DE2133332A1 - Verfahren zur hydrierenden umwandlung von kohlenwasserstoffen - Google Patents

Verfahren zur hydrierenden umwandlung von kohlenwasserstoffen

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DE2133332A1 DE19712133332 DE2133332A DE2133332A1 DE 2133332 A1 DE2133332 A1 DE 2133332A1 DE 19712133332 DE19712133332 DE 19712133332 DE 2133332 A DE2133332 A DE 2133332A DE 2133332 A1 DE2133332 A1 DE 2133332A1
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Jun Frank Edward Guptill
Reese Albert Peck
Raymond Frederick Wilson
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Texaco Development Corp
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Texaco Development Corp
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    • 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
    • C10G47/00Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions

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  • 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)

Description

  • Verfahren zur hydrierenden Umwandlung von Kohlenwasserstoffen Die Erfindung betrifft die katalytische Desulfurierung und das katalytische Hydrocracken schweren Kohlenwasserstoffmaterials. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur gesteigerten Schwefelreduktion und Erhöhung der selektiven Ausbeuten niedriger siedender Kohlenwasserstoffe in einem besonders bevorzugten Siedebereich.
  • Die katalytische Behandlung schweren Kohlenwasserstoffmateri-.
  • als bei Temperaturen von 260 - 44-OC und erhöhten Drucken in Wasserstoffgegenwart zur Beeinflussung des Hydrocrackens ist bekannt. Im allgemeinen bestehen die bekannten Hydrocrackverfahren im Erhitzen schweren Kohlenwasserstoffmaterials auf eine gewünschte Reaktionstemperatur und Vermischen desselben entweder vor oder nach dem Erhitzen mit einem gewünschten H2-Anteil und Durchleiten der Mischung durch ein Reaktoroberteil oder einen Reaktorabschnitt, welche mit einem Bett körnigen katalytischen Materials gefüllt sind. Durch den Reaktor strömt in Katalysatorkontakt eine flüssige Phase, die aus höheren Kohlenwasserstoffen des Eingangsatromes zusammengesetzt ist und gelösten oder adsorbierten Wasserstoff enthält, zusammen mit dem Wasserstoffstrom abwärts. Alternativ kann der flüssige Ausgangsstrom etwas unterhalb des Reaktorkopfes und der Wasserstoff etwas oberhalb des Reaktorbodens eingeführt werden. Hierdurch strömt der Dampfphasenanteil des Eingangsstromes zusammen mit strippendem Wasserstoff und dem aus dem Eingangs strom freigesetzten Wasserstoff durch durch den oberen Reaktorteil aufwärts (Gas-flüssig-Gegenstromverfahren).
  • Bei Hydrodesulfurierungsverfahren, welche bisher vorgeschlagen wurden, wird eine Nischung aus Wasserstoff und einer Kohlenwasserstofffraktion mit einem großen Siedebereich in einem Reaktor, der einen Hydrodesulfurierungskatalysator im mittleren Reaktorbereich enthält, eingegeben. Die Mischung ist auf eine Temperatur vorgeheizt, die der Hydrodesulfurierungstemperatur entspricht, sodaß die Phasentrennung am Eintritt der Mischung erfolgt. Die Gasphase, bestehend im wesentlichen aus Wasserstoff und niedriger siedenden Kohlenwasserstoffen, entstammend dem Eingangsstrom, strömt durch den Reaktor aufwärts, wobei sie in der Weise mit einem geeigneten Katalysator in Kontakt tritt, daß die Dampfphasenumwandlung bei vollständiger Abwesenheit jeglicher Flüssigkeit erfolgt Gleichzeitig strömt die Flüssigphase, bestehend aus höher siedenden Kohlenwasserstoffen und gelöstem Wasserstoff durch den Reaktor abwärts wobei der Katalysatorkontakt eintritt. Dieses Verfahren kann als Zweistromhydrodesulfurierungsverfahren bezeichnet werden.
  • Eine Aufgabe dieser Erfindung ist die Effektivitätsverbesserung eines derartigen Zweistromhydrodesulfurierungsverfahrens.
  • Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung sind gesteigerte usbouten niedriger siedender Eohlenwassqrstoffe durch Hydrocrackan schweren Kohlenwasserstoffmaterials in einem Zweistromhydrokonverti erungsverfahren.
  • Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgaben betrifft ein Verfahren zur hydrierenden Umwandlung von Kohlenwasserstoffen unter gleichzeitiger Entschwefelung und Crackung, indem ein schweres Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterial abwärts durch eine Katalysatorzone, die aus einer ersten unterhalb des Ausgangsmaterialeintrittes befindlichen und einer zweiten oberhalb dieses Eintrittes angeordneten Katalysatorschicht besteht, eingeleitet wird und Wasserstoff im Gegenstrom zu dem schweren Kohlenwasserstoffausgangsmaterial in die erste Katalysatorschicht einströnt, wobei durch geeignete Wasserstoff zufuhr niedriger siedende Kohlenxfasserstoffe in der zweiten Katalysatorschicht festgehalten werden.
  • Es wurde nun gefunden, daß die Desulfurierung und das Hydrocracken schweren Kohlenwasserstoffmaterials in einem Zweistromwasserstoffkontaktverfahren erreicht werden kann, indem ein schweres Kohlenwasserstoffausgangsmaterial abwärts durch eine Katalysatorzone, die aus'einer ersten unterhalb des Ausgangsmaterialeintrittes befindlichen und siner zweiten oberhalb dieses Eintrittes angeordneten Katalysatorschicht besteht, strömt. Der Wasserstoff zustrom erfolgt in die erste Katalysatorschicht als Gegenstrom zum schweren Kohlenwasserstoffausgangsmaterial, während in der zweiten Katalysatorschicht eine niedriger siedende Flüssigkeit erhalten wird -und diese niedriger siedenden Flüssigkeiten aus dieser Schicht unter Hydrocrackbedingumgen wie Temperatur,- Druck und Raumgeschwindigkeit abgezogen werden. Die reduzierten Schwefel enthaltenden Kohinwasserstoffe werden aus der ersten und zweiten Katalysatorschicht unter Hydrodesulfurierungsbedingingen wie Temperatur, Druck und Raumgeschwindigkeit erhalten.
  • Ein entscheidener Aspekt dieser Erfindung liegt darin, daß die niedriger>siedende Flüssigkeit (im folgenden als "Blüssigkeit" bezeichnet) in der zweiten Katalysatorzone erhalten wird. Es wurde gefunden, daß, wenn die Flüssigkeit in der oberhalb des Ausgangsmaterialeintrittes befindlichen Katalysatorschicht vorhanden ist, eine gesteigerte Hydrosulfurierung unter den Hydrodesulfurierungsbedingungen und eine erhöhte Umwandlung und Selektivität bei der Konvertierung zu niedriger siedenden Kohlenwasserstoffen in einem besonders bevorzugten Siedebereich unter Hydrocrackbedingungen wie Druck, Temperatur und Raumgeschwindigkeit auftritt.
  • Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens tritt das schwere Kohlenwasserstoffmaterial in eine Katalysatorzone ein, die aus einer ersten unterhalb des Ausgangsmaterialeintrittes befindlichen Katalysatorschicht und einer zweiten oberhalb des Eintrittes angeordneten Schicht Katalysatormaterials besteht. Der Term "oberhalb" in Bezug zur zweiten Katalysatorschicht bedeutet nur, daß die zweite Katalysatorschicht in Beziehung zum auf steigenden Wasserstoff Gas und in Beziehung zu den aufsteigenden flüdntigen Kohlenwasserstoffen und den mitgerissenen flüssigen Kohlenwasseranteilen, die aus der ersten in die zweite Katalysatorschicht übergegangen sind, steht. Das Wort '!oberhalb" wird zur Definition der Strömungsverhältnisse der ersten Katalysatorschicht benutzt. Diese Strömungsverhältnisse beziehen sich auf die aus der ersten in die zweite Katalysatorschicht auf steigenden Gasströme von Wasserstoff, flüchtigen Kohlenwasserstoffen und mitgerissenen niedriger siedenden flüssigen Kohlenwasserstoffen.im Gegenstrom mit dem abströmenden schweren Kohlenwasserstoffmaterial. Die zweite Eatalysatorschicht kann im räumlichen Sinne direkt oberhalb der ersten Katalysatorschicht angeordnet sein, sodaß sich erste und zweite Katalysatorschicht in einem senkrechten Reaktor mit einem zwischen diesen angeordneten Eintritt für das schwere Kohlenwasserstoffausgangsmaterial befinden. Zwar beinhaltet die vorliegende Erfindung eine Anordnung für die zweite Katalysatorschicht in dem Sinne, daß diese Schicht in einem getrennten Reaktor, der mit dem ersten Reaktor über eine Leitung verbunden ist, angeordnet sein kann, aber in einer bevorzugten erfindungsgemässen Verfahrensausführung sind erste und zweite Katalysatorschicht in einem Vertikalreaktor vorhanden. In der beiden Katalysatorschichten befindet sich ein Katalysator, der entweder Hydrodesulfurierungs- oder Hydrocrackaktivität aufweist oder eine Kombination beider zeigt bei den angewendeten Verfahrensbedingungen wie Temperatur, Druck und Raumgescli4ndigkeit. Zusätzlich kann der Katalysator in der ersten Katalysatorschicht der gleiche wie in der zweiten Schicht oder von diesem verschieden sein. Beispielsweise können unterschiedliche Katalysatoren verschiedene Hydrodesulfurierungs- und Hydrocrackkatalysatoren sein oder eine Kombination von Hydrodesulfurierung- und Hydrocrackkatalysator darstellen.
  • Das schwere Kohlemfasserstoffausgangsmaterial tritt in die Katalysatorzone ein und steht in nbstrombeziehung zur ersten Katalysatorschicht. Wasserstoff wird am unteren Ende der ersten Katalysatorschicht eingeführt und/oder im mittleren Bereich dieser Schicht. Der Wasserstoff tritt hier mit den die erste Katalysatorschicht anströmenden Naterialien in Gegenstromaustausch und steigt zusammen mit den flüchtigen Kohlenwasserstoffen und den mitgerissenen flüssigen Kohlenwasserstoffen in die zweite Katalysatorschicht auf. Die flüchtigen und die flüssigen Kohlenwasserstoffe, die sich in der zweiten Katalysatorschicht ansammeln, verlassen diese in flüchtigem Zustand und werden auf bekannte Weise, z.B. durch Kühlen der Kohlenwassers-toffdämpfe und -flüssigkeiten, wiedergewonnen. Der die zweite Katalysator schicht verlassende Wasserstoff kann zusammen mit frischem Wasserstoff in die erste Katalysatorschicht zurückgeführt werden. Zusätzlich kann Wasserstoff wahlweise mit dem schweren Kohlenwasserstoffausgangsmaterial gemischt werden und diese Mischung kann bei Raumtemperatur oder bei Temperaturen, die den Hydrodesulfurierungs- oder Hydrocracktemperaturen gleichen, in die Katalysatorzone eingegeben werden. Ein besonderer Aspekt dieser Erfindung besteht im Aufrechterhalten einer Flüssigkeit in der zweiten Katalysatorschicht. Im allgemeinen wird eine Flüssigkeit in der zweiten Katalysatorschicht durch die Geschwindigkeit des in die erste Katalysatorzone - mit Hilfe jeder der genannten Verfahren-eintretenden Wasserstoff aufrechterhalten. Um eine Flüssigkeit in der zweiten Katalysatorschicht bei Anwendung von Wasserstoff aufrecht zu erhalten, wurde gefunden, daß Wasserstoffgeschwindigkeiten von mindestens 534 Nm 2/m) flüssige Ausgangscharge, vorzugsweise 534 - 4453 Nm5H2/m3 flüssige Ausgangscharge, in der ersten Katalysatorschicht benötigt werden. Der benötigte Wasserstoff braucht nicht rein vorzuliegen und es können Gase mit mehr als 65 Vol.-°,0 H2 verwendet werden. Der Term "Wasserstoff" bezieht sich auch auf als Nebenprodukt erhaltenen Reformier-Wasserstoff, auf Wasserstoff, der der Partialoxidation von Kohlenwasserstoff und nachfolgender Umwandlung (shift conversion) entstammt und auf durch Elektrolyse erhaltenen Wasserstoff. Diese Wasserstoffgasströme, z.B. entstammend katalytischen Reforming-Verfahren, in welchen der Wasserstoff Abgase, wie Methan und Aethan, als Verunreinigungen enthält, sind ausreichend. Die oben genannten Wasserstoffgeschwindigkeiten betreffen die tatsächlichen Geschwindigkeiten, mit denen der Wasserstoff in die erste Katalysatorschicht zum Aufrechterhalten einer flüssigen Phase in der zweiten Katalysatorschicht einströmt.
  • Die Einsatzmenge der flüssigen KohlenwasserstofCcharge in der ersten Katalysatorschicht kann ein wenig durch Verändern des auf strömenden Wasserstoffes variiert werden. Im allgemeinen wird eine hohe flüssige Einsatzmenge bevorzugt. Dicses bedeutet eine Einsatzmenge, die für eine maximale katalytische Effektivität in der Umwandlung des Ausgangsmaterials in niedriger siedende Kohlenwasserstoffe ausreicht.
  • Die in der zweiten Katalysatorschicht vorhandene Flüssigkeit stammt im allgemeinen aus dem schweren Kohlenwasserstoffausgangsmaterial und besteht aus einem niedriger siedenden Kohlenwasser stoff, der anfänglich im Ausgangsmateriel vorhanden ist oder im Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens gebildet wird. Im allgemeinen hat das flüssige Material einen Siedepunkt unterhalb 45400. Bevorzugt wird eine in der zweiten Katalysatorschicht befindliche Flüssigkeit, die mindestens etwa 90 Gew.-% einer Flüssigkeit mit einem Siedepunkt unterhalb 454°C enthält. Besonders bevorzugt ist ein unterhalb 454°C siedender Flüssigkeitsanteil von mindestens etwa 97 Gew.- insbesondere von mindestens etwa 99.- Gew.-%.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der Hydrodesulfurierung und im Hydrocracken schweren Kohlenwasserstoffausgangsmaterials angewendet werden, Unter dem Term "Hydrodesulfurierungsverfahren" wird eine zerstörungsfreie Hydrierung verstanden, wobei der Haupteinfluß in der Schwefelentfernung liegt. In der hydrierenden Entschwefelung werden geringe oder vernachlässigbare Anteile niedriger siedender Kohlenwasserstoffe aus dem schweren Ifohlenwasserstoffausgangsmaterial pro einmaligem Durchsatz erhalten. Im allgemeinen sind weniger als etwa 15 Gew.-% bei 34300 und höher siedende Anteile umgewandelt worden, bevorzugt weniger als etwa 5 Gew.-%.
  • Hydrocracken wird hier als hydrierender Abbau verstanden, wobei ein beträchtlicher Teil des Produktes bei einer Temperatur siedet, die unterhalb der Siedetemperatur des schweren Kohlenwasserstoffausgangsmaterials liegt. Im allgemeinen variiert der Umsatz pro einmaligem Durchlauf des bei 454°C und höher siedenden Ausgangsmaterials von etwa 20 bis etwa 80 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 30 bis etwa 65 Gew.-%.
  • Die Hydrodesulfurierungs- und Hydrocrackbedingungen wie Druck, Temperatur und Raumgeschwindigkeit können über einen großen.
  • Bereich variiert werden. Angewendete Bedingungen sind solche, die in einem Fall die Sch,efelentferntrn'g bewirken und im anderen Fall zu einer gesteigerten Ausbeute an niedriger siedenken Kohlenwasserstoffen führen.
  • Der Bereich des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft auch einen Katalysator in der ersten und zweiten Katalysatorschicht unter Verfahrensbedingungen, wie Druck und Temperatur, die eine Hydrodesulfurierung bewirken, während der gleiche Katalysator bei anderen Druck- und Temperaturbedingungen zum Hydrocracken schweren Kohlenwasserstoffmaterials dienen kann.
  • Eine große Zahl schwerer Kohlenwasserstofffraktionen und/oder Destillaten kann als Ausgangsmaterial im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Derartige schwere Kohlenwasserstofffraktionen schließen im gesamten Bereich siedende Rohöle, getoppte Rohöle oder Toprückstände, atmosphärische Destillate, Vakuumkolonnensümpfe, Sumpfprodukte, welche Anlagen zur kurzzeitigen Zersetzung von Erdölprodukten zur Erzielung einer niedrigen Viskosität entstammen (viabreaker bottoms product), schwere Kreislaufprodukte aus der thermischen und katalytischen Crackung, etc. ein und Mischungen zweier oder mehrerer der obigen Materialien. Ein besonders bevorzugtes schweres Kohlenwasserstoffausgangsmaterial sind die deasphaltierten atmosphärischen und Vakuumkolonnensümpfe, welche bei Temperaturen von mindestens 2880C und Atmosphärendruck erhalten wurden, sowie derartige Ausgangsmaterialien und deren Mischungen, die mindestens etwa 10 Gew.-% bei 45400 und höher siedende Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise etwa 25 Gew.-%, enthalten.
  • Die Verfahrensbedingungen der ersten und zweiten Katalysatorschicht im erfindungsgemäßen Zweistromverfahren bestehen in Temperaturen von etwa 316 bis etwa 454°C, vorzugsweise von etwa 385 bis etwa 413°C, für die Hydrodesulfurierung und von etwa 413 bis etwa 441°C für das Hydrocracken; die Drucke betragen von etwa 35,2 bis etwa 352 kg/cm2, vorzugsweise von etwa 70,3 bis etwa 141 kg/cm2 für die, Hydrodesulfurierung und von etwa 105 bis etwa 176 kg/cm2 für das Hydrocracken, sowie LHSV (liquid hourly space velocities) (Volumen Ausgangs-@ material/Volumen Katalysator und Stunde) von etwa 0,1 bis etwa 10, vorzugsweise von etwa o, 2 bis etwa 1,5 für die Hydrodesulfurierung und von etwa o,2 bis etwa 2,0 für das Hydrocracken.
  • Im allgemeinen werden bevorzugt annähernd die gleichen Bevdingungen in der ersten und zweiten Katalysatorschicht angewendet, obwohl die Gasgeschwindigkeiten in der ersten und zweiten Katalysatorschicht voneinander abweichen, beruhend auf dem Wasserstoffanteil, der vermischt zusammen mit dem schweren Kohlenwasserstoffausgangsmaterial anfänglich in die Katalysatorzone eingeführt und/oder im Verfahren verbraucht wird. Deshalb können die Wasserstoffgeschwindigkeiten in der zweiten Katalysatoschicht ein wenig höher als die Wasserstoffgeschwindigkeiten in der ersten Katalysatorschicht sein.
  • Zusätzlich können verschiedene LHSV in den beiden Katalysatorschichten geregelt werden, je nachdem der prozentuale Umsatz und/oder die Desulfurierung pro einmaligem Durchsatz sind.
  • In allgemeinen sind die lHSV in der zweiten Katalysatorschicht größer als in der ersten. Zusätzlich kann, falls die Katalysatorschichten in getrennten Reaktoren angeordnet sind, Temperatur und Druck variiert werden.
  • Der Hydrodesulfurierungskatalysator kann jedes der Übergangsmetalle, deren Metalloxide, Metallsulfide oder andere Metall salze, die die Hydrodesulfurierung katalysieren und nicht durch H2S oder andere Schwefelverbindungen vergiftet werden, enthalten. Ein berorzúgtér Katalysator enthält die Oxide und/oder die Sulfide, z'.B.' die Oxide oder Sulfide von Molybdän, Wolfram, Eisen, Kobalt, Nickel, Chrom und ähnlicher Metalle. Vanadiumverbindungen können ebenfalls in einigen Fällen verwendet werden. Eine besonders aktive Kombination besteht aus den Metalloxiden oder -sulfiden der VI B-Gruppe des PSE mit Metalloxiden oder -sulfiden der VIII. Gruppe. Z.B. können Gemische mit Molybdänoxid und Kobaltoxid, Molybdänoxid und Nickeloxid, Wolframsulfid und Nickelsulfid und ähnliche angewendet werden.
  • Ein besonders aktiver Katalysator enthält eine als Kobaltmolybdat bekannte Mischung, welche eine Mischung von Kobalt-und Molybdänoxiden sein kann, wobei das Atomverhältnis Co:Mo zwischen 0,4 und 5,0 liegen kann. Dieser Katalysator oder jeder andere obige Katalysator kann in unvermischter Form oder alternativ auf einem geeigneten oxidischen adsorbierenn Träger, wie z.B. Aluminiumoxid, SiO2, Zirkon-, Thorium-, iSagnesium-, Titanoxid, Bauxit, säureaktivierten Tonerden oder einer Kombination dieser Oxide, in verdünnter Form verwendet werden.
  • Der zur Umwandlung der angegebenen Kohl enwasserstoff ausgangsmaterialien verwendete Hydrocrackkatalysator kann ein kristallisiertes, metallisches Aluminosilicatzeolit, mit einem aus der Platingruppe stammenden Metall (z.B. Platin oder Palladium), welches auf dem Aluminosilicatzeolit niedergeschlagen oder mit demselben vermischt ist, sein. Die kristallisierten Zeolite zeichnen sich durch eine hochgeordnete Kristallstruktur aus, haben gleichmäßige Porenöffnungen und eine anionische Aluminosilicatkäfigstruktur, in welcher Aluminiumoxid und SiO2 traedrisch eng benachbart sitzen. Hierdurch sind eine große Zahl aktiver Stellen vorhanden, sodaß zusammen mit den gleichmässigen Porenöffnungen der erleichterte Zutritt bestimmter Molekülstrukturen ermöglicht wird. Es wurde gefunden, daß kristalline Aluminosilicatzeolite mit einem wirksamen Porendurchmesser von etwa 6-15 AtStröm, vorzugsweise 8-15 Angström, vermischt mit einem Metall der Platingruppe, besonders nach dem Basenaustausch, um den Gehalt von Alkalioxiden (z.B. Na2O) im Zeolit auf weniger als etwa 10 Gew.-% zu vermindern, wirksame lIydrocrackkatalysatoren, besonders für die hier betrachteten Kohlenwasserstoffausgangsmaterialien, darstellen.
  • Weiter kann der Katalysator ein Wasserstoffträgerkatalysator enthaltend ein Metall der VIII. Gruppe des PSE, wie Nickel, Kobalt,'Eiaen -oder eines der Metalle aus der Platingruppe, wie Palladium, Platin, Iridium oder Ruthenium auf einem geeigneten Träger, sein. Allgemein wird ein Oxid oder Sulfid eines Metalls der VIII. Gruppe (besonders Eisen, Kobalt oder Nickel) in Mischung mit einem Oxid oder Sulfid oder einem Metall der Gruppe VI B (vorzugsweise Molybdä.n oder Wolfram) bevorzugt. Geeignete Träger einschließlich saurer Träger sind: SiO2-Aluminiumoxid, 810 2-Magnesiumoxid und andere bekannte Träger für Grackkatalysatoren; die sauren Tonerden; fluoriertes Aluminiumoxid; Mischungen anorganischer Oxide wie Aluminiumoxid, SiO2, Zirkonoxid und Titanoxid mit genügend sauren-Eigenschaften, um eine hohe Crackaktivität zu gewährleisten.
  • Weiter können die verschiedenen Metalle, Metalloxide und -sulfide auf einer Mischung von Trägermaterialien verwendet, werden. Beispielsweise können Zeolit und ein Aluminiumoxid zusammen;vermischt als Trägermaterial in veränderlichen Anteilen eingesetzt werden, wobei auf dem Trägermaterial verschiedene Metalle niedergeschlagen sind.
  • Zur besseren Beurteilung der Erfindung sind die nachfolgenden Beispiele, die keine Begrenzung der Erfindung darstellen sollen, wiedergegeben: Beispiel 1 Es wurde ein senkrechter Zweistromdruckreaktor (split flow vertical pressure reactor) mit 1.500 ccm Inhalt, ausgerüstet mit einer Ausgangsmaterialeinleitung in mittlerer Höhe des Reaktors, einer Ableitung für gebildete Produkte jeweils am Boden und am Kopf des Reaktors, einer Gaseinleitung am Boden des Reaktors, einer Heizung, sowie einem ersten und zweiten Siebkatalysatortestbett enthaltend 700 ccm Katalysator jeweils unterhalb und oberhalb der Ausgangsmaterialeinleitung verwendet. In jedem Katalysatorbett befanden sich Nickeloxid (3 Gew.-%) Molybdänoxid (13 6 Gew.-%o) auf Aluminiumoxid (1.59 mm Tabletten). Ein atmosphärischer Toprückstand -Safaniya -, Eigenschaften siehe Tabelle I wurde mit annähernd 93°C im Ab strom auf das erste Hydrierungskatalysatorbett mit einer LISV von 1.0 (Volumen Flüssigkeit des Ausgangsmaterials/Volumen Katalysator und Stunde) gegeben.
  • Wasserstoff wird durch die Gasleitung im Gegenstrom mit einer Geschwindigkeit von 2850 Nm3E2/m3 Ausgangsmaterial eingeblasen bei 41300 und 105 kg/cm2 in den beiden Katalysatorschichten. Ein aus den beiden Katalysatorschichten ausströmendes Produkt wurde gesammelt und vereinigt.
  • Beispiel 2 Es wurde ein Abstromreaktor (downflow reactor) mit Ausgangsmaterial - und Wasserstoffeinleitung am Reaktorkopf und eine Produktableitung am Boden und am Kopf des Reaktors verwendet.
  • Der benutzte Katalysator und das Ausgangsmaterial waren identisch mit denen in Beispiel 1. Wasserstoff und Charge strömen abwärts auf den Katalysator mit einer LlISV von 1,0, bei 41300, 105 kg/cm2 und einer Wasserstoffgeschwindigkeit von 2850 Nm3 H2/m) Ausgangsmaterial. Das Produkt wurde gesammelt.
  • Beispiel 3 Ein Gegenstromreaktor ausgerüstet mit einer Materialeinleitung und Gasableitung am Kopf des Reaktors und einer Gaseinleitung und Produktableitung am Reaktorboden wurden benutzt.
  • Der Katalysator und das Ausgangsmaterial entsprachen Beispiel 1. Wasserstoff und Ausgangsmaterial wurden im Gegenstrom auf den Katalysator geblasen: LHSV 1,0, 413°C, 105 kg/ cm2, 2850 Nm3H2/m3 Ausgangsmaterial. Das Produkt wurde gesammelt.
  • Die" Analyse der gesammelten Produkte für die Beispiele ii 2 und 3" ist zusammen mit den Eigenschaften des Ausgangsmaterials In tabelle t gegeben.
  • T A B E L L E I Ausgangsmaterial: Toprückstand (Safaniya) -Produkte Ausgangsmaterial Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Zwei strom- Ab strom Gegenstrom gegenstrom Gesammeltes *) Produkt (Gew.-%) H2S+ NH3 . 0,5 0,4 0,4 Cl 0,3 0,6 0,2 C3@ 0,2 0,5 0,2 C4@ 0,2 0,6 0,2 C5 0,2 0,8 0,2 C6 - 93°C) 0,4) 0,9) 1,4) C6-204°C 12,2 2,3 2,3 93- 204°C 11,8) 1,4) 0,9) 204-343°C 4,5 26,5 6,3 14,0 343-454°C 20,3 13,3 14,6 21,3 454°C und höher 78,2 46,3 73,4 61,9 Schwefel, Gew.-% 4,5 1,23 2,5 2,39 Entschwefelung Gew.-% 72,7 44,5 46,9 Umwandlung der bei 454 C und höher siedenden Produkte 40,3 6,2 20,8 *) Berechnet als H2-freie vereinigte Kopf- und Bodenprodukte T A B E L L E II H2-Umlaufgeschwindigkeit Produkt aus (4) Produkt aus (5) 3117Nm3H2/m3 285 Nm3H2/m3 Produktanalyse S Gew.-% 1,22 2,09 C-Rückstand " " 7,93 12,52 N " " 0,15 0,25 Entschwefelung " " 64,1 38,5 Beispiel 4 In einem Reaktor nach Beispiel 1 mit 300 ccm Katalysator jeweils in beiden Katalysatorschichten enthaltend jeweils Nickeloxid (3 Gcw.-%) Molybdänoxid (13,6 Gew.-%) auf 1,59 mm Aluminiumoxidtabletten wurde arabisches vakuum-getopptes Rohöl im Ab strom auf das erste Hydrierungskatslysatorbett mit einer LHSV von 1,0 gegeben. Die Eigenschaften dieses arabischen Rohöls sind folgendermaßen: Eigenschaften des Ausgangsmaterials (Arabisches vakuum-getopptes Rohöl) API in Grad 8,7 C-Rückstand Gew.-% 17,55 S Gew.-% 3.4 N, Gew.-% 0,28 Vakuumdestillation Gew.-% Beginn des Siedens - 204°C 204 - 343°C -343 - 45400 454°C - Siedeende 100 Bei 413°C, 105 kg/cm2 und einer Wasserstoffumlaufgeschwindigkeit von 3117 Nm3/m3 Ausgangsmaterial in den beiden Katalysatorschichten wurde ein aus'den Schichten gesammeltes Produkt vereinigt.
  • Beispiel 5 In einem Reaktor nach Beispiel 1 und den Katalysatorverhältnissen gemäß Beispiel 4 wurde das in Beispiel 4 verwendete Ausgangsmaterial unter gleichen Verfahrensbedingungen aber mit nur 285 i'3H2/m3 Ausgangsmaterial verarbeitet. Ein vereinigtes Produkt aus den Katalysatorschichten wird erhalten.
  • Die Eigenschaften der Produkte aus den Beispielen 4 und 5 sind in der Tabelle II angegeben.
  • Die Ergebnisse der Tabelle I demonstrieren die hervorragende leistung des erfindungagemäßen Verfahrens in der Urlwandlung von 454°C und höher siedendem Material bei einmaligem Durchsatz im Vergleich zum Gegenstromverfahren (Beispiel 2) und dem Abstromverfahren (Beispiel 3). Weiter wird eine beträchtlich höhere Entschwefelung unter Hydrocrackbedingungen als in dem bekannten Verfahren (Beispiele 2 und 3) erhalten. In Beispiel 1 wird eine Umwandlung von 40,3 Gew.-% für 454°C und höher siedendes Material erreicht. Diese Umwandlung ist im Vergleich um 100% höher als im Gegenstromverfahren und um ca. 700% höher als in der Abstrommethode. Die Entschwefelung betrug das Zweifache von Gegenstrom- und Abstromverfahren. Von besonderer Wichtigkeit ist die Flüssigkeitsgegenwart zur Erzielung einer optimalen Entschwefelung, wie es aus den Ergebnissen in Tabelle II hervorgeht. Insbesondere ergibt ein Vergleich der Beispiele 4 und 5 den -besonderen Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich das Aufrechterhalten einer niedriger siedenden Flüssigkeit in derzweiten Katalysatorschicht. Ein Vergleich der Wasserstoffumlaufgeschwindigkeiten von 3117 Nm3H2 im erfindungsgemäßen Verfahren zu 285 Nm3H2 für das bereits bekannte Verfahren liefert eine Desulfurierung von 64,1% für die Erfindung und 38,5% für das bekannte Verfahren. Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt eine Entschwefelung, die ca. zweimal größer als im bekannten Verfahren ist.

Claims (3)

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur hydrierenden Umwandlung von Kohlenwasserstoffen unter gleichzeitiger Entschwefelung und Crackllng, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß schweres Kohlenwasserstoffausgangsmaterial abwärts in eine Katalysatorzone, die aus. einer ersten oberhalb des Ausgangsmaterialeintrittes befindlichen und einer zweiten unterhalb des Eintrittes angeordneten Katalysatorschicht besteht, eingeleitet wird und Wasserstoff im Gegenstrom zu dem schweren Kohlenwasserstoffausgangsmaterial in die erste Katalysatorschicht einströmt, wobei durch geeignete Wasserstoff zufuhr niedriger siedende flüssige Kohlenwasserstoffe in der zweiten Katalysatorschicht festgehalten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die niedriger siedenden flüssigen Kohlenwasserstoffe in der zweiten Katalysatorschicht durch eine Wasserstoffgeschwindigkeit von mindestens 534 Nm3H2/m3 Ausgangsmaterial, vorzugsweise von 534 -4452 Nm3H2/m3 Ausgangsmaterial festgehalten werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, , d a d u r c h g e k en n -z e i c h n.e t g daß niedrige siedende flüssige Kohlenwasserstoffe festgehalten werden, die mindestens etwa zu 97 Gew.-%, vorzugsweise mindestens etwa zu 99 Gew.-%, unterhalb 4540C sieden.
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