DE1645825A1 - Verfahren zur Trennung und Aufarbeitung eines heissen mischphasigen Kohlenwasserstoffumwandlungsprodukts - Google Patents

Description

UNITEKSAL OIL PRODUCTS COMPANY 30 Algonquin Road, Des Piaines, Illinois 60016 (Y.St.A.)

Verfahren zur Trennung und Aufarbeitung eines heißen mischphasigen Kohlenwasserstoffumwandlungsprodukts.

Die Erfindung betrifft ein Trenn- oder Aufarbeitungsverfahren und insbesondere ein Verfahren zur Trennung und Aufarbeitung eines in gemischter Phase ^rorli^nden Umwandlungsprodukts. Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich besonders zur Aufarbeitung eines in gemischter Phase anfallenden Kohlenwasserstoffproduktaiisfltisses aus der Umwandlung eines schweren (annähernd vollständig oberhalb etwa 204 G siedenden) KohlsnWasserstoffAinsWt^uiaOerials, der Wasserstoff, -unter iJonnalbedinguiigt-n flü.;:.?:'...-/3 Kohlenwasserstoffe und unter Hormalfcsdingiiiigcoi -.;&«! ö Γ& _:;;& Kohlemvasserstoffe sowiy geringere Mengeij an -/i;i^;:.{nr3li..-..;-:^aigsii enthält,

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ORIGINAL

Rückführung einer wasserstoffreichen Gasphase und, in vielen Fällen, die.Rückführung mindestens eines Teils des unter Normalbedingungen flüssigen Produktausflusses erfordert. Zu derartigen wasserstoffverbrauchenden Verfahren gehören z.B. die Hydrofeinung oder hydrierende Behandlung (hydrotreating) von Kerosinfraktiönen, Mitteldestillatfraktionen, leichten und schweren Vakuumgasölen sowie leichten und schweren Kreislaufmaterialien, die hauptsächlich den Zweck verfolgen, die Konzentration von verschiedenen darin enthaltenen Verunreinigungen zu verringern. Ein anderes typisches wasserstoff verbrauchendes Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren der Erdölraffination ist die "Hydrokrackung" „ Hydrokrackverfahren dienen grundsätzlich dazu, vergleichsweise schwere Kohlenwasserstoffmaterialien in tiefer siedende Kohlenwasserstoff produkte , wie Benzin und Brennöle, umzuwandeln. In ■ anderen lallen wird dabei die Erzeugung von flüssiggas (verflüssigtem Erdölgas) angestrebt. Jüngere Entwicklungen auf dem Gebiet der Erdölraffination haben gezeigt, daß Hydrokraekreaktionen mit Erfolg auch auf Rückstandsmaterialien oder sogenannte "Schwaraöle" angewendet werden können. Als Beispiele für unter die Gruppe der Schwarzöle fallende Materialien seien Bodenprodukte der atmosphärischen Destillation, Bodenprodukte der Vakuumdestillation (Vakuumrückstände), Rohölrüekstände, getoppte Rohöle und aus SJeersanden extrahierte Rohöle genannt. Wie nachstehend anhand eines Beispiels und in Verbindung mit der anhand der anliegenden Zeichnung erläuterten beispielshaf-ten Ausführungsform gezeigt wird,

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führt die Anwendung des Produktaufarbeitungsverfahrens gemäß der Erfindung zu ungewöhnlichen technischen Vorteilen bei einem Verfahren zur "Umwandlung von Schwarzölen« Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß das Verfahren gemäß der Erfindung ganz allgemein auf'Erdölraffinationsverfahren anwendbar ist, bei denen Kohlenwasserstoffeinsatzmaterialien benutzt werden, die oberhalb des Benzinbereichs sieden, d.h. einen Anfangssiedepunkt oberhalb etwa 204-⁰C haben* .

Die Erfindung wird nachstehend zur Vereinfachung insbesondere am Beispiel der Anwendung bei einem Verfahren zur Umwandlung von zur Gruppe der Schwarzöle zu rechnenden scheren Kohlenwasserstoffmaterialien erläutert, sie ist aber nicht auf diese besondere Anwendungsform beschränkt. Schwarzöle, insbesondere die aus Teersanden extrahierten schweren öle, getoppte oder reduzierte Rohöle und Vakuumriickstände, enthalten gewöhnlich schwefelhaltige Verbindungen hohen Molekulargewichts in recht großen Mengen,, Weiterhin können diese Schwarzöle beträchtliche Mengen an stickstoffhaltigen Verbindungen, organometallische Komplexe hohen Molekulargewichts, die Nickel und Vanadium umfassen, und eine beträchtliche Menge an asphaltischem Material enthalten. Es liegt laufend ein Überangebot an derartigen Kohlenwasserstoffmaterialien vor. Die meisten haben ein spezifisches Gewicht über 0,93^0 bei 20⁰C und ein beträchtlicher Anteil dieser Materialien hat ein spezifisches Gewicht über 1,000. Ein weiteres Kennzeichen dieser Schwarzöle ist gewöhnlich ein Siedebereich, nach dem 10,0 Vol.-% oder mehr oberhalb einer Tem-

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peratur von etwa 566⁰C sieden. Bei einem beträchtlichen aber nicht genau bekannten Anteil der zui Verfügung stehenden Schwarzöle sieden sogar mehr als 50,0 Vol.-# des Öls bei einer Temperatur über etwa 566 0» Die Verwendung dieser Schwarzöle hohen Molekulargewichts als Quelle für wertvollere flüssige Kohlenwasserstoffprodukte, wie Benzin und Brennöle, wird durch die sehr hohen Konzentrationen an Schwefel und asphaltischen Bestandteilen verhindert. Die Umwandlung eines Teils eines derartigen Materials in destillierbare Kohlenwasserstoffe (d.h. unterhalb 566 C siedende Produkte) war bisher unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht durchführbar. Im Hinblick auf das Überangebot ist jedoch eine derartige Umwandlung äußerst erwünscht, insbesondere als weiteres Mittel zu Deckung des ständig zunehmenden Bedarfs an tiefer siedenden destillierbaren Fraktionen. -

Als Beispiele für Schwarzöle, bei deren Umwandlung das Mischphasentrennverfahren gemäß der Erfindung hervorragend geeignet ist und die unter Anwendung der Erfindung verarbeitet wurden, seien genannt: Ein Bodenprodukt der Vakuumdestillation mit einem spezifischen Gewicht von 1,0209 bei 20⁰C und einem Gehalt von 4,1 Gew.-?6 Schwefel und 23,7 Gew.-% Asphalten; "getopptes" Mittelost-Kuwait-Rohöl mit einem spezifischen Gewicht von 1,0086 bei 20⁰C, einem Gehalt von 3,0 Gew.-# Schwefel und 4-300 Teilen-ge-Million (ppm) Stickstoff und einem volumetrischen 20,0 % Destillationspunkt von 569⁰C, sowie ähnliche öle. Im allgemeinen wird das asphaltische Material in kolloidaler Verteilung in dem Schwarzöl angetroffen. Wenn eine solche Dispersion erhöhten Tempe-

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raturen ausgesetzt wird, neigt das asphaltische Material zu Ausflockung und Polymerisation, wodurch seine Umwandlung in wertvollere öllösliche Produkte äußerst schwierig wird. So können die schweren Bodenanteile aus einer Rohöl-Vakuumdestillationskolonne Gonradson-Kohlenstoffrückstandsfaktoren (Oonradson Carbon Eesidue factor) von beispielsweise 16,0 Gew.-°/o haben. Derartige Materialien sind nur als Straßenasphalt oder - nach Verdünnung mit Destillatkohlenwasserstoffen, wie Kerosin und leichtem Gasöl - als äußerst geringwer- ä tiges Heizöl brauchbar»

Hauptaufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines technisch wirksamen und wirtschaftlich arbeitenden Verfahrens zur Trennung und Aufarbeitung eines mischphasigen Kohlenwasserstoffausflusses, der Wasserstoff, unter Normalbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffe und unter ISTormalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe sowie geringere Mengen an Verunreinigungen enthält, insbesondere zur Trennung und Aufarbeitung eines mischphasigen tJmwandlungsprodukts, das Wasserstoff und unter Kormalbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffe, wobei von beiden ein Teil zu einem Umwandlungsve-rfahren zurückgeführt werden soll, und unter Nbrmalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe unter Einschluß von Methan, Xthan und Propan enthalte

Im Zusammenhang hiermit bezweckt die Erfindung weiterhin die Angabe eines Verfahrens zur Umwandlung von schwefelverunreinigten Schwarzölen mit ein©m. spezifischen Gev/icht von mehr als etwa O_?9J4-O bei 20⁰O und einem Sie&e»

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bereich, aus dem hervorgeht, daß ein beträchtlicher Anteil des Öls nicht destillierbar ist, in tiefer siedende destillierbare Kohlenwasserstoffprodukte wesentlich verringerten . Schwefelgehalts.

Gemäß der Erfindung ist hierzu ein Verfahren zur Trennung und Aufarbeitung eines heißen mischphasigen Produktausflusses eines Umwandlungsprozesses, der Wasserstoff, unter Uormalbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffe und unter Uormalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe enthält und aus der Umwandlung eines oberhalb 204⁰G siedenden Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials stammt, vorgesehen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man

a) den Ausfluß in einer ersten Trennzone ohne wesentliche "Verringerung des Drucks in einen ersten Flüssigkeitsstrom und einen ersten Dämpfestrom trennt,

b) den ersten Dämpfestrom auf eine Temperatur im Bereich von etwa 15_?6° bis etwa 60°C kühlt,

c) den gekühlten ersten Dämpfestrom in einer zweiten Trennzone, die bei etwa dem gleichen Druck wie die erste Trennzone gehalten wird, in einen wasserstoffreichen zweiten Dämpfestrom und einen zweiten Flüssigkeitsstrom trennt, ·

d) mindestens einen Teil des ersten Flüssigkeitsstroms in einer dritten Trennzone bei einem wesentlich geringeren Druck in einen dritten Ilüssigkeitsstromj &©r unter Ήοτ~ malbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffe enthält, und einen dritten Dämpfestrom trennt,

β) den dritten Dämpfestrom kühlt vaaä mit dem a^©iten

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keitsstrora vereinigt, und

f)" das sich ergebende Gemisch in einer vierten Trennzone, die bei einer Temperatur im Bereich von etwa 15*6 bis etwa 60⁰O gehalten wird, in einen vierten Dampfestrom, der unter Normalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe enthält,- und einen vierten Flüssigkeitsstrom, der unter Uormalbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffe enthält, trennt. .

Weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung betreffen besondere Betriebsbedingungen und die Anwendung besonderer innerer Rückführströme. Zu letzteren gehören die Rückführung eines Teils des vierten Flüssigkeitsstroms zur Yereinigung mit dem gekühlten ersten Dämpfestrom vor dessen Trennung in der zweiten Trennzone. Weiterhin wird vorzugsweise ein Teil des ersten Flüssigkeitsstroms zur Vereinigung mit dem Einsatzmaterial zu der Umwandlungszone zurückgeführt. Die erste Trennzone, nachstehend auch als Heißtrenneinrichtung oder Heißabscheider bezeichnet, wird bei etwa dem gleichen Druck wie der darin zu trennende Reaktionsproduktausfluss gehalten; | bei den vorstehend beschriebenen verschiedenen wasserstoffverbrauchenden Umwandlungsverfahren liegt dieser Druek im Bereich von etwa 68 bis etwa 204 atü» Weiter wird es bevorzugt, daß die Temperatur des Reaktionsproduktausflusses bei dessen Eintritt in diesen Heißabscheider unterhalb etwa 399⁰C liegt. Bei Temperaturen über 399°G werden die schwereren normalerweise flüssigen Kohlenwasserstoffe in den ersten Dämpfestrom herüber getragen, während bei Temperaturen unterhalb etwa

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C Ammoniumsalze, die aus der Umwandlung von im Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial enthaltenen stickstoffhaltigen Verbindungen stammen, zum Übergang in die flüssige Phase neigen. Die zweite Trennzone wird bei im wesentlichen dem gleichen Druck wie der Reaktionsproduktausfluß und der Heißabscheider aber bei einer geringeren Temperatur, etwa 15} bis etwa 60⁰C, gehalten; sie wird nachstehend daher als Kalttrenneinrichtung oder Kaltabscheider bezeichnet. Die dritte und die vierte Trennzone können bei etwa dem gleichen Druck gehalten werden, vorzugsweise ist der Druck jedoch dort wesentlich geringer als der Druck, bei dem der Heöfkbscheider und der Kaltabscheider gehalten werden. So werden die dritte und die vierte Trennzone im allgemeinen bei überatmosphärischem Druck aber vorzugsweise höchstens bei etwa 13}6 atü gefahren. Die dritte Trennzone, die nachstehend auch als Heißflashzone bezeichnet wird, sollte vorzugsweise bei einer Temperatur etwas unterhalb der Temperatur des aus der ersten Trennzone austretenden ersten Flussigkeitsstroms und im allgemeinen über etwa 371⁰C betrieben werden. Die vierte Trennzone, die nachstehend auch als Kaltflashzone bezeichnet wird, arbeitet demgegenüber bei einer wesentlich geringeren Temperatur im Bereich von etwa 15} 6 bis etwa 60 G, Bei Anwendung der Erfindung können drei Hauptproduktströme erhalten werden. Der eine dieser Produktströme ist im wesentlichen gasförmig und enthält gewöhnlich mindestens etwa 80,0 Mol# Wasserstoff und weniger als etwa 0,1 % an unter Normalbedingungen flüssigen Kohlenwasserstoffen. Er

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eignet sich daher ausgezeichnet als wasserstoffreicher Kückführstrom. Ein zweiter Produktstrom, der ebenfalls weitgehend in gasförmiger Phase anfällt, enthält gewöhnlich etwa 97»5 Mol-% Propan und leichtere gasförmige Komponenten unter Einschluß beträchtlicher Mengen an Schwefelwasserstoff, die aus der Umwandlung von schwefelhaltigen Verbindungen stammen. Der dritte Produktstrom besteht im wesentlichen aus flüssigen Kohlenwasserstoffprodukten; diese können einer Fraktionierung zur Gewinnung der im Einzelfall gewünschten Fraktionen * unterworfen werden. Als Beispiel für eine erzielbare Produktverteilung seien 4,5 "Vo1.-% Kohlenwasserstoffe im Benzinsiedebereich, Mitteldestillatkohlenwasserstoffe in einer Menge von etwa 10,0 Volo-% und etwa 88,0 ToI.-% eines Brennöls mit einem Gehalt von weniger als 1,0 Gew.-% Schwefel genannt.

Die nachstehende Erläuterung bezieht sich als Beispiel insbesondere auf die Umwandlung eines Schwarzöleinsatzmaterials. Bei den im folgenden angegebenen Umwandlungsbedingungen handelt es sich um die in einer Umwandlungs- " zone aufrechterhaltenen Bedingungen zur Erzielung sowohl einer Entschwefelung als auch einer Umwandlung der Schwarzölbeschickung in tiefer siedende Kohlenwasserstoffprodukte. Es ist für den Fachmann auf dem Gebiet der Erdölraffination ohne weiteres ersichtlich^ daß die nachstehend angegebenen Umwandlungsbedingungen wesentlich milder sind, als die bei der Verarbeitung ähnlicherEinsatzmaterialien derzeit anwendbaren Bedingungen. Weiterhin gehen die wesentlichen techni-

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•sehen und wirtschaftlichen Vorteile, die über die normaler-,weise aus der Herstellung von wertvolleren destillierbaren Kohlenwasserstoffen erzielbaren Vorteile· hinausgehen, ohne weiteres hervor. Die Umwandlungsbedingungen umfassen Temperaturen über 371 Gj mit einer oberen Grenze von etwa 4-27 Gj gemessen am Einlaß zu dem in der Reaktionszone angeordneten Katalysatorfestbett. Da die meisten ablaufenden Reaktionen exotherm sind, hat der Ausfluß der Reaktionszone eine höhere Temperatur als die Beschickung. Zur Erhaltung der Katalysatorstabilität wird es bevorzugt, die Einlaßtemperatur so zu regeln, daß die Temperatur des Reaktionsproduktausflusses 482 C nicht überschreitet. Wasserstoff wird mit der Schwarzölbeschickung durch Rückführung unter Verdichtung vermischt, gewöhnlich in einer Menge von weniger als etwa 1_S78 3tandard-nr/l (nachstehend: Stnr/l). Der Wasserstoff ist in der zur Rückführung kommenden gasförmigen Phase vorzugsweise in einer Menge von etwa 80,0 Mol-% oder mehr anwesend. Ein bevorzugter Bereich hinsichtlich der Wasserstoffmenge, die mit der frischen Schwarzölbeschickung vermischt wird, beträgt etwa 0,53 bis etwa 1,07 Stnr/l. Die TJmwandlungsreaktionszone wird bei einem Druck von mehr als etwa 68 atü gehalten, im allgemeinen im Bereich von etwa 102 bis etwa 204· atü. Die Druckmessung zur Regelung des Drucks erfolgt im allgemeinen entweder am Austritt der Verdicüungseinrichtung, am Einlaß zum Katalysatorbett oder im Kai tabscheider. Das Sctearzöl geht durch den Katalysator mit einer stündlichen Raumströmungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit

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(definiert als Volumina flüssiger Kohlenwasserstoffbeschickung je Stunde, gemessen bei 15,6 C, je Volumen des in der Reaktionszone angeordneten Katalysators) von etwa 0,25 bis etwa 2,0. Wenngleich die Umwandlung von Schwarzölen in satzweisem Betrieb durchgeführt werden kann, eignet sie sich besonders für die wirtschaftlichere kontinuierliche Verarbeitung in einem geschlossenen Durchflußbehälter. Bei Durchführung in kontinuierlicher Arbeitsweise wird es bevorzugt, das Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen in Abwärtsrichtung durch den Reaktor zu leiten. Die Innenausstattung des Reaktors kann in irgendeiner geeigneten Weise ausgelegt sein, die die erforderliche Berührung zwischen dem flüssigen Einsatzmaterial, dem gasförmigen Gemisch und dem Katalysator herbeiführt. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, die Reaktionszone mit einem gepackten Bett aus Katalysator und inerten Materialien, z.B. Granitteilchen, Porzellanstücken, Berl-Sätteln, Sand, Aluminium- oder anderen Metalldrehspänen o.dgl_o, zu versehen, um eine gleichmäßige Verteilung-des Einsatzmaterials zu erleichtern, oder für diesen Zweck durch- | lochte Böden oder besondere mechanische Einrichtungen anzuwenden.

Wie vorstehend dargelegt, wird Wasserstoff im Gemisch mit dem Einsatzmaterial angewendete Der^: wasserstoffhaltige Gasstrom, zuweilen als "Rückführwasserstoff" bezeichnet, erfüllt verschiedene Funktionen: Er wirkt als Hydrierungsmittel, als Wärmeträger und insbesondere als Mittel zur Abstreifung umgewandelten Materials von dem Katalysator, wo-

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durch katalytisch, aktive Stellen für die eintretende noch nicht* umgewandelte Kohlenwasserstoffbeschickung freigelegt und angeboten werden. Da eine gewisse Hydrierung herbeigeführt wird, tritt ein JJettoverbrauch an Wasserstoff ein. Demgemäß muß dem System aus einer geeigneten äußeren Quelle Wasserstoff zugeführt werden«, Die Einfügung des Trennverfahrens gemäß der Erfindung führt jedoch zu einer wesentlichen Verringerung der Menge an Wasserstoff, die aus dem Reaktionsabschnitt in den verschiedenen Produktströmen verloren geht, und damit zu einer wesentlichen Verringerung der Menge "an erforderlichem Ergänzungswasserstoff.

Der in der Reaktionszone angeordnete Katalysator umfasst eine.Metallkomponente mit Hydrieraktivität in Vereinigung mit einem widerstandsfähigen anorganischen Oxydträger synthetischer oder natürlicher Herkunft. Ein silicium- dioxydhaltiger Träger, z.B. aus 88,0 Gew--% Aluminiumoxyd und

Aluminiumoxyd 12,0 Gew.-% Siliciumdioxyd oder 63,0 %/und 37 % Siliciumdioxyd, wird im allgemeinen bei Verfahren zur Umwandlung von Schwarzölen bevorzugt. Geeignete Metallkomponenten mit Hydrieraktivität sind die Metalle der Gruppen VIb und VIII des Periodensystems. So kann der Katalysator eine oder mehrere Metallkomponenten aus der Gruppe Molybdän, Wolfram, Chrom, Eisen, Kobalt, Nickel, Platin, Palladium, Iridium, Osmium, Rhodium, Ruthenium und Gemischen davon umfassen. Die Konzentration der katalytisch aktiven Metallkomponente oder -komponenten hängt in erster Linie von dem im Einzelfall gewählten Metall sowie den physikalischen und chemischen Eigen-

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Schäften des SchwarzöleinsatzBiaterials ab. Die Metallkomponenten der Gruppe VIb sind im allgemeinen in einer Menge im Bereich von etwa 1,0 bis etwa 20,0 Gew.-% und die Bisengruppenmetalle in einer Menge im Bereich von etwa 0,2 bis etwa 10,0 Gew.-% anwesend, während die Platingruppenmetalle vorzugsweise in einer Menge im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 5,0 Gew„-% vorliegen, immer berechnet, als ob die Komponenten in dem fertigen Katalysator als elementares Metall vorliegen wurden.

Das widerstandsfähige Trägermaterial aus anorganischem Oxyd kann Aluminiumoxyd, Siliciumdioxyd, Zirkonoxyd, Magnesiumoxyd, Titanoxyd, Boroxyd, Strontiümoxyd, Hafniumoxyd oder Gemische von zwei oder mehreren derartigen Bestandteilen, wie Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd, Aluminiumoxyd-Siliciumdioxyd-Borphosphat, Siliciumdioxyd-Zirkonoxyd, Siliciumdioxyd-Magnesiumoxyd, Siliciumdioxyd-Titanoxyd, Aluminiumoxyd-Zirkonoxyd, Aluminiumoxyd-Magnesiumoxyd, Aluminiumoxyd-Titanoxyd, Magnesiumoxyd-Zirkonoxyd', Titanoxyd-Zirkono xyd, Magnesiumoxyd-Titanoxyd , Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Zirkonoxyd, Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Magnesiumoxyd, Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Titanoxyd, Siliciumdioxyd-Magnesiumoxyd-Zirkonoxyd, Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Boroxyd ο.dgl., umfassen. Vorzugsweise wird ein Trägermaterial verwendet, das mindestens zu einem Teil aus Siliciumdioxyd besteht, vorzugsweise eine Zusammensetzung aus Aluminiumoxyd xffld Siliciumdioxyd, in der Aluminiumoxyd den größeren Mengenanteil ausmacht. Ein besonders bevorzugter Träger umfasst 68,0 Gew.-% Alumi-

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niumoxyd, 22,0 Gew.-% Borphosphat und 10 Gew.-% Siliciumdi-Qxyd. _s ·

Weitere Betriebsbedingungen und bevorzugte Arbeitsmethoden werden in Verbindung mit .der nachstehenden weiteren Veranschaulichung einer Ausführungsform unter Einschluß des Mischphasentrennverfahrens gemäß der Erfindung erläutert. Diese erfolgt anhand der anliegenden Zeichnung, in der für eine bevorzugte Ausführungsform ein vereinfachtes Fließbild dargestellt ist; dabei sind Einzelheiten, wie Pumpen, Meß- und Regelgeräte, Wärmeaustausch- und Wärmerückgewinnungskreise, Ventile, Anfahrleitungen und ähnliche Hilfseinrichtungen, die für das Verständnis der Erfindung entbehrlich sind, zur Verbesserung der Übersichtlichkeit fortgelassen worden. Die Anordnung und Anwendung derartiger Hilfseinrichtungen zur Durchführung oder Abwandlung der im IPließbild veranschaulichten Ausführungsform liegen im Rahmen der normalen Tätigkeit des Fachmanns.

Zur Erläuterung der dargestellten Ausführungsform und der Anwendung des Mischphasentrennverfahrens gemäß der Erfindung im Gesamtprozess wird das Fließbild nachstehend in Verbindung mit der Umwandlung eines reduzierten Mittelost-Rohöls mit einem spezifischen Gewicht von 0,9554· bei 20⁰C

und einer volumetrische^ASTM-Destillationstemperatur von 556 G beschriebene Das reduzierte Rohöl enthält etwa 3»8 Gew.-# Schwefel, 2032 Teile-je-Million Stickstoff, 6,5 Gew.-pent anunlösliche Asphaltbestandteile, es weist einen Oonradson-Kohlenstoffrückstandsfaktor von 8,0 Gew.-% auf und ent-

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hält weiterhin etwa 85 leile-Je-Million Metalle, hauptsächlich Nickel und Vanadium. Die Erläuterung erfolgt anhand einer großtechnischen· Anlage mit .einer,Leistung von 265-000 Litern reduziertem Rohöl je Stunde. Es ist ersichtlich, daß das Einsatzmaterial, die Zusammensetzungen der Materialströme, Betriebsbedingungen, Auslegung und Anordnung von Fraktionier-'einrichtungen, Abscheidern u.dgl. beispielhaften Charakter haben und mannigfaltigen Abwandlungen.unterworfen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. '

Gemäß der Zeichnung tritt das reduzierte Rohöl, : das ein mittleres Molekulargewicht von etwa 600 hat, durch eine Leitung 1 in das Verfahren ein. Die hier erläuterte Anlage technischen Maßstabs war unter dem primären. Gesichtspunkt ausgelegt, die Menge an destillierbarem Brennöl (über etwa 34-3⁰C siedend) so groß wie möglich zu machen, mit der Auflage, daß dieses Produkt weniger als etwa 1,0 Gew.-% Schwefel enthalten soll« Weiterhin war die Forderung gestellt, daß dieses Ziel unter möglichst geringer Erzeugung von Propan und leichteren Kohlenwasserstoffen-erreicht wirdw Hinsichtlich (| des Anteils des Umwandlungsproduktausflusses, der bei Temperaturen unterhalb etwa 34-3⁰C siedet und aus unter HOrmalbedingungen gasförmigen Kohlenwasserstoffen, Kohlenwasserstoffen im Benzinsiedebereich und Mitteldestillatkohlenwasserstoffen besteht, sollten also möglichst wenig leichte unter Normalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe und gleichzeitig möglichst viel unter Normalbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffe erzeugt werden.

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Das eintretende reduzierte Rohöl, dessen Menge 253.5OO kg/h (265.000 l/h) beträgt, wird mit einem Frischwasserstoff strom vermischt, der etwa 97i5 Mol-% Wasserstoff enthält und in einer Menge von 4-290 kg/h aus einer äußeren Quelle durch eine Leitung 2 zugeführt wird. In-manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, in die Reaktionszone im Gemisch mit dem Einsatzmaterial Wasser einzubringen. In einem solchen Falle kann das Wasser durch eine Leitung 3 zugegeben werden. Bei der erläuterten Betriebsdurchführung sei angenommen, ^ daß eine solche Wasserzugabe nicht vorgenommen wird. Das

Wasserstoff'-Rohöl-Gemisch fließt weiter durch die Leitung 1 und wird mit 72.4-00 kg/h eines wasserstoffreichen Rückführgasstroms (etwa 80,0 UoI-⁰Zo Wasserstoff), der durch eine Leitung 4- zufließt und dessen Herkunft nachstehend noch näher erläutert wird, vermischt. Die Gesamtbeschickung wird durch nicht dargestellte Einrichtungen auf eine Temperatur von etwa 274- C und einen Druck von etwa 14-7,2 atü gebracht. Ein Erhitzer 5 dient zur Steigerung der Temperatur des Einsatzmaterials auf etwa 374-⁰C Das erhitzte Gemisch wird in einer Leitung 6 mit 239*500 kg/h eines durch eine Leitung 7 zufließenden heißen Rückführstroms

G) vermischt. Die gebildete Reaktorbeschickung fließt

mit einer Temperatur von 382 0 durch die Leitung 6 in einen Umwandlungsreaktor 8, der bei einem Druck von etwa 144,5 atü gehalten wird* Bei dem in der Umwandlungszone 8 angeordneten Katalysator handelt es sich um eine Zusammensetzung von 2,0 Gew.-% Nickel, 16,0 Gew.-% Molybdän und einem Träger-

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material aus 68,0 Gew.-% Aluminiumoxyd, 22,0 Gew.-% Borphosphat und 10,0 Gew.-% Siliciumdioxid. Das reduzierte Rohöl tritt mit dem Katalysator bei einer stündlichen Raumströmungsgeschwindigkeit der !Flüssigkeit von 0,8 in Berührung; das vereinigte Beschickungsverhältnis (Frischbeschickung/Gesamtbeschickung), bezogen nur auf normalerweise:flüssige Einsatzkomponenten, beträgt 2,0. Der Gesamtausfluß des Umwandlungsprodukts verlässt den Reaktor 8 über eine Leitung 9 und fließt in eine hieß arbeitende Trenneinrichtung 10, λ

ζ„Β. einen Heißabscheider. Da das ausfließende Umwandlungsprodukt eine Temperatur von etwa 416 C und einen Druck von 141,0 atü hat, wird es vor seinem Eintritt in den Heißabscheider 10 als Wärmeaustauschmedium benutzt, wobei seine Temperatur auf 399°ö gesenkt wird. Der Druck im Heißabscheider 10 beträgt etwa 140,0 atü und ist damit geringer als der Einlaßdruck des Reaktors 8, wobei diese Druckverringerung nur auf den normalen Druckabfall in dem System zurückzuführen ist. Aus dem Abscheider 10 wird eine erste flüssige Phase durch eine Leitung 11 in einer Menge von 44J.000 kg/h abgezogen und von dieser Menge werden etwa 239«500 kg/h durch die Leitung 7 zur Vereinigung mit dem erhitzten Gemisch in der Leitung 6 abgezweigt. Der verbleibende Anteil, 203.500 kg/h, fließt durch die Leitung 11 in eine Heißflashzone 24.

Ein erster Dämpfestrom wird in einer Menge von 126.690 kg/h aus dem Heißabscheider 10 durch eine Leitung 12 entfernt und fließt durch einen Kühler 13, in dem die

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!Temperatur auf 4-9 G gesenkt wird. An dieser Stelle beträgt der .Druck infolge des Druckabfalls in dem System etwa 136,1 atü. Der gekühlte erste Dämpfestrom fließt dureh eine Leitung 14- und wird mit einem Teil, 124·.600 kg/h, eines vierten flüssigkeitsstroms, der durch eine Leitung 23 zufließt und dessen Herkunft noch näher beschrieben wird, vermischt. Das Gemisch wird in eine kalt arbeitende Trenneinrichtung 15 j z.B„ einen Kaltabscheider, eingeführt. Ein zweiter Dämpfestrom mit einem Gehalt von etwa 80,0 Mol-°/o Wasserstoff wird in einer Menge von 72.4-00 kg/h durch eine Leitung 16 abgezogen, mittels eines Kompressors 17 auf einen Druck von etwa 152,8 atü gebracht und dann durch die Leitung 4 zur Vereinigung mit der FrischbeSchickung und dem Frischwasserstoff der Leitung 1 zugeführt. Wie vorstehend erwähnt, gibt es eine Reihe von Fällen, wo eine Zugabe von Wasser zu dem Einsatzmaterial durch die Leitung 3 zweckmäßig ist» In solchen !Fällen wird das Wasser durch eine Leitung 34-abgeführt.

Der erste Flüssigkeitsstrom in der Leitung 11, der in die Heißflashzone 24- eintritt, befindet sich bei einer Temperatur von etwa 396⁰G und einem wesentlich verringertem Druck von etwa 15»0 atü. Ein dritter Flüssigkeitsstrom wird durch eine Leitung 27 in einer Menge von 193.100 kg/h zur Vereinigung mit einem nachstehend noch näher beschriebenen vierten Flüssigkeitsstrom, als Hauptproduktstrom, abgezogen. Durch eine Leitung 25 wird ein dritter Dämpfestrom in einer Menge von 10.400 kg/h entfernt und in einem Kühler

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auf etwa 4-1⁰C gekühlt, bevor er durch, eine Leitung 19 in eine kalt arbeitende Flashtrenneinrichtung 20, z.B. einen STashab scheider, eingeführt wird. Der .gekühlte dritte Dämpfestrom wird mit einem durch eine Leitung 18 aus dem Kaltabscheider 15 zufließenden: zweiten Flüssigkeitsstrom vereinigt, die Menge des letzteren beträgt 178.890 kg/h, so daß die Gesamtbeschickung zu der Kaltflashzone 189.290.kg/h ausmacht. Bei der dargestellten Ausführungsform befindet sich das in den Kaltflashabscheider 20 eintretende Material * bei einem Druck von etwa 13,6 atü und einer Temperatur von 41⁰G.

Ein vierter Dämpfestrom wird in einer Menge von 8820 kg/h (97,5 Mol-$ Propan und leichtere unter Normalbedingungen gasförmige Komponenten) aus dem Abscheider 20 durch eine Leitung 21. abgezogen. Da dieser Strom eine beträchtliche Menge an Schwefelwasserstoff enthält, wird er gewöhnlich einem geeigneten Nachbehandlungsverfahren unterworfen, bevor er abgelassen und/oder als Abgas verbrannt wird« Die im Einzelfall vorliegenden wirtschaftlichen Ge-Sichtspunkte bestimmen, ob der vierte Dämpfestrom einer geeigneten Behandlung unterzogen wird, um die darin enthaltene kleine Menge an unter Normalbedingungen flüssigen CL+ Kohlenwasserstoff en zu gewinnen. Ein vierter !Flüssigkeitsstrom in einer Menge von 180.4-70 kg/h wird aus der Kaltflashzone 20 durch eine Leitung 22 abgenommen. Hiervon werden 124.600 kg/h durch die Leitung 25 zur Vereinigung mit dem gekühlten ersten Dämpf estrom in der Leitung 14- abgezweigt, wodurch der

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Beschickungsstrom für den Kaltabscheider ⁵15 gebildet wird. Die verbleibenden 55·870 kg/h werden mit dem durch die Leitung 27 zufließenden dritten Flüssigkeitsstrom vereinigt und das Gemisch fließt durch die Leitung 22 weiter zu einem Fraktionierkolonnenerhitzer 28 und dann durch eine Leitung 29 in eine Fraktioniereinrichtung 50. Es ist ersichtlich, daß die Vereinigung des dritten Flüssigkeitsstroms der Leitung 27 mit dem nicht zurückgeführten Anteil des vierten Flüssigkeitsstroms in der Leitung 22 nur als Beispiel angeführt ist». Je nach den Gegebenheiten des Einzelfalles können diese Ströme auch zur Gewinnung der gewünschten Produkte getrennt fraktioniert werden.

Die Fraktioniereinrichtung 30 wird nach Maßgabe der gewünschten, daraus zu gewinnenden Fraktionen ausgelegt und bei entsprechenden Temperatur- und Druckbedingungen betrieben. Bei der beschriebenen Anlage großtechnischen Maßstabs bestand, wie gesagt, die Hauptforderung darin, die Erzeugung von Brennöl (3^3 C-plus)mit einem Schwefelgehalt nicht größer als 1,0 Gew.-% so groß wie möglich zu machen. Dieses Produkt verlässt die Fraktioniereinrichtung 30 in einer Menge von 219.130 kg/h über eine Leitung 33· Eine zweite Mitteldestillatfraktion (193 - 34-3°C) wird durch eine Leitung 32 in einer Menge von 19.240 kg/h abgezogen. Die im Benzinsiedebereich liegenden Anteile mit einem Siedeendpunkt von 193^OC (380⁰F) werden durch eine Leitung 31 in einer Menge von 10.920 kg/h abgenommen.

Wie= bereits erwähnt, können zahlreiche Abwandlun-

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gen des dargestellten Fließbildes vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise, können das Ammoniak und/oder Ammoniumsalze, die in dem Ausfluß der Umwandlungszone 8 enthalten sind, aus dem Verfahren durch Absorption in Wasser entfernt werden; hierzu wird letzteres in den Reaktionsproduktausfluß vor dessen Einleitung in den Heißabscheider 10 eingeführt. Das Wasser und Ammoniak werden mit dem ersten Dämpfestrom abgezogen, in deA Kaltabscheider

15 eingeführt und dann durch die Leitung 34- entfernt. Ge- -

wünschtenfalls kann das Wasser auch in den ersten Dämpfestrom, der den Heißabscheider 10 verlässt, eingeführt werden.

Zur weiteren Veranschauliehung der Erfindung sind in den nachstehenden !Tabellen die verschiedenen Beschickungsströme und abgetrennten Phasen für den Heißabscheider 10, den Kaltabscheider 15 ₅ die Heißflashzone 24- und die Kaltflashzone 20 angegeben.. Die labeile I zeigt die Zusammensetzungen des Ausflusses aus der Umwandlungszone (Leitung 9)_} des ersten Dämpfestroms (Leitung 12) und des ersten Flüssigkeitsstroms (Leitung 11). vor Abzweigung eines Teils durch ™ die Leitung 7 zur Rückführung in die Umwandlungszone.

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	■	Leitung	=■	8,8	8745,0	12	11
Tabelle I	Heißabscheider-Analysen, kg-Mol/h	Wasser	.13,3	1202,0	8,8	am ■»
Ammoniak	Schwefelwasserstoff 1116,0	93,5	13,3	r-
Wasserstoff	80,0	1066,0	83,7
Methan	14,5	8340,0	414,0
Ithan	30,8	1131,0	64,8
Propan	8,9	83,9 .	9,8
Isobutan	8,1	71,1	. 8,9
n-Butan	92,1	12,6	1,9
Isopentan	163,2	27,1	4,1
n-Pentan	1042,0	7,5	1,4
O6-1930O	6,8	1,3
193-3430O	69,6	22,6
über 3430O	74,3	90,2
72,8	969,0

Summe 12.618,2 10.984,8 1.67t,7

Die in der vorstehenden Aufstellung angegebenen 8,8 kg-Mol/h Wasser im Ausfluß der Reaktionszone sind auf den Wassergehalt des Rückführgases zurückzuführen.. Ein geringer !Ceil dieses Wassers gelangt in den wasserstoffreichen Rückführgas strom (Leitung 16). Die Funktion des Heißabschei-

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_ 23 -

ders 10 spiegelt sich darin wider, daß 63,5 Mol-% des

ersten llüssigkeitsstroms (Leitung 11) aus 195°O-plus <

Kohlenwasserstoffen bestellen, während der erste Dämpfestrom (Leitung 12) 98,6 Mol>-# an unterhalb etwa.1-93⁰G siedenden Bestandteilen enthält* Jedoch umfasst der erste Flüssigkeitsstrom noch etwa 24,7 Mol-% Wasserstoff und insgesamt 36,7 °/° an unterhalb etwa 195 C siedenden Anteilen*

In der nachstehenden Tabelle II sind die g

nach Komponenten aufgegliederten Analysen des Beahickungsstroms zum Kaitabscheider 15 (Leitung 14), der wasserstoffreichen zurückgeführten Gasphase (Leitung 16) und der zweiten flüssigen Phase (Leitung 18) zusammengestellt. Bei der Analyse für die Leitung 14 ist die Einführung von Wasser zur Entfernung von Ammoniak berücksichtigt, desgleichen die Tatsache, daß das in der Leitung 14 fließende Material aus einer Vereinigung des ersten Dämpfestroms (Leitung 12) und eines Teils des vierten Elüssigkeitsstroms (Leitung 25 * Abzweigung aus der Leitung 22) be- f steht*

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■-■24 -

Tabelle II

Kaitabscheider, Analysen der ein- und austretenden Ströme, kg-Mol/h

Leitung

14

Wasser	450,0*	8,8
Ammoniak	15,4	—
Schwefelwasserstoff	1202,0	887,0
Wasserstoff	8340, 0	825C,.O
Methan	1139,0	1077,0
A* than	89,6	71,5
Propan	85,0	57,9
Isobutan	17,3	9,7
n-Butan	39,9	^9,8
Isopentan	13,5	4,6
n-Pentan	13,1	3,9
O6-1930O	219,0	9,0
193-3430O	264,0	0,03
3430O plus	277,4	«WM·
Summe 1	2.163,2	10.399,2

316,1 74,9

61,9 18,3 27,1

7,6

20,2 8,8

9,3 210,0

264,1

300,0

1.318,3

* 4-36,6 lifol/h Wassereinführung zur Ammoniakentfernung. i)iese werden zusammen mit den 13>4 Mol/h Ammoniak durch die Leitung 34 entfernt.

Die in der Tabelle II angegebenen Werte erläutern die Arbeitsweise des Kaltabscheiders 15 und die Zweckmäßigkeit der Vereinigung eines Teils des vierten Flüssigkeitsstroms (Leitung 23) mit der Beschickung zu dem Abscheider. Hierdurch wird erreicht, daß der zurückgeführte wasserstoff—

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-■25 - .

reiche zweite Dämpfestrom, der einen der drei Produktströme des Trennverfahrens gemäß der Erfindung darstellt, etwa 80,0 MoI-⁰Zo Wasserstoff enthält und praktisch frei von 193°C-plus Kohlenwasserstoffen ist, während der zweite Flüssigkeitsstrom (Leitung 18) 61,3 Mol-% Butane und schwerere Kohlenwasserstoffe enthält.

Die Heißflashzone 24- dient zur Abtrennung leichter gasförmiger Bestandteile von den, unter Normalbedingungen flüssigen Kohlenwasserstoffen, die dann in der Fraktionier- Λ einrichtung 30 fraktioniert werden. Würden diese gasförmigen Komponenten andieser Stelle nicht entfernt, so würde ihre Anwesenheit in der Fraktioniereinrichtung 30 die Überkopfkondensation zur Deckung des Rückflußbedarfs äußerst schwierig machen und die Gewinnung von Benzinkohlenwasserstoffen nachteilig beeinflussen. Es wäre eine Anzahl von Verdichtungsstufen und/oder Absorptionszonen zur Auftrennung und Gewinnung der gewünschten.Produktströme erförderlich. In der nachstehenden !Tabelle III ist dies durch die nach Komponenten aufgegliederten Analysen des Anteils des ersten Flüssigkeitsstroms, der nicht durch die Leitung 7 abgezweigt wird (in der Tabelle: Leitung 11a), des dritten Dämpfestroms aus der Heißflashzone (Leitung 25) und des dritten Flüssigkeitsstroms (Leitung 27) veranschaulicht.

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Tabelle III

Heißflashzone, Analysen der ein- und austretenden Ströme,

' kg-Mol/h : ._

27

Leitung	11a
Fasser	-■·-—
Ammoniak	-_.
Schwefelwasserstoff	.-- 38,50
Wasserstoff	189,90
Methan	29,70
Xthan	4,50
Propan	4,11
Isobutan	0,87
η-Butan	1,90
Isopentan	0,65
n-Pentan	0,61
ο6-ΐ93°σ	10,39
193-3430O	41,47
über 343°0	446,00

Gesamt

767,60

34,43 177,75

27,65 3,81 3,49

0,68 1,48 0,47 0,44 6,26

11,05 15,45

282,96

4,10 12,46

2,86 0,70 0,74

0,19 0,43 0,18

0,17

4,11

30,41

431,00

487,35

Aus der Tabelle III ist ersichtlich, daß der dritte Flüssigkeitsstrom (Leitung 27) 94-,7 Mol-% 193°C-plus Kohlenwasserstoffe und nur 2,5 Mol-% Wasserstoff enthält. Unter Berücksichtigung des 0^-193⁰G Benzinanteils besteht der dritte Flüssigkeitsstrom nur zu 4,3 Mol-% aus unter-

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halb Hexan siedenden Bestandteilen.

In der nachstehenden !Tabelle IV ist die Wirkungsweise der Kaltflashzone 20 anhand der Kömponentenanalysen der durch die Leitung 19 zugeführten Beschickung, die aus einem Gemisch des zweiten Flüssigkeitsstroms und des gekühlten dritten Dämpfestroms besteht, sowie des vierten Dämpfestroms (Leitung 21) und des vierten Flüssigkeitsstroms (Leitung 22) veranschaulicht. Zur tibersieht und Widergabe eines Endergebnisses des {Drennverfahrens ist in der Tabelle IV auch die Komponentenanalyse der, vereinigten dritten und vierten Flüssigkeitsströme (Leitung 27 bzw. Leitung 22), nachdem ein Teil des letzteren durch die Leitung 23 zur Vereinigung mit dem ersten Dämpfestrom in der Leitung 14 abgezweigt worden ist, aufgeführt. Hierbei handelt es sich um das durch die Leitung 22 in den Erhitzer 28 und zur Produkttrennung in die Eraktioniereinrichtung 30 fließende Material.

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	Tabelle IV	der ein-	und	austretenden Ströme,	22-27
Kaltflashzone,	Analysen	kK-Mol/h			___
-		21		22
Leitung	19
Wasser				— -	59,8
Ammoniak					13,8
Schwefelwasser		168,	1	55,7	5,3 ■*
stoff	350,9	248,	0 -	1,4	3,4
Wasserstoff	252,5	78,	9	3,3	6t9
Methan	89,6	13,	5	2,6	2,2
Äthan	22,1	10,	3	6,2	6,0
Propan	30,6	1,	6	2,0	2,8
Isobutan	8,4	3,	2	5,6	3,0
n-Butan	21,6	o,	7	2,6	70, ο
Isopentan	9,3	ü,	6	2,8	114*3
n-Pentan	9,7	1,	0	65,9	519,0
O6-1930O	218,1		_	84,0
193-3430O	274,9		_	88,3
Über 3430O	289,2

Summe 1.576,9 525,9 320,4 806,5

Aus den in der Tabelle IV angegebenen Werten ist ersichtlich, daß der durch Vereinigung des dritten und vierten FlüssigkeitsStroms gebildete Strom etwa 89,0 Mol-% Butan und schwerere Kohlenwasserstoffe umfasst und

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daß der vierte Dämpfestrom (Leitung 21) zu 97»5 Mol-% aus Propan und leichten gasförmigen Bestandteilen besteht. Weiter ist zu entnehmen, daß das endgültig abgetrennte unter Hormalbedingungen flüssige Produkt, das schließlich zu den gewünschten Produkten fraktioniert wird, nur 1,7 Mol-% Wasserstoff enthält. Dies ist von wesentlichem Vorteil hinsichtlich einer technisch und wirtschaftlich günstigen Auslegung und Betriebsweise der Iraktioniereinrichtung JO.

Zusammenfassend sind in der nachstehenden Tabelle Y die G-esamtausbeuten, sowohl auf Volumen- als auch auf Gewichtsbasis, angegeben. Das angestrebte Produkt des beschriebenen Schwarzölumwandlungsverfahrens war

- in möglichst großer Menge - Brennöl (über 3^3⁰O) mit einem Schwefelgehalt von weniger als 1,0 Gew,-%. Aus der nachstehenden Tabelle geht hervor, daß dieses Produkt in einer Menge von 87,9 Vol.-% erhalten wurde.

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i645 825

Tabelle V

Schwarzölumwandlung, Gesamtausbeuten	Sp.G.*	l/h	Vol.-Jg	■Gew.-^
	0,9954	265,000	100,00	100,00 1,15
reduziertes Rohöl Wasserstoff, verbraucht	mm *m*m η hm w		...	0,09 3,07
Ammoniak Schwefelwasserstoff	mm mm mm NMH	U761	0,57	0,20 0,20 0,30
Methan Ithan Propan	H HBHB	398 921 405 405	0,15 0,35 0,15 o, 15	0,09 0,21 0,10 0, 10
Isobutan η-Butan Isopentan n-Pentan	0,7591 0,8602 0,9218	9.985 26,410 232.100	3,77 10,00 . 87,90	3,00 9,00 84,79
O6-1930O 193-3430O über 3430O

Summe

272.385

103, 04

101,15

*Sp.G. = Spezifisches Gewicht bei 20⁰O

Weiterhin ist ersichtlich, daß das gewünschte Produkt in der angegebenen hohen Ausbeute bei gleichzeitiger Erzeugung von nur 0,7 Gew.-Jo an leichten gasförmigen Abfallprodukten, nämlich Methan, A'than und Propan, gewonnen

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wurde. Weiter ist die Tatsache von Bedeutung, daß 9985 l/n Kohlenwasserstoffe im Benzinsiedebereich und etwa 26*410 l/h Mitteldestillat erzeugt wurden und der vereinigte Schwefelgehalt dieser beiden Produkte nur etwa 0,3 Gew.-$ betrug. Weiter kann ein Butan-Pentan-Eonzentrat, wenn dies, als Motorkraftstoffmischkomponente erwünscht ist, in einer Menge von mehr als 2129 l/n gewonnen werden.

Aus der vorstehenden Erläuterung und dem Ausfüh- _— rungsbeispiel gehen die wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Trennung und Aufarbeitung eines, Umwandlungsprodukts und die bei dessen Anwendung erzielbaren technischen Vorteile klar hervor. Auch die besonders vorteilhafte Anwendung dieses Mischphasentrennverfahrens auf die Umwandlung von Schwarzölen wurde aufgezeigt.

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Claims (18)

Pat entansprüche

1.1 Verfahren zur Trennung und Aufarbeitung eines heißen mischphasigen Produktausflusses eines Umwandlungsprozesses, der Wasserstoff, unter lormalbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffe und unter Normalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe enthält und aus der Umwandlung eines oberhalb 204⁰C siedenden Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials stammt, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) den Ausfluß in einer ersten Trennzone ohne wesentliche Verringerung des Drucks in einen ersten Flüssigkeitsstrom und einen ersten Dämpfestrom trennt,

b) den ersten Dämpfestrom auf eine Temperatur im Bereich von etwa 1-5,6° 'bis etwa 60⁰C kühlt,

c) den gekühlten ersten Dämpfestrom in einer zweiten Trennzone bei etwa dem gleichen Druck wie in der ersten Trennzone in einen wasserstoffreichen zweiten Dämpfestrom und einen zweiten Flüssigkeitsstrom tren«-nt,

d) mindestens einen Teil des ersten Flüssigkeitsstroms in einer dritten Trennzone bei einem wesentlich geringeren Druck in einen dritten Flüssigkeitsstrom, der unter HOr-

. malbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffe enthält, und einen dritten Dämpfestrom trennt,

e) den dritten Dämpfestrom kühlt und mit dem zweiten Flüssigkeitsstrom vereinigt, und

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f) das sich ergebende Gemisch in einer vierten Trennzone bei einer Temperatur im Bereich von etwa 15,6 'bis etwa 60⁰G in einen vierten Dämpfestrom, der unter Normalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe enthält, und einen vierten Flüssigkeitsstrom, der unter Hormalbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffe enthält, trennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil des ersten Flüssigkeitsstroms zurückführt und mit dem Einsatzmaterial vereinigt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil des vierten Flüssigkeitsstroms mit dem gekühlten ersten Dämpfestrom vor dessen Trennung in der zweiten Trennzone vereinigt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3? dadurch gekennzeichnet, daß man die dritte und die vierte Ürennzone bei etwa dem gleichen Druck hält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4-, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste Trennzone bei

einer Temperatur unterhalb etwa 399⁰G hält. "

.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5* dadurch gekennzeichnet, daß man den wasserstoffreichen zweiten Dämpfestrom zurückführt und mit dem Einsatzmaterial vereinigt,,

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß man der Stufe (a) den Produktausfluß aus der Umwandlung eines asphaltischen Kohlenwasserstoff einsatzmaterials, von dem mindestens 10,0 Vol.-% ober-

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•halb etwa 566° C sieden und das mindestens etwa 1,0 Gew..-% .Schwefel enthält, zuführt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Produkt au sfluß zuführt, der aus der Umwandlung eines Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials in Gegenwart von Wasserstoff in einer bei einem Druck im Bereich von etwa 68 bis etwa 204 atü gehaltenen Umwandlungszone stammtο

9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Produktausfluß zuführt, der aus einer Umwandlung des Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials bei einer Temperatur im Bereich von etwa 571 bis etwa 4-27°C stammt»

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9 in Verbindung mit einem Verfahren zur Umwandlung eines asphaltischen Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials, von dem mindestens 10,0 Vol.-% oberhalb etwa 566 O^-sieden und das min-

,I_xO Gew.-% Schwefer" enthält, „zu.einem Kohlenwasserstoffprodukt, von dem ein wesentlicher Anteil innerhalb des BrennölSiedebereichs siedet und das weniger als 1,0 Gevj.-fo Schwefel enthält, dadurch: gekennzeichnet, daß man

a) das Einsatzmaterial mit Wasserstoff vermischt und das sich ergebende Gemisch auf eine Temperatur über etwa 371°0 erhitzt,

b) das erhitzte Gemisch in einer.Umwandlungszone unter einem Druck von mehr als etwa 68,0 atü mit einem Umwandlungskat^alysator in Berührung bringt,

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c) den Ausfluß der Umwandlungszone in einer ersten !Brennzone ohne wesentliche Verringerung des Drucks in einen ersten Dämpfestrom und einen ersten !flüssigkeitsstroin trennt,

d) den ersten Dämpfestrom auf eine Temperatur im Bereich von etwa 15_?6 bis etwa 60⁰C kühlt,

e) den gekühlten ersten Dämpfestrom in einer zweiten Trenn-

• ■ -

zone bei etwa dem gleichen Druck wie in der ersten Trennzone in einen wasserstoffreichen zweiten Dämpfestrom und einen zweiten Flüssigkeitsstrom trennt,

f) mindestens einen Teil des ersten Flüssigkeitsstroms-in einer dritten Trennzone bei einem wesentlich geringeren Druck in einen dritten Flüssigkeitsstrom, der unter Bormalbedingungen flüssige Kohlenwasserstoffe enthält, und einen dritten Dämpfestrom trennt, .

g) den dritten Dämpfe strom kühlt und mit· dem zweiten !Flüssigkeitsstrom vereinigt, und ₌ _.=^-

h) das sich ergebende^SemlLsch in einer vierjteji^feennzon^Sei

einer Temperatur im Bereich von etwa 15»6 bis etwa 60⁰G in einen vierten Dämpf estrc-lT, der unter Kormalbedingungen gasförmige Kohlenwasserstoffe enthält, und einen vierten Flüssigkeitsstrom, der das Kohlenwasserstoffprodukt umfasst, trennt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste Trennzone bei einer Temperatur unterhalb etwa 399⁰C hält.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch

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- 36 - ■ .

gekennzeichnet, daß man einen Teil des ersten !Flüssigkeitsstroms zurückführt und mit dem Einsatzmaterial vereinigt.

13. Terfahren nach einem der Ansprüche 10 -12, dadurch gekennzeichnety daß man einen Teil des vierten Iflüssigkeitsstroms mit dem gekühlten ersten Dämpfestrom vor der Trennung in der zweiten Trennzone vereinigt.

14. "Verfahren nach einem der Ansprüche 10 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die dritte und die vierte Trennzone bei etwa dem gleichen Druck hält.

^ 15· Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die dritte und die vierte Trennzone bei einem Druck im Bereich von über etwa 1,0 bis etwa 13»6 atü hält.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß man den wasserstoff reichen zweiten Dämpfestrom zurückführt und mit dem Einsatzmaterial vereinigt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Umwandlungskatalysator verwendet, der mindestens eine.Metallkomponente aus den Gruppen VIb und VIII des Periodensystems in Vereinigung mit

: einem anorganischen Oxydträger aus der von Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd, Magnesiumoxyd, Zirkonoxyd, Boroxyd und Gemischen davon gebildeten Gruppe umfasst.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Umwandlungskatalysator verwendet, der eine Metallkomponente aus der von Molybdän, Wolfram und

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Chrom gebildeten Gruppe in einer Menge von etwa 1,0 bis etwa 20,0 Gew.-% und eine Metallkomponente aus der von Eisen, Kobalt und !Tickel gebildeten Gruppe in einer Menge von etwa 0,2 bis etwa 10,0 Qew.-°/o in Vereinigung mit einem anorganischen Oxydträger, der zwischen etwa 10,0 und etwa 37>O Gew.-% Siliciumdioxyd und zwischen etwa 63,0 und etwa 88,0 Gewo-% Aluminiumoxyd enthält, umfasst.

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sr \

Leersei'te