 500 ata - Higher pressures seem to promote the hydrogenation reactions that occur. Higher pressures also somewhat reduce the capital expenditure and operating costs for the hydrogen recirculation compressors that are often used within the process. Unfortunately, higher pressures will necessitate a heavier construction of the reaction zone.

Da reaksjonene som utfores i prinsippet er eksoterme, vil temperaturen av avlopet fra reaksjonssonen være betydelig hoyere enn innlopstemperaturen. Dessuten er en minimumstemperatur på 300 - 400°C nodvendig for at reaksjonen skal finne sted. Innlopstemperatu-rer som overskrider 435°C bor unngåes fordi hoyere temperaturer fremmer dehydrogenering fremfor hydrogener!ng. F.eks. ved kun å oppvarme cyclohexan til 350°C, vil der produseres benzen og hydrogen selvom in-gen katalysator er tilstede. Hoyere temperaturer vil generelt oke re-aks jonshastigheten, men dette oppveies av en ugunstig forflytning av likevekten. Av de samme grunner bor oppholdstiden i reaksjonssonen og innlopstemperaturen være slik at utlopstemperaturen ikke er hoyere enn 500°C. Selvom egnede resultater erholdes ved en maksimal reaksjons-temperatur på 500°C, begrenser den foretrukne operasjonsmetode maksimal- reaksjonstempetraturen til 450°C. As the reactions carried out in principle are exothermic, the temperature of the effluent from the reaction zone will be significantly higher than the inlet temperature. In addition, a minimum temperature of 300 - 400°C is necessary for the reaction to take place. Inlet temperatures that exceed 435°C should be avoided because higher temperatures promote dehydrogenation rather than hydrogenation. E.g. by only heating cyclohexane to 350°C, benzene and hydrogen will be produced even if no catalyst is present. Higher temperatures will generally increase the reaction rate, but this is offset by an unfavorable shift in the equilibrium. For the same reasons, the residence time in the reaction zone and the inlet temperature must be such that the outlet temperature is not higher than 500°C. Although suitable results are obtained at a maximum reaction temperature of 500°C, the preferred method of operation limits the maximum reaction temperature to 450°C.

Selvom den foreliggende prosess kan utfores i en forlen-get reaksjonssone hvor suspensjonen og hydrogen innfores i den ovre del derav, og avlopet fjernes fra den nedre del, er et oppstroms system foretrukket. En vesentlig fordel ligger i det faktum at den ekstremt tunge del av tilforselsmaterialet, spesielt den del som har et normalt kokepunkt over 566°C har en vesentlig lengere oppholdstid in-ne i reaksjonssonen, hvilket fremmer omdannelse av denne tunge fraksjon av tilforselsmaterialet. Although the present process can be carried out in an extended reaction zone where the suspension and hydrogen are introduced in the upper part thereof, and the effluent is removed from the lower part, an upstream system is preferred. A significant advantage lies in the fact that the extremely heavy part of the feed material, especially the part that has a normal boiling point above 566°C has a significantly longer residence time inside the reaction zone, which promotes conversion of this heavy fraction of the feed material.

Avlopet fra suspensjonsreaktoren, inneholdende vanådium-sulf idkatalysatoren og uorasatte asfaltener, innfores i et egnet sepa-rasjons sys tetn fra hvilket en hydrogenrik gassfase utvinnes, fortrinnsvis for resirkulering som tilforselsmateriale til suspensjonsreaktoren. Dette hydrogenseparasjonssystem er ikke betraktet som et vesentlig trekk ved foreliggende kombinasjonsprosess. Det kan omfatte ett eller flere kamre fra hvilke hydrogen og andre normalt gassfortaige strommer kan separeres og gjenvinnes. Den normalt flytende andel av produktavlopet, igjen innbefattende vanådiumsulfidkatalysatoren og uorasatte asfaltener, innfores fortrinnsvis i den ovre del av en opplosningsmiddel-avasfalteringssone, hvori det i motstrom bringes i kon-takt med et egnet selektivt opplbsningsmiddel som innfores i den nedre Jei av avasfalteringssonen. Opplosningsmiddelavasfalteringssonen kan også behandle-hele tilforselsstrommen til prosessen, slik at tilforselsstrommen til avasfalteringssonen kan bestå av nytt tilforselsmata-riale og væskeutlopet fra suspensjonsreaktoren. The effluent from the suspension reactor, containing the vanadium sulphide catalyst and unsaturated asphaltenes, is introduced into a suitable separation system from which a hydrogen-rich gas phase is extracted, preferably for recycling as feed material to the suspension reactor. This hydrogen separation system is not considered an essential feature of the present combination process. It may comprise one or more chambers from which hydrogen and other normally gaseous streams can be separated and recovered. The normally liquid portion of the product effluent, again including the vanadium sulphide catalyst and untreated asphaltenes, is preferably introduced into the upper part of a solvent-deasphalting zone, in which it is brought into countercurrent contact with a suitable selective solvent which is introduced into the lower part of the deasphalting zone. The solvent deasphalting zone can also treat the entire feed stream to the process, so that the feed stream to the deasphalting zone can consist of new feed material and the liquid outlet from the suspension reactor.

Opplosningsmiddelavasfalteringssonen vil fungere ved en temperatur i området 10 - 300°C, fortrinnsvis i området 35 - 130°C, The solvent deasphalting zone will operate at a temperature in the range 10 - 300°C, preferably in the range 35 - 130°C,

og i et trykkområde„på 5 - 75 ata., fortrinnsvis 15-40 ata. De eksakte operasjonsbetingelser vil generelt være avhengige av de fysiske egenskaper for tilforselsmaterialet som tilfores avasfalteringsenheten såvel -som av det valgte opplosningsmiddel. Generelt velges temperatur og t-rykk slik at avasf al tering finnec sted i væskefase og for å sikre at alt av katalysatorpartiklene fjernes med-den opplosningsmiddelmagre tunge fase. Egnede opplosningsraidler innbefatter ethan, methan, propan, butan, isobutan, pentan, isopentanr neopentan, hexan, isohexan, heptan og lignende hy.drocarbqner- Tilsvarende kan opplosning smid let være en normalt væskef onnig nafthafraksjon inneholdende hydrocarboner med 5-14 carbonatomer pr. molekyl, og fortrinnsvis en nafthafraksjon s.om har et sluttkokepunkt under 95°C. and in a pressure range of 5-75 ata., preferably 15-40 ata. The exact operating conditions will generally depend on the physical properties of the feed material that is fed to the deasphalting unit as well as on the chosen solvent. In general, temperature and pressure are chosen so that desalination takes place in the liquid phase and to ensure that all of the catalyst particles are removed with the solvent-poor heavy phase. Suitable solvents include ethane, methane, propane, butane, isobutane, pentane, isopentane, neopentane, hexane, isohexane, heptane and similar hydrocarbons. Correspondingly, the solution can easily be a normally liquid naphtha fraction containing hydrocarbons with 5-14 carbon atoms per molecule, and preferably a naphtha fraction if it has a final boiling point below 95°C.

Den opplbsningsmiddelrike, normalt flytende fase innfores The solvent-rich, normally liquid phase is introduced

i et egnet opplosningsmiddelgjenvinningssystem; konstruksjon og anvendt teknikk ved et slikt system er velbeskrevet innen teknikkens stand. Tilsvarende innfores den opplosningsmiddelmagre, asfaltenholdige fase i suspensjonsreaktoren. Dette er tilfelle uavhengig av om avasf alteringssonen „er "oopstroms" eller "heds troms" Tor suspensjonsreaktoren. Omdannelse av svartolje .synes å påvirkes gunstig når den utfores under tilstedeværelse av hydrogensulfid. Det er derfor innen området av foreliggende oppfinnelse å irmfore~2,5 - 25 mol hydrogensulfid i den hydrogen som innfores i suspensjonsreaktoren. in a suitable solvent recovery system; the construction and applied technique of such a system is well described within the state of the art. Correspondingly, the solvent-lean, asphaltene-containing phase is introduced into the suspension reactor. This is the case regardless of whether the desalination zone is "opstroms" or "heds troms" Tor the suspension reactor. Black oil conversion appears to be favorably affected when carried out in the presence of hydrogen sulphide. It is therefore within the scope of the present invention to introduce ~2.5 - 25 mol of hydrogen sulphide into the hydrogen which is introduced into the suspension reactor.

En utforelsesform er vist i den vedlagte tegning ved hjelp av et forenklet flyteskjema som viser utforelse av foreliggende oppfinnelse hvor avasfalteringssonen er "nedstroms" i forhold til suspensjonsreaktoren . An embodiment is shown in the attached drawing by means of a simplified flow diagram showing an embodiment of the present invention where the deasphalting zone is "downstream" in relation to the suspension reactor.

Tilforselsmaterialet i rorledning 1 blandes med resirkulerende hydrogen fra rorledning 2 og suppleringshydrogen fra rorledning 3. Ikke-stokiometrisk vanådiumsulfidkatalysa.tor, blandet, med asfaltener, innfores via rorledning 4 og 1 til den nedre del av reaksjonssonen 5. Det totale produktavlop, innbefattende vanådiumsulfidkatalysator og uomsatte asfaltener, fjernes fra reaktor 5 via rorledning 6 og innfores i et egnet hydrogen-separasjonssystem 7. Hydrogen-separa-sjonssysternet 7 kan være et fler-kammerseparasjonssystem hvori hydrogen fjernes via rorledning 2 for resirkulering, mens andre gassformige komponenter kan fjernes fra prosessen. Normalt flytende reaktoravlop, f.eks. hexan og tyngre hydrocarboner, innbefattende vanådiumsulfidkatalysator og uomsatte asfaltener, uttrekkes fra hydrogenseparasjonsso-nen- 7 gjennom rorledning 8 og innfores derved i den ovre del av avasfalteringssone 9. The feed material in pipeline 1 is mixed with recirculating hydrogen from pipeline 2 and supplementary hydrogen from pipeline 3. Non-stoichiometric vanadium sulphide catalyst, mixed, with asphaltenes, is introduced via pipelines 4 and 1 to the lower part of reaction zone 5. The total product effluent, including vanadium sulphide catalyst and unreacted asphaltenes are removed from reactor 5 via pipeline 6 and introduced into a suitable hydrogen separation system 7. The hydrogen separation system 7 can be a multi-chamber separation system in which hydrogen is removed via pipeline 2 for recycling, while other gaseous components can be removed from the process. Normally liquid reactor effluent, e.g. hexane and heavier hydrocarbons, including vanadium sulphide catalyst and unreacted asphaltenes, are extracted from the hydrogen separation zone 7 through pipeline 8 and thereby introduced into the upper part of deasphalting zone 9.

Et egnet selektivt opplosningsmiddel, eksempelvis n-butan, innfores i den lavere del av avasfalteringssonen 9 via rorledning IO. Supplerings-oppløsningsmiddel kan tilfores til rorledning 10 via rorledning 11. Det opplosningsmiddelrike, normalt flytende materiale trekkes ut fra den ovre del av avasfalteringssone 9 via rorledning 12 og ' innfores i opplosningsmiddelgjenvinningssystemet 13 hvori oppldsnings-midlet gjenvinnes og resirkuleres via rorledning IO. Det normalt flytende produktavlop trekkes ut av prosessen via rorledning 14. Den utfeldte vanådiumsulfidkatalysator og uomsatte asfaltener trekkes ut av avasfalteringssone 9 og resirkuleres for å kombineres med tilforselsmaterialet og hydrogen. Da de fleste svartoljetilforselsmateri-aler inneholder betydelige mengder metaller, spesielt nikkel og vanadium som eksisterer i form av metalliske porfyriner, avtrekkes en tap-pes trom fortrinnsvis via rorledning 15, og fores til en egnet metall-gjenvinningsenhet. Denne teknikk forhindrer en unodvendig oppbygning av metaller inne i systemet. A suitable selective solvent, for example n-butane, is introduced into the lower part of the deasphalting zone 9 via pipe IO. Supplemental solvent can be supplied to pipeline 10 via pipeline 11. The solvent-rich, normally liquid material is extracted from the upper part of deasphalting zone 9 via pipeline 12 and is introduced into the solvent recycling system 13 in which the solvent is recovered and recycled via pipeline IO. The normally liquid product effluent is withdrawn from the process via pipeline 14. The precipitated vanadium sulphide catalyst and unreacted asphaltenes are withdrawn from deasphalting zone 9 and recycled to combine with the feed material and hydrogen. As most black oil feed materials contain significant amounts of metals, especially nickel and vanadium which exist in the form of metallic porphyrins, a tappet drum is preferably drawn off via pipeline 15, and fed to a suitable metal recovery unit. This technique prevents an unnecessary buildup of metals inside the system.

Hydrocarbontilforselsmaterialet anvendt i disse eksempler var en vakuumkolonnebunnfraksjon med spesifikk vekt på 1,028, initialt kokepunkt på 286°C, en 10,0 LV% des tillasjonstemperatur på 514°C og 24,0 LV% destillasjonstemperatur på 566°C. Tilforselsmaterialet inneholdt 13,3 vekt% asfaltener, 4,88 vekt% svovel, 0,48 vekt% nitrogen, 400 ppm vanadium og 70 ppm nikkel, idet sistnevnte eksisterte i form av organometalliske porfyriner. The hydrocarbon feed used in these examples was a vacuum bottoms fraction with a specific gravity of 1.028, an initial boiling point of 286°C, a 10.0 LV% distillation temperature of 514°C and a 24.0 LV% distillation temperature of 566°C. The feed material contained 13.3 wt% asphaltenes, 4.88 wt% sulphur, 0.48 wt% nitrogen, 400 ppm vanadium and 70 ppm nickel, the latter existing in the form of organometallic porphyrins.

Eksempel I Example I

I dette eksempel ble 200 g/time av tilforselsmaterialet blandet med 0,535 m 3 /time hydrogen, Tiåolt ved 15°C og 1 ata, eller ca. 2,680 V/V. 17,O mol% hydrogensulfid var tilstede i resirkulerings-gassen. Reaksjonssonetrykket var 205 ata, og reaksjonssonens topp-temperatur var 443°C. Den normalt flytende andel av produktutlopet ble avasfaltert med propan ved en temperatur på 67°C ved et trykk tilstrekkelig til å oppnå en væskefaseoperasjon. In this example, 200 g/hour of the feed material was mixed with 0.535 m 3 /hour of hydrogen, Tiåolt at 15°C and 1 ata, or approx. 2.680 W/W. 17.0 mol% hydrogen sulphide was present in the recycle gas. The reaction zone pressure was 205 ata, and the reaction zone peak temperature was 443°C. The normally liquid portion of the product effluent was deasphalted with propane at a temperature of 67°C at a pressure sufficient to achieve a liquid phase operation.

Ca. 3,2 vekt% katalysator ble anvendt for å omdanne en toppet råolje med spesifikk vekt på 1,008 som inneholdt IO,53 vekt% asfaltener, 2,80 vekt% svovel og 573 ppm metaller. Vanådiumsulfidkatalysatoren ble behandlet for å fjerne alle benzenoppldselige materialer og asfaltener, og den asfaltenfrie katalysator ble ombrukt to ganger. De erholdte resultater er vist i tabell I. About. 3.2 wt% catalyst was used to convert a peaked crude oil with a specific gravity of 1.008 containing 10.53 wt% asphaltenes, 2.80 wt% sulfur and 573 ppm metals. The vanadium sulfide catalyst was treated to remove all benzene soluble materials and asphaltenes, and the asphaltene-free catalyst was reused twice. The results obtained are shown in table I.

Katalysatordeaktivering er klart åpenbart. Ved forsok nr. 3 hadde den spesifikke vekt qket til 0,955, gjenværende asfaltener oket til 2,40 vekt% og 1,81 vekt% svovel forble i produktet. Catalyst deactivation is clearly evident. In trial No. 3, the specific gravity had increased to 0.955, residual asphaltenes had increased to 2.40% by weight and 1.81% by weight of sulfur remained in the product.

Tilforselsmaterialet ble derefter forandret til vakuumko-lonnebunnfraksjonen som tidligere beskrevet. Vanådiumsulfidkatalysatoren, 7,9 vekt%, ble ombrukt fire ganger efter fjernelse av benzen-opploselig materiale og gjenværende asfaltener. I den folgende tabell II er vist resultatene av de siste tre omkjorte forsbk. The feed material was then changed to the vacuum column bottoms fraction as previously described. The vanadium sulfide catalyst, 7.9% by weight, was reused four times after removal of benzene-soluble material and residual asphaltenes. The following table II shows the results of the last three lapsed trials.

Katalysatordeaktiveringen er spesielt merkbar med hensyn til gjenværende asfaltenkonsentrasjonj med fersk katalysator omdannes mere enn 99 % av tilstedeværende asfaltener, mens de ovenfor angitte tall indikerer ca. 87 % asfaltenomdannelse. The catalyst deactivation is particularly noticeable with regard to the remaining asphaltene concentration, with fresh catalyst more than 99% of the asphaltenes present are converted, while the above figures indicate approx. 87% asphaltene conversion.

Eksempel II Example II

I de neste forsoksserier ble katalysatorkonsentrasjonen nedsatt til 2,8 vekt% og 3,5 vekt%, regnet som elementært vanadium og temperaturen senket til 425 - 430°C. Den eneste andre operasjonsfor-andring varifolge fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse, hvorved det katalytiske vanådiumsulfid oyeblikkelig ble resirkulert fra avasfalteringssonen sammen med uomsatte asfaltener. In the next trial series, the catalyst concentration was reduced to 2.8% by weight and 3.5% by weight, calculated as elemental vanadium, and the temperature was lowered to 425 - 430°C. The only other operational change following the method according to the present invention, whereby the catalytic vanadium sulfide was instantly recycled from the deasphalting zone together with unreacted asphaltenes.

Vanådiumsulfidkatalysatoren ble ombrukt to ganger, og katalysatoren i det initiale forsok (7) var 3,5 vekt%, og i de to andre omforsbk (8) og (9) 2,8 vekt%. Resultatene er vist i folgende tabell The vanadium sulphide catalyst was reused twice, and the catalyst in the initial trial (7) was 3.5% by weight, and in the other two trials (8) and (9) 2.8% by weight. The results are shown in the following table

III. III.

Disse resultater indikerer klart fordelene som erholdes ved utnyttelse av den foreliggende kombinasjonsprosess, og det er fullstendig uventet tatt i betraktning at katalysatorkonsentrasjonen er blitt senket fra 7,9 vekt% til 2,8 vekt%. These results clearly indicate the advantages obtained by utilizing the present combination process, and it is completely unexpected considering that the catalyst concentration has been lowered from 7.9% by weight to 2.8% by weight.

I dette eksempel er prosessflyteskjemaet modifisert i henhold til en annen utfbrelsesform av foreliggende oppfinnelse. In this example, the process flowchart is modified according to another embodiment of the present invention.

Tilforselsmaterialet blir forst avasfaltert, og den opplosningsmiddelmagre, asfaltenholdige fraksjon innfores alene til omdannelsessonen. The feed material is first deasphalted, and the solvent-poor, asphaltene-containing fraction is introduced alone to the conversion zone.

Utlopet fra omdannelsessonen fores til et hydrogenseparasjonssystem. Normalt flytende avlop blir derefter resirkulert til innlopet av avasfalteringssonen for behandling av tilforselsmateriale. Således avasfalteres både tilforselsmatecialet og reaktorutlopsvæsken The effluent from the conversion zone is fed to a hydrogen separation system. Normally liquid effluent is then recycled to the inlet of the deasphalting zone for treatment of feed material. Thus, both the feed material and the reactor effluent are deasphalted

i avasfalteringssonen. Asfaltener omdannet i omdannelsessonen, fjernes som produkt i den opplosningsmiddelrike fase som gjenvinnes fra avasfalteringssonen. in the deasphalting zone. Asphaltenes converted in the conversion zone are removed as a product in the solvent-rich phase that is recovered from the deasphalting zone.

Eksempel III Example III

Tilforselsmaterialet, an vakuurakolonnefraksjon, som tidligere beskrevet, blandes med uomsatte asfaltener og ikke-stokiometrisk vanådiumsulfid og underkastes n-butan-avasfaltering ved en temperatur på ca. 70°C og ved et trykk tilstrekkelig til å bibeholde en væskefaseoperasjon. Ca. 70 UV % av det opprinnelige tilforselsmateriale fjernes som en opplosningsmiddelrik fase og innfores i et egnet opplosningsmiddelgjenvinningssystem. De gjenværende tungol jebestanddeler, utfeldte asfaltener og ikke-stokiometrisk vanådiumsulfid i en mengde på 3 vekt%, regnet på elementært vanadium, innfores i den nedre del av en reaksjonssone som holdes ved en maksimaltemperatur på ca. 425°C og ei trykk på ca. 205 ata. Tilforselsmaterialet blandes med en hydrogenrik gass i en mengde til å gi 3O00 V/V. Denne gass inneholder ca. 15 mol% H2S. The feed material, a vacuum column fraction, as previously described, is mixed with unreacted asphaltenes and non-stoichiometric vanadium sulphide and subjected to n-butane deasphalting at a temperature of approx. 70°C and at a pressure sufficient to maintain a liquid phase operation. About. 70 UV % of the original feed material is removed as a solvent-rich phase and fed into a suitable solvent recovery system. The remaining heavy oil components, precipitated asphaltenes and non-stoichiometric vanadium sulphide in an amount of 3% by weight, calculated on elemental vanadium, are introduced into the lower part of a reaction zone which is kept at a maximum temperature of approx. 425°C and a pressure of approx. 205 ata. The feed material is mixed with a hydrogen-rich gas in an amount to give 3000 V/V. This gas contains approx. 15 mol% H2S.

Efter separasjon av reaksjonsproduktutlopet for å gjenvin-ne hydrogen for resirkulering til reaksjonssonen blandes væsken med nytt hydrocarbontilforselsmateriale og innfores i opplosningsmiddelav-asf alteringssonen. Efter ca. 100 timers operasjon uttrekkes en tappe-strom av ca. IO LV % av reaktorvæskeutlbpet som efter fjernelse av hydrocarbonopploselige produkter fores til et metallgjenvinningssystem. After separation of the reaction product effluent to recover hydrogen for recycling to the reaction zone, the liquid is mixed with new hydrocarbon feed material and introduced into the solvent deasphalting zone. After approx. 100 hours of operation draws a drain current of approx. IO LV % of the reactor liquid effluent which, after removal of hydrocarbon-soluble products, is fed to a metal recovery system.

Analyse av det normalt flytende produkt, dvs. den asfaltenfrie fase fra avasfalteringssonen og innbefattende hydrocarbon gjenvunnet fra tappestrommen, når dette er mulig, indikerte en gjen-vinning av den initiale katalysatoraktivitet-. Ved ca. 50 timers operasjon var den gjenværende asfaltenkonsentrasjon ca. 1,25 %, ved 142 timer var den sunket til ca. 0,50 %, ved 175 timer utgjorde det gjenværende asfalteninnhold ca. 0,25 %, og efter ca. 2QO timer var konsentrasjonen -ca. 0,10 %. Analysis of the normally liquid product, i.e. the asphaltene-free phase from the deasphalting zone and including hydrocarbon recovered from the tap stream, when possible, indicated a recovery of the initial catalyst activity. At approx. After 50 hours of operation, the remaining asphaltene concentration was approx. 1.25%, at 142 hours it had dropped to approx. 0.50%, at 175 hours the remaining asphaltene content was approx. 0.25%, and after approx. 2QO hours the concentration was -approx. 0.10%.

Det .foregående indikerer klart metoden hvorved foreliggende .oppfinnelse utfores og de fordeler som erholdes ved anvendelse av denne. Væskeproduktet som erholdes ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse er i det vesentlige fri for asfaltener, og dets metallinnhold er redusert og utgjor således et ideelt tilforselsmateriale for efterfdlgende behandling i fastskikt-hydrogen-avsvovlings- eller hydrocracking-enheter. The foregoing clearly indicates the method by which the present invention is carried out and the advantages obtained from its application. The liquid product obtained by the method according to the present invention is essentially free of asphaltenes, and its metal content is reduced and thus constitutes an ideal feed material for subsequent treatment in fixed bed hydrogen desulphurisation or hydrocracking units.

Claims (8)

1. Katalytisk suspensjonsprosess for omdannelse av et asfalten-holdig hydrocarbon-utgangsmateriale i nærvær av en bærerfri ikke-stokiometrisk vanådiumsulfid-katalysator i en omdannelsessone og hvor minst en del av katalysatoren resirkuleres til omdannelsessonen, karakterisert ved at (a) en resirkulasjonsstrom omfattende en losningsmiddelmager blanding av ikke-stokiometrisk vanådiumsulfid og asfaltener som er fjernet fra en losningsmiddelekstrak-sjonssone, og hydrogen innfores i omdannelsessonen, (b) resirkulasjonsstrdmmen omsettes med hydrogen i omdannelsessonen ved slike betingelser at asfaltenene omdannes til lavere-kokende hydrocarboner, (c) en hydrogen-holdig strom separeres fra omdanneIsessone-utlopet, (d) den gjenværende, normalt flytende andel av omdannelsessone-utldpet, inneholdende vanådiumsulfidet, innfores i losningsmiddelékstraksjonssonen i hvilken nevnte flyt-, ende andel avasfalteres for å gi en losningsmiddelrik, normalt flytende fase som fjernes fra prosessen, og en losningsmiddelmager blanding omfattende ikke-stokiometrisk vanadiumsulfid og asfaltener som den nevnte resirku-las jonsstrom, og (e) det asfaltenholdige hydrocarbonutgangsmateriale innfores i det resirkulerende system ved sammenblanding med minst en av strommene valgt blandt (1) den resirkulerte strom i trinn (a), og (2) den normalt flytende andel av utlopet fra omdannelsessonen.1. Catalytic suspension process for converting an asphaltene-containing hydrocarbon feedstock in the presence of a carrier-free non-stoichiometric vanadium sulfide catalyst in a conversion zone and wherein at least a portion of the catalyst is recycled to the conversion zone, characterized in that (a) a recycle stream comprising a solvent lean mixture of non-stoichiometric vanadium sulfide and asphaltenes removed from a solvent extraction zone, and hydrogen is introduced into the conversion zone, (b) the recycle stream is reacted with hydrogen in the conversion zone under such conditions that the asphaltenes are converted to lower-boiling hydrocarbons, (c) a hydrogen containing stream is separated from the conversion zone effluent, (d) the remaining, normally liquid portion of the conversion zone effluent, containing the vanadium sulphide, is introduced into the solvent extraction zone in which said final portion is deasphalted to give a solvent-rich, normally liquid phase which is removed from the process , and a pilot solvent-lean mixture comprising non-stoichiometric vanadium sulfide and asphaltenes as the aforementioned recycle ion stream, and (e) the asphaltene-containing hydrocarbon feedstock is introduced into the recycling system by mixing with at least one of the streams selected from (1) the recycled stream in step (a), and (2) the normally flowing fraction of the effluent from the transformation zone. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at minst en del av den hydrogeninneholdende strøm fra trin (c) resirkuleres for å bidra med minst en del av hydrogenet som kreves i trin (a).2. Method according to claim 1, characterized in that at least part of the hydrogen-containing stream from step (c) is recycled to contribute at least part of the hydrogen required in step (a). 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at hydrogen hydrocarbonforholdet i omdannelsessonen holdes på 350 - 10.000, fortrinsvis 1.000 - 2.000 vo-lumdelér hydrogen ved 15°C, 1 ata pr. volumdel hydrocarbon ved 15°C, at trykket i reaksjonssonen holdes ved 25 - 500 ata og at reaksjonssonetemperaturen holdes ved 300 - 500°C.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the hydrogen hydrocarbon ratio in the conversion zone is kept at 350 - 10,000, preferably 1,000 - 2,000 volume parts of hydrogen at 15°C, 1 ata per volume part hydrocarbon at 15°C, that the pressure in the reaction zone is kept at 25 - 500 ata and that the reaction zone temperature is kept at 300 - 500°C. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 - 3, karakterisert ved at det ikke-støkiometriske vanådiumsulfid, regnet som elementært vanadium, holdes ved 0,5- 25 vekt% av den normalt flytende strøm som tilføres omdannelsessonen.4. Method according to claims 1 - 3, characterized in that the non-stoichiometric vanadium sulphide, considered as elemental vanadium, is kept at 0.5-25% by weight of the normally flowing stream which is supplied to the conversion zone. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert ved at der,som oppløsningsmiddel anvendes et lett hydrocarbon inneholdende. 1 - -7 carbonatomer.5. Method according to claims 1-4, characterized in that a light hydrocarbon containing solvent is used. 1 - -7 carbon atoms. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at der som oppløsningsmiddel anvendes n-butan.6. Method according to claim 5, characterized in that n-butane is used as solvent. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert ved at der som oppløsningsmiddel anvendes en nafthafraksjon inneholdende hydrocarboner med 5-14 carbonatomer pr. molekyl .7. Method according to claims 1-4, characterized in that a naphtha fraction containing hydrocarbons with 5-14 carbon atoms per molecule. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 1-7, karakterisert ved at volumforholdet mellom oppløsningsmiddel og hydro-carbontilførsel holdes ved 3:1 til 15:1.8. Method according to claims 1-7, characterized in that the volume ratio between solvent and hydrocarbon supply is kept at 3:1 to 15:1.
NO3718/72A 1971-10-18 1972-10-17 PROCEDURES FOR THE CONVERSION OF AN ASPHALT-CONTAINING HYDROCARBON MATERIAL TO LOWER BOILING HYDROCARBON UNDER THE ACTION OF HYDROGEN AND A NON-STICHIOMETRIC VANADIUM SULFIDATE CATALF. NO136155C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US19002271A 1971-10-18 1971-10-18
US19002171A 1971-10-18 1971-10-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO136155B true NO136155B (en) 1977-04-18
NO136155C NO136155C (en) 1977-07-27

Family

ID=26885711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO3718/72A NO136155C (en) 1971-10-18 1972-10-17 PROCEDURES FOR THE CONVERSION OF AN ASPHALT-CONTAINING HYDROCARBON MATERIAL TO LOWER BOILING HYDROCARBON UNDER THE ACTION OF HYDROGEN AND A NON-STICHIOMETRIC VANADIUM SULFIDATE CATALF.

Country Status (19)

Country Link
JP (1) JPS5133563B2 (en)
AR (1) AR211222A1 (en)
CA (1) CA982967A (en)
DD (1) DD103923A5 (en)
DE (2) DE2265477C2 (en)
DK (1) DK143810C (en)
EG (1) EG10771A (en)
ES (1) ES407701A1 (en)
FI (1) FI55210C (en)
FR (1) FR2156777B1 (en)
GB (1) GB1391720A (en)
HU (1) HU168328B (en)
NL (1) NL171909C (en)
NO (1) NO136155C (en)
PL (1) PL90715B1 (en)
SE (1) SE374387B (en)
SU (1) SU446127A3 (en)
YU (1) YU35269B (en)
ZA (1) ZA727434B (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5529468Y2 (en) * 1977-04-04 1980-07-14
FR2433043A1 (en) * 1978-08-11 1980-03-07 Uop Inc Naphtha treatment of refinery bottoms - to form metal-rich calcinable solid for metal recovery
FR2511389A1 (en) * 1981-08-11 1983-02-18 Inst Francais Du Petrole PROCESS FOR THE CATALYTIC HYDROCONVERSION OF LIQUID PHASE HEAVY HYDROCARBONS AND THE PRESENCE OF A DISPERSE CATALYST AND CHARCOAL PARTICLES

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3617503A (en) * 1969-12-17 1971-11-02 Universal Oil Prod Co Slurry processing for black oil conversion

Also Published As

Publication number Publication date
FR2156777A1 (en) 1973-06-01
NL171909B (en) 1983-01-03
FR2156777B1 (en) 1979-02-23
DE2250822C3 (en) 1981-02-12
NL7214077A (en) 1973-04-24
FI55210C (en) 1979-06-11
JPS4875606A (en) 1973-10-12
DK143810B (en) 1981-10-12
DE2265477C2 (en) 1980-11-20
PL90715B1 (en) 1977-01-31
SE374387B (en) 1975-03-03
DD103923A5 (en) 1974-02-12
JPS5133563B2 (en) 1976-09-20
ES407701A1 (en) 1975-10-16
YU258972A (en) 1980-04-30
SU446127A3 (en) 1974-10-05
YU35269B (en) 1980-10-31
DE2250822A1 (en) 1973-05-30
NO136155C (en) 1977-07-27
AR211222A1 (en) 1977-11-15
EG10771A (en) 1976-06-30
NL171909C (en) 1983-06-01
CA982967A (en) 1976-02-03
DK143810C (en) 1982-03-29
DE2250822B2 (en) 1980-05-22
ZA727434B (en) 1973-08-29
FI55210B (en) 1979-02-28
DE2265477B1 (en) 1980-02-07
GB1391720A (en) 1975-04-23
HU168328B (en) 1976-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102420209B1 (en) Conversion of heavy fuel oil to chemical products
CN103429335B (en) Comprise the method that supercritical water treatment and the sulphur of heavy hydrocarbon feedstocks are adsorbed
KR101877079B1 (en) Sulfur removal from heavy hydrocarbon feedstocks by supercritical water treatment followed by hydrogenation
US4374015A (en) Process for the liquefaction of coal
US4222844A (en) Use of once-through treat gas to remove the heat of reaction in solvent hydrogenation processes
JP2021514022A (en) Additives for supercritical water processes to upgrade heavy oils
JP2014530270A (en) Method for increasing catalyst concentration in hydrocracking unit of heavy oil and / or coal residue
US4179352A (en) Coal liquefaction process
US2755225A (en) Treatment of crude petroleum
CN103274885A (en) Crude benzene hydrorefining process
JPS59164390A (en) Hydrogenation liquefaction of heavy hydrocarbon oil and residual oil
CN105246864A (en) Process for the purification of 1,3-butadiene from an oxidative dehydrogenation process
WO2015077036A1 (en) Process for removing aromatics from water used in processing coal tar
CN110446772A (en) Use the oxidation sweetening and sulfone processing method of solvent deasphalting
US2143078A (en) Catalytic desulphurization of petroleum
NO136155B (en) PROCEDURES FOR THE CONVERSION OF AN ASPHALT-CONTAINING HYDROCARBON MATERIAL TO LOWER BOILING HYDROCARBON UNDER THE ACTION OF HYDROGEN AND A NON-STICHIOMETRIC VANADIUM SULFIDATE CATALF.
US3723294A (en) Conversion of asphaltene-containing hydrocarbonaceous charge stocks
NO126919B (en)
CN102585898A (en) High-nitrogen high-aromatic-oil two-stage method hydrocarbon hydrogenation method
KR20230146210A (en) Method of treating pyrolysis oil from waste plastics
NO130715B (en)
NO141829B (en) GENERATOR FOR STERILY, WASHABLE RADIOACTIVE MATERIAL
US3036968A (en) Removal of metals and nitrogen from hydrocarbon feed stocks
CN107201254A (en) A kind of desulfurization refining method of mixed liquefied oil gas
JPS585227B2 (en) Hydrotreatment method for heavy bituminous materials