SE432110B - Sett att medelst hydrering foredla fast material innehallande skifferoljor eller tjeror, som erhallits ur oljeskiffer, kol eller tjersand - Google Patents

Description

79.161 403-1 övervägande av de här nämnda polära föreningarna bestående omhöljena kräver komplicerade tvättningsprocedurer och upp- repade avskiljningar av fasta och vätskeformiga material. En i största möjliga utsträckning förlustfri utvinning av den för vidarebearbetning avsedda oljan eller tjäran måste även motverka vätning av de fasta materialen med de i det före- gående nämnda polära föreningarna.

En uppgift i samband med uppfinningen har därför varit att söka eliminera dessa och andra olägenheter vid den kända tekniken med ett förfarande, som möjliggör att arsenik och/ eller antimon på enkelt sätt kan avlägsnas ur i huvudsak organiska vätskor såsom skifferolja eller tjära, vilka erhålles genom destillation av oljeskiffer eller kol eller vid tryck- förgasning av kol eller vid pyrolys och även extraktion av tjärsand, varvid samtidigt asfaltener i betydande mängd ned- brytes och andra heteroatomer åtminstone delvis avlägsnas, så att produkten kan föras till en hydrerande bearbetning.

Därvid skall det fasta materialet kunna avskiljas på enkelt sätt, så att genom ytterligare hydreringssteg och destillation drivmedel kan utvinnas med god avkastning.

Uppgiften löses enligt uppfinningen genom att skifferoljan eller tjäran hydreras i sumpfasen i närvaro av de i huvudsak av kol, koks och oorganiska element bestående fasta materialen och i närvaro av hydrerad naftenhaltig olja såsom väte över- förande medium, eller i närvaro av ett katalytiskt verksamt, till den beskickade produkten satt fast material med väte vid förhöjt tryck och förhöjd temperatur, varvid arsenik (As), antimon (Sb), och andra såsom spår närvarande element avlägs- nas ur den vätskeformiga fasen genom hydrering, och att den vätskeformiga produktens polaritet samtidigt nedsättes genom nedbrytning av asfalt och heteroatomer såsom syre(O), kväve (N), och svavel (S) innehållande polära föreningar och i an- slutning härtill skiljes från det fasta materialet.

Enligt en vidareutveckling av uppfinningen uppdelas den i 19ß14aa-1 sumpfasen hydrerade, från fasta material befriade produkten genom destillation i förhydrerade nafta-, olje- och återstods- fraktioner. Kännetecknande för uppfinningen är även, att de förhydrerade destillaten underkastas ytterligare hydrerings- behandlingar.

Vid ett föredraget förfarande enligt uppfinningen reformeras resp isomeriseras den hydrerade naftafraktionen i anslutning härtill.

Det har befunnits, att hydreringen i sumpfasen kan företagas i närvaro av ett katalytiskt verksamt fast material i kvanti- teter av 1-10, företrädesvis 2-5 viktprocent, beräknat på den beskickade produkten.

Det har även konstaterats, att man med fördel kan genomföra hydreringen i sumpfasen i närvaro av hydrerad naftenhaltig olja i kvantiteter av 0,5-2 viktdelar, beräknat på den be- skickade produkten.

Hydreringen i sumpfasen genomföres lämpligen vid temperaturer av 360-460, företrädesvis 400-440°C och vid totala tryck av 80-200, företrädesvis 100-150 bar.

Hydreringen i sumpfasen genomföres lämpligen med en uppehålls- tid av den beskickade produkten av 0,5-2, företrädesvis 1-1,5 timmar.

Enligt en utföringsform av uppfinningen företages frânskilj- ningen av de fasta materialen ur ett istortsett asfaltfritt medium.

Vid en annan utföringsform av sättet enligt uppfinningen före- tages den första destillationen vid normaltryck, varvid den förhydrerade naftan urlakas överst och återstoden föres till ett eller flera följande hydreringssteg. 73%? 403 - 'i Sumpprodukten av denna destillation kommer då att innehålla rester av icke-nedbrutna asfaltener.

Vid ett förfarande enligt uppfinningen avskiljes en del av den hydrerade produkten från den andra destillationen och återföres till den andra hydreringen.

Enligt uppfinningen uppdelar man den fastbäddhydreringssteget eller hydreringsstegen lämnande produkten i den andra destillationen i nafta, dieselolja och återstod.

Särskilt fördelaktigt är enligt uppfinningen att återstoden från den andra vakuumdestillationen återföres och utnyttjas såsom för hydreringen i sumpfasen erforderlig naftenhaltig olja.

Inom uppfinningens ram är det även möjligt att en del av åter- stoden från den andra destillationen vid atmosfärstryck åter- föres såsom för hydreringen i sumpfasen erforderlig naften- haltig olja.

De med uppfinningen uppnådda fördelarna består särskilt däri, att man funnit att de i huvudsak av koks, kol och oorganiska ämnen bestående fasta materialen i skifferolja eller tjära företrädesvis är vätade med polära beståndsdelar i vätskan, såsom t ex asfaltener, vilka emellertid kan friläggas genom hydrerande nedbrytning av nämnda beståndsdelar. Man kan följaktligen i samma förfaringssteg såväl avlägsna spårelemen- ten som även genomföra nedbrytning av asfalt- och hetero- atomer i närvaro av det fasta materialet och samtidigt uppnå en fördel i fråga om åtskiljandet av fasta och vätskeformiga beståndsdelar.

Hydreringen kan genomföras i närvaro av en hydrerad, naften- haltig cirkulerande olja såsom vätebärare, eller i närvaro av ett finkornigt medströmmande, katalytiskt aktivt, tillsatt fast material. Denna katalysator användes lämpligen såsom envägskatalysator och för ändamålet lämpar sig t ex måttligt 79511134 013 ~ 1 aktiva, järnoxidhaltiga biprodukter vid aluminiumoxid- koncentration.

Uppfinningen möjliggör att man på enkelt och åskådligt sätt kan framställa drivmedel, vilka utvinnes med gott utbyte.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas närmare med hän- visning till de tillhörande ritningarna, på vilka fig. 1 i ett valt utföringsexempel schematiskt visar strömmarna av vätska och fast material vid ett förfarande enligt uppfinningen, när hydrerad, naftenhaltig olja användes såsom vätebärare, och fig. 2 återger samma förfarande som fig. 1, varvid dock till den beskíckade produkten är satt torkat rötslam såsom katalysator.

I figurerna betecknar 1 den beskíckade produkten: skifferolja, tjära, över 20000 kokande beståndsdelar med fast material; 2 sumpfashydrering; Ä produkt av sumpfashydrering; i avskilj- ning av fast material från den vätskeformiga produkten; ä fast material; Q vätskeformig, från fast material fri produkt från sumpfashydreringen; Z destillation vid atmosfärstryck; § naftaström från sumpfashydreringen; 2 återstod från destilla- tion vid atmosfärstryck eller vakuumdestillat av den avtappade sumphydreringsprodukten; lg vakuumdestillation; ll vakuum- återstod; lg beskickningsström för den andra hydreringen; lå andra hydrering: en- eller flerstegig hydrering på fast bädd; li produktström från den andra hydreringen; lä destilla- tion vid atmosfärstryck; lå naftaström från den andra hydre- ringen; ll återstod från den atmosfäriska destillationen vid 15 eller vakuumdestillat; lå vakuumdestillation; 12 återföring till den andra hydreringen; gg samlade förhydrerade nafta- strömmar; ål beskickningsprodukt: skifferolja, tjära under ZOOOC kokande beståndsdelar (rånafta); gå beskickning för naftahydrering; gå naftahydrering och följande anrikning av 7931-412121- 1 förbränningsmotorbensin; gi drivmedelsbensin; gå återstod från vakuumdestillationen vid 18; gå erhållen produkt i form av dieselolja; gl katalysator.

Exemgel 1 (fig. 1) Hela mängden skifferolja eller tjära uppdelas enligt fig. 1 vid 200°C genom toppdestillation. Härigenom erhålles beskick- níngsströmmarna 1 och 21. Den över 200°C kokande andelen, som innehåller fast material 1, blandas med hydrerad, naften- haltig olja 25 samt hydreras i sumpfashydreringen 2. Produkten 3 befrias medelst centrifugering, filtrering vid 4 från det fasta materialet 5 och vätskeströmmen 6 underkastas vid 7 destillation vid atmosfärstryck. Topprodukten av denna destillation utgöres av förhydrerad nafta 8. Återstoden från denna destillation kan, om asfaltenerna blivit fullständigt nedbrutna, införas i den efterföljande hydreringen genom ledningen 9. Om vätskeströmmen 6 ej är fri från asfalt, destilleras återstoden från destillationen 7 åter i vakuum vid 10. Vakuumdestillatet 9 tillföres sedan den efterföljande hydreringen och en vakuumåterstod 11 avdrages.

Vid fastbäddhydreringen 13 sker en hydrering i ett eller flera steg med en uppdelning och raffinering av den asfaltfria strömmen 9. Härvid upprätthålles lämpligen ett cirkulations- lopp av hydrerad olja i dieseloljeområdet 19. Den med cirku- lerande olja berikade beskickningsströmmen 12 lämnar hydre- ringen 13, sedan den befriats från heteroatomerna, och genom spaltningen innehåller den en nybíldad lätt fraktion och dessutom är kokningspunkten nedsatt (produktströmmen 14).

Naftabeståndsdelarna avskiljes vid den atmosfäriska destilla- tionen 15 och införes i strömmen 16 såsom beskickning vid naftahydreringen 23. Återstoden av destillationen 15 vid atmosfärstryck uppdelas kokande eller sjudande i vakuum- destillationen 18 i ett dieseloljedestillat 17 med en koknings- temperatur mellan 200-380°C och en återstod 25, som kokar vid över 380°C. Denna återstod återföres till sumpfashydreringen 2.

En del av vakuumdestillatet 17 bildar den cirkulerande 7Éi[}1<4(}3"1 strömmen 19 för fastbäddhydreringen 13, och återstoden, strömmen 25 utgör den genom förfarandet utvunna dieselolje- produkten.

De förenade, förhydrerade naftaströmmarna 20 tillsammans med beskickningsströmmen 21, som innehåller under 200°C kokande beståndsdelar av skifferoljan eller tjäran, föres vidare i strömmen 22 till naftahydrering, reformering, stabilisering 23 och upparbetas till drivmedelsbensin 24.

När hydreringen 13 genomföres på så sätt, att strömmen 14 inne- håller alltför litet eller inga andelar med en kokpunkt över 380°C, sker en tillförsel från strömmen 26 till strömmen 25 men i gränsfallet kan vakuumdestillationen 18 utelämnas, var- vid hela återstoden från den atmosfäriska destillationen 16, i detta fall strömmen 17, uppdelas mellan strömmarna 19, 25 och 26.

Vid en asfalthalt i beskickningen 1 av 2,5 viktprocent, ett viktförhållande av beskickningsströmmarna 1:25 = 1:1,5 och en naftenhalt i strömmen 25 av åtminstone 18% är asfalthalten i strömmen 3 resp 6 <. 0,005%, varvid strömmen 11 ej avledes.

Utbytet av vid 4 ZOOOC kokande hydreringsprodukter uppgår till 60%. Utbytet 26 av dieselolja uppgår till 40%.

Strömmen 6 är fri från asfalt.

Exempel 2 (fig. 2) Förfarandet genomföras såsom i exempel 1 med den skillnaden, att till den fast material innehållande beskickningsoljan har satts 3 viktprocent torkat rötslam 27. Vid en 75-procentig asfaltnedbrytning uppgår återstodsmängden 11 till 5% av be- skickningen. "Envägskatalysatorn“ och det fasta materialet av- skiljes tillsammans (vid 5) vid avskiljningen 4 av de fasta och vätskeformiga materialen. Strömmarna 14 resp 17 uppvisar en kokpunkt av 380OC.

Zfiß-“l fi-lffi-š-ï Utbytet av vid 4 200°C kokande beståndsdelar uppgår i detta fall till 50% och utbytet av dieselolja är 45%.

Claims (15)

7:95 1 4-03- 1 PATENTKRAV

1. Sätt att bearbeta eller förädla fast material innehållande skifferoljor eller tjäror, som erhållits genom torrdestilla- tion av oljeskiffer eller kol liksom genom förgasning av kol eller genom pyrolys och extraktion av tjärsand medelst hydre- ring, avskiljning av det fasta materialet samt hydrerande jämte destillerande vidarebearbetning till drivmedel, k ä n n e - t e c k n a t av att skifferoljan eller tjäran hydreras i sumpfasen i närvaro av de i huvudsak av kol, koks och oorgani- ska element bestående fasta materialen och i närvaro av hydre- rad naftenhaltig olja såsom väte överförande medium, eller i närvaro av ett katalytiskt verksamt, till den beskickade pro- dukten satt material med väte vid förhöjt tryck och förhöjd temperatur, varvid arsenik (As), antimon (Sb) och andra såsom spår närvarande element avlägsnas ur den vätskeformiga fasen genom hydrering, varvid den vätskeformiga produktens polaritet samtidigt nedsättes genom nedbrytning av asfalt och hetero- atomer såsom syre (O), kväve (N) och svavel (S) innehållande polära föreningar och i anslutning härtill skiljes från det fasta materialet.

2. Sätt enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att den i sumpfasen hydrerade, från fasta material befriade produkten genom destillation uppdelas i förhydrerade naftaolje- och återstodsfraktioner.

3. Sätt enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att de förhydrerade destillaten underkastas ytterligare hydreringsbehandlingar.

4. Sätt enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t av att den hydrerade naftafraktionen i anslutning härtíll reformeras resp isomeriseras.

5. Sätt enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att hydreringen i sumpfasen företages i närvaro av ett katalytiskt verksamt fast material i kvantiteter av 1-10,företrädesvis 2-5 viktprocent, beräknat på den beskickade produkten. :risken Aras-f. 10

6. Sätt enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att hydreringen i sumpfasen företages i närvaro av hydrerad naftenhaltig olja i kvantiteter av 0,5-2 viktdelar beräknat på den beskickade produkten.

7. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av att hydreringen i sumpfasen genomföres vid temperaturer av 360-460, företrädesvis 400-440°C och vid totala tryck av 80-200, företrädesvis 100-150 bar.

8. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av att hydreringen i sumpfasen genomföres med en uppehållstid av den beskickade produkten av 0,5-2, företrädesvis 1-1,5 timmar.

9. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av att frånskíljningen av de fasta materialen företages ur ett i stort sett asfaltfritt medium.

10. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av att den första destillationen företages vid normaltryck, att förhydrerad nafta urlakas överst och att återstoden föres till ett eller flera följande hydreringssteg.

11. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av att återstoden efter den första destilla- tionen destilleras upprepade gånger vid undertryck, att en sumpprodukt avskiljes och att vakuumdestillatet föres till ett eller flera följande hydreringssteg.

12. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av att en del av den hydrerade produkten från den andra destillationen avskiljes och återföres till den andra hydreringen.

13. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av att den fastbäddhydreringssteget eller hydreringsstegen lämnande produkten i den andra destillationen 7 961 *iliïå- 1 11 uppdelas i nafta, dieselolja och återstod. __

14. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av att återstoden från den andra vakuum- destillationen återföres och utnyttjas såsom för hydreringen i sumpfasen erforderlig naftenhaltig olja.

15. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av att en del av återstoden från den andra destillationen vid atmosfärstryck återföres såsom för hydre- ringen i sumpfasen erforderlig naftenhaltig olja.